DE102023105186A1

DE102023105186A1 - Licht emittierende Vorrichtung

Info

Publication number: DE102023105186A1
Application number: DE102023105186.5A
Authority: DE
Inventors: Satoshi Seo; Nobuharu Ohsawa; Hideko YOSHIZUMI
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2022-03-04
Filing date: 2023-03-02
Publication date: 2023-09-07
Also published as: CN116709796A; US20230282772A1; KR20230131123A; JP2023129377A

Abstract

Eine Licht emittierende Vorrichtung mit hoher Emissionseffizienz und hoher Zuverlässigkeit wird bereitgestellt. Eine Licht emittierende Schicht der Licht emittierenden Vorrichtung beinhaltet eine erste Substanz, die Licht von einem Dublett-Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittiert, und eine zweite Substanz, die eine fluoreszierende Substanz ist. Die Absorptionskante mit der längsten Wellenlänge unter den Absorptionskanten in dem Absorptionsspektrum der ersten Substanz befindet sich bei einer Wellenlänge von kürzer als die Wellenlänge der Absorptionskante mit der längsten Wellenlänge unter den Absorptionskanten in dem Absorptionsspektrum der zweiten Substanz. Die erste Substanz weist eine kurze Exzitonen-Lebensdauer und eine hohe Exzitonenerzeugungseffizienz auf und die effiziente Energieübertragung tritt zwischen der ersten Substanz und der zweiten Substanz auf; daher kann die Licht emittierende Vorrichtung hohe Emissionseffizienz und hohe Zuverlässigkeit aufweisen.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine organische Verbindung, ein organisches Halbleiterelement, eine Licht emittierende Vorrichtung, einen Photodiodensensor, ein Anzeigemodul, ein Beleuchtungsmodul, eine Anzeigevorrichtung, ein elektronisches Gerät, eine Beleuchtungsvorrichtung und eine elektronische Vorrichtung. Es sei angemerkt, dass eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht auf das vorstehende technische Gebiet beschränkt ist. Das technische Gebiet einer Ausführungsform der Erfindung, die in dieser Beschreibung und dergleichen offenbart wird, betrifft einen Gegenstand, ein Verfahren oder ein Herstellungsverfahren. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft einen Prozess, eine Maschine, ein Erzeugnis oder eine Zusammensetzung. Spezifische Beispiele für das technische Gebiet einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen eine Halbleitervorrichtung, eine Anzeigevorrichtung, eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, eine Beleuchtungsvorrichtung, eine Energiespeichervorrichtung, eine Speichervorrichtung, eine Abbildungsvorrichtung, ein Betriebsverfahren dafür und ein Herstellungsverfahren dafür.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Licht emittierende Vorrichtungen (auch als organische EL-Vorrichtungen bezeichnet), die organische Verbindungen umfassen und Elektrolumineszenz (EL) nutzen, kommen in der Praxis vermehrt zum Einsatz. Bei der grundlegenden Struktur von derartigen Licht emittierenden Vorrichtungen ist eine organische Verbindungsschicht, die eine Licht emittierende Substanz enthält, zwischen einem Paar von Elektroden angeordnet. Ladungsträger werden durch Anlegen einer Spannung an die Vorrichtung injiziert, und die Rekombinationsenergie der Ladungsträger wird genutzt, wodurch eine Lichtemission von der Licht emittierenden Substanz erhalten werden kann.
Da derartige Licht emittierende Vorrichtungen selbstleuchtend sind, weisen Anzeigevorrichtungen, bei denen die Licht emittierenden Vorrichtungen für Pixel verwendet werden, eine höhere Sichtbarkeit auf als Flüssigkristallanzeigevorrichtungen, und keine Hintergrundbeleuchtung wird benötigt. Anzeigevorrichtungen, die derartige Licht emittierende Vorrichtungen beinhalten, sind auch insofern sehr vorteilhaft, als sie dünn und leicht sein können. Ein weiteres Merkmal von derartigen Licht emittierenden Vorrichtungen ist, dass sie eine sehr schnelle Ansprechgeschwindigkeit aufweisen.
Da Licht emittierende Schichten von derartigen Licht emittierende Vorrichtungen sukzessiv in einer planaren Form ausgebildet werden können, kann eine planare Lichtemission erhalten werden. Es ist schwierig, dieses Merkmal mit Punktlichtquellen, die durch Glühlampen und LEDs typisiert werden, oder linearen Lichtquellen, die durch Fluoreszenzlampen typisiert werden, zu erzielen; daher haben die Licht emittierenden Vorrichtungen ebenfalls ein großes Potential als planare Lichtquellen, die für Beleuchtungsvorrichtungen und dergleichen verwendet werden können.
Anzeigevorrichtungen oder Beleuchtungsvorrichtungen, die Licht emittierende Vorrichtungen umfassen, sind, wie vorstehend beschrieben, für eine Vielzahl von elektronischen Geräten geeignet, und die Forschung und Entwicklung von Licht emittierenden Vorrichtungen mit besseren Eigenschaften ist vorangeschritten.
Beispielsweise berichtet Nicht-Patentdokument 1 eine Licht emittierende Vorrichtung, die einen Lanthanoid-Komplex als Licht emittierenden Dotierstoff enthält.
[Referenz]
[N icht-Patentdokument]
[Nicht-Patentdokument 1] Liding Wang und sechs andere, „Review on the Electroluminescence Study of Lanthanide Complexes“, Advanced Optical Materials, 2019, 7, 1801256
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine Licht emittierende Vorrichtung mit hoher Emissionseffizienz bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine sehr zuverlässige Licht emittierende Vorrichtung bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine Licht emittierende Vorrichtung mit einer niedrigen Betriebsspannung bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine Licht emittierende Vorrichtung mit hoher Farbreinheit bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine Anzeigevorrichtung mit niedrigem Stromverbrauch, ein elektronisches Gerät mit niedrigem Stromverbrauch oder eine Beleuchtungsvorrichtung mit niedrigem Stromverbrauch bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine sehr zuverlässige Anzeigevorrichtung, ein sehr zuverlässiges elektronisches Gerät oder eine sehr zuverlässige Beleuchtungsvorrichtung bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine Anzeigevorrichtung mit hoher Farbreinheit, ein elektronisches Gerät mit hoher Farbreinheit oder eine Beleuchtungsvorrichtung mit hoher Farbreinheit bereitzustellen.
Bei der vorliegenden Erfindung ist es lediglich erforderlich, dass mindestens eine der vorstehend beschriebenen Aufgaben erfüllt wird.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Licht emittierende Vorrichtung bereitgestellt, die durch die Energieübertragung von einer Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz auf eine fluoreszierende Substanz Licht emittiert. Der F-d-Übergang, der paritätserlaubt ist, ermöglicht eine relativ hohe Übergangsrate zur Lichtemission und eine kurze Exzitonen-Lebensdauer, was zu einer hohen Rate der Energieübertragung auf einen Energieakzeptor, d. h. die fluoreszierende Substanz, führt. Außerdem basiert das Lichtemissionsprozess der fluoreszierenden Substanz auf dem spinerlaubten Übergang von einem Singulett-Anregungszustand zu einem Singulett-Grundzustand, wobei die Übergangsrate hoch ist. Als Ergebnis werden Exzitonen in der Licht emittierenden Vorrichtung schnell zur Lichtemission von der fluoreszierenden Substanz verbraucht, wodurch die Licht emittierende Vorrichtung sehr zuverlässig sein kann.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Licht emittierende Vorrichtung bereitgestellt, die Licht durch die Energieübertragung von einer Licht von einem bei einem spezifischen f-d-Übergang beobachteten Dublett-Anregungszustand emittierenden Substanz auf eine fluoreszierende Substanz emittiert. Der Lichtemissionsprozess einer Licht von einem Dublett-Anregungszustand emittierenden Substanz basiert auf dem Übergang von einem Dublett-Anregungszustand zu einem Dublett-Grundzustand, der spinerlaubt ist. Dementsprechend wird eine wesentlich hohe Übergangsrate erzielt, was in Anbetracht der vorstehend beschriebenen Rate der Energieübertragung auf die fluoreszierende Substanz vorzuziehen ist. Es sei angemerkt, dass der Dublett-Anregungszustand bevorzugter auf dem f-d-Übergang basiert, der paritätserlaubt ist. Außerdem kann die Licht emittierende Vorrichtung einen characteristisch kleinen Energieverlust aufweisen, da die Energieübertragung auf den Triplett-Anregungszustand der fluoreszierenden Substanz, die zur Lichtemission nicht beiträgt, aufgrund der verbotenen Energieübertragung von dem Dublett-Zustand auf den Triplett-Zustand verhindert wird. Daher kann die Licht emittierende Vorrichtung hohe Effizienz neben hoher Zuverlässigkeit aufweisen.
Es ist wahrscheinlich, dass die Lichtemission von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs, die die Lichtemission von einem Dublett-Anregungszustand umfasst, aufgrund eines d-Orbitals ein breites Emissionsspektrum aufweisen, wodurch die Lichtemission leicht eine niedrige Farbreinheit aufweist. Diesen Nachteil kann man mit der Lichtemission von der fluoreszierenden Substanz, die die vorstehend beschriebene Energieübertragung nutzt, überwinden, so dass die Licht emittierende Vorrichtung eine Lichtemission mit einem verschmälerten Emissionsspektrum und einer hohen Farbreinheit aufweisen kann.
Das heißt, dass eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Licht emittierende Vorrichtung ist, die eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode und eine organische Verbindungsschicht umfasst und bei der die organische Verbindungsschicht befindet sich zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode; die organische Verbindungsschicht umfasst eine Licht emittierende Schicht; die Licht emittierende Schicht enthält eine erste Substanz und eine zweite Substanz; die erste Substanz bildet einen Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs; die zweite Substanz emittiert Licht von einem Singulett-Anregungszustand; und die Absorptionskante mit der längsten Wellenlänge unter den Absorptionskanten in dem Absorptionsspektrum der ersten Substanz befindet sich bei einer Wellenlänge von kürzer als die Wellenlänge der Absorptionskante mit der längsten Wellenlänge unter den Absorptionskanten in dem Absorptionsspektrum der zweiten Substanz.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Vorrichtung, die eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode und eine organische Verbindungsschicht umfasst und bei der die organische Verbindungsschicht befindet sich zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode; die organische Verbindungsschicht umfasst eine Licht emittierende Schicht; die Licht emittierende Schicht enthält eine erste Substanz und eine zweite Substanz; die erste Substanz bildet einen Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs; die zweite Substanz emittiert Licht von einem Singulett-Anregungszustand; und die Bandlücke der ersten Substanz ist größer als die Bandlücke der zweiten Substanz.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Vorrichtung, die eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode und eine organische Verbindungsschicht umfasst und bei der die organische Verbindungsschicht befindet sich zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode; die organische Verbindungsschicht umfasst eine Licht emittierende Schicht; die Licht emittierende Schicht enthält eine erste Substanz und eine zweite Substanz; die erste Substanz bildet einen Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs; und die zweite Substanz emittiert Licht von einem Singulett-Anregungszustand. Die Licht emittierende Vorrichtung emittiert Licht von der zweiten Substanz.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Vorrichtung, die eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode und eine organische Verbindungsschicht umfasst und bei der die organische Verbindungsschicht befindet sich zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode; die organische Verbindungsschicht umfasst eine Licht emittierende Schicht; die Licht emittierende Schicht enthält eine erste Substanz und eine zweite Substanz; die erste Substanz bildet einen Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs; die zweite Substanz emittiert Licht von einem Singulett-Anregungszustand; und der Anteil der ersten Substanz ist höher als der Anteil der zweiten Substanz in der Licht emittierenden Schicht.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Vorrichtung mit der vorstehenden Struktur, bei der die erste Substanz Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittiert.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Vorrichtung, die eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode und eine organische Verbindungsschicht umfasst und bei der die organische Verbindungsschicht befindet sich zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode; die organische Verbindungsschicht umfasst eine Licht emittierende Schicht; die Licht emittierende Schicht enthält eine erste Substanz und eine zweite Substanz; die erste Substanz emittiert Licht von einem Dublett-Anregungszustand; die zweite Substanz emittiert Licht von einem Singulett-Anregungszustand; und die Absorptionskante mit der längsten Wellenlänge unter den Absorptionskanten in dem Absorptionsspektrum der ersten Substanz befindet sich bei einer Wellenlänge von kürzer als die Wellenlänge der Absorptionskante mit der längsten Wellenlänge unter den Absorptionskanten in dem Absorptionsspektrum der zweiten Substanz.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Vorrichtung, die eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode und eine organische Verbindungsschicht umfasst und bei der die organische Verbindungsschicht befindet sich zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode; die organische Verbindungsschicht umfasst eine Licht emittierende Schicht; die Licht emittierende Schicht enthält eine erste Substanz und eine zweite Substanz; die erste Substanz emittiert Licht von einem Dublett-Anregungszustand; die zweite Substanz emittiert Licht von einem Singulett-Anregungszustand; und die Bandlücke der ersten Substanz ist größer als die Bandlücke der zweiten Substanz.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Vorrichtung, die eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode und eine organische Verbindungsschicht umfasst und bei der die organische Verbindungsschicht befindet sich zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode; die organische Verbindungsschicht umfasst eine Licht emittierende Schicht; die Licht emittierende Schicht enthält eine erste Substanz und eine zweite Substanz; die erste Substanz emittiert Licht von einem Dublett-Anregungszustand; und die zweite Substanz emittiert Licht von einem Singulett-Anregungszustand. Die Licht emittierende Vorrichtung emittiert Licht von der zweiten Substanz.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Vorrichtung, die eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode und eine organische Verbindungsschicht umfasst und bei der die organische Verbindungsschicht befindet sich zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode; die organische Verbindungsschicht umfasst eine Licht emittierende Schicht; die Licht emittierende Schicht enthält eine erste Substanz und eine zweite Substanz; die erste Substanz emittiert Licht von einem Dublett-Anregungszustand; die zweite Substanz emittiert Licht von einem Singulett-Anregungszustand; und der Anteil der ersten Substanz ist höher als der Anteil der zweiten Substanz in der Licht emittierenden Schicht.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Vorrichtung, die eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode und eine organische Verbindungsschicht umfasst und bei der die organische Verbindungsschicht befindet sich zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode; die organische Verbindungsschicht umfasst eine Licht emittierende Schicht; die Licht emittierende Schicht enthält eine erste Substanz und eine zweite Substanz; die erste Substanz emittiert Licht von einem Dublett-Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs; die zweite Substanz emittiert Licht von einem Singulett-Anregungszustand; und die Absorptionskante mit der längsten Wellenlänge unter den Absorptionskanten in dem Absorptionsspektrum der ersten Substanz befindet sich bei einer Wellenlänge kürzer als die Wellenlänge der Absorptionskante mit der längsten Wellenlänge unter den Absorptionskanten in dem Absorptionsspektrum der zweiten Substanz.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Vorrichtung, die eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode und eine organische Verbindungsschicht umfasst und bei der die organische Verbindungsschicht befindet sich zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode; die organische Verbindungsschicht umfasst eine Licht emittierende Schicht; die Licht emittierende Schicht enthält eine erste Substanz und eine zweite Substanz; die erste Substanz emittiert Licht von einem Dublett-Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs; die zweite Substanz emittiert Licht von einem Singulett-Anregungszustand; und die Bandlücke der ersten Substanz ist größer als die Bandlücke der zweiten Substanz.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Vorrichtung, die eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode und eine organische Verbindungsschicht umfasst und bei der die organische Verbindungsschicht befindet sich zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode; die organische Verbindungsschicht umfasst eine Licht emittierende Schicht; die Licht emittierende Schicht enthält eine erste Substanz und eine zweite Substanz; die erste Substanz emittiert Licht von einem Dublett-Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs; und die zweite Substanz emittiert Licht von einem Singulett-Anregungszustand. Die Licht emittierende Vorrichtung emittiert Licht von der zweiten Substanz.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Vorrichtung, die eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode und eine organische Verbindungsschicht umfasst und bei der die organische Verbindungsschicht befindet sich zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode; die organische Verbindungsschicht umfasst eine Licht emittierende Schicht; die Licht emittierende Schicht enthält eine erste Substanz und eine zweite Substanz; die erste Substanz emittiert Licht von einem Dublett-Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs; die zweite Substanz emittiert Licht von einem Singulett-Anregungszustand; und der Anteil der ersten Substanz ist höher als der Anteil der zweiten Substanz in der Licht emittierenden Schicht.
ine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Vorrichtung mit der vorstehenden Struktur, bei der die erste Substanz ein organischer Komplex ist, der ein Seltenerdelement enthält.
ine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Vorrichtung mit der vorstehenden Struktur, bei der die erste Substanz ein organischer Komplex ist, der dreiwertiges Cer enthält.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Vorrichtung mit der vorstehenden Struktur, bei der die Halbwertsbreite des Emissionsspektrums der zweiten Substanz kleiner ist als die Halbwertsbreite des Emissionsspektrums der ersten Substanz.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Vorrichtung mit der vorstehenden Struktur, bei der die Licht emittierende Schicht ferner eine dritte Substanz enthält und die dritte Substanz den größten Anteil in der Licht emittierenden Schicht ausmacht.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Vorrichtung mit der vorstehenden Struktur, bei der die Licht emittierende Schicht ferner eine dritte Substanz enthält und die dritte Substanz die größte Bandlücke aufweist.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Vorrichtung mit der vorstehenden Struktur, bei der die dritte Substanz thermisch aktivierte, verzögerte Fluoreszenz aufweist.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Vorrichtung mit der vorstehenden Struktur, bei der die Licht emittierende Schicht ferner eine dritte Substanz und eine vierte Substanz enthält und die Summe des Anteils der dritten Substanz und des Anteils der vierten Substanz größer ist als sowohl der Anteil der ersten Substanz wie auch der Anteil der zweiten Substanz.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Vorrichtung mit der vorstehenden Struktur, bei der die Licht emittierende Schicht ferner eine dritte Substanz und eine vierte Substanz enthält und die Bandlücke der dritten Substanz und die Bandlücke der vierten Substanz größer sind als die Bandlücke der ersten Substanz und die Bandlücke der zweiten Substanz.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Vorrichtung mit der vorstehenden Struktur, bei der die dritte Substanz und die vierte Substanz einen Exciplex bilden.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Vorrichtung mit der vorstehenden Struktur, bei der die dritte Substanz eine organische Verbindung mit einer Lochtransporteigenschaft ist und die vierte Substanz eine organische Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft ist.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Vorrichtung mit der vorstehenden Struktur, bei der die dritte Substanz eine organische Verbindung mit einem π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring oder einem aromatischen Amin-Gerüst ist und die vierte Substanz eine organische Verbindung mit einem π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring ist.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein elektronisches Gerät, das die vorstehende Licht emittierende Vorrichtung und einen Sensor, einen Bedienungsknopf, einen Lautsprecher oder ein Mikrofon beinhaltet.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Beleuchtungsvorrichtung, die die vorstehende Licht emittierende Vorrichtung und ein Gehäuse beinhaltet.
Einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entsprechend kann eine Licht emittierende Vorrichtung mit hoher Emissionseffizienz bereitgestellt werden. Einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entsprechend kann alternativ eine sehr zuverlässige Licht emittierende Vorrichtung bereitgestellt werden. Einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entsprechend kann alternativ eine Licht emittierende Vorrichtung mit einer niedrigen Betriebsspannung bereitgestellt werden. Einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entsprechend kann alternativ eine Anzeigevorrichtung mit einem niedrigen Stromverbrauch, ein elektronisches Gerät mit einem niedrigen Stromverbrauch oder eine Beleuchtungsvorrichtung mit einem niedrigen Stromverbrauch kann bereitgestellt werden. Einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entsprechend kann alternativ eines von ein sehr zuverlässig Anzeigevorrichtung, ein sehr zuverlässig elektronisches Gerät und ein sehr zuverlässig Beleuchtungsvorrichtung kann bereitgestellt werden.
Es sei angemerkt, dass die Beschreibung dieser Wirkungen dem Vorhandensein weiterer Wirkungen nicht im Wege steht. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist nicht notwendigerweise alle diesen Wirkungen auf. Weitere Wirkungen werden aus der Erläuterung der Beschreibung, der Zeichnungen, der Patentansprüche und dergleichen ersichtlich und können davon abgeleitet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist ein Energiebanddiagramm einer Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2A bis 2C sind schematische Ansichten von Licht emittierenden Vorrichtungen von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
3A und 3B stellen eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
4A und 4B stellen eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
5A bis 5E sind Querschnittsansichten, die ein Beispiel für ein Herstellungsverfahren einer Anzeigevorrichtung darstellen.
6A bis 6D sind Querschnittsansichten, die ein Beispiel für ein Herstellungsverfahren einer Anzeigevorrichtung darstellen.
7A bis 7D sind Querschnittsansichten, die ein Beispiel für ein Herstellungsverfahren einer Anzeigevorrichtung darstellen.
8A bis 8C sind Querschnittsansichten, die ein Beispiel für ein Herstellungsverfahren einer Anzeigevorrichtung darstellen.
9A bis 9C sind Querschnittsansichten, die ein Beispiel für ein Herstellungsverfahren einer Anzeigevorrichtung darstellen.
10A bis 10C sind Querschnittsansichten, die ein Beispiel für ein Herstellungsverfahren einer Anzeigevorrichtung darstellen.
11A und 11B sind perspektivische Ansichten, die ein Strukturbeispiel eines Anzeigemoduls darstellen.
12A und 12B sind Querschnittsansichten, die Strukturbeispiele einer Anzeigevorrichtung darstellen.
13 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Strukturbeispiel einer Anzeigevorrichtung darstellt.
14 ist eine Querschnittsansicht, die ein Strukturbeispiel einer Anzeigevorrichtung darstellt.
15 ist eine Querschnittsansicht, die ein Strukturbeispiel einer Anzeigevorrichtung darstellt.
16 ist eine Querschnittsansicht, die ein Strukturbeispiel einer Anzeigevorrichtung darstellt.
17A bis 17D stellen jeweils ein Beispiel für ein elektronisches Gerät dar.
18A bis 18F stellen jeweils ein Beispiel für ein elektronisches Gerät dar.
19A bis 19G stellen jeweils ein Beispiel für ein elektronisches Gerät dar.
20 ist ein Diagramm, das Leuchtdichte-Stromdichte-Eigenschaften einer Licht emittierenden Vorrichtung 1, einer Licht emittierenden Vorrichtung 2 und einer Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 1 zeigt.
21 ist ein Diagramm, das Leuchtdichte-Spannungs-Eigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtung 1, der Licht emittierenden Vorrichtung 2 und der Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 1 zeigt.
22 ist ein Diagramm, das Stromeffizienz-Stromdichte-Eigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtung 1, der Licht emittierenden Vorrichtung 2 und der Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 1 zeigt.
23 ist ein Diagramm, das Stromdichte-Spannungs-Eigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtung 1, der Licht emittierenden Vorrichtung 2 und der Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 1 zeigt.
24 ist ein Diagramm, das Blauindex (B1)EStromdichte-Eigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtung 1, der Licht emittierenden Vorrichtung 2 und der Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 1 zeigt.
25 ist ein Diagramm, das externe QuanteneffizienzDStromdichte-Eigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtung 1, der Licht emittierenden Vorrichtung 2 und der Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 1 zeigt.
26 ist ein Diagramm, das Elektrolumineszenzspektren der Licht emittierenden Vorrichtung 1, der Licht emittierenden Vorrichtung 2 und der Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 1 zeigt.
27 ist ein Diagramm, das die Zeitabhängigkeit der normierten Leuchtdichte der Licht emittierenden Vorrichtung 1, der Licht emittierenden Vorrichtung 2 und der Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 1 zeigt.
28 ist ein Diagramm, das Absorptionsspektren von 1,6mmtBuTMSDPhAPrn-02 und [Ce(bmpz₃)(bmpz₂)O]₂ zeigt.
29 ist ein Diagramm, das Absorptionsspektren von DPhANbna und [Ce(bmpz₃)(bmpz₂)O]₂ zeigt.
30 ist ein Diagramm, das Elektrolumineszenzspektren von 1,6mmtBuTMSDPhAPrn-02, DPhANbna und [Ce(bmpz₃)(bmpz₂)O]₂ zeigt.
31 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zum Zeichnen einer Tangente zum Bestimmen einer Absorptionskante zeigt.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die folgende Beschreibung beschränkt ist und dass es sich Fachleuten ohne Weiteres erschließt, dass Modi und Details der vorliegenden Erfindung auf verschiedene Weise modifiziert werden können, ohne vom Gedanken und Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Daher sollte die vorliegende Erfindung nicht als auf die Beschreibung der folgenden Ausführungsformen beschränkt angesehen werden.
In dieser Beschreibung und dergleichen kann eine Vorrichtung, die unter Verwendung einer Metallmaske oder einer feinen Metallmaske (FMM) ausgebildet wird, als Vorrichtung mit einer Metallmaske- (MM-) Struktur bezeichnet werden. In dieser Beschreibung und dergleichen kann eine Vorrichtung, die ohne Verwendung einer Metallmaske oder einer FMM ausgebildet wird, als Vorrichtung mit einer metallmaskenlosen (metal maskless, MML-) Struktur bezeichnet werden.
(Ausführungsform 1)
Es ist lange her, seit Displays (organische EL-Displays), die organische EL-Vorrichtungen (nachstehend auch als Licht emittierende Vorrichtungen bezeichnet) als Anzeigeelemente beinhalten, in die Praxis umgesetzt worden sind. Diese Displays werden normalerweise mit Licht mit mindestens drei Farben von Rot, Grün und Blau emittierenden Pixeln bereitgestellt, um die Vollfarbanzeige zu erhalten.
Diese Pixel werden mit Licht emittierenden Vorrichtungen für die jeweiligen Emissionsfarben bereitgestellt. In einem Display, das mit einem Sideby-Side-Verfahren oder einem sogenannten separaten Farbgebungsverfahren hergestellt wird, enthalten Licht emittierende Vorrichtungen Licht emittierende Dotierstoffe, die den jeweiligen Emissionsfarben entsprechen.
Beispiele für die Licht emittierenden Dotierstoffe, die oft in derartigen Licht emittierenden Vorrichtungen verwendet werden, umfassen eine Licht von einem Singulett-Anregungszustand emittierende fluoreszierende Substanz, eine die thermisch aktivierte, verzögerte Fluoreszenz (TADF) aufweisende Substanz und eine Licht von einem Triplett-Anregungszustand emittierende phosphoreszierende Substanz, und diese Substanzen werden intensiv erforscht (Anmerkung: Der Grundzustand jeder der Substanzen ist normalerweise Singulett).
Es ist bekannt, dass bei organischen EL-Vorrichtungen, bei denen die Anregung durch Strom bewirkt wird, die theoretische Grenze der internen Quantenausbeute einer fluoreszierenden Substanz, die nur einen Singulett-Anregungszustand für die Lichtemission nutzen kann, 25 % ist, da das Verhältnis zwischen der Erzeugungswahrscheinlichkeit eines Singulett-Anregungszustandes und derjenigen eines Triplett-Anregungszustandes 1:3 ist. Im Gegensatz dazu kann eine phosphoreszierende Substanz einen Singulett-Anregungszustand durch das Intersystem-Crossing in einen Triplett-Anregungszustand umwandeln, und ermöglicht daher theoretisch eine interne Quantenausbeute von 100 %, was zur hohen Emissionseffizienz einer Licht emittierenden Vorrichtung führt. Deshalb werden phosphoreszierende Substanzen bei vielen rotes und grünes Licht emittierenden Vorrichtungen in derzeit kommerzialisierten organischen EL-Displays verwendet.
Jedoch enthalten viele Displays fluoreszierende Substanzen, die niedrigere Effizienz aufweisen, als Licht emittierende Dotierstoffe von blaues Licht emittierenden Vorrichtungen, während sie phosphoreszierende Substanzen als Licht emittierende Dotierstoffe von rotes und grünes Licht emittierenden Vorrichtungen enthalten. Der Hauptgrund dafür ist, dass Licht emittierende Vorrichtungen, die phosphoreszierende Substanzen als blaues Licht emittierende Dotierstoffe enthalten, im Allgemeinen eine kurze Lebensdauer aufweisen und kaum hohe Zuverlässigkeit aufweisen kann. Als Ergebnis sind fast alle blaues Licht emittierende Vorrichtungen, die in den heute im Handel erhältlichen organischen EL-Displays verwendet werden, fluoreszierende Vorrichtungen.
Die Lösung des Problems der Lebensdauer ermöglicht, dass organische EL-Displays deutlich verbesserte Leistung aufweisen, indem sie blaue phosphoreszierende Substanzen mit hoher Emissionseffizienz in blaues Licht emittierenden Vorrichtungen enthalten. Die kurze Lebensdauer von blauen phosphoreszierenden Vorrichtungen hat zwei wesentliche Ursachen.
Die erste Ursache ist, dass die Energie des Triplett-Zustandes einer gemeinsamen Substanz niedriger ist als die Energie des Singulett-Zustandes dieser. Da die blaue Lichtemission eine höhere Energie aufweist als die rote und grüne Lichtemission, muss die blaue Lichtemission von einem Triplett-Anregungszustand (die blaue Phosphoreszenz) eine Substanz mit einem höheren Triplett-Anregungsniveau als eine rote phosphoreszierende Substanz und eine grüne phosphoreszierende Substanz erfordern. Da, wie vorstehend beschrieben, die Energie des Triplett-Zustandes normalerweise niedriger ist als die Energie des Singulett-Zustandes, muss das Singulett-Anregungsniveau einer blauen phosphoreszierenden Substanz höher sein als das Triplett-Anregungsniveau, das ursprünglich hoch ist. Eine Substanz mit einem derartigen hohen Anregungsniveau ist weniger stabil als eine Substanz mit einem niedrigeren Anregungsniveau; daher wird verhindert, dass eine blaue phosphoreszierende Vorrichtung höhere Zuverlässigkeit aufweist als rote und grüne phosphoreszierende Vorrichtungen und fluoreszierende Vorrichtungen. Außerdem würde die Dispersion der blauen phosphoreszierenden Substanz in einem Wirtsmaterial in einer Licht emittierenden Schicht die Situation komplizierter machen, da in Anbetracht des Energieübertragungspfades in der Licht emittierenden Schicht das Wirtsmaterial ein Triplett-Anregungsniveau und ein Singulett-Anregungsniveau, die sich bei einem höheren Energieniveau befinden als diejenigen der blauen phosphoreszierenden Substanz, aufweisen muss.
Die zweite Ursache ist, dass eine phosphoreszierende Substanz eine lange Emissionslebensdauer (auch als Phosphoreszenzlebensdauer oder Exzitonen-Lebensdauer bezeichnet) aufweist. Der Übergang von einem Triplett-Anregungszustand zu einem Singulett-Grundzustand ist spinverboten, während der Übergang von einem Singulett-Anregungszustand zu einem Singulett-Grundzustand spinerlaubt ist; daher ist die Emissionslebensdauer der Phosphoreszenz viel länger als diejenige der Fluoreszenz (Phosphoreszenzlebensdauer: ~µs, Fluoreszenzlebensdauer: -ns). Eine lange Phosphoreszenzlebensdauer bedeutet eine lange Lebensdauer eines Triplett-Exzitons. Deshalb bleibt bei einer phosphoreszierenden Licht emittierenden Vorrichtung ein Licht emittierender Dotierstoff lange Zeit in einem Anregungszustand mit hoher Energie, was die Verschelchterung des Licht emittierenden Dotierstoffs oder von nahe liegenden Substanzen fördert.
Wie vorstehend beschrieben, ist die Energie des Triplett-Anregungszustandes einer blauen phosphoreszierenden Substanz höher als die Energie des Triplett-Anregungszustandes einer roten oder grünen phosphoreszierenden Substanz; daher wird eine blaue phosphoreszierende Vorrichtung deutlich von der langen Exzitonen-Lebensdauer beeinflusst, so dass noch verhindert wird, dass sie ausreichend hohe Zuverlässigkeit für den praktischen Einsatz aufweist.
Nebenbei ermöglicht die vorstehend erwähnte TADF aufweisende Substanz, die Licht von einem Singulett-Anregungszustand emittiert und daher eine Art von fluoreszierender Substanz ist, umgekehrtes Intersystem-Crossing. Eine derartige TADF aufweisende Substanz kann daher die Triplett-Anregungsenergie in die Singulett-Anregungsenergie umwandeln und kann theoretisch eine interne Quantenausbeute von 100 % erzielen, wie eine phosphoreszierende Substanz. Im Hinblick darauf ist eine Licht emittierende Vorrichtung, die eine TADF aufweisende Substanz als Licht emittierenden Dotierstoff enthält, vorgeschlagen worden, und die Vorrichtung hat eine externe Quanteneffizienz von höher als 25 % erfüllt. Jedoch hat eine blaues Licht emittierende Vorrichtung, die eine TADF aufweisende Substanz enthält, das Problem eines hohen Triplett-Anregungsniveaus wie eine phosphoreszierende Substanz, und die Exzitonen-Lebensdauer in der Vorrichtung ist lang, da umgekehrtes Intersystem-Crossing verboten ist; daher erfüllt die blaues Licht emittierende Vorrichtung, die eine TADF aufweisende Substanz enthält, heute kaum ausreichende Zuverlässigkeit wie eine blaue phosphoreszierende Vorrichtung.
Ein organischer Komplex, der ein Seltenerdelement enthält und Licht durch den 4/-5d-Übergang emittiert, der der Übergang zwischen einem f-Orbital und einem d-Orbital ist, ist bekannt. Viele Seltenerdelemente bilden einen Anregungszustand durch den 4f-4f-Übergang, der paritätsverboten ist, um eine lange Exzitonen-Lebensdauer (-ms) aufzuweisen. Im Gegensatz dazu ermöglichen einige Seltenerdelement-Ionen, z. B. Ce³⁺, Sm²⁺, Eu²⁺, Tm²⁺ und Yb²⁺, dass ihre organische Komplexe Licht von einem Anregungszustand auf Basis des 4/-5d-Übergangs emittieren. Der f-d-Übergang ist paritätserlaubt und ist daher relativ schnell, so dass organische Komplexe, die eines dieser Ionen enthalten, eine relativ kurze Exzitonen-Lebensdauer (~µs) aufweisen.
Ein organischer Komplex, der eines der vorstehenden Ionen enthält, weist im Wesentlichen die gleiche Exzitonen-Lebensdauer auf wie eine heute verwendete phosphoreszierende Substanz, wenn er einfach als Licht emittierender Dotierstoff verwendet wird. Jedoch kommt bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Struktur zum Einsatz, bei der die Energie von einem organischen Komplex, der eines der vorstehenden Ionen enthält, auf eine fluoreszierende Substanz übertragen wird. In diesem Fall kann die Exzitonen-Lebensdauer der organischen Komplexe deutlich kürzer sein als diejenige in dem Fall, in dem der organische Komplex zur Lichtemission (~µs) gebracht wird, was die Beeinflussung der vorstehend beschriebenen Verschelchterung aufgrund einer langen Exzitonen-Lebensdauer verringern kann. Es sei angemerkt, dass unter derartigen Substanzen, die einen Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs bilden, insbesondere Ce³⁺ und Eu²⁺ in Anbetracht einer zu erhaltenden Emissionswellenlänge für sichtbares Licht emittierende Vorrichtungen geeignet sind. Wenn eine blaue Lichtemission zu erhalten ist, werden organische Komplexe von Ce³⁺ und Eu²⁺, die relativ hohe Anregungsenergie ermöglichen, besonders bevorzugt.
Es wird erwartet, dass die die Energieübertragung von einem organischen Komplex von Ce³⁺ (4^f1) oder Eu²⁺ (4^f7), der Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittiert, auf eine Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die fluoreszierende Substanz nutzt, hohe Zuverlässigkeit aufweist, wenn die Exzitonen-Lebensdauer und die Anregungsenergie berücksichtigt werden. Sowohl der Grundzustand als auch der Anregungszustand der organischen Komplexe von Ce³⁺ (4^f1) sind Dublett, wodurch der organische Komplex Licht von dem Dublett-Anregungszustand emittiert. Mit anderen Worten: Der Übergang zwischen dem Grundzustand und dem Anregungszustand der organischen Komplexe von Ce³⁺ (4^f1) ist sowohl paritätserlaubt als auch spinerlaubt, was eine kürzere Exzitonen-Lebensdauer (-ns) ermöglicht. Dies bedeutet, dass die Exzitonen-Lebensdauer der organischen Komplexe von Ce³⁺ (4^f1) verringert wird, so dass sie sehr kurz zu dem Zeitpunkt der Energieübertragung von dem organischen Komplex auf die fluoreszierende Substanz in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, was sehr wirkungsvoll zur Verwirklichung einer verkürzten Exzitonen-Lebensdauer ist.
Bei der Stromanregung werden, wie bereits vorstehend beschrieben worden ist, ein Singulett-Anregungszustand und ein Triplett-Anregungszustand in einem Verhältnis von 1:3 erzeugt; indessen wird, da der Dublett-Anregungszustand eines organischen Komplexes von Ce³⁺ (4^f1) sein einziger Anregungszustand ist, der organische Komplex nicht der Einschränkung der Spinauswahlregel unterzogen und erzeugt theoretisch den Dublett-Anregungszustand mit einer Wahrscheinlichkeit von 100 %. Dies bedeutet, dass bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung alle Exzitonen, die in einer Licht emittierenden Schicht erzeugt werden, in dem Dublett-Anregungszustand sein können, bevor die Energieübertragung und die Anregungsenergie auf eine fluoreszierende Substanz übertragen werden können. Das heißt, dass eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die die Energieübertragung von einer von einem Dublett-Anregungszustand Licht emittierenden Substanz (ein typisches Beispiel dafür ist ein organischer Komplex von Ce³⁺ (4^f1)) auf eine fluoreszierende Substanz nutzt, die Spinauswahlregel überwindet, um eine interne Quantenausbeute von 100 % zu erfüllen.
Daher kann die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die die Energieübertragung von einer von einem Dublett-Anregungszustand Licht emittierenden Substanz (ein typisches Beispiel für diese ist ein organischer Komplex von Ce³⁺ (4^f1)) auf eine fluoreszierende Substanz nutzt, hohe Effizienz und hohe Zuverlässigkeit aufweisen.
Es gibt nur wenige Beispiele einschließlich des Nicht-Patentdokuments 1, in denen ein Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierender organischer Komplex auf einen Licht emittierenden Dotierstoff einer Licht emittierenden Vorrichtung angewendet wird, und keine ausreichende Forschung der Anwendung ist durchgeführt worden. Deshalb gibt es viel Raum für Verbesserungen bei der Leistung eines derartigen organischen Komplexes bezüglich der Anzeigequalität, wie z. B. der Chromatizität oder der Farbreinheit. Beispielsweise weist die Lichtemission von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs oft ein breites Emissionsspektrum aufgrund eines d-Orbitals auf, um eine niedrige Farbreinheit aufzuweisen. Außerdem kann bei einer Licht emittierenden Vorrichtung, in der ein derartiger als Licht emittierender Dotierstoff dienender organischer Komplex in einem gemeinsam verwendeten Wirtsmaterial dispergiert wird, die Triplett-Anregungsenergie des Wirtsmaterials nicht für die Lichtemission verwendet werden, und die Möglichkeiten der Licht von einem Dublett-Anregungszustand emittierenden Substanz kann in einigen Fällen nicht voll ausgechöpft werden.
Im Gegensatz dazu hat die Forschung von fluoreszierenden Substanzen, die Licht zu dem Zeitpunkt des Übergangs von einem Singulett-Anregungszustand zu einem Singulett-Grundzustand emittieren, eine lange Geschichte, und viele fluoreszierende organische Verbindungen, die Licht emittieren, dessen Chromatizität und Farbreinheit für Displays geeignet sind, sind entwickelt worden. Die Emissionsspektren von vielen fluoreszierenden Substanzen weisen tatsächlich schmalere Halbwertsbreiten auf als die Emissionsspektren der Lichtemission von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs. Fluoreszierende Substanzen, einschließlich derjenigen, die blaues Licht mit hoher Energie emittieren, sind relativ stabil, da sie Licht von einem Singulett-Anregungszustand emittieren. Es wird daher vorzuziehen, dass eine fluoreszierende Substanz als am Ende Licht emittierende Substanz verwendet wird.
In Anbetracht des Vorstehenden haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung den Fokus auf eine Licht emittierende Vorrichtung, bei der eine Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierende Substanz als Energiedonator verwendet wird und eine fluoreszierende Substanz als Licht emittierender Dotierstoff (Energieakzeptor) verwendet wird, um herauszufinden, dass diese Licht emittierende Vorrichtung sowohl hohe Emissionseffizienz als auch hohe Zuverlässigkeit erfüllen kann.
Wie vorstehend beschrieben, weist eine Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierende Substanz eine relativ kurze Exzitonen-Lebensdauer auf, da der f-d-Übergang paritätserlaubt ist. Dies bedeutet, dass dann, wenn die Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierende Substanz als Energiedonator verwendet wird, die Verschelchterung aufgrund der Exzitonen des Energiedonators nicht leicht auftritt.
Was hier wichtig ist, ist die Energieübertragung von den Exzitonen des Energiedonators auf die fluoreszierende Substanz als Licht emittierenden Dotierstoff.
Die Mechanismen der intermolecularen Energieübertragung werden grob in den Förster-Mechanismus und den Dexter-Mechanismus eingeteilt. Die Energieübertragung durch den Förster-Mechanismus ist in dem Fall erlaubt, in dem sowohl der Elektronenübergang zu dem Zeitpunkt, zu dem ein Energiedonator in einem Anregungszustand in den Grundzustand zurückgesetzt wird, als auch der Elektronenübergang zu dem Zeitpunkt, zu dem ein Energieakzeptor in dem Grundzustand in einen Anregungszustand zurückgesetzt wird, ein erlaubter Übergang ist. Daher ist die Energieübertragung auf eine fluoreszierende Substanz durch den Förster-Mechanismus erlaubt, nur wenn die Energieübertragung diejenige auf den Singulett-Anregungszustand der fluoreszierenden Substanz ist, und die Energieübertragung auf den Triplett-Anregungszustand dieser durch den Förster-Mechanismus tritt nicht auf. Das liegt daran, dass eine fluoreszierende Substanz normalerweise ein sehr schwaches oder kein Absorptionsspektrum aufweist, das einem Triplett-Anregungszustand entspricht.
Die Energieübertragung durch den Dexter-Mechanismus ist unter Bedingungen erlaubt, in denen die gesamte Spin-Multiplizität vor und nach der Energieübertragung gleich. Der Anregungszustand und der Grundzustand eines organischen Komplexes von Ce³⁺ sind Dublett (Anregungszustand: D*, Grundzustand: Do). Der Grundzustand einer fluoreszierenden Substanz ist Singulett (So). Dementsprechend ist dann, wenn die Energie von dem organischen Komplex von Ce³⁺ (Energiedonator) in dem Dublett-Anregungszustand durch den Dexter-Mechanismus auf die fluoreszierende Substanz (Energieakzeptor) in dem Singulett-Grundzustand übertragen wird, nur die Energieübertragung auf den Singulett-Anregungszustand (S₁) der fluoreszierenden Substanz erlaubt (Ausdruck 1). Das heißt, dass dann, wenn die Energie von einem Dublett-Exziton durch den Dexter-Mechanismus auf die fluoreszierende Substanz übertragen wird, die Energieübertragung auf den Triplett-Anregungszustand (T₁) der fluoreszierenden Substanz verboten ist und nicht auftritt (Ausdruck 2). Obwohl die Energieübertragung auf die niedrigsten Anregungszustände (S₁ und T₁) der fluoreszierenden Substanz hier angenommen wird, gilt die gleiche Beschreibung für den Fall, in dem die Energieübertragung auf einen höheren Anregungszustand berücksichtigt wird.
[Formel 1] $D^{*} + S_{0} \to D_{0} + S_{1} (erlaubt)$

[Formel 2] $D^{*} + S_{0} \to D_{0} + T_{1} (verboten)$
Auch im Falle von Eu²⁺, dessen Anregungszustand Oktett oder Sextett ist und dessen Grundzustand Oktett ist, ist die Energieübertragung auf den Triplett-Anregungszustand einer fluoreszierenden Substanz verboten und tritt ebenfalls nicht auf.
Wie vorstehend beschrieben, ist dann, wenn die Energie von einem Energiedonator, d. h. von einer Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz (einem organischen Komplex von Ce³⁺ oder Eu²⁺ oder dergleichen), auf eine fluoreszierende Substanz übertragen wird, nur die Energieübertragung auf den Singulett-Anregungszustand der fluoreszierenden Substanz erlaubt, und die Energieübertragung auf den Triplett-Anregungszustand der fluoreszierenden Substanz ist sowohl bei dem Förster-Mechanismus als auch bei dem Dexter-Mechanismus verboten, die hauptsächliche intermoleculare Energieübertragungsmechanismen sind.
Wie vorstehend beschrieben, tritt die Energieübertragung auf einen Triplett-Anregungszustand nicht auf, und nur die Energieübertragung auf einen Singulett-Anregungszustand tritt bei der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf, in der die Energieübertragung auf den Triplett-Anregungszustand einer fluoreszierenden Substanz, die zur Lichtemission nicht beitragen, nicht auftritt und nur die Energieübertragung auf den Singulett-Anregungszustand, die in die Lichtemission umgewandelt werden kann, auftritt; deshalb kann die Anregungsenergie effizient in die Lichtemission umgewandelt werden.
Als Energieübertragung von einem beliebigen Energiedonator auf eine fluoreszierende Substanz werden verschiedene Typen der Energieübertragung von einer TADF-Substanz oder einer phosphoreszierenden Substanz auf eine fluoreszierende Substanz untersucht. Jedoch stehen diese Typen der Energieübertragung vor einem wesentlichen Problem, dass die Energieübertragung auf den Triplett-Anregungszustand der fluoreszierenden Substanz unerwünscht auftritt. Das heißt, dass die Dexter-Übertragung von dem Triplett-Anregungszustand der TADF-Substanz auf den Triplett-Anregungszustand der fluoreszierenden Substanz erlaubt ist und ebenfalls die Dexter-Energieübertragung von dem Triplett-Anregungszustand der phosphoreszierenden Substanz auf den Triplett-Anregungszustand der fluoreszierenden Substanz erlaubt ist. Im Gegensatz dazu wird beispielsweise dann, wenn die Energie von der vorstehend beschriebenen Substanz, die Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittiert (typischerweise einem organischen Komplex von Ce³⁺ (4^f1) oder Eu²⁺ (4^f7)), auf eine fluoreszierende Substanz übertragen wird, die unerwünschte Energieübertragung auf den Triplett-Anregungszustand der fluoreszierenden Substanz verhindert; daher weist die Energieübertragung in einer derartigen Form eine herausragende Eigenschaft auf.
Insbesondere wird ein organischer Komplex von Ce³⁺ (4^f1), das eine Licht von einem Dublett-Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierende Substanz ist, nicht der Einschränkung der Spinauswahlregel unterzogen und kann selbst im Falle der Stromanregung den Dublett-Anregungszustand mit einer Wahrscheinlichkeit von 100 % erzeugen, wodurch die Herstellung einer Licht emittierenden Vorrichtung mit sehr hoher Emissionseffizienz ermöglicht wird.
Da der f-d-Übergang paritätserlaubt ist, weist, wie vorstehend beschrieben, eine Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierende Substanz eine relativ kurze Exzitonen-Lebensdauer auf, was die Förderung der Verschelchterung verhindert. Außerdem tritt die Energieübertragung von einem Energiedonator in einem Anregungszustand auf einen Singulett-Zustand einer fluoreszierenden Substanz effizient durch den vorstehend beschriebenen Mechanismus auf (was zu einer kürzeren Exzitonen-Lebensdauer des Energiedonators führt). Außerdem weist die fluoreszierende Substanz eine ausreichend kurze Exzitonen-Lebensdauer (-ns) auf. Daher ist die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sehr zuverlässig und emittiert Licht sehr effizient.
Außerdem ermöglicht die Lichtemission von einer fluoreszierenden Substanz durch die Energieübertragung wie die vorstehend beschriebene die Überwindung der Nachteile einer Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz, d. h. ihres Emissionsspektrum, das leicht breit wird, und ihrer Farbreinheit, die leicht niedrig wird, was ermöglicht, eine Licht emittierende Vorrichtung mit einer hohen Farbreinheit zu erhalten, deren Emissionsspektrum weiter verschmälert ist. Das Vorstehende wird erfüllt, wenn die Halbwertsbreite des Emissionsspektrums der fluoreszierenden Substanz kleiner ist als die Halbwertsbreite des Emissionsspektrums der Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz. Daher ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Licht emittierende Vorrichtung, bei der die Halbwertsbreite des Emissionsspektrums einer fluoreszierenden Substanz kleiner ist als die Halbwertsbreite des Emissionsspektrums einer Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz, oder insbesondere eine Licht von einem Dublett-Anregungszustand emittierende Substanz (typischerweise ein organischer Komplex von Ce³⁺ (4^f1)). Es sei angemerkt, dass als Emissionsspektren für den Vergleich der Halbwertsbreiten die Photolumineszenz- (PL-) Spektren der Substanzen verwendet werden. Die Probe, deren PL-Spektrum gemessen und verglichen wird, kann in Form eines Dünnfilms oder einer Lösung sein und ist jedoch vorzugsweise in Form einer Lösung zur Untersuchung des Zustandes eines isolierten Moleküls. Es gibt keine bestimmte Beschränkung bezüglich eines Lösungsmittels der Lösung, solange das gleiche Lösungsmittel für den Vergleich verwendet wird. Ein Lösungsmittel mit relativ niedriger Polarität, wie z. B. Toluol oder Chloroform, wird bevorzugt.
Des Weiteren wird ein organischer Komplex von Ce³⁺, das eine Licht von einem Dublett-Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierende Substanz ist, nicht der Einschränkung der Spinauswahlregel unterzogen und kann selbst im Falle der Stromanregung den Dublett-Anregungszustand mit einer Wahrscheinlichkeit von 100 % erzeugen, was ermöglicht, eine Licht emittierende Vorrichtung mit höherer Emissionseffizienz zu erhalten.
Ein Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs weist eine kurze Lebensdauer auf, was die Förderung der Verschelchterung verhindert; daher kann die Licht emittierende Vorrichtung wirkungsvoll besonders auf eine blaues Licht emittierende Vorrichtung angewendet werden, bei der die Emissionsenergie und die Exzitonenenergie hoch sind.
1 stellt die Energieübertragung von einer Licht von einem Dublett-Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz (DE) auf eine fluoreszierende Substanz (FL), die zur Lichtemission führt, bei der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
Zuerst wird das 4f-Elektron in dem Grundzustand (Do) der Licht von einem Dublett-Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz (DE) durch die durch die Ladungsträgerrekombination erzeugte Energie auf ein 5d-Orbital angeregt, so dass der Dublett-Anregungszustand (D*) ausgebildet wird (Route Ex).
Anschließend wird durch den Förster-Mechanismus und den Dexter-Mechanismus die Anregungsenergie von dem Dublett-Anregungsniveau (D*-Niveau) der Licht von einem Dublett-Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz (DE) auf das Singulett-Anregungsniveau (S₁-Niveau) der fluoreszierenden Substanz (FL) übertragen (Route ET_S). Zu diesem Zeitpunkt ist die Energieübertragung (Route ET_T) von dem Dublett-Anregungsniveau (D*-Niveau) der Licht von einem Dublett-Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz (DE) auf das Triplett-Anregungsniveau (T₁-Niveau) der fluoreszierenden Substanz (FL) verboten und tritt nicht auf.
Die Übertragung der Anregungsenergie auf das Singulett-Anregungsniveau (S₁-Niveau) der fluoreszierenden Substanz (FL) durch die Route ETs führt zu der Fluoreszenz (Route EM_FL). Zu diesem Zeitpunkt ist die Energieübertragung (Route IC) von dem Singulett-Anregungsniveau (S₁-Niveau) der fluoreszierenden Substanz (FL) auf das Triplett-Anregungsniveau (T₁-Niveau) der fluoreszierenden Substanz (FL) verboten und tritt nicht auf.
Hier wird die Triplett-Anregungsenergie der fluoreszierenden Substanz (FL) der nichtstrahlende Deaktivierung (Route DA) unterzogen, um verloren zu werden; jedoch tritt die Energieübertragung auf das Triplett-Anregungsniveau (T₁-Niveau) der fluoreszierenden Substanz (FL) sowohl durch die Route ET_T als auch durch die Route IC nicht auf, da sie verboten ist. Daher wird in dem Fall, in dem Ladungsträger in der Licht von einem Dublett-Anregungszustand emittierenden Substanz (DE) rekombinieren, das Triplett-Anregungsniveau (T_1- Niveau) der fluoreszierenden Substanz (FL) nicht erzeugt, so dass der Energieverlust durch die Route DA nicht verursacht wird und die meiste der in der Licht von einem Dublett-Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz (DE) erzeugten Anregungsenergie auf das Singulett-Anregungsniveau (S₁-Niveau) der fluoreszierenden Substanz (FL) übertragen wird, um in die Lichtemission umgewandelt zu werden.
Der Dublett-Anregungszustand (D*) wird aus dem Dublett-Grundzustand (Do) durch die Stromanregung theoretisch mit einer Wahrscheinlichkeit von 100 % erzeugt. Die fluoreszierende Substanz (FL) kann eine von vielfältigen fluoreszierenden Substanzen von verschiedenen Farben mit sehr hohen fluoreszierenden Quantenausbeuten (-100 %) sein, die entwickelt worden sind. Deshalb kann die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Licht einer gewünschten Farbe sehr effizient emittieren. Außerdem weist die Licht emittierende Vorrichtung einen Vorteil in der Farbreinheit auf, wie vorstehend beschrieben.
Der Dublett-Anregungszustand (D*) der Licht von einem Dublett-Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz (DE) und der Singulett-Anregungszustand (S₁) der fluoreszierenden Substanz (FL) weisen jeweils eine kurze Lebensdauer auf, so dass die Energieübertragung oder die Lichtemission schnell verursacht wird und jede Substanz in den Grundzustand zurückkehrt; daher ist es möglich, zu verhindern, dass Exzitonen mit hoher Energie die Verschelchterung fördern. Dementsprechend kann die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hohe Zuverlässigkeit aufweisen.
Wie vorstehend beschrieben, emittiert bei der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die fluoreszierende Substanz Licht durch die Energieübertragung von der Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz auf die fluoreszierende Substanz (die Licht aufgrund des Übergangs von einem Singulett-Anregungszustand zu einem Singulett-Grundzustand emittierende Substanz). Dies setzt voraus, dass, wie in 1 gezeigt, die Dublett-Anregungsenergie der Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz höher ist als die Singulett-Anregungsenergie der fluoreszierenden Substanz.
Hier ist die Absorptionskante mit der längsten Wellenlänge in dem Absorptionsspektrum der Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz die Absorptionskante des Absorbtionsbandes auf Basis des Übergangs zu dem Zeitpunkt der Anregung der Substanz von ihrem Grundzustand auf ihren niedrigsten Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs. Die Absorptionskante mit der längsten Wellenlänge in dem Absorptionsspektrum der fluoreszierenden Substanz ist die Absorptionskante des Absorbtionsbandes auf Basis des Übergangs zu dem Zeitpunkt der Anregung der fluoreszierenden Substanz von ihrem Grundzustand auf ihren niedrigsten Singulett-Anregungszustand. Daher enthält bei der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Licht emittierende Schicht die Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierende Substanz und die fluoreszierende Substanz, und die Absorptionskante mit der längsten Wellenlänge in dem Absorptionsspektrum der Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz befindet sich bei einer Wellenlänge von kürzer als die Wellenlänge der Absorptionskante mit der längsten Wellenlänge in dem Absorptionsspektrum der fluoreszierenden Substanz.
Die Absorptionskante mit der längsten Wellenlänge in einem Absorptionsspektrum kann aus einem Tauc-Plot, in dem direkter Übergang angenommen wird, eines gemessenen Absorptionsspektrums einer Zielsubstanz in Form eines Dünnfilms oder eines Dünnfilms, in dem ein Matrixmaterial mit der Zielsubstanz dotiert ist, bestimmt werden. In dem Fall, in dem der Dünnfilm, in dem das Matrixmaterial mit der Zielsubstanz dotiert ist, verwendet wird, kann für die Messung ein Polymermaterial, wie z. B. Poly(methylmethacrylat) (Abkürzung: PMMA), oder ein niedermolekulares Wirtsmaterial mit großer Lücke, wie z. B. 1,3-Bis(N-carbazolyl)benzol (Abkürzung: mCP), mit der Zielsubstanz dotiert werden.
Alternativ kann ein Absorptionsspektrum einer Lösung gemessen werden, und eine Absorptionskante kann aus dem Kreuzungspunkt der horizontalen Achse (Wellenlänge) oder der Grundlinie und einer Tangente berechnet werden, die an der Hälfte eines Peakwerts auf der längeren Wellenlängenseite oder einem Punkt, an dem die Flanke stellest ist, in dem Peak mit der längsten Wellenlänge oder dem Schulter-Peak in dem Absorptionsspektrum gezogen wird. Auf jeden Fall werden Absorptionskanten unter Verwendung von durch das gleiche Verfahren erhaltenen Absorptionsspektren verglichen; ein Absorptionsspektrum einer Lösung wird vorzugsweise verwendet, um hohe Genauigkeit zu erfüllen. Es gibt keine bestimmte Beschränkung bezüglich eines Lösungsmittels der Lösung, solange das gleiche Lösungsmittel für den Vergleich verwendet wird. Ein Lösungsmittel mit relativ niedriger Polarität, wie z. B. Toluol oder Chloroform, wird bevorzugt.
Der Zustand, in dem die Anregungsenergie der Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz höher ist als die Singulett-Anregungsenergie der fluoreszierenden Substanz, bedeutet, dass die Bandlücke der Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz größer ist als diejenige der fluoreszierenden Substanz. Dementsprechend enthält bei der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Licht emittierende Schicht die Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierende Substanz und die fluoreszierende Substanz, und die Bandlücke der Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz ist größer als diejenige der fluoreszierenden Substanz.
Die Energiedifferenz zwischen dem HOMO-Niveau und dem LUMO-Niveau einer Zielsubstanz ist die Bandlücke dieser. Das HOMO-Niveau und das LUMO-Niveau können von den durch eine Cyclovoltammetrie (CV) gemessenen elektrochemischen Eigenschaften (Reduktionspotential und Oxidationspotential) der Zielsubstanz abgeleitet werden. Alternativ kann die durch das vorstehend beschriebene Verfahren erhaltene Energie der Absorptionskante mit der längsten Wellenlänge, die eine optische Bandlücke ist, als Bandlücke angesehen werden.
Damit die Licht emittierenden Vorrichtung verringert wird oder die Anregungsenergie von angeregten Spezies in der Licht emittierenden Vorrichtung minimiert wird, um eine längere Lebensdauer zu erhalten, liegen die vorstehenden Bandlücken vorzugsweise möglichst nahe aneinander. Insbesondere ist die Differenz zwischen der Bandlücke der Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz und der Bandlücke der fluoreszierenden Substanz bevorzugt kleiner als oder gleich 0,20 eV, bevorzugter kleiner als oder gleich 0,15 eV, noch bevorzugter kleiner als oder gleich 0,10 eV.
Um ähnliche Wirkungen zu erhalten, überlappt sich das Emissionsspektrum (PL-Spektrum) der Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz vorzugsweise mit dem Absorbtionsband mit der längsten Wellenlänge der fluoreszierenden Substanz (d. h. das dem niedrigsten Singulett-Anregungszustand entsprechende Absorbtionsband). Mit anderen Worten: Der maximale Peak in dem Emissionsspektrum (PL-Spektrum) der Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz überlappt sich vorzugsweise mit dem Peak des Absorbtionsbandes mit der längsten Wellenlänge der fluoreszierenden Substanz (d. h. das dem niedrigsten Singulett-Anregungszustand entsprechende Absorbtionsband). Dieser Peak des Absorbtionsbandes wird als Peak mit der längsten Wellenlänge oder Schulter-Peak in dem Absorptionsspektrum der fluoreszierenden Substanz beobachtet. Daher ist bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Energiedifferenz zwischen dem maximalen Peak in dem Emissionsspektrum (PL-Spektrum) der Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz und dem Peak mit der längsten Wellenlänge oder dem Schulter-Peak in dem Absorptionsspektrum der fluoreszierenden Substanz kleiner als oder gleich 0,20 eV, bevorzugt kleiner als oder gleich 0,15 eV, bevorzugter kleiner als oder gleich 0,10 eV. Es sei angemerkt, dass eine Lösung vorzugsweise für den Vergleich zwischen dem Emissionsspektrum (PL-Spektrum) und dem Absorptionsspektrum verwendet wird. Es gibt keine bestimmte Beschränkung bezüglich eines Lösungsmittels der Lösung, solange das gleiche Lösungsmittel für den Vergleich verwendet wird. Ein Lösungsmittel mit relativ niedriger Polarität, wie z. B. Toluol oder Chloroform, wird bevorzugt.
Die Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierende Substanz (z. B. ein organischer Komplex von Ce³⁺ (4^f1), der Licht von einem Dublett-Anregungszustand emittiert) weist leicht ein breites Emissionsspektrum auf, wie bereits vorstehend beschrieben. Obwohl dies ein Nachteil hinsichtlich der Farbreinheit ist, wenn die Substanz als Licht emittierender Dotierstoff verwendet wird, ist ein derartiges breites Spektrum vorteilhaft, wenn die Substanz als Energieübertragungsmedium verwendet wird. Insbesondere überlappt sich aufgrund seiner Breite das Emissionsspektrum (PL-Spektrum) der Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz ausreichend mit dem Absorbtionsband mit der längsten Wellenlänge der fluoreszierenden Substanz, selbst wenn sich der maximale Peak in dem Emissionsspektrum bei einer Wellenlänge von länger als die Wellenlänge des Peaks des Absorbtionsbandes (des Peaks mit der längsten Wellenlänge oder des Schulter-Peaks des Absorptionsspektrums) befindet, was eine effiziente Energieübertragung ermöglicht. In einem derartigen Zustand kann die Betriebsspannung weiter verringert werden. Deshalb befindet sich bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der maximale Peak in dem Emissionsspektrum (PL-Spektrum) der Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz vorzugsweise bei einer Wellenlänge von länger als die Wellenlänge des Peaks mit der längsten Wellenlänge oder des Schulter-Peaks in dem Absorptionsspektrum der fluoreszierenden Substanz. In diesem Fall kann die Betriebsspannung verringert werden, und die Licht emittierende Vorrichtung kann eine längere Lebensdauer aufweisen, selbst wenn sie Licht mit hoher Energie, wie z. B. blaues Licht, emittiert.
Aus der gleichen Perspektiv befindet sich bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der maximale Peak in dem Emissionsspektrum (PL-Spektrum) der Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz bevorzugter bei einer Wellenlänge von länger als die Wellenlänge des maximalen Peaks in dem in dem Emissionsspektrum (PL-Spektrum) der fluoreszierenden Substanz. In diesem Fall kann die Betriebsspannung wesentlich verringert werden, und die Licht emittierende Vorrichtung kann eine längere Lebensdauer aufweisen, selbst wenn sie Licht mit hoher Energie, wie z. B. blaues Licht, emittiert. Es sei angemerkt, dass dabei die Energieübertragung nicht auftritt, wenn das Emissionsspektrum (PL-Spektrum) der Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz bei einer zu langen Wellenlänge angeordnet wird; daher überlappen sich vorzugsweise das Emissionsspektrum (PL-Spektrum) der Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz mit dem Absorptionsspektrum der fluoreszierenden Substanz. Als PL-Spektrum und Absorptionsspektrum werden diejenigen, die unter Verwendung einer Lösung gemessen werden, vorzugsweise verwendet. Es gibt keine bestimmte Beschränkung bezüglich eines Lösungsmittels der Lösung, solange das gleiche Lösungsmittel für den Vergleich verwendet wird. Ein Lösungsmittel mit relativ niedriger Polarität, wie z. B. Toluol oder Chloroform, wird bevorzugt. Alternativ kann ein Spektrum eines Dünnfilms verwendet werden. In diesem Fall kann ein Polymermaterial, wie z. B. PMMA, oder ein niedermolekulares Wirtsmaterial mit großer Lücke, wie z. B. mCP, mit dem Targetmaterial dotiert werden, und die Messung eines Absorptionsspektrums oder eines PL-Spektrums kann durchgeführt werden.
Es sei angemerkt, dass dann, wenn Exzitonen im Voraus in der fluoreszierenden Substanz ausgebildet werden, der Triplett-Anregungszustand, der nicht für die Lichtemission bei dieser Licht emittierenden Vorrichtung verwendet werden, erzeugt wird; daher werden bei der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Exzitonen vorzugsweise in der Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz erzeugt, bevor diejenigen in der fluoreszierenden Substanz erzeugt werden. Es wird daher bevorzugt, dass bei der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Anteil der Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz höher ist als derjenige der fluoreszierenden Substanz in der Licht emittierenden Schicht. Insbesondere ist das Massenverhältnis der Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs auf die fluoreszierende Substanz emittierenden Substanz 2 oder mehr, bevorzugt 5 oder mehr, bevorzugter 10 oder mehr, noch bevorzugter 20 oder mehr.
Bei der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Licht emittierende Schicht eine dritte Substanz außer der Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz und der fluoreszierenden Substanz enthalten. Die dritte Substanz weist vorzugsweise eine größere Bandlücke auf als die Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierende Substanz. Die dritte Substanz weist bevorzugt eine Ladungsträgertransporteigenschaft auf; bevorzugter weist die dritte Substanz eine bessere Ladungsträgertransporteigenschaft auf als die Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierende Substanz.
Obwohl die Ladungsträgertransporteigenschaft der dritten Substanz entweder eine Lochtransporteigenschaft oder eine Elektronentransporteigenschaft sein kann, wird bevorzugt, dass die dritte Substanz die Ladungsträger gut transportiert, die sich von den Ladungsträgern unterscheiden, die von der Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz überwiegend transportiert werden. In dem Fall, in dem beispielsweise die Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierende Substanz eher überwiegend Elektronen als Löcher transportiert, weist die dritte Substanz vorzugsweise eine gute Lochtransporteigenschaft auf. Alternativ weist die dritte Substanz vorzugsweise eine bipolare Eigenschaft, d. h. gute Elektronen- und Lochtransporteigenschaften, auf.
Die dritte Substanz ist vorzugsweise ein TADF-Material, wobei die dritte Substanz eine bipolare Eigenschaft aufweisen kann und die Triplett-Anregungsenergie der dritten Substanz auch genutzt werden kann.
Bei der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Licht emittierende Schicht eine vierte Substanz zusätzlich zu der vorstehenden dritten Substanz enthalten. Wie die dritte Substanz weist die vierte Substanz vorzugsweise eine größere Bandlücke auf als die Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierende Substanz. Die vierte Substanz weist bevorzugt eine Ladungsträgertransporteigenschaft auf; bevorzugter weist die vierte Substanz eine bessere Ladungsträgertransporteigenschaft auf als die Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierende Substanz.
Vorzugsweise transportiert die vierte Substanz die Ladungsträger gut, die sich von den Ladungsträgern unterscheiden, die von der dritten Substanz überwiegend transportiert werden. In dem Fall, in dem beispielsweise die dritte Substanz eher überwiegend Löcher als Elektronen transportiert, weist die vierte Substanz bevorzugt eine gute Elektronentransporteigenschaft auf. Auf diese Weise weist vorzugsweise eine der dritten Substanz und der vierten Substanz eine Lochtransporteigenschaft auf und die andere weist eine Elektronentransporteigenschaft auf, und bevorzugter ist eine von ihnen eine organische Verbindung mit einem π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring oder einem aromatischen Amin-Gerüst und die andere ist eine organische Verbindung mit einem π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring.
Bevorzugt kann eine Kombination der dritten Substanz und der vierten Substanz einen Exciplex bilden, und bevorzugter kann die Energie von dem Exciplex auf die Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierende Substanz übertragen werden. Wenn sich das Emissionsspektrum des von der dritten Substanz und der vierten Substanz ausgebildeten Exciplexes mit der Absorptionskante mit der längsten Wellenlänge in dem Absorptionsspektrum der Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz überlappt, tritt die effiziente Energieübertragung von dem Exciplex auf die Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierende Substanz auf.
Spezifische Beispiele für die Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierende Substanz umfassen einen organischen Komplex von Ce³⁺ (4^f1) und einen organischen Komplex von Eu²⁺ (4^f7). Um blaue bis grüne Lichtemission zu erhalten, ist vorzugsweise ein Ligand mit einer Molekularstruktur mit einem hohen Triplett-Anregungsenergieniveau enthalten. Beispielsweise kann eine organische Verbindung mit einem sechsgliedrigen Heterocyclus oder einem fünfgliedrigen Heterocyclus verwendet werden. Bevorzugt wird eine organische Verbindung mit einem Imidazol-Ring, einem Pyrazol-Ring, einem Triazol-Ring, einem Pyrazin-Ring oder einem Triazin-Ring verwendet, und bevorzugter wird eine Borverbindung mit einem Imidazol-Ring oder einem Pyrazol-Ring verwendet. Beispiele für eine derartige Substanz werden nachstehend angegeben.
Es ist auch möglich, einen organischen Komplex zu verwenden, der durch die allgemeine Formel (G1) dargestellt wird.
In der allgemeinenen Formel (G1) stellt X Kohlenstoff oder Stickstoff dar, und der Kohlenstoff ist an Wasserstoff, Deuterium, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen gebunden. Des Weiteren stellen R¹ bis R³ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, Deuterium, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen dar. Des Weiteren ist n eine Ganzzahl von größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich 4. Die Borat-Liganden können gleich sein oder sich voneinander unterscheiden. Des Weiteren kann n eines Borat-Liganden gleich sein wie n eines anderen Borat-Liganden oder sich davon unterscheiden. In dem Fall, in dem n zwei oder mehr ist, kann X eines Borat-Liganden gleich sein wie X eines anderen Borat-Liganden oder sich davon unterscheiden; R¹ eines Borat-Liganden kann gleich wie R¹ eines anderen Borat-Liganden oder sich davon unterscheiden; und R² eines Borat-Liganden kann gleich wie R² eines anderen Borat-Liganden oder sich davon unterscheiden. In dem Fall, in dem n zwei oder weniger ist, kann R³ eines Borat-Liganden gleich sein wie R³ eines anderen Borat-Liganden oder sich davon unterscheiden.
Es sei angemerkt, dass in der vorstehenden allgemeinen Formel (G1) X vorzugsweise Stickstoff darstellt.
In der vorstehenden allgemeinenen Formel (G1) ist die Summe von drei n vorzugsweise größer als oder gleich 7 und kleiner als oder gleich 9 und ist bevorzugter 8.
Ein Metallkomplex, der durch die nachstehende allgemeine Formel (G3) dargestellt wird, kann auch verwendet werden.
In der allgemeinenen Formel (G3) stellen X¹ bis X³ jeweils unabhängig voneinander Kohlenstoff oder Stickstoff dar, und die Kohlenstoffe sind jeweils unabhängig voneinander an Wasserstoff, Deuterium, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen gebunden. Des Weiteren stellen R¹¹ bis R¹³, R²¹ bis R²³ und R³¹ bis R³³ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, Deuterium, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen dar. Des Weiteren sind j, k und p jeweils unabhängig voneinander n eine Ganzzahl von größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich 4. In dem Fall, in dem j zwei oder mehr ist, können X¹ gleich sein oder unterschiedlich voneinander; R¹¹ können gleich sein oder sich voneinander unterscheiden; und R¹² können gleich sein oder sich voneinander unterscheiden. In dem Fall, in dem k zwei oder mehr ist, können X² gleich oder sich voneinander unterscheiden; können R²¹ gleich oder sich voneinander unterscheiden; und R²² können gleich oder sich voneinander unterscheiden. In dem Fall, in dem p zwei oder mehr ist, können X³ gleich oder sich voneinander unterscheiden; R³¹ können gleich oder sich voneinander unterscheiden; und R³² können gleich oder sich voneinander unterscheiden. In dem Fall, in dem; zwei oder weniger ist, können R¹³ gleich oder sich voneinander unterscheiden. In dem Fall, in dem k zwei oder weniger ist, können R²³ gleich oder sich voneinander unterscheiden. In dem Fall, in dem p zwei oder weniger ist, können R³³ gleich oder sich voneinander unterscheiden.
In der vorstehenden allgemeinen Formel (G3) ist j vorzugsweise eine Ganzzahl von größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich 3.
In der vorstehenden allgemeinen Formel (G3) stellt X¹ vorzugsweise Stickstoff dar.
Es ist möglich, einen organischen Komplex zu verwenden, der durch die nachstehende allgemeine Formel (G5) dargestellt wird.
In der allgemeinenen Formel (G5) stellen X¹¹ bis X¹³, X²¹ bis X²³, X²⁴ und X²⁵ jeweils unabhängig voneinander Kohlenstoff oder Stickstoff dar, und die Kohlenstoffe sind jeweils unabhängig voneinander an Wasserstoff, Deuterium, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen gebunden. Des Weiteren stellen R⁴¹ bis R⁴⁷, R⁵¹ bis R⁵⁷ und R⁶¹ bis R⁶⁶ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, Deuterium, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen dar.
Spezifische Beispiele für die Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in den allgemeinen Formeln (G1), (G3) und (G5) umfassen 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 sec-Hexyl-Gruppe, eine tert-Hexyl-Gruppe, eine Neohexyl-Gruppe, eine 3-Methylpentyl-Gruppe, eine 2-Methylpentyl-Gruppe, eine 2-Ethylbutyl-Gruppe, eine 1,2-Dimethylbutyl-Gruppe und eine 2,3-Dimethylbutyl-Gruppe. In dem Fall, in dem die Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen einen Substituenten aufweist, ist der Substituent eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen.
Spezifische Beispiele für die Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen in den allgemeinen Formeln (G1), (G3) und (G5) umfassen eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Methylcyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Methylcyclopentyl-Gruppe, eine Isopropylcyclopentyl-Gruppe, ein tert-Butylcyclopropyl-Gruppe, eine CyclohexylGruppe, eine Methylcyclohexyl-Gruppe, eine Isopropylcyclohexyl-Gruppe, ein tert-Butylcyclohexyl-Gruppe, eine Cycloheptyl-Gruppe, eine Methylcycloheptyl-Gruppe, eine Isopropylcycloheptyl-Gruppe, eine Cyclooctyl-Gruppe, eine Methylcyclooctyl-Gruppe, eine Cyclononyl-Gruppe, eine Methylcyclononyl-Gruppe und eine Cyclodecyl-Gruppe. In dem Fall, in dem die Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen einen Substituenten aufweist, ist der Substituent eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen.
Beispiele für die Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen in den vorstehenden allgemeinen Formeln (G1), (G3) und (G5) umfassen eine PhenylGruppe, 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 9,9-Diphenylfluorenyl-Gruppe, eine Spirofluorenyl-Gruppe, eine Phenanthrenyl-Gruppe, eine Terphenyl-Gruppe, eine Anthracenyl-Gruppe und eine Fluoranthenyl-Gruppe. In dem Fall, in dem die Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen einen Substituenten aufweist, ist der Substituent eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen.
Unter vorstehenden durch die allgemeinen Formeln (G1), (G3) und (G5) dargestellten organischen Komplexen wird eine durch die folgende Strukturformel dargestellte Verbindung bevorzugt.
Diese Ausführungsform kann mit einer der anderen Ausführungsformen frei kombiniert werden.
(Ausführungsform 2)
Bei dieser Ausführungsform werden Licht emittierende Vorrichtungen von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben. 2A stellt die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine organische Verbindungsschicht 103 zwischen einer ersten Elektrode 101 und einer zweiten Elektrode 102. Die organische Verbindungsschicht 103 beinhaltet mindestens eine Licht emittierende Schicht 113. Die organische Verbindungsschicht 103 kann ferner eine andere Funktionsschicht als die Licht emittierende Schicht 113 beinhalten. Obwohl die in 2A dargestellte beispielhafte Struktur ferner eine Lochinjektionsschicht 111 beinhaltet, können eine Lochtransportschicht 112, eine Elektronentransportschicht 114 und eine Elektroneninjektionsschicht 115, eine Ladungsträgerblockierschicht, eine Exzitonenblockierschicht, eine Ladungserzeugungsschicht oder dergleichen enthalten sein.
Bei dieser Ausführungsform wird der Fall, in dem die erste Elektrode 101 und die zweite Elektrode 102 als Anode bzw. Kathode dienen, anhand von Zeichnungen beschrieben; jedoch können die erste Elektrode 101 und die zweite Elektrode 102 als Kathode bzw. Anode dienen.
Die erste Elektrode 101 als Anode wird vorzugsweise unter Verwendung von einem von Metallen, Legierungen und leitfähigen Verbindungen mit einer hohen Austrittsarbeit (insbesondere höher als oder gleich 4,0 eV), Mischungen dafür und dergleichen ausgebildet. Spezifische Beispiele umfassen Indiumoxid-Zinnoxid (ITO: Indiumzinnoxid), Indiumoxid-Zinnoxid enthaltend Silizium oder Siliziumoxid, Indiumoxid-Zinkoxid und Indiumoxid enthaltend Wolfram Oxid und Zinkoxid (IWZO). Filme aus solchen leitenden Metalloxiden werden gewöhnlich durch ein Sputterverfahren ausgebildet; sie können aber auch unter Anwendung eines Sol-Gel-Verfahrens oder dergleichen ausgebildet werden. Beispielsweise wird ein Film aus Indiumoxid-Zinkoxid durch ein Sputterverfahren unter Verwendung eines Targets ausgebildet, in dem 1 Gew.-% bis 20 Gew.-% Zinkoxid zu Indiumoxid zugesetzt sind. Des Weiteren kann ein Film aus Indiumoxid enthaltend Wolframoxid und Zinkoxid (IWZO) durch ein Sputterverfahren unter Verwendung eines Targets ausgebildet werden, in dem 0,5 Gew.-% to 5 Gew.-% Wolframoxid und 0,1 Gew.-% to 1 Gew.-% Zinkoxid zu Indiumoxid zugesetzt sind. Alternativ kann Gold (Au), Platin (Pt), Nickel (Ni), Wolfram (W), Chrom (Cr), Molybdän (Mo), Eisen (Fe), Kobalt (Co), Kupfer (Cu), Palladium (Pd), ein Nitrid eines Metallmaterials (z. B. Titannitrid) oder dergleichen verwendet werden. Es kann auch Graphen verwendet werden. Es sei angemerkt, dass dann, wenn ein nachstehend beschriebenes Verbundmaterial für die Schicht, die in Kontakt mit der Anode ist, verwendet wird, ein Elektrodenmaterial ohne Berücksichtigung seiner Austrittsarbeit ausgewählt werden kann.
Die Lochinjektionsschicht 111 enthält eine Substanz mit einer Akzeptoreigenschaft. Als Substanz mit einer Akzeptoreigenschaft kann entweder eine organische Verbindung oder eine anorganische Verbindung verwendet werden.
Als Substanz mit einer Akzeptoreigenschaft kann eine Verbindung mit einer elektronenziehenden Gruppe (z. B. einer Halogen-Gruppe oder einer Cyano-Gruppe) verwendet werden; beispielsweise kann 7,7,8,8-Tetracyano-2,3,5,6-tetrafluorchinodimethan (Abkürzung: F₄-TCNQ), Chloranil, 2,3,6,7,10,11-Hexacyano-1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylen (Abkürzung: HAT-CN), 1,3,4,5,7,8-Hexafluortetracyano-naphthochinodimethan (Abkürzung: F6-TCNNQ) oder 2-(7-Dicyanomethylen-1,3,4,5,6,8,9,10-octafluor-7H-pyren-2-yliden)malononitril verwendet werden. Eine Verbindung, in der elektronenziehende Gruppen an einen kondensierten aromatischen Ring mit einer Vielzahl von Heteroatomen gebunden sind, wie z. B. HAT-CN, wird besonders bevorzugt, da sie thermisch stabil ist. Ein [3]Radialen-Derivat, das eine elektronenziehende Gruppe (insbesondere eine Cyano-Gruppe oder eine Halogen-Gruppe, wie z. B. eine Fluor-Gruppe oder dergleichen) aufweist, weist eine ausgezeichnete Elektronenakzeptoreigenschaft auf und wird somit bevorzugt. Spezifische Beispiele umfassen α,α',α''-1,2,3-Cyclopropantriylidentris[4-cyano-2,3,5,6-tetrafluorbenzolacetonitril], α,α',α''-1,2,3-Cyclopropantriylidentris[2,6-dichlor-3,5-difluor-4-(trifluormethyl)benzolacetonitril] und α,α',α''-1,2,3-Cyclopropantriylidentris[2,3,4,5,6-pentafluorbenzolacetonitril]. Als Substanz mit einer Akzeptoreigenschaft kann neben den vorstehend beschriebenen organischen Verbindungen Molybdänoxid, Vanadiumoxid, Rutheniumoxid, Wolframoxid, Manganoxid oder dergleichen verwendet werden. Alternativ kann die Lochinjektionsschicht 111 unter Verwendung einer auf Phthalocyanin basierenden Verbindung oder eines auf Phthalocyanin basierenden Komplexes, wie z. B. Phthalocyanin (Abkürzung: H₂Pc) oder Kupferphthalocyanin (Abkürzung: CuPc), einer aromatischen Amin-Verbindung, wie z. B. 4,4'-Bis[N-(4-Diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]biphenyl (Abkürzung: DPAB) oder N,N'-Bis[4-bis(3-methylphenyl)aminophenyl]-N,N'-diphenyl-4,4'-diaminobiphenyl (Abkürzung: DNTPD), oder einer hochmolekularen Verbindung, wie z. B. Poly(3,4-ethylenedioxythiophen)/polystyrolsulfonsäure (Abkürzung: PEDOT/PSS) ausgebildet werden. Die Substanz mit einer Akzeptoreigenschaft kann Elektronen aus einer benachbarten Lochtransportschicht (oder einem Lochtransportmaterial) extrahieren, indem ein elektrisches Feld angelegt wird.
Alternativ kann ein Verbundmaterial, bei dem ein Material mit einer Lochtransporteigenschaft eine beliebige der vorstehend erwähnten Substanzen mit einer Akzeptoreigenschaft enthält, für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet werden. Indem ein Verbundmaterial verwendet wird, bei dem ein Material mit einer Lochtransporteigenschaft eine Substanz mit einer Akzeptoreigenschaft enthält, kann ein Material zum Ausbilden einer Elektrode ohne Berücksichtigung seiner Austrittsarbeit ausgewählt werden. Mit anderen Worten: Abgesehen von einem Material mit einer hohen Austrittsarbeit kann auch ein Material mit einer niedrigen Austrittsarbeit für die Anode verwendet werden.
Als Material, das eine Lochtransporteigenschaft aufweist und für das Verbundmaterial verwendet wird, können verschiedene organische Verbindungen, wie z. B. aromatische Amin-Verbindungen, Carbazol-Derivate, aromatische Kohlenwasserstoffe und hochmolekulare Verbindungen (z. B. Oligomere, Dendrimere oder Polymere), verwendet werden. Es sei angemerkt, dass das Material, das eine Lochtransporteigenschaft aufweist und für das Verbundmaterial verwendet wird, vorzugsweise eine Löcherbeweglichkeit von 1 × 10^-6 cm²/Vs oder höher aufweist. Organische Verbindungen, die als Material mit einer Lochtransporteigenschaft in dem Verbundmaterial verwendet werden können, werden insbesondere nachstehend angegeben.
Beispiele für die aromatischen Amin-Verbindungen, die für das Verbundmaterial verwendet werden können, umfassen 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)aminophenyl]-N,N'-diphenyl-4,4'-diaminobiphenyl (Abkürzung: DNTPD) und 1,3,5-Tris[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]benzol (Abkürzung: DPA3B). Spezifische Beispiele für das Carbazol-Derivat umfassen 3-[N-(9-Phenylcarbazol-3-yl)-N-phenylamino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzPCAI), 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: PCzPCNI), 4,4'-Di(N-carbazolyl)biphenyl (Abkürzung: CBP), 1,3,5-Tris[4-(N-carbazolyl)phenyl]benzol (Abkürzung: TCPB), 9-[4-(10-Phenyl-9-anthracenyl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: CzPA) und 1,4-Bis[4-(N-carbazolyl)phenyl]-2,3,5,6-tetraphenylbenzol. Beispiele für den aromatischen Kohlenwasserstoff umfassen 2-tert-Butyl-9,10-di(2-naphthyl)anthracen (Abkürzung: t-BuDNA), 2-tert-Butyl-9,10-di(1-naphthyl)anthracen, 9,10-Bis(3,5-diphenylphenyl)anthracen (Abkürzung: DPPA), 2-tert-Butyl-9,10-bis(4-phenylphenyl)anthracen (Abkürzung: t-BuDBA), 9,10-Di(2-naphthyl)anthracen (Abkürzung: DNA), 9,10-Diphenylanthracen (Abkürzung: DPAnth), 2-tert-Butylanthracen (Abkürzung: t-BuAnth), 9,10-Bis(4-methyl-1-naphthyl)anthracen (Abkürzung: DMNA), 2-tert-Butyl-9,10-bis[2-(1-naphthyl)phenyl]anthracen, 9,10-Bis[2-(1-naphthyl)phenyl]anthracen, 2,3,6,7-Tetramethyl-9,10-di(1-naphthyl)anthracen, 2,3,6,7-Tetramethyl-9,10-di(2-naphthyl)anthracen, 9,9'-Bianthryl, 10,10'-Diphenyl-9,9'-bianthryl, 10,10'-Bis(2-phenylphenyl)-9,9'-bianthryl, 10,10'-Bis[(2,3,4,5,6-pentaphenyl)phenyl]-9,9'-bianthryl, Anthracen, Tetracen, Rubren, Perylen und 2,5,8,11-Tetra(tert-butyl)perylen. Weitere Beispiele umfassen Pentacen und Coronen. Der aromatische Kohlenwasserstoff kann ein Vinyl-Gerüst aufweisen. Beispiele für den aromatischen Kohlenwasserstoff mit einer Vinyl-Gruppe umfassen 4,4'-Bis(2,2-diphenylvinyl)biphenyl (Abkürzung: DPVBi) und 9,10-Bis[4-(2,2-diphenylvinyl)phenyl]anthracen (Abkürzung: DPVPA).
Eine hochmolekulare Verbindung, wie z. B. Poly(AZ-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), kann auch verwendet werden.
Das Material, das eine Lochtransporteigenschaft aufweist und in dem Verbundmaterial verwendet wird, weist stärker bevorzugt ein Carbazol-Gerüst, ein Dibenzofuran-Gerüst, ein Dibenzothiophen-Gerüst oder ein Anthracen-Gerüst auf. Insbesondere kann ein aromatisches Amin mit einem Substituenten, der einen Dibenzofuran-Ring oder einen Dibenzothiophen-Ring umfasst, ein aromatisches Monoamin, das einen Naphthalen-Ring umfasst, oder ein aromatisches Monoamin, in dem eine 9-Fluorenyl-Gruppe über eine Arylen-Gruppe an den Stickstoff des Amins gebunden ist, verwendet werden. Es sei angemerkt, dass das Material mit einer Lochtransporteigenschaft vorzugsweise eine N,N-Bis(4-biphenyl)amino-Gruppe aufweist, um zu ermöglichen, eine Licht emittierende Vorrichtung mit einer langen Lebensdauer herzustellen. Spezifische Beispiele für das Material mit einer Lochtransporteigenschaft umfassen N-(4-Biphenyl)-6,N-diphenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-amin (Abkürzung: BnfABP), N,N-Bis(4-biphenyl)-6-phenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-amin (Abkürzung: BBABnf), 4,4'-Bis(6-phenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-yl)-4"-phenyltriphenylamin (Abkürzung: BnfBB1BP), N,N-Bis(4-biphenyl)benzo[b]naphtho[1,2-d]furan-6-amin (Abkürzung: BBABnf(6)), N,N-Bis(4-biphenyl)benzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-amin (Abkürzung: BBABnf(8)), N,N-Bis(4-biphenyl)benzo[b]naphtho[2,3-d]furan-4-amin (Abkürzung: BBABnf(II)(4)), N,N-Bis[4-(dibenzofuran-4-yl)phenyl]-4-amino-p-terphenyl (Abkürzung: DBfBBITP), N-[4-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]-N-phenyl-4-biphenylamin (Abkürzung: ThBA1 BP), 4-(2-Naphthyl)-4',4"-diphenyltriphenylamin (Abkürzung: BBAβNB), 4-[4-(2-Naphthyl)phenyl]-4',4"-diphenyltriphenylamin (Abkürzung: BBAβNBi), 4,4'-Diphenyl-4"-(6;1'-binaphthyl-2-yl)triphenylamin (Abkürzung: BBAαNβNB), 4,4'-Diphenyl-4"-(7;1'-binaphthyl-2-yl)triphenylamin (Abkürzung: BBAαNβNB-03), 4,4'-Diphenyl-4"-(7-phenyl)naphthyl-2-yltriphenylamin (Abkürzung: BBAPβNB-03), 4,4'-Diphenyl-4"-(6;2'-binaphthyl-2-yl)triphenylamin (Abkürzung: BBA(βN2)B), 4,4'-Diphenyl-4"-(7;2'-binaphthyl-2-yl)triphenylamin (Abkürzung: BBA(βN2)B-03), 4,4'-Diphenyl-4"-(4;2'-binaphthyl-1-yl)triphenylamin (Abkürzung: BBAβNαNB), 4,4'-Diphenyl-4"-(5;2'-binaphthyl-1-yl)triphenylamin (Abkürzung: BBAβNαNB-02), 4-(4-Biphenylyl)-4'-(2-naphthyl)-4"-phenyltriphenylamin (Abkürzung: TPBiAβNB), 4-(3-Biphenylyl)-4'-[4-(2-naphthyl)phenyl]-4"-phenyltriphenylamin (Abkürzung: mTPBiAβNBi), 4-(4-Biphenylyl)-4'-[4-(2-naphthyl)phenyl]-4"-phenyltriphenylamin (Abkürzung: TPBiAβNBi), 4-Phenyl-4'-(1-naphthyl)triphenylamin (Abkürzung: αNBA1BP), 4,4'-Bis(1-naphthyl)triphenylamin (Abkürzung: aNBBIBP), 4,4'-Diphenyl-4"-[4'-(carbazol-9-yl)biphenyl-4-yl]triphenylamin (Abkürzung: YGTBilBP), 4'-[4-(3-Phenyl-9H-carbazol-9-yl)phenyl]tris(biphenyl-4-yl)amin (Abkürzung: YGTBi1 BP-02), 4-[4'-(carbazol-9-yl)biphenyl-4-yl]-4'-(2-naphthyl)-4"-phenyltriphenylamin (Abkürzung: YGTBiβNB), N-[4-(9-Phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-N-[4-(1-naphthyl)phenyl]-9,9'-spirobi[9H-fluoren]-2-amin (Abkürzung: PCBNBSF), N,N-Bis(biphenyl-4-yl)-9,9'-spirobi[9H-fluoren]-2-amin (Abkürzung: BBASF), N,N-Bis(biphenyl-4-yl)-9,9'-spirobi[9H-fluoren]-4-amin (Abkürzung: BBASF(4)), N-(Biphenyl-2-yl)-N-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-9,9'-spirobi[9H-fluoren]-4-amin (Abkürzung: oFBiSF), N-(Biphenyl-4-yl)-N-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)dibenzofuran-4-amin (Abkürzung: FrBiF), N-[4-(1-Naphthyl)phenyl]-N-[3-(6-phenyldibenzofuran-4-yl)phenyl]-1-naphthylamin (Abkürzung: mPDBfBNBN), 4-Phenyl-4'-(9-phenylfluoren-9-yl)triphenylamin (Abkürzung: BPAFLP), 4-Phenyl-3'-(9-phenylfluoren-9-yl)triphenylamin (Abkürzung: mBPAFLP), 4-Phenyl-4'-[4-(9-phenylfluoren-9-yl)phenyl]triphenylamin (Abkürzung: BPAFLBi), 4-Phenyl-4'-(9-phenyl-9/7-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBA1 BP), 4,4'-Diphenyl-4"-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBBilBP), 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), N-Phenyl-N-[4-(9-phenyl-9/7-carbazol-3-yl)phenyl]-9,9'-spirobi[9/7-fluoren]-2-amin (Abkürzung: PCBASF), N-(Biphenyl-4-yl)-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: PCBBiF), N,N-Bis(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-9,9'-spirobi-9H-fluoren-4-amin, N,N-Bis(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-9,9'-spirobi-9H-fluoren-3-amin, N,N-Bis(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-9,9'-spirobi-9H-fluoren-2-amin und N,N-Bis(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-9,9'-spirobi-9H-fluoren-1-amin.
Das Material, das eine Lochtransporteigenschaft aufweist und in dem Verbundmaterial verwendet wird, weist bevorzugter ein relativ tiefes HOMO-Niveau von höher als oder gleich -5,7 eV und kleiner als oder gleich -5,4 eV weist. Wenn das Material mit einer Lochtransporteigenschaft, das ein relativ tiefes HOMO-Niveau aufweist, in dem Verbundmaterial verwendet wird, können Löcher leicht in die Lochtransportschicht 112 injiziert werden und kann eine Licht emittierende Vorrichtung mit langer Lebensdauer leicht erhalten werden.
Indem das vorstehende Verbundmaterial mit einem Alkalimetallfluorid oder einem Erdalkalimetallfluorid gemischt wird (der Anteil an Fluoratomen in einer Schicht, in der das gemischte Material verwendet wird, ist bevorzugt größer als oder gleich 20 %), kann der Brechungsindex der Schicht verringert werden. Dadurch kann auch eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex in der organischen Verbindungsschicht 103 ausgebildet werden, was zu einer höheren externen Quanteneffizienz der Licht emittierenden Vorrichtung führt.
Die Ausbildung der Lochinjektionsschicht 111 kann die Lochinjektionseigenschaft verbessern, was dazu führt, dass die Licht emittierende Vorrichtung bei niedriger Spannung betrieben werden kann. Außerdem ist es einfach, die organische Verbindung mit einer Akzeptoreigenschaft zu verwenden, da sie leicht durch Verdampfung abgeschieden wird.
Die Lochtransportschicht 112 wird unter Verwendung eines Materials mit einer Lochtransporteigenschaft ausgebildet. Das Material mit einer Lochtransporteigenschaft weist vorzugsweise eine Löcherbeweglichkeit von höher als oder gleich 1 × 10^-6 cm²/Vs auf.
Beispiele für die organische Verbindung, die für die Lochtransportschicht 112 verwendet werden kann, umfassen Verbindungen mit einem aromatischen Amin-Gerüst, wie z. B. 4,4'-Bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl (Abkürzung: NPB), N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-4,4'-diaminobiphenyl (Abkürzung: TPD), N,N'-Bis(9,9'-spirobi[9H-fluoren]-2-yl)-N,N'-diphenyl-4,4'-diaminobiphenyl (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-9/7-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBA1 BP), 4,4'-Diphenyl-4"-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBBilBP), 4-(1-Naphthyl)-4'-(9-phenyl-9/7-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]-9,9'-spirobi[9H-fluoren]-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), 3,3'-Bis(9-phenyl-9/7-carbazol) (Abkürzung: PCCP), 9-[3-(Triphenylsilyl)phenyl]-3,9'-bi-9H-carbazol (Abkürzung: PSiCzCz), 9'-Phenyl-9'/7-9,3':6',9"-tercarbazol (Abkürzung: PhCzGI) und 12-[3-(9H-Carbazol-9-yl)phenyl]-5,12-dihydro-5-phenyl-indolo[3,2-a]carbazol, 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, gute Lochtransporteigenschaften aufweisen und zu einer Verringerung der Betriebsspannung beitragen. Es sei angemerkt, dass auch eine beliebige der Substanzen, die als Beispiele für die organische Verbindung, die für das Verbundmaterial in der Lochinjektionsschicht 111 verwendet werden kann, angegeben werden, als in der Lochtransportschicht 112 enthaltenes Material geeignet verwendet werden kann.
Es sei angemerkt, dass die organische Verbindung, die für die Lochtransportschicht 112 verwendet wird, in der zweiten Lochtransportschicht 22 vorzugsweise ein aromatisches Amin mit einer Alkyl-Gruppe ist, wobei der Brechungsindex der Lochtransportschicht 112 verringert werden kann und die Lichtextraktionseffizienz verbessert werden kann. Dies ermöglicht, dass die organische EL-Vorrichtung eine hohe Emissionseffizienz aufweist. Stärker bevorzugt wird eine organische Verbindung verwendet, die eine Vielzahl von Alkyl-Gruppen in einem Molekül aufweist. Vorteilhafte Beispiele für ein derartiges Material umfassen N,N-Bis(4-cyclohexylphenyl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: dchPAF), N-[(4'-Cyclohexyl)biphenyl-4-yl]-N-(4-cyclohexylphenyl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: chBichPAF), N,N-Bis(4-cyclohexylphenyl)-N-(spiro[cyclohexan-1,9'-[9H]fluoren]-2'-yl)amin (Abkürzung: dchPASchF), N-[(4'-Cyclohexyl)biphenyl-4-yl]-N-(4-cyclohexylphenyl)-N-(spiro[cyclohexan-1,9'-[9H]fluoren]-2'-yl)amin (Abkürzung: chBichPASchF), N-(4-Cyclohexylphenyl)bis(spiro[cyclohexan-1,9'-[9H]fluoren]-2'-yl)amin (Abkürzung: SchFBIchP), N-[(3',5'-Ditertiarybutyl)biphenyl-4-yl]-N-(4-cyclohexylphenyl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: mmtBuBichPAF), N,N-Bis(3',5'ditertiarybutylbiphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: dmmtBuBiAF), N-(3,5-Ditertiarybutylphenyl)-N-(3',5'-ditertiarybutylbiphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: mmtBuBimmtBuPAF), N,N-bis(4-Cyclohexylphenyl)-9,9-dipropyl-9/7-fluoren-2-amin (Abkürzung: dchPAPrF), N-[(3',5'-Dicyclohexyl)biphenyl-4-yl]-N-(4-cyclohexylphenyl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: mmchBichPAF), N-(3,3",5,5"-Tetra-t-butyl-1,1':3',1"terphenyl-5'-yl)-N-(4-cyclohexylphenyl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: mmtBumTPchPAF), N-(4-Cyclododecylphenyl)-N-(4-cyclohexylphenyl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: CdoPchPAF), N-(3,3",5,5"-Tetra-t-butyl-1,1':3',1 „-terphenyl-5'-yl)-N-phenyl-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: mmtBumTPFA), N-(Biphenyl-4-yl)-N-(3,3“,5,5"-tetrat-butyl-1,1':3',1"-terphenyl-5'-yl)-9,9-dimethyl-9/7-fluoren-2-amin (Abkürzung: mmtBumTPFBi), N-(Biphenyl-2-yl)-N-(3,3",5,5"-tetra-t-butyl-1,1':3', 1"-terphenyl-5'-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: mmtBumTPoFBi), N-[(3,3',5'-Tri-t-butyl)biphenyl-5-yl]-N-(4-cyclohexylphenyl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: mmtBumBichPAF), N-(Biphenyl-2-yl)-N-[(3,3',5'-tri-t-butyl)biphenyl-5-yl]-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: mmtBumBioFBi), N-(4-tert-Butylphenyl)-N-(3,3",5,5"-tetra-t-butyl-1, 1':3',1"-terphenyl-5'-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: mmtBumTPtBuPAF), N-(3,3",5',5"-Tetra-tert-butyl-1,1':3',1"-terphenyl-5-yl)-N-phenyl-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: mmtBumTPFA-02), N-(Biphenyl-4-yl)-N-(3,3",5',5"-tetra-tert-butyl-1,1':3',1"terphenyl-5-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: mmtBumTPFBi-02), N-(Biphenyl-2-yl)-N-(3,3",5',5"-tetra-tert-butyl-1,1':3',1"-terphenyl-5-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: mmtBumTPoFBi-02), N-(4-Cyclohexylphenyl)-N-(3,3",5',5"-tetra-tert-butyl-1,1':3',1"-terphenyl-5-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: mmtBumTPchPAF-02), N-(Biphenyl-2-yl)-N-(3",5',5"-tri-terf-butyl-1,1':3',1 „-terphenyl-5-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: mmtBumTPoFBi-03), N-(4-Cyclohexylphenyl)-N-(3“,5',5"-tritert-butyl-1,1':3',1"-terphenyl-5-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: mmtBumTPchPAF-03), N-(Biphenyl-2-yl)-N-(3",5',5"-tri-tert-butyl-1,1':3',1"terphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: mmtBumTPoFBi-04), N-(4-cyclohexylphenyl)-N-(3",5',5"-Tri-fert-butyl-1,1':3',1"-terphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: mmtBumTPchPAF-04), N-(Biphenyl-2-yl)-N-(3,3",5"-tri-tert-butyl-1,1':4',1"-terphenyl-5-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: mmtBumTPoFBi-05), N-(4-Cyclohexylphenyl)-N-(3,3",5"-tri-tert-butyl-1,1':4',1"-terphenyl-5-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: mmtBumTPchPAF-05) und N-(3',5'-Ditertiarybutylbiphenyl-4-yl)-N-(biphenyl-2-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: mmtBuBioFBi).
Alternativ weist vorzugsweise die organische Verbindung, die für die Lochtransportschicht 112 verwendet wird, ein Fluoren-Gerüst oder ein Spirofluoren-Gerüst auf.
Alternativ weist vorzugsweise die organische Verbindung, die für die Lochtransportschicht 112 verwendet wird, ein Carbazol-Gerüst auf.
Die organische Verbindung in der Lochtransportschicht 112 weist vorzugsweise ein HOMO-Niveau im Bereich von -5,45 eV bis -5,20 eV auf, wobei in diesem Fall eine Eigenschaft der Lochinjektion von der Lochinjektionsschicht oder der Anode vorteilhaft sein kann. Dies ermöglicht, dass das Licht emittierende Vorrichtung mit einer niedrigen Spannung betrieben wird.
Die Licht emittierende Schicht 113 enthält einen Licht emittierenden Dotierstoff und ein Wirtsmaterial. Die Licht emittierende Schicht 113 kann zusätzlich weitere Materialien enthalten. Alternativ kann die Licht emittierende Schicht 113 eine Schichtanordnung aus zwei Schichten mit unterschiedlichen Zusammensetzungen sein.
Der Licht emittierende Dotierstoff ist vorzugsweise eine fluoreszierende Substanz. Beispiele für das Material, das als Licht emittierender Dotierstoff in der Licht emittierenden Schicht 113 verwendet werden kann, umfassen die nachstehend beschriebenen fluoreszierenden Substanzen. 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), 4-(9H-Carbazol-9-yl)-4'-(10-phenyl-9-anthryl)triphenylamin (Abkürzung: YGAPA), 4-(9/7-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(biphenyl-2-yl)-2-anthryl]-N,9-diphenyl-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: 2PCABPhA), N-(9,10-Diphenyl-2-anthryl)-N,N',N'-triphenyl-1,4-phenylendiamin (Abkürzung: 2DPAPA), N-[9,10-Bis(biphenyl-2-yl)-2-anthryl]-N,N',N'-triphenyl-1,4-phenylendiamin (Abkürzung: 2DPABPhA), 9,10-Bis(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(biphenyl-4-yl)-6,11-diphenyltetracen (Abkürzung: BPT), 2-(2-{2-[4-(Dimethylamino)phenyl]ethenyl}-6-methyl-4H-pyran-4-yliden)propandinitril (Abkürzung: DCM1), 2-{2-Methyl-6-[2-(2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[ij]chinolizin-9-yl)ethenyl]-4H-pyran-4-yliden}propandinitril (Abkürzung: DCM2), N,N,N',N'-Tetrakis(4-methylphenyl)tetracen-5,11-diamin (Abkürzung: p-mPhTD), 7,14-Diphenyl-N,N,N',N'-tetrakis(4-methylphenyl)acenaphtho[1,2-a]fluoranthen-3,10-diamin (Abkürzung: p-mPhAFD), 2-{2-Isopropyl-6-[2-(1,1,7,7-tetramethyl-2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[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}-4/7-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, guten Emissionseffizienz und hohen Zuverlässigkeit besonders bevorzugt.
Eine kondensierte heteroaromatische Verbindung, die Stickstoff und Bor enthält, besonders eine Verbindung mit einem Diazaboranaphthoanthracen-Gerüst, weist ein schmales Emissionsspektrum auf, emittiert blaues Licht mit vorteilhafter Farbreinheit und kann daher geeignet verwendet werden. Beispiele für die Verbindung umfassen 5,9-Diphenyl-5,9-diaza-13b-boranaphtho[3,2,1-de]anthracen (Abkürzung: DABNA1), 9-[(1,1''-Biphenyl)-3-yl]-N,N,5,11-tetraphenyl-5,9-dihydro-5,9-diaza-13b-boranaphtho[3,2,1 -de]anthracen-3-amin (Abkürzung: DABNA2), 2,12-Di(tert-butyl)-5,9-di(4-tert-butylphenyl)-N,N-diphenyl-5H,9H-[1,4]benzazaborino[2,3,4-kl]phenazaborin-7-amin (Abkürzung: DPhA-tBu4DABNA), 2,12-Di(tert-butyl)-N,N,5,9-tetra(4-terf-butylphenyl)-5H,9H-[1,4]benzazaborino[2,3,4-kl]phenazaborin-7-amin (Abkürzung: tBuDPhAtBu4DABNA), 2,12-Di(tert-butyl)-5,9-di(4-tert-butylphenyl)-7-methyl-5H,9H-[1,4]benzazaborino[2,3,4-kl]phenazaborin (Abkürzung: Me-tBu4DABNA), N⁷,N⁷,N¹³,N¹³,5,9,11,15-Octaphenyl-5H,9H,11H,15H-[1,4]benzazaborino[2,3,4-kl][1,4]benzazaborino[4',3',2':4,5][1,4]benzazaborino[3,2-b]phenazaborin-7,13-diamin (Abkürzung: v-DABNA) und 2-(4-tert-Butylphenyl)benzo[5,6]indolo[3,2,1-jk]benzo[b]carbazol (Abkürzung: tBuPBibc).
Neben den vorstehenden Verbindungen kann 9,10,11-Tris[3,6-bis(1,1-dimethylethyl)-9H-carbazol-9-yl]-2,5,15,18-tetrakis(1,1-dimethylethyl)indolo[3,2,1-de]indolo[3',2',1':8,1][1,4]benzazaborino[2,3,4-kl]phenazaborin (Abkürzung: BBCz-G), 9,11-Bis[3,6-bis(1,1-dimethylethyl)-9H-carbazol-9-yl]-2,5,15,18-tetrakis(1,1-dimethylethyl)indolo[3,2,1 - de]indolo[3',2',1':8,1][1,4]benzazaborino[2,3,4-kl]phenazaborin (Abkürzung: BBCz-Y) oder dergleichen geeignet verwendet werden.
Da der f-d-Übergang paritätserlaubt ist, weist die Substanz, die Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittiert, wie bei der Ausführungsform 1 beschrieben, eine kurze Exzitonen-Lebensdauer auf und wird bevorzugt als Wirtsmaterial der Licht emittierenden Schicht verwendet, um die Förderung der Verschelchterung zu verhindern. Bevorzugter wird eine Licht von einem Dublett-Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierende Substanz verwendet. Wie vorstehend beschrieben, wird eine Licht von einem Dublett-Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierende Substanz selbst im Falle der Stromanregung nicht der Einschränkung der Spinauswahlregel unterzogen, und kann einen Dublett-Anregungszustand mit einer Wahrscheinlichkeit von 100 % erzeugen. Außerdem wird die Energie sehr effizient von einem Energiedonator in einem Dublett-Anregungszustand auf eine fluoreszierende Substanz übertragen, wodurch Singulett-Exzitonen erzeugt werden. Außerdem weist die fluoreszierende Substanz eine kurze Exzitonen-Lebensdauer auf. Daher ist die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sehr zuverlässig und emittiert Licht sehr effizient. Darüber hinaus kann die Licht emittierende Vorrichtung aufgrund der Lichtemission von der fluoreszierenden Substanz eine vorteilhafte Chromatizität und Farbreinheit aufweisen.
Ein Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs, besonders ein Dublett-Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs, weist eine kurze Lebensdauer auf, was die Förderung der Verschelchterung verhindert; daher kann die Licht emittierende Vorrichtung wirkungsvoll besonders auf eine blaues Licht emittierende Vorrichtung angewendet werden, bei der die Emissionsenergie und die Exzitonenenergie hoch sind.
In dem Fall, in dem die Licht emittierende Vorrichtung eine dritte Substanz außer dem Licht emittierenden Dotierstoff und der Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz enthält, weist die dritte Substanz vorzugsweise eine größere Bandlücke auf als die Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierende Substanz. Die dritte Substanz weist bevorzugt eine Ladungsträgertransporteigenschaft auf; bevorzugter weist die dritte Substanz eine bessere Ladungsträgertransporteigenschaft auf als die Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierende Substanz.
Obwohl die Ladungsträgertransporteigenschaft der dritten Substanz entweder eine Lochtransporteigenschaft oder eine Elektronentransporteigenschaft sein kann, wird bevorzugt, dass die dritte Substanz die Ladungsträger transportiert, die sich von den Ladungsträgern unterscheiden, die von der Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz überwiegend transportiert werden. In dem Fall, in dem beispielsweise die Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierende Substanz eher überwiegend Elektronen als Löcher transportiert, weist die dritte Substanz vorzugsweise eine gute Lochtransporteigenschaft auf. Alternativ weist die dritte Substanz vorzugsweise eine bipolare Eigenschaft, d. h. gute Elektronen- und Lochtransporteigenschaften, auf.
Da viele TADF-Materialien eine gute bipolare Eigenschaft aufweisen, kann ein TADF-Material vorteilhaft als dritte Substanz allein verwendet werden, um den vorteilhaften Transport von sowohl Elektronen als auch Löchern zu ermöglichen. Ein TADF-Material wird vorzugsweise verwendet, um die Nutzung der Triplett-Anregungsenergie zu ermöglichen. Beispiele für das TADF-Material, das als dritte Substanz verwendet werden kann, umfassen ein Fulleren, ein Derivat davon, ein Acridin, ein Derivat davon und ein Eosin-Derivat. Weitere Beispiele umfassen ferner 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. 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.
Alternativ kann eine heterocyclische Verbindung, die einen π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring und/oder einen π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring aufweist und 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), 9-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-9'-phenyl-9H,9'H-3,3'-bicarbazol (Abkürzung: PCCzTzn), 9-[4-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl]-9'-phenyl-9H,9'H-3,3'-bicarbazol (Abkürzung: PCCzPTzn), 2-[4-(10/7-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) oder 10-Phenyl-10H,10'H-spiro[acridin-9,9'-anthracen]-10'-on (Abkürzung: ACRSA), verwendet werden. Die heterocyclische Verbindung wird aufgrund der guten Elektronentransport- und Lochtransporteigenschaften bevorzugt, da sie den π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring und den π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring umfasst. Unter Gerüsten mit einem 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 eines dieser Gerüste vorzugsweise enthalten. Als Furan-Gerüst wird ein Dibenzofuran-Gerüst bevorzugt, und 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 ein π-elektronenreicher heteroaromatischer Ring direkt an einen π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring gebunden ist, besonders bevorzugt wird, da sowohl die Elektronendonatoreigenschaft des π-elektronenreichen heteroaromatischen Rings als auch die Elektronenakzeptoreigenschaft des π-elektronenarmen heteroaromatischen Rings verbessert 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 ist, 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 oder eine Cyano-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. Darüber hinaus kann die Triplett-Anregungsenergie in Lichtemission umgewandelt werden.
Ein Phosphoreszenzspektrum, das bei niedriger Temperatur (z. B. 77 K bis 10 K) wahrgenommen wird, wird für einen Index des T₁-Niveaus verwendet. Wenn das Energieniveau mit einer Wellenlänge der Linie, die durch Extrapolation einer Tangente an das Fluoreszenzspektrum an einem Schwanz auf der kurzen Wellenlängenseite erhalten wird, das S₁-Niveau ist und das Energieniveau mit einer Wellenlänge der Linie, die durch Extrapolation einer Tangente an das Phosphoreszenzspektrum an einem Schwanz 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.
Bei der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Licht emittierende Schicht eine vierte Substanz zusätzlich zu der vorstehenden dritten Substanz enthalten. Wie die dritte Substanz weist die vierte Substanz vorzugsweise eine größere Bandlücke auf als die Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierende Substanz. Die vierte Substanz weist bevorzugt eine Ladungsträgertransporteigenschaft auf; bevorzugter weist die vierte Substanz eine bessere Ladungsträgertransporteigenschaft auf als die Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierende Substanz.
Vorzugsweise transportiert die vierte Substanz die Ladungsträger gut, die sich von den Ladungsträgern unterscheiden, die von der dritten Substanz überwiegend transportiert werden. In dem Fall, in dem beispielsweise die dritte Substanz eher überwiegend Löcher als Elektronen transportiert, weist die vierte Substanz bevorzugt eine gute Elektronentransporteigenschaft auf. Auf diese Weise weist vorzugsweise eine der dritten Substanz und der vierten Substanz eine Lochtransporteigenschaft auf und die andere weist eine Elektronentransporteigenschaft auf, und bevorzugter ist eine von ihnen eine organische Verbindung mit einem π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring oder einem aromatischen Amin-Gerüst und die andere ist eine organische Verbindung mit einem π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring.
Die Verwendung der dritten Substanz und der vierten Substanz erleichtert die Anpassung der Transporteigenschaft der Licht emittierenden Schicht 113 und die Steuerung eines Rekombinationsbereichs. Das Gewichtsverhältnis des Gehalts des Materials mit einer Lochtransporteigenschaft zu dem Gehalt des Materials mit einer Elektronentransporteigenschaft kann 1:19 bis 19:1 sein.
Bevorzugt kann eine Kombination der dritten Substanz und der vierten Substanz einen Exciplex bilden, und bevorzugter kann die Energie von dem Exciplex auf die Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierende Substanz übertragen werden. Wenn sich das Emissionsspektrum des von der dritten Substanz und der vierten Substanz ausgebildeten Exciplexes mit der Absorptionskante mit der längsten Wellenlänge in dem Absorptionsspektrum der Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden Substanz überlappt, tritt die effiziente Energieübertragung von dem Exciplex auf die Licht von einem Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierende Substanz auf.
Die folgenden Materialien können als Beispiele für das Material mit einer Lochtransporteigenschaft und das Material mit einer Elektronentransporteigenschaft angegeben werden, die als vorstehende dritte Substanz und vierte Substanz verwendet werden können.
Das Material mit einer Lochtransporteigenschaft ist bevorzugt beispielsweise eine organische Verbindung, die ein Amin-Gerüst oder ein π-elektronenreiches heteroaromatisches Ring-Gerüst aufweist. Als π-elektronenreicher heteroaromatischer Ring wird ein kondensierter aromatischer Ring, der mindestens eines von einem Acridin-Gerüst, einem Phenoxazin-Gerüst, einem Phenothiazin-Gerüst, einem Furan-Gerüst, einem Thiophen-Gerüst und einem Pyrrol-Gerüst wird bevorzugt; insbesondere wird ein Carbazol-Ring, ein Dibenzothiophen-Ring oder ein Ring, in dem ein aromatischer Ring oder ein heteroaromatischer Ring ferner mit einem Carbazol-Ring oder einem Dibenzothiophen-Ring kondensiert ist, bevorzugt.
Eine derartige organische Verbindung mit einer Lochtransporteigenschaft weist stärker bevorzugt ein Carbazol-Gerüst, ein Dibenzofuran-Gerüst, ein Dibenzothiophen-Gerüst oder ein Anthracen-Gerüst auf. Insbesondere kann ein aromatisches Amin mit einem Substituenten, der einen Dibenzofuran-Ring oder einen Dibenzothiophen-Ring umfasst, ein aromatisches Monoamin, das einen Naphthalen-Ring umfasst, oder ein aromatisches Monoamin, in dem eine 9-Fluorenyl-Gruppe über eine Arylen-Gruppe an den Stickstoff des Amins gebunden ist, verwendet werden. Es sei angemerkt, dass die organische Verbindung mit einer Lochtransporteigenschaft vorzugsweise eine N,N-Bis(4-biphenyl)amino-Gruppe aufweist, um zu ermöglichen, eine Licht emittierende Vorrichtung mit einer langen Lebensdauer herzustellen.
Beispiele für eine derartige organische Verbindung umfassen Verbindungen mit einem aromatischen Amin-Gerüst, wie z. B. 4,4'-Bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl (Abkürzung: NPB), N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-4,4'-diaminobiphenyl (Abkürzung: TPD), N,N'-Bis(9,9'-spirobi[9H-fluoren]-2-yl)-N,N'-diphenyl-4,4'-diaminobiphenyl (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-9/7-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBA1BP), 4,4'-Diphenyl-4"-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBBilBP), 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]-9,9'-spirobi[9H-fluoren]-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), 3,3'-Bis(9-phenyl-9H-carbazol) (Abkürzung: PCCP), 9-[3-(Triphenylsilyl)phenyl]-3,9'-bi-9H-carbazol (Abkürzung: PSiCzCz), 9'-Phenyl-9'/7-9,3':6',9"-tercarbazol (Abkürzung: PhCzGI) und 12-[3-(9H-Carbazol-9-yl)phenyl]-5,12-dihydro-5-phenyl-indolo[3,2-a]carbazol, 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, gute Lochtransporteigenschaften aufweisen und zu einer Verringerung der Betriebsspannung beitragen.
Als Material mit einer Elektronentransporteigenschaft wird beispielsweise ein Metallkomplex, wie z. B. Bis(10-hydroxybenzo[h]chinolinato)beryllium(II) (Abkürzung: BeBq₂), 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), oder eine organische Verbindung, die ein □-elektronenarmes heteroaromatisches Ringgerüst aufweist, vorzugsweise verwendet. Als Beispiele für die organische Verbindung mit einem D-elektronenarmen heteroaromatischen Ringgerüst können eine organische Verbindung mit einem heteroaromatischen Ring mit einem Polyazol-Gerüst, eine organische Verbindung mit einem heteroaromatischen Ring mit einem Pyridin-Gerüst, eine organische Verbindung mit einem heteroaromatischen Ring mit einem Diazin-Gerüst und eine organischen Verbindung mit einem heteroaromatischen Ring mit einem Triazin-Gerüst angegeben werden.
Unter den vorstehenden Materialien weisen die organische Verbindung mit einem heteroaromatischen Ring mit einem Diazin-Gerüst (einem Pyrimidin-Gerüst, einem Pyrazin-Gerüst oder einem Pyridazin-Gerüst), die organische Verbindung mit einem heteroaromatischen Ring mit einem Pyridin-Gerüst und die organische Verbindung mit einem heteroaromatischen Ring mit einem Triazin-Gerüst hohe Zuverlässigkeit auf und werden daher bevorzugt. Insbesondere weisen die organische Verbindung mit einem heteroaromatischen Ring mit einem Diazin- (Pyrimidin- oder Pyrazin-) Gerüst und die organische Verbindung mit einem heteroaromatischen Ring mit einem Triazin-Gerüst eine hohe Elektronentransporteigenschaft auf und tragen zu einer Verringerung der Betriebsspannung bei. Ein Benzofuropyrimidin-Gerüst, ein Benzothienopyrimidin-Gerüst, ein Benzofuropyrazin-Gerüst und ein Benzothienopyrazin-Gerüst werden aufgrund ihrer hohen Akzeptoreigenschaften und hohen Zuverlässigkeit bevorzugt.
Beispiele für die organische Verbindung mit einem π-elektronenarmen heteroaromatischen Ringgerüst 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: C011), 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); heterocyclische Verbindungen mit einem Diazin-Gerüst, wie z. B. 2-[3-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 2mDBTPDBq-II), 2-[3'-(Dibenzothiophen-4-yl)biphenyl-3-yl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 2mDBTBPDBq-II), 2-[3'-(9H-Carbazol-9-yl)biphenyl-3-yl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 2mCzBPDBq), 4,6-Bis[3-(phenanthren-9-yl)phenyl]pyrimidin (Abkürzung: 4,6mPnP2Pm), 4,6-Bis[3-(4-dibenzothienyl)phenyl]pyrimidin (Abkürzung: 4,6mDBTP2Pm-II), 9,9'-[Pyrimidin-4,6-diylbis(biphenyl-3,3'-diyl)]bis(9/7-carbazol) (Abkürzung: 4,6mCzBP2Pm), 6-(Biphenyl-3-yl)-4-[3,5-bis(9H-carbazol-9-yl)phenyl]-2-phenylpyrimidin (Abkürzung: 6mBP-4Cz2PPm) und 4-[3,5-Bis(9H-carbazol-9-yl)phenyl]-2-phenyl-6-(biphenyl-4-yl)pyrimidin (Abkürzung: 6BP-4Cz2PPm); heterocyclische Verbindungen mit einem Triazin-Gerüst, wie z. B. 2-[3'-(9,9-Dimethyl-9H-fluoren-2-yl)biphenyl-3-yl]-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: mFBPTzn), 2-(Biphenyl-4-yl)-4-phenyl-6-(9,9'spirobi[9H-fluoren]-2-yl)-1,3,5-triazin (Abkürzung: BP-SFTzn), 2-{3-[3-(Benzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-yl)phenyl]phenyl}-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: mBnfBPTzn) und 2-{3-[3-(Benzo[b]naphtho[1,2-d]furan-6-yl)phenyl]phenyl}-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: mBnfBPTzn-02), 2-(Biphenyl-4-yl)-4-phenyl-6-(9,9'-spirobi[9H-fluoren]-2-yl)-1,3,5-triazin (Abkürzung: BPSFTzn), 3-[9-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-2-dibenzofuranyl]-9-phenyl-9H-carbazol (Abkürzung: PCDBfΓzn), 2-(Biphenyl-3-yl)-4-phenyl-6-{8-[(1,1':4',1"-terphenyl)-4-yl]-1-dibenzofuranyl}-1,3,5-triazin (Abkürzung: mBP-TPDBfΓzn), 2-{3-[3-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]phenyl}-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: mDBtBPTzn), 9,9'-{6-[3-(Triphenylsilyl)phenyl]-1,3,5-triazin-2,4-diyl} bis(9H-carbazol) (Abkürzung: SiTrzCz2), 2,4,6-Tris(9H-carbazol-9-yl)-1,3,5-triazin (Abkürzung: CzT), 9-{3-[3-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl]phenyl}-9/7-carbazol (Abkürzung: mCzBPTzn), 9'-[4-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl]-9,3':6',9"-tri-9H-carbazol (Abkürzung: BCC-TPTA), 9,9'-[5-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-1,3-phenylene]bis(9/7-carbazol) (Abkürzung: DCzTrz), 3,6-Bis(diphenylamino)-9-[4-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: DACT-II) und 9-[5'-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)(1,1':3',1"-terphenyl)-2'-yl]-3,6-diphenyl-9H-carbazol (Abkürzung: DPhCzmTPTzn); und 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-pyridyl)-phenyl-3-yl]benzol (Abkürzung: TmPyPB). Unter den vorstehenden Materialien weisen die heterocyclische Verbindung mit einem Diazin-Gerüst, die heterocyclische Verbindung mit einem Triazin-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- (z. B. Pyrimidin- oder Pyrazin-) Gerüst eine gute Elektronentransporteigenschaft auf, wodurch sie zu einer Verringerung der Betriebsspannung beiträgt.
Ein TADF-Material kann auch als dritte Substanz oder vierte Substanz verwendet werden.
Die dritte Substanz und die vierte Substanz können einen Exciplex bilden. Die dritte Substanz und die vierte Substanz werden vorzugsweise derart ausgewählt, dass sie einen Exciplex bilden, der Licht emittiert, dessen Wellenlänge sich mit der Wellenlänge eines Absorptionsbandes auf der niedrigsten Energieseite des Licht emittierenden Dotierstoffs überlappt, wobei in diesem Fall die Energie leicht übertragen werden und kann eine Lichtemission effizient erhalten werden kann. Eine solche Struktur kommt bevorzugt zum Einsatz, um die Betriebsspannung zu verringern.
Ein Exciplex weist eine sehr kleine Differenz zwischen dem S1-Niveau und dem T₁-Niveau auf und dient auch als TADF-Material, das die Triplett-Anregungsenergie in die Singulett-Anregungsenergie umwandeln kann.
Um einen Exciplex effizient zu bilden, wird ein Material mit einer Elektronentransporteigenschaft mit einem Material mit einer Lochtransporteigenschaft, das ein HOMO-Niveau von höher als oder gleich demjenigen des Materials mit einer Elektronentransporteigenschaft aufweist, vorzugsweise kombiniert. Zudem ist das LUMO-Niveau des Materials mit einer Lochtransporteigenschaft vorzugsweise höher als oder gleich demjenigen des Materials mit einer Elektronentransporteigenschaft. Es sei angemerkt, dass die LUMO-Niveaus und die HOMO-Niveaus der Materialien von den elektrochemischen Eigenschaften (den Reduktionspotentialen und den Oxidationspotentialen) der Materialien abgeleitet werden können, die durch eine Cyclovoltammetrie (cyclic voltammetry, CV) gemessen werden.
Die Bildung eines Exciplexes kann beispielsweise durch ein Phänomen bestätigt werden, bei dem das Emissionsspektrum des Mischfilms, in dem das Material mit einer Lochtransporteigenschaft und das Material mit einer Elektronentransporteigenschaft gemischt sind, auf die längere Wellenlänge als die Emissionsspektren jedes der Materialien verschoben wird (oder das Emissionsspektrum einen anderen Peak auf der längeren Wellenlängenseite aufweist), wobei das Phänomen durch einen Vergleich der Emissionsspektren des Materials mit einer Lochtransporteigenschaft, des Materials mit einer Elektronentransporteigenschaft und des Mischfilms dieser Materialien beobachtet wird. Alternativ kann die Bildung eines Exciplexes durch einen Unterschied der transienten Reaktion, wie z. B. ein Phänomen, bei dem die Lebensdauer der transienten PL des Mischfilms Komponenten mit längerer Lebensdauer oder einen größeren Anteil der Verzögerungskomponenten aufweist als diejenige jedes der Materialien, bestätigt werden, wobei der Unterschied durch einen Vergleich der transienten Photolumineszenz (PL) des Materials mit einer Lochtransporteigenschaft, des Materials mit einer Elektronentransporteigenschaft und des Mischfilms dieser Materialien beobachtet wird. Die transiente PL kann als transiente Elektrolumineszenz (EL) umformuliert werden. Das heißt, dass die Bildung eines Exciplexes auch durch einen Unterschied der transienten Reaktion bestätigt werden kann, der durch einen Vergleich der transienten EL des Materials mit einer Lochtransporteigenschaft, des Materials mit einer Elektronentransporteigenschaft und des Mischfilms dieser Materialien beobachtet wird.
Die Elektronentransportschicht 114 enthält eine Substanz mit einer Elektronentransporteigenschaft. Als Substanz mit einer Elektronentransporteigenschaft kann eine der vorstehend aufgeführten Substanzen mit Elektronentransporteigenschaften verwendet werden, die als Wirtsmaterial verwendet werden können.
Es sei angemerkt, dass die Elektronentransportschicht vorzugsweise ein Material mit einer Elektronentransporteigenschaft und ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall, eine Verbindung davon oder einen Komplex davon enthält. Die Elektronenbeweglichkeit der Elektronentransportschicht 114 ist in dem Fall, in dem die Quadratwurzel der elektrischen Feldstärke [V/cm] 600 ist, vorzugsweise höher als oder gleich 1 × 10^-7 cm²/Vs und niedriger als oder gleich 5 × 10^-5 cm²/Vs. Die Menge der in die Licht emittierende Schicht injizierten Elektronen kann durch die Verringerung der Elektronentransporteigenschaft der Elektronentransportschicht 114 gesteuert werden, wodurch verhindert werden kann, dass die Licht emittierende Schicht überschüssige Elektronen aufweist. Es wird besonders bevorzugt, dass diese Struktur zum Einsatz kommt, wenn die Lochinjektionsschicht unter Verwendung eines Verbundmaterials ausgebildet wird, das ein Material mit einer Lochtransporteigenschaft enthält, das ein relativ tiefes HOMO-Niveau von höher als oder gleich -5,7 eV und niedriger als oder gleich -5,4 eV aufweist, wobei in diesem Fall eine lange Lebensdauer erzielt werden kann. In diesem Fall weist das Material mit einer Elektronentransporteigenschaft vorzugsweise ein HOMO-Niveau von höher als oder gleich -6,0 eV auf. Das Material mit einer Elektronentransporteigenschaft ist bevorzugt eine organische Verbindung mit einem Anthracen-Gerüst, stärker bevorzugt eine organische Verbindung mit sowohl einem Anthracen-Gerüst als auch einem heterocyclischen Gerüst. Das heterocyclische Gerüst ist vorzugsweise ein stickstoffhaltiges fünfgliedriges Ring-Gerüst oder ein stickstoffhaltiges sechsgliedriges Ring-Gerüst, und insbesondere ist das heterocyclische Gerüst vorzugsweise ein stickstoffhaltiges fünfgliedriges Ring-Gerüst oder ein stickstoffhaltiges sechsgliedriges Ring-Gerüst, das zwei Heteroatome in dem Ring umfasst, wie z. B. ein Pyrazol-Ring, ein Imidazol-Ring, ein Oxazol-Ring, ein Thiazol-Ring, ein Pyrazin-Ring, ein Pyrimidin-Ring oder ein Pyridazin-Ring. Außerdem wird es bevorzugt, dass das Alkalimetall, das Erdalkalimetall, die Verbindung davon oder der Komplex davon eine 8-Hydroxychinolinato-Struktur aufweist. Spezifische Beispiele umfassen 8-Hydroxychinolinato-Lithium (Abkürzung: Liq) und 8-Hydroxychinolinato-Natrium (Abkürzung: Naq). Insbesondere wird ein Komplex eines einwertigen Metallions, darunter ein Komplex von Lithium, bevorzugt, und Liq wird stärker bevorzugt. Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem die 8-Hydroxychinolinato-Struktur enthalten ist, beispielsweise auch ein Methyl-substituiertes Produkt (z. B. ein 2-Methyl-substituiertes Produkt oder ein 5-Methyl-substituiertes Produkt) des Alkalimetalls, des Erdalkalimetalls, der Verbindung oder des Komplexes verwendet werden kann. Es gibt vorzugsweise eine Differenz (einschließlich 0) zwischen den Konzentrationen des Alkalimetalls, des Erdalkalimetalls, der Verbindung davon oder des Komplexes davon in der Dickenrichtung der Elektronentransportschicht.
Eine Schicht, die ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall oder eine Verbindung davon, wie z. B. Lithiumfluorid (LiF), Cäsiumfluorid (CsF), Calciumfluorid (CaF₂) oder 8-Hydroxychinolinato-Lithium (Abkürzung: Liq), enthält, kann zwischen der Elektronentransportschicht 114 und der Kathode als Elektroneninjektionsschicht 115 bereitgestellt werden. Ein Elektrid oder eine Schicht, die unter Verwendung einer Substanz mit einer Elektronentransporteigenschaft ausgebildet wird und ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall oder eine Verbindung davon enthält, kann als Elektroneninjektionsschicht 115 verwendet werden. Beispiele für das Elektrid umfassen eine Substanz, in der Elektronen mit einer hohen Konzentration zu Calciumoxid-Aluminiumoxid zugesetzt sind.
Es sei angemerkt, dass als Elektroneninjektionsschicht 115 eine Schicht verwendet werden kann, die eine Substanz, die eine Elektronentransporteigenschaft aufweist (vorzugsweise eine organische Verbindung mit einem Bipyridin-Gerüst), enthält und ein Fluorid des Alkalimetalls oder des Erdalkalimetalls mit einer Konzentration von höher als derjenigen, mit der die Elektroneninjektionsschicht 115 in einen mikrokristallinen Zustand wird (50 Gew.-% oder höher), enthält. Da die Schicht einen niedrigen Brechungsindex aufweist, kann eine Licht emittierende Vorrichtung, die die Schicht umfasst, eine hohe externe Quanteneffizienz aufweisen.
Anstelle der Elektroneninjektionsschicht 115 kann eine Ladungserzeugungsschicht 116 bereitgestellt werden (2B). Die Ladungserzeugungsschicht 116 bezeichnet eine Schicht, die beim Anlegen eines Potentials zum Injizieren von Löchern in eine Schicht in Kontakt mit der Seite der Kathode der Ladungserzeugungsschicht 116 und Elektronen in eine Schicht in Kontakt mit der Seite der Anode davon im Stande ist. Die Ladungserzeugungsschicht 116 umfasst mindestens eine p-Typ-Schicht 117. Die p-Typ-Schicht 117 wird vorzugsweise unter Verwendung eines der Verbundmaterialien ausgebildet, die vorstehend als Beispiele für Materialien, die für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet werden können, angegeben worden sind. Die p-Typ-Schicht 117 kann ausgebildet werden, indem ein Film, der als in dem Verbundmaterial enthaltenes Material das vorstehend beschriebene Akzeptormaterial enthält, und ein Film, der ein Lochtransportmaterial enthält, übereinander angeordnet werden. Wenn ein Potential an die p-Typ-Schicht 117 angelegt wird, werden Elektronen in die Elektronentransportschicht 114 und Löcher in die Kathode 102 injiziert; auf diese Weise arbeitet das organische EL-Element. Da die organische Verbindung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen niedrigen Brechungsindex aufweist, kann dann, wenn die organische Verbindung für die p-Typ-Schicht 117 verwendet wird, das organische EL-Element eine hohe externe Quanteneffizienz aufweisen. Wenn ein Potential an die p-Typ-Schicht 117 angelegt wird, werden Elektronen in die Elektronentransportschicht 114 und Löcher in die Kathode injiziert; auf diese Weise arbeitet die Licht emittierende Vorrichtung.
Es sei angemerkt, dass die Ladungserzeugungsschicht 116 vorzugsweise zusätzlich zu der p-Typ-Schicht 117 eine Elektronenweiterleitungsschicht 118 und/oder eine Elektroneninjektionspufferschicht 119 umfasst.
Die Elektronenweiterleitungsschicht 118 enthält mindestens eine Substanz mit einer Elektronentransporteigenschaft und weist eine Funktion zum Verhindern einer Wechselwirkung zwischen der Elektroneninjektionspufferschicht 119 und der p-Typ-Schicht 117 und eine Funktion zum leichtgängigen Übertragen von Elektronen auf. Das LUMO-Niveau der in der Elektronenweiterleitungsschicht 118 enthaltenen Substanz mit einer Elektronentransporteigenschaft liegt vorzugsweise zwischen dem LUMO-Niveau der Substanz mit einer Akzeptoreigenschaft in der p-Typ-Schicht 117 und dem LUMO-Niveau einer Substanz in einer Schicht der Elektronentransportschicht 114, die in Kontakt mit der Ladungserzeugungsschicht 116 ist. Als spezifischer Wert des Energieniveaus ist das LUMO-Niveau der Substanz mit einer Elektronentransporteigenschaft, die in der Elektronenweiterleitungsschicht 118 enthalten ist, 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 Substanz mit einer Elektronentransporteigenschaft, die in der Elektronenweiterleitungsschicht 118 enthalten ist, vorzugsweise ein auf Phthalocyanin basierendes Material oder ein Metallkomplex, der eine Metall-Sauerstoff-Bindung und einen aromatischen Liganden aufweist, verwendet wird.
Eine Substanz mit einer guten Elektroneninjektionseigenschaft kann für die Elektroneninjektionspufferschicht 119 verwendet werden. Beispielsweise kann ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall, ein Seltenerdmetall oder eine Verbindung davon (eine Alkalimetall-Verbindung (darunter auch ein Oxid, wie z. B. Lithiumoxid, ein Halogenid und ein Carbonat, wie z. B. Lithiumcarbonat und Cäsiumcarbonat), eine Erdalkalimetall-Verbindung (darunter auch ein Oxid, ein Halogenid und ein Carbonat) oder eine Seltenerdmetall-Verbindung (darunter auch ein Oxid, ein Halogenid und ein Carbonat)) verwendet werden.
In dem Fall, in dem die Elektroneninjektionspufferschicht 119 eine Substanz mit einer Elektronentransporteigenschaft und eine Donatorsubstanz enthält, kann eine organische Verbindung, wie z. B. Tetrathianaphthacen (Abkürzung: TTN), Nickelocen oder Decamethylnickelocen, als Donatorsubstanz verwendet werden, ebenso wie ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall, ein Seltenerdmetall, eine Verbindung davon (z. B. eine Alkalimetall-Verbindung (darunter auch ein Oxid, wie z. B. Lithiumoxid, ein Halogenid und ein Carbonat, wie z. B. Lithiumcarbonat und Cäsiumcarbonat), eine Erdalkalimetall-Verbindung (darunter auch ein Oxid, ein Halogenid und ein Carbonat) oder eine Seltenerdmetall-Verbindung (darunter auch ein Oxid, ein Halogenid und ein Carbonat)). Als Substanz mit einer Elektronentransporteigenschaft kann ein Material, das dem vorstehend beschriebenen Material für die Elektronentransportschicht 114 ähnlich ist, verwendet werden.
Für die Kathode kann ein Metall, eine Legierung, eine elektrisch leitende Verbindung oder eine Mischung dieser, die jeweils eine niedrige Austrittsarbeit (insbesondere eine Austrittsarbeit von niedriger als oder gleich 3,8 eV) aufweisen, oder dergleichen verwendet werden. Spezifische Beispiele für ein derartiges Kathodenmaterial umfassen Elemente, die zu den Gruppen 1 und 2 des Periodensystems gehören, so beispielsweise Alkalimetalle (z. B. Lithium (Li) und Cäsium (Cs)), Magnesium (Mg), Calcium (Ca) und Strontium (Sr), Legierungen, die diese Elemente enthalten (z. B. MgAg und AlLi), Seltenerdmetalle, wie z. B. Europium (Eu) und Ytterbium (Yb), und Legierungen, die diese Seltenerdmetalle enthalten. Jedoch können dann, wenn die Elektroneninjektionsschicht zwischen der Kathode und der Elektronentransportschicht bereitgestellt ist, verschiedene leitende Materialien, wie z. B. AI, Ag, ITO oder Indiumoxid-Zinnoxid, das Silizium oder Siliziumoxid enthält, unabhängig von der Austrittsarbeit für die Kathode verwendet werden. Filme aus diesen leitenden Materialien können durch einen Trockenprozess, wie z. B. ein Vakuumverdampfungsverfahren oder ein Sputterverfahren, ein Tintenstrahlverfahren, ein Rotationsbeschichtungsverfahren oder dergleichen ausgebildet werden. Alternativ kann ein Nassprozess mittels eines Sol-Gel-Verfahrens oder ein Nassprozess unter Verwendung einer Paste eines Metallmaterials verwendet werden.
Die organische Verbindungsschicht 103 kann durch eines von verschiedenen Verfahren, die ein Trockenverfahren und ein Nassverfahren umfassen, ausgebildet werden. Zum Beispiel kann ein Vakuumverdampfungsverfahren, ein Tiefdruckverfahren, ein Offsetdruckverfahren, ein Siebdruckverfahren, ein Tintenstrahlverfahren, ein Rotationsbeschichtungsverfahren oder dergleichen verwendet werden.
Unterschiedliche Verfahren können verwendet werden, um die vorstehend beschriebenen Elektroden oder Schichten auszubilden.
Die Struktur der Schichten, welche zwischen der ersten Elektrode 101 und der zweiten Elektrode 102 bereitgestellt sind, ist nicht auf die vorstehend beschriebene Struktur beschränkt. Vorzugsweise liegt ein Licht emittierender Bereich, in dem Löcher und Elektronen rekombinieren, abgerückt von der ersten Elektrode 101 und der zweiten Elektrode 102, so dass eine Löschung (Quenching) aufgrund der Nähe zwischen dem Licht emittierenden Bereich und dem Metall unterdrückt werden kann, das für die Elektroden oder Ladungsträgerinjektionsschichten verwendet wird.
Damit die Energieübertragung von einem in der Licht emittierenden Schicht erzeugten Exziton unterdrückt werden kann, werden ferner vorzugsweise die Lochtransportschicht und die Elektronentransportschicht, die in Kontakt mit der Licht emittierenden Schicht 113 sind, besonders eine Ladungsträgertransportschicht, die näher an dem Rekombinationsbereich in der Licht emittierenden Schicht 113 ist, unter Verwendung einer Substanz ausgebildet, die eine größere Bandlücke aufweist als die Licht emittierende Substanz der Licht emittierenden Schicht oder der Licht emittierende Dotierstoff, der in der Licht emittierenden Schicht enthalten ist.
Als Nächstes wird eine Ausführungsform einer Licht emittierenden Vorrichtung mit einer Struktur, bei der eine Vielzahl von Licht emittierenden Einheiten übereinander angeordnet ist (diese Art von Licht emittierender Vorrichtung wird auch als mehrschichtige oder Tandem-Vorrichtung bezeichnet), anhand von 2C beschrieben. Diese Licht emittierende Vorrichtung beinhaltet eine Vielzahl von Licht emittierenden Einheiten zwischen einer Anode und einer Kathode. Eine Licht emittierende Einheit weist im Wesentlichen die gleiche Struktur wie die organische Verbindungsschicht 103 auf, die in 2A dargestellt wird. Mit anderen Worten: Die Licht emittierende Vorrichtung, die in 2A oder 2B dargestellt wird, beinhaltet eine einzelne Licht emittierende Einheit, und die Licht emittierende Vorrichtung, die in 2C dargestellt wird, beinhaltet eine Vielzahl von Licht emittierenden Einheiten.
In 2C sind eine erste Licht emittierende Einheit 511 und eine zweite Licht emittierende Einheit 512 zwischen einer ersten Elektrode 501 und einer zweiten Elektrode 502 übereinander angeordnet, und eine Ladungserzeugungsschicht 513 ist zwischen der ersten Licht emittierenden Einheit 511 und der zweiten Licht emittierenden Einheit 512 bereitgestellt. Die erste Elektrode 501 und die zweite Elektrode 502 entsprechen der ersten Elektrode 101 bzw. der zweiten Elektrode 102 in 2A und können unter Verwendung der Materialien, die bei der Beschreibung der 2A angegeben worden sind, ausgebildet werden. Des Weiteren können die erste Licht emittierende Einheit 511 und die zweite Licht emittierende Einheit 512 die gleiche Struktur oder unterschiedliche Strukturen aufweisen.
Die Ladungserzeugungsschicht 513 weist eine Funktion zum Injizieren von Elektronen in eine der Licht emittierenden Einheiten und zum Injizieren von Löchern in die andere der Licht emittierenden Einheiten auf, wenn eine Spannung zwischen der ersten Elektrode 501 und der zweiten Elektrode 502 angelegt wird. Das heißt, dass in 2C die Ladungserzeugungsschicht 513 Elektronen in die erste Licht emittierende Einheit 511 und Löcher in die zweite Licht emittierende Einheit 512 injiziert, wenn eine Spannung derart angelegt wird, dass das Potential der Anode höher ist als das Potential der Kathode.
Die Ladungserzeugungsschicht 513 weist vorzugsweise eine Struktur auf, die derjenigen der anhand von 2B beschriebenen Ladungserzeugungsschicht 116 ähnlich ist. Ein Verbundmaterial aus einer organischen Verbindung und einem Metalloxid ermöglicht einen ein Betrieb mit einer niedrigen Spannung und ein Betrieb mit einem niedrigen Strom, da es eine ausgezeichnete Ladungsträgerinjektionseigenschaft und eine ausgezeichnete Ladungsträgertransporteigenschaft aufweist. In dem Fall, in dem eine Oberfläche einer Licht emittierenden Einheit auf der Seite der Anode in Kontakt mit der Ladungserzeugungsschicht 513 ist, kann die Ladungserzeugungsschicht 513 auch als Lochinjektionsschicht der Licht emittierenden Einheit dienen; deshalb wird eine Lochinjektionsschicht nicht notwendigerweise in der Licht emittierenden Einheit bereitgestellt.
In dem Fall, in dem die Ladungserzeugungsschicht 513 die Elektroneninjektionspufferschicht 119 umfasst, dient die Elektroneninjektionspufferschicht 119 als Elektroneninjektionsschicht in der Licht emittierenden Einheit auf der Seite der Anode; deshalb wird eine Elektroneninjektionsschicht nicht notwendigerweise in der Licht emittierenden Einheit auf der Seite der Anode ausgebildet.
Die Licht emittierende Vorrichtung, die zwei Licht emittierende Einheiten aufweist, wird anhand von 2C beschrieben; jedoch kann eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auch auf eine Licht emittierende Vorrichtung angewendet werden, bei der drei oder mehr Licht emittierende Einheiten übereinander angeordnet sind. Wenn eine Vielzahl von Licht emittierenden Einheiten, die durch die Ladungserzeugungsschicht 513 geteilt sind, zwischen einem Paar von Elektroden, wie bei der Licht emittierenden Vorrichtung dieser Ausführungsform, angeordnet ist, ist es möglich, ein Element mit langer Lebensdauer bereitzustellen, das Licht mit hoher Leuchtdichte bei niedriger Stromdichte emittieren kann.
Wenn sich die Emissionsfarben der Licht emittierenden Einheiten voneinander unterscheiden, kann eine Lichtemission mit einer gewünschten Farbe von der Licht emittierenden Vorrichtung als Ganzes erhalten werden. Zum Beispiel können in einer Licht emittierenden Vorrichtung, die zwei Licht emittierende Einheiten aufweist, die Emissionsfarben der ersten Licht emittierenden Einheit rot und grün sein und kann die Emissionsfarbe der zweiten Licht emittierenden Einheit blau sein, so dass die Licht emittierende Vorrichtung weißes Licht als Ganzes emittieren kann.
Die organische Verbindungsschicht 103, die erste Licht emittierende Einheit 511, die zweite Licht emittierende Einheit 512, die Schichten, wie z. B. die Ladungserzeugungsschicht, und die vorstehend beschriebenen Elektroden können durch ein Verfahren, wie z. B. ein Verdampfungsverfahren (darunter auch ein Vakuumverdampfungsverfahren), ein Tröpfchenausstoßverfahren (auch als Tintenstrahlverfahren bezeichnet), ein Beschichtungsverfahren oder ein Tiefdruckverfahren, ausgebildet werden. Ein niedermolekulares Material, ein mittelmolekulares Material (darunter auch ein Oligomer und ein Dendrimer) oder ein hochmolekulares Material können in den vorstehenden Komponenten enthalten sein.
(Ausführungsform 3)
Bei dieser Ausführungsform wird eine Anzeigevorrichtung, die die bei der Ausführungsformen 1 und 2 beschriebene Licht emittierende Vorrichtung beinhaltet, beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform wird die Anzeigevorrichtung, die unter Verwendung der bei der Ausführungsformen 1 und 2 beschriebenen Licht emittierende Vorrichtung hergestellt wird, anhand von 3A und 3B beschrieben. Es sei angemerkt, dass 3A eine Draufsicht auf die Anzeigevorrichtung ist und 3B eine Querschnittsansicht entlang den Linien A-B und C-D der 3A ist. Diese Anzeigevorrichtung beinhaltet einen Treiberschaltungsabschnitt (eine Sourceleitungstreiberschaltung) 601, einen Pixelabschnitt 602 und einen Treiberschaltungsabschnitt (eine Gateleitungstreiberschaltung) 603, welche die Lichtemission der Licht emittierenden Vorrichtung steuern und mit gestrichelten Linien dargestellt werden. Ein Bezugszeichen 604 bezeichnet ein Dichtungssubstrat; 605, ein Dichtungsmaterial; und 607, einen Raum, der von dem Dichtungsmaterial 605 umgeben ist.
Ein Bezugszeichen 608 bezeichnet eine Anschlussleitung zum Übertragen von Signalen, die in die Sourceleitungstreiberschaltung 601 und die Gateleitungstreiberschaltung 603 einzugeben werden, und zum Empfangen von Signalen, wie z. B. einem Videosignal, einem Taktsignal, einem Startsignal und einem Rücksetzsignal, von einer als externer Eingangsanschluss dienenden flexiblen gedruckten Schaltung (flexible printed circuit, FPC) 609. Obwohl hier nur die FPC dargestellt wird, kann eine gedruckte Leiterplatte (printed wiring board, PWB) an der FPC angebracht sein. Die Anzeigevorrichtung in dieser Beschreibung umfasst in ihrer Kategorie nicht nur die Anzeigevorrichtung an sich, sondern auch die Anzeigevorrichtung, die mit der FPC oder der PWB versehen ist.
Als Nächstes wird eine Querschnittsstruktur anhand von 3B beschrieben. Die Treiberschaltungsabschnitte und der Pixelabschnitt werden über einem Elementsubstrat 610 ausgebildet; hier werden die Sourceleitungstreiberschaltung 601, die ein Treiberschaltungsabschnitt ist, und ein Pixel des Pixelabschnitts 602 dargestellt.
Das Elementsubstrat 610 kann ein Substrat, das Glas, Quarz, ein organisches Harz, ein Metall, eine Legierung, einen Halbleiter oder dergleichen enthält, oder ein Kunststoffsubstrat sein, das aus faserverstärkten Kunststoffen (fiber reinforced plastic, FRP), Poly(vinylfluorid) (PVF), Polyester, Acrylharz oder dergleichen ausgebildet wird.
Die Struktur der Transistoren, die in Pixeln und Treiberschaltungen verwendet werden, ist nicht besonders beschränkt. Beispielsweise können Inverted-Staggered-Transistoren oder Staggered-Transistoren verwendet werden. Ferner können Top-Gate-Transistoren oder Bottom-Gate-Transistoren verwendet werden. Ein Halbleitermaterial, das für die Transistoren verwendet wird, ist nicht besonders beschränkt, und beispielsweise können Silizium, Germanium, Siliziumcarbid, Galliumnitrid oder dergleichen verwendet werden. Alternativ kann auch ein Oxidhalbleiter, der mindestens eines von Indium, Gallium und Zink enthält, wie z. B. ein Metalloxid auf In-Ga-Zn-Basis, verwendet werden.
Es gibt keine besondere Beschränkung bezüglich der Kristallinität eines Halbleitermaterials, das für die Transistoren verwendet wird, und ein amorpher Halbleiter oder ein Halbleiter mit Kristallinität (ein mikrokristalliner Halbleiter, ein polykristalliner Halbleiter, ein einkristalliner Halbleiter oder ein Halbleiter, der teilweise Kristallbereiche umfasst) kann verwendet werden. Vorzugsweise wird ein Halbleiter mit Kristallinität verwendet, wobei in diesem Fall eine Verschlechterung der Transistoreigenschaften unterdrückt werden kann.
Hier wird vorzugsweise ein Oxidhalbleiter für Halbleitervorrichtungen, wie z. B. die Transistoren, die in den Pixeln und Treiberschaltungen bereitgestellt werden, und Transistoren, die für Berührungssensoren, die später beschrieben werden, und dergleichen verwendet werden, verwendet. Im Besonderen wird vorzugsweise ein Oxidhalbleiter verwendet, der eine größere Bandlücke als Silizium aufweist. Wenn ein Oxidhalbleiter verwendet wird, der eine größere Bandlücke als Silizium aufweist, kann der Sperrstrom der Transistoren verringert werden.
Der Oxidhalbleiter enthält vorzugsweise mindestens Indium (In) oder Zink (Zn). Der Oxidhalbleiter enthält stärker bevorzugt ein Oxid, das durch ein Oxid auf In-M-Zn-Basis (M stellt ein Metall, wie z. B. AI, Ti, Ga, Ge, Y, Zr, Sn, La, Ce oder Hf, dar) dargestellt wird.
Als Halbleiterschicht wird insbesondere vorzugsweise ein Oxidhalbleiterfilm verwendet, der eine Vielzahl von Kristallteilen, deren c-Achsen senkrecht zu einer Oberfläche, auf der die Halbleiterschicht ausgebildet ist, oder der Oberseite der Halbleiterschicht ausgerichtet sind, enthält und in dem die angrenzenden Kristallteile keine Korngrenze aufweisen.
Die Verwendung derartiger Materialien für die Halbleiterschicht ermöglicht, dass ein Transistor mit hoher Zuverlässigkeit bereitgestellt wird, bei dem eine Veränderung der elektrischen Eigenschaften unterdrückt wird.
Dank des niedrigen Sperrstroms des Transistors kann eine Ladung, die über einen Transistor, der die vorstehend beschriebene Halbleiterschicht beinhaltet, in einem Kondensator akkumuliert wird, lange Zeit gehalten werden. Wenn ein derartiger Transistor in einem Pixel verwendet wird, kann der Betrieb einer Treiberschaltung unterbrochen werden, während eine Graustufe eines Bildes, das in jedem Anzeigebereich angezeigt wird, aufrechterhalten wird. Als Ergebnis kann ein elektronisches Gerät mit sehr niedrigem Stromverbrauch erhalten werden.
Für stabile Eigenschaften oder dergleichen des Transistors wird vorzugsweise ein Basisfilm bereitgestellt. Der Basisfilm kann derart ausgebildet werden, dass er eine einschichtige Struktur oder eine mehrschichtige Struktur aufweist, bei der ein anorganischer Isolierfilm, wie z. B. ein Siliziumoxidfilm, ein Siliziumnitridfilm, ein Siliziumoxynitridfilm oder ein Siliziumnitridoxidfilm, verwendet wird. Der Basisfilm kann durch ein Sputterverfahren, ein chemisches Gasphasenabscheidungs- (chemical vapor deposition, CVD-) Verfahren (z. B. ein Plasma-CVD-Verfahren, ein thermisches CVD-Verfahren oder ein metallorganisches CVD- (MOCVD-) Verfahren), ein Atomlagenabscheidungs-(atomic layer deposition, ALD-) Verfahren, ein Beschichtungsverfahren, ein Druckverfahren oder dergleichen ausgebildet werden. Es sei angemerkt, dass der Basisfilm nicht notwendigerweise bereitgestellt wird.
Es sei angemerkt, dass ein FET 623 als Transistor dargestellt wird, der in dem Treiberschaltungsabschnitt 601 ausgebildet ist. Außerdem kann die Treiberschaltung mittels einer von verschiedenen Schaltungen, wie z. B. einer CMOS-Schaltung, einer PMOS-Schaltung oder einer NMOS-Schaltung, ausgebildet werden. Obwohl bei dieser Ausführungsform ein treiberintegrierter Typ beschrieben wird, bei dem die Treiberschaltung über dem Substrat ausgebildet ist, wird die Treiberschaltung nicht notwendigerweise über dem Substrat ausgebildet, und die Treiberschaltung kann außerhalb des Substrats ausgebildet werden.
Der Pixelabschnitt 602 beinhaltet eine Vielzahl von Pixeln, die jeweils einen Schalt-FET 611, einen Strom steuernden FET 612 und eine erste Elektrode 613, die elektrisch mit einem Drain des Stroms steuernden FET 612 verbunden ist, beinhalten. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die Struktur beschränkt. Der Pixelabschnitt 602 kann drei oder mehr FETs und einen Kondensator in Kombination beinhalten.
Es sei angemerkt, dass ein Isolator 614 derart ausgebildet ist, dass er einen Endabschnitt der ersten Elektrode 613 bedeckt. Hier kann der Isolator 614 unter Verwendung eines positiven lichtempfindlichen Acrylharzfilms ausgebildet werden.
Um die Abdeckung mit einer organischen Verbindungsschicht oder dergleichen, die später ausgebildet wird, zu verbessern, wird der Isolator 614 derart ausgebildet, dass er eine gekrümmte Oberfläche mit einer Krümmung an seinem oberen oder unteren Endabschnitt aufweist. Beispielsweise weist in dem Fall, in dem positives lichtempfindliches Acrylharz als Material des Isolators 614 verwendet wird, vorzugsweise nur der obere Endabschnitt des Isolators 614 eine gekrümmte Oberfläche mit einem Krümmungsradius (0,2 µm bis 3 µm) auf. Als Isolator 614 kann entweder ein negatives lichtempfindliches Harz oder ein positives lichtempfindliches Harz verwendet werden.
Eine organische Verbindungsschicht 616 und eine zweite Elektrode 617 sind über der ersten Elektrode 613 ausgebildet. Hier wird als Material, das für die erste Elektrode 613, die als Anode dient, verwendet wird, vorzugsweise ein Material mit hoher Austrittsarbeit verwendet. Beispielsweise kann ein einschichtiger Film aus einem ITO-Film, einem Indiumzinnoxidfilm enthaltend Silizium, einem Indiumoxidfilm enthaltend 2 Gew.-% bis 20 Gew.-% Zinkoxid, einem Titannitridfilm, einem Chromfilm, einem Wolframfilm, einem Zn-Film, einem Pt-Film oder dergleichen, eine Schichtanordnung aus einem Titannitridfilm und einem Film, der Aluminium als seine Hauptkomponente enthält, eine Schichtanordnung aus drei Schichten, nämlich einem Titannitridfilm, einem Film, der Aluminium als seine Hauptkomponente enthält, und einem Titannitridfilm, oder dergleichen verwendet werden. Die mehrschichtige Struktur ermöglicht einen niedrigen Leitungswiderstand und einen guten ohmschen Kontakt sowie eine Funktion als Anode.
Die organische Verbindungsschicht 616 wird durch eines von verschiedenen Verfahren ausgebildet, wie z. B. ein Verdampfungsverfahren, bei dem eine Verdampfungsmaske verwendet wird, ein Tintenstrahlverfahren und ein Rotationsbeschichtungsverfahren. Die organische Verbindungsschicht 616 weist die bei den Ausführungsformen 1 oder 2 beschriebene Struktur auf. Als weiteres Material, das in der organischen Verbindungsschicht 616 enthalten ist, kann eine niedermolekulare Verbindung oder eine hochmolekulare Verbindung (darunter auch ein Oligomer oder ein Dendrimer) verwendet werden.
Als Material, das für die zweite Elektrode 617 verwendet wird, die über der organischen Verbindungsschicht 616 ausgebildet ist und als Kathode dient, wird vorzugsweise ein Material mit niedriger Austrittsarbeit (z. B. AI, Mg, Li, Ca oder eine Legierung oder eine Verbindung davon, wie beispielsweise MgAg, Mgln und AILi) verwendet. In dem Fall, in dem in der organischen Verbindungsschicht 616 erzeugtes Licht durch die zweite Elektrode 617 geleitet wird, wird vorzugsweise eine Schichtanordnung aus einem dünnen Metallfilm und einem durchsichtigen leitenden Film (z. B. ITO, Indiumoxid enthaltend 2 Gew.-% bis 20 Gew.-% Zinkoxid, Indiumzinnoxid enthaltend Silizium oder Zinkoxid (ZnO)) für die zweite Elektrode 617 verwendet.
Es sei angemerkt, dass die Licht emittierende Vorrichtung mit der ersten Elektrode 613, der organischen Verbindungsschicht 616 und der zweiten Elektrode 617 ausgebildet wird. Es handelt sich bei der Licht emittierenden Vorrichtung um die Licht emittierende Vorrichtung, die bei den Ausführungsformen 1 und 2 beschrieben worden ist. In der Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform kann der Pixelabschnitt, der eine Vielzahl von Licht emittierenden Vorrichtungen beinhaltet, sowohl die bei den Ausführungsformen 1 und 2 beschriebene Licht emittierende Vorrichtung als auch eine Licht emittierende Vorrichtung mit einer anderen Struktur beinhalten.
Das Dichtungssubstrat 604 wird mit dem Dichtungsmaterial 605 an dem Elementsubstrat 610 angebracht, so dass eine Licht emittierende Vorrichtung 618 in dem Raum 607 bereitgestellt wird, der von dem Elementsubstrat 610, dem Dichtungssubstrat 604 und dem Dichtungsmaterial 605 umgeben ist. Der Raum 607 wird mit einem Füllstoff gefüllt und kann mit einem Inertgas (wie z. B. Stickstoff oder Argon) oder dem Dichtungsmaterial gefüllt werden. Es wird bevorzugt, dass das Dichtungssubstrat mit einem vertieften Abschnitt bereitgestellt wird und ein Trocknungsmittel in dem vertieften Abschnitt bereitgestellt wird, wobei in diesem Fall eine Verschlechterung infolge des Einflusses von Feuchtigkeit unterdrückt werden kann.
Ein Epoxidharz oder eine Glasfritte wird vorzugsweise für das Dichtungsmaterial 605 verwendet. Vorzugsweise sollte ein derartiges Material so wenig Feuchtigkeit oder Sauerstoff wie möglich durchlassen. Als Dichtungssubstrat 604 kann ein Glassubstrat, ein Quarzsubstrat oder ein Kunststoffsubstrat aus faserverstärkten Kunststoffen (FRP), Poly(vinylfluorid) (PVF), Polyester, Acrylharz oder dergleichen verwendet werden.
Obwohl in 3A und 3B nicht dargestellt, kann ein Schutzfilm über der zweiten Elektrode bereitgestellt werden. Als Schutzfilm kann ein organischer Harzfilm oder ein anorganischer Isolierfilm ausgebildet werden. Der Schutzfilm kann derart ausgebildet werden, dass er einen freiliegenden Abschnitt des Dichtungsmaterials 605 bedeckt. Der Schutzfilm kann derart bereitgestellt werden, dass Oberflächen und Seitenflächen des Paars von Substraten und freiliegende Seitenflächen einer Dichtungsschicht, einer Isolierschicht und dergleichen bedeckt werden.
Der Schutzfilm kann unter Verwendung eines Materials ausgebildet werden, das eine Verunreinigung, wie z. B. Wasser, nicht leicht durchlässt. Somit kann die Diffusion einer Verunreinigung, wie z. B. Wasser, von außen in das Innere effektiv unterdrückt werden.
Als Material für den Schutzfilm kann ein Oxid, ein Nitrid, ein Fluorid, ein Sulfid, eine ternäre Verbindung, ein Metall, ein Polymer oder dergleichen verwendet werden. Zum Beispiel kann das Material Aluminiumoxid, Hafniumoxid, Hafniumsilikat, Lanthanoxid, Siliziumoxid, Strontiumtitanat, Tantaloxid, Titanoxid, Zinkoxid, Nioboxid, Zirconiumoxid, Zinnoxid, Yttriumoxid, Ceroxid, Scandiumoxid, Erbiumoxid, Vanadiumoxid, Indiumoxid, Aluminiumnitrid, Hafniumnitrid, Siliziumnitrid, Tantalnitrid, Titannitrid, Niobnitrid, Molybdännitrid, Zirconiumnitrid, Galliumnitrid, ein Titan und Aluminium enthaltendes Nitrid, ein Titan und Aluminium enthaltendes Oxid, ein Aluminium und Zink enthaltendes Oxid, ein Mangan und Zink enthaltendes Sulfid, ein Cer und Strontium enthaltendes Sulfid, ein Erbium und Aluminium enthaltendes Oxid, ein Yttrium und Zirconium enthaltendes Oxid oder dergleichen enthalten.
Der Schutzfilm wird vorzugsweise unter Verwendung eines Abscheidungsverfahrens, das eine günstige Stufenabdeckung ermöglicht, ausgebildet. Ein derartiges Verfahren ist ein Atomlagenabscheidungs- (atomic layer deposition, ALD-) Verfahren. Ein Material, das durch ein ALD-Verfahren ausgebildet werden kann, wird vorzugsweise für den Schutzfilm verwendet. Ein dichter Schutzfilm mit verringerten Defekten, wie z. B. Rissen oder kleinen Löchern, oder mit einer gleichmäßigen Dicke kann durch ein ALD-Verfahren ausgebildet werden. Des Weiteren können Schäden an einem Prozesselement beim Ausbilden des Schutzfilms verringert werden.
Durch ein ALD-Verfahren kann ein gleichmäßiger Schutzfilm mit geringen Defekten beispielsweise selbst auf einer Oberfläche mit einer komplexen ungleichmäßigen Form oder auf Oberseiten, Seitenflächen und Unterseiten eines Touchscreens ausgebildet werden.
Wie vorstehend beschrieben, kann die Anzeigevorrichtung, die unter Verwendung der bei den Ausführungsformen 1 und 2 beschriebenen Licht emittierende Vorrichtung hergestellt wird, erhalten werden.
Die Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform wird unter Verwendung der Licht emittierenden Vorrichtung hergestellt, die bei den Ausführungsformen 1 und 2 beschrieben worden ist, und kann daher vorteilhafte Eigenschaften aufweisen. Insbesondere kann das Licht emittierende Gerät einen niedrigen Stromverbrauch erzielen, da die bei den Ausführungsformen 1 und 2 beschriebene Anzeigevorrichtung eine hohe Emissionseffizienz aufweist. Da die bei den Ausführungsformen 1 und 2 beschriebene Licht emittierende Vorrichtung eine hohe Zuverlässigkeit aufweist, kann die Anzeigevorrichtung sehr zuverlässig sein. Außerdem kann, da die bei den Ausführungsformen 1 und 2 beschriebene Licht emittierende Vorrichtung eine vorteilhafte Chromatizität und eine hohe Farbreinheit aufweisen kann, die Anzeigevorrichtung eine hohe Anzeigequalität erzielen.
Diese Ausführungsform kann mit einer der anderen Ausführungsformen frei kombiniert werden.
(Ausführungsform 4)
Wie in 4A und 4B dargestellt, wird eine Vielzahl von Licht emittierenden Vorrichtungen 130 über einer Isolierschicht 175 ausgebildet, um eine Anzeigevorrichtung zu bilden. Bei dieser Ausführungsform wird die Anzeigevorrichtung einer weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben.
Eine Anzeigevorrichtung 100 beinhaltet einen Pixelabschnitt 177, in dem eine Vielzahl von Pixeln 178 in einer Matrix angeordnet ist. Das Pixel 178 umfasst ein Subpixel 110R, ein Subpixel 110G und ein Subpixel 110B.
In dieser Beschreibung und dergleichen erfolgt beispielsweise eine Erläuterung, die den Subpixeln 110R, 110G und 110B gemeinsam ist, in einigen Fällen unter Verwendung des kollektiven Begriffs „Subpixel 110“. Bezüglich anderer Komponenten, die voneinander unter Verwendung von Buchstaben des Alphabets zu unterscheiden sind, werden den Komponenten gemeinsame Sache in einigen Fällen unter Verwendung von Bezugszeichen ohne der Buchstaben des Alphabets beschrieben.
Das Subpixel 110R emittiert rotes Licht, das Subpixel 110G emittiert grünes Licht und das Subpixel 110B emittiert blaues Licht. Daher kann ein Bild kann auf dem Pixelabschnitt 177 angezeigt werden. Es sei angemerkt, dass bei dieser Ausführungsform drei Farben von Rot (R), Grün (G) und Blau (B) als Beispiele für Farben von von den Subpixeln emittiertem Licht angegeben werden; jedoch können Subpixel einer unterschiedlichen Kombination von Farben zum Einsatz kommen. Die Anzahl von Subpixeln ist nicht auf drei beschränkt und kann vier oder mehr sein. Beispiele für vier Subpixel umfassen Licht mit vier Farben von R, G, B und Weiß (W) emittierende Subpixel, Licht mit vier Farben von R, G, B und Y emittierende Subpixel und Licht von R, G und B und Infrarotlicht (IR) emittierende vier Subpixel.
In dieser Beschreibung und dergleichen werden die Zeilenrichtung und die Spaltenrichtung in einigen Fällen als X-Richtung bzw. Y-Richtung bezeichnet. Die X-Richtung und die Y-Richtung kreuzen einander und sind beispielsweise senkrecht zueinander.
4A stellt ein Beispiel dar, in dem Subpixel von unterschiedlichen Farben in der X-Richtung angeordnet sind und Subpixel der gleichen Farbe in der Y-Richtung angeordnet sind. Es sei angemerkt, dass Subpixel von unterschiedlichen Farben in der Y-Richtung angeordnet werden können und dass Subpixel der gleichen Farbe in der X-Richtung angeordnet werden können.
Außerhalb des Pixelabschnitts 177 wird ein Bereich 141 bereitgestellt, und ein Verbindungsabschnitt 140 kann auch bereitgestellt werden. In dem Fall, in dem der Bereich 141 bereitgestellt wird, befindet sich der Bereich 141 zwischen dem Pixelabschnitt 177 und dem Verbindungsabschnitt 140. In dem Fall, in dem der Bereich 141 bereitgestellt wird, wird eine organische Verbindungsschicht in dem Bereich 141 bereitgestellt. Eine leitfähige Schicht 151 C wird in dem Verbindungsabschnitt 140 bereitgestellt.
Obwohl 4A ein Beispiel darstellt, in dem sich der Bereich 141 und der Verbindungsabschnitt 140 auf der rechten Seite des Pixelabschnitts 177 befinden, sind die Positionen des Bereichs 141 und des Verbindungsabschnitts 140 nicht eigens beschränkt. Die Anzahl von Bereichen 141 und die Anzahl von Verbindungsabschnitten 140 können jeweils eins oder mehr sein.
4B ist ein Beispiel für eine Querschnittsansicht entlang der Strichpunktlinie A1-A2 in 4A. Wie in 4B dargestellt, beinhaltet die Anzeigevorrichtung 100 eine Isolierschicht 171, eine leitfähige Schicht 172 über der Isolierschicht 171, eine Isolierschicht 173 über der Isolierschicht 171 und der leitfähigen Schicht 172, eine Isolierschicht 174 über der Isolierschicht 173 und die Isolierschicht 175 über der Isolierschicht 174. Die Isolierschicht 171 wird über einem Substrat (nicht dargestellt) bereitgestellt. Eine Öffnung, die die leitfähige Schicht 172 erreicht, wird in den Isolierschichten 175, 174 und 173 bereitgestellt, und ein Anschlusspfropfen 176 wird bereitgestellt, um die Öffnung zu füllen.
In dem Pixelabschnitt 177 wird die Licht emittierende Vorrichtung 130 über der Isolierschicht 175 und dem Anschlusspfropfen 176 bereitgestellt. Eine Schutzschicht 131 wird bereitgestellt, um die Licht emittierende Vorrichtung 130 zu bedecken. Ein Substrat 120 ist mit einer Harzschicht 122 an die Schutzschicht 131 gebunden. Eine anorganische Isolierschicht 125 und die Isolierschicht 127 über der anorganischen Isolierschicht 125 werden vorzugsweise zwischen den benachbarten Licht emittierenden Vorrichtungen 130 bereitgestellt.
Obwohl 4B Querschnitte einer Vielzahl der anorganischen Isolierschichten 125 und einer Vielzahl der Isolierschichten 127 zeigt, sind die anorganischen Isolierschichten 125 vorzugsweise miteinander verbunden und die Isolierschichten 127 sind miteinander verbunden, wenn die Anzeigevorrichtung 100 von oben gesehen wird.
In 4B werden eine Licht emittierende Vorrichtung 130R, eine Licht emittierende Vorrichtung 130G und eine Licht emittierende Vorrichtung 130B als die Licht emittierenden Vorrichtungen 130 gezeigt. Die Licht emittierenden Vorrichtungen 130R, 130G und 130B emittieren Licht der jeweiligen Farben. Beispielsweise kann die Licht emittierende Vorrichtung 130R rotes Licht emittieren, die Licht emittierende Vorrichtung 130G kann grünes Licht emittieren und die Licht emittierende Vorrichtung 130B kann blaues Licht emittieren. Alternativ kann die Licht emittierende Vorrichtung 130R, 130G oder 130B sichtbares Licht einer weiteren Farbe oder Infrarotlicht emittieren.
Die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise eine Top-Emission-Anzeigevorrichtung sein, bei der Licht in der einem Substrat entgegengesetzten Richtung emittiert wird, über dem Licht emittierende Vorrichtungen ausgebildet werden. Es sei angemerkt, dass die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Bottom-Emission-Typ sein kann.
Die Licht emittierende Vorrichtung 130R weist eine bei den Ausführungsformen 1 und 2 beschriebene Struktur auf. Die Licht emittierende Vorrichtung 130R beinhaltet eine erste Elektrode (Pixelelektrode), die eine leitfähige Schicht 151 R und eine leitfähige Schicht 152R umfasst, eine organische Verbindungsschicht 103R über der ersten Elektrode, eine gemeinsame Schicht 104 über der organischen Verbindungsschicht 103R und eine zweite Elektrode (gemeinsame Elektrode) 102 über der gemeinsamen Schicht. Obwohl die gemeinsame Schicht 104 nicht notwendigerweise bereitgestellt wird, wird vorzugsweise die gemeinsame Schicht 104 bereitgestellt, um die Schäden an der organischen Verbindungsschicht 103R während der Verarbeitung zu verringern. In dem Fall, in dem die gemeinsame Schicht 104 bereitgestellt wird, ist die gemeinsame Schicht 104 vorzugsweise eine Elektroneninjektionsschicht. Des Weiteren entspricht in dem Fall, in dem die gemeinsame Schicht 104 bereitgestellt wird, eine Schichtanordnung aus der organischen Verbindungsschicht 103R und der gemeinsamen Schicht 104 der bei der Ausführungsform 2 beschriebenen organischen Verbindungsschicht 103.
Die Licht emittierende Vorrichtung 130G weist eine bei den Ausführungsformen 1 und 2 beschriebene Struktur auf. Die Licht emittierende Vorrichtung 130G beinhaltet die erste Elektrode (Pixelelektrode), die eine leitfähige Schicht 151G und eine leitfähige Schicht 152G umfasst, eine organische Verbindungsschicht 103G über der ersten Elektrode, die gemeinsame Schicht 104 über der organischen Verbindungsschicht 103G und die zweite Elektrode (gemeinsame Elektrode) 102 über der gemeinsamen Schicht. Obwohl die gemeinsame Schicht 104 nicht notwendigerweise bereitgestellt wird, wird vorzugsweise die gemeinsame Schicht 104 bereitgestellt, um die Schäden an der organischen Verbindungsschicht 103G während der Verarbeitung zu verringern. In dem Fall, in dem die gemeinsame Schicht 104 bereitgestellt wird, ist die gemeinsame Schicht 104 vorzugsweise eine Elektroneninjektionsschicht. Des Weiteren entspricht in dem Fall, in dem die gemeinsame Schicht 104 bereitgestellt wird, eine Schichtanordnung aus der organischen Verbindungsschicht 103G und der gemeinsamen Schicht 104 der bei der Ausführungsform 2 beschriebenen organischen Verbindungsschicht 103.
Die Licht emittierende Vorrichtung 130B weist eine bei den Ausführungsformen 1 und 2 beschriebene Struktur auf. Die Licht emittierende Vorrichtung 130B beinhaltet die erste Elektrode (Pixelelektrode), die eine leitfähige Schicht 151B und eine leitfähige Schicht 152B umfasst, eine organische Verbindungsschicht 103B über der ersten Elektrode, die gemeinsame Schicht 104 über der organischen Verbindungsschicht 103B und die zweite Elektrode (gemeinsame Elektrode) 102 über der gemeinsamen Schicht. Obwohl die gemeinsame Schicht 104 nicht notwendigerweise bereitgestellt wird, wird vorzugsweise die gemeinsame Schicht 104 bereitgestellt, um die Schäden an der organischen Verbindungsschicht 103B während der Verarbeitung zu verringern. In dem Fall, in dem die gemeinsame Schicht 104 bereitgestellt wird, ist die gemeinsame Schicht 104 vorzugsweise eine Elektroneninjektionsschicht. Des Weiteren entspricht in dem Fall, in dem die gemeinsame Schicht 104 bereitgestellt wird, eine Schichtanordnung aus der organischen Verbindungsschicht 103B und der gemeinsamen Schicht 104 der bei der Ausführungsform 2 beschriebenen organischen Verbindungsschicht 103.
Bei der Licht emittierenden Vorrichtung dient eine der Pixelelektrode und der gemeinsamen Elektrode als Anode, und die andere dient als Kathode. Nachfolgend erfolgt die Beschreibung in der Annahme, dass die Pixelelektrode als Anode dient und die gemeinsame Elektrode als Kathode dient, sofern nicht anders festgelegt.
Die organischen Verbindungsschichten 103R, die organischen Verbindungsschichten 103G und die organischen Verbindungsschichten 103B sind inselförmige Schichten, die voneinander unabhängig sind; alternativ kann eine organische Verbindungsschicht der Licht emittierenden Vorrichtungen einer Emissionsfarbe unabhängig von einer organischen Verbindungsschicht der Licht emittierenden Vorrichtungen einer weiteren Emissionsfarbe sein. Indem die inselförmige organische Verbindungsschicht 103 in jeder der Licht emittierenden Vorrichtungen 130 bereitgestellt wird, kann der Leckstrom zwischen den benachbarten Licht emittierenden Vorrichtungen 130 selbst in einer hochauflösenden Anzeigevorrichtung unterdrückt werden. Dies kann das Nebensprechen verhindern, so dass eine Anzeigevorrichtung mit sehr hohem Kontrast erhalten werden kann. Insbesondere kann eine Anzeigevorrichtung mit hoher Stromeffizienz bei niedriger Leuchtdichte erhalten werden.
Die inselförmige organische Verbindungsschicht 103 wird durch Ausbildung eines EL-Films und Verarbeitung des EL-Films durch eine Photolithographietechnik ausgebildet.
Die organische Verbindungsschicht 103 wird vorzugsweise bereitgestellt, um die Oberseite und die Seitenfläche der ersten Elektrode (Pixelelektrode) der Licht emittierenden Vorrichtung 130 zu bedecken. In diesem Fall kann das Öffnungsverhältnis der Anzeigevorrichtung 100 im Vergleich zu der Struktur leicht erhöht werden, bei der sich ein Endabschnitt der organischen Verbindungsschicht 103 weiter innen befindet als ein Endabschnitt der Pixelelektrode. Indem die Seitenfläche der Pixelelektrode der Licht emittierenden Vorrichtung 130 mit der organischen Verbindungsschicht 103 bedeckt wird, kann verhindert werden, dass die Pixelelektrode in Kontakt mit der zweiten Elektrode 102 ist; somit kann ein Kurzschluss der Licht emittierenden Vorrichtung 130 verhindert werden.
Bei der Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die erste Elektrode (Pixelelektrode) der Licht emittierenden Vorrichtung vorzugsweise eine mehrschichtige Struktur auf. Beispielsweise ist in dem in 4B dargestellten Beispiel die erste Elektrode der Licht emittierenden Vorrichtung 130 eine Schichtanordnung aus der leitfähigen Schicht 151 und der leitfähigen Schicht 152.
Ein Metallmaterial kann beispielsweise für die leitfähige Schicht 151 verwendet werden. Insbesondere ist es möglich, beispielsweise ein Metall, wie z. B. Aluminium (Al), 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.
Für die leitfähige Schicht 152 kann ein eines oder mehrere von Indium, Zinn, Zink, Gallium, Titan, Aluminium und Silizium enthaltendes Oxid verwendet werden. Beispielsweise kann vorzugsweise eines oder mehrere von Indiumoxid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Zinkoxid, Zinkoxid enthaltend Gallium, Titanoxid, Indiumzinkoxid enthaltend Gallium, Indiumzinkoxid enthaltend Aluminium, Indiumzinnoxid enthaltend Silizium, Indiumzinkoxid enthaltend Silizium und dergleichen enthaltendes leitfähiges Oxid verwendet. Insbesondere kann Indiumzinnoxid enthaltend Silizium geeignet für die leitfähige Schicht 152 verwendet werden, da es beispielsweise eine Austrittsarbeit von höher als oder gleich 4,0 eV aufweist.
Die leitfähige Schicht 151 und die leitfähige Schicht 152 können jeweils eine Schichtanordnung aus einer Vielzahl von unterschiedliche Materialien enthaltenden Schichten sein. In diesem Fall kann die leitfähige Schicht 151 eine Schicht beinhalten, die unter Verwendung eines Materials, das für die leitfähige Schicht 152 verwendet werden kann, wie z. B. eines leitfähigen Oxids, ausgebildet wird, und die leitfähige Schicht 152 kann eine Schicht beinhalten, die unter Verwendung eines Materials, das für die leitfähige Schicht 151 verwendet werden kann, wie z. B. eines Metallmaterials, ausgebildet wird. In dem Fall, in dem die leitfähige Schicht 151 eine Schichtanordnung aus zwei oder mehr Schichten ist, kann beispielsweise eine Schicht in Kontakt mit der leitfähigen Schicht 152 unter Verwendung eines Materials ausgebildet werden, das für die leitfähige Schicht 152 verwendet werden kann.
Die leitfähige Schicht 151 weist vorzugsweise eine Seitenfläche mit einer sich verjüngenden Form auf. Insbesondere weist die Seitenfläche der leitfähigen Schicht 151 vorzugsweise eine sich verjüngende Form mit einem Verjüngungswinkel von kleiner als 90° auf. In diesem Fall weist auch die leitfähige Schicht 152, die entlang der Seitenfläche der leitfähigen Schicht 151 bereitgestellt wird, eine sich verjüngende Form auf. Wenn die Seitenfläche der leitfähigen Schicht 152 eine sich verjüngende Form aufweist, kann die Abdeckung mit der organischen Verbindungsschicht 103, die entlang der Seitenfläche der leitfähigen Schicht 152 bereitgestellt wird, verbessert werden.
Als Nächstes wird ein beispielhaftes Herstellungsverfahren der Anzeigevorrichtung 100 mit der in 4A dargestellten Struktur anhand von 5A bis 10C beschrieben.
[Beispiel für ein Herstellungsverfahren]
Dünnfilme, die in der Anzeigevorrichtung enthalten sind (z. B. Isolierfilme, Halbleiterfilme und leitende Filme), können durch eines der folgenden Verfahren ausgebildet werden: ein Sputterverfahren, ein chemisches Gasphasenabscheidungs- (CVD-) Verfahren, ein Vakuumverdampfungsverfahren, ein Pulslaserabscheidungs- (pulsed laser deposition, PLD-) Verfahren, ein Atomlagenabscheidungs- (ALD-) Verfahren und dergleichen.
Es können Dünnfilme, die in der Anzeigevorrichtung enthalten sind (z. B. Isolierfilme, Halbleiterfilme und leitende Filme), auch durch einen Nassprozess, wie z. B. dudrch Rotationsbeschichtung, Tauchen, Sprühbeschichtung, Tintenstrahl, Dispensieren, Siebdruck oder Offsetdruck oder durch Beschichtung mit einer Rakelschneide (doctor knife), mit einer Spaltbeschichtung, mit einer Walzenbeschichtung, einer Vorhangbeschichtung oder einer Rakelbeschichtung, ausgebildet werden.
Dünnfilme, die in der Anzeigevorrichtung enthalten sind, können beispielsweise durch eine Photolithographietechnik verarbeitet werden.
Als Licht, das für die Belichtung bei der Photolithographietechnik verwendet wird, kann beispielsweise Licht mit einer i-Linie (Wellenlänge: 365 nm), Licht mit einer g-Linie (Wellenlänge: 436 nm), Licht mit einer h-Linie (Wellenlänge: 405 nm) oder Licht, in dem die i-Linie, die g-Linie und die h-Linie gemischt sind, verwendet werden. Alternativ können Ultraviolettstrahlen, KrF-Laserlicht, ArF-Laserlicht oder dergleichen verwendet werden. Die Belichtung kann durch eine Technik der Flüssigkeitsimmersionsbelichtung bzw. Immersionslithographie durchgeführt werden. Als Licht für die Belichtung können auch extrem ultraviolettes (EUV-) Licht oder Röntgenstrahlen verwendet werden. Anstelle des Lichts, das für die Belichtung verwendet wird, kann ferner ein Elektronenstrahl verwendet werden.
Um Dünnfilme zu ätzen, kann ein Trockenätzverfahren, ein Nassätzverfahren, ein Sandstrahlverfahren oder dergleichen verwendet werden.
Zuerst wird, wie in 5A dargestellt, die Isolierschicht 171 über einem Substrat ausgebildet (nicht dargestellt). Als Nächstes werden die leitfähige Schicht 172 und eine leitfähige Schicht 179 über der Isolierschicht 171 ausgebildet, und die Isolierschicht 173 wird über der Isolierschicht 171 derart ausgebildet, dass die Isolierschicht 173 die leitfähige Schicht 172 und die leitfähige Schicht 179 bedeckt. Dann wird die Isolierschicht 174 über der Isolierschicht 173 ausgebildet, und die Isolierschicht 175 wird über der Isolierschicht 174 ausgebildet.
Als Substrat kann ein Substrat verwendet werden, das eine Wärmebeständigkeit aufweist, die hoch genug ist, um mindestens einer später durchzuführenden Wärmebehandlung standzuhalten. Beispielsweise ist es möglich, ein Glassubstrat; ein Quarzsubstrat; ein Saphirsubstrat; ein Keramiksubstrat; ein organisches Harzsubstrat; oder ein Halbleitersubstrat, wie z. B. ein einkristallines Halbleitersubstrat oder ein polykristallines Halbleitersubstrat aus Silizium, Siliziumcarbid oder dergleichen, ein Verbindungshalbleitersubstrat aus Siliziumgermanium oder dergleichen oder ein SOI-Substrat zu verwenden.
Als Nächstes werden Öffnungen, die die leitfähige Schicht 172 erreichen, in den Isolierschichten 175, 174 und 173 ausgebildet. Dann werden die Anschlusspfropfen 176 ausgebildet, um die Öffnungen zu füllen.
Als Nächstes wird ein leitfähiger Film 151f, der zu den leitfähigen Schichten 151 R, 151 G, 151 B und 151C wird, über den Anschlusspfropfen 176 und der Isolierschicht 175 ausgebildet. Für den leitfähigen Film 151f kann beispielsweise ein Metallmaterial verwendet werden.
Dann wird eine Fotolackmaske 191 über dem leitfähigen Film 151f ausgebildet. Die Fotolackmaske 191 kann durch Auftragen eines photoempfindlichen Materials (Fotolack), Belichtung und Entwicklung ausgebildet werden.
Anschließend wird, wie in 5B gezeigt, der leitfähige Film 151f beispielsweise in einem Bereich entfernt, der sich nicht mit der Fotolackmaske 191 überlappt. Auf diese Weise wird die leitfähige Schicht 151 ausgebildet.
Als Nächstes wird die Fotolackmaske 191 entfernt, wie in 5C dargestellt. Die Fotolackmaske 191 kann beispielsweise durch Veraschung unter Verwendung von Sauerstoffplasma entfernt werden.
Dann wird, wie in 5D dargestellt, ein Isolierfilm 156f, der zu einer Isolierschicht 156R, einer Isolierschicht 156G, einer Isolierschicht 156B und einer Isolierschicht 156C wird, über der leitfähigen Schicht 151 R, der leitfähigen Schicht 151G, der leitfähigen Schicht 151B, der leitfähigen Schicht 151C und der Isolierschicht 175 ausgebildet.
Als Isolierfilm 156f kann beispielsweise ein anorganischer Isolierfilm, wie z. B. ein isolierender Oxidfilm, ein isolierender Nitridfilm, ein isolierender Oxynitridfilm oder ein isolierender Nitridoxidfilm, verwendet werden.
Anschließend wird, wie in 5E dargestellt, der Isolierfilm 156f verarbeitet, um die Isolierschichten 156R, 156G, 156B und 156C auszubilden.
Als Nächstes wird, wie in 6A dargestellt, ein leitfähiger Film 152f über den leitfähigen Schichten 151R, 151G, 151B und 151C und den Isolierschichten 156R, 156G, 156B, 156C und 175 ausgebildet. Für den leitfähigen Film 152f kann beispielsweise ein leitfähiges Oxid verwendet werden. Der leitfähige Film 152f kann eine mehrschichtige Struktur aufweisen.
Dann wird, wie in 6B dargestellt, der leitfähige Film 152f derart verarbeitet, dass die leitfähigen Schichten 152R, 152G, 152B und 152C ausgebildet werden.
Als Nächstes wird, wie in 6C dargestellt, ein EL-Film 103Rf über den leitfähigen Schichten 152R, 152G und 152B und der Isolierschicht 175 ausgebildet. Wie in 6C dargestellt, wird der EL-Film 103Rf nicht über der leitfähigen Schicht 152C ausgebildet.
Dann werden, wie in 6C dargestellt, ein Opferfilm 158Rf und ein Maskenfilm 159Rf ausgebildet.
Indem der Opferfilm 158Rf über dem EL-Film 103Rf bereitgestellt wird, können Schäden an den EL-Film 103Rf in dem Herstellungsprozess der Anzeigevorrichtung verringert werden, was zu einer Erhöhung der Zuverlässigkeit der Licht emittierenden Vorrichtung führt.
Als Opferfilm 158Rf wird ein Film, der die hohe Beständigkeit gegen die Prozessbedingungen für den EL-Film 103Rf aufweist, insbesondere ein Film mit hoher Ätzselektivität bezüglich des EL-Films 103Rf verwendet. Für den Maskenfilm 159Rf wird ein Film mit hoher Ätzselektivität bezüglich des Opferfilms 158Rf verwendet.
Der Opferfilm 158Rf und der Maskenfilm 159Rf werden bei einer Temperatur von niedriger als die obere Temperaturgrenze des EL-Films 103Rf ausgebildet. Die typischen Substrattemperaturen bei der Ausbildung des Opferfilms 158Rf und des Maskenfilms 159Rf sind jeweils niedriger als oder gleich 200 °C, bevorzugt niedriger als oder gleich 150 °C, bevorzugter niedriger als oder gleich 120 °C, noch bevorzugter niedriger als oder gleich 100 °C, sogar noch bevorzugter niedriger als oder gleich 80 °C.
Der Opferfilm 158Rf und der Maskenfilm 159Rf sind vorzugsweise Filme, die durch ein Nassätzverfahren entfernt werden können.
Es sei angemerkt, dass der Opferfilm 158Rf, der über und in Kontakt mit dem EL-Film 103Rf ausgebildet wird, vorzugsweise durch ein Ausbildungsverfahren ausgebildet wird, bei dem der EL-Film 103Rf weniger wahrscheinlich beschädigt wird als bei einem Ausbildungsverfahren des Maskenfilms 159Rf. Beispielsweise wird der Opferfilm 158Rf vorzugsweise eher durch ein ALD-Verfahren oder ein Vakuumverdampfungsverfahren als durch ein Sputterverfahren ausgebildet.
Sowohl als Opferfilm 158Rf wie auch als Maskenfilm 159Rf können beispielsweise einer oder mehrere von einem Metallfilm, einem Legierungsfilm, einem Metalloxidfilm, einem Halbleiterfilm, einem organischen Isolierfilm und einem anorganischen Isolierfilm verwendet werden.
Für den Opferfilm 158Rf und den Maskenfilm 159Rf kann jeweils beispielsweise ein Metallmaterial, wie z. B. Gold, Silber, Platin, Magnesium, Nickel, Wolfram, Chrom, Molybdän, Eisen, Kobalt, Kupfer, Palladium, Titan, Aluminium, Yttrium, Zirconium oder Tantal, oder ein Legierungsmaterial, das das Metallmaterial enthält, verwendet werden. Insbesondere wird vorzugsweise ein niedrigschmelzendes Material, wie z. B. Aluminium oder Silber, verwendet. Vorzugsweise wird ein Metallmaterial für den Opferfilm 158Rf und/oder den Maskenfilm 159Rf verwendet, das Ultraviolettstrahlen blockieren kann, wobei verhindert werden kann, dass der EL-Film 103Rf mit Ultraviolettstrahlen bestrahlt wird, und die Verschelchterung des EL-Films 103Rf unterdrückt werden kann.
Der Opferfilm 158Rf und der Maskenfilm 159Rf können jeweils unter Verwendung eines Metalloxids, wie z. B. In-Ga-Zn-Oxids, Indiumoxids, In-Zn-Oxids, In-Sn-Oxids, Indiumtitanoxids (In-Ti-Oxids), Indiumzinnzinkoxids (In-Sn-Zn-Oxids), Indiumtitanzinkoxids (In-Ti-Zn-Oxids), Indiumgalliumzinnzinkoxids (In-Ga-Sn-Zn-Oxids) oder Indiumzinnoxids enthaltend Silizium ausgebildet werden.
In dem vorstehenden Metalloxid kann anstelle von Gallium ein Element M (M ist eines oder mehrere von Aluminium, Silizium, Bor, Yttrium, Kupfer, Vanadium, Beryllium, Titan, Eisen, Nickel, Germanium, Zirconium, Molybdän, Lanthan, Cer, Neodym, Hafnium, Tantal, Wolfram und Magnesium) kann verwendet werden.
Der Opferfilm 158Rf und der Maskenfilm 159Rf werden vorzugsweise unter Verwendung eines Halbleitermaterials, wie z. B. Siliziums oder Germaniums, für ausgezeichnete Kompatibilität mit einem Halbleiterherstellungsprozess ausgebildet. Alternativ kann eine das vorstehende Halbleitermaterial enthaltende Verbindung verwendet werden.
Sowohl als Opferfilm 158Rf wie auch als Maskenfilm 159Rf kann einer von verschiedenen anorganischen Isolierfilmen verwendet werden. Insbesondere wird ein isolierender Oxidfilm bevorzugt, da seine Haftung an dem EL-Film 103Rf höher ist als diejenige eines isolierenden Nitridfilms.
Anschließend wird eine Fotolackmaske 190R ausgebildet, wie in 6C dargestellt. Die Fotolackmaske 190R kann durch Auftragung eines photoempfindlichen Materials (Photolacks), Belichtung und Entwicklung ausgebildet werden.
Die Fotolackmaske 190R wird in einer Position bereitgestellt, die sich mit der leitfähigen Schicht 152R überlappt. Die Fotolackmaske 190R wird vorzugsweise auch in einer Position bereitgestellt, die sich mit der leitfähigen Schicht 152C überlappt. Dies kann verhindern, dass die leitfähige Schicht 152C während des Prozesses der Herstellung der Anzeigevorrichtung beschädigt wird.
Als Nächstes wird, wie in 6D dargestellt, ein Teil des Maskenfilms 159Rf unter Verwendung der Fotolackmaske 190R entfernt, so dass die Maskenschicht 159R ausgebildet wird. Die Maskenschicht 159R verbleibt über den leitfähigen Schichten 152R und 152C. Danach wird die Fotolackmaske 190R entfernt. Dann wird ein Teil des Opferfilms 158Rf unter Verwendung der Maskenschicht 159R als Maske (auch als Hartmaske bezeichnet) entfernt, so dass die Opferschicht 158R ausgebildet wird.
Indem ein Nassätzverfahren verwendet wird, können Schäden an dem EL-Film 103Rf in der Verarbeitung des Opferfilms 158Rf und des Maskenfilms 159Rf im Vergleich zu dem Fall der Verwendung eines Trockenätzverfahrens verringert werden. Im Falle der Verwendung eines Nassätzverfahrens wird vorzugsweise zum Beispiel eine Entwicklerlösung, eine wässrige Tetramethylammoniumhydroxid- (TMAH-) Lösung, verdünnte Flusssäure, Oxalsäure, Phosphorsäure, Essigsäure, Salpetersäure oder eine chemische Lösung, die eine gemischte Lösung von einer dieser Säuren enthält, verwendet.
Im Falle der Verwendung eines Trockenätzverfahrens, um den Opferfilm 158Rf zu verarbeiten, kann die Verschelchterung des EL-Films 103Rf ohne Verwendung eines Gases, das Sauerstoff als Ätzgas enthält, unterdrückt werden.
Die Fotolackmaske 190R kann durch ein ähnliches Verfahren wie dasjenige für die Fotolackmaske 191 entfernt werden.
Als Nächstes wird, wie in 6D dargestellt, der EL-Film 103Rf verarbeitet, um die organische Verbindungsschicht 103R auszubilden. Beispielsweise wird ein Teil des EL-Films 103Rf unter Verwendung der Maskenschicht 159R und der Opferschicht 158R als Hartmaske entfernt, wodurch die organische Verbindungsschicht 103R ausgebildet wird.
Dementsprechend verbleibt, wie in 6D dargestellt, die mehrschichtige Struktur aus der organischen Verbindungsschicht 103R, der Opferschicht 158R und der Maskenschicht 159R über der leitfähigen Schicht 152R. Die leitfähigen Schichten 152G und 152B werden freigelegt.
Der EL-Film 103Rf wird vorzugsweise durch anisotropes Ätzen verarbeitet. Anisotropes Trockenätzen wird besonders bevorzugt. Alternativ kann ein Nassätzen verwendet werden.
Im Falle der Verwendung eines Trockenätzverfahrens kann die Verschelchterung des EL-Films 103Rf ohne Verwendung eines Gases, das Sauerstoff als Ätzgas enthält, unterdrückt werden.
Ein Sauerstoff enthaltendes Gas kann als Ätzgas verwendet werden. Wenn das Ätzgas Sauerstoff enthält, kann die Ätzrate erhöht werden. Deshalb kann das Ätzen unter einer Bedingung mit niedriger Leistung durchgeführt werden, während eine ausreichend hohe Ätzrate aufrechterhalten wird. Dementsprechend kann Schäden an dem EL-Film 103Rf verringert werden. Des Weiteren kann ein Defekt, wie z. B. Anhaften eines Reaktionsproduktes, das während des Ätzens erzeugt wird, verhindert werden.
Im Falle der Verwendung eines Trockenätzverfahrens wird vorzugsweise zum Beispiel ein mindestens eines von H₂, CF₄, C₄F₈, SF₆, CHF₃, Cl₂, H₂O, BCl₃ und einem Element der Gruppe 18, wie z. B. He und Ar, enthaltendes Gas als Ätzgas verwendet. Alternativ wird vorzugsweise ein Sauerstoff enthaltendes Gas und mindestens eines der vorstehenden als Ätzgas verwendet. Alternativ kann ein Sauerstoffgas als Ätzgas verwendet werden.
Dann wird, wie in 7A dargestellt, ein EL-Film 103Gf ausgebildet, der zu der organischen Verbindungsschicht 103G wird.
Der EL-Film 103Gf kann durch ein ähnliches Verfahren wie dasjenige zur Ausbildung des EL-Films 103Rf ausgebildet werden. Der EL-Film 103Gf kann eine ähnliche Struktur wie diejenige des EL-Films 103Rf aufweisen.
Anschließend werden ein Opferfilm 158Gf und ein Maskenfilm 159Gf in dieser Reihenfolge ausgebildet. Eine Fotolackmaske 190G wird dann in einer Position ausgebildet, die sich mit der leitfähigen Schicht 152G überlappt. Die Materialien und die Ausbildungsverfahren des Opferfilms 158Gf und des Maskenfilms 159Gf sind ähnlich wie diejenigen für den Opferfilm 158Rf und den Maskenfilm 159Rf. Das Material und das Ausbildungsverfahren der Fotolackmaske 190G sind ähnlich wie diejenigen für die Fotolackmaske 190R.
Anschließend wird, wie in 7B dargestellt, ein Teil des Maskenfilms 159Gf unter Verwendung der Fotolackmaske 190G entfernt, so dass eine Maskenschicht 159G ausgebildet wird. Die Maskenschicht 159G verbleibt über der leitfähigen Schicht 152G. Danach wird die Fotolackmaske 190G entfernt. Dann wird ein Teil des Opferfilms 158Gf unter Verwendung der Maskenschicht 159G als Maske entfernt, so dass die Opferschicht 158G ausgebildet wird. Als Nächstes wird der EL-Film 103Gf verarbeitet, um die organische Verbindungsschicht 103G auszubilden.
Dann wird ein EL-Film 103Bf ausgebildet, wie in 7C dargestellt. Der EL-Film 103Bf kann durch ein ähnliches Verfahren wie dasjenige zur Ausbildung des EL-Films 103Rf ausgebildet werden. Der EL-Film 103Bf kann eine ähnliche Struktur wie diejenige des EL-Films 103Rf aufweisen.
Anschließend werden ein Opferfilm 158Bf und ein Maskenfilm 159Bf in dieser Reihenfolge ausgebildet, wie dargestellt in 7C. Eine Fotolackmaske 190B wird dann in einer Position ausgebildet, die sich mit der leitfähigen Schicht 152B überlappt. Die Materialien und die Ausbildungsverfahren des Opferfilms 158Bf und des Maskenfilms 159Bf sind ähnlich wie diejenigen für den Opferfilm 158Rf und den Maskenfilm 159Rf. Das Material und das Ausbildungsverfahren der Fotolackmaske 190B sind ähnlich wie diejenigen für die Fotolackmaske 190R.
Anschließend wird, wie in 7D dargestellt, ein Teil des Maskenfilms 159Bf unter Verwendung der Fotolackmaske 190B entfernt, so dass eine Maskenschicht 159B ausgebildet wird. Die Maskenschicht 159B verbleibt über der leitfähigen Schicht 152B. Danach wird die Fotolackmaske 190B entfernt. Dann wird ein Teil des Opferfilms 158Bf unter Verwendung der Maskenschicht 159B als Maske entfernt, so dass die Opferschicht 158B ausgebildet wird. Als Nächstes wird der EL-Film 103Bf verarbeitet, um die organische Verbindungsschicht 103B auszubilden. Beispielsweise wird ein Teil des EL-Films 103Bf unter Verwendung der Maskenschicht 159B und der Opferschicht 158B als Hartmaske entfernt, wodurch die organische Verbindungsschicht 103B ausgebildet wird.
Dementsprechend verbleibt die mehrschichtige Struktur der organischen Verbindungsschicht 103B, der Opferschicht 158B und der Maskenschicht 159B über der leitfähigen Schicht 152B. Die Maskenschichten 159R und 159G werden freigelegt.
Es sei angemerkt, dass die Seitenflächen der organischen Verbindungsschichten 103R, 103G und 103B vorzugsweise senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu ihren Bildungsoberflächen sind. Beispielsweise ist der Winkel zwischen den Bildungsoberflächen und diesen Seitenflächen vorzugsweise größer als oder gleich 60° und kleiner als oder gleich 90°.
Der Abstand zwischen zwei benachbarten Schichten unter den organischen Verbindungsschichten 103R, 103G und 103B, die durch eine Photolithographietechnik ausgebildet werden, wie vorstehend beschrieben, kann auf kleiner als oder gleich 8 µm, kleiner als oder gleich 5 µm, kleiner als oder gleich 3 µm, kleiner als oder gleich 2 µm oder kleiner als oder gleich 1 µm verringert werden. Hier kann der Abstand beispielsweise durch den Abstand zwischen entgegengesetzten Endabschnitten von zwei benachbarten Schichten unter den organischen Verbindungsschichten 103R, 103G und 103B bestimmt werden. Die Verringerung des Abstands zwischen den inselförmigen organischen Verbindungsschichten ermöglicht, eine Anzeigevorrichtung mit hoher Auflösung und einem hohen Öffnungsverhältnis bereitzustellen. Außerdem kann der Abstand zwischen den ersten Elektroden von benachbarten Licht emittierenden Vorrichtungen beispielsweise auch auf kleiner als oder gleich 10 µm, kleiner als oder gleich 8 µm, kleiner als oder gleich 5 µm, kleiner als oder gleich 3 µm oder kleiner als oder gleich 2 µm verkürzt werden. Es sei angemerkt, dass der Abstand zwischen den ersten Elektroden von benachbarten Licht emittierenden Vorrichtungen vorzugsweise größer als oder gleich 2 µm und kleiner als oder gleich 5 µm ist.
Als Nächstes werden, wie in 8A dargestellt, die Maskenschichten 159R, 159G und 159B vorzugsweise entfernt.
Der Schritt zum Entfernen der Maskenschichten kann durch ein ähnliches Verfahren wie dasjenige für den Schritt einer Verarbeitung der Maskenschichten durchgeführt werden. Insbesondere können durch Verwendung eines Nassätzverfahren Schäden, die an die organische Verbindungsschicht 103 zu dem Zeitpunkt zum Entfernen der Maskenschichten verursacht werden, im Vergleich zu dem Fall der Verwendung eines Trockenätzverfahrens verringert werden.
Die Maskenschichten können entfernt werden, indem sie in einem Lösungsmittel, wie z. B. Wasser oder einem Alkohol, aufgelöst werden. Beispiele für einen Alkohol umfassen Ethylalkohol, Methylalkohol, Isopropylalkohol (IPA) und Glycerin.
Nachdem die Maskenschichten entfernt worden sind, kann eine Trocknungsbehandlung durchgeführt werden, um an Oberflächen adsorbiertes Wasser zu entfernen. Beispielsweise kann eine Wärmebehandlung in einer Inertgasatmosphäre oder in einer Atmosphäre mit reduziertem Druck durchgeführt werden. Die Wärmebehandlung kann bei einer Substrattemperatur von höher als oder gleich 50 □C und niedriger als oder gleich 200 DC, bevorzugt höher als oder gleich 60 □C und niedriger als oder gleich 150 □C, bevorzugter höher als oder gleich 70 □C und niedriger als oder gleich 120 □C durchgeführt werden. Die Wärmebehandlung wird vorzugsweise in einer Atmosphäre mit reduziertem Druck durchgeführt, wobei die Trocknung bei niedrigerer Temperatur möglich ist.
Als Nächstes wird ein anorganischer Isolierfilm 125f ausgebildet, wie in 8B dargestellt.
Dann wird, wie in 8C dargestellt, ein Isolierfilm 127f, der zu der Isolierschicht 127 wird, über dem anorganischen Isolierfilm 125f ausgebildet.
Die Substrattemperatur zu dem Zeitpunkt zum Ausbilden des anorganischen Isolierfilms 125f und des Isolierfilms 127f ist bevorzugt höher als oder gleich 60 °C, höher als oder gleich 80 °C, höher als oder gleich 100 °C oder höher als oder gleich 120 °C und niedriger als oder gleich 200 °C, niedriger als oder gleich 180 °C, niedriger als oder gleich 160 °C, niedriger als oder gleich 150 °C oder niedriger als oder gleich 140 °C.
Als anorganischer Isolierfilm 125f wird ein Isolierfilm in einer Dicke von größer als oder gleich 3 nm, größer als oder gleich 5 nm, oder größer als oder gleich 10 nm und kleiner als oder gleich 200 nm, kleiner als oder gleich 150 nm, kleiner als oder gleich 100 nm oder kleiner als oder gleich 50 nm vorzugsweise bei einer Substrattemperatur in dem vorstehend beschriebenen Bereich ausgebildet.
Der anorganische Isolierfilm 125f wird vorzugsweise zum Beispiel durch ein ALD-Verfahren ausgebildet. Ein ALD-Verfahren wird vorzugsweise verwendet, bei dem Abscheidungsschäden verringert werden und ein Film mit guter Abdeckung ausgebildet werden kann. Als anorganischer Isolierfilm 125f wird ein Aluminiumoxidfilm vorzugsweise zum Beispiel durch ein ALD-Verfahren ausgebildet.
Der Isolierfilm 127f wird vorzugsweise durch das vorstehend erwähnte Nassverfahren ausgebildet. Der Isolierfilm 127f wird vorzugsweise zum Beispiel durch eine Rotationsbeschichtung unter Verwendung eines photoempfindlichen Materials ausgebildet und insbesondere vorzugsweise unter Verwendung einer ein Acrylharz enthaltenden photoempfindlichen Harz-Zusammensetzung ausgebildet.
Dann wird ein Teil des Isolierfilms 127f mit sichtbarem Licht oder Ultraviolettstrahlen belichtet. Die Isolierschicht 127 wird in Bereichen ausgebildet, die zwischen zwei beliebigen der leitfähigen Schichten 152R, 152G und 152B und um die leitfähige Schicht 152C liegt.
Die Breite der später auszubildenden Isolierschicht 127 kann gemäß dem belichteten Bereich des Isolierfilms 127f gesteuert werden. Bei dieser Ausführungsform wird eine Verarbeitung derart durchgeführt, dass die Isolierschicht 127 einen Abschnitt umfasst, der sich mit der Oberseite der leitfähigen Schicht 151 überlappt.
Licht, das zur Belichtung verwendet wird, umfasst vorzugsweise die i-Linie (Wellenlänge: 365 nm). Des Weiteren kann zur Belichtung verwendetes Licht die g-Linie (Wellenlänge: 436 nm) und/oder die h-Linie (Wellenlänge: 405 nm) umfassen.
Als Nächstes wird der belichtete Bereich des Isolierfilms 127f durch Entwicklung entfernt, wie in 9A dargestellt, so dass eine Isolierschicht 127a ausgebildet wird.
Als Nächstes wird, wie in 9B dargestellt, eine Ätzbehandlung mit der Isolierschicht 127a als Maske durchgeführt, um einen Teil des anorganischen Isolierfilms 125f zu entfernen und die Dicke eines Teils der Opferschichten 158R, 158G und 158B zu verringern. Daher wird die anorganische Isolierschicht 125 unter der Isolierschicht 127a ausgebildet. Außerdem werden die Oberflächen der dünnen Abschnitte in den Opferschichten 158R, 158G und 158B freigelegt. Es sei angemerkt, dass die Ätzbehandlung unter Verwendung der Isolierschicht 127a als Maske nachstehend als erste Ätzbehandlung bezeichnet werden kann.
Die erste Ätzbehandlung kann durch ein Trockenätzen oder ein Nassätzen durchgeführt werden. Es sei angemerkt, dass der anorganische Isolierfilm 125f vorzugsweise unter Verwendung eines ähnlichen Materials wie dasjenige der Opferschichten 158R, 158G und 158B ausgebildet wird, wobei die erste Ätzbehandlung gleichzeitig durchgeführt werden kann.
Im Falle der Durchführung eines Trockenätzens wird vorzugsweise ein auf Chlor basierendes Gas verwendet. Als auf Chlor basierendes Gas kann eines von Cl₂, BCl₃, SiCl₄, CCl₄ und dergleichen oder eine Mischung aus zwei oder mehr von ihnen verwendet werden. Außerdem kann ein Sauerstoffgas, ein Wasserstoffgas, ein Heliumgas, ein Argongas oder dergleichen oder eine Mischung aus zwei oder mehr von ihnen nach Bedarf dem auf Chlor basierenden Gas zugesetzt. Durch das Trockenätzen kann die dünnen Bereiche der Opferschichten 158R, 158G und 158B mit vorteilhafter In-Plane-Gleichmäßigkeit ausgebildet werden.
Als Trockenätzeinrichtung kann eine Trockenätzeinrichtung verwendet werden, die eine hochdichte Plasmaquelle beinhaltet. Als Trockenätzvorrichtung, die eine hochdichte Plasmaquelle beinhaltet, kann beispielsweise eine induktiv gekoppelte Plasma- (inductively coupled plasma, ICP-) Ätzvorrichtung verwendet werden. Alternativ kann eine kapazitiv gekoppelte Plasma- (capacitively coupled plasma, CCP-) Ätzvorrichtung verwendet werden, die parallele Plattenelektroden beinhaltet.
Die erste Ätzbehandlung wird vorzugsweise durch ein Nassätzen durchgeführt. Durch die Verwendung eines Nassätzverfahrens können Schäden an die organischen Verbindungsschichten 103R, 103G und 103B im Vergleich zu dem Fall der Verwendung eines Trockenätzverfahrens verringert werden. Das Nassätzen kann beispielsweise unter Verwendung einer alkalischen Lösung oder einer Säurelösung durchgeführt werden.
Vorzugsweise werden die Opferschichten 158R, 158G und 158B nicht vollständig durch die erste Ätzbehandlung entfernt, und die Ätzbehandlung wird unterbrochen, wenn die Dicke der Opferschichten 158R, 158G und 158B verringert wird. Die entsprechenden Opferschichten 158R, 158G und 158B verbleiben auf diese Weise über den organischen Verbindungsschichten 103R, 103G und 103B, wodurch verhindert werden kann, dass die organischen Verbindungsschichten 103R, 103G und 103B durch eine Behandlung in einem späteren Schritt beschädigt werden.
Als Nächstes wird eine Belichtung vorzugsweise an dem gesamten Substrat durchgeführt, so dass die Isolierschicht 127a mit sichtbarem Licht oder Ultraviolettstrahlen bestrahlt wird. Die Energiedichte für die Belichtung ist bevorzugt höher als 0 mJ/cm² und niedriger als oder gleich 800 mJ/cm², bevorzugter höher als 0 mJ/cm² und niedriger als oder gleich 500 mJ/cm². Indem eine solche Belichtung nach der Entwicklung durchgeführt wird, kann in einigen Fällen der Grad der Durchsichtigkeit der Isolierschicht 127a erhöht werden. Außerdem ist es in einigen Fällen möglich, die für die folgende Wärmebehandlung zur Änderung der Form der Isolierschicht 127a in eine sich verjüngende Form erforderte Substrattemperatur zu senken.
Hier ist dann, wenn eine isolierende Sperrschicht gegen Sauerstoff (z. B. ein Aluminiumoxidfilm) als jede der Opferschichten 158R, 158G und 158B vorhanden ist, kann die Diffusion von Sauerstoff in die organischen Verbindungsschichten 103R, 103G und 103B unterdrückt werden.
Dann wird eine Wärmebehandlung (auch als Nachbacken bezeichnet) durchgeführt. Die Wärmebehandlung kann die Isolierschicht 127a in die Isolierschicht 127 mit einer sich verjüngenden Seitenfläche ändern (9C). Die Wärmebehandlung wird bei einer Temperatur von niedriger als die obere Temperaturgrenze der organischen Verbindungsschicht durchgeführt. Die Wärmebehandlung kann bei einer Substrattemperatur von höher als oder gleich 50 °C und niedriger als oder gleich 200 °C, bevorzugt höher als oder gleich 60 °C und niedriger als oder gleich 150 °C, bevorzugter höher als oder gleich 70 °C und niedriger als oder gleich 130 °C durchgeführt werden. Die Erwärmungsatmosphäre kann eine Luftatmosphäre oder eine Inartgasatmosphäre sein. Außerdem kann die Erwärmungsatmosphäre eine Atmosphäre mit Atmosphärendruck oder eine Atmosphäre mit reduziertem Druck sein. Dementsprechend kann die Haftung zwischen der Isolierschicht 127 und der anorganischen Isolierschicht 125 verbessert werden, und die Korrosionsbeständigkeit der Isolierschicht 127 kann erhöht werden.
Wenn die Opferschichten 158R, 158G und 158B nicht vollständig durch die erste Ätzbehandlung entfernt werden und die dünner gemachten Opferschichten 158R, 158G und 158B verbleiben, kann verhindert werden, dass die organischen Verbindungsschichten 103R, 103G und 103B bei der Wärmebehandlung beschädigt und verschlechtert werden. Dies erhöht die Zuverlässigkeit der Licht emittierenden Vorrichtung.
Als Nächstes, wie in 10A dargestellt, wird eine Ätzbehandlung mit der Isolierschicht 127 als Maske durchgeführt, um einen Teil der Opferschichten 158R, 158G und 158B zu entfernen. Daher werden Öffnungen in den Opferschichten 158R, 158G und 158B ausgebildet, und die Oberseiten der organischen Verbindungsschichten 103R, 103G und 103B und der leitfähigen Schicht 152C freigelegt. Es sei angemerkt, dass diese Ätzbehandlung nachstehend als zweite Ätzbehandlung bezeichnet werden kann.
Ein Endabschnitt der anorganischen Isolierschicht 125 wird mit der Isolierschicht 127 bedeckt. 10A stellt ein Beispiel dar, in dem ein Teil eines Endabschnitts der Opferschicht 158G (insbesondere eines durch die erste Ätzbehandlung ausgebildeten sich verjüngenden Abschnitts) mit der Isolierschicht 127 bedeckt wird und ein durch die zweite Ätzbehandlung ausgebildeter sich verjüngender Abschnitt freigelegt wird.
Die zweite Ätzbehandlung wird durch ein Nassätzen durchgeführt. Durch die Verwendung eines Nassätzverfahrens können Schäden an die organischen Verbindungsschichten 103R, 103G und 103B im Vergleich zu dem Fall der Verwendung eines Trockenätzverfahrens verringert werden. Das Nassätzen kann beispielsweise unter Verwendung einer alkalischen Lösung oder einer Säurelösung durchgeführt werden.
Als Nächstes wird, wie in 10B dargestellt, die zweite Elektrode (die gemeinsame Elektrode) 102 über den organischen Verbindungsschichten 103R, 103G und 103B, der leitfähigen Schicht 152C und der Isolierschicht 127 ausgebildet. Die zweite Elektrode (die gemeinsame Elektrode) 102 kann durch ein Sputterverfahren, ein Vakuumverdampfungsverfahren oder dergleichen ausgebildet werden.
Als Nächstes wird, wie in 10C dargestellt, die Schutzschicht 131 über der zweiten Elektrode (der gemeinsamen Elektrode) 102 ausgebildet. Die Schutzschicht 131 kann durch ein Vakuumverdampfungsverfahren, ein Sputterverfahren, ein CVD-Verfahren, ein ALD-Verfahren oder dergleichen ausgebildet werden.
Dann wird das Substrat 120 über der Schutzschicht 131 unter Verwendung der Harzschicht 122 gebunden, so dass die Anzeigevorrichtung hergestellt werden kann. In dem Herstellungsverfahren der Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird, wie vorstehend beschrieben, die Isolierschicht 156 derart ausgebildet, dass sie einen Bereich umfasst, der sich mit der Seitenfläche der leitfähigen Schicht 151 überlappt, und die leitfähige Schicht 152 wird derart ausgebildet, dass sie die leitfähige Schicht 151 und die Isolierschicht 156 bedeckt. Dies kann die Ausbeute der Anzeigevorrichtung erhöhen und die Erzeugung von Defekten verhindern.
Wie vorstehend beschrieben, werden in dem Herstellungsverfahren der Anzeigevorrichtung bei dieser Ausführungsform die inselförmigen organischen Verbindungsschichten 103R, 103G und 103B nicht durch die Verwendung einer feinen Metallmaske, sondern durch die Verarbeitung eines Films, der an der gesamten Oberfläche ausgebildet wird, durch eine Photolithographietechnik ausgebildet; daher können die inselförmigen Schichten derart ausgebildet werden, dass sie eine gleichmäßige Dicke aufweisen. Außerdem kann eine hochauflösende Anzeigevorrichtung oder eine Anzeigevorrichtung mit einem hohen Öffnungsverhältnis kann erhalten werden. Des Weiteren kann selbst dann, wenn die Auflösung oder das Öffnungsverhältnis hoch ist und der Abstand zwischen den Subpixeln sehr kurz ist, verhindert werden, dass die organischen Verbindungsschichten 103R, 103G und 103B in Kontakt miteinander in den benachbarten Subpixeln sind. Als Ergebnis kann die Erzeugung des Leckstroms zwischen den Subpixeln verhindert werden. Dies kann das Nebensprechen verhindern, so dass eine Anzeigevorrichtung mit sehr hohem Kontrast erhalten werden kann. Außerdem kann selbst eine Anzeigevorrichtung, die durch eine Photolithographietechnik ausgebildete Licht emittierende Tandem-Vorrichtungen beinhaltet, vorteilhafte Eigenschaften aufweisen.
(Ausführungsform 5)
Bei dieser Ausführungsform wird eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die Anzeigevorrichtung bei dieser Ausführungsform kann eine hochauflösende Anzeigevorrichtung sein. Daher kann die Anzeigevorrichtung bei dieser Ausführungsform für Anzeigeabschnitte von Informationsendgeräten (tragbaren Vorrichtungen), wie z. B. Informationsendgeräten in Form einer Armbanduhr oder eines Armreifs, und Anzeigeabschnitte von tragbaren Vorrichtungen, die am Kopf getragen werden können, wie z. B. einer VR-Vorrichtung, wie einem Head-Mounted Display (HMD) bzw. einer am Kopf befestigten Anzeige, und einer brillenartigen AR-Vorrichtung, verwendet werden.
Die Anzeigevorrichtung bei dieser Ausführungsform kann eine hochauflösende Anzeigevorrichtung oder eine große Anzeigevorrichtung sein. Dementsprechend kann die Anzeigevorrichtung bei dieser Ausführungsform für Anzeigeabschnitte einer Digitalkamera, einer digitalen Videokamera, einem digitalen Fotorahmen, einem Mobiltelefon, einer tragbaren Spielkonsole, einem tragbaren Informationsendgerät und einer Audiowiedergabevorrichtung, zusätzlich zu Anzeigeabschnitten von elektronischen Geräten mit einem relativ großen Bildschirm, wie z. B. einem Fernsehgerät, einem Desktop- oder Notebook-PC, einem Monitor eines Computers und dergleichen, einer Digital Signage bzw. digitalen Beschilderung und einem großen Spielautomaten, wie z. B. einem Flipperautomaten, verwendet werden.
[Anzeigemodul]
11A ist eine perspektivische Ansicht eines Anzeigemoduls 280. Das Anzeigemodul 280 beinhaltet eine Anzeigevorrichtung 100A und eine FPC 290. Es sei angemerkt, dass die in dem Anzeigemodul 280 enthaltene Anzeigevorrichtung nicht auf die Anzeigevorrichtung 100A beschränkt ist und eine von später zu beschreibenden Anzeigevorrichtungen 100B bis 100E sein kann.
Das Anzeigemodul 280 beinhaltet ein Substrat 291 und ein Substrat 292. Das Anzeigemodul 280 beinhaltet einen Anzeigeabschnitt 281. Der Anzeigeabschnitt 281 ist ein Bereich des Anzeigemoduls 280, in dem ein Bild angezeigt wird, und ist ein Bereich, in dem Licht, das von Pixeln, die in einem nachstehend beschriebenen Pixelabschnitt 284 bereitgestellt sind, emittiert wird, gesehen werden kann.
11B ist eine perspektivische Ansicht, die die Struktur auf der Seite des Substrats 291 schematisch darstellt. Über dem Substrat 291 sind ein Schaltungsabschnitt 282, ein Pixelschaltungsabschnitt 283 über dem Schaltungsabschnitt 282 und der Pixelabschnitt 284 über dem Pixelschaltungsabschnitt 283 übereinander angeordnet. Außerdem ist ein Anschlussabschnitt 285 zum Verbinden mit der FPC 290 in einem Abschnitt über dem Substrat 291 enthalten, der sich nicht mit dem Pixelabschnitt 284 überlappt. Der Anschlussabschnitt 285 und der Schaltungsabschnitt 282 sind über einen Leitungsabschnitt 286, der aus einer Vielzahl von Leitungen ausgebildet wird, elektrisch miteinander verbunden.
Der Pixelabschnitt 284 umfasst eine Vielzahl von Pixeln 284a, die periodisch angeordnet sind. Eine vergrößerte Ansicht eines Pixels 284a wird auf der rechten Seite in 11B dargestellt. Bei den Pixeln 284a kann eine der bei den vorstehenden Ausführungsformen beschriebenen Strukturen zum Einsatz kommen.
Der Pixelschaltungsabschnitt 283 umfasst eine Vielzahl von Pixelschaltungen 283a, die periodisch angeordnet sind.
Eine Pixelschaltung 283a ist eine Schaltung, die den Betrieb einer Vielzahl von in einem Pixel 284a enthaltenen Elementen steuert.
Der Schaltungsabschnitt 282 umfasst eine Schaltung zum Treiben der Pixelschaltungen 283a in dem Pixelschaltungsabschnitt 283. Beispielsweise beinhaltet der Schaltungsabschnitt 282 vorzugsweise eine Gateleitung-Treiberschaltung und/oder eine Sourceleitung-Treiberschaltung. Der Schaltungsabschnitt 282 kann auch mindestens eine von einer arithmetischen Schaltung, einer Speicherschaltung, einer Stromzufuhrschaltung und dergleichen beinhalten.
Die FPC 290 dient als Leitung zum Zuführen eines Videosignals, eines Stromversorgungspotentials oder dergleichen von außen zu dem Schaltungsabschnitt 282. Eine IC kann auf der FPC 290 montiert sein.
Das Anzeigemodul 280 kann eine Struktur aufweisen, bei der der Pixelschaltungsabschnitt 283, und/oder der Schaltungsabschnitt 282 unterhalb des Pixelabschnitts 284 angeordnet sind; daher kann das Öffnungsverhältnis (das effektive Anzeigeflächenverhältnis) des Anzeigeabschnitts 281 signifikant hoch sein.
Ein derartiges Anzeigemodul 280 weist eine sehr hohe Auflösung auf und kann daher geeignet für eine VR-Vorrichtung, wie z. B. ein HMD, oder eine brillenartige AR-Vorrichtung verwendet werden. Beispielsweise wird selbst im Falle einer Struktur, bei der der Anzeigeabschnitt des Anzeigemoduls 280 durch eine Linse erkannt wird, verhindert, dass Pixel des sehr hochauflösenden Anzeigeabschnitts 281, der in dem Anzeigemodul 280 enthalten ist, gesehen werden, wenn der Anzeigeabschnitt durch die Linse vergrößert wird, so dass die Anzeige, durch die ein hohes Immersionsgefühl bereitgestellt wird, durchgeführt werden kann. Ohne darauf beschränkt zu sein, kann das Anzeigemodul 280 geeignet für elektronische Geräte, die einen relativ kleinen Anzeigeabschnitt beinhalten, verwendet werden.
[Anzeigevorrichtung 100A]
Die in 12A dargestellte Anzeigevorrichtung 100A beinhaltet ein Substrat 301, die Licht emittierenden Vorrichtungen 130R, 130G und 130B, einen Kondensator 240 und einen Transistor 310.
Das Substrat 301 entspricht dem Substrat 291 in 11A und 11B. Der Transistor 310 umfasst einen Kanalbildungsbereich in dem Substrat 301. Als Substrat 301 kann beispielsweise ein Halbleitersubstrat, wie z. B. ein einkristallines Siliziumsubstrat, verwendet werden. Der Transistor 310 beinhaltet einen Teil des Substrats 301, eine leitende Schicht 311, einen niederohmigen Bereich 312, eine Isolierschicht 313 und eine Isolierschicht 314. Die leitende Schicht 311 dient als Gate-Elektrode. Die Isolierschicht 313 ist zwischen dem Substrat 301 und der leitenden Schicht 311 positioniert und dient als Gate-Isolierschicht. Der niederohmige Bereich 312 ist ein Bereich, in dem das Substrat 301 mit einer Verunreinigung dotiert ist, und dient als Source oder Drain. Die Isolierschicht 314 wird derart bereitgestellt, dass sie eine Seitenfläche der leitenden Schicht 311 bedeckt.
Eine Elementisolierschicht 315 wird zwischen zwei benachbarten Transistoren 310 derart bereitgestellt, dass sie in dem Substrat 301 eingebettet ist.
Eine Isolierschicht 261 wird derart bereitgestellt, dass sie den Transistor 310 bedeckt, und der Kondensator 240 wird über der Isolierschicht 261 bereitgestellt.
Der Kondensator 240 beinhaltet eine leitende Schicht 241, eine leitende Schicht 245 und eine Isolierschicht 243 zwischen den leitenden Schichten 241 und 245. Die leitende Schicht 241 dient als eine Elektrode des Kondensators 240, die leitende Schicht 245 dient als die andere Elektrode des Kondensators 240, und die Isolierschicht 243 dient als Dielektrikum des Kondensators 240.
Die leitende Schicht 241 wird über der Isolierschicht 261 bereitgestellt und ist in einer Isolierschicht 254 eingebettet. Die leitende Schicht 241 ist über einen Anschlusspfropfen 271, der in der Isolierschicht 261 eingebettet ist, elektrisch mit einem Anschluss von Source und Drain des Transistors 310 verbunden. Die Isolierschicht 243 ist derart bereitgestellt, dass sie die leitende Schicht 241 bedeckt. Die leitende Schicht 245 ist in einem Bereich bereitgestellt, der sich mit der leitenden Schicht 241 überlappt, wobei die Isolierschicht 243 dazwischen liegt.
Eine Isolierschicht 255 wird derart bereitgestellt, dass sie den Kondensator 240 bedeckt. Die Isolierschicht 174 wird über der Isolierschicht 255 bereitgestellt. Die Isolierschicht 175 wird über der Isolierschicht 174 bereitgestellt. Die Licht emittierenden Vorrichtungen 130R, 130G und 130B werden über der Isolierschicht 175 bereitgestellt. Ein Isolator wird in Bereichen zwischen benachbarten Licht emittierenden Vorrichtungen bereitgestellt.
Die Isolierschicht 156R wird derart bereitgestellt, dass sie einen Bereich umfasst, der sich mit der Seitenfläche der leitfähigen Schicht 151R überlappt. Die Isolierschicht 156G wird derart bereitgestellt, dass sie einen Bereich umfasst, der sich mit der Seitenfläche der leitfähigen Schicht 151G überlappt. Die Isolierschicht 156B wird derart bereitgestellt, dass sie einen Bereich umfasst, der sich mit der Seitenfläche der leitfähigen Schicht 151B überlappt. Die leitfähige Schicht 152R wird derart bereitgestellt, dass sie die leitfähige Schicht 151R und die Isolierschicht 156R bedeckt. Die leitfähige Schicht 152G wird derart bereitgestellt, dass die leitfähige Schicht 151G und die Isolierschicht 156G bedeckt. Die leitfähige Schicht 152B wird derart bereitgestellt, dass sie die leitfähige Schicht 151B und die Isolierschicht 156B bedeckt. Die Opferschicht 158R befindet sich über der organischen Verbindungsschicht 103R. Die Opferschicht 158G befindet sich über der organischen Verbindungsschicht 103G. Die Opferschicht 158B befindet sich über der organischen Verbindungsschicht 103B.
Die leitfähigen Schichten 151R, 151G und 151B sind jeweils über einen Anschlusspfropfen 256, der in den Isolierschichten 243, 255, 174 und 175 eingebettet ist, die leitende Schicht 241, die in der Isolierschicht 254 eingebettet ist, und den Anschlusspfropfen 271, der in der Isolierschicht 261 eingebettet ist, elektrisch mit einem Anschluss von Source und Drain des entsprechenden Transistors 310 verbunden. Ein beliebiges von verschiedenen leitfähigen Materialien kann für die Anschlusspfropfen verwendet werden.
Die Schutzschicht 131 wird über den Licht emittierenden Vorrichtungen 130R, 130G und 130B bereitgestellt. Das Substrat 120 ist an die Schutzschicht 131 mit die Harzschicht 122 gebunden. Auf die Ausführungsform 4 kann für die Details der Licht emittierenden Vorrichtung 130 und der darüber liegenden Komponenten bis zu dem Substrat 120 verwiesen werden. Das Substrat 120 entspricht dem Substrat 292 in 11A.
12B stellt ein Variationsbeispiel der in 12A dargestellten Anzeigevorrichtung 100A dar. Die in 12B dargestellte Anzeigevorrichtung beinhaltet die Farbschichten 132R, 132G und 132B, und jede der Licht emittierenden Vorrichtungen 130 umfasst einen Bereich, der sich mit einer der Farbschichten 132R, 132G und 132B überlappt. Bei der in 12B dargestellten Anzeigevorrichtung kann die Licht emittierende Vorrichtung 130 beispielsweise weißes Licht emittieren. Die Farbschicht 132R, die Farbschicht 132G und die Farbschicht 132B können beispielsweise rotes Licht, grünes Licht bzw. blaues Licht übertragen.
[Anzeigevorrichtung 100B]
13 ist eine perspektivische Ansicht der Anzeigevorrichtung 100B und 14 ist eine Querschnittsansicht der Anzeigevorrichtung 100C.
Bei der Anzeigevorrichtung 100B sind ein Substrat 352 und ein Substrat 351 aneinander gebunden. In 13 wird das Substrat 352 durch eine gestrichelte Linie bezeichnet.
Die Anzeigevorrichtung 100B beinhaltet den Pixelabschnitt 177, den Verbindungsabschnitt 140, eine Schaltung 356, eine Leitung 355 und dergleichen. 13 stellt ein Beispiel dar, in dem eine IC 354 und eine FPC 353 auf die Anzeigevorrichtung 100B montiert werden. Daher kann die in 13 dargestellte Struktur als Anzeigemodul angesehen werden, das die Anzeigevorrichtung 100B, die integrierte Schaltung (IC) und die FPC umfasst. Hier wird eine Anzeigevorrichtung, in der ein Substrat mit einem Verbindungselement, wie z. B. einer FPC, ausgestattet wird oder mit einer IC montiert wird, wird als Anzeigemodul bezeichnet.
Der Verbindungsabschnitt 140 wird außerhalb des Pixelabschnitts 177 bereitgestellt. Die Anzahl von Verbindungsabschnitten 140 kann eins oder mehr sein. An dem Verbindungsabschnitt 140 ist eine gemeinsame Elektrode einer Licht emittierenden Vorrichtung elektrisch mit einer leitfähigen Schicht verbunden, so dass ein Potential der gemeinsamen Elektrode zugeführt werden kann.
Als Schaltung 356 kann beispielsweise eine Abtastleitungstreiberschaltung verwendet werden.
Die Leitung 355 weist eine Funktion zum Zuführen eines Signals und eines Stroms zu dem Pixelabschnitt 177 und der Schaltung 356 auf. Das Signal und der Strom werden von außen über die FPC 353 oder von der IC 354 in die Leitung 355 eingegeben.
13 stellt ein Beispiel dar, in dem die IC 354 durch ein Chip-on-Glass-(COG-) Verfahren, ein Chip-on-Film- (COF-) Verfahren oder dergleichen über dem Substrat 351 bereitgestellt wird. Als IC 354 kann beispielsweise eine IC verwendet werden, die eine Abtastleitungstreiberschaltung, eine Signalleitungstreiberschaltung oder dergleichen beinhaltet. Es sei angemerkt, dass die Anzeigevorrichtung 100B und das Anzeigemodul nicht notwendigerweise mit einer IC versehen sind. Die IC kann alternativ beispielsweise durch ein COF-Verfahren auf der FPC montiert werden.
14 stellt als Anzeigevorrichtung 100C ein Beispiel für Querschnitte eines Teils eines Bereichs, der die FPC 353 umfasst, eines Teils der Schaltung 356, eines Teils des Pixelabschnitts 177, eines Teils des Verbindungsabschnitts 140 und eines Teils eines Bereichs, der einen Endabschnitt der in 13 dargestellten Anzeigevorrichtung 100B umfasst, dar.
[Anzeigevorrichtung 100C]
Die in 14 dargestellte Anzeigevorrichtung 100C beinhaltet einen Transistor 201, einen Transistor 205, die Licht emittierende Vorrichtung 130R, die rotes Licht emittiert, die Licht emittierende Vorrichtung 130G, die grünes Licht emittiert, die Licht emittierende Vorrichtung 130B, die blaues Licht emittiert, und dergleichen zwischen dem Substrat 351 und dem Substrat 352.
Für die Details der Licht emittierenden Vorrichtungen 130R, 130G und 130B kann auf die Ausführungsform 4 verwiesen werden.
Die Licht emittierende Vorrichtung 130R beinhaltet eine leitfähige Schicht 224R, die leitfähige Schicht 151R über der leitfähigen Schicht 224R und die leitfähige Schicht 152R über der leitfähigen Schicht 151R. Die Licht emittierende Vorrichtung 130G beinhaltet eine leitfähige Schicht 224G, die leitfähige Schicht 151G über der leitfähigen Schicht 224G und der leitfähigen Schicht 152G über der leitfähigen Schicht 151G. Die Licht emittierende Vorrichtung 130B beinhaltet eine leitfähige Schicht 224B, die leitfähige Schicht 151 B über der leitfähigen Schicht 224B und der leitfähigen Schicht 152B über der leitfähigen Schicht 151B.
Die leitfähige Schicht 224R ist über eine in einer Isolierschicht 214 bereitgestellte Öffnung mit einer leitfähigen Schicht 222b, die in dem Transistor 205 enthalten ist, verbunden. Ein Endabschnitt der leitfähigen Schicht 151R wird von einem Endabschnitt der leitfähigen Schicht 224R nach außen positioniert. Die Isolierschicht 156R wird derart bereitgestellt, dass sie einen Bereich umfasst, der in Kontakt mit der Seitenfläche der leitfähigen Schicht 151R ist, und die leitfähige Schicht 152R wird derart bereitgestellt, dass sie die leitfähige Schicht 151R und die Isolierschicht 156R bedeckt.
Die leitfähigen Schichten 224G, 151G und 152G und die Isolierschicht 156G in der Licht emittierenden Vorrichtung 130G werden nicht ausführlich beschrieben, da sie ähnlich sind wie die leitfähigen Schichten 224R, 151R und 152R bzw. die Isolierschicht 156R in der Licht emittierenden Vorrichtung 130R; das Gleiche gilt für die leitfähigen Schichten 224B, 151B und 152B und die Isolierschicht 156B in der Licht emittierenden Vorrichtung 130B.
Die leitfähigen Schichten 224R, 224G und 224B weisen jeweils einen vertieften Abschnitt auf, der die in der Isolierschicht 214 bereitgestellte Öffnung bedeckt. Eine Schicht 128 wird in dem vertieften Abschnitt eingebettet.
Die Schicht 128 weist eine Funktion zum Füllen der vertieften Abschnitte der leitfähigen Schichten 224R, 224G und 224B auf, um die Planarität zu erhalen. Über den leitfähigen Schichten 224R, 224G und 224B und der Schicht 128 werden die leitfähigen Schichten 151R R, 151G und 151B bereitgestellt, die elektrisch mit den leitfähigen Schichten 224R, 224G bzw. 224B verbunden sind. Daher können die Bereiche, die sich mit den vertieften Abschnitten der leitfähigen Schichten 224R, 224G und 224B überlappen, auch als Licht emittierende Bereiche verwendet werden, wodurch das Öffnungsverhältnis des Pixels erhöht werden kann.
Die Schicht 128 kann eine Isolierschicht oder eine leitfähige Schicht sein. Eines von verschiedenen anorganischen Isoliermaterialien, organischen Isoliermaterialien und leitfähigen Materialien kann für die Schicht 128 angemessen verwendet werden. Insbesondere wird die Schicht 128 vorzugsweise unter Verwendung eines Isoliermaterials ausgebildet und wird insbesondere vorzugsweise unter Verwendung eines organischen Isoliermaterials ausgebildet. Die Schicht 128 kann beispielsweise unter Verwendung eines für die Isolierschicht 127 verwendbaren organischen Isoliermaterials ausgebildet werden.
Die Schutzschicht 131 wird über den Licht emittierenden Vorrichtungen 130R, 130G und 130B bereitgestellt. Die Schutzschicht 131 und das Substrat 352 werden mit einer Klebeschicht 142 aneinander gebunden. Das Substrat 352 wird mit einer lichtundurchlässigen Schicht 157 bereitgestellt. Eine solide Abdichtungsstruktur, eine hohle Abdichtungsstruktur oder dergleichen kann zum Einsatz kommen, um die Licht emittierende Vorrichtung 130 abzudichten. In 14 kommt eine solide Abdichtungsstruktur zum Einsatz, bei der ein Raum zwischen dem Substrat 352 und dem Substrat 351 mit der Klebeschicht 142 gefüllt wird. Alternativ kann der Raum mit einem Inartgas (z. B. Stickstoff oder Argon) gefüllt werden, d. h., dass eine hohle Abdichtungsstruktur zum Einsatz kommen kann. In diesem Fall kann die Klebeschicht 142 derart bereitgestellt werden, dass sie sich mit der Licht emittierenden Vorrichtung nicht überlappen. Alternativ kann der Raum mit einem anderen Harz als der rahmenartigen Klebeschicht 142 gefüllt werden.
14 stellt ein Beispiel dar, in dem der Verbindungsabschnitt 140 eine durch Verarbeitung des gleichen leitfähigen Films wie der leitfähigen Schichten 224R, 224G und 224B erhaltene leitfähige Schicht 224C; die durch Verarbeitung des gleichen leitfähigen Films wie der leitfähigen Schichten 151R, 151G und 151B erhaltene leitfähige Schicht 151C; und die durch Verarbeitung des gleichen leitfähigen Films wie der leitfähigen Schichten 152R, 152G und 152B erhaltene leitfähige Schicht 152C beinhaltet. In dem in 14 dargestellten Beispiel wird die Isolierschicht 156C derart bereitgestellt, dass sie einen Bereich umfasst, der sich mit der Seitenfläche der leitfähigen Schicht 151C überlappt.
Die Anzeigevorrichtung 100C weist eine Top-Emission-Struktur auf. Licht von der Licht emittierenden Vorrichtung wird in Richtung des Substrats 352 emittiert. Für das Substrat 352 wird vorzugsweise ein Material verwendet, das eine gute Durchlässigkeit für sichtbares Licht aufweist. Die Pixelelektrode enthält ein Material, das sichtbares Licht reflektiert, und die Gegenelektrode (eine gemeinsame Elektrode 155) enthält ein Material, das sichtbares Licht durchlässt.
Über dem Substrat 351 werden eine Isolierschicht 211, eine Isolierschicht 213, eine Isolierschicht 215 und eine Isolierschicht 214 in dieser Reihenfolge bereitgestellt. Ein Teil der Isolierschicht 211 dient als Gate-Isolierschicht jedes Transistors. Ein Teil der Isolierschicht 213 dient als Gate-Isolierschicht jedes Transistors. Die Isolierschicht 215 wird bereitgestellt, um die Transistoren zu bedecken. Die Isolierschicht 214 wird bereitgestellt, um die Transistoren zu bedecken, und weist eine Funktion als Planarisierungsschicht auf. Es sei angemerkt, dass die Anzahl von Gate-Isolierschichten und die Anzahl von Isolierschichten, die die Transistoren bedecken, nicht beschränkt sind, und sie können jeweils eins oder mehr sein.
Ein anorganischer Isolierfilm wird vorzugweise als jede der Isolierschichten 211, 213 und 215 verwendet.
Eine organische Isolierschicht ist für die Isolierschicht 214 geeignet, die als Planarisierungsschicht dient.
Die Transistoren 201 und 205 beinhalten jeweils eine leitende Schicht 221, die als Gate dient, die Isolierschicht 211, die als Gate-Isolierschicht dient, eine leitende Schicht 222a und eine leitende Schicht 222b, die als Source und Drain dienen, eine Halbleiterschicht 231, die Isolierschicht 213, die als Gate-Isolierschicht dient, und eine leitende Schicht 223, die als Gate dient.
Ein Verbindungsabschnitt 204 wird in einem Bereich des Substrats 351 bereitgestellt, der sich mit dem Substrat 352 nicht überlappt. In dem Verbindungsabschnitt 204 ist die Source-Elektrode oder die Drain-Elektrode des Transistors 201 über eine leitfähige Schicht 166 und eine Verbindungsschicht 242 elektrisch mit der FPC 353 verbunden. Als Beispiel weist der leitfähige Schicht 166 eine mehrschichtige Struktur aus folgenden Filmen auf: ein durch Verarbeitung des gleichen leitfähigen Films wie der leitfähigen Schichten 224R, 224G und 224B erhaltener leitfähiger Film; ein durch Verarbeitung des gleichen leitfähigen Films wie der leitfähigen Schichten 151R, 151G und 151B erhaltener leitfähiger Film; und ein durch Verarbeitung des gleichen leitfähigen Films wie der leitfähigen Schichten 152R, 152G und 152B erhaltener leitfähiger Film. An der Oberseite des Verbindungsabschnitts 204 wird die leitfähige Schicht 166 freigelegt. Daher können der Verbindungsabschnitt 204 und die FPC 353 über die Verbindungsschicht 242 elektrisch miteinander verbunden sein.
Eine lichtundurchlässige Schicht 157 wird vorzugsweise auf der Oberfläche des Substrats 352 auf der Seite des Substrats 351 bereitgestellt. Die lichtundurchlässige Schicht 157 kann über einem Bereich zwischen benachbarten Licht emittierenden Vorrichtungen, in dem Verbindungsabschnitt 140, in der Schaltung 356 und dergleichen bereitgestellt werden. Verschiedene optische Teile können an der Außenseite des Substrats 352 angeordnet sein.
Ein Material, das für das Substrat 120 verwendet werden kann, kann für jedes der Substrate 351 und 352 verwendet werden.
Ein Material, das für die Harzschicht 122 verwendet werden kann, kann für die Klebeschicht 142 verwendet werden.
Als Verbindungsschicht 242 kann ein anisotroper leitender Film (anisotropic conductive film, ACF), eine anisotrope leitende Paste (anisotropic conductive paste, ACP) oder dergleichen verwendet werden.
[Anzeigevorrichtung 100D]
Die Anzeigevorrichtung 100D in 15 unterscheidet sich von der Anzeigevorrichtung 100C in 14 hauptsächlich dadurch, dass sie eine Bottom-Emission-Struktur aufweist.
Licht von der Licht emittierenden Vorrichtung wird in Richtung des Substrats 351 emittiert. Für das Substrat 351 wird vorzugsweise ein Material verwendet, das eine gute Durchlässigkeitseigenschaft für sichtbares Licht aufweist. Im Gegensatz dazu gibt es keine Beschränkung bezüglich der lichtdurchlässigen Eigenschaft eines für das Substrat 352 verwendeten Materials.
Eine lichtundurchlässige Schicht 317 wird vorzugsweise zwischen dem Substrat 351 und dem Transistor 201 und zwischen dem Substrat 351 und dem Transistor 205 ausgebildet. 15 stellt ein Beispiel dar, in dem die lichtundurchlässige Schicht 317 über dem Substrat 351 bereitgestellt wird, eine Isolierschicht 153 über der lichtundurchlässigen Schicht 317 bereitgestellt wird und die Transistoren 201 und 205 und dergleichen werden über der Isolierschicht 153 bereitgestellt.
Die Licht emittierende Vorrichtung 130R beinhaltet eine leitfähige Schicht 112R, die leitfähige Schicht 126R über der leitfähigen Schicht 112R und der leitfähigen Schicht 129R über der leitfähigen Schicht 126R.
Die Licht emittierende Vorrichtung 130B beinhaltet eine leitfähige Schicht 112B, die leitfähige Schicht 126B über der leitfähigen Schicht 112B und der leitfähigen Schicht 129B über der leitfähigen Schicht 126B.
Ein Material mit einer guten Durchlässigkeitseigenschaft für sichtbares Licht wird für jede der leitfähigen Schichten 112R, 112B, 126R, 126B, 129R und 129B verwendet. Ein Material, das sichtbares Licht reflektiert, wird vorzugsweise für die zweite Elektrode 102 verwendet.
Obwohl in 15 nicht gezeigt, wird die Licht emittierende Vorrichtung 130G auch bereitgestellt.
Obwohl 15 und dergleichen ein Beispiel darstellen, in dem die Oberseite der Schicht 128 einen ebenen Abschnitt aufweist, ist die Form der Schicht 128 nicht eigens beschränkt.
[Anzeigevorrichtung 100E]
Die in 16 dargestellte Anzeigevorrichtung 100E ist ein Variationsbeispiel der in 14 dargestellten Anzeigevorrichtung 100C und unterscheidet sich von der Anzeigevorrichtung 100C hauptsächlich dadurch, dass sie die Farbschichten 132R, 132G und 132B beinhaltet.
In der Anzeigevorrichtung 100E umfasst die Licht emittierende Vorrichtung 130 einen Bereich, der sich mit einer der Farbschichten 132R, 132G und 132B überlappt. Die Farbschichten 132R, 132G und 132B können an einer Oberfläche des Substrats 352 auf der Seite des Substrats 351 bereitgestellt werden. Endabschnitte der Farbschichten 132R, 132G und 132B können sich mit der lichtundurchlässigen Schicht 157 überlappen.
In der Anzeigevorrichtung 100E kann die Licht emittierende Vorrichtung 130 beispielsweise weißes Licht emittieren. Die Farbschicht 132R, die Farbschicht 132G und die Farbschicht 132B können beispielsweise rotes Licht, grünes Licht bzw. blaues Licht übertragen. Es sei angemerkt, dass in der Anzeigevorrichtung 100E die Farbschichten 132R, 132G und 132B zwischen der Schutzschicht 131 und der Klebeschicht 142 bereitgestellt werden können.
Diese Ausführungsform kann gegebenenfalls mit den weiteren Ausführungsformen oder dem Beispiel kombiniert werden. In dem Fall, in dem eine Vielzahl von Strukturbeispielen bei einer Ausführungsform in dieser Beschreibung gezeigt wird, können die Strukturbeispiele je nach Bedarf kombiniert werden.
(Ausführungsform 6)
Bei dieser Ausführungsform werden elektronische Geräte von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Elektronische Geräte dieser Ausführungsform beinhalten die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in ihren Anzeigeabschnitten. Die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist einen niedrigen Stromverbrauch und hohe Zuverlässigkeit auf. Daher kann die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für Anzeigeabschnitte von verschiedenen elektronischen Geräten verwendet werden.
Beispiele für die elektronische Geräte umfassen zusätzlich zu elektronischen Geräten mit einem relativ großen Bildschirm, wie beispielsweise einem Fernsehgerät, einem Desktop- oder Notebook-PC, einem Monitor eines Computers und dergleichen, einer Digital Signage und einem großen Spielautomaten, wie z. B. einem Flipperautomaten, eine Digitalkamera, eine digitale Videokamera, einen digitalen Fotorahmen, ein Mobiltelefon, eine tragbare Spielkonsole, ein tragbares Informationsendgerät und eine Audiowiedergabevorrichtung.
Beispiele für am Kopf montierte tragbare Vorrichtungen werden anhand von 17A bis 17D beschrieben.
Ein in 17A dargestelltes elektronisches Gerät 700A und ein in 17B dargestelltes elektronisches Gerät 700B beinhalten jeweils ein Paar von Anzeigebildschirmen 751, ein Paar von Gehäusen 721, einen Kommunikationsabschnitt (nicht dargestellt), ein Paar von zu tragenden Abschnitten 723, einen Steuerabschnitt (nicht dargestellt), einen Abbildungsabschnitt (nicht dargestellt), ein Paar von optischen Teilen 753, einen Rahmen 757 und ein Paar von Nasenpads 758.
Die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann für die Anzeigebildschirme 751 verwendet werden. Daher können die elektronischen Geräte sehr zuverlässig sein.
Die elektronischen Geräte 700A und 700B können jeweils auf den Anzeigebildschirmen 751 angezeigte Bilder auf Anzeigebereiche 756 der optischen Teile 753 projizieren. Da die optischen Teile 753 eine lichtdurchlässige Eigenschaft aufweisen, kann der Benutzer auf den Anzeigebereichen angezeigte Bilder sehen, die durch die optischen Teile 753 betrachtete Transmissionsbilder überlagern.
In den elektronischen Geräten 700A und 700B kann eine Kamera, die zur Abbildung nach vorne geeignet ist, als Abbildungsabschnitt bereitgestellt werden. Des Weiteren wenn die elektronischen Geräte 700A und 700B mit einem Beschleunigungssensor, wie z. B. einem Gyroskopsensor, bereitgestellt werden, kann die Orientierung des Kopfs des Benutzer erkannt werden, und ein Bild entsprechend der Orientierung kann auf den Anzeigebereichen 756 angezeigt werden.
Der Kommunikationsabschnitt beinhaltet eine kontaktlose Kommunikationsvorrichtung, und beispielsweise kann ein Videosignal von der kontaktlosen Kommunikationsvorrichtung zugeführt werden. Anstelle der kontaktlosen Kommunikationsvorrichtung oder zusätzlich dazu kann ein Verbindungselement, das mit einem Kabel zum Zuführen eines Videosignals und eines Stromversorgungspotentials verbunden sein kann, bereitgestellt werden.
Die elektronischen Geräte 700A und 700B werden mit einer Batterie bereitgestellt, so dass sie kontaktlos und/oder mit Leitung geladen werden kann.
Ein Berührungssensormodul kann in dem Gehäuse 721 bereitgestellt werden.
Verschiedene Berührungssensoren können auf das Berührungssensormodul angewendet werden. Beispielsweise kann eines von Berührungssensoren der folgenden Typen verwendet werden: ein kapazitiver Typ, ein resistiver Typ, ein Infrarot-Typ, ein elektromagnetischer Induktions-Typ, ein oberflächenakkustischer Wellen-Typ und ein optischer Typ. Insbesondere wird ein kapazitiver Sensor oder ein optischer Sensor vorzugsweise für das Berührungssensormodul verwendet.
Ein in 17C dargestelltes elektronisches Gerät 800A und ein in 17D dargestelltes elektronisches Gerät 800B beinhalten jeweils ein Paar von Anzeigeabschnitten 820, ein Gehäuse 821, einen Kommunikationsabschnitt 822, ein Paar von zu tragenden Abschnitten 823, einen Steuerabschnitt 824, ein Paar von Abbildungsabschnitten 825 und ein Paar von Linsen 832.
Die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in den Anzeigeabschnitten 820 verwendet werden. Daher können die elektronischen Geräte sehr zuverlässig sein.
Die Anzeigeabschnitte 820 befinden sich innerhalb des Gehäuses 821 derart, dass sie durch die Linsen 832 gesehen werden. Wenn das Paar von Anzeigeabschnitten 820 unterschiedliche Bilder anzeigen, kann eine dreidimensionale Anzeige unter Verwendung einer Parallaxe durchgeführt werden.
Die elektronischen Geräte 800A und 800B beinhalten vorzugsweise einen Mechanismus zur Anpassung der lateralen Positionen der Linsen 832 und der Anzeigeabschnitte 820, so dass sich die Linsen 832 und die Anzeigeabschnitte 820 gemäß den Positionen der Augen des Benutzers optimal befinden.
Das elektronische Gerät 800A oder das elektronische Gerät 800B kann mit den zu tragenden Abschnitten 823 an dem Kopf des Benutzers montiert werden.
Der Abbildungsabschnitt 825 weist eine Funktion zum Erhalten von Informationen über die Außenumgebung auf. Durch den Abbildungsabschnitt 825 erhaltene Daten können an den Anzeigeabschnitt 820 ausgegeben werden. Ein Bildsensor kann für den Abbildungsabschnitt 825 verwendet werden. Außerdem kann eine Vielzahl von Kameras bereitgestellt werden, um eine Vielzahl von Sichtfeldern, wie z. B. ein Teleskop-Sichtfeld und ein Weitwinkel-Sichtfeld, zu umfassen.
Das elektronische Gerät 800A kann einen Vibrationsmechanismus beinhalten, der als Knochenleitungs-Ohrhörer dient.
Die elektronischen Geräte 800A und 800B können jeweils einen Eingangsanschluss beinhalten. Mit dem Eingangsanschluss kann ein Kabel zum Zuführen eines Videosignals von einer Videoausgabevorrichtung oder dergleichen, des Stroms zum Laden einer in dem elektronischen Gerät bereitgestellten Batterie und dergleichen verbunden sein.
Das elektronische Gerät einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Funktion zur Durchführung der kontaktlosen Kommunikation mit Ohrhörern 750 aufweisen.
Das elektronische Gerät kann einen Ohrhörerabschnitt beinhalten. Das elektronische Gerät 700B in 17B beinhaltet Ohrhörerabschnitte 727. Ein Teil einer Leitung, die den Ohrhörerabschnitt 727 und den Steuerabschnitt verbindet, kann sich innerhalb des Gehäuses 721 oder des Befestigungsabschnitts 723 befinden.
Ebenfalls beinhaltet das elektronische Gerät 800B in 17D Ohrhörerabschnitte 827. Beispielsweise kann der Ohrhörerabschnitt 827 über eine Leitung mit dem Steuerabschnitt 824 verbunden sein.
Wie vorstehend beschrieben, sind sowohl das brillenartige Gerät (z. B. die elektronischen Geräte 700A und 700B) als auch das schutzbrillenartige Gerät (z. B. die elektronischen Geräte 800A und 800B) vorteilhaft als elektronisches Gerät einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ein in 18A dargestelltes elektronisches Gerät 6500 ist ein tragbares Informationsendgerät, das als Smartphone verwendet werden kann.
Das elektronische Gerät 6500 beinhaltet ein Gehäuse 6501, einen Anzeigeabschnitt 6502, einen Einschaltknopf 6503, Knöpfe 6504, einen Lautsprecher 6505, ein Mikrofon 6506, eine Kamera 6507, eine Lichtquelle 6508 und dergleichen. Der Anzeigeabschnitt 6502 weist eine Touchscreen-Funktion auf.
Die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in dem Anzeigeabschnitt 6502 verwendet werden. Daher kann das elektronische Gerät sehr zuverlässig sein.
18B ist eine schematische Querschnittsansicht, die einen Endabschnitt des Gehäuses 6501 auf der Seite des Mikrofons 6506 aufweist.
Ein Schutzteil 6510 mit einer lichtdurchlässigen Eigenschaft ist an der Anzeigeoberflächenseite des Gehäuses 6501 bereitgestellt. Ein Anzeigebildschirm 6511, ein optisches Teil 6512, ein Berührungssensorfeld 6513, eine gedruckte Leiterplatte 6517, eine Batterie 6518 und dergleichen sind in einem Raum bereitgestellt, der von dem Gehäuse 6501 und dem Schutzteil 6510 umschlossen ist.
Das Anzeigefeld 6511, das optische Teil 6512 und das Berührungssensor-Panel 6513 sind mit einer Klebeschicht (nicht dargestellt) an der Schutzkomponente 6510 befestigt.
Ein Teil des Anzeigefeldes 6511 ist in einem Bereich außerhalb des Anzeigeabschnitts 6502 zurückgeklappt, und eine FPC 6515 ist mit dem Teil, der zurückgeklappt ist, verbunden. Eine IC 6516 ist auf der FPC 6515 montiert. Die FPC 6515 ist mit einem Anschluss, der auf der gedruckten Leiterplatte 6517 bereitgestellt ist, verbunden.
Die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in dem Anzeigebildschirm 6511 verwendet werden. Daher kann das elektronische Gerät sehr leichtgewichtig sein. Da das Anzeigefeld 6511 sehr dünn ist, kann die Batterie 6518 mit hoher Kapazität montiert werden, ohne dass dabei die Dicke des elektronischen Geräts erhöht wird. Außerdem ist ein Teil des Anzeigebildschirms 6511 zurückgeklappt, so dass ein Verbindungsabschnitt mit der FPC 6515 auf der Rückseite des Pixelabschnitts bereitgestellt wird, wodurch das elektronische Gerät einen schmalen Rahmen aufweisen kann.
18C stellt ein Beispiel für ein Fernsehgerät dar. Bei einem Fernsehgerät 7100 ist ein Anzeigeabschnitt 7000 in einem Gehäuse 7171 eingebaut. Hier wird das Gehäuse 7171 von einem stand 7173.
Die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in dem Anzeigeabschnitt 7000 verwendet werden. Daher wird ein sehr zuverlässiges elektronisches Gerät erhalten.
Eine Bedienung des in 18C dargestellten Fernsehgeräts 7100 kann mit einem im Gehäuse 7171 bereitgestellten Bedienschalter und einer separaten Fernbedienung 7151 durchgeführt werden.
18D stellt ein Beispiel für einen Notebook-PC dar. Der Notebook-PC 7200 beinhaltet ein Gehäuse 7211, eine Tastatur 7212, eine Zeigevorrichtung 7213, einen externen Verbindungsanschluss 7214 und dergleichen. In dem Gehäuse 7211 ist der Anzeigeabschnitt 7000 eingebaut.
Die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in dem Anzeigeabschnitt 7000 verwendet werden. Daher wird ein sehr zuverlässiges elektronisches Gerät erhalten.
18E und 18F stellen Beispiele für Digital Signage dar.
Eine in 18E dargestellte Digital Signage 7300 beinhaltet ein Gehäuse 7301, den Anzeigeabschnitt 7000, einen Lautsprecher 7303 und dergleichen. Die Digital Signage 7300 kann auch eine LED-Lampe, Bedienungstasten (einschließlich eines Netzschalters oder eines Bedienungsschalters), einen Verbindungsanschluss, verschiedene Sensoren, ein Mikrofon und dergleichen beinhalten.
18F zeigt eine Digital Signage 7400, die an einer zylindrischen Säule 7401 angebracht ist. Die Digital Signage 7400 beinhaltet den Anzeigeabschnitt 7000, der entlang einer gekrümmten Oberfläche der Säule 7401 bereitgestellt ist.
In 18E und 18F kann die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in dem Anzeigeabschnitt 7000 verwendet werden. Daher werden sehr zuverlässige elektronische Geräte erhalten.
Eine größere Fläche des Anzeigeabschnitts 7000 kann die Menge an Informationen, die auf einmal bereitgestellt werden können, erhöhen. Der Anzeigeabschnitt 7000 mit einer größeren Fläche erregt mehr Aufmerksamkeit, so dass z. B. die Effektivität der Werbung erhöht werden kann.
Wie in 18E und 18F dargestellt, ist es vorzuziehen, dass die Digital Signage 7300 oder die Digital Signage 7400 mit einem Informationsendgerät 7311 oder einem Informationsendgerät 7411 wie einem Smartphone, das ein Benutzer besitzt, durch drahtlose Kommunikation interagieren kann.
Die in 19A bis 19G dargestellten elektronischen Geräte beinhalten ein Gehäuse 9000, einen Anzeigeabschnitt 9001, einen Lautsprecher 9003, eine Bedienungstaste 9005 (darunter auch einen Netzschalter oder einen Bedienungsschalter), einen Verbindungsanschluss 9006, einen Sensor 9007 (einen Sensor mit einer Funktion zum Messen von Kraft, Verschiebung, Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Winkelgeschwindigkeit, Drehzahl, Abstand, Licht, Flüssigkeit, Magnetismus, Temperatur, einer chemischen Substanz, Ton, Zeit, Härte, elektrischem Feld, Strom, Spannung, elektrischer Energie, Strahlung, Durchflussrate, Feuchtigkeit, Steigungsgrad, Oszillation, eines Geruchs oder Infrarotstrahlen), ein Mikrofon 9008 und dergleichen.
Die in 19A bis 19G dargestellten elektronischen Geräte weisen verschiedene Funktionen auf. Beispielsweise können die elektronischen Geräte 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 unter Verwendung verschiedener Arten von Software (Programmen), eine drahtlose Kommunikationsfunktion und eine Funktion zum Lesen und Verarbeiten eines Programms oder der Daten, das/die in einem Speichermedium gespeichert ist/sind, aufweisen.
Nachstehend werden die elektronischen Geräte in 19A bis 19G ausführlich beschrieben.
19A ist eine perspektivische Ansicht eines tragbaren Informationsendgeräts 9171. Beispielsweise kann das tragbare Informationsendgerät 9171 als Smartphone verwendet werden. Es sei angemerkt, dass das tragbare Informationsendgerät 9171 den Lautsprecher 9003, den Verbindungsanschluss 9006, den Sensor 9007 oder dergleichen beinhalten kann. Das tragbare Informationsendgerät 9171 kann Texte und Bildinformationen auf seiner Vielzahl von Oberflächen anzeigen. 19A stellt ein Beispiel dar, in dem drei Icons 9050 angezeigt werden. Außerdem können Informationen 9051, die durch gestrichelte Rechtecke dargestellt werden, auf einer anderen Oberfläche des Anzeigeabschnitts 9001 angezeigt werden. Beispiele für die Informationen 9051 umfassen eine Mitteilung der Ankunft einer E-Mail, einer SNS-Nachricht, eines eingehenden Anrufs oder dergleichen, den Betreff und den Absender einer E-Mail, einer SNS-Nachricht oder dergleichen, das Datum, die Zeit, die verbleibende Batterieleistung und die Intensität einer Radiowelle. Alternativ kann das Icon 9050 oder dergleichen an der Stelle angezeigt werden, an der die Informationen 9051 angezeigt werden.
19B ist eine perspektivische Ansicht eines tragbaren Informationsendgeräts 9172. Das tragbare Informationsendgerät 9172 weist eine Funktion zum Anzeigen von Informationen auf drei oder mehr Oberflächen des Anzeigeabschnitts 9001 auf. Hier werden Informationen 9052, Informationen 9053 und Informationen 9054 auf den jeweiligen Oberflächen angezeigt. Beispielsweise kann der Benutzer des tragbaren Informationsendgeräts 9172 die Informationen 9053 checken, die derart angezeigt werden, dass sie von oberhalb des tragbaren Informationsendgeräts 9172 aus eingesehen werden können, wobei das tragbare Informationsendgerät 9172 in einer Brusttasche seines Kleidungsstücks aufbewahrt wird.
19C ist eine perspektivische Ansicht eines Tablet-Endgeräts 9173. Das Tablet-Endgerät 9173 ist beispielsweise geeignet zum Ausführen verschiedener Applikationen, wie z. B. Mobiltelefongesprächen, das Verschicken und Empfangen von E-Mails, das Ansehen und Bearbeiten von Texten, das Ansehen und Bearbeiten von Texten, das Ansehen und Bearbeiten von Texten und das Ausführen von Computerspielen. Das Tablet-Endgerät 9173 beinhaltet den Anzeigeabschnitt 9001, die Kamera 9002, das Mikrofon 9008 und den Lautsprecher 9003 an der Vorderseite des Gehäuses 9000; die Bedienungstasten 9005 als Knöpfe zur Bedienung an der linken Seitenfläche des Gehäuses 9000; und den Verbindungsanschluss 9006 an der Unterseite des Gehäuses 9000.
19D ist eine perspektivische Ansicht eines tragbaren Informationsendgeräts 9200 in Form einer Armbanduhr darstellt. Das tragbare Informationsendgerät 9200 kann beispielsweise als Smartwatch (eingetragenes Markenzeichen) verwendet werden. Die Anzeigeoberfläche des Anzeigeabschnitts 9001 ist gekrümmt, und ein Bild kann auf der gekrümmten Anzeigeoberfläche angezeigt werden. Ferner kann gegenseitige Kommunikation zwischen dem tragbaren Informationsendgerät 9200 und z. B. einem Headset, das für drahtlose Kommunikation geeignet ist, durchgeführt werden, und daher ist Freisprech-Telefonate möglich. Das tragbare Informationsendgerät 9200 kann mithilfe des Verbindungsanschlusses 9006 eine gegenseitige Datenübertragung mit einem anderen Informationsendgerät und ein Laden durchführen. Es sei angemerkt, dass der Ladevorgang durch drahtlose Energieversorgung erfolgen kann.
19E bis 19G sind perspektivische Ansichten eines klappbaren, tragbaren Informationsendgeräts 9201 darstellen. 19E ist eine perspektivische Ansicht, die das geöffnete tragbare Informationsendgerät 9201 zeigt. 19G ist eine perspektivische Ansicht, die das gefaltete tragbare Informationsendgerät 9201 zeigt. 19F ist eine perspektivische Ansicht, die das tragbare Informationsendgerät 9201 zeigt, das von einem der Zustände in 19E und 19G in den anderen versetzt wird. Das tragbare Informationsendgerät 9201 ist sehr gut tragbar, wenn es zusammengeklappt ist. Wenn das tragbare Informationsendgerät 9201 geöffnet ist, ist ein nahtloser großer Anzeigebereich sehr gut durchsuchbar. Der Anzeigeabschnitt 9001 des tragbaren Informationsendgeräts 9201 wird von drei Gehäusen 9000 getragen, die durch Gelenke 9055 miteinander verbunden sind. Beispielsweise kann der Anzeigeabschnitt 9001 mit einem Krümmungsradius von größer als oder gleich 0,1 mm und kleiner als oder gleich 150 mm zusammengeklappt werden.
Diese Ausführungsform kann gegebenenfalls mit den weiteren Ausführungsformen oder dem Beispiel kombiniert werden. In dem Fall, in dem eine Vielzahl von Strukturbeispielen bei einer Ausführungsform in dieser Beschreibung gezeigt wird, können die Strukturbeispiele je nach Bedarf kombiniert werden.
[Beispiel]
In diesem Beispiel erfolgt die Beschreibung über eine Licht emittierende Vorrichtung 1, eine Licht emittierende Vorrichtung 2 und eine Licht emittierende Vergleichsvorrichtung 1, die jeweils eine Licht von einem Dublett-Anregungszustand emittierende organische Verbindung beinhaltet. Strukturformeln der organischen Verbindungen, die in diesem Beispiel verwendet werden , werden nachstehend gezeigt.
(Verfahren zur Herstellung der Licht emittierenden Vorrichtung 1)
Zuerst wurde Indiumzinnoxid enthaltend Siliziumoxid (ITSO) durch ein Sputterverfahren über einem Glassubstrat bis zu einer Dicke von 70 nm abgeschieden, so dass die erste Elektrode 101 mit einer Größe von 2 mm × 2 mm ausgebildet wurde. Es sei angemerkt, dass das ITSO als Anode diente.
Dann wurde eine Vorbehandlung für die Ausbildung der Licht emittierenden Vorrichtung über dem Substrat durch Waschen der Substratoberfläche mit Wasser durchgeführt.
Danach wurde das Substrat in eine Vakuumverdampfungseinrichtung überführt, in der der Druck auf ungefähr 10^-4 Pa verringert wurde, und wurde einem Vakuumbacken 30 Minuten lang bei 170 °C in einer Heizkammer der Vakuumverdampfungseinrichtung unterzogen, und dann wurde das Substrat ungefähr 30 Minuten lang abgekühlt.
Als Nächstes wurde das Substrat an einem Halter befestigt, der in der Vakuumverdampfungseinrichtung derart bereitgestellt, dass die Seite, an der die erste Elektrode 101 ausgebildet wurde, nach unten gerichtet war. Dann wurden N,N-Bis(4-biphenyl)-6-phenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-amin (Abkürzung: BBABnf), das durch die vorstehende Strukturformel (i) dargestellt wird, und ein Fluor enthaltendes Elektronenakzeptormaterial (OCHD-003) mit einem Molekulargewicht von 672 durch Co-Verdampfung über der ersten Elektrode 101 bis zu einer Dicke von 10 nm derart abgeschieden, dass das Gewichtsverhältnis von BBABnf zu OCHD-003 1:0,1 war; auf diese Weise wurde die Lochinjektionsschicht 111 ausgebildet.
Über der Lochinjektionsschicht 111 wurde BBABnf durch Verdampfung bis zu einer Dicke von 25 nm abgeschieden, und anschließend wurde 12-[3-(9H-Carbazol-9-yl)phenyl]-5,12-dihydro-5-phenyl-indolo[3,2-a]carbazol (Abkürzung: mCzPICz), das durch die vorstehende Strukturformel (ii) dargestellt wird, durch Verdampfung bis zu einer Dicke von 10 nm abgeschieden, so dass die Lochtransportschicht 112 ausgebildet wurde.
Anschließend wurden über der Lochtransportschicht 9-[3-(Triphenylsilyl)phenyl]-3,9'-bi-9H-carbazol (Abkürzung: PSiCzCz), das durch die vorstehende Strukturformel (iii) dargestellt wird, Di-µ-oxobis[bis(3,5-dimethyl-1 H-pyrazolato-κN1 )hydroborat(1-)-κN2,κN2']bis[tris(3,5-dimethyl-1 H-pyrazolato-xN1)hydroborat(1-)-xN2,xN2',N2"]dicer(III) (Abkürzung: [Ce(bmpz₃)(bmpz₂)O]₂), das durch die vorstehende Strukturformel (iv) dargestellt wird, und N,N'-Bis(3,5-di-trimethylsilyl)-N,N'-bis[3,5-bis(3,5-di-tert-butylphenyl)phenyl]pyren-1,6-diamin (Abkürzung: 1,6mmtBuTMSDPhAPrn-02), das durch die vorstehende Strukturformel (v) dargestellt wird, durch Co-Verdampfung bis zu einer Dicke von 30 nm derart abgeschieden, dass das Gewichtsverhältnis von PSiCzCz zu [Ce(bmpz₃)(bmpz₂)O]₂ und 1,6mmtBuTMSDPhAPrn-02 1:0,1:0,01 war; auf diese Weise wurde die Licht emittierende Schicht 113 ausgebildet.
Danach wurde 3,5-Bis[3-(9H-carbazol-9-yl)phenyl]pyridin (Abkürzung: 35DCzPPy), das durch die vorstehende Strukturformel (vi) dargestellt wird, durch Verdampfung bis zu einer Dicke von 10 nm abgeschieden, und dann wurde 1,3,5-Tri[(3-pyridyl)-phenyl-3-yl]benzol (Abkürzung: TmPyPB), das durch die vorstehende Strukturformel (vii) dargestellt wird, durch Verdampfung bis zu einer Dicke von 15 nm abgeschieden, so dass die Elektronentransportschicht 114 ausgebildet wurde.
Dann wurde Lithiumfluorid (LiF) durch Verdampfung bis zu einer Dicke von 1 nm abgeschieden, um die Elektroneninjektionsschicht 115 auszubilden. Aluminum (Al) wurde durch Verdampfung bis zu einer Dicke von 200 nm abgeschieden, um die zweite Elektrode 102 auszubilden.
Dann wurde die Licht emittierende Vorrichtung unter Verwendung eines Glassubstrats in einem eine Stickstoffatmosphäre enthaltenden Handschuhkasten abgedichtet, um nicht der Luft ausgesetzt zu werden. Insbesondere wurde ein UV-härtendes Dichtungsmaterial derart aufgetragen, dass es die Vorrichtung umschließt, nur das Dichtungsmaterial wurde mit UV bestrahlt, während die Licht emittierende Vorrichtung nicht mit dem UV bestrahlt wurde, und eine Wärmebehandlung wurde eine Stunde lang bei 80 □C unter einem atmosphärischen Druck durchgeführt. Auf diese Weise wurde die Licht emittierende Vorrichtung 1 hergestellt.
(Verfahren zur Herstellung der Licht emittierenden Vorrichtung 2)
Die Licht emittierende Vorrichtung 2 wurde auf die gleiche Weise wie die Licht emittierende Vorrichtung 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass 1,6mmtBuTMSDPhAPrn-02 in der Licht emittierenden Vorrichtung 1 durch N,N,5-Triphenyl-5H-5,8b-diaza-15b-borabenzo[a]naphtho[1 ,2,3-hi]aceanthrylen-7-amin (Abkürzung: DPhANbna), das durch die vorstehende Strukturformel (viii) dargestellt wird, ersetzt wurde.
(Verfahren zur Herstellung der Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 1)
Die Licht emittierende Vergleichsvorrichtung 1 wurde auf die gleiche Weise wie die Licht emittierende Vorrichtung 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass 1,6mmtBuTMSDPhAPrn-02 in der Licht emittierenden Vorrichtung 1 nicht enthalten war.

Die Vorrichtungsstrukturen der Licht emittierenden Vorrichtungen 1 und 2 sowie der Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 1 werden nachstehend gezeigt. [Tabelle 1]

	Dicke (nm)	Licht emittierende Vorrichtung 1	Licht emittierende Vorrichtung 2	Licht emittierende Vergleichsvorrichtung 1
zweite Elektrode	200	Al
Elektroneninjektionsschicht	1	LiF
Elektronentransportschicht	15	TmPyPB
Elektronentransportschicht	10	35DCzPPy
Licht emittierende Schicht	30	PSiCzCz: [Ce(bmpz₃)(bmpz₂)O]₂: 1 (1:0,1 :2)
Lochtransportschicht	10	mCzPICz
Lochtransportschicht	25	BBABnf
Lochinjektionsschicht	10	BBABnf:OCHD-003 (1:0,1)
erste Elektrode	70	ITSO
1 Licht emittierende Vorrichtung 1: 1,6mmtBuTMSDPhAPrn-02 Licht emittierende Vorrichtung 2: DPhANbna Licht emittierende Vergleichsvorrichtung 1:N/A 2 Licht emittierende Vorrichtung 1: 0,01 Licht emittierende Vorrichtung 2: 0,01 Licht emittierende Vergleichsvorrichtung 1: 0

Es sei angemerkt, dass [Ce(bmpz₃)(bmpz₂)O]₂, das in den Licht emittierenden Vorrichtungen 1 und 2 sowie der Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 1 verwendet wird, ein Licht von einem Dublett-Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierender organischer Komplex ist und dass 1,6mmtBuTMSDPhAPrn-02 in der Licht emittierenden Vorrichtung 1 und DPhANbna in der Licht emittierenden Vorrichtung 2 jeweils eine Licht von einem Singulett-Anregungszustand emittierende fluoreszierende Substanz sind. Wie von den Absorptionsspektren in 28 und 29 gezeigt, befindet sich die Absorptionskante mit der längsten Wellenlänge unter den Absorptionskanten des Licht von einem Dublett-Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden organischen Komplexes (die Absorptionskante mit der längsten Wellenlänge von [Ce(bmpz₃)(bmpz₂)O]₂ liegt bei 432 nm) bei einer Wellenlänge von kürzer als die Wellenlänge der Absorptionskante mit der längsten Wellenlänge unter den Absorptionskanten der Licht von einem Singulett-Anregungszustand emittierenden fluoreszierenden Substanz (die Absorptionskante mit der längsten Wellenlänge von 1,6mmtBuTMSDPhAPrn-02 liegt bei 463 nm und diejenige von DPhANbna liegt bei 460 nm) in den Licht emittierenden Vorrichtungen 1 und 2. Dies zeigt, dass die Bandlücke des Licht von einem Dublett-Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden organischen Komplexes (die Bandlücke von [Ce(bmpz₃)(bmpz₂)O]₂ ist 2,87 eV) breiter ist als diejenige der Licht von einem Singulett-Anregungszustand emittierenden fluoreszierenden Substanz (die Bandlücke von 1,6mmtBuTMSDPhAPrn-02 ist 2,68 eV und diejenige von DPhANbna ist 2,70 eV) in den Licht emittierenden Vorrichtungen 1 und 2. Anmerkung: Bei der Messung der Absorptionsspektren bestand [Ce(bmpz₃)(bmpz₂)O]₂ in Form eines Dünnfilms (eines durch Verdampfung über einem Quarzsubstrat abgeschiedenen 50 nm dicken Films), und ein U-4100 UV-VIS-Spektrophotometer (hergestellt von Hitachi High-Technologies Corporation) wurde verwendet; 1,6mmtBuTMSDPhAPrn-02 bestand in Form einer Toluollösung, und ein V-550DS UV-VIS-Spektrophotometer (hergestellt von JASCO Corporation) wurde verwendet; und DPhANbna bestand in Form einer Toluollösung, und ein V-770DS UV-VIS-Spektrophotometer (hergestellt von JASCO Corporation) wurde verwendet.
20 zeigt die Leuchtdichte-Stromdichte Eigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtungen 1 und 2 sowie der Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 1. 21 zeigt die Leuchtdichte-Spannungs-Eigenschaften dieser. 22 zeigt die Stromeffizienz-Stromdichte-Eigenschaften dieser. 23 zeigt die Stromdichte-Spannungs-Eigenschaften dieser. 24 zeigt die Blauindex (BI)-Stromdichte-Eigenschaften dieser. 25 zeigt die externen Quanteneffizienz-Stromdichte-Eigenschaften dieser. 26 zeigt die Elektrolumineszenz- (EL-) Spektren dieser. Die Werte von Spannung, Strom, Leuchtdichte, CIE-Chromatizität, Stromeffizienz, externer Quanteneffizienz und Blauindex bei einer Stromdichte von 10 mA/cm² werden nachstehend beschrieben. Die Leuchtdichte, CIE-Chromatizität und die Elektrolumineszenzspektren wurden bei normaler Temperatur mit einem Spektralradiometer (SR-UL1R, hergestellt von TOPCON TECHNOHOUSE CORPORATION) gemessen. Die externe Quanteneffizienz wurde aus der Leuchtdichte und den Elektrolumineszenzspektren in der Richtung nach vorne, die mit dem Spektralradiometer gemessen wurden, in der Annahme berechnet, dass die Licht emittierenden Vorrichtungen isotrope (Lambertschen-) Lichtverteilungseigenschaften aufwiesen.

Es sei angemerkt, dass der Blauindex (Bl) (cd/A/y) ein Wert ist, der durch Dividieren der Stromeffizienz (cd/A) durch den Wert von y in der xy Chromatizitätsdiagramm von Licht erhalten wird, und einer der Indikatoren von Eigenschaften einer blauen Lichtemission ist. Wenn der Wert von y von blauer Lichtemission kleiner wird, hat ihre Farbreinheit eine Tendenz, höher zu werden. Mit hoher Farbreinheit kann eine breite Palette von blauen Farben dargestellt werden, selbst wenn eine Anzahl von Leuchtdichtekomponenten klein ist; somit wird dann, wenn eine blaue Lichtemission mit hoher Farbreinheit verwendet wird, die für die Darstellung von Blau erforderliche Leuchtdichte verringert, was zu einem niedrigeren Stromverbrauch führt. Daher wird ein Bl, der auf dem Wert von y basiert und einer der Indikatoren der Farbreinheit von Blau ist, geeignet als Mittel zur Darstellung der Effizienz einer blauen Lichtemission verwendet. Die Licht emittierende Vorrichtung mit einem höheren BI kann als blaues Licht emittierende Vorrichtung mit höherer Effizienz für ein Display angesehen werden.
[Tabelle 2]

	Spannung (V)	Strom (mA)	Leuchtdichte (cd/m²)	Chromatizität x	Chromatizität y	Stromeffizienz (cd/A)	externe Quanteneffizienz (%)	BI (cd/A/y)
Licht emittierende Vorrichtung 1	6,0	0,4	2491	0,16	0,24	25	15	106
Licht emittierende Vorrichtung 2	6,5	0,4	1942	0,15	0,16	19	15	119
Licht emittierende Vergleichsvorrichtung 1	5,6	0,4	3600	0,16	0,29	36	18	124

20 bis 26 zeigen, dass die Licht emittierenden Vorrichtungen 1 und 2 blaues Licht emittierten, dessen Spektrum eine schmale Halbwertsbreite aufwies und das eine hohe Farbreinheit aufwies, während sie eine hohe externe Quanteneffizienz und einen hohen Blauindex aufrechterhielten.
30 zeigt die Emissionsspektren (PL-Spektren) von [Ce(bmpz₃)(bmpz₂)O]₂, 1,6mmtBuTMSDPhAPrn-02 und DPhANbna. Sämtliche der Emissionsspektren wurden unter Verwendung eines FP-8600 Fluoreszenzspektrophotometers (hergestellt von JASCO Corporation) gemessen. 30 und 26 zeigen, dass bei jeder der Licht emittierenden Vorrichtungen 1 und 2 die in der Licht emittierenden Schicht enthaltene fluoreszierende Substanz Licht emittierte und dass bei der Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 1 der Licht von einem Dublett-Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierende organische Komplex Licht emittierte. Bei der Messung der Emissionsspektren wurde [Ce(bmpz₃)(bmpz₂)O]₂ in Form eines Dünnfilms (eines durch Verdampfung über einem Quarzsubstrat abgeschiedenen 50 nm dicken Films) mit Licht von 390 nm bestrahlt, eine Toluollösung von 1,6mmtBuTMSDPhAPrn-02 wurde mit Licht von 410 nm bestrahlt, und eine Toluollösung von DPhANbna wurde mit Licht von 421 nm bestrahlt.
Auf diese Weise wurde herausgefunden, dass die Licht emittierenden Vorrichtungen von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung durch die Energieübertragung von dem Licht von einem Dublett-Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs emittierenden organischen Komplex auf die fluoreszierende Substanz Licht emittierten und eine sehr hohe externe Quanteneffizienz von 15 % oder mehr bei einer Stromdichte von 10 mA/cm² aufwiesen. Jede der Vorrichtungen wies einen Blauindex auf, der 100 cd/A/y überschreitet, was eine sehr hohe Effizienz bedeutet.
Als Nächstes zeigt 27 Ergebnisse der Messung der Leuchtdichte als Funktion der Betriebsdauer im Betrieb mit einem konstanten Strom bei einer Stromdichte von 10 mA/cm². 27 zeigt, dass die Licht emittierenden Vorrichtungen 1 und 2 sowie die Licht emittierende Vergleichsvorrichtung 1 vorteilhafte Eigenschaften aufwiesen.
Hier kann die Wellenlänge (oder die Energie) einer Absorptionskante als Kreuzungspunkt der Grundlinie und einer Tangente an dem Punkt, an dem die Flanke des Absorptionsspektrums auf einer längeren Wellenlängenseite des Peaks mit der längsten Wellenlänge am negativsten ist, berechnet werden. Wenn das Spektrum Rauschen enthält, können geglättete oder angepasste Daten für die Berechnung verwendet werden.
31 zeigt ein spezifisches Beispiel für ein Verfahren zum Zeichnen einer Tangente in dem in 28 und 29 gezeigten Spektrum. Hier kann die Wellenlänge einer Absorptionskante in einem Absorptionsspektrum als Kreuzungspunkt der Grundlinie und einer Tangente an dem Punkt, an dem die Flanke des Absorptionsspektrums auf einer längeren Wellenlängenseite des Peaks mit der längsten Wellenlänge oder Schulter-Peak am negativsten ist, berechnet werden. Beispielsweise wird eine Tangente im Falle des Absorptionsspektrums von in 31 gezeigtem [Ce(bmpz₃)(bmpz₂)O]₂ ([Ce(bmpz₃)(bmpz₂)O]₂ (Absorption)) an dem Punkt gezeichnet, an dem die Flanke des Spektrums auf einer längeren Wellenlängenseite des Peaks mit der längsten Wellenlänge (400 nm) am negativsten, und der Kreuzungspunkt (432 nm) der Tangente und der horizontalen Achse wurde als Absorptionskante verwendet.
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung mit der Seriennr. 2022-033884 , eingereicht beim japanischen Patentamt am März 04, 2022, deren gesamter Inhalt hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Offenlegung gemacht ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2022033884 [0462]

Claims

Licht emittierende Vorrichtung, die umfasst: eine erste Elektrode; eine zweite Elektrode; und eine organische Verbindungsschicht, wobei sich die organische Verbindungsschicht zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode befindet, wobei die organische Verbindungsschicht eine Licht emittierende Schicht umfasst, wobei die Licht emittierende Schicht eine erste Substanz und eine zweite Substanz umfasst, wobei die erste Substanz einen Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs bildet, wobei die zweite Substanz Licht von einem Singulett-Anregungszustand emittiert, und wobei die Absorptionskante mit der längsten Wellenlänge in einem Absorptionsspektrum der ersten Substanz bei einer Wellenlänge kürzer als eine Wellenlänge der Absorptionskante mit der längsten Wellenlänge in einem Absorptionsspektrum der zweiten Substanz liegt.
Licht emittierende Vorrichtung, die umfasst: eine erste Elektrode; eine zweite Elektrode; und eine organische Verbindungsschicht, wobei sich die organische Verbindungsschicht zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode befindet, wobei die organische Verbindungsschicht eine Licht emittierende Schicht umfasst, wobei die Licht emittierende Schicht eine erste Substanz und eine zweite Substanz umfasst, wobei die erste Substanz einen Anregungszustand auf Basis des f-d-Übergangs bildet, wobei die zweite Substanz Licht von einem Singulett-Anregungszustand emittiert, und wobei eine Bandlücke der ersten Substanz größer ist als eine Bandlücke der zweiten Substanz.
Licht emittierende Vorrichtung, die umfasst: eine erste Elektrode; eine zweite Elektrode; und eine organische Verbindungsschicht, wobei sich die organische Verbindungsschicht zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode befindet, wobei die organische Verbindungsschicht eine Licht emittierende Schicht umfasst, wobei die Licht emittierende Schicht eine erste Substanz und eine zweite Substanz umfasst, wobei die erste Substanz Licht von einem Dublett-Anregungszustand emittiert, wobei die zweite Substanz Licht von einem Singulett-Anregungszustand emittiert, und wobei die Absorptionskante mit der längsten Wellenlänge in einem Absorptionsspektrum der ersten Substanz bei einer Wellenlänge kürzer als eine Wellenlänge der Absorptionskante mit der längsten Wellenlänge in einem Absorptionsspektrum der zweiten Substanz liegt.
Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Licht emittierende Vorrichtung Licht von der zweiten Substanz emittiert.
Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Licht emittierende Vorrichtung Licht von der zweiten Substanz emittiert.
Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Licht emittierende Vorrichtung Licht von der zweiten Substanz emittiert.
Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei eine Bandlücke der ersten Substanz größer ist als eine Bandlücke der zweiten Substanz.
Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Anteil der ersten Substanz höher ist als der Anteil der zweiten Substanz in der Licht emittierenden Schicht.
Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Anteil der ersten Substanz höher ist als der Anteil der zweiten Substanz in der Licht emittierenden Schicht.
Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Anteil der ersten Substanz höher ist als der Anteil der zweiten Substanz in der Licht emittierenden Schicht.
Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Substanz ein organischer Komplex ist, der ein Seltenerdelement enthält.
Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die erste Substanz ein organischer Komplex ist, der ein Seltenerdelement enthält.
Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die erste Substanz ein organischer Komplex, der ein Seltenerdelement enthält.