DE112014003900T5 - Lichtemittierendes Element, Anzeigemodul, Beleuchtungsmodul, lichtemittierende Vorrichtung, Anzeigevorrichtung, elektronisches Gerät und Beleuchtungsvorrichtung - Google Patents

Lichtemittierendes Element, Anzeigemodul, Beleuchtungsmodul, lichtemittierende Vorrichtung, Anzeigevorrichtung, elektronisches Gerät und Beleuchtungsvorrichtung Download PDF

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Takahiro Ishisone
Satoshi Seo
Yusuke Nonaka
Nobuharu Ohsawa
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Abstract

Bereitgestellt wird ein mehrfarbiges lichtemittierendes Element, das Fluoreszenz und Phosphoreszenz nutzt und zur Praxis geeignet ist. Das lichtemittierende Element weist eine mehrschichtige Struktur aus einer ersten lichtemittierenden Schicht, die ein Wirtsmaterial und eine Fluoreszenzsubstanz enthält, und einer zweiten lichtemittierenden Schicht auf, die zwei Arten von organischen Verbindungen und eine Substanz enthält, die die Triplett-Anregungsenergie in Lumineszenz umwandeln kann. Es sei angemerkt, dass das von der ersten lichtemittierenden Schicht emittierte Licht einen Emissionspeak auf der kürzeren Wellenlängenseite aufweist als das von der zweiten lichtemittierenden Schicht emittierte Licht.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gegenstand, ein Verfahren oder ein Herstellungsverfahren. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung einen Prozess, eine Maschine, Herstellung oder eine Materialzusammensetzung. Insbesondere betrifft eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Halbleitervorrichtung, eine Anzeigevorrichtung, eine lichtemittierende Vorrichtung, eine Energiespeichervorrichtung, ein Betriebsverfahren dafür oder ein Herstellungsverfahren dafür. Insbesondere betrifft eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein lichtemittierendes Element, das eine organische Verbindung als lichtemittierende Substanz enthält, ein Anzeigemodul, ein Beleuchtungsmodul, eine Anzeigevorrichtung, eine lichtemittierende Vorrichtung, ein elektronisches Gerät und eine Beleuchtungsvorrichtung.
  • Stand der Technik
  • In den letzten Jahren wird intensiv an der Forschung und der Entwicklung eines lichtemittierenden Elements (eines organischen EL-Elements) gearbeitet, bei dem eine organische Verbindung verwendet wird und Elektrolumineszenz (EL) genutzt wird. Bei einer grundlegenden Struktur eines solchen lichtemittierenden Elements ist eine organische Verbindungsschicht, die eine lichtemittierende Substanz enthält (eine EL-Schicht), zwischen einem Paar von Elektroden angeordnet. Indem Spannung an das Element angelegt wird, kann Licht von der lichtemittierenden Substanz emittiert werden.
  • Bei dem lichtemittierenden Element handelt es sich um ein selbstleuchtendes Element, und das lichtemittierende Element weist daher Vorteile auf, wie z. B. hohe Sichtbarkeit und dass kein Bedarf an Hintergrundbeleuchtung besteht, und wird als geeignet für ein Flachbildschirmelement gehalten. Zusätzlich ist es auch ein großer Vorteil, dass eine Anzeige, die das lichtemittierende Element beinhaltet, als dünne und leichtgewichtige Anzeige hergestellt werden kann und eine sehr schnelle Ansprechzeit aufweist.
  • Das lichtemittierende Element kann planare Lichtemission bereitstellen; daher kann ein großflächiges Element leicht ausgebildet werden. Diese Besonderheit ist mit punktförmigen Lichtquellen, wie typischerweise Glühlampen und LEDs, oder linearen Lichtquellen, wie typischerweise Fluoreszenzlampen, schwierig zu erreichen. Daher weist das lichtemittierende Element auch ein großes Potential als planare Lichtquelle auf, die auf eine Beleuchtungsvorrichtung und dergleichen anwendbar ist.
  • Im Falle eines solchen organischen EL-Elements werden Elektronen von einer Kathode und Löcher von einer Anode in eine EL-Schicht injiziert, so dass Strom fließt. Durch Rekombination der injizierten Elektronen und Löcher wird die organische Verbindung mit einer lichtemittierenden Eigenschaft angeregt und stellt Lichtemission bereit.
  • Der Anregungszustand einer organischen Verbindung kann ein Singulett-Anregungszustand (S*) oder ein Triplett-Anregungszustand (T*) sein, und Lichtemission von dem Singulett-Anregungszustand wird als Fluoreszenz bezeichnet und Lichtemission von dem Triplett-Anregungszustand wird als Phosphoreszenz bezeichnet. Man geht davon aus, dass das statistische Erzeugungsverhältnis der Anregungszustände bei dem lichtemittierenden Element S*:T* = 1:3 beträgt.
  • Bei einer Verbindung, die Licht von dem Singulett-Anregungszustand emittiert (nachstehend als Fluoreszenzsubstanz bezeichnet), wird im Allgemeinen bei Raumtemperatur keine Lichtemission von dem Triplett-Anregungszustand (Phosphoreszenz) beobachtet, während eine Lichtemission nur von dem Singulett-Anregungszustand (Fluoreszenz) beobachtet wird. Daher nimmt man an, dass die interne Quantenausbeute (das Verhältnis der erzeugten Photonen zu den injizierten Ladungsträgern) eines lichtemittierenden Elements, bei dem eine Fluoreszenzsubstanz verwendet wird, eine theoretische Grenze von 25% aufweist, basierend auf dem Verhältnis von S* zu T*, das 1:3 beträgt.
  • Im Gegensatz dazu wird bei einer Verbindung, die Licht von dem Triplett-Anregungszustand emittiert (nachstehend als Phosphoreszenzverbindung bezeichnet), Lichtemission von dem Triplett-Anregungszustand (Phosphoreszenz) beobachtet. Da Intersystem-Crossing bei einer Phosphoreszenzverbindung leicht auftritt, kann die interne Quantenausbeute theoretisch auf 100% erhöht werden. Das heißt, dass ein lichtemittierendes Element, bei dem eine Phosphoreszenzsubstanz verwendet wird, leicht eine höhere Emissionseffizienz aufweisen kann als ein lichtemittierendes Element, bei dem eine Fluoreszenzsubstanz verwendet wird. Aus diesem Grund werden nunmehr lichtemittierende Elemente, bei denen Phosphoreszenzsubstanzen verwendet werden, intensiv entwickelt, um hocheffiziente lichtemittierende Elemente zu erhalten.
  • Ein weißlichtemittierendes Element, das in dem Patentdokument 1 offenbart ist, umfasst einen lichtemittierenden Bereich, der verschiedene lichtemittierende Dotiermittel enthält, die Phosphoreszenz emittieren. Ein Element, das in dem Patentdokument 2 offenbart ist, umfasst eine Zwischenschicht (eine Ladungserzeugungsschicht) zwischen einer Fluoreszenzschicht und einer Phosphoreszenzschicht (d. h., es handelt sich bei dem Element um ein sogenanntes Tandemelement).
  • [Referenz]
    • Patentdokument 1: Japanische Übersetzung der internationalen PCT-Anmeldung Nr. 2004-522276
    • Patentdokument 2: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2006-024791
  • Offenbarung der Erfindung
  • Als mehrfarbige lichtemittierende Elemente, wie typischerweise weißlichtemittierende Elemente, sind Elemente mit einer Zwischenschicht (einer Ladungserzeugungsschicht) zwischen einer Fluoreszenzschicht und einer Phosphoreszenzschicht entwickelt worden (Patentdokument 2), und manche von ihnen sind in die Praxis umgesetzt worden. Bei dem lichtemittierenden Element mit einer solchen Struktur wird Licht mit einer kurzen Wellenlänge von der Fluoreszenzschicht emittiert, und Licht mit einer langen Wellenlänge wird von der Phosphoreszenzschicht emittiert.
  • Bei der Struktur wird Fluoreszenz als Licht mit einer kurzen Wellenlänge verwendet, das ein Problem der Lebensdauer hat, und wird Phosphoreszenz als Licht mit einer langen Wellenlänge verwendet. Die Struktur kommt zum Einsatz, damit stabile Eigenschaften eines mehrfarbigen lichtemittierenden Elements erzielt werden, obwohl die Effizienz niedriger ist als diejenige eines Elements, bei dem Phosphoreszenz als Licht mit einer langen Wellenlänge und als Licht mit einer kurzen Wellenlänge verwendet wird.
  • Das mehrfarbige lichtemittierende Element, das die oben beschriebene Struktur aufweist, bei der die Zuverlässigkeit vor der Leistungsfähigkeit bevorzugt wird, ist im Vergleich zu allgemeinen lichtemittierenden Elementen, die noch oft ein Problem der Lebensdauer haben, zur Praxis geeignet; jedoch wird um eines mehrfarbigen lichtemittierenden Elements willen eine größere Anzahl von Filmen ausgebildet, was verhindert, dass es in die Praxis umgesetzt wird.
  • Es gibt mehrere Gründe zum Bereitstellen der Zwischenschicht zwischen der Phosphoreszenzschicht und der Fluoreszenzschicht bei dem mehrfarbigen Element mit der Struktur. Einer der Gründe ist, die von der Fluoreszenzschicht erregte Löschung der Phosphoreszenz zu unterdrücken.
  • In der Fluoreszenzschicht wird im Allgemeinen eine Substanz mit einem kondensierten aromatischen Ringgerüst (insbesondere einem kondensierten aromatischen Kohlenwasserstoffringgerüst), wie typischerweise Anthracen, als Wirtsmaterial verwendet. Oft weisen die Substanzen mit dem verschmolzenen aromatischen Ringgerüst ein relativ niedriges Triplett-Niveau auf. Dementsprechend wird dann, wenn die Fluoreszenzschicht in Kontakt mit einer Phosphoreszenzschicht ausgebildet wird, die Triplett-Anregungsenergie, die in der Phosphoreszenzschicht erzeugt wird, auf das Triplett-Niveau des Wirtsmaterials in der Fluoreszenzschicht übertragen und abgebaut. Da ein Triplett-Exziton eine lange Lebensdauer aufweist, ist die Diffusionslänge des Exzitons lang, und in der Phosphoreszenzschicht erzeugte Anregungsenergie sowie an der Grenzfläche zwischen der Fluoreszenzschicht und der Phosphoreszenzschicht erzeugte Anregungsenergie werden durch das Wirtsmaterial in der Fluoreszenzschicht abgebaut. Daher erfolgt eine deutliche Verringerung der Emissionseffizienz.
  • Die oben beschriebenen Probleme werden gelöst, indem ein Wirtsmaterial mit hoher Triplett-Anregungsenergie für die Fluoreszenzschicht verwendet wird. In diesem Fall ist jedoch die Singulett-Anregungsenergie des Wirtsmaterials höher als die Triplett-Anregungsenergie, so dass die Energie von dem Wirtsmaterial zu einem Fluoreszenz-Dotierstoff nicht ausreichend übertragen wird. Dies ergibt ungenügende Emissionseffizienz in der Fluoreszenzschicht. Außerdem wird nichtstrahlender Zerfall (non-radiative decay) des Wirtsmaterials beschleunigt, so dass sich die Eigenschaften (insbesondere die Lebensdauer) des Elements verschlechtern. Wenn die Singulett-Anregungsenergie des Wirtsmaterials höher als nötig ist, ist die HOMO-LUMO-Lücke des Wirtsmaterials groß, was zur übermäßigen Anstieg der Betriebsspannung führt.
  • In Anbetracht des Obigen ist eine Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein lichtemittierendes Element bereitzustellen, das Fluoreszenz und Phosphoreszenz nutzt und zur Praxis geeignet ist. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, ein lichtemittierendes Element bereitzustellen, das Fluoreszenz und Phosphoreszenz nutzt, eine kleine Anzahl von Herstellungsschritten infolge einer relativ kleinen Anzahl von auszubildenden Schichten aufweist und zur Praxis geeignet ist.
  • Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, ein lichtemittierendes Element bereitzustellen, das Fluoreszenz und Phosphoreszenz nutzt und eine hohe Emissionseffizienz aufweist.
  • Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, ein lichtemittierendes Element bereitzustellen, das Fluoreszenz und Phosphoreszenz nutzt, eine relativ kleine Anzahl von auszubildenden Schichten aufweist, zur Praxis geeignet ist und eine hohe Emissionseffizienz aufweist. Eine weitere Aufgabe nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, ein neuartiges lichtemittierendes Element bereitzustellen.
  • Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, ein Anzeigemodul, ein Beleuchtungsmodul, eine lichtemittierende Vorrichtung, eine Anzeigevorrichtung, ein elektronisches Gerät und eine Beleuchtungsvorrichtung bereitzustellen, die mit geringen Kosten hergestellt werden können, indem das lichtemittierende Element verwendet wird.
  • Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, ein Anzeigemodul, ein Beleuchtungsmodul, eine lichtemittierende Vorrichtung, eine Anzeigevorrichtung, ein elektronisches Gerät und eine Beleuchtungsvorrichtung bereitzustellen, die einen verringerten Stromverbrauch aufweisen, indem das lichtemittierende Element verwendet wird.
  • Es ist lediglich erforderlich, dass bei der vorliegenden Erfindung mindestens eine der oben beschriebenen Aufgaben erfüllt wird.
  • Die oben beschriebenen Aufgaben können durch ein lichtemittierendes Element erfüllt werden, das eine mehrschichtige Struktur aus einer ersten lichtemittierenden Schicht 113a, die ein Wirtsmaterial und eine Fluoreszenzsubstanz enthält, und einer zweiten lichtemittierenden Schicht 113b aufweist, die zwei Arten von organischen Verbindungen, die einen Exciplex bilden, und eine Substanz enthält, die die Triplett-Anregungsenergie in Lumineszenz umwandeln kann. Es sei angemerkt, dass die oben beschriebenen Aufgaben durch ein lichtemittierendes Element effizienter erfüllt werden, bei dem das von der ersten lichtemittierenden Schicht 113a emittierte Licht einen Peak des Emissionsspektrums auf der kürzeren Wellenlängenseite aufweist als ein Peak des Emissionsspektrums des von der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b emittierten Lichts.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein lichtemittierendes Element, das ein Paar von Elektroden und eine zwischen dem Paar von Elektroden angeordnete EL-Schicht umfasst. Die EL-Schicht beinhaltet die erste lichtemittierende Schicht und die zweite lichtemittierende Schicht. Das Emissionsspektrum des von der ersten lichtemittierenden Schicht 113a emittierten Lichts ist auf der kürzeren Wellenlängenseite angeordnet als das Emissionsspektrum des von der zweiten lichtemittierenden Schicht emittierten Lichts. Die erste lichtemittierende Schicht enthält mindestens eine Fluoreszenzsubstanz und ein Wirtsmaterial. Die zweite lichtemittierende Schicht enthält mindestens eine Substanz, die die Triplett-Anregungsenergie in Lumineszenz umwandeln kann, eine erste organische Verbindung und eine zweite organische Verbindung. Die erste organische Verbindung und die zweite organische Verbindung bilden einen Exciplex.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein lichtemittierendes Element, das ein Paar von Elektroden und eine zwischen dem Paar von Elektroden angeordnete EL-Schicht umfasst. Die EL-Schicht beinhaltet die erste lichtemittierende Schicht und die zweite lichtemittierende Schicht, die in Kontakt miteinander angeordnet sind. Das Emissionsspektrum des von der ersten lichtemittierenden Schicht emittierten Lichts ist auf der kürzeren Wellenlängenseite angeordnet als das Emissionsspektrum des von der zweiten lichtemittierenden Schicht emittierten Lichts. Die erste lichtemittierende Schicht enthält mindestens eine Fluoreszenzsubstanz und ein Wirtsmaterial. Die zweite lichtemittierende Schicht enthält mindestens eine Substanz, die die Triplett-Anregungsenergie in Lumineszenz umwandeln kann, eine erste organische Verbindung und eine zweite organische Verbindung. Die erste organische Verbindung und die zweite organische Verbindung bilden einen Exciplex.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein lichtemittierendes Element mit der oben beschriebenen Struktur, bei der Energie von dem Exciplex auf die Substanz übertragen wird, die die Triplett-Anregungsenergie in Lumineszenz umwandeln kann.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein lichtemittierendes Element mit der oben beschriebenen Struktur, bei der das Singulett-Anregungsniveau des Wirtsmaterials höher ist als das Singulett-Anregungsniveau der Fluoreszenzsubstanz und das Triplett-Anregungsniveau des Wirtsmaterials niedriger ist als das Triplett-Anregungsniveau der Fluoreszenzsubstanz.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein lichtemittierendes Element mit der oben beschriebenen Struktur, bei der das Triplett-Anregungsniveau des Wirtsmaterials niedriger ist als das Triplett-Anregungsniveau der ersten organischen Verbindung und der zweiten organischen Verbindung.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein lichtemittierendes Element mit der oben beschriebenen Struktur, bei der das Wirtsmaterial ein kondensiertes aromatisches Ringgerüst aufweist.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein lichtemittierendes Element mit der oben beschriebenen Struktur, bei der das Wirtsmaterial ein Anthracengerüst aufweist.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein lichtemittierendes Element mit der oben beschriebenen Struktur, bei der das Wirtsmaterial eine organische Verbindung mit einem Anthracengerüst ist und die Fluoreszenzsubstanz eine organische Verbindung mit einem Pyrengerüst ist.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein lichtemittierendes Element mit der oben beschriebenen Struktur, bei der die zweite lichtemittierende Schicht n Arten (n ist eine ganze Zahl von 2 oder mehr) von Substanzen mit unterschiedlichen Emissionsspektren als Substanz enthält, die die Triplett-Anregungsenergie in Lumineszenz umwandeln kann.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein lichtemittierendes Element mit der oben beschriebenen Struktur, bei der die zweite lichtemittierende Schicht n Schichten umfasst und die n Schichten unterschiedliche Substanzen enthalten, die die Triplett-Anregungsenergie in Lumineszenz umwandeln können.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein lichtemittierendes Element mit der oben beschriebenen Struktur, bei der die zweite lichtemittierende Schicht eine erste Phosphoreszenzsubstanz und eine zweite Phosphoreszenzsubstanz mit unterschiedlichen Emissionsspektren als Substanz enthält, die die Triplett-Anregungsenergie in Lumineszenz umwandeln kann.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein lichtemittierendes Element mit der oben beschriebenen Struktur, bei der die erste Phosphoreszenzsubstanz Licht in dem roten Bereich emittiert, die zweite Phosphoreszenzsubstanz Licht in dem grünen Bereich emittiert und die Fluoreszenzsubstanz Licht in dem blauen Bereich emittiert.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein lichtemittierendes Element mit der oben beschriebenen Struktur, bei der die erste Phosphoreszenzsubstanz einen Peak des Emissionsspektrums im Bereich von 580 nm bis 680 nm aufweist, die zweite Phosphoreszenzsubstanz einen Peak des Emissionsspektrums im Bereich von 500 nm bis 560 nm aufweist, und die Fluoreszenzsubstanz einen Peak des Emissionsspektrums im Bereich von 400 nm bis 480 nm aufweist.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein lichtemittierendes Element mit der oben beschriebenen Struktur, bei der die zweite lichtemittierende Schicht eine erste Phosphoreszenzschicht und eine zweite Phosphoreszenzschicht umfasst, eine erste Phosphoreszenzsubstanz in der ersten Phosphoreszenzschicht enthalten ist und eine zweite Phosphoreszenzsubstanz in der zweiten Phosphoreszenzschicht enthalten ist.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein lichtemittierendes Element mit der oben beschriebenen Struktur, bei der die erste lichtemittierende Schicht, die erste Phosphoreszenzschicht und die zweite Phosphoreszenzschicht in dieser Reihenfolge geschichtet sind.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein lichtemittierendes Element mit der oben beschriebenen Struktur, bei der die erste lichtemittierende Schicht auf einer Anodenseite des Paars von Elektroden ausgebildet ist und die zweite Phosphoreszenzschicht auf einer Kathodenseite des Paars von Elektroden ausgebildet ist.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein lichtemittierendes Element mit der oben beschriebenen Struktur, bei der die erste Phosphoreszenzsubstanz eine Ladungsträgereinfangeigenschaft in der ersten Phosphoreszenzschicht aufweist.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein lichtemittierendes Element mit der oben beschriebenen Struktur, bei der die Ladungsträgereinfangeigenschaft eine Elektroneneinfangeigenschaft ist.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Anzeigemodul, das eines der oben beschriebenen lichtemittierenden Elemente beinhaltet.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Beleuchtungsmodul, das eines der oben beschriebenen lichtemittierenden Elemente beinhaltet.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine lichtemittierende Vorrichtung, die eines der oben beschriebenen lichtemittierenden Elemente und eine Einheit zum Steuern des lichtemittierenden Elements beinhaltet.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Anzeigevorrichtung, die eines der oben beschriebenen lichtemittierenden Elemente in einem Anzeigeabschnitt und eine Einheit zum Steuern des lichtemittierenden Elements beinhaltet.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Beleuchtungsvorrichtung, die eines der oben beschriebenen lichtemittierenden Elemente in einem Beleuchtungsabschnitt und eine Einheit zum Steuern des lichtemittierenden Elements beinhaltet.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein elektrisches Gerät, das eines der oben beschriebenen lichtemittierenden Elemente beinhaltet.
  • Es sei angemerkt, dass die lichtemittierende Vorrichtung in dieser Beschreibung in ihrer Kategorie eine Bildanzeigevorrichtung umfasst, bei der ein lichtemittierendes Element verwendet wird. Die Kategorie der lichtemittierenden Vorrichtung in dieser Beschreibung umfasst ein Modul, in dem ein lichtemittierendes Element mit einem Verbindungselement, wie z. B. einem anisotropen leitenden Film oder einem Tape Carrier Package (TOP), versehen ist; ein Modul mit einem TOP, an dessen Ende eine gedruckte Leiterplatte bereitgestellt ist; und ein Modul, in dem eine integrierte Schaltung (integrated circuit, IC) durch ein Chip-on-Glass-(COG-)Verfahren direkt an einem lichtemittierenden Element montiert ist. Die Kategorie umfasst ferner eine lichtemittierende Vorrichtung, die bei Beleuchtungsvorrichtungen oder dergleichen verwendet wird.
  • Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein mehrfarbiges lichtemittierendes Element bereitgestellt werden, das Fluoreszenz und Phosphoreszenz nutzt, eine relativ kleine Anzahl von auszubildenden Schichten aufweist und zur Praxis geeignet ist.
  • Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein mehrfarbiges lichtemittierendes Element bereitgestellt werden, das Fluoreszenz und Phosphoreszenz nutzt und eine hohe Emissionseffizienz aufweist.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein mehrfarbiges lichtemittierendes Element bereitgestellt werden, das Fluoreszenz und Phosphoreszenz nutzt, eine relativ kleine Anzahl von auszubildenden Schichten aufweist, zur Praxis geeignet ist und eine hohe Emissionseffizienz aufweist.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können ein Anzeigemodul, ein Beleuchtungsmodul, eine lichtemittierende Vorrichtung, eine Anzeigevorrichtung, ein elektronisches Gerät und eine Beleuchtungsvorrichtung bereitgestellt werden, die mit geringen Kosten hergestellt werden können, indem eines der oben beschriebenen lichtemittierenden Elemente verwendet wird.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können ein Anzeigemodul, ein Beleuchtungsmodul, eine lichtemittierende Vorrichtung, eine Anzeigevorrichtung, ein elektronisches Gerät und eine Beleuchtungsvorrichtung bereitgestellt werden, die einen verringerten Stromverbrauch aufweisen, indem eines der oben beschriebenen lichtemittierenden Elemente verwendet wird.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1A und 1B sind konzeptuelle Schemata von lichtemittierenden Elementen.
  • 2A und 2B sind konzeptuelle Schemata einer lichtemittierenden Aktivmatrix-Vorrichtung.
  • 3A und 3B sind konzeptuelle Schemata von lichtemittierenden Aktivmatrix-Vorrichtungen.
  • 4 ist ein konzeptuelles Schema einer lichtemittierenden Aktivmatrix-Vorrichtung.
  • 5A und 5B sind konzeptuelle Schemata einer lichtemittierenden Passivmatrix-Vorrichtung.
  • 6A und 6B stellen eine Beleuchtungsvorrichtung dar.
  • 7A, 7B1, 7B2, 7C und 7D stellen elektronische Geräte dar.
  • 8 stellt eine Lichtquellenvorrichtung dar.
  • 9 stellt eine Beleuchtungsvorrichtung dar.
  • 10 stellt eine Beleuchtungsvorrichtung dar.
  • 11 stellt Anzeigevorrichtungen und Beleuchtungsvorrichtungen im Fahrzeug dar.
  • 12A bis 12C stellen ein elektronisches Gerät dar.
  • 13 zeigt Stromdichte-Leuchtdichte-Eigenschaften eines lichtemittierenden Elements 1.
  • 14 zeigt Leuchtdichte-Stromeffizienz-Eigenschaften des lichtemittierenden Elements 1.
  • 15 zeigt Spannungs-Leuchtdichte-Eigenschaften des lichtemittierenden Elements 1.
  • 16 zeigt Leuchtdichte-externe Quantenausbeute-Eigenschaften des lichtemittierenden Elements 1.
  • 17 zeigt ein Emissionsspektrum des lichtemittierenden Elements 1.
  • 18 zeigt Zeitabhängigkeit der normalisierten Leuchtdichte des lichtemittierenden Elements 1.
  • 19A und 19B zeigen Emissionsspektren eines lichtemittierenden Elements 2 und eines lichtemittierenden Elements 3.
  • 20 zeigt ein Emissionsspektrum eines lichtemittierenden Elements 4.
  • 21 zeigt eine Korrelation zwischen Energieniveaus von Substanzen und Exciplexen bei einem lichtemittierenden Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Beste Art für die Ausführung der Erfindung
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die folgende Beschreibung beschränkt ist, und es erschließt sich einem Fachmann ohne Weiteres, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem Gedanken und Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Dementsprechend soll die Erfindung nicht als auf die Beschreibung bei den folgenden Ausführungsformen beschränkt angesehen werden.
  • (Ausführungsform 1)
  • 1A ist ein Schema, das ein lichtemittierendes Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Das lichtemittierende Element beinhaltet mindestens ein Paar von Elektroden (eine erste Elektrode 101 und eine zweite Elektrode 102) und eine EL-Schicht 103, die eine lichtemittierende Schicht 113 beinhaltet. Die lichtemittierende Schicht 113 umfasst die erste lichtemittierende Schicht 113a und die zweite lichtemittierende Schicht 113b.
  • 1A stellt auch eine Lochinjektionsschicht 111, eine Lochtransportschicht 112, eine Elektronentransportschicht 114 und eine Elektroneninjektionsschicht 115 in der EL-Schicht 103 dar. Jedoch ist diese mehrschichtige Struktur ein Beispiel, und die Struktur der EL-Schicht 103 bei dem lichtemittierenden Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Es sei angemerkt, dass in 1A die erste Elektrode 101 als Anode dient und die zweite Elektrode 102 als Kathode dient.
  • Die erste lichtemittierende Schicht 113a enthält eine Fluoreszenzsubstanz und ein Wirtsmaterial. Die zweite lichtemittierende Schicht 113b enthält eine erste organische Verbindung, eine zweite organische Verbindung und eine Phosphoreszenzverbindung. In der lichtemittierenden Schicht mit der Struktur bildet eine Kombination aus der ersten organischen Verbindung und der zweiten organischen Verbindung einen Exciplex.
  • Diese Struktur ermöglicht, dass Licht, das von der Fluoreszenzsubstanz stammt, von der ersten lichtemittierenden Schicht 113a effizient emittiert wird und Licht, das von der Phosphoreszenzsubstanz stammt, von der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b effizient emittiert wird. Es sei angemerkt, dass selbst dann, wenn das lichtemittierende Element keine Ladungserzeugungsschicht zwischen der ersten lichtemittierenden Schicht 113a und der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b beinhaltet (d. h. wenn das lichtemittierende Element kein Tandemelement ist), sowohl Fluoreszenz als auch Phosphoreszenz effizient erhalten werden können.
  • Wenn eine Fluoreszenzschicht und eine Phosphoreszenzschicht in derselben EL-Schicht enthalten ist, so dass Licht emittiert wird, wird im Allgemeinen die Triplett-Anregungsenergie der Phosphoreszenzschicht zu einem Wirtsmaterial übertragen, das einen großen Teil der Fluoreszenzschicht besetzt. Dies führt zur bedeutenden Verringerung der Emissionseffizienz. Der Grund ist wie folgt: Da eine Substanz mit einem kondensierten aromatischen Ringgerüst (insbesondere einem kondensierten aromatischen Kohlenwasserstoffringgerüst), wie typischerweise Anthracen mit einem niedrigen Triplett-Niveau, im Allgemeinen als Wirtsmaterial verwendet wird, wird die in der Phosphoreszenzschicht erzeugte Triplett-Anregungsenergie auf das Wirtsmaterial in der Fluoreszenzschicht übertragen, was zum nichtstrahlenden Zerfall führt. Augenblicklich ist es schwer, eine erwünschte Emissionswellenlänge und vorteilhafte Elementeigenschaften oder Zuverlässigkeit zu erhalten, ohne eine Substanz mit einem kondensierten aromatischen Ringgerüst in der Fluoreszenzschicht zu verwenden; daher ist es bei der Struktur schwer, bei der die Fluoreszenzschicht und die Phosphoreszenzschicht in derselben EL-Schicht enthalten sind, ein lichtemittierendes Element mit vorteilhaften Eigenschaften zu erhalten.
  • Da ein Triplett-Anregungszustand eine lange Relaxationszeit aufweist, ist die Diffusionslänge eines Exzitons lang, und die meisten der Exzitonen, die in der Phosphoreszenzschicht erzeugt werden, werden infolge der Diffusion auf die Fluoreszenzschicht übertragen, und nichtstrahlender Zerfall der Exzitonen erfolgt. Dies verringert ferner die Emissionseffizienz der Phosphoreszenzschicht.
  • Bei dieser Ausführungsform bilden die erste organische Verbindung und die zweite organische Verbindung in der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b einen Exciplex, und die Triplett-Anregungsenergie wird von dem Exciplex auf die Phosphoreszenzsubstanz übertragen, so dass eine Lichtemission erhalten werden kann. Diese Struktur kann die oben beschriebenen Probleme lösen.
  • Es handelt sich bei einem Exciplex um einen Anregungszustand, der von zwei Arten von Substanzen gebildet wird. Die zwei Arten von Substanzen, die den Exciplex gebildet haben, kehren infolge der Lichtemission zu einem Grundzustand zurück, und dienen als ursprüngliche zwei Arten von Substanzen. Mit anderen Worten weist ein Exciplex selbst keinen Grundzustand auf, und es ist daher im Prinzip unwahrscheinlich, dass eine Energieübertragung zwischen Exciplexen oder eine Energieübertragung auf einen Exciplex von einer anderen Substanz auftritt.
  • Ein Prozess, bei dem eine der ersten organischen Verbindung und der zweiten organischen Verbindung als Kation und die andere der ersten organischen Verbindung und der zweiten organischen Verbindung als Anion zueinander benachbart sind und einen Exciplex bilden (ein Electroplex-Prozess), wird als dominant für die Erzeugung des Exciplexes bei dem lichtemittierenden Element angesehen. Selbst wenn eine der ersten organischen Verbindung und der zweiten organischen Verbindung zu einem Anregungszustand kommt, interagiert die eine schnell mit der anderen der ersten organischen Verbindung und der zweiten organischen Verbindung, die zueinander benachbart sind, so dass ein Exciplex gebildet wird; daher befinden sich meiste Exzitonen in der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b als Exciplexe.
  • Die Singulett-Anregungsenergie eines Exciplexes entspricht einer Energiedifferenz zwischen dem niedrigeren HOMO-Niveau einer der ersten organischen Verbindung und der zweiten organischen Verbindung und dem höheren LUMO-Niveau der anderen der ersten organischen Verbindung und der zweiten organischen Verbindung; folglich ist die Singulett-Anregungsenergie des Exciplexes niedriger als die Singulett-Anregungsenergie der beiden organischen Verbindungen, und keine Singulett-Anregungsenergieübertragung tritt von dem Exciplex auf die erste organische Verbindung und die zweite organische Verbindung auf. Des Weiteren werden die erste organische Verbindung und die zweite organische Verbindung derart ausgewählt, dass die Triplett-Anregungsenergie des Exciplexes niedriger ist als die Triplett-Anregungsenergie der ersten organischen Verbindung oder der zweiten organischen Verbindung, vorzugsweise niedriger ist als die Triplett-Anregungsenergie der ersten organischen Verbindung und der zweiten organischen Verbindung, wodurch die Energieübertragung von einem Exciplex auf die erste organische Verbindung und die zweite organische Verbindung kaum auftreten kann. Außerdem tritt, wie oben beschrieben worden ist, die Energieübertragung zwischen den Exciplexen kaum auf; daher tritt eine Diffusion der Exzitonen in der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b kaum auf. Folglich können die oben beschriebenen Probleme gelöst werden.
  • Wenn die erste lichtemittierende Schicht 113a, die eine Fluoreszenzschicht ist, und die zweite lichtemittierende Schicht 113b in Kontakt miteinander sind, kann eine Energieübertragung (insbesondere eine Triplett-Energieübertragung) von dem Exciplex auf das Wirtsmaterial der ersten lichtemittierenden Schicht 113a an der Grenzfläche auftreten. Jedoch tritt, wie oben beschrieben worden ist, eine Diffusion der Exzitonen in die zweiten lichtemittierenden Schicht 113b kaum auf; daher tritt eine Energieübertragung von dem Exciplex auf das Wirtsmaterial in der ersten lichtemittierenden Schicht 113a in einem beschränkten Bereich (d. h. an der Grenzfläche zwischen der ersten lichtemittierenden Schicht 113a und der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b) auf, wobei kein großer Verlust der Anregungsenergie erfolgt. Daher ist es eine Besonderheit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, dass eine hohe Effizienz erhalten werden kann, selbst wenn die erste lichtemittierende Schicht 113a und die zweite lichtemittierende Schicht 113b miteinander in Kontakt sind, obwohl die lichtemittierenden Schichten nicht notwendigerweise miteinander in Kontakt sind. Mit anderen Worten ist eine Elementstruktur auch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der die erste lichtemittierende Schicht 113a und die zweite lichtemittierende Schicht 113b in Kontakt miteinander sind.
  • Auch wenn, wie oben beschrieben worden ist, die Triplett-Anregungsenergie des in der Fluoreszenzschicht enthaltenen Wirtsmaterials niedriger ist als die Triplett-Anregungsenergie der ersten organischen Verbindung und der zweiten organischen Verbindung, die in der Phosphoreszenzschicht enthalten sind, ermöglicht die Anwendung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, dass ein lichtemittierendes Element Fluoreszenz und Phosphoreszenz mit einer hohen Effizienz emittiert.
  • Ferner kann bei dem lichtemittierenden Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung selbst dann, wenn eine Energieübertragung (insbesondere eine Triplett-Energieübertragung) von dem Exciplex auf das Wirtsmaterial in der ersten lichtemittierenden Schicht 113a oder eine Energieübertragung von der Phosphoreszenzsubstanz auf das Wirtsmaterial in der ersten lichtemittierenden Schicht 113a an der Grenzfläche zwischen der ersten lichtemittierenden Schicht 113a und der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b auftritt, die Energie in Lumineszenz in der ersten lichtemittierenden Schicht 113a umgewandelt werden. Mit anderen Worten kann dann, wenn die erste lichtemittierende Schicht 113a eine Struktur aufweist, bei der ein Singulett-Anregungszustand durch Triplett-Triplett-Annihilation (T-T-Annihilation, TTA) leicht erzeugt wird, die Triplett-Anregungsenergie, die von dem Exciplex auf das Wirtsmaterial an der Grenzfläche übertragen wird, in Fluoreszenz in der ersten lichtemittierenden Schicht 113a umgewandelt werden. Dies ermöglicht, dass der Energieverlust des lichtemittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verringert wird. Damit die lichtemittierende Schicht 113a die Struktur aufweisen kann, bei der der Singulett-Anregungszustand durch TTA leicht erzeugt wird, werden vorzugsweise ein Wirtsmaterial und eine Fluoreszenzsubstanz in der ersten lichtemittierenden Schicht 113a derart ausgewählt, dass das Singulett-Anregungsniveau des Wirtsmaterials höher ist als das Singulett-Anregungsniveau der Fluoreszenzsubstanz sowie das Triplett-Anregungsniveau des Wirtsmaterials niedriger ist als das Triplett-Anregungsniveau der Fluoreszenzsubstanz. Als Kombination aus dem Wirtsmaterial und der Fluoreszenzsubstanz, die sich in einer solchen Beziehung befinden, wird eine Kombination aus einem Material mit einem Anthracengerüst als Wirtsmaterial und einem Material mit einem Pyrengerüst als Fluoreszenzsubstanz oder dergleichen bevorzugt.
  • Es sei angemerkt, dass dann, wenn die erste lichtemittierende Schicht 113a zu dick ist, die Emission von der zweiten lichtemittierenden Schicht 113c schwer zu erhalten ist. Außerdem ist dann, wenn die erste lichtemittierende Schicht 113a zu dünn ist, die Emission von der ersten lichtemittierenden Schicht 113a schwer zu erhalten. Aus diesen Gründen ist vorzugsweise die Dicke der ersten lichtemittierenden Schicht 113a größer als oder gleich 5 nm und kleiner als oder gleich 20 nm.
  • Wenn die erste lichtemittierende Schicht 113a auf der Anodenseite ausgebildet wird, weist die erste lichtemittierende Schicht 113a vorzugsweise eine Lochtransporteigenschaft auf. In diesem Fall wird vorzugsweise ein bipolares Material mit einer hohen Lochtransporteigenschaft verwendet. Als solches Material wird ein Material mit einem Anthracengerüst bevorzugt. Darüber hinaus ist dann, wenn die Fluoreszenzsubstanz eine Locheinfangeigenschaft aufweist (z. B. eine nachstehend beschriebene kondensierte aromatische Aminverbindung), die Konzentration der Fluoreszenzsubstanz bevorzugt niedriger als oder gleich 5%, stärker bevorzugt höher als oder gleich 1% und niedriger als oder gleich 4%, noch stärker bevorzugt höher als oder gleich 1% und niedriger als oder gleich 3%, wobei Phosphoreszenz und Fluoreszenz in ausgewogener Weise und mit einer hohen Effizienz erhalten werden können. Es sei angemerkt, dass die Fluoreszenzsubstanz eine Locheinfangeigenschaft aufweist, wenn das HOMO-Niveau der Fluoreszenzsubstanz höher ist als das HOMO-Niveau des Wirtsmaterials.
  • Obwohl es keine Beschränkung hinsichtlich der Kombination aus der ersten organischen Verbindung und der zweiten organischen Verbindung in der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b gibt, solange ein Exciplex gebildet werden kann, ist eine organische Verbindung vorzugsweise ein Material mit einer Lochtransporteigenschaft und ist die andere organische Verbindung vorzugsweise ein Material mit einer Elektronentransporteigenschaft. In diesem Fall wird ein Donator-Akzeptor-Anregungszustand leicht gebildet, was einen Exciplex sich effizient bilden lässt. Wenn es sich bei der Kombination aus der ersten organischen Verbindung und der zweiten organischen Verbindung um eine Kombination aus dem Material mit einer Lochtransporteigenschaft und dem Material mit einer Elektronentransporteigenschaft handelt, kann das Ladungsträgergleichgewicht (carrier balance) leicht gesteuert werden, indem das Mischverhältnis reguliert wird. Insbesondere beträgt vorzugsweise das Gewichtsverhältnis des Materials mit einer Lochtransporteigenschaft zu dem Material mit einer Elektronentransporteigenschaft 1:9 inklusiv bis 9:1 inklusiv. Damit die Quantenausbeute erhöht wird, beträgt besonders bevorzugt in einem Bereich, der an der Anode in der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b am nächsten liegt, das Gewichtsverhältnis des Materials mit einer Lochtransporteigenschaft zu dem Material mit einer Elektronentransporteigenschaft 5:5 inklusiv bis 9:1 inklusiv. Da das Ladungsträgergleichgewicht bei dem lichtemittierenden Element mit der oben beschriebenen Struktur leicht gesteuert werden kann, kann auch ein Rekombinationsbereich leicht reguliert werden. Das lichtemittierende Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat auch eine Besonderheit, dass eine Emissionsfarbe reguliert werden kann, indem, wie oben beschrieben worden ist, das Ladungsträgergleichgewicht gesteuert wird.
  • Bei dem lichtemittierenden Element dieser Ausführungsform wird vorzugsweise ein Ladungsträgerrekombinationsbereich in gewissem Umfang verteilt. Dafür weist vorzugsweise jede lichtemittierende Schicht einen angemessenen Grad von Ladungsträgereinfangeigenschaft auf, und besonders bevorzugt weist die Phosphoreszenzsubstanz eine Elektroneneinfangeigenschaft auf. Beispiele für eine Substanz, die eine hohe Elektroneneinfangeigenschaft aufweist, umfassen Übergangsmetallkomplexe (z. B. einen Iridiumkomplex und einen Platinkomplex), deren Liganden ein Diazingerüst, wie z. B. ein Pyrimidingerüst oder ein Pyrazingerüst, umfassen. Es sei angemerkt, dass die Phosphoreszenzsubstanz eine Elektroneneinfangeigenschaft aufweist, wenn das LUMO-Niveau der Phosphoreszenzsubstanz niedriger ist als die LUMO-Niveaus sowohl der ersten organischen Verbindung als auch der zweiten organischen Verbindung.
  • Es sei angemerkt, dass bei dem lichtemittierenden Element das von der ersten lichtemittierenden Schicht 113a emittierte Licht vorzugsweise auf der kürzeren Wellenlängenseite einen Peak aufweist als das von der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b emittierte Licht. Die Leuchtdichte eines lichtemittierenden Elements, bei dem die Licht mit einer kurzen Wellenlänge emittierende Phosphoreszenzsubstanz verwendet wird, neigt dazu, sich schnell zu verschlechtern. In Anbetracht des Obigen wird Fluoreszenz mit einer kurzen Wellenlänge verwendet, so dass ein lichtemittierendes Element mit geringerer Verschlechterung der Leuchtdichte bereitgestellt werden kann.
  • Die Anzahl und Dicken von Schichten, die die EL-Schicht bilden, sind bei dem lichtemittierenden Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kleiner als bei einem Tandemelement; daher ist das lichtemittierende Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kosteneffektiv und geeignet für Massenproduktion. Außerdem ist, wie oben beschrieben worden ist, die Anzahl von Schichten, die die EL-Schicht bilden, klein; demzufolge kann die Dicke der EL-Schicht klein sein und das lichtemittierende Element ist optisch vorteilhaft (z. B. ist die Auskopplungseffizienz hoch). Außerdem kann das lichtemittierende Element niedrige Betriebsspannung aufweisen und sowohl Fluoreszenz als auch Phosphoreszenz bei einer Betriebsspannung von 5 V oder niedriger effizient bereitstellen.
  • Des Weiteren tritt, obwohl die Fluoreszenzschicht und die Phosphoreszenzschicht miteinander in Kontakt sind, ein Zerfall der Triplett-Anregungsenergie infolge der Verwendung des oben beschriebenen Exciplexes mit weniger Wahrscheinlichkeit auf; daher können sowohl Phosphoreszenz als auch Fluoreszenz leicht erhalten werden.
  • 21 zeigt eine Korrelation zwischen Energieniveaus von Substanzen und Exciplexen in dem bei dieser Ausführungsform beschriebenen lichtemittierenden Element. In 21 bezeichnet SFH das Singulett-Anregungsniveau des Wirtsmaterials in der ersten lichtemittierenden Schicht 113a; TFH das Triplett-Anregungsniveau des Wirtsmaterials in der ersten lichtemittierenden Schicht 113a; SFG und TFG das Singulett-Anregungsniveau bzw. das Triplett-Anregungsniveau eines Gastmaterials (der Fluoreszenzsubstanz) in der ersten lichtemittierenden Schicht 113a; SPH und TPH das Singulett-Anregungsniveau bzw. das Triplett-Anregungsniveau eines Wirtsmaterials (der ersten organischen Verbindung oder der zweiten organischen Verbindung) in der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b; SE und TE das Singulett-Anregungsniveau bzw. das Triplett-Anregungsniveau des Exciplexes in der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b; und TPG das Triplett-Anregungsniveau eines Gastmaterials (der Phosphoreszenzsubstanz) in der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b.
  • Wie in 21 gezeigt, tritt TTA auf, weil Triplett-Anregungsmoleküle der Wirtsmaterialien in der ersten lichtemittierenden Schicht 113a kollidieren und manche der Triplett-Anregungsmoleküle des Wirtsmaterials in Singulett-Anregungsmoleküle umgewandelt werden, während manche der Triplett-Anregungsmoleküle thermisch zerfallen. Dann wird die Singulett-Anregungsenergie der Wirtsmaterialien, die durch TTA erzeugt ist, auf den Singulett-Anregungszustand der Fluoreszenzsubstanz übertragen, und die Singulett-Anregungsenergie wird in Fluoreszenz umgewandelt.
  • In der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b sind die Anregungsniveaus SE und TE des Exciplexes niedriger als die Anregungsniveaus SPH und TPH der Wirtsmaterialien (der ersten organischen Verbindung und der zweiten organischen Verbindung); daher tritt keine Anregungsenergieübertragung von dem Exciplex auf das Wirtsmaterial auf. Außerdem tritt natürlich keine Energieübertragung von dem Exciplex auf einen anderen Exciplex auf. Wenn die Anregungsenergie des Exciplexes auf das Wirtsmaterial (der Phosphoreszenzsubstanz) übertragen wird, wird die Anregungsenergie in Lumineszenz umgewandelt. Wie oben beschrieben worden ist, diffundiert die Triplett-Anregungsenergie kaum und wird in Lumineszenz in der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b umgewandelt.
  • Da die Triplett-Anregungsenergie kaum diffundiert, kann trotz einer geringen Energieübertragung an der Grenzfläche zwischen der ersten lichtemittierenden Schicht 113a und der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b (z. B. einer Energieübertragung von TPG der Phosphoreszenzsubstanz an der Grenzfläche auf TFH oder TFG) eine Lichtemission mit einer hohen Effizienz von beiden der ersten lichtemittierenden Schicht 113a und der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b erhalten werden. Es sei angemerkt, dass in der ersten lichtemittierenden Schicht 113a der Singulett-Anregungszustand durch die Triplett-Anregungsenergie bei TTA erzeugt wird und dass ein Teil der Energieübertragung an der Grenzfläche in Fluoreszenz umgewandelt wird. Dies kann den Verlust der Energie unterdrücken.
  • Bei dem lichtemittierenden Element dieser Ausführungsform wird veranlasst, dass die erste lichtemittierende Schicht 113a und die zweite lichtemittierende Schicht 113b mit unterschiedlichen Emissionswellenlängen Licht emittieren, so dass das lichtemittierende Element ein mehrfarbiges lichtemittierendes Element sein kann. Das Emissionsspektrum des lichtemittierenden Elements wird durch Kombinieren des Lichts mit unterschiedlichen Emissionspeaks gebildet und weist daher mindestens zwei Peaks auf.
  • Ein solches lichtemittierendes Element ist zum Erhalten des weißen Lichts geeignet. Wenn die erste lichtemittierende Schicht 113a und die zweite lichtemittierende Schicht 113b Licht mit Komplementärfarben emittieren, kann weiße Lichtemission erhalten werden. Außerdem kann weiße Lichtemission mit einer hohen Farbwiedergabeeigenschaft erhalten werden, die von drei Farben oder vier oder mehr Farben gebildet ist, indem eine Vielzahl von lichtemittierenden Substanzen, die Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen emittieren, für eine oder beide der lichtemittierenden Schichten verwendet wird. In diesem Fall kann jede der lichtemittierenden Schichten in Schichten geteilt werden, und die geteilten Schichten können unterschiedliche lichtemittierende Substanzen enthalten.
  • Das Absorptionsband auf der Seite der niedrigsten Energie der Phosphoreszenzsubstanz überlappt das Emissionsspektrum des Exciplexes in der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b, wodurch das lichtemittierende Element eine höhere Emissionseffizienz aufweisen kann. Die Differenz zwischen den äquivalenten Energiewerten einer Peakwellenlänge in dem Absorptionsband auf der Seite der niedrigsten Energie der Phosphoreszenzsubstanz und einer Peakwellenlänge des Emissionsspektrums des Exciplexes ist vorzugsweise niedriger als oder gleich 0,2 eV, wobei die Überlappung zwischen dem Absorptionsband und dem Emissionsspektrum groß ist. Obwohl das Absorptionsband auf der Seite der niedrigsten Energie der Phosphoreszenzsubstanz vorzugsweise ein Absorptionsband des Triplett-Anregungsniveaus ist, ist vorzugsweise das Absorptionsband auf der Seite der niedrigsten Energie ein Absorptionsband des Singulett-Anregungsniveaus, wenn ein TADF-Material anstatt der Phosphoreszenzsubstanz verwendet wird, wie nachstehend beschrieben wird.
  • In 1A ist die erste lichtemittierende Schicht 113a auf der Seite ausgebildet, auf der die erste Elektrode 101 ausgebildet wird, die als Anode dient, und die zweite lichtemittierende Schicht 113b auf der Seite ausgebildet, auf der die zweite Elektrode 102 ausgebildet wird, die als Kathode dient. Jedoch kann die Reihenfolge der Schichten umgekehrt sein. Mit anderen Worten kann die erste lichtemittierende Schicht 113a auf der Seite ausgebildet werden, auf der die zweite Elektrode 102 ausgebildet wird, die als Kathode dient, und die zweite lichtemittierende Schicht 113b auf der Seite ausgebildet werden, auf der die erste Elektrode 101 ausgebildet wird, die als Anode dient.
  • Es sei angemerkt, dass die Struktur des lichtemittierenden Elements bei dieser Ausführungsform effektiv ist, solange die lichtemittierende Substanz in der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b das Triplett-Anregungsniveau in Lumineszenz umwandeln kann. In der folgenden Beschreibung kann eine „Phosphoreszenzsubstanz” durch ein „thermisch aktiviertes, verzögertes Fluoreszenz-(thermally activated delayed fluorescent, TADF-)Material” ersetzt werden, und eine „Phosphoreszenzschicht” kann durch eine „TADF-Schicht” ersetzt werden. Das TADF-Material ist eine Substanz, die einen Triplett-Anregungszustand in einen Singulett-Anregungszustand aufwärts wandeln kann (d. h., umgekehrtes Intersystem-Crossing ist damit möglich), wobei eine geringe thermische Energie verwendet wird, und emittiert effizient Licht (Fluoreszenz) von dem Singulett-Anregungszustand. Die TADF wird unter der Bedingung effizient erhalten, bei der die Differenz der Energie zwischen dem Triplett-Anregungsniveau und dem Singulett-Anregungsniveau größer als oder gleich 0 eV und kleiner als oder gleich 0,2 eV, bevorzugt größer als oder gleich 0 eV und kleiner als oder gleich 0,1 eV ist. Sowohl die Phosphoreszenzsubstanz als auch das TADF-Material sind Substanzen, die die Triplett-Anregungsenergie in Lumineszenz umwandeln können.
  • (Ausführungsform 2)
  • Bei dieser Ausführungsform wird ein detailliertes Beispiel für die Struktur des bei der Ausführungsform 1 beschriebenen lichtemittierenden Elements anhand von 1A und 1B nachstehend beschrieben.
  • Ein lichtemittierendes Element bei dieser Ausführungsform beinhaltet zwischen einem Paar von Elektroden eine EL-Schicht, die eine Vielzahl von Schichten umfasst. Bei dieser Ausführungsform beinhaltet das lichtemittierende Element die erste Elektrode 101, die zweite Elektrode 102 und die EL-Schicht 103, die zwischen der ersten Elektrode 101 und der zweiten Elektrode 102 angeordnet ist. Es sei angemerkt, dass bei dieser Ausführungsform die erste Elektrode 101 als Anode dient und die zweite Elektrode 102 als Kathode dient. Mit anderen Worten kann eine Lichtemission erhalten werden, wenn eine Spannung zwischen der ersten Elektrode 101 und der zweiten Elektrode 102 derart angelegt wird, dass das Potential der ersten Elektrode 101 höher ist als dasjenige der zweiten Elektrode 102.
  • Da die erste Elektrode 101 als Anode dient, ist die erste Elektrode 101 vorzugsweise unter Verwendung eines/einer von Metallen, Legierungen, elektrisch leitenden Verbindungen mit einer hohen Austrittsarbeit (insbesondere einer Austrittsarbeit von 4,0 eV oder mehr), Gemischen davon und dergleichen ausgebildet. Konkrete Beispiele umfassen Indiumoxid-Zinnoxid (ITO: indium tin oxide), Indiumoxid-Zinnoxid, das Silizium oder Siliziumoxid enthält, Indiumoxid-Zinkoxid, und Indiumoxid, das Wolframoxid und Zinkoxid enthält (IWZO). Filme aus diesen elektrisch leitenden Metalloxiden werden gewöhnlich durch ein Sputterverfahren ausgebildet; sie können aber auch unter Anwendung eines Sol-Gel-Verfahrens oder dergleichen ausgebildet werden. Zum Beispiel wird Indiumoxid-Zinkoxid durch ein Sputterverfahren unter Verwendung eines Targets abgeschieden, das durch Zusatz von 1 Gew.-% bis 20 Gew.-% Zinkoxid zu Indiumoxid erhalten wird. Ein Film aus Indiumoxid, das Wolframoxid und Zinkoxid enthält (IWZO), kann durch ein Sputterverfahren unter Verwendung eines Targets ausgebildet werden, in dem 0,5 Gew.-% bis 5 Gew.-% Wolframoxid und 0,1 Gew.-% bis 1 Gew.-% Zinkoxid zu Indiumoxid zugesetzt sind. Außerdem können Gold (Au), Platin (Pt), Nickel (Ni), Wolfram (W), Chrom (Cr), Molybdän (Mo), Eisen (Fe), Kobalt (Co), Kupfer (Cu), Palladium (Pd), Nitride von Metallmaterialien (z. B. Titannitrid) und dergleichen angegeben werden. Graphen kann auch verwendet werden. Es sei angemerkt, dass dann, wenn ein später beschriebenes Verbundmaterial für eine Schicht verwendet wird, die in Kontakt mit der ersten Elektrode 101 in der EL-Schicht 103 ist, ein Elektrodenmaterial unabhängig von seiner Austrittsarbeit ausgewählt werden kann.
  • Es gibt keine besondere Beschränkung hinsichtlich der mehrschichtigen Struktur der EL-Schicht 103, solange die lichtemittierende Schicht 113 die bei der Ausführungsform 1 beschriebene Struktur aufweist. Zum Beispiel kann die EL-Schicht 103 ausgebildet sein, indem eine Lochinjektionsschicht, eine Lochtransportschicht, die lichtemittierende Schicht, eine Elektronentransportschicht, eine Elektroneninjektionsschicht, eine Ladungsträger-Sperrschicht, eine Zwischenschicht und dergleichen angemessen kombiniert werden. Bei dieser Ausführungsform weist die EL-Schicht 103 eine Struktur auf, bei der die Lochinjektionsschicht 111, die Lochtransportschicht 112, die lichtemittierende Schicht 113, die Elektronentransportschicht 114 und die Elektroneninjektionsschicht 115 in dieser Reihenfolge über der ersten Elektrode 101 geschichtet sind. Konkrete Beispiele für Materialien, die für jede Schicht verwendet sind, werden nachstehend angegeben.
  • Die Lochinjektionsschicht 111 ist eine Schicht, die eine Substanz mit einer hohen Lochinjektionseigenschaft enthält. Molybdänoxid, Vanadiumoxid, Rutheniumoxid, Wolframoxid, Manganoxid oder dergleichen können verwendet werden. Alternativ kann die Lochinjektionsschicht 111 unter Verwendung einer Verbindung auf Phthalocyanin-Basis, wie z. B. Phthalocyanin (Abkürzung: H2Pc) oder Kupferphthalocyanin (Abkürzung: CuPc); einer aromatischen Aminverbindung, wie z. B. 4,4'-Bis[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]biphenyl (Abkürzung: DPAB) oder N,N-Bis{4-[bis(3-methylphenyl)amino]phenyl}-N,N'-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin (Abkürzung: DNTPD); einer hochmolekularen Verbindung, wie z. B. Poly(3,4-ethylendioxythiophen)/poly(styrensulfonsäure) (PEDOT/PSS); oder dergleichen ausgebildet sein.
  • Alternativ kann ein Verbundmaterial, in dem eine Substanz mit einer Lochtransporteigenschaft eine Substanz mit einer Akzeptoreigenschaft enthält, für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet werden. Es sei angemerkt, dass die Verwendung einer solchen Substanz mit einer Lochtransporteigenschaft, die eine Substanz mit einer Akzeptoreigenschaft enthält, ermöglicht, dass ein Material zum Ausbilden einer Elektrode unabhängig von seiner Austrittsarbeit auswählt wird. Mit anderen Worten: Neben einem Material mit einer hohen Austrittsarbeit kann ein Material mit einer niedrigen Austrittsarbeit für die erste Elektrode 101 verwendet werden. Als Akzeptorsubstanz können 7,7,8,8-Tetracyano-2,3,5,6-tetrafluorchinodimethan (Abkürzung: F4-TCNQ), Chloranil und dergleichen angegeben werden. Des Weiteren können Übergangsmetalloxide angegeben werden. Außerdem können Oxide von Metallen, die zu Gruppen 4 bis 8 des Periodensystems gehören, verwendet werden. Insbesondere werden Vanadiumoxid, Nioboxid, Tantaloxid, Chromoxid, Molybdänoxid, Wolframoxid, Manganoxid und Rheniumoxid aufgrund ihrer hohen Elektronenakzeptoreigenschaften bevorzugt. Unter diesen wird Molybdänoxid besonders bevorzugt, da es an der Luft stabil ist, wenige hygroskopische Eigenschaft aufweist und leicht zu handhaben ist.
  • Als Substanz mit einer Lochtransporteigenschaft, die für das Verbundmaterial verwendet wird, kann eine von verschiedenen organischen Verbindungen, wie z. B. aromatischen Aminverbindungen, Carbazolderivaten, aromatischen Kohlenwasserstoffen und hochmolekularen Verbindungen (z. B. Oligomere, Dendrimere oder Polymere) verwendet werden. Es sei angemerkt, dass die organische Verbindung für das Verbundmaterial vorzugsweise eine organische Verbindung mit einer hohen Lochtransporteigenschaft ist. Insbesondere wird vorzugsweise eine Substanz mit einer Löcherbeweglichkeit von 10–6 cm2/Vs oder höher verwendet. Konkrete Beispiele für die organische Verbindung, die als Substanz mit einer Lochtransporteigenschaft in dem Verbundmaterial verwendet werden kann, werden nachstehend angegeben.
  • Beispiele für die aromatischen Aminverbindungen sind N,N'-Di(p-tolyl)-N,N'-diphenyl-p-phenylendiamin (Abkürzung: DTDPPA), 4,4'-Bis[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]biphenyl (Abkürzung: DPAB), N,N'-Bis{4-[bis(3-methylphenyl)amino]phenyl}-N,N'-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin (Abkürzung: DNTPD) und 1,3,5-Tris[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]benzol (Abkürzung: DPA3B).
  • Konkrete Beispiele für die Carbazolderivate, die für das Verbundmaterial verwendet werden können, sind 3-[N-(9-Phenylcarbazol-3-yl)-N-phenylamino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzPCA1), 3,6-Bis[N-(9-phenylcarbazol-3-yl)-N-phenylamino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzPCA2) und 3-[N-(1-Naphthyl)-N-(9-phenylcarbazol-3-yl)amino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzPCN1).
  • Weitere Beispiele für die Carbazolderivate, die für das Verbundmaterial verwendet werden können, sind 4,4'-Di(N-carbazolyl)biphenyl (Abkürzung: CBP), 1,3,5-Tris[4-(N-carbazolyl)phenyl]benzol (Abkürzung: TCPB), 9-[4-(10-Phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: CzPA) und 1,4-Bis[4-(N-carbazolyl)phenyl]-2,3,5,6-tetraphenylbenzol.
  • Beispiele für den aromatischen Kohlenwasserstoff, der für das Verbundmaterial verwendet werden kann, sind 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. Andere Beispiele sind Pentacen und Coronen. Der aromatische Kohlenwasserstoff, der eine Löcherbeweglichkeit von 1 × 10–6 cm2/Vs oder höher aufweist und 14 bis 42 Kohlenstoffatome aufweist, wird besonders bevorzugt.
  • Es sei angemerkt, dass die aromatischen Kohlenwasserstoffe, die für das Verbundmaterial verwendet werden können, ein Vinylgerüst aufweisen können. Beispiele für den aromatischen Kohlenwasserstoff mit einer Vinylgruppe umfassen 4,4'-Bis(2,2-diphenylvinyl)biphenyl (Abkürzung: DPVBi) und 9,10-Bis[4-(2,2-diphenylvinyl)phenyl]anthracen (Abkürzung: DPVPA).
  • Weitere Beispiele sind hochmolekulare Verbindungen, wie z. B. Poly(N-vinylcarbazol) (Abkürzung: PVK), Poly(4-vinyltriphenylamin) (Abkürzung: PVTPA), Poly[N-(4-{N'-[4-(4-diphenylamino)phenyl]phenyl-N'-phenylamino}phenyl)methacrylamid] (Abkürzung: PTPDMA) und Poly[N,N'-bis(4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)benzidin] (Abkürzung: Poly-TPD).
  • Durch Bereitstellen einer Lochinjektionsschicht kann eine hohe Lochinjektionseigenschaft erzielt werden, was ermöglicht, dass ein lichtemittierendes Element bei einer niedrigen Spannung betrieben wird.
  • Die Lochtransportschicht 112 ist eine Schicht, die eine Substanz mit einer Lochtransporteigenschaft enthält. Beispiele für die Substanz mit einer Lochtransporteigenschaft sind aromatische Aminverbindungen, wie z. B. 4,4'-Bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl (Abkürzung: NPB), N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamin (Abkürzung: TPD), 4,4',4''-Tris(N,N-diphenylamino)triphenylamin (Abkürzung: TDATA), 4,4',4''-Tris[N-(3-methylphenyl)-N-phenylamino]triphenylamin (Abkürzung: MTDATA), 4,4'-Bis[N-(spiro-9,9'-bifluoren-2-yl)-N-phenylamino]biphenyl (Abkürzung: BSPB) und 4-Phenyl-4'-(9-phenylfluoren-9-yl)triphenylamin (Abkürzung: BPAFLP). Die hier angegebenen Substanzen weisen hohe Lochtransporteigenschaften auf und sind hauptsächlich welche, die eine Löcherbeweglichkeit von 10–6 cm2/Vs oder höher aufweisen. Eine organische Verbindung, die beispielhaft für die Substanz mit einer Lochtransporteigenschaft in dem oben beschriebenen Verbundmaterial angegeben worden ist, kann auch für die Lochtransportschicht 112 verwendet werden. Außerdem kann eine hochmolekulare Verbindung, wie z. B. Poly(N-vinylcarbazol) (Abkürzung: PVK) und Poly(4-vinyltriphenylamin) (Abkürzung: PVTPA), auch verwendet werden. Es sei angemerkt, dass die Schicht, die eine Substanz mit einer Lochtransporteigenschaft enthält, nicht auf eine einzelne Schicht beschränkt ist und eine Schichtanordnung aus zwei oder mehr Schichten sein kann, die eine der vorstehenden Substanzen enthalten.
  • Wenn die erste lichtemittierende Schicht 113a auf der Anodenseite bei dem lichtemittierenden Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angeordnet ist, sind vorzugsweise das HOMO-Niveau einer für die Lochtransportschicht 112 verwendeten Substanz und das HOMO-Niveau eines Wirtsmaterials in der ersten lichtemittierenden Schicht 113a nahe aneinander (eine Energiedifferenz von 0,2 eV oder weniger). Dies kann verhindern, dass zu viele Löcher durch Einfangzustande eingefangen werden, und ermöglicht, dass Löcher in die erste lichtemittierende Schicht 113a und die zweite lichtemittierende Schicht 113b fließen. Daher können Fluoreszenz und Phosphoreszenz leicht in ausgewogener Weise mit einer hohen Effizienz erhalten werden.
  • Die lichtemittierende Schicht 113 weist die Struktur der bei der Ausführungsform 1 beschriebenen lichtemittierenden Schicht 113 auf. Mit anderen Worten sind die erste lichtemittierende Schicht 113a und die zweite lichtemittierende Schicht 113b über der ersten Elektrode in dieser Reihenfolge geschichtet. Ein Wirtsmaterial und eine Fluoreszenzsubstanz sind in der ersten lichtemittierenden Schicht 113a enthalten. Eine erste organische Verbindung, eine zweite organische Verbindung und eine Substanz, die die Triplett-Anregungsenergie in Lumineszenz umwandeln kann (eine Phosphoreszenzverbindung oder ein TADF-Material), sind in der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b enthalten. Bei dem lichtemittierenden Element dieser Ausführungsform bildet eine Kombination aus der ersten organischen Verbindung und der zweiten organischen Verbindung einen Exciplex. Der Exciplex kann Energie für die Substanz bereitstellen, die die Triplett-Anregungsenergie in Lumineszenz umwandeln kann, so dass Licht sowohl von der ersten lichtemittierenden Schicht 113a und als auch von der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b effizient emittiert werden kann.
  • Beispiele für ein Material, das als Fluoreszenzsubstanz in der ersten lichtemittierenden Schicht 113a verwendet werden kann, werden nachstehend angegeben. Es können auch andere Fluoreszenzmaterialien als diejenigen, die nachstehend angegeben werden, verwendet werden.
  • Beispiele für die Fluoreszenzsubstanz sind 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'-Bis[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]-N,N'-diphenyl-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-(9H-Carbazol-9-yl)-4'-(9,10-diphenyl-2-anthryl)triphenylamin (Abkürzung: 2YGAPPA), N,9-Diphenyl-N-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: PCAPA), Perylen, 2,5,8,11-Tetra-tert-butylperylen (Abkürzung: TBP), 4-(10-Phenyl-9-anthryl)-4'-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBAPA), N,N''-(2-tert-Butylanthracen-9,10-diyldi-4,1-phenylen)bis[N,N',N'-triphenyl-1,4-phenylendiamin] (Abkürzung: DPABPA), N,9-Diphenyl-N-[4-(9,10-diphenyl-2-anthryl)phenyl]-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: 2PCAPPA), N-[4-(9,10-Diphenyl-2-anthryl)phenyl]-N,N',N'-triphenyl-1,4-phenylendiamin (Abkürzung: 2DPAPPA), N,N,N',N',N'',N'',N''',N'''-Octaphenyldibenzo[g,p]chrysen-2,7,10,15-tetraamin (Abkürzung: DBC1), Cumarin 30, N-(9,10-Diphenyl-2-anthryl)-N,9-diphenyl-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: 2PCAPA), N-[9,10-Bis(1,1'-biphenyl-2-yl)-2-anthryl]-N,9-diphenyl-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: 2PCABPhA), N-(9,10-Diphenyl-2-anthryl)-N,N',N'-triphenyl-1,4-phenylendiamin (Abkürzung: 2DPAPA), N-[9,10-Bis(1,1'-biphenyl-2-yl)-2-anthryl]-N,N',N'-triphenyl-1,4-phenylendiamin (Abkürzung: 2DPABPhA), 9,10-Bis(1,1'-biphenyl-2-yl)-N-[4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl]-N-phenylanthracen-2-amin (Abkürzung: 2YGABPhA), N,N,9-Triphenylanthracen-9-amin (Abkürzung: DPhAPhA), Cumarin 545T, N,N'-Diphenylchinacridon (Abkürzung: DPQd), Rubren, 5,12-Bis(1,1'-biphenyl-4-yl)-6,11-diphenyltetracen (Abkürzung: BPT), 2-(2-{2-[4-(Dimethylamino)phenyl]ethenyl}-6-methyl-4H-pyran-4-yliden)propandinitril (Abkürzung: DCM1), 2-{2-Methyl-6-[2-(2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[ij]chinolizin-9-yl)ethenyl]-4H-pyran-4-yliden}propandinitril (Abkürzung: DCM2), N,N,N',N'-Tetrakis(4-methylphenyl)tetracen-5,11-diamin (Abkürzung: p-mPhTD), 7,14-Diphenyl-N,N,N',N'-tetrakis(4-methylphenyl)acenaphtho[1,2-a]fluoranthen-3,10-diamin (Abkürzung: p-mPhAFD), 2-{2-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}-4H-pyran-4-yliden)propandinitril (Abkürzung: BisDCM) und 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). Kondensierte aromatische Diaminverbindungen, wie typischerweise Pyrendiaminverbindungen, wie z. B. 1,6FLPAPrn und 1,6mMemFLPAPrn, werden aufgrund ihrer hohen Locheinfangeigenschaften, einer hohen Emissionseffizienz und hohen Zuverlässigkeit besonders bevorzugt.
  • Beispiele für eine Verbindung, die als Wirtsmaterial in der ersten lichtemittierenden Schicht 113a verwendet werden kann, werden nachstehend angegeben.
  • Die Beispiele umfassen Anthracenverbindung, wie z. B. 9-Phenyl-3-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: PCzPA), 9-[4-(10-Phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: CzPA), 7-[4-(10-Phenyl-9-anthryl)phenyl]-7H-dibenzo[c,g]carbazol (Abkürzung: cgDBCzPA), 6-[3-(9,10-Diphenyl-2-anthryl)phenyl]-benzo[b]naphtho[1,2-d]furan (Abkürzung: 2mBnfPPA) und 9-Phenyl-10-{4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)biphenyl-4'-yl}anthracen (Abkürzung: FLPPA). Die Verwendung einer Substanz mit einem Anthracengerüst als Wirtsmaterial ermöglicht, dass eine lichtemittierende Schicht, die eine hohe Emissionseffizienz und Beständigkeit aufweist, bereitgestellt wird. Insbesondere werden CzPA, cgDBCzPA, 2mBnfPPA und PCzPA aufgrund ihrer ausgezeichneten Eigenschaften besonders bevorzugt.
  • Eine Phosphoreszenzsubstanz und ein TADF-Material können in der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b als Substanz verwendet werden, die die Triplett-Anregungsenergie in Lumineszenz umwandeln kann. Beispiele für die Phosphoreszenzsubstanz und das TADF-Material werden nachstehend beschrieben.
  • Beispiele für die Phosphoreszenzsubstanz sind ein metallorganischer Iridiumkomplex mit einem 4H-Triazolgerüst, wie z. B. Tris{2-[5-(2-methylphenyl)-4-(2,6-dimethylphenyl)-4H-1,2,4-triazol-3-yl-κN2]phenyl-κC}iridium(III) (Abkürzung: Ir(mpptz-dmp)3), Tris(5-methyl-3,4-diphenyl-4H-1,2,4-triazolato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(Mptz)3) oder Tris[4-(3-biphenyl)-5-isopropyl-3-phenyl-4H-1,2,4-triazolato]iridium(III) (Abkürzung: Ir(iPrptz-3b)3); ein metallorganischer Iridiumkomplex mit einem 1H-Triazolgerüst, wie z. B. Tris[3-methyl-1-(2-methylphenyl)-5-phenyl-1H-1,2,4-triazolato]iridium(III) (Abkürzung: Ir(Mptz1-mp)3) oder Tris(1-methyl-5-phenyl-3-propyl-1H-1,2,4-triazolato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(Prptz1-Me)3); ein metallorganischer Iridiumkomplex mit einem Imidazolgerüst, wie z. B. fac-Tris[1-(2,6-diisopropylphenyl)-2-phenyl-1H-imidazol]iridium(III) (Abkürzung: Ir(iPrpmi)3) oder Tris[3-(2,6-dimethylphenyl)-7-methylimidazo[1,2-f]phenanthridinato]iridium(III) (Abkürzung: Ir(dmpimpt-Me)3); und ein metallorganischer Iridiumkomplex, in dem ein Phenylpyridinderivat mit einer elektronenziehenden Gruppe ein Ligand ist, wie z. B. Bis[2-(4',6'-difluorophenyl)pyridinato-N,C2']iridium(III)tetrakis(1-pyrazolyl)borat (Abkürzung: FIr6), Bis[2-(4',6'-difluorophenyl)pyridinato-N,C2']iridium(III)picolinat (Abkürzung: FIrpic), Bis{2-[3',5'-bis(trifluoromethyl)phenyl]pyridinato-N,C2'}iridium(III)picolinat (Abkürzung: Ir(CF3ppy)2(pic)) oder Bis[2-(4',6'-difluorophenyl)pyridinato-N,C2']iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: FIr(acac)). Diese sind Verbindungen, die blaue Phosphoreszenz emittieren und einen Emissionspeak bei 440 nm bis 520 nm aufweisen.
  • Weitere Beispiele sind metallorganische Iridiumkomplexe mit Pyrimidingerüsten, wie z. B. Tris(4-methyl-6-phenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(mppm)3), Tris(4-t-butyl-6-phenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(tBuppm)3), (Acetylacetonato)bis(6-methyl-4-phenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(mppm)2(acac)), (Acetylacetonato)bis-(6-tert-butyl-4-phenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(tBuppm)2(acac)), (Acetylacetonato)bis[6-(2-norbornyl)-4-phenylpyrimidinato]iridium(III) (Abkürzung: Ir(nbppm)2(acac)), (Acetylacetonato)bis[5-methyl-6-(2-methylphenyl)-4-phenylpyrimidinato]iridium(III) (Abkürzung: Ir(mpmppm)2(acac)) und (Acetylacetonato)bis(4,6-diphenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(dppm)2(acac)); metallorganische Iridiumkomplexe mit Pyrazingerüsten, wie z. B. (Acetylacetonato)bis(3,5-dimethyl-2-phenylpyrazinato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(mppr-Me)2(acac)) und (Acetylacetonato)bis(5-isopropyl-3-methyl-2-phenylpyrazinato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(mppr-iPr)2(acac)); metallorganische Iridiumkomplexe mit Pyridingerüsten, wie z. B. Tris(2-phenylpyridinato-N,C2')iridium(III) (Abkürzung: Ir(ppy)3), Bis(2-phenylpyridinato-N,C2')iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: Ir(ppy)2acac)), Bis(benzo[h]chinolinato)iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: Ir(bzq)2(acac)), Tris(benzo[h]chinolinato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(bzq)3), Tris(2-phenylchinolinato-N,C2')iridium(III) (Abkürzung: Ir(pq)3) und Bis(2-phenylchinolinato-N,C2')iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: Ir(pq)2(acac)); und ein Seltenerdmetallkomplex, wie z. B. Tris(acetylacetonato)(monophenanthrolin)terbium(III) (Abkürzung: Tb(acac)3(Phen)). Diese sind hauptsächlich Verbindungen, die grüne Phosphoreszenz emittieren, und weisen einen Emissionspeak bei 500 nm bis 600 nm auf. Es sei angemerkt, dass ein metallorganischer Iridiumkomplex mit einem Pyrimidingerüst bezeichnend hohe Zuverlässigkeit und eine Emissionseffizienz aufweist und somit besonders bevorzugt wird.
  • Weitere Beispiele sind (Diisobutyrylmethanato)bis[4,6-bis(3-methylphenyl)pyrimidinato]iridium(III) (Abkürzung: Ir(5mdppm)2(dibm)), Bis[4,6-bis(3-methylphenyl)pyrimidinato](dipivaloylmethanato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(5mdppm)2(dpm)) und Bis[4,6-di(naphthalen-1-yl)pyrimidinato](dipivaloylmethanato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(d1npm)2(dpm)); metallorganische Iridiumkomplexe mit Pyrazingerüsten, wie z. B. (Acetylacetonato)bis(2,3,5-triphenylpyrazinato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(tppr)2(acac)), Bis(2,3,5-triphenylpyrazinato)(dipivaloylmethanato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(tppr)2(dpm)) oder (Acetylacetonato)bis[2,3-bis(4-fluorophenyl)chinoxalinato]iridium(III) (Abkürzung: Ir(Fdpq)2(acac)); metallorganische Iridiumkomplexe mit Pyridingerüsten, wie z. B. Tris(1-phenylisochinolinato-N,C2')iridium(III) (Abkürzung: Ir(piq)3) und Bis(1-phenylisochinolinato-N,C2')iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: Ir(piq)2(acac)); ein Platinkomplex wie z. B. 2,3,7,8,12,13,17,18-Octaethyl-21H,23H-porphyrinplatin(II) (Abkürzung: PtOEP); und Seltenerdmetallkomplexe wie z. B. Tris(1,3-diphenyl-1,3-propandionato)(monophenanthrolin)europium(III) (Abkürzung: Eu(DBM)3(Phen)) und Tris[1-(2-thenoyl)-3,3,3-trifluoroacetonato](monophenanthrolin)europium(III) (Abkürzung: Eu(TTA)3(Phen)). Diese sind Verbindungen, die rote Phosphoreszenz emittieren, und weisen einen Emissionspeak bei 600 nm bis 700 nm auf. Der metallorganische Iridiumkomplex mit einem Pyrazingerüst kann rotes Licht mit einer günstigen Chromatizität (Farbart) emittieren.
  • Es können auch andere Phosphoreszenzmaterialien als diejenigen, die oben angegeben worden sind, verwendet werden.
  • Als TADF-Material können Materialien, die nachstehend angegeben werden, verwendet werden.
  • Ein Fulleren, ein Derivat davon, ein Acridinderivat wie z. B. Proflavin, Eosin oder dergleichen können verwendet werden. Es kann ein Metall enthaltendes Porphyrin, wie z. B. Porphyrin, das Magnesium (Mg), Zink (Zn), Cadmium (Cd), Zinn (Sn), Platin (Pt), Indium (In) oder Palladium (Pd) enthält, verwendet werden. Beispiele für das Metall enthaltende Porphyrin sind ein Protoporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (SnF2(Proto IX)), ein Mesoporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (SnF2(Meso IX)), ein Hematoporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (SnF2(Hemato IX)), ein Koproporphyrin-Tetramethylester-Zinnfluorid-Komplex (SnF2(Copro III-4Me)), ein Octaethylporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (SnF2(OEP)), ein Etioporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (SnF2(Etio I)) und ein Octaethylporphyrin-Platinchlorid-Komplex (PtCl2(OEP)), die nachstehend durch die Strukturformeln dargestellt werden.
    Figure DE112014003900T5_0002
  • Alternativ kann eine heterozyklische Verbindung, die einen π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring und einen π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring aufweist, verwendet werden, 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), das nachstehend durch die Strukturformel dargestellt wird. Die heterozyklische Verbindung wird aufgrund des π-elektronenreichen heteroaromatischen Rings und des π-elektronenarmen heteroaromatischen Rings vorzugsweise verwendet; deswegen sind die Elektronentransporteigenschaft und die Lochtransporteigenschaft hoch. Es sei angemerkt, dass eine Substanz, in der der π-elektronenreiche heteroaromatische Ring direkt an den π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring gebunden ist, besonders vorzugsweise verwendet wird, weil die Donatoreigenschaft des π-elektronenreichen heteroaromatischen Rings und die Akzeptoreigenschaft des π-elektronenarmen heteroaromatischen Rings beide erhöht werden und die Energiedifferenz zwischen dem S1-Niveau und dem T1-Niveau klein wird.
    Figure DE112014003900T5_0003
  • Es gibt keine besondere Beschränkung hinsichtlich der Materialien, die als erste organische Verbindung und zweite organische Verbindung verwendet werden können, solange die Kombination aus den Materialien die bei der Ausführungsform 1 beschriebenen Bedingungen erfüllt. Es können verschiedene Ladungsträgertransportmaterialien ausgewählt werden.
  • Beispiele für das Material mit einer Elektronentransporteigenschaft sind eine heterozyklische Verbindung mit einem Polyazolgerüst, wie z. B. Bis(10-hydroxybenzo[h]chinolinato)beryllium(II) (Abkürzung: BeBq2), Bis(2-methyl-8-chinolinolato)(4-phenylphenolato)aluminium(III) (Abkürzung: BAlq), Bis(8-chinolinolato)zink(II) (Abkürzung: Znq), Bis[2-(2-benzoxazolyl)phenolato]zink(II) (Abkürzung: ZnPBO) oder Bis[2-(2-benzothiazolyl)phenolato]zink(II) (Abkürzung: ZnBTZ); eine heterozyklische Verbindung mit einem Polyazolgerüst, wie z. B. 2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol (Abkürzung: PBD), 3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-(4-tert-butylphenyl)-1,2,4-triazol (Abkürzung: TAZ), 1,3-Bis[5-(p-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol-2-yl]benzol (Abkürzung: OXD-7), 9-[4-(5-Phenyl-1,3,4-oxadiazol-2-yl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: CO11), 2,2',2''-(1,3,5-Benzoltriyl)tris(1-phenyl-1H-benzimidazol) (Abkürzung: TPBI) oder 2-[3-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]-1-phenyl-1H-benzimidazol (Abkürzung: mDBTBIm-II); eine heterozyklische Verbindung mit einem Diazingerüst, 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) oder 4,6-Bis[3-(4-dibenzothienyl)phenyl]pyrimidin (Abkürzung: 4,6mDBTP2Pm-II); und eine heterozyklische Verbindung mit einem Pyridingerüst, wie z. B. 2-[3'-(Dibenzothiophen-4-yl)biphenyl-3-yl]dibenzo[f,h]chinolin (Abkürzung: 2mDBTBPDBQu-II), 3,5-Bis[3-(9H-carbazol-9-yl)phenyl]pyridin (Abkürzung: 35DCzPPy) oder 1,3,5-Tri[3-(3-pyridyl)phenyl]benzol (Abkürzung: TmPyPB). Unter den vorstehenden Materialien weisen eine heterozyklische Verbindung mit einem Diazingerüst und eine heterozyklische Verbindung mit einem Pyridingerüst hohe Zuverlässigkeit auf und werden somit bevorzugt. Insbesondere hat eine heterozyklische Verbindung mit einem Diazingerüst (Pyrimidingerüst oder Pyrazingerüst) eine hohe Elektronentransporteigenschaft, was zu einer Verringerung der Betriebsspannung beiträgt.
  • Beispiele für das Material mit einer Lochtransporteigenschaft sind eine Verbindung mit einem aromatischen Amingerüst, wie z. B. 4,4'-Bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl (Abkürzung: NPB), N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamin (Abkürzung: TPD), 4,4'-Bis[N-(spiro-9,9'-bifluoren-2-yl)-N-phenylamino]biphenyl (Abkürzung: BSPB), 4-Phenyl-4'-(9-phenylfluoren-9-yl)triphenylamin (Abkürzung: BPAFLP), 4-Phenyl-3'-(9-phenylfluoren-9-yl)triphenylamin (Abkürzung: mBPAFLP), 4-Phenyl-4'-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBA1BP), 4,4'-Diphenyl-4''-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBBi1BP), 4-(1-Naphthyl)-4'-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBANB), 4,4'-Di(1-naphthyl)-4''-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBNBB), 9,9-Dimethyl-N-phenyl-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]fluoren-2-amin (Abkürzung: PCBAF) oder N-Phenyl-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]spiro-9,9'-bifluoren-2-amin (Abkürzung: PCBASF); eine Verbindung mit einem Carbazolgerüst, 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) oder 3,3'-Bis(9-phenyl-9H-carbazol) (Abkürzung: PCCP); eine Verbindung mit einem Thiophengerüst, 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) oder 4-[4-(9-Phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]-6-phenyldibenzothiophen (Abkürzung: DBTFLP-IV); und eine Verbindung mit einem Furangerüst, wie z. B. 4,4',4''-(Benzol-1,3,5-triyl)tri(dibenzofuran) (Abkürzung: DBF3P-II) oder 4-{3-[3-(9-Phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]phenyl}dibenzofuran (Abkürzung: mmDBFFLBi-II). Unter den vorstehenden Materialien werden eine Verbindung mit einem aromatischen Amingerüst und eine Verbindung mit einem Carbazolgerüst bevorzugt, weil diese Verbindungen hochzuverlässig sind und hohe Lochtransporteigenschaften aufweisen, was zu einer Verringerung der Betriebsspannung beiträgt.
  • Es können Ladungsträgertransportmaterialien sowohl aus verschiedenen Substanzen als auch aus den oben angegebenen Ladungsträgertransportmaterialien ausgewählt werden. Es sei angemerkt, dass als erste organische Verbindung und zweite organische Verbindung vorzugsweise Substanzen ausgewählt werden, deren Triplett-Niveau (eine Differenz der Energie zwischen einem Grundzustand und einem Triplett-Anregungszustand) höher ist als das Triplett-Niveau der Phosphoreszenzverbindung. Außerdem wird die Kombination aus der ersten organischen Verbindung und der zweiten organischen Verbindung vorzugsweise derart ausgewählt, dass ein Exciplex gebildet wird, der Licht emittiert, dessen Wellenlänge eine Wellenlänge auf der Seite der niedrigsten Energie eines Absorptionsbandes der Phosphoreszenzsubstanz überlappt.
  • Ferner ist die Kombination aus einem Material mit einer Elektronentransporteigenschaft als eine der ersten organischen Verbindung und der zweiten organischen Verbindung und einem Material mit einer Lochtransporteigenschaft als die andere organische Verbindung zur Bildung eines Exciplexes vorteilhaft. Die Transporteigenschaft der lichtemittierenden Schicht kann leicht reguliert werden, und ein Rekombinationsbereich kann leicht reguliert werden, indem die Menge jeder der enthaltenen Verbindung geändert wird. Das Verhältnis der enthaltenen Menge jeder des enthaltenen Materials mit einer Lochtransporteigenschaft zur Menge jeder des enthaltenen Materials mit einer Elektronentransporteigenschaft kann 1:9 bis 9:1 sein.
  • Die lichtemittierende Schicht 113 mit der oben beschriebenen Struktur kann durch Co-Verdampfung mittels eines Vakuumverdampfungsverfahrens oder ein Tintenstrahlverfahren, ein Rotationsbeschichtungsverfahren, ein Tauchbeschichtungsverfahren oder dergleichen, bei dem ein Lösungsgemisch verwendet wird, ausgebildet werden.
  • Es sei angemerkt, dass, obwohl bei dieser Ausführungsform die Struktur beschrieben wird, bei der die erste lichtemittierende Schicht 113a auf der Anodenseite ausgebildet ist und die zweite lichtemittierende Schicht 113b auf der Kathodenseite ausgebildet ist, die Reihenfolge der Schichten umgekehrt sein kann. Mit anderen Worten kann die zweite lichtemittierende Schicht 113b auf der Anodenseite ausgebildet sein, und die erste lichtemittierende Schicht 113a kann auf der Kathodenseite ausgebildet sein.
  • Die zweite lichtemittierende Schicht 113b kann in zwei oder mehr Schichten geteilt sein, und die geteilten Schichten können unterschiedliche lichtemittierende Substanzen enthalten. Insbesondere kommt vorzugsweise eine Struktur zum Einsatz, bei der die zweite lichtemittierende Schicht 113b in eine erste Phosphoreszenzschicht, die rotes Licht (d. h. Licht mit einem Peak des Emissionsspektrums bei 580 nm bis 680 nm) emittiert, und eine zweite Phosphoreszenzschicht geteilt ist, die grünes Licht (d. h. Licht mit einem Peak des Emissionsspektrums bei 500 nm bis 560 nm) emittiert, und die erste lichtemittierende Schicht 113a blaues Licht (d. h. Licht mit einem Peak des Emissionsspektrums bei 400 nm bis 480 nm) emittiert, wodurch weiße Lichtemission mit einer vorteilhaften Farbwiedergabeeigenschaft erhalten werden kann. Es sei angemerkt, dass in diesem Fall die erste lichtemittierende Schicht 113a, die erste Phosphoreszenzschicht und die zweite Phosphoreszenzschicht für hohe Beständigkeit vorzugsweise in dieser Reihenfolge übereinander geschichtet sind. Darüber hinaus wird die erste lichtemittierende Schicht 113a vorzugsweise auf der Anodenseite ausgebildet, wodurch vorteilhafte Eigenschaften erhalten werden können.
  • Die andere Struktur und Wirkung der lichtemittierenden Schicht 113 sind gleich wie diejenigen bei der Ausführungsform 1. Auf die Ausführungsform 1 ist zu verweisen.
  • Die Elektronentransportschicht 114 ist eine Schicht, die eine Substanz mit einer Elektronentransporteigenschaft enthält. Beispielsweise wird die Elektronentransportschicht 114 unter Verwendung eines Metallkomplexes mit einem Chinolingerüst oder einem Benzochinolingerüst, wie z. B. Tris(8-chinolinolato)aluminium (Abkürzung: Alq), Tris(4-methyl-8-chinolinolato)aluminium (Abkürzung: Almq3), Bis(10-hydroxybenzo[h]chinolinato)beryllium (Abkürzung: BeBq2) oder Bis(2-methyl-8-chinolinolato)(4-phenylphenolato)aluminium (Abkürzung: BAlq), oder dergleichen ausgebildet werden. Ein Metallkomplex mit einem Liganden auf Oxazol-Basis oder Thiazol-Basis, wie z. B. Bis[2-(2-hydroxyphenyl)benzoxazolato]zink (Abkürzung: Zn(BOX)2) oder Bis[2-(2-hydroxyphenyl)benzothiazolato]zink (Abkürzung: Zn(BTZ)2), oder dergleichen kann auch verwendet werden. Neben den Metallkomplexen kann auch 2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol (Abkürzung: PBD), 1,3-Bis[5-(p-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol-2-yl]benzol (Abkürzung: OXD-7), 3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-(4-tert-butylphenyl)-1,2,4-triazol (Abkürzung: TAZ), Bathophenanthrolin (Abkürzung: BPhen), Bathocuproin (Abkürzung: BCP) oder dergleichen verwendet werden. Die hier angegebenen Substanzen weisen hohe Elektronentransporteigenschaften auf und sind hauptsächlich solche, die eine Elektronenbeweglichkeit von 10–6 cm2/Vs oder höher aufweisen. Es sei angemerkt, dass eines der oben angegebenen Wirtsmaterialien mit Elektronentransporteigenschaften für die Elektronentransportschicht 114 verwendet werden kann.
  • Die Elektronentransportschicht 114 ist nicht auf eine einzelne Schicht beschränkt und kann eine Schichtanordnung aus zwei oder mehr Schichten sein, die jeweils eine der oben angegebenen Substanzen enthalten.
  • Eine Schicht zum Steuern des Transports von Elektronenladungsträgern kann zwischen der Elektronentransportschicht und der lichtemittierenden Schicht bereitgestellt werden. Diese ist eine Schicht, die durch Zusatz einer kleinen Menge von einer Substanz mit einer hohen Elektroneneinfangeigenschaft zu den vorstehenden Materialien mit einer hohen Elektronentransporteigenschaft ausgebildet wird, und die Schicht kann das Ladungsträgergleichgewicht durch Verzögern des Transports von Elektronenladungsträgern regulieren. Eine solche Struktur ist sehr effektiv zum Verhindern eines Problems (z. B. einer Verkürzung der Lebensdauer des Elements), das erfolgt, wenn Elektronen die lichtemittierende Schicht passieren.
  • Eine Elektroneninjektionsschicht 115 kann in Kontakt mit der zweiten Elektrode 102 zwischen der Elektronentransportschicht 114 und der zweiten Elektrode 102 angeordnet sein. Für die Elektroneninjektionsschicht 115 kann ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall oder eine Verbindung davon, wie z. B. Lithiumfluorid (LiF), Cäsiumfluorid (CsF) oder Calciumfluorid (CaF2), verwendet werden. Beispielsweise kann eine Schicht, die unter Verwendung einer Substanz mit einer Elektronentransporteigenschaft ausgebildet ist und ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall oder eine Verbindung davon enthält, verwendet werden. Es sei angemerkt, dass eine Schicht, die unter Verwendung einer Substanz mit einer Elektronentransporteigenschaft ausgebildet ist und ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall enthält, vorzugsweise als die Elektroneninjektionsschicht 115 verwendet wird, wodurch eine Elektroneninjektion aus der zweiten Elektrode 102 effizient durchgeführt wird.
  • Für die zweite Elektrode 102 kann eines/eine von Metallen, Legierungen, elektrisch leitenden Verbindungen und Gemischen davon, die eine niedrige Austrittsarbeit (insbesondere eine Austrittsarbeit von 3,8 eV oder weniger) aufweisen, oder dergleichen verwendet werden. Konkrete Beispiele für ein solches Kathodenmaterial sind Elemente, die zu Gruppen 1 und 2 des Periodensystems gehören, wie beispielsweise Alkalimetalle (z. B. Lithium (Li) und Cäsium (Cs)), Magnesium (Mg), Calcium (Ca) und Strontium (Sr), Legierungen davon (z. B. MgAg und AlLi), Seltenerdmetalle, wie z. B. Europium (Eu) und Ytterbium (Yb) und Legierungen davon. Jedoch kann dann, wenn die Elektroneninjektionsschicht zwischen der zweiten Elektrode 102 und der Elektronentransportschicht angeordnet ist, für die zweite Elektrode 102 eines von verschiedenen leitenden Materialien, wie z. B. Al, Ag, ITO oder Indiumoxid-Zinnoxid, das Silizium oder Siliziumoxid enthält, unabhängig von der Austrittsarbeit verwendet werden. Diese leitenden Materialien können durch ein Sputterverfahren, ein Tintenstrahlverfahren, ein Rotationsbeschichtungsverfahren oder dergleichen abgeschieden werden.
  • Eines von verschiedenen Verfahren kann verwendet werden, um die EL-Schicht 103 auszubilden, unabhängig davon, ob es sich bei ihm um einen Trockenprozess oder einen Nassprozess handelt. Zum Beispiel kann ein Vakuumverdampfungsverfahren, ein Tintenstrahlverfahren oder ein Rotationsbeschichtungsverfahren zum Einsatz kommen. Ein unterschiedliches Herstellungsverfahren kann für jede Elektrode oder jede Schicht zum Einsatz kommen.
  • Die Elektrode kann durch ein Nassverfahren unter Verwendung eines Sol-Gel-Verfahrens oder durch ein Nassverfahren unter Verwendung einer Paste eines Metallmaterials ausgebildet werden. Alternativ kann die Elektrode durch ein Trockenverfahren, wie z. B. ein Sputterverfahren oder ein Vakuumverdampfungsverfahren, ausgebildet werden.
  • Bei dem lichtemittierenden Element mit der oben beschriebenen Struktur fließt Strom infolge einer Potentialdifferenz zwischen der ersten Elektrode 101 und der zweiten Elektrode 102, und Löcher und Elektronen rekombinieren in der lichtemittierenden Schicht 113, die eine Substanz mit einer hohen lichtemittierenden Eigenschaft enthält, so dass Licht emittiert wird. Das heißt, dass ein lichtemittierender Bereich in der lichtemittierenden Schicht 113 gebildet wird.
  • Eine Lichtemission wird nach außen durch die erste Elektrode 101 und/oder die zweite Elektrode 102 extrahiert. Daher sind/ist die erste Elektrode 101 und/oder die zweite Elektrode 102 lichtdurchlässige Elektroden.
  • Es sei angemerkt, dass die Struktur der EL-Schicht 103, die zwischen der ersten Elektrode 101 und der zweiten Elektrode 102 angeordnet ist, nicht auf die oben beschriebene Struktur beschränkt ist. Vorzugsweise ist ein lichtemittierender Bereich, in dem Löcher und Elektronen rekombinieren, von der ersten Elektrode 101 und der zweiten Elektrode 102 entfernt positioniert, so dass Löschung infolge der Nähe des lichtemittierenden Bereichs und eines Metalls, das für Elektroden und Ladungsträgerinjektionsschichten verwendet wird, verhindert werden kann.
  • Damit die Energieübertragung von einem in der lichtemittierenden Schicht erzeugten Exziton unterdrückt werden kann, werden vorzugsweise die Lochtransportschicht und die Elektronentransportschicht, die in Kontakt mit der lichtemittierenden Schicht 113 sind, besonders eine Ladungsträgertransportschicht in Kontakt mit einer Seite, die näher an dem lichtemittierenden Bereich in der lichtemittierenden Schicht 113 ist, unter Verwendung einer Substanz ausgebildet, die eine größere Bandlücke aufweist als die lichtemittierende Substanz der lichtemittierenden Schicht oder die Emissionszentrum-Substanz, die in der lichtemittierenden Schicht enthalten ist.
  • Ein lichtemittierendes Element dieser Ausführungsform ist vorzugsweise über einem Substrat aus Glas, Kunststoff oder dergleichen hergestellt. Als Weise zum Anordnen von Schichten über dem Substrat können Schichten aufeinander von der Seite der ersten Elektrode 101 oder aufeinander von der Seite der zweiten Elektrode 102 geschichtet werden. Obwohl in einer lichtemittierenden Vorrichtung ein einziges lichtemittierendes Element über einem Substrat hergestellt werden kann, kann eine Vielzahl von lichtemittierenden Elementen über einem Substrat hergestellt werden. Wenn eine Vielzahl von lichtemittierenden Elementen, wie oben beschrieben worden ist, über einem Substrat ausgebildet wird, kann eine Beleuchtungsvorrichtung, bei der Elemente geteilt sind, oder eine lichtemittierende Passivmatrix-Vorrichtung hergestellt werden. Ein lichtemittierendes Element kann über einer Elektrode, die elektrisch mit beispielsweise einem Feldeffekttransistor (field-effect transistor, FET) verbunden ist, der über einem Substrat aus Glas, Kunststoff oder dergleichen ausgebildet ist, ausgebildet werden, so dass eine lichtemittierende Aktivmatrix-Vorrichtung, bei der der FET den Betrieb des lichtemittierenden Elements steuert, hergestellt werden kann. Es sei angemerkt, dass die Struktur des FET nicht besonders beschränkt ist. Zusätzlich ist auch die Kristallinität eines für den FET verwendeten Halbleiters nicht besonders beschränkt; ein amorpher Halbleiter oder ein kristalliner Halbleiter kann verwendet werden. Zusätzlich kann eine Treiberschaltung in einem FET-Substrat mit einem n-Typ-FET und einem p-Typ-FET oder entweder mit einem n-Typ-FET oder mit einem p-Typ-FET ausgebildet sein.
  • Es sei angemerkt, dass diese Ausführungsform angemessen mit einer der anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann.
  • Als Nächstes wird eine Art eines lichtemittierenden Elements mit einer Struktur, bei der eine Vielzahl von lichtemittierenden Einheiten geschichtet ist (nachstehend auch als mehrschichtiges Element bezeichnet), anhand von 1B beschrieben. Bei diesem lichtemittierenden Element ist eine Vielzahl von lichtemittierenden Einheiten zwischen einer ersten Elektrode und einer zweiten Elektrode bereitgestellt. Eine lichtemittierende Einheit weist eine Struktur auf, wie diejenige, die der EL-Schicht 103 in 1A ähnlich ist. Mit anderen Worten beinhaltet das lichtemittierende Element in 1A eine einzelne lichtemittierende Einheit; das lichtemittierende Element bei dieser Ausführungsform beinhaltet eine Vielzahl von lichtemittierenden Einheiten.
  • In 1B sind eine erste lichtemittierende Einheit 511 und eine zweite lichtemittierende Einheit 512 zwischen einer ersten Elektrode 501 und einer zweiten Elektrode 502 geschichtet, und eine Ladungserzeugungsschicht 513 ist zwischen der ersten lichtemittierenden Einheit 511 und der zweiten lichtemittierenden Einheit 512 bereitgestellt. Die erste Elektrode 501 und die zweite Elektrode 502 entsprechen der ersten Elektrode 101 bzw. der zweiten Elektrode 102 in 1A, und die bei der Beschreibung für 1A angegebenen Materialien können verwendet werden. Des Weiteren können die erste lichtemittierende Einheit 511 und die zweite lichtemittierende Einheit 512 die gleiche Struktur oder unterschiedliche Strukturen aufweisen.
  • Die Ladungserzeugungsschicht 513 enthält ein Verbundmaterial aus einer organischen Verbindung und einem Metalloxid. Als Verbundmaterial aus der organischen Verbindung und dem Metalloxid kann das Verbundmaterial verwendet werden, das für die Lochinjektionsschicht 111 in 1A verwendet werden kann. Als organische Verbindung wird vorzugsweise eine Verbindung mit eine Löcherbeweglichkeit von 1 × 10–6 cm2/Vs oder höher verwendet. Es sei angemerkt, dass eine andere beliebige Substanz verwendet werden kann, solange die Substanz eine höhere Lochtransporteigenschaft als eine Elektronentransporteigenschaft aufweist. Das Verbundmaterial aus der organischen Verbindung und dem Metalloxid kann wegen der ausgezeichneten Ladungsträgerinjektionseigenschaft und Ladungsträgertransporteigenschaft einen Betrieb bei einer niedrigen Spannung und mit einem niedrigen Strom erzielen. Es sei angemerkt, dass dann, wenn eine Oberfläche einer lichtemittierenden Einheit auf der Anodenseite in Kontakt mit einer Ladungserzeugungsschicht ist, die Ladungserzeugungsschicht auch als Lochtransportschicht der lichtemittierenden Einheit dienen kann; daher muss in der lichtemittierenden Einheit eine Lochtransportschicht nicht notwendigerweise ausgebildet sein.
  • Die Ladungserzeugungsschicht 513 kann eine mehrschichtige Struktur aus einer Schicht, die das Verbundmaterial aus einer organischen Verbindung und einem Metalloxid enthält, und einer Schicht, die ein anderes Material enthält, aufweisen. Beispielsweise kann eine Schicht, die ein Verbundmaterial aus der organischen Verbindung und dem Metalloxid enthält, mit einer Schicht kombiniert werden, die eine Verbindung einer Substanz, die aus Substanzen mit einer Elektronen abgebenden Eigenschaft ausgewählt wird, und eine Verbindung mit einer hohen Elektronentransporteigenschaft enthält. Außerdem kann eine Schicht, die ein Verbundmaterial aus der organischen Verbindung und dem Metalloxid enthält, mit einem durchsichtigen leitenden Film kombiniert werden.
  • Die Ladungserzeugungsschicht 513, die zwischen der ersten lichtemittierenden Einheit 511 und der zweiten lichtemittierenden Einheit 512 eingelagert ist, kann eine beliebige Struktur aufweisen, solange Elektronen in eine lichtemittierende Einheit auf einer Seite injiziert werden können und Löcher in eine lichtemittierende Einheit auf der anderen Seite injiziert werden können, wenn eine Spannung zwischen der ersten Elektrode 501 und der zweiten Elektrode 502 angelegt wird. Zum Beispiel kann in 1B eine beliebige Schicht als die Ladungserzeugungsschicht 513 verwendet werden, solange die Schicht Elektronen in die erste lichtemittierenden Einheit 511 und Löcher in die zweite lichtemittierende Einheit 512 injiziert, wenn eine Spannung derart angelegt wird, dass das Potential der ersten Elektrode höher ist als dasjenige der zweiten Elektrode.
  • Das lichtemittierende Element, das zwei lichtemittierende Einheiten aufweist, wird anhand von 1B beschrieben; jedoch kann die vorliegende Erfindung gleichermaßen auf ein lichtemittierendes Element angewendet werden, bei dem drei oder mehr lichtemittierende Einheiten geschichtet sind. Wenn eine Vielzahl von lichtemittierenden Einheiten, die durch die Ladungserzeugungsschicht geteilt sind, zwischen einem Paar von Elektroden, wie bei dem lichtemittierenden Element dieser Ausführungsform, angeordnet ist, ist es möglich, ein lichtemittierendes Element bereitzustellen, das Licht mit hoher Leuchtdichte emittieren kann, wobei die Stromdichte niedrig gehalten ist, und eine lange Lebensdauer aufweist. Außerdem ist es möglich, eine lichtemittierende Vorrichtung zu erzielen, die bei einer niedrigen Spannung betrieben werden kann und einen geringen Stromverbrauch aufweist.
  • Wenn die oben beschriebenen Struktur der lichtemittierenden Schicht 113 auf mindestens eine der Vielzahl von Einheiten angewendet wird, kann die Anzahl von Herstellungsschritten der Einheit verringert werden; folglich kann ein mehrfarbiges lichtemittierendes Element bereitgestellt werden, das zur Praxis geeignet ist.
  • Die oben beschriebene Struktur kann mit einer der Strukturen bei dieser Ausführungsform und den anderen Ausführungsformen kombiniert werden.
  • (Ausführungsform 3)
  • Bei dieser Ausführungsform wird eine lichtemittierende Vorrichtung beschrieben, die das bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebene lichtemittierende Element beinhaltet.
  • Bei dieser Ausführungsform wird die lichtemittierende Vorrichtung, die unter Verwendung des bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebenen lichtemittierenden Elements hergestellt wird, anhand von 2A und 2B beschrieben. Es sei angemerkt, dass 2A eine Draufsicht auf die lichtemittierenden Vorrichtung ist und dass 2B eine Querschnittsansicht entlang den Linien A-B und C-D in 2A ist. Diese lichtemittierende Vorrichtung beinhaltet einen Treiberschaltungsabschnitt (Sourceleitungstreiberschaltung) 601, einen Pixelabschnitt 602 und einen Treiberschaltungsabschnitt (Gateleitungstreiberschaltung) 603, die die Lichtemission des lichtemittierenden Elements steuern und mit Punktlinien bezeichnet sind. Ein Bezugszeichen 604 bezeichnet ein Dichtungssubstrat; 605 ein Dichtungsmittel; und 607 einen Raum, der von dem Dichtungsmittel 605 umgeben ist.
  • Es sei angemerkt, dass eine Anschlussleitung 608 eine Leitung zum Übermitteln von Signalen, die in die Sourceleitungstreiberschaltung 601 und die Gateleitungstreiberschaltung 603 eingegeben werden, und zum Empfangen eines Videosignals, eines Taktsignals, eines Startsignals, eines Rücksetzsignals und dergleichen aus einer FPC (flexible printed circuit, flexiblen gedruckten Schaltung) 609 ist, die als externer Eingangsanschluss dient. Obwohl hier nur die FPC dargestellt ist, kann eine gedruckte Leiterplatte (printed wiring board, PWB) an der FPC befestigt sein. Die lichtemittierende Vorrichtung in der vorliegenden Beschreibung umfasst in ihrer Kategorie nicht nur die lichtemittierende Vorrichtung selbst, sondern auch die lichtemittierende Vorrichtung, die mit der FPC oder der PWB versehen ist.
  • Als Nächstes wird eine Querschnittsstruktur anhand von 2B beschrieben. Der Treiberschaltungsabschnitt und der Pixelabschnitt sind über einem Elementsubstrat 610 ausgebildet. Die Sourceleitungstreiberschaltung 601, die ein Treiberschaltungsabschnitt ist, und eines der Pixel in dem Pixelabschnitt 602 sind hier dargestellt.
  • In der Sourceleitungstreiberschaltung 601 ist eine CMOS-Schaltung ausgebildet, bei der ein n-Kanal-FET 623 und ein p-Kanal-FET 624 kombiniert sind. Zusätzlich kann die Treiberschaltung mit einer von verschiedenen Schaltungen ausgebildet sein, wie beispielsweise einer CMOS-Schaltung, einer PMOS-Schaltung und einer NMOS-Schaltung. Obwohl bei dieser Ausführungsform ein treiberintegrierter Typ beschrieben ist, bei dem eine Treiberschaltung über einem Substrat ausgebildet ist, ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht auf diesen Typ beschränkt, und die Treiberschaltung kann außerhalb des Substrats ausgebildet sein.
  • Der Pixelabschnitt 602 umfasst 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 Strom steuernden FET 612 verbunden ist, beinhalten. Ein Isolator 614 ist ausgebildet, um Endabschnitte der ersten Elektrode 613 zu bedecken. Bei dieser Ausführungsform wird der Isolator 614 unter Verwendung eines positiven lichtempfindlichen Acrylharzfilms ausgebildet.
  • Der Isolator 614 weist vorzugsweise eine gekrümmte Oberfläche mit einer Krümmung an einem oberen Endabschnitt oder einem unteren Endabschnitt auf. Zum Beispiel weist dann, wenn ein positives lichtempfindliches Acrylharz für ein Material des Isolators 614 verwendet wird, nur der obere Endabschnitt des Isolators 614 eine Oberfläche mit einem Krümmungsradius (0,2 μm bis 3 μm) auf. Als der Isolator 614 kann entweder ein negatives lichtempfindliches Harz oder ein positives lichtempfindliches Harz verwendet werden.
  • Eine EL-Schicht 616 und eine zweite Elektrode 617 sind über der ersten Elektrode 613 ausgebildet. Als Material für die erste Elektrode 613, die als Anode dient, wird vorzugsweise ein Material mit einer hohen Austrittsarbeit verwendet. Zum Beispiel kann ein einschichtiger Film aus einem ITO-Film, einem Indiumzinnoxidfilm, der Silizium enthält, einem Indiumoxidfilm, der 2 Gew.-% bis 20 Gew.-% Zinkoxid enthält, einem Titannitridfilm, einem Chromfilm, einem Wolframfilm, einem Zn-Film, einem Pt-Film oder dergleichen, eine Schichtanordnung, die einen Titannitridfilm und einen Film umfasst, der Aluminium als Hauptbestandteil enthält, eine Schichtanordnung, die drei Schichten aus einem Titannitridfilm, einem Film, der Aluminium als Hauptbestandteil enthält, und einem Titannitridfilm umfasst, oder dergleichen verwendet werden. Die mehrschichtige Struktur ermöglicht einen niedrigen Leitungswiderstand, einen guten ohmschen Kontakt und eine Funktion als Anode.
  • Die EL-Schicht 616 wird durch eines von verschiedenen Verfahren ausgebildet, wie z. B. einem Verdampfungsverfahren, bei dem eine Verdampfungsmaske verwendet wird, einem Tintenstrahlverfahren und einem Rotationsbeschichtungsverfahren. Die EL-Schicht 616 weist eine Struktur auf, die der bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebenen Struktur ähnlich ist. Als weiteres Material, das in der EL-Schicht 616 enthalten ist, kann eine beliebige der Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht und der Verbindungen mit hohem Molekulargewicht (darunter auch Oligomer und Dendrimer) verwendet werden.
  • Als Material für die zweite Elektrode 617, die über der EL-Schicht 616 ausgebildet ist und als Kathode dient, wird vorzugsweise ein Material mit einer niedrigen Austrittsarbeit (z. B. Al, Mg, Li, Ca oder eine Legierung oder eine Verbindung davon, wie beispielsweise MgAg, MgIn oder AlLi) verwendet. Wenn das in der EL-Schicht 616 erzeugte Licht die zweite Elektrode 617 passiert, wird vorzugsweise eine Schichtanordnung aus einem dünnen Metallfilm und einem durchsichtigen leitenden Film (z. B. ITO, Indiumoxid, das 2 Gew.-% bis 20 Gew.-% Zinkoxid enthält, Indiumzinnoxid, das Silizium enthält, oder Zinkoxid (ZnO)) für die zweite Elektrode 617 verwendet.
  • Es sei angemerkt, dass das lichtemittierende Element mit der ersten Elektrode 613, der EL-Schicht 616 und der zweiten Elektrode 617 gebildet ist. Das lichtemittierende Element weist die bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebene Struktur auf. In der lichtemittierenden Vorrichtung dieser Ausführungsform kann der Pixelabschnitt, der eine Vielzahl von lichtemittierenden Elementen umfasst, sowohl das bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebene lichtemittierende Element als auch ein lichtemittierendes Element mit einer anderen Struktur beinhalten.
  • Das Dichtungssubstrat 604 ist mit dem Dichtungsmittel 605 an dem Elementsubstrat 610 befestigt, so dass das lichtemittierende Element 618 in dem Raum 607 angeordnet ist, der von dem Elementsubstrat 610, dem Dichtungssubstrat 604 und dem Dichtungsmittel 605 umgeben ist. Der Raum 607 kann mit einem Füllstoff gefüllt sein, und er kann mit einem Inertgas (wie z. B. Stickstoff oder Argon) oder mit dem Dichtungsmittel 605 gefüllt sein. Vorzugsweise ist das Dichtungssubstrat mit einem vertieften Teil versehen und ist das Trocknungsmittel 625 in dem vertieften Teil angeordnet, wobei eine Verschlechterung wegen der Feuchtigkeit unterdrückt werden kann.
  • Ein Harz auf Epoxid-Basis oder eine Glasfritte wird vorzugsweise für das Dichtungsmittel 605 verwendet. Vorzugsweise lässt ein solches Material so weit wie möglich keine Feuchtigkeit oder keinen Sauerstoff durch. Als das Dichtungssubstrat 604 kann ein Glassubstrat, ein Quarzsubstrat oder ein Kunststoffsubstrat aus faserverstärktem Kunststoff (fiber reinforced plastic, FRP), Poly(vinylfluorid) (PVF), Polyester, Acryl oder dergleichen verwendet werden.
  • Wie oben beschrieben worden ist, kann die lichtemittierende Vorrichtung, die das bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebene lichtemittierende Element beinhaltet, erhalten werden.
  • 3A und 3B stellen jeweils ein Beispiel für eine lichtemittierende Vorrichtung dar, in der Vollfarbanzeige durch Ausbilden eines weißes Licht emittierenden Elements und Bereitstellen einer Farbschicht (eines Farbfilters) und dergleichen erzielt wird. In 3A sind ein Substrat 1001, ein Basis-Isolierfilm 1002, ein Gate-Isolierfilm 1003, Gate-Elektroden 1006, 1007 und 1008, ein erster Zwischenschicht-Isolierfilm 1020, ein zweiter Zwischenschicht-Isolierfilm 1021, ein Peripherieabschnitt 1042, ein Pixelabschnitt 1040, ein Treiberschaltungsabschnitt 1041, erste Elektroden 1024W, 1024R, 1024G und 1024B von lichtemittierenden Elementen, eine Trennwand 1025, eine EL-Schicht 1028, eine zweite Elektrode 1029 der lichtemittierenden Elemente, ein Dichtungssubstrat 1031, ein Dichtungsmittel 1032 und dergleichen gezeigt.
  • In 3A sind Farbschichten (eine rote Farbschicht 1034R, eine grüne Farbschicht 1034G und eine blaue Farbschicht 1034B) an einem durchsichtigen Basismaterial 1033 bereitgestellt. Eine schwarze Schicht (eine Schwarzmatrix) 1035 kann zusätzlich bereitgestellt sein. Das durchsichtige Basismaterial 1033, das mit den Farbschichten und der schwarzen Schicht versehen ist, ist positioniert und an dem Substrat 1001 befestigt. Es sei angemerkt, dass die Farbschichten und die schwarze Schicht mit einer Bedeckungsschicht 1036 bedeckt sind. In 3A passiert das von einem Teil der lichtemittierenden Schicht emittierte Licht nicht die Farbschichten, während das von dem anderen Teil der lichtemittierenden Schicht emittierte Licht die Farbschichten passiert. Da das nicht die Farbschichten passierende Licht weiß ist und das eine der Farbschichten passierende Licht rot, blau oder grün ist, kann ein Bild unter Verwendung von Pixeln der vier Farben angezeigt werden.
  • 3B stellt ein Beispiel dar, in dem die Farbschichten (die rote Farbschicht 1034R, die grüne Farbschicht 1034G und die blaue Farbschicht 1034B) zwischen dem Gate-Isolierfilm 1003 und dem ersten Zwischenschicht-Isolierfilm 1020 bereitgestellt sind. Wie in 3B gezeigt, können die Farbschichten zwischen dem Substrat 1001 und dem Dichtungssubstrat 1031 angeordnet sein.
  • Die oben beschriebene lichtemittierende Vorrichtung weist eine Struktur auf, bei der Licht von der Seite des Substrats 1001 extrahiert wird, auf der die FETs ausgebildet sind (eine Bottom-Emission-Struktur), aber sie kann eine Struktur aufweisen, bei der Licht von der Seite des Dichtungssubstrats 1031 extrahiert wird (eine Top-Emission-Struktur). 4 ist eine Querschnittsansicht einer lichtemittierenden Vorrichtung mit einer Top-Emission-Struktur. In diesem Fall kann ein Substrat, das kein Licht durchlässt, als das Substrat 1001 verwendet werden. Der Prozess bis zum Schritt zum Ausbilden einer Verbindungselektrode, die den FET und die Anode des lichtemittierenden Elements verbindet, wird ähnlich wie diejenige der lichtemittierenden Vorrichtung mit einer Bottom-Emission-Struktur durchgeführt. Dann wird ein dritter Zwischenschicht-Isolierfilm 1037 derart ausgebildet, dass eine Elektrode 1022 bedeckt wird. Dieser Isolierfilm kann eine Ebnungsfunktion aufweisen. Der dritte Zwischenschicht-Isolierfilm 1037 kann unter Verwendung eines Materials, das demjenigen des zweiten Zwischenschicht-Isolierfilms ähnlich ist, ausgebildet werden und kann alternativ unter Verwendung eines von anderen Materialien ausgebildet werden.
  • Die ersten Elektroden 1024W, 1024R, 1024G und 1024B der lichtemittierenden Elemente dienen hier zwar jeweils als Anode, aber können auch als Kathode dienen. Im Falle einer in 4 dargestellten lichtemittierenden Vorrichtung mit einer Top-Emission-Struktur sind die ersten Elektroden vorzugsweise reflektierende Elektroden. Die EL-Schicht 1028 wird derart ausgebildet, dass sie eine Struktur aufweist, die der bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebenen Struktur der EL-Schicht 103 ähnlich ist, bei der weiße Lichtemission erhalten werden kann.
  • Im Falle einer Top-Emission-Struktur wie in 4 kann die Dichtung mit dem Dichtungssubstrat 1031 durchgeführt werden, an dem die Farbschichten (die rote Farbschicht 1034R, die grüne Farbschicht 1034G und die blaue Farbschicht 1034B) bereitgestellt sind. Das Dichtungssubstrat 1031 kann mit der schwarzen Schicht (Schwarzmatrix) 1035 versehen werden, die zwischen Pixeln positioniert ist. Die Farbschichten (die rote Farbschicht 1034R, die grüne Farbschicht 1034G und die blaue Farbschicht 1034B) und die schwarze Schicht (Schwarzmatrix) 1035 können mit einer Bedeckungsschicht bedeckt sein. Es sei angemerkt, dass ein lichtdurchlässiges Substrat als das Dichtungssubstrat 1031 verwendet wird.
  • Obwohl hier ein Beispiel gezeigt ist, in dem Vollfarbanzeige unter Verwendung von vier Farben, nämlich Rot, Grün, Blau und Weiß durchgeführt wird, gibt es keine besondere Beschränkung, und Vollfarbanzeige unter Verwendung von drei Farben, nämlich Rot, Grün und Blau kann durchgeführt werden.
  • Die lichtemittierende Vorrichtung bei dieser Ausführungsform wird unter Verwendung des bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebenen lichtemittierenden Elements hergestellt und kann daher vorteilhafte Eigenschaften aufweisen. Konkret gesagt: Da das bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebene lichtemittierende Element eine hohe Emissionseffizienz aufweist, kann die lichtemittierende Vorrichtung einen verringerten Stromverbrauch aufweisen. Außerdem kann, da das lichtemittierende Element leicht in großen Mengen hergestellt wird, die lichtemittierende Vorrichtung mit geringen Kosten bereitgestellt werden.
  • Obwohl eine lichtemittierende Aktivmatrix-Vorrichtung oben beschrieben worden ist, wird eine lichtemittierende Passivmatrix-Vorrichtung nachstehend beschrieben. 5A und 5B stellen eine lichtemittierende Passivmatrix-Vorrichtung dar, die unter Verwendung der vorliegenden Erfindung hergestellt ist. 5A ist eine perspektivische Ansicht der lichtemittierenden Vorrichtung, und 5B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie X-Y in 5A. In 5A und 5B ist über einem Substrat 951 eine EL-Schicht 955 zwischen einer Elektrode 952 und einer Elektrode 956 bereitgestellt. Ein Endabschnitt der Elektrode 952 ist mit einer Isolierschicht 953 bedeckt. Eine Trennschicht 954 ist ferner über der Isolierschicht 953 angeordnet. Die Seitenwände der Trennschicht 954 sind abgeschrägt, so dass der Abstand zwischen einer Seitenwand und der anderen Seitenwand in Richtung der Oberfläche des Substrats allmählich abnimmt. Mit anderen Worten ist ein Querschnitt entlang der Richtung der kurzen Seite der Trennschicht 954 trapezförmig und die untere Seite (eine Seite, die sich in der gleichen Richtung wie eine Flächenrichtung der Isolierschicht 953 befindet und in Kontakt mit der Isolierschicht 953 ist) kürzer als die obere Seite (eine Seite, die sich in der gleichen Richtung wie die Flächenrichtung der Isolierschicht 953 und nicht in Kontakt mit der Isolierschicht 953 befindet). Indem die Trennschicht 954 derart bereitgestellt wird, kann Fehler des lichtemittierenden Elements wegen der statischen Elektrizität oder dergleichen verhindert werden. Die lichtemittierende Passivmatrix-Vorrichtung beinhaltet auch das bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebene lichtemittierende Element, das hohe Emissionseffizient aufweist, und kann daher einen geringeren Stromverbrauch aufweisen. Darüber hinaus kann, da das lichtemittierende Element leicht in großen Mengen hergestellt wird, die lichtemittierende Vorrichtung mit geringen Kosten bereitgestellt werden.
  • Da viele feine lichtemittierende Elemente in einer Matrix in der oben beschriebenen lichtemittierenden Vorrichtung jeweils gesteuert werden können, kann die lichtemittierende Vorrichtung vorteilhaft als Anzeigevorrichtung zum Anzeigen von Bildern verwendet werden.
  • Diese Ausführungsform kann mit einer der anderen Ausführungsformen frei kombiniert werden.
  • (Ausführungsform 4)
  • Bei dieser Ausführungsform wird ein Beispiel, in dem das bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebene lichtemittierende Element für eine Beleuchtungsvorrichtung verwendet wird, anhand von 6A und 6B beschrieben. 6B ist eine Draufsicht auf der Beleuchtungsvorrichtung, und 6A ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie e-f in 6B.
  • Bei der Beleuchtungsvorrichtung dieser Ausführungsform ist eine erste Elektrode 401 über einem Substrat 400 ausgebildet, das ein Träger ist und eine lichtdurchlässige Eigenschaft aufweist. Die erste Elektrode 401 entspricht der ersten Elektrode 101 der Ausführungsform 1. Wenn Licht durch die Seite der ersten Elektrode 401 extrahiert wird, ist die erste Elektrode 401 unter Verwendung eines Materials mit einer lichtdurchlässigen Eigenschaft ausgebildet.
  • Ein Pad 412 zum Anlegen einer Spannung an eine zweite Elektrode 404 ist über dem Substrat 400 bereitgestellt.
  • Eine EL-Schicht 403 ist über der ersten Elektrode 401 ausgebildet. Die Struktur der EL-Schicht 403 entspricht beispielsweise der Struktur der EL-Schicht 103 bei Ausführungsform 1 oder der Struktur, bei der die lichtemittierenden Einheiten 511 und 512 und die Ladungserzeugungsschicht 513 kombiniert sind. Bezüglich dieser Strukturen kann auf die Beschreibung bei der Ausführungsform 1 verwiesen werden.
  • Die zweite Elektrode 404 ist derart ausgebildet, dass sie die EL-Schicht 403 bedeckt. Die zweite Elektrode 404 entspricht der zweiten Elektrode 102 der Ausführungsform 1. Die zweite Elektrode 404 wird unter Verwendung eines Materials mit einem hohen Reflexionsgrad ausgebildet, wenn Licht durch die Seite der ersten Elektrode 401 extrahiert wird. Die zweite Elektrode 404 ist mit dem Pad 412 verbunden, wodurch eine Spannung daran angelegt wird.
  • Wie oben beschrieben worden ist, beinhaltet die bei dieser Ausführungsform beschriebene Beleuchtungsvorrichtung ein lichtemittierendes Element, das die erste Elektrode 401, die EL-Schicht 403 und die zweite Elektrode 404 beinhaltet. Da das lichtemittierende Element eine hohe Emissionseffizienz aufweist, kann die Beleuchtungsvorrichtung dieser Ausführungsform einen niedrigen Stromverbrauch aufweisen.
  • Das lichtemittierende Element mit der vorstehenden Struktur wird an einem Dichtungssubstrat 407 mittels Dichtungsmittel 405 und 406 befestigt, und Dichtung wird durchgeführt, wodurch die Beleuchtungsvorrichtung fertiggestellt wird. Es ist möglich, entweder das Dichtungsmittel 405 oder das Dichtungsmittel 406 allein zu verwenden. Außerdem kann das innere Dichtungsmittel 406 (nicht in 6B dargestellt) mit einem Trocknungsmittel gemischt werden, was die Adsorption von Feuchtigkeit ermöglicht, was zu einer erhöhten Zuverlässigkeit führt.
  • Wenn sich Teile des Pads 412 und der ersten Elektrode 401 bis zu außerhalb der Dichtungsmittel 405 und 406 erstrecken, können die erstreckten Teile als externe Eingangsanschlüsse dienen. Ein IC-Chip 420, der mit einem Wandler oder dergleichen montiert ist, kann über den externen Eingangsanschlüssen bereitgestellt sein.
  • Da die bei dieser Ausführungsform beschriebene Beleuchtungsvorrichtung, wie oben beschrieben worden ist, das bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebene lichtemittierende Element als EL-Element beinhaltet, kann die Beleuchtungsvorrichtung einen niedrigen Stromverbrauch aufweisen. Außerdem kann die lichtemittierende Vorrichtung eine niedrige Betriebsspannung aufweisen. Des Weiteren kann die lichtemittierende Vorrichtung kostengünstig sein.
  • (Ausführungsform 5)
  • Bei dieser Ausführungsform werden Beispiele für elektronische Geräte beschrieben, die jeweils das bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebene lichtemittierende Element beinhalten. Das bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebene lichtemittierende Element weist eine hohe Emissionseffizienz und einen verringerten Stromverbrauch auf. Als Ergebnis können die bei dieser Ausführungsform beschriebenen elektronischen Geräte jeweils einen lichtemittierenden Bereich mit einem verringerten Stromverbrauch beinhalten. Das bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebene lichtemittierende Element umfasst eine kleine Anzahl von auszubildenden Schichten; daher können die elektronischen Geräte kostengünstig sein.
  • Beispiele für das elektronische Gerät, auf das das vorstehende lichtemittierende Element angewendet wird, umfassen Fernsehgeräte (auch als TV oder Fernsehempfänger bezeichnet), Monitore für Computer und dergleichen, Kameras wie z. B. Digitalkameras und digitale Videokameras, digitale Fotorahmen, Mobiltelefone (auch als Handys oder tragbare Telefongeräte bezeichnet), tragbare Spielkonsolen, tragbare Informationsendgeräte, Audiowiedergabegeräte und große Spielautomaten wie z. B. Flipperautomaten. Konkrete Beispiele für diese elektronischen Geräte werden nachstehend angegeben.
  • 7A stellt ein Beispiel für ein Fernsehgerät dar. Bei dem Fernsehgerät ist ein Anzeigeabschnitt 7103 in einem Gehäuse 7101 eingebaut. Außerdem wird hier das Gehäuse 7101 von einem Fuß 7105 getragen. Bilder können auf dem Anzeigeabschnitt 7103 angezeigt werden, in dem die bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebenen lichtemittierenden Elemente in einer Matrix angeordnet sind.
  • Das Fernsehgerät kann mittels eines Bedienungsschalters des Gehäuses 7101 oder einer separaten Fernbedienung 7110 bedient werden. Durch Bedienungstasten 7109 der Fernbedienung 7110 können die Fernsehsender und die Lautstärke gesteuert werden, und Bilder, die auf dem Anzeigeabschnitt 7103 angezeigt werden, können gesteuert werden. Außerdem kann die Fernbedienung 7110 mit einem Anzeigeabschnitt 7107 zum Anzeigen von Daten versehen sein, die von der Fernbedienung 7110 ausgegeben werden.
  • Es sei angemerkt, dass das Fernsehgerät mit einem Empfänger, einem Modem und dergleichen versehen ist. Mit dem Empfänger können allgemeine Fernsehsendungen empfangen werden. Weiterhin kann dann, wenn die Anzeigevorrichtung drahtlos oder nicht drahtlos über das Modem mit einem Kommunikationsnetzwerk verbunden ist, eine unidirektionale (von einem Sender zu einem Empfänger) oder eine bidirektionale (zwischen einem Sender und einem Empfänger oder zwischen Empfängern) Datenkommunikation durchgeführt werden.
  • 7B1 stellt einen Computer dar, der einen Hauptteil 7201, ein Gehäuse 7202, einen Anzeigeabschnitt 7203, eine Tastatur 7204, einen externen Verbindungsanschluss 7205, eine Zeigevorrichtung 7206 und dergleichen beinhaltet. Es sei angemerkt, dass dieser Computer hergestellt wird, indem in einer Matrix angeordnete lichtemittierende Elemente, die gleich dem bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebenen Element sind, in dem Anzeigeabschnitt 7203 verwendet werden. Der Computer in 7B1 kann eine in 7B2 dargestellte Struktur aufweisen. Ein Computer in 7B2 ist mit einem zweiten Anzeigeabschnitt 7210 anstatt der Tastatur 7204 und der Zeigevorrichtung 7206 versehen. Der zweite Anzeigeabschnitt 7210 ist ein Touchscreen, und die Eingabe kann durchgeführt werden, indem die Anzeige zur Eingabe auf dem zweiten Anzeigeabschnitt 7210 mit einem Finger oder einem zugehörigen Stift gesteuert wird. Der zweite Anzeigeabschnitt 7210 kann auch andere Bilder als die Anzeige zur Eingabe anzeigen. Der Anzeigeabschnitt 7203 kann auch ein Touchscreen sein. Eine Verbindung der zwei Bildschirme mittels eines Gelenks kann Probleme verhindern; beispielsweise kann verhindert werden, dass die Bildschirme reißen oder beschädigt werden, während der Computer gelagert ist oder man ihn mitführt. Es sei angemerkt, dass dieser Computer durch Anordnen der bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebenen lichtemittierenden Elemente in einer Matrix in dem Anzeigeabschnitt 7203 hergestellt ist.
  • 7C stellt eine tragbare Spielekonsole dar, die zwei Gehäuse, ein Gehäuse 7301 und ein Gehäuse 7302, beinhaltet, die mittels einer Gelenkverbindung 7303 miteinander verbunden sind, so dass die tragbare Spielekonsole geöffnet oder zusammengeklappt werden kann. Das Gehäuse 7301 enthält einen Anzeigeabschnitt 7304, der die lichtemittierenden Elemente beinhaltet, die bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschrieben worden sind und in einer Matrix angeordnet sind, und das Gehäuse 7302 enthält einen Anzeigeabschnitt 7305. Zusätzlich beinhaltet die tragbare Spielekonsole in 7C einen Lautsprecherabschnitt 7306, einen Speichermedien-Einführungsbereich 7307, eine LED-Lampe 7308, ein Eingabemittel (eine Bedienungstaste 7309, einen Verbindungsanschluss 7310, einen Sensor 7311 (einen Sensor mit einer Funktion, Kraft, Verschiebung, Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Winkelgeschwindigkeit, Rotationsfrequenz, Entfernung, Licht, Flüssigkeit, Magnetismus, Temperatur, chemische Substanz, Ton, Zeit, Härte, elektrisches Feld, Strom, Spannung, elektrischen Strom, Strahlung, Durchflussmenge, Feuchtigkeit, Gradienten, Oszillation, Geruch oder Infrarotstrahlen zu messen) oder ein Mikrophon 7312) und dergleichen. Natürlich ist die Struktur der tragbaren Spielkonsole nicht auf die vorstehende Struktur beschränkt, solange der Anzeigeabschnitt, der die lichtemittierenden Elemente beinhaltet, die jeweils bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschrieben worden sind und in einer Matrix angeordnet sind, als mindestens einer des Anzeigeabschnitts 7304 und des Anzeigeabschnitts 7305 oder beiden verwendet wird, und die Struktur kann nach Bedarf weitere Zubehörteile aufweisen. Die tragbare Spielekonsole in 7C weist eine Funktion auf, ein Programm oder Daten, das/die in einem Speichermedium gespeichert ist/sind, zu lesen und auf dem Anzeigeabschnitt anzuzeigen, und eine Funktion, mit einer weiteren tragbaren Spielekonsole durch drahtlose Kommunikation eine Information zu teilen. Die tragbare Spielkonsole in 7C kann verschiedene Funktionen aufweisen, ohne auf die vorstehenden Funktionen beschränkt zu sein.
  • 7D stellt ein Beispiel für ein Mobiltelefon dar. Das Mobiltelefon ist mit einem Anzeigeabschnitt 7402, der in einem Gehäuse 7401 eingebaut ist, einem Bedienungsknopf 7403, einem externen Verbindungsanschluss 7404, einem Lautsprecher 7405, einem Mikrofon 7406 und dergleichen versehen. Es sei angemerkt, dass das Mobiltelefon den Anzeigeabschnitt 7402 umfasst, der die lichtemittierenden Elemente beinhaltet, die jeweils bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschrieben worden sind und in einer Matrix angeordnet sind.
  • Wenn der Anzeigeabschnitt 7402 des Mobiltelefons in 7D mit einem Finger oder dergleichen berührt wird, können Daten in das Mobiltelefon eingegeben werden. In diesem Fall können Bedienungen, wie z. B. Anrufen und Schreiben einer E-Mail, durch Berührung des Anzeigeabschnitts 7402 mit einem Finger oder dergleichen durchgeführt werden.
  • Es gibt hauptsächlich drei Bildschirmmodi für den Anzeigeabschnitt 7402. Der erste Modus ist ein Anzeigemodus, bei dem hauptsächlich Bilder angezeigt werden. Der zweite Modus ist ein Eingabemodus, bei dem hauptsächlich Daten, wie z. B. Text, eingegeben werden. Der dritte Modus ist ein Anzeige- und Eingabemodus, bei dem die zwei Modi, nämlich der Anzeigemodus und der Eingabemodus, kombiniert sind.
  • Zum Beispiel wird in dem Fall, in dem ein Anruf durchgeführt wird oder eine E-Mail geschrieben wird, ein Texteingabemodus, bei dem hauptsächlich Texte eingegeben werden, für den Anzeigeabschnitt 7402 ausgewählt, so dass der auf einem Bildschirm angezeigte Text eingegeben werden kann. In diesem Fall wird vorzugsweise eine Tastatur oder Zahlenschaltflächen auf dem fast ganzen Bildschirm des Anzeigeabschnitts 7402 angezeigt.
  • Wenn eine Detektorvorrichtung, die einen Sensor zum Erfassen einer Neigung, wie z. B. ein Gyroskop oder einen Beschleunigungssensor, in dem Mobiltelefon bereitgestellt ist, enthält, wird die Richtung des Mobiltelefons (ob das Mobiltelefon horizontal oder vertikal gehalten ist, für das Querformat oder Hochformat) bestimmt, so dass die Anzeige auf dem Bildschirm des Anzeigeabschnitts 7402 automatisch umgeschaltet werden kann.
  • Die Bildschirmmodi werden durch Berührung des Anzeigeabschnitts 7402 oder durch Bedienung des Bedienungsknopfs 7403 des Gehäuses 7401 umgeschaltet. Die Bildschirmmodi können in Abhängigkeit von der Art von Bildern, die auf dem Anzeigeabschnitt 7402 angezeigt werden, umgeschaltet werden. Wenn es sich zum Beispiel bei einem Signal eines auf dem Anzeigeabschnitt angezeigten Bildes um ein Signal von Daten über ein bewegtes Bild handelt, wird der Bildschirmmodus in den Anzeigemodus umgeschaltet. Wenn es sich bei dem Signal um ein Signal von Textdaten handelt, wird der Bildschirmmodus in den Eingabemodus umgeschaltet.
  • Des Weiteren kann dann, wenn bei dem Eingabemodus eine Eingabe durch Berührung des Anzeigeabschnitts 7402 für eine bestimmte Dauer nicht durchgeführt wird, während ein von einem optischen Sensor in dem Anzeigeabschnitt 7402 erfasstes Signal erfasst wird, der Bildschirmmodus derart gesteuert werden, dass er vom Eingabemodus in den Anzeigemodus umgeschaltet wird.
  • Der Anzeigeabschnitt 7402 kann als Bildsensor dienen. Zum Beispiel wird ein Bild eines Handflächenabdrucks, eines Fingerabdrucks oder dergleichen aufgenommen, indem der Anzeigeabschnitt 7402 mit der Handfläche oder dem Finger berührt wird, wodurch eine persönliche Authentifizierung durchgeführt werden kann. Des Weiteren kann ein Bild einer Fingervene, einer Handflächenvene oder dergleichen aufgenommen werden, indem eine Hintergrundbeleuchtung oder eine Abtast-Lichtquelle, die Licht im nahen Infrarotbereich emittiert, in dem Anzeigeabschnitt bereitgestellt wird.
  • Es sei angemerkt, dass die bei dieser Ausführungsform beschriebene Struktur angemessen mit einer der bei den Ausführungsformen 1 bis 4 beschriebenen Strukturen kombiniert werden kann.
  • Wie oben beschrieben worden ist, ist der Anwendungsbereich der lichtemittierenden Vorrichtung, die das bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebene lichtemittierende Element beinhaltet, so weit, dass die lichtemittierende Vorrichtung auf elektronische Geräte auf verschiedenen Gebieten angewendet werden kann. Unter Verwendung des bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebenen lichtemittierenden Elements kann ein elektronisches Gerät mit einem verringerten Stromverbrauch erhalten werden.
  • 8 stellt ein Beispiel für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung dar, bei der das bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebene lichtemittierende Element für eine Hintergrundbeleuchtung verwendet wird. Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung in 8 beinhaltet ein Gehäuse 901, eine Flüssigkristallschicht 902, eine Hintergrundbeleuchtungseinheit 903 und ein Gehäuse 904. Die Flüssigkristallschicht 902 ist mit einer Treiber-IC 905 verbunden. Das bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebene lichtemittierende Element wird für die Hintergrundbeleuchtungseinheit 903 verwendet, der über einen Anschluss 906 Strom zugeführt wird.
  • Das bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebene lichtemittierende Element wird für die Hintergrundbeleuchtung der Flüssigkristallanzeigevorrichtung verwendet; daher kann die Hintergrundbeleuchtung einen verringerten Stromverbrauch aufweisen. Die Verwendung des bei der Ausführungsform 2 beschriebenen lichtemittierenden Elements ermöglicht zusätzlich die Herstellung einer Beleuchtungsvorrichtung mit planarer Emission und ferner die Herstellung einer großflächigen Beleuchtungsvorrichtung mit planarer Emission; deshalb kann die Hintergrundbeleuchtung eine großflächige Hintergrundbeleuchtung sein, und die Flüssigkristallanzeigevorrichtung kann auch eine großflächige Vorrichtung sein. Außerdem kann die lichtemittierende Vorrichtung, bei der das bei der Ausführungsform 2 beschriebene lichtemittierende Element verwendet wird, dünner sein als eine herkömmliche; dementsprechend kann die Anzeigevorrichtung auch dünner sein.
  • 9 stellt ein Beispiel dar, in dem das bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebene lichtemittierende Element für eine Tischlampe, die eine Beleuchtungsvorrichtung ist, verwendet wird. Die Tischlampe in 9 beinhaltet ein Gehäuse 2001 und eine Lichtquelle 2002. Die bei der Ausführungsform 4 beschriebene Beleuchtungsvorrichtung wird für die Lichtquelle 2002 verwendet.
  • 10 stellt ein Beispiel dar, in dem das bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebene lichtemittierende Element für eine Innenbeleuchtungsvorrichtung 3001 verwendet wird. Da das bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebene lichtemittierende Element einen verringerten Stromverbrauch aufweist, kann eine Beleuchtungsvorrichtung mit einem verringerten Stromverbrauch erhalten werden. Da das bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebene lichtemittierende Element ferner eine große Fläche aufweisen kann, kann das lichtemittierende Element für eine großflächige Beleuchtungsvorrichtung verwendet werden. Da des Weiteren das bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebene lichtemittierende Element dünn ist, kann das lichtemittierende Element für eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer verringerten Dicke verwendet werden.
  • Das bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebene lichtemittierende Element kann auch für eine Autowindschutzscheibe oder ein Autoarmaturenbrett verwendet werden. 11 stellt eine Ausführungsform dar, bei der das bei der Ausführungsform 2 beschriebene lichtemittierende Element für eine Autowindschutzscheibe und ein Autoarmaturenbrett verwendet wird. Anzeigebereiche 5000 bis 5005 beinhalten jeweils das bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebene lichtemittierende Element.
  • Der Anzeigebereich 5000 und der Anzeigebereich 5001 sind in der Autowindschutzscheibe bereitgestellt, in denen die bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebenen lichtemittierenden Elemente eingebaut sind. Das bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebene lichtemittierende Element kann zu einer so genannten durchsichtigen Anzeigevorrichtung, durch die die Gegenseite gesehen werden kann, geformt werden, indem eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die von Elektroden mit lichtdurchlässigen Eigenschaften gebildet sind, enthalten sind. Eine solche durchsichtige Anzeigevorrichtung beeinträchtigt die Sicht nicht und kann daher in der Autowindschutzscheibe bereitgestellt sein. Es sei angemerkt, dass dann, wenn ein Transistor zum Betreiben oder dergleichen bereitgestellt wird, ein Transistor mit einer lichtdurchlässigen Eigenschaft, wie z. B. ein organischer Transistor, bei dem ein organisches Halbleitermaterial verwendet wird, oder ein Transistor, bei dem ein Oxidhalbleiter verwendet wird, vorzugsweise verwendet wird.
  • In einem Säulenbereich ist ein Anzeigebereich 5002 bereitgestellt, in dem die bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebenen lichtemittierenden Elemente eingebaut sind. Der Anzeigebereich 5002 kann die von dem Säulenbereich beeinträchtigte Sicht kompensieren, indem ein Bild, das von einer Abbildungseinheit in der Karosserie aufgenommen wird, angezeigt wird. Der Anzeigebereich 5003 in dem Armaturenbrett kann desgleichen die von der Karosserie beeinträchtigte Sicht kompensieren, indem ein Bild, das von einer Abbildungseinheit außerhalb der Karosserie aufgenommen wird, angezeigt wird, was zur Beseitigung der toten Winkel und zur Erhöhung der Sicherheit führt. Wenn ein Bild derart angezeigt wird, dass der Bereich, den ein Fahrer nicht sehen kann, kompensiert wird, kann der Fahrer einfach und komfortabel die Sicherheit bestätigen.
  • Der Anzeigebereich 5004 und der Anzeigebereich 5005 können verschiedene Arten von Informationen anzeigen, wie z. B. Navigationsdaten, einen Geschwindigkeitsmesser, einen Tachometer, einen Kilometerstand, eine Tankanzeige, eine Schaltanzeige und eine Einstellung der Klimaanlagen. Die Inhalte oder das Layout der Anzeige kann von einem Benutzer nach Bedarf verändert werden. Es sei angemerkt, dass solche Informationen auch durch die Anzeigebereiche 5000 bis 5003 angezeigt werden können. Die Anzeigebereiche 5000 bis 5005 können auch als Beleuchtungsvorrichtungen verwendet werden.
  • Das bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebene lichtemittierende Element kann eine hohe Emissionseffizienz und einen niedrigen Stromverbrauch aufweisen. Deshalb ist die Belastung auf eine Batterie klein, selbst wenn viele große Bildschirme, wie z. B. die Anzeigebereiche 5000 bis 5005, bereitgestellt sind, was zur komfortablen Verwendung führt. Aus diesem Grund können die lichtemittierende Vorrichtung und die Beleuchtungsvorrichtung, die jeweils das bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebene lichtemittierende Element beinhalten, nach Bedarf als lichtemittierende Vorrichtung im Fahrzeug und Beleuchtungsvorrichtung im Fahrzeug verwendet werden.
  • 12A und 12B stellen ein Beispiel für einen klappbaren Tablet-Computer dar. Der Tablet-Computer ist in 12A geöffnet und beinhaltet ein Gehäuse 9630, einen Anzeigeabschnitt 9631a, einen Anzeigeabschnitt 9631b, einen Knopf 9034 zum Umschalten des Anzeigemodus, einen Netzschalter 9035, einen Knopf 9036 zum Umschalten des Stromsparmodus, eine Spange 9033 und einen Bedienungsknopf 9038. Es sei angemerkt, dass bei dem Tablet-Computer der Anzeigeabschnitt 9631a und/oder der Anzeigeabschnitt 9631b unter Verwendung einer lichtemittierenden Vorrichtung ausgebildet sind/ist, die das bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebene lichtemittierende Element beinhaltet.
  • Ein Teil des Anzeigeabschnitts 9631a kann ein Touchscreen-Gebiet 9632a sein, und Daten können eingegeben werden, wenn eine angezeigte Bedienungstaste 9637 berührt wird. Obwohl eine Struktur, bei der ein halber Bereich in dem Anzeigeabschnitt 9631a nur eine Anzeigefunktion aufweist und auch der andere halbe Bereich eine Touchscreenfunktion aufweist, beispielhaft dargestellt ist, ist die Struktur des Anzeigeabschnitts 9631a nicht darauf beschränkt. Der ganze Bereich des Anzeigeabschnitts 9631a kann eine Touchscreenfunktion aufweisen. Beispielsweise kann der ganze Bereich des Anzeigeabschnitts 9631a Tastaturschaltfläche anzeigen und als Touchscreen dienen, während der Anzeigeabschnitt 9631b als Anzeigebildschirm verwendet werden kann.
  • Wie bei dem Anzeigeabschnitt 9631a kann ein Teil des Anzeigeabschnitts 9631b ein Touchscreen-Gebiet 9632b sein. Wenn eine Schalterschaltfläche 9639 zum Anzeigen/Verbergen einer Tastatur auf dem Touchscreen mit einem Finger, einem Stift oder dergleichen berührt wird, kann die Tastatur auf dem Anzeigeabschnitt 9631b angezeigt werden.
  • Eine berührungsempfindliche Eingabe kann an den Touchscreen-Gebieten 9632a und 9632b gleichzeitig durchgeführt werden.
  • Der Knopf 9034 zum Umschalten des Anzeigemodus ermöglicht beispielsweise das Umschalten zwischen einem Hochformat und einem Querformat und zwischen monochromer Anzeige und Farbanzeige. Mit dem Knopf 9036 zum Umschalten des Stromsparmodus kann man beim Verwenden des Tablet-Computers die Leuchtdichte der Anzeige entsprechend der Menge an Außenlicht optimieren, das durch einen optischen Sensor in dem Tablet-Computer erfasst wird. Der Tablet-Computer kann eine weitere Detektorvorrichtung, wie z. B. einen Sensor zum Erfassen der Orientierung (z. B. ein Gyroskop oder einen Beschleunigungssensor), zusätzlich zu dem optischen Sensor beinhalten.
  • Obwohl der Anzeigeabschnitt 9631a und der Anzeigeabschnitt 9631b in 12A die gleiche Anzeigefläche haben, ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Der Anzeigeabschnitt 9631a und der Anzeigeabschnitt 9631b können unterschiedliche Flächen oder unterschiedliche Anzeigequalität haben. Beispielsweise kann einer von ihnen ein Anzeigefeld sein, das Bilder mit höherer Auflösung als die anderen anzeigen kann.
  • In 12B ist der Tablet-Computer zusammengeklappt und beinhaltet das Gehäuse 9630, eine Solarzelle 9633, eine Lade- und Entladesteuerschaltung 9634, eine Batterie 9635 und einen Gleichspannungswandler 9636. Es sei angemerkt, dass 12B ein Beispiel darstellt, in dem die Lade- und Entladesteuerschaltung 9634 die Batterie 9635 und den Gleichspannungswandler 9636 beinhaltet.
  • Da der Tablet-Computer zusammenklappbar ist, kann das Gehäuse 9630 geschlossen sein, wenn der Tablet-Computer nicht verwendet wird. Folglich können die Anzeigeabschnitte 9631a und 9631b geschützt werden, wodurch ein Tablet-Computer mit hoher Beständigkeit und hoher Zuverlässigkeit hinsichtlich der Langzeitverwendung bereitgestellt werden kann.
  • Der Tablet-Computer in 12A und 12B kann auch eine Funktion zum Anzeigen verschiedener Arten von Daten (z. B. eines Standbildes, eines bewegten Bildes und eines Textbildes), eine Funktion zum Anzeigen eines Kalenders, eines Datums, der Zeit oder dergleichen auf dem Anzeigeabschnitt, eine berührungsempfindliche Eingabefunktion zum Bedienen oder Bearbeiten von auf dem Anzeigeabschnitt angezeigten Daten durch eine berührungsempfindliche Eingabe, eine Funktion zum Steuern der Verarbeitung durch verschiedene Arten von Software (Programmen) und dergleichen aufweisen.
  • Die Solarzelle 9633, die an der Oberfläche des Tablet-Computers befestigt ist, führt einem Touchscreen, einem Anzeigeabschnitt, einem Bildsignalprozessor und dergleichen elektrischen Strom zu. Es sei angemerkt, dass die Solarzelle 9633 vorzugsweise an einer oder zwei Oberflächen des Gehäuses 9630 angeordnet wird, wobei die Batterie 9635 effizient aufgeladen werden kann.
  • Die Struktur und die Bedienung der Lade- und Entladesteuerschaltung 9634 in 12B werden anhand eines Blockschemas in 12C beschrieben. 12C stellt die Solarzelle 9633, die Batterie 9635, den Gleichspannungswandler 9636, einen Wandler 9638, Schalter SW1 bis SW3 und den Anzeigeabschnitt 9631 dar. Die Batterie 9635, der Gleichspannungswandler 9636, der Wandler 9638 und die Schalter SW1 bis SW3 entsprechen der Lade- und Entladesteuerschaltung 9634 in 12B.
  • Zuerst wird ein Beispiel für den Betrieb in dem Fall, in dem Strom von der Solarzelle 9633 unter Verwendung von Außenlicht erzeugt wird, beschrieben. Die Spannung des von der Solarzelle erzeugten Stroms wird durch den Gleichspannungswandler 9636 erhöht oder verringert, so dass der Strom eine Spannung zum Aufladen der Batterie 9635 aufweist. Anschließend wird dann, wenn Strom aus der Batterie 9635, die von der Solarzelle 9633 aufgeladen wird, für die Bedienung des Anzeigeabschnitts 9631 verwendet wird, der Schalter SW1 angeschaltet, und die Spannung des Stroms wird von dem Wandler 9638 erhöht oder verringert, um zu einer Spannung, die für den Anzeigeabschnitt 9631 nötig ist, zu werden. Wenn außerdem die Anzeige auf dem Anzeigeabschnitt 9631 nicht durchgeführt wird, wird der Schalter SW1 abgeschaltet, und ein Schalter SW2 wird angeschaltet, so dass das Aufladen der Batterie 9635 durchgeführt werden kann.
  • Die Solarzelle 9633 wird zwar als Beispiel für ein Stromerzeugungsmittel beschrieben, es gibt aber keine besondere Beschränkung hinsichtlich des Stromerzeugungsmittels, und die Batterie 9635 kann durch ein anderes Stromerzeugungsmittel, wie z. B. ein piezoelektrisches Element oder ein thermoelektrisches Wandlerelement (Peltier-Element), aufgeladen werden. Die Batterie 9635 kann von einem kontaktfreien Stromübertragungsmodul, das durch drahtloses (kontaktloses) Übermitteln und Empfangen von Strom ein Aufladen durchführen kann, oder ein anderes Mittel zum Aufladen, das in einer Kombination verwendet wird, aufgeladen werden, und das Stromerzeugungsmittel wird nicht notwendigerweise bereitgestellt.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist nicht auf den Tablet-Computer mit der in 12A bis 12C dargestellten Form beschränkt, solange der Anzeigeabschnitt 9631 enthalten ist.
  • [Beispiel 1]
  • In diesem Beispiel wird ein lichtemittierendes Element (ein lichtemittierendes Element 1) einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es sei angemerkt, dass das lichtemittierende Element 1 die lichtemittierende Schicht 113 beinhaltete, die eine Fluoreszenzschicht (die erste lichtemittierende Schicht 113a) und eine Phosphoreszenzschicht (die zweite lichtemittierende Schicht 113b) umfasste, die in Kontakt miteinander waren. Die Phosphoreszenzschicht (die zweite lichtemittierende Schicht 113b) war aus einer Schichtanordnung aus einer ersten Phosphoreszenzschicht (der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b) – 1, die rote Phosphoreszenz emittiert, und einer zweiten Phosphoreszenzschicht (der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b) – 2, die grüne Phosphoreszenz emittiert, gebildet. Strukturformeln von organischen Verbindungen, die für das lichtemittierende Element 1 verwendet wurde, werden nachstehend gezeigt.
    Figure DE112014003900T5_0004
  • Ein Verfahren zum Herstellen des lichtemittierenden Element 1 dieses Beispiels wird nachstehend beschrieben.
  • (Verfahren zum Herstellen des lichtemittierenden Elements 1)
  • Zuerst wurde durch ein Sputterverfahren ein Film aus Indiumzinnoxid, das Siliziumoxid enthält (ITSO), über einem Glassubstrat ausgebildet, so dass die erste Elektrode 101 ausgebildet wurde. Die Dicke betrug 110 nm und die Elektrodenfläche betrug 2 mm × 2 mm. Hier dient die erste Elektrode 101 als Anode des lichtemittierenden Elements.
  • Als Nächstes wurde bei der Vorbehandlung für die Ausbildung des lichtemittierenden Elements über dem Substrat eine Oberfläche des Substrats mit Wasser gewaschen und bei 200°C eine Stunde lang gebacken, und dann wurde 370 Sekunden lang eine UV-Ozon-Behandlung durchgeführt.
  • Danach wurde das Substrat in eine Vakuumverdampfungseinrichtung überführt, in der der Druck auf ungefähr 10–4 Pa verringert war, und wurde 30 Minuten lang im Vakuum bei 170°C in einer Heizkammer der Vakuumverdampfungseinrichtung erwärmt, und dann wurde das Substrat etwa 30 Minuten lang abgekühlt.
  • Dann wurde das Substrat, das mit der ersten Elektrode 101 versehen war, an einem Substrathalter in der Vakuumverdampfungseinrichtung befestigt, so dass die Oberfläche, an der die erste Elektrode 101 ausgebildet war, nach unten gerichtet war. Der Druck in der Vakuumverdampfungseinrichtung wurde auf etwa 10–4 Pa verringert. Danach wurden auf der ersten Elektrode 101 4,4',4''-(Benzol-1,3,5-triyl)tri(dibenzothiophen) (Abkürzung: DBT3P-II), das durch Strukturformel (i) dargestellt wird, und Molybdän(VI)-Oxid durch Co-Verdampfung durch ein Verdampfungsverfahren unter Verwendung einer Widerstandserwärmung abgeschieden, so dass die Lochinjektionsschicht 111 ausgebildet wurde. Die Dicke wurde auf 40 nm festgelegt, und das Gewichtsverhältnis von DBT3P-II zu Molybdänoxid wurde auf 4:2 (= DBT3P-II:Molybdänoxid) eingestellt. Es sei angemerkt, dass das Co-Verdampfungsverfahren ein Verdampfungsverfahren bezeichnet, bei dem Verdampfung von einer Vielzahl von Quellen zur Verdampfung gleichzeitig in einer Behandlungskammer durchgeführt wird.
  • Als Nächstes wurde auf der Lochinjektionsschicht 111 9-Phenyl-3-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: PCzPA), das durch die Strukturformel (ii) dargestellt wird, in einer Dicke von 20 nm abgeschieden, so dass die Lochtransportschicht 112 ausgebildet wurde.
  • Auf der Lochtransportschicht 112 wurden 7-[4-(10-Phenyl-9-anthryl)phenyl]-7H-dibenzo[c,g]carbazol (Abkürzung: cgDBCzPA), das durch die Strukturformel (iii) dargestellt wird, und N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis[3-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]-pyren-1,6-diamin (Abkürzung: 1,6mMemFLPAPrn), das durch die Strukturformel (iv) dargestellt wird, durch Co-Verdampfung in einer Dicke von 10 nm abgeschieden, so dass die Fluoreszenzschicht (die erste lichtemittierende Schicht 113a) derart ausgebildet wurde, dass das Gewichtsverhältnis von cgDBCzPA zu 1,6mMemFLPAPrn 1:0,04 (= cgDBCzPA:1,6mMemFLPAPrn) betrug. Danach wurden 2-[3'-(Dibenzothiophen-4-yl)biphenyl-3-yl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 2mDBTBPDBq-II), das durch die Strukturformel (v) dargestellt wird, N-(1,1'-Biphenyl-4-yl)-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: PCBBiF), das durch die Strukturformel (vi) dargestellt wird, und (Dipivaloylmethanato)bis(2,3,5-triphenylpyrazinato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(tppr)2(dpm)]), das durch die Strukturformel (vii) dargestellt wird, durch Co-Verdampfung in einer Dicke von 5 nm abgeschieden, so dass die erste Phosphoreszenzschicht (die zweite lichtemittierende Schicht 113b) – 1 derart ausgebildet wurde, dass das Gewichtsverhältnis von 2mDBTBPDBq-II zu PCBBiF und [Ir(tppr)2(dpm)] 0,6:0,4:0,05 (= 2mDBTBPDBq-II:PCBBiF:[Ir(tppr)2(dpm)]) betrug, und dann wurden 2mDBTBPDBq-II, PCBBiF und Bis[2-(6-tert-butyl-4-pyrimidinyl-κN3)phenyl-κC](2,4-pentanedionato-κ2O,O')iridium(III) (Abkürzung: [Ir(tBuppm)2(acac)]), das durch die Strukturformel (viii) dargestellt wird, durch Co-Verdampfung in einer Dicke von 20 nm abgeschieden, so dass die zweite Phosphoreszenzschicht (die zweite lichtemittierende Schicht 113b) – 2 derart ausgebildet wurde, dass das Gewichtsverhältnis von 2mDBTBPDBq-II zu PCBBiF und [Ir(tBuppm)2(acac)] 0,8:0,2:0,05 (= 2mDBTBPDBq-II:PCBBiF:[Ir(tBuppm)2(acac)]) betrug. Auf diese Weise wurde die Phosphoreszenzschicht (die zweite lichtemittierende Schicht 113b) ausgebildet.
  • Es sei angemerkt, dass 2mDBTBPDBq-II und PCBBiF einen Exciplex in der Phosphoreszenzschicht (der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b) bilden. Insbesondere ist die Photolumineszenz-Wellenlänge eines Co-Verdampfungsfilms aus 2mDBTBPDBq-II und PCBBiF (d. h. die Emissionswellenlänge des Exciplexes) etwa 515 nm. Diese Emissionswellenlänge überlappt Absorptionsbänder auf den Seiten der längsten Wellenlänge von [Ir(tppr)2(dpm)] und [Ir(tBuppm)2(acac)], so dass die Energieübertragungseffizienz hoch ist.
  • Die Singulett-Anregungsenergie von cgDBCzPA, das ein Wirtsmaterial in der Fluoreszenzschicht ist, ist höher als die Singulett-Anregungsenergie von 1,6mMemFLPAPrn, das eine Fluoreszenzsubstanz ist. Außerdem ist die Triplett-Anregungsenergie von cgDBCzPA niedriger als die Triplett-Anregungsenergie von 1,6mMemFLPAPrn. Daher werden in der Fluoreszenzschicht (der ersten lichtemittierenden Schicht 113a) eine Wiedererzeugung eines Singulett-Exzitons, das mit der Triplett-Triplett-Annihilation gekoppelt ist, und eine Lichtemission leicht erhalten. Tatsächlich wurde das Auftreten der verzögerten Fluoreszenz bei der oben beschriebenen Struktur beobachtet.
  • Danach wurde auf der Phosphoreszenzschicht (der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b) 2mDBTBPDBq-II in einer Dicke von 10 nm abgeschieden, und Bathophenanthrolin (Abkürzung: BPhen), das durch die Strukturformel (ix) dargestellt wird, wurde in einer Dicke von 15 nm abgeschieden, so dass die Elektronentransportschicht 114 ausgebildet wurde.
  • Nach dem Ausbilden der Elektronentransportschicht 114 wurde Lithiumfluorid (LiF) durch Verdampfung in einer Dicke von 1 nm abgeschieden, so dass die Elektroneninjektionsschicht 115 ausgebildet wurde. Schließlich wurde Aluminium durch Verdampfung in einer Dicke von 200 nm abgeschieden, um die zweite Elektrode 102, die als Kathode dient, auszubilden. Durch die oben beschriebenen Schritte wurde das lichtemittierende Element 1 dieses Beispiels hergestellt.
  • Es sei angemerkt, dass in allen vorstehenden Verdampfungsschritten die Verdampfung durch ein Widerstandserwärmungsverfahren durchgeführt wurde.
  • In einem Handschuhkasten unter einer Stickstoffatmosphäre wurde das lichtemittierende Element 1 unter Verwendung eines Glassubstrats abgedichtet, damit es nicht der Luft ausgesetzt wurde (insbesondere wurde ein Dichtungsmittel auf eine Außenkante des Elements aufgebracht, und zum Zeitpunkt der Abdichtung wurde zuerst eine UV-Behandlung durchgeführt, und dann wurde eine Wärmebehandlung bei 80°C 1 Stunde lang durchgeführt). Dann wurde die Zuverlässigkeit des lichtemittierenden Elements 1 gemessen. Es sei angemerkt, dass die Messung bei Raumtemperatur (in der bei 25°C gehaltenen Atmosphäre) durchgeführt wurde.
  • 13 zeigt Stromdichte-Leuchtdichte-Eigenschaften des lichtemittierenden Elements 1. 14 zeigt Leuchtdichte-Stromeffizienz-Eigenschaften des lichtemittierenden Elements 1. 15 zeigt Spannungs-Leuchtdichte-Eigenschaften des lichtemittierenden Elements 1. 16 zeigt Leuchtdichte-externe Quantenausbeute-Eigenschaften des lichtemittierenden Elements 1. 17 zeigt ein Emissionsspektrum des lichtemittierenden Elements 1.
  • Obwohl das lichtemittierende Element 1 keine Zwischenschicht beinhaltete, wies das lichtemittierende Element 1, wie aus den Eigenschaften ersichtlich ist, eine Stromeffizienz von ungefähr 30 cd/A bei etwa 1000 cd/m2 und eine externe Quantenausbeute von ungefähr 13% auf. Dies deutet darauf hin, dass das lichtemittierende Element 1 eine hohe Emissionseffizienz aufwies. Außerdem war die Betriebsspannung des lichtemittierenden Elements 1 niedrig, die höher als oder gleich 3 V und niedriger als 4 V war.
  • Des Weiteren zeigt das Emissionsspektrum, dass eine rote Lichtemission, die von [Ir(tppr)2(dpm)] stammt, eine grüne Lichtemission, die von [Ir(tBuppm)2(acac)] stammt, und eine blaue Lichtemission, die von 1,6mMemFLPAPrn stammt, beobachtet wurden. Dies deutet darauf hin, dass eine Lichtemission sowohl von der Fluoreszenzschicht (der ersten lichtemittierenden Schicht 113a) als auch von der Phosphoreszenzschicht (der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b) ausreichend erhalten wurde. Darüber hinaus wies das lichtemittierende Element 1 eine korrelierte Farbtemperatur von 3130 K bei etwa 1000 cd/m2 und einen allgemeinen Farbwiedergabeindex von 92 auf, was bedeutet, dass das lichtemittierende Element 1 eine ausreichende Farbtemperatur zum Beleuchtung und eine ausgezeichnete Farbwiedergabeeigenschaft aufwies.
  • 18 zeigt die Ergebnisse eines Zuverlässigkeitstests, der an dem lichtemittierenden Element 1 durchgeführt wurde. Bei dem Zuverlässigkeitstest wurde das lichtemittierende Element 1 unter Bedingungen, bei denen die anfängliche Leuchtdichte 5000 cd/m2 betrug und die Stromdichte konstant war, betrieben. 18 zeigt eine Änderung der normalisierten Leuchtdichte mit einer anfänglichen Leuchtdichte von 100%. Die Ergebnisse zeigen, dass das lichtemittierende Element 1 94% der anfänglichen Leuchtdichte hielt, selbst nachdem es 62 Stunden lang betrieben worden war, und dass das lichtemittierende Element 1 eine geringe Verringerung der Leuchtdichte im Laufe der Betriebsdauer und hohe Zuverlässigkeit aufwies.
  • Die Singulett-Anregungsniveaus (S1-Niveaus) von cgDBCzPA und 1,6mMemFLPArn, die für das lichtemittierende Element 1 verwendet wurden, wurden auf 2,95 eV bzw. 2,68 eV aufgrund Absorptionskanten des Co-Verdampfungsfilms geschätzt.
  • Tabelle 1 zeigt Messergebnisse der Triplett-Niveaus (T1-Niveaus) von 2mDBTBPDBq-II, PCBBiF, cgDBCzPA und 1,6mMemFLPAPrn, die in diesem Beispiel für das lichtemittierende Element 1 verwendet wurden. Die T1-Niveaus wurden durch Messung der Emission der Phosphoreszenz von den Substanzen ermittelt. Bei der Messung wurde jede Substanz mit Anregungslicht mit einer Wellenlänge von 325 nm bestrahlt, und die Messtemperatur betrug 10 K. Bei Messung eines Energieniveaus ist eine Berechnung mit einer Absorptionswellenlänge exakter als eine Berechnung mit einer Emissionswellenlänge. Jedoch ist die Absorption des T1-Niveaus sehr gering und schwer zu messen; daher wurde hierbei eine Peakwellenlänge, die sich in einem Phosphoreszenzspektrum auf der Seite der kürzesten Wellenlänge befindet, als T1-Niveau angesehen. Aus diesem Grund können einige Fehler in den Messwerten enthalten sein. Es sei angemerkt, dass, da Intersystem-Crossing in cgDBCzPA und 1,6mMemFLPAPrn kaum auftritt, Tris(2-Phenylpyridinato)iridium (Abkürzung: Ir(ppy)3) als Sensibilisator zugesetzt wurde (d. h. Co-verdampft), wodurch Phosphoreszenz beobachtet wurde. Tabelle 1
    Phosphoreszenz-Peakwellenlänge (nm) T1-Niveau (eV)
    2mDBTBPDBq-II 515 2,41
    PCBBiF 509 2,44
    cgDBCzPA 721 1,72
    1,6mMemFLPAPrn 675 1,84
  • Die vorstehenden Ergebnisse deuten darauf hin, dass in der Fluoreszenzschicht des lichtemittierenden Elements 1 das Singulett-Anregungsniveau von cgDBCzPA, das das Wirtsmaterial war, höher war als dasjenige von 1,6mMemFLPAPrn, das die Fluoreszenzsubstanz war, und dass das Triplett-Anregungsniveau von cgDBCzPA niedriger war als dasjenige von 1,6mMemFLPAPrn; daher wies die Fluoreszenzschicht (die erste lichtemittierende Schicht 113a) eine Struktur auf, bei der eine Wiedererzeugung eines Singulett-Exzitons, das mit der Triplett-Triplett-Annihilation gekoppelt ist, und eine Lichtemission leicht erhalten wurden.
  • Die Ergebnisse deuten auch darauf hin, dass das Triplett-Anregungsniveau von cgDBCzPA, das das Wirtsmaterial in der Fluoreszenzschicht war, niedriger war als dasjenige einer ersten organischen Verbindung (2mDBTBPDBq-II) und einer zweiten organischen Verbindung (PCBBiF) in der Phosphoreszenzschicht. Im Falle einer solchen Struktur diffundieren im Allgemeinen viele Triplett-Exzitonen, die in der Phosphoreszenzschicht erzeugt werden, in die Fluoreszenzschicht und nichtstrahlender Zerfall erfolgt. Jedoch bildeten bei dem lichtemittierenden Element 1 dieses Beispiels die erste organische Verbindung und die zweite organische Verbindung einen Exciplex; daher diffundierten Triplett-Exzitonen, die in der Phosphoreszenzschicht erzeugt wurden, kaum in die Fluoreszenzschicht. Ein Grund ist wahrscheinlich wie folgt: Es ist unwahrscheinlich, dass die Energieübertragung von einem Exciplex auf einen anderen Exciplex auftritt, weil die Exciplexe keine Grundzustände aufweisen. Folglich wies das lichtemittierende Element 1 bedeutende Eigenschaften auf: Lichtemission sowohl von der Fluoreszenzschicht als auch von der Phosphoreszenzschicht sowie eine hohe Effizienz.
  • Wie oben beschrieben worden ist, wies das lichtemittierende Element 1 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in hohem Maße gut ausgewogene, vorteilhafte Eigenschaften auf und konnte leicht und kostengünstig hergestellt werden. Die oben beschriebenen Ergebnisse wurden auf das Folgende zurückgeführt: Diffusion von Exzitonen wurde unterdrückt und nichtstrahlender Zerfall der Triplett-Anregungsenergie wurde verringert, indem der Exciplex als Energiedonator der Phosphoreszenzschicht verwendet wurde, und die Emissionseffizienz wurde infolge des Auftritts der verzögerten Fluoreszenz infolge der Triplett-Triplett-Annihilation in dem Wirtsmaterial in der Fluoreszenzschicht erhöht.
  • [Beispiel 2]
  • In diesem Beispiel werden Verfahren zum Herstellen eines lichtemittierenden Elements 2 und eines lichtemittierenden Elements 3 von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und ihre Eigenschaften beschrieben. Strukturformeln von organischen Verbindungen, die für das lichtemittierende Element 2 und das lichtemittierende Element 3 verwendet wurden, werden nachstehend gezeigt.
    Figure DE112014003900T5_0005
  • (Verfahren zum Herstellen des lichtemittierenden Elements 2)
  • Es wurde durch ein Sputterverfahren ein Film aus Indiumzinnoxid, das Siliziumoxid enthält (ITSO), in einer Dicke von 110 nm über einem Glassubstrat ausgebildet, so dass die erste Elektrode 101 ausgebildet wurde. Die Elektrodenfläche betrug 2 mm × 2 mm.
  • Als Nächstes wurde bei der Vorbehandlung für die Herstellung des lichtemittierenden Elements über dem Substrat eine Oberfläche des Substrats mit Wasser gewaschen und bei 200°C eine Stunde lang gebacken, und dann wurde eine UV-Ozon-Behandlung 370 Sekunden lang durchgeführt.
  • Danach wurde das Substrat in eine Vakuumverdampfungseinrichtung überführt, in der der Druck auf ungefähr 10–4 Pa verringert worden war, und wurde 30 Minuten lang im Vakuum bei 170°C in einer Heizkammer der Vakuumverdampfungseinrichtung gebacken, und dann wurde das Substrat über einen Zeitraum von etwa 30 Minuten abgekühlt.
  • Dann wurde das Substrat, das mit der ersten Elektrode 101 versehen ist, an einem Substrathalter in der Vakuumverdampfungseinrichtung befestigt, so dass die Oberfläche, auf der die erste Elektrode 101 ausgebildet worden war, nach unten gerichtet war. Der Druck in der Vakuumverdampfungseinrichtung wurde auf etwa 10–4 Pa verringert. Danach wurden auf der ersten Elektrode 101 4,4',4''-(Benzol-1,3,5-triyl)tri(dibenzothiophen) (Abkürzung: DBT3P-II), das durch Strukturformel (i) dargestellt wird, und Molybdän(VI)-Oxid durch Co-Verdampfung durch ein Verdampfungsverfahren unter Verwendung eines Widerstandserwärmungsverfahrens abgeschieden, so dass die Lochinjektionsschicht 111 ausgebildet wurde. Die Dicke wurde auf 30 nm festgelegt, und das Gewichtsverhältnis von DBT3P-II zu Molybdänoxid wurde auf 2:1 (= DBT3P-II:Molybdänoxid) eingestellt.
  • Als Nächstes wurde auf der Lochinjektionsschicht 111 9-Phenyl-3-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: PCzPA), das durch die Strukturformel (ii) dargestellt wird, in einer Dicke von 20 nm abgeschieden, so dass die Lochtransportschicht 112 ausgebildet wurde.
  • Auf der Lochtransportschicht 112 wurden 7-[4-(10-Phenyl-9-anthryl)phenyl]-7H-dibenzo[c,g]carbazol (Abkürzung: cgDBCzPA), das durch die Strukturformel (iii) dargestellt wird, und N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis[3-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]-pyren-1,6-diamin (Abkürzung: 1,6mMemFLPAPrn), das durch die Strukturformel (iv) dargestellt wird, durch Co-Verdampfung in einer Dicke von 10 nm abgeschieden, so dass die erste lichtemittierende Schicht 113a, die eine Fluoreszenzschicht war, derart ausgebildet wurde, dass das Gewichtsverhältnis von cgDBCzPA zu 1,6mMemFLPAPrn 1:0,02 (= cgDBCzPA:1,6mMemFLPAPrn) betrug. Danach wurden 2-[3'-(Dibenzothiophen-4-yl)biphenyl-3-yl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 2mDBTBPDBq-II), das durch die Strukturformel (v) dargestellt wird, N-(1,1'-Biphenyl-4-yl)-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: PCBBiF), das durch die Strukturformel (vi) dargestellt wird, und Bis{4,6-dimethyl-2-[5-(2,6-dimethylphenyl)-3-(3,5-dimethylphenyl)-2-pyrazinyl-κN]phenyl-κC}(2,4-pentanedionato-κ2O,O')iridium(III) (Abkürzung: [Ir(dmdppr-dmp)2(acac)]), das durch die Strukturformel (x) dargestellt wird, durch Co-Verdampfung in einer Dicke von 5 nm abgeschieden, so dass die erste Phosphoreszenzschicht (die zweite lichtemittierende Schicht 113b) – 1 derart ausgebildet wurde, dass das Gewichtsverhältnis von 2mDBTBPDBq-II zu PCBBiF und [Ir(dmdppr-dmp)2(acac)] 0,5:0,5:0,05 (= 2mDBTBPDBq-II:PCBBiF:[Ir(dmdppr-dmp)2(acac)]) betrug, und dann wurden 2mDBTBPDBq-II, PCBBiF und Bis[2-(6-tert-butyl-4-pyrimidinyl-κN3)phenyl-κC](2,4-pentanedionato-κ2O,O')iridium(III)) (Abkürzung: [Ir(tBuppm)2(acac)]), das durch die Strukturformel (viii) dargestellt wird, durch Co-Verdampfung in einer Dicke von 20 nm abgeschieden, so dass die zweite Phosphoreszenzschicht (die zweite lichtemittierende Schicht 113b) – 2 derart ausgebildet wurde, dass das Gewichtsverhältnis von 2mDBTBPDBq-II zu PCBBiF und [Ir(tBuppm)2(acac)] 0,8:0,2:0,05 (= 2mDBTBPDBq-II:PCBBiF:[Ir(tBuppm)2(acac)]) betrug. Auf diese Weise wurde die zweite lichtemittierende Schicht 113b, die die Fluoreszenzschicht war, ausgebildet.
  • Es sei angemerkt, dass 2mDBTBPDBq-II und PCBBiF einen Exciplex in der Phosphoreszenzschicht bilden. Diese Emissionswellenlänge überlappt Absorptionsbänder auf den Seiten der längsten Wellenlänge von [Ir(dmdppr-dmp)2(acac)] und [Ir(tBuppm)2(acac)], so dass die Energieübertragungseffizienz hoch ist.
  • Die Singulett-Anregungsenergie von cgDBCzPA, das ein Wirtsmaterial in der Fluoreszenzschicht (der ersten lichtemittierenden Schicht 113a) ist, ist höher als die Singulett-Anregungsenergie von 1,6mMemFLPAPrn, das eine Fluoreszenzsubstanz ist. Außerdem ist die Triplett-Anregungsenergie aus cgDBCzPA niedriger als die Triplett-Anregungsenergie von 1,6mMemFLPAPrn. Daher werden in der Phosphoreszenzschicht (der ersten lichtemittierenden Schicht 113a) eine Wiedererzeugung eines Singulett-Exzitons, das mit der Triplett-Triplett-Annihilation gekoppelt ist, und eine Lichtemission leicht erhalten.
  • Danach wurde auf der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b, die die Phosphoreszenzschicht war, 2mDBTBPDBq-II in einer Dicke von 10 nm abgeschieden, und Bathophenanthrolin (Abkürzung: BPhen), das durch die Strukturformel (ix) dargestellt wird, wurde in einer Dicke von 15 nm abgeschieden, so dass die Elektronentransportschicht 114 ausgebildet wurde.
  • Nach dem Ausbilden der Elektronentransportschicht 114 wurde Lithiumfluorid (LiF) durch Verdampfung in einer Dicke von 1 nm abgeschieden, so dass die Elektroneninjektionsschicht 115 ausgebildet wurde. Schließlich wurde Aluminium durch Verdampfung in einer Dicke von 200 nm abgeschieden, um die zweite Elektrode 102, die als Kathode dient, auszubilden. Durch die oben beschriebenen Schritte wurde das lichtemittierende Element 2 dieses Beispiels hergestellt.
  • Es sei angemerkt, dass in allen vorstehenden Verdampfungsschritten die Verdampfung durch ein Widerstandserwärmungsverfahren durchgeführt wurde.
  • (Verfahren zum Herstellen des lichtemittierenden Elements 3)
  • Das lichtemittierende Element 3 wurde in ähnlicher Weise wie diejenige des lichtemittierenden Elements 2 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Gewichtsverhältnis von 2mDBTBPDBq-II zu PCBBiF und [Ir(dmdppr-dmp)2(acac)], die zum Ausbilden der ersten Phosphoreszenzschicht (der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b) – 1 verwendet wurden, bei dem lichtemittierenden Element 2 auf 0,2:0,8:0,05 eingestellt wurde und das Gewichtsverhältnis von 2mDBTBPDBq-II zu PCBBiF und [Ir(tBuppm)2(acac)], die zum Ausbilden der zweiten Phosphoreszenzschicht (der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b) – 2 verwendet wurden, auf 0,9:0,1:0,05 eingestellt wurde.
  • In einem Handschuhkasten unter einer Stickstoffatmosphäre wurden das lichtemittierende Element 2 und das lichtemittierende Element 3 jeweils unter Verwendung eines Glassubstrats abgedichtet, damit sie nicht der Luft ausgesetzt wurden (insbesondere wurde ein Dichtungsmittel auf eine Außenkante des Elements aufgebracht, und zum Zeitpunkt der Abdichtung wurde zuerst eine UV-Behandlung durchgeführt, und dann wurde eine Wärmebehandlung bei 80°C 1 Stunde lang durchgeführt). Dann wurden die Eigenschaften der lichtemittierenden Elemente gemessen. Es sei angemerkt, dass die Messung mit einem Ulbricht-Kugel bei Raumtemperatur (in der bei 25°C gehaltenen Atmosphäre) durchgeführt wurde. Tabelle 2 zeigt Werte der Eigenschaften bei einer Stromdichte von 2,5 mA/cm3. Tabelle 2
    Spannung (V) ähnlichste Farbtemperatur (K) Δuv allgemeiner Farbwiedergabeindex Ra Stromeffizienz (Im/W) externe Quantenausbeute (%)
    lichtemittierendes Element 2 3,0 4710 0,0142 86 36 14
    lichtemittierendes Element 3 3,0 2950 0,0083 88 45 18
  • Obwohl die lichtemittierenden Elemente 2 und 3 keine spezielle Auskopplungsstruktur aufwiesen, wiesen die lichtemittierenden Elemente 2 und 3 hohe externe Quantenausbeute und Stromeffizienz auf. Außerdem betrug die Spannung, im Vergleich zu einem lichtemittierenden Tandem-Element, so niedrig wie 3 V.
  • 19A zeigt ein Emissionsspektrum des lichtemittierenden Elements 2, und 19B zeigt ein Emissionsspektrum des lichtemittierenden Elements 3. Wie aus den Emissionsspektren ersichtlich ist, wurden eine rote Lichtemission, die von [Ir(dmdppr-dmp)2(acac)] stammt, eine grüne Lichtemission, die von [Ir(tBuppm)2(acac)] stammt, und eine blaue Lichtemission, die von 1,6mMemFLPAPrn stammt, beobachtet. Dies deutet darauf hin, dass eine Lichtemission sowohl von der ersten lichtemittierenden Schicht 113a, die die Fluoreszenzschicht war, als auch von der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b, die die Phosphoreszenzschicht war, ausreichend erhalten wurde.
  • Des Weiteren wies jedes der lichtemittierenden Elemente einen allgemeinen Farbwiedergabeindex (Ra) von 85 oder mehr auf, was bedeutet, dass jedes der lichtemittierenden Elemente eine vorteilhafte Farbwiedergabeeigenschaft aufwies, und wies geringe Δuv auf; folglich sind die lichtemittierenden Elemente zur Beleuchtung geeignet. Ferner wies das lichtemittierende Element 2 eine Farbtemperatur von 4710 K auf, die tagesweiß entspricht, und das lichtemittierende Element 3 wies eine Farbtemperatur von 2950 K auf, die einer weißglühenden Farbe entspricht. Dies deutet darauf hin, dass die lichtemittierenden Elemente 2 und 3 die Eigenschaften aufweisen, die den Vorgaben entsprechen.
  • Der einzige Unterschied zwischen dem lichtemittierenden Element 2 und dem lichtemittierenden Element 3 besteht in dem Mischverhältnis der Substanzen zum Ausbilden der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b. Mit anderen Worten zeigt dieses Beispiel, dass weiße Lichtemission in einem weiten Bereich der Farbtemperatur von 2950 K bis 4710 K erhalten werden konnte, indem das Mischverhältnis der Substanzen reguliert wurde, was ein einfaches Verfahren war. Es sei angemerkt, dass eine Farbtemperatur von 2950 K oder niedriger oder 4710 K oder höher gemäß der Regulierung erhalten werden kann. Außerdem ist es auch eine bedeutende Besonderheit, dass die Lichtemission in dem weiten Bereich der Farbtemperatur ohne große Verringerung der Effizienz erhalten wurde. Bei diesem Beispiel wird der Fall einer weißen Lichtemission beschrieben, weil die lichtemittierenden Elemente, die jeweils Licht aus drei Farben, nämlich Blau, Grün und Rot, emittieren, hergestellt wurden. Wenn ein lichtemittierendes Element hergestellt wird, das Licht von einer weiteren Farbe emittiert, kann ein Mischverhältnis von Farben einer Lichtemission gesteuert werden, und eine erwünschte Emissionsfarbe kann leicht erhalten werden, indem das Mischverhältnis von Substanzen reguliert wird, die bei dem lichtemittierenden Element enthalten sind.
  • Wie oben beschrieben worden ist, wiesen das lichtemittierende Element 2 und das lichtemittierende Element 3 in hohem Maße ausgewogene, vorteilhafte Eigenschaften auf und können leicht und kostengünstig hergestellt werden. Die oben beschriebenen Ergebnisse wurden auf das Folgende zurückgeführt: Diffusion von Exzitonen wurde unterdrückt und nichtstrahlender Zerfall der Triplett-Anregungsenergie wurde verringert, indem der Exciplex als Energiedonator der Phosphoreszenzschicht verwendet wurde, und die Emissionseffizienz wurde infolge des Auftritts der verzögerten Fluoreszenz infolge der Triplett-Triplett-Annihilation in dem Wirtsmaterial in der Fluoreszenzschicht erhöht.
  • [Beispiel 3]
  • In diesem Beispiel wird ein Verfahren zum Herstellen eines lichtemittierenden Elements 4 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und ihre Eigenschaften beschrieben. Bei dem lichtemittierenden Element 4 war die erste lichtemittierende Schicht 113a auf der Kathodenseite ausgebildet, und die zweite lichtemittierende Schicht 113b wurde auf der Anodenseite ausgebildet. Strukturformeln von organischen Verbindungen, die für das lichtemittierende Element 4 verwendet werden, werden nachstehend gezeigt.
    Figure DE112014003900T5_0006
  • (Verfahren zum Herstellen des lichtemittierenden Elements 4)
  • Es wurde durch ein Sputterverfahren ein Film aus Indiumzinnoxid, das Siliziumoxid enthält (ITSO), in einer Dicke von 110 nm über einem Glassubstrat ausgebildet, so dass die erste Elektrode 101 ausgebildet wurde. Die Elektrodenfläche betrug 2 mm × 2 mm.
  • Als Nächstes wurde bei der Vorbehandlung für die Herstellung des lichtemittierenden Elements über dem Substrat eine Oberfläche des Substrats mit Wasser gewaschen und bei 200°C eine Stunde lang gebacken, und dann wurde eine UV-Ozon-Behandlung 370 Sekunden lang durchgeführt.
  • Danach wurde das Substrat in eine Vakuumverdampfungseinrichtung überführt, in der der Druck auf ungefähr 10–4 Pa verringert worden war, und wurde 30 Minuten lang im Vakuum bei 170°C in einer Heizkammer der Vakuumverdampfungseinrichtung gebacken, und dann wurde das Substrat über einen Zeitraum von etwa 30 Minuten abgekühlt.
  • Dann wurde das Substrat, das mit der ersten Elektrode 101 versehen ist, an einem Substrathalter in der Vakuumverdampfungseinrichtung befestigt, so dass die Oberfläche, auf der die erste Elektrode 101 ausgebildet worden war, nach unten gerichtet war. Der Druck in der Vakuumverdampfungseinrichtung wurde auf etwa 10–4 Pa verringert. Danach wurden auf der ersten Elektrode 101 4,4',4''-(Benzol-1,3,5-triyl)tri(dibenzothiophen) (Abkürzung: DBT3P-II), das durch Strukturformel (i) dargestellt wird, und Molybdän(VI)-Oxid durch Co-Verdampfung durch ein Verdampfungsverfahren unter Verwendung eines Widerstandserwärmungsverfahrens abgeschieden, so dass die Lochinjektionsschicht 111 ausgebildet wurde. Die Dicke wurde auf 40 nm festgelegt, und das Gewichtsverhältnis von DBT3P-II zu Molybdänoxid wurde auf 4:2 (= DBT3P-II:Molybdänoxid) eingestellt.
  • Als Nächstes wurde auf der Lochinjektionsschicht 111 N-(1,1'-Biphenyl-4-yl)-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: PCBBiF), das durch die Strukturformel (vi) dargestellt wird, in einer Dicke von 20 nm abgeschieden, so dass die Lochtransportschicht 112 ausgebildet wurde.
  • Auf der Lochtransportschicht 112 wurden 2-[3'-(Dibenzothiophen-4-yl)biphenyl-3-yl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 2mDBTBPDBq-II), das durch die Strukturformel (v) dargestellt wird, PCBBiF, und (Dipivaloylmethanato)bis(2,3,5-triphenylpyrazinato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(tppr)2(dpm)]), das durch die Strukturformel (vii) dargestellt wird, durch Co-Verdampfung in einer Dicke von 20 nm abgeschieden, so dass die erste Phosphoreszenzschicht Schicht (die zweite lichtemittierende Schicht 113b) – 1 derart ausgebildet wurde, dass das Gewichtsverhältnis von 2mDBTBPDBq-II zu PCBBiF und [Ir(tppr)2(dpm)] 0,2:0,8:0,05 (= 2mDBTBPDBq-II:PCBBiF:[Ir(tppr)2(dpm)]) betrug, und dann wurden 2mDBTBPDBq-II, PCBBiF und Bis[2-(6-tert-butyl-4-pyrimidinyl-κN3)phenyl-κC](2,4-pentanedionato-κ2O,O')iridium(III)) (Abkürzung: [Ir(tBuppm)2(acac)]), das durch die Strukturformel (viii) dargestellt wird, durch Co-Verdampfung in einer Dicke von 5 nm derart abgeschieden, dass das Gewichtsverhältnis von 2mDBTBPDBq-II zu PCBBiF und [Ir(tBuppm)2(acac)] 0,3:0,7:0,05 (= 2mDBTBPDBq-II:PCBBiF:[Ir(tBuppm)2(acac)]) betrug. Auf diese Weise wurde die zweite lichtemittierende Schicht 113b, die eine Phosphoreszenzschicht war, ausgebildet. Danach wurden 7-[4-(10-Phenyl-9-anthryl)phenyl]-7H-dibenzo[c,g]carbazol (Abkürzung: cgDBCzPA), das durch die Strukturformel (iii) dargestellt wird, N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis[3-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]-pyren-1,6-diamin (Abkürzung: 1,6mMemFLPAPrn), das durch die Strukturformel (iv) dargestellt wird, durch Co-Verdampfung in einer Dicke von 25 nm abgeschieden, so dass die erste lichtemittierende Schicht 113a, die eine Phosphoreszenzschicht war, derart ausgebildet wurde, dass das Gewichtsverhältnis von cgDBCzPA zu 1,6mMemFLPAPrn 1:0,04 (= cgDBCzPA:1,6mMemFLPAPrn) betrug. Durch die oben beschriebenen Schritte wurde die lichtemittierende Schicht 113 ausgebildet.
  • Es sei angemerkt, dass 2mDBTBPDBq-II und PCBBiF einen Exciplex in der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b, die die Phosphoreszenzschicht ist, bilden. Diese Emissionswellenlänge überlappt Absorptionsbänder auf den Seiten der längsten Wellenlänge von [Ir(tppr)2(dpm)] und [Ir(tBuppm)2(acac)], so dass die Energieübertragungseffizienz hoch ist.
  • Die Singulett-Anregungsenergie von cgDBCzPA, das ein Wirtsmaterial in der Fluoreszenzschicht (der ersten lichtemittierenden Schicht 113a) ist, ist höher als die Singulett-Anregungsenergie von 1,6mMemFLPAPrn, das eine Fluoreszenzsubstanz ist. Außerdem ist die Triplett-Anregungsenergie von cgDBCzPA niedriger als die Triplett-Anregungsenergie von 1,6mMemFLPAPrn. Daher werden in der Phosphoreszenzschicht (der ersten lichtemittierenden Schicht 113a) eine Wiedererzeugung eines Singulett-Exzitons, das mit der Triplett-Triplett-Annihilation gekoppelt ist, und eine Lichtemission leicht erhalten.
  • Danach wurde auf der ersten lichtemittierenden Schicht 113a, die die Fluoreszenzschicht war, cgDBCzPA in einer Dicke von 10 nm abgeschieden, und Bathophenanthrolin (Abkürzung: BPhen), das durch die Strukturformel (ix) dargestellt wird, wurde in einer Dicke von 15 nm abgeschieden, so dass die Elektronentransportschicht 114 ausgebildet wurde.
  • Nach dem Ausbilden der Elektronentransportschicht 114 wurde Lithiumfluorid (LiF) durch Verdampfung in einer Dicke von 1 nm abgeschieden, so dass die Elektroneninjektionsschicht 115 ausgebildet wurde. Schließlich wurde Aluminium durch Verdampfung in einer Dicke von 200 nm abgeschieden, um die zweite Elektrode 102, die als Kathode dient, auszubilden. Durch die oben beschriebenen Schritte wurde das lichtemittierende Element 1 dieses Beispiels hergestellt. Es sei angemerkt, dass in allen vorstehenden Verdampfungsschritten die Verdampfung durch ein Widerstandserwärmungsverfahren durchgeführt wurde.
  • Eine Elementstruktur des lichtemittierenden Elements 4 ist in Tabelle 3 gezeigt.
  • In einem Handschuhkasten unter einer Stickstoffatmosphäre wurde das lichtemittierende Element 4 unter Verwendung eines Glassubstrats abgedichtet, damit es nicht der Luft ausgesetzt wurde (insbesondere wurde ein Dichtungsmittel auf eine Außenkante des Elements aufgebracht, und zum Zeitpunkt der Abdichtung wurde zuerst eine UV-Behandlung durchgeführt, und dann wurde eine Wärmebehandlung bei 80°C 1 Stunde lang durchgeführt). Dann wurde die Eigenschaften des lichtemittierenden Elements 4 bei einer Stromdichte von 2,5 mA/cm2 und bei etwa 1000 cd/m2 gemessen. Tabelle 3
    Spannung (V) ähnlichste Farbtemperatur (K) Δuv allgemeiner Farbwiedergabeindex Ra Stromeffizienz (Im/W) externe Quantenausbeute (%)
    lichtemittierendes Element 4 2,7 2690 0,01 84 29 11
  • Obwohl das lichtemittierende Element 4 keine spezielle Auskopplungsstruktur aufwies, wies das lichtemittierende Element 4 hohe externe Quantenausbeute und Stromeffizienz auf. Außerdem wies das lichtemittierende Element 4 eine sehr niedrige Spannung von 2,7 V, im Vergleich zu einem lichtemittierenden Tandem-Element, auf.
  • 20 zeigt ein Emissionsspektrum des lichtemittierenden Elements 4. Wie aus dem Emissionsspektrum ersichtlich ist, wurden eine rote Lichtemission, die von [Ir(tppr)2(dpm)] stammt, eine grüne Lichtemission, die von [Ir(tBuppm)2(acac)] stammt, und eine blaue Lichtemission, die von 1,6mMemFLPAPrn stammt, beobachtet. Dies deutet darauf hin, dass eine Lichtemission sowohl von der ersten lichtemittierenden Schicht 113a, die die Fluoreszenzschicht war, als auch von der zweiten lichtemittierenden Schicht 113b, die die Phosphoreszenzschicht war, ausreichend erhalten wurde.
  • Des Weiteren wies das lichtemittierende Element 4 einen allgemeinen Farbwiedergabeindex (Ra) von 84 auf, was bedeutet, dass das lichtemittierende Element 4 eine vorteilhafte Farbwiedergabeeigenschaft aufwies, und wies nur geringe Δuv auf; folglich ist das lichtemittierende Element 4 zur Beleuchtung geeignet. Ferner wies das lichtemittierende Element 4 eine Farbtemperatur von 2690 K auf, die einer weißglühenden Farbe entspricht. Dies deutet darauf hin, dass das lichtemittierende Element 4 die Eigenschaft aufwies, die den Vorgaben entspricht.
  • Wie oben beschrieben worden ist, wies das lichtemittierende Element 4 gut ausgewogene, vorteilhafte Eigenschaften auf und konnte leicht und kostengünstig hergestellt werden. Die oben beschriebenen Ergebnisse wurden auf das Folgende zurückgeführt: Diffusion von Exzitonen wurde unterdrückt und nichtstrahlender Zerfall der Triplett-Anregungsenergie wurde verringert, indem der Exciplex als Energiedonator der Phosphoreszenzschicht verwendet wurde, und die Emissionseffizienz wurde infolge des Auftritts der verzögerten Fluoreszenz infolge der Triplett-Triplett-Annihilation in dem Wirtsmaterial in der Fluoreszenzschicht erhöht. Es wurde auch festgestellt, dass vorteilhafte Eigenschaften erhalten werden konnten, selbst wenn die Schichtungsreihenfolge in der lichtemittierenden Schicht 113 verändert wurde.
  • Erläuterung der Bezugszeichen
    • 101: erste Elektrode, 102: zweite Elektrode, 103: EL-Schicht, 111: Lochinjektionsschicht, 112: Lochtransportschicht, 113: lichtemittierende Schicht, 113a: erste lichtemittierende Schicht, 113b: zweite lichtemittierende Schicht, 114: Elektronentransportschicht, 115: Elektroneninjektionsschicht, 400: Substrat, 401: erste Elektrode, 403: EL-Schicht, 404: zweite Elektrode, 405: Dichtungsmittel, 406: Dichtungsmittel, 407: Dichtungssubstrat, 412: Pad, 420: IC-Chip, 501: erste Elektrode, 502: zweite Elektrode, 511: erste lichtemittierende Einheit, 512: zweite lichtemittierende Einheit, 513: Ladungserzeugungsschicht, 601: Treiberschaltungsabschnitt (Sourceleitungstreiberschaltung), 602: Pixelabschnitt, 603: Treiberschaltungsabschnitt (Gateleitungstreiberschaltung), 604: Dichtungssubstrat, 605: Dichtungsmittel, 607: Dichtungsmittel, 608: Leitung, 609: flexible gedruckte Schaltung (FPC), 610: Elementsubstrat, 611: Schalt-FET, 612: Strom steuernder FET, 613: erste Elektrode, 614: Isolator, 616: EL-Schicht, 617: zweite Elektrode, 618: lichtemittierendes Element, 623: n-Kanal-FET, 624: p-Kanal-FET, 625: Trocknungsmittel, 901: Gehäuse, 902: Flüssigkristallschicht, 903: Hintergrundbeleuchtungseinheit, 904: Gehäuse, 905: Treiber-IC, 906: Anschluss, 951: Substrat, 952: Elektrode, 953: Isolierschicht, 954: Trennschicht, 955: EL-Schicht, 956: Elektrode, 1001: Substrat, 1002: Basis-Isolierfilm, 1003: Gate-Isolierfilm, 1006: Gate-Elektrode, 1007: Gate-Elektrode, 1008: Gate-Elektrode, 1020: erster Zwischenschicht-Isolierfilm, 1021: zweiter Zwischenschicht-Isolierfilm, 1022: Elektrode, 1024W: erste Elektrode des lichtemittierenden Elements, 1024R: erste Elektrode des lichtemittierenden Elements, 1024G: erste Elektrode des lichtemittierenden Elements, 1024B: erste Elektrode des lichtemittierenden Elements, 1025: Trennwand, 1028: EL-Schicht, 1029: zweite Elektrode des lichtemittierenden Elements, 1031: Dichtungssubstrat, 1032: Dichtungsmittel, 1033: durchsichtiges Basismaterial, 1034R: rote Farbschicht, 1034G: grüne Farbschicht, 1034B: blaue Farbschicht, 1035: schwarze Schicht (Schwarzmatrix), 1036: Bedeckungsschicht, 1037: dritte Zwischenschicht-Isolierfilm, 1040: Pixelabschnitt, 1041: Treiberschaltungsabschnitt, 1042: Peripherieabschnitt, 2001: Gehäuse, 2002: Lichtquelle, 3001: Beleuchtungsvorrichtung, 5000: Anzeigebereich, 5001: Anzeigebereich, 5002: Anzeigebereich, 5003: Anzeigebereich, 5004: Anzeigebereich, 5005: Anzeigebereich, 7101: Gehäuse, 7103: Anzeigeabschnitt, 7105: Fuß, 7107: Anzeigeabschnitt, 7109: Bedienungstaste, 7110: Fernbedienung, 7201: Hauptteil, 7202: Gehäuse, 7203: Anzeigeabschnitt, 7204: Tastatur, 7205: externer Verbindungsanschluss, 7206: Zeigevorrichtung, 7210: zweiter Anzeigeabschnitt, 7301: Gehäuse, 7302: Gehäuse, 7303: Gelenkverbindung, 7304: Anzeigeabschnitt, 7305: Anzeigeabschnitt, 7306: Lautsprecherabschnitt, 7307: Speichermedien-Einführungsbereich, 7308: LED-Lampe, 7309: Bedienungstaste, 7310: Verbindungsanschluss, 7311: Sensor, 7401: Gehäuse, 7402: Anzeigeabschnitt, 7403: Bedienungsknopf, 7404: externer Verbindungsanschluss, 7405: Lautsprecher, 7406: Mikrofon, 7400: Mobiltelefon, 9033: Spange, 9034: Schalter, 9035: Netzschalter, 9036: Schalter, 9038: Bedienungsknopf, 9630: Gehäuse, 9631: Anzeigeabschnitt, 9631a: Anzeigeabschnitt, 9631b: Anzeigeabschnitt, 9632a: Touchscreen-Gebiet, 9632b: Touchscreen-Gebiet, 9633: Solarzelle, 9634: Lade- und Entladesteuerschaltung, 9635: Batterie, 9636: Gleichspannungswandler, 9637: Bedienungstaste, 9638: Wandler, und 9639: Schaltfläche.
  • Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung mit der Seriennr. 2013-174560 , eingereicht beim japanischen Patentamt am 26. August 2013, der japanischen Patentanmeldung mit der Seriennr. 2013-249449 , eingereicht beim japanischen Patentamt am 2. Dezember 2013, und der japanischen Patentanmeldung mit der Seriennr. 2014-112119 , eingereicht beim japanischen Patentamt am 30. Mai 2014, deren gesamter Inhalt hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Offenlegung gemacht ist.

Claims (19)

  1. Lichtemittierendes Element, das umfasst: ein Paar von Elektroden; eine EL-Schicht zwischen dem Paar von Elektroden; und eine erste lichtemittierende Schicht und eine zweite lichtemittierende Schicht in der EL-Schicht, wobei die erste lichtemittierende Schicht in Kontakt mit der zweiten lichtemittierenden Schicht ist; wobei die erste lichtemittierende Schicht eine Fluoreszenzsubstanz und ein Wirtsmaterial umfasst, wobei die zweite lichtemittierende Schicht eine erste organische Verbindung, eine zweite organische Verbindung und eine Substanz umfasst, wobei die erste organische Verbindung und die zweite organische Verbindung einen Exciplex bilden und Triplett-Anregungsenergie erzeugen, wobei die Substanz die Triplett-Anregungsenergie in Lumineszenz umwandeln kann, wobei die erste lichtemittierende Schicht Licht emittieren kann, das ein erstes Spektrum umfasst, wobei die zweite lichtemittierende Schicht Licht emittieren kann, das ein zweites Spektrum umfasst, und wobei das erste Spektrum eine kürzere Wellenlänge aufweist als das zweite Spektrum.
  2. Lichtemittierendes Element nach Anspruch 1, wobei ein Singulett-Anregungsniveau des Wirtsmaterials höher ist als ein Singulett-Anregungsniveau der Fluoreszenzsubstanz, und wobei ein Triplett-Anregungsniveau des Wirtsmaterials niedriger ist als Triplett-Anregungsniveau der Fluoreszenzsubstanz.
  3. Lichtemittierendes Element nach Anspruch 1, wobei ein Triplett-Anregungsniveau des Wirtsmaterials niedriger ist als Triplett-Anregungsniveaus der ersten organischen Verbindung und der zweiten organischen Verbindung.
  4. Lichtemittierendes Element nach Anspruch 1, wobei die erste organische Verbindung ein Material mit einer Lochtransporteigenschaft ist, wobei die zweite organische Verbindung ein Material mit einer Elektronentransporteigenschaft ist, und wobei ein Mischverhältnis der ersten organischen Verbindung zu der zweiten organischen Verbindung in einem Bereich von 5:5 bis 9:1 liegt.
  5. Lichtemittierendes Element nach Anspruch 1, wobei das Wirtsmaterial eine organische Verbindung mit einem kondensierten aromatischen Ringgerüst ist.
  6. Lichtemittierendes Element nach Anspruch 1, wobei das Wirtsmaterial eine organische Verbindung mit einem Anthracengerüst ist.
  7. Lichtemittierendes Element nach Anspruch 1, wobei das Wirtsmaterial eine organische Verbindung mit einem Anthracengerüst ist, und wobei die Fluoreszenzsubstanz eine organische Verbindung mit einem Pyrengerüst ist.
  8. Lichtemittierendes Element, das umfasst: ein Paar von Elektroden; eine EL-Schicht zwischen dem Paar von Elektroden; und eine erste lichtemittierende Schicht und eine zweite lichtemittierende Schicht in der EL-Schicht, wobei die erste lichtemittierende Schicht in Kontakt mit der zweiten lichtemittierenden Schicht ist; wobei die erste lichtemittierende Schicht eine Fluoreszenzsubstanz und ein Wirtsmaterial umfasst, wobei die zweite lichtemittierende Schicht eine erste Schicht und eine zweite Schicht umfasst, wobei die erste Schicht eine erste organische Verbindung, eine zweite organische Verbindung und eine erste Phosphoreszenzsubstanz umfasst, wobei die erste organische Verbindung und die zweite organische Verbindung einen ersten Exciplex bilden und erste Triplett-Anregungsenergie erzeugen, wobei die erste Phosphoreszenzsubstanz die erste Triplett-Anregungsenergie in Lumineszenz umwandeln kann, wobei die zweite Schicht eine dritte organische Verbindung, eine vierte organische Verbindung und eine zweite Phosphoreszenzsubstanz umfasst, wobei die dritte organische Verbindung und die vierte organische Verbindung einen zweiten Exciplex bilden und zweite Triplett-Anregungsenergie erzeugen, wobei die zweite Phosphoreszenzsubstanz die zweite Triplett-Anregungsenergie in Lumineszenz umwandeln kann, wobei die erste lichtemittierende Schicht Licht emittieren kann, das ein erstes Spektrum umfasst, wobei die zweite lichtemittierende Schicht Licht, das ein zweites Spektrum umfasst, in der ersten Schicht und Licht, das ein drittes Spektrum umfasst, in der zweiten Schicht emittieren kann, und wobei das erste Spektrum eine kürzere Wellenlänge aufweist als das zweite Spektrum und das dritte Spektrum.
  9. Lichtemittierendes Element nach Anspruch 8, wobei ein Singulett-Anregungsniveau des Wirtsmaterials höher ist als ein Singulett-Anregungsniveau der Fluoreszenzsubstanz, und wobei ein Triplett-Anregungsniveau des Wirtsmaterials niedriger ist als Triplett-Anregungsniveau der Fluoreszenzsubstanz.
  10. Lichtemittierendes Element nach Anspruch 8, wobei ein Triplett-Anregungsniveau des Wirtsmaterials niedriger ist als Triplett-Anregungsniveaus der ersten organischen Verbindung und der zweiten organischen Verbindung und Triplett-Anregungsniveaus der dritten organischen Verbindung und der vierten organischen Verbindung.
  11. Lichtemittierendes Element nach Anspruch 8, wobei die erste organische Verbindung ein Material mit einer Lochtransporteigenschaft ist, wobei die zweite organische Verbindung ein Material mit einer Elektronentransporteigenschaft ist, wobei die dritte organische Verbindung ein Material mit einer Locheinfangeigenschaft ist, wobei die vierte organische Verbindung ein Material mit einer Elektronentransporteigenschaft ist, wobei ein Mischverhältnis der ersten organischen Verbindung zu der zweiten organischen Verbindung in einem Bereich von 5:5 bis 9:1 liegt, und wobei ein Mischverhältnis der dritten organischen Verbindung zu der vierten organischen Verbindung in einem Bereich von 5:5 bis 9:1 liegt.
  12. Lichtemittierendes Element nach Anspruch 8, wobei das Wirtsmaterial eine organische Verbindung mit einem kondensierten aromatischen Ringgerüst ist.
  13. Lichtemittierendes Element nach Anspruch 8, wobei das Wirtsmaterial eine organische Verbindung mit einem Anthracengerüst ist.
  14. Lichtemittierendes Element nach Anspruch 8, wobei das Wirtsmaterial eine organische Verbindung mit einem Anthracengerüst ist, und wobei die Fluoreszenzsubstanz eine organische Verbindung mit einem Pyrengerüst ist.
  15. Lichtemittierendes Element nach Anspruch 8, wobei die erste lichtemittierende Schicht blaues Licht emittiert, wobei die erste Schicht rotes Licht emittiert, und wobei die zweite Schicht grünes Licht emittiert.
  16. Lichtemittierendes Element nach Anspruch 8, wobei das erste Spektrum einen Peak des Emissionsspektrums in einem Bereich von 400 nm bis 480 nm aufweist, wobei das zweite Spektrum einen Peak des Emissionsspektrums in einem Bereich von 580 nm bis 680 nm aufweist, und wobei das dritte Spektrum einen Peak des Emissionsspektrums in einem Bereich von 500 nm bis 560 nm aufweist.
  17. Lichtemittierendes Element nach Anspruch 8, wobei die erste lichtemittierende Schicht, die erste Schicht und die zweite Schicht in dieser Reihenfolge geschichtet sind.
  18. Lichtemittierendes Element nach Anspruch 8, wobei die erste lichtemittierende Schicht auf einer Anodenseite des Paars von Elektroden ausgebildet ist, und die zweite lichtemittierende Schicht auf einer Kathodenseite des Paars von Elektroden ausgebildet ist.
  19. Lichtemittierendes Element nach Anspruch 8, wobei die erste Phosphoreszenzsubstanz eine Elektroneneinfangeigenschaft aufweist, und wobei die zweite Phosphoreszenzsubstanz eine Elektroneneinfangeigenschaft aufweist.
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