DE112018002586B4 - Elektronische Vorrichtung, Anzeigevorrichtung, elektronisches Gerät und Beleuchtungsvorrichtung - Google Patents

Elektronische Vorrichtung, Anzeigevorrichtung, elektronisches Gerät und Beleuchtungsvorrichtung Download PDF

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Abstract

Elektronische Vorrichtung (50), umfassend:
eine erste Elektrode (11, 111);
eine zweite Elektrode (12, 112);
eine erste Schicht; und
eine zweite Schicht,
wobei die erste Schicht zwischen der ersten Elektrode (11, 111) und der zweiten Schicht bereitgestellt ist, wobei die zweite Schicht zwischen der ersten Schicht und
der zweiten Elektrode (12, 112) bereitgestellt ist,
wobei die erste Schicht eine erste Substanz und eine erste organische Verbindung umfasst,
wobei die erste Substanz eine Elektronenakzeptoreigenschaft aufweist,
wobei ein Brechungsindex mit ordentlichem Strahl eines Dünnfilms von der ersten organischen Verbindung im Hinblick auf Licht mit einer Wellenlänge von 532 nm höher als oder gleich 1 und niedriger als oder gleich 1,75 ist, und
wobei die erste organische Verbindung eine Elektronendonatoreigenschaft aufweist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine neuartige elektronische Vorrichtung. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine elektronische Vorrichtung, bei der eine organische Verbindung mit einem niedrigen Brechungsindex zum Einsatz kommt. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung, ein elektronisches Gerät und eine Beleuchtungsvorrichtung, die jeweils die elektronische Vorrichtung beinhalten. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Es sei angemerkt, dass eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung nicht auf das vorstehende technische Gebiet beschränkt ist. Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung betrifft einen Gegenstand, ein Verfahren oder ein Herstellungsverfahren. Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner einen Prozess, eine Maschine, ein Erzeugnis oder eine Zusammensetzung. Im Besonderen betrifft eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine elektronische Vorrichtung, eine Halbleitervorrichtung, eine Licht emittierende Vorrichtung, eine Anzeigevorrichtung, eine Beleuchtungsvorrichtung, ein Licht emittierendes Element oder ein Herstellungsverfahren dafür.
  • Stand der Technik
  • Licht emittierende Elemente (organische EL-Elemente), bei denen organische Verbindungen zum Einsatz kommen und Elektrolumineszenz (EL) genutzt wird, und elektronische Vorrichtungen, wie z. B. organische Solarzellen und dergleichen, kamen in der Praxis vermehrt zum Einsatz. Bei einer Grundstruktur derartiger elektronischer Vorrichtungen ist eine Halbleiterschicht, welche eine organische Verbindung enthält, zwischen einem Paar von Elektroden angeordnet.
  • Derartige elektronische Vorrichtungen sind leichtgewichtig, flexibel und gut designbar. Die Forschung und Entwicklung dieser Vorrichtungen ist stark vorangetrieben worden, da sie ein Vielzahl von Vorteilen, wie z. B. die Möglichkeit der Verwendung von Beschichtungsprozessen und dergleichen, aufweisen. Die Licht emittierenden Elemente sind insbesondere selbstleuchtende Elemente, wodurch sie, wenn sie als Pixel einer Anzeige verwendet werden, folgende Vorteile aufweisen: eine hohe Sichtbarkeit und kein Bedarf an einer Hintergrundbeleuchtung, und sie sind für Flachbildschirmanzeigeelemente geeignet.
  • Bei derartigen elektronischen Vorrichtungen wird hauptsächlich eine organische Halbleiterschicht, eine zu einem Dünnfilm verarbeitete organische Verbindung, ausgebildet. Da die organische Verbindung und die Schichtstruktur einen großen Einfluss auf ein organisches Halbleiterelement haben, ist die Wahl der organischen Verbindung und der Schichtstruktur von großer Bedeutung. Des Weiteren ist bei elektronischen Vorrichtungen, wie organischen Solarzellen oder organischen EL-Elementen, die Licht emittieren oder Licht absorbieren, eine Struktur von großer Bedeutung, die eine hohe Lichtextraktionseffizienz und einen hohen Licht-Confinement-Effekt aufweist.
  • Es sind verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden, um die Lichtextraktionseffizienz eines organischen EL-Elements zu verbessern. So wurde z. B. im Patentdokument 1 ein Teil einer Elektrode oder ein Teil einer EL-Schicht derart ausgebildet, dass er eine unebene Form aufwies, um die Lichtextraktionseffizienz zu verbessern
  • [Referenz]
  • [Patentdokument]
  • [Patentdokument 1] JP 2013- 33 706 A Ferner offenbaren US 2012/0080667 A1 , US 2010/0171417 A1 , US 2010/0301744 A1 , US 2016/0293864 A1 und WO 2012/176692 A1 elektronische Vorrichtungen, die sich jedoch im Aufbau und in der Ausgestaltung der einzelnen Schichten von der erfindungsgemäßen elektronischen Vorrichtung unterscheiden.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Durch die Erfindung zu lösendes Problem
  • Als Verfahren zum Verbessern der Lichtextraktionseffizienz bei Licht emittierenden Elementen, wie z. B. organischen EL-Elementen, ist ein Verfahren bekannt, bei dem der Brechungsindex zwischen einem Substrat und einer Elektrode und/oder zwischen einer Elektrode und einer EL-Schicht angepasst wird. Jedoch ist die Bereitstellung einer Schicht zum Anpassen des Brechungsindex in dem organischen EL-Element dahingehend problematisch, dass es zu einer Verkomplizierung des Prozesses kommt. Folglich ist die Entwicklung einer Schicht bzw. Schichtstruktur vonnöten, die als EL-Schicht fungiert und die Steuerung des Brechungsindex erlaubt. Des Weiteren ist auch bei organischen Solarzellen die Entwicklung einer Schicht bzw. Schichtstruktur vonnöten, die einen hohen Licht-Confinement-Effekt aufweist.
  • In Anbetracht der vorstehenden Probleme ist eine Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, eine elektronische Vorrichtung bereitzustellen, die eine hohe Lichtextraktionseffizienz aufweist. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine elektronische Vorrichtung bereitzustellen, die eine Schicht mit einem niedrigen Brechungsindex beinhaltet. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine elektronische Vorrichtung mit niedriger
  • Ansteuerspannung bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine elektronische Vorrichtung mit niedrigem Stromverbrauch bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine hochzuverlässige elektronische Vorrichtung bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine elektronische Vorrichtung mit hoher Emissionseffizienz bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine neuartige elektronische Vorrichtung bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine elektronische Vorrichtung mit hohem Licht-Confinement-Effekt bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine neuartige Halbleitervorrichtung bereitzustellen.
  • Es sei angemerkt, dass die Beschreibung der vorstehenden Aufgaben dem Vorhandensein weiterer Aufgaben nicht im Wege steht. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es nicht notwendigerweise erforderlich, sämtliche Aufgaben zu erfüllen. Weitere Aufgaben werden aus der Erläuterung der Beschreibung und dergleichen ersichtlich und können davon abgeleitet werden.
  • Mittel zur Lösung des Problems
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine elektronische Vorrichtung, die eine erste Schicht und eine zweite Schicht zwischen einer ersten Elektrode und einer zweiten Elektrode umfasst, wobei die erste Schicht zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Schicht bereitgestellt ist, die erste Schicht eine erste organische Verbindung und eine erste Substanz umfasst, ein Brechungsindex eines Dünnfilms der ersten organischen Verbindung größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich 1,75 ist, die erste Substanz eine Elektronenakzeptoreigenschaft aufweist und die zweite Schicht eine Lichtemissionsfunktion oder eine Lichtabsorptionsfunktion aufweist.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine elektronische Vorrichtung, die eine erste Schicht zwischen einer ersten Elektrode und einer zweiten Elektrode umfasst, wobei die erste Schicht eine erste organische Verbindung und eine erste Substanz umfasst, die erste organische Verbindung ein erstes Gerüst und ein Gerüst mit einer Elektronendonatoreigenschaft aufweist und das erste Gerüst ein Tetraarylmethan-Gerüst oder ein Tetraarylsilan-Gerüst ist.
  • Bei der vorstehenden Struktur ist ein Brechungsindex der ersten Schicht vorzugsweise größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich 1,75. Durch Verwendung dieser Struktur ist es möglich, die Lichtextraktionseffizienz und den Licht-Confinement-Effekt einer elektronischen Vorrichtung zu verbessern.
  • Ferner sind bei der vorstehenden Struktur Aryl-Gruppen in dem Tetraarylmethan-Gerüst und dem Tetraarylsilan-Gerüst vorzugsweise jeweils unabhängig voneinander eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen. Ferner sind die Aryl-Gruppen vorzugsweise substituierte oder nicht substituierte Phenyl-Gruppen. Durch Verwendung dieser Struktur ist es möglich, eine organische Verbindung mit einem niedrigen Brechungsindex und einer vorteilhaften Ladungsträgertransporteigenschaft zu erhalten. Es sei angemerkt, dass die Aryl-Gruppen oder die Phenyl-Gruppen aneinander gebunden sein können, um einen Ring zu bilden.
  • Bei der vorstehenden Struktur ist es ferner vorzuziehen, dass das Gerüst mit einer Elektronendonatoreigenschaft mindestens eines von einem Pyrrol-Gerüst, einem aromatischen Amin-Gerüst, einem Acridin-Gerüst und einem Azepin-Gerüst aufweist. Durch Verwendung dieser Struktur ist es möglich, die Ansteuerspannung einer elektronischen Vorrichtung zu verringern.
  • Bei der vorstehenden Struktur ist es ferner vorzuziehen, dass eine Glasübergangstemperatur (Tg) der ersten organischen Verbindung 100 °C oder höher ist. Durch Verwendung dieser Struktur ist es möglich, eine elektronische Vorrichtung mit hoher Wärmebeständigkeit zu erhalten.
  • Bei der vorstehenden Struktur ist es ferner vorzuziehen, dass der Brechungsindex der ersten Schicht niedriger ist als ein Brechungsindex der zweiten Schicht. Durch Verwendung dieser Struktur ist es möglich, die Lichtextraktionseffizienz und den Licht-Confinement-Effekt einer elektronischen Vorrichtung zu verbessern.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine elektronische Vorrichtung, die eine erste Schicht, eine zweite Schicht und eine dritte Schicht zwischen einer ersten Elektrode und einer zweiten Elektrode umfasst, wobei die erste Schicht zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Schicht bereitgestellt ist, die zweite Schicht zwischen der ersten Schicht und der dritten Schicht bereitgestellt ist, die erste Schicht eine erste organische Verbindung und eine erste Substanz umfasst, ein Brechungsindex eines Dünnfilms der ersten organischen Verbindung größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich 1,75 ist, die erste Substanz eine Elektronenakzeptoreigenschaft aufweist, die dritte Schicht eine Lichtemissionsfunktion oder eine Lichtabsorptionsfunktion aufweist und ein Brechungsindex der ersten Schicht niedriger ist als ein Brechungsindex der zweiten Schicht und ein Brechungsindex der dritten Schicht.
  • Bei der vorstehenden Struktur ist es ferner vorzuziehen, dass die erste organische Verbindung eine Elektronendonatoreigenschaft aufweist. Durch Verwendung dieser Struktur ist es möglich, eine elektronische Vorrichtung mit vorteilhafter Ladungsträgertransporteigenschaft zu erhalten.
  • Bei der vorstehenden Struktur ist es ferner vorzuziehen, dass die erste Schicht in Kontakt mit der zweiten Schicht ist, wobei es noch bevorzugter ist, dass die zweite Schicht in Kontakt mit der dritten Schicht ist. Durch Verwendung dieser Struktur ist es möglich, die Brechungsindexdifferenz zwischen Schichten zu verringern und die Lichtextraktionseffizienz und den Licht-Confinement-Effekt einer elektronischen Vorrichtung zu verbessern.
  • Bei der vorstehenden Struktur ist es ferner vorzuziehen, dass der Brechungsindex der ersten Schicht niedriger ist als ein Brechungsindex der ersten Elektrode. Durch Verwendung dieser Struktur ist es möglich, die Lichtextraktionseffizienz und den Licht-Confinement-Effekt einer elektronischen Vorrichtung zu verbessern.
  • Bei der vorstehenden Struktur ist es ferner vorzuziehen, dass ein Volumenverhältnis der ersten Substanz zu der ersten organischen Verbindung in der ersten Schicht größer als oder gleich 0,01 und kleiner als oder gleich 0,3 ist. Durch Verwendung dieser Struktur ist es möglich, die Lichtextraktionseffizienz und den Licht-Confinement-Effekt einer elektronischen Vorrichtung zu verbessern.
  • Bei der vorstehenden Struktur ist es ferner vorzuziehen, dass die erste Substanz eines von Titanoxid, Vanadiumoxid, Tantaloxid, Molybdänoxid, Wolframoxid, Rheniumoxid, Rutheniumoxid, Chromoxid, Zirkoniumoxid, Hafniumoxid und Silberoxid umfasst. Durch Verwendung dieser Struktur ist es möglich, eine elektronische Vorrichtung mit vorteilhafter Ladungsträgertransporteigenschaft zu erhalten.
  • Bei der vorstehenden Struktur ist es ferner vorzuziehen, dass die erste Substanz eines von 7,7,8,8-Tetracyanochinodimethan (Abkürzung: TCNQ), 7,7,8,8-Tetracyano-2,3,5,6-tetrafluorchinodimethan (Abkürzung: F4TCNQ) und 1,3,4,5,7,8-Hexafluortetracyano-naphthochinodimethan (Abkürzung: F6TCNNQ) ist. Durch Verwendung dieser Struktur ist es möglich, eine elektronische Vorrichtung mit vorteilhafter Ladungsträgertransporteigenschaft zu erhalten.
  • Bei der vorstehenden Struktur ist es ferner vorzuziehen, dass es sich bei der elektronischen Vorrichtung um ein organisches EL-Element oder eine Solarzelle handelt.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein elektronisches Gerät, das ein Licht emittierendes Element mit einer der vorstehenden Strukturen und ein Gehäuse und/oder einen Berührungssensor umfasst. Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Beleuchtungsvorrichtung, die eine elektronische Vorrichtung mit einer der vorstehenden Strukturen und ein Gehäuse und/oder einen Verbindungsanschluss und/oder eine Schutzabdeckung umfasst. Die Kategorie einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst nicht nur eine Licht emittierende Vorrichtung, die eine elektronische Vorrichtung umfasst, sondern auch ein elektronisches Gerät, das eine Licht emittierende Vorrichtung umfasst. Eine Licht emittierende Vorrichtung in dieser Beschreibung bezeichnet demzufolge eine Bildanzeigevorrichtung oder eine Lichtquelle (z. B. eine Beleuchtungsvorrichtung). Bei einem Anzeigemodul, bei dem ein Verbindungselement, wie z. B. eine flexible gedruckte Schaltung (flexible printed circuit, FPC) oder ein Tape Carrier Package (TCP), mit einem Licht emittierenden Element verbunden ist, einem Anzeigemodul, bei dem eine gedruckte Leiterplatte an der Spitze einer TCP bereitgestellt ist, und einem Anzeigemodul, bei dem eine integrierte Schaltung (IC) direkt auf einer elektronischen Vorrichtung durch ein Chip-on-Glas- (COG-) Verfahren befestigt ist, handelt es sich ebenfalls um Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • Wirkungen der Erfindung
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, eine elektronische Vorrichtung bereitzustellen, die eine hohe Lichtextraktionseffizienz aufweist. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, eine elektronische Vorrichtung bereitzustellen, die eine Schicht mit einem niedrigen Brechungsindex beinhaltet. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, eine elektronische Vorrichtung mit niedriger Ansteuerspannung bereitzustellen. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, eine elektronische Vorrichtung mit niedrigem Stromverbrauch bereitzustellen. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, eine hochzuverlässige elektronische Vorrichtung bereitzustellen. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, eine elektronische Vorrichtung mit hoher Emissionseffizienz bereitzustellen. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, eine neuartige elektronische Vorrichtung bereitzustellen. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, eine elektronische Vorrichtung mit hohem Licht-Confinement-Effekt bereitzustellen. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, eine neuartige Halbleitervorrichtung bereitzustellen.
  • Es sei angemerkt, dass die Beschreibung dieser Effekte dem Vorhandensein weiterer Effekte nicht im Weg steht. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es nicht notwendigerweise erforderlich, sämtliche Effekte zu erzielen. Weitere Effekte werden aus der Erläuterung der Beschreibung, der Zeichnungen, der Patentansprüche und dergleichen ersichtlich und können davon abgeleitet werden.
  • Figurenliste
    • [1] Schematische Querschnittsansicht einer elektronischen Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • [2] Schematische Querschnittsansichten eines Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und Darstellung einer optischen Weglänge.
    • [3] Schematische Querschnittsansichten eines Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und Darstellung der Beziehung von Energieniveaus in einer Licht emittierenden Schicht.
    • [4] Schematische Querschnittsansichten eines Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und Darstellung der Beziehung von Energieniveaus in einer Licht emittierenden Schicht.
    • [5] Konzeptuelle Darstellungen einer Licht emittierenden Aktivmatrix-Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • [6] Konzeptuelle Darstellungen einer Licht emittierenden Aktivmatrix-Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • [7] Konzeptuelle Darstellung einer Licht emittierenden Aktivmatrix-Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • [8] Schematische Darstellungen elektronischer Geräte einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • [9] Schematische Darstellungen elektronischer Geräte einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • [10] Darstellungen von Beleuchtungsvorrichtungen einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • [11] Darstellungen von Beleuchtungsvorrichtungen einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • [12] Diagramm, das Brechungsindizes eines Beispiels darstellt.
    • [13] Diagramm, das die Stromeffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften Licht emittierender Elemente eines Beispiels darstellt.
    • [14] Diagramm, das die Stromdichte-Spannungs-Eigenschaften Licht emittierender Elemente eines Beispiels darstellt.
    • [15] Diagramm, das die externen Quanteneffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften Licht emittierender Elemente eines Beispiels darstellt.
    • [16] Diagramm, das die Emissionsspektren eines Beispiels darstellt.
    • [17] Diagramm, das die externen Quanteneffizienz-Chromatizität x-Eigenschaften Licht emittierender Elemente eines Beispiels darstellt.
    • [18] Diagramm, das die Beziehung zwischen der externen Quanteneffizienz und dem Volumenverhältnis von MoO3 eines Beispiels darstellt.
    • [19] Diagramm, das Brechungsindizes eines Beispiels darstellt.
    • [20] Diagramm, das die Stromeffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften Licht emittierender Elemente eines Beispiels darstellt.
    • [21] Diagramm, das die Stromdichte-Spannungs-Eigenschaften Licht emittierender Elemente eines Beispiels darstellt.
    • [22] Diagramm, das die externen Quanteneffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften Licht emittierender Elemente eines Beispiels darstellt.
    • [23] Diagramm, das die Emissionsspektren eines Beispiels darstellt.
    • [24] Diagramm, das die externen Quanteneffizienz-Chromatizität x-Eigenschaften Licht emittierender Elemente eines Beispiels darstellt.
    • [25] Diagramm, das Brechungsindizes eines Beispiels darstellt.
    • [26] Diagramm, das die Stromeffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften Licht emittierender Elemente eines Beispiels darstellt.
    • [27] Diagramm, das die Stromdichte-Spannungs-Eigenschaften Licht emittierender Elemente eines Beispiels darstellt.
    • [28] Diagramm, das die externen Quanteneffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften Licht emittierender Elemente eines Beispiels darstellt.
    • [29] Diagramm, das die Emissionsspektren eines Beispiels darstellt.
    • [30] Diagramm, das die Ergebnisse eines Zuverlässigkeitstests eines Beispiels darstellt.
    • [31] Diagramm, das die externen Quanteneffizienz-Chromatizität x-Eigenschaften Licht emittierender Elemente eines Beispiels darstellt.
    • [32] Diagramm, das die externen Quanteneffizienz-Chromatizität y-Eigenschaften Licht emittierender Elemente eines Beispiels darstellt.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die folgende Beschreibung beschränkt ist; die Arten und Details der vorliegenden Erfindung können auf verschiedene Weise modifiziert werden, ohne vom Grundgedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Daher sollte die vorliegende Erfindung nicht als auf den Inhalt der nachfolgenden Ausführungsformen beschränkt angesehen werden.
  • Es sei angemerkt, dass die Position, die Größe, der Bereich oder dergleichen jeder Komponente, die in Zeichnungen und dergleichen dargestellt wird, in einigen Fällen zum leichten Verständnis nicht genau dargestellt wird. Die offenbarte Erfindung ist daher nicht notwendigerweise auf die Position, die Größe, den Bereich oder dergleichen beschränkt, welche in den Zeichnungen und dergleichen offenbart sind.
  • Es sei angemerkt, dass Ordnungszahlen, wie z. B. „erstes“ und „zweites“, in dieser Beschreibung und dergleichen der Einfachheit halber verwendet werden, und sie kennzeichnen weder die Reihenfolge von Schritten noch die Anordnungsreihenfolge der Schichten. Daher kann beispielsweise eine angemessene Beschreibung erfolgen, auch wenn „erstes“ durch „zweites“ oder „drittes“ ersetzt wird. Außerdem entsprechen die Ordnungszahlen in dieser Beschreibung und dergleichen in einigen Fällen nicht den Ordnungszahlen, die zur Spezifizierung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
  • Beim Erläutern von Strukturen der Erfindung in dieser Beschreibung und dergleichen anhand von Zeichnungen werden in einigen Fällen gleiche Komponenten in verschiedenen Zeichnungen im Allgemeinen mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • In dieser Beschreibung und dergleichen können außerdem der Begriff „Film“ und der Begriff „Schicht“ untereinander ausgetauscht werden. Beispielsweise kann der Begriff „leitende Schicht“ in einigen Fällen durch den Begriff „leitender Film“ ersetzt werden. Auch kann der Begriff „Isolierfilm“ in einigen Fällen durch den Begriff „Isolierschicht“ ersetzt werden.
  • Im Hinblick auf den Brechungsindex n gibt es den Brechungsindex mit ordentlichem Strahl n Ordinary, den Brechungsindex mit außerordentlichem Strahl n Extraordinary und einen Mittelwert dieser, genannt n average. In dieser Beschreibung und dergleichen kann in dem Fall, in dem vereinfacht „Brechungsindex“ verwendet und keine Anisotropieanalyse durchgeführt wird, auch der Begriff n average verwendet werden, und in dem Fall, in dem eine Anisotropieanalyse durchgeführt wird, kann der Begriff n Ordinary verwendet werden. Ferner zeigt die Anisotropie die Differenz zwischen n Ordinary und n Extraordinary an. Es sei angemerkt, dass sich der Wert von n average wie folgt berechnen lässt: Die Summe aus dem verdoppelten Wert von n Ordinary und dem Wert von n Extraordinary geteilt durch 3.
  • Es sei angemerkt, dass in dieser Beschreibung und dergleichen „Raumtemperatur“ eine Temperatur im Bereich von höher als oder gleich 0 °C und niedriger als oder gleich 40 °C bezeichnet.
  • (Ausführungsform 1)
  • Bei dieser Ausführungsform wird nachfolgend eine elektronische Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand von 1 beschrieben.
  • <Strukturbeispiel 1 einer elektronischen Vorrichtung>
  • Eine elektronische Vorrichtung 50 beinhaltet zwischen einem Paar von Substraten (einem Substrat 10 und einem Substrat 15) ein Paar von Elektroden (eine Elektrode 11 und eine Elektrode 12) und eine organische Halbleiterschicht 20. Die organische Halbleiterschicht 20 beinhaltet mindestens eine Ladungsträgertransportschicht 30 und eine Funktionsschicht 40. Es sei angemerkt, dass die organische Halbleiterschicht 20 eine Vielzahl von Funktionsschichten aufweisen kann.
  • Die Funktionsschicht 40 der elektronischen Vorrichtung 50 weist vorzugsweise eine Lichtabsorptionseigenschaft oder eine Lichtemissionseigenschaft auf. In dem Fall, in dem das von der Funktionsschicht 40 erzeugte Licht von der Seite der Elektrode 11 aus entnommen wird, passiert das Licht, das das Substrat 10 passiert, die Elektrode 11 und die Ladungsträgertransportschicht 30. In dem Fall, in dem Licht, das von der Seite der Elektrode 11 aus in die organische Halbleiterschicht 20 eintritt, von der Funktionsschicht 40 absorbiert wird, passiert das Licht, das das Substrat 10 passiert, die Elektrode 11 und die Ladungsträgertransportschicht 30. Um Licht, das von der Funktionsschicht 40 erzeugt wird, effizient zu entnehmen oder um Licht effizient von der Funktionsschicht 40 absorbieren zu lassen, ist es zu bevorzugen, dass das Licht kaum von/in der Elektrode 11 und der Ladungsträgertransportschicht 30 abgeschwächt wird.
  • Jedoch ist bekannt, dass es in der organischen Halbleiterschicht 20 der elektronischen Vorrichtung 50 durch einen Abschwächungsmodus (einen sogenannten Evaneszenz-Modus) zu einer Abschwächung von Licht kommt. Beispielsweise kommt es in dem Fall, in dem Licht von der Funktionsschicht 40 erzeugt wird, dann, wenn das von der Funktionsschicht 40 erzeugte Licht die Elektrode 11 passiert oder von ihr reflektiert wird, zu einer Abschwächung infolge des Evaneszenz-Modus.
  • Es ist bekannt, dass bei Verwendung einer Schicht mit einem niedrigen Brechungsindex für eine Schicht, durch die Licht hindurchtritt, die Abschwächung von Licht verringert wird. Durch Verwendung einer Schicht mit einem niedrigen Brechungsindex für die Ladungsträgertransportschicht 30 in 1 kann die Abschwächung von Licht unterdrückt werden.
  • Es ist in vielen Fällen jedoch erforderlich, dass die Ladungsträgertransportschicht 30 eine Ladungsträgertransporteigenschaft oder eine Ladungsträgerinjektionseigenschaft aufweist. Somit wird für die Ladungsträgertransportschicht 30 eine Substanz mit einer Ladungsträgerakzeptoreigenschaft oder einer Ladungsträgerdonatoreigenschaft verwendet. Da Substanzen mit einer Ladungsträgerakzeptoreigenschaft oder einer Ladungsträgerdonatoreigenschaft oftmals Materialien mit einem hohen Brechungsindex sind, erhöht sich der Brechungsindex der Ladungsträgertransportschicht 30. Mit anderen Worten: Der Erhalt einer Schicht, die sowohl eine Ladungsträgertransporteigenschaft als auch einen niedrigen Brechungsindex aufweist, ist schwierig. Es ist zwar bekannt, dass in dem Fall, in dem die Substanz mit einer Ladungsträgerakzeptoreigenschaft oder einer Ladungsträgerdonatoreigenschaft eine organische Verbindung ist, dann, wenn innerhalb der organischen Verbindung eine gesättigte cyclische Verbindung, wie z. B. ein Cyclohexan-Gerüst, enthalten ist, der Brechungsindex gesenkt werden kann, jedoch gibt es in diesem Fall Probleme hinsichtlich der Wärmebeständigkeit.
  • Es ist den Erfindern der vorliegenden Erfindung gelungen, eine Schicht herzustellen, die eine Ladungsträgertransporteigenschaft und einen niedrigen Brechungsindex aufweist, selbst wenn eine Substanz mit einem hohen Brechungsindex und einer Elektronenakzeptoreigenschaft verwendet wird, indem eine organische Verbindung mit einem niedrigen Brechungsindex der Ladungsträgertransportschicht 30 beigemischt wird. Ferner ist es den Erfindern der vorliegenden Erfindung gelungen, eine Schicht herzustellen, die eine Ladungsträgertransporteigenschaft und einen niedrigen Brechungsindex aufweist, selbst wenn eine Substanz mit einem hohen Brechungsindex und einer Elektronenakzeptoreigenschaft verwendet wird, indem eine organische Verbindung, die eines von einem Tetraarylmethan-Gerüst und einem Tetraarylsilan-Gerüst sowie eine Gruppe mit einer Elektronendonatoreigenschaft aufweist, der Ladungsträgertransportschicht 30 beigemischt wird. Ferner wurde herausgefunden, dass diese organischen Verbindungen vorteilhaft im Hinblick auf die Wärmebeständigkeit sind.
  • Der Brechungsindex der organischen Verbindung mit einem niedrigen Brechungsindex ist vorzugsweise größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich 1,75, bevorzugter größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich 1,73, noch bevorzugter größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich 1,70. Durch Verwendung dieser Struktur ist es möglich, eine vorteilhafte elektronische Vorrichtung zu erhalten, bei der die Abschwächung von Licht verringert wird.
  • Der Brechungsindex der organischen Verbindung, die eines von einem Tetraarylmethan-Gerüst und einem Tetraarylsilan-Gerüst sowie eine Gruppe mit einer Elektronendonatoreigenschaft aufweist, ist vorzugsweise größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich 1,75, bevorzugter größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich 1,73, noch bevorzugter größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich 1,70. Durch Verwendung dieser Struktur ist es möglich, eine elektronische Vorrichtung zu erhalten, die eine vorteilhafte Lichtextraktionseffizienz aufweist und bei der die Abschwächung von Licht verringert wird.
  • <Strukturbeispiel 2 einer elektronischen Vorrichtung>
  • Im Folgenden wird ein Licht emittierendes Element, ein Beispiel für eine elektronische Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, unter Verwendung von 2 beschrieben.
  • 2(A) ist eine schematische Querschnittsansicht eines Licht emittierenden Elements 150 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Das Licht emittierende Element 150 beinhaltet ein Substrat 200 und ein Substrat 210. Zwischen dem Substrat 200 und dem Substrat 210 befindet sich ein Paar von Elektroden (eine Elektrode 101 und eine Elektrode 102). Die EL-Schicht 100 ist ferner zwischen dem Paar von Elektroden bereitgestellt. Die EL-Schicht 100 umfasst mindestens eine Licht emittierende Schicht 130.
  • Die EL-Schicht 100, die in 2(A) dargestellt wird, umfasst zusätzlich zu der Licht emittierenden Schicht 130 Funktionsschichten, wie z. B. eine Lochinjektionsschicht 111, eine Lochtransportschicht 112, eine Elektronentransportschicht 118 und eine Elektroneninjektionsschicht 119.
  • Obwohl bei dieser Ausführungsform eine Beschreibung in der Annahme vorgenommen wird, dass die Elektrode 101 und die Elektrode 102 des Paars von Elektroden als Anode bzw. Kathode dienen, ist die Struktur des Licht emittierenden Elements 150 nicht darauf beschränkt. Das heißt, dass die Elektrode 101 eine Kathode sein kann, dass die Elektrode 102 eine Anode sein kann und dass die Anordnungsreihenfolge der Schichten zwischen den Elektroden umgekehrt sein kann. Mit anderen Worten: Die Lochinjektionsschicht 111, die Lochtransportschicht 112, die Licht emittierende Schicht 130, die Elektronentransportschicht 118 und die Elektroneninjektionsschicht 119 können in dieser Reihenfolge von der Anodenseite aus angeordnet sein.
  • Bei dieser Ausführungsform wird ferner eine Beschreibung unter der Prämisse vorgenommen, dass die Seite der Elektrode 101 (Anode) in 2(A) die Seite ist, über die Licht entnommen wird; jedoch ist die Struktur des Licht emittierenden Elements 150 nicht darauf beschränkt. Das heißt, es ist möglich, dass die Seite der Elektrode 102 (Kathode) als die Seite dient, über die Licht entnommen wird; ferner ist es auch möglich, Licht über beide Elektroden 101 und 102 zu entnehmen.
  • Es sei angemerkt, dass die Struktur der EL-Schicht 100 nicht auf die in 2(A) dargestellte Struktur beschränkt ist und die EL-Schicht 100 mindestens die Licht emittierende Schicht 130, jedoch nicht unbedingt die Lochinjektionsschicht 111, die Lochtransportschicht 112, die Elektronentransportschicht 118 und die Elektroneninjektionsschicht 119 beinhaltet. Alternativ kann die EL-Schicht 100 beispielsweise eine Funktionsschicht beinhalten, die dazu geeignet ist, eine Loch- oder Elektroneninjektionsbarriere zu senken, eine Loch- oder Elektronentransporteigenschaft zu verbessern, einen Transport von Löchern oder Elektronen zu verhindern, einen durch eine Elektrode herbeigeführten Quenching-Effekt zu unterdrücken oder die Diffusion von Exzitonen zu unterdrücken. Es sei angemerkt, dass die Funktionsschichten jeweils eine Einzelschicht oder eine Mehrfachschicht sein können.
  • 2(B) ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Beispiel für die Licht emittierende Schicht 130 in 2(A) darstellt. Die Licht emittierende Schicht 130, die in 2(B) dargestellt wird, kann ein Gastmaterial 131 und ein Wirtsmaterial 132 enthalten.
  • Um eine effiziente Lichtemission von dem Licht emittierenden Element 150 zu erhalten, ist es vorzuziehen, dass die Lichtextraktionseffizienz des Licht emittierenden Elements 150 hoch ist. Es ist jedoch, wie vorstehend beschrieben, bekannt, dass bei organischen EL-Elementen die Lichtextraktionseffizienz durch einen Abschwächungsmodus (einen sogenannten Evaneszenz-Modus) abnimmt. Beispielsweise kommt es in dem Licht emittierenden Element 150 dann, wenn Licht, das von der Licht emittierenden Schicht 130 erzeugt wird, die Elektrode 101 passiert oder von ihr reflektiert wird, zu einer Abschwächung infolge des Evaneszenz-Modus.
  • Um die durch den Evaneszenz-Modus hervorgerufene Abschwächung von Licht zu verringern, kann zum Beispiel die Dicke einer Schicht, die zwischen der Licht emittierenden Schicht 130 und der Elektrode 101 bereitgestellt wird, wie z. B. der Lochinjektionsschicht 111 oder der Lochtransportschicht 112, erhöht werden; jedoch treten in diesem Fall mehrere Probleme, wie z. B. eine Erhöhung der Ansteuerspannung, eine Erhöhung der Herstellungskosten und dergleichen, zu Tage.
  • Hier wird in dem Licht emittierenden Element 150 Licht, das von der Licht emittierenden Schicht 130 erzeugt wird, nach außen hin entnommen, und es ist bekannt, dass es möglich ist, die Lichtextraktionseffizienz zu verbessern, indem zwischen der Licht emittierenden Schicht 130, die Licht erzeugt, und dem Substrat 200, durch das dieses Licht hindurchtritt, eine Schicht/Schichten mit einem niedrigen Brechungsindex bereitgestellt wird/werden.
  • Bis das Licht, das von der Licht emittierenden Schicht 130 erzeugt wird, nach außen hin entnommen werden kann, passiert es zunächst die Lochinjektionsschicht 111, die Lochtransportschicht 112, die Elektrode 101 und das Substrat 200. Somit ist es vorzuziehen, dass der Brechungsindex der Lochinjektionsschicht 111 oder der Lochtransportschicht 112 niedrig ist. Es ist insbesondere vorzuziehen, dass der Brechungsindex der Lochinjektionsschicht 111, die in Kontakt mit der Elektrode 101 ist, niedrig ist.
  • Es ist jedoch in vielen Fällen so, dass eine Substanz mit einer Elektronenakzeptoreigenschaft mit einer organischen Verbindung, die eine Elektronendonatoreigenschaft aufweist, gemischt wird, um eine Lochinjektionsschicht 111 mit einer Lochinjektionseigenschaft zu erhalten. Da Substanzen mit einer Elektronenakzeptoreigenschaft oftmals Materialien mit einem hohen Brechungsindex sind, erhöht sich zwangsläufig der Brechungsindex der Lochinjektionsschicht 111. Mit anderen Worten: Der Erhalt einer Schicht, die sowohl eine Lochinjektionseigenschaft als auch einen niedrigen Brechungsindex aufweist, ist schwierig. Es ist zwar bekannt, dass in dem Fall, in dem die Substanz mit einer Elektronenakzeptoreigenschaft oder einer Elektronendonatoreigenschaft eine organische Verbindung ist, dann, wenn innerhalb der organischen Verbindung eine gesättigte cyclische Verbindung, wie z. B. ein Cyclohexan-Gerüst, enthalten ist, der Brechungsindex gesenkt werden kann, jedoch gibt es in diesem Fall Probleme hinsichtlich der Wärmebeständigkeit.
  • Es ist den Erfindern der vorliegenden Erfindung jedoch gelungen, eine Schicht herzustellen, die eine Lochinjektionseigenschaft und einen niedrigen Brechungsindex aufweist, selbst wenn eine Substanz mit einem hohen Brechungsindex und einer Elektronenakzeptoreigenschaft verwendet wird, indem eine organische Verbindung mit einem niedrigen Brechungsindex für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet wird. Ferner ist es den Erfindern der vorliegenden Erfindung gelungen, eine Schicht herzustellen, die eine Ladungsträgertransporteigenschaft und einen niedrigen Brechungsindex aufweist, selbst wenn eine Substanz mit einem hohen Brechungsindex und einer Elektronenakzeptoreigenschaft verwendet wird, indem eine organische Verbindung, die eines von einem Tetraarylmethan-Gerüst und einem Tetraarylsilan-Gerüst sowie eine Gruppe mit einer Elektronendonatoreigenschaft aufweist, der Lochinjektionsschicht 111 beigemischt wird. Ferner wurde herausgefunden, dass diese organischen Verbindungen vorteilhaft im Hinblick auf die Wärmebeständigkeit sind. Es sei angemerkt, dass die Glasübergangstemperatur (Tg) der organischen Verbindung vorzugsweise 100 °C oder höher ist.
  • Der Brechungsindex der organischen Verbindung mit einem niedrigen Brechungsindex ist vorzugsweise größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich 1,75, bevorzugter größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich 1,73, noch bevorzugter größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich 1,70. Durch Verwendung dieser Struktur ist es möglich, ein Licht emittierendes Element mit vorteilhafter Lichtextraktionseffizienz zu erhalten.
  • Der Brechungsindex der organischen Verbindung, die eines von einem Tetraarylmethan-Gerüst und einem Tetraarylsilan-Gerüst sowie eine Gruppe mit einer Elektronendonatoreigenschaft aufweist, ist vorzugsweise größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich 1,75, bevorzugter größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich 1,73, noch bevorzugter größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich 1,70. Durch Verwendung dieser Struktur ist es möglich, ein Licht emittierendes Element mit vorteilhafter Lichtextraktionseffizienz zu erhalten.
  • Wie vorstehend beschrieben, kann die Lichtextraktionseffizienz verbessert werden, wenn eine Schicht mit einem niedrigen Brechungsindex zwischen der Licht emittierenden Schicht 130 und dem Substrat 200 bereitgestellt wird. Jedoch erhöht sich dann, wenn neben der Lochinjektionsschicht 111 und der Lochtransportschicht 112 eine Schicht mit einem niedrigen Brechungsindex bereitgestellt wird, die Anzahl der herzustellenden Schichten, wodurch sich der Herstellungsprozess des Licht emittierenden Elements verkompliziert. Jedoch kann unter Verwendung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Schicht hergestellt werden, die einen niedrigen Brechungsindex und eine Lochinjektionseigenschaft aufweist, wodurch unter Verwendung eines herkömmlichen Herstellungsprozesses, d. h. unter Beibehaltung der Anzahl der herzustellenden Schichten, die Lichtextraktionseffizienz eines Licht emittierenden Elements verbessert werden kann.
  • Auf ähnliche Weise kann unter Verwendung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Schicht hergestellt werden, die einen niedrigen Brechungsindex und eine Lochinjektionseigenschaft aufweist, indem eine organische Verbindung, die eines von einem Tetraarylmethan-Gerüst und einem Tetraarylsilan-Gerüst sowie eine Gruppe mit einer Elektronendonatoreigenschaft aufweist, verwendet wird, wodurch unter Verwendung eines herkömmlichen Herstellungsprozesses, d. h. ohne Erhöhung der Anzahl der herzustellenden Schichten, die Lichtextraktionseffizienz eines Licht emittierenden Elements verbessert werden kann.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine EL-Schicht zwischen einer Anode und einer Kathode. Somit ist es möglich, diese Ausführungsform mit anderen lichtextraktionsfördernden Technologien, wie z. B. dem Ausbilden eines mit Vertiefungen und Vorsprüngen versehenen Substrats und dergleichen, zu kombinieren.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorzuziehen, dass für die organische Verbindung mit einem niedrigen Brechungsindex eine organische Verbindung verwendet wird, die eine Elektronendonatoreigenschaft aufweist. Unter Verwendung dieser Struktur kann der Brechungsindex der Lochinjektionsschicht 111 gesenkt und eine Lochinjektionseigenschaft erhöht werden, wodurch ein Licht emittierendes Element bereitgestellt werden kann, das sowohl eine vorteilhafte Lichtextraktionseffizienz als auch eine niedrige Ansteuerspannung aufweist. Es ist ferner vorzuziehen, dass die organische Verbindung ein Tetraarylmethan-Gerüst oder ein Tetraarylsilan-Gerüst aufweist.
  • Es ist ferner vorzuziehen, dass der Brechungsindex der Lochinjektionsschicht 111 niedriger ist als der Brechungsindex der Licht emittierenden Schicht 130. Durch Verwendung dieser Struktur kann eine Abschwächung von Licht, das von der Licht emittierenden Schicht 130 emittiert wird, infolge einer Evaneszenz-Welle verringert werden. Es ist ferner vorzuziehen, dass der Brechungsindex der Lochinjektionsschicht 111 niedriger ist als der Brechungsindex der Lochtransportschicht 112 und dass der Brechungsindex der Lochtransportschicht 112 niedriger ist als der Brechungsindex der Licht emittierenden Schicht 130. Durch Verwendung dieser Struktur kann die Brechungsindexdifferenz zwischen der Licht emittierenden Schicht 130 und der Lochinjektionsschicht 111 verringert werden, wodurch die Lichtextraktionseffizienz weiter verbessert werden kann.
  • Um einen Wellenleiter-Modus der EL-Schicht zu unterdrücken, ist es vorzuziehen, dass die Anzahl der Schichten, durch die das von der Licht emittierenden Schicht 130 emittierte Licht hindurchtritt, klein ist. Folglich wäre es unter Berücksichtigung der Lichtextraktionseffizienz vorzuziehen, dass die Licht emittierende Schicht 130 mit der Elektrode 101 in Kontakt ist, jedoch kommt es dann in einigen Fällen zu einer Verringerung der Emissionseffizienz der Licht emittierenden Schicht 130 auf Grund des Einflusses der Ladungsträgerbalance und des Plasmoneneffekts. Somit handelt es sich bei der Lochinjektionsschicht 111 und der Lochtransportschicht 112 um unerlässliche Schichten, um die EL-Schicht effizient arbeiten zu lassen. Somit ist es vorzuziehen, dass die Lochinjektionsschicht 111 und die Lochtransportschicht 112 in Kontakt miteinander sind. Noch bevorzugter hingegen ist, dass die Lochtransportschicht 112 und die Licht emittierende Schicht 130 in Kontakt miteinander sind.
  • Es ist ferner vorzuziehen, dass der Brechungsindex der Lochinjektionsschicht 111 niedriger ist als der Brechungsindex der Elektrode 101. Durch Verwendung dieser Struktur ist die Beziehung zwischen dem Brechungsindex der Lochinjektionsschicht 111 n HIL und dem Brechungsindex der Elektrode 101 n cat. n cat.ln HIL > 1, wodurch die vollständige Reflexion zu dem Zeitpunkt, zu dem das Licht von der Lochinjektionsschicht 111 zu der Elektrode 101 wandert, unterdrückt werden kann. Mit anderen Worten: Der Wellenleiter-Modus kann unterdrückt werden. Ferner kann die Abschwächung von Licht infolge des Evaneszenz-Modus, der durch die Reflexion entsteht, unterdrückt werden.
  • Der Brechungsindex der Lochinjektionsschicht 111 ist ferner vorzugsweise größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich 1,80, bevorzugter größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich 1,78, noch bevorzugter größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich 1,75. Durch Verwendung dieser Struktur ist es möglich, eine vorteilhafte Lichtextraktionseffizienz zu erhalten.
  • Ferner ist es bei der Lochinjektionsschicht 111 vorzuziehen, dass eine organische Verbindung mit einer Elektronendonatoreigenschaft und eine Substanz mit einer Elektronenakzeptoreigenschaft vermischt sind. Durch Verwendung dieser Struktur ist es möglich, eine vorteilhafte Lochinjektionseigenschaft zu erhalten.
  • Hier ist im Hinblick auf das Mischverhältnis der vorstehenden organischen Verbindung und der Substanz mit einer Elektronenakzeptoreigenschaft das Volumenverhältnis der Substanz mit einer Elektronenakzeptoreigenschaft zu der organischen Verbindung vorzugsweise größer als oder gleich 0,01 und kleiner als oder gleich 0,3. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass unter Verwendung dieser Struktur, selbst bei Verwendung einer Substanz mit einem hohen Brechungsindex für die Substanz mit einer Elektronenakzeptoreigenschaft, eine Lochinjektionsschicht 111 mit einem niedrigen Brechungsindex hergestellt werden kann, indem eine organische Verbindung mit einem niedrigen Brechungsindex für die organische Verbindung verwendet wird.
  • Die Abschwächung von Licht infolge der vorstehend beschriebenen Evaneszenz-Welle kann auch bei Licht, das auf die elektronische Vorrichtung einfällt, stattfinden. In dem Fall, in dem beispielsweise eine elektronische Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für eine Solarzelle verwendet wird, kann die Abschwächung von Licht infolge der Evaneszenz-Welle unterdrückt werden, wodurch der Licht-Confinement-Effekt der Solarzelle verbessert werden kann. Folglich ist es möglich, die elektronische Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in angemessener Weise für eine Solarzelle zu verwenden. In diesem Fall kann die Funktionsschicht 40 in der elektronischen Vorrichtung 50, die in 1 dargestellt wird, auch als Aktivschicht, Lichtabsorptionsschicht oder Photovoltaikschicht bezeichnet werden.
  • <organische Verbindung, die für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet wird>
  • Hier werden organische Verbindungen beschrieben, die in geeigneter Weise für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet werden können.
  • Es wird vorzugsweise eine organische Verbindung mit einem niedrigen Brechungsindex für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet. Brechungsindizes von Polymeren werden durch die folgende Lorentz-Lorenz-Formel (Formel (1)) dargestellt.

  • [Formel 1] n 2 − 1 n 2 + 1 = 4 π 3 N α = 4 π 3 ρ N A M α = [ R ] V 0 = ϕ
    Figure DE112018002586B4_0001
  • Die Gleichung (1) wird hier in die Gleichung (2) geändert.

  • [Formel 2] n = 1 + 2 ϕ 1 − ϕ
    Figure DE112018002586B4_0002
  • In den Formel (1) und (2) stellt n den Brechungsindex, α die Polarisierbarkeit, N die Molekülanzahl in der Volumeneinheit, ρ die Dichte, NA die Avogadro-Zahl, M das Molekulargewicht, V0 das Molvolumen und [R] die Atomrefraktion dar.
  • Aus der Formel (2) ist ersichtlich, dass, um den Brechungsindex n zu verringern, ϕ verringert werden kann. Aus der Formel (1) ist ersichtlich, dass, um ϕ zu verringern, die Atomrefraktion [R] verringert werden kann. Mit anderen Worten: Um den Brechungsindex n zu verringern, sollte eine organische Verbindung ausgewählt werden, durch die die Atomrefraktion [R] klein wird.
  • Die vorstehenden Formeln betreffen Polymere; somit wird davon ausgegangen, dass in dem Fall, in dem diese für niedermolekulare Verbindungen verwendet werden, kleine Unterschiede zu den ermittelten Werten auftreten; jedoch wird davon ausgegangen, dass die Tendenz im Großen und Ganzen ähnlich ist, wodurch es vorzuziehen ist, eine organische Verbindung mit kleiner Atomrefraktion [R]für die organische Verbindung in der Lochinjektionsschicht 111 auszuwählen. Ferner weist die Lochinjektionsschicht 111 vorzugsweise eine Lochinjektionseigenschaft auf. Somit ist es noch bevorzugter, dass die organische Verbindung, die für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet wird, wie eine aromatische Verbindung, eine π-Konjunktion im Molekül und eine Elektronendonatoreigenschaft aufweist. Indem eine derartige organische Verbindung ausgewählt wird, kann eine Lochinjektionsschicht 111 mit einem niedrigen Brechungsindex und vorteilhafter Lochinjektionseigenschaft hergestellt werden.
  • Die Atomrefraktion [R] tendiert dazu, kleiner zu werden, wenn ein Fluor enthaltender Substituent, wie z. B. eine Fluor-Gruppe oder eine TrifluormethylGruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe oder eine Bindung via aromatischen Ringen enthalten ist, die eine Struktur aufweist, bei der eine Konjugation zwischen den aromatischen Ringen getrennt ist, typischerweise durch ein sp3-hybridisiertes Orbital. Bei einer organischen Verbindung, die einen nichtalternierenden Kohlenwasserstoff aufweist, erstreckt sich das konjugierte System nicht über das gesamte Molekül, wodurch die Atomrefraktion [R] tendenziell klein ist. Somit ist die organische Verbindung, die den vorstehenden Substituenten oder die Bindung aufweist, für die organische Verbindung vorzuziehen, die für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet wird.
  • Für die organische Verbindung, die für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet wird, können in angemessener Weise organische Verbindungen mit einem aromatischen Amin-Gerüst, einem Pyrrol-Gerüst oder einem Thiophen-Gerüst und organische Verbindungen mit einem aromatischen Ring, der einen Substituenten mit hohem Volumen aufweist, wie z. B eine Methyl-Gruppe, eine t-Butyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe und dergleichen, verwendet werden. Die organische Verbindung weist ein π-konjugiertes System im Molekül auf, wodurch die Tendenz eines niedrigen Brechungsindex weiter verstärkt wird.
  • Beispiele für die Bindung via aromatischen Ringen, die eine Struktur aufweist, bei der eine Konjugation zwischen den aromatischen Ringen getrennt ist, umfassen ein Tetraarylmethan-Gerüst, das durch die folgende allgemeine Formel (100) dargestellt wird, ein Tetraarylsilan-Gerüst, das durch die folgende allgemeine Formel (101) dargestellt wird, oder ein Cyclohexyl-Gerüst. Da das Tetraarylmethan-Gerüst und das Tetraarylsilan-Gerüst einen niedrigen Brechungsindex und im Vergleich zu dem Cyclohexyl-Gerüst auch eine vorteilhafte Wärmebeständigkeit aufweisen, können sie vorteilhaft für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet werden. Ferner ist es möglich, diese auf angemessene Weise für elektronische Vorrichtungen, wie z. B. organische EL-Vorrichtungen, zu verwenden, da sie durch Vakuumverdampfung auf einfache Weise in Form eines Dünnfilms ausgebildet werden können.
  • Figure DE112018002586B4_0003
  • Es ist ferner vorzuziehen, dass die organische Verbindung, die für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet wird, eine Elektronendonatoreigenschaft aufweist. Als Gerüst mit einer Elektronendonatoreigenschaft können beispielsweise die in den folgenden allgemeinen Formeln (200) bis (220) dargestellten aromatischen Amin-Gerüste und Gerüste mit π-elektronenreichen heteroaromatischen Ringen angegeben werden. In den allgemeinen Formeln (210) bis (213) stellt X Sauerstoff oder Schwefel dar.
  • Figure DE112018002586B4_0004
  • Das vorstehende aromatische Amin-Gerüst (z. B. das Triarylamin-Gerüst) und das vorstehende Gerüst mit einem π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring (z. B. ein Ring, der das Furan-Gerüst, das Thiophen-Gerüst, das Pyrrol-Gerüst, das Azepin-Gerüst oder das Acridin-Gerüst umfasst) können jeweils einen Substituenten aufweisen. Als Substituent kann auch eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen ausgewählt werden. Spezifische Beispiele für die Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen beispielsweise eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine Isobutyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine n-Hexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen beispielsweise eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Aryl-Gruppe mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen umfassen beispielsweise eine Phenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe und dergleichen. Die vorstehenden Substituenten können aneinander gebunden sein, um einen Ring zu bilden. In dem Fall, in dem beispielsweise ein Kohlenstoffatom an der 9-Position in einem Fluoren-Gerüst zwei Phenyl-Gruppen als Substituenten aufweist, sind die Phenyl-Gruppen aneinander gebunden, um ein Spirofluoren-Gerüst zu bilden. Es sei angemerkt, dass eine nicht substituierte Gruppe dahingehend vorteilhaft ist, dass sie leicht synthetisiert werden kann und dass deren Rohmaterial günstig ist.
  • Das Gerüst mit einer Elektronendonatoreigenschaft ist, wie vorstehend beschrieben, vorzugsweise ein Gerüst mit ungeradzahligem Ring, wie z. B. ein aromatisches Amin-Gerüst, ein Pyrrol-Gerüst oder ein Azepin-Gerüst, oder ein Acridin-Gerüst. Da die Elektronendonatoreigenschaft dieser Gerüste sehr gut ist und deren Atomrefraktion [R] niedrig ist, kann, indem eines dieser Gerüste in einem Molekül enthalten ist, eine organische Verbindung mit vorteilhafter Elektronendonatoreigenschaft und niedrigem Brechungsindex erhalten werden.
  • Ar1 bis Ar8 stellen jeweils unabhängig voneinander eine Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen oder ein durch die vorstehend beschriebenen allgemeinen Formeln (200) bis (220) dargestelltes aromatisches Amin-Gerüst bzw. Gerüst mit einem π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring dar. Die Aryl-Gruppe kann Substituenten aufweisen, und die Substituenten können aneinander gebunden sein, um einen Ring zu bilden. Beispielsweise weist ein Kohlenstoffatom an der 9-Position in einer Fluorenyl-Gruppe zwei Phenyl-Gruppen als Substituenten auf, und die Phenyl-Gruppen sind aneinander gebunden, um ein Spirofluoren-Gerüst zu bilden. Spezifische Beispiele für die Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen umfassen beispielsweise eine Phenyl-Gruppe, eine Naphthalenyl-Gruppe, eine Fluorenyl-Gruppe und dergleichen. In dem Fall, in dem die Aryl-Gruppe einen Substituenten aufweist, kann als Substituent auch eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine Aryl-Gruppe mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen ausgewählt werden. Spezifische Beispiele für die Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen beispielsweise eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine Isobutyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine n-Hexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen beispielsweise eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Aryl-Gruppe mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen umfassen beispielsweise eine Phenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe und dergleichen.
  • Als Aryl-Gruppen, die durch Ar1 bis Ar8 dargestellt werden, können beispielsweise Gruppen verwendet werden, die durch die folgenden Strukturformeln dargestellt werden. Es sei angemerkt, dass Gruppen, die als Alkyl-Gruppen verwendet werden können, nicht auf diese Gruppen beschränkt sind.
  • Figure DE112018002586B4_0005
  • In dem Fall, in dem es sich bei Ar1 bis Ar8 um Aryl-Gruppen handelt, handelt es sich bei den Aryl-Gruppen, wie bei substituierten oder nicht substituierten Aryl-Gruppen mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise um Substituenten mit vergleichsweise gering ausgedehntem π-konjugierten System, noch bevorzugter um substituierte oder nicht substituierte Phenyl-Gruppen. Substituenten mit einem kleinen π-konjugierten System weisen tendenziell eine kleine Atomrefraktion [R] auf. Jedoch eignen sich organische Verbindungen mit einem kleinen π-konjugierten System, wie z. B. Alkene, nicht für elektronische Vorrichtungen, da sie eine mangelnde Ladungsträgertransporteigenschaft aufweisen. Deshalb ist es vorzuziehen, eine organische Verbindung mit Ladungsträgertransporteigenschaft und einem kleinen π-konjugierten System, wie z. B. eine Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen, insbesondere eine Phenyl-Gruppe, für die Lochinjektionsschicht 111 zu verwenden. Außerdem sind die Substituenten mit ungeradzahligem Ring auf Grund ihrer kleinen Atomrefraktion [R] vorzuziehen.
  • Ferner stellen R1 bis R11 in den allgemeinen Formeln (200) bis (220) jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen dar. Spezifische Beispiele für die Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen beispielsweise eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine Isobutyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine n-Hexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen beispielsweise eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen umfassen beispielsweise eine Phenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe, eine Fluorenyl-Gruppe und dergleichen. Die vorstehende Aryl-Gruppe oder Phenyl-Gruppe können einen oder mehrere Substituenten umfassen, und die Substituenten können aneinander gebunden sein, um einen Ring zu bilden. Als Substituent kann ebenfalls eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine Aryl-Gruppe mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen ausgewählt werden. Spezifische Beispiele für die Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine Isobutyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine n-Hexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Aryl-Gruppe mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen umfassen eine Phenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe und dergleichen.
  • Beispielsweise können Gruppen, die durch die folgenden Strukturformeln (R-1) bis (R-27) dargestellt werden, als Wasserstoff, Alkyl-Gruppe oder Aryl-Gruppe verwendet werden, die durch R1 bis R11 dargestellt werden. Es sei angemerkt, dass die Gruppen, die als Alkyl-Gruppe oder Aryl-Gruppe verwendet werden können, nicht darauf beschränkt sind.
  • Figure DE112018002586B4_0006
  • Ferner stellen Ar9 bis Ar13 in den allgemeinen Formeln (200) bis (220) eine Arylen-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen dar. Die Arylen-Gruppe kann einen oder mehrere Substituenten umfassen, und die Substituenten können aneinander gebunden sein, um einen Ring zu bilden. Beispielsweise weist ein Kohlenstoffatom an der 9-Position in einer Fluorenyl-Gruppe zwei Phenyl-Gruppen als Substituenten auf, und die Phenyl-Gruppen sind aneinander gebunden, um ein Spirofluoren-Gerüst zu bilden. Spezifische Beispiele für die Arylen-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen umfassen beispielsweise eine Phenylen-Gruppe, eine Naphthalendiyl-Gruppe, eine Biphenylen-Gruppe, eine Fluorendiyl-Gruppe und dergleichen. In dem Fall, in dem die Arylen-Gruppe einen Substituenten aufweist, kann als Substituent auch eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine Aryl-Gruppe mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen ausgewählt werden. Spezifische Beispiele für die Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine Isobutyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine n-Hexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Aryl-Gruppe mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen umfassen eine Phenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe und dergleichen.
  • Als Arylen-Gruppen, die durch Ar9 bis Ar13 dargestellt werden, können beispielsweise Gruppen verwendet werden, die durch die folgenden Strukturformeln (Ar-12) bis (Ar-25) dargestellt werden. Es sei angemerkt, dass die Gruppen, die für Ar9 bis Ar13 verwendet werden können, nicht auf diese beschränkt sind.
  • Figure DE112018002586B4_0007
  • Wie vorstehend beschrieben, handelt es sich bei der organischen Verbindung, die für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet wird, vorzugsweise um eine organische Verbindung, die ein Tetraarylmethan-Gerüst oder ein Tetraarylsilan-Gerüst und eine Elektronendonatoreigenschaft aufweist. Beispiele für die organische Verbindung umfassen 9-(4-t-butylphenyl)-3,4-ditrityl-9H-carbazol (Abkürzung: CzC), 9-(4-t-butylphenyl)-3,4-ditriphenylsilyl-9H-carbazol (Abkürzung: CzSi), 4,4,8,8,-12,12-Hexa-p-tolyl-4H-8H-12H-12C-aza-dibenzo[cd,mn]pyren (Abkürzung: FATPA), 4,4'-Bis(dibenzo-azepin-1-yl)-biphenyl (Abkürzung: BazBP), 4,4'-Bis(dihydro-dibenzo-azepin-1-yl)-biphenyl (Abkürzung: HBazBP), 4,4'-(Diphenylmethylen)bis(N,N-diphenylamin) (Abkürzung: TCBPA), 4,4'-(Diphenylsilandiyl)bis(N,N-diphenylamin) (Abkürzung: TSBPA) und dergleichen. Strukturformeln dieser Verbindungen werden im Folgenden gezeigt. Es sei angemerkt, dass die organische Verbindung, die ein Tetraarylmethan-Gerüst oder ein Tetraarylsilan-Gerüst und eine Elektronendonatoreigenschaft aufweist, nicht darauf beschränkt ist. Strukturformeln dieser Verbindungen werden im Folgenden gezeigt.
  • Figure DE112018002586B4_0008
  • Es sei angemerkt, dass eine niedermolekulare organische Verbindung in angemessener Weise für eine elektronische Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Durch Verwendung einer niedermolekularen organischen Verbindung können sämtliche Schichten, die in der EL-Schicht 100 enthalten sind, durch Vakuumverdampfung ausgebildet werden, wodurch der Herstellungsprozess vereinfacht werden kann.
  • «Verbesserung der Lichtextraktionseffizienz durch Anpassung der optischen Weglänge»
  • Bei einer elektronischen Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es ferner möglich, die Lichtextraktionseffizienz weiter zu verbessern, indem die optische Weglänge gesteuert wird. Es kann somit unter Licht, das von der Licht emittierenden Schicht 130 erhalten wird, Licht mit einer erwünschten Wellenlänge effizient entnommen werden.
  • Um beispielsweise Licht mit einer erwünschten Wellenlänge (Wellenlänge: λ), das von der Licht emittierenden Schicht 130 erhalten wird, effizient zu entnehmen, wird vorzugsweise die optische Weglänge von der Grenzfläche zwischen der Elektrode 101 und der Lochinjektionsschicht 111 bis zu einem Bereich in der Licht emittierenden Schicht 130, in dem das Licht mit der erwünschten Wellenlänge erhalten wird (einem Licht emittierenden Bereich 134), auf etwa (2m'-1)λ/4 (m' ist eine natürliche Zahl) angepasst. Hier bezeichnet der Licht emittierende Bereich einen Bereich der Licht emittierenden Schicht 130, in dem Löcher und Elektronen rekombinieren.
  • Indem eine derartige optische Anpassung durchgeführt wird, kann die Abschwächung von Licht infolge des Evaneszenz-Modus verringert werden, wodurch die Lichtextraktionseffizienz von der Licht emittierenden Schicht 130 verbessert werden kann.
  • Die optische Weglänge von der Grenzfläche zwischen dem Substrat 200 und der Elektrode 101 bis zu einem Bereich in der Licht emittierenden Schicht 130, in dem das Licht mit der erwünschten Wellenlänge erhalten wird (einem Licht emittierenden Bereich 134), wird vorzugsweise auf etwa mλ/2 (m ist eine natürliche Zahl) angepasst. Indem eine derartige optische Anpassung durchgeführt wird, kann die Abschwächung von Licht infolge des Evaneszenz-Modus verringert werden, wodurch die Lichtextraktionseffizienz von der Licht emittierenden Schicht 130 verbessert werden kann.
  • Um die vorstehende optische Anpassung durchzuführen, muss die Dicke der Lochinjektionsschicht 111 oder der Lochtransportschicht 112 angepasst werden; jedoch gibt es die Tendenz, dass die optische Weglänge länger wird, wenn der Brechungsindex der Lochtransportschicht 111 hoch ist, wodurch die Anpassung der optischen Weglänge zuweilen erschwert wird oder die Lochinjektionsschicht 111 zu dick wird, was zu einem Anstieg der Ansteuerspannung führt. Da bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung jedoch die Lochinjektionsschicht 111 einen niedrigen Brechungsindex aufweist, ist die Steuerung der optischen Weglänge einfach und die Dicke von Schichten kann verringert werden. Somit kann nicht nur die Lichtextraktionseffizienz von der Licht emittierenden Schicht 130 verbessert werden, sondern können auch ein Herstellungsprozess eines Licht emittierenden Elements vereinfacht und ein Licht emittierendes Element mit niedriger Ansteuerspannung realisiert werden.
  • Die Abschwächung von Licht infolge der vorstehend beschriebenen Evaneszenz-Welle findet auch bei Licht, das auf die elektronische Vorrichtung einfällt, statt. In dem Fall, in dem beispielsweise eine elektronische Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für eine Solarzelle verwendet wird, kann die Abschwächung von Licht infolge der Evaneszenz-Welle unterdrückt werden, wodurch der Licht-Confinement-Effekt der organischen Solarzelle verbessert werden kann. Folglich ist es möglich, die elektronische Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in angemessener Weise für eine Solarzelle zu verwenden. In diesem Fall kann die Funktionsschicht 40 in der elektronischen Vorrichtung 50, die in 1 dargestellt wird, auch als Aktivschicht bezeichnet werden.
  • Vorstehend wurde eine Struktur beschrieben, bei der Licht effizient entnommen wird, indem die optische Weglänge des Licht emittierenden Elements auf eine Wellenlänge λ von erwünschtem Licht eingestellt wird; jedoch wird hier ein Beispiel für den Fall der Anwendung dieses Konzepts auf eine Solarzelle unter Verwendung von 1 beschrieben. Um eine optische Weglänge zu erzielen, die sich von der Wellenlänge λ' von Licht, das auf die elektronische Vorrichtung 50 einfällt, unterscheidet, wird vorzugsweise die Dicke von Schichten zwischen einem Paar von Elektroden, in 1 die Dicke der organischen Halbleiterschicht 20, angepasst. Durch Verwendung dieser Struktur ist es möglich, das auf die elektronische Vorrichtung 50 einfallende Licht effizient innerhalb der elektronischen Vorrichtung 50 einzusperren. Da bei einer elektronischen Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Abschwächung von Licht infolge einer Evaneszenz-Welle unterdrückt werden kann, kann ein effektiverer Licht-Confinement-Effekt erhalten werden.
  • <Material>
  • Als Nächstes werden im Folgenden Komponenten eines Licht emittierenden Elements, bei dem es sich um ein Beispiel einer elektronischen Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt, im Detail beschrieben.
  • «Licht emittierende Schicht»
  • Die Licht emittierende Schicht 130 beinhaltet mindestens das Wirtsmaterial 131 und vorzugsweise weiterhin das Gastmaterial 132. Das Wirtsmaterial 131 kann, wie vorstehend beschrieben, die organischen Verbindungen 131_1 und 131_2 beinhalten. Bei der Licht emittierenden Schicht 130 ist das Wirtsmaterial 131 mit dem höchsten Gewichtsanteil vorhanden, und das Gastmaterial 132 ist in dem Wirtsmaterial 131 dispergiert. Wenn das Gastmaterial 132 eine fluoreszierende Verbindung ist, ist das S1-Niveau des Wirtsmaterials 131 (der organischen Verbindung 131_1 und der organischen Verbindung 131_2) in der Licht emittierenden Schicht 130 vorzugsweise höher als das S1-Niveau des Gastmaterials (des Gastmaterials 132) in der Licht emittierenden Schicht 130. Wenn das Gastmaterial 132 eine phosphoreszierende Verbindung ist, ist das T1-Niveau des Wirtsmaterials 131 (der organischen Verbindung 131_1 und der organischen Verbindung 131_2) in der Licht emittierenden Schicht 130 vorzugsweise höher als das T1-Niveau des Gastmaterials (des Gastmaterials 132) in der Licht emittierenden Schicht 130.
  • Als organische Verbindung 131_1 wird vorzugsweise ein heteroaromatisches Gerüst mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen und zwei oder mehr Stickstoffatomen verwendet. Insbesondere wird vorzugsweise eine Verbindung mit einem Pyrimidin-Gerüst und einem Triazin-Gerüst verwendet. Als organische Verbindung 131_1 kann ein Material verwendet werden, das eine Eigenschaft zum Transportieren von mehr Elektronen als Löchern aufweist (Elektronentransportmaterial), wobei ein Material mit einer Elektronenbeweglichkeit von 1 × 10-6 cm2/Vs oder höher vorzuziehen ist.
  • Insbesondere sind beispielsweise heterocyclische Verbindungen mit Diazin-Gerüsten, wie z. B. 4,6-Bis[3-(phenanthren-9-yl)phenyl]pyrimidin (Abkürzung: 4,6mPnP2Pm), 4,6-Bis[3-(4-dibenzothienyl)phenyl]pyrimidin (Abkürzung: 4,6mDBTP2Pm-II), 4,6-Bis[3-(9H-carbazol-9-yl)phenyl]pyrimidin (Abkürzung: 4,6mCzP2Pm) und dergleichen, und heterocyclische Verbindungen mit Triazin-Gerüsten, Pyrimidin-Gerüsten und Triazol-Gerüsten, wie z. B. 2-{4-[3-(N-Phenyl-9H-carbazol-3-yl)-9H-carbazol-9-yl]phenyl}-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: PCCzPTzn), 2-{3-[3-(Benzo[b]naphto[1,2-d]furan-8-yl)phenyl]phenyl-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: mBnfBPTzn), 2,4,6-Tris(biphenyl-3-yl)-1,3,5-triazin (Abkürzung: T2T), 2,4,6-Tris[3'-(pyridin-3-yl)-biphenyl-3-yl]-1,3,5-triazin (Abkürzung: TmPPPyTz), 9-[4-(3,5-Diphenyl-1H-1,2,4-triazol-1-yl)]phenyl-9H-carbazol (Abkürzung: CzTAZ(1H)) und dergleichen, auf Grund ihrer Stabilität und guten Zuverlässigkeit vorzuziehen. Außerdem weisen die heterocyclischen Verbindungen mit den Gerüsten eine hohe Elektronentransporteigenschaft auf, wodurch sie zu einer Verringerung der Ansteuerspannung beitragen. Die hier genannten Substanzen sind hauptsächlich solche, die eine Elektronenbeweglichkeit von 1 × 10-6 cm2/Vs oder höher aufweisen. Es sei angemerkt, dass andere Substanzen ebenfalls verwendet werden können, solange ihre Elektronentransporteigenschaften höher sind als ihre Lochtransporteigenschaften.
  • Als organische Verbindung 131_1 kann ferner eine Verbindung, wie z. B. ein Pyridin-Derivat, ein Pyrazin-Derivat, ein Pyridazin-Derivat, ein Bipyridin-Derivat, ein Chinoxalin-Derivat, ein Dibenzochinoxalin-Derivat, ein Phenanthrolin-Derivat, ein Purin-Derivat und dergleichen, verwendet werden. Eine derartige organische Verbindung ist vorzugsweise ein Material, das eine Elektronenbeweglichkeit von 1 × 10-6 cm2/Vs oder höher aufweist.
  • Insbesondere können beispielsweise heterocyclische Verbindungen mit einem Pyridin-Gerüst, wie z. B. Bathophenanthrolin (Abkürzung: Bphen) und Bathocuproin (Abkürzung: BCP); aromatische heterocyclische Verbindungen mit einem Pyrazin-Gerüst, wie z. B. 2-[3-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 2mDBTPDBq-II), 2-[3'-(Dibenzothiophen-4-yl)biphenyl-3-yl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 2mDBTBPDBq-II), 2-[3'-(9H-Carbazol-9-yl)biphenyl-3-yl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 2mCzBPDBq), 2-[4-(3,6-Diphenyl-9H-carbazol-9-yl)phenyl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 2CzPDBq-III), 7-[3-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 7mDBTPDBq-II) und 6-[3-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 6mDBTPDBq-II), 2-[3-(3,9'-Bi-9H-carbazol-9-yl)phenyl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 2mCzCzPDBq); heterocyclische Verbindungen mit einem Pyridin-Gerüst, wie z. B. 3,5-Bis[3-(9H-carbazol-9-yl)phenyl]pyridin (Abkürzung: 35DCzPPy) und 1,3,5-Tri[3-(3-pyridyl)phenyl]benzol (Abkürzung: TmPyPB), verwendet werden. Als weitere Alternative kann eine hochmolekulare Verbindung, wie z. B. Poly(2,5-pyridindiyl) (Abkürzung: PPy), Poly[(9,9-dihexylfluoren-2,7-diyl)-co-(pyridin-3,5-diyl)] (Abkürzung: PF-Py) oder Poly[(9,9-dioctylfluoren-2,7-diyl)-co-(2,2'-bipyridin-6,6'-diyl)] (Abkürzung: PF-BPy), verwendet werden. Es sei angemerkt, dass andere Substanzen ebenfalls verwendet werden können, solange ihre Elektronentransporteigenschaften höher sind als ihre Lochtransporteigenschaften.
  • Als organische Verbindung 131_2 wird vorzugsweise ein heteroaromatisches Gerüst mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen und zwei oder mehr Stickstoffatomen verwendet. Insbesondere ist ein fünfgliedriges stickstoffhaltiges heterocyclisches Gerüst zu bevorzugen. Beispielsweise können ein Imidazol-Gerüst, ein Triazol-Gerüst und ein Tetrazol-Gerüst angegeben werden. Als organische Verbindung 131_2 kann ein Material verwendet werden, das eine Eigenschaft zum Transportieren von mehr Löchern als Elektronen aufweist (Lochtransportmaterial), wobei ein Material mit einer Löcherbeweglichkeit von 1 × 10-6 cm2/Vs oder höher vorzuziehen ist. Ferner kann es sich bei dem Lochtransportmaterial um eine hochmolekulare Verbindung handeln.
  • Insbesondere können beispielsweise 3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-(4-tert-butylphenyl)-1,2,4-triazol (Abkürzung: TAZ), 9-[4-(4,5-Diphenyl-4H-1,2,4-triazol-3-yl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: CzTAZ1), 2,2',2"-(1,3,5-Benzoltriyl)tris(1-phenyl-1H-benzimidazol) (Abkürzung: TPBI), 2-[3-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]-1-phenyl-1H-benzimidazol (Abkürzung: mDBTBIm-II) und dergleichen verwendet werden.
  • Als organische Verbindung 131_2 können Verbindungen in geeigneter Weise verwendet werden, die ein anderes bzw. weiteres Gerüst mit einem fünfgliedrigen stickstoffhaltigen heterocyclischen Ring oder ein tertiäres Amin-Gerüst aufweisen. Insbesondere können ein Pyrrol-Gerüst oder ein aromatisches Amin-Gerüst angegeben werden. Als Beispiele können ein Indol-Derivat, ein Carbazol-Derivat, ein Triarylamin-Derivat und dergleichen angegeben werden. Als organische Verbindung 131_2 kann ein Material mit einer Eigenschaft zum Transportieren von mehr Löchern als Elektronen verwendet werden (ein Lochtransportmaterial), und ein Material mit einer Löcherbeweglichkeit von 1 × 10-6 cm2/Vs oder höher ist vorzuziehen. Darüber hinaus kann das Lochtransportmaterial eine hochmolekulare Verbindung sein.
  • Spezifische Beispiele für die aromatischen Aminverbindungen, die für das Material mit einer hohen Lochtransporteigenschaft verwendet werden können, sind N,N'-Di(p-tolyl)-N,N'-diphenyl-p-phenylendiamin (Abkürzung: DTDPPA), 4,4'-Bis[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]biphenyl (Abkürzung: DPAB), N,N'-Bis{4-[bis(3-methylphenyl)amino]phenyl}-N,N'-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin (Abkürzung: DNTPD), 1,3,5-Tris[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]benzol (Abkürzung: DPA3B) und dergleichen.
  • Spezifische Beispiele für die Carbazol-Derivate umfassen 3-[N-(4-Diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzDPA1), 3,6-Bis[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzDPA2), 3,6-Bis[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-(1-naphthyl)amino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzTPN2), 3-[N-(9-Phenylcarbazol-3-yl)-N-phenylamino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzPCA1), 3,6-Bis[N-(9-phenylcarbazol-3-yl)-N-phenylamino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzPCA2), 3-[N-(1-Naphthyl)-N-(9-phenylcarbazol-3-yl)amino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzPCN1), 4,4'-Bis(9-carbazol)-2,2'-dimethyl-biphenyl (Abkürzung: dmCBP) und dergleichen.
  • Weitere Beispiele für das Carbazol-Derivat umfassen 4,4'-Di(N-carbazolyl)biphenyl (Abkürzung: CBP), 1,3,5-Tris[4-(N-carbazolyl)phenyl]benzol (Abkürzung: TCPB), 9-[4-(10-Phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: CzPA), 1,4-Bis[4-(N-carbazolyl)phenyl]-2,3,5,6-tetraphenylbenzol und dergleichen.
  • Des Weiteren ist es möglich, N,N-Diphenyl-9-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: CzA1PA), 4-(10-Phenyl-9-anthryl)triphenylamin (Abkürzung: DPhPA), 4-(9H-Carbazol-9-yl)-4'-(10-phenyl-9-anthryl)triphenylamin (Abkürzung: YGAPA), N,9-Diphenyl-N-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9/-/-carbazol-3-amin (Abkürzung: PCAPA), N,9-Diphenyl-N-{4-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]phenyl}-9/-/-carbazol-3-amin (Abkürzung: PCAPBA), N,9-Diphenyl-N-(9,10-diphenyl-2-anthryl)-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: 2PCAPA), 9-Phenyl-3-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: PCzPA), 3,6-Diphenyl-9-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: DPCzPA), N,N,N',N',N'',N'',N''',N'''-octaphenyldibenzo[g,p]chrysen-2,7,10,15-tetraamin (Abkürzung: DBC1), 1,1-Bis[4-bis(4-methyl-phenyl)-aminophenyl]-cyclohexan (Abkürzung: TAPC) oder dergleichen zu verwenden.
  • Weitere Beispiele umfassen hochmolekulare Verbindungen, wie z. B. Poly(N-vinylcarbazol) (Abkürzung: PVK), Poly(4-vinyltriphenylamin) (Abkürzung: PVTPA), Poly[N-(4-{N'-[4-(4-diphenylamino)phenyl]phenyl-N'-phenylamino}phenyl)methacrylamid] (Abkürzung: PTPDMA), Poly[N,N'-bis(4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)benzidin] (Abkürzung: Poly-TPD) und dergleichen.
  • Beispiele für das Material mit einer hohen Lochtransporteigenschaft umfassen ferner aromatische Aminverbindungen, wie z. B. 4,4'-Bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl (Abkürzung: NPB oder α-NPD), N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamin (Abkürzung: TPD), 4,4',4"-Tris(carbazol-9-yl)triphenylamin (Abkürzung: TCTA), 4,4',4"-Tris[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]triphenylamin (Abkürzung: 1'-TNATA), 4,4',4"-Tris(N,N-diphenylamino)triphenylamin (Abkürzung: TDATA), 4,4',4"-Tris[N-(3-methylphenyl)-N-phenylamino]triphenylamin (Abkürzung: MTDATA), 4,4'-Bis[N-(spiro-9,9'-bifluoren-2-yl)-N-phenylamino]biphenyl (Abkürzung: BSPB), 4-Phenyl-4'-(9-phenylfluoren-9-yl)triphenylamin (Abkürzung: BPAFLP), 4-Phenyl-3'-(9-phenylfluoren-9-yl)triphenylamin (Abkürzung: mBPAFLP), N-(9,9-Dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-N-{9,9-dimethyl-2-[N'-phenyl-N'-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)amino]-9/-/-fluoren-7-yl}phenylamin (Abkürzung: DFLADFL), N-(9,9-Dimethyl-2-diphenylamino-9H-fluoren-7-yl)diphenylamin (Abkürzung: DPNF), 2-[N-(4-Diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]spiro-9,9'-bifluoren (Abkürzung: DPASF), 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-9/-/-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBNBB), 4-Phenyldiphenyl-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)amin (Abkürzung: PCA1BP), N,N'-Bis(9-phenylcarbazol-3-yl)-N,N'-diphenylbenzol-1,3-diamin (Abkürzung: PCA2B), N,N',N''-Triphenyl-N,N',N''-tris(9-phenylcarbazol-3-yl)benzol-1,3,5-triamin (Abkürzung: PCA3B), N-(4-Biphenyl)-N-(9,9-Dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-9-phenyl-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: PCBiF), N-(1,1'-Biphenyl-4-yl)-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: PCBBiF), 9,9-Dimethyl-N-phenyl-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]fluoren-2-amin (Abkürzung: PCBAF), N-Phenyl-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]spiro-9,9'-bifluoren-2-amin (Abkürzung: PCBASF), 2-[N-(9-Phenylcarbazol-3-yl)-N-phenylamino]spiro-9,9'-bifluoren (Abkürzung: PCASF), 2,7-Bis[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]spiro-9,9'-bifluoren (Abkürzung: DPA2SF), N-[4-(9H-Carbazol-9-yl)phenyl]-N-(4-phenyl)phenylanilin (Abkürzung: YGA1BP), und N,N'-Bis[4-(carbazol-9-yl)phenyl]-N,N-diphenyl-9,9-dimethylfluoren-2,7-diamin (Abkürzung: YGA2F). Weitere Beispiele sind Aminverbindungen, Carbazolverbindungen und dergleichen, wie z. B. 3-[4-(1-Naphthyl)-phenyl]-9-phenyl-9H-carbazol (Abkürzung: PCPN), 3-[4-(9-Phenanthryl)-phenyl]-9-phenyl-9H-carbazol (Abkürzung: PCPPn), 3,3'-Bis(9-phenyl-9H-carbazol) (Abkürzung: PCCP), 1,3-Bis(N-carbazolyl)benzol (Abkürzung: mCP), 3,6-Bis(3,5-diphenylphenyl)-9-phenylcarbazol (Abkürzung: CzTP), 3,6-Di(9H-carbazol-9-yl)-9-phenyl-9H-carbazol (Abkürzung: PhCzGI) und 2,8-Di(9H-carbazol-9-yl)-dibenzothiophen (Abkürzung: Cz2DBT). Unter den vorstehenden Verbindungen werden Verbindungen, die ein Pyrrol-Gerüst oder ein aromatisches Amin-Gerüst umfassen, auf Grund ihrer hohen Stabilität und Zuverlässigkeit bevorzugt. Außerdem weisen die Verbindungen mit derartigen Gerüsten eine hohe Lochtransporteigenschaft auf, wodurch sie zu einer Verringerung der Ansteuerspannung beitragen.
  • Obwohl es keine besondere Einschränkung hinsichtlich des Gastmaterials 132 in der Licht emittierenden Schicht 130 gibt, wird als fluoreszierende Verbindung ein Anthracen-Derivat, ein Tetracen-Derivat, ein Chrysen-Derivat, ein Phenanthren-Derivat, ein Pyren-Derivat, ein Perylen-Derivat, ein Stilben-Derivat, ein Acridon-Derivat, ein Cumarin-Derivat, ein Phenoxazin-Derivat, ein Phenothiazin-Derivat oder dergleichen bevorzugt verwendet, und beispielsweise kann jede der folgenden Substanzen verwendet werden.
  • Die Beispiele umfassen 5,6-Bis[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-2,2'-bipyridin (Abkürzung: PAP2BPy), 5,6-Bis[4'-(10-phenyl-9-anthryl)biphenyl-4-yl]-2,2'-bipyridin (Abkürzung: PAPP2BPy), N,N'-Diphenyl-N,N'-bis[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]pyren-1,6-diamin (Abkürzung: 1,6FLPAPrn), N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N-bis[3-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]pyren-1,6-diamin (Abkürzung: 1,6mMemFLPAPrn), N,N'-Bis[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]-N,N'-bis(4-tert-butylphenyl)pyren-1,6-diamin (Abkürzung: 1,6tBu-FLPAPrn), N,N'-Diphenyl-N,N'-bis[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]-3,8-dicyclohexylpyren-1,6-diamin (Abkürzung: ch-1,6FLPAPrn), N,N'-Bis[4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl]-N,N'-diphenylstilben-4,4'-diamin (Abkürzung: YGA2S), 4-(9H-Carbazol-9-yl)-4'-(10-phenyl-9-anthryl)triphenylamin (Abkürzung: YGAPA), 4-(9H-Carbazol-9-yl)-4'-(9,10-diphenyl-2-anthryl)triphenylamin (Abkürzung: 2YGAPPA), N,9-Diphenyl-N-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: PCAPA), Perylen, 2,5,8,11-Tetra(tert-butyl)perylen (Abkürzung: TBP), 4-(10-Phenyl-9-anthryl)-4'-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBAPA), N,N''-(2-tert-Butylanthracen-9,10-diyldi-4,1-phenylen)bis[N,N',N'-triphenyl-1,4-phenylendiamin] (Abkürzung: DPABPA), N,9-Diphenyl-N-[4-(9,10-diphenyl-2-anthryl)phenyl]-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: 2PCAPPA), N-[4-(9,10-Diphenyl-2-anthryl)phenyl]-N,N',N'-triphenyl-1,4-phenylendiamin (Abkürzung: 2DPAPPA), N,N,N',N',N'',N'',N''',N'''-Octaphenyldibenzo[g,p]chrysen-2,7,10,15-tetraamin (Abkürzung: DBC1), Cumarin 30, N-(9,10-Diphenyl-2-anthryl)-N,9-diphenyl-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: 2PCAPA), N-[9,10-bis(1,1'-Biphenyl-2-yl)-2-anthryl]-N,9-diphenyl-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: 2PCABPhA), N-(9,10-Diphenyl-2-anthryl)-N,N',N'-triphenyl-1,4-phenylendiamin (Abkürzung: 2DPAPA), N-[9,10-Bis(1,1'-biphenyl-2-yl)-2-anthryl]-N,N',N'-triphenyl-1,4-phenylendiamin (Abkürzung: 2DPABPhA), 9,10-Bis(1,1'-biphenyl-2-yl)-N-[4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl]-N-phenylanthracen-2-amin (Abkürzung: 2YGABPhA), N,N,9-Triphenylanthracen-9-amin (Abkürzung: DPhAPhA), Cumarin 6, Cumarin 545T, N,N'-Diphenylchinacridon (Abkürzung: DPQd), Rubren, 2,8-Di-tert-butyl-5,11-bis(4-tert-butylphenyl)-6,12-diphenyltetracen (Abkürzung: TBRb), Nilrot, 5,12-Bis(1,1'-biphenyl-4-yl)-6,11-diphenyltetracen (Abkürzung: BPT), 2-(2-{2-[4-(Dimethylamino)phenyl]ethenyl}-6-methyl-4/-/-pyran-4-yliden)propandinitril (Abkürzung: DCM1), 2-{2-Methyl-6-[2-(2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[ij]chinolizin-9-yl)ethenyl]-4H-pyran-4-yliden}propandinitril (Abkürzung: DCM2), N,N,N',N'-Tetrakis(4-methylphenyl)tetracen-5,11-diamin (Abkürzung: p-mPhTD), 7,14-Diphenyl-N,N,N',N'-tetrakis(4-methylphenyl)acenaphtho[1,2-a]fluoranthen-3,10-diamin (Abkürzung: p-mPhAFD), 2-{2-Isopropyl-6-[2-(1,1,7,7-tetramethyl-2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[ij]chinolizin-9-yl)ethenyl]-4H-pyran-4-yliden}propandinitril (Abkürzung: DCJTI), 2-{2-tert-Butyl-6-[2-(1,1,7,7-tetramethyl-2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[ij]chinolizin-9-yl)ethenyl]-4H-pyran-4-yliden}propandinitril (Abkürzung: DCJTB), 2-(2,6-Bis{2-[4-(dimethylamino)phenyl]ethenyl}-4/-/-pyran-4-yliden)propandinitril (Abkürzung: BisDCM), 2-{2,6-Bis[2-(8-methoxy-1,1,7,7-tetramethyl-2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[ij]chinolizin-9-yl)ethenyl]-4H-pyran-4-yliden}propandinitril (Abkürzung: BisDCJTM), und 5,10,15,20-Tetraphenylbisbenzo[5,6]indeno[1,2,3-cd:1',2',3'-lm]perylen.
  • Als Gastmaterial 132 (phosphoreszierendes Material) kann ein auf Iridium, Rhodium oder Platin basierender metallorganischer Komplex oder Metallkomplex verwendet werden; im Besonderen wird ein Organoiridiumkomplex, wie z. B. ein auf Iridium basierender, ortho-metallierter Komplex, bevorzugt. Als ortho-metallierter Ligand kann ein 4H-Triazol-Ligand, ein 1H-Triazol-Ligand, ein Imidazol-Ligand, ein Pyridin-Ligand, ein Pyrimidin-Ligand, ein Pyrazin-Ligand, ein Isochinolin-Ligand oder dergleichen angegeben werden. Als Metallkomplex können ein Platinkomplex mit einem Porphyrin-Liganden und dergleichen angegeben werden.
  • Beispiele für die Substanz, die einen Emissionspeak im blauen oder grünen Wellenlängenbereich aufweist, umfassen metallorganische Iridiumkomplexe mit einem 4H-Triazol-Gerüst, wie z. B. Tris{2-[5-(2-methylphenyl)-4-(2,6-dimethylphenyl)-4H-1,2,4-triazol-3-yl-κN2]phenyl-κC}iridium(III) (Abkürzung: Ir(mpptz-dmp)3), Tris(5-methyl-3,4-diphenyl-4H-1,2,4-triazolato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(Mptz)3) Tris[4-(3-biphenyl)-5-isopropyl-3-phenyl-4H-1,2,4-triazolato]iridium(III) (Abkürzung: Ir(iPrptz-3b)3) und Tris[3-(5-biphenyl)-5-isopropyl-4-phenyl-4H-1,2,4-triazolato]iridium(III) (Abkürzung: Ir(iPr5btz)3); metallorganische Iridiumkomplexe mit einem 1H-Triazol-Gerüst, wie z. B. Tris[3-methyl-1-(2-methylphenyl)-5-phenyl-1H-1,2,4-triazolato]iridium(III) (Abkürzung: Ir(Mptz1-mp)3) und Tris(1-methyl-5-phenyl-3-propyl-1H-1,2,4-triazolato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(Prptz1-Me)3); metallorganische Iridiumkomplexe mit einem Imidazol-Gerüst, wie z. B. fac-Tris[1-(2,6-diisopropylphenyl)-2-phenyl-1H-imidazol]iridium(III) (Abkürzung: Ir(iPrpmi)3), Tris[3-(2,6-dimethylphenyl)-7-methylimidazo[1,2-f]phenanthridinato]iridium(III) (Abkürzung: Ir(dmpimpt-Me)3) und Trisf 2-[1-(4-cyano-2,6-diisobuthylphenyl)-1 H-benzoimidazol-2-yl-κN3]phenyl-κC}iridium(III) (Abkürzung: Ir(pbi-diBuCNp)3); und metallorganische Iridiumkomplexe, bei denen ein Phenylpyridin-Derivat mit einer elektronenziehenden Gruppe ein Ligand ist, wie z. B. Bis[2-(4',6'-difluorphenyl)pyridinato-N,C2']iridium(III)tetrakis(1-pyrazolyl)borat (Abkürzung: Flr6), Bis[2-(4',6'-difluorphenyl)pyridinato-N,C2']iridium(III)picolinat (Abkürzung: Flrpic), Bis{2-[3',5'-bis(trifluormethyl)phenyl]pyridinato-N,C2'}iridium(III)picolinat (Abkürzung: Ir(CF3ppy)2(pic)) und Bis[2-(4',6'-difluorphenyl)pyridinato-N,C2']iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: Flr(acac)). Unter den vorstehend angegebenen Materialien weisen die metallorganischen Iridiumkomplexe, die ein fünfgliedriges stickstoffhaltiges heterocyclisches Gerüst umfassen, wie z. B. ein 4H-Triazol-Gerüst, ein 1H-Triazol-Gerüst oder ein Imidazol-Gerüst, eine hohe Triplett-Anregungsenergie, Zuverlässigkeit und Emissionseffizienz auf und werden daher besonders bevorzugt.
  • Beispiele für die Substanz, die einen Emissionspeak im grünen oder gelben Wellenlängenbereich aufweist, umfassen metallorganische Iridiumkomplexe mit einem Pyrimidin-Gerüst, wie z. B. Tris(4-methyl-6-phenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(mppm)3), Tris(4-t-butyl-6-phenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(tBuppm)3), (Acetylacetonato)bis(6-methyl-4-phenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(mppm)2(acac)), (Acetylacetonato)bis(6-tert-butyl-4-phenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(tBuppm)2(acac)), (Acetylacetonato)bis[4-(2-norbornyl)-6-phenylpyrimidinato]iridium(III) (Abkürzung: Ir(nbppm)2(acac)), (Acetylacetonato)bis[5-methyl-6-(2-methylphenyl)-4-phenylpyrimidinato]iridium(III) (Abkürzung: Ir(mpmppm)2(acac)), (Acetylacetonato)bis{4,6-dimethyl-2-[6-(2,6-dimethylphenyl)-4-pyrimidinyl-κN3]phenyl-κC}iridium(III) (Abkürzung: Ir(dmppm-dmp)2(acac)) und (Acetylacetonato)bis(4,6-diphenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(dppm)2(acac)); metallorganische Iridiumkomplexe mit einem Pyrazin-Gerüst, wie z. B. (Acetylacetonato)bis(3,5-dimethyl-2-phenylpyrazinato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(mppr-Me)2(acac)) und (Acetylacetonato)bis(5-isopropyl-3-methyl-2-phenylpyrazinato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(mppr-iPr)2(acac)); metallorganische Iridiumkomplexe mit einem Pyridin-Gerüst, wie z. B. Tris(2-phenylpyridinato-N,C2')iridium(III) (Abkürzung: Ir(ppy)3), Bis(2-phenylpyridinato-N,C2')iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: Ir(ppy)2(acac)), Bis(benzo[h]chinolinato)iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: Ir(bzq)2(acac)), Tris(benzo[h]chinolinato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(bzq)3), Tris(2-phenylchinolinato-N,C2')iridium(III) (Abkürzung: Ir(pq)3) und Bis(2-phenylchinolinato-N,C2')iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: Ir(pq)2(acac)); metallorganische Iridiumkomplexe, wie z. B. Bis(2,4-diphenyl-1,3-oxazolato-N,C2')iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: Ir(dpo)2(acac)), Bis{2-[4'-(perfluorphenyl)phenyl]pyridinato-N,C2')iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: Ir(p-PF-ph)2(acac)), und Bis(2-phenylbenzothiazolato-N,C2')iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: Ir(bt)2(acac)); und einen Seltenerdmetallkomplex, wie z. B. Tris(acetylacetonato) (monophenanthrolin)terbium(III) (Abkürzung: Tb(acac)3(Phen)). Unter den vorstehend angegebenen Materialien weisen die metallorganischen Iridiumkomplexe mit einem Pyrimidin-Gerüst eine sehr hohe Zuverlässigkeit und eine sehr hohe Emissionseffizienz auf und werden daher besonders bevorzugt.
  • Beispiele für die Substanz, die einen Emissionspeak im gelben oder roten Wellenlängenbereich aufweist, umfassen metallorganische Iridiumkomplexe mit einem Pyrimidin-Gerüst, wie z. B. (Diisobutyrylmethanato)bis[4,6-bis(3-methylphenyl)pyrimidinato]iridium(III) (Abkürzung: Ir(5mdppm)2(dibm)), Bis[4,6-bis(3-methylphenyl)pyrimidinato](dipivaloylmethanato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(5mdppm)2(dpm)) und Bis[4,6-di(naphthalen-1-yl)pyrimidinato](dipivaloylmethanato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(d1npm)2(dpm)); metallorganische Iridiumkomplexe mit einem Pyrazin-Gerüst, wie z. B. (Acetylacetonato)bis(2,3,5-triphenylpyrazinato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(tppr)2(acac)), Bis(2,3,5-triphenylpyrazinato)(dipivaloylmethanato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(tppr)2(dpm)) und (Acetylacetonato)bis[2,3-bis(4-fluorphenyl)chinoxalinato]iridium(III) (Abkürzung: Ir(Fdpq)2(acac)); metallorganische Iridiumkomplexe mit einem Pyridin-Gerüst, wie z. B. Tris(1-phenylisochinolinato-N,C2')iridium(III) (Abkürzung: Ir(piq)3) und Bis(1-phenylisochinolinato-N,C2')iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: Ir(piq)2(acac)); einen Platinkomplex, wie z. B. 2,3,7,8,12,13,17,18-Octaethyl-21H,23H-porphyrin-platin(II) (Abkürzung: PtOEP); und Seltenerdmetallkomplexe, wie z. B. Tris(1,3-diphenyl-1,3-propandionato)(monophenanthrolin)europium(III) (Abkürzung: Eu(DBM)3(Phen)) und Tris[1-(2-thenoyl)-3,3,3-trifluoracetonato](monophenanthrolin)europium(III) (Abkürzung: Eu(TTA)3(Phen)). Unter den vorstehend angegebenen Materialien weisen die metallorganischen Iridiumkomplexe mit einem Pyrimidin-Gerüst eine sehr hohe Zuverlässigkeit und eine sehr hohe Emissionseffizienz auf und werden daher besonders bevorzugt. Außerdem kann aus einem metallorganischen Iridiumkomplex mit einem Pyrazin-Gerüst eine rote Lichtemission mit vorteilhafter Chromatizität erhalten werden.
  • Als Licht emittierendes Material, das in der Licht emittierenden Schicht 130 enthalten ist, kann ein beliebiges Material verwendet werden, solange das Material Triplett-Anregungsenergie in Lichtemission umwandeln kann. Als Beispiel für das Material, das die Triplett-Anregungsenergie in eine Lichtemission umwandeln kann, ist, zusätzlich zu einer phosphoreszierenden Verbindung, ein thermisch aktiviertes, verzögert fluoreszierendes (thermally activated delayed fluorescence, TADF) Material bekannt. Demzufolge kann „phosphoreszierende Verbindung“ in der Beschreibung durch „thermisch aktiviertes, verzögert fluoreszierendes Material“ ersetzt werden. Es sei angemerkt, dass das thermisch aktivierte, verzögert fluoreszierende Material ein Material ist, das eine kleine Differenz zwischen dem Triplett-Anregungsenergieniveau und dem Singulett-Anregungsenergieniveau sowie eine Funktion zum Umwandeln der Triplett-Anregungsenergie in eine Singulett-Anregungsenergie durch umgekehrtes Intersystem-Crossing aufweist. Das TADF-Material kann somit unter Verwendung einer geringen Menge an thermischer Energie einen Triplett-Anregungszustand in einen Singulett-Anregungszustand aufwärts wandeln (d. h., ein umgekehrtes Intersystem-Crossing ist damit möglich) und Licht (Fluoreszenz) in effizienter Weise von dem Singulett-Anregungszustand emittieren. Die TADF wird unter der Bedingung in effizienter Weise erhalten, unter der die Energiedifferenz zwischen dem Triplett-Anregungsenergieniveau und dem Singulett-Anregungsenergieniveau bevorzugt größer als 0 eV und kleiner als oder gleich 0,2 eV, stärker bevorzugt größer als 0 eV und kleiner als oder gleich 0,1 eV ist.
  • In dem Fall, in dem das thermisch aktivierte, verzögert fluoreszierende Material aus einer Materialart besteht, kann beispielsweise ein beliebiges der folgenden Materialien verwendet werden.
  • Als Erstes können ein Fulleren, ein Derivat davon, ein Akridin-Derivat wie z. B. Proflavin, Eosin und dergleichen, angegeben werden. Weitere Beispiele umfassen ein metallhaltiges Porphyrin, wie z. B. ein Porphyrin, das Magnesium (Mg), Zink (Zn), Cadmium (Cd), Zinn (Sn), Platin (Pt), Indium (In) oder Palladium (Pd) enthält. Beispiele für das metallhaltige Porphyrin umfassen einen Protoporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (Abkürzung: SnF2(Proto IX)), einen Mesoporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (Abkürzung: SnF2(Meso IX)), einen Hämatoporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (Abkürzung: SnF2(Hämato IX)), einen Coproporphyrin-Tetramethylester-Zinnfluorid-Komplex (Abkürzung: SnF2(Copro III-4Me)), einen Oktaethylporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (Abkürzung: SnF2(OEP)), einen Etioporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (Abkürzung: SnF2(Etio I)), einen Oktaethylporphyrin-Platinchlorid-Komplex (Abkürzung: PtCl2OEP) und dergleichen.
  • Für das TADF-Material, das aus einer Materialart besteht, kann auch eine heterocyclische Verbindung, die einen π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring und einen π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring umfasst, verwendet werden. Insbesondere können 2-(Biphenyl-4-yl)-4,6-bis(12-phenylindolo[2,3-a]carbazol-11-yl)-1,3,5-triazin (Abkürzung: PIC-TRZ), 2-{4-[3-(N-Phenyl-9H-carbazol-3-yl)-9H-carbazol-9-yl]phenyl}-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: PCCzPTzn), 2-[4-(10H-Phenoxazin-10-yl)phenyl]-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: PXZ-TRZ), 3-[4-(5-Phenyl-5,10-dihydrophenazin-10-yl)phenyl]-4,5-diphenyl-1,2,4-triazol (Abkürzung: PPZ-3TPT), 3-(9,9-Dimethyl-9H-acridin-10-yl)-9H-xanthen-9-on (Abkürzung: ACRXTN), Bis[4-(9,9-dimethyl-9,10-dihydroacridin)phenyl]sulfon (Abkürzung: DMAC-DPS), 10-Phenyl-10H,10'H-spiro[acridin-9,9'-anthracen]-10'-on (Abkürzung: ACRSA) oder dergleichen verwendet werden. Unter Gerüsten mit dem π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring weisen ein Diazin-Gerüst (ein Pyrimidin-Gerüst, ein Pyrazin-Gerüst oder ein Pyridazin-Gerüst) und ein Triazin-Gerüst eine hohe Stabilität und eine hohe Zuverlässigkeit auf und sind insbesondere vorzuziehen. Unter Gerüsten mit dem π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring weisen ein Diazin-Gerüst (ein Pyrimidin-Gerüst, ein Pyrazin-Gerüst oder ein Pyridazin-Gerüst) und ein Triazin-Gerüst eine hohe Stabilität und eine hohe Zuverlässigkeit auf und sind insbesondere vorzuziehen. Unter Gerüsten mit dem π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring weisen ein Acridin-Gerüst, ein Phenoxazin-Gerüst, ein Thiophen-Gerüst, ein Furan-Gerüst und ein Pyrrol-Gerüst eine hohe Stabilität und eine hohe Zuverlässigkeit auf; demzufolge ist/sind vorzugsweise eines oder mehrere dieser Gerüste enthalten. Als Pyrrol-Gerüst ist ein Indol-Gerüst, ein Carbazol-Gerüst oder ein 3-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)-9H-carbazol-Gerüst besonders vorzuziehen. Es sei angemerkt, dass eine Substanz, in der der π-elektronenreiche heteroaromatische Ring direkt an den π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring gebunden ist, besonders vorzuziehen ist, da sowohl die Donatoreigenschaft des π-elektronenreichen heteroaromatischen Rings als auch die Akzeptoreigenschaft des π-elektronenarmen heteroaromatischen Rings erhöht werden und die Energiedifferenz zwischen dem Singulett-Anregungsenergieniveau und dem Triplett-Anregungsenergieniveau klein wird.
  • Die Licht emittierende Schicht 130 kann zusätzlich zu dem Wirtsmaterial 131 und dem Gastmaterial 132 ein weiteres Material enthalten.
  • Beispiele für das Material, das für die Licht emittierende Schicht 130 verwendet werden kann, sind, ohne darauf beschränkt zu sein, kondensierte polycyclische aromatische Verbindungen, wie z. B. Anthracen-Derivate, Phenanthren-Derivate, Pyren-Derivate, Chrysen-Derivate und Dibenzo[g,p]chrysen-Derivate. Spezifische Beispiele für die kondensierten polycyclischen aromatischen Verbindungen sind 9,10-Diphenylanthracen (Abkürzung: DPAnth), 6,12-Dimethoxy-5,11-diphenylchrysen, 9,10-Bis(3,5-diphenylphenyl)anthracen (Abkürzung: DPPA), 9,10-Di(2-naphthyl)anthracen (Abkürzung: DNA), 2-tert-Butyl-9,10-di(2-naphthyl)anthracen (Abkürzung: t-BuDNA), 9,9'-Bianthryl (Abkürzung: BANT), 9,9'-(Stilben-3,3'-diyl)diphenanthren (Abkürzung: DPNS), 9,9'-(Stilben-4,4'-diyl)diphenanthren (Abkürzung: DPNS2) und 1,3,5-Tri(1-pyrenyl)benzol (Abkürzung: TPB3). Eine oder mehrere Substanzen mit einem Singulett-Anregungsenergieniveau oder einem Triplett-Anregungsenergieniveau, das höher ist als das Anregungsenergieniveau des Gastmaterials 132, werden aus diesen Substanzen und bekannten Substanzen ausgewählt.
  • So kann beispielsweise eine Verbindung mit einem heteroaromatischen Gerüst, wie z. B. ein Oxadiazol-Derivat, für die Licht emittierende Schicht 130 verwendet werden. Als konkrete Beispiele dafür können beispielsweise heterocyclische Verbindungen, wie z. B. 2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol (Abkürzung: PBD), 1,3-Bis[5-(p-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol-2-yl]benzol (Abkürzung: OXD-7), 9-[4-(5-Phenyl-1,3,4-oxadiazol-2-yl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: CO11) und 4,4'-Bis(5-methylbenzoxazol-2-yl)stilben (Abkürzung: BzOs), angegeben werden.
  • Darüber hinaus kann beispielsweise ein Metallkomplex (z. B. ein Metallkomplex auf Zink- oder Aluminiumbasis) mit einem Heterocyclus für die Licht emittierende Schicht 130 verwendet werden. Spezifische Beispiele umfassen einen Metallkomplex mit einem Chinolin-Liganden, einem Benzochinolin-Liganden, einem Oxazol-Liganden und einem Thiazol-Liganden. Spezifische Beispiele umfassen Metallkomplexe mit einem Chinolin-Gerüst oder einem Benzochinolin-Gerüst, wie z. B. Tris(8-chinolinolato)aluminium(III) (Abkürzung: Alq), Tris(4-methyl-8-chinolinolato)aluminium(III) (Abkürzung: Almq3), Bis(10-hydroxybenzo[h]-chinolinato)beryllium(II) (Abkürzung: BeBq2), Bis(2-methyl-8-chinolinolato)(4-phenylphenolato)aluminium(III) (Abkürzung: BAlq), Bis(8-chinolinolato)zink(II) (Abkürzung: Znq) und dergleichen. Ein Metallkomplex mit einem Liganden auf Oxazol-Basis oder Thiazol-Basis, wie z. B. Bis[2-(2-benzoxazolyl)phenolat]zink(II) (Abkürzung: ZnPBO) oder Bis[2-(2-benzothiazolyl)phenolato]zink(II) (Abkürzung: ZnBTZ) können alternativ verwendet werden.
  • Die Licht emittierende Schicht 130 kann eine Struktur aufweisen, bei der zwei oder mehr Schichten übereinander angeordnet sind. In dem Fall, in dem beispielsweise die Licht emittierende Schicht 130 ausgebildet wird, indem eine erste Licht emittierende Schicht und eine zweite Licht emittierende Schicht in dieser Reihenfolge von der Seite der Lochtransportschicht aus übereinander angeordnet werden, wird die erste Licht emittierende Schicht unter Verwendung einer Substanz mit einer Lochtransporteigenschaft als Wirtsmaterial ausgebildet und wird die zweite Licht emittierende Schicht unter Verwendung einer Substanz mit einer Elektronentransporteigenschaft als Wirtsmaterial ausgebildet. Ein Licht emittierendes Material, das in der ersten Licht emittierenden Schicht enthalten ist, kann einem Licht emittierenden Material, das in der zweiten Licht emittierenden Schicht enthalten ist, gleichen oder sich von ihm unterscheiden. Außerdem können die Materialien Funktionen zum Emittieren von Licht der gleichen Farbe oder Licht unterschiedlicher Farben aufweisen. Zwei Arten von Licht emittierenden Materialien mit Funktionen zum Emittieren von Licht mit unterschiedlichen Farben werden für die zwei Licht emittierenden Schichten verwendet, so dass Licht einer Vielzahl von Emissionsfarben zur gleichen Zeit erhalten werden kann. Insbesondere werden die Licht emittierenden Materialien der Licht emittierenden Schichten vorzugsweise derart ausgewählt, dass weißes Licht durch Kombination von Lichtemission von den zwei Licht emittierenden Schichten erhalten werden kann.
  • Es sei angemerkt, dass die Licht emittierende Schicht 130 durch ein Verdampfungsverfahren (darunter auch ein Vakuumverdampfungsverfahren), ein Tintenstrahlverfahren, ein Beschichtungsverfahren, Tiefdruck oder dergleichen ausgebildet werden kann. Neben den vorstehend erwähnten Materialien können eine anorganische Verbindung, wie z. B. ein Quantenpunkt, oder eine hochmolekulare Verbindung (z. B. ein Oligomer, ein Dendrimer und ein Polymer) verwendet werden.
  • <<Lochinjektionsschicht>>
  • Die Lochinjektionsschicht 111 weist eine Funktion zum Verringern einer Barriere für eine Lochinjektion von einer Elektrode des Paars von Elektroden (der Elektrode 101 oder der Elektrode 102) auf, um die Lochinjektion zu fördern, und wird beispielsweise unter Verwendung eines Übergangsmetalloxids mit einer Elektronenakzeptoreigenschaft, eines Phthalocyanin-Derivats, eines aromatischen Amins oder einer Heteropolysäure ausgebildet. Beispiele für das Übergangsmetalloxid sind Titanoxid, Vanadiumoxid, Tantaloxid, Molybdänoxid, Wolframoxid, Rheniumoxid, Rutheniumoxid, Chromoxid, Zirkoniumoxid, Hafniumoxid und Silberoxid; Übergangsmetalloxide weisen vorteilhafte Elektronenakzeptoreigenschaften auf und können leicht durch ein Vakuumverdampfungsverfahren oder ein Nassverfahren ausgebildet werden, wodurch sie vorzuziehen sind. Als Phthalocyanin-Derivat können Phthalocyanin, Metallphthalocyanin oder dergleichen angegeben werden. Als aromatisches Amin können ein Benzidin-Derivat, ein Phenylendiamin-Derivat oder dergleichen angegeben werden. Es ist auch möglich, eine hochmolekulare Verbindung, wie z. B. Polythiophen oder Polyanilin, zu verwenden; ein typisches Beispiel dafür ist Poly(ethylendioxythiophen)/Poly(styrensulfonsäure), welches ein selbstdotiertes Polythiophen ist. Als Heteropolysäure können Molybdatophosphorsäure, Wolframatophosphorsäure, Molybdatosiliziumsäure (Molybdatokieselsäure), Wolframatosiliziumsäure (Wolframatokieselsäure) oder dergleichen angegeben werden. Da die Heteropolysäuren und die hochmolekularen Verbindungen leicht durch ein Nassverfahren ausgebildet werden können, sind sie vorzuziehen.
  • Für die Lochinjektionsschicht 111 wird vorzugsweise eine Schicht verwendet, die ein Verbundmaterial aus einem der vorstehend beschriebenen Lochtransportmaterialien mit einem niedrigen Brechungsindex und einem der vorstehend beschriebenen Materialien mit Elektronenakzeptoreigenschaft enthält. Durch Verwendung dieser Struktur ist es möglich, eine Schicht auszubilden, die eine Lochinjektionseigenschaft und Lochtransporteigenschaft sowie einen niedrigen Brechungsindex aufweist. Als organisches Material mit einer Elektronenakzeptoreigenschaft können TCNQ, F4TCNQ und F6TCNNQ in angemessener Weise verwendet werden. Als Alternative kann auch eine Schichtanordnung aus einer Schicht, die ein Material enthält, das eine Elektronenakzeptoreigenschaft aufweist, und einer Schicht verwendet werden, die ein Lochtransportmaterial enthält. In einem stabilen Zustand oder in Anwesenheit eines elektrischen Feldes können elektrische Ladungen zwischen diesen Materialien übertragen werden. Als Beispiele für das organische Material mit einer Elektronenakzeptoreigenschaft können neben TCNQ, F4TCNQ und F6TCNNQ organische Akzeptoren, wie z. B. ein Chinodimethan-Derivat, ein Chloranil-Derivat und ein Hexaazatriphenylen-Derivat, angegeben werden. Spezifische Beispiele sind Verbindungen mit einer elektronenziehenden Gruppe (einer Halogen-Gruppe oder einer Cyano-Gruppe), wie z. B. Chloranil oder 2,3,6,7,10,11 -Hexacyano-1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylen (Abkürzung: HAT-CN). Ferner kann eine Substanz verwendet werden, die ein Übergangsmetall, wie z. B. Titan, Vanadium, Tantal, Molybdän, Wolfram, Rhenium, Ruthenium, Chrom, Zirkonium, Hafnium, Silber und dergleichen, und Sauerstoff enthält. Es wird insbesondere bevorzugt, Titanoxid, Vanadiumoxid, Tantaloxid, Molybdänoxid, Wolframoxid, Rheniumoxid, Rutheniumoxid, Chromoxid, Zirkoniumoxid, Hafniumoxid, Silberoxid, Molybdatophosphorsäure, Molybdänbronze, Wolframbronze und dergleichen zu verwenden. Unter diesen wird Molybdänoxid bevorzugt, weil es an der Luft stabil ist, eine nur geringe hygroskopische Eigenschaft aufweist und leicht gehandhabt werden kann.
  • Es sei angemerkt, dass, wie vorstehend beschrieben, als Lochtransportmaterial mit einem niedrigen Brechungsindex, das für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet wird, eine organische Verbindung, die eine Struktur aufweist, bei der eine Konjugation zwischen aromatischen Ringen getrennt ist (typisiert durch eine sp3-Bindung), und eine organische Verbindung mit einem aromatischen Ring, der einen Substituenten mit hohem Volumen aufweist, angemessen verwendet werden können. Als Gerüst mit einer Struktur, bei der eine Konjugation zwischen aromatischen Ringen getrennt ist, können beispielsweise das vorstehend beschriebene Tetraarylmethan-Gerüst oder das vorstehend beschriebene Tetraarylsilan-Gerüst angegeben werden. Andererseits hat eine derartige Verbindung tendenziell eine mangelnde Ladungsträgertransporteigenschaft und ist unangemessen für herkömmliche Lochinjektionsschichten. Eine Substanz alleine, die, wie vorstehend beschrieben, ein Übergangsmetall und Sauerstoff enthält, ist zwar sehr effektiv bei der Erhöhung der Lochinjektionseigenschaft, jedoch ist sie hinsichtlich ihres hohem Brechungsindex problematisch. Es ist jedoch herausgefunden worden, dass dann, wenn die Substanz, die, wie vorstehend beschrieben, ein Übergangsmetall und Sauerstoff enthält, als Elektronenakzeptormaterial verwendet und mit einem Lochtransportmaterial mit einem niedrigen Brechungsindex kombiniert wird und die Kombination dieser für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet wird, ein niedriger Brechungsindex der Lochinjektionsschicht 111 aufrechterhalten werden kann, wobei gleichzeitig eine Lochinjektionseigenschaft und Lochtransporteigenschaft sichergestellt werden können. Mit anderen Worten: Diese Struktur ermöglicht es die Nachteile beider Materialien zu beheben und lediglich die positiven Effekte hervorzuheben. Es wird davon ausgegangen, dass die Ursache darin liegt, dass die Elektronenakzeptoreigenschaft der Substanz, die ein Übergangsmetalloxid enthält, hoch ist und durch Hinzufügen einer geringen Menge dieser die Lochinjektionseigenschaft sichergestellt werden kann.
  • Ein Material mit einer Eigenschaft zum Transportieren von mehr Löchern als Elektronen kann als Lochtransportmaterial verwendet werden, wobei ein Material mit einer Löcherbeweglichkeit von 1 × 10-6 cm2/Vs oder höher vorzuziehen ist. Wie vorstehend beschrieben, wird als Lochtransportmaterial vorzugsweise ein Material mit einem Brechungsindex größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich 1,75, bevorzugter größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich 1,73, noch bevorzugter größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich 1,70 verwendet. Obwohl ein beliebiges von einem aromatischen Amin, einem Carbazol-Derivat, einem aromatischen Kohlenwasserstoff, einem Stilben-Derivat und dergleichen, die als Beispiele für das Lochtransportmaterial, das bei der Licht emittierenden Schicht 130 verwendet werden kann, beschrieben worden sind, verwendet werden kann, ist ein heteroaromatisches Gerüst mit zwei oder mehr Stickstoffatomen und 1 bis 20 Kohlenstoffatomen insbesondere vorzuziehen. Insbesondere ist ein fünfgliedriger stickstoffhaltiger heterocyclischer Ring vorzuziehen. Ferner kann es sich bei dem Lochtransportmaterial um eine hochmolekulare Verbindung handeln.
  • Als weitere Beispiele für das Lochtransportmaterial können aromatische Kohlenwasserstoffe, wie z. B. 2-tert-Butyl-9,10-di(2-naphthyl)anthracen (Abkürzung: t-BuDNA), 2-tert-Butyl-9,10-di(1-naphthyl)anthracen, 9,10-Bis(3,5-diphenylphenyl)anthracen (Abkürzung: DPPA), 2-tert-Butyl-9,1 0-bis(4-phenylphenyl)anthracen (Abkürzung: t-BuDBA), 9,10-Di(2-naphthyl)anthracen (Abkürzung: DNA), 9,10-Diphenylanthracen (Abkürzung: DPAnth), 2-tert-Butylanthracen (Abkürzung: t-BuAnth), 9,10-Bis(4-methyl-1-naphthyl)anthracen (Abkürzung: DMNA), 2-tert-Butyl-9,10-bis[2-(1-naphthyl)phenyl]anthracen, 9,10-Bis[2-(1-naphthyl)phenyl]anthracen, 2,3,6,7-Tetramethyl-9,10-di(1-naphthyl)anthracen, 2,3,6,7-Tetramethyl-9,10-di(2-naphthyl)anthracen, 9,9'-Bianthryl, 10,10'-Diphenyl-9,9'-bianthryl, 10,10'-Bis(2-phenylphenyl)-9,9'bianthryl, 10,10'-Bis[(2,3,4,5,6-pentaphenyl)phenyl]-9,9'-bianthryl, Anthracen, Tetracen, Rubren, Perylen und 2,5,8,11-Tetra(tert-butyl)perylen, angegeben werden. Weitere Beispiele umfassen Pentacen, Coronen und dergleichen. Der aromatische Kohlenwasserstoff, der eine Löcherbeweglichkeit von 1 × 10-6 cm2/Vs oder mehr und 14 bis 42 Kohlenstoffatome aufweist, wird besonders bevorzugt.
  • Der aromatische Kohlenwasserstoff kann ein Vinyl-Gerüst aufweisen. Als Beispiele für den aromatischen Kohlenwasserstoff mit einer Vinyl-Gruppe können 4,4'-Bis(2,2-diphenylvinyl)biphenyl (Abkürzung: DPVBi), 9,10-Bis[4-(2,2-diphenylvinyl)phenyl]anthracen (Abkürzung: DPVPA) und dergleichen angegeben werden.
  • Andere Beispiele sind Thiophenverbindungen, Furanverbindungen, Fluorenverbindungen, Triphenylenverbindungen, Phenanthrenverbindungen und dergleichen, wie z. B. 4-{3-[3-(9-Phenyl-9/-/-fluoren-9-yl)phenyl]phenyl}dibenzofuran (Abkürzung: mmDBFFLBi-II), 4,4',4"-(Benzol-1,3,5-triyl)tri(dibenzofuran) (Abkürzung: DBF3P-II), 1,3,5-Tri(dibenzothiophen-4-yl)benzol (Abkürzung: DBT3P-II), 2,8-Diphenyl-4-[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]dibenzothiophen (Abkürzung: DBTFLP-III), 4-[4-(9-Phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]-6-phenyldibenzothiophen (Abkürzung: DBTFLP-IV) und 4-[3-(Triphenylen-2-yl)phenyl]dibenzothiophen (Abkürzung: mDBTPTp-II). Unter den vorstehenden Verbindungen werden Verbindungen, die ein Pyrrol-Gerüst, ein Furan-Gerüst, ein Thiophen-Gerüst oder ein aromatisches Amin-Gerüst umfassen, auf Grund ihrer hohen Stabilität und Zuverlässigkeit bevorzugt. Außerdem weisen die Verbindungen mit derartigen Gerüsten eine hohe Lochtransporteigenschaft auf, wodurch sie zu einer Verringerung der Ansteuerspannung beitragen.
  • <<Lochtransportschicht>>
  • Die Lochtransportschicht 112 ist eine Schicht, die ein Lochtransportmaterial enthält, und kann unter Verwendung eines beliebigen der Lochtransportmaterialien ausgebildet werden, die als Beispiele für das Material der Lochinjektionsschicht 111 angegeben worden sind. Damit die Lochtransportschicht 112 eine Funktion aufweist, Löcher, die in die Lochinjektionsschicht 111 injiziert werden, zu der Licht emittierenden Schicht 130 zu transportieren, ist das höchste besetzte Molekülorbital- (HOMO-) Niveau der Lochtransportschicht 112 vorzugsweise gleich oder nahe an dem HOMO-Niveau der Lochinjektionsschicht 111.
  • Vorzugsweise wird ferner eine Substanz mit einer Löcherbeweglichkeit von 1 × 10-6 cm2/Vs oder höher verwendet. Es sei angemerkt, dass außer diesen Substanzen eine beliebige Substanz verwendet werden kann, die eine Eigenschaft zum Transportieren von mehr Löchern als Elektronen aufweist. Die Schicht, die eine Substanz mit einer hohen Lochtransporteigenschaft enthält, ist nicht auf eine Einzelschicht beschränkt, und zwei oder mehr Schichten, die die vorstehenden Substanzen enthalten, können übereinander angeordnet werden.
  • <<Elektronentransportschicht>>
  • Die Elektronentransportschicht 118 weist eine Funktion auf, Elektronen, die von der anderen Elektrode des Paars von Elektroden (der Elektrode 101 oder der Elektrode 102) über die Elektroneninjektionsschicht 119 injiziert werden, zu der Licht emittierenden Schicht 130 zu transportieren. Ein Material mit einer Eigenschaft zum Transportieren von mehr Elektronen als Löchern kann als Elektronentransportmaterial verwendet werden, wobei ein Material mit einer Elektronenbeweglichkeit von 1 × 10-6 cm2/Vs oder höher vorzuziehen ist. Als Verbindung, die leicht Elektronen aufnimmt (das Material mit einer Elektronentransporteigenschaft), kann beispielsweise eine π-elektronenarme heteroaromatische Verbindung, wie z. B. eine stickstoffhaltige heteroaromatische Verbindung, ein Metallkomplex oder dergleichen verwendet werden. Obwohl das Pyridin-Derivat, das Bipyridin-Derivat, das Pyrimidin-Derivat, das Triazin-Derivat, das Chinoxalin-Derivat, das Dibenzochinoxalin-Derivat, das Phenanthrolin-Derivat, das Triazol-Derivat, das Benzimidazol-Derivat, das Oxadiazol-Derivat und dergleichen, die als Elektronentransportmaterialien angegeben worden sind, die in der Licht emittierenden Schicht 130 verwendet werden können, angegeben werden können, ist ein heteroaromatisches Gerüst mit zwei oder mehr Stickstoffatomen und 1 bis 20 Kohlenstoffatomen insbesondere vorzuziehen. Insbesondere ist eine Verbindung vorzuziehen, die ein Pyrimidin-Gerüst und ein Triazin-Gerüst beinhaltet. Eine Substanz mit einer Elektronenbeweglichkeit von 1 × 10-6 cm2/Vs oder höher ist vorzuziehen. Es sei angemerkt, dass eine Substanz, die sich von den vorstehenden Substanzen unterscheidet, für die Elektronentransportschicht 118 verwendet werden kann, solange sie eine höhere Elektronentransporteigenschaft als Lochtransporteigenschaft aufweist. Die Elektronentransportschicht 118 ist nicht auf eine Einzelschicht beschränkt, und sie kann eine Schichtanordnung aus zwei oder mehr Schichten sein, die die vorstehend erwähnten Substanzen enthalten.
  • Darüber hinaus können Metallkomplexe mit einem Heterocyclus, wie z. B. Metallkomplexe mit einem Chinolinliganden, einem Benzochinolinliganden, einem Oxazolliganden und einem Thiazolliganden, angegeben werden. Spezifische Beispiele umfassen Metallkomplexe mit einem Chinolin-Gerüst oder einem Benzochinolin-Gerüst, wie z. B. Tris(8-chinolinolato)aluminium(III) (Abkürzung: Alq), Tris(4-methyl-8-chinolinolato)aluminium(III) (Abkürzung: Almq3), Bis(10-hydroxybenzo[h]-chinolinato)beryllium(II) (Abkürzung: BeBq2), Bis(2-methyl-8-chinolinolato)(4-phenylphenolato)aluminium(III) (Abkürzung: BAlq), Bis(8-chinolinolato)zink(II) (Abkürzung: Znq) und dergleichen. Ein Metallkomplex mit einem Liganden auf Oxazol-Basis oder Thiazol-Basis, wie z. B. Bis[2-(2-benzoxazolyl)phenolat]zink(II) (Abkürzung: ZnPBO) oder Bis[2-(2-benzothiazolyl)phenolato]zink(II) (Abkürzung: ZnBTZ) können alternativ verwendet werden.
  • Zwischen der Elektronentransportschicht 118 und der Licht emittierenden Schicht 130 kann eine Schicht bereitgestellt werden, die den Transport von Elektronenladungsträgern steuert. Diese ist eine Schicht, in der dem vorstehenden Material mit einer hohen Elektronentransporteigenschaft eine kleine Menge einer Substanz mit einer hohen Elektroneneinfangeigenschaft zugesetzt ist, und kann durch Unterdrücken des Transports von Elektronenladungsträgern das Ladungsträgergleichgewicht regulieren. Eine solche Struktur ist sehr effektiv, um ein Problem (z. B. eine Verkürzung der Lebensdauer von Elementen) zu unterdrücken, das auftritt, wenn die Elektronentransporteigenschaft des Elektronentransportmaterials deutlich höher ist als die Lochtransporteigenschaft des Lochtransportmaterials.
  • <<Elektroneninjektionsschicht>>
  • Die Elektroneninjektionsschicht 119 weist eine Funktion zum Verringern einer Barriere für die Elektroneninjektion von der Elektrode 102 auf, um die Elektroneninjektion zu fördern, und kann beispielsweise unter Verwendung eines Metalls der Gruppe 1 oder eines Metalls der Gruppe 2, oder eines Oxids, eines Halogenids oder eines Carbonats eines der Metalle ausgebildet werden. Als Alternative kann auch ein Verbundmaterial verwendet werden, das ein Elektronentransportmaterial (vorstehend beschrieben) und ein Material enthält, das eine Eigenschaft zum Abgeben von Elektronen an das Elektronentransportmaterial aufweist. Als Material, das eine Eigenschaft zum Abgeben von Elektronen aufweist, kann ein Metall der Gruppe 1, ein Metall der Gruppe 2, ein Oxid des Metalls oder dergleichen angegeben werden. Insbesondere kann ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall oder eine Verbindung dieser, wie z. B. Lithiumfluorid (LiF), Natriumfluorid (NaF), Cäsiumfluorid (CsF), Calciumfluorid (CaF2) oder Lithiumoxid (LiOx) verwendet werden. Es kann auch eine Seltenerdmetallverbindung wie Erbiumfluorid (ErF3) verwendet werden. Ein Elektrid kann ebenfalls für die Elektroneninjektionsschicht 119 verwendet werden. Beispiele für das Elektrid umfassen Substanzen, in denen Elektronen in einer hohen Konzentration zu Calciumoxid-Aluminiumoxid hinzugefügt worden sind. Die Elektroneninjektionsschicht 119 kann unter Verwendung der Substanz ausgebildet werden, die für die Elektronentransportschicht 118 verwendet werden kann.
  • Ein Verbundmaterial, bei dem eine organische Verbindung und ein Elektronendonator (Donator) vermischt sind, kann ebenfalls für die Elektroneninjektionsschicht 119 verwendet werden. Ein derartiges Verbundmaterial weist eine hohe Elektroneninjektionseigenschaft und eine hohe Elektronentransporteigenschaft auf, da durch den Elektronendonator Elektronen in der organischen Verbindung erzeugt werden. In diesem Fall ist die organische Verbindung vorzugsweise ein Material, das die erzeugten Elektronen ausgezeichnet transportieren kann. Insbesondere können beispielsweise die vorstehend aufgeführten Substanzen zum Ausbilden der Elektronentransportschicht 118 (z. B. die Metallkomplexe und heteroaromatischen Verbindungen) verwendet werden. Als Elektronendonator kann eine Substanz verwendet werden, die eine Elektronen abgebende Eigenschaft bezüglich der organischen Verbindung aufweist. Insbesondere werden ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall und ein Seltenerdmetall bevorzugt, und es können Lithium, Natrium, Cäsium, Magnesium, Calcium, Erbium und Ytterbium angegeben werden. Des Weiteren werden ein Alkalimetalloxid und ein Erdalkalimetalloxid bevorzugt, und es können ein Lithiumoxid, ein Calciumoxid, ein Bariumoxid und dergleichen angegeben werden. Alternativ kann eine LewisBase, wie z. B. Magnesiumoxid, verwendet werden. Als weitere Alternative kann eine organische Verbindung, wie z. B. Tetrathiafulvalen (Abkürzung: TTF), verwendet werden.
  • Es sei angemerkt, dass die Licht emittierende Schicht, die Lochinjektionsschicht, die Lochtransportschicht, die Elektronentransportschicht und die Elektroneninjektionsschicht, welche vorstehend beschrieben worden sind, jeweils durch ein Verdampfungsverfahren (darunter auch ein Vakuumverdampfungsverfahren), ein Tintenstrahlverfahren, ein Beschichtungsverfahren, ein Tiefdruckverfahren oder dergleichen ausgebildet werden können. Neben den vorstehend erwähnten Materialien kann eine anorganische Verbindung, wie z. B. ein Quantenpunkt, oder eine hochmolekulare Verbindung (z. B. ein Oligomer, ein Dendrimer und ein Polymer), für die Licht emittierende Schicht, die Lochinjektionsschicht, die Lochtransportschicht, die Elektronentransportschicht und die Elektroneninjektionsschicht verwendet werden.
  • «Quantenpunkt»
  • Bei einem Quantenpunkt handelt es sich um einen Halbleiter-Nanokristall mit einer Größe von mehreren Nanometern bis mehreren zehn Nanometern, und er enthält ungefähr 1 × 103 bis 1 × 106 Atome. Da die Energieverschiebung von Quantenpunkten von ihrer Größe abhängt, emittieren Quantenpunkte aus der gleichen Substanz je nach Größe Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen. Somit können die Emissionswellenlängen durch Ändern der Größe von Quantenpunkten einfach eingestellt werden.
  • Ein Quantenpunkt weist ein Emissionsspektrum mit einem schmalen Peak auf, und demzufolge kann eine Emission von Licht mit einer hohen Farbreinheit erhalten werden. Außerdem geht man davon aus, dass ein Quantenpunkt eine theoretische interne Quanteneffizienz von 100 % aufweist, was diejenige einer fluoreszierenden organischen Verbindung, d. h. 25 %, bei weitem übertrifft, und sie ist vergleichbar mit derjenigen einer phosphoreszierenden organischen Verbindung. Demzufolge kann ein Quantenpunkt als Licht emittierendes Material verwendet werden, um ein Licht emittierendes Element mit hoher Emissionseffizienz zu erhalten. Des Weiteren kann ein Licht emittierendes Element, das in Hinblick auf die Lebensdauer ebenfalls vorteilhaft ist, erhalten werden, da ein Quantenpunkt, bei dem es sich um ein anorganisches Material handelt, eine hohe inhärente Stabilität aufweist.
  • Beispiele für ein Material eines Quantenpunktes umfassen ein Element der Gruppe 14, ein Element der Gruppe 15, ein Element der Gruppe 16, eine Verbindung aus einer Vielzahl von Elementen der Gruppe 14, eine Verbindung aus einem Element, das zu einer der Gruppen 4 bis 14 gehört, und einem Element der Gruppe 16, eine Verbindung aus einem Element der Gruppe 2 und einem Element der Gruppe 16, eine Verbindung aus einem Element der Gruppe 13 und einem Element der Gruppe 15, eine Verbindung aus einem Element der Gruppe 13 und einem Element der Gruppe 17, eine Verbindung aus einem Element der Gruppe 14 und einem Element der Gruppe 15, eine Verbindung aus einem Element der Gruppe 11 und einem Element der Gruppe 17, Eisenoxide, Titanoxide, Spinellchalcogenide und Halbleitercluster.
  • Spezifische Beispiele umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Cadmiumselenid; Cadmiumsulfid; Cadmiumtellurid; Zinkselenid; Zinkoxid; Zinksulfid; Zinktellurid; Quecksilbersulfid; Quecksilberselenid; Quecksilbertellurid; Indiumarsenid; Indiumphosphid; Galliumarsenid; Galliumphosphid; Indiumnitrid; Galliumnitrid; Indiumantimonid; Galliumantimonid; Aluminiumphosphid; Aluminiumarsenid; Aluminiumantimonid; Bleiselenid; Bleitellurid; Bleisulfid; Indiumselenid; Indiumtellurid; Indiumsulfid; Galliumselenid; Arsensulfid; Arsenselenid; Arsentellurid; Antimonsulfid; Antimonselenid; Antimontellurid; Bismutsulfid; Bismutselenid; Bismuttellurid; Silizium; Siliziumcarbid; Germanium; Zinn; Selen; Tellur; Bor; Kohlenstoff; Phosphor; Bornitrid; Borphosphid; Borarsenid; Aluminiumnitrid; Aluminiumsulfid; Bariumsulfid; Bariumselenid; Bariumtellurid; Calciumsulfid; Calciumselenid; Calciumtellurid; Berylliumsulfid; Berylliumselenid; Berylliumtellurid; Magnesiumsulfid; Magnesiumselenid; Germaniumsulfid; Germaniumselenid; Germaniumtellurid; Zinnsulfid; Zinnselenid; Zinntellurid; Bleioxid; Kupferfluorid; Kupferchlorid; Kupferbromid; Kupferiodid; Kupferoxid; Kupferselenid; Nickeloxid; Kobaltoxid; Kobaltsulfid; Eisenoxid; Eisensulfid; Manganoxid; Molybdänsulfid; Vanadiumoxid; Wolframoxid; Tantaloxid; Titanoxid; Zirconiumoxid; Siliziumnitrid; Germaniumnitrid; Aluminiumoxid; Bariumtitanat; eine Verbindung aus Selen, Zink, und Cadmium; eine Verbindung aus Indium, Arsen und Phosphor; eine Verbindung aus Cadmium, Selen und Schwefel; eine Verbindung aus Cadmium, Selen und Tellur; eine Verbindung aus Indium, Gallium und Arsen; eine Verbindung aus Indium, Gallium und Selen; eine Verbindung aus Indium, Selen und Schwefel; eine Verbindung aus Kupfer, Indium und Schwefel; und Kombinationen davon. Ferner kann ein sogenannter legierter Quantenpunkt verwendet werden, dessen Zusammensetzung durch ein gegebenes Verhältnis dargestellt wird. Beispielsweise ist ein legierter Quantenpunkt aus Cadmium, Selen und Schwefel ein effektives Mittel, um blaues Licht zu erhalten, da die Emissionswellenlänge geändert werden kann, indem das Zusammensetzungsverhältnis der Elemente geändert wird.
  • Als Quantenpunkt kann ein Kern-Quantenpunkt, ein Kern-Schale-Quantenpunkt, ein Kern-Multischalen-Quantenpunkt oder dergleichen verwendet werden. Wenn ein Kern mit einer Schale bedeckt ist, die aus einem anderen anorganischen Material mit einer breiteren Bandlücke ausgebildet ist, kann der Einfluss eines Defekts oder einer freien Bindung, der/die an der Oberfläche eines Nanokristalls existiert, verringert werden. Somit wird die Quanteneffizienz einer Lichtemission in hohem Maße verbessert; deshalb wird vorzugsweise ein Kern-Schale- oder ein Kern-Multischalen-Quantenpunkt verwendet. Beispiele für das Material einer Schale umfassen Zinksulfid und Zinkoxid.
  • Darüber hinaus sind Quantenpunkte, da bei ihnen der Anteil an Oberflächenatomen hoch ist, sehr reaktiv und kohärieren leicht miteinander. Aus diesem Grund wird vorzugsweise auf den Oberflächen der Quantenpunkte ein Schutzmittel angebracht bzw. aufgetragen oder eine Schutzgruppe bereitgestellt. Das Anbringen des Schutzmittels oder das Bereitstellen der Schutzgruppe kann eine Kohäsion verhindern und die Lösbarkeit in einem Lösungsmittel erhöhen. Es kann ebenfalls die Reaktivität verringern und die elektrische Stabilität verbessern. Als Beispiele für das Schutzmittel (oder die Schutzgruppe) können Polyoxyethylenalkylether, wie z. B. Polyoxyethylenlaurylether, Polyoxyethylenstearylether und Polyoxyethylenoleylether, Trialkylphosphine, wie z. B. Tripropylphosphin, Tributylphosphin, Trihexylphosphin und Trioctylphoshin, Polyoxyethylenalkylphenylether, wie z. B. Polyoxyethylen-n-octylphenylether und Polyoxyethylen-n-nonylphenylether, tertiäre Amine, wie z. B. Tri(n-hexyl)amin, Tri(n-octyl)amin und Tri(n-decyl)amin, Organophosphorverbindungen, wie z. B. Tripropylphosphinoxid, Tributylphosphinoxid, Trihexylphosphinoxid, Trioctylphosphinoxid und Tridecylphosphinoxid, Polyethylenglycoldiester, wie z. B. Polyethylenglycoldilaurat und Polyethylenglycoldistearat, organische Stickstoffverbindungen, wie z. B. stickstoffhaltige aromatische Verbindungen, so beispielsweise Pyridine, Lutidine, Collidine und Chinoline, Aminoalkane, wie z. B. Hexylamin, Octylamin, Decylamin, Dodecylamin, Tetradecylamin, Hexadecylamin und Octadecylamin, Dialkylsulfide, wie z. B. Dibutylsulfid, Dialkylsulfoxide, wie z. B. Dimethylsulfoxid und Dibutylsulfoxid, organische Schwefelverbindungen, wie z. B. schwefelhaltige aromatische Verbindungen, so beispielsweise Thiophen, höhere Fettsäuren, wie z. B. Palmitinsäure, Stearinsäure und Oleinsäure, Alkohole, Sorbitanfettsäureester, durch Fettsäure modifizierte Polyester, durch tertiäres Amin modifizierte Polyurethane sowie Polyethylenimine angegeben werden.
  • Da sich die Bandlücken der Quantenpunkte mit abnehmender Größe erhöhen, wird die Größe je nach Bedarf angepasst, so dass Licht mit einer erwünschten Wellenlänge erhalten werden kann. Eine Lichtemission von den Quantenpunkten verschiebt sich mit abnehmender Kristallgröße zu einer blauen Farbseite, d. h. zu einer Hochenergieseite; demzufolge können Emissionswellenlängen der Quantenpunkte über einen Wellenlängenbereich eines Spektrums eines ultravioletten Bereichs, eines sichtbaren Lichtbereichs und eines Infrarotbereichs angepasst werden, indem die Größe der Quantenpunkte geändert wird. Der Bereich der Größe (Durchmesser) der Quantenpunkte, der normalerweise verwendet wird, liegt bei 0,5 nm bis 20 nm, bevorzugt zwischen 1 nm bis 10 nm. Die Emissionsspektren verjüngen sich mit abnehmender Größenverteilung der Quantenpunkte, und demzufolge kann Licht mit einer hohen Farbreinheit erhalten werden. Die Form der Quantenpunkte ist nicht sonderlich beschränkt und kann eine Kugelform, eine Stabform, eine Kreisform oder dergleichen sein. Quantenstäbe, die stabförmige Quantenpunkte sind, weisen eine Funktion zum Emittieren von direktionalen Licht auf; demzufolge können Quantenstäbe als Licht emittierendes Material verwendet werden, um ein Licht emittierendes Element mit höherer externer Quanteneffizienz zu erhalten.
  • Bei den meisten organischen EL-Elementen wird das Konzentrationsquenchen der Licht emittierenden Materialien unterdrückt, um die Emissionseffizienz zu verbessern, indem Licht emittierende Materialien in Wirtsmaterialien dispergiert werden. Bei den Wirtsmaterialien muss es sich um Materialien handeln, die Singulett-Anregungsenergieniveaus oder Triplett-Anregungsenergieniveaus aufweisen, die höher als oder gleich denjenigen der Licht emittierenden Materialien sind. Im Falle der Verwendung von blauen phosphoreszierenden Materialien als Licht emittierende Materialien ist es insbesondere schwierig, Wirtsmaterialien zu entwickeln, die Triplett-Anregungsenergieniveaus aufweisen, die höher als oder gleich denjenigen der blauen phosphoreszierenden Materialien sind, und die in Hinblick auf die Lebensdauer ausgezeichnet sind. Selbst wenn eine Licht emittierende Schicht aus Quantenpunkten besteht und ohne Wirtsmaterial hergestellt wird, ermöglichen die Quantenpunkte, dass die Emissionseffizienz sichergestellt wird; demzufolge kann ein Licht emittierendes Element erhalten werden, das in Hinblick auf die Lebensdauer vorteilhaft ist. In dem Fall, in dem die Licht emittierende Schicht aus Quantenpunkten besteht, weisen die Quantenpunkte vorzugsweise Kern-Schale-Strukturen (einschließlich Kern-Multischalen-Strukturen) auf.
  • Im Falle der Verwendung von Quantenpunkten als Licht emittierendes Material in der Licht emittierenden Schicht wird die Dicke der Licht emittierenden Schicht auf 3 nm bis 100 nm, bevorzugt auf 10 nm bis 100 nm eingestellt, und es wird dafür gesorgt, dass die Licht emittierende Schicht 1 Vol.-% bis 100 Vol.-% Quantenpunkte enthält. Es sei angemerkt, dass es vorzuziehen ist, dass die Licht emittierende Schicht nur aus den Quantenpunkten besteht. Um eine Licht emittierende Schicht auszubilden, in der die Quantenpunkte als Licht emittierende Materialien in Wirtsmaterialien dispergiert sind, können die Quantenpunkte in den Wirtsmaterialien dispergiert werden oder können die Wirtsmaterialien und die Quantenpunkte in einem geeigneten Flüssigkeitsmedium aufgelöst oder dispergiert werden und dann kann ein Nassprozess (z. B. ein Rotationsbeschichtungsverfahren, ein Gießverfahren, ein Düsenbeschichtungsverfahren, ein Klingenbeschichtungsverfahren, ein Walzenbeschichtungsverfahren, ein Tintenstrahlverfahren, ein Druckverfahren, ein Sprühbeschichtungsverfahren, ein Vorhangbeschichtungsverfahren oder ein Langmuir-Blodgett-Verfahren) zum Einsatz kommen. Für eine Licht emittierende Schicht, die ein phosphoreszierendes Material enthält, kann ebenso gut wie der Nassprozess ein Vakuumverdampfungsverfahren in geeigneter Weise zum Einsatz kommen.
  • Als Flüssigkeitsmedium, das für den Nassprozess verwendet wird, können beispielsweise organische Lösungsmittel verwendet werden, so beispielsweise Ketone, wie z. B. Methylethylketon und Cyclohexanon, Fettsäureester, wie z. B. Ethylacetat, halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Dichlorbenzol, aromatische Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Toluol, Xylol, Mesitylen und Cyclohexylbenzol, aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Cyclohexan, Decalin und Dodecan, Dimethylformamid (DMF) sowie Dimethylsulfoxid (DMSO).
  • «Paar von Elektroden»
  • Die Elektroden 101 und 102 dienen als Anode und Kathode jedes Licht emittierenden Elements. Die Elektroden 101 und 102 können beispielsweise unter Verwendung von einem Metall, einer Legierung, einer leitenden Verbindung oder einem Gemisch oder einer Schichtanordnung dieser ausgebildet werden.
  • Die Elektrode 101 oder die Elektrode 102 wird vorzugsweise unter Verwendung eines leitenden Materials mit einer Funktion zum Reflektieren von Licht ausgebildet. Beispiele für das leitende Material umfassen Aluminium (Al), eine Legierung, die Al enthält, und dergleichen. Beispiele für die Legierung, die Al enthält, umfassen eine Legierung, die Al und L enthält (L stellt eines oder mehrere von Titan (Ti), Neodym (Nd), Nickel (Ni) und Lanthan (La) dar), wie z. B. eine Legierung, die Al und Ti enthält, und eine Legierung, die AL, Ni und La enthält. Aluminium weist einen niedrigen Widerstand und ein hohes Lichtreflexionsvermögen auf. Aluminium kommt in großer Menge in der Erdkruste vor und ist günstig; demzufolge ist es möglich, die Kosten zum Herstellen eines Licht emittierenden Elements mit Aluminium zu verringern. Alternativ können Silber (Ag), eine Legierung aus Ag und N (N stellt eines oder mehrere von Yttrium (Y), Nd, Magnesium (Mg), Ytterbium (Yb), Al, Ti, Gallium (Ga), Zink (Zn), Indium (In), Wolfram (W), Mangan (Mn), Zinn (Sn), Eisen (Fe), Ni, Kupfer (Cu), Palladium (Pd), Iridium (Ir) und Gold (Au) dar) oder dergleichen verwendet werden. Beispiele für die silberhaltige Legierung umfassen eine Legierung, die Silber, Palladium und Kupfer enthält, eine Legierung, die Silber und Kupfer enthält, eine Legierung, die Silber und Magnesium enthält, eine Legierung, die Silber und Nickel enthält, eine Legierung, die Silber und Gold enthält, eine Legierung, die Silber und Ytterbium enthält, und dergleichen. Daneben kann ein Übergangsmetall, wie z. B. Wolfram, Chrom (Cr), Molybdän (Mo), Kupfer oder Titan, verwendet werden.
  • Licht, das von der Licht emittierenden Schicht emittiert wird, wird über die Elektrode 101 und/oder die Elektrode 102 entnommen. Demzufolge wird mindestens eine von der Elektrode 101 und der Elektrode 102 vorzugsweise unter Verwendung eines leitenden Materials mit einer Funktion zum Durchlassen von Licht ausgebildet. Als leitendes Material kann ein leitendes Material verwendet werden, dessen Lichtdurchlässigkeit für sichtbares Licht höher als oder gleich 40 % und niedriger als oder gleich 100 %, bevorzugt höher als oder gleich 60 % und niedriger als oder gleich 100 % ist, und dessen spezifischer Widerstand niedriger als oder gleich 1 × 10-2 Ω·cm ist.
  • Die Elektroden 101 und 102 können jeweils unter Verwendung eines leitenden Materials mit Funktionen zum Durchlassen von Licht und Reflektieren von Licht ausgebildet werden. Als leitendes Material kann ein leitendes Material verwendet werden, dessen Reflexionsvermögen für sichtbares Licht höher als oder gleich 20 % und niedriger als oder gleich 80 %, bevorzugt höher als oder gleich 40 % und niedriger als oder gleich 70 % ist, und dessen spezifischer Widerstand niedriger als oder gleich 1 × 10-2 Ω·cm ist. Beispielsweise können eine oder mehrere Arten von leitenden Metallen und Legierungen, leitenden Verbindungen und dergleichen verwendet werden. Insbesondere kann ein Metalloxid, wie z. B. Indiumzinnoxid (indium tin oxide, nachfolgend als ITO bezeichnet), Silizium oder Siliziumoxid enthaltendes Indiumzinnoxid (ITSO), Indiumoxid-Zinkoxid (Indiumzinkoxid), Titan enthaltendes Indiumoxid-Zinnoxid, Indiumtitanoxid oder Wolframoxid und Zinkoxid enthaltendes Indiumoxid, verwendet werden. Ein dünner Metallfilm mit einer Dicke, die das Durchlassen von Licht erlaubt (vorzugsweise eine Dicke von größer als oder gleich 1 nm und kleiner als oder gleich 30 nm), kann ebenfalls verwendet werden. Als Metall kann Ag, eine Legierung aus Ag und Al, eine Legierung aus Ag und Mg, eine Legierung aus Ag und Au, eine Legierung aus Ag und Yb oder dergleichen verwendet werden.
  • In dieser Beschreibung und dergleichen wird als Material, das Licht durchlässt, ein Material verwendet, das sichtbares Licht durchlässt und Leitfähigkeit aufweist. Beispiele für das Material umfassen, neben dem vorstehend beschriebenen Oxidleiter, für den ITO ein typisches Beispiel ist, einen Oxidhalbleiter und einen organischen Leiter, der eine organische Substanz enthält. Beispiele für den organischen Leiter, der eine organische Substanz enthält, umfassen ein Verbundmaterial, in dem eine organische Verbindung und ein Elektronendonator (Donatormaterial) vermischt sind, und ein Verbundmaterial, in dem eine organische Verbindung und ein Elektronenakzeptor (Akzeptormaterial) vermischt sind. Alternativ kann ein anorganisches, auf Kohlenstoff basierendes Material, wie z. B. Graphen, verwendet werden. Der spezifische Widerstand des Materials ist bevorzugt niedriger als oder gleich 1 × 105 Ω·cm, stärker bevorzugt niedriger als oder gleich 1 × 104 Ω·cm.
  • Alternativ kann/können die Elektrode 101 und/oder die Elektrode 102 ausgebildet werden, indem zwei oder mehr von diesen Materialien übereinander angeordnet werden.
  • Um die Lichtextraktionseffizienz zu verbessern, kann ein Material, dessen Brechungsindex höher ist als derjenige einer Elektrode mit einer Funktion zum Durchlassen von Licht, in Kontakt mit der Elektrode ausgebildet werden. Das Material kann elektrisch leitend oder nicht leitend sein, solange es eine Funktion zum Durchlassen von sichtbarem Licht aufweist. Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Oxidleitern können ein Oxidhalbleiter und eine organische Substanz als Beispiele für das Material angegeben werden. Beispiele für die organische Substanz umfassen die Materialien für die Licht emittierende Schicht, die Lochinjektionsschicht, die Lochtransportschicht, die Elektronentransportschicht und die Elektroneninjektionsschicht. Alternativ können ein anorganisches Material auf Kohlenstoffbasis oder ein Metallfilm verwendet werden, das/der dünn genug ist, um Licht durchzulassen. Als weitere Alternative können übereinander angeordnete Schichten mit einer Dicke von mehreren Nanometern bis mehreren zehn Nanometern verwendet werden.
  • In dem Fall, in dem die Elektrode 101 oder die Elektrode 102 als Kathode dient, enthält die Elektrode vorzugsweise ein Material mit einer niedrigen Austrittsarbeit (niedriger als oder gleich 3,8 eV). Die Beispiele umfassen ein Element, das zur Gruppe 1 oder 2 des Periodensystems gehört (z. B. ein Alkalimetall, wie z. B. Lithium, Natrium oder Cäsium, ein Erdalkalimetall, wie z. B. Calcium oder Strontium, oder Magnesium), eine Legierung, die eines dieser Elemente enthält (z. B. Ag-Mg oder Al-Li), ein Seltenerdmetall, wie z. B. Europium (Eu) oder Yb, eine Legierung, die eines dieser Seltenerdmetalle enthält, eine Legierung, die Aluminium und Silber enthält, und dergleichen.
  • Wenn die Elektrode 101 oder die Elektrode 102 als Anode verwendet wird, wird vorzugsweise ein Material mit einer hohen Austrittsarbeit (4,0 eV oder höher) verwendet.
  • Die Elektrode 101 und die Elektrode 102 können eine Mehrfachschicht aus einem leitenden Material mit einer Funktion zum Reflektieren von Licht und einem leitenden Material mit einer Funktion zum Durchlassen von Licht sein. In diesem Fall können die Elektrode 101 und die Elektrode 102 eine Funktion zum Anpassen der optischen Weglänge aufweisen, so dass Licht einer erwünschten Wellenlänge, das von jeder Licht emittierenden Schicht emittiert wird, schwingt und verstärkt wird, was vorzuziehen ist.
  • Als Verfahren zum Ausbilden der Elektrode 101 und der Elektrode 102 können je nach Bedarf ein Sputterverfahren, ein Verdampfungsverfahren, ein Druckverfahren, ein Beschichtungsverfahren, ein Molekularstrahlepitaxie-(molecular beam epitaxy, MBE-) Verfahren, ein CVD-Verfahren, ein Pulslaserabscheidungsverfahren, ein Atomlagenabscheidungs- (atomic layer deposition, ALD-) Verfahren oder dergleichen verwendet werden.
  • «Substrat»
  • Ein Licht emittierendes Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann über einem Substrat aus Glas, Kunststoff oder dergleichen ausgebildet werden. Als eine Möglichkeit zum Übereinanderanordnen von Schichten über dem Substrat können Schichten sequenziell von der Seite der Elektrode 101 aus oder sequenziell von der Seite der Elektrode 102 aus angeordnet werden.
  • Für das Substrat, über dem das Licht emittierende Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgebildet werden kann, können beispielsweise Glas, Quarz, Kunststoff oder dergleichen verwendet werden. Alternativ kann ein flexibles Substrat verwendet werden. Das flexible Substrat ist beispielsweise ein Substrat, das gebogen werden kann, wie z. B. ein Kunststoffsubstrat aus Polycarbonat oder Polyarylat. Alternativ kann ein Film, ein durch Aufdampfung ausgebildeter anorganischer Film oder dergleichen verwendet werden. Ein anderes Material kann verwendet werden, solange das Substrat als Träger bei einem Herstellungsprozess der Licht emittierenden Elemente oder der optischen Elemente dient. Ein anderes Material mit einer Funktion zum Schützen der Licht emittierenden Elemente oder der optischen Elemente kann verwendet werden.
  • Beispielsweise kann in dieser Beschreibung und dergleichen ein Licht emittierendes Element unter Verwendung verschiedener Substrate ausgebildet werden. Der Typ eines Substrats ist nicht besonders beschränkt. Beispiele für das Substrat umfassen ein Halbleitersubstrat (z. B. ein einkristallines Substrat oder ein Siliziumsubstrat), ein SOI-Substrat, ein Glassubstrat, ein Quarzsubstrat, ein Kunststoffsubstrat, ein Metallsubstrat, ein Edelstahlsubstrat, ein Substrat, das eine Edelstahlfolie beinhaltet, ein Wolframsubstrat, ein Substrat, das eine Wolframfolie beinhaltet, ein flexibles Substrat, einen Befestigungsfilm, Papier, das ein Fasermaterial enthält, und einen Basismaterialfilm. Beispiele für das Glassubstrat umfassen Bariumborosilikatglas, Aluminiumborosilikatglas und Kalknatronglas. Als Beispiel für ein Glassubstrat können ein Bariumborosilikatglas-Substrat, ein Aluminiumborosilikatglas-Substrat, ein Kalknatronglas-Substrat oder dergleichen angegeben werden. Beispiele für das flexible Substrat, den Befestigungsfilm, den Basismaterialfilm und dergleichen umfassen Substrate aus Kunststoffen, für die Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphthalat (PEN), Polyethersulfon (PES) und Polytetrafluorethylen (PTFE) typische Beispiele sind. Ein weiteres Beispiel umfasst ein Harz, wie z. B. Acryl. Alternativ kann Polypropylen, Polyester, Polyvinylfluorid, Polyvinylchlorid oder dergleichen verwendet werden. Weitere Beispiele sind Polyamid, Polyimid, Aramid, Epoxid, ein durch Verdampfung ausgebildeter anorganischer Film und Papier.
  • Alternativ kann ein flexibles Substrat als Substrat verwendet werden, und das Licht emittierende Element kann direkt über dem flexiblen Substrat bereitgestellt werden. Alternativ kann eine Trennschicht zwischen dem Substrat und dem Licht emittierenden Element bereitgestellt werden. Die Trennschicht kann verwendet werden, wenn ein Teil des Licht emittierenden Elements oder das gesamte Licht emittierende Element, das über der Trennschicht ausgebildet ist, fertig gestellt, von dem Substrat getrennt und auf ein anderes Substrat übertragen wird. In einem derartigen Fall kann das Licht emittierende Element auch auf ein Substrat mit geringer Wärmebeständigkeit oder auf ein flexibles Substrat übertragen werden. Für die vorstehende Trennschicht kann beispielsweise eine Schichtanordnung, die anorganische Filme, nämlich einen Wolframfilm und einen Siliziumoxidfilm, umfasst, oder ein Harzfilm aus Polyimid oder dergleichen verwendet werden, der über einem Substrat ausgebildet ist.
  • Mit anderen Worten: Nachdem das Licht emittierende Element unter Verwendung eines Substrats ausgebildet worden ist, kann das Licht emittierende Element auf ein anderes Substrat übertragen werden. Beispiele für ein Substrat, auf das das Licht emittierende Element übertragen wird, umfassen, zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Substraten, ein Zellglassubstrat, ein Steinsubstrat, ein Holzsubstrat, ein Stoffsubstrat (darunter auch eine Naturfaser (z. B. Seide, Baumwolle oder Hanf), eine Kunstfaser (z. B. Nylon, Polyurethan oder Polyester), eine Regeneratfaser (z. B. Acetat, Cupro, Viskose oder regenerierten Polyester) oder dergleichen), ein Ledersubstrat und ein Gummisubstrat. Wenn derartige Substrate verwendet werden, kann ein Licht emittierendes Element mit hoher Beständigkeit, ein Licht emittierendes Element mit hoher Wärmebeständigkeit, ein Licht emittierendes Element mit verringertem Gewicht oder ein Licht emittierendes Element mit verringerter Dicke ausgebildet werden.
  • Das Licht emittierende Element 150 kann beispielsweise über einer Elektrode, die elektrisch mit einem Feldeffekttransistor (field-effect transistor, FET) verbunden ist, der über einem der vorstehend beschriebenen Substrate ausgebildet ist, ausgebildet werden. Auf diese Weise kann eine Aktivmatrix-Anzeigevorrichtung hergestellt werden, in der der FET den Betrieb des Licht emittierenden Elements 150 steuert.
  • Komponenten der Solarzelle, bei der es sich um ein Beispiel einer elektronischen Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt, werden im Folgenden beschrieben.
  • Für die Solarzelle können die Materialien verwendet werden, die bei dem vorstehenden Licht emittierenden Element verwendet werden können. Für die Ladungsträgertransportschicht der Solarzelle können die vorstehenden Lochtransportmaterialien und Elektronentransportmaterialien verwendet werden und als Photovoltaikschicht können beispielsweise die vorstehenden Lochtransportmaterialien und Elektronentransportmaterialien, Licht emittierende Materialien und Silizium oder Perowskit-Kristalle, die durch CH3NH3Pbl3 typisiert werden, verwendet werden. Für die Substrate und die Elektroden können ebenfalls die Materialien verwendet werden, die bei dem vorstehenden Licht emittierenden Element verwendet werden können.
  • Die vorstehend bei dieser Ausführungsform beschriebene Struktur kann in angemessener Weise mit einer beliebigen der anderen Ausführungsformen kombiniert werden.
  • (Ausführungsform 2)
  • Bei dieser Ausführungsform werden im Folgenden ein Licht emittierendes Element mit einer Struktur, die sich von derjenigen unterscheidet, die bei der Ausführungsform 1 beschrieben worden ist, sowie Lichtemissionsmechanismen des Licht emittierenden Elements anhand von 3 und 4 beschrieben. In 3 und 4 wird in einigen Fällen ein Abschnitt mit einer ähnlichen Funktion wie derjenige in 2(A) durch das gleiche Schraffurmuster wie in 2(A) dargestellt und nicht eigens mit einem Bezugszeichen versehen. Zudem werden gleiche Bezugszeichen für Abschnitte mit ähnlichen Funktionen verwendet, und eine ausführliche Beschreibung der Abschnitte wird in einigen Fällen weggelassen.
  • <Strukturbeispiel 1 des Licht emittierenden Elements>
  • 3(A) ist eine schematische Querschnittsansicht eines Licht emittierenden Elements 250.
  • Das Licht emittierende Element 250, das in 3(A) dargestellt wird, umfasst eine Vielzahl von Licht emittierenden Einheiten (eine Licht emittierende Einheit 106 und eine Licht emittierende Einheit 108 in 3(A)) zwischen einem Paar von Elektroden (der Elektrode 101 und der Elektrode 102). Es sei angemerkt, dass die Elektrode 101 als Anode dient und dass die Elektrode 102 als Kathode bei der folgenden Beschreibung des Licht emittierenden Elements 250 dient; jedoch können die Funktionen bei dem Licht emittierenden Element 250 ausgetauscht werden.
  • In dem Licht emittierenden Element 250, das in 3(A) dargestellt wird, sind die Licht emittierende Einheit 106 und die Licht emittierende Einheit 108 übereinander angeordnet, und eine Ladungserzeugungsschicht 115 ist zwischen der Licht emittierenden Einheit 106 und der Licht emittierenden Einheit 108 bereitgestellt. Es sei angemerkt, dass die Licht emittierende Einheit 106 und die Licht emittierende Einheit 108 die gleiche Struktur aufweisen können oder unterschiedliche Strukturen aufweisen können.
  • Das Licht emittierende Element 250 umfasst eine Licht emittierende Schicht 120 und eine Licht emittierende Schicht 170. Die Licht emittierende Einheit 106 umfasst die Lochinjektionsschicht 111, die Lochtransportschicht 112, eine Elektronentransportschicht 113 und eine Elektroneninjektionsschicht 114 neben der Licht emittierenden Schicht 170. Die Licht emittierende Einheit 108 umfasst eine Lochinjektionsschicht 116, eine Lochtransportschicht 117, eine Elektronentransportschicht 118 und eine Elektroneninjektionsschicht 119 neben der Licht emittierenden Schicht 120.
  • Die Ladungserzeugungsschicht 115 kann entweder eine Struktur, bei der einem Lochtransportmaterial eine Akzeptorsubstanz, bei der es sich um einen Elektronenakzeptor handelt, zugesetzt ist, oder eine Struktur aufweisen, bei der einem Elektronentransportmaterial eine Donatorsubstanz, bei der es sich um einen Elektronendonator handelt, zugesetzt ist. Alternativ können beide dieser Strukturen übereinander angeordnet sein.
  • In dem Fall, in dem die Ladungserzeugungsschicht 115 ein Verbundmaterial aus einer organischen Verbindung und einer Akzeptorsubstanz enthält, kann das Verbundmaterial, das für die Lochinjektionsschicht 111, die bei der Ausführungsform 1 beschrieben worden ist, verwendet werden kann, für das Verbundmaterial verwendet werden. Als organische Verbindung können verschiedene Verbindungen, wie z. B. eine aromatische Aminverbindung, eine Carbazolverbindung, ein aromatischer Kohlenwasserstoff und eine hochmolekulare Verbindung (wie z. B. ein Oligomer, ein Dendrimer oder ein Polymer), verwendet werden. Eine Substanz mit einer Löcherbeweglichkeit von 1 × 10-6 cm2/Vs oder höher wird vorzugsweise als organische Verbindung verwendet. Es sei angemerkt, dass eine beliebige andere Substanz verwendet werden kann, solange sie eine Eigenschaft zum Transportieren von mehr Löchern als Elektronen aufweist. Da das Verbundmaterial aus einer organischen Verbindung und einer Akzeptorsubstanz ausgezeichnete Ladungsträgerinjektions- und Ladungsträgertransporteigenschaften aufweist, kann ein Betrieb bei einer niedrigen Spannung oder ein Betrieb mit einem niedrigen Strom erzielt werden. Es sei angemerkt, dass dann, wenn eine Oberfläche einer Licht emittierenden Einheit auf der Anodenseite in Kontakt mit der Ladungserzeugungsschicht 115 ist, die Ladungserzeugungsschicht 115 auch als Lochinjektionsschicht oder Lochtransportschicht der Licht emittierenden Einheit dienen kann; daher muss in der Licht emittierenden Einheit eine Lochinjektionsschicht oder eine Lochtransportschicht nicht notwendigerweise enthalten sein. Wenn eine Oberfläche einer Licht emittierenden Einheit auf der Kathodenseite in Kontakt mit der Ladungserzeugungsschicht 115 ist, kann die Ladungserzeugungsschicht 115 auch als Elektroneninjektionsschicht oder Elektronentransportschicht der Licht emittierenden Einheit dienen; daher muss in der Licht emittierenden Einheit eine Elektroneninjektionsschicht oder eine Elektronentransportschicht nicht notwendigerweise enthalten sein.
  • Die Ladungserzeugungsschicht 115 kann eine mehrschichtige Struktur aus einer Schicht, die das Verbundmaterial aus einer organischen Verbindung und einer Akzeptorsubstanz enthält, und einer Schicht aufweisen, die ein anderes Material enthält. Beispielsweise kann die Ladungserzeugungsschicht 115 ausgebildet werden, indem eine Schicht, die das Verbundmaterial aus einer organischen Verbindung und einer Akzeptorsubstanz enthält, mit einer Schicht kombiniert wird, die eine Verbindung, die aus Materialien mit einer Elektronen abgebenden Eigenschaft ausgewählt wird, und eine Verbindung mit einer hohen Elektronentransporteigenschaft enthält. Außerdem kann die Ladungserzeugungsschicht 115 unter Verwendung einer Kombination einer Schicht, die das Verbundmaterial aus einer organischen Verbindung und einer Akzeptorsubstanz enthält, mit einer Schicht, die einen durchsichtigen leitenden Film beinhaltet, ausgebildet werden.
  • Die Ladungserzeugungsschicht 115, die zwischen der Licht emittierenden Einheit 106 und der Licht emittierenden Einheit 108 bereitgestellt ist, kann eine beliebige Struktur aufweisen, solange Elektronen in die Licht emittierende Einheit auf einer Seite injiziert werden können und Löcher in die Licht emittierende Einheit auf der anderen Seite injiziert werden können, wenn eine Spannung zwischen der Elektrode 101 und der Elektrode 102 angelegt wird. Zum Beispiel injiziert in 3(A) die Ladungserzeugungsschicht 115 Elektronen in die Licht emittierende Einheit 106 und Löcher in die Licht emittierende Einheit 108, wenn eine Spannung derart angelegt wird, dass das Potential der Elektrode 101 höher ist als dasjenige der Elektrode 102.
  • Es sei angemerkt, dass hinsichtlich der Lichtextraktionseffizienz die Ladungserzeugungsschicht 115 bevorzugt sichtbares Licht durchlässt (im Besonderen weist sie eine Lichtdurchlässigkeit für sichtbares Licht von höher als oder gleich 40 % auf). Die Ladungserzeugungsschicht 115 arbeitet selbst dann, wenn sie eine niedrigere Leitfähigkeit aufweist als das Paar von Elektroden (die Elektroden 101 und 102).
  • Indem die Ladungserzeugungsschicht 115 unter Verwendung eines beliebigen der vorstehenden Materialien ausgebildet wird, kann ein Anstieg der Antriebsspannung, der durch die Schichtanordnung aus den Licht emittierenden Schichten hervorgerufen wird, unterdrückt werden.
  • Das Licht emittierende Element, das zwei Licht emittierende Einheiten umfasst, ist anhand von 3(A) beschrieben worden; jedoch kann eine ähnliche Struktur auch auf ein Licht emittierendes Element angewandt werden, bei dem drei oder mehr Licht emittierende Einheiten übereinander angeordnet sind. Durch eine Vielzahl von Licht emittierenden Einheiten, die von der Ladungserzeugungsschicht getrennt werden, zwischen einem Paar von Elektroden kann, genauso wie bei dem Licht emittierenden Element 250, ein Licht emittierendes Element bereitgestellt werden, das Licht mit hoher Leuchtdichte emittieren kann, wobei die Stromdichte niedrig gehalten wird, und eine lange Lebensdauer aufweist. Ein Licht emittierendes Element mit einem niedrigen Stromverbrauch kann ebenfalls bereitgestellt werden.
  • Es sei angemerkt, dass bei jeder der vorstehend beschriebenen Strukturen die Emissionsfarben der Gastmaterialien, die in der Licht emittierenden Einheit 106 und der Licht emittierenden Einheit 108 verwendet werden, gleich oder unterschiedlich sein können. In dem Fall, in dem die gleichen Gastmaterialien, die Licht der gleichen Farbe emittieren, für die Licht emittierende Einheit 106 und die Licht emittierende Einheit 108 verwendet werden, kann das Licht emittierende Element 250 eine hohe Emissionsleuchtdichte bei einem kleinen Stromwert aufweisen, was vorzuziehen ist. In dem Fall, in dem Gastmaterialien, die Licht unterschiedlicher Farben emittieren, für die Licht emittierende Einheit 106 und die Licht emittierende Einheit 108 verwendet werden, kann das Licht emittierende Element 250 eine mehrfarbige Lichtemission aufweisen, was vorzuziehen ist. In diesem Fall emittiert dann, wenn eine Vielzahl von Licht emittierenden Materialien mit unterschiedlichen Emissionswellenlängen in einer oder beiden der Licht emittierenden Schichten 120 und 170 verwendet wird, das Licht emittierende Element 250 Licht, das durch Synthetisieren von Lichtern mit unterschiedlichen Emissionspeaks erhalten wird. Das heißt: Das Emissionsspektrum des Licht emittierenden Elements 250 weist mindestens zwei Peaks auf.
  • Die vorstehende Struktur ist ebenfalls dazu geeignet, eine weiße Lichtemission zu erhalten. Wenn die Licht emittierende Schicht 120 und die Licht emittierende Schicht 170 Licht von Komplementärfarben emittieren, kann eine weiße Lichtemission erhalten werden. Vorzugsweise werden die Gastmaterialien insbesondere derart ausgewählt, dass eine weiße Lichtemission mit hohen Farbwiedergabeeigenschaften oder Lichtemission von mindestens Rot, Grün und Blau erhalten werden kann.
  • Es sei angemerkt, dass bei Verwendung eines Licht emittierenden Elements, in dem drei oder mehr Licht emittierende Einheiten übereinander angeordnet sind, die Emissionsfarben der in den Licht emittierenden Einheiten verwendeten Gastmaterialien gleich oder unterschiedlich sein können. Für den Fall, dass ein Licht emittierendes Element Licht emittierende Einheiten beinhaltet, die die gleiche Emissionsfarbe aufweisen, kann die Emissionsfarbe der Licht emittierenden Einheiten bei einem kleineren Stromwert eine höhere Lichtemissionsleuchtdichte aufweisen als eine andere Emissionsfarbe einer Licht emittierenden Einheit. Eine solche Struktur kann geeignet genutzt werden, um Lichtemissionsfarben einzustellen. Die Struktur eignet sich besonders gut, wenn Gastmaterialien mit unterschiedlicher Emissionseffizienz und unterschiedlichen Emissionsfarben verwendet werden. Wenn beispielsweise das Licht emittierende Element drei Schichten von Licht emittierenden Einheiten beinhaltet, sind die Licht emittierenden Einheiten zwei Licht emittierende Einheiten, die ein fluoreszierendes Material beinhalten und Licht derselben Farbe emittieren, und eine Licht emittierende Einheit, die ein phosphoreszierendes Material beinhaltet und Licht einer anderen Farbe als die Farbe des fluoreszierenden Materials emittiert, wobei in diesem Fall die Intensität der Fluoreszenz und der Phosphoreszenz eingestellt werden kann. Das heißt, die Emissionsintensität des Lichts jeder Farbe kann durch die Anzahl der Licht emittierenden Einheiten eingestellt werden.
  • Wenn das Licht emittierende Element zwei Schichten von Fluoreszenz emittierenden Einheiten und eine Schicht einer Phosphoreszenz emittierenden Einheit beinhaltet, sind die Licht emittierenden Elemente vorzugsweise wie folgt aufgebaut: zwei Schichten von Licht emittierenden Einheiten, die ein blaues fluoreszierendes Material beinhalten, und eine Schicht einer Licht emittierenden Einheit, die ein gelbes phosphoreszierendes Material beinhaltet; zwei Schichten von Licht emittierenden Einheiten, die ein blaues fluoreszierendes Material beinhalten, und eine Schicht einer Licht emittierenden Einheit, die ein rotes phosphoreszierendes Material und ein grünes phosphoreszierendes Material beinhaltet; und zwei Schichten von Licht emittierenden Einheiten, die ein blaues fluoreszierendes Material beinhalten, und eine Schicht einer Licht emittierenden Einheit, die ein rotes phosphoreszierendes Material, ein gelbes phosphoreszierendes Material und ein grünes phosphoreszierendes Material beinhaltet. Auf diese Weise kann eine weiße Lichtemission effizient erhalten werden.
  • Mindestens eine der Licht emittierenden Schichten 120 und 170 kann in Schichten unterteilt sein, und die geteilten Schichten können jeweils ein unterschiedliches Licht emittierendes Material aufweisen. Das heißt: Mindestens eine der Licht emittierenden Schichten 120 und 170 kann aus zwei oder mehr Schichten bestehen. Beispielsweise wird in dem Fall, in dem die Licht emittierende Schicht ausgebildet wird, indem eine erste Licht emittierende Schicht und eine zweite Licht emittierende Schicht in dieser Reihenfolge von der Lochtransportschichtseite aus übereinander angeordnet werden, die erste Licht emittierende Schicht unter Verwendung eines Materials mit einer Lochtransporteigenschaft als Wirtsmaterial ausgebildet und wird die zweite Licht emittierende Schicht unter Verwendung eines Materials mit einer Elektronentransporteigenschaft als Wirtsmaterial ausgebildet. In diesem Fall kann ein Licht emittierendes Material, das in der ersten Licht emittierenden Schicht enthalten ist, einem Licht emittierenden Material, das in der zweiten Licht emittierenden Schicht enthalten ist, gleichen oder sich von ihm unterscheiden. Außerdem können die Materialien Funktionen zum Emittieren von Licht der gleichen Farbe oder Licht unterschiedlicher Farben aufweisen. Eine weiße Lichtemission mit einer hohen Farbwiedergabeeigenschaft, die aus drei Primärfarben oder vier oder mehr Farben gebildet wird, kann erhalten werden, indem eine Vielzahl von Licht emittierenden Materialien verwendet wird, die Licht unterschiedlicher Farben emittieren.
  • Wenn die Strukturen, die bei der Ausführungsform 1 beschrieben worden sind, für mindestens eine der Vielzahl von Einheiten verwendet wird, kann ein Licht emittierendes Element mit einer vorteilhaften Lichtextraktionseffizienz und einer verringerten Ansteuerspannung bereitgestellt werden.
  • Die Licht emittierende Schicht 120, die in der Licht emittierenden Einheit 108 enthalten ist, enthält ein Gastmaterial 121 und ein Wirtsmaterial 122, wie in 3(B) dargestellt. Es sei angemerkt, dass das Gastmaterial 121 nachfolgend als fluoreszierendes Material beschrieben wird.
  • «Lichtemissionsmechanismus der Licht emittierenden Schicht 120»
  • Der Lichtemissionsmechanismus der Licht emittierenden Schicht 120 wird nachfolgend beschrieben.
  • Indem Elektronen und Löcher, die von dem Paar von Elektroden (der Elektrode 101 und der Elektrode 102) oder der Ladungserzeugungsschicht 115 injiziert werden, in der Licht emittierenden Schicht 120 rekombinieren, werden Exzitonen gebildet. Da die Menge des Wirtsmaterials 122 größer als diejenige des Gastmaterials 121 ist, wird der Großteil des Wirtsmaterials 122 durch die Exzitonenerzeugung in einen angeregten Zustand versetzt. Es sei angemerkt, dass der Begriff „Exziton“ ein Ladungsträger- (Elektronen und Loch) Paar meint.
  • In dem Fall, in dem der gebildete Anregungszustand des Wirtsmaterials 122 ein Singulett-Anregungszustand ist, wird die Singulett-Anregungsenergie von dem S1-Niveau des Wirtsmaterials 122 auf das S1-Niveau des Gastmaterials 121 übertragen, wodurch der Singulett-Anregungszustand des Gastmaterials 121 gebildet wird.
  • Da das Gastmaterial 121 ein fluoreszierendes Material ist, emittiert das Gastmaterial 121 sofort Licht, wenn ein Singulett-Anregungszustand in dem Gastmaterial 121 gebildet wird. Um in diesem Fall eine hohe Emissionseffizienz zu erhalten, ist die Fluoreszenzquantenausbeute des Gastmaterials 121 vorzugsweise hoch. Das gleiche kann auch auf den Fall zutreffen, in dem ein Singulett-Anregungszustand durch Rekombination von Ladungsträgern in dem Gastmaterial 121 gebildet wird.
  • Als Nächstes wird der Fall beschrieben, in dem die Rekombination von Ladungsträgern einen Triplett-Anregungszustand des Wirtsmaterials 122 bildet. Die Korrelation der Energieniveaus des Wirtsmaterials 122 und des Gastmaterials 121 in diesem Fall wird in 3(C) gezeigt. Das Folgende verdeutlicht, was Begriffe und Zeichen in 3(C) darstellen. Es sei angemerkt, dass, da das T1-Niveau des Wirtsmaterials 122 vorzugsweise niedriger ist als das T1-Niveau des Gastmaterials 121, 3(C) diesen vorzuziehenden Fall zeigt. Jedoch kann das T1-Niveau des Wirtsmaterials 122 höher als das T1-Niveau des Gastmaterials 121 sein.
    • •Gast (121): das Gastmaterial 121 (das fluoreszierende Material);
    • •Wirt (122): das Wirtsmaterial 122;
    • •SFG: das S1-Niveau des Gastmaterials 121 (des fluoreszierenden Materials);
    • •TFG: das T1-Niveau des Gastmaterials 121 (des fluoreszierenden Materials);
    • •SFH: das S1-Niveau des Wirtsmaterials 122; und
    • •TFH: das T1-Niveau des Wirtsmaterials 122.
  • Wie in 3(C) dargestellt, tritt eine Triplett-Triplett-Annihilation (TTA) auf; das heißt: Triplett-Exzitone, die durch Ladungsträgerrekombination gebildet werden, wechselwirken miteinander, und eine Anregungsenergie wird übertragen, und Spin-Drehimpulse werden ausgetauscht; als ein Ergebnis tritt eine Reaktion auf, bei der die Triplett-Exzitone in Singulett-Exzitone umgewandelt werden, die die Energie des S1-Niveaus des Wirtsmaterials 122 aufweisen (SFH) (siehe TTA in 3(C)). Die Singulett-Anregungsenergie des Wirtsmaterials 122 wird von SFH auf das S1-Niveau des Gastmaterials 121 (SFG) übertragen, das eine niedrigere Energie als SFH aufweist (siehe Route E1 in 3(C)), und ein Singulett-Anregungszustand des Gastmaterials 121 wird gebildet, wodurch das Gastmaterial 121 Licht emittiert.
  • Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem die Dichte der Triplett-Exzitone in der Licht emittierenden Schicht 120 ausreichend hoch ist (z. B. 1 × 1012 cm-3 oder höher), nur die Reaktion von zwei Triplett-Exzitonen, die nahe beieinander liegen, in Betracht gezogen werden kann, wohingegen eine Deaktivierung eines einzelnen Triplett-Exzitons ignoriert werden kann.
  • In dem Fall, in dem ein Triplett-Anregungszustand des Gastmaterials 121 durch Ladungsträgerrekombination gebildet wird, wird der Triplett-Anregungszustand des Gastmaterials 121 thermisch deaktiviert, und es ist schwierig, diesen für eine Lichtemission zu verwenden. Jedoch kann in dem Fall, in dem das T1-Niveau des Wirtsmaterials 122 (TFH) niedriger als das T1-Niveau des Gastmaterials 121 (TFG) ist, die Triplett-Anregungsenergie des Gastmaterials 121 von dem T1-Niveau des Gastmaterials 121 (TFG) auf das T1-Niveau des Wirtsmaterials 122 (TFH) übertragen (siehe Route E2 in 3(C)) und dann für TTA verwendet werden.
  • Mit anderen Worten: Das Wirtsmaterial 122 weist vorzugsweise eine Funktion zum Umwandeln der Triplett-Anregungsenergie in eine Singulett-Anregungsenergie auf, indem TTA hervorgerufen wird, so dass die Triplett-Anregungsenergie, die in der Licht emittierenden Schicht 120 erzeugt wird, in dem Wirtsmaterial 122 durch TTA teilweise in eine Singulett-Anregungsenergie umgewandelt werden kann. Die Singulett-Anregungsenergie kann auf das Gastmaterial 121 übertragen und als Fluoreszenz entnommen werden. Um diesen Effekt zu erhalten, ist das S1-Niveau des Wirtsmaterials 122 (SFH) vorzugsweise höher als das S1-Niveau des Gastmaterials 121 (SFG). Außerdem ist das T1-Niveau des Wirtsmaterials 122 (TFH) vorzugsweise niedriger als das T1-Niveau des Gastmaterials 121 (TFG).
  • Es sei angemerkt, dass insbesondere in dem Fall, in dem das T1-Niveau des Gastmaterials 121 (TFG) niedriger ist als das T1-Niveau des Wirtsmaterials 122 (TFH), das Gewichtsverhältnis des Gastmaterials 121 zu dem Wirtsmaterial 122 vorzugsweise niedrig ist. Insbesondere ist das Gewichtsverhältnis des Gastmaterials 121 zu dem Wirtsmaterial 122 vorzugsweise größer als 0 und kleiner als oder gleich 0,05, wobei in diesem Fall die Wahrscheinlichkeit der Ladungsträgerrekombination in dem Gastmaterial 121 verringert werden kann. Außerdem kann die Wahrscheinlichkeit der Energieübertragung von dem T1-Niveau des Wirtsmaterials 122 (TFH) auf das T1-Niveau des Gastmaterials 121 (TFG) verringert werden.
  • Es sei angemerkt, dass das Wirtsmaterial 122 aus einer einzelnen Verbindung oder einer Vielzahl von Verbindungen bestehen kann.
  • In dem Fall, in dem die Licht emittierenden Einheiten 106 und 108 Gastmaterialien mit unterschiedlichen Emissionsfarben enthalten, weist Licht, das von der Licht emittierenden Schicht 120 emittiert wird, vorzugsweise einen Peak auf der kürzeren Wellenlängenseite auf als Licht, das von der Licht emittierenden Schicht 170 emittiert wird. Die Leuchtdichte eines Licht emittierenden Elements, bei dem ein Material mit einem hohen Triplett-Anregungsenergieniveau verwendet wird, neigt dazu, sich schnell zu verschlechtern. TTA wird in der Licht emittierenden Schicht, die Licht mit einer kurzen Wellenlänge emittiert, verwendet, so dass ein Licht emittierendes Element mit einer geringeren Verschlechterung der Leuchtdichte bereitgestellt werden kann.
  • <Strukturbeispiel 2 des Licht emittierenden Elements>
  • 4(A) ist eine schematische Querschnittsansicht eines Licht emittierenden Elements 252.
  • Das Licht emittierende Element 252, das in 4(A) dargestellt wird, umfasst, wie das vorstehend beschriebene Licht emittierende Element 250, eine Vielzahl von Licht emittierenden Einheiten (die Licht emittierende Einheit 106 und eine Licht emittierende Einheit 110 in 4(A)) zwischen einem Paar von Elektroden (der Elektrode 101 und der Elektrode 102). Mindestens eine der Licht emittierenden Einheiten weist die gleiche Struktur wie die EL-Schicht 100 auf. Es sei angemerkt, dass die Licht emittierende Einheit 106 und die Licht emittierende Einheit 110 die gleiche Struktur oder unterschiedliche Strukturen aufweisen können.
  • In dem Licht emittierenden Element 252, das in 4(A) dargestellt wird, sind die Licht emittierende Einheit 106 und die Licht emittierende Einheit 110 übereinander angeordnet, und eine Ladungserzeugungsschicht 115 ist zwischen der Licht emittierenden Einheit 106 und der Licht emittierenden Einheit 110 bereitgestellt. Beispielsweise wird die EL-Schicht 100 vorzugsweise in der Licht emittierenden Einheit 106 verwendet.
  • Das Licht emittierende Element 252 umfasst eine Licht emittierende Schicht 140 und die Licht emittierende Schicht 170. Die Licht emittierende Einheit 106 umfasst die Lochinjektionsschicht 111, die Lochtransportschicht 112, eine Elektronentransportschicht 113 und eine Elektroneninjektionsschicht 114 neben der Licht emittierenden Schicht 170. Die Licht emittierende Einheit 110 umfasst neben der Licht emittierenden Schicht 140 eine Lochinjektionsschicht 116, eine Lochtransportschicht 117, eine Elektronentransportschicht 118 und eine Elektroneninjektionsschicht 119.
  • Wenn die Strukturen, die bei der Ausführungsform 1 beschrieben worden sind, für mindestens eine der Vielzahl von Einheiten verwendet wird, kann ein Licht emittierendes Element mit einer vorteilhaften Lichtextraktionseffizienz und einer verringerten Ansteuerspannung bereitgestellt werden.
  • Die Licht emittierende Schicht 140, die in der Licht emittierenden Einheit 110 enthalten ist, enthält ein Gastmaterial 141 und ein Wirtsmaterial 142, wie in 4(B) dargestellt. Das Wirtsmaterial 142 enthält eine organische Verbindung 142_1 und eine organische Verbindung 142_2. Bei der folgenden Beschreibung handelt es sich bei dem Gastmaterial 141, das in der Licht emittierenden Schicht 140 enthalten ist, um ein phosphoreszierendes Material.
  • «Lichtemissionsmechanismus der Licht emittierenden Schicht 140»
  • Als Nächstes wird der Lichtemissionsmechanismus der Licht emittierenden Schicht 140 Im Folgenden beschrieben.
  • Die organische Verbindung 142_1 und die organische Verbindung 142_2, die in der Licht emittierenden Schicht 140 enthalten sind, bilden einen Exciplex.
  • Solange die Kombination der organischen Verbindung 142_1 und der organischen Verbindung 142_2 einen Exciplex bilden kann, ist sie akzeptabel; jedoch handelt es sich vorzugsweise bei einer von ihnen um eine Verbindung mit einer Lochtransporteigenschaft und bei der anderen um eine Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft.
  • 4(C) zeigt eine Korrelation zwischen den Energieniveaus der organischen Verbindung 142_1, der organischen Verbindung 142_2 und dem Gastmaterial 141 in der Licht emittierenden Schicht 140. Das Folgende verdeutlicht, was Begriffe und Zeichen in 4(C) darstellen:
    • •Gast (141): das Gastmaterial 141 (phosphoreszierendes Material);
    • •Wirt (142_1): die organische Verbindung 142_1 (Wirtsmaterial);
    • •Wirt (142_2): die organische Verbindung 142_2 (Wirtsmaterial);
    • •TPG: ein T1-Niveau des Gastmaterials 141 (phosphoreszierendes Material);
    • •SPH1: ein S1-Niveau der organischen Verbindung 142_1 (Wirtsmaterial);
    • •TPH1: ein T1-Niveau der organischen Verbindung 142_1 (Wirtsmaterial);
    • •SPH2: ein S1-Niveau der organischen Verbindung 142_2 (Wirtsmaterial);
    • •TPH2: ein T1-Niveau der organischen Verbindung 142_2 (Wirtsmaterial);
    • •SPE: ein S1-Niveau des Exciplexes; und
    • •TPE: ein T1-Niveau des Exciplexes.
  • Die organische Verbindung 142_1 und die organische Verbindung 142_2 bilden einen Exciplex, und das S1-Niveau (SPE) und das T1-Niveau (TPE) des Exciplexes sind Energieniveaus, die nahe beieinander liegen (siehe Route E3 in 4(C)).
  • Eine der organischen Verbindung 142_1 und der organischen Verbindung 142_2 empfängt ein Loch und die andere empfängt ein Elektron, wodurch ein Exciplex leicht gebildet wird. Alternativ wechselwirkt dann, wenn eine Verbindung in einen Anregungszustand versetzt wird, diese sofort mit der anderen Verbindung, um den Exciplex zu bilden. Folglich existieren die meisten Exzitone in der Licht emittierenden Schicht 140 als Exciplexe. Der Anregungszustand des Wirtsmaterials 142 kann mit niedriger Anregungsenergie gebildet werden, da die Anregungsenergieniveaus (SPE und TPE) des Exciplexes niedriger sind als die S1-Niveaus (SPH1 und SPH2) der Wirtsmaterialien (der organischen Verbindungen 142_1 und 142_2), die den Exciplex bilden. Dies kann die Ansteuerspannung des Licht emittierenden Elements verringern.
  • Beide Energien, SPE und TPE, des Exciplexes werden dann auf das T1-Niveau des Gastmaterials 141 (des phosphoreszierenden Materials) übertragen; somit wird eine Lichtemission erhalten (siehe Routen E4 und E5 in 4(C)).
  • Des Weiteren ist das T1-Niveau (TPE) des Exciplexes vorzugsweise höher als das T1-Niveau (TPG) des Gastmaterials 141. Demzufolge können die Singulett-Anregungsenergie und die Triplett-Anregungsenergie des gebildeten Exciplexes von dem S1-Niveau (SPE) und dem T1-Niveau (TPE) des Exciplexes auf das T1-Niveau (TPG) des Gastmaterials 141 übertragen werden.
  • Es sei angemerkt, dass, um eine Anregungsenergie in effizienter Weise von dem Exciplex auf das Gastmaterial 141 zu übertragen, das T1-Niveau (TPE) des Exciplexes vorzugsweise niedriger als oder gleich den T1-Niveaus (TPH1 und TPH2) der organischen Verbindungen (der organischen Verbindung 142_1 und der organischen Verbindung 142_2) ist, die den Exciplex bilden. Demzufolge ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass ein Quenchen der Triplett-Anregungsenergie des Exciplexes auf Grund der organischen Verbindungen (der organischen Verbindungen 142_1 und 142_2) auftritt, was zu einer effizienten Energieübertragung von dem Exciplex auf das Gastmaterial 141 führt.
  • Um einen Exciplex in effizienter Weise durch die organische Verbindung 142_1 und die organische Verbindung 142_2 zu bilden, wird vorzugsweise das Folgende erfüllt: Das HOMO-Niveau einer der organischen Verbindung 142_1 und der organischen Verbindung 142_2 ist höher als dasjenige der anderen, und das LUMO-Niveau der einen der organischen Verbindung 142_1 und der organischen Verbindung 142_2 ist höher als dasjenige der anderen. Beispielsweise ist dann, wenn die organische Verbindung 142_1 eine Lochtransporteigenschaft aufweist und die organische Verbindung 142_2 eine Elektronentransporteigenschaft aufweist, das HOMO-Niveau der organischen Verbindung 142_1 vorzugsweise höher als das HOMO-Niveau der organischen Verbindung 142_2 und ist das LUMO-Niveau der organischen Verbindung 142_1 höher als das LUMO-Niveau der organischen Verbindung 142_2. Alternativ ist dann, wenn die organische Verbindung 142_2 eine Lochtransporteigenschaft aufweist und die organische Verbindung 142_1 eine Elektronentransporteigenschaft aufweist, das HOMO-Niveau der organischen Verbindung 142_2 vorzugsweise höher als das HOMO-Niveau der organischen Verbindung 142_1 und ist das LUMO-Niveau der organischen Verbindung 142_2 höher als das LUMO-Niveau der organischen Verbindung 142_1. Insbesondere ist die Energiedifferenz zwischen dem HOMO-Niveau der organischen Verbindung 142_1 und dem HOMO-Niveau der organischen Verbindung 142_2 vorzugsweise größer als oder gleich 0,05 eV, stärker bevorzugt größer als oder gleich 0,1 eV, noch stärker bevorzugt größer als oder gleich 0,2 eV. Alternativ ist die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau der organischen Verbindung 142_1 und dem LUMO-Niveau der organischen Verbindung 142_2 vorzugsweise größer als oder gleich 0,05 eV, stärker bevorzugt größer als oder gleich 0,1 eV, noch stärker bevorzugt größer als oder gleich 0,2 eV.
  • In dem Fall, in dem die Kombination der organischen Verbindungen 142_1 und 142_2 eine Kombination einer Verbindung mit einer Lochtransporteigenschaft und einer Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft ist, kann die Ladungsträgerbalance leicht gesteuert werden, indem das Mischverhältnis angepasst wird. Insbesondere liegt das Gewichtsverhältnis von der Verbindung mit einer Lochtransporteigenschaft zu der Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 1:9 bis 9:1. Da das Ladungsträgergleichgewicht leicht durch die Struktur gesteuert werden kann, kann ein Ladungsträgerrekombinationsbereich ebenfalls leicht gesteuert werden.
  • Wenn die Licht emittierende Schicht 140 die vorstehend beschriebene Struktur aufweist, kann eine Lichtemission von dem Gastmaterial 141 (dem phosphoreszierenden Material) der Licht emittierenden Schicht 140 in effizienter Weise erhalten werden.
  • Es sei angemerkt, dass in dieser Beschreibung und dergleichen die vorstehend beschriebenen Prozesse über die Routen E3, E4 und E5 als Exciplex-Triplettenergieübertragung (exciplex-triplet energy transfer, ExTET) bezeichnet werden können. Mit anderen Worten: In der Licht emittierenden Schicht 140 wird Anregungsenergie von dem Exciplex auf das Gastmaterial 141 übertragen. In diesem Fall ist die Effizienz des umgekehrten Intersystem-Crossings von TPE zu SPE und die Emissionsquantenausbeute von SPE nicht notwendigerweise hoch; demzufolge können die Materialien von einer breiten Optionspalette ausgewählt werden.
  • Es sei angemerkt, dass das Licht, das von der Licht emittierenden Schicht 170 emittiert wird, vorzugsweise einen Peak auf der kürzeren Wellenlängenseite aufweist als das Licht, das von der Licht emittierenden Schicht 140 emittiert wird. Die Leuchtdichte eines Licht emittierenden Elements, bei dem das phosphoreszierende Material verwendet wird, das Licht mit einer kurzen Wellenlänge emittiert, neigt dazu, sich schnell zu verschlechtern. Indem eine Fluoreszenz für eine Lichtemission mit einer kurzen Wellenlänge verwendet wird, kann ein Licht emittierendes Element mit einer geringeren Verschlechterung der Leuchtdichte bereitgestellt werden.
  • <Materialien, die bei den Licht emittierenden Schichten zum Einsatz kommen können>
  • Als Nächstes werden Materialien beschrieben, die bei den Licht emittierenden Schichten 120, 140 und 170 zum Einsatz kommen können.
  • «Materialien, die bei der Licht emittierenden Schicht 120 zum Einsatz kommen können»
  • Bei der Licht emittierenden Schicht 120 ist das Wirtsmaterial 122 mit dem höchsten Gewichtsanteil vorhanden, und das Gastmaterial 121 (das fluoreszierende Material) ist in dem Wirtsmaterial 122 dispergiert. Das S1-Niveau des Wirtsmaterials 122 ist vorzugsweise höher als das S1-Niveau des Gastmaterials 121 (des fluoreszierenden Materials), während das T1-Niveau des Wirtsmaterials 122 vorzugsweise niedriger ist als das T1-Niveau des Gastmaterials 121 (des fluoreszierenden Materials).
  • Bei der Licht emittierenden Schicht 120 ist das Gastmaterial 121 vorzugsweise, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, ein Anthracen-Derivat, ein Tetracen-Derivat, ein Chrysen-Derivat, ein Phenanthren-Derivat, ein Pyren-Derivat, ein Perylen-Derivat, ein Stilben-Derivat, ein Acridon-Derivat, ein Cumarin-Derivat, ein Phenoxazin-Derivat, ein Phenothiazin-Derivat oder dergleichen, und eine der bei der Ausführungsform 1 beschriebenen fluoreszierenden Verbindungen kann vorteilhaft verwendet werden.
  • Obwohl es keine besondere Beschränkung hinsichtlich eines Materials gibt, das als Wirtsmaterial 122 in der Licht emittierenden Schicht 120 verwendet werden kann, können beispielsweise beliebige der folgenden Materialien verwendet werden: Metallkomplexe, wie z. B. Tris(8-chinolinolato)aluminium(III) (Abkürzung: Alq), Tris(4-methyl-8-chinolinolato)aluminium(III) (Abkürzung: Almq3), Bis(10-hydroxybenzo[h]chinolinato)beryllium(II) (Abkürzung: BeBq2), Bis(2-methyl-8-chinolinolato)(4-phenylphenolato)aluminium(III) (Abkürzung: BAlq), Bis(8-chinolinolato)zink(II) (Abkürzung: Znq), Bis[2-(2-benzoxazolyl)phenolato]zink(II) (Abkürzung: ZnPBO) und Bis[2-(2-benzothiazolyl)phenolato]zink(II) (Abkürzung: ZnBTZ); heterocyclische Verbindungen, wie z. B: 2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol (Abkürzung: PBD), 1,3-Bis[5-(p-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol-2-yl]benzol (Abkürzung: OXD-7), 3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-(4-tert-butylphenyl)-1,2,4-triazol (Abkürzung: TAZ), 2,2',2"-(1,3,5-Benzoltriyl)-tris(1 -phenyl-1 H-benzimidazol) (Abkürzung: TPBI), Bathophenanthrolin (Abkürzung: BPhen), Bathocuproin (Abkürzung: BCP) und 9-[4-(5-Phenyl-1,3,4-oxadiazol-2-yl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: CO11); und aromatische Aminverbindungen, wie z. B. 4,4'-Bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl (Abkürzung: NPB oder α-NPD), N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamin (Abkürzung: TPD), und 4,4'-Bis[N-(spiro-9,9'-bifluoren-2-yl)-N-phenylamino]biphenyl (Abkürzung: BSPB). Zusätzlich können kondensierte polycyclische aromatische Verbindungen, wie Anthracen-Derivate, Phenanthren-Derivate, Pyren-Derivate, Chrysen-Derivate und Dibenzo[g,p]chrysen-Derivate angegeben werden, und spezifische Beispiele umfassen 9,10-Diphenylanthracen (Abkürzung: DPAnth), N,N-Diphenyl-9-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: CzA1PA), 4-(10-Phenyl-9-anthryl)triphenylamin (Abkürzung: DPhPA), 4-(9H-Carbazol-9-yl)-4'-(10-phenyl-9-anthryl)triphenylamin (Abkürzung: YGAPA), N,9-Diphenyl-N-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9/-/-carbazol-3-amin (Abkürzung: PCAPA), N,9-Diphenyl-N-{4-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]phenyl}-9/-/-carbazol-3-amin (Abkürzung: PCAPBA), N,9-Diphenyl-N-(9, 10-diphenyl-2-anthryl)-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: 2PCAPA), 6,12-Dimethoxy-5,11-diphenylchrysen, N,N,N',N',N'',N'',N''',N'''-Octaphenyldibenzo[g,p]chrysen-2,7,10,15-tetramin (Abkürzung: DBC1), 9-[4-(10-Phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: CzPA), 3,6-Diphenyl-9-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9/-/-carbazol (Abkürzung: DPCzPA), 9,10-Bis(3,5-diphenylphenyl)anthracen (Abkürzung: DPPA), 9,10-Di(2-naphthyl)anthracen (Abkürzung: DNA), 2-tert-Butyl-9,10-di(2-naphthyl)anthracen (Abkürzung: t-BuDNA), 9,9'-bianthryl (Abkürzung: BANT), 9,9'-(Stilben-3,3'-diyl)diphenanthren (Abkürzung: DPNS), 9,9'-(Stilbene-4,4'-diyl)diphenanthren (Abkürzung: DPNS2), 3,3',3"-(Benzen-1,3,5-triyl)tripyren (Abkürzung: TPB3) und dergleichen. Eine oder mehrere Substanzen mit einer größeren Energielücke als das Gastmaterial 121 werden vorzugsweise aus diesen Substanzen und bekannten Substanzen ausgewählt.
  • Die Licht emittierende Schicht 120 kann eine Struktur aufweisen, bei der zwei oder mehr Schichten übereinander angeordnet sind. In dem Fall, in dem beispielsweise die Licht emittierende Schicht 120 ausgebildet wird, indem eine erste Licht emittierende Schicht und eine zweite Licht emittierende Schicht in dieser Reihenfolge von der Lochtransportschichtseite aus übereinander angeordnet werden, wird die erste Licht emittierende Schicht unter Verwendung einer Substanz mit einer Lochtransporteigenschaft als Wirtsmaterial ausgebildet und wird die zweite Licht emittierende Schicht unter Verwendung einer Substanz mit einer Elektronentransporteigenschaft als Wirtsmaterial ausgebildet.
  • In der Licht emittierenden Schicht 120 kann das Wirtsmaterial 122 aus einer Art von Verbindung oder einer Vielzahl von Verbindungen bestehen. Alternativ kann die Licht emittierende Schicht 120 zusätzlich zu dem Wirtsmaterial 122 und dem Gastmaterial 121 ein weiteres Material enthalten.
  • «Materialien, die bei der Licht emittierenden Schicht 140 zum Einsatz kommen können»
  • Bei der Licht emittierenden Schicht 140 ist das Wirtsmaterial 142 mit dem höchsten Gewichtsanteil vorhanden, und das Gastmaterial 141 (das phosphoreszierende Material) ist in dem Wirtsmaterial 142 dispergiert. Die T1-Niveaus der Wirtsmaterialien 142 (der organischen Verbindungen 142_1 und 142_2) der Licht emittierenden Schicht 140 sind vorzugsweise höher als das T1-Niveau des Gastmaterials 141 der Licht emittierenden Schicht 140.
  • Beispiele für die organische Verbindung 142_1 umfassen einen auf Zink oder Aluminium basierenden Metallkomplex, ein Oxadiazol-Derivat, ein Triazol-Derivat, ein Benzimidazol-Derivat, ein Chinoxalin-Derivat, ein Dibenzochinoxalin-Derivat, ein Dibenzothiophen-Derivat, ein Dibenzofuran-Derivat, ein Pyrimidin-Derivat, ein Triazin-Derivat, ein Pyridin-Derivat, ein Bipyridin-Derivat und ein Phenanthrolin-Derivat. Weitere Beispiele sind ein aromatisches Amin, ein Carbazol-Derivat und dergleichen. Im Besonderen können das Elektronentransportmaterial und das Lochtransportmaterial, die bei der Ausführungsform 1 beschrieben worden sind, verwendet werden.
  • Als organische Verbindung 142_2 wird vorzugsweise eine Substanz verwendet, die gemeinsam mit der organischen Verbindung 142_1 einen Exciplex bilden kann. Im Besonderen können das Elektronentransportmaterial und das Lochtransportmaterial, die bei der Ausführungsform 1 beschrieben worden sind, verwendet werden. Vorzugsweise werden in diesem Fall die organische Verbindung 142_1, die organische Verbindung 142_2 und das Gastmaterial 141 (das phosphoreszierende Material) derart ausgewählt, dass sich der Emissionspeak des Exciplexes, der von der organischen Verbindung 142_1 und der organischen Verbindung 142_2 gebildet wird, mit einem Absorptionsband, insbesondere mit einem Absorptionsband auf der längsten Wellenlängenseite, eines Triplett-Metall-zu-Ligand-Ladungsübertragungs-(MLCT-) Übergangs des Gastmaterials 141 (des phosphoreszierenden Materials) überlappt. Dies ermöglicht es, ein Licht emittierendes Element mit einer drastisch verbesserten Emissionseffizienz bereitzustellen. Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem ein thermisch aktiviertes, verzögert fluoreszierendes Material anstelle des phosphoreszierenden Materials verwendet wird, vorzugsweise das Absorptionsband auf der längsten Wellenlängenseite ein Singulett-Absorptionsband ist.
  • Als Gastmaterial 141 (phosphoreszierendes Material) kann ein auf Iridium, Rhodium oder Platin basierender metallorganischer Komplex oder Metallkomplex verwendet werden; im Besonderen wird ein Organoiridiumkomplex, wie z. B. ein auf Iridium basierender, ortho-metallierter Komplex, bevorzugt. Als ortho-metallierter Ligand kann ein 4H-Triazol-Ligand, ein 1H-Triazol-Ligand, ein Imidazol-Ligand, ein Pyridin-Ligand, ein Pyrimidin-Ligand, ein Pyrazin-Ligand, ein Isochinolin-Ligand oder dergleichen angegeben werden. Als Metallkomplex können ein Platinkomplex mit einem Porphyrin-Liganden und dergleichen angegeben werden. Im Besonderen kann das Material, das bei der Ausführungsform 1 als Beispiel für das Gastmaterial 132 beschrieben worden ist, verwendet werden.
  • Als Licht emittierendes Material, das in der Licht emittierenden Schicht 140 enthalten ist, kann ein beliebiges Material verwendet werden, solange das Material die Triplett-Anregungsenergie in eine Lichtemission umwandeln kann. Als Beispiel für das Material, das die Triplett-Anregungsenergie in eine Lichtemission umwandeln kann, kann zusätzlich zu dem phosphoreszierenden Material ein thermisch aktiviertes, verzögert fluoreszierendes Material angegeben werden. Deshalb kann der Begriff „phosphoreszierendes Material“ in der Beschreibung durch den Begriff „thermisch aktiviertes, verzögert fluoreszierendes Material“ ersetzt werden.
  • Das Material, das eine thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz emittiert, kann ein Material sein, das durch ein umgekehrtes Intersystem-Crossing einen Singulett-Anregungszustand aus einem Triplett-Anregungszustand bilden kann, oder kann eine Kombination einer Vielzahl von Materialien sein, die einen Exciplex bilden.
  • In dem Fall, in dem das Material, das eine thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz emittiert, aus einer Art von Material ausgebildet wird, kann insbesondere ein beliebiges der thermisch aktivierten, verzögert fluoreszierenden Materialien verwendet werden, die bei der Ausführungsform 1 beschrieben worden sind.
  • In dem Fall, in dem das thermisch aktivierte, verzögert fluoreszierende Material als Wirtsmaterial verwendet wird, wird vorzugsweise eine Kombination zweier Arten von Verbindungen verwendet, die einen Exciplex bilden. In diesem Fall wird insbesondere vorzugsweise die vorstehend beschriebene Kombination einer Verbindung, die leicht Elektronen aufnimmt, und einer Verbindung, die leicht Löcher aufnimmt, verwendet, die einen Exciplex bilden.
  • «Materialien, die bei der Licht emittierenden Schicht 170 zum Einsatz kommen können»
  • Als Materialien, die bei der Licht emittierenden Schicht 170 zum Einsatz kommen können, kann ein Material verwendet werden, das für die Licht emittierende Schicht bei der Ausführungsform 1 verwendet werden kann, so dass ein Licht emittierendes Element mit hoher Emissionseffizienz ausgebildet werden kann.
  • Es gibt keine Beschränkung hinsichtlich der Emissionsfarben der Licht emittierenden Materialien, die in den Licht emittierenden Schichten 120, 140 und 170 enthalten sind, und sie können gleich oder unterschiedlich sein. Licht, das von den Licht emittierenden Materialien emittiert wird, wird gemischt und aus dem Element entnommen; deshalb kann beispielsweise in dem Fall, in dem es sich bei ihren Emissionsfarben um Komplementärfarben handelt, das Licht emittierende Element weißes Licht emittieren. Unter Berücksichtigung der Zuverlässigkeit des Licht emittierenden Elements ist die Emissionspeakwellenlänge des Licht emittierenden Materials, das in der Licht emittierenden Schicht 120 enthalten ist, vorzugsweise kürzer als diejenige des Licht emittierenden Materials, das in der Licht emittierenden Schicht 170 enthalten ist.
  • Es sei angemerkt, dass die Licht emittierenden Einheiten 106, 108 und 110 sowie die Ladungserzeugungsschicht 115 durch ein Verdampfungsverfahren (darunter auch ein Vakuumverdampfungsverfahren), ein Tintenstrahlverfahren, ein Beschichtungsverfahren, Tiefdruck oder dergleichen ausgebildet werden können.
  • Die vorstehend bei dieser Ausführungsform beschriebene Struktur kann in einer geeigneten Kombination mit einer beliebigen der bei den anderen Ausführungsformen beschriebenen Strukturen verwendet werden.
  • (Ausführungsform 3)
  • 5(A) ist eine Draufsicht auf eine Licht emittierende Vorrichtung, und 5(B) ist eine Querschnittsansicht entlang der Linien A-B und C-D in 5(A). Diese Licht emittierende Vorrichtung beinhaltet einen Treiberschaltungsabschnitt (Sourceseiten-Treiberschaltung) 601, einen Pixelabschnitt 602 und einen Treiberschaltungsabschnitt (Gateseiten-Treiberschaltung) 603, welche die Lichtemission eines Licht emittierenden Elements steuern und durch gepunktete Linien dargestellt sind. Ein Bezugszeichen 604 bezeichnet ein Dichtungssubstrat; 625, ein Trocknungsmittel; 605, ein Dichtungsmittel; und 607, einen Raum, der von dem Dichtungsmittel 605 umgeben ist.
  • Es sei angemerkt, dass eine Anschlussleitung 608 eine Leitung zum Senden von Signalen, die in die Sourceseiten-Treiberschaltung 601 und die Gateseiten-Treiberschaltung 603 einzugeben sind, und zum Empfangen von einem Videosignal, einem Taktsignal, einem Startsignal, einem Rücksetzsignal und dergleichen von einer als externer Eingangsanschluss dienenden flexiblen gedruckten Schaltung (flexible printed circuit; FPC) 609 ist. Obwohl hier nur die FPC dargestellt wird, kann die FPC mit einer gedruckten Leiterplatte (printed wiring board, PWB) versehen sein. Die Licht emittierende Vorrichtung in dieser Beschreibung umfasst nicht nur die Licht emittierende Vorrichtung an sich, sondern auch diejenige, die mit der FPC oder der PWB versehen ist.
  • Im Folgenden wird eine Querschnittsstruktur der vorstehenden Licht emittierenden Vorrichtung anhand von 5(B) beschrieben. Der Treiberschaltungsabschnitt und der Pixelabschnitt sind über einem Elementsubstrat 610 ausgebildet. Hier werden die Sourceseiten-Treiberschaltung 601, die ein Treiberschaltungsabschnitt ist, und ein Pixel in dem Pixelabschnitt 602 gezeigt.
  • Als Sourceseiten-Treiberschaltung 601 wird eine CMOS-Schaltung ausgebildet, in der ein n-Kanal-TFT 623 und ein p-Kanal-TFT 624 kombiniert werden. Außerdem kann die Treiberschaltung aus verschiedenen CMOS-Schaltungen, PMOS-Schaltungen oder NMOS-Schaltungen ausgebildet werden. Zudem wird bei dieser Ausführungsform ein treiberintegrierter Typ beschrieben, bei dem die Treiberschaltung über dem Substrat ausgebildet ist; jedoch muss die Treiberschaltung nicht notwendigerweise über dem Substrat ausgebildet sein und kann außen ausgebildet sein.
  • Der Pixelabschnitt 602 beinhaltet Pixel, die jeweils einen Schalt-TFT 611, einen Stromsteuer-TFT 612 und eine erste Elektrode 613, die elektrisch mit einem Drain des Stromsteuer-TFT 612 verbunden ist, beinhalten. Es sei angemerkt, dass ein Isolator 614 ausgebildet ist, um einen Endabschnitt der ersten Elektrode 613 zu bedecken. Der Isolator 614 kann unter Verwendung eines positiven lichtempfindlichen Harzfilms ausgebildet werden.
  • Um die Abdeckung mit einem Film, der über dem Isolator 614 ausgebildet wird, zu verbessern, wird der Isolator 614 derart ausgebildet, dass er eine gekrümmte Oberfläche mit einer Krümmung an seinem oberen oder unteren Endabschnitt aufweist. Beispielsweise weist in dem Fall, in dem ein lichtempfindliches Acryl für ein Material des Isolators 614 verwendet wird, vorzugsweise nur der obere Endabschnitt des Isolators 614 eine gekrümmte Oberfläche auf. Der Krümmungsradius der gekrümmten Oberfläche ist vorzugsweise größer als oder gleich 0,2 µm und kleiner als oder gleich 0,3 µm. Als Isolator 614 kann entweder ein negatives lichtempfindliches Material oder ein positives lichtempfindliches Material 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. Beispielsweise kann ein einschichtiger Film aus einem ITO-Film, einem Indiumzinnoxidfilm enthaltend Silizium, einem Indiumoxidfilm enthaltend 2 Gew.- % bis 20 Gew.-% Zinkoxid, einem Titannitridfilm, einem Chromfilm, einem Wolframfilm, einem Zn-Film, einem Pt-Film oder dergleichen, eine Schichtanordnung aus einem Titannitridfilm und einem Film, der Aluminium als seine Hauptkomponente enthält, eine Schichtanordnung aus drei Schichten, nämlich einem Titannitridfilm, einem Film, der Aluminium als seine Hauptkomponente enthält, und einem Titannitridfilm, oder dergleichen verwendet werden. Die mehrschichtige Struktur ermöglicht einen niedrigen Leitungswiderstand, einen guten ohmschen Kontakt und eine Funktion als Anode.
  • Die EL-Schicht 616 wird durch eines von verschiedenen Verfahren ausgebildet, wie z. B. ein Verdampfungsverfahren, bei dem eine Verdampfungsmaske verwendet wird, ein Tintenstrahlverfahren und ein Rotationsbeschichtungsverfahren. Als weiteres Material, das in der EL-Schicht 616 enthalten ist, kann eine niedermolekulare Verbindung oder eine hochmolekulare Verbindung (darunter auch ein Oligomer oder ein Dendrimer) verwendet werden.
  • 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 z. B. MgAg, Mgln oder AlLi) verwendet. Wenn in der EL-Schicht 616 erzeugtes Licht durch die zweite Elektrode 617 geleitet wird, wird vorzugsweise die zweite Elektrode 617 aus einer Mehrfachschicht aus einem dünnen Metallfilm und einem durchsichtigen leitenden Film (ITO, Indiumoxid enthaltend 2 Gew.-% bis 20 Gew.-% Zinkoxid, Indiumzinnoxid enthaltend Silizium, Zinkoxid (ZnO) oder dergleichen) ausgebildet.
  • Es sei angemerkt, dass das Licht emittierende Element 618 von der ersten Elektrode 613, der EL-Schicht 616 und der zweiten Elektrode 617 gebildet wird. Das Licht emittierende Element 618 weist vorzugsweise eine beliebige der bei den Ausführungsformen 1 und 2 beschriebenen Strukturen auf. Bei der Licht emittierenden Vorrichtung dieser Ausführungsform kann der Pixelabschnitt, der eine Vielzahl von Licht emittierenden Elementen beinhaltet, sowohl das Licht emittierende Element mit der bei der Ausführungsform 1 und 2 beschriebenen Struktur als auch ein Licht emittierendes Element mit einer anderen Struktur enthalten.
  • Darüber hinaus wird das Dichtungssubstrat 604 mit dem Dichtungsmittel 605 an dem Elementsubstrat 610 befestigt, so dass eine Struktur erhalten wird, bei der ein Licht emittierendes Element 618 in dem Raum 607 bereitgestellt ist, der von dem Elementsubstrat 610, dem Dichtungssubstrat 604 und dem Dichtungsmittel 605 umschlossen ist. Der Raum 607 ist mit einem Füllstoff gefüllt. Der Füllstoff kann ein Inertgas (wie z. B. Stickstoff oder Argon) oder ein Harz und/oder ein Trockenmittel sein.
  • Ein Harz auf Epoxid-Basis oder eine Glasfritte wird vorzugsweise für das Dichtungsmittel 605 verwendet. Außerdem handelt es sich bei diesen Materialien vorzugsweise um Materialien, die möglichst wenig Feuchtigkeit oder Sauerstoff durchlassen. Als Dichtungssubstrat 604 kann ein Glassubstrat, ein Quarzsubstrat oder ein Kunststoffsubstrat aus faserverstärktem Kunststoff (fiber reinforced plastic, FRP), Poly(vinylfluorid) (PVF), Polyester, Acryl oder dergleichen verwendet werden.
  • Wie vorstehend beschrieben, kann die Licht emittierende Vorrichtung, welche in den Ausführungsformen 1 und 2 beschriebene Licht emittierende Element verwendet, erhalten werden.
  • <Strukturbeispiel 1 der Licht emittierenden Vorrichtung>
  • 6 zeigt als Beispiel für eine Licht emittierende Vorrichtung eine Licht emittierende Vorrichtung, die ein Licht emittierendes Element, das weißes Licht emittiert, und eine Farbschicht (einen Farbfilter) beinhaltet.
  • In 6(A) ist ein Substrat 1001, ein Basis-Isolierfilm 1002, ein Gate-Isolierfilm 1003, Gate-Elektroden 1006, 1007 und 1008, ein erster Zwischenschicht-Isolierfilm 1020, ein zweiter Zwischenschicht-Isolierfilm 1021, ein peripherer Bereich 1042, ein Pixelabschnitt 1040, ein Treiberschaltungsabschnitt 1041, erste Elektroden 1024W, 1024R, 1024G und 1024B der Licht emittierenden Elemente, eine Trennwand 1026, eine EL-Schicht 1028, eine zweite Elektrode 1029 der Licht emittierenden Elemente, ein Dichtungssubstrat 1031 und Dichtungsmittel 1032 dargestellt.
  • In 6(A) und 6(B) sind ferner Farbschichten (eine rote Farbschicht 1034R, eine grüne Farbschicht 1034G und eine blaue Farbschicht 1034B) an einem durchsichtigen Basismaterial 1033 bereitgestellt. Zusätzlich kann eine schwarze Schicht (Schwarzmatrix) 1035 bereitgestellt werden. Das durchsichtige Basismaterial 1033, das mit den Farbschichten und der schwarzen Schicht versehen ist, ist an dem Substrat 1001 positioniert und befestigt. Es sei angemerkt, dass die Farbschichten und die schwarze Schicht mit einer Abdeckungsschicht 1036 bedeckt sind. Des Weiteren stellt 6(A) eine Licht emittierende Schicht, deren Licht über keine Farbschicht nach außen übertragen wird, und eine Licht emittierende Schicht dar, deren Licht über eine entsprechende Farbschicht nach außen übertragen wird. Da Licht, das über keine Farbschicht übertragen wird, weiß ist und Licht, das über eine Farbschicht übertragen wird, rot, blau oder grün ist, kann ein Bild unter Verwendung von Pixeln der vier Farben dargestellt werden.
  • 6(B) 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 ausgebildet sind. Auf diese Weise können, wie in 6(B) dargestellt, die Farbschichten zwischen dem Substrat 1001 und dem Dichtungssubstrat 1031 bereitgestellt sein.
  • Die oben beschriebene Licht emittierende Vorrichtung ist eine Licht emittierende Vorrichtung mit einer Struktur, bei der Licht von der Seite des Substrats 1001 entnommen wird, wo die TFTs ausgebildet sind (einer Struktur mit Emission nach unten (bottom emission structure)), aber sie kann auch eine Licht emittierende Vorrichtung mit einer Struktur sein, bei der Licht von der Seite des Dichtungssubstrats 1031 entnommen wird (einer Struktur mit Emission nach oben (top emission structure).
  • <Strukturbeispiel 2 für Licht emittierende Vorrichtung>
  • 7 zeigt einen Querschnitt einer Licht emittierenden Vorrichtung mit einer Top-Emission-Struktur. In diesem Fall kann ein Substrat, das kein Licht durchlässt, als Substrat 1001 verwendet werden. Der Prozess bis zum Schritt zum Ausbilden einer Verbindungselektrode, die den TFT und die Anode des Licht emittierenden Elements verbindet, kann auf eine Weise durchgeführt werden, die derjenigen der Licht emittierenden Vorrichtung mit einer Bottom-Emission-Struktur ähnlich ist. Dann wird ein dritter Zwischenschicht-Isolierfilm 1037 ausgebildet, um eine Elektrode 1022 zu bedecken. Dieser Isolierfilm kann eine Ebnungsfunktion aufweisen. Der dritte Zwischenschicht-Isolierfilm 1037 kann unter Verwendung eines Materials, das demjenigen des zweiten Zwischenschicht-Isolierfilms 1021 ähnlich ist, oder unter Verwendung anderer verschiedener Materialien ausgebildet werden.
  • Die ersten unteren Elektroden 1025W, 1025R, 1025G und 1025B der Licht emittierenden Elemente dienen hier zwar als Anoden, aber sie können auch als Kathoden dienen. Außerdem handelt es sich im Falle der Licht emittierenden Vorrichtung mit Top-Emission-Struktur, wie in 7 gezeigt, bei den unteren Elektroden 1025W, 1025R, 1025G und 1025B vorzugsweise um reflektierende Elektroden. Es sei angemerkt, dass die zweite Elektrode 1029 vorzugsweise eine Funktion zum Reflektieren von Licht und eine Funktion zum Durchlassen von Licht aufweist. Es ist vorzuziehen, dass zwischen der zweiten Elektrode 1029 und den unteren Elektroden 1025W, 1025R, 1025G und 1025B eine Mikrokavitätsstruktur verwendet wird, wobei in diesem Fall Licht mit einer bestimmten Wellenlänge verstärkt wird. Die EL-Schicht 1028 wird mit einer ähnlichen Struktur wie bei der Ausführungsform 2 ausgebildet, wodurch Weißlichtemission erhalten werden kann.
  • In 6(A) und 6(B) und 7 kann die Struktur der EL-Schicht zum Bereitstellen von einer Weißlichtemission durch z. B. Verwenden einer Vielzahl von Licht emittierenden Schichten oder einer Vielzahl von Licht emittierenden Einheiten erzielt werden. Es sei angemerkt, dass die Struktur zum Bereitstellen von einer Weißlichtemission nicht auf das Vorstehende beschränkt ist.
  • Bei einer Top-Emission-Struktur wie in 7 kann das Abdichten 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 sein, 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) können mit der Abdeckungsschicht bedeckt sein. Es sei angemerkt, dass ein lichtdurchlässiges Substrat für das Dichtungssubstrat 1031 verwendet wird.
  • Es wird hier zwar ein Beispiel, in dem eine Vollfarbanzeige unter Verwendung von vier Farben, nämlich Rot, Grün, Blau und Weiß, durchgeführt wird, gezeigt, jedoch gibt es keine besondere Beschränkung, und eine Vollfarbanzeige kann unter Verwendung von drei Farben, nämlich Rot, Grün und Blau, durchgeführt werden. Eine Vollfarbanzeige mit vier Farben, nämlich Rot, Grün, Blau und Gelb, kann ebenfalls durchgeführt werden.
  • Wie oben beschrieben, kann die Licht emittierende Vorrichtung, welche in den Ausführungsformen 1 und 2 beschriebene Licht emittierende Element verwendet, erhalten werden.
  • Diese Ausführungsform kann je nach Bedarf mit einer beliebigen anderen Ausführungsform kombiniert werden.
  • (Ausführungsform 4)
  • Bei dieser Ausführungsform werden elektronische Geräte einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Licht emittierendes Element, bei dem eine organische EL zum Einsatz kommt, so dass hochzuverlässige elektronische Geräte mit ebenen Oberflächen und vorteilhafter Emissionseffizienz hergestellt werden können. Entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können hochzuverlässige elektronische Geräte mit gekrümmten Oberflächen und vorteilhafter Emissionseffizienz hergestellt werden. Entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können hochzuverlässige, flexible elektronische Geräte mit vorteilhafter Emissionseffizienz hergestellt werden.
  • Beispiele für die elektronische Vorrichtung umfassen ein Fernsehgerät, einen Schreibtisch- oder Notebook-Personal-Computer, einen Monitor eines Computers oder dergleichen, eine Digitalkamera, eine digitale Videokamera, einen digitalen Fotorahmen, ein Mobiltelefon, eine tragbare Spielkonsole, ein tragbares Informationsendgerät, eine Audiowiedergabevorrichtung und einen großen Spielautomaten, wie z. B. einen Flipperautomaten.
  • Die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine hohe Sichtbarkeit unabhängig von der Intensität des externen Lichts ermöglichen. Daher kann die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in mobilen elektronischen Geräten, tragbaren elektronischen Geräten (Wearables), E-Book-Lesegeräten und dergleichen vorteilhaft verwendet werden.
  • Ein tragbares Informationsendgerät 900, das in 8(A) und 8(B) gezeigt wird, beinhaltet ein Gehäuse 901, ein Gehäuse 902, einen Anzeigeabschnitt 903, einen Gelenkabschnitt 905 und dergleichen.
  • Das Gehäuse 901 und das Gehäuse 902 sind über den Gelenkabschnitt 905 miteinander verbunden. Das tragbare Informationsendgerät 900 kann, wie in 8(B) gezeigt, von einem geschlossen Zustand (8(A)) geöffnet werden. Somit weist die elektronische Vorrichtung 900 eine hohe Tragbarkeit beim Tragen und eine ausgezeichnete Sichtbarkeit beim Verwenden dank ihrem großen Anzeigebereich auf.
  • Im tragbaren Informationsendgerät 900 ist der flexible Anzeigeabschnitt 903 über das Gehäuse 901 und das Gehäuse 902 hinweg bereitgestellt, die durch den Gelenkabschnitt 905 miteinander verbunden sind.
  • Die Licht emittierende Vorrichtung, die unter Verwendung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, kann für den Anzeigeabschnitt 903 verwendet werden. So kann das tragbare Informationsendgerät mit hoher Ausbeute hergestellt werden.
  • Der Anzeigeabschnitt 903 kann mindestens eines von einem Text, einem Standbild, einem bewegten Bild und dergleichen anzeigen. Wenn ein Text auf dem Anzeigeabschnitt angezeigt wird, kann das tragbare Informationsendgerät 900 als E-Book-Lesegerät verwendet werden.
  • Wenn das tragbare Informationsendgerät 900 geöffnet wird, ist der Anzeigeabschnitt 903 deutlich gekrümmt. So wird beispielsweise der Anzeigeabschnitt 903 gehalten, während er einen gekrümmten Abschnitt mit einem Krümmungsradius von größer als oder gleich 1 mm und kleiner als oder gleich 50 mm, bevorzugt größer als oder gleich 5 mm und kleiner als oder gleich 30 mm beinhaltet. Ein Teil des Anzeigeabschnitts 903 kann in gebogenem Zustand ein Bild anzeigen, da Pixel von dem Gehäuse 901 bis zum Gehäuse 902 fortlaufend angeordnet sind.
  • Der Anzeigeabschnitt 903 dient als Touchscreen und kann mit einem Finger, einem Stift oder dergleichen bedient werden.
  • Der Anzeigeabschnitt 903 wird vorzugsweise unter Verwendung einer flexiblen Anzeige ausgebildet, wobei in diesem Falle ein Bild zwischen dem Gehäuse 901 und dem Gehäuse 902 fortlaufend angezeigt werden kann. Es sei angemerkt, dass sowohl das Gehäuse 901 als auch das Gehäuse 902 mit einer Anzeige versehen werden können.
  • Der Gelenkabschnitt 905 umfasst vorzugsweise einen Arretierungsmechanismus, so dass ein Winkel, der zwischen dem Gehäuse 901 und dem Gehäuse 902 gebildet wird, nicht größer als ein vorbestimmter Winkel wird, wenn das tragbare Informationsendgerät 900 geöffnet ist. Beispielsweise ist der Winkel, bei dem sie arretiert sind (sie werden nicht weiter geöffnet), vorzugsweise größer als oder gleich 90° und kleiner als 180° und kann typischerweise 90°, 120°, 135°, 150°, 175° oder dergleichen sein. In diesem Falle können die Zweckmäßigkeit, die Sicherheit und die Zuverlässigkeit des tragbaren Informationsendgeräts 900 verbessert werden.
  • Wenn der Gelenkabschnitt 905 einen Arretierungsmechanismus umfasst, wird keine übermäßige Kraft auf den Anzeigeabschnitt 903 ausgeübt; somit kann eine Beschädigung des Anzeigeabschnitts 903 verhindert werden. Folglich kann ein hochzuverlässiges tragbares Informationsendgerät bereitgestellt werden.
  • Es sei angemerkt, dass die Gehäuse 901 und 902 einen Einschaltknopf, einen Bedienknopf, einen externen Verbindungsanschluss, einen Lautsprecher, ein Mikrofon und dergleichen aufweisen können.
  • Entweder das Gehäuse 901 oder das Gehäuse 902 ist mit einem drahtlosen Kommunikationsmodul versehen, und Daten können über ein Computernetzwerk, wie z. B. das Internet, ein LAN oder Wi-Fi (eingetragenes Warenzeichen), übertragen und empfangen werden.
  • Ein tragbares Informationsendgerät 910, das in 8(C) dargestellt wird, beinhaltet ein Gehäuse 911, einen Anzeigeabschnitt 912, einen Bedienknopf 913, einen externen Verbindungsanschluss 914, einen Lautsprecher 915, ein Mikrofon 916, eine Kamera 917 und dergleichen.
  • Eine Licht emittierende Vorrichtung, die unter Verwendung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, kann für den Anzeigeabschnitt 912 verwendet werden. So kann das tragbare Informationsendgerät mit hoher Ausbeute hergestellt werden.
  • Das tragbare Informationsendgerät 910 beinhaltet einen Berührungssensor in dem Anzeigeabschnitt 912. Bedienungen, wie z. B. Telefonieren und Texteingabe, können durch Berührung des Anzeigeabschnitts 912 mit einem Finger, einem Stift oder dergleichen durchgeführt werden.
  • Mit den Bedienknöpfen 913 kann der Strom ein-/ausgeschaltet werden, und die Arten von Bildern, die auf dem Anzeigeabschnitt 912 angezeigt werden, können umgeschaltet werden. Beispielsweise kann ein Bildschirm zum E-Mail-Schreiben auf einen Hauptmenübildschirm umgeschaltet werden.
  • Wenn eine Detektionsvorrichtung, wie z. B. ein Gyroskop-Sensor oder ein Beschleunigungssensor, innerhalb des tragbaren Informationsendgeräts 910 bereitgestellt ist, kann die Richtung der Anzeige auf dem Bildschirm des Anzeigeabschnitts 912 durch Bestimmung der Orientierung des tragbaren Informationsendgeräts 910 (ob das tragbare Informationsendgerät 910 horizontal oder vertikal angeordnet ist) automatisch geändert werden. Die Richtung der Anzeige auf dem Bildschirm kann auch durch Berührung auf dem Anzeigeabschnitt 912, durch Bedienung mit den Bedienknöpfen 913, durch die Toneingabe mit dem Mikrofon 916 oder dergleichen geändert werden.
  • Das tragbare Informationsendgerät 910 weist beispielsweise eine oder mehrere Funktion/en als Telefon, Notizbuch, Informationssuchsystem und dergleichen auf. Insbesondere kann das tragbare Informationsendgerät als Smartphone verwendet werden. Das tragbare Informationsendgerät 910 kann verschiedene Applikationen ausführen, beispielsweise das Durchführen von Mobiltelefongesprächen, das Verschicken und Empfangen von E-Mails, das Anzeigen und Bearbeiten von Texten, das Wiedergeben von Musik, das Wiedergeben von bewegten Bildern, Internet-Kommunikation und das Ausführen von Computerspielen.
  • Eine Kamera 920, die in 8(D) gezeigt wird, beinhaltet ein Gehäuse 921, einen Anzeigeabschnitt 922, Bedienknöpfe 923, einen Auslöseknopf 924 und dergleichen. Des Weiteren ist eine anbringbare Linse 926 an der Kamera 920 angebracht.
  • Die Licht emittierende Vorrichtung, die unter Verwendung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, kann für den Anzeigeabschnitt 922 verwendet werden. Folglich kann die Kamera mit hoher Ausbeute hergestellt werden.
  • Obwohl die Linse 926 der Kamera 920 hier zum Auswechseln von dem Gehäuse 921 abnehmbar ist, kann die Linse 926 in dem Gehäuse 921 integriert sein.
  • Ein Standbild oder ein bewegtes Bild kann mit der Kamera 920 aufgenommen werden, wenn der Auslöseknopf 924 betätigt wird. Darüber hinaus können Bilder auch durch Berühren des Anzeigeabschnitts 922 aufgenommen werden, der eine Funktion eines Touchscreens aufweist.
  • Es sei angemerkt, dass die Kamera 920 zusätzlich mit einem Stroboskop, einem Sucher oder dergleichen bereitgestellt werden kann. Alternativ können sie in dem Gehäuse 921 eingebaut sein.
  • 9(A) bis 9(E) stellen elektronische Geräte dar. Diese elektronischen Geräte beinhalten ein Gehäuse 9000, einen Anzeigeabschnitt 9001, einen Lautsprecher 9003, eine Bedientaste 9005 (darunter auch einen Netzschalter oder einen Bedienschalter), einen Verbindungsanschluss 9006, einen Sensor 9007 (mit einer Funktion zum Messen oder Erfassen von Kraft, Verschiebung, Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Winkelgeschwindigkeit, Drehzahl, Abstand, Licht, Flüssigkeit, Magnetismus, Temperatur, chemischer Substanz, Ton, Zeit, Härte, elektrischem Feld, Strom, Spannung, elektrischer Leistung, Strahlung, Durchflussrate, Feuchtigkeit, Steigungsgrad, Schwingung, Geruch oder Infrarotstrahl), ein Mikrofon 9008 und dergleichen.
  • Eine Licht emittierende Vorrichtung, die unter Verwendung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, kann vorteilhaft für den Anzeigeabschnitt 9001 verwendet werden. Folglich kann das elektronische Gerät mit hoher Ausbeute hergestellt werden.
  • Die in 9(A) bis 9(E) dargestellten elektronischen Geräte können verschiedene Funktionen aufweisen. Beispielsweise können sie die folgenden Funktionen aufweisen: eine Funktion zum Anzeigen verschiedener Informationen (z. B. eines Standbildes, eines bewegten Bildes und eines Textbildes) auf dem Anzeigeabschnitt, eine Touchscreen-Funktion, eine Funktion zum Anzeigen eines Kalenders, des Datums, der Zeit oder dergleichen, eine Funktion zum Steuern einer Verarbeitung mit diversen Arten von Software (Programmen), eine drahtlose Kommunikationsfunktion, eine Funktion zum Verbinden mit verschiedenen Computernetzwerken mittels einer drahtlosen Kommunikationsfunktion, eine Funktion zum Übertragen und Empfangen verschiedener Daten mittels einer drahtlosen Kommunikationsfunktion und eine Funktion zum Auslesen der in einem Speichermedium gespeicherten Programme oder Daten, um sie auf dem Anzeigeabschnitt anzuzeigen. Es sei angemerkt, dass die Funktionen der in 9(A) bis 9(E) dargestellten elektronischen Geräte nicht darauf beschränkt sind und sie andere Funktionen aufweisen können.
  • 9(A) und 9(B) sind perspektivische Ansichten, die ein tragbares Informationsendgerät 9200 in Form einer Armbanduhr bzw. ein tragbares Informationsendgerät 9201 in Form einer Armbanduhr darstellen.
  • Das in 9(A) dargestellte tragbare Informationsendgerät 9200 kann verschiedene Applikationen, wie z. B. Mobiltelefongespräche, das E-Mailen, das Lesen und Bearbeiten von Texten, das Wiedergeben von Musik, Internet-Kommunikation sowie Computerspiele, ausführen. Des Weiteren ist die Anzeigeoberfläche des Anzeigeabschnitts 9001 gekrümmt, und eine Anzeige kann auf der gekrümmten Anzeigeoberfläche durchgeführt werden. Mit dem tragbaren Informationsendgerät 9200 kann ferner eine Nahbereichskommunikation entsprechend einem Kommunikationsstandard durchgeführt werden. Zum Beispiel wird eine gegenseitige Kommunikation mit einem Headset, das zur drahtlosen Kommunikation in der Lage ist, durchgeführt, wodurch ein Freisprechen ermöglicht wird. Das tragbare Informationsendgerät 9200 beinhaltet ferner den Verbindungsanschluss 9006 und kann über einen Verbinder direkte Datenkommunikation mit einem anderen Informationsendgerät ausführen. Ein Aufladen über den Verbindungsanschluss 9006 ist auch möglich. Es sei angemerkt, dass der Ladevorgang ohne den Verbindungsanschluss 9006 durch drahtlose Stromzufuhr durchgeführt werden kann.
  • Bei dem in 9(B) dargestellten tragbaren Informationsendgerät 9201 ist die Anzeigeoberfläche des Anzeigeabschnitts 9001 nicht gekrümmt, im Unterschied zu dem in 9(A) dargestellten tragbaren Informationsendgerät. Des Weiteren ist die Außenform des Anzeigeabschnitts des tragbaren Informationsendgeräts 9201 nicht rechteckig (kreisförmig in 9(B)).
  • 9(C) bis 9(E) sind perspektivische Ansichten, die ein zusammenklappbares tragbares Informationsendgerät 9202 darstellen. Es sei angemerkt, dass 9(C) eine perspektivische Ansicht des tragbaren Informationsendgeräts 9202 in dem geöffneten Zustand ist, 9(D) eine perspektivische Ansicht des tragbaren Informationsendgeräts 9202 in einem Zustand beim Wechseln zwischen dem geöffneten Zustand und dem zusammengeklappten Zustand ist, und 9(E) eine perspektivische Ansicht des tragbaren Informationsendgeräts 9202 in dem zusammengeklappten Zustand ist.
  • Wenn sich das tragbare Informationsendgerät 9202 in dem zusammengeklappten Zustand befindet, ist es sehr gut tragbar. Wenn es sich in dem geöffneten Zustand befindet, ist ein nahtloser großer Anzeigebereich sehr gut durchsuchbar. Der Anzeigeabschnitt 9001 des tragbaren Informationsendgeräts 9202 wird von drei Gehäusen 9000 getragen, die durch Gelenke 9055 miteinander verbunden sind. Die Form des tragbaren Informationsendgeräts 9202 kann reversibel von dem geöffneten Zustand zu dem zusammengeklappten Zustand geändert werden, indem es an den Gelenken 9055 zwischen den zwei Gehäusen 9000 gebogen wird. Beispielsweise kann das tragbare Informationsendgerät 9202 mit einem Krümmungsradius von größer als oder gleich 1 mm und kleiner als oder gleich 150 mm gebogen werden.
  • Diese Ausführungsform kann je nach Bedarf mit einer der anderen Ausführungsformen kombiniert werden.
  • (Ausführungsform 5)
  • Bei dieser Ausführungsform werden Beispiele, in denen das Licht emittierende Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für verschiedene Beleuchtungsvorrichtungen verwendet wird, anhand von 10 und 11 beschrieben. Unter Verwendung des Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine hochzuverlässige Beleuchtungsvorrichtung mit vorteilhafter Emissionseffizienz hergestellt werden.
  • Ein elektronisches Gerät oder eine Beleuchtungsvorrichtung, das/die einen Licht emittierenden Bereich mit einer gekrümmten Oberfläche aufweist, kann unter Verwendung des Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhalten werden, das über einem Substrat mit Flexibilität hergestellt wird.
  • Des Weiteren kann eine Licht emittierende Vorrichtung, bei der das Licht emittierende Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, auch für eine Beleuchtung für Fahrzeuge verwendet werden; Beispiele dafür sind eine Beleuchtung für eine Windschutzscheibe, eine Fahrzeugdecke und dergleichen.
  • 10(A) ist eine perspektivische Ansicht, die eine Oberfläche eines Multifunktionsgeräts 3500 darstellt, und 10(B) ist eine perspektivische Ansicht, die die andere Oberfläche des Multifunktionsgeräts 3500 darstellt. In einem Gehäuse 3502 des Multifunktionsgeräts 3500 sind ein Anzeigeabschnitt 3504, eine Kamera 3506, eine Beleuchtung 3508 und dergleichen eingebaut. Die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann für die Beleuchtung 3508 verwendet werden.
  • Die Beleuchtung 3508, die die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst, dient als planare Lichtquelle. Demzufolge kann die Beleuchtung 3508 im Gegensatz zu einer Punktlichtquelle, für die eine LED ein typisches Beispiel ist, eine Lichtemission mit niedriger Richtwirkung bereitstellen. Wenn die Beleuchtung 3508 und die Kamera 3506 beispielsweise in Kombination verwendet werden, kann eine Bilderfassung durch die Kamera 3506 mit der Beleuchtung 3508 durchgeführt werden, die aufleuchtet oder blitzt. Da die Beleuchtung 3508 als planare Lichtquelle dient, kann ein Foto genauso aufgenommen werden wie unter natürlichem Licht.
  • Es sei angemerkt, dass das Multifunktionsgerät 3500, das in 10(A) und 10(B) dargestellt wird, wie bei den elektronischen Geräten, die in 9(A) bis 9(C) dargestellt werden, eine Vielzahl von Funktionen aufweisen kann.
  • Das Gehäuse 3502 kann einen Lautsprecher, einen Sensor (einen Sensor mit einer Funktion zum Messen von Kraft, Verschiebung, Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Winkelgeschwindigkeit, Drehzahl, Abstand, Licht, Flüssigkeit, Magnetismus, Temperatur, chemischer Substanz, Ton, Zeit, Härte, elektrischem Feld, Strom, Spannung, elektrischer Leistung, Strahlung, Durchflussrate, Feuchtigkeit, Steigungsgrad, Schwingung, Geruch oder Infrarotstrahlen), ein Mikrofon und dergleichen umfassen. Wenn eine Erfassungsvorrichtung, die einen Sensor, wie z. B. einen Gyroskopsensor oder einen Beschleunigungssensor, zum Erfassen der Neigung beinhaltet, innerhalb des Multifunktionsgeräts 3500 bereitgestellt ist, kann die Anzeige auf dem Bildschirm des Anzeigeabschnitts 3504 automatisch durch Bestimmung der Ausrichtung des Multifunktionsgeräts 3500 (ob das Multifunktionsgerät horizontal oder vertikal zu einem Querformat oder Hochformat angeordnet ist) geändert werden.
  • Der Anzeigeabschnitt 3504 kann als Bildsensor dienen. Zum Beispiel wird ein Bild eines Handabdrucks, eines Fingerabdrucks oder dergleichen durch Berührung des Anzeigeabschnitts 3504 mit der Handfläche oder dem Finger aufgenommen, wodurch eine persönliche Authentifizierung durchgeführt werden kann. Ferner kann, indem eine Hintergrundbeleuchtung oder eine Abtast-Lichtquelle, die Nah-Infrarotlicht emittiert, in dem Anzeigeabschnitt 3504 bereitgestellt ist, ein Bild einer Fingervene, einer Handflächenvene oder dergleichen aufgenommen werden. Es sei angemerkt, dass die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für den Anzeigeabschnitt 3504 verwendet werden kann.
  • 10(C) ist eine perspektivische Ansicht eines Sicherheitslichts 3600. Das Sicherheitslicht 3600 umfasst eine Beleuchtung 3608 an der Außenseite des Gehäuses 3602, und ein Lautsprecher 3610 und dergleichen sind in dem Gehäuse 3602 eingebaut. Das Licht emittierende Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann für die Beleuchtung 3608 verwendet werden.
  • Das Sicherheitslicht 3600 emittiert Licht, wenn die Beleuchtung 3608 beispielsweise gegriffen oder gehalten wird. Eine elektronische Schaltung, die die Art der Lichtemission von dem Sicherheitslicht 3600 steuern kann, kann in dem Gehäuse 3602 bereitgestellt sein. Die elektronische Schaltung kann eine Schaltung sein, die eine Lichtemission einmalig oder periodisch vielzählige Male ermöglicht, oder kann eine Schaltung sein, die die Menge an emittierten Licht anpassen kann, indem sie den Stromwert für die Lichtemission steuert. Eine Schaltung kann eingebaut sein, mit der ein lauter akustischer Alarm von dem Lautsprecher 3610 gleichzeitig mit der Lichtemission von der Beleuchtung 3608 ausgegeben wird.
  • Das Sicherheitslicht 3600 kann Licht in verschiedene Richtungen emittieren; demzufolge ist es möglich einen Verbrecher oder dergleichen mit Licht, oder Licht und Lärm, einzuschüchtern. Des Weiteren kann das Sicherheitslicht 3600 eine Kamera enthalten, wie z. B. eine digitale Fotokamera, um eine Fotografiefunktion aufzuweisen.
  • 11 stellt ein Beispiel dar, in dem das Licht emittierende Element für eine Innenraumbeleuchtungsvorrichtung 8501 verwendet wird. Da das Licht emittierende Element eine größere Fläche aufweisen kann, kann auch eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer großen Fläche ausgebildet werden. Zudem kann auch eine Beleuchtungsvorrichtung 8502, bei der ein Licht emittierender Bereich eine gekrümmte Oberfläche aufweist, unter Verwendung eines Gehäuses mit einer gekrümmten Oberfläche ausgebildet werden. Das Licht emittierende Element, das bei dieser Ausführungsform beschrieben worden ist, weist die Form eines Dünnfilms auf, was es ermöglicht, das Gehäuse freier zu gestalten. Folglich kann die Beleuchtungsvorrichtung auf verschiedene Weisen kunstvoll gestaltet werden. Darüber hinaus kann eine Wand des Zimmers mit einer großen Beleuchtungsvorrichtung 8503 versehen sein. Berührungssensoren können in den Beleuchtungsvorrichtungen 8501, 8502 und 8503 angeordnet sein, um das Ein- oder Ausschalten der Beleuchtungsvorrichtungen zu steuern.
  • Wenn das Licht emittierende Element auf der Oberflächenseite eines Tisches verwendet wird, kann ferner eine Beleuchtungsvorrichtung 8504 mit einer Funktion als Tisch erhalten werden. Wenn das Licht emittierende Element als Teil eines anderen Möbelstücks verwendet wird, kann eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer Funktion als betreffendes Möbelstück erhalten werden.
  • Wie vorstehend beschrieben worden ist, können die Beleuchtungsvorrichtungen und die elektronischen Geräte unter Verwendung der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhalten werden. Es sei angemerkt, dass die Licht emittierende Vorrichtung für elektronische Geräte auf verschiedenen Gebieten verwendet werden kann, ohne dabei auf die Beleuchtungsvorrichtungen und die elektronischen Geräte beschränkt zu sein, die bei dieser Ausführungsform beschrieben worden sind.
  • Es sei angemerkt, dass die bei dieser Ausführungsform beschriebenen Strukturen je nach Bedarf in Kombination mit einer der bei den anderen Ausführungsformen beschriebenen Strukturen verwendet werden können.
  • [Beispiel 1]
  • In diesem Beispiel werden Beispiele zum Herstellen von Licht emittierenden Elementen, bei denen es sich um eine Art einer elektronischen Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt, und Eigenschaften dieser Licht emittierenden Elemente beschrieben. Ferner werden ein Brechungsindex einer organischen Verbindung, die für eine Lochinjektionsschicht verwendet wurde, und ein Brechungsindex der Lochinjektionsschicht beschrieben. 2(A) ist eine Querschnittsansicht, die die Struktur der Elemente, die in diesem Beispiel hergestellt wurden, zeigt. Tabelle 1 zeigt die Details der Elementstrukturen. Außerdem werden Strukturen und Abkürzungen der Verbindungen, die hier verwendet wurden, nachstehend angegeben.
  • Figure DE112018002586B4_0009
  • [Tabelle 1]
    Schicht Bezugszeichen Dicke (nm) Material Gewichtsverhältnis
    Licht emittierende Vergleichselemente 1-4 Elektrode 102 200 Al -
    Elektroneninjektionsschicht 119 1 LiF -
    Elektronentransportschicht 118(2) 10 BPhen -
    118(1) 20 4,6mCzP2Pm -
    Licht emittierende Schicht 130(2) 20 4,6mCzP2Pm:PCCP:Ir(pbi-diBuCNp)3 0,8:0,2:0,1
    130(1) 20 4,6mCzP2Pm:PCCP:Ir(pbi-diBuCNp)3 0,5:0,5:0,1
    Lochtransportschicht 112 20 PCCP -
    Lochinjektionsschicht 111 x1 DBT3P-II : MoO3 2:0,5
    Elektrode 101 70 ITSO -
    Licht emittierende Elemente 5-8 Elektrode 102 200 Al -
    Elektroneninjektionsschicht 119 1 LiF -
    Elektronentransportschicht 118(2) 10 BPhen -
    118(1) 20 4,6mCzP2Pm -
    Licht emittierende Schicht 130(2) 20 4,6mCzP2Pm:PCCP:Ir(pbi-diBuCNp)3 0,8:0,2:0,1
    130(1) 20 4,6mCzP2Pm:PCCP:Ir(pbi-diBuCNp)3 0,5:0,5:0,1
    Lochtransportschicht 112 20 PCCP -
    Lochinjektionsschicht 111(2) x2 DBT3P-II : MoO3 2:0,5
    111(1) 35 dmCBP : MoO3 2:0,5
    Elektrode 101 70 ITSO -
    Licht emittierende Elemente 9-12 Elektrode 102 200 Al -
    Elektroneninjektionsschicht 119 1 LiF -
    Elektronentransportschicht 118(2) 10 BPhen -
    118(1) 20 4,6mCzP2Pm -
    Licht emittierende Schicht 130(2) 20 4,6mCzP2Pm:PCCP:Ir(pbi-diBuCNp)3 0,8:0,2:0,1
    130(1) 20 4,6mCzP2Pm:PCCP:Ir(pbi-diBuCNp)3 0,5:0,5:0,1
    Lochtransportschicht 112 20 PCCP -
    Lochinjektionsschicht 111(2) x2 DBT3P-II : MoO3 2:0,5
    111(1) 35 TAPC: MoO3 2:0,5
    Elektrode 101 70 ITSO -
  • [Tabelle 2]
    Licht emittierendes Vergleichselement 1 Licht emittierendes Vergleichselement 2 Licht emittierendes Vergleichselement 3 Licht emittierendes Vergleichselement 4
    x1 35 40 45 50
  • [Tabelle 3]
    Licht emittierende Elemente 5,9 Licht emittierende Elemente 6,10 Licht emittierende Elemente 7,11 Licht emittierende Elemente 8,12
    x2 0 5 10 15
  • <Messung des Brechungsindex>
  • Es wurden der Brechungsindex der organischen Verbindung, die in der Lochinjektionsschicht 111 des Licht emittierenden Vergleichselements 1, des Licht emittierenden Vergleichselements 2, des Licht emittierenden Vergleichselements 3 und des Licht emittierenden Vergleichselements 4 sowie des Licht emittierenden Elements 5, des Licht emittierenden Elements 6, des Licht emittierenden Elements 7 und des Licht emittierenden Elements 8 sowie des Licht emittierenden Elements 9, des Licht emittierenden Elements 10, des Licht emittierenden Elements 11 und des Licht emittierenden Elements 12 verwendet wurde, und der Brechungsindex der Lochinjektionsschicht 111 gemessen. Der Brechungsindex wurde bei Raumtemperatur mit einem Rotating Compensator Variable Angle High Speed Spectroscopic Ellipsometer (M-2000U, hergestellt von J. A. Woollam Co.) gemessen. Die Messproben wurden unter Verwendung eines Vakuumverdampfungsverfahrens über einem Quarzsubstrat ausgebildet. n Ordinary und n Extraordinary wurden gemessen und n average wurde berechnet.
  • In 12 werden die Ergebnisse der Brechungsindexmessung jedes Films im Hinblick auf Licht mit einer Wellenlänge von 532 nm gezeigt. Aus 12 ist ersichtlich, dass DBT3P-II, das bei dem Licht emittierenden Vergleichselement 1, dem Licht emittierenden Vergleichselement 2, dem Licht emittierenden Vergleichselement 3 und dem Licht emittierenden Vergleichselement 4 verwendet wurde, den höchsten Brechungsindex aufwies. Es ist weiterhin ersichtlich, dass dmCBP, das bei dem Licht emittierenden Element 5, dem Licht emittierenden Element 6, dem Licht emittierenden Element 7 und dem Licht emittierenden Element 8 verwendet wurde, eine organische Verbindung mit einem niedrigen Brechungsindex, d. h. einem n Ordinary von 1,75 oder niedriger, war. Außerdem ist festgestellt worden, dass TAPC, das bei dem Licht emittierenden Element 9, dem Licht emittierenden Element 10, dem Licht emittierenden Element 11 und dem Licht emittierenden Element 12 verwendet wurde, eine organische Verbindung mit einem sehr niedrigen Brechungsindex, d. h. einem n Ordinary von 1,70 oder niedriger, war.
  • Ferner wird für die Lochinjektionsschicht 111 vorzugsweise ein Material mit einer Elektronendonatoreigenschaft verwendet, da eine Lochinjektionseigenschaft erforderlich ist. Somit ist davon ausgegangen worden, dass die Lochinjektionsschicht 111 der Licht emittierenden Elemente, bei denen MoO3 mit einem hohen Brechungsindex als Material mit einer Elektronendonatoreigenschaft verwendet wurde, einen hohen Brechungsindex aufweist. Es ist jedoch aus 12 ersichtlich, dass der Brechungsindex der Filme, bei denen MoO3 den jeweiligen organischen Verbindungen zugesetzt worden war (d. h. der Lochinjektionsschicht 111 jedes Licht emittierenden Elements), nur etwas über dem Brechungsindex der jeweiligen organischen Verbindungen lag. Mit anderen Worten: Es ist festgestellt worden, dass selbst dann, wenn ein Material mit einem hohen Brechungsindex als Material mit einer Elektronendonatoreigenschaft verwendet wird, eine Lochinjektionsschicht 111 mit einem niedrigen Brechungsindex erhalten werden kann, indem eine organische Verbindung mit einem niedrigen Brechungsindex für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet wird.
  • Es ist aus 12 weiterhin ersichtlich, dass die Differenz zwischen n Ordinary und n Extraordinary der Lochinjektionsschicht 111 jedes Licht emittierenden Elements kleiner ist als die Differenz zwischen n Ordinary und n Extraordinary der entsprechenden organischen Verbindungsfilme. Mit anderen Worten: Es ist festgestellt worden, dass die Anisotropie eines Mischfilms aus MoO3, bei dem es sich um ein Elektronenakzeptormaterial handelt, und einer organischen Verbindung im Vergleich zu einem organischen Verbindungsfilm niedrig ist.
  • <Herstellung der Licht emittierenden Elemente>
  • <<Herstellung der Licht emittierenden Vergleichselemente 1 bis 4»
  • Als Elektrode 101 wurde ein ITSO-Film in einer Dicke von 70 nm über einem Glassubstrat ausgebildet. Die Elektrodenfläche der Elektrode 101 betrug 4 mm2 (2 mm × 2 mm). Der Brechungsindex (n Ordinary) des ITSO-Films im Hinblick auf Licht mit einer Wellenlänge von 532 nm ist 2,07.
  • Als Nächstes wurden als Lochinjektionsschicht 111 1,3,5-Tri-(4-dibenzothiophenyl)-benzol (Abkürzung: DBT3P-II) und MoO3 durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von DBT3P-II: MoO3 = 2:0,5 in einer Dicke von x1 nm über der Elektrode 101 abgeschieden. Es sei angemerkt, dass der Wert x1 vom Licht emittierenden Element abhängig ist und Tabelle 2 den Wert x1 für jedes Licht emittierende Element zeigt.
  • Als Nächstes wurde als Lochtransportschicht 112 PCCP durch Verdampfung in einer Dicke von 20 nm über der Lochinjektionsschicht 111 abgeschieden.
  • Anschließend wurden als Licht emittierende Schicht 130(1) 4,6mCzP2Pm, PCCP und Ir(pbi-diBuCNp)3 (Zusammensetzung: faciale Isomere zu meridionalen Isomeren = 3:2) durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von 4,6mCzP2Pm: PCCP: Ir(pbi-diBuCNp)3 = 0,5:0,5:0,1 in einer Dicke von 20 nm über der Lochtransportschicht 112 abgeschieden, und anschließend wurden als Licht emittierende Schicht 130(2) 4,6mCzP2Pm, PCCP und Ir(pbi-diBuCNp)3 durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von 4,6mCzP2Pm: PCCP: Ir(pbi-diBuCNp)3 = 0,8:0,2:0,1 in einer Dicke von 20 nm abgeschieden. Es sei angemerkt, dass Ir(pbi-diBuCNp)3 in jeder der Licht emittierenden Schichten 130(1) und 130(2) ein Gastmaterial ist, das Phosphoreszenz emittiert.
  • Als Nächstes wurde als erste Elektronentransportschicht 118(1) 4,6mCzP2Pm über der Licht emittierenden Schicht 130(2) durch Co-Verdampfung in einer Dicke von 20 nm abgeschieden. Dann wurde als zweite Elektronentransportschicht 118(2) Bathophenanthrolin (Abkürzung: BPhen) über der ersten Elektronentransportschicht 118(1) durch Verdampfung in einer Dicke von 10 nm abgeschieden.
  • Anschließend wurde als Elektroneninjektionsschicht 119 Lithiumfluorid (LiF) durch Verdampfung in einer Dicke von 1 nm über der zweiten Elektronentransportschicht 118(2) abgeschieden.
  • Als Elektrode 102 wurde dann Aluminium (Al) in einer Dicke von 200 nm über der Elektroneninjektionsschicht 119 abgeschieden.
  • Anschließend wurden die Licht emittierenden Vergleichselemente 1 bis 4 in einem Handschuhkasten, der eine Stickstoffatmosphäre enthielt, durch Fixieren eines Glassubstrats zur Versiegelung an dem Glassubstrat, über dem das organische Material abgeschieden worden war, unter Verwendung eines Dichtungsmittels für eine organische EL-Vorrichtung abgedichtet. Insbesondere wurde, nachdem das Dichtungsmittel in der Umgebung der auf dem Glassubstrat abgeschiedenen organischen Materialien aufgetragen worden war und dieses Substrat und das Glassubstrat zur Versiegelung miteinander verbunden wurden, eine Stunde lang eine Bestrahlung mit ultraviolettem Licht mit einer Wellenlänge von 365 nm bei 6 J/cm2 und eine Wärmebehandlung bei 80 °C durchgeführt. Durch die vorstehenden Schritte wurden die Licht emittierenden Vergleichselemente 1 bis 4 erhalten.
  • «Herstellung der Licht emittierenden Elemente 5 bis 8»
  • Die Licht emittierenden Elemente 5 bis 8 wurden durch die gleichen Schritte wie diejenigen der Licht emittierenden Vergleichselemente 1 bis 4 hergestellt, mit Ausnahme des Schritts zum Ausbilden der Lochinjektionsschicht 111.
  • Als Lochinjektionsschicht 111(1) wurden dmCBP und MoO3 durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von dmCBP: MoO3 = 2:0,5 in einer Dicke von 35 nm über der Elektrode 101 abgeschieden, und anschließend wurden DBT3P-II und MoO3 durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von DBT3P-II: MoO3 = 2:0,5 in einer Dicke von x2 nm abgeschieden. Es sei angemerkt, dass der Wert x2 vom Licht emittierenden Element abhängig ist und Tabelle 3 den Wert x2 für jedes Licht emittierende Element zeigt.
  • <<Herstellung der Licht emittierenden Elemente 9 bis 12»
  • Die Licht emittierenden Elemente 9 bis 12 wurden durch die gleichen Schritte wie diejenigen der Licht emittierenden Vergleichselemente 1 bis 4 hergestellt, mit Ausnahme des Schritts zum Ausbilden der Lochinjektionsschicht 111.
  • Als Lochinjektionsschicht 111(1) wurden TAPC und MoO3 durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von TAPC: MoO3=2:0,5 in einer Dicke von 35 nm über der Elektrode 101 abgeschieden, und anschließend wurden DBT3P-II und MoO3 durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von DBT3P-II: MoO3 = 2:0,5 in einer Dicke von x2 nm abgeschieden. Es sei angemerkt, dass der Wert x2 vom Licht emittierenden Element abhängig ist und Tabelle 3 den Wert x2 für jedes Licht emittierende Element zeigt.
  • <Eigenschaften der Licht emittierenden Elemente>
  • Anschließend wurden die Eigenschaften der hergestellten Licht emittierenden Vergleichselemente 1 bis 4 und der Licht emittierenden Elemente 5 bis 12 gemessen. Die Leuchtdichte und die CIE-Chromatizität wurden mit einem Leuchtdichte-Farbmessgerät (BM-5A, hergestellt von TOPCON TECHNOHOUSE CORPORATION) gemessen. Das Elektrolumineszenzspektrum wurde mit einem Mehrkanalspektrometer (PMA-11, hergestellt von Hamamatsu Photonics K.K.) gemessen. Die Messung der Licht emittierenden Elemente wurde bei Raumtemperatur (in einer Atmosphäre, die bei 23 °C gehalten wurde) durchgeführt.
  • Die Stromeffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften des Licht emittierenden Vergleichselements 1, des Licht emittierenden Elements 5 und des Licht emittierenden Elements 9 unter den hergestellten Licht emittierenden Elementen werden in 13 gezeigt. 14 zeigt ferner die Stromdichte-Spannungs-Eigenschaften davon. 15 zeigt die externen Quanteneffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften davon. Es sei angemerkt, dass es sich bei der externen Quanteneffizienz, die in 15 gezeigt wird, um diejenige handelt, an der keine Betrachtungswinkelkorrektur durchgeführt wurde und bei der die Messung im Hinblick auf die Licht emittierenden Elemente von der Vorwärtsrichtung aus durchgeführt wurde. Es sei angemerkt, dass als organische Verbindung der Lochinjektionsschicht 111 des Licht emittierenden Vergleichselements 1, des Licht emittierenden Elements 5 und des Licht emittierenden Elements 9 DBT3P-11, dmCBP bzw. TAPC verwendet wurde; die Komponenten außer der Lochinjektionsschicht 111 wiesen die gleiche Elementstruktur auf.
  • Aus 14 ist ersichtlich, dass das Licht emittierende Vergleichselement 1, das Licht emittierende Element 5 und das Licht emittierende Element 9 ähnliche Stromdichte-Spannungs-Eigenschaften aufwiesen. Folglich ist festgestellt worden, dass selbst bei Verwendung einer organischen Verbindung mit einem niedrigen Brechungsindex für die Lochinjektionsschicht 111, die Licht emittierenden Elemente eine vorteilhafte Lochinjektionseigenschaft aufwiesen.
  • Ferner ist aus 13 und 15 ersichtlich, dass das Licht emittierende Vergleichselement 1, das Licht emittierende Element 5 und das Licht emittierende Element 9 eine hohe Stromeffizienz von über 100 cd/A sowie eine hohe externe Quanteneffizienz von über 30 % aufwiesen. Die Effizienz des Licht emittierenden Elements 5 und des Licht emittierenden Elements 9, bei denen dmCBP und TAPC, organische Verbindungen mit einem niedrigen Brechungsindex, für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet wurden, ist höher als bei dem Licht emittierenden Vergleichselement 1, bei dem DBT3P-II, ein Material mit hohem Brechungsindex, verwendet wurde.
  • 16 zeigt Emissionsspektren des Licht emittierenden Vergleichselements 1, des Licht emittierenden Elements 5 und des Licht emittierenden Elements 9 zu dem Zeitpunkt, zu dem ein Strom mit einer Stromdichte von 25 mA/cm2 durch diese floss. Wie in 16 gezeigt, wiesen die Emissionsspektren des Licht emittierenden Vergleichselements 1, des Licht emittierenden Elements 5 und des Licht emittierenden Elements 9 Peaks in der Nähe von 515 nm und 550 nm auf; die Lichtemission ist auf Ir(pbi-diBuCNp)3, das Gastmaterial, das in der Licht emittierenden Schicht 130 enthalten ist, zurückzuführen.
  • Zudem werden die Elementeigenschaften der Licht emittierenden Vergleichselemente 1 bis 4 und der Licht emittierenden Elemente 5 bis 12 bei einer Leuchtdichte von etwa 1000 cd/m2 in Tabelle 4 zusammengefasst. Bei der in Tabelle 4 dargestellten externen Quanteneffizienz handelt es sich um diejenige nach der Durchführung einer Betrachtungswinkelkorrektur.
  • [Tabelle 4]
    Spannung (V) Stromdichte (mA/cm2) CIE-Chromatizität (x,y) Leuchtdichte (cd/m2) Stromeffizienz (cd/A) Leistungseffizienz (Im/W) externe Quanteneffizienz (%) (nach Betrachtungswinkelkorrektur)
    Licht emittierendes Vergleichselement 1 3,00 0,48 (0,308, 0,649) 575 120 125 28,9
    Licht emittierendes Vergleichselement 2 3,10 0,79 (0,317, 0,643) 941 119 120 29,9
    Licht emittierendes Vergleichselement 3 3,00 0,51 (0,326, 0,637) 596 116 121 30,5
    Licht emittierendes Vergleichselement 4 3,00 0,54 (0,334, 0,629) 600 111 116 30,4
    Licht emittierendes Element 5 3,10 0,79 (0,309, 0,649) 1004 127 129 30,5
    Licht emittierendes Element 6 3,00 0,50 (0,319, 0,642) 615 124 130 31,2
    Licht emittierendes Element 7 3,10 0,80 (0,329, 0,634) 938 118 119 31,2
    Licht emittierendes Element 8 3,00 0,51 (0,339, 0,627) 575 112 117 31,1
    Licht emittierendes Element 9 3,30 0,70 (0,313, 0,646) 898 128 122 31,5
    Licht emittierendes Element 10 3,10 0,80 (0,324, 0,639) 986 123 125 31,8
    Licht emittierendes Element 11 3,00 0,52 (0,334, 0,631) 613 117 123 31,8
    Licht emittierendes Element 12 3,10 0,80 (0,346, 0,622) 863 108 109 31,0
  • Aus den vorstehenden Ergebnissen ist ersichtlich, dass unabhängig von der Struktur der Lochinjektionsschicht 111 die in diesem Beispiel hergestellten Licht emittierenden Vergleichselemente 1 bis 4 und Licht emittierenden Elemente 5 bis 12 eine vorteilhafte Ansteuerspannung und Emissionseffizienz aufwiesen.
  • <Beziehung zwischen dem Brechungsindex der Lochinjektionsschicht 111 und der externen Quanteneffizienz>
  • In 17 wird die Beziehung zwischen der Chromatizität x und der externen Quanteneffizienz anhand/bezüglich der organischen Materialien, die für die Lochinjektionsschichten 111 verwendet wurden, unter Verwendung der Werte der Elemente, die in Tabelle 4 dargestellt werden, gezeigt. In 17 werden die Werte der Licht emittierenden Vergleichselemente 1 bis 4 für die Daten der Kurve „DBT3P-II“, die Werte der Licht emittierenden Elemente 5 bis 8 für die Daten der Kurve „dmCBP“ und die Werte der Licht emittierenden Elemente 9 bis 12 für die Daten der Kurve „TAPC“ verwendet. Selbst in dem Fall, in dem die Dicke der Lochinjektionsschicht 111 der Licht emittierenden Vergleichselemente 1 bis 4 und der Licht emittierenden Elemente 5 bis 12 gleich ist, unterscheiden sich die Brechungsindizes je nach verwendeter organischer Verbindung voneinander, wodurch sich die optische Weglänge von dem Lichtemissionsbereich jedes Licht emittierenden Elements bis zum Substrat verändert. Wenn sich die optische Weglänge verändert, verändert sich auch die externe Quanteneffizienz, wodurch bei der Berechnung der Beziehung zwischen dem Brechungsindex der Lochinjektionsschicht 111 und der externen Quanteneffizienz die Notwendigkeit der Anpassung der optischen Weglänge der Licht emittierenden Elemente besteht, wodurch die Feinanpassung der Dicke der EL-Schicht durch die Herstellung des Licht emittierenden Elements schwierig wird.
  • Bei Licht emittierenden Elementen, bei denen das gleiche Licht emittierende Material verwendet wird, kommt es in dem Fall, in dem die optischen Weglängen von dem Lichtemissionsbereich bis zum Substrat der jeweiligen Licht emittierenden Elemente unterschiedlich sind, auch zu Unterschieden in den Emissionsspektren und der Chromatizität, die von den Licht emittierenden Elementen erhalten werden. Andererseits kann davon ausgegangen werden, dass in dem Fall, in dem die gleiche Chromatizität von den Licht emittierenden Elementen erhalten wird, auch die Emissionsspektren von den Licht emittierenden Elementen gleich sind. Mit anderen Worten: In dem Fall, in dem von den Licht emittierenden Elementen die gleiche Chromatizität erhalten wird, ist es möglich, zu sagen, dass die optischen Weglängen von dem Lichtemissionsbereich bis zum Substrat der jeweiligen Licht emittierenden Elemente gleich sind. Folglich ist es möglich, die Beziehung zwischen dem Brechungsindex der Lochinjektionsschicht 111 und der externen Quanteneffizienz zu berechnen, indem die Beziehung zwischen der externen Quanteneffizienz und der Chromatizität x bzw. Chromatizität y in Betracht gezogen wird.
  • Aus 12 ist ersichtlich, dass unter den organischen Verbindungen, die für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet wurden, DBT3P-II den höchsten Brechungsindex aufwies, gefolgt von dmCBP und TAPC. Aus 17 ist ersichtlich, dass je niedriger der Brechungsindex der organischen Verbindung war, die für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet wurde, desto höher war die externe Quanteneffizienz. Dies liegt daran, dass eine Abschwächung von Licht infolge des Evaneszenz-Modus verringert wird, was zur Verbesserung der Lichtextraktionseffizienz führt.
  • Aus dem Obigen ist ersichtlich, dass unter Verwendung einer organischen Verbindung mit einem niedrigen Brechungsindex für die Lochinjektionsschicht 111 ein Licht emittierendes Element mit vorteilhafter Lichtextraktionseffizienz erhalten werden kann, wobei die Lochinjektionseigenschaft beibehalten wird.
  • <Beziehung zwischen dem Volumenverhältnis der Elektronendonatorsubstanz zu der Elektronenakzeptorsubstanz in der Lochinjektionsschicht 111 und der externen Quanteneffizienz>
  • Hier wird die Beziehung zwischen dem Volumenverhältnis der Elektronenakzeptorsubstanz (MoO3) zu der Elektronendonatorsubstanz (im Folgenden als Volumenverhältnis von MoO3 bezeichnet) in der Lochinjektionsschicht 111 und der externen Quanteneffizienz untersucht. Details der Elementstrukturen werden ferner in Tabelle 5 gezeigt. Außerdem werden Strukturen und Abkürzungen der Verbindungen, die hier verwendet wurden, nachstehend angegeben. Es sei angemerkt, dass für die anderen organischen Verbindungen auf die vorstehenden Verbindungen verwiesen werden kann.
  • Figure DE112018002586B4_0010
  • [Tabelle 5]
    Schicht Bezugszeichen Dicke (nm) Material Gewichtsverhältnis
    Licht emittierende Elemente 13-18 Elektrode 102 200 Al -
    Elektroneninjektionsschicht 119 1 LiF -
    118(2) 10 BPhen -
    Elektronentransportschicht 118(1) 20 4,6mCzP2Pm -
    130(2) 20 4,6mCzP2Pm:PCCP:Ir(tBuppm)3 0,8:0,2:0,075
    Licht emittierende Schicht 130(1) 20 4,6mCzP2Pm:PCCP:Ir(tBuppm)3 0,5:0,5:0,075
    Lochtransportschicht 112 20 PCCP -
    Lochinjektionsschicht 111 40 DBT3P-II : MoO3 3-y:y
    Elektrode 101 70 ITSO -
  • [Tabelle 6]
    Licht emittierendes Element 13 Licht emittierendes Element 14 Licht emittierendes Element 15 Licht emittierendes Element 16 Licht emittierendes Element 17 Licht emittierendes Element 18
    y 0,25 0,5 1,0 1,5 2 2,5
    Volumenverhältnis von MoO3 0,02 0,05 0,1 0,29 0,33 0,56
  • «Herstellung der Licht emittierenden Elemente 13 bis 18»
  • Die Licht emittierenden Elemente 13 bis 18 wurden durch die gleichen Schritte wie diejenigen der Licht emittierenden Vergleichselemente 1 bis 4 hergestellt, mit Ausnahme der Schritte zum Ausbilden der Lochinjektionsschicht 111 und der Licht emittierenden Schicht 130.
  • Als Lochinjektionsschicht 111 wurden DBT3P-II und MoO3 durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von DBT3P-II: MoO3 = 3-y: y in einer Dicke von 40 nm über der Elektrode 101 abgeschieden. Es sei angemerkt, dass der Wert y vom Licht emittierenden Element abhängig ist und Tabelle 6 den Wert y für jedes Licht emittierende Element zeigt. Tabelle 6 zeigt ferner das Ergebnis der Umrechnung des Gewichtsverhältnis in das Volumenverhältnis von MoO3.
  • Als Licht emittierende Schicht 130(1) wurden anschließend 4,6mCzP2Pm, PCCP und Ir(tBuppm)3 durch Co-Verdampfung über der Lochtransportschicht 112 in einem Gewichtsverhältnis von 4,6mCzP2Pm: PCCP: Ir(tBuppm)3 = 0,5:0,5:0,075 in einer Dicke von 20 nm abgeschieden, und dann wurden als Licht emittierende Schicht 130(2) 4,6mCzP2Pm, PCCP und Ir(tBuppm)3 durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von 4,6mCzP2Pm: PCCP: Ir(tBuppm)3 = 0,8:0,2:0,075 in einer Dicke von 20 nm abgeschieden. Es sei angemerkt, dass Ir(tBuppm)3 in jeder der Licht emittierenden Schichten 130(1) und 130(2) ein Gastmaterial ist, das Phosphoreszenz emittiert.
  • <Eigenschaften der Licht emittierenden Elemente>
  • Als Nächstes wurden die Leuchtdichte-externe Quanteneffizienz-Eigenschaften der hergestellten Licht emittierenden Elemente 13 bis 18 gemessen. Die Messung wurde auf die vorstehend beschriebene Weise durchgeführt.
  • In 18 wird die Beziehung zwischen der externen Quanteneffizienz jedes Elements bei etwa 10000 cd/m2 und dem Volumenverhältnis von MoO3 in der Lochinjektionsschicht 111 gezeigt. Aus 18 ist ersichtlich, dass dann, wenn das Volumenverhältnis von MoO3 zu der Elektronendonatorsubstanz in dem Bereich von größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,3 liegt, eine hohe externe Quanteneffizienz von 24 % bis 26 % erhalten wird, wohingegen die Effizienz dann, wenn das Volumenverhältnis von MoO3 in einem Bereich von über 0,3 liegt, abnimmt. Dies liegt daran, dass dann, wenn das Volumenverhältnis von MoO3 in einem Bereich von über 0,3 liegt, der Einfluss der Elektronenakzeptorsubstanz (MoO3) mit hohem Brechungsindex spürbar wird, wodurch der Brechungsindex der Lochinjektionsschicht 111 größer wird; folglich wird angedeutet, dass die Lichtextraktionseffizienz verringert wird. Andererseits ist vermutlich dann, wenn das Volumenverhältnis von MoO3 in dem Bereich von größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,3 liegt, der Einfluss der Elektronenakzeptorsubstanz (MoO3) mit hohem Brechungsindex gering, da der Brechungsindex der Elektronendonatorsubstanz, welcher niedriger ist als der Brechungsindex der Elektronenakzeptorsubstanz (MoO3), einen starken Einfluss auf den Brechungsindex der Lochinjektionsschicht 111 aufweist, wodurch eine vorteilhafte Lichtextraktionseffizienz erhalten wird. Mit anderen Worten: Es kann ein Licht emittierendes Element mit vorteilhafter Lichtextraktionseffizienz hergestellt werden, indem das Volumenverhältnis von MoO3 in der Lochinjektionsschicht 111 in einer Dichte von größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,3 verwendet wird.
  • [Beispiel 2]
  • In diesem Beispiel werden Beispiele zum Herstellen von Licht emittierenden Elementen, elektronischen Vorrichtungen einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die sich von denen des Beispiels 1 unterscheiden, und Eigenschaften der Licht emittierenden Elemente beschrieben. Ferner werden ein Brechungsindex einer organischen Verbindung, die für eine Lochinjektionsschicht 111 verwendet wurde, und ein Brechungsindex der Lochinjektionsschicht beschrieben. Tabelle 7 zeigt die Details der Elementstrukturen. Außerdem werden Strukturen und Abkürzungen der Verbindungen, die hier verwendet wurden, nachstehend angegeben. Es sei angemerkt, dass für die anderen organischen Verbindungen auf das Beispiel 1 verwiesen werden kann.
  • Figure DE112018002586B4_0011
  • [Tabelle 7]
    Schicht Bezugszeichen Dicke (nm) Material Gewichtsverhältnis
    Licht emittierende Vergleichselemente 19-22 Elektrode 102 200 Al -
    Elektroneninjektionsschicht 119 1 LiF -
    ..... 118(2) 10 BPhen -
    Elektronentransportschicht 118(1) 20 4,6mCzP2Pm -
    Licht emittierende Schicht 130(2) 20 4,6mCzP2Pm:PCCP:Ir(ppy)3 0,8:0,2:0,1
    Licnt emittierende Schicht 130(1) 20 4,6mCzP2Pm:PCCP:Ir(ppy)3 0,5:0,5:0,1
    Lochtransportschicht 112 20 PCCP -
    Lochinjektionsschicht 111 z1 DBT3P-II : MoO3 2:0,5
    Elektrode 101 70 ITSO -
    Licht emittierende Elemente 23-26 Elektrode 102 200 Al -
    Elektroneninjektionsschicht 119 1 LiF -
    Elektronentransportschicht 118(2) 10 BPhen
    118(1) 20 4,6mCzP2Pm -
    130(2) 20 4,6mCzP2Pm:PCCP:Ir(ppy)3 0,8:0,2:0,1
    Licht emittierende Schicht 130(1) 20 4,6mCzP2Pm:PCCP:Ir(ppy)3 0,5:0,5:0,1
    Lochtransportschicht 112 20 PCCP -
    111(2) z2 DBT3P-II : MoO3 2:0,5
    Lochinjektionsschicht 111(1) 35 mCzFLP : MoO3 2:0,5
    Elektrode 101 70 ITSO -
    Licht emittierende Elemente 27-30 Elektrode 102 200 Al -
    Elektroneninjektionsschicht 119 1 LiF -
    118(2) 10 BPhen -
    Elektronentransportschicht 118(1) 20 4,6mCzP2Pm -
    Licht emittierende Schicht 130(2) 20 4,6mCzP2Pm:PCCP:Ir(ppy)3 0,8:0,2:0,1
    Licht emittierende Schicht 130(1) 20 4,6mCzP2Pm:PCCP:Ir(ppy)3 0,5:0,5:0,1
    Lochtransportschicht 112 20 PCCP -
    111(2) z2 DBT3P-II : MoO3 2:0,5
    Lochinjektionsschicht 111(1) 35 FLP2A: MoO3 2:0,5
    Elektrode 101 70 ITSO -
  • Tabelle 8
    Licht emittierendes Vergleichselement 19 Licht emittierendes Vergleichselement 20 Licht emittierendes Vergleichselement 21 Licht emittierendes Vergleichselement 22
    Z1 35 40 45 50
  • [Tabelle 9]
    Licht emittierende Elemente 23,27 Licht emittierende Elemente 24,28 Licht emittierende Elemente 25,29 Licht emittierende Elemente 26,30
    z2 0 5 10 15
  • <Messung des Brechungsindex>
  • Es wurde der Brechungsindex der organischen Verbindung, die in der Lochinjektionsschicht 111 des Licht emittierenden Vergleichselements 19, des Licht emittierenden Vergleichselements 20, des Licht emittierenden Vergleichselements 21 und des Licht emittierenden Vergleichselements 22 sowie des Licht emittierenden Elements 23, des Licht emittierenden Elements 24, des Licht emittierenden Elements 25 und des Licht emittierenden Elements 26 sowie des Licht emittierenden Elements 27, des Licht emittierenden Elements 28, des Licht emittierenden Elements 29 und des Licht emittierenden Elements 30 verwendet wurde, gemessen. Die Messung des Brechungsindex wurde wie bei dem Beispiel 1 durchgeführt.
  • In 19 werden die Ergebnisse der Brechungsindexmessung jedes Films im Hinblick auf Licht mit einer Wellenlänge von 532 nm gezeigt. Aus 19 ist ersichtlich, dass DBT3P-II, das bei dem Licht emittierenden Vergleichselement 19, dem Licht emittierenden Vergleichselement 20, dem Licht emittierenden Vergleichselement 21 und dem Licht emittierenden Vergleichselement 22 verwendet wurde, den höchsten Brechungsindex aufwies.
  • Es ist weiterhin ersichtlich, dass 9-[3-(9-Phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: mCzFLP), das bei dem Licht emittierenden Element 23, dem Licht emittierenden Element 24, dem Licht emittierenden Element 25 und dem Licht emittierenden Element 26 verwendet wurde, eine organische Verbindung mit einem niedrigen Brechungsindex, d. h. einem n Ordinary von 1,75 oder niedriger, war. Außerdem ist festgestellt worden, dass 4,4'-[Bis(9-phenylfluoren-9-yl)-triphenylamin (Abkürzung: FLP2A), das bei dem Licht emittierenden Element 27, dem Licht emittierenden Element 28, dem Licht emittierenden Element 29 und dem Licht emittierenden Element 30 verwendet wurde, eine organische Verbindung mit einem niedrigen Brechungsindex, d. h. einem n Ordinaryvon 1,75 oder niedriger, war.
  • Aus den Ergebnissen des Beispiels 1 ist ersichtlich, dass die Mischfilme aus mCzFLP oder FLP2A und MoO3, bei denen es sich um die Lochinjektionsschichten 111 der Licht emittierenden Elemente 23 bis 30 handelt, einen ähnlichen Brechungsindex wie die jeweiligen organischen Verbindungen aufwiesen, wodurch davon ausgegangen werden kann, dass sie einen niedrigeren Brechungsindex als die Mischfilme aus DBT3P-II und MoO3, bei denen es sich um die Lochinjektionsschichten 111 der Licht emittierenden Vergleichselemente 19 bis 22 handelt, aufwiesen.
  • <Herstellung der Licht emittierenden Elemente>
  • «Herstellung der Licht emittierenden Vergleichselemente 19 bis 22»
  • Die Licht emittierenden Vergleichselemente 19 bis 22 wurden durch die gleichen Schritte wie diejenigen der Licht emittierenden Vergleichselemente 1 bis 4 hergestellt, mit Ausnahme der Schritte zum Ausbilden der Lochinjektionsschicht 111 und der Licht emittierenden Schicht 130.
  • Als Lochinjektionsschicht 111 wurden DBT3P-II und MoO3 durch Co-Verdampfung über der Elektrode 101 in einem Gewichtsverhältnis von DBT3P-II: MoO3 = 2:0,5 in einer Dicke von z1 nm abgeschieden. Es sei angemerkt, dass der Wert z1 vom Licht emittierenden Element abhängig ist und Tabelle 8 den Wert z1 für jedes Licht emittierende Element zeigt.
  • Anschließend wurden als Licht emittierende Schicht 130(1) 4,6mCzP2Pm, PCCP und Ir(ppy)3 durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von 4,6mCzP2Pm: PCCP: Ir(ppy)3 = 0,5:0,5:0,1 in einer Dicke von 20 nm über der Lochtransportschicht 112 abgeschieden, und anschließend wurden als Licht emittierende Schicht 130(2) 4,6mCzP2Pm, PCCP und Ir(ppy)3 durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von 4,6mCzP2Pm: PCCP: Ir(ppy)3 = 0,8:0,2:0,1 in einer Dicke von 20 nm abgeschieden. Es sei angemerkt, dass Ir(ppy)3 in jeder der Licht emittierenden Schichten 130(1) und 130(2) ein Gastmaterial ist, das Phosphoreszenz emittiert.
  • <Herstellung der Licht emittierenden Elemente 23 bis 26>
  • Die Licht emittierenden Elemente 23 bis 26 wurden durch die gleichen Schritte wie diejenigen der Licht emittierenden Vergleichselemente 19 bis 22 hergestellt, mit Ausnahme des Schritts zum Ausbilden der Lochinjektionsschicht 111.
  • Als Lochinjektionsschicht 111(1) wurden mCzFLP und MoO3 durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von mCzFLP: MoO3 = 2:0,5 in einer Dicke von 35 nm über der Elektrode 101 abgeschieden, und anschließend wurden DBT3P-II und MoO3 durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von DBT3P-II: MoO3 = 2:0,5 in einer Dicke von z2 nm abgeschieden. Es sei angemerkt, dass der Wert z2 vom Licht emittierenden Element abhängig ist und Tabelle 9 den Wert z2 für jedes Licht emittierende Element zeigt.
  • <Herstellung der Licht emittierenden Elemente 27 bis 30>
  • Die Licht emittierenden Elemente 27 bis 30 wurden durch die gleichen Schritte wie diejenigen der Licht emittierenden Vergleichselemente 19 bis 22 hergestellt, mit Ausnahme des Schritts zum Ausbilden der Lochinjektionsschicht 111.
  • Als Lochinjektionsschicht 111(1) wurden FLP2A und MoO3 durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von FLP2A: MoO3 = 2:0,5 in einer Dicke von 35 nm über der Elektrode 101 abgeschieden, und anschließend wurden DBT3P-II und MoO3 durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von DBT3P-II: MoO3 = 2:0,5 in einer Dicke von z2 nm abgeschieden. Es sei angemerkt, dass der Wert z2 vom Licht emittierenden Element abhängig ist und Tabelle 9 den Wert z2 für jedes Licht emittierende Element zeigt.
  • <Eigenschaften der Licht emittierenden Elemente>
  • Anschließend wurden die Eigenschaften der hergestellten Licht emittierenden Vergleichselemente 19 bis 22 und der Licht emittierenden Elemente 23 bis 30 gemessen. Die Messung wurde wie bei dem Beispiel 1 durchgeführt.
  • Die Stromeffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften des Licht emittierenden Vergleichselements 19, des Licht emittierenden Elements 23 und des Licht emittierenden Elements 27 unter den hergestellten Licht emittierenden Elementen werden in 20 gezeigt. 21 zeigt ferner die Stromdichte-Spannungs-Eigenschaften davon. 22 zeigt die externen Quanteneffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften davon. Es sei angemerkt, dass es sich bei der externen Quanteneffizienz, die in 22 gezeigt wird, um diejenige handelt, an der keine Betrachtungswinkelkorrektur durchgeführt wurde und bei der die Messung im Hinblick auf die Licht emittierenden Elemente von der Vorwärtsrichtung aus durchgeführt wurde. Es sei angemerkt, dass als organische Verbindung der Lochinjektionsschicht 111 des Licht emittierenden Vergleichselements 19, des Licht emittierenden Elements 23 und des Licht emittierenden Elements 27 DBT3P-11, mCzFLP bzw. FLP2A verwendet wurde; die Komponenten außer der Lochinjektionsschicht 111 wiesen die gleiche Elementstruktur auf.
  • Aus 21 ist ersichtlich, dass das Licht emittierende Vergleichselement 19, das Licht emittierende Element 23 und das Licht emittierende Element 27 ähnliche Stromdichte-Spannungs-Eigenschaften aufwiesen. Folglich ist wie bei dem Beispiel 1 festgestellt worden, dass selbst bei Verwendung einer organischen Verbindung mit einem niedrigen Brechungsindex für die Lochinjektionsschicht 111, die Licht emittierenden Elemente eine vorteilhafte Lochinjektionseigenschaft aufwiesen.
  • Ferner ist aus 20 und 22 ersichtlich, dass das Licht emittierende Vergleichselement 19, das Licht emittierende Element 23 und das Licht emittierende Element 27 eine hohe Stromeffizienz von etwa 100 cd/A sowie eine hohe externe Quanteneffizienz von über 25 % aufwiesen. Die Effizienz des Licht emittierenden Elements 23 und des Licht emittierenden Elements 27, bei denen mCzFLP und FLP2A, organische Verbindungen mit einem niedrigen Brechungsindex, für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet wurden, ist höher als bei dem Licht emittierenden Vergleichselement 19, bei dem DBT3P-II, ein Material mit hohem Brechungsindex, verwendet wurde.
  • 23 zeigt Emissionsspektren des Licht emittierenden Vergleichselements 19, des Licht emittierenden Elements 23 und des Licht emittierenden Elements 27 zu dem Zeitpunkt, zu dem ein Strom mit einer Stromdichte von 25 mA/cm2 durch diese floss. Wie in 23 gezeigt, wiesen die Emissionsspektren des Licht emittierenden Vergleichselements 19, des Licht emittierenden Elements 23 und des Licht emittierenden Elements 27 einen Peak in der Nähe von 518 nm auf; die Lichtemission ist auf Ir(ppy)3, das Gastmaterial, das in der Licht emittierenden Schicht 130 enthalten ist, zurückzuführen.
  • Zudem werden die Elementeigenschaften der Licht emittierenden Vergleichselemente 19 bis 22 und der Licht emittierenden Elemente 23 bis 30 bei einer Leuchtdichte von etwa 1000 cd/m2 in Tabelle 10 zusammengefasst.
  • [Tabelle 10]
    Spannung (V) Stromdichte (mA/cm2) CIE-Chromatizität (x,y) Leuchtdichte (cd/m2) Stromeffizienz (cd/A) Leistungseffizienz (Im/W) externe Quanteneffizienz (%) (nach Betrachtungswinkelkorrektur)
    Licht emittierendes Vergleichselement 19 3,10 0,74 (0,310, 0,637) 727 97,9 99,2 24,8
    Licht emittierendes Vergleichselement 20 3,20 1,10 (0,316, 0,634) 1050 95,9 94,1 25,1
    Licht emittierendes Vergleichselement 21 3,20 1,10 (0,324, 0,628) 1016 92,4 90,7 25,0
    Licht emittierendes Vergleichselement 22 3,20 1,09 (0,333, 0,622) 961 87,9 86,3 24,9
    Licht emittierendes Element 23 3,00 0,53 (0,313, 0,636) 538 102 107 25,6
    Licht emittierendes Element 24 3,20 1,09 (0,320, 0,632) 1081 98,8 97,0 26,1
    Licht emittierendes Element 25 3,20 1,08 (0,331, 0,624) 1001 92,8 91,1 25,4
    Licht emittierendes Element 26 3,20 1,09 (0,339, 0,618) 953 87,2 85,6 25,0
    Licht emittierendes Element 27 3,10 0,73 (0,315, 0,635) 742 101 103 25,8
    Licht emittierendes Element 28 3,20 1,00 (0,323, 0,631) 981 97,8 96,0 26,0
    Licht emittierendes Element 29 3,20 0,98 (0,332, 0,624) 902 92,4 90,7 25,8
    Licht emittierendes Element 30 3,20 1,01 (0,340, 0,617) 876 86,8 85,2 25,3
  • Aus den vorstehenden Ergebnissen ist ersichtlich, dass unabhängig von der Struktur der Lochinjektionsschicht 111 die in diesem Beispiel hergestellten Licht emittierenden Vergleichselemente 19 bis 22 und Licht emittierenden Elemente 23 bis 30 eine vorteilhafte Ansteuerspannung und Emissionseffizienz aufwiesen.
  • <Beziehung zwischen dem Brechungsindex der Lochinjektionsschicht 111 und der externen Quanteneffizienz>
  • In 24 wird die Beziehung zwischen der Chromatizität x und der externen Quanteneffizienz anhand der organischen Materialien, die für die Lochinjektionsschichten 111 verwendet wurden, unter Verwendung der Werte der Elemente, die in Tabelle 10 dargestellt werden, gezeigt. In 24 werden die Werte der Licht emittierenden Vergleichselemente 19 bis 22 für die Daten der Kurve „DBT3P-II“, die Werte der Licht emittierenden Elemente 23 bis 26 für die Daten der Kurve „mCzFLP“ und die Werte der Licht emittierenden Elemente 27 bis 30 für die Daten der Kurve „FLP2A“ verwendet.
  • Aus 19 ist ersichtlich, dass unter den organischen Verbindungen, die für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet wurden, DBT3P-II den höchsten Brechungsindex aufwies, gefolgt von mCzFLP und FLP2A. Aus 24 ist, ähnlich wie bei dem Beispiel 1, ersichtlich, dass je niedriger der Brechungsindex der organischen Verbindung ist, die für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet wird, desto höher ist die externe Quanteneffizienz. Dies liegt daran, dass eine Abschwächung von Licht infolge des Evaneszenz-Modus verringert wird, was zur Verbesserung der Lichtextraktionseffizienz führt.
  • Aus dem Obigen ist ersichtlich, dass unter Verwendung einer organischen Verbindung mit einem niedrigen Brechungsindex für die Lochinjektionsschicht 111 ein Licht emittierendes Element mit vorteilhafter Lichtextraktionseffizienz erhalten werden kann, wobei die Lochinjektionseigenschaft beibehalten wird.
  • [Beispiel 3]
  • In diesem Beispiel werden Beispiele zum Herstellen von Licht emittierenden Elementen, bei denen es sich um eine Art einer elektronischen Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt, und Eigenschaften dieser Licht emittierenden Elemente beschrieben. Ferner werden ein Brechungsindex einer organischen Verbindung, die für eine Lochinjektionsschicht verwendet wurde, und ein Brechungsindex der Lochinjektionsschicht beschrieben. 2(A) ist eine Querschnittsansicht, die die Struktur der Elemente, die in diesem Beispiel hergestellt wurden, zeigt. Tabelle 11 bis 14 zeigen die Details der Elementstrukturen. Für die Strukturen und Abkürzungen der Verbindungen, die in hier verwendet wurden, kann auf die vorstehenden Ausführungsformen und Beispiele verwiesen werden.
  • [Tabelle 11]
    Schicht Bezugszeichen Dicke (nm) Material Gewichtsverhältnis
    Licht emittierende Vergleichselemente 31-34 Elektrode 102 200 Al -
    Elektroneninjektionsschicht 119 1 LiF -
    Elektronentransportschicht 118(2) 10 BPhen -
    118(1) 20 4,6mCzP2Pm -
    Licht emittierende Schicht 130(2) 20 4,6mCzP2Pm: PCCP: Ir(ppy)3 0,8:0,2:0,1
    130(1) 20 4,6mCzP2Pm:PCCP:Ir(ppy)3 0,5:0,5:0,1
    Lochtransportschicht 112 20 PCCP -
    Lochinjektionsschicht 111 x3 DBT3P-II : MoO3 2:0,5
    Elektrode 101 70 ITSO -
    Licht emittierende Elemente 35-38 Elektrode 102 200 Al -
    Elektroneninjektionsschicht 119 1 LiF -
    Elektronentransportschicht 118(2) 10 BPhen -
    118(1) 20 4,6mCzP2Pm -
    Licht emittierende Schicht 130(2) 20 4,6mCzP2Pm:PCCP:Ir(ppy)3 0,8:0,2:0,1
    130(1) 20 4,6mCzP2Pm:PCCP:Ir(ppy)3 0,5:0,5:0,1
    Lochtransportschicht 112 20 PCCP -
    Lochinjektionsschicht 111(2) x4 DBT3P-II : MoO3 2:0,5
    111(1) 35 CzC : MoO3 2:0,5
    Elektrode 101 70 ITSO -
    Licht emittierende Elemente 39-42 Elektrode 102 200 Al -
    Elektroneninjektionsschicht 119 1 LiF -
    Elektronentransportschicht 118(2) 10 BPhen
    118(1) 20 4,6mCzP2Pm -
    Licht emittierende Schicht 130(2) 20 4,6mCzP2Pm:PCCP:Ir(ppy)3 0,8:0,2:0,1
    130(1) 20 4,6mCzP2Pm:PCCP:Ir(ppy)3 0,5:0,5:0,1
    Lochtransportschicht 112 20 PCCP -
    Lochinjektionsschicht 111(2) x4 DBT3P-II : MoO3 2:0,5
    111(1) 35 CzSi: MoO3 2:0,5
    Elektrode 101 70 ITSO -
  • [Tabelle 12]
    Schicht Bezugszeichen Dicke (nm) Material Gewichtsverhältnis
    Licht emittierende Elemente 43-46 Elektrode 102 200 Al -
    Elektroneninjektionsschicht 119 1 LiF -
    Elektronentransportschicht 118(2) 10 BPhen -
    118(1) 20 4,6mCzP2Pm -
    Licht emittierende Schicht 130(2) 20 4,6mCzP2Pm:PCCP:Ir(ppy)3 0,8:0,2:0,1
    130(1) 20 4,6mCzP2Pm:PCCP:Ir(ppy)3 0,5:0,5:0,1
    Lochtransportschicht 112 20 PCCP -
    Lochinjektionsschicht 111(2) x4 DBT3P-II : MoO3 2:0,5
    111(1) 35 FATPA:MoO3 2:0,5
    Elektrode 101 70 ITSO -
    Licht emittierende Vergleichselemente 47-50 Elektrode 102 200 Al -
    Elektroneninjektionsschicht 119 1 LiF -
    Elektronentransportschicht 118(2) 10 BPhen -
    118(1) 20 4,6mCzP2Pm -
    Licht emittierende Schicht 130(2) 20 4,6mCzP2Pm:PCCP:Ir(ppy)3 0,8:0,2:0,1
    130(1) 20 4,6mCzP2Pm:PCCP:Ir(ppy)3 0,5:0,5:0,1
    Lochtransportschicht 112 20 PCCP -
    Lochinjektionsschicht 111(2) x4 DBT3P-II : MoO3 2:0,5
    111(1) 35 UGH-2: MoO3 2:0,5
    Elektrode 101 70 ITSO -
  • [Tabelle 13]
    Licht emittierendes Vergleichselement 31 Licht emittierendes Vergleichselement 32 Licht emittierendes Vergleichselement 33 Licht emittierendes Vergleichselement 34
    x3 35 40 45 50
  • Tabelle 14
    Licht emittierende Elemente 35,39,43 und Licht emittierendes Vergleichselement 47 Licht emittierende Elemente 36,40,44 und Licht emittierendes Vergleichselement 48 Licht emittierende Elemente 37,41,45 und Licht emittierendes Vergleichselement 49 Licht emittierende Elemente 38,42,46 und Licht emittierendes Vergleichselement 50
    x4 0 5 10 15
  • <Messung des Brechungsindex>
  • Es wurde der Brechungsindex der organischen Verbindung, die in der Lochinjektionsschicht 111 des Licht emittierenden Vergleichselements 31, des Licht emittierenden Vergleichselements 32, des Licht emittierenden Vergleichselements 33 und des Licht emittierenden Vergleichselements 34 sowie des Licht emittierenden Elements 35, des Licht emittierenden Elements 36, des Licht emittierenden Elements 37 und des Licht emittierenden Elements 38 sowie des Licht emittierenden Elements 39, des Licht emittierenden Elements 40, des Licht emittierenden Elements 41 und des Licht emittierenden Elements 42 sowie des Licht emittierenden Elements 43, des Licht emittierenden Elements 44, des Licht emittierenden Elements 45 und des Licht emittierenden Elements 46 sowie des Licht emittierenden Vergleichselements 47, des Licht emittierenden Vergleichselements 48, des Licht emittierenden Vergleichselements 49 und des Licht emittierenden Vergleichselements 50 verwendet wurde, und der Brechungsindex der Lochinjektionsschicht 111 des Licht emittierenden Vergleichselements 31, des Licht emittierenden Vergleichselements 32, des Licht emittierenden Vergleichselements 33 und des Licht emittierenden Vergleichselements 34 sowie des Licht emittierenden Elements 35, des Licht emittierenden Elements 36, des Licht emittierenden Elements 37 und des Licht emittierenden Elements 38 sowie des Licht emittierenden Elements 39, des Licht emittierenden Elements 40, des Licht emittierenden Elements 41 und des Licht emittierenden Elements 42 sowie des Licht emittierenden Elements 43, des Licht emittierenden Elements 44, des Licht emittierenden Elements 45 und des Licht emittierenden Elements 46 sowie des Licht emittierenden Vergleichselements 47, des Licht emittierenden Vergleichselements 48, des Licht emittierenden Vergleichselements 49 und des Licht emittierenden Vergleichselements 50 gemessen. Die Messung des Brechungsindex wurde wie bei dem Beispiel 1 durchgeführt.
  • In 25 werden die Ergebnisse der Brechungsindexmessung jedes Films im Hinblick auf Licht mit einer Wellenlänge von 532 nm gezeigt. Aus 25 ist ersichtlich, dass DBT3P-II, das bei dem Licht emittierenden Vergleichselement 31, dem Licht emittierenden Vergleichselement 32, dem Licht emittierenden Vergleichselement 33 und dem Licht emittierenden Vergleichselement 34 verwendet wurde, den höchsten Brechungsindex aufwies. Es ist weiterhin ersichtlich, dass CzC, das bei dem Licht emittierenden Element 35, dem Licht emittierenden Element 36, dem Licht emittierenden Element 37 und dem Licht emittierenden Element 38 verwendet wurde, CzSi, das bei dem Licht emittierenden Element 39, dem Licht emittierenden Element 40, dem Licht emittierenden Element 41 und dem Licht emittierenden Element 42 verwendet wurde, FATPA, das bei dem Licht emittierenden Element 43, dem Licht emittierenden Element 44, dem Licht emittierenden Element 45 und dem Licht emittierenden Element 46 verwendet wurde, und 1,4-Di(triphenylsilyl)benzol (Abkürzung: UGH-2) organische Verbindungen mit einem sehr niedrigen Brechungsindex, d. h. einem n Ordinaryvon 1,70 oder niedriger, sind.
  • Ferner wird für die Lochinjektionsschicht 111 vorzugsweise ein Material mit einer Elektronendonatoreigenschaft verwendet, da eine Lochinjektionseigenschaft erforderlich ist. Somit wird davon ausgegangen, dass die Lochinjektionsschicht 111 jedes Licht emittierenden Elements, bei denen MoO3 mit einem hohen Brechungsindex als Material mit einer Elektronendonatoreigenschaft verwendet wurde, einen hohen Brechungsindex aufweist. Es ist jedoch aus 25 ersichtlich, dass der Brechungsindex der Filme, in denen MoO3 den jeweiligen organischen Verbindungen zugesetzt worden ist (d. h. der Lochinjektionsschicht 111 jedes Licht emittierenden Elements), nur etwas über dem Brechungsindex der jeweiligen organischen Verbindungen lag. Mit anderen Worten: Es ist festgestellt worden, dass selbst dann, wenn ein Material mit einem hohen Brechungsindex mit dem Material, das eine Elektronendonatoreigenschaft aufweist, vermischt wird, eine Lochinjektionsschicht 111 erhalten werden kann, die einen niedrigen Brechungsindex aufweist, indem ein Material mit einem niedrigen Brechungsindex und einer Elektronendonatoreigenschaft für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet wird.
  • Es ist aus 25 weiterhin ersichtlich, dass die Differenz zwischen n Ordinary und n Extraordinary der Lochinjektionsschicht 111 jedes Licht emittierenden Elements kleiner ist als diejenige der jeweiligen Filme der organischen Verbindungen. Mit anderen Worten: Es ist festgestellt worden, dass sich die Anisotropie eines Mischfilms aus MoO3, bei dem es sich um ein Elektronendonatormaterial handelt, und einer organischen Verbindung im Vergleich zu einem organischen Verbindungsfilm verringert.
  • Die Mischfilme aus MoO3 und CzSi, der organischen Verbindung, die bei der Lochinjektionsschicht 111 der Licht emittierenden Elemente 39 bis 42 verwendet wurde, und die Mischfilme aus MoO3 und UGH-2, der organischen Verbindung, die für die Lochinjektionsschicht 111 der Licht emittierenden Vergleichselemente 47 bis 50 verwendet wurde, wiesen einen ähnlichen Brechungsindex wie ihre respektiven organischen Verbindungen auf. Ferner wird davon ausgegangen, dass sie einen niedrigeren Brechungsindex als die Mischfilme aus DBT3P-II und MoO3, d. h. die Lochinjektionsschichten 111 der Licht emittierenden Vergleichselemente 1 bis 4, aufweisen.
  • <Herstellung der Licht emittierenden Elemente>
  • «Herstellung der Licht emittierenden Vergleichselemente 31 bis 34»
  • Als Elektrode 101 wurde ein ITSO-Film in einer Dicke von 70 nm über einem Glassubstrat ausgebildet. Die Elektrodenfläche der Elektrode 101 betrug 4 mm2 (2 mm × 2 mm).
  • Als Nächstes wurden als Lochinjektionsschicht 111 1,3,5-Tri-(4-dibenzothiophenyl)-benzol (Abkürzung: DBT3P-II) und MoO3 durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von DBT3P-II: MoO3 = 2:0,5 in einer Dicke von x3 nm über der Elektrode 101 abgeschieden. Es sei angemerkt, dass der Wert x3 vom Licht emittierenden Element abhängig ist und Tabelle 13 den Wert x3 für jedes Licht emittierende Element zeigt.
  • Als Nächstes wurde als Lochtransportschicht 112 PCCP durch Verdampfung in einer Dicke von 20 nm über der Lochinjektionsschicht 111 abgeschieden.
  • Anschließend wurden als Licht emittierende Schicht 130(1) 4,6mCzP2Pm, PCCP und Ir(ppy)3 durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von 4,6mCzP2Pm: PCCP: Ir(ppy)3 = 0,5:0,5:0,1 in einer Dicke von 20 nm über der Lochtransportschicht 112 abgeschieden, und anschließend wurden als Licht emittierende Schicht 130(2) 4,6mCzP2Pm, PCCP und Ir(ppy)3 durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von 4,6mCzP2Pm: PCCP: Ir(ppy)3 = 0,8:0,2:0,1 in einer Dicke von 20 nm abgeschieden. Es sei angemerkt, dass Ir(ppy)3 in jeder der Licht emittierenden Schichten 130(1) und 130(2) ein Gastmaterial ist, das Phosphoreszenz emittiert.
  • Als Nächstes wurde als erste Elektronentransportschicht 118(1) 4,6mCzP2Pm über der Licht emittierenden Schicht 130(2) durch Co-Verdampfung in einer Dicke von 20 nm abgeschieden. Dann wurde als zweite Elektronentransportschicht 118(2) Bathophenanthrolin (Abkürzung: BPhen) über der ersten Elektronentransportschicht 118(1) durch Verdampfung in einer Dicke von 10 nm abgeschieden.
  • Anschließend wurde als Elektroneninjektionsschicht 119 Lithiumfluorid (LiF) durch Verdampfung in einer Dicke von 1 nm über der zweiten Elektronentransportschicht 118(2) abgeschieden.
  • Als Elektrode 102 wurde dann Aluminium (Al) in einer Dicke von 200 nm über der Elektroneninjektionsschicht 119 abgeschieden.
  • Anschließend wurden die Licht emittierenden Vergleichselemente 31 bis 34 in einem Handschuhkasten, der eine Stickstoffatmosphäre enthielt, durch Fixieren eines Glassubstrats zur Versiegelung an dem Glassubstrat, über dem das organische Material abgeschieden worden war, unter Verwendung eines Dichtungsmittels für eine organische EL-Vorrichtung abgedichtet. Insbesondere wurde, nachdem das Dichtungsmittel in der Umgebung der auf dem Glassubstrat abgeschiedenen organischen Materialien aufgetragen worden war und dieses Substrat und das Glassubstrat zur Versiegelung miteinander verbunden wurden, eine Stunde lang eine Bestrahlung mit ultraviolettem Licht mit einer Wellenlänge von 365 nm bei 6 J/cm2 und eine Wärmebehandlung bei 80 °C durchgeführt. Durch die vorstehenden Schritte wurden die Licht emittierenden Vergleichselemente 31 bis 34 erhalten.
  • «Herstellung der Licht emittierenden Elemente 35 bis 46 und der Licht emittierenden Vergleichselemente 47 bis 50»
  • Die Licht emittierenden Elemente 35 bis 46 und die Licht emittierenden Vergleichselemente 47 bis 50 wurden durch die gleichen Schritte wie diejenigen der Licht emittierenden Vergleichselemente 31 bis 34 hergestellt, mit Ausnahme des Schritts zum Ausbilden der Lochinjektionsschicht 111. Es sei angemerkt, dass das Herstellungsverfahren der Licht emittierenden Elemente nicht beschrieben wird, da Details der Elementstrukturen in den Tabellen 11 bis 14 wiederzufinden sind.
  • <Eigenschaften der Licht emittierenden Elemente>
  • Anschließend wurden die Eigenschaften der hergestellten Licht emittierenden Vergleichselemente 31 bis 34, der Licht emittierenden Elemente 35 bis 46 und der Licht emittierenden Vergleichselemente 47 bis 50 gemessen. Die Messung wurde wie bei dem Beispiel 1 durchgeführt.
  • Die Stromeffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften des Licht emittierenden Vergleichselements 31, des Licht emittierenden Elements 35, des Licht emittierenden Elements 39, des Licht emittierenden Elements 43 und des Licht emittierenden Vergleichselements 47 unter den hergestellten Licht emittierenden Elementen werden in 26 gezeigt. 27 zeigt ferner die Stromdichte-Spannungs-Eigenschaften davon. 28 zeigt die externen Quanteneffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften davon. Es sei angemerkt, dass es sich bei der externen Quanteneffizienz, die in 28 gezeigt wird, um diejenige handelt, an der keine Betrachtungswinkelkorrektur durchgeführt wurde und bei der die Messung im Hinblick auf die Licht emittierenden Elemente von der Vorwärtsrichtung aus durchgeführt wurde. Es sei angemerkt, dass als organische Verbindung der Lochinjektionsschicht 111 des Licht emittierenden Vergleichselements 31, des Licht emittierenden Elements 35, des Licht emittierenden Elements 39, des Licht emittierenden Elements 43 und des Licht emittierenden Vergleichselements 47 DBT3P-11, CzC, CzSi, FATPA bzw. UGH-2 verwendet wurde; die Komponenten außer der Lochinjektionsschicht 111 wiesen die gleiche Elementstruktur auf.
  • Ferner ist aus 26 und 28 ersichtlich, dass das Licht emittierende Vergleichselement 31, das Licht emittierende Element 35, das Licht emittierende Elements 39, das Licht emittierende Element 43 und das Licht emittierende Vergleichselement 47 eine hohe Stromeffizienz von über 90 cd/A sowie eine hohe externe Quanteneffizienz von über 25 % aufwiesen. Die Effizienz des Licht emittierenden Elements 35, des Licht emittierenden Elements 39, des Licht emittierenden Elements 43 und des Licht emittierenden Vergleichselements 47, bei denen organische Verbindungen mit einem niedrigen Brechungsindex für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet wurden, ist höher als bei dem Licht emittierenden Vergleichselement 31, bei dem DBT3P-II, ein Material mit hohem Brechungsindex, verwendet wurde. Dies legt nahe, dass unter Verwendung einer organischen Verbindung mit einem niedrigen Brechungsindex für die Lochinjektionsschicht 111 eine Abschwächung von Licht infolge einer Evaneszenz-Welle unterdrückt werden kann.
  • Aus 27 ist ferner ersichtlich, dass das Licht emittierende Vergleichselement 31, das Licht emittierende Element 35, das Licht emittierende Element 39 und das Licht emittierende Element 43 gleich gute Stromdichte-Spannungs-Eigenschaften aufwiesen. Andererseits ist herausgefunden worden, dass das Licht emittierende Vergleichselement 47 im Vergleich zu dem Licht emittierenden Vergleichselement 31, dem Licht emittierenden Element 35, dem Licht emittierenden Element 39 und dem Licht emittierenden Element 43 niedrigere Stromdichte-Spannungs-Eigenschaften aufwies und die Lochinjektionseigenschaft niedrig war. Dies liegt daran, dass UGH-2 im Molekül keine Gruppe mit Elektronendonatoreigenschaft aufweist. Folglich ist herausgefunden worden, dass dann, wenn im Molekül eine Gruppe mit Elektronendonatoreigenschaft vorhanden ist, selbst bei Verwendung eines Materials mit einem niedrigen Brechungsindex für die Lochinjektionsschicht 111, eine Lochinjektionsschicht 111 hergestellt werden kann, die eine vorteilhafte Lochinjektionseigenschaft aufweist.
  • 29 zeigt Emissionsspektren des Licht emittierenden Vergleichselements 31, des Licht emittierenden Elements 35, des Licht emittierenden Elements 39, des Licht emittierenden Elements 43 und des Licht emittierenden Vergleichselements 47 zu dem Zeitpunkt, zu dem ein Strom mit einer Stromdichte von 25 mA/cm2 durch diese floss. Wie in 29 gezeigt, wiesen die Emissionsspektren des Licht emittierenden Vergleichselements 31, des Licht emittierenden Elements 35, des Licht emittierenden Elements 39, des Licht emittierenden Elements 43 und des Licht emittierenden Vergleichselements 47 einen Peak in der Nähe von 518 nm auf; die Lichtemission ist auf Ir(ppy)3, das Gastmaterial, das in der Licht emittierenden Schicht 130 enthalten ist, zurückzuführen.
  • Zudem werden die Elementeigenschaften der Licht emittierenden Vergleichselemente 31 bis 34, der Licht emittierenden Elemente 35 bis 46 und der Licht emittierenden Vergleichselemente 47 bis 50 bei einer Leuchtdichte von etwa 1000 cd/m2 in Tabelle 15 zusammengefasst. Bei der in Tabelle 15 dargestellten externen Quanteneffizienz handelt es sich um diejenige nach der Durchführung einer Betrachtungswinkelkorrektur.
  • [Tabelle 15]
    Spannung (V) Stromdichte (mA/cm2) CIE-Chromatizität (x, Y) Leuchtdichte (cd/m2) Stromeffizienz (cd/A) Leistungseffizienz (Im/W) externe Quanteneffizienz (%) (nach Betrachtungswinkelkorrektur)
    Licht emittierendes Vergleichselement 31 3,10 0,84 (0,305, 0,639) 821 97,6 98,9 23,5
    Licht emittierendes Vergleichselement 32 3,20 1,20 (0,310, 0,640) 1174 97,9 96,1 24,4
    Licht emittierendes Vergleichselement 33 3,20 1,21 (0,318, 0,635) 1154 95,1 93,3 24,5
    Licht emittierendes Vergleichselement 34 3,10 0,81 (0,330, 0,624) 736 91,1 92,3 24,4
    Licht emittierendes Element 35 3,00 0,54 (0,303, 0,641) 575 106 112 25,1
    Licht emittierendes Element 36 3,00 0,51 (0,312, 0,637) 531 105 110 25,7
    Licht emittierendes Element 37 3,20 1,18 (0,320, 0,635) 1193 101 99,3 26,0
    Licht emittierendes Element 38 3,10 0,80 (0,333, 0,623) 764 95,1 96,4 25,7
    Licht emittierendes Element 39 3,20 1,09 (0,321, 0,633) 1147 106 104 27,5
    Licht emittierendes Element 40 3,20 1,02 (0,334, 0,623) 1004 98,2 96,4 27,0
    Licht emittierendes Element 41 3,20 1,02 (0,343, 0,616) 923 90,6 88,9 26,2
    Licht emittierendes Element 42 3,20 1,02 (0,351, 0,609) 847 83,2 81,7 25,3
    Licht emittierendes Element 43 3,00 0,53 (0,306, 0,640) 561 106 111 25,6
    Licht emittierendes Element 44 3,00 0,51 (0,317, 0,634) 525 103 108 26,0
    Licht emittierendes Element 45 3,20 1,20 (0,321, 0,633) 1193 99,3 97,5 25,9
    Licht emittierendes Element 46 3,10 0,81 (0,337, 0,620) 742 92,1 93,4 25,5
    Licht emittierendes Vergleichselement 47 3,60 0,77 (0,316, 0,634) 841 109 95,5 27,8
    Licht emittierendes Vergleichselement 48 3,80 0,83 (0,324, 0,629) 873 105 86,9 27,9
    Licht emittierendes Vergleichselement 49 3,80 0,77 (0,333, 0,623) 777 101 83,8 28,1
    Licht emittierendes Vergleichselement 50 3,80 0,84 (0,342, 0,616) 803 95,5 78,9 27,7
  • Aus den vorstehenden Ergebnissen ist ersichtlich, dass unabhängig von der Struktur der Lochinjektionsschicht 111 die in diesem Beispiel hergestellten Licht emittierenden Vergleichselemente 31 bis 34, Licht emittierenden Elemente 35 bis 46 und Licht emittierenden Vergleichselemente 47 bis 50 eine vorteilhafte Ansteuerspannung und Emissionseffizienz aufwiesen.
  • <Zuverlässigkeit der Licht emittierenden Elemente>
  • Als Nächstes wurden an dem Licht emittierenden Vergleichselement 31, dem Licht emittierenden Element 35, dem Licht emittierenden Element 39, dem Licht emittierenden Element 43 und dem Licht emittierenden Vergleichselement 47 Betriebstests bei konstantem Strom von 2 mA durchgeführt. Die Ergebnisse davon werden in 30 gezeigt. Aus 30 ist ersichtlich, dass die Zuverlässigkeit des Licht emittierenden Vergleichselements 31, des Licht emittierenden Elements 35, des Licht emittierenden Elements 39 und des Licht emittierenden Elements 43 besser war als diejenige des Licht emittierenden Vergleichselements 47. Die gute Zuverlässigkeit des Licht emittierenden Elements 43 fällt dabei besonders ins Auge. Da, wie vorstehend beschrieben, die organische Verbindung, die für die Lochinjektionsschicht 111 des Licht emittierenden Vergleichselements 31, des Licht emittierenden Elements 35, des Licht emittierenden Elements 39 und des Licht emittierenden Elements 43 verwendet wurde, eine Gruppe mit Elektronendonatoreigenschaft im Molekül aufweist, weist sie im Vergleich zu UGH-2, das für das Licht emittierende Vergleichselement 47 verwendet wurde, eine gute Lochinjektionseigenschaft auf. Somit ist herausgefunden worden, dass je besser die Lochinjektionseigenschaft der Lochinjektionsschicht 111 ist, desto besser ist die Zuverlässigkeit des Licht emittierenden Elements. Es sei angemerkt, das sich in 30 die Ergebnisse der Zuverlässigkeitstests des Licht emittierenden Vergleichselements 31, des Licht emittierenden Elements 35 und des Licht emittierenden Elements 39 überlagern.
  • <Beziehung zwischen dem Brechungsindex der Lochinjektionsschicht 111 und der externen Quanteneffizienz>
  • In 31 wird die Beziehung zwischen der Chromatizität x und der externen Quanteneffizienz anhand der organischen Materialien, die für die Lochinjektionsschichten 111 verwendet wurden, unter Verwendung der Werte der Elemente, die in Tabelle 15 dargestellt werden, gezeigt. In 31 werden die Werte der Licht emittierenden Vergleichselemente 31 bis 34 für die Daten der Kurve „DBT3P-II“, die Werte der Licht emittierenden Elemente 35 bis 38 für die Daten der Kurve „CzC“, die Werte der Licht emittierenden Elemente 39 bis 42 für die Daten der Kurve „CzSi“, die Werte der Licht emittierenden Elemente 43 bis 46 für die Daten der Kurve „FATPA“ und die Werte der Licht emittierenden Vergleichselemente 47 bis 50 für die Daten der Kurve „UGH-2“ verwendet.
  • Aus 25 ist ersichtlich, dass DBT3P-II, die organische Verbindung, die für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet wurde, einen hohen Brechungsindex von über 1,80 aufwies, wohingegen es sich bei CzC, CzSi, FATPA und UGH-2 um organische Verbindungen handelt, die einen niedrigen Brechungsindex von unter 1,70 aufwiesen. Aus 31 ist ersichtlich, dass die externe Quanteneffizienz des Licht emittierenden Elements, bei dem eine organische Verbindung mit einem niedrigen Brechungsindex für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet wurde, höher war als bei dem Licht emittierenden Element, bei dem DBT3P-II für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet wurde. Dies liegt daran, dass eine Abschwächung von Licht infolge des Evaneszenz-Modus verringert wird, was zur Verbesserung der Lichtextraktionseffizienz führt.
  • Aus dem Obigen ist ersichtlich, dass unter Verwendung einer organischen Verbindung, die eines von einem Tetraarylmethan-Gerüst und einem Tetraarylsilan-Gerüst sowie eine Gruppe mit einer Elektronendonatoreigenschaft aufweist, für die Lochinjektionsschicht 111 ein Licht emittierendes Element mit vorteilhafter Lichtextraktionseffizienz und Zuverlässigkeit erhalten werden kann, wobei die Lochinjektionseigenschaft beibehalten wird.
  • [Beispiel 4]
  • In diesem Beispiel werden Beispiele zum Herstellen von Licht emittierenden Elementen, bei denen es sich um eine Art einer elektronischen Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt, und Eigenschaften dieser Licht emittierenden Elemente beschrieben. Ferner werden ein Brechungsindex einer organischen Verbindung, die für eine Lochinjektionsschicht verwendet wurde, und ein Brechungsindex der Lochinjektionsschicht beschrieben. 2(A) ist eine Querschnittsansicht, die die Struktur der Elemente, die in diesem Beispiel hergestellt wurden, zeigt. Tabelle 16 und Tabelle 17 zeigen die Details der Elementstrukturen. Außerdem werden Strukturen und Abkürzungen der Verbindungen, die hier verwendet wurden, nachstehend angegeben. Es sei angemerkt, dass für die anderen organischen Verbindungen auf die vorstehenden Beispiele und Ausführungsformen verwiesen werden kann. Ferner handelt es sich bei den Licht emittierenden Elementen, die in diesem Beispiel gezeigt werden, um Elemente, bei denen die Lochinjektionsschicht 111 lediglich unter Verwendung einer organischen Verbindung, d. h. ohne Metalloxid, ausgebildet wird.
  • Figure DE112018002586B4_0012
  • [Tabelle 16]
    Schicht Bezugszeichen Dicke (nm) Material Gewichtsverhältnis
    Licht emittierende Vergleichselemente 51-54 Elektrode 102 200 Al -
    Elektroneninjektionsschicht 119 1 LiF -
    Elektronentransportschicht 118(2) 20 NBPhen -
    118(1) 20 2mDBTBPDBq-II -
    Licht emittierende Schicht 130(2) 20 2mDBTBPDBq-II:PCBBiF:Ir(dppm)2(acac) 0,8:0,2:0,06
    130(1) 20 2mDBTBPDBq-II:PCBBiF:Ir(dppm)2(acac) 0,7:0,3:0,06
    Lochtransportschicht 112 z1 PCBBiF -
    Lochinjektionsschicht 111 60 β-TNB : p-dopant 1:0,01
    Elektrode 101 70 ITSO -
    Licht emittierende Vergleichselemente 55-58 Elektrode 102 200 Al -
    Elektroneninjektionsschicht 119 1 LiF -
    Elektronentransportschicht 118(2) 20 NBPhen -
    118(1) 20 2mDBTBPDBq-II -
    Licht emittierende Schicht 130(2) 20 2mDBTBPDBq-II:PCBBiF:Ir(dppm)2(acac) 0,8:0,2:0,06
    130(1) 20 2mDBTBPDBq-II:PCBBiF:Ir(dppm)2(acac) 0,7:0,3:0,06
    Lochtransportschicht 112 z1 PCBBiF -
    Lochinjektionsschicht 111(2) 60 NPB:p-dopant 1:0,01
    Elektrode 101 70 ITSO -
    Licht emittierende Elemente 59-62 Elektrode 102 200 Al -
    Elektroneninjektionsschicht 119 1 LiF -
    Elektronentransportschicht 118(2) 20 NBPhen -
    118(1) 20 2mDBTBPDBq-II -
    Licht emittierende Schicht 130(2) 20 2mDBTBPDBq-II:PCBBiF:Ir(dppm)2(acac) 0,8:0,2:0,06
    130(1) 20 2mDBTBPDBq-II:PCBBiF:Ir(dppm)2(acac) 0,7:0,3:0,06
    Lochtransportschicht 112 z1 PCBBiF -
    Lochinjektionsschicht 111(2) 60 BPAFLP: p-dopant 1:0,01
    Elektrode 101 70 ITSO -
    Licht emittierende Elemente 63-66 Elektrode 102 200 Al -
    Elektroneninjektionsschicht 119 1 LiF -
    Elektronentransportschicht 118(2) 20 NBPhen
    118(1) 20 2mDBTBPDBq-II -
    Licht emittierende Schicht 130(2) 20 2mDBTBPDBq-II:PCBBiF:Ir(dppm)2(acac) 0,8:0,2:0,06
    130(1) 20 2mDBTBPDBq-II:PCBBiF:Ir(dppm)2(acac) 0,7:0,3:0,06
    Lochtransportschicht 112 z1 PCBBiF -
    Lochinjektionsschicht 111(2) 60 TAPC : p-dopant 1:0,01
    Elektrode 101 70 ITSO -
  • [Tabelle 17]
    Licht emittierende Vergleichselemente 51,55 und Licht emittierende Elemente 59,63 Licht emittierende Vergleichselemente 52,56 und Licht emittierende Elemente 60,64 Licht emittierende Vergleichselemente 53,57 und Licht emittierende Elemente 61,65 Licht emittierende Vergleichselemente 54,58 und Licht emittierende Elemente 62,66
    z1 20 25 30 35
  • <Messung des Brechungsindex>
  • Es wurde der Brechungsindex der Lochinjektionsschicht 111 des Licht emittierenden Vergleichselements 51, des Licht emittierenden Vergleichselements 52, des Licht emittierenden Vergleichselements 53 und des Licht emittierenden Vergleichselements 54 sowie des Licht emittierenden Vergleichselements 55, des Licht emittierenden Vergleichselements 56, des Licht emittierenden Vergleichselements 57 und des Licht emittierenden Vergleichselements 58 sowie des Licht emittierenden Elements 59, des Licht emittierenden Elements 60, des Licht emittierenden Elements 61 und des Licht emittierenden Elements 62 sowie des Licht emittierenden Elements 63, des Licht emittierenden Elements 64, des Licht emittierenden Elements 65 und des Licht emittierenden Elements 66 gemessen. Die Messung des Brechungsindex wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 durchgeführt. Tabelle 18 zeigt die Werte des Brechungsindex (n Ordinary) jedes Films im Hinblick auf Licht mit einer Wellenlänge von 633 nm.
  • Tabelle 18]
    Lochinjektionsschicht 111 (Gewichtsverhältnis) n ordinary
    β-TNB:p-dopant (1 :0,01) 1,77
    NPB:p-dopant (1 :0,01) 1,77
    BPAFLP:p-dopant (1 :0,01) 1,73
    TAPC:p-dopant (1 :0,01) 1,67
  • Aus Tabelle 18 ist ersichtlich, dass der Mischfilm aus N,N,N',N'-Tetranaphthalen-2-yl-benzidin (Abkürzung: β-TNB) und p-dopant (hergestellt von Analysis Atelier Corp.), der für die Licht emittierenden Vergleichselemente 51 bis 54 verwendet wurde, und der Mischfilm aus NPB und p-dopant, der für die Licht emittierenden Vergleichselemente 55 bis 58 verwendet wurde, einen hohen Brechungsindex von größer als 1,75 aufwiesen. Andererseits wiesen der Mischfilm aus BPAFLP und p-dopant, der für die Licht emittierenden Elemente 59 bis 62 verwendet wurde, und der Mischfilm aus TAPC und p-dopant, der für die Licht emittierenden Elemente 63 bis 66 verwendet wurde, einen niedrigen Brechungsindex von kleiner als 1,75 auf.
  • <Herstellung der Licht emittierenden Elemente>
  • «Herstellung der Licht emittierenden Vergleichselemente 51 bis 54»
  • Als Elektrode 101 wurde ein ITSO-Film in einer Dicke von 70 nm über einem Glassubstrat ausgebildet. Die Elektrodenfläche der Elektrode 101 betrug 4 mm2 (2 mm × 2 mm).
  • Als Nächstes wurden als Lochinjektionsschicht 111 β-TNB und p-dopant durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von β-TNB- p-dopant = 1:0,01 in einer Dicke von 60 nm über der Elektrode 101 abgeschieden.
  • Als Nächstes wurde als Lochtransportschicht 112 PCBBiF durch Verdampfung in einer Dicke von z1 nm über der Lochinjektionsschicht 111 abgeschieden. Es sei angemerkt, dass der Wert z1 vom Licht emittierenden Element abhängig ist und Tabelle 17 den Wert z1 für jedes Licht emittierende Element zeigt.
  • Anschließend wurden als Licht emittierende Schicht 130(1) 2mDBTBPDBq-II, PCBBiF und Ir(dppm)2(acac) durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von 2mDBTBPDBq-II: PCBBiF: Ir(dppm)2(acac) = 0,7:0,3:0,06 in einer Dicke von 20 nm über der Lochtransportschicht 112 abgeschieden, und anschließend wurden als Licht emittierende Schicht 130(2) 2mDBTBPDBq-II, PCBBiF und Ir(dppm)2(acac) durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von 2mDBTBPDBq-II: PCBBiF: Ir(dppm)2(acac) = 0,8:0,2:0,06 in einer Dicke von 20 nm abgeschieden. Es sei angemerkt, dass Ir(dppm)2(acac) in jeder der Licht emittierenden Schichten 130(1) und 130(2) ein Gastmaterial ist, das Phosphoreszenz emittiert.
  • Als Nächstes wurde als erste Elektronentransportschicht 118(1) 2mDBTBPDBq-II über der Licht emittierenden Schicht 130(2) durch Co-Verdampfung in einer Dicke von 20 nm abgeschieden. Dann wurde als zweite Elektronentransportschicht 118(2) 2,9-Bis(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin (Abkürzung: NBPhen) über der ersten Elektronentransportschicht 118(1) durch Verdampfung in einer Dicke von 20 nm abgeschieden.
  • Anschließend wurde als Elektroneninjektionsschicht 119 Lithiumfluorid (LiF) durch Verdampfung in einer Dicke von 1 nm über der zweiten Elektronentransportschicht 118(2) abgeschieden.
  • Als Elektrode 102 wurde dann Aluminium (Al) in einer Dicke von 200 nm über der Elektroneninjektionsschicht 119 abgeschieden.
  • Anschließend wurden die Licht emittierenden Vergleichselemente 51 bis 54 in einem Handschuhkasten, der eine Stickstoffatmosphäre enthielt, durch Fixieren eines Glassubstrats zur Versiegelung an dem Glassubstrat, über dem das organische Material abgeschieden worden war, unter Verwendung eines Dichtungsmittels für eine organische EL-Vorrichtung abgedichtet. Insbesondere wurde, nachdem das Dichtungsmittel in der Umgebung der auf dem Glassubstrat abgeschiedenen organischen Materialien aufgetragen worden war und dieses Substrat und das Glassubstrat zur Versiegelung miteinander verbunden wurden, eine Stunde lang eine Bestrahlung mit ultraviolettem Licht mit einer Wellenlänge von 365 nm bei 6 J/cm2 und eine Wärmebehandlung bei 80 °C durchgeführt. Durch die vorstehenden Schritte wurden die Licht emittierenden Vergleichselemente 51 bis 54 erhalten.
  • «Herstellung der Licht emittierenden Vergleichselemente 55 bis 58 und der Licht emittierenden Elemente 59 bis 66»
  • Die Licht emittierenden Vergleichselemente 55 bis 58 und die Licht emittierenden Elemente 59 bis 66 wurden durch die gleichen Schritte wie diejenigen der Licht emittierenden Vergleichselemente 51 bis 54 hergestellt, mit Ausnahme des Schritts zum Ausbilden der Lochinjektionsschicht 111. Es sei angemerkt, dass das Herstellungsverfahren der Licht emittierenden Elemente nicht beschrieben wird, da Details der Elementstrukturen in den Tabellen 16 und 17 wiederzufinden sind.
  • <Eigenschaften der Licht emittierenden Elemente>
  • Anschließend wurden die Eigenschaften der hergestellten Licht emittierenden Vergleichselemente 51 bis 58 und der Licht emittierenden Elemente 59 bis 66 gemessen. Die Messung wurde wie bei dem Beispiel 1 durchgeführt. Zudem werden die Eigenschaften der Elemente bei einer Leuchtdichte von etwa 1000 cd/m2 in Tabelle 19 zusammengefasst. Bei der in Tabelle 19 dargestellten externen Quanteneffizienz handelt es sich um diejenige vor der Durchführung einer Betrachtungswinkelkorrektur.
  • [Tabelle 19]
    Spannung (V) Stromdichte (mA/cm2) CIE-Chromatizität (x,y) Leuchtdichte (cd/m2) Stromeffizienz (cd/A) Leistungseffizienz (Im/W) externe Quanteneffizienz (%) (vor Betrachtungswinkelkorrektur)
    Licht emittierendes Vergleichselement 51 2,90 1,49 (0,558, 0,443) 1145 76,7 83,1 31,0
    Licht emittierendes Vergleichselement 52 2,90 1,45 (0,562, 0,438) 1035 71,5 77,5 29,7
    Licht emittierendes Vergleichselement 53 2,90 1,38 (0,562, 0,436) 918 66,6 72,1 28,5
    Licht emittierendes Vergleichselement 54 2,90 1,35 (0,563, 0,435) 833 61,9 67,1 27,1
    Licht emittierendes Vergleichselement 55 2,90 1,46 (0,558, 0,442) 1129 77,4 83,9 31,1
    Licht emittierendes Vergleichselement 56 2,90 1,46 (0,561, 0,439) 1058 72,3 78,3 30,0
    Licht emittierendes Vergleichselement 57 2,90 1,49 (0,563, 0,437) 1019 68,2 73,9 28,9
    Licht emittierendes Vergleichselement 58 2,90 1,46 (0,564, 0,435) 922 63,2 68,4 27,5
    Licht emittierendes Element 59 4,20 1,24 (0,560, 0,438) 930 75,0 56,1 30,9
    Licht emittierendes Element 60 4,20 1,24 (0,562, 0,436) 861 69,5 52,0 29,5
    Licht emittierendes Element 61 4,40 1,65 (0,565, 0,435) 1054 63,8 45,6 27,9
    Licht emittierendes Element 62 4,40 1,69 (0,566, 0,434) 995 58,8 42,0 26,4
    Licht emittierendes Element 63 3,10 1,59 (0,565, 0,435) 1113 70,1 71,1 30,2
    Licht emittierendes Element 64 3,10 1,64 (0,567, 0,433) 1031 62,8 63,6 27,9
    Licht emittierendes Element 65 3,10 1,68 (0,569, 0,432) 948 56,5 57,3 25,7
    Licht emittierendes Element 66 3,10 1,73 (0,568, 0,431) 897 51,7 52,4 24,0
  • Aus den vorstehenden Ergebnissen ist ersichtlich, dass unabhängig von der Struktur der Lochinjektionsschicht 111 die in diesem Beispiel hergestellten Licht emittierenden Vergleichselemente 51 bis 58 und Licht emittierenden Elemente 59 bis 66 eine vorteilhafte Ansteuerspannung und Emissionseffizienz aufwiesen.
  • <Beziehung zwischen dem Brechungsindex der Lochinjektionsschicht 111 und der externen Quanteneffizienz>
  • In 32 wird die Beziehung zwischen der Chromatizität x und der externen Quanteneffizienz anhand der organischen Materialien, die für die Lochinjektionsschichten 111 verwendet wurden, unter Verwendung der Werte der Elemente, die in Tabelle 19 dargestellt werden, gezeigt. In 32 werden die Werte der Licht emittierenden Vergleichselemente 51 bis 54 für die Daten der Kurve „β-TNB“, die Werte der Licht emittierenden Elemente 55 bis 58 für die Daten der Kurve „NPB“, die Werte der Licht emittierenden Elemente 59 bis 62 für die Daten der Kurve „BPAFLP“ und die Werte der Licht emittierenden Elemente 63 bis 66 für die Daten der Kurve „TAPC“ verwendet.
  • Aus Tabelle 18 ist ersichtlich, dass in dem Fall, in dem β-TNB und NPB für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet wurden, der Brechungsindex der Lochinjektionsschicht 111 hoch war, d. h. 1,75 übertraf, wohingegen in dem Fall, in dem BPAFLP und TAPC verwendet wurden, der Brechungsindex der Lochinjektionsschicht 111 niedrig war, d. h. unter 1,75 lag. Aus 32 ist ersichtlich, dass beispielsweise beim Vergleich der externen Quanteneffizienz jedes Licht emittierenden Elements bei einer Chromatizität y von etwa 0,435 die externe Quanteneffizienz bei Licht emittierenden Elementen höher ist, bei denen die Lochinjektionsschicht 111 mit einem niedrigen Brechungsindex verwendet wird. Ferner ist herausgefunden worden, dass bei gleicher Chromatizität die Emissionseffizienz bei Licht emittierenden Elementen besser ist, bei denen eine Lochinjektionsschicht 111 mit einem niedrigen Brechungsindex verwendet wird. Dies liegt daran, dass eine Abschwächung von Licht infolge des Evaneszenz-Modus verringert wird, was zur Verbesserung der Lichtextraktionseffizienz führt.
  • (Referenzbeispiel 1)
  • Bei diesem Referenzbeispiel wird ein Syntheseverfahren von Ir(pbidiBuCNp)3 beschrieben, das bei dem Beispiel 1 verwendet wurde.
  • <Schritt 1; Synthese von 4-Amino-3,5-diisobutylbenzonitril>
  • In einen 3000 ml Dreihalskolben wurden 52 g (280 mmol) 4-Amino-3,5-dichlorbenzonitril, 125 g (1226 mmol) Isobutylboronsäure, 260 g (1226 mmol) Trikaliumphosphat, 5,4 g (13,1 mmol) 2-Dicyclohexylphosphino-2',6'-dimethoxybiphenyl (S-phos) und 1500 ml Toluol gegeben, wobei die Luft in dem Kolben durch Stickstoff ersetzt wurde und das Gemisch unter Rühren unter reduziertem Druck entgast wurde. Nach der Entgasung wurden 4,8 g (5,2 mmol) Tris(dibenzylidenaceton)dipalladium(0) zugegeben und das Gemisch wurde 12 Stunden lang unter einem Stickstoffstrom bei 130 °C gerührt. Toluol wurde der erhaltenen Reaktionslösung zugegeben und die Mischung wurde durch ein Filterhilfsmittel gefiltert, in dem Celite (Katalognr. 531-16855, hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), Florisil (hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Katalognr. 540-00135) und Aluminiumoxid in dieser Reihenfolge übereinander angeordnet wurden. Das erhaltene Filtrat wurde konzentriert, um eine ölige Substanz zu erhalten. Die erhaltene ölige Substanz wurde durch Silica-Säulenchromatographie gereinigt. Als Laufmittel wurde Toluol verwendet. Die erhaltene Fraktion wurde konzentriert, um 61 g einer gelben öligen Substanz in einer Ausbeute von 95 % zu erhalten. Die erhaltene gelbe ölige Substanz wurde mittels Kernspinresonanzspektroskopie (NMR) als 4-Amino-3,5-diisobutylbenzonitril identifiziert. Ein Syntheseschema von Schritt 1 wird im Folgenden bei (a-1) dargestellt.
  • Figure DE112018002586B4_0013
  • <Schritt 2; Synthese von 4-[N-(2-Nitrophenyl)amino]-3,5-diisobutylbenzonitril>
  • In einen 1000 ml Dreihalskolben wurden 30 g (131 mmol) 4-Amino-3,5-diisobutylbenzonitril, das in Schritt 1 synthetisiert wurde, 86 g (263 mmol) Cäsiumcarbonat, 380 ml Dimethylsulfoxid (DMSO) und 19 g (131 mmol) 2-Fluornitrobenzol gegeben und das Gemisch wurde 20 Stunden lang unter einem Stickstoffstrom bei 120 °C gerührt. Nach Ablauf der vorgegebenen Zeit wurde die Reaktionslösung einer Extraktion mit Chloroform unterzogen, um ein Rohmaterial zu erhalten. Das erhaltene Rohmaterial wurde durch Silica-Säulenchromatographie gereinigt. Als Laufmittel wurde ein Mischlösungsmittel aus Hexan und Ethylacetat (7:1) verwendet. Die erhaltene Fraktion wurde konzentriert, um einen orangenen Feststoff zu erhalten. Hexan wurde dem erhaltenen Feststoff zugesetzt, der dann saugfiltriert wurde, um 16 g eines gelben Feststoffs in einer Ausbeute von 35 % zu erhalten. Der erhaltene gelbe Feststoff wurde durch Kernspinresonanzspektroskopie (NMR) als 4-[N-(2-Nitrophenyl)amino]-3,5-diisobutylbenzonitril identifiziert. Ein Syntheseschema von Schritt 2 wird im Folgenden bei (a-2) dargestellt.
  • Figure DE112018002586B4_0014
  • <Schritt 3; Synthese von 4-[N-(2-Aminophenyl)amino]-3,5-diisobutylbenzonitril>
  • In einen 2000 ml Dreihalskolben wurden 21 g (60,0 mmol) 4-[N-(2-Nitrophenyl)amino]-3,5-diisobutylbenzonitril, das in Schritt 2 synthetisiert wurde, 11 ml (0,6 mol) Wasser und 780 ml Ethanol gegeben, und die Mischung wurde gerührt. Zu dieser Mischung wurden 57 g (0,3 mol) Zinn(II)-chlorid gegeben und die Mischung wurde 7,5 Stunden lang unter einem Stickstoffstrom bei 80 °C gerührt. Nach Ablauf der vorgegebenen Zeit wurde das Gemisch in 400 ml einer wässrigen 2M-Natriumhydroxidlösung gegossen und 16 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt. Ein ausgefälltes Sediment wurde durch Saugfiltration entfernt und mit Chloroform gewaschen, wobei ein Filtrat erhalten wurde. Das erhaltene Filtrat wurde einer Extraktion mit Chloroform unterzogen. Danach wurde die extrahierte Lösung konzentriert, um 20 g eines weißen Feststoffs in einer Ausbeute von 100 % zu erhalten. Der erhaltene weiße Feststoff wurde durch Kernspinresonanzspektroskopie (NMR) als 4-[N-(2-Aminophenyl)amino]-3,5-diisobutylbenzonitril identifiziert. Ein Syntheseschema von Schritt 3 wird im Folgenden bei (a-3) dargestellt.
  • Figure DE112018002586B4_0015
  • <Schritt 4; Synthese von 1-(4-Cyano-2,6-diisobutylphenyl)-2-phenyl-1H-benzimidazol (Abkürzung: Hpbi-diBuCNp)>
  • In einen 1000 ml Rückgewinnungskolben wurden 20 g (60,0 mmol) 4-[N-(2-Aminophenyl)amino]-3,5-diisobutylbenzonitril, das in Schritt 3 synthetisiert wurde, 200 ml Acetonitril und 6,4 g (60,0 mmol) Benzaldehyd gegeben, und die Mischung wurde eine Stunde lang bei 100 °C gerührt. Dann wurden 100 mg (0,60 mmol) Eisen(III)-chlorid zu dieser Mischung gegeben und die Mischung wurde 24 Stunden lang bei 100 °C gerührt. Nach Ablauf der vorgegebenen Zeit wurde die Reaktionslösung einer Extraktion mit Chloroform unterzogen, um eine ölige Substanz zu erhalten. Der gewonnenen öligen Substanz wurde Toluol zugesetzt, und dann wurde die Mischung über ein Filterhilfsmittel, in dem Celite, Florisil und Aluminiumoxid in dieser Reihenfolge übereinander angeordnet waren, einer Saugfiltration unterzogen. Das erhaltene Filtrat wurde konzentriert, um eine ölige Substanz zu erhalten. Die erhaltene ölige Substanz wurde durch Silica-Säulenchromatographie gereinigt. Als Laufmittel wurde Toluol verwendet. Die erhaltene Fraktion wurde konzentriert, um einen Feststoff zu erhalten. Der Feststoff wurde aus Ethylacetat/Hexan umkristallisiert, um 4,3 g eines weißen Feststoffs, der die Zielsubstanz war, in einer Ausbeute von 18 % zu erhalten. Der erhaltene weiße Feststoff wurde mittels Kernspinresonanzspektroskopie (NMR) als 1-(4-Cyan-2,6-diisobutylphenyl)-2-phenyl-1H-benzimidazol (Abkürzung: Hpbi-diBuCNp) identifiziert. Ein Syntheseschema von Schritt 4 wird im Folgenden bei (a-4) dargestellt.
  • Figure DE112018002586B4_0016
  • <Schritt 5; Synthese von Tris{2-[1-(4-cyano-2,6-diisobutylphenyl)-1H-benzimidazol-2-yl-kN3)phenyl-kC}iridium(III) (Abkürzung: [Ir(pbi-diBuCNp)3)>
  • In einen Reaktionsbehälter mit Dreiwegeventil wurden 1,8 g (4,4 mmol) 1-(4-Cyano-2,6-diisobutylphenyl)-2-phenyl-1H-benzimidazol (Abkürzung: Hpbi-diBuCNp), das in Schritt 4 synthetisiert wurde, und 0,43 g (0,88 mmol) Tris(acetylacetonato)iridium(III) gegeben und die Mischung wurde 39 Stunden lang bei 250 °C erwärmt. Dem erhaltenen Reaktionsgemisch wurde Toluol zugesetzt und ein unlösliches Material wurde entfernt. Das erhaltene Filtrat wurde konzentriert, um einen Feststoff zu erhalten. Der erhaltene Feststoff wurde durch Silica-Säulenchromatographie (neutrales Silica) gereinigt. Als Laufmittel wurde Toluol verwendet. Die erhaltene Fraktion wurde konzentriert, um einen Feststoff zu erhalten. Der erhaltene Feststoff wurde aus Ethylacetat/Hexan umkristallisiert, um 0,26 g eines gelben Feststoffs in einer Ausbeute von 21 % zu erhalten. Das Syntheseschema wird im Folgenden bei (a-5) dargestellt.
  • Figure DE112018002586B4_0017
  • Die Protonen (1H) des gewonnenen gelben Feststoffes wurden durch eine Kernspinresonanzspektroskopie (NMR) gemessen. Die Messergebnisse offenbaren, dass Ir(pbi-diBuCNp)3 (Zusammensetzung aus facialen Isomeren und meridionalen Isomeren) in diesem Referenzbeispiel erhalten wurde. Es sei angemerkt, dass 1H-NMR ein Gemisch aus einem facialen Isomer und einem meridionalen Isomer offenbarte. Das Isomerverhältnis der facialen Isomere zu den meridionalen Isomeren betrug 3:2.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Substrat,
    11
    Elektrode,
    12
    Elektrode,
    15
    Substrat,
    20
    organische Halbleiterschicht,
    30
    Ladungsträgertransportschicht,
    40
    Funktionsschicht,
    50
    elektronische Vorrichtung,
    100
    EL-Schicht,
    101
    Elektrode,
    102
    Elektrode,
    106
    Licht emittierende Einheit,
    108
    Licht emittierende Einheit,
    110
    Licht emittierende Einheit,
    111
    Lochinjektionsschicht,
    112
    Lochtransportschicht,
    113
    Elektronentransportschicht,
    114
    Elektroneninjektionsschicht,
    115
    Ladungserzeugungsschicht,
    116
    Lochinjektionsschicht,
    117
    Lochtransportschicht,
    118
    Elektronentransportschicht,
    119
    Elektroneninjektionsschicht,
    120
    Licht emittierende Schicht,
    121
    Gastmaterial,
    122
    Wirtsmaterial,
    130
    Licht emittierende Schicht,
    131
    Gastmaterial,
    131_1
    organische Verbindung,
    131_2
    organische Verbindung,
    132
    Wirtsmaterial,
    134
    Licht emittierender Bereich,
    140
    Licht emittierende Schicht,
    141
    Gastmaterial,
    142
    Wirtsmaterial,
    142_1
    organische Verbindung,
    142_2
    organische Verbindung,
    150
    Licht emittierendes Element,
    170
    Licht emittierende Schicht,
    200
    Substrat,
    250
    Licht emittierendes Element,
    252
    Licht emittierendes Element,
    601
    Sourceseiten-Treiberschaltung,
    602
    Pixelabschnitt,
    603
    Gateseiten-Treiberschaltung,
    604
    Dichtungssubstrat,
    605
    Dichtungsmittel,
    607
    Raum,
    608
    Leitung,
    610
    Elementsubstrat,
    611
    Schalt-TFT,
    612
    Stromsteuer-TFT,
    613
    Elektrode,
    614
    Isolator,
    616
    EL-Schicht,
    617
    Elektrode,
    618
    Licht emittierendes Element,
    623
    n-Kanal-TFT,
    624
    p-Kanal-TFT,
    900
    tragbares Informationsendgerät,
    901
    Gehäuse,
    902
    Gehäuse,
    903
    Anzeigeabschnitt,
    905
    Gelenkabschnitt,
    910
    tragbares Informationsendgerät,
    911
    Gehäuse,
    912
    Anzeigeabschnitt,
    913
    Bedienknopf,
    914
    externer Verbindungsanschluss,
    915
    Lautsprecher,
    916
    Mikrofon,
    917
    Kamera,
    920
    Kamera,
    921
    Gehäuse,
    922
    Anzeigeabschnitt,
    923
    Bedienknopf,
    924
    Auslöseknopf,
    926
    Linse,
    1001
    Substrat,
    1002
    Basis-Isolierfilm,
    1003
    Gate-Isolierfilm,
    1006
    Gate-Elektrode,
    1007
    Gate-Elektrode,
    1008
    Gate-Elektrode,
    1020
    Zwischenschicht-Isolierfilm,
    1021
    Zwischenschicht-Isolierfilm,
    1022
    Elektrode,
    1024B
    Elektrode,
    1024G
    Elektrode,
    1024R
    Elektrode,
    1024W
    Elektrode,
    1025B
    untere Elektrode,
    1025G
    untere Elektrode,
    1025R
    untere Elektrode,
    1025W
    untere Elektrode,
    1026
    Trennwand,
    1028
    EL-Schicht,
    1029
    Elektrode,
    1031
    Dichtungssubstrat,
    1032
    Dichtungsmittel,
    1033
    Basismaterial,
    1034B
    Farbschicht,
    1034G
    Farbschicht,
    1034R
    Farbschicht,
    1036
    Abdeckungsschicht,
    1037
    Zwischenschicht-Isolierfilm,
    1040
    Pixelabschnitt,
    1041
    Treiberschaltungsabschnitt,
    1042
    peripherer Bereich,
    3054
    Anzeigeabschnitt,
    3500
    Multifunktionsgerät,
    3502
    Gehäuse,
    3504
    Anzeigeabschnitt,
    3506
    Kamera,
    3508
    Beleuchtung,
    3600
    Licht,
    3602
    Gehäuse,
    3608
    Beleuchtung,
    3610
    Lautsprecher,
    8501
    Beleuchtungsvorrichtung,
    8502
    Beleuchtungsvorrichtung,
    8503
    Beleuchtungsvorrichtung,
    8504
    Beleuchtungsvorrichtung,
    9000
    Gehäuse,
    9001
    Anzeigeabschnitt,
    9003
    Lautsprecher,
    9005
    Bedientaste,
    9006
    Verbindungsanschluss,
    9007
    Sensor,
    9008
    Mikrofon,
    9055
    Gelenk,
    9200
    tragbares Informationsendgerät,
    9201
    tragbares Informationsendgerät,
    9202
    tragbares Informationsendgerät

Claims (20)

  1. Elektronische Vorrichtung (50), umfassend: eine erste Elektrode (11, 111); eine zweite Elektrode (12, 112); eine erste Schicht; und eine zweite Schicht, wobei die erste Schicht zwischen der ersten Elektrode (11, 111) und der zweiten Schicht bereitgestellt ist, wobei die zweite Schicht zwischen der ersten Schicht und der zweiten Elektrode (12, 112) bereitgestellt ist, wobei die erste Schicht eine erste Substanz und eine erste organische Verbindung umfasst, wobei die erste Substanz eine Elektronenakzeptoreigenschaft aufweist, wobei ein Brechungsindex mit ordentlichem Strahl eines Dünnfilms von der ersten organischen Verbindung im Hinblick auf Licht mit einer Wellenlänge von 532 nm höher als oder gleich 1 und niedriger als oder gleich 1,75 ist, und wobei die erste organische Verbindung eine Elektronendonatoreigenschaft aufweist.
  2. Elektronische Vorrichtung (50) gemäß Anspruch 1, wobei ein Brechungsindex von der ersten Schicht niedriger ist als ein Brechungsindex von der zweiten Schicht.
  3. Elektronische Vorrichtung (50) gemäß Anspruch 1, wobei die erste Schicht in Kontakt mit der zweiten Schicht ist.
  4. Elektronische Vorrichtung (50) gemäß Anspruch 1, wobei ein Brechungsindex von der ersten Schicht niedriger ist als ein Brechungsindex von der ersten Elektrode (11, 111) .
  5. Elektronische Vorrichtung (50) gemäß Anspruch 1, wobei ein Volumenverhältnis von der ersten Substanz zu der ersten organischen Verbindung größer als oder gleich 0,01 und kleiner als oder gleich 0,3 ist.
  6. Elektronische Vorrichtung (50) gemäß Anspruch 1, wobei die erste Substanz eines von Titanoxid, Vanadiumoxid, Tantaloxid, Molybdänoxid, Wolframoxid, Rheniumoxid, Rutheniumoxid, Chromoxid, Zirkoniumoxid, Hafniumoxid und Silberoxid umfasst.
  7. Elektronische Vorrichtung (50) gemäß Anspruch 1, wobei die erste Substanz eines von TCNQ, F4TCNQ und F6TCNNQ ist.
  8. Elektronische Vorrichtung (50) gemäß Anspruch 1, wobei die erste Elektrode (11, 111) eine Anode ist und die zweite Elektrode (12, 112) eine Kathode ist.
  9. Elektronische Vorrichtung (50) gemäß Anspruch 1, wobei die zweite Schicht eine Licht emittierende Funktion aufweist.
  10. Elektronische Vorrichtung (50) gemäß Anspruch 1, wobei die zweite Schicht eine photoelektrische Umwandlungsfunktion aufweist.
  11. Anzeigevorrichtung, umfassend: die elektronische Vorrichtung (50) gemäß Anspruch 1; und mindestens eines von einem Farbfilter und einem Transistor.
  12. Elektronisches Gerät, umfassend: die Anzeigevorrichtung gemäß Anspruch 11; und mindestens eines von einem Gehäuse und einem Berührungssensor.
  13. Beleuchtungsvorrichtung, umfassend: die elektronische Vorrichtung (50) gemäß Anspruch 1; und mindestens eines von einem Gehäuse und einem Berührungssensor.
  14. Elektronische Vorrichtung (50), umfassend: eine erste Schicht zwischen einer ersten Elektrode (11, 111) und einer zweiten Elektrode (12, 112), wobei die erste Schicht eine erste organische Verbindung und eine erste Substanz umfasst, wobei die erste organische Verbindung ein erstes Gerüst und ein Elektronendonatorgerüst umfasst, wobei das erste Gerüst ein Tetraarylmethan-Gerüst oder ein Tetraarylsilan-Gerüst ist, und wobei das Elektronendonatorgerüst ein Acridin-Gerüst oder ein Azepin-Gerüst umfasst.
  15. Elektronische Vorrichtung (50) gemäß Anspruch 14, wobei ein Brechungsindex von der ersten Schicht höher als oder gleich 1 und niedriger als oder gleich 1,75 ist.
  16. Elektronische Vorrichtung (50) gemäß Anspruch 14, wobei Arylgruppen in dem Tetraarylmethan-Gerüst und dem Tetraarylsilan-Gerüst unabhängig voneinander eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen sind, und wobei die Arylgruppen aneinander gebunden sind, um einen Ring zu bilden.
  17. Elektronische Vorrichtung (50) gemäß Anspruch 16, wobei die Arylgruppen unabhängig voneinander eine substituierte oder unsubstituierte Phenylgruppe sind, und wobei die Phenylgruppen aneinander gebunden sind, um einen Ring zu bilden.
  18. Elektronische Vorrichtung (50) gemäß Anspruch 14, wobei die Glasübergangstemperatur (Tg) der ersten organischen Verbindung höher als oder gleich 100°C ist.
  19. Elektronische Vorrichtung (50), umfassend: eine erste Schicht, eine zweite Schicht und eine dritte Schicht, welche zwischen einer ersten Elektrode (11, 111) und einer zweiten Elektrode (12, 112) sind, wobei die erste Schicht zwischen der ersten Elektrode (11, 111) und der zweiten Schicht bereitgestellt ist, wobei die zweite Schicht zwischen der ersten Schicht und der dritten Schicht bereitgestellt ist, wobei die erste Schicht eine erste Substanz und eine erste organische Verbindung umfasst, wobei die erste Substanz eine Elektronenakzeptoreigenschaft aufweist, wobei die dritte Schicht ausgestaltet ist, um Licht zu emittieren oder zu absorbieren, wobei ein Brechungsindex von der ersten Schicht niedriger ist als ein Brechungsindex von der zweiten Schicht und ein Brechungsindex von der dritten Schicht, und wobei ein Brechungsindex mit ordentlichem Strahl eines Dünnfilms von der ersten organischen Verbindung im Hinblick auf Licht mit einer Wellenlänge von 532 nm höher als oder gleich 1 und niedriger als oder gleich 1,75 ist.
  20. Elektronische Vorrichtung (50) gemäß Anspruch 19, wobei die dritte Schicht in Kontakt mit der zweiten Schicht ist.
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