DE112020002335T5 - Licht emittierende Vorrichtung, Licht emittierende Einrichtung, Licht emittierendes Modul, elektronisches Gerät und Beleuchtungsvorrichtung - Google Patents

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Airi UEDA
Nobuharu Ohsawa
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Abstract

Die Zuverlässigkeit einer Licht emittierenden Vorrichtung, die Nah-Infrarotlicht emittiert, wird erhöht. Die Licht emittierende Vorrichtung beinhaltet zwischen einem Paar von Elektroden eine Lochinjektionsschicht, eine Licht emittierende Schicht und eine Elektronentransportschicht in dieser Reichenfolge. Die Lochinjektionsschicht enthält eine erste Verbindung und eine zweite Verbindung. Die erste Verbindung weist eine Elektronenakzeptoreigenschaft in Bezug auf die zweite Verbindung auf. Die zweite Verbindung weist ein HOMO-Niveau von höher als oder gleich -5,7 eV und niedriger als oder gleich -5,4 eV auf. Die Licht emittierende Schicht enthält eine Licht emittierende organische Verbindung. Die maximale Peakwellenlänge von Licht, das von der Licht emittierenden organischen Verbindung emittiert wird, ist größer als oder gleich 760 nm und kleiner als oder gleich 900 nm. Die Elektronentransportschicht enthält eine dritte Verbindung und eine Substanz, die ein Metall enthält. Die dritte Verbindung ist ein Elektronentransportmaterial. Es handelt sich bei der Substanz, die ein Metall enthält, um ein Metall, ein Metallsalz, ein Metalloxid oder ein organisches Metallsalz.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine Licht emittierende Vorrichtung, eine Licht emittierende Einrichtung, ein Licht emittierendes Modul, ein elektronisches Gerät und eine Beleuchtungsvorrichtung.
  • Es sei angemerkt, dass eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht auf das vorstehende technische Gebiet beschränkt ist. Beispiele für das technische Gebiet einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen eine Halbleitervorrichtung, eine Anzeigevorrichtung, eine Licht emittierende Einrichtung, eine Energiespeichervorrichtung, eine Speichervorrichtung, ein elektronisches Gerät, eine Beleuchtungsvorrichtung, eine Eingabevorrichtung (z. B. einen Berührungssensor), eine Eingabe-/Ausgabevorrichtung (z. B. einen Touchscreen), ein Betriebsverfahren dafür und ein Herstellungsverfahren dafür.
  • Stand der Technik
  • Die Forschung und Entwicklung sind aktiv an Licht emittierenden Vorrichtungen, bei denen ein organisches Elektrolumineszenz- (EL-) Phänomen genutzt wird (auch als organische EL-Vorrichtungen oder organische EL-Elemente bezeichnet), durchgeführt worden. Bei einer grundlegenden Struktur einer organischen EL-Vorrichtung ist eine Schicht, die eine Licht emittierende organische Verbindung enthält (im Folgenden auch als Licht emittierende Schicht bezeichnet), zwischen einem Paar von Elektroden angeordnet. Durch Anlegen einer Spannung an die organische EL-Vorrichtung kann eine Lichtemission von der Licht emittierenden organischen Verbindung erhalten werden.
  • Ein Beispiel für die Licht emittierende organische Verbindung umfasst eine Verbindung, die einen Triplett-Anregungszustand in eine Lichtemission umwandeln kann (auch als phosphoreszierende Verbindung oder phosphoreszierendes Material bezeichnet). Als phosphoreszierendes Material offenbart Patentdokument 1 einen metallorganischen Komplex, der Iridium oder dergleichen als Zentralmetall enthält.
  • Bildsensoren werden für verschiedene Zwecke, wie z. B. eine persönliche Authentifizierung, eine Fehleranalyse, eine medizinische Diagnose und Sicherheitszwecke, verwendet. Die Wellenlängen von Lichtquellen, die für Bildsensoren verwendet werden, sind je nach dem Zweck unterschiedlich. Licht mit verschiedenen Wellenlängen, beispielsweise Licht mit einer kurzen Wellenlänge, wie z. B. sichtbares Licht und Röntgenstrahlen, und Licht mit einer langen Wellenlänge, wie z. B. Nah-Infrarotlicht, wird für Bildsensoren verwendet.
  • Es ist auch in Betracht gezogen worden, dass Licht emittierende Vorrichtungen zusätzlich zu Anzeigevorrichtungen auf vorstehend beschriebene Lichtquellen von Bildsensoren angewendet werden.
  • [Referenz]
  • [Patentdokument]
  • [Patentdokument 1] Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2007-137872
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Durch die Erfindung zu lösendes Problem
  • Eine Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die Zuverlässigkeit einer Licht emittierenden Vorrichtung zu erhöhen, die Nah-Infrarotlicht emittiert. Eine Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die Lebensdauer einer Licht emittierenden Vorrichtung zu verlängern, die Nah-Infrarotlicht emittiert. Eine Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die Emissionseffizienz einer Licht emittierenden Vorrichtung zu erhöhen, die Nah-Infrarotlicht emittiert.
  • Es sei angemerkt, dass die Beschreibung dieser Aufgaben dem Vorhandensein weiterer Aufgaben nicht im Wege steht. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfüllt nicht notwendigerweise sämtliche dieser Aufgaben. Weitere Aufgaben können aus der Erläuterung der Beschreibung, der Zeichnungen und der Patentansprüche abgeleitet werden.
  • Mittel zur Lösung des Problems
  • Eine Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet zwischen einem Paar von Elektroden eine Lochinjektionsschicht, eine Licht emittierende Schicht und eine Elektronentransportschicht in dieser Reichenfolge. Die Lochinjektionsschicht enthält eine erste Verbindung und eine zweite Verbindung. Die erste Verbindung weist eine Elektronenakzeptoreigenschaft in Bezug auf die zweite Verbindung auf. Die zweite Verbindung weist ein Niveau des höchsten besetzten Orbitals eines Moleküls (HOMO-Niveau) von höher als oder gleich -5,7 eV und niedriger als oder gleich -5,4 eV auf. Die Licht emittierende Schicht enthält eine Licht emittierende organische Verbindung. Die maximale Peakwellenlänge von Licht, das von der Licht emittierenden organischen Verbindung emittiert wird, ist größer als oder gleich 760 nm und kleiner als oder gleich 900 nm. Die Elektronentransportschicht enthält eine dritte Verbindung und eine Substanz, die ein Metall enthält. Die dritte Verbindung ist ein Elektronentransportmaterial. Es handelt sich bei der Substanz, die ein Metall enthält, um ein Metall, ein Metallsalz, ein Metalloxid oder ein organisches Metallsalz.
  • Es wird bevorzugt, dass die dritte Verbindung ein HOMO-Niveau von höher als oder gleich -6,0 eV aufweist.
  • Es wird bevorzugt, dass die Elektronentransportschicht einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich umfasst. Es wird bevorzugt, dass der erste Bereich näher an der Licht emittierenden Schicht als der zweite Bereich positioniert ist. Es wird bevorzugt, dass sich die Konzentration der Substanz, die ein Metall enthält, des ersten Bereichs von derjenigen des zweiten Bereichs unterscheidet. Es wird bevorzugt, dass die Konzentration der Substanz, die ein Metall enthält, des ersten Bereichs höher als diejenige des zweiten Bereichs ist. Dabei enthält der zweite Bereich nicht notwendigerweise die Substanz, die ein Metall enthält. Alternativ wird es bevorzugt, dass die Konzentration der Substanz, die ein Metall enthält, des zweiten Bereichs höher als diejenige des ersten Bereichs ist. Dabei enthält der erste Bereich nicht notwendigerweise die Substanz, die ein Metall enthält.
  • Es wird bevorzugt, dass die Licht emittierende Schicht ferner eine vierte Verbindung und eine fünfte Verbindung enthält. Es wird bevorzugt, dass die vierte Verbindung und die fünfte Verbindung eine Kombination zum Bilden eines Exciplexes sind. Es wird bevorzugt, dass die vierte Verbindung ein Lochtransportmaterial ist. Es wird bevorzugt, dass die fünfte Verbindung ein Elektronentransportmaterial ist.
  • Es wird bevorzugt, dass die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ferner eine Lochtransportschicht beinhaltet. Es wird bevorzugt, dass die Lochtransportschicht zwischen der Lochinjektionsschicht und der Licht emittierenden Schicht positioniert ist. Es wird bevorzugt, dass die Lochtransportschicht eine sechste Verbindung enthält. Es wird bevorzugt, dass ein HOMO-Niveau der sechsten Verbindung niedriger als oder gleich dem HOMO-Niveau der zweiten Verbindung ist. Es wird bevorzugt, dass eine Differenz zwischen dem HOMO-Niveau der sechsten Verbindung und dem HOMO-Niveau der zweiten Verbindung 0,2 eV oder weniger ist. Es wird bevorzugt, dass die zweite Verbindung und die sechste Verbindung jeweils mindestens eines von einem Carbazol-Gerüst, einem Dibenzofuran-Gerüst, einem Dibenzothiophen-Gerüst und einem Anthracen-Gerüst aufweisen. Es wird bevorzugt, dass es sich bei der zweiten Verbindung und der sechsten Verbindung um die gleiche Verbindung handelt.
  • Es wird bevorzugt, dass die Substanz, die ein Metall enthält, ein Metallkomplex ist, der ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall enthält.
  • Es wird bevorzugt, dass die Substanz, die ein Metall enthält, ein Metallkomplex ist, der einen Liganden, der Stickstoff und Sauerstoff enthält, und ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall enthält.
  • Es wird bevorzugt, dass die Substanz, die ein Metall enthält, ein Metallkomplex ist, der einen Liganden mit einer 8-Chinolinolato-Struktur und ein einwertiges Metallion umfasst.
  • Es wird bevorzugt, dass die Substanz, die ein Metall enthält, ein Lithiumkomplex ist, der einen Liganden mit einer 8-Chinolinolato-Struktur umfasst.
  • Es wird bevorzugt, dass die Licht emittierende organische Verbindung ein metallorganischer Komplex ist, der eine Metall-Kohlenstoff-Bindung aufweist. Es wird bevorzugt, dass der metallorganische Komplex einen kondensierten heteroaromatischen Ring umfasst, der 2 bis 5 Ringe umfasst. Es wird bevorzugt, dass der kondensierte heteroaromatische Ring an das Metall koordiniert ist.
  • Es wird bevorzugt, dass die Licht emittierende organische Verbindung ein cyclometallierter Komplex ist. Es wird bevorzugt, dass die Licht emittierende organische Verbindung ein orthometallierter Komplex ist. Es wird bevorzugt, dass die Licht emittierende organische Verbindung ein Iridiumkomplex ist.
  • Es wird bevorzugt, dass die maximale Peakwellenlänge von Licht, das von der Licht emittierenden organischen Verbindung emittiert wird, größer als oder gleich 780 nm und kleiner als oder gleich 880 nm ist.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Einrichtung, die eine beliebige der vorstehend beschriebenen Licht emittierenden Vorrichtungen und einen Transistor und/oder ein Substrat beinhaltet.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Licht emittierendes Modul, das die vorstehend beschriebene Licht emittierende Einrichtung beinhaltet. Das Licht emittierende Modul ist mit einem Verbinder, wie z. B. einer flexiblen gedruckten Schaltung (flexible printed circuit, nachstehend als FPC bezeichnet) oder einem Tape Carrier Package (TCP), versehen oder durch ein Chip-on-Glass- (COG-) Verfahren, ein Chip-on-Film- (COF-) Verfahren oder dergleichen mit einer integrierten Schaltung (integrated circuit, IC) montiert. Es sei angemerkt, dass das Licht emittierende Modul einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Verbinder und/oder eine IC beinhalten kann.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein elektronisches Gerät, das das vorstehend beschriebene Licht emittierende Modul und eine Antenne, eine Batterie, ein Gehäuse, eine Kamera, einen Lautsprecher, ein Mikrofon und/oder einen Bedienknopf beinhaltet.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Beleuchtungsvorrichtung, die die vorstehend beschriebene Licht emittierende Einrichtung und ein Gehäuse, eine Abdeckung und/oder eine Trägerbasis beinhaltet.
  • Wirkung der Erfindung
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Zuverlässigkeit einer Licht emittierenden Vorrichtung erhöhen, die Nah-Infrarotlicht emittiert. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Lebensdauer einer Licht emittierenden Vorrichtung verlängern, die Nah-Infrarotlicht emittiert. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Emissionseffizienz einer Licht emittierenden Vorrichtung erhöhen, die Nah-Infrarotlicht emittiert.
  • Es sei angemerkt, dass die Beschreibung dieser Wirkungen dem Vorhandensein weiterer Wirkungen nicht im Wege steht. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzielt nicht notwendigerweise sämtliche dieser Wirkungen. Weitere Wirkungen können aus der Erläuterung der Beschreibung, der Zeichnungen und der Patentansprüche abgeleitet werden.
  • Figurenliste
    • 1A bis 1E sind Querschnittsansichten, die jeweils ein Beispiel für eine Licht emittierende Vorrichtung darstellen.
    • 2A bis 2C sind konzeptuelle Diagramme, die jeweils ein Lichtemissionsmodell einer Licht emittierenden Vorrichtung darstellen.
    • 3A bis 3D zeigen jeweils die Konzentration einer Substanz, die ein Metall enthält, in einer Elektronentransportschicht.
    • 4A ist eine Draufsicht, die ein Beispiel für eine Licht emittierende Einrichtung darstellt. 4B und 4C sind Querschnittsansichten, die jeweils ein Beispiel für die Licht emittierende Einrichtung darstellen.
    • 5A ist eine Draufsicht, die ein Beispiel für eine Licht emittierende Einrichtung darstellt. 5B ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel für die Licht emittierende Einrichtung darstellt.
    • 6A bis 6E stellen Beispiele für elektronische Geräte dar.
    • 7 stellt eine Licht emittierende Vorrichtung eines Beispiels dar.
    • 8 zeigt die Stromdichte-Abstrahlungsstärke-Eigenschaften einer Vorrichtung 1.
    • 9 zeigt die Spannungs-Stromdichte-Eigenschaften der Vorrichtung 1.
    • 10 zeigt die Stromdichte-Strahlungsleistungs-Eigenschaften der Vorrichtung 1.
    • 11 zeigt die Spannungs-Abstrahlungsstärke-Eigenschaften der Vorrichtung 1.
    • 12 zeigt die Stromdichte-externen Quanteneffizienz-Eigenschaften der Vorrichtung 1.
    • 13 zeigt das Emissionsspektrum der Vorrichtung 1.
    • 14A und 14B zeigen die Ergebnisse eines Zuverlässigkeitstests an der Vorrichtung 1.
    • 15 stellt eine Struktur einer Nur-Elektronen-Vorrichtung dar.
    • 16 zeigt die Stromdichte-Spannungs-Eigenschaften der Nur-Elektronen-Vorrichtung.
    • 17 zeigt die Frequenzeigenschaften der berechneten Kapazität C, wenn die Gleichstromspannung 7,0 V ist und ein Verhältnis von ZADN zu Liq 1:1 ist.
    • 18 zeigt die Frequenzeigenschaften von -ΔB, wenn die Gleichstromspannung 7,0 V ist und ein Verhältnis von ZADN zu Liq 1:1 ist.
    • 19 zeigt die Abhängigkeit der Elektronenbeweglichkeit von der elektrischen Feldstärke von organischen Verbindungen.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • Ausführungsformen werden anhand der Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die folgende Beschreibung beschränkt ist und dass es sich Fachleuten ohne Weiteres erschließt, dass Modi und Details der vorliegenden Erfindung auf verschiedene Weise modifiziert werden können, ohne vom Gedanken und Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Daher sollte die vorliegende Erfindung nicht als auf die Beschreibung der folgenden Ausführungsformen beschränkt angesehen werden.
  • Es sei angemerkt, dass bei den nachstehend beschriebenen Strukturen der Erfindung die gleichen Abschnitte oder Abschnitte mit ähnlichen Funktionen durch die gleichen Bezugszeichen in unterschiedlichen Zeichnungen gekennzeichnet sind und dass eine Beschreibung dieser nicht wiederholt wird. Das gleiche Schraffurmuster wird für Abschnitte mit ähnlichen Funktionen verwendet, und in einigen Fällen sind die Abschnitte nicht besonders durch Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Außerdem stellen die Position, die Größe, der Bereich oder dergleichen jeder Komponente, die in Zeichnungen dargestellt wird, in einigen Fällen zum leichten Verständnis nicht genau die Position, die Größe, den Bereich oder dergleichen dar. Die offenbarte Erfindung ist daher nicht notwendigerweise auf die Position, die Größe, den Bereich oder dergleichen beschränkt, welche in den Zeichnungen offenbart werden.
  • Es sei angemerkt, dass der Begriff „Film“ und der Begriff „Schicht“ je nach Sachlage oder Umständen untereinander ausgetauscht werden können. Beispielsweise kann der Begriff „leitende Schicht“ durch den Begriff „leitender Film“ ersetzt werden. Als weiteres Bespiel kann der Begriff „Isolierfilm“ durch den Begriff „Isolierschicht“ ersetzt werden.
  • (Ausführungsform 1)
  • Bei dieser Ausführungsform wird eine Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand von 1 bis 3 beschrieben.
  • Eine Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet zwischen einem Paar von Elektroden (einer Anode und einer Kathode) eine Lochinjektionsschicht, eine Licht emittierende Schicht und eine Elektronentransportschicht in dieser Reichenfolge. Die Lochinjektionsschicht enthält eine erste Verbindung und eine zweite Verbindung. Die erste Verbindung weist eine Elektronenakzeptoreigenschaft in Bezug auf die zweite Verbindung auf. Das HOMO-Niveau der zweiten Verbindung ist höher als oder gleich -5,7 eV und niedriger als oder gleich -5,4 eV. Die Elektronentransportschicht enthält eine dritte Verbindung und eine Substanz, die ein Metall enthält. Die dritte Verbindung ist ein Material mit hoher Elektronentransporteigenschaft (auch als Elektronentransportmaterial bezeichnet). Es handelt sich bei der Substanz, die ein Metall enthält, um ein Metall, ein Metallsalz, ein Metalloxid oder ein organisches Metallsalz.
  • Die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Struktur auf, bei der Löcher mit höherer Wahrscheinlichkeit in die Licht emittierende Schicht injiziert werden und Elektronen mit geringerer Wahrscheinlichkeit injiziert werden. Wenn die Löcher von der Anodenseite leicht injiziert werden und die Menge der Elektronen, die von der Kathodenseite in die Licht emittierende Schicht injiziert werden, unterdrückt wird, kann verhindert werden, dass die Licht emittierende Schicht überschüssige Elektronen aufweist. Dann erhöht sich die Leuchtdichte, indem die Elektronen im Laufe der Zeit in die Licht emittierende Schicht injiziert werden; diese Erhöhung der Leuchtdichte kann den anfänglichen Abfall aufheben. Daher kann eine Licht emittierende Vorrichtung, die einen kleineren anfänglichen Abfall und eine sehr lange Betriebsdauer aufweist, bereitgestellt werden.
  • Die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält eine Licht emittierende organische Verbindung in der Licht emittierenden Schicht. Die maximale Peakwellenlänge (auch als Wellenlänge bezeichnet, bei der die Peakintensität am höchsten ist) von Licht, das von der Licht emittierenden organischen Verbindung emittiert wird, ist größer als oder gleich 760 nm und kleiner als oder gleich 900 nm, bevorzugt größer als oder gleich 780 nm und bevorzugt kleiner als oder gleich 880 nm.
  • Die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in Form eines Films ausgebildet werden und die Fläche wird leicht vergrößert; daher kann sie als planare Lichtquelle, die Nah-Infrarotlicht emittiert, verwendet werden.
  • Die Licht emittierende organische Verbindung emittiert vorzugsweise eine Phosphoreszenz, da die Emissionseffizienz der Licht emittierenden Vorrichtung erhöht werden kann. Insbesondere ist die Licht emittierende organische Verbindung vorzugsweise ein metallorganischer Komplex, der eine Metall-Kohlenstoff-Bindung aufweist. Darunter ist die Licht emittierende organische Verbindung stärker bevorzugt ein cyclometallierter Komplex. Ferner ist die Licht emittierende organische Verbindung vorzugsweise ein orthometallierter Komplex. Da diese organischen Verbindungen leicht eine Phosphoreszenz emittieren, kann die Emissionseffizienz der Licht emittierenden Vorrichtung erhöht werden. Demzufolge ist die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine phosphorezierende Vorrichtung, die eine Phosphoreszenz emittiert.
  • Des Weiteren ist der metallorganische Komplex, der eine Metall-Kohlenstoff-Bindung aufweist, für eine Licht emittierende organische Verbindung geeignet, da er eine höhere Emissionseffizienz und eine höhere chemische Stabilität als eine auf Porphyrin basierende Verbindung oder dergleichen aufweist.
  • In dem Fall, in dem in einer Licht emittierenden Schicht die Licht emittierende organische Verbindung als Gastmaterial verwendet wird und eine weitere organische Verbindung als Wirtsmaterial verwendet wird, wird dann, wenn ein tiefes Tal in dem Absorptionsspektrum der Licht emittierenden organischen Verbindung erscheint (ein Abschnitt mit niedriger Intensität erscheint), abhängig von dem Wert der Anregungsenergie des Wirtsmaterials die Energie von dem Wirtsmaterial auf das Gastmaterial nicht leicht übertragen und wird die Energieübertragungseffizienz verringert. In dem Absorptionsspektrum des metallorganischen Komplexes, der eine Metall-Kohlenstoff-Bindung aufweist, überlappen hier viele Absorptionsbänder, wie z. B. ein Absorptionsband, das aus einem Triplett-Metall-zu-Ligand-Ladungsübertragungs- (metal to ligand charge transfer, MLCT-) Übergang stammt, ein Absorptionsband, das aus einem Singulett-MLCT-Übergang stammt, und ein Absorptionsband, das aus einem Triplett-π-π*-Übergang stammt, einander; daher erscheint ein tiefes Tal mit geringerer Wahrscheinlichkeit in dem Absorptionsspektrum. Somit kann der Bereich des Wertes der Anregungsenergie des Materials, das als Wirtsmaterial verwendet werden kann, vergrößert werden, und die Auswahlmöglichkeiten für das Wirtsmaterial können vergrößert werden.
  • Ferner ist die Licht emittierende organische Verbindung vorzugsweise ein Iridiumkomplex. Beispielsweise ist die Licht emittierende organische Verbindung vorzugsweise ein cyclometallierter Komplex, bei dem Iridium als Zentralmetall verwendet wird. Da der Iridiumkomplex eine höhere chemische Stabilität als ein Platinkomplex oder dergleichen aufweist, ermöglicht die Verwendung des Iridiumkomplexes als Licht emittierende organische Verbindung, dass die Zuverlässigkeit der Licht emittierenden Vorrichtung erhöht wird. Im Hinblick auf eine derartige Stabilität wird ein cyclometallierter Komplex von Iridium bevorzugt, und ein orthometallierter Komplex von Iridium wird stärker bevorzugt.
  • Im Hinblick auf das Erhalten einer Emission von Nah-Infrarotlicht weist der Ligand des vorstehenden metallorganischen Komplexes vorzugsweise eine Struktur auf, bei der ein kondensierter heteroaromatischer Ring, der 2 bis 5 Ringe umfasst, an ein Metall koordiniert ist. Der kondensierte heteroaromatische Ring umfasst vorzugsweise 3 oder mehr Ringe. Ferner umfasst der kondensierte heteroaromatische Ring vorzugsweise 4 oder weniger Ringe. Wenn die Anzahl der Ringe, die in dem kondensierten heteroaromatischen Ring enthalten sind, erhöht wird, kann das LUMO-Niveau (das Niveau des niedrigsten unbesetzten Orbitals eines Moleküls) niedriger sein und kann die Emissionswellenlänge des metallorganischen Komplexes länger sein. Wenn die Anzahl der kondensierten heteroaromatischen Ringe verringert wird, kann die Sublimierbarkeit erhöht werden. Indem ein kondensierter heteroaromatischer Ring, der 2 bis 5 Ringe umfasst, zum Einsatz kommt, wird daher das LUMO-Niveau des Liganden angemessen verringert, so dass die Emissionswellenlänge des metallorganischen Komplexes, die auf einem (Triplett-) MLCT-Übergang basiert, bis zu der Wellenlänge von Nah-Infrarotlicht erhöht werden kann, während eine hohe Sublimierbarkeit aufrechterhalten wird. Außerdem kann dann, wenn die Anzahl von Stickstoffatomen (N), die in dem kondensierten heteroaromatischen Ring enthalten sind, erhöht wird, das LUMO-Niveau verringert werden. Demzufolge ist die Anzahl von Stickstoffatomen (N), die in dem kondensierten heteroaromatischen Ring enthalten sind, bevorzugt 2 oder mehr, stärker bevorzugt ist sie 2.
  • Es wird bevorzugt, dass die Licht emittierende Schicht ferner eine vierte Verbindung und eine fünfte Verbindung enthält. Es wird bevorzugt, dass die vierte Verbindung und die fünfte Verbindung eine Kombination zum Bilden eines Exciplexes sind. Es wird bevorzugt, dass eine der vierten Verbindung und der fünften Verbindung ein Lochtransportmaterial ist und die andere ein Elektronentransportmaterial ist. Mit einer derartigen Struktur kann die Emissionseffizienz der Licht emittierenden Vorrichtung erhöht werden.
  • [Strukturbeispiel einer Licht emittierenden Vorrichtung]
  • <<Grundlegende Struktur einer Licht emittierenden Vorrichtung>>
  • 1A bis 1E stellen Beispiele für Licht emittierende Vorrichtungen dar, die jeweils zwischen einem Paar von Elektroden eine EL-Schicht beinhalten.
  • Die Licht emittierende Vorrichtung, die in 1A dargestellt wird, weist eine Struktur, bei der eine EL-Schicht 103 zwischen einer ersten Elektrode 101 und einer zweiten Elektrode 102 bereitgestellt ist (eine Einzelstruktur), auf. Die EL-Schicht 103 umfasst mindestens eine Licht emittierende Schicht.
  • Die Licht emittierende Vorrichtung kann eine Vielzahl von EL-Schichten zwischen einem Paar von Elektroden beinhalten. 1B stellt eine Licht emittierende Vorrichtung mit einer Tandem-Struktur dar, bei der zwei EL-Schichten (eine EL-Schicht 103a und eine EL-Schicht 103b) zwischen einem Paar von Elektroden bereitgestellt sind und eine Ladungserzeugungsschicht 104 zwischen den zwei EL-Schichten bereitgestellt ist. Die Licht emittierende Vorrichtung mit einer Tandem-Struktur kann bei einer niedrigen Spannung betrieben werden und einen niedrigen Stromverbrauch aufweisen.
  • Die Ladungserzeugungsschicht 104 weist eine Funktion zum Injizieren von Elektronen in eine der EL-Schicht 103a und der EL-Schicht 103b und zum Injizieren von Löchern in die andere der EL-Schichten auf, wenn eine Spannung an die erste Elektrode 101 und die zweite Elektrode 102 angelegt wird. Daher injiziert die Ladungserzeugungsschicht 104 Elektronen in die EL-Schicht 103a und Löcher in die EL-Schicht 103b, wenn in 1B eine Spannung an die erste Elektrode 101 derart angelegt wird, dass das Potential der ersten Elektrode 101 höher ist als dasjenige der zweiten Elektrode 102.
  • Es sei angemerkt, dass in Bezug auf die Lichtextraktionseffizienz die Ladungserzeugungsschicht 104 vorzugsweise Nah-Infrarotlicht durchlässt (insbesondere ist die Durchlässigkeit für Nah-Infrarotlicht der Ladungserzeugungsschicht 104 vorzugsweise 40 % oder höher). Außerdem arbeitet die Ladungserzeugungsschicht 104 selbst dann, wenn sie eine geringere Leitfähigkeit aufweist als die erste Elektrode 101 oder die zweite Elektrode 102.
  • 1C bis 1E stellen jeweils ein Beispiel für eine mehrschichtige Struktur der EL-Schicht 103 dar. Bei dieser Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben, in dem die erste Elektrode 101 als Anode dient und die zweite Elektrode 102 als Kathode dient.
  • Die Licht emittierenden Vorrichtungen, die in 1C bis 1E dargestellt werden, beinhalten jeweils als EL-Schicht 103 von der Seite der ersten Elektrode 101 aus eine Lochinjektionsschicht 121, eine Lochtransportschicht 122, eine Licht emittierende Schicht 123, eine Elektronentransportschicht 124 und eine Elektroneninjektionsschicht 125. Obwohl in 1C bis 1E nicht dargestellt, können die Licht emittierenden Vorrichtungen jeweils eine optische Anpassungsschicht beinhalten.
  • Die erste Elektrode 101, die zweite Elektrode 102, die Lochinjektionsschicht 121, die Lochtransportschicht 122, die Licht emittierende Schicht 123, die Elektronentransportschicht 124 und die Elektroneninjektionsschicht 125 können jeweils eine einschichtige Struktur oder eine mehrschichtige Struktur aufweisen. Auch in dem Fall, in dem eine Vielzahl von EL-Schichten wie bei der in 1B dargestellten Tandem-Struktur bereitgestellt ist, können die EL-Schichten jeweils eine mehrschichtige Struktur aufweisen, die derjenigen der in 1C bis 1E dargestellten EL-Schicht 103 ähnlich ist. In dem Fall, in dem die erste Elektrode 101 als Kathode dient und die zweite Elektrode 102 als Anode dient, ist die Anordnungsreihenfolge umgekehrt.
  • Die Lochtransportschicht 122, die in jeder der in 1 D und 1 E dargestellten Licht emittierenden Vorrichtungen enthalten ist, weist eine zweischichtige Struktur aus einer Lochtransportschicht 122a auf der Seite der Lochinjektionsschicht 121 und einer Lochtransportschicht 122b auf der Seite der Licht emittierenden Schicht 123 auf.
  • Die Elektronentransportschicht 124, die in der in 1E dargestellten Licht emittierenden Vorrichtung enthalten ist, weist eine zweischichtige Struktur aus einer Elektronentransportschicht 124a auf der Seite der Licht emittierenden Schicht 123 und einer Elektronentransportschicht 124b auf der Seite der Elektroneninjektionsschicht 125 auf.
  • Die Licht emittierende Schicht 123 enthält eine Licht emittierende Substanz und eine Vielzahl von Substanzen in geeigneter Kombination, so dass eine Fluoreszenz oder eine Phosphoreszenz mit einer gewünschten Wellenlänge erhalten werden kann. Die Licht emittierende Schicht 123 kann eine mehrschichtige Struktur aus Schichten mit unterschiedlichen Emissionswellenlängen aufweisen. In diesem Fall sind die Licht emittierende Substanz und andere Substanzen zwischen den übereinander angeordneten Licht emittierenden Schichten unterschiedlich. Außerdem können die in 1B dargestellten EL-Schichten 103a und 103b Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen emittieren. Auch in diesem Fall sind die Licht emittierende Substanz und andere Substanzen zwischen den Licht emittierenden Schichten unterschiedlich.
  • Die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine derartige Struktur aufweisen, bei der Licht, das von der EL-Schicht emittiert wird, zwischen dem Paar von Elektroden zur Resonanz gebracht wird, um das Licht zu verstärken. Beispielsweise kommt in 1C eine optische Mikroresonator-(Mikrokavitäts-) Struktur, bei der die erste Elektrode 101 eine reflektierende Elektrode (eine Elektrode mit einer Reflexionseigenschaft in Bezug auf Nah-Infrarotlicht) ist und die zweite Elektrode 102 eine transflektive Elektrode (eine Elektrode mit einer Durchlässigkeitseigenschaft und einer Reflexionseigenschaft in Bezug auf Nah-Infrarotlicht) ist, zum Einsatz, wodurch Licht, das von der EL-Schicht 103 emittiert wird, verstärkt werden kann.
  • Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem die erste Elektrode 101 der Licht emittierenden Vorrichtung eine reflektierende Elektrode ist, die eine mehrschichtige Struktur aus einem leitenden Film mit einer Reflexionseigenschaft in Bezug auf Nah-Infrarotlicht und einem leitenden Film mit einer Durchlässigkeitseigenschaft in Bezug auf Nah-Infrarotlicht aufweist, eine optische Anpassung durch Steuern der Dicke des leitenden Films mit einer Durchlässigkeitseigenschaft durchgeführt werden kann. Insbesondere wird dann, wenn die Wellenlänge von Licht, das von der Licht emittierenden Schicht 123 emittiert wird, λ ist, der Abstand zwischen der ersten Elektrode 101 und der zweiten Elektrode 102 vorzugsweise auf etwa mλ/2 (m ist eine natürliche Zahl) eingestellt.
  • Um gewünschtes Licht (Wellenlänge: λ), das von der Licht emittierenden Schicht 123 emittiert wird, zu verstärken, werden vorzugsweise die optische Weglänge von der ersten Elektrode 101 bis zu einem Bereich der Licht emittierenden Schicht 123, in dem das gewünschte Licht erhalten wird (Licht emittierenden Bereich), und die optische Weglänge von der zweiten Elektrode 102 bis zu dem Bereich der Licht emittierenden Schicht 123, in dem das gewünschte Licht erhalten wird (Licht emittierenden Bereich), jeweils auf etwa (2m'+1)λ/4 (m' ist eine natürliche Zahl) eingestellt. Hier bezeichnet der Licht emittierende Bereich einen Bereich der Licht emittierenden Schicht 123, in dem Löcher und Elektronen rekombinieren.
  • Durch eine derartige optische Anpassung kann sich das Spektrum von Licht, das von der Licht emittierenden Schicht 123 emittiert wird, verschmälern und kann eine Lichtemission mit einer gewünschten Wellenlänge erhalten werden.
  • In dem vorstehenden Fall handelt es sich bei der optischen Weglänge zwischen der ersten Elektrode 101 und der zweiten Elektrode 102 genauer gesagt um die Gesamtdicke von einem Reflexionsbereich in der ersten Elektrode 101 bis zu einem Reflexionsbereich in der zweiten Elektrode 102. Es ist jedoch schwierig, die Reflexionsbereiche in der ersten Elektrode 101 und der zweiten Elektrode 102 genau zu bestimmen; daher wird vorausgesetzt, dass die vorstehende Wirkung ausreichend erzielt werden kann, egal wo sich die Reflexionsbereiche in der ersten Elektrode 101 und der zweiten Elektrode 102 befinden. Des Weiteren kann es sich bei der optischen Weglänge zwischen der ersten Elektrode 101 und der Licht emittierenden Schicht, die das gewünschte Licht emittiert, genauer gesagt um die optische Weglänge zwischen dem Reflexionsbereich in der ersten Elektrode 101 und dem Licht emittierenden Bereich in der Licht emittierenden Schicht handeln, die das gewünschte Licht emittiert. Es ist jedoch schwierig, den Reflexionsbereich in der ersten Elektrode 101 und den Licht emittierenden Bereich in der Licht emittierenden Schicht, die das gewünschte Licht emittiert, genau zu bestimmen; daher wird vorausgesetzt, dass die vorstehende Wirkung ausreichend erzielt werden kann, egal wo sich der Reflexionsbereich und der Licht emittierende Bereich in der ersten Elektrode 101 bzw. der Licht emittierenden Schicht, die das gewünschte Licht emittiert, befinden.
  • Die erste Elektrode 101 und/oder die zweite Elektrode 102 weisen/weist eine Durchlässigkeitseigenschaft in Bezug auf Nah-Infrarotlicht auf. Die Durchlässigkeit für Nah-Infrarotlicht der Elektrode mit einer Durchlässigkeitseigenschaft in Bezug auf Nah-Infrarotlicht ist höher als oder gleich 40 %. In dem Fall, in dem die Elektrode mit einer Durchlässigkeitseigenschaft in Bezug auf Nah-Infrarotlicht die vorstehende transflektive Elektrode ist, ist der Reflexionsgrad für Nah-Infrarotlicht der Elektrode höher als oder gleich 20 %, bevorzugt höher als oder gleich 40 % und niedriger als 100 %, bevorzugt niedriger als oder gleich 95 %; alternativ kann er niedriger als oder gleich 80 % oder niedriger als oder gleich 70 % sein. Beispielsweise ist der Reflexionsgrad für Nah-Infrarotlicht der Elektrode höher als oder gleich 20 % und niedriger als oder gleich 80 %, bevorzugt höher als oder gleich 40 % und bevorzugt niedriger als oder gleich 70 %. Diese Elektrode weist vorzugsweise einen spezifischen Widerstand von 1 × 10-2 Ωcm oder weniger auf.
  • Wenn die erste Elektrode 101 oder die zweite Elektrode 102 eine reflektierende Elektrode ist, ist der Reflexionsgrad für Nah-Infrarotlicht der reflektierenden Elektrode höher als oder gleich 40 % und niedriger als oder gleich 100 %, bevorzugt höher als oder gleich 70 % und niedriger als oder gleich 100 %. Diese Elektrode weist vorzugsweise einen spezifischen Widerstand von 1 × 10-2 Ωcm oder weniger auf.
  • <<Material und Herstellungsverfahren der Licht emittierenden Vorrichtung>>
  • Als Nächstes werden ein Material und ein Herstellungsverfahren beschrieben, welche für die Licht emittierende Vorrichtung verwendet werden können. Hier wird die Licht emittierende Vorrichtung mit der Einzelstruktur in 1E für die Beschreibung verwendet.
  • <Elektrode>
  • Als Materialien, die für das Paar von Elektroden der Licht emittierenden Vorrichtung verwendet werden, können beliebige der folgenden Materialien in einer geeigneten Kombination verwendet werden, solange die Funktionen der beiden vorstehend beschriebenen Elektroden erfüllt werden können. Beispielsweise können ein Metall, eine Legierung, eine elektrisch leitende Verbindung, eine Mischung dieser und dergleichen in geeigneter Weise verwendet werden. Insbesondere kann ein In-Sn-Oxid (auch als ITO bezeichnet), ein In-Si-Sn-Oxid (auch als ITSO bezeichnet), ein In-Zn-Oxid, ein In-W-Zn-Oxid oder dergleichen angegeben werden. Außerdem ist es möglich, ein Metall, wie z. B. Aluminium (AI), Titan (Ti), Chrom (Cr), Mangan (Mn), Eisen (Fe), Cobalt (Co), Nickel (Ni), Kupfer (Cu), Gallium (Ga), Zink (Zn), Indium (In), Zinn (Sn), Molybdän (Mo), Tantal (Ta), Wolfram (W), Palladium (Pd), Gold (Au), Platin (Pt), Silber (Ag), Yttrium (Y) oder Neodym (Nd), oder eine Legierung zu verwenden, die eine geeignete Kombination aus beliebigen dieser Metalle enthält. Es ist auch möglich, ein Element der Gruppe 1 oder ein Element der Gruppe 2 des Periodensystems, das vorstehend nicht beschrieben worden ist (z. B. Lithium (Li), Cäsium (Cs), Calcium (Ca) oder Strontium (Sr)), ein Seltenerdmetall, wie z. B. Europium (Eu) oder Ytterbium (Yb), eine Legierung, die eine geeignete Kombination aus beliebigen dieser enthält, Graphen oder dergleichen zu verwenden.
  • Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem eine Licht emittierende Vorrichtung mit einer Mikrokavitätsstruktur hergestellt wird, eine der ersten Elektrode 101 und der zweiten Elektrode 102 als reflektierende Elektrode ausgebildet wird und die andere als transflektive Elektrode ausgebildet wird. Daher kann eine einschichtige Struktur oder eine mehrschichtige Struktur unter Verwendung von einer oder mehreren Arten von gewünschten leitenden Materialien ausgebildet werden. Es sei angemerkt, dass die zweite Elektrode 102 nach der Ausbildung der EL-Schicht 103 ausgebildet wird, wobei ein Material wie vorstehend beschrieben ausgewählt wird. Für die Herstellung dieser Elektroden kann ein Sputterverfahren oder ein Vakuumverdampfungsverfahren verwendet werden.
  • <Lochinjektionsschicht>
  • Die Lochinjektionsschicht 121 weist eine Funktion zum Fördern der Injektion von Löchern in die EL-Schicht 103 auf. Beispielsweise kann die Lochinjektionsschicht 121 eine Funktion zum Injizieren von Löchern, die von der Anode injiziert werden, in die Lochtransportschicht 122 (oder die Licht emittierende Schicht 123 oder dergleichen) aufweisen. Beispielsweise kann die Lochinjektionsschicht 121 eine Funktion zum Erzeugen von Löchern und zum Injizieren der Löcher in die Lochtransportschicht 122 (oder die Licht emittierende Schicht 123 oder dergleichen) aufweisen.
  • Die erste Verbindung ist ein Elektronenakzeptormaterial (ein Akzeptormaterial) und weist eine Elektronenakzeptoreigenschaft in Bezug auf die zweite Verbindung auf.
  • Die zweite Verbindung ist ein Lochtransportmaterial. Ein Lochtransportmaterial weist eine Eigenschaft zum Transportieren von mehr Löchern als Elektronen auf.
  • Das HOMO-Niveau der zweiten Verbindung ist vorzugsweise relativ niedrig (tief). Insbesondere ist das HOMO-Niveau der zweiten Verbindung vorzugsweise höher als oder gleich -5,7 eV und niedriger als oder gleich -5,4 eV. Die zweite Verbindung mit einem relativ niedrigen HOMO-Niveau ermöglicht, dass Löcher leicht in die Lochtransportschicht 122 injiziert werden, was vorteilhaft ist.
  • Als erste Verbindung kann eine organische Verbindung mit einer elektronenziehenden Gruppe (insbesondere einer Cyano-Gruppe oder einer Halogen-Gruppe, wie z. B. einer Fluor-Gruppe) verwendet werden.
  • Als erste Verbindung können beispielsweise organische Akzeptoren, wie z. B. ein Chinodimethan-Derivat, ein Chloranil-Derivat und ein Hexaazatriphenylen-Derivat, verwendet werden. Spezifische Beispiele dafür umfassen 7,7,8,8-Tetracyano-2,3,5,6-tetrafluorchinodimethan (Abkürzung: F4-TCNQ), Chloranil, 2,3,6,7,10,11-Hexacyano-1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylen (Abkürzung: HAT-CN), 1,3,4,5,7,8-Hexafluortetracyano-naphthochinodimethan (Abkürzung: F6-TCNNQ) und 2-(7-Dicyanomethylen-1,3,4,5,6,8,9,10-octafluor-7H-pyren-2-yliden)malononitril. Eine Verbindung, in der elektronenziehende Gruppen an einen kondensierten aromatischen Ring mit einer Vielzahl von Heteroatomen gebunden sind, wie z. B. HAT-CN, wird besonders bevorzugt, da sie thermisch stabil ist. Ein [3]Radialen-Derivat, das eine elektronenziehende Gruppe (insbesondere eine Cyano-Gruppe oder eine Halogen-Gruppe, wie z. B. eine Fluor-Gruppe) aufweist, weist eine sehr hohe Elektronenakzeptoreigenschaft auf und wird somit bevorzugt. Beispiele für das [3]Radialen-Derivat mit einer elektronenziehenden Gruppe umfassen α,α',α"-1,2,3-Cyclopropantriylidentris[4-cyano-2,3,5,6-tetrafluorbenzolacetonitril], α,α',α"-1,2,3-Cyclopropantriylidentris[2,6-dichlor-3,5-difluor-4-(trifluormethyl)benzolacetonitril] und α,α',α"-1,2,3-Cyclopropantriylidentris[2,3,4,5,6-pentafluorbenzolacetonitril].
  • Die zweite Verbindung weist vorzugsweise ein Lochtransport-Gerüst auf. Als Lochtransport-Gerüst werden vorzugsweise ein Carbazol-Gerüst, ein Dibenzofuran-Gerüst, ein Dibenzothiophen-Gerüst und ein Anthracen-Gerüst verwendet, mit denen die HOMO-Niveaus der Lochtransportmaterialien nicht zu hoch (flach) werden.
  • Die zweite Verbindung weist vorzugsweise mindestens eines von einem Carbazol-Gerüst, einem Dibenzofuran-Gerüst, einem Dibenzothiophen-Gerüst und einem Anthracen-Gerüst auf. Als Lochtransportmaterial kann ein aromatisches Amin mit einem Substituenten, der einen Dibenzofuran-Ring oder einen Dibenzothiophen-Ring umfasst, ein aromatisches Monoamin, das einen Naphthalen-Ring umfasst, oder ein aromatisches Monoamin, in dem eine 9-Fluorenyl-Gruppe über eine Arylen-Gruppe an Stickstoff des Amins gebunden ist, verwendet werden.
  • Die zweite Verbindung mit einer N,N-Bis(4-biphenyl)aminogruppe wird bevorzugt, da eine Licht emittierende Vorrichtung mit langer Lebensdauer hergestellt werden kann.
  • Beispiele für die zweite Verbindung umfassen N-(4-Biphenyl)-6,N-diphenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-amin (Abkürzung: BnfABP), N,N-Bis(4-biphenyl)-6-phenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-amin (Abkürzung: BBABnf), 4,4'-Bis(6-phenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-yl-4"-phenyltriphenylamin (Abkürzung: BnfBB1BP), N,N-Bis(4-biphenyl)benzo[b]naphtho[1,2-d]furan-6-amin (Abkürzung: BBABnf(6)), N,N-Bis(4-biphenyl)benzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-amin (Abkürzung: BBABnf(8)), N,N-Bis(4-biphenyl)benzo[b]naphtho[2,3-d]furan-4-amin (Abkürzung: BBABnf(II)(4)), N,N-Bis[4-(dibenzofuran-4-yl)phenyl]-4-amino-p-terphenyl (Abkürzung: DBfBBITP), N-[4-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]-N-phenyl-4-biphenylamin (Abkürzung: ThBA1BP), 4-(2-Naphthyl)-4',4"-diphenyltriphenylamin (Abkürzung: BBAβNB), 4-[4-(2-Naphthyl)phenyl]-4',4"-diphenyltriphenylamin (Abkürzung: BBAβNBi), 4,4'-Diphenyl-4"-(6;1'-binaphthyl-2-yl)triphenylamin (Abkürzung: BBAαNβNB), 4,4'-Diphenyl-4"-(7;1'-binaphthyl-2-yl)triphenylamin (Abkürzung: BBAαNβNB-03), 4,4'-Diphenyl-4"-(7-phenyl)naphthyl-2-yltriphenylamin (Abkürzung: BBAPβNB-03), 4,4'-Diphenyl-4"-(6;2'-binaphthyl-2-yl)triphenylamin (Abkürzung: BBA(βN2)B), 4,4'-Diphenyl-4"-(7;2'-binaphthyl-2-yl)triphenylamin (Abkürzung: BBA(βN2)B-03), 4,4'-Diphenyl-4"-(4;2'-binaphthyl-1-yl)triphenylamin (Abkürzung: BBAβNαNB), 4,4'-Diphenyl-4"-(5;2'-binaphthyl-1-yl)triphenylamin (Abkürzung: BBAβNαNB-02), 4-(4-Biphenylyl)-4'-(2-naphthyl)-4"phenyltriphenylamin (Abkürzung: TPBiAβNB), 4-(3-Biphenylyl)-4'-[4-(2-naphthyl)phenyl]-4"-phenyltriphenylamin (Abkürzung: mTPBiAβNBi), 4-(4-Biphenylyl)-4'-[4-(2-naphthyl)phenyl]-4"-phenyltriphenylamin (Abkürzung: TPBiAβNBi), 4-Phenyl-4'-(1-naphthyl)triphenylamin (Abkürzung: αNBA1BP), 4,4'-Bis(1-naphthyl)triphenylamin (Abkürzung: αNBB1BP), 4,4'-Diphenyl-4"-[4'-(carbazol-9-yl)biphenyl-4-yl]triphenylamin (Abkürzung: YGTBi1BP), 4'-[4-(3-Phenyl-9H-carbazol-9-yl)phenyl]tris(1,1'-biphenyl-4-yl)amin (Abkürzung: YGTBi1BP-02), 4-Diphenyl-4'-(2-naphthyl)-4"-{9-(4-biphenylyl)carbazol)}triphenylamin (Abkürzung: YGTBiβNB), N-[4-(9-Phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-N-[4-(1-naphthyl)phenyl]-9,9'-spirobi(9H-fluoren)-2-amin (Abkürzung: PCBNBSF), N,N-Bis(4-biphenylyl)-9,9'-spirobi[9H-fluoren]-2-amin (Abkürzung: BBASF), N,N-Bis(1,1 ‚-biphenyl-4-yl)-9,9‘-spirobi[9H-fluoren]-4-amin (Abkürzung: BBASF(4)), N-(1,1'-Biphenyl-2-yl)-N-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-9,9'spirobi(9H-fluoren)-4-amin (Abkürzung: oFBiSF), N-(4-Biphenyl)-N-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)dibenzofuran-4-amin (Abkürzung: FrBiF), N-[4-(1-Naphthyl)phenyl]-N-[3-(6-phenyldibenzofuran-4-yl)phenyl]-1-naphthylamin (Abkürzung: mPDBfBNBN), 4-Phenyl-4'-(9-phenylfluoren-9-yl)triphenylamin (Abkürzung: BPAFLP), 4-Phenyl-3'-(9-phenylfluoren-9-yl)triphenylamin (Abkürzung: mBPAFLP), 4-Phenyl-4'-[4-(9-phenylfluoren-9-yl)phenyl]triphenylamin (Abkürzung: BPAFLBi), 4-Phenyl-4'-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBA1BP), 4,4'-Diphenyl-4"-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBBi1BP), 4-(1-Naphthyl)-4'-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBANB), 4,4'-Di(1-naphthyl)-4"-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBNBB), N-Phenyl-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]spiro-9,9'-bifluoren-2-amin (Abkürzung: PCBASF), N-(1,1'-Biphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-/V-[4-(9-phenyl-9/-/-carbazol-3-yl)phenyl]-9/-/-fluoren-2-amin (Abkürzung: PCBBiF), 3,3'-(Naphthalen-1,4-diyl)bis(9-phenyl-9H-carbazol) (Abkürzung: PCzN2) und 4-(10-Phenyl-9-anthryl)-4'-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)triphenylamin (Abkürzung: FLPAPA).
  • <Lochtransportschicht>
  • Die Lochtransportschicht 122 transportiert die Löcher, die von der Lochinjektionsschicht 121 injiziert werden, zu der Licht emittierenden Schicht 123.
  • Die Lochtransportschicht 122 enthält vorzugsweise eine sechste Verbindung.
  • Die sechste Verbindung ist ein Lochtransportmaterial. Als Lochtransportmaterial kann ein Lochtransportmaterial, das für die zweite Verbindung verwendet werden kann, verwendet werden.
  • Das HOMO-Niveau der sechsten Verbindung ist vorzugsweise niedriger als oder gleich dem HOMO-Niveau der zweiten Verbindung. Eine Differenz zwischen dem HOMO-Niveau der sechsten Verbindung und dem HOMO-Niveau der zweiten Verbindung ist vorzugsweise 0,2 eV oder weniger.
  • Die zweite Verbindung und die sechste Verbindung weisen jeweils vorzugsweise mindestens eines von einem Carbazol-Gerüst, einem Dibenzofuran-Gerüst, einem Dibenzothiophen-Gerüst und einem Anthracen-Gerüst auf.
  • Die zweite Verbindung und die sechste Verbindung weisen vorzugsweise das gleiche Lochtransport-Gerüst (insbesondere ein Dibenzofuran-Gerüst) auf, wobei in diesem Fall Löcher problemlos injiziert werden können.
  • Es wird stärker bevorzugt, dass es sich bei der zweiten Verbindung und der sechsten Verbindung um die gleiche Verbindung handelt, wobei in diesem Fall Löcher problemlos injiziert werden können.
  • In dem Fall, in dem die Lochtransportschicht 122 eine mehrschichtige Struktur aufweist, transportiert jede Schicht in der Lochtransportschicht 122 Löcher zu der Licht emittierenden Schicht 123.
  • Die in 1D und 1E dargestellte Lochtransportschicht 122a kann eine Struktur aufweisen, die derjenigen der in 1C dargestellten Lochtransportschicht 122 ähnlich ist.
  • Die in 1D und 1E dargestellte Lochtransportschicht 122b (d. h. die Schicht in der Lochtransportschicht 122, die am nächsten der Licht emittierenden Schicht 123 liegt) weist vorzugsweise eine Funktion einer Elektronenblockierschicht auf.
  • Die Lochtransportschicht 122b enthält vorzugsweise eine siebte Verbindung.
  • Die siebte Verbindung ist ein Lochtransportmaterial. Als Lochtransportmaterial kann ein Lochtransportmaterial, das für die zweite Verbindung verwendet werden kann, verwendet werden.
  • Eine Differenz zwischen dem HOMO-Niveau der siebten Verbindung und dem HOMO-Niveau der sechsten Verbindung ist vorzugsweise 0,2 eV oder weniger.
  • Die zweite Verbindung, die sechste Verbindung und die siebte Verbindung weisen jeweils vorzugsweise mindestens eines von einem Carbazol-Gerüst, einem Dibenzofuran-Gerüst, einem Dibenzothiophen-Gerüst und einem Anthracen-Gerüst auf.
  • Die zweite Verbindung, die sechste Verbindung und die siebte Verbindung weisen vorzugsweise das gleiche Lochtransport-Gerüst (insbesondere ein Dibenzofuran-Gerüst) auf, wobei in diesem Fall Löcher problemlos injiziert werden können.
  • Aufgrund der vorstehend beschriebenen Beziehung zwischen den Lochtransportmaterialien, die für die Lochinjektionsschicht 121, die Lochtransportschicht 122a und die Lochtransportschicht 122b verwendet werden, werden die Löcher problemlos in jede Schicht injiziert, was einen Anstieg der Betriebsspannung und einen Mangel an Löchern in der Licht emittierenden Schicht 123 verhindern kann.
  • <Licht emittierende Schicht>
  • Die Licht emittierende Schicht 123 enthält eine Licht emittierende Substanz.
  • Als Licht emittierende Substanz enthält die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Licht emittierende organische Verbindung. Die Licht emittierende organische Verbindung emittiert Nah-Infrarotlicht. Die maximale Peakwellenlänge von Licht, das von der Licht emittierenden organischen Verbindung emittiert wird, ist größer als oder gleich 760 nm und kleiner als oder gleich 900 nm, bevorzugt größer als oder gleich 780 nm und bevorzugt kleiner als oder gleich 880 nm.
  • Als Licht emittierende organische Verbindung, die Nah-Infrarotlicht emittiert, kann beispielsweise einer der metallorganischen Komplexe, die bei der Ausführungsform 2 beschrieben werden, verwendet werden.
  • Die Licht emittierende Schicht 123 kann eine oder mehrere Arten von Licht emittierenden Substanzen enthalten.
  • Die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine andere Licht emittierende Substanz als die Licht emittierende Substanz, die Nah-Infrarotlicht emittiert, enthalten. Die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise zusätzlich zu der Licht emittierenden Substanz, die Nah-Infrarotlicht emittiert, eine Licht emittierende Substanz, die sichtbares Licht (von Rot, Blau, Grün oder dergleichen) emittiert, enthalten.
  • Die Licht emittierende Schicht 123 kann zusätzlich zu der Licht emittierenden Substanz (einem Gastmaterial) eine oder mehrere Arten von organischen Verbindungen (z. B. ein Wirtsmaterial und ein Hilfsmaterial) enthalten. Als eine oder mehrere Arten von organischen Verbindungen können/kann das Lochtransportmaterial und/oder das Elektronentransportmaterial, die bei dieser Ausführungsform beschrieben werden, verwendet werden. Als eine oder mehrere Arten von organischen Verbindungen kann alternativ ein bipolares Material verwendet werden.
  • Es gibt keine besondere Beschränkung bezüglich der Licht emittierenden Substanz, die für die Licht emittierende Schicht 123 verwendet werden kann, und eine Licht emittierende Substanz, die die Singulett-Anregungsenergie in Lichtemission im Bereich von Nah-Infrarotlicht umwandelt, oder eine Licht emittierende Substanz, die die Triplett-Anregungsenergie in Lichtemission im Bereich von Nah-Infrarotlicht umwandelt, kann verwendet werden.
  • Als Beispiel für die Licht emittierende Substanz, die die Singulett-Anregungsenergie in Lichtemission umwandelt, kann eine Substanz, die eine Fluoreszenz emittiert (ein fluoreszierendes Material), angegeben werden. Die Beispiele umfassen ein Pyren-Derivat, ein Anthracen-Derivat, ein Triphenylen-Derivat, ein Fluoren-Derivat, ein Carbazol-Derivat, ein Dibenzothiophen-Derivat, ein Dibenzofuran-Derivat, ein Dibenzochinoxalin-Derivat, ein Chinoxalin-Derivat, ein Pyridin-Derivat, ein Pyrimidin-Derivat, ein Phenanthren-Derivat und ein Naphthalen-Derivat. Ein Pyren-Derivat wird besonders bevorzugt, da es eine hohe Emissionsquantenausbeute aufweist. Spezifische Beispiele für das Pyren-Derivat umfassen 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'-Diphenyl-N,N'-bis[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]pyren-1,6-diamin (Abkürzung: 1,6FLPAPrn), N,N'-Bis(dibenzofuran-2-yl)-N,N'-diphenylpyren-1,6-diamin (Abkürzung: 1,6FrAPrn), N,N'-Bis(dibenzothiophen-2-yl)-N,N'-diphenylpyren-1,6-diamin (Abkürzung: 1,6ThAPrn), N,N'-(Pyren-1,6-diyl)bis[(N-phenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan)-6-amin] (Abkürzung: 1,6BnfAPrn), N,N'-(Pyren-1,6-diyl)bis[(N-phenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan)-8-amin] (Abkürzung: 1,6BnfAPrn-02) und N,N'-(Pyren-1,6-diyl)bis[(6,N-diphenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan)-8-amin] (Abkürzung: 1,6BnfAPrn-03). Kondensierte aromatische Diamin-Verbindungen, typischerweise Pyrendiamin-Verbindungen, wie z. B. 1,6FLPAPrn, 1,6mMemFLPAPrn und 1,6BnfAPrn-03, sind wegen ihrer hohen Loch einfangenden Eigenschaften, hohen Emissionseffizienz und hohen Zuverlässigkeit besonders bevorzugt.
  • Außerdem ist es möglich, 5,6-Bis[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-2,2'-bipyridin (Abkürzung: PAP2BPy), 5,6-Bis[4'-(10-phenyl-9-anthryl)biphenyl-4-yl]-2,2'-bipyridin (Abkürzung: PAPP2BPy), N,N'-Bis[4-(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), 4-(10-Phenyl-9-anthryl)-4'-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBAPA), 4-[4-(10-Phenyl-9-anthryl)phenyl]-4'-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBAPBA), Perylen, 2,5,8,11-Tetra(tert-butyl)perylen (Abkürzung: TBP), \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), \3,10-Bis[/V-(9-phenyl-9/-/-carbazol-2-yl)-/V-phenylamino]naphtho[2,3-b;6,7-b']bisbenzofuran (Abkürzung: 3,10PCA2Nbf(IV)-02), 3,10-Bis[A/-(dibenzofuran-3-yl)-A/-phenylamino]naphtho[2,3-Jb;6,7-b']bisbenzofuran (Abkürzung: 3,10FrA2Nbf(IV)-02) oder dergleichen zu verwenden.
  • Beispiele für die Licht emittierende Substanz, die die Triplett-Anregungsenergie in Lichtemission umwandelt, umfassen eine Substanz, die eine Phosphoreszenz emittiert (ein phosphoreszierendes Material), und ein thermisch aktiviertes, verzögert fluoreszierendes (thermally activated delayed fluorescence, TADF-) Material, das eine thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz emittiert.
  • Beispiele für das phosphoreszierende Material umfassen einen metallorganischen Komplex (insbesondere einen Iridiumkomplex), der ein 4H-Triazol-Gerüst, ein 1H-Triazol-Gerüst, ein Imidazol-Gerüst, ein Pyrimidin-Gerüst, ein Pyrazin-Gerüst oder ein Pyridin-Gerüst aufweist, einen metallorganischen Komplex (insbesondere einen Iridiumkomplex), bei dem ein Phenylpyridin-Derivat mit einer elektronenziehenden Gruppe ein Ligand ist, einen Platinkomplex und einen Seltenerdmetallkomplex.
  • Als Beispiele für ein phosphoreszierendes Material, das Blau oder Grün darstellt und dessen Emissionsspektrum eine Peakwellenlänge von größer als oder gleich 450 nm und kleiner als oder gleich 570 nm aufweist, können die folgenden Substanzen angegeben werden.
  • Beispielsweise können metallorganische Komplexe 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 Komplexe 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 Komplexe mit einem Imidazol-Gerüst, wie z. B. fac-Tris[1-(2,6-diisopropylphenyl)-2-phenyl-1H-imidazol]iridium(III) (Abkürzung: [Ir(iPrpmi)3]) und Tris[3-(2,6-dimethylphenyl)-7-methylimidazo[1,2-fJphenanthridinato]iridium(III) (Abkürzung: [Ir(dmpiMpt-Me)3]), und metallorganische Komplexe, 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, C2'1 iridium(III)picolinat (Abkürzung: [lr(CF3ppy)2(pic)]) und Bis[2-(4',6'-difluorphenyl)pyridinato-N, C2']iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: Flr(acac)), angegeben werden.
  • Als Beispiele für ein phosphoreszierendes Material, das Grün oder Gelb darstellt und dessen Emissionsspektrum eine Peakwellenlänge von größer als oder gleich 495 nm und kleiner als oder gleich 590 nm aufweist, können die folgenden Substanzen angegeben werden.
  • Beispielsweise können metallorganische Iridiumkomplexe mit einem Pyrimidin-Gerüst, wie z. B. Tris(4-methyl-6-phenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(mppm)s]), Tris(4-t-butyl-6-phenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(tBuppm)3]), (Acetylacetonato)bis(6-methyl-4-phenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: [lr(mppm)2(acac)]), (Acetylacetonato)bis(6-tert-butyl-4-phenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(tBuppm)2(acac)]), (Acetylacetonato)bis[6-(2-norbornyl)-4-phenylpyrimidinato]iridium(III) (Abkürzung: [Ir(nbppm)2(acac)]), (Acetylacetonato)bis[5-methyl-6-(2-methylphenyl)-4-phenylpyrimidinato]iridium(III) (Abkürzung: [lr(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: [lr(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]), Bis(2-phenylchinolinato-N,C2')iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: [Ir(pq)2(acac)]), [2-(4-Phenyl-2-pyridinyl-κN)phenyl-κC]bis[2-(2-pyridinyl-κN)phenyl-κC]iridium(III) (Abkürzung: [Ir(ppy)2(4dppy)]) und Bis[2-(2-pyridinyl-κN)phenyl-κC][2-(4-methyl-5-phenyl-2-pyridinyl-κA/)phenyl-κC], metallorganische Komplexe, 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-PFph)2(acac)]) und Bis(2-phenylbenzothiazolato-N,C2')iridium (III)acetylacetonat (Abkürzung: [Ir(bt)2(acac)]), und ein Seltenerdmetallkomplex, wie z. B. Tris(acetylacetonato)(monophenanthrolin)terbium(III) (Abkürzung: [Tb(acac)3(Phen)]), angegeben werden.
  • Als Beispiele für ein phosphoreszierendes Material, das Gelb oder Rot darstellt und dessen Emissionsspektrum eine Peakwellenlänge von größer als oder gleich 570 nm und kleiner als oder gleich 750 nm aufweist, können die folgenden Substanzen angegeben werden.
  • Beispielsweise können metallorganische Komplexe 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: [lr(5mdppm)2(dpm)]), Bis[4,6-di(naphthalen-1-yl)pyrimidinato](dipivaloylmethanato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(d1npm)2(dpm)]) und Tris(4-t-butyl-6-phenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(tBuppm)3]), metallorganische Komplexe 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: [lr(tppr)2(dpm)]), Bis{4,6-dimethyl-2-[3-(3,5-dimethylphenyl)-5-phenyl-2-pyrazinyl-κN]phenyl-κC}(2,6-dimethyl-3,5-heptandionato-κ2O,O')iridium(III) (Abkürzung: [lr(dmdppr-P)2(dibm)]), Bis{4,6-dimethyl-2-[5-(4-cyano-2,6-dimethylphenyl)-3-(3,5-dimethylphenyl)-2-pyrazinyl-κA/]phenyl-κC}(2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptandionato-κ2O,O')iridium(III) (Abkürzung: [Ir(dmdppr-dmCP)2(dpm)]), (Acetylacetonato)bis[2-methyl-3-phenylchinoxalinato-N, C2']iridium(III) (Abkürzung: [Ir(mpq)2(acac)]), (Acetylacetonato)bis(2,3-diphenylchinoxalinato-N, C2')iridium(III) (Abkürzung: [Ir(dpq)2(acac)]), (Acetylacetonato)bis[2,3-bis(4-fluorphenyl)chinoxalinato]iridium(III) (Abkürzung: [Ir(Fdpq)2(acac)]) und Bis{4,6-dimethyl-2-[5-(5-cyano-2-methylphenyl)-3-(3,5-dimethylphenyl)-2-pyrazinyl-κN]phenyl-κC} (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptandionato-κ2O,O')iridium(III) (Abkürzung: [Ir(dmdppr-m5CP)2(dpm)]), metallorganische Komplexe mit einem Pyridin-Gerüst, wie z. B. Tris(1-phenylisochinolinato-N,C2)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(piq)3]), Bis(1 -phenylisochinolinato-N, C2')iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: [Ir(piq)2(acac)]) und Bis[4,6-dimethyl-2-(2-chinolinyl-κN)phenyl-κC](2,4-pentandionato-κ2O,O')iridium(III), ein Platinkomplex, wie z. B. 2,3,7,8,12,13,17,18-Octaethyl-21H,23H-porphyrinplatin(II) (Abkürzung: [PtOEP]), und Seltenerdmetallkomplexe, wie z. B. Tris(1,3-diphenyl-1,3-propandionato)(monophenanthrolin)europium(III) (Abkürzung: [Eu(DBM)3(Phen)]) und Tris[1-(2-thenoyl)-3,3,3-trifluoracetonato](monophenanthrolin)europium(III) (Abkürzung: [Eu(TTA)3(Phen)]), angegeben werden.
  • Als organische Verbindungen (z. B. Wirtsmaterial und Hilfsmaterial), die in der Licht emittierenden Schicht 123 verwendet werden, kann/können eine oder mehrere Arten von Substanzen verwendet werden, die eine größere Energielücke aufweisen als die Licht emittierende Substanz.
  • In dem Fall, in dem die Licht emittierende Substanz, die in der Licht emittierenden Schicht 123 verwendet wird, ein fluoreszierendes Material ist, ist eine organische Verbindung, die in Kombination mit der Licht emittierenden Substanz verwendet wird, vorzugsweise eine organische Verbindung, die ein hohes Energieniveau in einem Singulett-Anregungszustand aufweist und ein niedriges Energieniveau in einem Triplett-Anregungszustand aufweist.
  • In Bezug auf eine bevorzugte Kombination mit einer Licht emittierenden Substanz (einem fluoreszierenden Material oder einem phosphoreszierenden Material) werden spezifische Beispiele für die organischen Verbindungen nachstehend gezeigt, obwohl sich einige von ihnen mit den vorstehend gezeigten spezifischen Beispielen überschneiden.
  • Beispiele für die organische Verbindung, die in Kombination mit dem fluoreszierenden Material verwendet werden kann, umfassen kondensierte polycyclische aromatische Verbindungen, wie z. B. ein Anthracen-Derivat, ein Tetracen-Derivat, ein Phenanthren-Derivat, ein Pyren-Derivat, ein Chrysen-Derivat und ein Dibenzo[g,p]chrysen-Derivat.
  • Spezifische Beispiele für die organische Verbindung (Wirtsmaterial), die in Kombination mit dem fluoreszierenden Material verwendet wird, umfassen 9-Phenyl-3-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: PCzPA), 3,6-Diphenyl-9-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: DPCzPA), PCPN, 9,10-Diphenylanthracen (Abkürzung: DPAnth), N,N-Diphenyl-9-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: CzA1 PA), 4-(10-Phenyl-9-anthryl)triphenylamin (Abkürzung: DPhPA), 4-(9H-Carbazol-9-yl)-4'-(10-phenyl-9-anthryl)triphenylamin (Abkürzung: YGAPA), N,9-Diphenyl-N-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: PCAPA), N,9-Diphenyl-N-{ 4-[4-( 10-phenyl-9-anthryl)phenyl]phenyl}-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: PCAPBA), N-(9,10-Diphenyl-2-anthryl)-/V,9-diphenyl-9/-/-carbazol-3-amin (Abkürzung: 2PCAPA), 6,12-Dimethoxy-5,11-diphenylchrysen, N, N, N', N', IV', IV', N''', N''' - Octaphenyldibenzo[g,p]chrysen-2,7,10,15-tetraamin (Abkürzung: DBC1), CzPA, 7-[4-(10-Phenyl-9-anthryl)phenyl]-7H-dibenzo[c,g]carbazol (Abkürzung: cgDBCzPA), 6-[3-(9,10-Diphenyl-2-anthryl)phenyl]-benzo[b]naphtho[1,2-d]furan (Abkürzung: 2mBnfPPA), 9-Phenyl-10-{4-(9-phenyl-9/-/-fluoren-9-yl)biphenyl-4'-yl}anthracen (Abkürzung: FLPPA), 9,10-Bis(3,5-diphenylphenyl)anthracen (Abkürzung: DPPA), 9,10-Di(2-naphthyl)anthracen (Abkürzung: DNA), 2-tert-Butyl-9,10-di(2-naphthyl)anthracen (Abkürzung: t-BuDNA), 9,9'-Bianthryl (Abkürzung: BANT), 9,9'-(Stilben-3,3'-diyl)diphenanthren (Abkürzung: DPNS), 9,9'-(Stilben-4,4'-diyl)diphenanthren (Abkürzung: DPNS2), 1,3,5-Tri(1-pyrenyl)benzol (Abkürzung: TPB3), 5,12-Diphenyltetracen, 5,12-Bis(biphenyl-2-yl)tetracen und 9-(1-Naphthyl)-10-[4-(2-naphthyl)phenyl]anthracen (Abkürzung: αN-βNPAnth).
  • Eine organische Verbindung mit Triplett-Anregungsenergie (einer Energiedifferenz zwischen einem Grundzustand und einem Triplett-Anregungszustand), die höher ist als diejenige der Licht emittierenden Substanz, wird als organische Verbindung ausgewählt, die in Kombination mit dem phosphoreszierenden Material verwendet wird.
  • In dem Fall, in dem eine Vielzahl von organischen Verbindungen (z. B. ein erstes Wirtsmaterial und ein zweites Wirtsmaterial (oder ein Hilfsmaterial)) zur Bildung eines Exciplexes in Kombination mit einer Licht emittierenden Substanz verwendet wird, wird die Vielzahl von organischen Verbindungen vorzugsweise mit einem phosphoreszierenden Material (insbesondere einem metallorganischen Komplex) gemischt.
  • Bei einer derartigen Struktur kann eine Lichtemission durch die Exciplex-Triplett-Energieübertragung (exciplex-triplet energy transfer, ExTET), die eine Energieübertragung von einem Exciplex auf eine Licht emittierende Substanz ist, effizient erhalten werden. Es sei angemerkt, dass eine Kombination aus der Vielzahl von organischen Verbindungen, die leicht einen Exciplex bildet, vorzugsweise verwendet wird, und es ist insbesondere vorzuziehen, eine Verbindung, die leicht Löcher aufnehmen kann (ein Lochtransportmaterial), und eine Verbindung, die leicht Elektronen aufnehmen kann (ein Elektronentransportmaterial), zu kombinieren. Wenn die Kombination derart ausgewählt wird, dass sie einen Exciplex bildet, der eine Lichtemission aufweist, deren Wellenlänge sich mit der Wellenlänge eines Absorptionsbandes auf der niedrigsten Energieseite der Licht emittierenden Substanz überlappt, kann die Energie problemlos übertragen und eine effiziente Lichtemission erhalten werden. Als Lochtransportmaterial und Elektronentransportmaterial können insbesondere beliebige der Materialien, die bei dieser Ausführungsform beschrieben werden, verwendet werden. Bei dieser Struktur können gleichzeitig eine hohe Effizienz, ein Niederspannungsbetrieb und eine lange Lebensdauer einer Licht emittierenden Vorrichtung erzielt werden.
  • Als Kombination von Materialien zum Bilden eines Exciplexes ist das HOMO-Niveau des Lochtransportmaterials vorzugsweise höher als oder gleich dem HOMO-Niveau des Elektronentransportmaterials. Außerdem ist das LUMO-Niveau des Lochtransportmaterials vorzugsweise höher als oder gleich dem LUMO-Niveau des Elektronentransportmaterials. Die LUMO-Niveaus und die HOMO-Niveaus der Materialien können von den elektrochemischen Eigenschaften (den Reduktionspotentialen und den Oxidationspotentialen) der Materialien erhalten werden, die durch Cyclovoltammetrie- (cyclic voltammetry, CV-) Messung gemessen werden.
  • Die Bildung eines Exciplexes kann z. B. durch ein Phänomen bestätigt werden, bei dem das Emissionsspektrum eines Mischfilms, in dem das Lochtransportmaterial und das Elektronentransportmaterial gemischt sind, auf die Seite der längeren Wellenlänge verschoben wird als das Emissionsspektrum jedes der Materialien (oder einen anderen Peak auf der Seite der längeren Wellenlänge aufweist), wobei das Phänomen beobachtet wird, indem das Emissionsspektrum des Lochtransportmaterials, das Emissionsspektrum des Elektronentransportmaterials und das Emissionsspektrum des Mischfilms dieser Materialien verglichen werden. Alternativ kann die Bildung eines Exciplexes durch einen Unterschied der transienten Reaktion, wie z. B. ein Phänomen, bei dem die Lebensdauer der transienten Photolumineszenz (PL) des Mischfilms Komponenten mit längerer Lebensdauer oder einen größeren Anteil der Verzögerungskomponenten aufweist als diejenige jedes der Materialien, bestätigt werden, wobei der Unterschied beobachtet wird, indem die transiente PL des Lochtransportmaterials, die transiente PL des Elektronentransportmaterials und die transiente PL des Mischfilms dieser Materialien verglichen werden. Die transiente PL kann als transiente Elektrolumineszenz (EL) umformuliert werden. Das heißt: Die Bildung eines Exciplexes kann auch durch einen Unterschied der transienten Reaktion bestätigt werden, der durch einen Vergleich der transienten EL des Lochtransportmaterials, der transienten EL des Elektronentransportmaterials und der transienten EL des Mischfilms dieser Materialien beobachtet wird.
  • Beispiele für die organische Verbindung, die in Kombination mit einem phosphoreszierenden Material verwendet werden kann, umfassen ein aromatisches Amin (eine Verbindung mit einem aromatischen Amin-Gerüst), ein Carbazol-Derivat (eine Verbindung mit einem Carbazol-Gerüst), ein Dibenzothiophen-Derivat (ein Thiophen-Derivat), ein Dibenzofuran-Derivat (ein Furan-Derivat), einen auf Zink oder Aluminium basierenden Metallkomplex, ein Oxadiazol-Derivat, ein Triazol-Derivat, ein Benzimidazol-Derivat, ein Chinoxalin-Derivat, ein Dibenzochinoxalin-Derivat, ein Pyrimidin-Derivat, ein Triazin-Derivat, ein Pyridin-Derivat, ein Bipyridin-Derivat und ein Phenanthrolin-Derivat.
  • Spezifische Beispiele für das aromatische Amin, das Carbazol-Derivat, das Dibenzothiophen-Derivat und das Dibenzofuran-Derivat, die organische Verbindungen mit einer hohen Lochtransporteigenschaft sind, umfassen die folgenden Substanzen.
  • Spezifische Beispiele für das Bicarbazol-Derivat (z. B. ein 3,3'-Bicarbazol-Derivat) umfassen 3,3'-Bis(9-phenyl-9H-carbazol) (Abkürzung: PCCP), 9,9'-Bis(1,1'-biphenyl-4-yl)-3,3'-bi-9H-carbazol, 9,9'-Bis(1,1'-biphenyl-3-yl)-3,3'-bi-9H-carbazol, 9-(1,1'-Biphenyl-3-yl)-9'-(1,1'-biphenyl-4-yl)-9H,9'H-3,3'-bicarbazol (Abkürzung: mBPCCBP) und 9-(2-Naphthyl)-9'-phenyl-9H,9'H-3,3'-bicarbazol (Abkürzung: βNCCP).
  • Spezifische Beispiele für das aromatische Amin mit einer Carbazolyl-Gruppe umfassen PCBA1 BP, N-(4-Biphenyl)-N-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-9-phenyl-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: PCBiF), PCBBiF, PCBBi1BP, PCBANB, PCBNBB, 4-Phenyldiphenyl-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)amin (Abkürzung: PCA1BP), N,N'-Bis(9-phenylcarbazol-3-yl)-/V,/V-diphenylbenzol-1,3-diamin (Abkürzung: PCA2B), N,N',N"-Triphenyl-N, N', N' -tris(9-phenylcarbazol-3-yl)benzol-1 ,3, 5-triam in (Abkürzung: PCA3B), 9,9-Dimethyl-A/-phenyl-A/-[4-(9-phenyl-9/-/-carbazol-3-yl)phenyl]fluoren-2-amin (Abkürzung: PCBAF), PCBASF, 3-[N-(9-Phenylcarbazol-3-yl)-N-phenylamino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzPCA1), 3,6-Bis[N-(9-phenylcarbazol-3-yl)-N-phenylamino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzPCA2), 3-[N-(1-Naphthyl)-N-(9-phenylcarbazol-3-yl)amino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzPCN1), 3-[N-(4-Diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzDPA1), 3,6-Bis[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzDPA2), 3,6-Bis[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-(1-naphthyl)amino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzTPN2), 2-[N-(9-Phenylcarbazol-3-yl)-N-phenylamino]spiro-9,9'bifluoren (Abkürzung: PCASF), N-[4-(9H-Carbazol-9-yl)phenyl]-N-(4-phenyl)phenylanilin (Abkürzung: YGA1BP), N,N'-Bis[4-(carbazol-9-yl)phenyl]-N,N'-diphenyl-9,9-dimethylfluoren-2,7-diamin (Abkürzung: YGA2F) und 4,4',4"-Tris(carbazol-9-yl)triphenylamin (Abkürzung: TCTA).
  • Zusätzlich zu den oben genannten Verbindungen umfassen weitere Beispiele für das Carbazol-Derivat 3-[4-(9-Phenanthryl)-phenyl]-9-phenyl-9H-carbazol (Abkürzung: PCPPn), PCPN, 1,3-Bis(N-carbazolyl)benzol (Abkürzung: mCP), 4,4'-Di(N-carbazolyl)biphenyl (Abkürzung: CBP), 3,6-Bis(3,5-diphenylphenyl)-9-phenylcarbazol (Abkürzung: CzTP), 1,3,5-Tris[4-(N-carbazolyl)phenyl]benzol (Abkürzung: TCPB) und CzPA.
  • Spezifische Beispiele für das Thiophen-Derivat (eine Verbindung mit einem Thiophen-Gerüst) und das Furan-Derivat (eine Verbindung mit einem Furan-Gerüst) umfassen eine Verbindung mit einem Thiophen-Gerüst, wie z. B. 4,4',4"-(Benzol-1,3,5-triyl)tri(dibenzothiophen) (Abkürzung: DBT3P-II), 2,8-Diphenyl-4-[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]dibenzothiophen (Abkürzung: DBTFLP-III) und 4-[4-(9-Phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]-6-phenyldibenzothiophen (Abkürzung: DBTFLP-IV), und 4-{3-[3-(9-Phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]phenyl}dibenzofuran (Abkürzung: mmD BFFLBi-II).
  • Spezifische Beispiele für das aromatische Amin umfassen 4,4'-Bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl (Abkürzung: NPB oder α-NPD), N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N-diphenyl-[1, 1'-biphenyl]-4,4'-diamin (Abkürzung: TPD), 4,4'-Bis[N-(spiro-9,9'-bifluoren-2-yl)-N-phenylamino]biphenyl (Abkürzung: BSPB), BPAFLP, mBPAFLP, N-(9,9-Dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-N-f9,9-dimethyl-2-[N'-phenyl-N'-(9,9-dimethyl-9/-/-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)-A/-phenylamino]spiro-9,9'-bifluoren (Abkürzung: DPASF), 2,7-Bis[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]spiro-9,9'-bifluoren (Abkürzung: DPA2SF), 4,4',4"-Tris[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]triphenylamin (Abkürzung: 1'-TNATA), TDATA, m-MTDATA, N,N'-Di(p-tolyl)-N,N'-diphenyl-p-phenylendiamin (Abkürzung: DTDPPA), 4,4'-Bis[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]biphenyl (Abkürzung: DPAB), 4,4'-Bis(N-{4-[N'-(3-methylphenyl)-N'-phenylamino]phenyl}-N-phenylamino)biphenyl (Abkürzung: DNTPD) und 1,3,5-Tris[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]benzol (Abkürzung: DPA3B).
  • Als organische Verbindung mit einer hohen Lochtransporteigenschaft kann eine hochmolekulare Verbindung, wie z. B. Poly(N-vinylcarbazol) (Abkürzung: PVK), Poly(4-vinyltriphenylamin) (Abkürzung: PVTPA), Poly[N-(4-{N'-[4-(4-diphenylamino)phenyl]phenyl-A/‚-phenylamino}phenyl)methacrylamid] (Abkürzung: PTPDMA) oder Poly[N,N‘-bis(4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)benzidin] (Abkürzung: Poly-TPD), ebenfalls verwendet werden.
  • Spezifische Beispiele für die auf Zink und Aluminium basierenden Metallkomplexe, die organische Verbindungen mit einer hohen Elektronentransporteigenschaft sind, umfassen Metallkomplexe mit einem ChinolinGerüst 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: BAIq) und Bis(8-chinolinolato)zink(II) (Abkürzung: Znq).
  • Ein Metallkomplex mit einem Liganden auf Oxazol-Basis oder Thiazol-Basis, wie z. B. Bis[2-(2-benzoxazolyl)phenolatolzink(ll) (Abkürzung: ZnPBO) oder Bis[2-(2-benzothiazolyl)phenolato]zink(II) (Abkürzung: ZnBTZ), oder dergleichen kann alternativ verwendet werden.
  • Spezifische Beispiele für das Oxadiazol-Derivat, das Triazol-Derivat, das Benzimidazol-Derivat, das Benzimidazol-Derivat, das Chinoxalin-Derivat, das Dibenzochinoxalin-Derivat und das Phenanthrolin-Derivat, die organische Verbindungen mit einer hohen Elektronentransporteigenschaft sind, umfassen 2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol (Abkürzung: PBD), 1,3-Bis[5-(p-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol-2-yl]benzol (Abkürzung: OXD-7), 9-[4-(5-Phenyl-1,3,4-oxadiazol-2-yl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: CO11), 3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-(4-tert-butylphenyl)-1,2,4-triazol (Abkürzung: TAZ), 3-(4-tert-Butylphenyl)-4-(4-ethylphenyl)-5-(4-biphenylyl)-1,2,4-triazol (Abkürzung: p-EtTAZ), 2-{4-[9,10-Di(naphthalen-2-yl)-2-anthryl]phenyl}-1-phenyl-1H-benzimidazol (Abkürzung: ZADN), 2,2',2"-(1,3,5-Benzoltriyl)tris(1 -phenyl-1H-benzimidazol) (Abkürzung: TPBI), 2-[3-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]-1-phenyl-1H-benzimidazol (Abkürzung: mDBTBIm-II), 4,4'-Bis(5-methylbenzoxazol-2-yl)stilben (Abkürzung: BzOs, Bathophenanthrolin (Abkürzung: Bphen), Bathocuproin (Abkürzung: BCP), 2,9-Bis(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin (Abkürzung: NBphen), 2-[3-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 2mDBTPDBq-II), 2-[3'-(Dibenzothiophen-4-yl)biphenyl-3-yl]dibenzo[f,/?]chinoxalin (Abkürzung: 2mDBTBPDBq-II), 2-[3'-(9H-Carbazol-9-yl)biphenyl-3-yl]dibenzo[fh]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).
  • Spezifische Beispiele für eine heterocyclische Verbindung mit einem Diazin-Gerüst, eine heterocyclische Verbindung mit einem Triazin-Gerüst und eine heterocyclische Verbindung mit einem Pyridin-Gerüst, die organische Verbindungen mit einer hohen Elektronentransporteigenschaft sind, umfassen 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), 2-f4-[3-(N-Phenyl-9H-carbazol-3-yl)-9H-carbazol-9-yl]phenyl}-4, 6-diphenyl-1 ,3, 5-triazin (Abkürzung: PCCzPTzn), 9-[3-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl]-9'-phenyl-2,3'-bi-9H-carbazol (Abkürzung: mPCCzPTzn-02), 2-[3'-(9,9-Dimethyl-9/-/-fluoren-2-yl)-1,1'-biphenyl-3-yl]-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: mFBPTzn), 2-[(1,1'-Biphenyl)-4-yl]-4-phenyl-6-[9,9'-spirobi(9H-fluoren)-2-yl]-1,3,5-triazin (Abkürzung: BP-SFTzn), 2-{3-[3-(Benzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-yl)phenyl]phenyl}-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: mBnfBPTzn), 2-{3-[3-(Benzo[b]naphtho[1,2-d]furan-6-yl)phenyl]phenyll-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: mBnfBPTzn-02), 3,5-Bis[3-(9H-carbazol-9-yl)phenyl]pyridin (Abkürzung: 35DCzPPy) und 1,3,5-Tri[3-(3-pyridyl)phenyl]benzol (Abkürzung: TmPyPB).
  • Als organische Verbindung mit einer hohen Elektronentransporteigenschaft 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), ebenfalls verwendet werden.
  • Ein TADF-Material ist ein Material, das eine kleine Differenz zwischen dem S1-Niveau (dem Energieniveau in einem Singulett-Anregungszustand) und dem T1-Niveau (dem Energieniveau in einem Triplett-Anregungszustand) aufweist und eine Funktion zum Umwandeln der Triplett-Anregungsenergie in die Singulett-Anregungsenergie durch umgekehrtes Intersystem-Crossing aufweist. Ein TADF-Material kann somit unter Verwendung einer geringen Menge an thermischer Energie die Triplett-Anregungsenergie in die Singulett-Anregungsenergie aufwärts wandeln (d. h. umgekehrtes Intersystem-Crossing) und effizient einen Singulett-Anregungszustand erzeugen. Außerdem kann die Triplett-Anregungsenergie in eine Lichtemission umgewandelt werden. Die thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz wird unter der folgenden Bedingung effizient erhalten: Die Energiedifferenz zwischen dem S1-Niveau und dem T1-Niveauist größer als oder gleich 0 eV und kleiner als oder gleich 0,2 eV, bevorzugt größer als oder gleich 0 eV und kleiner als oder gleich 0,1 eV. Eine verzögerte Fluoreszenz von dem TADF-Material bezieht sich auf eine Lichtemission, die das gleiche Spektrum wie eine normale Fluoreszenz und eine sehr lange Lebensdauer aufweist. Die Lebensdauer beträgt 10-6 Sekunden oder länger, bevorzugt 10-3 Sekunden oder länger.
  • Ein Exciplex, dessen Anregungszustand von zwei Arten von Substanzen gebildet wird, weist eine sehr kleine Differenz zwischen dem S1-Niveauund dem T1-Niveau auf und dient als TADF-Material, das die Triplett-Anregungsenergie in die Singulett-Anregungsenergie umwandeln kann.
  • Ein Phosphoreszenzspektrum, das bei niedriger Temperatur (z. B. 77 K bis 10 K) wahrgenommen wird, wird für einen Index des T1-Niveaus verwendet. Wenn das Energieniveau mit einer Wellenlänge der Linie, die durch Extrapolation einer Tangente an das Fluoreszenzspektrum an einem Schwanz auf der kurzen Wellenlängenseite erhalten wird, das S1-Niveau ist und das Energieniveau mit einer Wellenlänge der Linie, die durch Extrapolation einer Tangente an das Phosphoreszenzspektrum an einem Schwanz auf der kurzen Wellenlängenseite erhalten wird, das T1-Niveau ist, ist die Differenz zwischen dem S1-Niveau und dem T1-Niveau des TADF-Materials bevorzugt kleiner als oder gleich 0,3 eV, stärker bevorzugt kleiner als oder gleich 0,2 eV.
  • Das TADF-Material kann entweder als Gastmaterial oder als Wirtsmaterial verwendet werden.
  • Beispiele für das TADF-Material umfassen Fulleren, ein Derivat davon, ein Acridin-Derivat, wie z. B. Proflavin, und Eosin. 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 Octaethylporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (Abkürzung: SnF2(OEP)), einen Etioporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (Abkürzung: SnF2(Etio I)) und einen Octaethylporphyrin-Platinchlorid-Komplex (Abkürzung: PtCl2OEP).
  • Alternativ kann eine heterocyclische Verbindung mit einem π-eiektronenreichen heteroaromatischen Ring und einem π-eiektronenarmen heteroaromatischen Ring, wie z. B. 2-(Biphenyl-4-yl)-4,6-bis(12-phenylindolo[2,3-a]carbazol-11 -yl)-1,3,5-triazin (Abkürzung: PIC-TRZ), PCCzPTzn, 2-[4-(10H-Phenoxazin-10-yl)phenyl]-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: PXZ-TRZ), 3-[4-(5-Phenyl-5,10-dihydrophenazin-10-yl)phenyl]-4,5-diphenyl-1,2,4-triazol (Abkürzung: PPZ-3TPT), 3-(9,9-Dimethyl-9H-acridin-10-yl)-9H-xanthen-9-on (Abkürzung: ACRXTN), Bis[4-(9,9-dimethyl-9,10-dihydroacridin)phenyl]sulfon (Abkürzung: DMAC-DPS), 10-Phenyl-10H, 10'H-spiro[acridin-9,9'-anthracen]-10'-on (Abkürzung: ACRSA), 4-(9'-Phenyl-3,3'-bi-9H-carbazol-9-yl)benzofuro[3,2-d]pyrimidin (Abkürzung: 4PCCzBfpm), 4-[4-(9'-Phenyl-3,3'-bi-9H-carbazol-9-yl)phenyl]benzofuro[3,2-d]pyrimidin (Abkürzung: 4PCCzPBfpm) oder 9-[3-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl]-9'-phenyl-2,3'-bi-9/-/-carbazol (Abkürzung: mPCCzPTzn-02), verwendet werden. Eine derartige heterocyclische Verbindung wird aufgrund der hohen Elektronentransport- und Lochtransporteigenschaften bevorzugt, da sie einen π-eiektronenreichen heteroaromatischen Ring und einen π-eiektronenarmen heteroaromatischen Ring umfasst. Es sei angemerkt, dass ein aromatischer Ring, an den eine elektronenziehende Gruppe, wie z. B. eine Cyano-Gruppe, gebunden ist, anstelle des π-eiektronenarmen heteroaromatischen Rings verwendet werden kann. Alternativ kann ein π-eiektronenarmes Gerüst anstelle des π-eiektronenarmen heteroaromatischen Rings verwendet werden. Auf ähnliche Weise kann ein π-eiektronenreiches Gerüst anstelle des π-eiektronenreichen heteroaromatischen Rings verwendet werden.
  • Unter Gerüsten mit einem π-eiektronenarmen heteroaromatischen Ring werden ein Pyridin-Gerüst, ein Diazin-Gerüst (ein Pyrimidin-Gerüst, ein Pyrazin-Gerüst oder ein Pyridazin-Gerüst) und ein Triazin-Gerüst aufgrund ihrer hohen Stabilität und hohen Zuverlässigkeit bevorzugt. Insbesondere werden ein Benzofuropyrimidin-Gerüst, ein Benzothienopyrimidin-Gerüst, ein Benzofuropyrazin-Gerüst und ein Benzothienopyrazin-Gerüst aufgrund ihrer hohen Elektronenakzeptoreigenschaften und hohen Zuverlässigkeit bevorzugt.
  • Unter Gerüsten mit einem π-eiektronenreichen heteroaromatischen Ring weisen ein Acridin-Gerüst, ein Phenoxazin-Gerüst, ein Phenothiazin-Gerüst, ein Furan-Gerüst, ein Thiophen-Gerüst und ein Pyrrol-Gerüst eine hohe Stabilität und eine hohe Zuverlässigkeit auf; demzufolge ist mindestens eines dieser Gerüste vorzugsweise enthalten. Insbesondere werden ein Dibenzofuran-Gerüst, ein Dibenzothiophen-Gerüst, ein Indol-Gerüst, ein Carbazol-Gerüst, ein Indolocarbazol-Gerüst, ein Bicarbazol-Gerüst und ein 3-(9-Phenyl-9H-carbazol-3-yl)-9H-carbazol-Gerüst bevorzugt.
  • Es sei angemerkt, dass eine Substanz, in der ein π-eiektronenreicher heteroaromatischer Ring direkt an einen π-eiektronenarmen heteroaromatischen Ring gebunden ist, besonders bevorzugt wird, da sowohl die Donatoreigenschaft des π-elektronenreichen heteroaromatischen Rings als auch die Akzeptoreigenschaft des π-elektronenarmen heteroaromatischen Rings verbessert werden und die Energiedifferenz zwischen dem Singulett-Anregungszustand und dem Triplett-Anregungszustand klein wird.
  • Als π-eiektronenreiches Gerüst kann ein aromatisches Amin-Gerüst, ein Phenazin-Gerüst oder dergleichen verwendet werden. Als π-eiektronenarmes Gerüst kann ein Xanthen-Gerüst, ein Thioxanthendioxid-Gerüst, ein Oxadiazol-Gerüst, ein Triazol-Gerüst, ein Imidazol-Gerüst, ein Anthrachinon-Gerüst, ein borhaltiges Gerüst, wie z. B. Phenylboran oder Boranthren, ein aromatischer Ring oder ein heteroaromatischer Ring mit einer Nitril-Gruppe oder einer Cyano-Gruppe, wie z. B. Benzonitril oder Cyanobenzol, ein Carbonyl-Gerüst, wie z. B. Benzophenon, ein Phosphinoxid-Gerüst, ein Sulfon-Gerüst oder dergleichen verwendet werden.
  • Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem das TADF-Material als Licht emittierende Substanz verwendet wird, das TADF-Material auch in Kombination mit einer weiteren organischen Verbindung verwendet werden kann. Insbesondere kann das TADF-Material in Kombination mit dem Wirtsmaterial (dem Lochtransportmaterial oder dem Elektronentransportmaterial), das vorstehend beschrieben worden ist, verwendet werden. In dem Fall, in dem das TADF-Material verwendet wird, ist das S1-Niveau des Wirtsmaterials vorzugsweise höher als das S1-Niveau des TADF-Materials. Des Weiteren ist das T1-Niveau des Wirtsmaterials vorzugsweise höher als das T1-Niveau des TADF-Materials.
  • Alternativ kann das TADF-Material als Wirtsmaterial verwendet werden, und ein fluoreszierendes Material kann als Gastmaterial verwendet werden. Wenn das TADF-Material als Wirtsmaterial verwendet wird, wird die Triplett-Anregungsenergie, die in dem TADF-Material erzeugt wird, durch umgekehrtes Intersystem-Crossing in die Singulett-Anregungsenergie umgewandelt und auf die Licht emittierende Substanz übertragen, wodurch die Emissionseffizienz der Licht emittierenden Vorrichtung erhöht werden kann. Hier dient das TADF-Material als Energiedonator, und die Licht emittierende Substanz dient als Energieakzeptor. Daher ist die Verwendung des TADF-Materials als Wirtsmaterial sehr effektiv, wenn ein fluoreszierendes Material als Gastmaterial verwendet wird. In diesem Fall ist das S1-Niveau des TADF-Materials vorzugsweise höher als das S1-Niveau des fluoreszierenden Materials, damit eine hohe Emissionseffizienz erzielt werden kann. Ferner ist das T1-Niveau des TADF-Materials vorzugsweise höher als das S1-Niveau des fluoreszierenden Materials. Deshalb ist das T1-Niveau des TADF-Materials vorzugsweise höher als das T1-Niveau des fluoreszierenden Materials.
  • Ein TADF-Material, das Licht emittiert, dessen Wellenlänge sich mit der Wellenlänge eines Absorptionsbandes auf der niedrigsten Energieseite des fluoreszierenden Materials überlappt, wird vorzugsweise verwendet. Dadurch kann die Anregungsenergie von dem TADF-Material auf das fluoreszierende Material leicht übertragen werden und eine Lichtemission demzufolge effizient erhalten werden, was vorzuziehen ist.
  • Außerdem findet eine Ladungsträgerrekombination vorzugsweise in dem TADF-Material statt, damit die Singulett-Anregungsenergie von der Triplett-Anregungsenergie durch umgekehrtes Intersystem-Crossing effizient erzeugt wird. Es wird auch bevorzugt, dass die Triplett-Anregungsenergie, die in dem TADF-Material erzeugt wird, nicht auf die Triplett-Anregungsenergie des fluoreszierenden Materials übertragen wird. Aus diesem Grund weist das fluoreszierende Material vorzugsweise eine Schutzgruppe um einen Luminophor (ein Gerüst, das eine Lichtemission erzeugt) des fluoreszierenden Materials herum auf. Als Schutzgruppe werden vorzugsweise ein Substituent, der keine π-Bindung aufweist, und ein gesättigter Kohlenwasserstoff verwendet. Spezifische Beispiele umfassen eine Alkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen und eine Trialkylsilyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen. Es wird stärker bevorzugt, dass das fluoreszierende Material eine Vielzahl von Schutzgruppen aufweist. Der Substituent, der keine π-Bindung aufweist, weist eine schlechte Ladungsträgertransporteigenschaft auf, wodurch das TADF-Material und der Luminophor des fluoreszierenden Materials mit geringem Einfluss auf den Ladungsträgertransport oder die Ladungsträgerrekombination voneinander entfernt werden können. Hier bezieht sich der Luminophor in einem fluoreszierenden Material auf eine Atom-Gruppe (Gerüst), die eine Lichtemission erzeugt. Der Luminophor ist vorzugsweise ein Gerüst mit einer π-Bindung, stärker bevorzugt umfasst er einen aromatischen Ring, und noch stärker bevorzugt umfasst er einen kondensierten aromatischen Ring oder einen kondensierten heteroaromatischen Ring. Beispiele für den kondensierten aromatischen Ring oder den kondensierten heteroaromatischen Ring umfassen ein Phenanthren-Gerüst, ein Stilben-Gerüst, ein Acridon-Gerüst, ein Phenoxazin-Gerüst und ein Phenothiazin-Gerüst. Insbesondere wird ein fluoreszierendes Material mit einem Naphthalen-Gerüst, einem Anthracen-Gerüst, einem Fluoren-Gerüst, einem Chrysen-Gerüst, einem Triphenylen-Gerüst, einem Tetracen-Gerüst, einem Pyren-Gerüst, einem Perylen-Gerüst, einem Cumarin-Gerüst, einem Chinacridon-Gerüst oder einem Naphthobisbenzofuran-Gerüst bevorzugt, da die Fluoreszenzquantenausbeute hoch ist.
  • <Elektronentransportschicht>
  • Die Elektronentransportschicht 124 transportiert Elektronen, die von der zweiten Elektrode 102 injiziert werden, zu der Licht emittierenden Schicht 123.
  • Die Elektronentransportschicht 124 enthält eine dritte Verbindung und eine Substanz, die ein Metall enthält.
  • Die dritte Verbindung ist ein Elektronentransportmaterial. Das Elektronentransportmaterial weist eine Eigenschaft zum Transportieren von mehr Elektronen als Löchern auf.
  • Es wird bevorzugt, dass das HOMO-Niveau der dritten Verbindung höher als oder gleich -6,0 eV ist.
  • Die Elektronenbeweglichkeit der dritten Verbindung ist bevorzugt höher als oder gleich 1 × 10-7 cm2/Vs und niedriger als oder gleich 1 × 10-5 cm2/Vs, stärker bevorzugt höher als oder gleich 1 × 10-7 cm2/Vs und niedriger als oder gleich 5 × 10-5 cm2/Vs in dem Fall, in dem die Quadratwurzel der elektrischen Feldstärke [V/cm] 600 ist.
  • Die Elektronenbeweglichkeit der dritten Verbindung in dem Fall, in dem die Quadratwurzel der elektrischen Feldstärke [V/cm] 600 ist, ist vorzugsweise niedriger als die Elektronenbeweglichkeit des Wirtsmaterials in der Licht emittierenden Schicht 123 in dem Fall, in dem die Quadratwurzel der elektrischen Feldstärke [V/cm] 600 ist. Die Menge der in die Licht emittierende Schicht 123 injizierten Elektronen kann durch die Verringerung der Elektronentransporteigenschaft der Elektronentransportschicht 124 gesteuert werden, wodurch verhindert werden kann, dass die Licht emittierende Schicht 123 überschüssige Elektronen aufweist.
  • Die dritte Verbindung weist bevorzugt ein Anthracen-Gerüst, stärker bevorzugt ein Anthracen-Gerüst und ein heterocyclisches Gerüst auf. Als heterocyclisches Gerüst wird vorzugsweise ein stickstoffhaltiges fünfgliedriges Ring-Gerüst verwendet. Es wird besonders bevorzugt, dass ein stickstoffhaltiges fünfgliedriges Ring-Gerüst, das zwei Heteroatome in einem Ring umfasst, wie z. B. ein Pyrazol-Ring, ein Imidazol-Ring, ein Oxazol-Ring oder ein Thiazol-Ring, als stickstoffhaltiges fünfgliedriges Ring-Gerüst enthalten ist.
  • Darüber hinaus können einige der vorstehend beschriebenen Elektronentransportmaterialien, die als Wirtsmaterial verwendet werden können, und die vorstehend beschriebenen Substanzen, die als Materialien angegeben worden sind, die in Kombination mit dem vorstehend beschriebenen fluoreszierenden Material als Wirtsmaterial verwendet werden können, in der Elektronentransportschicht 124 verwendet werden.
  • Beispiele für die dritte Verbindung umfassen 2-{4-[9,10-Di(naphthalen-2-yl)-2-anthryl]phenyl}-1-phenyl-1/-/-benzimidazol (Abkürzung: ZADN), 9-(1-Naphthyl)-10-[4-(2-naphthyl)phenyl]anthracen (Abkürzung: αN-βNPAnth), 9-[4-(10-Phenyl-9-anthracenyl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: CzPA) und 7-[4-(10-Phenyl-9-anthryl)phenyl]-7H-dibenzo[c,g]carbazol (Abkürzung: cgDBCzPA).
  • Es handelt sich bei der Substanz, die ein Metall enthält, um ein Metall, ein Metallsalz, ein Metalloxid oder ein organisches Metallsalz.
  • Beispiele für das Metall umfassen ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall und ein Seltenerdmetall. Spezifische Beispiele umfassen Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr und Ba.
  • Beispiele für das Metallsalz umfassen Halogenide der vorstehenden Metalle und Carbonate der vorstehenden Metalle. Spezifische Beispiele umfassen LiF, NaF, KF, RbF, CsF, MgF2, CaF2, SrF2, BaF2, LiCI, NaCI, KCl, RbCI, CsCI, MgCl2, CaCl2, SrCl2, BaCl2, Li2CO3 und CS2CO3.
  • Beispiele für das Metalloxid umfassen Oxide der vorstehenden Metalle. Spezifische Beispiele umfassen Li2O, Na2O, Cs2O, MgO und CaO.
  • Beispiele für das organische Metallsalz umfassen einen metallorganischen Komplex.
  • Es wird bevorzugt, dass die Substanz, die ein Metall enthält, ein Metallkomplex ist, der ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall enthält.
  • Es wird bevorzugt, dass die Substanz, die ein Metall enthält, ein Metallkomplex ist, der einen Liganden, der Stickstoff und Sauerstoff enthält, und ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall enthält.
  • Es wird bevorzugt, dass die Substanz, die ein Metall enthält, ein Metallkomplex ist, der einen Liganden mit einer 8-Chinolinolato-Struktur und ein einwertiges Metallion aufweist. Die 8-Chinolinolato-Struktur bezeichnet eine Struktur, bei der ein Proton einer Hydroxyl-Gruppe (einer -OH-Gruppe) in substituiertem oder nicht substituiertem 8-Chinolinol abgetrennt worden ist. Beispiele für den Liganden mit einer 8-Chinolinolato-Struktur umfassen 8-Chinolinolato und Methyl-substituiertes (z. B. 2-Methyl-substituiertes oder 5-Methyl-substituiertes) 8-Chinolinolato.
  • Es wird bevorzugt, dass die Substanz, die ein Metall enthält, ein Lithiumkomplex ist, der einen Liganden mit einer 8-Chinolinolato-Struktur aufweist.
  • Beispiele für den Metallkomplex umfassen 8-(Chinolinolato)lithium (Abkürzung: Liq), 8-(Chinolinolato)natrium (Abkürzung: Naq), 8-(Chinolinolato)kalium (Abkürzung: Kq), (8-Chinolinolato)magnesium (Abkürzung: Mgq2) und (8-Chinolinolato)zink (Abkürzung: Znq2).
  • Als Substanz, die ein Metall enthält, wird Liq besonders bevorzugt.
  • Wie in 1E dargestellt, kann die Elektronentransportschicht 124 die Elektronentransportschicht 124a auf der Seite der Licht emittierenden Schicht 123 und die Elektronentransportschicht 124b auf der Seite der zweiten Elektrode 102 umfassen. Das Konzentrationsverhältnis von der dritten Verbindung zu der Substanz, die ein Metall enthält, der Elektronentransportschicht 124a unterscheidet sich von demjenigen der Elektronentransportschicht 124b. Beispielsweise ist die Konzentration der Substanz, die ein Metall enthält, der Elektronentransportschicht 124a vorzugsweise höher als diejenige der Elektronentransportschicht 124b. Alternativ kann die Konzentration der Substanz, die ein Metall enthält, der Elektronentransportschicht 124b höher sein als diejenige der Elektronentransportschicht 124a. Es sei angemerkt, dass eine der Elektronentransportschicht 124a und der Elektronentransportschicht 124b nicht notwendigerweise die Substanz enthält, die ein Metall enthält.
  • <Elektroneninjektionsschicht>
  • Die Elektroneninjektionsschicht 125 ist eine Schicht zum Erhöhen der Effizienz der Elektroneninjektion von der zweiten Elektrode 102. Eine Differenz zwischen den Werten der Austrittsarbeit eines Materials der zweiten Elektrode 102 und des LUMO-Niveaus eines Materials der Elektroneninjektionsschicht 125 ist vorzugsweise klein (0,5 eV oder weniger).
  • Die Elektroneninjektionsschicht 125 kann unter Verwendung eines Alkalimetalls, eines Erdalkalimetalls oder einer Verbindung davon, wie z. B. Lithium, Cäsium, Lithiumfluorid (LiF), Cäsiumfluorid (CsF), Calciumfluorid (CaF2), 8-(Chinolinolato)lithium (Abkürzung: Liq), 2-(2-Pyridyl)phenolatolithium (Abkürzung: LiPP), 2-(2-Pyridyl)-3-pyridinolatolithium (Abkürzung: LiPPy), 4-Phenyl-2-(2-pyridyl)phenolatolithium (Abkürzung: LiPPP), Lithiumoxid (LiOx) oder Cäsiumcarbonat, ausgebildet werden. Es kann auch eine Seltenerdmetallverbindung wie Erbiumfluorid (ErF3) verwendet werden. Außerdem kann ein Elektrid für die Elektroneninjektionsschicht 125 verwendet werden. Beispiele für das Elektrid umfassen eine Substanz, in der Elektronen in einer hohen Konzentration zu Calciumoxid-Aluminiumoxid zugesetzt sind. Es sei angemerkt, dass auch beliebige der vorstehend beschriebenen Substanzen zum Ausbilden der Elektronentransportschicht 124 verwendet werden können.
  • Alternativ kann ein Verbundmaterial, das ein Elektronentransportmaterial und ein Donatormaterial (ein Elektronendonatormaterial) enthält, für die Elektroneninjektionsschicht 125 verwendet werden. Ein derartiges Verbundmaterial weist eine ausgezeichnete Elektroneninjektionseigenschaft und eine ausgezeichnete Elektronentransporteigenschaft auf, da durch den Elektronendonator Elektronen in der organischen Verbindung erzeugt werden. Hier ist die organische Verbindung vorzugsweise ein Material, das die erzeugten Elektronen ausgezeichnet transportieren kann; insbesondere können beispielsweise die vorstehend beschriebenen Elektronentransportmaterialien (z. B. ein Metallkomplex oder eine heteroaromatische Verbindung) verwendet werden. Als Elektronendonator wird eine Substanz verwendet, die eine Elektronendonatoreigenschaft in Bezug auf eine organische Verbindung zeigt. Insbesondere werden ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall und ein Seltenerdmetall bevorzugt, und es werden Lithium, Cäsium, Magnesium, Calcium, Erbium, Ytterbium und dergleichen angegeben. Außerdem werden ein Alkalimetalloxid und ein Erdalkalimetalloxid bevorzugt, und Lithiumoxid, Calciumoxid, Bariumoxid und dergleichen werden angegeben. Alternativ kann eine Lewis-Base, wie z. B. Magnesiumoxid, verwendet werden. Als weitere Alternative kann eine organische Verbindung, wie z. B. Tetrathiafulvalen (Abkürzung: TTF), verwendet werden.
  • <Ladungserzeugungsschicht>
  • Bei der in 1B dargestellten Licht emittierenden Vorrichtung weist die Ladungserzeugungsschicht 104 eine Funktion zum Injizieren von Elektronen in die EL-Schicht 103a und zum Injizieren von Löchern in die EL-Schicht 103b auf, wenn eine Spannung zwischen der ersten Elektrode 101 (Anode) und der zweiten Elektrode 102 (Kathode) angelegt wird.
  • Die Ladungserzeugungsschicht 104 kann ein Lochtransportmaterial und ein Akzeptormaterial (ein Elektronenakzeptormaterial) enthalten, oder sie kann ein Elektronentransportmaterial und ein Donatormaterial enthalten. Indem die Ladungserzeugungsschicht 104 mit einer derartigen Struktur ausgebildet wird, kann eine Erhöhung der Betriebsspannung, die durch Übereinanderanordnen der EL-Schichten verursacht wird, unterdrückt werden.
  • Als Lochtransportmaterial, Akzeptormaterial, Elektronentransportmaterial und Donatormaterial können die vorstehend beschriebenen Materialien verwendet werden.
  • Für die Herstellung der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Vakuumprozess, wie z. B. ein Verdampfungsverfahren, oder ein Lösungsprozess, wie z. B. ein Rotationsbeschichtungsverfahren oder ein Tintenstrahlverfahren, verwendet werden. Wenn ein Verdampfungsverfahren verwendet wird, kann ein physikalisches Gasphasenabscheidungsverfahren (physical vapor deposition method, PVD-Verfahren), wie z. B. ein Sputterverfahren, ein Ionenplattierungsverfahren, ein Ionenstrahlverdampfungsverfahren, ein Molekularstrahlverdampfungsverfahren oder ein Vakuumverdampfungsverfahren, ein chemisches Gasphasenabscheidungsverfahren (chemical vapor deposition method, CVD-Verfahren) oder dergleichen verwendet werden. Insbesondere können die Funktionsschichten (die Lochinjektionsschicht, die Lochtransportschicht, die Licht emittierende Schicht, die Elektronentransportschicht, die Elektroneninjektionsschicht und die Ladungserzeugungsschicht), die in der Licht emittierenden Vorrichtung verwendet werden, durch ein Verdampfungsverfahren (z. B. ein Vakuumverdampfungsverfahren), ein Beschichtungsverfahren (z. B. ein Tauchbeschichtungsverfahren, ein Düsenbeschichtungsverfahren, ein Stabbeschichtungsverfahren, ein Rotationsbeschichtungsverfahren oder ein Sprühbeschichtungsverfahren), ein Druckverfahren (z. B. ein Tintenstrahlverfahren, ein Siebdruck- (Schablonendruck-) Verfahren, ein Offset-Druck- (Flachdruck-) Verfahren, ein Flexodruck- (Hochdruck-) Verfahren, ein Tiefdruckverfahren oder ein Mikrokontaktdruckverfahren) oder dergleichen ausgebildet werden.
  • Materialien der in der Licht emittierenden Vorrichtung enthaltenen Funktionsschichten sind nicht auf die vorstehend beschriebenen entsprechenden Materialien beschränkt. Als Material der Funktionsschicht kann beispielsweise eine hochmolekulare Verbindung (z. B. ein Oligomer, ein Dendrimer und ein Polymer), eine mittelmolekulare Verbindung (eine Verbindung zwischen einer niedermolekularen Verbindung und einer hochmolekularen Verbindung mit einem Molekulargewicht von 400 bis 4000) oder eine anorganische Verbindung (z. B. ein Quantenpunktmaterial) verwendet werden. Bei dem Quantenpunktmaterial kann es sich um ein gallertartiges Quantenpunktmaterial, ein legiertes Quantenpunktmaterial, ein Kern-Schale-Quantenpunktmaterial, ein Kern-Quantenpunktmaterial oder dergleichen handeln.
  • [Lichtemissionsmodell in der Licht emittierenden Vorrichtung]
  • Ein Lichtemissionsmodell in der Licht emittierenden Vorrichtung, die bei der Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform verwendet werden kann, wird beschrieben.
  • Hier wird das Lichtemissionsmodell der Licht emittierenden Vorrichtung unter Verwendung der Lochtransportschicht 122, der Licht emittierenden Schicht 123 und der Elektronentransportschicht 124, welche in 1C dargestellt werden, beschrieben. Die Struktur der Licht emittierenden Vorrichtung ist nicht auf diejenige in 1C beschränkt, und das Lichtemissionsmodell kann auch bei anderen Strukturen verwendet werden.
  • Wenn die Licht emittierende Schicht 123 überschüssige Elektronen aufweist, wird, wie in 2A dargestellt, ein Licht emittierender Bereich 123-1 in einem lokalen Bereich innerhalb der Licht emittierenden Schicht 123 ausgebildet. Mit anderen Worten: Die Breite des Licht emittierenden Bereichs 123-1 innerhalb der Licht emittierenden Schicht 123 ist klein. Daher rekombinieren Elektronen (e-) und Löcher (h+) intensiv in dem lokalen Bereich der Licht emittierenden Schicht 123, was die Verschlechterung beschleunigt. Des Weiteren kann die Lebensdauer oder die Emissionseffizienz verringert werden, wenn Elektronen, die in der Licht emittierenden Schicht 123 nicht rekombiniert haben, die Licht emittierende Schicht 123 passieren.
  • Im Gegensatz dazu kann bei der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Breite des Licht emittierenden Bereichs 123-1 in der Licht emittierenden Schicht 123 vergrößert werden, indem die Elektronentransporteigenschaft der Elektronentransportschicht 124 verringert wird ( 2B und 2C). Wenn die Breite des Licht emittierenden Bereichs 123-1 vergrößert wird, kann ein Rekombinationsbereich von Elektronen und Löchern in der Licht emittierenden Schicht 123 verteilt werden. Folglich kann eine Licht emittierende Vorrichtung mit langer Lebensdauer und hoher Emissionseffizienz bereitgestellt werden.
  • Wie in 2B dargestellt, könnte sich ein Rekombinationsbereich in der ersten Betriebsphase der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bis zur Elektronentransportschicht 124 erstrecken. In 2B wird ein Rekombinationsbereich in der Elektronentransportschicht 124 als Bereich 124-1 bezeichnet. In der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist insbesondere eine Lochinjektionsbarriere in der ersten Betriebsphase klein und ist die Elektronentransporteigenschaft der Elektronentransportschicht 124 relativ niedrig; demzufolge wird der Licht emittierende Bereich 123-1 (d. h. der Rekombinationsbereich) in der gesamten Licht emittierenden Schicht 123 ausgebildet und wird der Rekombinationsbereich in einigen Fällen auch in der Elektronentransportschicht 124 ausgebildet.
  • Da das HOMO-Niveau der dritten Verbindung, die in der Elektronentransportschicht 124 enthalten ist, höher als oder gleich -6,0 eV ist, welches relativ hoch ist, erreichen ferner bei der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einige Löcher sogar die Elektronentransportschicht 124, wodurch die Rekombination in einigen Fällen auch in der Elektronentransportschicht 124 auftritt. Es sei angemerkt, dass dieses Phänomen auch in dem Fall auftreten könnte, in dem die Differenz zwischen den HOMO-Niveaus des Wirtsmaterials (oder des Hilfsmaterials), das in der Licht emittierenden Schicht 123 enthalten ist, und der dritten Verbindung 0,2 eV oder weniger ist.
  • Wie in 2C dargestellt, wird bei der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Laufe der Betriebszeit das Ladungsträgergleichgewicht geändert, und die Rekombination tritt mit geringerer Wahrscheinlichkeit in der Elektronentransportschicht 124 auf. Wenn die Rekombination in der Elektronentransportschicht 124 unterdrückt wird, während der Licht emittierende Bereich 123-1 in der gesamten Licht emittierenden Schicht 123 ausgebildet wird, kann die Energie der rekombinierenden Ladungsträger effektiv zur Lichtemission beitragen. Daher kann die Leuchtdichte im Vergleich zu derjenigen in der ersten Betriebsphase erhöht werden. Diese Erhöhung der Leuchtdichte hebt die schnelle Verringerung der Leuchtdichte in der ersten Betriebsphase, welche als anfänglicher Abfall bezeichnet wird, der Licht emittierenden Vorrichtung auf. Daher kann die Licht emittierende Vorrichtung, die einen kleinen anfänglichen Abfall und eine lange Betriebsdauer aufweist, bereitgestellt werden. Es sei angemerkt, dass in dieser Beschreibung und dergleichen die vorstehend beschriebene Licht emittierende Vorrichtung in einigen Fällen als Recombination-Site-Tailoring-Injection-Struktur bzw. Struktur zur Injektionsanpassung der Rekombinationsstelle (ReSTI-Struktur) bezeichnet wird.
  • Die Abfallkurve der Leuchtdichte, die durch einen Betriebstest bei konstanter Stromdichte erhalten wird, der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist in einigen Fällen einen lokalen Maximalwert auf. Mit anderen Worten: Bei der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung könnte sich die Leuchtdichte im Laufe der Zeit erhöhen. Dieses Verhalten kann einen schnellen Abfall in der ersten Betriebsphase (nämlich anfänglichen Abfall) aufheben. Es sei angemerkt, dass die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt ist; beispielsweise weist die Leuchtdichte keinen lokalen Maximalwert auf, d. h., dass der Gradient der Abfallkurve ohne Erhöhung der Leuchtdichte kleiner sein kann. Daher kann dann, wenn eine Licht emittierende Vorrichtung die Struktur aufweist, die dieses Verhalten zeigt, die Licht emittierende Vorrichtung einen kleinen anfänglichen Abfall und eine sehr lange Betriebsdauer aufweisen.
  • Ein Differentialwert einer derartigen Abfallkurve mit einem lokalen Maximalwert beträgt in einem Teil 0. Daher kann eine Licht emittierende Vorrichtung mit einer Abfallkurve, deren Differentialwert in einem Teil 0 beträgt, als Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezeichnet werden.
  • Bei der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Elektronentransportschicht 124 vorzugsweise einen Teil, in dem das Mischverhältnis (Konzentrationen) von der dritten Verbindung zu der Substanz, die ein Metall enthält, in der Dickenrichtung variiert. Insbesondere umfasst die Elektronentransportschicht 124 vorzugsweise einen Teil, in dem das Mischverhältnis (Konzentrationen) von dem Elektronentransportmaterial zu einem Metall, einem Metallsalz, einem Metalloxid oder einem organischen Metallsalz variiert.
  • Die Konzentration der Substanz, die ein Metall enthält, in der Elektronentransportschicht 124 kann durch die Menge an Atomen oder Molekülen, die durch Flugzeit-Sekundärionen-Massenspektrometrie (time-of-flight secondary ion mass spectrometry, ToF-SIMS) gemessen wird, angenommen werden. In Teilen, die die gleichen zwei Arten von Materialien enthalten und unterschiedliche Mischverhältnisse aufweisen, entsprechen die durch ToF-SIMS-Analyse gemessenen Werte den Mengen an gezielten Atomen oder Molekülen. Daher ermöglicht ein Vergleich zwischen den erfassten Mengen an dem Elektronentransportmaterial und dem metallorganischen Komplex eine Annahme des Mischverhältnisses.
  • In der Elektronentransportschicht 124 der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Gehalt der Substanz, die ein Metall enthält, vorzugsweise kleiner auf der Seite der zweiten Elektrode 102 als auf der Seite der ersten Elektrode 101. Mit anderen Worten: Die Elektronentransportschicht 124 wird vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Konzentration der Substanz, die ein Metall enthält, von der Seite der zweiten Elektrode 102 in Richtung der ersten Elektrode 101 erhöht wird. Das heißt: Die Elektronentransportschicht 124 umfasst einen Teil mit einer niedrigen Konzentration der dritten Verbindung, der näher an der Licht emittierenden Schicht 123 liegt als ein Teil mit einer hohen Konzentration der dritten Verbindung. Mit anderen Worten: Die Elektronentransportschicht 124 umfasst einen Teil mit einer hohen Konzentration der Substanz, die ein Metall enthält, der näher an der Licht emittierenden Schicht 123 liegt als ein Teil mit einer niedrigen Konzentration der Substanz, die ein Metall enthält.
  • In der Elektronentransportschicht 124 ist die Elektronenbeweglichkeit des Teils mit einer hohen Konzentration der dritten Verbindung (des Teils mit einer niedrigen Konzentration der Substanz, die ein Metall enthält) in dem Fall, in dem die Quadratwurzel der elektrischen Feldstärke [V/cm] 600 ist, vorzugsweise höher als oder gleich 1 × 10-7 cm2/Vs und niedriger als oder gleich 5 × 10-5 cm2/Vs.
  • Beispielsweise kann der Gehalt (Konzentration) der Substanz, die ein Metall enthält, in der Elektronentransportschicht 124 derjenige sein, der in jeder von 3A bis 3D dargestellt wird. Es sei angemerkt, dass 3A und 3B den Fall zeigen, in dem es keine klare Grenze zwischen den Gehalten (Konzentrationen) der Substanz, die ein Metall enthält, in der Elektronentransportschicht 124 gibt und dass 3C und 3D den Fall zeigen, in dem es eine klare Grenze in der Elektronentransportschicht 124 gibt.
  • In dem Fall, in dem es keine klare Grenze in der Elektronentransportschicht 124 gibt, ändern sich die Konzentrationen der dritten Substanz und der Substanz, die ein Metall enthält, kontinuierlich. 3A und 3B zeigen Beispiele, in denen sich die Konzentration der Substanz, die ein Metall enthält, kontinuierlich ändert. In dem Fall, in dem es eine klare Grenze in der Elektronentransportschicht 124 gibt, ändern sich die Konzentrationen der dritten Substanz und der Substanz, die ein Metall enthält, stufenweise. 3C und 3D zeigen Beispiele, in denen sich die Konzentration der Substanz, die ein Metall enthält, stufenweise ändert. Wenn sich die Konzentrationen der dritten Substanz und der Substanz, die ein Metall enthält, stufenweise ändern, wird es darauf hingedeutet, dass die Elektronentransportschicht 124 eine Vielzahl von Schichten umfasst. Beispielsweise zeigt 3C den Fall, in dem die Elektronentransportschicht 124 eine zweischichtige Struktur aufweist, und 3D zeigt den Fall, in dem die Elektronentransportschicht 124 eine dreischichtige Struktur aufweist. Es sei angemerkt, dass in 3C und 3D gestrichelte Linien jeweils einen Grenzbereich zwischen Schichten darstellen.
  • Es wird angenommen, dass eine Änderung des Ladungsträgergleichgewichts in der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch eine Änderung der Elektronenbeweglichkeit der Elektronentransportschicht 124 hervorgerufen wird.
  • Bei der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gibt es eine Konzentrationsdifferenz der Substanz, die ein Metall enthält, in der Elektronentransportschicht 124. Die Elektronentransportschicht 124 umfasst einen Bereich mit einer hohen Konzentration der Substanz, die ein Metall enthält, zwischen einem Bereich mit einer niedrigen Konzentration der Substanz, die ein Metall enthält, und der Licht emittierenden Schicht 123. Das heißt, dass der Bereich mit einer niedrigen Konzentration der Substanz, die ein Metall enthält, näher an der zweiten Elektrode 102 liegt als der Bereich mit einer hohen Konzentration.
  • Die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit der vorstehend beschriebenen Struktur weist eine sehr lange Lebensdauer auf. Insbesondere kann die Zeit, bis die Leuchtdichte in dem Fall, in dem die Anfangsleuchtdichte 100 % ist, auf 95 % sinkt (auch als LT95 bezeichnet), sehr lang sein.
  • Die Elektronenbeweglichkeit der Elektronentransportschicht 124 ändert sich entsprechend der Konzentration der Substanz, die ein Metall enthält. Wenn beispielsweise die Konzentration der Substanz, die ein Metall enthält, höher ist, ist die Elektronenbeweglichkeit der Elektronentransportschicht 124 höher. In dem Fall, in dem zwei oder mehr Bereiche, die sich durch die Konzentration der Substanz, die ein Metall enthält, voneinander unterscheiden, in der Elektronentransportschicht 124 vorhanden sind, ist die Elektronenbeweglichkeit eines Bereichs mit einer niedrigen Konzentration der Substanz, die ein Metall enthält, niedriger als die Elektronenbeweglichkeit anderer Bereiche. Die Elektronenbeweglichkeit der Elektronentransportschicht 124 ist von dem Bereich mit einer niedrigen Konzentration der Substanz, die ein Metall enthält, beschränkt.
  • Wenn eine Spannung an die Licht emittierende Vorrichtung für den Betrieb angelegt wird, verteilt sich die Substanz, die ein Metall enthält, in einigen Fällen von der Anodenseite in Richtung der Kathode. Beispielsweise kann die Verteilung der Substanz, die ein Metall enthält, von einem Bereich mit einer hohen Konzentration der Substanz, die ein Metall enthält, in Richtung eines Bereichs mit einer niedrigen Konzentration dieser die Elektronenbeweglichkeit der Elektronentransportschicht verbessern. Das heißt, dass die Elektronenbeweglichkeit der Elektronentransportschicht in der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Laufe des Betriebs verbessert wird. Daher wird das Ladungsträgergleichgewicht in der Licht emittierenden Vorrichtung geändert, so dass sich der Rekombinationsbereich verschiebt. Die Rekombination tritt mit geringerer Wahrscheinlichkeit in der Elektronentransportschicht 124 auf; somit kann die Energie der rekombinierenden Ladungsträger effektiv zur Lichtemission beitragen. Daher kann die Leuchtdichte im Vergleich zu derjenigen in der ersten Betriebsphase erhöht werden. Diese Erhöhung der Leuchtdichte hebt die schnelle Verringerung der Leuchtdichte in der ersten Betriebsphase, welche als anfänglicher Abfall bezeichnet wird, der Licht emittierenden Vorrichtung auf. Daher kann die Licht emittierende Vorrichtung, die einen kleinen anfänglichen Abfall und eine lange Betriebsdauer aufweist, bereitgestellt werden.
  • Wie vorstehend beschrieben, weist die Licht emittierende Vorrichtung dieser Ausführungsform eine Struktur auf, bei der Löcher mit höherer Wahrscheinlichkeit in die Licht emittierende Schicht injiziert werden und Elektronen mit geringerer Wahrscheinlichkeit injiziert werden. Daher kann die Licht emittierende Vorrichtung, die einen kleineren anfänglichen Abfall und eine sehr lange Betriebsdauer aufweist und Nah-Infrarotlicht emittiert, bereitgestellt werden.
  • (Ausführungsform 2)
  • Bei dieser Ausführungsform wird ein metallorganischer Komplex beschrieben, der für die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
  • [Struktur des metallorganischen Komplexes]
  • Der metallorganische Komplex dieser Ausführungsform weist eine Struktur auf, bei der ein Ligand, der ein Benzochinoxalin-Gerüst oder ein Naphthochinoxalin-Gerüst aufweist, an Iridium, das ein Zentralmetall ist, koordiniert ist. Insbesondere ist der metallorganische Komplex ein metallorganischer Komplex, der durch die allgemeine Formel (G1) dargestellt wird. Ein metallorganischer Komplex, der durch die allgemeine Formel (G2) dargestellt wird, wird besonders bevorzugt.
    Figure DE112020002335T5_0001
    Figure DE112020002335T5_0002
  • In der allgemeinen Formel (G1) stellen R1 bis R11 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff oder eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen dar. Mindestens zwei von R1 bis R4 stellen jeweils eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen dar. Mindestens zwei von R5 bis R9 stellen jeweils eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen dar. X stellt einen substituierten oder nicht substituierten Benzol-Ring oder Naphthalen-Ring dar, n ist 2 oder 3, und L stellt einen monoanionischen Liganden dar.
    Figure DE112020002335T5_0003
  • In der allgemeinen Formel (G2) stellen R1, R3, R6 und R8 jeweils unabhängig voneinander eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen dar. R10 und R11 stellen jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff oder eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen dar. X stellt einen substituierten oder nicht substituierten Benzol-Ring oder Naphthalen-Ring dar, n ist 2 oder 3, und L stellt einen monoanionischen Liganden dar.
  • In der allgemeinen Formel (G1) und der allgemeinen Formel (G2) ist X ein substituierter oder nicht substituierter Benzol-Ring oder Naphthalen-Ring, d. h., dass ein Benzol-Ring oder ein Naphthalen-Ring mit Chinoxalin kondensiert ist, wodurch sich ein π-konjugiertes System ausdehnen, das LUMO-Niveau tiefer werden und eine energetische Stabilität erhalten werden kann; daher kann die Emissionswellenlänge länger sein. Folglich kann ein metallorganischer Komplex erhalten werden, der Nah-Infrarotlicht emittiert.
  • R1, R3, R6 und R8 sind jeweils vorzugsweise eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, da im Vergleich zu dem Fall, in dem R1, R3, R6 und R8 jeweils Wasserstoff sind, die Sublimierbarkeit des metallorganischen Komplexes erhöht werden und die Sublimationstemperatur verringert werden kann. Insbesondere sind R1, R3, R6 und R8 jeweils vorzugsweise eine Methyl-Gruppe. Mit anderen Worten: R1, R3, R6 und R8 sind alle vorzugsweise Methyl-Gruppen.
  • Bei dem metallorganischen Komplex dieser Ausführungsform ist X ein substituierter oder nicht substituierter Benzol-Ring oder Naphthalen-Ring; daher wird die Sublimierbarkeit des metallorganischen Komplexes im Vergleich zu dem Fall, in dem X kein kondensierter Ring ist, mit höherer Wahrscheinlichkeit verringert. Jedoch kann, da R1, R3, R6 und R8 jeweils eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen sind, die Sublimierbarkeit des metallorganischen Komplexes erhöht werden. Somit kann ein metallorganischer Komplex erhalten werden, der eine hohe Sublimierbarkeit aufweist und Nah-Infrarotlicht emittiert.
  • Wenn R1 und R3 jeweils eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen sind, kann der Diederwinkel des Benzol-Rings, der an Iridium gebunden ist, vergrößert werden. Folglich kann ein zweiter Peak eines Emissionsspektrums des metallorganischen Komplexes theoretisch verringert werden, so dass die Halbwertsbreite verringert werden kann. Demzufolge kann Licht mit einer gewünschten Wellenlänge effizient erhalten werden.
  • Beispiele für die Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen in der allgemeinen Formel (G1) und der allgemeinen Formel (G2) umfassen eine Methyl-Gruppe, eine EthylGruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine sec-Butyl-Gruppe, eine Isobutyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine Pentyl-Gruppe, eine Isopentyl-Gruppe, eine sec-Pentyl-Gruppe, eine tert-Pentyl-Gruppe, eine Neopentyl-Gruppe, eine Hexyl-Gruppe, eine Isohexyl-Gruppe, eine 3-Methylpentyl-Gruppe, eine 2-Methylpentyl-Gruppe, eine 2-Ethylbutyl-Gruppe, eine 1,2-Dimethylbutyl-Gruppe und eine 2,3-Dimethylbutyl-Gruppe.
  • In dem Fall, in dem in der allgemeinen Formel (G1) und der allgemeinen Formel (G2) der Benzol-Ring oder der Naphthalen-Ring einen Substituenten aufweist, kann eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen als Substituent angegeben werden. Bezüglich der Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen kann auf die vorstehende Beschreibung verwiesen werden.
  • Beispiele für den monoanionischen Liganden umfassen einen monoanionischen zweizähnigen Chelatliganden mit einer β-Diketon-Struktur, einen monoanionischen zweizähnigen Chelatliganden mit einer Carboxyl-Gruppe, einen monoanionischen zweizähnigen Chelatliganden mit einer phenolischen Hydroxyl-Gruppe, einen monoanionischen zweizähnigen Chelatliganden, in dem zwei Ligandenelemente jeweils Stickstoff sind, und einen zweizähnigen Liganden, der durch Cyclometallierung eine Metall-Kohlenstoff-Bindung mit Iridium bildet.
  • Der monoanionische Ligand wird vorzugsweise durch eine der allgemeinen Formeln (L1) bis (L7) dargestellt. Insbesondere wird vorzugsweise der Ligand, der durch die allgemeine Formel (L1) dargestellt wird, verwendet, da die Sublimierbarkeit erhöht wird. Ferner ist die Kombination aus dem Liganden (Dipivaloylmethan), der durch die Strukturformel (L8) dargestellt wird und ein Beispiel für den Liganden ist, der durch die allgemeine Formel (L1) dargestellt wird, und dem Liganden, der ein Benzochinoxalin-Gerüst oder ein Naphthochinoxalin-Gerüst aufweist, geeignet und bevorzugt, da die Sublimierbarkeit des metallorganischen Komplexes dieser Ausführungsform erhöht werden und die Sublimationstemperatur verringert werden kann.
    Figure DE112020002335T5_0004
    Figure DE112020002335T5_0005
    Figure DE112020002335T5_0006
    Figure DE112020002335T5_0007
  • In den allgemeinen Formeln (L1) bis (L7) stellen R51 bis R89 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Halogeno-Gruppe, eine Vinyl-Gruppe, eine substituierte oder nicht substituierte Haloalkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Alkoxy-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Alkylthio-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen dar. A1 bis A13 stellen jeweils unabhängig voneinander Stickstoff, sp2-hybridisierten Kohlenstoff, der an Wasserstoff gebunden ist, oder sp2-hybridisierten Kohlenstoff mit einem Substituenten dar. Der Substituent stellt eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Halogeno-Gruppe, eine Haloalkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine Phenyl-Gruppe dar.
  • Die maximale Peakwellenlänge (d. h. die Wellenlänge, bei der die Peakintensität am höchsten ist) von Licht, das von dem metallorganischen Komplex dieser Ausführungsform emittiert wird, ist vorzugsweise größer als oder gleich 760 nm und kleiner als oder gleich 900 nm. Im Besonderen ist die Wellenlänge vorzugsweise größer als oder gleich 780 nm. Ferner ist die Wellenlänge vorzugsweise kleiner als oder gleich 880 nm.
  • Spezifische Beispiele für den metallorganischen Komplex dieser Ausführungsform umfassen metallorganische Komplexe, die durch die Strukturformeln (100) bis (111) dargestellt werden. Es sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist.
  • Figure DE112020002335T5_0008
    Figure DE112020002335T5_0009
    Figure DE112020002335T5_0010
    Figure DE112020002335T5_0011
  • Figure DE112020002335T5_0012
    Figure DE112020002335T5_0013
    Figure DE112020002335T5_0014
    Figure DE112020002335T5_0015
  • Figure DE112020002335T5_0016
    Figure DE112020002335T5_0017
    Figure DE112020002335T5_0018
    Figure DE112020002335T5_0019
  • Figure DE112020002335T5_0020
    Figure DE112020002335T5_0021
    Figure DE112020002335T5_0022
    Figure DE112020002335T5_0023
  • [Verfahren zum Synthetisieren des metallorganischen Komplexes]
  • Verschiedene Reaktionen können auf ein Verfahren zum Synthetisieren des metallorganischen Komplexes dieser Ausführungsform angewendet werden. Als Beispiel wird ein Verfahren zum Synthetisieren des metallorganischen Komplexes, der durch die allgemeine Formel (G1) dargestellt wird, nachstehend gezeigt.
  • Zuerst wird ein Beispiel für ein Verfahren zum Synthetisieren der organischen Verbindung beschrieben, die durch die allgemeine Formel (G0) dargestellt wird. Dann wird ein Verfahren zum Synthetisieren des metallorganischen Komplexes, der durch die allgemeine Formel (G1) dargestellt wird, unter Verwendung der organischen Verbindung, die durch die allgemeine Formel (G0) dargestellt wird, beschrieben. Es sei angemerkt, dass die folgenden zwei Fälle nachstehend separat beschrieben werden: der Fall, in dem n in der allgemeinen Formel (G1) 2 ist (der metallorganische Komplex, der durch die allgemeine Formel (G1-1) dargestellt wird), und der Fall, in dem n in der allgemeinen Formel (G1) 3 ist (der metallorganische Komplex, der durch die allgemeine Formel (G1-2) dargestellt wird). Es sei angemerkt, dass das Verfahren zum Synthetisieren des metallorganischen Komplexes dieser Ausführungsform nicht auf die folgenden Syntheseverfahren beschränkt ist.
  • <<Beispiel für ein Verfahren zum Synthetisieren der organischen Verbindung, die durch die allgemeine Formel (G0) dargestellt wird>>
  • Die organische Verbindung, die durch die allgemeine Formel (G0) dargestellt wird, ist eine Art eines Chinoxalin-Derivats. Die organische Verbindung, die durch die allgemeine Formel (G0) dargestellt wird, kann beispielsweise durch eines der folgenden drei Syntheseschemata (A-1), (A-1') und (A-1'') synthetisiert werden. [Chemische Formel 8]
    Figure DE112020002335T5_0024
  • In der allgemeinen Formel (G0) und den nachstehend zu beschreibenden Syntheseschemata (A-1), (A-1') und (A-1") stellen R1 bis R11 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff oder eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen dar. Mindestens zwei von R1 bis R4 stellen jeweils eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen dar. Mindestens zwei von R5 bis R9 stellen jeweils eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen dar, und X stellt einen substituierten oder nicht substituierten Benzol-Ring oder Naphthalen-Ring dar.
  • Beispielsweise kann, wie in dem Syntheseschema (A-1) gezeigt, die organische Verbindung, die durch die allgemeine Formel (G0) dargestellt wird, derart erhalten werden, dass ein halogeniertes Benzol-Derivat (A1) mit Alkyllithium oder dergleichen lithiiert wird und mit einem Chinoxalin-Derivat (A2) reagiert. Es sei angemerkt, dass in dem Syntheseschema (A-1) Z1 ein Halogen darstellt.
  • Figure DE112020002335T5_0025
  • Außerdem kann, wie in dem Syntheseschema (A-1') gezeigt, die organische Verbindung, die durch die allgemeine Formel (G0) dargestellt wird, derart erhalten werden, dass eine Boronsäure (A1') eines Benzol-Derivats mit einem Halogenid (A2') von Chinoxalin gekoppelt wird. Es sei angemerkt, dass in dem Syntheseschema (A-11) Z2 ein Halogen darstellt.
  • Figure DE112020002335T5_0026
  • Außerdem kann, wie in dem Syntheseschema (A-1") gezeigt, die organische Verbindung, die durch die allgemeine Formel (G0) dargestellt wird, derart erhalten werden, dass Diketon mit Benzol-Derivaten als Substituenten (A1") mit Diamin (A2") reagiert.
  • Figure DE112020002335T5_0027
  • Das Verfahren zum Synthetisieren der organischen Verbindung, die durch die allgemeine Formel (G0) dargestellt wird, ist nicht auf die vorstehend beschriebenen drei Syntheseverfahren beschränkt, und es kann ein anderes Syntheseverfahren zum Einsatz kommen.
  • Da verschiedene Arten der vorstehenden Verbindungen (A1), (A2), (A1'), (A2'), (A1'') und (A2") kommerziell verfügbar sind oder synthetisiert werden können, können verschiedene Arten der organischen Verbindung, die durch die allgemeine Formel (G0) dargestellt wird, synthetisiert werden. Demzufolge ist ein Merkmal des metallorganischen Komplexes dieser Ausführungsform die Fülle von Ligandvariationen.
  • <<Verfahren zum Synthetisieren des metallorganischen Komplexes, der durch die allgemeine Formel (G1-1) dargestellt wird>>
  • Als Nächstes wird ein Beispiel für ein Verfahren zum Synthetisieren des metallorganischen Komplexes beschrieben, der durch die allgemeine Formel (G1-1) dargestellt wird. Der metallorganische Komplex, der durch die allgemeine Formel (G1-1) dargestellt wird, entspricht dem Fall, in dem n in der allgemeinen Formel (G1) 2 ist.
    Figure DE112020002335T5_0028
    Figure DE112020002335T5_0029
  • In der allgemeinen Formel (G1-1) und den nachstehend zu beschreibenden Syntheseschemata (A-2) und (A-3) stellen R1 bis R11 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff oder eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen dar. Mindestens zwei von R1 bis R4 stellen jeweils eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen dar. Mindestens zwei von R5 bis R9 stellen jeweils eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen dar. X stellt einen substituierten oder nicht substituierten Benzol-Ring oder Naphthalen-Ring dar, und L stellt einen monoanionischen Liganden dar.
  • Wie in dem Syntheseschema (A-2) gezeigt, werden zuerst die organische Verbindung, die durch die allgemeine Formel (G0) dargestellt wird, und eine Iridiumverbindung, die ein Halogen enthält (z. B. Iridiumchlorid, Iridiumbromid oder Iridiumiodid), in einer Inertgasatmosphäre ohne Verwendung eines Lösungsmittels, einzig unter Verwendung eines Lösungsmittels auf Alkoholbasis (z. B. Glycerin, Ethylenglycol, 2-Methoxyethanol oder 2-Ethoxyethanol) oder unter Verwendung eines Mischlösungsmittels aus Wasser und einem oder mehreren der Lösungsmittel auf Alkoholbasis erwärmt, wodurch der zweikernige Komplex, der durch die allgemeine Formel (B) dargestellt wird, erhalten werden kann. Es gibt keine besondere Beschränkung bezüglich eines Erwärmungsmittels, und ein Ölbad, ein Sandbad oder ein Aluminiumblock kann verwendet werden. Alternativ können Mikrowellen als Erwärmungsmittel verwendet werden.
  • Es handelt sich bei dem zweikernigen Komplex, der durch die allgemeine Formel (B) dargestellt wird, um eine Art eines metallorganischen Komplexes, der eine halogenverbrückte Struktur aufweist.
  • Figure DE112020002335T5_0030
  • Wie in dem Syntheseschema (A-3) gezeigt, reagiert ferner der zweikernige Komplex, der durch die allgemeine Formel (B) dargestellt wird, mit HL, das ein Material des monoanionischen Liganden ist, in einer Inertgasatmosphäre, wodurch ein Proton von HL entfernt wird und L an das Zentralmetall (Ir) koordiniert wird. Auf diese Weise kann der metallorganische Komplex, der durch die allgemeine Formel (G1-1) dargestellt wird, erhalten werden. Es gibt keine besondere Beschränkung bezüglich eines Erwärmungsmittels, und ein Ölbad, ein Sandbad oder ein Aluminiumblock kann verwendet werden. Alternativ können Mikrowellen als Erwärmungsmittel verwendet werden.
  • Figure DE112020002335T5_0031
    Figure DE112020002335T5_0032
  • Es sei angemerkt, dass in den Syntheseschemata (A-2) und (A-3) Z ein Halogen darstellt.
  • <<Verfahren zum Synthetisieren des metallorganischen Komplexes, der durch die allgemeine Formel (G1-2) dargestellt wird>>
  • Als Nächstes wird ein Beispiel für ein Verfahren zum Synthetisieren des metallorganischen Komplexes beschrieben, der durch die allgemeine Formel (G1-2) dargestellt wird. Der metallorganische Komplex, der durch die allgemeine Formel (G1-2) dargestellt wird, entspricht dem Fall, in dem n in der allgemeinen Formel (G1) 3 ist.
  • Figure DE112020002335T5_0033
    Figure DE112020002335T5_0034
  • In der allgemeinen Formel (G1-2) und dem nachstehend zu beschreibenden Syntheseschema (A-4) stellen R1 bis R11 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff oder eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen dar. Mindestens zwei von R1 bis R4 stellen jeweils eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen dar. Mindestens zwei von R5 bis R9 stellen jeweils eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen dar, und X stellt einen substituierten oder nicht substituierten Benzol-Ring oder Naphthalen-Ring dar.
  • Wie in dem Syntheseschema (A-4) gezeigt, kann der metallorganische Komplex, der durch die allgemeine Formel (G1-2) dargestellt wird, auf die folgende Weise erhalten werden: Eine Iridiumverbindung, die ein Halogen enthält (z. B. Iridiumchloridhydrat, Iridiumbromid, Iridiumiodid, Iridiumacetat oder Ammoniumhexachloriridat), oder ein Organoiridium-Komplex (z. B. ein Acetylacetonato-Komplex, ein Diethylsulfid-Komplex, ein verbrückter, zweikerniger Di-µ-chlor-Komplex oder ein verbrückter, zweikerniger Diµ-hydroxo-Komplex) wird mit der organischen Verbindung, die durch die allgemeine Formel (G0) dargestellt wird, vermischt, die Mischung wird in einem Lösungsmittel auf Alkoholbasis (z. B. Glycerin, Ethylenglycol, 2-Methoxyethanol oder 2-Ethoxyethanol) aufgelöst oder nicht in einem Lösungsmittel aufgelöst, und eine Erwärmung wird durchgeführt.
  • Figure DE112020002335T5_0035
    Figure DE112020002335T5_0036
  • Die Verfahren zum Synthetisieren des metallorganischen Komplexes dieser Ausführungsform sind vorstehend beschrieben worden; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und ein weiteres Syntheseverfahren kann zum Einsatz kommen.
  • Wie vorstehend beschrieben, emittiert der metallorganische Komplex dieser Ausführungsform Nah-Infrarotlicht und weist er eine hohe Sublimierbarkeit auf. Daher ist der metallorganische Komplex für ein Licht emittierendes Material und ein Material für eine Licht emittierende Vorrichtung, die jeweils Nah-Infrarotlicht emittieren, geeignet. Unter Verwendung des metallorganischen Komplexes dieser Ausführungsform kann die Emissionseffizienz einer Licht emittierenden Vorrichtung erhöht werden, die Nah-Infrarotlicht emittiert. Unter Verwendung des metallorganischen Komplexes dieser Ausführungsform kann ferner die Zuverlässigkeit einer Licht emittierenden Vorrichtung erhöht werden, die Nah-Infrarotlicht emittiert.
  • (Ausführungsform 3)
  • Bei dieser Ausführungsform wird eine Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand von 4 und 5 beschrieben.
  • Die Licht emittierende Einrichtung dieser Ausführungsform beinhaltet die bei der Ausführungsform 1 beschriebene Licht emittierende Vorrichtung. Daher kann die Zuverlässigkeit der Licht emittierenden Einrichtung erhöht werden.
  • [Strukturbeispiel 1 einer Licht emittierenden Einrichtung]
  • 4A ist eine Draufsicht auf eine Licht emittierende Einrichtung, und 4B und 4C sind Querschnittsansichten entlang den Strichpunktlinien X1-Y1 und X2-Y2 in 4A. Die Licht emittierende Einrichtung in 4A bis 4C kann beispielsweise als Beleuchtungsvorrichtung verwendet werden. Die Licht emittierende Einrichtung kann eine Bottom-Emission-Struktur, eine Top-Emission-Struktur oder eine Dual-Emission-Struktur aufweisen.
  • Die in 4B dargestellte Licht emittierende Einrichtung beinhaltet ein Substrat 490a, ein Substrat 490b, eine leitende Schicht 406, eine leitende Schicht 416, eine Isolierschicht 405, eine organische EL-Vorrichtung 450 (eine erste Elektrode 401, eine EL-Schicht 402 und eine zweite Elektrode 403) und eine Klebeschicht 407. Die bei der Ausführungsform 1 beschriebene Licht emittierende Vorrichtung kann als organische EL-Vorrichtung 450 verwendet werden.
  • Die organische EL-Vorrichtung 450 beinhaltet die erste Elektrode 401 über dem Substrat 490a, die EL-Schicht 402 über der ersten Elektrode 401 und die zweite Elektrode 403 über der EL-Schicht 402. Die organische EL-Vorrichtung 450 ist mit dem Substrat 490a, der Klebeschicht 407 und dem Substrat 490b abgedichtet.
  • Endabschnitte der ersten Elektrode 401, der leitenden Schicht 406 und der leitenden Schicht 416 sind mit der Isolierschicht 405 bedeckt. Die leitende Schicht 406 ist elektrisch mit der ersten Elektrode 401 verbunden, und die leitende Schicht 416 ist elektrisch mit der zweiten Elektrode 403 verbunden. Die leitende Schicht 406, die mit der Isolierschicht 405 bedeckt ist, wobei die erste Elektrode 401 dazwischen angeordnet ist, dient als Hilfsleitung und ist elektrisch mit der ersten Elektrode 401 verbunden. Die Hilfsleitung ist vorzugsweise elektrisch mit der Elektrode der organischen EL-Vorrichtung 450 verbunden, wobei in diesem Fall ein Spannungsabfall aufgrund des Widerstandes der Elektrode verhindert werden kann. Die leitende Schicht 406 kann über der ersten Elektrode 401 bereitgestellt sein. Ferner kann eine Hilfsleitung, die elektrisch mit der zweiten Elektrode 403 verbunden ist, beispielsweise über der Isolierschicht 405 bereitgestellt sein.
  • Für das Substrat 490a und das Substrat 490b kann Glas, Quarz, Keramik, Saphir, ein organisches Harz oder dergleichen verwendet werden. Wenn das Substrat 490a und das Substrat 490b unter Verwendung eines flexiblen Materials ausgebildet werden, kann die Flexibilität der Licht emittierenden Einrichtung erhöht werden.
  • Eine lichtemittierende Oberfläche der Licht emittierenden Einrichtung kann mit einer Lichtextraktionsstruktur zum Erhöhen der Lichtextraktionseffizienz, einem antistatischen Film, der das Anhaften eines Fremdstoffs verhindert, einem wasserabweisenden Film, der das Anhaften von Verschmutzungen unterdrückt, einem Hartfilm, der eine Erzeugung eines Kratzers bei der Verwendung unterdrückt, einer stoßabsorbierenden Schicht oder dergleichen bereitgestellt werden.
  • Beispiele für ein Isoliermaterial, das für die Isolierschicht 405 verwendet werden kann, umfassen ein Harz, wie z. B. ein Acrylharz und ein Epoxidharz, und ein anorganisches Isoliermaterial, wie z. B. Siliziumoxid, Siliziumoxynitrid, Siliziumnitridoxid, Siliziumnitrid und Aluminiumoxid.
  • Als Klebeschicht 407 können verschiedene härtende Klebstoffe verwendet werden, wie beispielsweise ein reaktiv härtender Klebstoff, ein wärmehärtender Klebstoff, ein anaerober Klebstoff und ein lichthärtender Klebstoff, wie z. B. ein ultravioletthärtender Klebstoff. Beispiele für diese Klebstoffe umfassen ein Epoxidharz, ein Acrylharz, ein Silikonharz, ein Phenolharz, ein Polyimidharz, ein Imidharz, ein Polyvinylchlorid- (PVC-) Harz, ein Polyvinylbutyral- (PVB-) Harz und ein Ethylenvinylacetat- (EVA-) Harz. Insbesondere wird ein Material mit niedriger Feuchtigkeitsdurchlässigkeit, wie z. B. ein Epoxidharz, bevorzugt. Alternativ kann ein Zwei-Komponenten-Harz verwendet werden. Alternativ kann eine Klebefolie oder dergleichen verwendet werden.
  • Die in 4C dargestellte Licht emittierende Einrichtung beinhaltet eine Sperrschicht 490c, die leitende Schicht 406, die leitende Schicht 416, die Isolierschicht 405, die organische EL-Vorrichtung 450, die Klebeschicht 407, eine Sperrschicht 423 und das Substrat 490b.
  • Die in 4C dargestellte Sperrschicht 490c beinhaltet ein Substrat 420, eine Klebeschicht 422 und eine Isolierschicht 424 mit einer hohen Sperreigenschaft.
  • Bei der in 4C dargestellten Licht emittierenden Einrichtung ist die organische EL-Vorrichtung 450 zwischen der Isolierschicht 424 mit einer hohen Sperreigenschaft und der Sperrschicht 423 bereitgestellt. Somit kann selbst dann, wenn Harzfilme mit einer relativ niedrigen Wasserbeständigkeit oder dergleichen als Substrat 420 und Substrat 490b verwendet werden, verhindert werden, dass Verunreinigungen, wie z. B. Wasser, in die organische EL-Vorrichtung eindringen und die Lebensdauer verkürzt wird.
  • Für das Substrat 420 und das Substrat 490b können beispielsweise beliebige der folgenden Harze verwendet werden: Polyesterharze, wie z. B. Polyethylenterephthalat (PET) und Polyethylennaphthalat (PEN), ein Polyacrylnitrilharz, ein Acrylharz, ein Polyimidharz, ein Polymethylmethacrylatharz, ein Polycarbonat- (PC-) Harz, ein Polyethersulfon- (PES-) Harz, Polyamidharze (z. B. Nylon und Aramid), ein Polysiloxanharz, ein Cycloolefinharz, ein Polystyrolharz, ein Polyamidimidharz, ein Polyurethanharz, ein Polyvinylchloridharz, ein Polyvinylidenchloridharz, ein Polypropylenharz, ein Polytetrafluorethylen- (PTFE-) Harz, ein ABS-Harz und Cellulose-Nanofaser. Für das Substrat 420 und das Substrat 490b kann Glas verwendet werden, das dünn genug ist, um Flexibilität aufzuweisen.
  • Als Isolierschicht 424 mit einer hohen Sperreigenschaft wird vorzugsweise ein anorganischer Isolierfilm verwendet. Als anorganischer Isolierfilm kann beispielsweise ein Siliziumnitridfilm, ein Siliziumoxynitridfilm, ein Siliziumoxidfilm, ein Siliziumnitridoxidfilm, ein Aluminiumoxidfilm oder ein Aluminiumnitridfilm verwendet werden. Alternativ kann ein Hafniumoxidfilm, ein Yttriumoxidfilm, ein Zirconiumoxidfilm, ein Galliumoxidfilm, ein Tantaloxidfilm, ein Magnesiumoxidfilm, ein Lanthanoxidfilm, ein Ceroxidfilm, ein Neodymoxidfilm oder dergleichen verwendet werden. Eine Schichtanordnung, die zwei oder mehr der vorstehenden Isolierfilme beinhaltet, kann auch verwendet werden.
  • Die Sperrschicht 423 beinhaltet vorzugsweise mindestens einen einschichtigen anorganischen Film. Beispielsweise kann die Sperrschicht 423 eine einschichtige Struktur aus einem anorganischen Film oder eine mehrschichtige Struktur aus einem anorganischen Film und einem organischen Film aufweisen. Als anorganischer Film wird vorzugsweise der vorstehend beschriebene anorganische Isolierfilm verwendet. Als mehrschichtige Struktur wird beispielsweise eine Struktur angegeben, bei der ein Siliziumoxynitridfilm, ein Siliziumoxidfilm, ein organischer Film, ein Siliziumoxidfilm und ein Siliziumnitridfilm nacheinander ausgebildet werden. Wenn die Sperrschicht eine mehrschichtige Struktur aus einem anorganischen Film und einem organischen Film aufweist, kann das Eindringen von Verunreinigungen, die in die organische EL-Vorrichtung 450 eindringt könnten (typischerweise Wasserstoff, Wasser und dergleichen), in geeigneter Weise verhindert werden.
  • Die Isolierschicht 424 mit einer hohen Sperreigenschaft und die organische EL-Vorrichtung 450 können direkt auf dem Substrat 420 mit Flexibilität ausgebildet werden. In diesem Fall ist die Klebeschicht 422 nicht notwendig. Alternativ können die Isolierschicht 424 und die organische EL-Vorrichtung 450 über einem starren Substrat ausgebildet werden, wobei eine Trennschicht dazwischen angeordnet ist, und dann auf das Substrat 420 übertragen werden. Beispielsweise können die Isolierschicht 424 und die organische EL-Vorrichtung 450 auf die folgende Weise auf das Substrat 420 übertragen werden: Die Isolierschicht 424 und die organische EL-Vorrichtung 450 werden von dem starren Substrat getrennt, indem Wärme, Kraft, Laserlicht oder dergleichen an die Trennschicht angelegt wird, und die Isolierschicht 424 und die organische EL-Vorrichtung 450 werden unter Verwendung der Klebeschicht 422 an dem Substrat 420 befestigt. Für die Trennschicht kann beispielsweise eine mehrschichtige Struktur, die anorganische Filme, wie z. B. einen Wolframfilm und einen Siliziumoxidfilm, beinhaltet, oder ein organischer Harzfilm aus Polyimid oder dergleichen verwendet werden. In dem Fall, in dem ein starres Substrat verwendet wird, kann die Isolierschicht 424 im Vergleich zu dem Fall, in dem ein Harzsubstrat oder dergleichen verwendet wird, bei hoher Temperatur ausgebildet werden; somit kann die Isolierschicht 424 eine hohe Dichte und eine ausgezeichnete Sperreigenschaft aufweisen.
  • [Strukturbeispiel 2 einer Licht emittierenden Einrichtung]
  • Die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Passivmatrix-Einrichtung oder eine Aktivmatrix-Einrichtung sein. Eine Licht emittierende Aktivmatrix-Einrichtung wird anhand von 5 beschrieben.
  • 5A ist eine Draufsicht auf die Licht emittierende Einrichtung. 5B ist eine Querschnittsansicht entlang der Strichpunktlinie A-A' in 5A.
  • Die Licht emittierende Aktivmatrix-Einrichtung in 5A und 5B beinhaltet einen Pixelabschnitt 302, einen Schaltungsabschnitt 303, einen Schaltungsabschnitt 304a und einen Schaltungsabschnitt 304b.
  • Jede der Schaltungsabschnitte 303, 304a und 304b kann als Abtastleitungstreiberschaltung (Gate-Treiber) oder Signalleitungstreiberschaltung (Source-Treiber) dienen. Alternativ kann jede der Schaltungsabschnitte 303, 304a und 304b eine Schaltung sein, die elektrisch den Pixelabschnitt 302 mit einem externen Gate-Treiber oder einem externen Source-Treiber verbindet.
  • Eine Anschlussleitung 307 ist über einem ersten Substrat 301 bereitgestellt. Die Anschlussleitung 307 ist elektrisch mit einer FPC 308 verbunden, die ein externer Eingangsanschluss ist. Die FPC 308 überträgt ein Signal (z. B. ein Videosignal, ein Taktsignal, ein Startsignal oder ein Rücksetzsignal) oder ein Potential von außen auf den Schaltungsabschnitt 303, den Schaltungsabschnitt 304a und den Schaltungsabschnitt 304b. Die FPC 308 kann mit einer gedruckten Leiterplatte (printed wiring board, PWB) versehen sein. Die in 5A und 5B dargestellte Struktur kann auch als Licht emittierendes Modul bezeichnet werden, das eine Licht emittierende Vorrichtung (oder eine Licht emittierende Einrichtung) und eine FPC beinhaltet.
  • Der Pixelabschnitt 302 beinhaltet eine Vielzahl von Pixeln, die jeweils eine organische EL-Vorrichtung 317, einen Transistor 311 und einen Transistor 312 beinhalten. Die bei der Ausführungsform 1 beschriebene Licht emittierende Vorrichtung kann als organische EL-Vorrichtung 317 verwendet werden. Der Transistor 312 ist elektrisch mit einer ersten Elektrode 313 verbunden, die in der organischen EL-Vorrichtung 317 enthalten ist. Der Transistor 311 dient als Schalt-Transistor. Der Transistor 312 dient als Stromsteuertransistor. Es sei angemerkt, dass die Anzahl von Transistoren, die in jedem Pixel enthalten sind, nicht besonders beschränkt ist und in geeigneter Weise nach Bedarf eingestellt werden kann.
  • Der Schaltungsabschnitt 303 beinhaltet eine Vielzahl von Transistoren, wie z. B. einen Transistor 309 und einen Transistor 310. Der Schaltungsabschnitt 303 kann mit einer Schaltung, die Transistoren mit dem gleichen Leitungstyp (entweder n-Kanal-Transistoren oder p-Kanal-Transistoren) beinhaltet, oder mit einer CMOS-Schaltung ausgebildet werden, die einen n-Kanal-Transistor sowie einen p-Kanal-Transistor beinhaltet. Des Weiteren kann eine Treiberschaltung außen bereitgestellt sein.
  • Es gibt keine besondere Beschränkung bezüglich der Struktur der Transistoren, die in der Licht emittierenden Einrichtung dieser Ausführungsform enthalten sind. Beispielsweise kann ein Planartransistor, ein Staggered-Transistor oder ein Inverted-Staggered-Transistor verwendet werden. Es kann ein Top-Gate-Transistor oder ein Bottom-Gate-Transistor verwendet werden. Alternativ können Gates über und unter einer Halbleiterschicht, in der ein Kanal gebildet wird, bereitgestellt sein.
  • Es gibt keine besondere Beschränkung bezüglich der Kristallinität eines Halbleitermaterials, das in dem Transistor verwendet wird, und ein amorpher Halbleiter oder ein Halbleiter mit Kristallinität (ein mikrokristalliner Halbleiter, ein polykristalliner Halbleiter, ein einkristalliner Halbleiter oder ein Halbleiter, der teilweise Kristallbereiche umfasst) kann verwendet werden. Vorzugsweise wird ein Halbleiter mit Kristallinität verwendet, wobei in diesem Fall eine Verschlechterung der Transistoreigenschaften verhindert werden kann.
  • Die Halbleiterschicht des Transistors enthält vorzugsweise ein Metalloxid (auch als Oxidhalbleiter bezeichnet). Alternativ kann die Halbleiterschicht des Transistors Silizium enthalten. Beispiele für Silizium umfassen amorphes Silizium und kristallines Silizium (z. B. Niedertemperatur-Polysilizium und einkristallines Silizium).
  • Beispielsweise enthält die Halbleiterschicht vorzugsweise Indium, M (M ist eine oder mehrere Arten, die aus Gallium, Aluminium, Silizium, Bor, Yttrium, Zinn, Kupfer, Vanadium, Beryllium, Titan, Eisen, Nickel, Germanium, Zirconium, Molybdän, Lanthan, Cer, Neodym, Hafnium, Tantal, Wolfram und Magnesium ausgewählt werden) und Zink. Insbesondere ist M vorzugsweise eine oder mehrere Arten, die aus Aluminium, Gallium, Yttrium und Zinn ausgewählt werden.
  • Für die Halbleiterschicht wird besonders vorzugsweise ein Oxid, das Indium (In), Gallium (Ga) und Zink (Zn) enthält (auch als IGZO bezeichnet), verwendet.
  • In dem Fall, in dem die Halbleiterschicht ein In-M-Zn-Oxid ist, ist es in einem Sputtertarget, das zum Abscheiden des In-M-Zn-Oxids verwendet wird, vorzuziehen, dass der Atomanteil von In größer als oder gleich demjenigen von M ist. Beispiele für das Atomverhältnis der Metallelemente in einem derartigen Sputtertarget sind wie folgt: In:M:Zn = 1:1:1; In:M:Zn = 1:1:1,2; In:M:Zn = 2:1:3; In:M:Zn = 3:1:2; In:M:Zn = 4:2:3; In:M:Zn = 4:2:4,1; In:M:Zn = 5:1:6; In:M:Zn = 5:1:7; In:M:Zn = 5:1:8; In:M:Zn = 6:1:6; und In:M:Zn = 5:2:5.
  • Die Transistoren, die in dem Schaltungsabschnitt 303, dem Schaltungsabschnitt 304a und dem Schaltungsabschnitt 304b enthalten sind, und die Transistoren, die in dem Pixelabschnitt 302 enthalten sind, können die gleiche Struktur oder unterschiedliche Strukturen aufweisen. Eine Vielzahl von Transistoren, die in dem Schaltungsabschnitt 303, dem Schaltungsabschnitt 304a und dem Schaltungsabschnitt 304b enthalten sind, kann die gleiche Struktur oder zwei oder mehr Arten von Strukturen aufweisen. In ähnlicher Weise kann eine Vielzahl von Transistoren, die in dem Pixelabschnitt 302 enthalten sind, die gleiche Struktur oder zwei oder mehr Arten von Strukturen aufweisen.
  • Ein Endabschnitt der ersten Elektrode 313 ist mit einer Isolierschicht 314 bedeckt. Es sei angemerkt, dass die Isolierschicht 314 unter Verwendung einer organischen Verbindung, wie z. B. eines negativen lichtempfindlichen Harzes oder eines positiven lichtempfindlichen Harzes (Acrylharzes), oder einer anorganischen Verbindung, wie z. B. Siliziumoxid, Siliziumoxynitrid oder Siliziumnitrid, ausgebildet werden kann. Ein oberer Endabschnitt oder ein unterer Endabschnitt der Isolierschicht 314 weist vorzugsweise eine gekrümmte Oberfläche mit einer Krümmung auf. In diesem Fall kann eine vorteilhafte Abdeckung mit einem Film, der über der Isolierschicht 314 ausgebildet wird, erhalten werden.
  • Eine EL-Schicht 315 wird über der ersten Elektrode 313 bereitgestellt, und eine zweite Elektrode 316 wird über der EL-Schicht 315 bereitgestellt. Die EL-Schicht 315 umfasst eine Licht emittierende Schicht, eine Lochinjektionsschicht, eine Lochtransportschicht, eine Elektronentransportschicht, eine Elektroneninjektionsschicht, eine Ladungserzeugungsschicht und dergleichen.
  • Die Vielzahl von Transistoren und die Vielzahl von organischen EL-Vorrichtungen 317 sind mit dem ersten Substrat 301, dem zweiten Substrat 306 und dem Dichtungsmittel 305 abgedichtet. Ein Raum 318, der von dem ersten Substrat 301, dem zweiten Substrat 306 und dem Dichtungsmittel 305 umschlossen ist, kann mit einem Inertgas (z. B. Stickstoff oder Argon) oder einer organischen Substanz (darunter auch das Dichtungsmittel 305) gefüllt werden.
  • Für das Dichtungsmittel 305 kann ein Epoxidharz oder eine Glasfritte verwendet werden. Für das Dichtungsmittel 305 wird vorzugsweise ein Material verwendet, das möglichst wenig Feuchtigkeit und Sauerstoff durchlässt. In dem Fall, in dem eine Glasfritte für das Dichtungsmittel verwendet wird, handelt es sich bei dem ersten Substrat 301 und dem zweiten Substrat 306 im Hinblick auf die Adhäsion vorzugsweise um Glassubstrate.
  • Diese Ausführungsform kann je nach Bedarf mit den anderen Ausführungsformen kombiniert werden.
  • (Ausführungsform 4)
  • Bei dieser Ausführungsform werden elektronische Geräte, bei denen die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, anhand von 6 beschrieben.
  • Die elektronischen Geräte dieser Ausführungsform beinhalten jeweils die bei der Ausführungsform 1 beschriebene Licht emittierende Vorrichtung. Somit kann die Zuverlässigkeit der elektronischen Geräte erhöht werden.
  • 6A stellt ein biometrisches Authentifizierungsgerät dar, das eine Fingervene erfasst und ein Gehäuse 911, eine Lichtquelle 912, einen Erfassungsstand 913 und dergleichen beinhaltet. Durch Auflegen eines Fingers auf den Erfassungsstand 913 kann ein Bild einer Form der Vene aufgenommen werden. Die Lichtquelle 912, die Nah-Infrarotlicht emittiert, wird über dem Erfassungsstand 913 bereitgestellt und eine Abbildungsvorrichtung 914 wird unter dem Erfassungsstand 913 bereitgestellt. Der Erfassungsstand 913 enthält ein Material, das Nah-Infrarotlicht durchlässt, und ein Bild von Nah-Infrarotlicht, das von der Lichtquelle 912 emittiert wird und den Finger passiert, kann von der Abbildungsvorrichtung 914 aufgenommen werden. Es sei angemerkt, dass ein optisches System zwischen dem Erfassungsstand 913 und der Abbildungsvorrichtung 914 bereitgestellt werden kann. Die vorstehend beschriebene Gerätestruktur kann auf ein biometrisches Authentifizierungsgerät, das eine Handflächenvene erfasst, angewendet werden.
  • Die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann für die Lichtquelle 912 verwendet werden. Die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann mit einer gekrümmten Form eingestellt werden und kann in Richtung eines Gegenstandes gleichmäßig Licht emittieren. Insbesondere emittiert die Licht emittierende Vorrichtung vorzugsweise Nah-Infrarotlicht mit der maximalen Peakintensität bei einer Wellenlänge von 760 nm bis 900 nm. Licht, das einen Finger, eine Handfläche oder dergleichen passiert, wird empfangen und sein Bild wird aufgenommen, wodurch die Position der Vene erfasst werden kann. Diese Wirkung kann zur biometrischen Authentifizierung genutzt werden. Ferner ermöglicht die Licht emittierende Vorrichtung selbst während des Bewegens des Objekts eine sehr genaue Erfassung, wenn sie mit einem Global-Shutter-System kombiniert wird.
  • Die Lichtquelle 912 kann eine Vielzahl von Licht emittierenden Abschnitten, wie z. B. in 6B dargestellte Licht emittierende Abschnitte 915, 916 und 917, beinhalten. Die Licht emittierenden Abschnitte 915, 916 und 917 können Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen emittieren, oder sie können Licht zu unterschiedlichen Zeitpunkten emittieren. Indem Wellenlängen und Winkel von Licht geändert werden, können unterschiedliche Bilder sukzessiv aufgenommen werden; daher kann eine Vielzahl von Bildern zur Authentifizierung verwendet werden, was eine hohe Sicherheit erzielt.
  • 6C stellt ein biometrisches Authentifizierungsgerät dar, das eine Handflächenvene erfasst und ein Gehäuse 921, Bedienknöpfe 922, einen Erfassungsabschnitt 923, eine Lichtquelle 924, die Nah-Infrarotlicht emittiert, und dergleichen beinhaltet. Durch Halten einer Hand über den Erfassungsabschnitt 923 kann eine Form der Handflächenvene wahrgenommen werden. Ferner kann ein Sicherheitscode oder dergleichen mit den Bedienknöpfen eingegeben werden. Die Lichtquelle 924 wird derart bereitgestellt, dass sie den Erfassungsabschnitt 923 umschließt, und bestrahlt einen Gegenstand (eine Hand) mit Licht. Dann fällt Licht, das von dem Gegenstand reflektiert wird, in den Erfassungsabschnitt 923 ein. Die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann für die Lichtquelle 924 verwendet werden. Eine Abbildungsvorrichtung 925 wird direkt unter dem Erfassungsabschnitt 923 bereitgestellt und kann ein Bild des Gegenstandes (ein gesamtes Bild der Hand) aufnehmen. Es sei angemerkt, dass ein optisches System zwischen dem Erfassungsabschnitt 923 und der Abbildungsvorrichtung 925 bereitgestellt werden kann. Die vorstehend beschriebene Gerätestruktur kann auf ein biometrisches Authentifizierungsgerät, das eine Fingervene erfasst, angewendet werden.
  • 6D stellt ein zerstörungsfreies Prüfgerät dar, das ein Gehäuse 931, ein Bedienfeld 932, einen Transportmechanismus 933, einen Monitor 934, eine Erfassungseinheit 935, eine Lichtquelle 938, die Nah-Infrarotlicht emittiert, und dergleichen beinhaltet. Die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann für die Lichtquelle 938 verwendet werden. Prüfelemente 936 werden durch den Transportmechanismus 933 zu der Position direkt unter der Erfassungseinheit 935 transportiert. Das Prüfelement 936 wird von der Lichtquelle 938 mit Nah-Infrarotlicht bestrahlt, und ein Bild des dasselbe passierenden Lichts wird von einer in der Erfassungseinheit 935 bereitgestellten Abbildungsvorrichtung 937 aufgenommen. Das aufgenommene Bild wird auf dem Monitor 934 angezeigt. Danach werden die Prüfelemente 936 zu einem Ausgang des Gehäuses 931 transportiert und ein defektes Element wird getrennt gesammelt. Die Abbildung unter Verwendung von Nah-Infrarotlicht ermöglicht eine zerstörungsfreie und schnelle Erfassung von defekten Elementen innerhalb des Prüfelements, wie z. B. Defekten und Fremdstoffen.
  • 6E stellt ein Mobiltelefongerät dar, das ein Gehäuse 981, einen Anzeigeabschnitt 982, Bedienknöpfe 983, einen externen Verbindungsanschluss 984, einen Lautsprecher 985, ein Mikrofon 986, eine erste Kamera 987, eine zweite Kamera 988 und dergleichen beinhaltet. Der Anzeigeabschnitt 982 des Mobiltelefongeräts beinhaltet einen Berührungssensor. Das Gehäuse 981 und der Anzeigeabschnitt 982 weisen Flexibilität auf. Alle Bedienungen einschließlich des Telefonierens und der Texteingabe können durch Berührung des Anzeigeabschnitts 982 mit einem Finger, einem Stift oder dergleichen durchgeführt werden. Die erste Kamera 987 kann ein Bild von sichtbarem Licht aufnehmen, und die zweite Kamera 988 kann ein Bild von Infrarotlicht (ein Bild von Nah-Infrarotlicht) aufnehmen. Das Mobiltelefongerät oder der Anzeigeabschnitt 982 in 6E kann die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhalten.
  • Diese Ausführungsform kann je nach Bedarf mit den anderen Ausführungsformen kombiniert werden.
  • [Beispiel 1]
  • In diesem Beispiel wird eine Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt, und die Auswertungsergebnisse werden beschrieben.
  • 7 stellt die Struktur einer Vorrichtung 1 dar, die in diesem Beispiel verwendet wird, und Tabelle 1 zeigt spezifische Strukturen. Die chemischen Formeln von in diesem Beispiel verwendeten Materialien werden unten dargestellt. [Tabelle 1]
    erste Elektrode Lochinjektionsschicht Lochtransportschicht Licht emittierende Schicht Elektronentrans portschicht Elektroneninjektionsschicht zweite Elektrode
    801 811 812a 812b 813 814a 814b 815 803
    Vorrichtung 1 ITSO (110 nm) BBABnf:ALD-MP001 Q (1:0,1 10 nm) BBABnf (115 nm) PCzN2 (20 nm) * ** *** Liq (1 nm) Al (200 nm)

    *9mDBtBPNfpr:PCBBiF:[lr(dmdpbq)2(dpm)] (0,4:0,6:0,1 40 nm)
    **ZADN:Liq(0,8:1,2 17,5 nm)
    *** ZADN:Liq (1,2:0,8 17,5 nm)
  • Figure DE112020002335T5_0037
    Figure DE112020002335T5_0038
  • <<Herstellung der Vorrichtung 1>>
  • Die Vorrichtung 1, die in diesem Beispiel beschrieben wird, weist eine Struktur auf, bei der, wie in 7 dargestellt, eine erste Elektrode 801 über einem Substrat 800 ausgebildet ist, eine Lochinjektionsschicht 811, eine Lochtransportschicht 812a, eine Lochtransportschicht 812b, eine Licht emittierende Schicht 813, eine Elektronentransportschicht 814a, eine Elektronentransportschicht 814b und eine Elektroneninjektionsschicht 815 in dieser Reihenfolge über der ersten Elektrode 801 angeordnet sind und eine zweite Elektrode 803 über der Elektroneninjektionsschicht 815 angeordnet ist.
  • Zuerst wurde die erste Elektrode 801 über dem Substrat 800 ausgebildet. Die Elektrodenfläche wurde auf 4 mm2 (2 mm × 2 mm) eingestellt. Ein Glassubstrat wurde als Substrat 800 verwendet. Die erste Elektrode 801 wurde durch ein Sputterverfahren unter Verwendung von Indiumzinnoxid, das Siliziumoxid enthält (ITSO), in einer Dicke von 110 nm ausgebildet. Es sei angemerkt, dass in diesem Beispiel die erste Elektrode 801 als Anode dient.
  • Als Vorbehandlung wurde eine Oberfläche des Substrats mit Wasser gewaschen, ein Backen wurde eine Stunde lang bei 200 °C durchgeführt, und dann wurde eine UV-Ozonbehandlung 370 Sekunden lang durchgeführt. Danach wurde das Substrat in eine Vakuumverdampfungseinrichtung überführt, in der der Druck auf ungefähr 10-4 Pa verringert wurde, ein Vakuumbacken wurde 30 Minuten lang bei 170 °C in einer Heizkammer der Vakuumverdampfungseinrichtung durchgeführt, und dann wurde das Substrat ungefähr 30 Minuten lang abgekühlt.
  • Als Nächstes wurde die Lochinjektionsschicht 811 über der ersten Elektrode 801 ausgebildet. Die Lochinjektionsschicht 811 wurde, nachdem der Druck in der Vakuumverdampfungseinrichtung auf 10-4 Pa verringert worden war, durch Co-Verdampfung von N,N-Bis(4-biphenyl)-6-phenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-amin (Abkürzung: BBABnf) und ALD-MP001Q (hergestellt von Analysis Atelier Corporation, Seriennummer: 1S20180314) in einem Gewichtsverhältnis von BBABnf:ALD-MP001Q = 1:0,1 in einer Dicke von 10 nm ausgebildet. ALD-MP001Q weist die Elektronenakzeptoreigenschaft für BBABnf auf.
  • Als Nächstes wurde die Lochtransportschicht 812a über der Lochinjektionsschicht 811 ausgebildet. Die Lochtransportschicht 812a wurde durch Verdampfung von BBABnf in einer Dicke von 115 nm ausgebildet.
  • Als Nächstes wurde die Lochtransportschicht 812b über der Lochtransportschicht 812a ausgebildet. Die Lochtransportschicht 812b wurde durch Verdampfung von 3,3'-(Naphthalen-1,4-diyl)bis(9-phenyl-9H-carbazol) (Abkürzung: PCzN2) in einer Dicke von 20 nm ausgebildet.
  • Als Nächstes wurde die Licht emittierende Schicht 813 über der Lochtransportschicht 812b ausgebildet. Die Licht emittierende Schicht 813 wurde durch Co-Verdampfung von 9-[(3'-Dibenzothiophen-4-yl)biphenyl-3-yl]naphtho[1',2'-4,5]furo[2,3-b]pyrazin (Abkürzung: 9mDBtBPNfpr), N-(1,1'-Biphenyl-4-yl)-N-[4-(9-phenyl-9/-/-carbazol-3-yl)phenyl]-9,9-dimethyl-9/-/-fluoren-2-amin (Abkürzung: PCBBiF) und Bis{4,6-dimethyl-2-[3-(3,5-dimethylphenyl)-2-benzo[g]chinoxalinyl-κN]phenyl-κC}(2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptandionato-K2O,O')iridium(III) (Abkürzung: [Ir(dmdpbq)2(dpm)]), das eine Licht emittierende Substanz (ein phosphoreszierendes Material) ist, in einem Gewichtsverhältnis von 9mDBtBPNfpr:PCBBiF:[Ir(dmdpbq)2(dpm)] = 0,4:0,6:0,1 ausgebildet. Es sei angemerkt, dass die Dicke auf 40 nm eingestellt wurde.
  • Als Nächstes wurde die Elektronentransportschicht 814a über der Licht emittierenden Schicht 813 ausgebildet. Die Elektronentransportschicht 814a wurde durch Verdampfung von 2-{4-[9,10-Di(naphthalen-2-yl)-2-anthryl]phenyl}-1 -phenyl-1 H-benzimidazol (Abkürzung: ZADN) und 8-(Chinolinolato)lithium (Abkürzung: Liq) (Chemipro Kasei Kaisha, Ltd., Seriennummer: 181201) in einem Gewichtsverhältnis von ZADN:Liq = 0,8:1,2 in einer Dicke von 17,5 nm ausgebildet.
  • Anschließend wurde die Elektronentransportschicht 814b über der Elektronentransportschicht 814a ausgebildet. Die Elektronentransportschicht 814b wurde durch Verdampfung von ZADN und Liq in einem Gewichtsverhältnis von ZADN:Liq = 1,2:0,8 in einer Dicke von 17,5 nm ausgebildet.
  • Anschließend wurde die Elektroneninjektionsschicht 815 über der Elektronentransportschicht 814b ausgebildet. Als Elektroneninjektionsschicht 815 wurde Liq durch Verdampfung in einer Dicke von 1 nm ausgebildet.
  • Danach wurde die zweite Elektrode 803 über der Elektroneninjektionsschicht 815 ausgebildet. Als zweite Elektrode 803 wurde Aluminium durch ein Verdampfungsverfahren in einer Dicke von 200 nm abgeschieden. Es sei angemerkt, dass in diesem Beispiel die zweite Elektrode 803 als Kathode dient.
  • Durch die vorstehenden Schritte wurde die Licht emittierende Vorrichtung, die eine EL-Schicht 802 zwischen dem Paar von Elektroden beinhaltet, über dem Substrat 800 ausgebildet. Es sei angemerkt, dass die Lochinjektionsschicht 811, die Lochtransportschicht 812a, die Lochtransportschicht 812b, die Licht emittierende Schicht 813, die Elektronentransportschicht 814a, die Elektronentransportschicht 814b und die Elektroneninjektionsschicht 815, welche in den vorstehenden Schritten beschrieben worden sind, Funktionsschichten sind, die die EL-Schicht bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bilden. Des Weiteren wurde in sämtlichen Verdampfungsschritten des vorstehenden Herstellungsverfahrens die Verdampfung durch ein Widerstandserwärmungsverfahren durchgeführt.
  • Die Licht emittierende Vorrichtung, die wie vorstehend beschrieben hergestellt wurde, wurde unter Verwendung eines weiteren Substrats (nicht dargestellt) abgedichtet. Beim Abdichten unter Verwendung des weiteren Substrats (nicht dargestellt) wurde das weitere Substrat (nicht dargestellt), an dem ein UV-härtendes Dichtungsmittel aufgetragen worden war, in einem Handschuhkasten, der eine Stickstoffatmosphäre enthält, an dem Substrat 800 fixiert und die Substrate wurden aneinander derart gebunden, dass das Dichtungsmittel angebracht wurde, um die Licht emittierende Vorrichtung über dem Substrat 800 zu umschließen. Beim Abdichten wurde das Dichtungsmittel mit 365 nm starkem UV-Licht bei 6 J/cm2 bestrahlt, um verfestigt zu werden, und das Dichtungsmittel wurde eine Stunde lang bei 80 °C einer Wärmebehandlung unterzogen, um stabilisiert zu werden.
  • <<Betriebseigenschaften der Vorrichtung 1>>
  • Die Betriebseigenschaften der Vorrichtung 1 wurden gemessen. Es sei angemerkt, dass die Messung bei Raumtemperatur (in einer bei 25 °C gehaltenen Atmosphäre) mit einem Spektralradiometer für Nah-Infrarotlicht (SR-NIR, hergestellt von TOPCON TECHNOHOUSE CORPORATION) durchgeführt wurde.
  • 8 zeigt die Stromdichte-Abstrahlungsstärke-Eigenschaften der Vorrichtung 1. 9 zeigt die Spannungs-Stromdichte-Eigenschaften der Vorrichtung 1. 10 zeigt die Stromdichte-Strahlungsleistungs-Eigenschaften der Vorrichtung 1. 11 zeigt die Spannungs-Abstrahlungsstärke-Eigenschaften der Vorrichtung 1. 12 zeigt die Stromdichte-externen Quanteneffizienz-Eigenschaften der Vorrichtung 1. Es sei angemerkt, dass die Abstrahlungsstärke, die Strahlungsleistung und die externe Quanteneffizienz mit einer Strahldichte in der Annahme berechnet wurden, dass die Vorrichtung Lambertschen-Lichtverteilungseigenschaften aufweist.
  • Tabelle 2 listet die Anfangswerte von Haupteigenschaften der Vorrichtung 1 bei einer Stromdichte von etwa 10 mA/cm2.
  • [Tabelle 2]
    Spannung (V) Strom (mA) Stromdichte (mA/cm2) Strahldichte (W/sr/m2) Strahlungsleistung (mW) externe Quanteneffizienz (%)
    Vorrichtung 1 5,4 0,41 10 0,70 0,0090 1,5
  • Wie in 8 bis 12 und der Tabelle 2 gezeigt, wurde festgestellt, dass die Vorrichtung 1 vorteilhafte Eigenschaften aufweist.
  • 13 zeigt ein Emissionsspektrum zu dem Zeitpunkt, zu dem der Vorrichtung 1 Strom mit einer Stromdichte von 10 mA/cm2 zugeführt wurde. Wie in 13 gezeigt, weist das Emissionsspektrum der Vorrichtung 1 einen maximalen Peak bei etwa 798 nm auf, was aus einer Lichtemission von [Ir(dmdpbq)2(dpm)], das in der Licht emittierenden Schicht 813 enthalten ist, stammt.
  • <<Zuverlässigkeitstest der Vorrichtung 1>>
  • Als Nächstes wurde an der Vorrichtung 1 ein Zuverlässigkeitstest durchgeführt. 14A und 14B zeigen die Ergebnisse des Zuverlässigkeitstests. In 14A stellt die vertikale Achse die normierte Leuchtdichte (%) in der Annahme dar, dass die Anfangsleuchtdichte 100 % beträgt, und die horizontale Achse stellt die Betriebszeit (h) dar. In 14B stellt die vertikale Achse die normierte Spannung (V) in der Annahme dar, dass die Anfangsspannung 0 beträgt, und die horizontale Achse stellt die Betriebszeit (h) dar. Bei dem Zuverlässigkeitstest wurde die Vorrichtung 1 mit einer Stromdichte von 75 mA/cm2 betrieben.
  • Wie in 14A gezeigt, wurde es festgestellt, dass die Vorrichtung 1 einen kleinen anfänglichen Abfall der Leuchtdichte, eine geringe langfristige Änderung der Leuchtdichte und eine hohe Zuverlässigkeit aufweist.
  • In der Abfallkurve der Vorrichtung 1 wird die Leuchtdichte in der anfänglichen Phase erhöht. Das zeigt, dass die Abfallkurve einen lokalen Maximalwert aufweist. Die Vorrichtung 1, die ein derartiges Verschlechterungsverhalten zeigt, weist einen kleineren anfänglichen Abfall und eine sehr lange Lebensdauer auf.
  • Wie in 14B gezeigt, wurde es festgestellt, dass bei der Vorrichtung 1 eine langfristige Änderung der Spannung gering ist und die Spannung mit geringerer Wahrscheinlichkeit erhöht wird.
  • <Referenzbeispiel 1>
  • In diesem Referenzbeispiel werden Verfahren zur Berechnung des HOMO-Niveaus, des LUMO-Niveaus und der Elektronenbeweglichkeit einer organischen Verbindung in der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Das HOMO-Niveau und das LUMO-Niveau können durch eine Cyclovoltammetrie- (CV-) Messung berechnet werden.
  • In diesem Referenzbeispiel wurde ein elektrochemischer Analysator (ALS Modell 600A oder 600C, hergestellt von BAS Inc.) als Messeinrichtung verwendet. Eine Lösung für die CV-Messung wurde auf die folgende Weise hergestellt: Wasserfreies Dimethylformamid (DMF, hergestellt von Sigma-Aldrich Inc., 99,8 %, Katalognr. 22705-6) wurde als Lösungsmittel verwendet, und Tetra-n-butylammoniumperchlorat (n-Bu4NClO4, hergestellt von Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., Katalognr. T0836) als Trägerelektrolyt wurde bei einer Konzentration von 100 mmol/l aufgelöst, und das zu messende Objekt wurde bei einer Konzentration von 2 mmol/l darin aufgelöst. Eine Platinelektrode (PTE-Platinelektrode, hergestellt von BAS Inc.) wurde als Arbeitselektrode verwendet, eine weitere Platinelektrode (Pt-Gegenelektrode für VC-3 (5 cm), hergestellt von BAS Inc.) wurde als Hilfselektrode verwendet, und eine Ag/Ag+-Elektrode (RE7-Referenzelektrode für ein nichtwässriges Lösungsmittel, hergestellt von BAS Inc.) wurde als Referenzelektrode verwendet. Die Messung wurde bei Raumtemperatur (20 °C bis 25 °C) durchgeführt. Die Abtastgeschwindigkeit bei der CV-Messung wurde auf 0,1 V/s eingestellt, und ein Oxidationspotential Ea [V] und ein Reduktionspotential Ec [V] in Bezug auf die Referenzelektrode wurden gemessen. Ea ist ein Zwischenpotential einer Oxidations-Reduktions-Welle und Ec ist ein Zwischenpotential einer Reduktions-Oxidations-Welle. Da hier die Potentialenergie der Referenzelektrode, die in diesem Referenzbeispiel verwendet wird, in Bezug auf das Vakuumniveau bekanntermaßen -4,94 eV ist, können das HOMO-Niveau und das LUMO-Niveau durch die folgenden Formeln berechnet werden: HOMO-Niveau [eV] = -4,94 - Ea und LUMO-Niveau [eV] = -4,94 - Ec.
  • Die Elektronenbeweglichkeit kann mit einer Impedanzspektroskopie (IS) gemessen werden.
  • Als Verfahren zur Messung der Ladungsträgerbeweglichkeit eines EL-Materials ist seit langem ein Flugzeit- (time-of-flight, TOF-) Verfahren, ein Verfahren, das I-V-Eigenschaften eines raumladungsbegrenzten Stroms (space-charge-limited current, SCLC) verwendet (SCLC-Verfahren), oder dergleichen bekannt. Das TOF-Verfahren benötigt eine Probe mit einer viel größeren Dicke als diejenige einer tatsächlichen organischen EL-Vorrichtung. Das SCLC-Verfahren hat den Nachteil, dass z. B. eine Abhängigkeit der Ladungsträgerbeweglichkeit von der elektrischen Feldstärke nicht erzielt werden kann. Da ein organischer Film, der für die Messung mit dem IS-Verfahren benötigt wird, dünn ist (ungefähr einige hundert Nanometer), kann der organische Film aus einer relativ kleinen Menge an EL-Materialien ausgebildet werden; daher weist das IS-Verfahren ein Merkmal auf, dass die Beweglichkeit mit einer Dicke nahe der Dicke eines Films in einer tatsächlichen organischen EL-Vorrichtung gemessen werden kann. Bei diesem Verfahren kann auch die Abhängigkeit der Ladungsträgerbeweglichkeit von der elektrischen Feldstärke gemessen werden.
  • Bei dem IS-Verfahren wird ein mikrosinusförmiges Spannungssignal (V = V0[exp(jωt)]) an eine EL-Vorrichtung angelegt, und die Impedanz der EL-Vorrichtung (Z= VII) wird aus einer Phasendifferenz zwischen der Stromamplitude eines Ansprechstromsignals (I = /0exp[j(ωt + ϕ]) und dem Eingangssignal erhalten. Durch Anlegen der Spannung an die EL-Vorrichtung, während die Frequenz der Spannung von einem hohen Pegel auf einen niedrigen Pegel geändert wird, können Komponenten mit verschiedenen Relaxationszeiten, die zur Impedanz beitragen, getrennt und gemessen werden.
  • Hier kann die Admittanz Y (= 1/Z), die der Kehrwert der Impedanz ist, durch den Leitwert G und die Suszeptanz B wie in der folgenden Formel (1) dargestellt werden.
    [Formel 1] Y = 1 Z = G + j B
    Figure DE112020002335T5_0039
  • Darüber hinaus kann mit einem einzigen Injektionsmodell die Berechnung der folgenden Formeln (2) und (3) durchgeführt werden. Dabei ist g (die Formel (4)) der differentielle Leitwert. In der Formel steht C für die Kapazität, θ steht für einen Durchgangswinkel (ωT), und ω steht für die Kreisfrequenz. T steht für die Durchgangszeit. Für die Analyse werden die Stromgleichung, die Poisson-Gleichung und die Stromkontinuitätsgleichung verwendet, und ein Diffusionsstrom und ein Einfangzustand werden ignoriert.
    [Formel 2] G = g θ 3 6 θ − sin θ ( θ − sin θ ) 2 + ( θ 2 2 + cos θ − 1 ) 2
    Figure DE112020002335T5_0040
     B = ω C = g θ 3 6 θ 2 2 + cos θ − 1 ( θ − sin θ ) 2 + ( θ 2 2 + cos θ − 1 ) 2
    Figure DE112020002335T5_0041
     g = 9 4 ε μ V 0 d 3
    Figure DE112020002335T5_0042
  • Ein Verfahren zur Berechnung der Beweglichkeit aus den Frequenzeigenschaften der Kapazität ist ein -ΔB-Verfahren. Ein Verfahren zur Berechnung der Beweglichkeit aus den Frequenzeigenschaften des Leitwerts ist ein ωΔG-Verfahren.
  • In der Praxis wird zuerst eine Nur-Elektronen-Vorrichtung unter Verwendung eines Materials hergestellt, dessen Elektronenbeweglichkeit berechnet werden soll. Die Nur-Elektronen-Vorrichtung ist derart konstruiert, dass darin nur Elektronen als Ladungsträger fließen. In dieser Beschreibung wird ein Verfahren zur Berechnung der Beweglichkeit aus den Frequenzeigenschaften der Kapazität (das -ΔB-Verfahren) beschrieben.
  • 15 stellt eine Struktur einer Nur-Elektronen-Vorrichtung dar, die für die Messung hergestellt wurde, und Tabelle 3 zeigt spezifische Komponenten dieser. Die Nur-Elektronen-Vorrichtung, die in diesem Referenzbeispiel hergestellt wurde, beinhaltet eine erste Schicht 860, eine zweite Schicht 861 und eine dritte Schicht 862 zwischen einer ersten Elektrode 851 (Anode) und einer zweiten Elektrode 852 (Kathode). Das Material, dessen Elektronenbeweglichkeit berechnet werden soll, wird als Material für die zweite Schicht 861 verwendet. In diesem Referenzbeispiel wurde die Elektronenbeweglichkeit eines Films gemessen, der durch Co-Verdampfung von 2-{4-[9,10-Di(naphthalen-2-yl)-2-anthryl]phenyl}-1 -phenyl-1H-benzimidazol (Abkürzung: ZADN) und 8-(Chinolinolato)lithium (Abkürzung: Liq) in einem Gewichtsverhältnis von 1:1 ausgebildet wurde. In diesem Referenzbeispiel wurde auch die Elektronenbeweglichkeit von 7-[4-(10-Phenyl-9-anthryl)phenyl]-7H-dibenzo[c,g]carbazol (Abkürzung: cgDBCzPA) und 2-[3'-(Dibenzothiophen-4-yl)biphenyl-3-yl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 2mDBTBPDBq-II) gemessen.
  • [Tabelle 3]
    erste Elektrode (Anode) erste Schicht zweite Schicht dritte Schicht zweite Elektrode (Kathode)
    100 nm 50 nm 100 nm 1 nm 200 nm 1 nm 100 nm
    APC ITSO AI Liq ZADN:Liq (0,5:0,5) Liq AI
  • 16 zeigt die Stromdichte-Spannungs-Eigenschaften der Nur-Elektronen-Vorrichtung, bei der der durch Co-Verdampfung von ZADN und Liq ausgebildete Film als zweite Schicht 861 verwendet wird.
  • Die Impedanz wurde unter den Bedingungen gemessen, dass die Gleichspannung in dem Bereich von 5,0 V bis 9,0 V angelegt wurde, die Wechselspannung 70 mV war und die Frequenz 1 Hz bis 3 MHz war. Hier wird die Kapazität aus der Admittanz berechnet, die der Kehrwert der erhaltenen Impedanz ist (die vorstehende Formel (1)). 17 zeigt die Frequenzeigenschaften der berechneten Kapazität C bei einer angelegten Spannung von 7,0 V.
  • Die Frequenzeigenschaften der Kapazität C ergeben sich aus einer Phasendifferenz des Stroms, die erzeugt wird, da eine Raumladung, die durch Ladungsträger erzeugt wird, die durch das Mikrospannungssignal injiziert werden, der Mikro-Wechselspannung nicht vollständig folgen kann. Die Durchgangszeit der injizierten Ladungsträger in dem Film wird durch die Zeit T definiert, bis die Ladungsträger eine Gegenelektrode erreichen, und wird durch die folgende Formel (5) dargestellt.
    [Formel 3] T = 4 3 L 2 μ v 0
    Figure DE112020002335T5_0043
  • Eine Änderung einer negativen Suszeptanz (-ΔB) entspricht einem Wert (-ωΔC), der durch Multiplikation einer Änderung einer Kapazität -AC mit einer Kreisfrequenz ω erhalten wird. Die Formel (3) zeigt, dass es eine Beziehung zwischen der Peakfrequenz auf der Seite der niedrigsten Frequenz f'max (= ωmax/2π) und der Durchgangszeit T besteht, wie in der folgenden Formel (6) gezeigt.
    [Formel 4] T = 4.5 2 π f max '
    Figure DE112020002335T5_0044
  • 18 zeigt die aus der vorstehenden Messung berechneten Frequenzeigenschaften von -ΔB (d. h. -ΔB bei der Gleichspannung von 7,0 V). Die Peakfrequenz auf der Seite der niedrigsten Frequenz f'max wird in 18 durch einen Pfeil gekennzeichnet.
  • Die Durchgangszeit T ergibt sich aus f'max, die aus der vorstehenden Messung und Analyse erhalten wird (die Formel (6)); so kann in diesem Beispiel die Elektronenbeweglichkeit bei der Spannung von 7,0 V aus der vorstehenden Formel (5) erhalten werden. Durch die gleiche Messung mit der Gleichspannung im Bereich von 5,0 V bis 9,0 V kann die Elektronenbeweglichkeit bei jeder Spannung (elektrischer Feldstärke) berechnet werden, so dass auch die Abhängigkeit der Beweglichkeit von der elektrischen Feldstärke gemessen werden kann.
  • 19 zeigt die endgültige Abhängigkeit der Elektronenbeweglichkeit von der elektrischen Feldstärke der organischen Verbindungen, die mit dem vorstehenden Berechnungsverfahren erhalten wurde, und Tabelle 4 zeigt die Werte der Elektronenbeweglichkeit in dem Fall, in dem die Quadratwurzel der aus der Figur abgelesenen elektrischen Feldstärke [V/cm] 600 [V/cm]1/2 war. In 19 stellen Quadrate, Dreiecke und Rhomben das Ergebnis von cgDBCzPA, das Ergebnis von 2mDBTBPDBq-II bzw. das Ergebnis von dem Film dar, der durch Co-Verdampfung von ZADN und Liq ausgebildet wird.
  • [Tabelle 4]
    Elektronenbeweglichkeit (cm2/Vs)
    cgDBCzPA 7,7×10-5
    2mDBTBPDBq-II 2,2×10-5
    ZADN: Liq (1:1) 35×10-6
  • Die Elektronenbeweglichkeit kann wie vorstehend beschrieben berechnet werden. Bezüglich der Details über das Messverfahren kann auf die folgende Referenz Bezug genommen werden: Takayuki Okachi et al., „Japanese Journal of Applied Physics“, Bd. 47, Nr. 12, 2008, S. 8965-8972.
  • <Referenzbeispiel 2>
  • Es wird ein spezifisches Verfahren zum Synthetisieren von Bis{4,6-dimethyl-2-[3-(3,5-dimethylphenyl)-2-benzo[g]chinoxalinyl-κV]phenyl-κC}(2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptandionato-κ2O,O')iridium(III) (Abkürzung: [lr(dmdpbq)2(dpm)]), das im vorstehenden Beispiel 1 verwendet wurde, beschreiben. Die Struktur von [lr(dmdpbq)2(dpm)] wird nachstehend gezeigt.
  • Figure DE112020002335T5_0045
    Figure DE112020002335T5_0046
  • <Schritt 1; Synthese von 2,3-Bis-(3,5-dimethylphenyl)-2-benzo[g]chinoxalin (Abkürzung: Hdmdpbq)>
  • Zuerst wurde im Schritt 1 Hdmdpbq synthetisiert. In einen Dreihalskolben, der mit einem Rücklaufrohr ausgestattet war, wurden 3,20 g 3,3',5,5'-Tetramethylbenzyl, 1,97 g 2,3-Diaminonaphthalen und 60 ml Ethanol gegeben, die Luft in dem Kolben wurde durch Stickstoff ersetzt, und dann wurde die Mischung 7,5 Stunden lang bei 90 °C gerührt. Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit wurde das Lösungsmittel abdestilliert. Danach wurde eine Reinigung durch Kieselgel-Säulenchromatographie unter Verwendung von Toluol als Laufmittel durchgeführt, so dass die Zielsubstanz (3,73 g eines gelben Feststoffs in einer Ausbeute von 79 %) erhalten wurde. Das Syntheseschema von Schritt 1 wird bei (a-1) gezeigt.
  • Figure DE112020002335T5_0047
  • Die durch Kernspinresonanz- (1H-NMR-) Spektroskopie erhaltenen Analyseergebnisse des im Schritt 1 erhaltenen gelben Feststoffs werden nachstehend gezeigt. Aus den Analyseergebnissen wurde festgestellt, dass Hdmdpbq erhalten wurde.
  • Nachstehend werden 1H-NMR-Daten der erhaltenen Substanz gezeigt.
  • 1H-NMR. δ (CD2Cl2): 2,28 (s, 12H), 7,01 (s, 2H), 7,16 (s, 4H), 7,56-7,58 (m, 2H), 8,11-8,13 (m, 2H), 8,74 (s, 2H).
  • <Schritt 2; Synthese von Di-µ-chlor-tetrakis{4,6-dimethyl-2-[3-(3,5-dimethylphenyl)-2-benzo[g]chinoxalinyl-κN]phenyl-κC}diiridium(III) (Abkürzung: [Ir(dmdpbq)2Cl]2)>
  • Als Nächstes wurde im Schritt 2 [Ir(dmdpbq)2Cl]2 synthetisiert. In einen Rückgewinnungskolben, der mit einem Rücklaufrohr ausgestattet war, wurden 15 ml 2-Ethoxyethanol, 5 ml Wasser, 1,81 g Hdmdpbq, das im Schritt 1 erhalten worden war, und 0,66 g Iridiumchloridhydrat (IrCl3·H2O) (hergestellt von Furuya Metal Co., Ltd.) gegeben, und die Luft in dem Kolben wurde durch Argon ersetzt. Anschließend wurde eine Bestrahlung mit Mikrowellen (2,45 GHz, 100 W) 2 Stunden lang durchgeführt, um eine Reaktion herbeizuführen. Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit wurde der erhaltene Rückstand einer Saugfiltration mit Methanol unterzogen und gewaschen, so dass die Zielsubstanz (1,76 g eines schwarzen Feststoffs in einer Ausbeute von 81 %) erhalten wurde. Das Syntheseschema von Schritt 2 wird bei (a-2) gezeigt.
  • Figure DE112020002335T5_0048
  • <Schritt 3; Synthese von [Ir(dmdpbq)2(dpm)]>
  • Anschließend wurde im Schritt 3 [Ir(dmdpbq)2(dpm)] synthetisiert. In einen Rückgewinnungskolben, der mit einem Rücklaufrohr ausgestattet war, wurden 20 ml 2-Ethoxyethanol, 1,75 g [Ir(dmdpbq)2Cl]2, das im Schritt 2 erhalten worden war, 0,50 g Dipivaloylmethan (Abkürzung: Hdpm) und 0,95 g Natriumcarbonat gegeben, und die Luft in dem Kolben wurde durch Argon ersetzt. Danach wurde eine Bestrahlung mit Mikrowellen (2,45 GHz, 100 W) 3 Stunden lang durchgeführt. Der erhaltene Rückstand wurde einer Saugfiltration mit Methanol unterzogen und dann mit Wasser und Methanol gewaschen. Der erhaltene Feststoff wurde durch Kieselgel-Säulenchromatographie unter Verwendung von Dichlormethan als Laufmittel gereinigt, und dann wurde eine Umkristallisation aus einem gemischten Lösungsmittel aus Dichlormethan und Methanol durchgeführt, so dass die Zielsubstanz (0,42 g eines dunkelgrünen Feststoffs in einer Ausbeute von 21 %) erhalten wurde. Durch ein Train-Sublimationsverfahren wurden 0,41 g des erhaltenen dunkelgrünen Feststoffs gereinigt. Der dunkelgrüne Feststoff wurde unter der folgenden Bedingung der Sublimationsreinigung bei 300 °C erwärmt: Der Druck betrug 2,7 Pa und die Durchflussrate eines Argongases betrug 10,5 ml/min. Nach der Sublimationsreinigung wurde ein dunkelgrüner Feststoff in einer Ausbeute von 78 % erhalten. Das Syntheseschema von Schritt 3 wird bei (a-3) gezeigt.
  • Figure DE112020002335T5_0049
    Figure DE112020002335T5_0050
  • Die durch Kernspinresonanz- (1H-NMR-) Spektroskopie erhaltenen Analyseergebnisse des im Schritt 3 erhaltenen dunkelgrünen Feststoffs werden nachstehend gezeigt. Aus den Analyseergebnissen wurde festgestellt, dass [Ir(dmdpbq)2(dpm)] erhalten wurde.
  • 1H-NMR. δ (CD2Cl2): 0,75 (s, 18H), 0,97 (s, 6H), 2,01 (s, 6H), 2,52 (s, 12H), 4,86 (s, 1H), 6,39 (s, 2H), 7,15 (s, 2H), 7,31 (s, 2H), 7,44-7,51 (m, 4H), 7,80 (d, 2H), 7,86 (s, 4H), 8,04 (d, 2H), 8,42 (s, 2H), 8,58 (s, 2H).
  • Bezugszeichenliste
    • 101
    erste Elektrode,
    102
    zweite Elektrode,
    103
    EL-Schicht,
    103a
    EL-Schicht,
    103b
    EL-Schicht,
    104
    Ladungserzeugungsschicht,
    121
    Lochinjektionsschicht,
    122
    Lochtransportschicht,
    122a
    Lochtransportschicht,
    122b
    Lochtransportschicht,
    123
    Licht emittierende Schicht,
    123-1
    Licht emittierender Bereich,
    124
    Elektronentransportschicht,
    124-1
    Bereich,
    124a
    Elektronentransportschicht,
    124b
    Elektronentransportschicht,
    125
    Elektroneninjektionsschicht,
    301
    Substrat,
    302
    Pixelabschnitt,
    303
    Schaltungsabschnitt,
    304a
    Schaltungsabschnitt,
    304b
    Schaltungsabschnitt,
    305
    Dichtungsmittel,
    306
    Substrat,
    307
    Leitung,
    308
    FPC,
    309
    Transistor,
    310
    Transistor,
    311
    Transistor,
    312
    Transistor,
    313
    erste Elektrode,
    314
    Isolierschicht,
    315
    EL-Schicht,
    316
    zweite Elektrode,
    317
    organische EL-Vorrichtung,
    318
    Raum,
    401
    erste Elektrode,
    402
    EL-Schicht,
    403
    zweite Elektrode,
    405
    Isolierschicht,
    406
    leitende Schicht,
    407
    Klebeschicht,
    416
    leitende Schicht,
    420
    Substrat,
    422
    Klebeschicht,
    423
    Sperrschicht,
    424
    Isolierschicht,
    450
    organische EL-Vorrichtung,
    490a
    Substrat,
    490b
    Substrat,
    490c
    Sperrschicht,
    800
    Substrat,
    801
    erste Elektrode,
    802
    EL-Schicht,
    803
    zweite Elektrode,
    811
    Lochinjektionsschicht,
    812a
    Lochtransportschicht,
    812b
    Lochtransportschicht,
    813
    Licht emittierende Schicht,
    814a
    Elektronentransportschicht,
    814b
    Elektronentransportschicht,
    815
    Elektroneninjektionsschicht,
    851
    erste Elektrode,
    852
    zweite Elektrode,
    860
    erste Schicht,
    861
    zweite Schicht,
    862
    dritte Schicht,
    911
    Gehäuse,
    912
    Lichtquelle,
    913
    Erfassungsstand,
    914
    Abbildungsvorrichtung,
    915
    Licht emittierender Abschnitt,
    916
    Licht emittierender Abschnitt,
    917
    Licht emittierender Abschnitt,
    921
    Gehäuse,
    922
    Bedienknopf,
    923
    Erfassungsabschnitt,
    924
    Lichtquelle,
    925
    Abbildungsvorrichtung,
    931
    Gehäuse,
    932
    Bedienfeld,
    933
    Transportmechanismus,
    934
    Monitor,
    935
    Erfassungseinheit,
    936
    Inspektionselement,
    937
    Abbildungsvorrichtung,
    938
    Lichtquelle,
    981
    Gehäuse,
    982
    Anzeigeabschnitt,
    983
    Bedienknopf,
    984
    externer Verbindungsanschluss,
    985
    Lautsprecher,
    986
    Mikrofon,
    987
    Kamera,
    988
    Kamera

Claims (26)

  1. Licht emittierende Vorrichtung, die zwischen einem Paar von Elektroden eine Lochinjektionsschicht, eine Licht emittierende Schicht und eine Elektronentransportschicht in dieser Reichenfolge umfasst, wobei die Lochinjektionsschicht eine erste Verbindung und eine zweite Verbindung umfasst, wobei die erste Verbindung eine Elektronenakzeptoreigenschaft in Bezug auf die zweite Verbindung aufweist, wobei die zweite Verbindung ein HOMO-Niveau von höher als oder gleich -5,7 eV und niedriger als oder gleich -5,4 eV aufweist, wobei die Licht emittierende Schicht eine Licht emittierende organische Verbindung umfasst, wobei die maximale Peakwellenlänge von Licht, das von der Licht emittierenden organischen Verbindung emittiert wird, größer als oder gleich 760 nm und kleiner als oder gleich 900 nm ist, wobei die Elektronentransportschicht eine dritte Verbindung und eine Substanz umfasst, die ein Metall enthält, wobei die dritte Verbindung ein Elektronentransportmaterial ist, und wobei es sich bei der Substanz, die ein Metall enthält, um ein Metall, ein Metallsalz, ein Metalloxid oder ein organisches Metallsalz handelt.
  2. Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die dritte Verbindung ein HOMO-Niveau von höher als oder gleich -6,0 eV aufweist.
  3. Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Elektronentransportschicht einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich umfasst, wobei der erste Bereich näher an der Licht emittierenden Schicht als der zweite Bereich positioniert ist, und wobei sich eine Konzentration der Substanz, die ein Metall enthält, des ersten Bereichs von derjenigen des zweiten Bereichs unterscheidet.
  4. Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Konzentration der Substanz, die ein Metall enthält, des ersten Bereichs höher als diejenige des zweiten Bereichs ist.
  5. Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei der zweite Bereich nicht die Substanz umfasst, die ein Metall enthält.
  6. Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Konzentration der Substanz, die ein Metall enthält, des zweiten Bereichs höher als diejenige des ersten Bereichs ist.
  7. Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der erste Bereich nicht die Substanz umfasst, die ein Metall enthält.
  8. Licht emittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Licht emittierende Schicht ferner eine vierte Verbindung und eine fünfte Verbindung umfasst, und wobei die vierte Verbindung und die fünfte Verbindung eine Kombination zum Bilden eines Exciplexes sind.
  9. Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die vierte Verbindung ein Lochtransportmaterial ist, und wobei die fünfte Verbindung ein Elektronentransportmaterial ist.
  10. Licht emittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die ferner eine Lochtransportschicht umfasst, wobei die Lochtransportschicht zwischen der Lochinjektionsschicht und der Licht emittierenden Schicht positioniert ist, wobei die Lochtransportschicht eine sechste Verbindung umfasst, wobei ein HOMO-Niveau der sechsten Verbindung niedriger als oder gleich dem HOMO-Niveau der zweiten Verbindung ist, und wobei eine Differenz zwischen dem HOMO-Niveau der sechsten Verbindung und dem HOMO-Niveau der zweiten Verbindung 0,2 eV oder weniger ist.
  11. Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die zweite Verbindung und die sechste Verbindung jeweils mindestens eines von einem Carbazol-Gerüst, einem Dibenzofuran-Gerüst, einem Dibenzothiophen-Gerüst und einem Anthracen-Gerüst umfassen.
  12. Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei es sich bei der zweiten Verbindung und der sechsten Verbindung um die gleiche Verbindung handelt.
  13. Licht emittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Substanz, die ein Metall enthält, ein Metallkomplex ist, der ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall umfasst.
  14. Licht emittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Substanz, die ein Metall enthält, ein Metallkomplex ist, der einen Liganden, der Stickstoff und Sauerstoff enthält, und ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall umfasst.
  15. Licht emittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Substanz, die ein Metall enthält, ein Metallkomplex ist, der einen Liganden mit einer 8-Chinolinolato-Struktur und ein einwertiges Metallion umfasst.
  16. Licht emittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Substanz, die ein Metall enthält, ein Lithiumkomplex ist, der einen Liganden mit einer 8-Chinolinolato-Struktur umfasst.
  17. Licht emittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die Licht emittierende organische Verbindung ein metallorganischer Komplex ist, der eine Metall-Kohlenstoff-Bindung aufweist.
  18. Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei der metallorganische Komplex einen kondensierten heteroaromatischen Ring umfasst, der 2 bis 5 Ringe umfasst, und wobei der kondensierte heteroaromatische Ring an das Metall koordiniert ist.
  19. Licht emittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei die Licht emittierende organische Verbindung ein cyclometallierter Komplex ist.
  20. Licht emittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die Licht emittierende organische Verbindung ein orthometallierter Komplex ist.
  21. Licht emittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei die Licht emittierende organische Verbindung ein Iridiumkomplex ist.
  22. Licht emittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei die maximale Peakwellenlänge von Licht, das von der Licht emittierenden organischen Verbindung emittiert wird, größer als oder gleich 780 nm und kleiner als oder gleich 880 nm ist.
  23. Licht emittierende Einrichtung, die umfasst: die Licht emittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22; und einen Transistor und/oder ein Substrat.
  24. Licht emittierendes Modul, das umfasst: die Licht emittierende Einrichtung nach Anspruch 23; und einen Verbinder und/oder eine integrierte Schaltung.
  25. Elektronisches Gerät, das umfasst: das Licht emittierende Modul nach Anspruch 24; und eine Antenne, eine Batterie, ein Gehäuse, eine Kamera, einen Lautsprecher, ein Mikrofon und/oder einen Bedienknopf.
  26. Beleuchtungsvorrichtung, die umfasst: die Licht emittierende Einrichtung nach Anspruch 23; und ein Gehäuse, eine Abdeckung und/oder eine Trägerbasis.
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