DE112020002411T5

DE112020002411T5 - Licht emittierende Vorrichtung, Licht emittierende Einrichtung, elektronisches Gerät und Beleuchtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112020002411T5
Application number: DE112020002411.3T
Authority: DE
Inventors: Satoshi Seo; Hiroshi Kadoma; Takumu Okuyama; Naoaki HASHIMOTO; Yusuke TAKITA; Tsunenori Suzuki
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2019-05-17
Filing date: 2020-05-07
Publication date: 2022-02-10
Also published as: CN113841252A; WO2020234680A1; JPWO2020234680A1; US20220069246A1; TW202105790A; KR20220009395A

Abstract

Eine Licht emittierende Vorrichtung mit langer Lebensdauer wird bereitgestellt. Bei einer Licht emittierende Vorrichtung, die zwischen einem Paar von Elektroden eine EL-Schicht beinhaltet, wird für eine Lochinjektionsschicht und eine Elektronentransportschicht, die in der EL-Schicht enthalten sind, eine bestimmte Struktur verwendet, wodurch ein Ladungsträgergleichgewicht beim Betrieb gesteuert wird, um sich spontan zu ändern, so dass ein anfängliches Abklingen der Licht emittierenden Vorrichtung verhindert wird. Dabei wird ferner eine Elektroneninjektionsbarriere an einer Grenzfläche zwischen einer Licht emittierenden Schicht und einer Elektronentransportschicht, die in der EL-Schicht enthalten sind und übereinander angeordnet sind, erhöht, wodurch die Geschwindigkeit der spontanen Änderung verringert wird; daher kann auch hinsichtlich eines Langzeitabfalls eine ausgezeichnete Licht emittierende Vorrichtung erzielt werden.

Description

Technisches Gebiet
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine Licht emittierende Vorrichtung, eine Licht emittierende Einrichtung, ein elektronisches Gerät und eine Beleuchtungsvorrichtung. Es sei angemerkt, dass eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Das heißt, dass eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Gegenstand, ein Verfahren, ein Herstellungsverfahren oder ein Betriebsverfahren betrifft. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft einen Prozess, eine Maschine, ein Erzeugnis oder eine Zusammensetzung.
Stand der Technik
Licht emittierende Vorrichtungen (auch als organische EL-Vorrichtungen oder organische EL-Elementen bezeichnet), die organische Verbindungen umfassen und Elektrolumineszenz (EL) nutzen, kommen in der Praxis vermehrt zum Einsatz. Bei der grundlegenden Struktur von derartigen Licht emittierenden Vorrichtungen ist eine organische Verbindungsschicht, die eine Licht emittierende Substanz enthält (eine EL-Schicht), zwischen einem Paar von Elektroden angeordnet. Ladungsträger werden durch Anlegen einer Spannung an die Vorrichtung injiziert, und die Rekombinationsenergie der Ladungsträger wird genutzt, wodurch eine Lichtemission von der Licht emittierenden Substanz erhalten werden kann.
Da derartige Licht emittierende Vorrichtungen selbstleuchtend sind, weisen sie, wenn sie als Pixel einer Anzeige verwendet werden, gegenüber Flüssigkristall beispielsweise folgende Vorteile auf: eine hohe Sichtbarkeit und kein Bedarf an einer Hintergrundbeleuchtung, und sie sind für Flachbildschirmanzeigeelemente geeignet. Anzeigen, die derartige Licht emittierende Vorrichtungen umfassen, sind auch insofern sehr vorteilhaft, als sie dünn und leichtgewichtig sein können. Außerdem weisen derartige Licht emittierende Vorrichtungen auch ein Merkmal auf, dass die Ansprechzeit sehr schnell ist.
Da Licht emittierende Schichten von derartigen Licht emittierenden Vorrichtungen sukzessiv zweidimensional ausgebildet werden können, kann eine planare Lichtemission erhalten werden. Es ist schwierig, dieses Merkmal mit Punktlichtquellen, die durch Glühlampen und LEDs typisiert werden, oder linearen Lichtquellen, die durch Fluoreszenzlampen typisiert werden, zu realisieren. Folglich besitzen Licht emittierenden Vorrichtungen auch ein großes Potential als planare Lichtquellen, die in Beleuchtungsvorrichtungen und dergleichen eingesetzt werden können.
Anzeigen oder Beleuchtungsvorrichtungen, die Licht emittierende Vorrichtungen beinhalten, werden, wie vorstehend beschrieben, für verschiedene elektronische Geräten verwendet, und die weitere Forschung und Entwicklung von Licht emittierenden Vorrichtungen sind hinsichtlich höherer Effizienz oder längerer Lebensdauer vorangeschritten.
Bei einer Struktur, die im Patentdokument 1 offenbart wird, ist ein Lochtransportmaterial, dessen HOMO-Niveau zwischen dem HOMO-Niveau einer ersten Lochinjektionsschicht und dem HOMO-Niveau eines Wirtsmaterials liegt, zwischen einer Licht emittierenden Schicht und einer ersten Lochtransportschicht in Kontakt mit der Lochinjektionsschicht bereitgestellt.
[Referenz]
[Patentdokument]
[Patentdokument 1] Internationale PCT-Veröffentlichung Nr. WO2011/065136
Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Obwohl sich die Eigenschaften von Licht emittierenden Vorrichtungen in bemerkenswerter Weise verbessert haben, wurden die erhöhten Anforderungen hinsichtlich Eigenschaften, wie z. B. der Effizienz und der Zuverlässigkeit, noch nicht befriedigt.
Eine Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine neuartige Licht emittierende Vorrichtung bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine Licht emittierende Vorrichtung mit hoher Emissionseffizienz bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine Licht emittierende Vorrichtung mit langer Lebensdauer bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine Licht emittierende Vorrichtung mit niedriger Betriebsspannung bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine Licht emittierende Einrichtung, ein elektronisches Gerät und eine Anzeigevorrichtung bereitzustellen, welche jeweils sehr zuverlässig sind. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine Licht emittierende Einrichtung, ein elektronisches Gerät und eine Anzeigevorrichtung, welche jeweils einen niedrigen Stromverbrauch aufweisen, bereitzustellen.
Es sei angemerkt, dass die Beschreibung dieser Aufgaben dem Vorhandensein weiterer Aufgaben nicht im Wege steht. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es unnötig, alle diesen Aufgaben zu erfüllen. Weitere Aufgaben werden aus der Erläuterung der Beschreibung, der Zeichnungen, der Patentansprüche und dergleichen ersichtlich und können davon abgeleitet werden.
Mittel zur Lösung des Problems
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bei einer Licht emittierende Vorrichtung, die zwischen einem Paar von Elektroden eine EL-Schicht beinhaltet, für eine Lochinjektionsschicht und eine Elektronentransportschicht, die in der EL-Schicht enthalten sind, eine bestimmte Struktur verwendet, wodurch ein Ladungsträgergleichgewicht beim Betrieb gesteuert wird, um sich spontan zu ändern, so dass ein anfängliches Abklingen der Licht emittierenden Vorrichtung verhindert wird. Ferner wird eine Elektroneninjektionsbarriere an einer Grenzfläche zwischen einer Licht emittierenden Schicht und einer Elektronentransportschicht, die in der EL-Schicht enthalten sind und übereinander angeordnet sind, erhöht, wodurch die Geschwindigkeit der spontanen Änderung verringert wird; daher kann auch hinsichtlich eines Langzeitabfalls eine ausgezeichnete Licht emittierende Vorrichtung erzielt werden. Als Ergebnis nähert sich eine Abklingkurve beim Betrieb der Licht emittierenden Vorrichtung sowohl in der ersten Betriebsstufe als auch für lange Zeit einer flacheren Form. Es sei angemerkt, dass die Elektroneninjektionsbarriere verhindern kann, dass Elektronen, die von der Seite der Kathode in die Licht emittierende Schicht injiziert werden, eine Lochtransportschicht erreichen, und eine Verschlechterung einer Lochtransportschicht infolge der Injektion von Elektronen kann unterdrückt werden.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Vorrichtung, die zwischen einer Anode und einer Kathode eine EL-Schicht beinhaltet. Die EL-Schicht umfasst eine Lochinjektionsschicht, eine Licht emittierende Schicht und eine Elektronentransportschicht in dieser Reihenfolge von der Seite der Anode aus. Die Lochinjektionsschicht ist in Kontakt mit der Anode. Die Lochinjektionsschicht enthält eine erste Substanz und eine zweite Substanz. Die erste Substanz weist eine Elektronenakzeptoreigenschaft in Bezug auf die zweite Substanz auf. Ein HOMO-Niveau der zweiten Substanz ist höher als oder gleich -5,7 eV und niedriger als oder gleich -5,4 eV. Die Licht emittierende Schicht enthält eine dritte Substanz und eine vierte Substanz. Die vierte Substanz ist ein Wirtsmaterial. Die Elektronentransportschicht umfasst eine erste Elektronentransportschicht und eine zweite Elektronentransportschicht. Die erste Elektronentransportschicht ist in Kontakt mit der Licht emittierenden Schicht. Die erste Elektronentransportschicht enthält eine fünfte Substanz. Die zweite Elektronentransportschicht enthält eine sechste Substanz. Die fünfte Substanz ist ein Elektronentransportmaterial. Die sechste Substanz ist ein Metall, ein Metallsalz, ein Metalloxid oder ein Metallkomplex. Ein LUMO-Niveau der fünften Substanz ist tiefer als ein LUMO-Niveau der vierten Substanz, und die Differenz zwischen den LUMO-Niveaus ist größer als oder gleich 0,15 eV und kleiner als oder gleich 0,40 eV. Dabei kann die zweite Elektronentransportschicht ferner eine siebte Substanz enthalten, die ein Elektronentransportmaterial ist.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Vorrichtung, die zwischen einer Anode und einer Kathode eine EL-Schicht beinhaltet. Die EL-Schicht umfasst eine Lochinjektionsschicht, eine Licht emittierende Schicht und eine Elektronentransportschicht in dieser Reihenfolge von der Seite der Anode aus. Die Lochinjektionsschicht ist in Kontakt mit der Anode. Die Lochinjektionsschicht enthält eine erste Substanz und eine zweite Substanz. Die erste Substanz weist eine Elektronenakzeptoreigenschaft in Bezug auf die zweite Substanz auf. Ein HOMO-Niveau der zweiten Substanz ist höher als oder gleich -5,7 eV und niedriger als oder gleich -5,4 eV. Die Licht emittierende Schicht enthält eine dritte Substanz und eine vierte Substanz. Die vierte Substanz ist ein Wirtsmaterial. Die Elektronentransportschicht umfasst eine erste Elektronentransportschicht und eine zweite Elektronentransportschicht. Die erste Elektronentransportschicht ist in Kontakt mit der Licht emittierenden Schicht. Die erste Elektronentransportschicht enthält eine fünfte Substanz und eine sechste Substanz. Die zweite Elektronentransportschicht enthält eine siebte Substanz. Die fünfte Substanz und die siebte Substanz sind Elektronentransportmaterialien. Die sechste Substanz ist ein Metall, ein Metallsalz, ein Metalloxid oder ein Metallkomplex. Ein LUMO-Niveau der fünften Substanz ist tiefer als ein LUMO-Niveau der vierten Substanz, und die Differenz zwischen den LUMO-Niveaus ist größer als oder gleich 0,15 eV und kleiner als oder gleich 0,40 eV.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Vorrichtung, die zwischen einer Anode und einer Kathode eine EL-Schicht beinhaltet. Die EL-Schicht umfasst eine Lochinjektionsschicht, eine Licht emittierende Schicht und eine Elektronentransportschicht in dieser Reihenfolge von der Seite der Anode aus. Die Lochinjektionsschicht ist in Kontakt mit der Anode. Die Lochinjektionsschicht enthält eine erste Substanz und eine zweite Substanz. Die erste Substanz weist eine Elektronenakzeptoreigenschaft in Bezug auf die zweite Substanz auf. Ein HOMO-Niveau der zweiten Substanz ist höher als oder gleich -5,7 eV und niedriger als oder gleich -5,4 eV. Die Licht emittierende Schicht enthält eine dritte Substanz und eine vierte Substanz. Die vierte Substanz ist ein Wirtsmaterial. Die Elektronentransportschicht umfasst eine erste Elektronentransportschicht und eine zweite Elektronentransportschicht. Die erste Elektronentransportschicht ist in Kontakt mit der Licht emittierenden Schicht. Die erste Elektronentransportschicht enthält eine fünfte Substanz und eine sechste Substanz. Die zweite Elektronentransportschicht enthält eine siebte Substanz und eine achte Substanz. Ein Anteil der sechsten Substanz in der ersten Elektronentransportschicht ist höher als ein Anteil der achten Substanz in der zweiten Elektronentransportschicht. Die fünfte Substanz und die siebte Substanz sind Elektronentransportmaterialien. Die sechste Substanz und die achte Substanz sind Metalle, Metallsalze, Metalloxide oder Metallkomplexe. Ein LUMO-Niveau der fünften Substanz ist tiefer als ein LUMO-Niveau der vierten Substanz, und die Differenz zwischen den LUMO-Niveaus ist größer als oder gleich 0,15 eV und kleiner als oder gleich 0,40 eV. Dabei handelt es sich bei Anteilen der sechsten Substanz und der achten Substanz in den jeweiligen Schichten vorzugweise um Gew.-%.
Außerdem sind vorzugsweise die sechste Substanz und die achte Substanz bei der vorstehenden Struktur die gleiche Substanz. Ferner sind vorzugsweise die fünfte Substanz und die siebte Substanz bei den vorstehenden Strukturen die gleiche Substanz.
Bei den vorstehenden Strukturen ist es vorzuziehen, dass ein LUMO-Niveau der fünften Substanz vorzugsweise tiefer als ein LUMO-Niveau der vierten Substanz ist, und dass die Differenz zwischen den LUMO-Niveaus größer als oder gleich 0,20 eV und kleiner als oder gleich 0,40 eV ist.
Bei den vorstehenden Strukturen ist ein HOMO-Niveau der fünften Substanz vorzugsweise höher als oder gleich -6,0 eV.
Bei den vorstehenden Strukturen ist eine Elektronenbeweglichkeit vorzugsweise größer als oder gleich 1 × 10^-7 cm²/Vs und kleiner als oder gleich 1 × 10^-5 cm²/Vs in dem Fall, in dem die Quadratwurzel einer elektrischen Feldstärke [V/cm] der fünften Substanz 600 ist.
Bei den vorstehenden Strukturen ist es vorzuziehen, dass die Licht emittierende Schicht ferner eine neunte Substanz enthält, und dass die vierte Substanz und die neunte Substanz eine Kombination sind, die einen Exciplex bildet. Es sei angemerkt, dass die vierte Substanz vorzugsweise ein Elektronentransportmaterial ist und die neunte Substanz vorzugsweise eine Lochtransportmaterial ist.
Bei den vorstehenden Strukturen umfasst die EL-Schicht vorzugsweise eine Lochtransportschicht. Die Lochtransportschicht befindet sich vorzugsweise zwischen der Lochinjektionsschicht und der Licht emittierenden Schicht. Die Lochtransportschicht enthält vorzugsweise eine zehnte Substanz. Ein HOMO-Niveau der zehnten Substanz ist vorzugsweise niedriger als oder gleich dem HOMO-Niveau der zweiten Substanz und höher als das HOMO-Niveau der vierten Substanz. Es sei angemerkt, dass die zehnte Substanz vorzugsweise mindestens eines von einem Carbazol-Gerüst, einem Dibenzofuran-Gerüst, einem Dibenzothiophen-Gerüst und einem Fluoren-Gerüst aufweist. Es sei angemerkt, dass die zehnte Substanz vorzugsweise die gleiche Substanz wie die zweite Substanz ist.
Bei den vorstehenden Strukturen sind die sechste Substanz und die achte Substanz vorzugsweise Metallkomplexe, die jeweils ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall enthalten.
Bei den vorstehenden Strukturen sind die sechste Substanz und die achte Substanz vorzugsweise Metallkomplexe, die jeweils einen Liganden, der Stickstoff und Sauerstoff enthält, und ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall umfassen.
Bei den vorstehenden Strukturen sind die sechste Substanz und die achte Substanz vorzugsweise Metallkomplexe, die jeweils einen Liganden, der Stickstoff und Sauerstoff enthält, und ein einwertiges Metallion umfassen.
Bei den vorstehenden Strukturen sind die sechste Substanz und die achte Substanz vorzugsweise Metallkomplexe, die jeweils einen Liganden mit einer 8-Hydroxychinolinato-Struktur und ein einwertiges Metallion umfassen.
Bei den vorstehenden Strukturen sind die sechste Substanz und die achte Substanz vorzugsweise Lithiumkomplexe, die jeweils einen Liganden mit einer 8-Hydroxychinolinato-Struktur aufweisen.
Zusätzlich zu einer Licht emittierenden Einrichtung, die die oben beschriebene Licht emittierende Vorrichtung (auch als Licht emittierendes Element bezeichnet) beinhaltet, umfasst eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in ihrer Kategorie ein elektronisches Gerät, das eine Licht emittierende Vorrichtung oder eine Licht emittierende Einrichtung beinhaltet (insbesondere ein elektronisches Gerät, das eine Licht emittierende Vorrichtung oder eine Licht emittierende Einrichtung sowie einen Verbindungsanschluss oder eine Bedientaste beinhaltet), und eine Beleuchtungsvorrichtung, die eine Licht emittierende Vorrichtung oder eine Licht emittierende Einrichtung beinhaltet (insbesondere eine Beleuchtungsvorrichtung, die eine Licht emittierende Vorrichtung oder eine Licht emittierende Einrichtung sowie ein Gehäuse beinhaltet). Die Licht emittierende Einrichtung in dieser Beschreibung bezeichnet demzufolge eine Bildanzeigevorrichtung oder eine Lichtquelle (einschließlich einer Beleuchtungsvorrichtung). Die Licht emittierende Einrichtung umfasst ferner sämtliche der folgenden Module: ein Modul, bei dem ein Verbinder, wie z. B.
eine FPC (Flexible Printed Circuit) oder ein TCP (Tape Carrier Package), mit einer Licht emittierenden Einrichtung verbunden ist, ein Modul, bei dem eine gedruckte Leiterplatte am Ende eines TCP bereitgestellt ist, und ein Modul, bei dem eine IC (integrierte Schaltung) durch ein COG- (Chip-on-Glass-) Verfahren direkt an einem Licht emittierenden Vorrichtung montiert ist.
Wirkung der Erfindung
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine neuartige Licht emittierende Vorrichtung bereitstellen. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Licht emittierende Vorrichtung mit langer Lebensdauer bereitstellen. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Licht emittierende Vorrichtung mit hoher Emissionseffizienz bereitstellen.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Licht emittierende Einrichtung, ein elektronisches Gerät und eine Anzeigevorrichtung bereitstellen, welche jeweils sehr zuverlässig sind. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Licht emittierende Einrichtung, ein elektronisches Gerät und eine Anzeigevorrichtung bereitstellen, welche jeweils einen niedrigen Stromverbrauch aufweisen.
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 der vorstehend aufgeführten Wirkungen. Weitere Wirkungen werden aus der Erläuterung der Beschreibung, der Zeichnungen, der Patentansprüche und dergleichen ersichtlich und können davon abgeleitet werden.
Figurenliste

1A, 1B und 1C stellen eine Struktur einer Licht emittierenden Vorrichtung dar.
2A und 2B stellen jeweils einen Mechanismus einer Licht emittierenden Vorrichtung dar.
3A und 3B stellen jeweils eine Struktur einer Licht emittierenden Vorrichtung dar.
4A, 4B und 4C stellen jeweils eine Licht emittierende Einrichtung dar.
5A ist eine Draufsicht, die eine Licht emittierende Einrichtung darstellt. 5B ist eine Querschnittsansicht, die eine Licht emittierende Einrichtung darstellt.
6A stellt einen tragbaren Computer dar. 6B stellt eine tragbare Bildwiedergabevorrichtung dar. 6C stellt eine Digitalkamera dar. 6D stellt ein tragbares Informationsendgerät dar. 6E stellt ein tragbares Informationsendgerät dar. 6F stellt ein Fernsehgerät dar. 6G stellt ein tragbares Informationsendgerät dar.
7A, 7B und 7C stellen jeweils ein elektronisches Gerät dar.
8A und 8B stellen jeweils ein Fahrzeug dar.
9A und 9B stellen jeweils eine Beleuchtungsvorrichtung dar.
10 stellt eine Struktur eines Nur-Elektronen-Elements dar.
11 zeigt die Stromdichte-Spannungs-Eigenschaften eines Nur-Elektronen-Elements.
12 zeigt die Frequenzeigenschaften der Kapazität C.
13 zeigt die Frequenzeigenschaften von -ΔB.
14 zeigt die Abhängigkeit der Elektronenbeweglichkeit von der elektrischen Feldstärke von organischen Verbindungen.
15 stellt eine Licht emittierende Vorrichtung dar.
16 zeigt die Stromdichte-Leuchtdichte-Eigenschaften einer Licht emittierenden Vorrichtung 1 und einer Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 2.
17 zeigt die Spannungs-Leuchtdichte-Eigenschaften einer Licht emittierenden Vorrichtung 1 und einer Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 2.
18 zeigt die Leuchtdichte-Stromeffizienz-Eigenschaften einer Licht emittierenden Vorrichtung 1 und einer Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 2.
19 zeigt die Spannungs-Strom-Eigenschaften einer Licht emittierenden Vorrichtung 1 und einer Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 2.
20 zeigt die Leuchtdichte-Leistungseffizienz-Eigenschaften einer Licht emittierenden Vorrichtung 1 und einer Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 2.
21 zeigt die Leuchtdichte-externe Quanteneffizienz-Eigenschaften einer Licht emittierenden Vorrichtung 1 und einer Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 2.
22 zeigt die Emissionsspektren einer Licht emittierenden Vorrichtung 1 und einer Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 2.
23 zeigt die Zuverlässigkeit von jeder einer Licht emittierenden Vorrichtung 1 und einer Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 2.
24 zeigt die Stromdichte-Leuchtdichte-Eigenschaften einer Licht emittierenden Vorrichtung 3 und einer Licht emittierenden Vorrichtung 4.
25 zeigt die Spannungs-Leuchtdichte-Eigenschaften einer Licht emittierenden Vorrichtung 3 und einer Licht emittierenden Vorrichtung 4.
26 zeigt die Leuchtdichte-Stromeffizienz-Eigenschaften einer Licht emittierenden Vorrichtung 3 und einer Licht emittierenden Vorrichtung 4.
27 zeigt die Spannungs-Strom-Eigenschaften einer Licht emittierenden Vorrichtung 3 und einer Licht emittierenden Vorrichtung 4.
28 zeigt die Leuchtdichte-Leistungseffizienz-Eigenschaften einer Licht emittierenden Vorrichtung 3 und einer Licht emittierenden Vorrichtung 4.
29 zeigt die Leuchtdichte-externe Quanteneffizienz-Eigenschaften einer Licht emittierenden Vorrichtung 3 und einer Licht emittierenden Vorrichtung 4.
30 zeigt die Emissionsspektren einer Licht emittierenden Vorrichtung 3 und einer Licht emittierenden Vorrichtung 4.
31 zeigt die Zuverlässigkeit von jeder einer Licht emittierenden Vorrichtung 3 und einer Licht emittierenden Vorrichtung 4.
32 zeigt die Stromdichte-Leuchtdichte-Eigenschaften einer Licht emittierenden Vorrichtung 5, einer Licht emittierenden Vorrichtung 6 und einer Licht emittierenden Vorrichtung 7.
33 zeigt die Spannungs-Leuchtdichte-Eigenschaften einer Licht emittierenden Vorrichtung 5, einer Licht emittierenden Vorrichtung 6 und einer Licht emittierenden Vorrichtung 7.
34 zeigt die Leuchtdichte-Stromeffizienz-Eigenschaften einer Licht emittierenden Vorrichtung 5, einer Licht emittierenden Vorrichtung 6 und einer Licht emittierenden Vorrichtung 7.
35 zeigt die Spannungs-Strom-Eigenschaften einer Licht emittierenden Vorrichtung 5, einer Licht emittierenden Vorrichtung 6 und einer Licht emittierenden Vorrichtung 7.
36 zeigt die Leuchtdichte-Leistungseffizienz-Eigenschaften einer Licht emittierenden Vorrichtung 5, einer Licht emittierenden Vorrichtung 6 und einer Licht emittierenden Vorrichtung 7.
37 zeigt die Leuchtdichte-externe Quanteneffizienz-Eigenschaften einer Licht emittierenden Vorrichtung 5, einer Licht emittierenden Vorrichtung 6 und einer Licht emittierenden Vorrichtung 7.
38 zeigt die Emissionsspektren einer Licht emittierenden Vorrichtung 5, einer Licht emittierenden Vorrichtung 6 und einer Licht emittierenden Vorrichtung 7.
39 zeigt die Zuverlässigkeit von jeder einer Licht emittierenden Vorrichtung 5, einer Licht emittierenden Vorrichtung 6 und einer Licht emittierenden Vorrichtung 7.
40 zeigt die Stromdichte-Leuchtdichte-Eigenschaften einer Licht emittierenden Vorrichtung 9, einer Licht emittierenden Vorrichtung 10, einer Licht emittierenden Vorrichtung 11 und einer Licht emittierenden Vorrichtung 12.
41 zeigt die Spannungs-Leuchtdichte-Eigenschaften einer Licht emittierenden Vorrichtung 9, einer Licht emittierenden Vorrichtung 10, einer Licht emittierenden Vorrichtung 11 und einer Licht emittierenden Vorrichtung 12.
42 zeigt die Leuchtdichte-Stromeffizienz-Eigenschaften einer Licht emittierenden Vorrichtung 9, einer Licht emittierenden Vorrichtung 10, einer Licht emittierenden Vorrichtung 11 und einer Licht emittierenden Vorrichtung 12.
43 zeigt die Spannungs-Strom-Eigenschaften einer Licht emittierenden Vorrichtung 9, einer Licht emittierenden Vorrichtung 10, einer Licht emittierenden Vorrichtung 11 und einer Licht emittierenden Vorrichtung 12.
44 zeigt die Leuchtdichte-Leistungseffizienz-Eigenschaften einer Licht emittierenden Vorrichtung 9, einer Licht emittierenden Vorrichtung 10, einer Licht emittierenden Vorrichtung 11 und einer Licht emittierenden Vorrichtung 12.
45 zeigt die Leuchtdichte-externe Quanteneffizienz-Eigenschaften einer Licht emittierenden Vorrichtung 9, einer Licht emittierenden Vorrichtung 10, einer Licht emittierenden Vorrichtung 11 und einer Licht emittierenden Vorrichtung 12.
46 zeigt die Emissionsspektren einer Licht emittierenden Vorrichtung 9, einer Licht emittierenden Vorrichtung 10, einer Licht emittierenden Vorrichtung 11 und einer Licht emittierenden Vorrichtung 12.
47 zeigt die Zuverlässigkeit von jeder einer Licht emittierenden Vorrichtung 9, einer Licht emittierenden Vorrichtung 10, einer Licht emittierenden Vorrichtung 11 und einer Licht emittierenden Vorrichtung 12.
48 zeigt ein ¹H-NMR-Diagramm einer organischen Verbindung, die durch die Strukturformel (300) dargestellt wird.
49 zeigt ein ¹H-NMR-Diagramm einer organischen Verbindung, die durch die Strukturformel (301) dargestellt wird.

Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die folgende Beschreibung beschränkt ist. Es erschließt sich Fachleuten ohne Weiteres, dass Modi und Details der vorliegenden Erfindung auf verschiedene Weise verändert werden können, ohne dabei vom Gedanken und Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Daher sollte die vorliegende Erfindung nicht als auf die Beschreibung der folgenden Ausführungsformen beschränkt angesehen werden.
(Ausführungsform 1)
Bei dieser Ausführungsform wird eine Struktur einer Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand von 1 beschrieben.
1A stellt eine Licht emittierende Vorrichtung dar, bei der eine EL-Schicht 103 zwischen einer ersten Elektrode 101, die als Anode dient, und einer zweiten Elektrode 102, die als Kathode dient, bereitgestellt ist. Die EL-Schicht 103 weist eine Struktur auf, bei der eine Lochinjektionsschicht 111, eine Lochtransportschicht 112, eine Licht emittierende Schicht 113, eine Elektronentransportschicht 114 und eine Elektroneninjektionsschicht 115 in dieser Reihenfolge als Funktionsschichten übereinander angeordnet sind.
Die Lochinjektionsschicht 111 enthält eine erste Substanz und eine zweite Substanz. Die erste Substanz weist eine Elektronenakzeptoreigenschaft in Bezug auf die zweite Substanz auf. Außerdem weist die zweite Substanz ein relativ tiefes HOMO-Niveau von höher als oder gleich -5,7 eV und niedriger als oder gleich -5,4 eV auf, und die zweite Substanz ist vorzugsweise ein Lochtransportmaterial. Die zweite Substanz mit einem relativ tiefen HOMO-Niveau vereinfacht die Lochinjektion in die Lochtransportschicht 112 und die Licht emittierende Schicht 113. Andererseits verringert ein relativ tiefes HOMO-Niveau der zweiten Substanz eine Wechselwirkung mit der ersten Substanz, die eine Elektronenakzeptoreigenschaft aufweist, in geeigneter Weise; daher wird eine relativ geringe Menge der Löcher in der Lochinjektionsschicht 111 erzeugt, und die Lochinjektion von der ersten Elektrode 101 (Anode) in die Lochinjektionsschicht 111 wird in geeigneter Weise gesteuert. Der vorstehende Bereich eines HOMO-Niveaus wird eingestellt, um die Balance angemessen zu besorgen. Spezifische Beispiele für die erste Substanz und die zweite Substanz werden bei der Ausführungsform 2 ausführlich beschrieben.
Außerdem sind eine dritte Substanz und eine vierte Substanz in der Licht emittierende Schicht 113 enthalten. Die dritte Substanz ist vorzugsweise ein Gastmaterial, und die dritte Substanz ist vorzugsweise ein Licht emittierendes Material in der Licht emittierenden Schicht 113. Die vierte Substanz ist vorzugsweise ein Wirtsmaterial. Spezifische Beispiele für die dritte Substanz und die vierte Substanz werden bei der Ausführungsform 2 ausführlich beschrieben.
Hier weist die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an einer Grenzfläche, an der die Licht emittierende Schicht 113 und die Elektronentransportschicht 114 in der EL-Schicht 103 miteinander in Kontakt sind, eine Elektroneninjektionsbarriere auf. Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem die Elektronentransportschicht 114 eine mehrschichtige Struktur aus einer Vielzahl von Schichten, z. B., wie 1A dargestellt, eine mehrschichtige Struktur aus zwei Schichten einer ersten Elektronentransportschicht 114-1 und einer zweiten Elektronentransportschicht 114-2, aufweist, die Licht emittierende Vorrichtung an einer Grenzfläche, an der die Licht emittierende Schicht 113 und die erste Elektronentransportschicht 114-1 miteinander in Kontakt sind, eine Elektroneninjektionsbarriere aufweist.
Der Ausdruck „an einer Grenzfläche, an der die Licht emittierende Schicht 113 und die Elektronentransportschicht 114 miteinander in Kontakt sind, eine Elektroneninjektionsbarriere aufweisen“ bedeutet, dass das LUMO-Niveau des Elektronentransportmaterials in der Elektronentransportschicht 114 tiefer ist als das LUMO-Niveau des Wirtsmaterials in der Licht emittierenden Schicht 113, und dass die Differenz zwischen den LUMO-Niveaus einen gewünschten Bereich aufweist. Das bedeutet daher in dem Fall der Struktur in 1A, bei der die Licht emittierende Schicht 113 und die erste Elektronentransportschicht 114-1 miteinander in Kontakt sind, dass das LUMO-Niveau des Elektronentransportmaterials (der fünften Substanz) in der ersten Elektronentransportschicht 114-1 tiefer ist als das LUMO-Niveau des Wirtsmaterials (der vierten Substanz) in der Licht emittierenden Schicht 113, und dass die Differenz zwischen den LUMO-Niveaus einen gewünschten Bereich aufweist. Der gewünschte Bereich wird nachstehend beschrieben.
Ferner enthält die Elektronentransportschicht 114 in der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Metall, ein Metallsalz, ein Metalloxid oder ein Metallkomplex als sechste Substanz. Beispiele für das Metall umfasst ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall und ein Seltenerdmetall.
Außerdem ist die sechste Substanz vorzugsweise ein Metallkomplex. Hier wird insbesondere ein Metallkomplex, der ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall enthält, bevorzugt verwendet. Bevorzugter wird ein Metallkomplex verwendet, der einen Liganden, der Stickstoff und Sauerstoff enthält, und ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall umfasst. Beispiele für das Alkalimetall, das Erdalkalimetall und das Seltenerdmetall umfassen Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr, Ba und dergleichen.
Außerdem ist der Metallkomplex vorzugsweise ein Metallkomplex, der einen Liganden, der Stickstoff und Sauerstoff enthält, und ein einwertiges Metallion umfasst. Das einwertige Metallion ist vorzugsweise Ag und Au zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Alkalimetallionen.
Es sei angemerkt, dass der Ligand, der Stickstoff und Sauerstoff enthält, vorzugsweise ein Ligand ist, in dem der Stickstoff und der Sauerstoff das Metall chelatisieren.
Außerdem ist der Metallkomplex vorzugsweise ein Metallkomplex, der einen Liganden mit einer 8-Hydroxychinolinato-Struktur und ein einwertiges Metallion umfasst. Beispiele für den Liganden mit einer 8-Hydroxychinolinato-Struktur sind 8-Hydroxychinolinato, Methyl-substituiertes (z. B. 2-Methyl-substituiertes oder 5-Methyl-substituiertes) 8-Hydroxychinolinato und dergleichen. Es sei angemerkt, dass die 8-Hydroxychinolinato-Struktur eine Struktur bezeichnet, bei der ein Proton einer -OH-Gruppe in substituiertem oder nicht substituiertem 8-Hydroxychinolinol abgetrennt worden ist. Das einwertige Metallion ist vorzugsweise Ag und Au zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Alkalimetallionen.
Beispiele für den vorstehenden Metallkomplex mit einem Alkalimetall oder einem Erdalkalimetall umfassen daher 8-(Hydroxychinolinato)lithium (Abkürzung: Liq), welches ein Lithiumkomplex ist, der einen Liganden mit einer 8-Hydroxychinolinato-Struktur aufweist, 8-(Hydroxychinolinato)natrium (Abkürzung: Naq), welches ein Natriumkomplex ist, der einen Liganden mit einer 8-Hydroxychinolinato-Struktur aufweist, 8-(Hydroxychinolinato)kalium (Abkürzung: Kq), welches ein Kaliumkomplex ist, der einen Liganden mit einer 8-Hydroxychinolinato-Struktur aufweist, Bis(8-hydroxychinolinato)magnesium (Abkürzung: Mgq₂), welches ein Magnesiumkomplex ist, der einen Liganden mit einer 8-Hydroxychinolinato-Struktur aufweist, und Beispiele für andere Metallkomplexe umfassen Bis(8-hydroxychinolinato)zink (Abkürzung: Znq₂), welches ein Zinkkomplex ist, der einen Liganden mit einer 8-Hydroxychinolinato-Struktur aufweist, und dergleichen. Es sei angemerkt, dass Liganden mit einer 8-Hydroxychinolinato-Struktur nicht nur 8-Hydroxychinolinato, sondern auch ein Methyl-substituiertes Produkt (z. B. ein 2-Methyl-substituiertes Produkt oder ein 5-Methyl-substituiertes Produkt) von 8-Hydroxychinolinato oder dergleichen umfassen. Außerdem bezeichnet die 8-Hydroxychinolinato-Struktur eine Struktur, bei der ein Proton einer -OH-Gruppe in substituiertem oder nicht substituiertem 8-Hydroxychinolinol abgetrennt worden ist.
Es sei angemerkt, dass diese Metalle, Metallsalze, Metalloxide oder Metallkomplexe (d. h. die sechste Substanz) in einem beliebigen Bereich der Elektronentransportschicht 114 enthalten sein können, und beispielsweise können in dem Fall, in dem die Elektronentransportschicht 114 eine mehrschichtige Struktur aufweist, die Metalle, Metallsalze, Metalloxide oder Metallkomplexe in einer beliebigen Schicht oder in den beiden Schichten enthalten sein.
Beispielsweise wird eine Struktur bevorzugt, bei der die Elektronentransportschicht 114-1 in Kontakt mit der Licht emittierenden Schicht 113 die fünfte Substanz (Elektronentransportmaterial) enthält und die Elektronentransportschicht 114-2 die sechste Substanz enthält. Dabei enthält die Elektronentransportschicht 114-2 bevorzugter ferner eine siebte Substanz (Elektronentransportmaterial). Eine weitere bevorzugte Struktur ist eine Struktur, bei der die Elektronentransportschicht 114-1 in Kontakt mit der Licht emittierenden Schicht 113 die fünfte Substanz (Elektronentransportmaterial) und die sechste Substanz enthält und die Elektronentransportschicht 114-2 die siebte Substanz (Elektronentransportmaterial) enthält. Eine weitere bevorzugte Struktur ist eine Struktur, bei der die erste Elektronentransportschicht 114-1 in Kontakt mit der Licht emittierenden Schicht die fünfte Substanz (Elektronentransportmaterial) und die sechste Substanz enthält, die zweite Elektronentransportschicht 114-2 die siebte Substanz (Elektronentransportmaterial) und eine achte Substanz (Metall, Metallsalz, Metalloxid oder Metallkomplex wie die sechste Substanz) enthält und ein Anteil der sechsten Substanz in der ersten Elektronentransportschicht 114-1 höher ist als ein Anteil der achten Substanz in der zweiten Elektronentransportschicht 114-2. Es sei angemerkt, dass es sich in diesem Fall bei Anteilen der sechsten Substanz und der achten Substanz in den jeweiligen Schichten vorzugweise um Gew.-% handelt.
Es sei angemerkt, dass bei der vorstehenden Struktur für die sechste Substanz und die achte Substanz ein gleiches Material verwendet werden kann. Dadurch kann die Herstellungskosten verringert werden. Außerdem kann die nachstehend beschriebene Wirkung einer längeren Lebensdauer der vorliegenden Erfindung mit höherer Wahrscheinlichkeit erhalten werden.
Außerdem kann bei der vorstehenden Struktur für die fünfte Substanz und die siebte Substanz (jede von beiden ist Elektronentransportmaterial) ein gleiches Material verwendet werden. Dadurch kann die Herstellungskosten verringert werden. Außerdem kann die nachstehend beschriebene Wirkung einer längeren Lebensdauer der vorliegenden Erfindung mit höherer Wahrscheinlichkeit erhalten werden.
Indem die vorstehende Struktur zum Einsatz kommt, kann eine Licht emittierende Vorrichtung mit langer Lebensdauer erhalten werden. Nachstehend wird die Beschreibung anhand von 1B und 1C gegeben. 1B stellt eine anfängliche Ladungsträgerbewegung der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Bei der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist, wie vorstehend beschrieben, die zweite Substanz ein relativ tiefes HOMO-Niveau auf, wodurch die Lochinjektion in die Lochtransportschicht (HTL) 112 und die Licht emittierende Schicht (EML) 113 vereinfacht wird. Andererseits ist das LUMO-Niveau des Elektronentransportmaterials in der Elektronentransportschicht 114 (ETL) tiefer als das LUMO-Niveau des Wirtsmaterials in der Licht emittierenden Schicht 113, und die Differenz zwischen den LUMO-Niveaus weist einen gewünschten Bereich auf; daher werden die Elektroneninjektion und der Elektronentransport von der zweiten Elektrode 102 (Kathode) in die Licht emittierende Schicht 113 in einem derartigen Maße unterdrückt, dass die Emissionseffizienz nicht in hohem Maße verringert wird. Als Ergebnis ist ein Anfangszustand der Licht emittierenden Vorrichtung ein Zustand, in dem sich ein Rekombinationsbereich 113-1 in der Licht emittierenden Schicht 113 bis zu der ersten Elektronentransportschicht 114-1, die ein Teil der Elektronentransportschicht 114 ist, geringfügig erstreckt (1B).
Als Nächstes tritt beim Betrieb der Licht emittierenden Vorrichtung in der ersten Betriebsstufe die folgende Änderung auf. Zuerst wird die Elektronentransporteigenschaft der Elektronentransportschicht 114 allmählich verbessert, indem die Qualität der sechsten Substanz (und der achten Substanz) in der Elektronentransportschicht 114 geändert wird. Andererseits wird, wie vorstehend beschrieben, eine relativ geringe Menge der Löcher in der Lochinjektionsschicht 111 erzeugt, und die Lochinjektion von der ersten Elektrode 101 (Anode) in die Lochinjektionsschicht 111 wird in geeigneter Weise gesteuert. Deshalb ändert sich der Rekombinationsbereich, der bis zu einem Teil der Elektronentransportschicht geringfügig erstreckt, und eine Rekombination tritt weiter innen in der Licht emittierenden Schicht auf (1C).
Diese bedeutet, dass durch den Betrieb eine spontane Änderung in Richtung, in der die Emissionseffizienz geringfügig verbessert wird, auftritt. Diese Änderung hebt eine Verschlechterung auf, deshalb kann eine Licht emittierende Vorrichtung, die ein kleines anfängliches Abklingen aufweist, erhalten werden. In einigen Fällen gibt es die Tendenz, dass sich die Leuchtdichte einmal erhöht, wie in einem Bereich (d) in dem Diagramm der Zuverlässigkeit der Licht emittierenden Vorrichtung in 2A beobachtet.
Da sich ferner eine Elektroneninjektionsbarriere an einer Grenzfläche befindet, an der die Licht emittierende Schicht 113 und die Elektronentransportschicht 114 miteinander in Kontakt sind, wird ein Anteil von Elektronen gesteuert, die von der Elektronentransportschicht (ETL) 114 in die Licht emittierende Schicht 113 injiziert werden. Diese verringert die Geschwindigkeit der vorstehend beschriebenen spontanen Änderung und bedeutet, dass eine Wirkung der spontanen Änderung für lange Zeit erhalten werden kann; daher kann auch hinsichtlich eines Langzeitabfalls eine ausgezeichnete Licht emittierende Vorrichtung erzielt werden. Als Ergebnis nähert sich eine Abklingkurve beim Betrieb der Licht emittierenden Vorrichtung sowohl in der ersten Betriebsstufe als auch für lange Zeit einer flacheren Form. Es sei angemerkt, dass, da auch ein Anteil von Elektronen, die durch die Licht emittierende Schicht 113 in die Lochtransportschicht 112 injiziert werden, verringert wird, eine Verschlechterung der Lochtransportschicht 112 durch die Elektroneninjektion unterdrückt werden kann, und auch eine Wirkung zum Erhöhen der Zuverlässigkeit der Licht emittierenden Vorrichtung wird gezeigt.
Es wird festgestellt, dass diese spontane Änderung der Elektroneninjektionseigenschaft und der Elektronentransporteigenschaft verursacht wird, indem eine bestimmte Menge der sechsten Substanz (und der achten Substanz) in der Elektronentransportschicht enthalten ist. Insbesondere wird in dem Fall, in dem die sechste Substanz (und die achte Substanz) einer der vorstehend beschriebenen Metallkomplexe ist, die Wirkung mit höherer Wahrscheinlichkeit erhalten. Die Wirkung tritt in dem Fall, in dem der Metallkomplex ein Metallkomplex, der ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall enthält, ein Metallkomplex, der einen Liganden, der Stickstoff und Sauerstoff enthält, und ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall umfasst, ein Metallkomplex, der einen Liganden, der Stickstoff und Sauerstoff enthält, und ein einwertiges Metallion umfasst, oder ein Metallkomplex ist, der einen Liganden mit einer 8-Hydroxychinolinato-Struktur und ein einwertiges Metallion umfasst, deutlich auf. Diese Metallkomplexe weisen eine Gemeinsamkeit auf, dass sie relativ planar sind. Deshalb wird davon ausgegangen, dass eine Phasenverschiebung dieser Metallkomplexe oder eine Änderung der Wechselwirkung zwischen diesen Metallkomplexen und den Elektronentransportmaterialien (der fünften Substanz und der siebten Substanz) die vorstehend beschriebene spontane Änderung der Elektroneninjektionseigenschaft und der Elektronentransporteigenschaft verursacht. Es sei angemerkt, dass ein Mechanismus der Lebensdauerverlängerung in der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht auf diesen Mechanismus beschränkt ist.
Es sei angemerkt, dass, wie vorstehend beschrieben, eine bestimmte Menge der sechsten Substanz (und der achten Substanz) in der Elektronentransportschicht enthalten sein muss. Der Anteil davon ist in den Schichten, in der die sechste Substanz (und die achte Substanz) enthalten ist, bevorzugt höher als oder gleich 55 Gew.-% und niedriger als oder gleich 80 Gew.-%. Bevorzugter ist der Anteil höher als oder gleich 65 Gew.-% und niedriger als oder gleich 80 Gew.-%.
Als Nächstes wird ein vorstehend beschriebener gewünschter Bereich einer Elektroneninjektionsbarriere an einer Grenzfläche, an der die Licht emittierende Schicht 113 und die Elektronentransportschicht 114 miteinander in Kontakt sind, beschrieben. Die Elektroneninjektionsbarriere ist die Differenz zwischen dem LUMO-Niveau des Elektronentransportmaterials in der Elektronentransportschicht 114 und dem LUMO-Niveau des Wirtsmaterials in der Licht emittierenden Schicht 113 und entspricht einer Stufe, die durch a in 1B und 1C dargestellt ist.
Es sei angemerkt, dass dann, wenn eine Elektroneninjektionsbarriere an einer Grenzfläche, an der die Licht emittierende Schicht 113 und die Elektronentransportschicht 114 miteinander in Kontakt sind, zu hoch ist, die Rekombination von Ladungsträgern verhindert wird, so dass die Emissionseffizienz verringert wird. Um den vorstehenden gewünschten Bereich zu erhalten, wurde eine Vielzahl von Licht emittierenden Vorrichtungen hergestellt, bei denen als Wirtsmaterial in der Licht emittierenden Schicht 113 beispielhaft 9-(1-Naphthyl)-10-[4-(2-naphthyl)phenyl]anthracen (Abkürzung: αN-βNPAnth) verwendet wird und für die Elektronentransportschichten 114 unterschiedliche Elektronentransportmaterialien verwendet wurden, und die Zuverlässigkeit jeder Licht emittierenden Vorrichtung wurde ausgewertet. Ergebnisse der tatsächlichen Bewertung werden in Beispiel 1 und Beispiel 2 jeweils beschrieben.
Es sei angemerkt, dass Elektronentransportmaterialien, die in Beispiel 1 und Beispiel 2 verwendet wurden, 2-{4-[9,10-Di(naphthalen-2-yl)-2-anthryl]phenyl}-1-phenyl-1H-benzimidazol (Abkürzung: ZADN), 2-[3'-(Dibenzothiophen-4-yl)biphenyl-3-yl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 2mDBTBPDBq-II) und 2-Phenyl-3-{4-[10-(3-pyridyl)-9-anthryl]phenyl}chinoxalin (Abkürzung: PyA1PQ) sind. Das LUMO-Niveau der Elektronentransportmaterialien, die in der Elektronentransportschicht 114 verwendet wurden, das LUMO-Niveau von αN-βNPAnth, das in der Licht emittierenden Schicht 113 verwendet wurde, und die Differenz zwischen den LUMO-Niveaus von den Elektronentransportmaterialien und αN-βNPAnth werden nachstehend in der Tabelle 1 gezeigt.
[Tabelle 1]

Substanz(Abkürzung) LUMO-Niveau (eV) Δ : Differenz zu αN-βNPAnth (eV)

αN-βNPAnth -2,74 0

ZADN -2,87 0,13

2mDBTBPDBq-II -2,94 0,20

PyA1PQ -3,00 0,26
In Beispiel 1 und Beispiel 2 wiesen 2mDBTBPDBq-II und PyA1PQ, die eine große Differenz zu αN-βNPAnth von größer als oder gleich 0,20 eV aufweisen, im Vergleich zu ZADN, das eine kleine Differenz zu αN-βNPAnth von 0,13 eV aufweist, in Bezug auf die Zuverlässigkeit ein vorteilhaftes Ergebnis auf. Das heißt, dass eine Vorrichtung erzielt wurde, bei der ein anfängliches Abklingen unterdrückt wird und gleichzeitig auch ein Langzeitabfall unterdrückt wird. Deshalb wurde herausgefunden, dass, damit eine Elektroneninjektionsbarriere an einer Grenzfläche, an der die Licht emittierende Schicht 113 und die Elektronentransportschicht 114 miteinander in Kontakt sind, gebildet wird, um die Zuverlässigkeit der Vorrichtung in gewissem Maße, dass die Vorrichtungseigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtung so wenig wie möglich beeinträchtigt werden, zu verbessern, das LUMO-Niveau des Elektronentransportmaterials in der Elektronentransportschicht 114 und das LUMO-Niveau des Wirtsmaterials in der Licht emittierenden Schicht 113 vorzugsweise wie folgt eingestellt werden. Das heißt, dass es herausgefunden wurde, dass das LUMO-Niveau des Elektronentransportmaterials, das für die Elektronentransportschicht 114 verwendet wird, tiefer ist als das LUMO-Niveau des Wirtsmaterials in der Licht emittierenden Schicht 113 und dass die Differenz zwischen den LUMO-Niveaus vorzugsweise größer als oder gleich 0,15 eV und kleiner als oder gleich 0,40 eV, größer als oder gleich 0,20 eV und kleiner als oder gleich 0,40 eV oder größer als oder gleich 0,20 eV und kleiner als oder gleich 0,35 eV ist.
Aufgrund des Vorstehenden können zusätzlich zu αN-βNPAnth beispielsweise 9-(1-Naphthyl)-10-[3-(1-naphthyl)phenyl]anthracen (Abkürzung: αN-mαNPAnth), 9-(2-Naphthyl)-10-[3-(1-naphthyl)phenyl]anthracen (Abkürzung: βN-mαMPAnth), 9-(2-Naphthyl)-10-[3-(2-naphthyl)phenyl]anthracen (Abkürzung: βN-mβNPAnth) und dergleichen, die voraussichtlich ähnliche physikalische Eigenschaften aufweisen und durch nachstehende Strukturformeln dargestellt werden, als Wirtsmaterial, das für die Licht emittierende Schicht 113 der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, verwendet werden. Es sei angemerkt, dass das Wirtsmaterial nicht darauf beschränkt ist.
Es sei angemerkt, dass LUMO-Niveaus der Wirtsmaterialien nachstehend in der Tabelle 2 gezeigt werden. [Tabelle 2]

Wirtsmaterial (Abkürzung) LUMO-Niveau (eV)

αN-βNPAnth -2,74

αN-mαNPAnth -2,74

βN-mαNPAnth -2,74

βN-mβNPAnth -2,73
Bei dem Elektronentransportmaterial (insbesondere der fünften Substanz), das für die Elektronentransportschicht 114 der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird ein relativ tiefes LUMO-Niveau erfordert. Daher wird eine Verbindung bevorzugt, die einen sechsgliedrigen heteroaromatischen Ring aufweist, der zwei oder drei Stickstoffatome aufweist. Insbesondere weist die Verbindung vorzugsweise ein Diazin-Gerüst (ein Pyrimidin-Gerüst, ein Pyrazin-Gerüst oder ein Pyridazin-Gerüst) oder ein Triazin-Gerüst auf. Eine Verbindung, die einen kondensierten heteroaromatischen Ring aufweist, bei dem ein aromatischer Ring oder ein heteroaromatischer Ring mit dem Diazin-Gerüst kondensiert ist, wird besonders bevorzugt. Beispiele für den kondensierten heteroaromatischen Ring umfassen einen Chinoxalin-Ring, einen Dibenzochinoxalin-Ring, einen Benzofuropyrimidin-Ring, einen Benzothiopyrimidin-Ring, einen Naphthofuropyrazin-Ring und einen Phenanthrofuropyrazin-Ring. Außerdem weist die vorstehend beschriebene Verbindung, die einen sechsgliedrigen heteroaromatischen Ring aufweist, der zwei oder drei Stickstoffatome aufweist, vorzugsweise einen weiteren heteroaromatischen Ring (z. B. Pyridin-Ring oder Dibenzothiophen-Ring) auf. Das liegt daran, dass auch die vorstehend beschriebene spontane Änderung der Elektroneninjektionseigenschaft und der Elektronentransporteigenschaft der Elektronentransportschicht 114 damit zusammenhängt. Als spezifische Verbindung können zusätzlich zu 2mDBTBPDBq-II und PyA1PQ beispielsweise 2-Phenyl-3-{4-[10-(pyrimidin-5-yl)-9-anthryl]phenyl}chinoxalin (Abkürzung: 1PQPmA), 2-Phenyl-3-{4-[10-(pyrazin-2-yl)-9-anthryl]phenyl}chinoxalin (Abkürzung: 1PQPrA), 2-Phenyl-3-{4-[4-(3-pyridyl)-1-naphthyl]phenyl}chinoxalin (Abkürzung: PyN1PQ), 2-Phenyl-3-{4-[5-(3-pyridyl)-1-naphthyl]phenyl}chinoxalin (Abkürzung: PyN1PQ-02), 2-Phenyl-3-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]chinoxalin (Abkürzung: PA1PQ), 2-Phenyl-3-[4-(2-pyridyl)phenyl]chinoxalin (Abkürzung: 2Py1PQ), 2-Phenyl-3-[4-(3-pyridyl)phenyl]chinoxalin (Abkürzung: 3Py1PQ), 2,3-Bis[4-(3-pyridyl)phenyl]chinoxalin (Abkürzung: 3Py2PQ), 2-Phenyl-3-[4'-(3-pyridyl)biphenyl-4-yl]chinoxalin (Abkürzung: PPy1PQ), 2,2'-(Pyridin-2,6-diyl)bis[4-phenylbenzo[h]chinazolin] (Abkürzung: 2,6(P-Bqn)2Py), 2-[3-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]dibenzo[fh]chinoxalin (Abkürzung: 2mDBTPDBq-II), 2-[3-(Dibenzofuran-4-yl)phenyl]dibenzo[fh]chinoxalin (Abkürzung: 2mDBFPDBq-II), 2-[3-(3,6-Diphenyl-9H-carbazol-9-yl)phenyl]dibenzo[fh]chinoxalin (Abkürzung: 2mCzPDBq-III), 2-[3'-(9H-Carbazol-9-yl)biphenyl-3-yl]dibenzo[fh]chinoxalin (Abkürzung: 2mCzBPDBq), 2-[4-(9-Phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: PCPDBq), 2,2'-(Pyridin-2,6-diyl)bis(4-phenylbenzo[h]chinazolin) (Abkürzung: 2,6(P-Bqn)2Py), 4-[3'-(Dibenzothiophen-4-yl)biphenyl-3-yl]benzofuro[3,2-d]pyrimidin (Abkürzung: 4mDBTBPBfpm-II), 4-[3'-(9H-Carbazol-9-yl)biphenyl-3-yl]benzofuro[3,2-d]pyrimidin (Abkürzung: 4mCzBPBfpm), 4,8-Bis[3-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]benzofuro[3,2-d]pyrimidin (Abkürzung: 4,8mDBtP2Bfpm), 4,8-Bis[3-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]benzothio[3,2-d]pyrimidin (Abkürzung: 4,8mDBtP2Btpm), 4,6-Bis[3-(dibenzothiophen-4-yl)phenyl]benzofuro[3,2-d]pyrimidin (Abkürzung: 4,6mDBtP2Bfpm), 4,8-Bis[3-(9H-Carbazol-9-yl)phenyl]benzofuro[3,2-d]pyrimidin (Abkürzung: 4,8mCzP2Bfpm), 9-[3'-(Dibenzothiophen-4-yl)biphenyl-3-yl]naphtho[1',2'-4,5]furo[2,3-b]pyrazin (Abkürzung: 9mDBtBPNfpr), 10-[3'-(Dibenzothiophen-4-yl)biphenyl-3-yl]naphtho[1',2':4,5]furo[2,3-b]pyrazin (Abkürzung: 10mDBtBPNfpr), 12-[3'-(Dibenzothiophen-4-yl)biphenyl-3-yl]phenanthro[9',10':4,5]furo[2,3-Jb]pyrazin (Abkürzung: 12mDBtBPPnfpr), 9-[3'-(6-Phenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-yl)biphenyl-3-yl]naphtho[1',2'-4,5]furo[2,3-b]pyrazin (Abkürzung: 9mBnfBPNfpr) und dergleichen, die durch nachstehende Strukturformeln dargestellt werden, verwendet werden; jedoch ist die Verbindung nicht darauf beschränkt. Es sei angemerkt, dass diese Substanzen auch als siebte Substanz verwendet werden können.

Es sei angemerkt, dass LUMO-Niveaus der Elektronentransportmaterialien nachstehend in der Tabelle 3 gezeigt werden. [Tabelle 3]

Elektronentransportmaterial (Abkürzung)	LUMO-Niveau (eV)
PyA1PQ	-3,00
1PQPmA	-3,00
1PQPrA	-3,00
PyN1 PQ	-3,00
PyN1PQ-02	-3,00
PA1PQ	-3,00
2Py1PQ	-3,01
3Py1PQ	-3,01
3Py2PQ	-3,04
PPy1PQ	-3,01
2mDBTPDBq-II	-2,95
2mDBFPDBq-II	-2,94
2mDBTBPDBq-II	-2,94
2mCzPDBq-III	-2,99
2mCzBPDBq	-2,95
PCPDBq	-2,93
2,6(P-Bqn)2Py	-2,92
4mDBTBPBfpm-II	-2,96
4mCzBPBfpm	-2,97
4,8mDBtP2Bfpm	-3,02
4,8mDBtP2Btpm	-3,01
4,6mDBtP2Bfpm	-3,02
4,8mCzP2Bfpm	-3,06
9mDBtBPNfpr	-3,05
10mDBtBPNfpr	-2,97
12mDBtBPPnfpr	-2,96
9mBnfBPNfpr	-3,03

Als Elektronentransportmaterial, das für die Elektronentransportschicht 114 der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird neben der vorstehenden Bedingung des LUMO-Niveaus vorzugsweise ein Elektronentransportmaterial mit dem HOMO-Niveau von höher als oder gleich -6,0 eV verwendet. Das liegt daran, dass der in 1 dargestellte Mechanismus durch Empfangen von sehr geringen Löchern im Zustand der ersten Betriebsstufe verursacht wird. Ferner ist die Elektronenbeweglichkeit dieses Elektronentransportmaterials bevorzugt größer als oder gleich 1 × 10^-7 cm²/Vs und kleiner als oder gleich 1 × 10^-5 cm²/Vs, bevorzugter größer als oder gleich 1 × 10^-7 cm²/Vs und kleiner als oder gleich 5 × 10^-5 cm²/Vs in dem Fall, in dem die Quadratwurzel der elektrischen Feldstärke [V/cm] 600 ist.
Bei der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Beziehung zwischen dem Lochtransportmaterial (der zweiten Substanz), das für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet wird, und einem Lochtransportmaterial (einer neunten Substanz), das für die Lochtransportschicht 112 verwendet wird, vorzugsweise wie folgt: Das HOMO-Niveau des Lochtransportmaterials, das für die Lochtransportschicht 112 verwendet wird, ist niedriger als oder gleich (tiefer als oder gleich) dem HOMO-Niveau des Lochtransportmaterials, das für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet wird, und die Differenz zwischen den HOMO-Niveaus ist kleiner als oder gleich 0,2 eV. Als diese Lochtransportmaterialien werden vorzugsweise Lochtransportmaterialien verwendet, die ein Carbazol-Gerüst, ein Dibenzofuran-Gerüst, ein Dibenzothiophen-Gerüst und ein Fluoren-Gerüst aufweisen. Es sei angemerkt, dass das Lochtransportmaterial (die zweite Substanz), das für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet wird, und das Lochtransportmaterial (die neunte Substanz), das für die Lochtransportschicht 112 verwendet wird, vorzugsweise die gleiche Substanz sind. Dadurch können die Herstellungskosten verringert werden. Außerdem kann eine Einrichtung zum Herstellen vereinfacht werden. Spezifische Verbindungen werden bei der Ausführungsform 2 ausführlich beschrieben.
Es sei angemerkt, dass, obwohl in 1 nicht dargestellt, eine zweite Lochtransportschicht (z. B. Elektronenblockierschicht) zwischen der Lochtransportschicht 112 und der Licht emittierenden Schicht bereitgestellt werden kann. In diesem Fall ist es vorzuziehen, dass das HOMO-Niveau des Lochtransportmaterials in der zweiten Lochtransportschicht vorzugsweise tiefer ist als das HOMO-Niveau des Lochtransportmaterials (der neunten Substanz), das für die Lochtransportschicht 112 verwendet wird, und dass die Differenz zwischen den HOMO-Niveaus kleiner als oder gleich 0,2 eV ist. Als Lochtransportmaterial in der zweiten Lochtransportschicht wird vorzugsweise eine Verbindung verwendet, die eine Triarylamin-Struktur nicht aufweist, um das HOMO-Niveau dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials der Licht emittierenden Schicht 113 zu nähern (ein tiefes HOMO-Niveau aufzuweisen). Spezifische Verbindungen werden bei der Ausführungsform 2 ausführlich beschrieben.
In 2A wird eine Abklingkurve (f) der in 1A, 1B und 1C dargestellten Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch die durchgezogene Linie dargestellt, und eine Abklingkurve (g) einer anderen Licht emittierenden Vorrichtung, die eine Vorrichtungsstruktur aufweist, die in 2B dargestellt ist, wird durch die gestrichelte Linie dargestellt. In einem Diagramm in 2A stellt die horizontale Achse die Zeit dar und stellt die vertikale Achse die Emissionsleuchtdichte dar. Die Licht emittierende Vorrichtung, die eine Vorrichtungsstruktur aufweist, die in 2B dargestellt ist, weist an einer Grenzfläche, an der die Licht emittierende Schicht 113 und die Elektronentransportschicht 114 miteinander in Kontakt sind, die Stufe (Elektroneninjektionsbarriere), die durch a in 1B und 1C dargestellt ist, nicht auf und weist eine Stufe auf, die durch b (es sei angemerkt, dass b < a gilt) dargestellt ist (es sei angemerkt, dass 2B den Zustand zu einem Zeitpunkt darstellt, zu dem eine vorbestimmte Zeit seit dem Starten des Betriebs vergangen ist).
Hier wird es angenommen, dass sich bei jeder der Licht emittierenden Vorrichtungen, die in 1A, 1B, 1C und 2B dargestellt sind, die Elektroneninjektionseigenschaft und die Elektronentransporteigenschaft der Elektronentransportschicht 114 in Richtung, in der die Emissionseffizienz geringfügig verbessert wird, spontan ändern (die Elektroneninjektionseigenschaft und die Elektronentransporteigenschaft durch den Betrieb erhöht werden). In diesem Fall wird, wie vorstehend beschrieben, ein anfängliches Abklingen unterdrückt, und in einigen Fällen tritt eine geringfügige Erhöhung der Leuchtdichte auf, wie durch (d) in 2A dargestellt. Andererseits ist bei der Licht emittierenden Vorrichtung in 2B die Stufe b (es sei angemerkt, dass b < a gilt) an einer Grenzfläche, an der die Licht emittierende Schicht 113 und die Elektronentransportschicht 114 miteinander in Kontakt sind, für eine Elektroneninjektionsbarriere nicht ausreichend. Deshalb kann die Geschwindigkeit der spontanen Änderung nicht verringert werden, und eine Wirkung der spontanen Änderung kann nicht für lange Zeit erhalten werden, was im Hinblick auf den Langzeitabfall zu einem Nachteil führt. Außerdem wird die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass Elektronen, die von der Elektronentransportschicht 114 in die Licht emittierende Schicht 113 injiziert werden, wie durch einen Pfeil (c) dargestellt, in die Lochtransportschicht 112 injiziert werden. Normalerweise wird dann, wenn Elektronen in der Lochtransportschicht 112 eingefangen werden, die Licht emittierende Vorrichtung verschlechtert, was zu einem Problem führt, dass die Zuverlässigkeit der Licht emittierenden Vorrichtung verringert wird (die Neigung eines Langzeitabfalls ((e) in 2A) erhöht wird).
Dementsprechend wird es festgestellt, dass bezüglich der Abklingkurve der Licht emittierenden Vorrichtung, die in 2B dargestellt wird, die Zuverlässigkeit hinsichtlich eines Langzeitabfalls niedriger ist als diejenige der Licht emittierenden Vorrichtung in 1A.
Folglich weist die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die an einer Grenzfläche, an der die Licht emittierende Schicht 113 und die Elektronentransportschicht 114, die in der EL-Schicht 103 enthalten sind, miteinander in Kontakt sind, eine Elektroneninjektionsbarriere aufweist, eine Struktur auf, bei der Elektronen, die von der Elektronentransportschicht 114 in die Licht emittierende Schicht injiziert werden, mit geringer Wahrscheinlichkeit in die Lochtransportschicht 112 injiziert werden, so dass die Verschlechterung der Licht emittierenden Vorrichtung durch Einfang von Elektronen in der Lochtransportschicht 112 unterdrückt wird und die Licht emittierende Vorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit erhalten werden kann.
(Ausführungsform 2)
Bei dieser Ausführungsform werden Licht emittierende Vorrichtungen von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
<Strukturbeispiel einer Licht emittierenden Vorrichtung>
3A stellt ein Beispiel für eine Licht emittierende Vorrichtung dar, die zwischen einem Paar von Elektroden eine EL-Schicht mit einer Licht emittierenden Schicht beinhaltet. Insbesondere ist eine EL-Schicht 103 zwischen einer ersten Elektrode 101 und einer zweiten Elektrode 102 bereitgestellt. Die EL-Schicht 103 weist beispielsweise eine Struktur auf, bei der eine Lochinjektionsschicht 111, eine Lochtransportschicht 112, eine Licht emittierende Schicht 113, eine Elektronentransportschicht 114 und eine Elektroneninjektionsschicht 115 in dieser Reihenfolge als Funktionsschichten übereinander angeordnet sind, wenn die erste Elektrode 101 eine Anode ist.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen auch Licht emittierende Vorrichtungen mit anderen Strukturen, wie z. B. eine Licht emittierende Vorrichtung, die bei niedriger Spannung betrieben werden kann, indem sie eine Struktur (Tandemstruktur) aufweist, in der eine Vielzahl von EL-Schichten zwischen einem Paar von Elektroden bereitgestellt ist und eine Ladungserzeugungsschicht zwischen den EL-Schichten bereitgestellt ist, und eine Licht emittierende Vorrichtung, die eine mikrooptische Resonator- (Mikrokavitäts-) Struktur zwischen einem Paar von Elektroden aufweist und somit verbesserte optische Eigenschaften aufweist. Die Ladungserzeugungsschicht weist eine Funktion auf, Elektronen in eine der benachbarten EL-Schichten zu injizieren und Löcher in die andere der EL-Schichten zu injizieren, wenn eine Spannung zwischen der ersten Elektrode 101 und der zweiten Elektrode 102 angelegt wird.
Die erste Elektrode 101 und/oder die zweite Elektrode 102 der Licht emittierenden Vorrichtung sind/ist eine lichtdurchlässige Elektrode (z. B. eine durchsichtige Elektrode oder eine transflektive Elektrode). In dem Fall, in dem es sich bei der lichtdurchlässigen Elektrode um eine durchsichtige Elektrode handelt, weist die durchsichtige Elektrode eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht von höher als oder gleich 40 % auf. In dem Fall, in dem es sich bei der lichtdurchlässigen Elektrode um eine transflektive Elektrode handelt, weist die transflektive Elektrode einen Reflexionsgrad für sichtbares Licht von höher als oder gleich 20 % und niedriger als oder gleich 80 %, bevorzugt höher als oder gleich 40 % und niedriger als oder gleich 70 % auf. Diese Elektroden weisen vorzugsweise einen spezifischen Widerstand von 1 × 10^-2 Ωcm oder weniger auf.
Des Weiteren ist dann, wenn bei der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entweder die erste Elektrode 101 oder die zweite Elektrode 102 eine reflektierende Elektrode ist, der Reflexionsgrad für sichtbares Licht der reflektierenden Elektrode höher als oder gleich 40 % und niedriger als oder gleich 100 %, bevorzugt höher als oder gleich 70 % und niedriger als oder gleich 100 %. Diese Elektrode weist vorzugsweise einen spezifischen Widerstand von 1 × 10^-2 Ωcm oder weniger auf.
<Erste Elektrode und zweite Elektrode>
Als Materialien, die für die erste Elektrode 101 und die zweite Elektrode 102 verwendet werden, können beliebige der folgenden Materialien in einer geeigneten Kombination verwendet werden, solange die vorstehend beschriebenen Funktionen der Elektroden erfüllt werden können. Beispielsweise können ein Metall, eine Legierung, eine elektrisch leitende Verbindung, eine Mischung dieser und dergleichen in geeigneter Weise verwendet werden. Insbesondere kann ein In-Sn-Oxid (auch als ITO bezeichnet), ein In-Si-Sn-Oxid (auch als ITSO bezeichnet), ein In-Zn-Oxid oder ein In-W-Zn-Oxid verwendet werden. Außerdem ist es möglich, ein Metall, wie z. B. Aluminium (Al), Titan (Ti), Chrom (Cr), Mangan (Mn), Eisen (Fe), Kobalt (Co), Nickel (Ni), Kupfer (Cu), Gallium (Ga), Zink (Zn), Indium (In), Zinn (Sn), Molybdän (Mo), Tantal (Ta), Wolfram (W), Palladium (Pd), Gold (Au), Platin (Pt), Silber (Ag), Yttrium (Y) oder Neodym (Nd), oder eine Legierung zu verwenden, die eine geeignete Kombination aus beliebigen dieser Metalle enthält. Es ist auch möglich, ein Element der Gruppe 1 oder ein Element der Gruppe 2 des Periodensystems, das nicht vorstehend beschrieben worden ist (z. B. Lithium (Li), Cäsium (Cs), Calcium (Ca) oder Strontium (Sr)), ein Seltenerdmetall, wie z. B. Europium (Eu) oder Ytterbium (Yb), eine Legierung, die eine geeignete Kombination aus beliebigen dieser Elemente enthält, Graphen oder dergleichen zu verwenden.
Für die Herstellung dieser Elektroden kann ein Sputterverfahren oder ein Vakuumverdampfungsverfahren verwendet werden.
<Lochinjektionsschicht>
Eine Lochinjektionsschicht 111 weist eine Funktion auf, die Lochinjektion in die EL-Schicht 103 zu erleichtern. Beispielsweise kann die Lochinjektionsschicht 111 eine Funktion zum Injizieren von Löchern, die von der Anode injiziert werden, in die Lochtransportschicht 112 (oder die Licht emittierende Schicht 113 oder dergleichen) aufweisen. Beispielsweise kann die Lochinjektionsschicht 111 eine Funktion zum Erzeugen von Löchern und zum Injizieren von den Löchern in die Lochtransportschicht 112 (oder die Licht emittierende Schicht 113 oder dergleichen) aufweisen. Außerdem enthält die Lochinjektionsschicht 111 ein organisches Akzeptormaterial (Elektronenakzeptormaterial: die erste Substanz) und ein Lochtransportmaterial (die zweite Substanz) mit einem relativ tiefen HOMO-Niveau. Das organische Akzeptormaterial weist eine Elektronenakzeptoreigenschaft in Bezug auf das Lochtransportmaterial mit einem tiefen HOMO-Niveau auf. Das Lochtransportmaterial mit einem tiefen HOMO-Niveau weist ein relativ tiefes HOMO-Niveau von höher als oder gleich -5,7 eV und niedriger als oder gleich -5,4 eV auf. Das Lochtransportmaterial mit einem relativ tiefen HOMO-Niveau erleichtert die Lochinjektion in die Lochtransportschicht 112.
Als organisches Akzeptormaterial kann beispielsweise organische Verbindungen mit einer elektronenziehenden Gruppe (insbesondere eine Cyano-Gruppe oder eine Halogen-Gruppe, wie z. B. eine Fluor-Gruppe) verwendet werden. Eine Substanz, die eine Elektronenakzeptoreigenschaft in Bezug auf das vorstehende zweite Material aufweist, wird aus solchen organischen Verbindungen nach Bedarf ausgewählt. Als derartige organische Verbindung kann beispielsweise ein Chinodimethan-Derivat, ein Chloranil-Derivat und ein Hexaazatriphenylen-Derivat oder dergleichen angegeben werden. Spezifische Beispiele für eine solche organische Verbindung 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, wie z. B. HAT-CN, gebunden sind, wird bevorzugt, weil sie thermisch stabil ist. Ein [3]Radialen-Derivat mit einer elektronenziehenden Gruppe (insbesondere einer Cyano-Gruppe oder einer Halogen-Gruppe wie einer Fluor-Gruppe) weist eine sehr hohe Elektronenakzeptoreigenschaft auf und wird daher bevorzugt. Spezifische Beispiele umfassen α,α',α''-1,2,3-Cyclopropantriylidentris[4-cyano-2,3,5,6-tetrafluorbenzolacetonitril], α,α',α''-1,2,3-Cyclopropantriylidentris[2,6-dichlor-3,5-difluor-4-(trifluormethyl)benzolacetonitril] und α,α',α''-1,2,3-Cyclopropantriylidentris[2,3,4,5,6-pentafluorbenzolacetonitril].
Das vorstehende Lochtransportmaterial mit einem tiefen HOMO-Niveau weist vorzugsweise ein Gerüst mit einer Lochtransporteigenschaft auf. Als Gerüst mit einer Lochtransporteigenschaft kann ein Carbazol-Gerüst, ein Dibenzofuran-Gerüst, Dibenzothiophen-Gerüst, Fluoren-Gerüst oder dergleichen angegeben werden, mit denen die HOMO-Niveaus der Lochtransportmaterialien nicht zu hoch (flach) werden, und ein beliebiges davon ist vorzugsweise enthalten. Insbesondere kann ein aromatisches Amin mit einem Substituenten, der einen Dibenzofuranring oder einen Dibenzothiophenring umfasst, ein aromatisches Monoamin, das einen Naphthalenring umfasst, oder ein aromatisches Monoamin, in dem eine 9-Fluorenyl-Gruppe über eine Arylen-Gruppe an den Stickstoff des Amins gebunden ist, verwendet werden.
Als Lochtransportmaterial mit einem tiefen HOMO-Niveau ist es vorzuziehen, eine Substanz mit einer Löcherbeweglichkeit von höher als oder gleich 1 × 10^-6 cm²/Vs zu verwenden, wenn die Quadratwurzel der elektrischen Feldstärke [V/cm] 600 ist. Es sei angemerkt, dass auch andere Substanzen verwendet werden können, solange die Substanzen eine höhere Lochtransporteigenschaft als die Elektronentransporteigenschaft haben. Es sei angemerkt, dass die Substanzen vorzugsweise eine N,N-Bis(4-biphenyl)amino-Gruppe aufweisen, da eine Licht emittierende Vorrichtung mit langer Lebensdauer hergestellt werden kann.
Spezifische Beispiele für das Lochtransportmaterial mit einem tiefen HOMO-Niveau umfassen N-(4-Biphenyl)-6,N-diphenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-amin (Abkürzung: BnfABP), N,N-Bis(4-biphenyl)-6-phenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-amin (Abkürzung: BBABnf), 4,4'-Bis(6-phenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-yl-4"-phenyltriphenylamin (Abkürzung: BnfBB1BP), N,N-Bis(4-biphenyl)benzo[b]naphtho[1,2-d]furan-6-amin (Abkürzung: BBABnf(6)), N,N-Bis(4-biphenyl)benzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-amin (Abkürzung: BBABnf(8)), N,N-Bis(4-biphenyl)benzo[b]naphtho[2,3-d]furan-4-amin (Abkürzung: BBABnf(II)(4)), N,N-Bis[4-(dibenzofuran-4-yl)phenyl]-4-amino-p-terphenyl (Abkürzung: DBfBBITP), N-[4-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]-N-phenyl-4-biphenylamin (Abkürzung: ThBA1 BP), 4-(2-Naphthyl)-4',4"-diphenyltriphenylamin (Abkürzung: BBAßNB), 4-[4-(2-Naphthyl)phenyl]-4',4"-diphenyltriphenylamin (Abkürzung: BBAßNBi), 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: BBAPßNB-03), 4,4'-Diphenyl-4"-(6;2-binaphthyl-2-yl)triphenylamin (Abkürzung: BBA(ßN2)B), 4,4'-Diphenyl-4"-(7;2'-binaphthyl-2-yl)triphenylamin (Abkürzung: BBA(ßN2)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: TPBiAßNB), 4-(3-Biphenylyl)-4'-[4-(2-naphthyl)phenyl]-4"-phenyltriphenylamin (Abkürzung: mTPBiAßNBi), 4-(4-Biphenylyl)-4'-[4-(2-naphthyl)phenyl]-4"-phenyltriphenylamin (Abkürzung: TPBiAßNBi), 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: YGTBißNB), 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-(dibenzofuran-4-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-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: PCBBilBP), 4-(1-Naphthyl)-4'-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBANB), 4,4'-Di(1-naphthyl)-4"-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBNBB), N-Phenyl-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]spiro-9,9'-bifluoren-2-amin (Abkürzung: PCBASF), N-(1,1'-Biphenyl-4-yl)-9,9-dimethyl-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-9H-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).
Die Lochinjektionsschicht 111 kann durch ein beliebiges bekanntes Abscheidungsverfahren, wie z. B. ein Vakuumverdampfungsverfahren, ausgebildet werden.
<Lochtransportschicht>
Die Lochtransportschicht 112 transportiert die von der ersten Elektrode 101 durch die Lochinjektionsschicht 111 injizierten Löcher zur Licht emittierenden Schicht 113.
Für die Lochtransportschicht 112 wird ein Lochtransportmaterial verwendet. Das vorstehend beschriebene Lochtransportmaterial kann verwendet werden. Es sei angemerkt, dass die Beziehung zwischen dem Lochtransportmaterial, das für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet wird, und dem Lochtransportmaterial, das für die Lochtransportschicht 112 verwendet wird, vorzugsweise wie folgt ist: Das HOMO-Niveau des Lochtransportmaterials, das für die Lochtransportschicht 112 verwendet wird, ist niedriger als oder gleich (tiefer als oder gleich) dem HOMO-Niveau des Lochtransportmaterials, das für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet wird, und die Differenz zwischen den HOMO-Niveaus ist kleiner als oder gleich 0,2 eV. Ferner ist es vorzuziehen, dass es sich bei den Lochtransportmaterialien um das gleiche Material handelt, was zu einer gleichmäßigen Lochinjektion führt.
Es sei angemerkt, dass eine zweite Lochtransportschicht zwischen der Lochtransportschicht 112 und der Licht emittierenden Schicht 113 bereitgestellt werden kann. Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem eine zweite Lochtransportschicht bereitgestellt wird, die Schicht eine Funktion als Elektronenblockierschicht aufweisen kann.
Außerdem ist in dem Fall, in dem die zweite Lochtransportschicht zwischen der Lochtransportschicht 112 und der Licht emittierenden Schicht 113 bereitgestellt wird, im Vergleich zwischen dem HOMO-Niveau eines Lochtransportmaterials, das für die Lochtransportschicht 112 verwendet wird, und dem HOMO-Niveau eines Lochtransportmaterials, das für die zweite Lochtransportschicht verwendet wird, das letztere HOMO-Niveau vorzugsweise tiefer als das erste HOMO-Niveau. Es ist vorzuziehen, dass die Materialien derart ausgewählt werden, dass die Differenz zwischen den HOMO-Niveaus kleiner als oder gleich 0,2 eV ist. Aufgrund des oben beschriebenen Verhältnisses zwischen den HOMO-Niveaus der Lochtransportmaterialien, die für die Lochinjektionsschicht 111 und die Lochtransportschicht, die eine mehrschichtige Struktur aufweist, verwendet werden, werden die Löcher in jede Schicht reibungslos injiziert, was einen Anstieg der Betriebsspannung und einen Mangel an Löchern in der Licht emittierenden Schicht 113 verhindert.
Vorzugsweise weisen die Lochtransportmaterialien, die für die Lochinjektionsschicht 111 und die Lochtransportschicht 112 mit einer mehrschichtigen Struktur verwendet werden, jeweils ein Lochtransport-Gerüst auf. Als Lochtransport-Gerüst werden vorzugsweise ein Carbazol-Gerüst, ein Dibenzofuran-Gerüst, ein Dibenzothiophen-Gerüst und ein Fluoren-Gerüst verwendet, mit denen die HOMO-Niveaus der Lochtransportmaterialien nicht zu flach werden. Die Lochtransportmaterialien, die für benachbarte Schichten in der Lochinjektionsschicht 111 und der Lochtransportschicht 112 mit einer mehrschichtigen Struktur verwendet werden, weisen vorzugsweise das gleiche Lochtransport-Gerüst auf, so dass Löcher reibungslos injiziert werden können. Insbesondere wird vorzugsweise ein Dibenzofuran-Gerüst als Lochtransport-Gerüst verwendet. Außerdem ist vorzugsweise eine Triarylamin-Struktur enthalten.
Die Lochtransportmaterialien, die für benachbarte Schichten in der Lochinjektionsschicht 111 und der Lochtransportschicht 112 mit einer mehrschichtigen Struktur verwendet werden, sind vorzugsweise die gleichen, wobei in diesem Fall Löcher aus einer Schicht in eine benachbarte Schicht in Kathodenrichtung mehr reibungslos injiziert werden können.
Außerdem weist in dem Fall, in dem die zweite Lochtransportschicht zwischen der Lochtransportschicht 112 und der Licht emittierenden Schicht 113 bereitgestellt wird, die zweite Lochtransportschicht vorzugsweise eine Funktion als Elektronenblockierschicht auf. Es sei angemerkt, dass für die zweite Lochtransportschicht, die als Elektronenblockierschicht dient, vorstehend beschriebene Lochtransportmaterialien, die für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet werden können, verwendet werden können. Insbesondere ist vorzugsweise mindestens eines von einem Carbazol-Gerüst, einem Dibenzofuran-Gerüst, einem Dibenzothiophen-Gerüst und einem Fluoren-Gerüst enthalten. Das HOMO-Niveau eines Lochtransportmaterials, das für die zweite Lochtransportschicht verwendet wird, ist vorzugsweise niedriger als oder gleich dem HOMO-Niveau des Lochtransportmaterials, das für die Lochtransportschicht verwendet wird, über der die zweite Lochtransportschicht angeordnet wird, und die Differenz zwischen den HOMO-Niveaus ist vorzugsweise kleiner als oder gleich 0,2 eV. Als Verbindung, die für die zweite Lochtransportschicht verwendet wird, wird bevorzugter eine Verbindung verwendet, die keine Triarylamin-Struktur umfasst, um das HOMO-Niveau dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials in der Licht emittierenden Schicht 113 zu nähern (ein tiefes HOMO-Niveau aufzuweisen). Insbesondere kann eine Verbindung mit einem Carbazol-Gerüst oder eine Verbindung mit einem Naphthalen-Ring, wie z. B. 3,3'-(Naphthalen-1,4-diyl)bis(9-phenyl-9H-carbazol) (Abkürzung: PCzN2), 3,3'-(Naphthalen-1,5-diyl)bis(9-phenyl-9H-carbazol) (Abkürzung: 1,5PC2N), 8,8'-(Naphthalen-1,4-diyl)bis(11-phenyl-11H-benzo[a]carbazol) (Abkürzung: PaBC2N), 12,12'-(Naphthalen-1,4-diyl)bis(9-phenyl-9H-dibenzo[a,c]carbazol) (Abkürzung: PacDBC2N), 10,10'-(Naphthalen-1,4-diyl)bis(7-phenylbenzo[c]carbazol) (Abkürzung: PcBC2N), 11-Phenyl-8-[4-(9-phenylcarbazol-3-yl)-1-naphthyl]benzo[a]carbazol (Abkürzung: PCNPaBC), 7-Phenyl-10-[4-(9-phenylcarbazol-3-yl)-1 -naphthyl]benzo[c]carbazol (Abkürzung: PCNPcBC), 7-Phenyl-10-[5-(9-phenylcarbazol-3-yl)-1-naphthyl]benzo[c]carbazol (Abkürzung: 1,5PCNPcBC) oder 2,2'-(Naphthalen-1,4-diyl)bis(5-phenyl-5H-benzo[b]carbazol) (Abkürzung: PbBC2N), angegeben werden.
<Licht emittierende Schicht>
Die Licht emittierende Schicht 113 der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält eine Licht emittierende Substanz (Gastmaterial) und ein Wirtsmaterial, in dem die Licht emittierende Substanz dispergiert wird.
Als Licht emittierende Substanz (Gastmaterial) können eine Fluoreszenz emittierende Substanz (fluoreszierende Substanz), eine Phosphoreszenz emittierende Substanz (phosphoreszierende Substanz), ein thermisch aktiviertes, verzögert fluoreszierendes (thermally activated delayed fluorescence, TADF-) Material, das eine thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz emittiert, andere Licht emittierende Substanzen oder dergleichen verwendet werden. Als Wirtsmaterial können neben Elektronentransportmaterialien und Lochtransportmaterialien auch verschiedene Ladungsträgertransportmaterialien, wie z. B. das oben beschriebene TADF-Material, verwendet werden. Außerdem können Lochtransportmaterialien, Elektronentransportmaterialien oder dergleichen als Wirtsmaterial verwendet werden. Als Lochtransportmaterialien, Elektronentransportmaterialien oder dergleichen kann/können insbesondere z. B. eine oder mehrere Arten von Materialien verwendet werden, die aus den in dieser Beschreibung beschriebenen Materialien oder bekannten Materialien nach Bedarf ausgewählt werden.
Beispiele für die fluoreszierende Substanz, die als Gastmaterial in der Licht emittierenden Schicht 113 verwendet werden kann, lauten wie folgt. Es können auch andere fluoreszierende Substanzen verwendet werden.
Die Beispiele umfassen 5,6-Bis[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-2,2'-bipyridin (Abkürzung: PAP2BPy), 5,6-Bis[4'-(10-phenyl-9-anthryl)biphenyl-4-yl]-2,2'-bipyridin (Abkürzung: PAPP2BPy), N,N'-Diphenyl-N,N'-bis[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]pyren-1,6-diamin (Abkürzung: 1,6FLPAPrn), N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis[3-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]pyren-1,6-diamin (Abkürzung: 1,6mMemFLPAPrn), N,N'-Bis[4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl]-N,N'-diphenylstilben-4,4'-diamin (Abkürzung: YGA2S), 4-(9H-Carbazol-9-yl)-4'-(10-phenyl-9-anthryl)triphenylamin (Abkürzung: YGAPA), 4-(9H-Carbazol-9-yl)-4'-(9,10-diphenyl-2-anthryl)triphenylamin (Abkürzung: 2YGAPPA), N,9-Diphenyl-N-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: PCAPA), Perylen, 2,5,8,11 -Tetra-tert-butylperylen (Abkürzung: TBP), 4-(10-Phenyl-9-anthryl)-4'-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBAPA), N,N''-(2-tert-Butylanthracen-9,10-diyldi-4,1-phenylen)bis[N,N',N'-triphenyl-1,4-phenylendiamin] (Abkürzung: DPABPA), N,9-Diphenyl-N-[4-(9,10-diphenyl-2-anthryl)phenyl]-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: 2PCAPPA), N-[4-(9,10-Diphenyl-2-anthηl)phenyl]-N,N',N'-triphenyl-1,4-phenylendiamin (Abkürzung: 2DPAPPA), N,N,N',N',N'',N'',N''',N'''-Octaphenyldibenzo[g,p]chrysen-2,7,10,15-tetraamin (Abkürzung: DBC1), Cumarin 30, N-(9,10-Diphenyl-2-anthryl)-N,9-diphenyl-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: 2PCAPA), N-[9,10-Bis(1,1'-biphenyl-2-yl)-2-anthryl]-N,9-diphenyl-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: 2PCABPhA), N-(9,10-Diphenyl-2-anthryl)-N,N',N'-triphenyl-1,4-phenylendiamin (Abkürzung: 2DPAPA), N-[9,10-Bis(1,1'-biphenyl-2-yl)-2-anthryl]-N,N',N'-triphenyl-1,4-phenylendiamin (Abkürzung: 2DPABPhA), 9,10-Bis(1,1'-biphenyl-2-yl)-N-[4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl]-N-phenylanthracen-2-amin (Abkürzung: 2YGABPhA), N,N,9-Triphenylanthracen-9-amin (Abkürzung: DPhAPhA), Cumarin 545T, N,N'-Diphenylchinacridon (Abkürzung: DPQd), Rubren, 5,12-Bis(1,1'-biphenyl-4-yl)-6,11-diphenyltetracen (Abkürzung: BPT), 2-(2-{2-[4-(Dimethylamino)phenyl]ethenyl}-6-methyl-4H-pyran-4-yliden)propandinitril (Abkürzung: DCM1), 2-{2-Methyl-6-[2-(2,3,6,7-tetrahydro-1/-/,5/-/-benzo[ij]chinolizin-9-yl)ethenyl]-4/-/-pyran-4-yliden}propandinitril (Abkürzung: DCM2), N,N,N',N'-Tetrakis(4-methylphenyl)tetracen-5,11-diamin (Abkürzung: p-mPhTD), 7,14-Diphenyl-N,N,N',N'-tetrakis(4-methylphenyl)acenaphtho[1,2-a]fluoranthen-3,10-diamin (Abkürzung: p-mPhAFD), 2-{2-Isopropyl-6-[2-(1,1,7,7-tetramethyl-2,3,6,7-tetrahydro-1 H,5H-benzo[ij]chinolizin-9-yl)ethenyl]-4/-/-pyran-4-yliden}propandinitril (Abkürzung: DCJTI), 2-{2-tert-Butyl-6-[2-(1,1,7,7-tetramethyl-2,3,6,7-tetrahydro-1 H,5H-benzo[ij]chinolizin-9-yl)ethenyl]-4/-/-pyran-4-yliden}propandinitril (Abkürzung: DCJTB), 2-(2,6-Bis{2-[4-(dimethylamino)phenyl]ethenyll-4H-pyran-4-yliden)propandinitril (Abkürzung: BisDCM), 2-{2,6-Bis[2-(8-methoxy-1,1,7,7-tetramethyl-2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[ij]chinolizin-9-yl)ethenyl]-4H-pyran-4-yliden}propandinitril (Abkürzung: BisDCJTM), N,N'-Diphenyl-N,N'-(1,6-pyren-diyl)bis[(6-phenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan)-8-amin] (Abkürzung: 1,6BnfAPrn-03), 3,10-Bis[N-(9-phenyl-9H-carbazol-2-yl)-N-phenylamino]naphtho[2,3-b-6,7-b']bisbenzofuran (Abkürzung: 3,10PCA2Nbf(IV)-02) und 3,1 0-Bis[N-(dibenzofuran-3-yl)-N-phenylamino]naphtho[2,3-b-6,7-b']bisbenzofuran (Abkürzung: 3,10FrA2Nbf(IV)-02). Kondensierte aromatische Diamin-Verbindungen, typischerweise Pyrendiamin-Verbindungen, wie z. B. 1,6FLPAPrn, 1,6mMemFLPAPrn und 1,6BnfAPrn-03, sind wegen ihrer hohen Loch einfangenden Eigenschaften, hohen Emissionseffizienz und hohen Zuverlässigkeit besonders bevorzugt.
Beispiele für die phosphoreszierende Substanz, die als Gastmaterial in der Licht emittierenden Schicht 113 verwendet werden kann, lauten wie folgt.
Die Beispiele umfassen metallorganische Iridiumkomplexe mit 4H-Triazol-Gerüsten, wie z. B. Tris{2-[5-(2-methylphenyl)-4-(2,6-dimethylphenyl)-4H-1,2,4-triazol-3-yl-κ/V2]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]) und Tris[4-(3-biphenyl)-5-isopropyl-3-phenyl-4H-1,2,4-triazolato]iridium(III) (Abkürzung: [Ir(iPrptz-3b)₃]); metallorganische Iridiumkomplexe mit 1H-Triazol-Gerüsten, wie z. B. Tris[3-methyl-1-(2-methylphenyl)-5-phenyl-1H-1,2,4-triazolato]iridium(III) (Abkürzung: [Ir(Mptz1-mp)₃]) und Tris(1-methyl-5-phenyl-3-propyl-1H-1,2,4-triazolato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(Prptz1-Me)₃]); metallorganische Iridiumkomplexe mit Imidazol-Gerüsten, 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-f]phenanthridinato]iridium(lll) (Abkürzung: [Ir(dmpimpt-Me)₃]); und metallorganische Iridiumkomplexe, in denen ein Phenylpyridin-Derivat mit einer elektronenziehenden Gruppe ein Ligand ist, wie z. B. Bis[2-(4',6'-difluorphenyl)pyridinato-N,C²]iridium(III)tetrakis(1-pyrazolyl)borat (Abkürzung: Flr6), Bis[2-(4',6'-difluorphenyl)pyridinato-N,C²']iridium(III)picolinat (Abkürzung: Flrpic), Bis{2-[3',5'-bis(trifluormethyl)phenyl]pyridinato-N,C²'}iridium(III)picolinat (Abkürzung: [Ir(CFsppy)₂(pic)]) und Bis[2-(4',6'-difluorphenyl)pyridinato-N, C²']iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: Flr(acac)). Diese Verbindungen emittieren blaue Phosphoreszenz und weisen einen Emissionspeak bei 440 nm bis 520 nm auf.
Außerdem können ein metallorganischer Iridiumkomplex mit einem Pyrimidin-Gerüst, wie z. B. Tris(4-methyl-6-phenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(mppm)₃]), Tris(4-t-butyl-6-phenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(tBuppm)₃]), (Acetylacetonato)bis(6-methyl-4-phenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(mppm)₂(acac)]), (Acetylacetonato)bis(6-tert-butyl-4-phenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(tBuppm)₂(acac)]), (Acetylacetonato)bis[6-(2-norbornyl)-4-phenylpyrimidinato]iridium(III) (Abkürzung: [Ir(nbppm)₂(acac)]), (Acetylacetonato)bis[5-methyl-6-(2-methylphenyl)-4-phenylpyrimidinato]iridium(III) (Abkürzung: [Ir(mpmppm)₂(acac)]) oder (Acetylacetonato)bis(4,6-diphenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(dppm)₂(acac)]), ein metallorganischer Iridiumkomplex mit einem Pyrazin-Gerüst, wie z. B. (Acetylacetonato)bis(3,5-dimethyl-2-phenylpyrazinato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(mppr-Me)₂(acac)]) oder (Acetylacetonato)bis(5-isopropyl-3-methyl-2-phenylpyrazinato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(mppr-iPr)₂(acac)]), ein metallorganischer Iridiumkomplex 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]) oder Bis(2-phenylchinolinato-N,C²')iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: [Ir(pq)₂(acac)]) sowie ein Seltenerdmetallkomplex, wie z. B. Tris(acetylacetonato)(monophenanthrolin)terbium(III) (Abkürzung: [Tb(acac)₃(Phen)]), angegeben werden. Diese sind hauptsächlich Verbindungen, die eine grüne Phosphoreszenz emittieren und einen Emissionspeak bei 500 nm bis 600 nm aufweisen. Es sei angemerkt, dass ein metallorganischer Iridiumkomplex mit einem Pyrimidin-Gerüst besonders bevorzugt wird, da er sich sowohl durch Zuverlässigkeit als auch durch Emissionseffizienz deutlich auszeichnet.
Außerdem können ein metallorganischer Iridiumkomplex mit einem Pyrimidin-Gerüst, wie z. B. (Diisobutyrylmethanato)bis[4,6-bis(3-methylphenyl)pyrimidinato]iridium(III) (Abkürzung: [Ir(5mdppm)₂(dibm)]), Bis[4,6-bis(3-methylphenyl)pyrimidinato](dipivaloylmethanato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(5mdppm)₂(dpm)]) oder Bis[4,6-di(naphthalen-1-yl)pyrimidinato](dipivaloylmethanato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(d1npm)₂(dpm)]), ein metallorganischer Iridiumkomplex mit einem Pyrazin-Gerüst, wie z. B. (Acetylacetonato)bis(2,3,5-triphenylpyrazinato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(tppr)₂(acac)]), Bis(2,3,5-triphenylpyrazinato)(dipivaloylmethanato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(tppr)₂(dpm)]) oder (Acetylacetonato)bis[2,3-bis(4-fluorphenyl)chinoxalinato]iridium(III) (Abkürzung: [Ir(Fdpq)₂(acac)]), ein metallorganischer Iridiumkomplex mit einem Pyridin-Gerüst, wie z. B. Tris(1-phenylisochinolinato-N,C^2')iridium(III) (Abkürzung: [Ir(piq)₃]) oder Bis(1-phenylisochinolinato-N,C²')iridium(III)-acetylacetonat (Abkürzung: [Ir(piq)₂(acac)]), ein Platinkomplex, wie z. B. 2,3,7,8,12,13,17,18-Octaethyl-21H,23H-porphyrinplatin(II) (Abkürzung: PtOEP), sowie ein Seltenerdmetallkomplex, wie z. B. Tris(1 ,3-diphenyl-1,3-propandionato)(monophenanthrolin)europium(III) (Abkürzung: [Eu(DBM)₃(Phen)]) oder Tris[1-(2-thenoyl)-3,3,3-trifluoracetonato](monophenanthrolin)europium(III) (Abkürzung: [Eu(TTA)₃(Phen)]), angegeben werden. Diese Verbindungen emittieren rote Phosphoreszenz und weisen Emissionspeaks bei 600 nm bis 700 nm auf. Außerdem können die metallorganischen Iridiumkomplexe mit einem Pyrazin-Gerüst eine rote Lichtemission mit vorteilhafter Chromatizität bereitstellen.
Neben den oben beschriebenen Materialien können auch bekannte phosphoreszierende Substanzen verwendet werden.
Beispiele für das TADF-Material, das als Gastmaterial in der Licht emittierenden Schicht 113 verwendet werden kann, lauten wie folgt.
Beispiele für das TADF-Material umfassen ein Fulleren, ein Derivat davon, ein Acridin, ein Derivat davon und ein Eosin-Derivat. Ferner kann ein metallhaltiges Porphyrin, wie z. B. ein Porphyrin, das Magnesium (Mg), Zink (Zn), Cadmium (Cd), Zinn (Sn), Platin (Pt), Indium (In) oder Palladium (Pd) enthält, angegeben werden. Beispiele für das metallhaltige Porphyrin umfassen einen Protoporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (SnF₂(Proto IX)), einen Mesoporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (SnF₂(Meso IX)), einen Hämatoporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (SnF₂(Hämato IX)), einen Coproporphyrin-Tetramethylester-Zinnfluorid-Komplex (SnF₂(Copro III-4Me)), einen Octaethylporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (SnF₂(OEP)), einen Etioporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (SnF₂(Etio I)) und einen Octaethylporphyrin-Platinchlorid-Komplex (PtCl₂OEP), welche durch die folgenden Strukturformeln dargestellt werden.
Alternativ kann eine heterocyclische Verbindung mit einem π-eiektronenreichen heteroaromatischen Ring und/oder einem π-eiektronenarmen heteroaromatischen Ring, die durch die folgenden Strukturformeln dargestellt wird, wie z. B. 2-(Biphenyl-4-yl)-4,6-bis(12-phenylindolo[2,3-a]carbazol-11-yl)-1,3,5-triazin (Abkürzung: PIC-TRZ), 2-{4-[3-(N-Phenyl-9H-carbazol-3-yl)-9H-carbazol-9-yl]phenyll-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: PCCzPTzn), 2-[4-(10H-Phenoxazin-10-yl)phenyl]-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: PXZ-TRZ), 3-[4-(5-Phenyl-5,10-dihydrophenazin-10-yl)phenyl]-4,5-diphenyl-1,2,4-triazol (Abkürzung: PPZ-3TPT), 3-(9,9-Dimethyl-9H-acridin-10-yl)-9H-xanthen-9-on (Abkürzung: ACRXTN), Bis[4-(9,9-dimethyl-9,10-dihydroacridin)phenyl]sulfon (Abkürzung: DMAC-DPS), 10-Phenyl-1 0H, 10'H-spiro[acridin-9,9'-anthracen]-10'-on (Abkürzung: ACRSA), 4-(9'-Phenyl-3,3'-bi-9H-carbazol-9-yl)benzofuro[3,2-d]pyrimidin (Abkürzung: 4PCCzBfpm), 4-[4-(9'-Phenyl-3,3'-bi-9H-carbazol-9-yl)phenyl]benzofuro[3,2-d]pyrimidin (Abkürzung: 4PCCzPBfpm) oder 9-[3-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl]-9'-phenyl-2,3'-bi-9H-carbazol (Abkürzung: mPCCzPTzn-02), verwendet werden.
Eine solche heterocyclische Verbindung wird aufgrund der ausgezeichneten Elektronentransport- und Lochtransporteigenschaften bevorzugt, da sie einen π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring und einen π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring umfasst. Unter Gerüsten mit dem π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring werden ein Pyridin-Gerüst, ein Diazin-Gerüst (ein Pyrimidin-Gerüst, ein Pyrazin-Gerüst und ein Pyridazin-Gerüst) und ein Triazin-Gerüst wegen ihrer hohen Stabilität und Zuverlässigkeit bevorzugt. Insbesondere ein Benzofuropyrimidin-Gerüst, ein Benzothienopyrimidin-Gerüst, ein Benzofuropyrazin-Gerüst und ein Benzothienopyrazin-Gerüst werden wegen ihrer hohen Akzeptoreigenschaften und Zuverlässigkeit bevorzugt.
Unter Gerüsten mit dem π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring weisen ein Acridin-Gerüst, ein Phenoxazin-Gerüst, ein Phenothiazin-Gerüst, ein Furan-Gerüst, ein Thiophen-Gerüst und ein Pyrrol-Gerüst eine hohe Stabilität und eine hohe Zuverlässigkeit auf; demzufolge ist mindestens eines dieser Gerüste vorzugsweise enthalten. Als Furan-Gerüst ist ein Dibenzofuran-Gerüst vorzuziehen. Als Thiophen-Gerüst ist ein Dibenzothiophen-Gerüst vorzuziehen. Als Pyrrol-Gerüst sind ein Indol-Gerüst, ein Carbazol-Gerüst, ein Indolocarbazol-Gerüst, ein Bicarbazol-Gerüst und ein 3-(9-Phenyl-9H-carbazol-3-yl)-9H-carbazol-Gerüst besonders vorzuziehen.
Es sei angemerkt, dass eine Substanz, in der der π-elektronenreiche heteroaromatische Ring direkt an den π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring gebunden ist, besonders bevorzugt wird, da sowohl die Elektronen-Donatoreigenschaft des π-elektronenreichen heteroaromatischen Rings als auch die ElektronenAkzeptoreigenschaft des π-elektronenarmen heteroaromatischen Rings erhöht werden und die Energiedifferenz zwischen dem S₁-Niveau und dem T₁-Niveau klein wird, wodurch eine thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz mit hoher Effizienz erhalten werden kann. Es sei angemerkt, dass ein aromatischer Ring, an den eine elektronenziehende Gruppe, wie z. B. eine Cyano-Gruppe, gebunden ist, anstelle des π-elektronenarmen heteroaromatischen Rings verwendet werden kann. Als π-elektronenreiches Gerüst kann ein aromatisches Amin-Gerüst, ein Phenazin-Gerüst oder ähnliches verwendet werden. Als π-elektronenarmes Gerüst kann ein Xanthen-Gerüst, ein Thioxanthendioxid-Gerüst, ein Oxadiazol-Gerüst, ein Triazol-Gerüst, ein Imidazol-Gerüst, ein Anthrachinon-Gerüst, ein borhaltiges Gerüst, wie z. B. Phenylboran oder Boranthren, ein aromatischer Ring oder ein heteroaromatischer Ring mit einer Cyano-Gruppe oder einer Nitril-Gruppe, wie z. B. Benzonitril oder Cyanobenzol, ein Carbonyl-Gerüst, wie z. B. Benzophenon, ein Phosphinoxid-Gerüst, ein Sulfon-Gerüst oder ähnliches verwendet werden.
Wie oben beschrieben, können ein π-elektronenarmes Gerüst und ein π-elektronenreiches Gerüst anstelle des π-elektronenarmen heteroaromatischen Rings und/oder des π-elektronenreichen heteroaromatischen Rings verwendet werden.
Es sei angemerkt, dass ein TADF-Material ein Material ist, das eine kleine Differenz zwischen dem S1-Niveau und dem T1-Niveau aufweist und eine Funktion aufweist, Triplett-Anregungsenergie in Singulett-Anregungsenergie durch umgekehrtes Intersystem-Crossing umzuwandeln. Ein TADF-Material kann somit unter Verwendung einer geringen Menge an thermischer Energie Triplett-Anregungsenergie in Singulett-Anregungsenergie aufwärts wandeln (d. h. umgekehrtes Intersystem-Crossing) und in effizienter Weise einen Singulett-Anregungszustand erzeugen. Darüber hinaus kann die Triplett-Anregungsenergie in Lumineszenz umgewandelt werden.
Ein Exciplex, dessen Anregungszustand von zwei Arten von Substanzen gebildet wird, weist eine sehr kleine Differenz zwischen dem S1-Niveau und dem T1-Niveau auf und dient als TADF-Material, das Triplett-Anregungsenergie in Singulett-Anregungsenergie umwandeln kann.
Ein bei einer niedrigen Temperatur (z. B. 77 K bis 10 K) beobachtetes Phosphoreszenzspektrum wird für einen Index des T1-Niveaus verwendet. Wenn das Niveau von Energie mit einer Wellenlänge der Linie, die durch Extrapolation einer Tangente an das Fluoreszenzspektrum an einem Schwanz auf der Seite der kurzen Wellenlänge erhalten wird, das S1-Niveau ist und das Niveau von Energie mit einer Wellenlänge der Linie, die durch Extrapolation einer Tangente an das Phosphoreszenzspektrum an einem Schwanz auf der Seite der kurzen Wellenlänge erhalten wird, das T1-Niveau ist, ist die Differenz zwischen dem S1 und dem T1 des TADF-Materials bevorzugt kleiner als oder gleich 0,3 eV, bevorzugter kleiner als oder gleich 0,2 eV.
In dem Fall, in dem ein TADF-Material als Wirtsmaterial in der Licht emittierenden Schicht 113 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.
Obwohl Materialien, die als Wirtsmaterial in der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorzugsweise verwendet werden, bei der Ausführungsform 1 beschrieben werden, können die folgenden Wirtsmaterialien je nach Bedarf als Wirtsmaterial in der Licht emittierenden Schicht 113 verwendet werden.
Als Lochtransportmaterial, das als Wirtsmaterial in der Licht emittierenden Schicht 113 verwendet werden kann, wird vorzugsweise eine Substanz mit einer Löcherbeweglichkeit von höher als oder gleich 1 × 10^-6 cm²/Vs verwendet, wenn die Quadratwurzel der elektrischen Feldstärke [V/cm] 600 ist. Beispiele für die Substanz werden im Folgenden angegeben.
Beispiele für die Substanz umfassen Verbindungen mit einem aromatischen Amin-Gerüst, wie z. B. 4,4'-Bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl (Abkürzung: NPB), N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamin (Abkürzung: TPD), 4,4'-Bis[N-(spiro-9,9'-bifluoren-2-yl)-N-phenylamino]biphenyl (Abkürzung: BSPB), 4-Phenyl-4'-(9-phenylfluoren-9-yl)triphenylamin (Abkürzung: BPAFLP), 4-Phenyl-3'-(9-phenylfluoren-9-yl)triphenylamin (Abkürzung: mBPAFLP), 4-Phenyl-4'-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBA1BP), 4,4'-Diphenyl-4"-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBBi1BP), 4-(1-Naphthyl)-4'-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBANB), 4,4'-Di(1-naphthyl)-4"-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBNBB), 9,9-Dimethyl-N-phenyl-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]fluoren-2-amin (Abkürzung: PCBAF) und N-Phenyl-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]spiro-9,9'-bifluoren-2-amin (Abkürzung: PCBASF), Verbindungen mit einem Carbazol-Gerüst, wie z. B. 1,3-Bis(N-carbazolyl)benzol (Abkürzung: mCP), 4,4'-Di(N-carbazolyl)biphenyl (Abkürzung: CBP), 3,6-Bis(3,5-diphenylphenyl)-9-phenylcarbazol (Abkürzung: CzTP) und 3,3'-Bis(9-phenyl-9H-carbazol) (Abkürzung: PCCP), Verbindungen mit einem Thiophen-Gerüst, wie z. B. 4,4',4"-(Benzol-1,3,5-triyl)tri(dibenzothiophen) (Abkürzung: DBT3P-II), 2,8-Diphenyl-4-[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]dibenzothiophen (Abkürzung: DBTFLP-III) und 4-[4-(9-Phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]-6-phenyldibenzothiophen (Abkürzung: DBTFLP-IV), sowie Verbindungen mit einem Furan-Gerüst, wie z. B. 4,4',4"-(Benzol-1,3,5-triyl)tri(dibenzofuran) (Abkürzung: DBF3P-II) und 4-{3-[3-(9-Phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]phenyl}dibenzofuran (Abkürzung: mmDBFFLBi-II). Unter den vorstehenden Materialien werden die Verbindung mit einem aromatischen Amin-Gerüst und die Verbindung mit einem Carbazol-Gerüst bevorzugt, da sie sehr zuverlässig sind und hohe Lochtransporteigenschaften aufweisen, wodurch sie zu einer Verringerung der Betriebsspannung beitragen. Außerdem können die organischen Verbindungen, die als Beispiele für die vorstehende zweite organische Verbindung angegeben werden, verwendet werden.
Als Elektronentransportmaterial, das als Wirtsmaterial in der Licht emittierenden Schicht 113 verwendet werden kann, wird vorzugsweise eine Substanz mit einer Elektronenbeweglichkeit von höher als oder gleich 1 × 10^-6 cm²/Vs verwendet, wenn die Quadratwurzel der elektrischen Feldstärke [V/cm] 600 ist. Beispiele für die Substanz werden im Folgenden angegeben. Darüber hinaus kann auch ein Elektronentransportmaterial verwendet werden, das bei der später beschriebenen Elektronentransportschicht 114 verwendet werden kann.
Beispiele für das Elektronentransportmaterial umfassen Metallkomplexe, wie z. B. Bis(10-hydroxybenzo[h]chinolinato)beryllium(II) (Abkürzung: BeBq₂), Bis(2-methyl-8-chinolinolato)(4-phenylphenolato)aluminium(III) (Abkürzung: BAIq), Bis(8-chinolinolato)zink(II) (Abkürzung: Znq), Bis[2-(2-benzoxazolyl)phenolato]zink(II) (Abkürzung: ZnPBO) und Bis[2-(2-benzothiazolyl)phenolato]zink(II) (Abkürzung: ZnBTZ); heterocyclische Verbindungen mit einem Polyazol-Gerüst, wie z. B. 2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol (Abkürzung: PBD), 3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-(4-tert-butylphenyl)-1,2,4-triazol (Abkürzung: TAZ), 1,3-Bis[5-(p-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol-2-yl]benzol (Abkürzung: OXD-7), 9-[4-(5-Phenyl-1,3,4-oxadiazol-2-yl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: CO11), 2,2',2"-(1,3,5-Benzentriyl)tris(1-phenyl-1H-benzimidazol) (Abkürzung: TPBI) und 2-[3-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]-1-phenyl-1H-benzimidazol (Abkürzung: mDBTBIm-II); heterocyclische Verbindungen mit einem Diazin-Gerüst, wie z. B. 2-[3-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 2mDBTPDBq-II), 2-[3'-(Dibenzothiophen-4-yl)biphenyl-3-yl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 2mDBTBPDBq-II), 2-[3'-(9H-Carbazol-9-yl)biphenyl-3-yl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 2mCzBPDBq), 4,6-Bis[3-(phenanthren-9-yl)phenyl]pyrimidin (Abkürzung: 4,6mPnP2Pm) und 4,6-Bis[3-(4-dibenzothienyl)phenyl]pyrimidin (Abkürzung: 4,6mDBTP2Pm-II); und heterocyclische Verbindungen mit einem Pyridin-Gerüst, wie z. B. 3,5-Bis[3-(9H-carbazol-9-yl)phenyl]pyridin (Abkürzung: 35DCzPPy) und 1,3,5-Tri[3-(3-pyridyl)phenyl]benzol (Abkürzung: TmPyPB). Unter den vorstehenden Materialien sind die heterocyclische Verbindung mit einem Diazin-Gerüst und die heterocyclische Verbindung mit einem Pyridin-Gerüst zuverlässig und werden somit bevorzugt. Insbesondere weist die heterocyclische Verbindung mit einem Diazin- (Pyrimidin- oder Pyrazin-) Gerüst eine hohe Elektronentransporteigenschaft auf, wodurch sie zu einer Verringerung der Betriebsspannung beiträgt.
In dem Fall, in dem das TADF-Material als Wirtsmaterial in der Licht emittierenden Schicht 113 verwendet wird, können auch die oben beschriebenen Materialien verwendet werden. Wenn das TADF-Material als Wirtsmaterial verwendet wird, wird die im TADF-Material erzeugte Triplett-Anregungsenergie durch umgekehrtes Intersystem-Crossing in Singulett-Anregungsenergie umgewandelt und auf die Emissionszentrum-Substanz übertragen, wodurch die Emissionseffizienz der Licht emittierenden Vorrichtung erhöht werden kann. Dabei dient das TADF-Material als Energiedonator und die Emissionszentrum-Substanz als Energieakzeptor. Daher ist die Verwendung des TADF-Materials als Wirtsmaterial sehr effektiv, wenn eine fluoreszierende Substanz als Gastmaterial verwendet wird. In diesem Fall ist es vorzuziehen, dass das S1-Niveau des TADF-Materials höher ist als das S1-Niveau der fluoreszierenden Substanz, um eine hohe Emissionseffizienz zu erreichen. Außerdem ist das T1-Niveau des TADF-Materials vorzugsweise höher als das S1-Niveau der fluoreszierenden Substanz. Daher ist das T1 - Niveau des TADF-Materials vorzugsweise höher als das T1-Niveau der fluoreszierenden Substanz.
Auch ein TADF-Material, das Licht emittiert, dessen Wellenlänge sich mit der Wellenlänge eines Absorptionsbandes auf der niedrigsten Energieseite der fluoreszierenden Substanz überlappt, wird vorzugsweise verwendet. Dadurch kann die Anregungsenergie von dem TADF-Material auf die fluoreszierende Substanz leicht übertragen werden und eine Lichtemission demzufolge effizient erhalten werden, was vorzuziehen ist.
Um von der Triplett-Anregungsenergie durch umgekehrtes Intersystem-Crossing effizient Singulett-Anregungsenergie zu erzeugen, erfolgt außerdem die Ladungsträgerrekombination vorzugsweise im TADF-Material. Es ist auch vorzuziehen, dass die im TADF-Material erzeugte Triplett-Anregungsenergie nicht auf die Triplett-Anregungsenergie der fluoreszierenden Substanz übertragen wird. Aus diesem Grund weist die fluoreszierende Substanz vorzugsweise eine Schutzgruppe um einen Luminophor (ein Gerüst, das die Lichtemission herbeiführt) der fluoreszierenden Substanz auf. Als Schutzgruppe werden vorzugsweise ein Substituent ohne π-Bindung 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. Ferner ist es vorzuziehen, dass die fluoreszierende Substanz eine Vielzahl von Schutzgruppen aufweist. Die Substituenten, die keine π-Bindung haben, weisen eine schlechte Ladungsträgertransportleistung auf, wodurch das TADF-Material und der Luminophor der fluoreszierenden Substanz voneinander entfernt sein können, ohne den Ladungsträgertransport oder die Ladungsträgerrekombination in hohem Maße zu beeinflussen. Der Luminophor bezieht sich hier auf eine Atomgruppe (Gerüst), die die Lichtemission in einer fluoreszierenden Substanz herbeiführt. Der Luminophor ist bevorzugt 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 eine fluoreszierende Substanz 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 aufgrund ihrer hohen Fluoreszenzquantenausbeute bevorzugt.
In dem Fall, in dem eine fluoreszierende Substanz als Gastmaterial in der Licht emittierenden Schicht 113 verwendet wird, wird ein Material mit einem Anthracen-Gerüst vorteilhaft als Wirtsmaterial eingesetzt. Die Verwendung einer Substanz mit einem Anthracen-Gerüst ermöglicht, dass eine Licht emittierende Schicht, die eine hohe Emissionseffizienz und Beständigkeit aufweist, erhalten werden kann. Unter den Substanzen mit einem Anthracen-Gerüst ist eine Substanz mit einem Diphenylanthracen-Gerüst, insbesondere eine Substanz mit einem 9,10-Diphenylanthracen-Gerüst, chemisch stabil und wird somit bevorzugt.
Das Wirtsmaterial weist bevorzugt ein Carbazol-Gerüst auf, da die Lochinjektions- und Lochtransporteigenschaften erhöht werden; bevorzugter weist das Wirtsmaterial ein Benzocarbazol-Gerüst, in dem ein Benzolring ferner zu Carbazol kondensiert wird, auf, da das HOMO-Niveau davon um ungefähr 0,1 eV flacher ist als dasjenige von Carbazol, wodurch Löcher leicht in das Wirtsmaterial eindringen. Insbesondere umfasst das Wirtsmaterial vorzugsweise ein Dibenzocarbazol-Gerüst, da das HOMO-Niveau davon um ungefähr 0,1 eV flacher ist als dasjenige von Carbazol, so dass Löcher leicht in das Wirtsmaterial eindringen, die Lochtransporteigenschaft verbessert wird und die Wärmebeständigkeit erhöht wird.
Daher ist eine Substanz, die sowohl ein 9,10-Diphenylanthracen-Gerüst, d. h. ein Anthracen-Gerüst, als auch ein Carbazol-Gerüst (oder ein Benzocarbazol-Gerüst oder ein Dibenzocarbazol-Gerüst) besitzt, als Wirtsmaterial noch stärker vorzuziehen. Es sei angemerkt, dass im Hinblick auf eine Verbesserung der oben beschriebenen Lochinjektions- und Lochtransporteigenschaften anstelle eines Carbazol-Gerüsts ein Benzofluoren-Gerüst oder Dibenzofluoren-Gerüst verwendet werden kann. Beispiele für eine derartige Substanz umfassen 9-Phenyl-3-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: PCzPA), 3-[4-(1-Naphthyl)-phenyl]-9-phenyl-9H-carbazol (Abkürzung: PCPN), 9-[4-(10-Phenyl-9-anthracenyl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: CzPA), 7-[4-(10-Phenyl-9-anthryl)phenyl]-7H-dibenzo[c,g]carbazol (Abkürzung: cgDBCzPA), 6-[3-(9,10-Diphenyl-2-anthryl)phenyl]-benzo[b]naphtho[1,2-d]furan (Abkürzung: 2mBnfPPA), 9-Phenyl-10-{4-(9-phenyl-9/-/-fluoren-9-yl)biphenyl-4'-yl}anthracen (Abkürzung: FLPPA) und 9-(1-Naphthyl)-10-[4-(2-naphthyl)phenyl]anthracen (Abkürzung: αN-βNPAnth). Es sei angemerkt, dass CzPA, cgDBCzPA, 2mBnfPPA und PCzPA aufgrund ihrer ausgezeichneten Eigenschaften bevorzugt werden.
Es sei angemerkt, dass es sich bei dem Wirtsmaterial um eine Mischung mehrerer Arten von Substanzen handeln kann; im Falle der Verwendung eines gemischten Wirtsmaterials werden vorzugsweise ein Elektronentransportmaterial und ein Lochtransportmaterial gemischt. Indem ein Elektronentransportmaterial und ein Lochtransportmaterial gemischt werden, kann die Transporteigenschaft der Licht emittierenden Schicht 113 leicht gesteuert werden, und ein Rekombinationsbereich kann auf einfache Weise gesteuert werden. Das Gewichtsverhältnis des Gehalts des Lochtransportmaterials zu dem Gehalt des Elektronentransportmaterials kann 1:19 bis 19:1 sein.
Es sei angemerkt, dass eine phosphoreszierende Substanz als Teil des Wirtsmaterials in dem Fall verwendet werden kann, in dem das Wirtsmaterial wie oben beschrieben durch Mischen einer Vielzahl von Arten von Substanzen ausgebildet wird. Wenn eine fluoreszierende Substanz als Emissionszentrum-Substanz verwendet wird, kann eine phosphoreszierende Substanz als Energiedonator für die Zufuhr von Anregungsenergie zu der fluoreszierenden Substanz verwendet werden.
Aus diesen gemischten Materialien kann ein Exciplex gebildet werden. Wenn diese gemischten Materialien derart ausgewählt werden, dass sie einen Exciplex bilden, der eine Lichtemission aufweist, deren Wellenlänge sich mit der Wellenlänge eines Absorptionsbandes auf der niedrigsten Energieseite der Licht emittierenden Substanz überlappt, kann die Energie gleichmäßig übertragen und eine effiziente Lichtemission erzielt werden. Die Verwendung einer solchen Struktur wird bevorzugt, da die Betriebsspannung reduziert werden kann.
Es sei angemerkt, dass mindestens eines der Materialien, die einen Exciplex bilden, eine phosphoreszierende Substanz sein kann. In diesem Fall kann die Triplett-Anregungsenergie durch umgekehrtes Intersystem-Crossing effizient in Singulett-Anregungsenergie umgewandelt werden.
Die Kombination aus einem Elektronentransportmaterial und einem Lochtransportmaterial, dessen HOMO-Niveau höher als oder gleich dem des Elektronentransportmaterials ist, ist für die Bildung eines Exciplexes vorzuziehen. Außerdem ist das LUMO-Niveau des Lochtransportmaterials vorzugsweise höher als oder gleich dem des Elektronentransportmaterials. Es sei angemerkt, dass die LUMO-Niveaus und die HOMO-Niveaus der Materialien von den elektrochemischen Eigenschaften (den Reduktionspotentialen und den Oxidationspotentialen) der Materialien erhalten werden können, die durch Cyclovoltammetrie (CV) gemessen werden.
Die Bildung eines Exciplexes kann beispielsweise durch ein Phänomen festgestellt werden, bei dem das Emissionsspektrum des gemischten Films, in dem das Lochtransportmaterial und das Elektronentransportmaterial gemischt sind, auf die Seite der längeren Wellenlänge verschoben wird als die Emissionsspektren jedes der Materialien (oder einen anderen Peak auf der Seite der längeren Wellenlänge aufweist), wobei das Phänomen durch Vergleich der Emissionsspektren des Lochtransportmaterials, des Elektronentransportmaterials und des gemischten Films dieser Materialien beobachtet wird. Alternativ kann die Bildung eines Exciplexes durch einen Unterschied der transienten Reaktion, wie z. B. ein Phänomen, bei dem die transiente PL-Lebensdauer des gemischten Films mehr langlebige Komponenten oder einen größeren Anteil verzögerter Komponenten aufweist als die der einzelnen Materialien, festgestellt werden, wobei der Unterschied durch einen Vergleich der transienten Photolumineszenz (PL) des Lochtransportmaterials, des Elektronentransportmaterials und des gemischten Films der Materialien beobachtet wird. Die transiente PL kann als transiente Elektrolumineszenz (EL) umformuliert werden. Das heißt, dass die Bildung eines Exciplexes auch durch einen Unterschied der transienten Reaktion festgestellt werden kann, der durch einen Vergleich der transienten EL des Lochtransportmaterials, des Elektronentransportmaterials und des Mischfilms der Materialien beobachtet wird.
<Elektronentransportschicht>
Die Elektronentransportschicht 114 überträgt die von der zweiten Elektrode 102 injizierten Elektronen auf die Licht emittierende Schicht 113 und ist in Kontakt mit der Licht emittierenden Schicht 113. Es sei angemerkt, dass die Elektronentransportschicht 114 zusätzlich zu einem Elektronentransportmaterial ein beliebiges der Metalle, Metallsalze, Metalloxide und Metallkomplexe enthält. Insbesondere wird ein Metallkomplex, der ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall enthält, vorzugsweise verwendet. Ein beliebiges solcher Metalle, Metallsalze, Metalloxide und Metallkomplexe ist in einem beliebigen Bereich der Elektronentransportschicht 114 oder in einer beliebigen Schicht in dem Fall enthalten, in dem die Elektronentransportschicht 114 beispielsweise eine mehrschichtige Struktur aufweist. Das LUMO-Niveau des Elektronentransportmaterials in der Elektronentransportschicht 114 in Kontakt mit der Licht emittierenden Schicht 113 (oder einer Schicht in Kontakt mit der Licht emittierenden Schicht bei der mehrschichtigen Struktur) ist tiefer (niedriger) als das LUMO-Niveau des Wirtsmaterials, das in der Licht emittierenden Schicht 113 verwendet wird. Die Differenz zwischen dem LUMO-Niveau des Elektronentransportmaterials und dem LUMO-Niveau des Wirtsmaterials ist bevorzugt größer als oder gleich 0,15 eV und kleiner als oder gleich 0,40 eV, oder größer als oder gleich 0,20 eV und kleiner als oder gleich 0,40 eV, bevorzugter größer als oder gleich 0,20 eV und kleiner als oder gleich 0,35 eV.
Obwohl Materialien, die als Elektronentransportmaterial in der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorzugsweise verwendet werden, bei der Ausführungsform 1 beschrieben werden, können die folgenden Elektronentransportmaterialien je nach Bedarf als Elektronentransportmaterial (d. h. fünfte Substanz und siebte Substanz) in der Elektronentransportschicht 114 verwendet werden.
Als Elektronentransportmaterial, das für die Elektronentransportschicht 114 verwendet wird, wird das Elektronentransportmaterial mit einem HOMO-Niveau von höher als oder gleich -6,0 eV bevorzugt. Die Elektronenbeweglichkeit des Elektronentransportmaterials mit einem HOMO-Niveau von höher als oder gleich -6,0 eV ist in dem Fall, in dem die Quadratwurzel der Intensität des elektrischen Feldes [V/cm] 600 ist, bevorzugt höher als oder gleich 1 × 10^-7 cm²/Vs und niedriger als oder gleich 1 × 10^-5 cm², bevorzugter höher als oder gleich 1 × 10^-7 cm²/Vs und niedriger als oder gleich 5 × 10^-5 cm².
Es sei angemerkt, dass das Elektronentransportmaterial mit einem HOMO-Niveau von höher als oder gleich -6,0 eV bevorzugt ein Anthracen-Gerüst, bevorzugter ein Anthracen-Gerüst und ein heterocyclisches Gerüst aufweist.
Darüber hinaus können einige der oben beschriebenen Elektronentransportmaterialien, die als Wirtsmaterial verwendet werden können, oder die oben beschriebenen Materialien, die als Materialien angegeben worden sind, die in Kombination mit der oben beschriebenen fluoreszierenden Substanz als Wirtsmaterial verwendet werden können, in der Elektronentransportschicht 114 verwendet werden.
Obwohl bevorzugte Beispiele für Metalle, Metallsalze, Metalloxide oder Metallkomplexe (d. h. sechste Substanz und achte Substanz) in der Elektronentransportschicht 114 bei der Ausführungsform 1 beschrieben werden, können die folgenden Substanzen je nach Bedarf verwendet werden.
Beispiele für die Metalle sind Alkalimetalle, Erdalkalimetalle und Seltenerdmetalle. Spezifische Beispiele sind Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr, Ba und dergleichen.
Beispiele für die Metallsalze sind Halogenide und Carbonate der vorstehenden Metalle. Spezifische Beispiele sind LiF, NaF, KF, RbF, CsF, MgF₂, CaF₂, SrF₂, BaF₂, LiCl, NaCl, KCl, RbCl, CsCl, MgCl₂, CaCl₂, SrCl₂, BaCl₂, Li₂CO₃, CS₂CO₃ und dergleichen.
Beispiele für die Metalloxide sind Oxide der vorstehenden Metalle. Spezifische Beispiele sind Li₂O, Na₂0, Cs₂O, MgO, CaO und dergleichen.
Wie bei der Ausführungsform 1 beschrieben, ist die sechste Substanz (und die achte Substanz) vorzugsweise ein Metallkomplex. Der Metallkomplex ist vorzugsweise ein Metallkomplex, der einen Liganden mit einer 8-Hydroxychinolinato-Struktur und ein einwertiges Metallion umfasst. Beispiele für den Liganden mit einer 8-Hydroxychinolinato-Struktur sind 8-Hydroxychinolinato, Methyl-substituiertes (z. B. 2-Methyl-substituiertes oder 5-Methyl-substituiertes) 8-Hydroxychinolinato und dergleichen. Es sei angemerkt, dass die 8-Hydroxychinolinato-Struktur eine Struktur bezeichnet, bei der ein Proton einer -OH-Gruppe in substituiertem oder nicht substituiertem 8-Hydroxychinolinol abgetrennt worden ist.
Beispiele für die vorstehenden Metallkomplexe mit Alkalimetallen oder Erdalkalimetallen sind 8-(Hydroxychinolinato)lithium (Abkürzung: Liq), welches ein Lithiumkomplex ist, der einen Liganden mit einer 8-Hydroxychinolinato-Struktur aufweist, 8-(Hydroxychinolinato)natrium (Abkürzung: Naq), welches ein Natriumkomplex ist, der einen Liganden mit einer 8-Hydroxychinolinato-Struktur aufweist, 8-(Hydroxychinolinato)kalium (Abkürzung: Kq), welches ein Kaliumkomplex ist, der einen Liganden mit einer 8-Hydroxychinolinato-Struktur aufweist, Bis(8-hydroxychinolinato)magnesium (Abkürzung: Mgq₂), welches ein Magnesiumkomplex ist, der einen Liganden mit einer 8-Hydroxychinolinato-Struktur aufweist, und Beispiele für andere Metallkomplexe sind Bis(8-hydroxychinolinato)zink (Abkürzung: Znq₂), welches ein Zinkkomplex ist, der einen Liganden mit einer 8-Hydroxychinolinato-Struktur aufweist, und dergleichen.
<Elektroneninjektionsschicht>
Die Elektroneninjektionsschicht 115 ist eine Schicht zur Erhöhung der Effizienz der Elektroneninjektion von einer Kathode 102 und wird vorzugsweise unter Verwendung eines Materials ausgebildet, dessen Wert des LUMO-Niveaus eine kleine Differenz (0,5 eV oder weniger) zur Austrittsarbeit eines Materials, das für die Kathode 102 verwendet wird, aufweist. Somit kann die Elektroneninjektionsschicht 115 unter Verwendung eines Alkalimetalls, eines Erdalkalimetalls oder einer Verbindung davon, wie z. B. Lithium, Cäsium, Lithiumfluorid (LiF), Cäsiumfluorid (CsF), Calciumfluorid (CaF₂), 8-(Hydroxychinolinato)lithium (Abkürzung: Liq), 2-(2-Pyridyl)phenolatolithium (Abkürzung: LiPP), 2-(2-Pyridyl)-3-pyridinolatolithium (Abkürzung: LiPPy), 4-Phenyl-2-(2-Pyridyl)phenolato-Lithium (Abkürzung: LiPPP), Lithiumoxid (LiO_x) oder Cäsiumcarbonat, ausgebildet werden. Auch eine Seltenerdmetallverbindung wie Erbiumfluorid (ErF₃) kann verwendet werden.
Wenn eine Ladungserzeugungsschicht 104 zwischen zwei EL-Schichten (103a und 103b) wie in der Licht emittierenden Vorrichtung in 3B bereitgestellt ist, kann eine Struktur erhalten werden, bei der mehrere EL-Schichten zwischen dem Elektrodenpaar übereinander angeordnet sind (auch als Tandemstruktur bezeichnet). Es sei angemerkt, dass in dieser Ausführungsform die Funktionen und Materialien der Lochinjektionsschicht (111), der Lochtransportschicht (112), der Licht emittierenden Schicht (113), der Elektronentransportschicht (114) und der Elektroneninjektionsschicht (115), die in 3A dargestellt werden, gleich wie diejenigen von Lochinjektionsschichten (111a und 111b), Lochtransportschichten (112a und 112b), Licht emittierenden Schichten (113a und 113b), Elektronentransportschichten (114a und 114b) und Elektroneninjektionsschichten (115a und 115b) sind, die in 3B dargestellt werden.
<Ladungserzeugungsschicht>
In der Licht emittierenden Vorrichtung in 3B weist die Ladungserzeugungsschicht 104 die Funktion auf, Elektronen in die EL-Schicht 103a auf der Seite der ersten Elektrode 101 (Anode) zu injizieren und Löcher in die EL-Schicht 103b auf der Seite der zweiten Elektrode 102 (Kathode) zu injizieren, wenn eine Spannung zwischen der ersten Elektrode (Anode) 101 und der zweiten Elektrode (Kathode) 102 angelegt wird. Die Ladungserzeugungsschicht 104 kann entweder eine Schicht vom p-Typ, in der ein Elektronenakzeptor (Akzeptor) zu einem Lochtransportmaterial hinzugefügt wird, oder eine Schicht vom n-Typ sein, in der ein Elektronendonator (Donator) zu einem Elektronentransportmaterial hinzugefügt wird. Alternativ können diese beiden Schichten übereinander angeordnet werden. Alternativ können die p-Typ-Schicht und eine Elektronenweiterleitungsschicht und/oder eine Elektroneninjektionspufferschicht, die später beschrieben werden, kombiniert werden. Es sei angemerkt, dass das Ausbilden der Ladungserzeugungsschicht 104 unter Verwendung eines beliebigen der vorstehenden Materialien einen durch die Schichtanordnung der EL-Schichten verursachten Anstieg der Betriebsspannung unterdrücken kann.
In dem Fall, in dem die Ladungserzeugungsschicht 104 eine Struktur (p-Typ-Schicht) aufweist, bei der einem Lochtransportmaterial ein Elektronenakzeptor zugesetzt ist, kann ein beliebiges der Materialien, die bei dieser Ausführungsform beschrieben worden sind, als Lochtransportmaterial verwendet werden. Es ist möglich, als Elektronenakzeptor 7,7,8,8-Tetracyano-2,3,5,6-tetrafluorchinodimethan (Abkürzung: F₄-TCNQ), Chloranil und dergleichen zu verwenden. Weitere Beispiele umfassen Oxide von Metallen, die zur Gruppe 4 bis Gruppe 8 des Periodensystems gehören. Spezifische Beispiele sind Vanadiumoxid, Nioboxid, Tantaloxid, Chromoxid, Molybdänoxid, Wolframoxid, Manganoxid und Rheniumoxid.
In dem Fall, in dem die Ladungserzeugungsschicht 104 eine Struktur (n-Typ-Schicht) aufweist, bei der einem Elektronentransportmaterial ein Elektronendonator zugesetzt ist, kann ein beliebiges der Materialien, die bei dieser Ausführungsform beschriebenen worden sind, als Elektronentransportmaterial verwendet werden. Es ist möglich, als Elektronendonator ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall, ein Seltenerdmetall, Metalle, die zu den Gruppen 2 und 13 des Periodensystems gehören, oder ein Oxid oder Carbonat davon zu verwenden. Insbesondere wird vorzugsweise Lithium (Li), Cäsium (Cs), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Ytterbium (Yb), Indium (In), Lithiumoxid, Cäsiumcarbonat oder dergleichen verwendet. Eine organische Verbindung, wie z. B. Tetrathianaphthacen, kann als Elektronendonator verwendet werden.
Wenn die Elektronenweiterleitungsschicht, die vorzugsweise wie oben beschrieben mit der p-Typ-Schicht kombiniert wird, zwischen der Elektroneninjektionspufferschicht und der p-Typ-Schicht bereitgestellt ist, hat die Elektronenweiterleitungsschicht die Funktion, eine Wechselwirkung zwischen der Elektroneninjektionspufferschicht und der p-Typ-Schicht zu verhindern und Elektronen gleichmäßig zu übertragen. Die Elektronenweiterleitungsschicht enthält mindestens ein Elektronentransportmaterial, und das LUMO-Niveau des Elektronentransportmaterials liegt vorzugsweise zwischen dem LUMO-Niveau der elektronenaufnehmenden Substanz in der p-Typ-Schicht und dem LUMO-Niveau einer Substanz in der Elektroneninjektionspufferschicht. Das LUMO-Niveau des Elektronentransportmaterials in der Elektronenweiterleitungsschicht ist insbesondere bevorzugt höher als oder gleich -5,0 eV, bevorzugter höher als oder gleich -5,0 eV und niedriger als oder gleich -3,0 eV. Es sei angemerkt, dass als Elektronentransportmaterial in der Elektronenweiterleitungsschicht vorzugsweise ein auf Phthalocyanin basierendes Material oder ein Metallkomplex, der eine Metall-Sauerstoff-Bindung und einen aromatischen Liganden umfasst, verwendet wird.
Eine Substanz mit einer hohen Elektroneninjektionseigenschaft kann für die Elektroneninjektionspufferschicht verwendet werden. Beispielsweise kann ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall, ein Seltenerdmetall oder eine Verbindung davon (eine Alkalimetall-Verbindung (darunter auch ein Oxid, wie z. B. Lithiumoxid, ein Halogenid und ein Carbonat, wie z. B. Lithiumcarbonat und Cäsiumcarbonat), eine ErdalkalimetallVerbindung (darunter auch ein Oxid, ein Halogenid und ein Carbonat) oder eine Seltenerdmetall-Verbindung (darunter auch ein Oxid, ein Halogenid und ein Carbonat)) verwendet werden.
In dem Fall, in dem die Elektroneninjektionspufferschicht das Elektronentransportmaterial und eine Elektronendonatorsubstanz enthält, kann als Elektronendonatorsubstanz auch eine organische Verbindung, wie z. B. Tetrathianaphthacen (Abkürzung: TTN), Nickelocen oder Decamethylnickelocen, verwendet werden, ebenso wie ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall, ein Seltenerdmetall und eine Verbindung davon (eine Alkalimetallverbindung (darunter auch ein Oxid, wie z. B. Lithiumoxid, ein Halogenid und ein Carbonat, wie z. B. Lithiumcarbonat oder Cäsiumcarbonat), eine Erdalkalimetallverbindung (darunter auch ein Oxid, ein Halogenid und ein Carbonat) oder eine Seltenerdmetallverbindung (darunter auch ein Oxid, ein Halogenid und ein Carbonat)). Als Elektronentransportmaterial kann ein Material, das dem vorstehend beschriebenen Material für die Elektronentransportschicht ähnlich ist, verwendet werden.
Obwohl 3B die Struktur darstellt, bei der zwei EL-Schichten 103 übereinander angeordnet sind, können drei oder mehr EL-Schichten übereinander angeordnet werden, wobei Ladungserzeugungsschichten jeweils zwischen zwei benachbarten EL-Schichten bereitgestellt werden.
Die oben beschriebene Ladungserzeugungsschicht kann anstelle der oben beschriebenen Elektroneninjektionsschicht verwendet werden. In diesem Fall werden die Elektroneninjektionspufferschicht, die Elektronenweiterleitungsschicht und die p-Typ-Schicht vorzugsweise in dieser Reihenfolge von der Seite der Anode aus angeordnet.
<Substrat>
Die bei dieser Ausführungsform beschriebene Licht emittierende Vorrichtung kann über einem beliebigen verschiedener Substrate ausgebildet werden. Es sei angemerkt, dass die Substratart nicht auf eine bestimmte Art beschränkt ist. Beispiele für das Substrat umfassen Halbleitersubstrate (z. B. ein einkristallines Substrat und ein Siliziumsubstrat), ein SOI-Substrat, ein Glassubstrat, ein Quarzsubstrat, ein Kunststoffsubstrat, ein Metallsubstrat, ein Edelstahlsubstrat, ein Substrat, das eine Edelstahlfolie enthält, ein Wolframsubstrat, ein Substrat, das eine Wolframfolie enthält, ein flexibles Substrat, einen Befestigungsfilm, Papier, das ein Fasermaterial enthält, und einen Basismaterialfilm.
Beispiele für das Glassubstrat umfassen ein Bariumborosilikatglas-Substrat, ein Aluminiumborosilikatglas-Substrat und ein Kalknatronglas-Substrat. Beispiele für das flexible Substrat, den Befestigungsfilm und den Basismaterialfilm umfassen Kunststoffe, die typischerweise Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphthalat (PEN) und Polyethersulfon (PES) sind; ein synthetisches Harz, wie z. B. ein Acrylharz; Polypropylen; Polyester; Polyvinylfluorid; Polyvinylchlorid; Polyamid; Polyimid; ein Aramidharz; ein Epoxidharz; einen durch Verdampfung abgeschiedenen anorganischen Film; und Papier.
Für die Herstellung der Licht emittierenden Vorrichtung dieser Ausführungsform kann ein Vakuumprozess, wie z. B. ein Verdampfungsverfahren, oder ein Lösungsprozess, wie z. B. ein Rotationsbeschichtungsverfahren oder ein Tintenstrahlverfahren, verwendet werden. Wenn ein Verdampfungsverfahren verwendet wird, kann ein physikalisches Gasphasenabscheidungsverfahren (physical vapor deposition method, PVD-Verfahren), wie z. B. ein Sputterverfahren, ein Ionenplattierungsverfahren, ein Ionenstrahlverdampfungsverfahren, ein Molekularstrahlverdampfungsverfahren oder ein Vakuumverdampfungsverfahren, ein chemisches Gasphasenabscheidungsverfahren (chemical vapor deposition method, CVD-Verfahren) oder dergleichen verwendet werden. Insbesondere können die in den EL-Schichten enthaltenen Funktionsschichten (die Lochinjektionsschichten (111, 111a und 111b), die Lochtransportschichten (112, 112a und 112b), die Licht emittierenden Schichten (113, 113a und 113b), die Elektronentransportschichten (114, 114a und 114b) und die Elektroneninjektionsschichten (115, 115a und 115b)) sowie die Ladungserzeugungsschicht (104) in der Licht emittierenden Vorrichtung durch ein Verdampfungsverfahren (z. B. ein Vakuumverdampfungsverfahren), ein Beschichtungsverfahren (z. B. ein Tauchbeschichtungsverfahren, ein Düsenbeschichtungsverfahren, ein Stabbeschichtungsverfahren, ein Rotationsbeschichtungsverfahren oder ein Sprühbeschichtungsverfahren), ein Druckverfahren (z. B. ein Tintenstrahlverfahren, Siebdruck (Schablonendruck), einen Offset-Druck (Flachdruck), Flexodruck (Hochdruck), Tiefdruck, Mikrokontaktdruck oder Nanoprägelithographie) oder dergleichen ausgebildet werden.
Es sei angemerkt, dass Materialien, die für die in den EL-Schichten (103, 103a und 103b) enthaltenen Funktionsschichten (die Lochinjektionsschichten (111, 111a und 111b), die Lochtransportschichten (112, 112a und 112b), die Licht emittierenden Schichten (113, 113a und 113b), die Elektronentransportschichten (114, 114a und 114b) und die Elektroneninjektionsschichten (115, 115a und 115b)) sowie die Ladungserzeugungsschicht (104) der bei dieser Ausführungsform beschriebenen Licht emittierenden Vorrichtung verwendet werden können, nicht auf die vorstehenden Materialien beschränkt sind, und andere Materialien können in Kombination verwendet werden, solange die Funktionen der Schichten sichergestellt werden. Beispielsweise kann eine hochmolekulare Verbindung (z. B. ein Oligomer, ein Dendrimer oder ein Polymer), eine mittelmolekulare Verbindung (eine Verbindung zwischen einer niedermolekularen Verbindung und einer hochmolekularen Verbindung mit einem Molekulargewicht von 400 bis 4000) oder eine anorganische Verbindung (z. B. ein Quantenpunktmaterial) verwendet werden. Bei dem Quantenpunktmaterial kann es sich um ein gallertartiges Quantenpunktmaterial, ein legiertes Quantenpunktmaterial, ein Kern-Schale-Quantenpunktmaterial, ein Kern-Quantenpunktmaterial oder dergleichen handeln.
Die Licht emittierende Vorrichtung, die in der Licht emittierenden Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit der vorstehend beschriebenen Struktur verwendet wird, kann eine lange Lebensdauer aufweisen.
Die Strukturen, die bei dieser Ausführungsform beschrieben werden, können gegebenenfalls in Kombination mit einer beliebigen der Strukturen, die bei den anderen Ausführungsformen beschrieben werden, verwendet werden.
(Ausführungsform 3)
Bei dieser Ausführungsform wird eine Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es sei angemerkt, dass eine Licht emittierende Einrichtung, die in 4A dargestellt wird, eine Licht emittierende Aktivmatrix-Einrichtung ist, bei der Transistoren (FETs) 202 über einem ersten Substrat 201 elektrisch mit Licht emittierenden Vorrichtungen (203R, 203G, 203B und 203W) verbunden sind. Die Licht emittierenden Vorrichtungen (203R, 203G, 203B und 203W) beinhalten eine gemeinsame EL-Schicht 204 und weisen jeweils eine Mikrokavitätsstruktur auf, bei der die optische Weglänge zwischen Elektroden entsprechend der Emissionsfarbe der Licht emittierenden Vorrichtung angepasst ist. Die Licht emittierende Einrichtung ist eine Licht emittierende Top-Emission-Einrichtung, bei dem Licht durch Farbfilter (206R, 206G und 206B), die an einem zweiten Substrat 205 ausgebildet sind, von der EL-Schicht 204 emittiert wird.
Bei der in 4A dargestellten Licht emittierenden Einrichtung wird eine erste Elektrode 207 derart ausgebildet, dass sie als reflektierende Elektrode dient. Eine zweite Elektrode 208 wird derart ausgebildet, dass sie als transflektive Elektrode dient, die sowohl halbdurchsichtige als auch halbreflektierende Funktionen für Licht (sichtbares Licht oder infrarotes Licht) aufweist. Es sei angemerkt, dass für Elektrodenmaterialien für die erste Elektrode 207 und die zweite Elektrode 208 in angemessener Weise auf die Beschreibung in jeder der anderen Ausführungsformen verwiesen werden kann.
In dem Fall, in dem beispielsweise in 4A die Licht emittierende Vorrichtung 203R als rote Licht emittierende Vorrichtung dient, die Licht emittierende Vorrichtung 203G als grüne Licht emittierende Vorrichtung dient, die Licht emittierende Vorrichtung 203B als blaues Licht emittierende Vorrichtung dient und die Licht emittierende Vorrichtung 203W als weiße Licht emittierende Vorrichtung dient, wird, wie in 4B dargestellt, ein Abstand zwischen der ersten Elektrode 207 und der zweiten Elektrode 208 in der Licht emittierenden Vorrichtung 203R angepasst, um eine optische Weglänge 200R zu erhalten, ein Abstand zwischen der ersten Elektrode 207 und der zweiten Elektrode 208 in der Licht emittierenden Vorrichtung 203G wird angepasst, um eine optische Weglänge 200G zu erhalten, und ein Abstand zwischen der ersten Elektrode 207 und der zweiten Elektrode 208 in der Licht emittierenden Vorrichtung 203B wird angepasst, um eine optische Weglänge 200B zu erhalten. Es sei angemerkt, dass die optische Anpassung derart durchgeführt werden kann, dass, wie in 4B dargestellt, bei der Licht emittierenden Vorrichtung 203R eine leitende Schicht 210R über der ersten Elektrode 207 angeordnet ist und bei der Licht emittierenden Vorrichtung 203G eine leitende Schicht 210G über der ersten Elektrode 207 angeordnet ist.
Das zweite Substrat 205 ist mit den Farbfiltern (206R, 206G und 206B) versehen. Es sei angemerkt, dass die Farbfilter jeweils sichtbares Licht in einem bestimmten Wellenlängenbereich durchlassen und sichtbares Licht in einem bestimmten Wellenlängenbereich blockieren. Daher wird, wie in 4A dargestellt, der Farbfilter 206R, der nur Licht im roten Wellenlängenbereich durchlässt, an einer Stelle bereitgestellt, an der er die Licht emittierende Vorrichtung 203R überlappt, wodurch eine rote Lichtemission von der Licht emittierenden Vorrichtung 203R erhalten werden kann. Des Weiteren wird der Farbfilter 206G, der nur Licht im grünen Wellenlängenbereich durchlässt, an einer Stelle bereitgestellt, an der er die Licht emittierende Vorrichtung 203G überlappt, wodurch eine grüne Lichtemission von der Licht emittierenden Vorrichtung 203G erhalten werden kann. Außerdem wird der Farbfilter 206B, der nur Licht im blauen Wellenlängenbereich durchlässt, an einer Stelle bereitgestellt, an der er die Licht emittierende Vorrichtung 203B überlappt, wodurch eine blaue Lichtemission von der Licht emittierenden Vorrichtung 203B erhalten werden kann. Es sei angemerkt, dass die Licht emittierende Vorrichtung 203W ohne Farbfilter weißes Licht emittieren kann. Es sei angemerkt, dass eine schwarze Schicht (Schwarzmatrix) 209 an einem Endabschnitt jedes Farbfilters bereitgestellt sein kann. Die Farbfilter (206R, 206G und 206B) und die schwarze Schicht 209 können mit einer Abdeckschicht, die unter Verwendung eines durchsichtigen Materials ausgebildet wird, bedeckt sein.
Obwohl die Licht emittierende Einrichtung in 4A eine Struktur, bei der Licht von der Seite des zweiten Substrats 205 extrahiert wird (Top-Emission-Struktur), aufweist, kann, wie in 4C dargestellt, eine Struktur, bei der Licht von der Seite des ersten Substrats 201, über dem die FETs 202 ausgebildet sind, extrahiert wird (Bottom-Emission-Struktur), zum Einsatz kommen. Im Falle einer Licht emittierenden Bottom-Emission-Einrichtung wird die erste Elektrode 207 als transflektive Elektrode ausgebildet und die zweite Elektrode 208 wird als reflektierende Elektrode ausgebildet. Als erstes Substrat 201 wird ein Substrat verwendet, das mindestens ein Lichttransmissionsvermögen aufweist. Wie in 4C dargestellt, sind Farbfilter (206R', 206G' und 206B') näher an dem ersten Substrat 201 bereitgestellt als die Licht emittierenden Vorrichtungen (203R, 203G und 203B).
In 4A handelt es sich bei den Licht emittierenden Vorrichtungen um die rotes Licht emittierende Vorrichtung, die grünes Licht emittierende Vorrichtung, die blaues Licht emittierende Vorrichtung und die weißes Licht emittierende Vorrichtung; jedoch sind die Licht emittierenden Vorrichtungen von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht auf das Vorstehende beschränkt, und eine gelbes Licht emittierende Vorrichtung oder eine oranges Licht emittierende Vorrichtung kann verwendet werden. Es sei angemerkt, dass bezüglich der Materialien, die für die EL-Schichten (eine Licht emittierende Schicht, eine Lochinjektionsschicht, eine Lochtransportschicht, eine Elektronentransportschicht, eine Elektroneninjektionsschicht, eine Ladungserzeugungsschicht und dergleichen) verwendet werden, nach Bedarf auf die Beschreibung einer der anderen Ausführungsformen verwiesen werden kann, um jede der Licht emittierenden Vorrichtungen herzustellen. In diesem Fall muss ein Farbfilter entsprechend der Emissionsfarbe der Licht emittierenden Vorrichtung in geeigneter Weise ausgewählt werden.
Mit der vorstehenden Struktur kann eine Licht emittierende Einrichtung, die Licht emittierende Vorrichtungen beinhaltet, die eine Vielzahl von Emissionsfarben aufweisen, hergestellt werden.
Die Strukturen, die bei dieser Ausführungsform beschrieben werden, können gegebenenfalls in Kombination mit einer beliebigen der Strukturen, die bei den anderen Ausführungsformen beschrieben werden, verwendet werden.
(Ausführungsform 4)
Bei dieser Ausführungsform wird eine Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die Verwendung der Vorrichtungsstruktur der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermöglicht die Herstellung einer Licht emittierenden Aktivmatrix-Einrichtung oder einer Licht emittierenden Passivmatrix-Einrichtung. Es sei angemerkt, dass eine Licht emittierende Aktivmatrix-Einrichtung eine Struktur aufweist, die eine Kombination aus einer Licht emittierenden Vorrichtung und einem Transistor (FET) umfasst. Daher sind eine Licht emittierende Passivmatrix-Einrichtung und eine Licht emittierende Aktivmatrix-Einrichtung jeweils eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es sei angemerkt, dass eine beliebige der bei den anderen Ausführungsformen beschriebene Licht emittierende Vorrichtung bei der bei dieser Ausführungsform beschriebenen Licht emittierenden Einrichtung verwendet werden kann.
Bei dieser Ausführungsform wird eine Licht emittierende Aktivmatrix-Einrichtung anhand von 5 beschrieben.
5A ist eine Draufsicht, die die Licht emittierende Einrichtung darstellt, und 5B ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Kettenlinie A-A' in 5A entnommen wurde. Die Licht emittierende Aktivmatrix-Einrichtung beinhaltet einen Pixelabschnitt 302, einen Treiberschaltungsabschnitt (Source-Leitungstreiberschaltung) 303 und Treiberschaltungsabschnitte (Gate-Leitungstreiberschaltungen) (304a und 304b), welche über einem ersten Substrat 301 bereitgestellt sind. Der Pixelabschnitt 302 und die Treiberschaltungsabschnitte (303, 304a und 304b) sind mit einem Dichtungsmittel 305 zwischen dem ersten Substrat 301 und einem zweiten Substrat 306 abgedichtet.
Eine Anschlussleitung 307 ist über dem ersten Substrat 301 bereitgestellt. Die Anschlussleitung 307 ist elektrisch mit einer FPC 308 verbunden, die ein externer Eingangsanschluss ist. Es sei angemerkt, dass die FPC 308 ein Signal (z. B. ein Videosignal, ein Taktsignal, ein Startsignal oder ein Rücksetzsignal) oder ein Potential von außen auf die Treiberschaltungsabschnitte (303, 304a und 304b) überträgt. Die FPC 308 kann mit einer gedruckten Leiterplatte (printed wiring board, PWB) versehen sein. Es sei angemerkt, dass die Licht emittierende Einrichtung, die mit einer FPC oder einer PWB versehen ist, in der Kategorie einer Licht emittierenden Einrichtung enthalten ist.
Als Nächstes stellt 5B die Querschnittsstruktur dar.
Der Pixelabschnitt 302 beinhaltet eine Vielzahl von Pixeln, die jeweils einen FET (Schalt-FET) 311, einen FET (Stromsteuer-FET) 312 und eine erste Elektrode 313 beinhalten, die elektrisch mit dem FET 312 verbunden ist. Es sei angemerkt, dass die Anzahl der FETs, die in jedem Pixel enthalten sind, nicht besonders beschränkt ist und in geeigneter Weise eingestellt werden kann.
Beispielsweise kann als FETs 309, 310, 311 und 312 ohne besondere Beschränkung ein Staggered-Transistor oder ein Inverted-Staggered-Transistor verwendet werden. Es kann ein Top-Gate-Transistor, ein Bottom-Gate-Transistor oder dergleichen verwendet werden.
Es sei angemerkt, dass es keine besondere Beschränkung hinsichtlich der Kristallinität eines Halbleiters gibt, der für die FETs 309, 310, 311 und 312 verwendet werden kann; es kann ein amorpher Halbleiter oder ein Halbleiter mit Kristallinität (ein mikrokristalliner Halbleiter, ein polykristalliner Halbleiter, ein einkristalliner Halbleiter oder ein Halbleiter, der teilweise Kristallbereiche enthält) verwendet werden. Vorzugsweise wird ein Halbleiter mit Kristallinität verwendet, wobei in diesem Fall eine Verschlechterung der Transistoreigenschaften verhindert werden kann.
Für den Halbleiter kann beispielsweise ein Element der Gruppe 14, ein Verbindungshalbleiter, ein Oxidhalbleiter, ein organischer Halbleiter oder dergleichen verwendet werden. Als typisches Beispiel kann ein Halbleiter, der Silizium enthält, ein Halbleiter, der Galliumarsenid enthält, oder ein Oxidhalbleiter, der Indium enthält, verwendet werden.
Der Treiberschaltungsabschnitt 303 beinhaltet den FET 309 und den FET 310. Es sei angemerkt, dass der Treiberschaltungsabschnitt 303 mit einer Schaltung, die Transistoren mit dem gleichen Leitungstyp, d. h. n-Kanal-Transistoren oder p-Kanal-Transistoren) beinhaltet, oder mit einer CMOS-Schaltung ausgebildet werden kann, die einen n-Kanal-Transistor sowie einen p-Kanal-Transistor beinhaltet. Des Weiteren kann eine Treiberschaltung außen bereitgestellt sein.
Ein Endabschnitt der ersten Elektrode 313 ist mit einem Isolator 314 bedeckt. Der Isolator 314 kann unter Verwendung einer organischen Verbindung, wie z. B. eines negativen lichtempfindlichen Harzes oder eines positiven lichtempfindlichen Harzes (Acrylharzes), oder einer anorganischen Verbindung, wie z. B. Siliziumoxid, Siliziumoxynitrid oder Siliziumnitrid, ausgebildet werden. Ein oberer Endabschnitt oder ein unterer Endabschnitt des Isolators 314 weist vorzugsweise eine gekrümmte Oberfläche mit einer Krümmung auf. In diesem Fall kann eine vorteilhafte Abdeckung mit einem Film, der über dem Isolator 314 ausgebildet wird, erhalten werden.
Eine EL-Schicht 315 und eine zweite Elektrode 316 sind über der ersten Elektrode 313 angeordnet. Die EL-Schicht 315 umfasst eine Licht emittierende Schicht, eine Lochinjektionsschicht, eine Lochtransportschicht, eine Elektronentransportschicht, eine Elektroneninjektionsschicht, eine Ladungserzeugungsschicht und dergleichen.
Die Struktur und Materialien, welche bei einer der anderen Ausführungsformen beschrieben werden, können für die Komponenten einer Licht emittierenden Vorrichtung 317, die bei dieser Ausführungsform beschrieben wird, verwendet werden. Obwohl nicht dargestellt, ist die zweite Elektrode 316 elektrisch mit der FPC 308 verbunden, die ein externer Eingangsanschluss ist.
Obwohl die Querschnittsansicht in 5B nur eine einzige Licht emittierende Vorrichtung 317 darstellt, ist eine Vielzahl von Licht emittierenden Vorrichtungen in einer Matrix in dem Pixelabschnitt 302 angeordnet. Licht emittierende Vorrichtungen, die Licht von drei Arten von Farben (R, G und B) emittieren, werden selektiv in dem Pixelabschnitt 302 ausgebildet, wodurch eine Licht emittierende Einrichtung, die ein Vollfarbbild anzeigen kann, erhalten werden kann. Zusätzlich zu den Licht emittierenden Vorrichtungen, die Licht von drei Arten von Farben (R, G und B) emittieren, können beispielsweise Licht emittierende Vorrichtungen, die Licht von Weiß (W), Gelb (Y), Magenta (M), Zyan (C) und dergleichen emittieren, ausgebildet werden. Beispielsweise werden die Licht emittierenden Vorrichtungen, die Licht einiger der vorstehenden Farben emittieren, in Kombination mit den Licht emittierenden Vorrichtungen verwendet, die Licht von drei Arten von Farben (R, G und B) emittieren, wodurch Wirkungen, wie z. B. eine Verbesserung der Farbreinheit und eine Verringerung des Stromverbrauchs, erzielt werden können. Alternativ kann eine Licht emittierende Einrichtung, die ein Vollfarbbild anzeigen kann, durch eine Kombination mit Farbfiltern hergestellt werden. Als Farbfilter können rote (R), grüne (G), blaue (B), zyanfarbene (C), magentafarbene (M) und gelbe (Y) Farbfilter und dergleichen verwendet werden.
Wenn das zweite Substrat 306 und das erste Substrat 301 mit dem Dichtungsmittel 305 aneinander befestigt sind, sind die FETs (309, 310, 311 und 312) und die Licht emittierende Vorrichtung 317 über dem ersten Substrat 301 in einem Raum 318 bereitgestellt, der von dem ersten Substrat 301, dem zweiten Substrat 306 und dem Dichtungsmittel 305 umschlossen ist. Es sei angemerkt, dass der Raum 318 mit einem Inertgas (z. B. Stickstoff oder Argon) oder einer organischen Substanz (darunter auch das Dichtungsmittel 305) gefüllt sein kann.
Für das Dichtungsmittel 305 kann ein Epoxidharz, eine Glasfritte oder dergleichen verwendet werden. Für das Dichtungsmittel 305 wird vorzugsweise ein Material verwendet, das möglichst wenig Feuchtigkeit und Sauerstoff durchlässt. Als zweites Substrat 306 kann ein Substrat, das als erstes Substrat 301 verwendet werden kann, in ähnlicher Weise verwendet werden. Daher kann ein beliebiges der vielzähligen Substrate, die bei den anderen Ausführungsformen beschrieben werden, in geeigneter Weise verwendet werden. Als Substrat kann ein Glassubstrat, ein Quarzsubstrat oder ein Kunststoffsubstrat, das aus einem faserverstärkten Kunststoff (fiber-reinforced plastic, FRP), Polyvinylfluorid (PVF), Polyester, einem Acrylharz oder dergleichen ausgebildet ist, verwendet werden. In dem Fall, in dem eine Glasfritte für das Dichtungsmittel verwendet wird, handelt es sich bei dem ersten Substrat 301 und dem zweiten Substrat 306 im Hinblick auf die Adhäsion vorzugsweise um Glassubstrate.
Auf diese Weise kann die Licht emittierende Aktivmatrix-Einrichtung erhalten werden.
In dem Fall, in dem die Licht emittierende Aktivmatrix-Einrichtung über einem flexiblen Substrat bereitgestellt wird, können die FETs und die Licht emittierende Vorrichtung direkt über dem flexiblen Substrat ausgebildet werden; alternativ können die FETs und die Licht emittierende Vorrichtung über einem Substrat, das mit einer Trennschicht versehen ist, ausgebildet werden und dann durch Applikation von Wärme, Kraft, Laserlicht oder dergleichen an der Trennschicht abgetrennt werden, um auf ein flexibles Substrat übertragen zu werden. Für die Trennschicht kann beispielsweise eine Schichtanordnung, die anorganische Filme, wie z. B. einen Wolframfilm und einen Siliziumoxidfilm, umfasst, oder ein organischer Harzfilm aus Polyimid oder dergleichen verwendet werden. Beispiele für das flexible Substrat umfassen, zusätzlich zu einem Substrat, über dem ein Transistor ausgebildet werden kann, ein Papiersubstrat, ein Zellglassubstrat, ein Aramidfilm-Substrat, ein Polyimidfilm-Substrat, ein Stoffsubstrat (darunter auch eine Naturfaser (z. B. Seide, Baumwolle oder Hanf), eine Kunstfaser (z. B. Nylon, Polyurethan oder Polyester), eine Regeneratfaser (z. B. Acetat, Cupro, Viskose oder regenerierten Polyester) oder dergleichen), ein Ledersubstrat und ein Gummisubstrat. Unter Verwendung eines beliebigen dieser Substrate können eine Zunahme der Lebensdauer, eine Erhöhung der Wärmebeständigkeit, eine Gewichtsreduktion und eine Verringerung der Dicke erzielt werden.
Die in der Licht emittierenden Aktivmatrix-Einrichtung enthaltene Licht emittierende Vorrichtung kann gepulstes Licht (z. B. mit einer Frequenz von kHz oder MHz) emittieren, so dass das Licht für die Anzeige verwendet wird. Die Licht emittierende Vorrichtung, die unter Verwendung einer der vorstehenden organischen Verbindungen ausgebildet wird, weist ausgezeichnete Frequenzeigenschaften auf; daher kann die Zeit zum Betreiben der Licht emittierenden Vorrichtung verkürzt werden, was zu einer Verringerung des Stromverbrauchs führt. Des Weiteren verhindert eine Verringerung der Betriebszeit eine Wärmeerzeugung, so dass der Grad der Verschlechterung der Licht emittierenden Vorrichtung verringert werden kann.
Die Strukturen, die bei dieser Ausführungsform beschrieben werden, können gegebenenfalls in Kombination mit einer beliebigen der Strukturen, die bei den anderen Ausführungsformen beschrieben werden, verwendet werden.
(Ausführungsform 5)
Bei dieser Ausführungsform werden Beispiele für verschiedene elektronische Geräte und ein Fahrzeug beschrieben, welche unter Verwendung der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oder einer Licht emittierenden Einrichtung, die die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet, hergestellt werden. Es sei angemerkt, dass die Licht emittierende Einrichtung hauptsächlich in einem Anzeigeabschnitt des elektronischen Geräts, das bei dieser Ausführungsform beschrieben wird, verwendet werden kann.
Elektronische Geräte, die in 6A bis 6G dargestellt werden, können ein Gehäuse 7000, einen Anzeigeabschnitt 7001, einen Lautsprecher 7003, eine LED-Lampe 7004, Bedientasten 7005 (einschließlich eines Netzschalters oder eines Bedienschalters), einen Verbindungsanschluss 7006, einen Sensor 7007 (einen Sensor mit einer Funktion zum Messen oder Erfassen von Kraft, Verschiebung, Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Winkelgeschwindigkeit, Drehzahl, Abstand, Licht, Flüssigkeit, Magnetismus, Temperatur, chemischer Substanz, Ton, Zeit, Härte, elektrischem Feld, Strom, Spannung, elektrischer Leistung, Strahlung, Durchflussrate, Feuchtigkeit, Steigungsgrad, Schwingung, Geruch oder Infrarotstrahlen), ein Mikrofon 7008 und dergleichen beinhalten.
6A stellt einen tragbaren Computer dar, der zusätzlich zu den vorstehenden Komponenten einen Schalter 7009, einen Infrarotanschluss 7010 und dergleichen beinhalten kann.
6B stellt eine tragbare Bildwiedergabevorrichtung (z. B. einen DVD-Spieler) dar, die mit einem Speichermedium versehen ist und zusätzlich zu den vorstehenden Komponenten einen zweiten Anzeigeabschnitt 7002, einen Aufzeichnungsmedium-Leseabschnitt 7011 und dergleichen beinhalten kann.
6C stellt eine Digitalkamera dar, die eine Fernsehempfangsfunktion aufweist und zusätzlich zu den vorstehenden Komponenten eine Antenne 7014, einen Auslöseknopf 7015, einen Bildempfangsabschnitt 7016 und dergleichen beinhalten kann.
6D stellt ein tragbares Informationsendgerät dar. Das tragbare Informationsendgerät weist eine Funktion zum Anzeigen von Informationen auf drei oder mehr Oberflächen des Anzeigeabschnitts 7001 auf. Hier werden Informationen 7052, Informationen 7053 und Informationen 7054 auf unterschiedlichen Oberflächen angezeigt. Beispielsweise kann ein Benutzer des tragbaren Informationsendgeräts die Informationen 7053 checken, die derart angezeigt werden, dass sie von oberhalb des tragbaren Informationsendgeräts aus eingesehen werden können, wobei das tragbare Informationsendgerät in einer Brusttasche seines/ihres Kleidungsstücks aufbewahrt wird. Demzufolge kann beispielsweise der Benutzer die Anzeige sehen, ohne das tragbare Informationsendgerät aus der Tasche zu nehmen, und er kann entscheiden, ob er den Anruf annimmt.
6E stellt ein tragbares Informationsendgerät (einschließlich eines Smartphones) dar und kann den Anzeigeabschnitt 7001, die Bedientaste 7005 und dergleichen in dem Gehäuse 7000 umfassen. Es sei angemerkt, dass das tragbare Informationsendgerät den Lautsprecher 7003, den Verbindungsanschluss 7006, den Sensor 7007 oder dergleichen beinhalten kann. Das tragbare Informationsendgerät kann einen Text und Bilddaten auf seiner Vielzahl von Oberflächen anzeigen. Hier werden drei Icons 7050 angezeigt. Außerdem können Informationen 7051, die durch gestrichelte Rechtecke dargestellt sind, auf einer weiteren Oberfläche des Anzeigeabschnitts 7001 angezeigt werden. Beispiele für die Informationen 7051 umfassen eine Mitteilung der Ankunft einer E-Mail, einer SNS-Nachricht oder eines Anrufs, den Betreff und den Absender einer E-Mail, einer SNS-Nachricht oder dergleichen, das Datum, die Zeit, die verbleibende Batterieleistung und die Empfangsstärke einer Antenne. Das Icon 7050 oder dergleichen kann an der Stelle angezeigt werden, an der die Informationen 7051 angezeigt werden.
6F stellt ein großes Fernsehgerät (auch als TV oder Fernsehempfänger bezeichnet) dar und kann das Gehäuse 7000, den Anzeigeabschnitt 7001 und dergleichen umfassen. Außerdem wird hier das Gehäuse 7000 von einem Fuß 7018 getragen. Das Fernsehgerät kann mit einer separaten Fernbedienung 7111 oder dergleichen bedient werden. Der Anzeigeabschnitt 7001 kann einen Berührungssensor beinhalten. Das Fernsehgerät kann durch Berühren des Anzeigeabschnitts 7001 mit einem Finger oder dergleichen bedient werden. Die Fernbedienung 7111 kann mit einem Anzeigeabschnitt zum Anzeigen von Informationen, die von der Fernbedienung 7111 ausgegeben werden, versehen sein. Durch Bedientasten oder einen Touchscreen der Fernbedienung 7111 können die Fernsehsender und die Lautstärke gesteuert werden, und Bilder, die auf dem Anzeigeabschnitt 7001 angezeigt werden, können gesteuert werden.
Die in 6A bis 6F dargestellten elektronischen Geräte können verschiedene Funktionen aufweisen, wie z. B. eine Funktion zum Anzeigen verschiedener Informationen (z. B. eines Standbildes, eines bewegten Bildes und eines Textbildes) auf einem Anzeigeabschnitt, eine Touchscreen-Funktion, eine Funktion zum Anzeigen eines Kalenders, des Datums, der Zeit und dergleichen, eine Funktion zum Steuern der Verarbeitung mittels verschiedener Typen von Software (Programmen), eine drahtlose Kommunikationsfunktion, eine Funktion zum Verbinden mit verschiedenen Computernetzwerken mittels einer drahtlosen Kommunikationsfunktion, eine Funktion zum Übertragen und Empfangen verschiedener Daten mittels einer drahtlosen Kommunikationsfunktion, eine Funktion zum Lesen eines Programms oder der Daten, das/die in einem Speichermedium gespeichert ist/sind, und zum Anzeigen des Programms oder der Daten auf dem Anzeigeabschnitt und dergleichen. Des Weiteren kann das elektronische Gerät, das eine Vielzahl von Anzeigeabschnitten beinhaltet, eine Funktion zum Anzeigen von Bilddaten hauptsächlich auf einem Anzeigeabschnitt bei gleichzeitigem Anzeigen von Textdaten hauptsächlich auf einem anderen Anzeigeabschnitt, eine Funktion zum Anzeigen eines dreidimensionalen Bildes durch Anzeigen von Bildern auf einer Vielzahl von Anzeigeabschnitten unter Berücksichtigung einer Parallaxe oder dergleichen aufweisen. Des Weiteren kann das elektronische Gerät, das einen Bildempfangsabschnitt beinhaltet, eine Funktion zum Aufnehmen eines Standbildes, eine Funktion zum Aufnehmen eines bewegten Bildes, eine Funktion zum automatischen oder manuellen Korrigieren eines aufgenommenen Bildes, eine Funktion zum Speichern eines aufgenommenen Bildes in einem Aufzeichnungsmedium (einem externen Aufzeichnungsmedium oder einem in der Kamera eingebauten Aufzeichnungsmedium), eine Funktion zum Anzeigen eines aufgenommenen Bildes auf dem Anzeigeabschnitt oder dergleichen aufweisen. Es sei angemerkt, dass Funktionen, die für die in 6A bis 6F dargestellten elektronischen Geräte bereitgestellt werden können, nicht darauf beschränkt sind und die elektronischen Geräte verschiedene Funktionen aufweisen können.
6G stellt ein armbanduhrartiges tragbares Informationsendgerät dar, das beispielsweise als Smartwatch verwendet werden kann. Das armbanduhrartige tragbare Informationsendgerät beinhaltet das Gehäuse 7000, den Anzeigeabschnitt 7001, Bedienknöpfe 7022 und 7023, einen Verbindungsanschluss 7024, ein Band 7025, ein Mikrofon 7026, einen Sensor 7029, einen Lautsprecher 7030 und dergleichen. Die Anzeigeoberfläche des Anzeigeabschnitts 7001 ist gekrümmt, und Bilder können auf der gekrümmten Anzeigeoberfläche angezeigt werden. Außerdem kann gegenseitige Kommunikation zwischen dem tragbaren Informationsendgerät und beispielsweise einem Headset, das für drahtlose Kommunikation geeignet ist, ausgeführt werden, und somit ist Freisprechen mittels des tragbaren Informationsendgeräts möglich. Es sei angemerkt, dass der Verbindungsanschluss 7024 gegenseitige Datenübertragung mit einem weiteren Informationsendgerät sowie ein Aufladen ermöglicht. Eine drahtlose Energieversorgung kann auch bei dem Ladevorgang zum Einsatz kommen.
Der Anzeigeabschnitt 7001, der in dem als Einfassung dienenden Gehäuse 7000 montiert ist, umfasst einen nicht-rechteckigen Anzeigebereich. Der Anzeigeabschnitt 7001 kann ein Icon, das die Zeit anzeigt, ein weiteres Icon und dergleichen anzeigen. Der Anzeigeabschnitt 7001 kann ein Touchscreen (Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung) sein, der einen Berührungssensor (Eingabevorrichtung) beinhaltet.
Die Smartwatch, die in 6G dargestellt wird, kann verschiedene Funktionen aufweisen, wie z. B. eine Funktion zum Anzeigen verschiedener Informationen (z. B. eines Standbildes, eines bewegten Bildes und eines Textbildes) auf einem Anzeigeabschnitt, eine Touchscreen-Funktion, eine Funktion zum Anzeigen eines Kalenders, des Datums, der Zeit und dergleichen, eine Funktion zum Steuern der Verarbeitung mittels verschiedener Typen von Software (Programmen), eine drahtlose Kommunikationsfunktion, eine Funktion zum Verbinden mit verschiedenen Computernetzwerken mittels einer drahtlosen Kommunikationsfunktion, eine Funktion zum Übertragen und Empfangen verschiedener Daten mittels einer drahtlosen Kommunikationsfunktion, eine Funktion zum Lesen eines Programms oder der Daten, das/die in einem Speichermedium gespeichert ist/sind, und zum Anzeigen des Programms oder der Daten auf dem Anzeigeabschnitt und dergleichen.
Das Gehäuse 7000 kann einen Lautsprecher, einen Sensor (einen Sensor mit einer Funktion zum Messen oder Erfassen von Kraft, Verschiebung, Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Winkelgeschwindigkeit, Drehzahl, Abstand, Licht, Flüssigkeit, Magnetismus, Temperatur, chemischer Substanz, Ton, Zeit, Härte, elektrischem Feld, Strom, Spannung, elektrischer Leistung, Strahlung, Durchflussrate, Feuchtigkeit, Steigungsgrad, Schwingung, Geruch oder Infrarotstrahlen), ein Mikrofon und dergleichen beinhalten.
Es sei angemerkt, dass die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in dem Anzeigeabschnitt von jedem der elektronischen Geräte, die bei dieser Ausführungsform beschrieben werden, verwendet werden können, so dass ein elektronisches Gerät mit langer Lebensdauer erhalten werden kann.
Bei einem weiteren elektronischen Gerät, das die Licht emittierende Einrichtung beinhaltet, handelt es sich um ein klappbares tragbares Informationsendgerät, das in 7A bis 7C dargestellt wird. 7A stellt ein tragbares Informationsendgerät 9310 dar, das aufgeklappt ist. 7B stellt das tragbare Informationsendgerät 9310 während des Aufklappens oder des Zusammenklappens dar. 7C stellt das tragbare Informationsendgerät 9310 dar, das zusammengeklappt ist. Das tragbare Informationsendgerät 9310 ist im zusammengeklappten Zustand sehr gut tragbar. Das tragbare Informationsendgerät 9310 ist im aufgeklappten Zustand aufgrund eines übergangslosen großen Anzeigebereichs sehr gut durchsuchbar.
Ein Anzeigeabschnitt 9311 wird von drei Gehäusen 9315 getragen, die durch Gelenke 9313 miteinander verbunden sind. Es sei angemerkt, dass der Anzeigeabschnitt 9311 ein Touchscreen (Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung) sein kann, der einen Berührungssensor (Eingabevorrichtung) beinhaltet. Die Form des tragbaren Informationsendgeräts 9310 kann reversibel von einem aufgeklappten Zustand in einen zusammengeklappten Zustand geändert werden, indem der Anzeigeabschnitt 9311 unter Verwendung der Gelenke 9313 an einer Verbindungsstelle zwischen zwei Gehäusen 9315 gebogen wird. Die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann für den Anzeigeabschnitt 9311 verwendet werden. Außerdem kann ein elektronisches Gerät mit langer Lebensdauer erhalten werden. Ein Anzeigebereich 9312 in dem Anzeigeabschnitt 9311 ist ein Anzeigebereich, der an einer Seitenfläche des zusammengeklappten tragbaren Informationsendgeräts 9310 positioniert ist. Auf dem Anzeigebereich 9312 können Informations-Icons, Verknüpfungen von häufig verwendeten Applikationen oder Programmen und dergleichen angezeigt werden, und eine Bestätigung von Informationen sowie das Starten von Applikationen und dergleichen können problemlos durchgeführt werden.
8A und 8B stellen ein Fahrzeug dar, das die Licht emittierende Einrichtung beinhaltet. Das heißt, dass die Licht emittierende Einrichtung in dem Fahrzeug eingebaut sein kann. Insbesondere kann sie in Scheinwerfern 5101 (darunter auch Scheinwerfern des Hecks des Autos), einer Radkappe 5102, einem Teil einer Tür 5103 oder der gesamten Tür 5103 oder dergleichen an der Außenseite des in 8A dargestellten Fahrzeugs enthalten sein. Die Licht emittierende Einrichtung kann auch in einem Anzeigeabschnitt 5104, einem Lenkrad 5105, einem Schaltknüppel 5106, einem Sitz 5107, einem Innenrückspiegel 5108, einer Windschutzscheibe 5109 oder dergleichen im Inneren des in 8B dargestellten Fahrzeugs oder in einem Teil eines Glasfensters enthalten sein.
Auf die vorstehende Weise können die elektronischen Geräte und Fahrzeuge unter Verwendung der Licht emittierenden Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhalten werden. In diesem Fall kann ein elektronisches Gerät mit langer Lebensdauer erhalten werden. Es sei angemerkt, dass die Licht emittierende Einrichtung für elektronische Geräte und Fahrzeuge auf verschiedenen Gebieten verwendet werden kann, ohne dabei auf diejenigen beschränkt zu sein, die bei dieser Ausführungsform beschrieben werden.
Die Strukturen, die bei dieser Ausführungsform beschrieben werden, können gegebenenfalls in Kombination mit einer beliebigen der Strukturen, die bei den anderen Ausführungsformen beschrieben werden, verwendet werden.
(Ausführungsform 6)
Bei dieser Ausführungsform wird die Struktur einer Beleuchtungsvorrichtung, die unter Verwendung der Licht emittierenden Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oder der Licht emittierenden Vorrichtung hergestellt wird, die ein Teil der Licht emittierenden Einrichtung ist, anhand von 9 beschrieben.
9A und 9B sind Beispiele für Querschnittsansichten von Beleuchtungsvorrichtungen. 9A stellt eine Bottom-Emission-Beleuchtungsvorrichtung dar, bei der Licht von der Seite des Substrats extrahiert wird, und 9B stellt eine Top-Emission-Beleuchtungsvorrichtung dar, bei der Licht von der Seite des Dichtungssubstrats extrahiert wird.
Eine Beleuchtungsvorrichtung 4000, die in 9A dargestellt wird, beinhaltet eine Licht emittierende Vorrichtung 4002 über einem Substrat 4001. Zusätzlich beinhaltet die Beleuchtungsvorrichtung 4000 ein Substrat 4003 mit Unebenheit auf der Außenseite des Substrats 4001. Die Licht emittierende Vorrichtung 4002 beinhaltet eine erste Elektrode 4004, eine EL-Schicht 4005 und eine zweite Elektrode 4006.
Die erste Elektrode 4004 ist elektrisch mit einer Elektrode 4007 verbunden, und die zweite Elektrode 4006 ist elektrisch mit einer Elektrode 4008 verbunden. Außerdem kann eine Hilfsleitung 4009, die elektrisch mit der ersten Elektrode 4004 verbunden ist, bereitgestellt werden. Es sei angemerkt, dass eine Isolierschicht 4010 über der Hilfsleitung 4009 ausgebildet wird.
Das Substrat 4001 und ein Dichtungssubstrat 4011 sind mit einem Dichtungsmittel 4012 aneinander befestigt. Ein Trocknungsmittel 4013 ist vorzugsweise zwischen dem Dichtungssubstrat 4011 und der Licht emittierenden Vorrichtung 4002 bereitgestellt. Das Substrat 4003 weist die in 9A dargestellte Unebenheit auf, wodurch die Extraktionseffizienz des Lichts, das von der Licht emittierenden Vorrichtung 4002 emittiert wird, erhöht werden kann.
Eine Beleuchtungsvorrichtung 4200, die in 9B dargestellt wird, beinhaltet eine Licht emittierende Vorrichtung 4202 über einem Substrat 4201. Die Licht emittierende Vorrichtung 4202 beinhaltet eine erste Elektrode 4204, eine EL-Schicht 4205 und eine zweite Elektrode 4206.
Die erste Elektrode 4204 ist elektrisch mit einer Elektrode 4207 verbunden, und die zweite Elektrode 4206 ist elektrisch mit einer Elektrode 4208 verbunden. Eine Hilfsleitung 4209, die elektrisch mit der zweiten Elektrode 4206 verbunden ist, kann bereitgestellt werden. Eine Isolierschicht 4210 kann unter der Hilfsleitung 4209 bereitgestellt werden.
Das Substrat 4201 und ein Dichtungssubstrat 4211 mit Unebenheit sind mit einem Dichtungsmittel 4212 aneinander befestigt. Ein Sperrfilm 4213 und ein Planarisierungsfilm 4214 können zwischen dem Dichtungssubstrat 4211 und der Licht emittierenden Vorrichtung 4202 bereitgestellt werden. Das Dichtungssubstrat 4211 weist die in 9B dargestellte Unebenheit auf, wodurch die Extraktionseffizienz des Lichts, das von der Licht emittierenden Vorrichtung 4202 emittiert wird, erhöht werden kann.
Beispiele für derartige Beleuchtungsvorrichtungen umfassen eine Deckenbeleuchtung als Innenbeleuchtung. Beispiele für die Deckenbeleuchtung umfassen eine direkt montierte Beleuchtung und eine eingebettete Beleuchtung. Derartige Beleuchtungsvorrichtungen werden unter Verwendung einer Kombination aus der Licht emittierenden Einrichtung und einem Gehäuse oder einer Abdeckung hergestellt.
Ein weiteres Beispiel: Derartige Beleuchtungsvorrichtungen können für eine Fußbodenbeleuchtung verwendet werden, die einen Fußboden beleuchtet, so dass die Fußbodensicherheit verbessert werden kann. Eine Fußbodenbeleuchtung kann beispielsweise in einem Schlafzimmer, an einer Treppe oder in einem Flur effektiv verwendet werden. In diesem Fall kann die Größe oder Form der Fußbodenbeleuchtung entsprechend der Fläche oder Struktur eines Zimmers geändert werden. Die Fußbodenbeleuchtung kann eine stationäre Beleuchtungsvorrichtung sein, die unter Verwendung einer Kombination aus der Licht emittierenden Einrichtung und einer Halterung hergestellt wird.
Derartige Beleuchtungsvorrichtungen können auch für eine blattförmige Beleuchtungsvorrichtung (blattförmige Beleuchtung) verwendet werden. Die blattförmige Beleuchtung, die bei Verwendung an einer Wand befestigt wird, ist platzsparend und kann daher zu verschiedensten Zwecken verwendet werden. Des Weiteren kann die Fläche der blattförmigen Beleuchtung leicht vergrößert werden. Die blattförmige Beleuchtung kann auch an einer Wand oder einem Gehäuse mit einer gekrümmten Oberfläche verwendet werden.
Neben den vorstehenden Beispielen kann dann, wenn die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oder die Licht emittierende Vorrichtung, die ein Teil der Licht emittierenden Einrichtung ist, als Teil eines Möbelstücks in einem Zimmer verwendet wird, eine Beleuchtungsvorrichtung, die als dieses Möbelstück dient, erhalten werden.
Wie vorstehend beschrieben, können verschiedene Beleuchtungsvorrichtungen, die die Licht emittierende Einrichtung beinhalten, erhalten werden. Es sei angemerkt, dass es sich bei diesen Beleuchtungsvorrichtungen auch um Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung handelt.
Die Strukturen, die bei dieser Ausführungsform beschrieben werden, können gegebenenfalls in Kombination mit einer beliebigen der Strukturen, die bei den anderen Ausführungsformen beschrieben werden, verwendet werden.
[Beispiel 1]
In diesem Beispiel wird als Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Licht emittierende Vorrichtung 1 beschrieben, bei der 9-(1-Naphthyl)-10-[4-(2-naphthyl)phenyl]anthracen (Abkürzung: αN-βNPAnth) als Wirtsmaterial in einer Licht emittierenden Schicht verwendet wird und 2-Phenyl-3-{4-[10-(3-pyridyl)-9-anthryl]phenyl}chinoxalin (Abkürzung: PyA1PQ) und Liq als Elektronentransportmaterial in einer Elektronentransportschicht verwendet werden. Es sei angemerkt, dass die Differenz zwischen den LUMO-Niveaus des Wirtsmaterials (αN-βNPAnth) in der Licht emittierenden Schicht und des Elektronentransportmaterials (PyA1PQ) in der Elektronentransportschicht in der Licht emittierenden Vorrichtung 1 0,26 eV ist. Bei einer Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 2, die als Licht emittierende Vorrichtung zum Vergleichen hergestellt wurde, wird αN-βNPAnth als Wirtsmaterial in einer Licht emittierenden Schicht verwendet und wird 2-{4-[9,10-Di(naphthalen-2-yl)-2-anthryl]phenyl}-1-phenyl-1H-benzimidazol (Abkürzung: ZADN) als Elektronentransportmaterial in einer Elektronentransportschicht verwendet, und die Differenz zwischen den LUMO-Niveaus des Wirtsmaterials (αN-βNPAnth) in der Licht emittierenden Schicht und des Elektronentransportmaterials (ZADN) in der Elektronentransportschicht in der Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 2 ist 0,13 eV.

Elementstrukturen, Herstellungsverfahren und Eigenschaften dieser Licht emittierenden Vorrichtungen werden nachstehend beschrieben. Es sei angemerkt, dass 15 eine Elementstruktur der Licht emittierenden Vorrichtungen darstellt, die in diesem Beispiel verwendet werden, und dass die Tabelle 4 spezifische Strukturen zeigt. Die chemischen Formeln von Materialien, die in diesem Beispiel verwendet werden, werden nachstehend gezeigt. [Tabelle 4]

	erste Elektrode	Lochinjektionsschicht	Lochtransportschicht		Licht emittierende Schicht	Elektronentransportschicht		zweite Elektrode
Licht emittierende Vorrichtung 1	ITSO (70nm)	BBABnf :ALD-M P001Q (1:0,1 10nm)	BBABnf (20nm)	PCzN2 (10nm)	*	PyA1PQ:Liq (1:2 12,5nm)	PyA1PQ:Liq (2:1 12,5nm)	Al (200nm)
Licht emittierende Vergleichsvorrichtung 2	ITSO (70nm)	BBABnf :ALD-M P001Q (1:0,1 10nm)	BBABnf (20nm)	PCzN2 (10nm)	*	ZADN:Liq (1:2 12,5nm)	ZADN:Liq (2:1 12,5nm)	Al (200nm)

*αN-βNPAnth:3,10PCA2Nbf(IV)-02 (1:0,015 25nm)

<<Herstellung der Licht emittierenden Vorrichtungen>>
Bei jeder der Licht emittierenden Vorrichtungen, die in diesem Beispiel beschrieben werden, sind, wie in 15 dargestellt, eine Lochinjektionsschicht 911, eine Lochtransportschicht 912, eine Licht emittierende Schicht 913 und eine Elektronentransportschicht 914, die eine EL-Schicht 902 bilden, in dieser Reihenfolge über einer ersten Elektrode 901, die über einem Substrat 900 ausgebildet ist, übereinander angeordnet, und eine zweite Elektrode 903 ist über der Elektronentransportschicht 914 angeordnet.
Als Erstes wurde die erste Elektrode 901 über dem Substrat 900 ausgebildet. Die Elektrodenfläche wurde auf 4 mm² (2 mm × 2 mm) eingestellt. Ein Glassubstrat wurde als Substrat 900 verwendet. Die erste Elektrode 901 wurde durch ein Sputterverfahren unter Verwendung von Indiumzinnoxid, das Siliziumoxid enthält (ITSO), in einer Dicke von 70 nm ausgebildet.
Für die Vorbehandlung wurde eine Oberfläche des Substrats mit Wasser gewaschen, ein Backen wurde eine Stunde lang bei 200 °C durchgeführt, und dann wurde eine UV-Ozonbehandlung 370 Sekunden lang durchgeführt. Danach wurde das Substrat in eine Vakuumverdampfungseinrichtung überführt, in der der Druck auf ungefähr 1 × 10^-4 Pa verringert wurde, und 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 911 über der ersten Elektrode 901 ausgebildet. Nachdem der Druck in der Vakuumverdampfungseinrichtung auf 1 × 10^-4 Pa verringert worden war, wurde die Lochinjektionsschicht 911 durch Co-Verdampfung 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, Material-Seriennummer 1S20180314) in einer Dicke von 10 nm in einem Gewichtsverhältnis von BBABnf zu ALD-MP001Q = 1:0,1 ausgebildet.
Anschließend wurde die Lochtransportschicht 912 über der Lochinjektionsschicht 911 ausgebildet. Die Lochtransportschicht 912 der Licht emittierenden Vorrichtung, die in diesem Beispiel beschrieben wird, weist eine mehrschichtige Struktur aus einer ersten Lochtransportschicht 912-1 und einer zweiten Lochtransportschicht 912-2 auf. BBABnf wurde durch Verdampfung in einer Dicke von 20 nm als erste Lochtransportschicht 912-1 abgeschieden, und dann wurde 3,3'-(Naphthalen-1,4-diyl)bis(9-phenyl-9H-carbazol) (Abkürzung: PCzN2) durch Verdampfung in einer Dicke von 10 nm als zweite Lochtransportschicht 912-2 abgeschieden, wodurch die Lochtransportschicht 912 ausgebildet wurde. Es sei angemerkt, dass die zweite Lochtransportschicht 912-2 auch als Elektronensperrschicht dient.
Als Nächstes wurde die Licht emittierende Schicht 913 über der Lochtransportschicht 912 ausgebildet.
Die Licht emittierende Schicht 913 wurde durch Co-Verdampfung von αN-βNPAnth und 3,10-Bis[N-(9-phenyl-9H-carbazol-2-yl)-N-phenylamino]naphtho[2,3-b;6,7-b']bisbenzofuran (Abkürzung: 3,10PCA2Nbf(IV)-02) in einem Gewichtsverhältnis von αN-βNPAnth zu 3,10PCA2Nbf(IV)-02 = 1:0,015 ausgebildet. Die Dicke wurde auf 25 nm eingestellt.
Als Nächstes wurde die Elektronentransportschicht 914 über der Licht emittierenden Schicht 913 ausgebildet. Die Elektronentransportschicht 914 wurde durch ein Verdampfungsverfahren mit Widerstandserwärmung ausgebildet. Die Elektronentransportschicht 914 der Licht emittierenden Vorrichtung, die in diesem Beispiel beschrieben wird, weist eine mehrschichtige Struktur aus einer ersten Elektronentransportschicht 914-1 und einer zweiten Elektronentransportschicht 914-2 auf.
In dem Fall der Licht emittierenden Vorrichtung 1 wurden 2-Phenyl-3-{4-[10-(3-pyridyl)-9-anthryl]phenyl}chinoxalin (Abkürzung: PyA1PQ) und 8-Hydroxychinolinatolithium (Abkürzung: Liq) durch Co-Verdampfung in einer Dicke von 12,5 nm als erste Elektronentransportschicht 914-1 derart abgeschieden, dass das Gewichtsverhältnis von PyA1PQ zu Liq 1:2 betrug, und dann wurden PyA1PQ und Liq durch Co-Verdampfung in einer Dicke von 12,5 nm als zweite Elektronentransportschicht 914-2 derart abgeschieden, dass das Gewichtsverhältnis von PyA1PQ zu Liq 2:1 betrug, so dass die Elektronentransportschicht 914 ausgebildet wurde.
In dem Fall der Licht emittierenden Vorrichtung 2 wurden 2-{4-[9,10-Di(naphthalen-2-yl)-2-anthryl]phenyl}-1-phenyl-1H-benzimidazol (Abkürzung: ZADN) und Liq durch Co-Verdampfung in einer Dicke von 12,5 nm als erste Elektronentransportschicht 914-1 derart abgeschieden, dass das Gewichtsverhältnis von ZADN zu Liq 1:2 betrug, und dann wurden ZADN und Liq durch Co-Verdampfung in einer Dicke von 12,5 nm als zweite Elektronentransportschicht 914-2 derart abgeschieden, dass das Gewichtsverhältnis von ZADN zu Liq 2:1 betrug, so dass die Elektronentransportschicht 914 ausgebildet wurde.
Danach wurde die zweite Elektrode 903 über der Elektronentransportschicht 914 ausgebildet. Die zweite Elektrode 903 wurde durch ein Verdampfungsverfahren von Aluminium in einer Dicke von 200 nm ausgebildet. In diesem Beispiel dient die zweite Elektrode 903 als Kathode.
Durch die vorstehenden Schritte wurden die Licht emittierenden Vorrichtungen, die jeweils die EL-Schicht zwischen dem Paar von Elektroden beinhalten, über dem Substrat 900 ausgebildet. Die Lochinjektionsschicht 911, die Lochtransportschicht 912, die Licht emittierende Schicht 913 und die Elektronentransportschicht 914, welche vorstehend beschrieben worden sind, sind Funktionsschichten, die die EL-Schicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bilden. Es sei angemerkt, dass eine Elektroneninjektionsschicht 915, eine Ladungserzeugungsschicht und dergleichen, die in dieser Beschreibung beschrieben worden sind, je nach Bedarf bereitgestellt werden können. 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 900 fixiert, und die Substrate wurden aneinander derart gebunden, dass das Dichtungsmittel angebracht wurde, um die Licht emittierende Vorrichtung über dem Substrat 900 zu umschließen. Während des Abdichtens wurde das Dichtungsmittel mit 365 nm UV-Licht bei 6 J/cm² bestrahlt, um verfestigt zu werden, und das Dichtungsmittel wurde bei 80 °C eine Stunde lang erwärmt, um stabilisiert zu werden.
<<Betriebseigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtungen>>
Betriebseigenschaften der hergestellten Licht emittierenden Vorrichtungen wurden gemessen. Es sei angemerkt, dass die Messung bei Raumtemperatur (in einer bei 25 °C gehaltenen Atmosphäre) durchgeführt wurde. Als Ergebnisse der Betriebseigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtungen werden die Stromdichte-Leuchtdichte-Eigenschaften in 16 gezeigt, die Spannungs-Leuchtdichte-Eigenschaften werden in 17 gezeigt, die Leuchtdichte-Stromeffizienz-Eigenschaften werden in 18 gezeigt, die Spannungs-Strom-Eigenschaften werden in 19 gezeigt, die Leuchtdichte-Leistungseffizienz-Eigenschaften werden in 20 gezeigt und die Leuchtdichte-externe Quanteneffizienz-Eigenschaften werden in 21 gezeigt.

Tabelle 5 zeigt die Anfangswerte von Haupteigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtungen bei etwa 1000 cd/m². [Tabelle 5]

	Spannung (V)	Strom (mA)	Stromdichte (mA/cm²)	Chromatizität (x,y)	Leuchtdichte (cd/m²)	Stromeffizienz (cd/A)	Leistungseffizienz (Im/W)	externe Quanteneffizienz (%)
Licht emittierende Vorrichtung 1	4,6	0,42	10	(0,14,0,10)	910	8,8	6,0	10
Licht emittierende Vergleichsvorrichtung 2	4,4	0,36	8,9	(0,14,0,11)	920	10	7,4	11

22 zeigt die Emissionsspektren zu dem Zeitpunkt, zu dem den Licht emittierenden Vorrichtungen ein Strom mit einer Stromdichte von 12,5 mA/cm² zugeführt wurde. Wie in 22 gezeigt, weist das Emissionsspektrum jeder Licht emittierenden Vorrichtung ein Peak bei etwa 457 nm auf, was vermutlich aus der Lichtemission von 3,10PCA2Nbf(IV)-02 stammt, das in der Licht emittierenden Schicht 913 enthalten ist.
Die in 16 bis 21 gezeigten Ergebnisse und die Tabelle 5 zeigen, dass die Licht emittierende Vorrichtung 1 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der αN-βNPAnth als Wirtsmaterial in der Licht emittierenden Schicht 913 verwendet wurde und PyA1PQ und Liq als Elektronentransportmaterial in der Elektronentransportschicht 914 verwendet wurden, Strom-Spannungs-Eigenschaften, eine Leistungseffizienz und eine Emissionseffizienz aufweist, die denjenigen der Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 2 überlegen sind. Außerdem wird es gezeigt, dass die Emissionseigenschaften denjenigen der Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 2 gleichkommen.
23 ist ein Diagramm, das eine Änderung der Leuchtdichte im Laufe der Betriebsdauer in dem Fall zeigt, in dem die Elemente bei einer konstanten Stromdichte (50 mA/cm²) betrieben wurden. Wie in 23 gezeigt, wurde es herausgefunden, dass die Licht emittierenden Vorrichtung 1 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Licht emittierende Vorrichtung mit langer Lebensdauer und weniger Abnahme der Leuchtdichte im Laufe der Betriebsdauer ist. Das liegt wahrscheinlich daran, dass die Differenz zwischen den LUMO-Niveaus von αN-βNPAnth, das als Wirtsmaterial in der Licht emittierenden Schicht 913 verwendet wurde, und PyA1PQ, das als Elektronentransportmaterial in der Elektronentransportschicht 914 verwendet wurde, 0,26 eV war, was sehr groß ist, und es verhindert wurde, dass Elektronen, die von der Seite der Kathode in die Licht emittierende Schicht injiziert wurden, die Lochtransportschicht 912 erreichen, da eine Elektroneninjektionsbarriere an einer Grenzfläche zwischen der Licht emittierenden Schicht 913 und der Elektronentransportschicht 914, die übereinander angeordnet sind, groß war, so dass eine Verschlechterung einer Lochtransportschicht infolge der Injektion von Elektronen unterdrückt wurde. Andererseits ist bei der Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 2 die Verringerung der Leuchtdichte im Laufe der Betriebsdauer größer als bei der Licht emittierenden Vorrichtung 1. Bei der Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 2 ist das LUMO-Niveau von ZADN, das als Elektronentransportmaterial in der Elektronentransportschicht 914 verwendet wurde, flacher als dasjenige von PyA1 PQ, und die Differenz zwischen den LUMO-Niveaus von ZADN und αN-βNPAnth, das als Wirtsmaterial in der Licht emittierenden Schicht 913 verwendet wurde, ist nur 0,13 eV. Folglich erreichen Elektronen, die von der Seite der Kathode in die Licht emittierende Schicht injiziert wurden, wahrscheinlich leicht die Lochtransportschicht 912, so dass die Verschlechterung der Lochinjektionsschicht deutlicher beobachtet wird.
[Beispiel 2]
In diesem Beispiel werden eine Licht emittierende Vorrichtung 3 und eine Licht emittierende Vorrichtung 4 beschrieben, bei denen Elektronentransportschichten unter EL-Schichten, die in der in Beispiel 1 beschriebenen Licht emittierenden Vorrichtung 1 enthalten sind, andere Strukturen aufweisen und jeweils eine Elektroneninjektionsschicht zwischen einer Elektronentransportschicht und einer zweiten Elektrode bereitgestellt ist. Es sei angemerkt, dass in den Elektronentransportschichten sowohl in der Licht emittierenden Vorrichtung 3 als auch in der Licht emittierenden Vorrichtung 4 mindestens 2-[3'-(Dibenzothiophen-4-yl)biphenyl-3-yl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 2mDBTBPDBq-II) als Elektronentransportmaterial enthalten ist und 9-(1-Naphthyl)-10-[4-(2-naphthyl)phenyl]anthracen (Abkürzung: αN-βNPAnth) als Wirtsmaterial in der Licht emittierenden Schicht verwendet wird, und die Differenz zwischen den LUMO-Niveaus des Wirtsmaterials (αN-/βNPAnth) in der Licht emittierenden Schicht und des Elektronentransportmaterials (2mDBTBPDBq-II) in der Elektronentransportschicht in der Licht emittierenden Vorrichtung 3 und der Licht emittierenden Vorrichtung 4 ist 0,20 eV. Außerdem weist die Licht emittierende Vorrichtung, die in diesem Beispiel beschrieben wird, eine Vorrichtungsstruktur auf, bei der zusätzlich zu der Struktur in 15 eine Elektroneninjektionsschicht 915 zwischen einer Elektronentransportschicht 914 und einer zweiten Elektronen 903 enthalten ist, und das Herstellungsverfahren ist ähnlich wie dasjenige in Beispiel 1.

Die chemischen Formeln der Materialien, die in diesem Beispiel verwendet werden, werden nachfolgend gezeigt. Spezifische Strukturen der Licht emittierenden Vorrichtungen werden nachstehend in der Tabelle 6 gezeigt.

[Tabelle 6]

	erste Elektrode	Lochinjektionsschicht	Lochtransportschicht		Licht emittierende Schicht	Elektronentransportschicht		Elektroneninjektionsschicht	zweite Elektrode
Licht emittierende Vorrichtung 3	ITSO (70nm)	BBABnf :ALD-MP001Q (1:0,1 10nm)	BBABnf (20nm)	PCzN2 (10nm)	*	2mDBTBPDBq-II:Liq (1:2 15nm)	NBphen (10nm)	LiF (1nm)	Al (200nm)
Licht emittierende Vorrichtung 4	ITSO (70nm)	BBABnf :ALD-MP001Q (1:0,1 10nm)	BBABnf (20nm)	PCzN2 (10nm)	*	2mDBTBPDBq-II:Liq (1:2 15nm)	ZADN:Liq (1:1,510nm)	LiF (1nm)	Al (200nm)

* αN-βNPAnth:3,10PCA2Nbf(IV)-02 (1:0,015 25nm)

<<Betriebseigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtungen>>
Betriebseigenschaften der hergestellten Licht emittierenden Vorrichtungen wurden gemessen. Es sei angemerkt, dass die Messung bei Raumtemperatur (in einer bei 25 °C gehaltenen Atmosphäre) durchgeführt wurde. Als Ergebnisse der Betriebseigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtungen werden die Stromdichte-Leuchtdichte-Eigenschaften in 24 gezeigt, die Spannungs-Leuchtdichte-Eigenschaften werden in 25 gezeigt, die Leuchtdichte-Stromeffizienz-Eigenschaften werden in 26 gezeigt, die Spannungs-Strom-Eigenschaften werden in 27 gezeigt, die Leuchtdichte-Leistungseffizienz-Eigenschaften werden in 28 gezeigt und die Leuchtdichte-externe Quanteneffizienz-Eigenschaften werden in 29 gezeigt.

Tabelle 7 zeigt die Anfangswerte von Haupteigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtungen bei etwa 1000 cd/m². [Tabelle 7]

	Spannung (V)	Strom (mA)	Stromdichte (mA/cm²)	Chromatizität (x,y)	Leuchtdichte (cd/m²)	Stromeffizienz (cd/A)	Leistungseffizienz (Im/W)	externe Quanteneffizienz (%)
Licht emittierende Vorrichtung 3	5,0	0,45	11	(0,14,0,11)	940	8,3	5,2	8,9
Licht emittierende Vorrichtung 4	5,0	0,42	10,0	(0,14,0,11)	850	8,1	5,1	8,7

30 zeigt die Emissionsspektren zu dem Zeitpunkt, zu dem eine Spannung angelegt wurde, damit die Licht emittierenden Vorrichtungen jeweils eine Leuchtdichte von 1000 cd/m² aufweisen. Wie in 30 gezeigt, weist das Emissionsspektrum jeder Licht emittierenden Vorrichtung ein Peak bei etwa 458 nm auf, was vermutlich aus der Lichtemission von 3,10PCA2Nbf(IV)-02 stammt, das in der Licht emittierenden Schicht 913 enthalten ist.
Die in 24 bis 29 gezeigten Ergebnisse und die Tabelle 7 zeigen, dass sowohl die Licht emittierende Vorrichtung 3 als auch die Licht emittierende Vorrichtung 4 von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, bei denen αN-βNPAnth als Wirtsmaterial in den Licht emittierenden Schichten 913 verwendet wurde und mindestens 2mDBTBPDBq-II als Elektronentransportmaterial in den Elektronentransportschichten 914 verwendet wurde, vorteilhafte Strom-Spannungs-Eigenschaften, eine hohe Leistungseffizienz und eine hohe Emissionseffizienz aufweisen.
31 ist ein Diagramm, das eine Änderung der Leuchtdichte im Laufe der Betriebsdauer in dem Fall zeigt, in dem die Elemente bei einer konstanten Stromdichte (50 mA/cm²) betrieben wurden. Wie in 31 gezeigt, wurde es herausgefunden, dass die Licht emittierende Vorrichtung 3 und Licht emittierende Vorrichtung 4 von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Licht emittierende Vorrichtungen mit langer Lebensdauer und weniger Abnahme der Leuchtdichte im Laufe der Betriebsdauer sind.
Das liegt wahrscheinlich daran, dass die Differenz zwischen den LUMO-Niveaus von αN-βNPAnth, das als Wirtsmaterial in der Licht emittierenden Schicht 913 verwendet wurde, und 2mDBTBPDBq-II, das als Elektronentransportmaterial in der Elektronentransportschicht 914 verwendet wurde, 0,20 eV war, was sehr groß ist, und es verhindert wurde, dass Elektronen, die von der Seite der Kathode in die Licht emittierende Schicht injiziert wurden, die Lochtransportschicht erreichen, da eine Elektroneninjektionsbarriere an einer Grenzfläche zwischen der Licht emittierenden Schicht 913 und der Elektronentransportschicht 914, die übereinander angeordnet sind, groß war, so dass eine Verschlechterung einer Lochtransportschicht infolge der Injektion von Elektronen unterdrückt wurde. Es sei angemerkt, dass bei der Änderung der Leuchtdichte im Laufe der Betriebsdauer ein derartiges Verhalten beobachtet wird, bei dem die Leuchtdichte größer wird als der Anfangswert. Das liegt daran, wie vorstehend beschrieben, dass sich in einem anfänglichen Betriebszustand ein Bereich, in dem Ladungsträger rekombinieren, bis zu einem inneren Abschnitt der Elektronentransportschicht erstreckt, indem bei diesen Licht emittierenden Vorrichtungen ein Elektronentransportmaterial mit einer langsamen Elektronentransporteigenschaft verwendet wird. Es wird angenommen, dass sich mit der längeren Betriebsdauer der Bereich verkleinert, der bis zur Elektronentransportschicht erstreckte, und die Emissionseffizienz relativ erhöht wird, was zu einer Erhöhung der Leuchtdichte führt.
<Referenzbeispiel>
In diesem Referenzbeispiel werden Verfahren zur Berechnung der HOMO-Niveaus, der LUMO-Niveaus und der Elektronenbeweglichkeiten der organischen Verbindungen beschrieben, die in den Beispielen verwendet werden können.
Das HOMO-Niveau und das LUMO-Niveau können durch eine Cyclovoltammetrie-(CV-) Messung berechnet werden.
Ein elektrochemischer Analysator (ALS Modell 600A oder 600C, hergestellt von BAS Inc.) wurde als Messeinrichtung verwendet. Eine Lösung für die CV-Messung wurde auf die folgende Weise hergestellt: Tetra-n-butylammoniumperchlorat (n-Bu4NClO4, hergestellt von Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., Katalognr. T0836) als Trägerelektrolyt wurde in wasserfreiem Dimethylformamid (DMF, hergestellt von Sigma-Aldrich Co.LLC., 99,8 %, Katalognr. 22705-6) als Lösungsmittel 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. Es sei angemerkt, dass die Messung bei Raumtemperatur (20 °C bis 25 °C) durchgeführt wurde. Zusätzlich wurde die Abtastgeschwindigkeit bei der CV-Messung 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 Beispiel 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, oder dergleichen bekannt. Das TOF-Verfahren benötigt eine Probe mit einer viel größeren Dicke als diejenige eines tatsächlichen organischen EL-Elements. 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 von EL-Materialien ausgebildet werden, wodurch die Beweglichkeit mit einer Dicke nahe der Dicke eines Films in einem tatsächlichen EL-Element 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 ein EL-Element angelegt, und die Impedanz des EL-Elements (Z = V/I) wird aus einer Phasendifferenz zwischen der Stromamplitude eines Ansprechstromsignals (I = I₀exp[j(ωt + ϕ)]) und dem Eingangssignal erhalten. Durch Anlegen der Spannung an das EL-Element, während ihre Frequenz 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] $Y = \frac{1}{Z} = G + j B$
Darüber hinaus kann mit einem einzigen Injektionsmodell die Berechnung der folgenden Formeln (2) und (3) durchgeführt werden. Dabei ist g in der Formel (4) der differentielle Leitwert. In der Formel steht C für die Kapazität, θ steht für einen Durchgangswinkel (ωt), 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] $G = \frac{g θ^{3}}{6} \frac{θ - sin θ}{{(θ - sin θ)}^{2} + {(\frac{θ^{2}}{2} + cos θ - 1)}^{2}}$
$B = ω C = \frac{g θ^{3}}{6} \frac{\frac{θ^{2}}{2} + cos θ - 1}{{(θ - sin θ)}^{2} + {(\frac{θ^{2}}{2} + cos θ - 1)}^{2}}$
$g = \frac{9}{4} ε μ \frac{V_{0}}{d^{3}}$
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 coAG-Verfahren.
In der Praxis wird zuerst ein Nur-Elektronen-Element unter Verwendung eines Materials hergestellt, dessen Elektronenbeweglichkeit berechnet werden soll. Das Nur-Elektronen-Element 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. 10 ist eine schematische Ansicht eines Nur-Elektronen-Elements.
Wie in 10 dargestellt, beinhaltet das für die Messung hergestellte Nur-Elektronen-Element eine erste Schicht 1010, eine zweite Schicht 1011 und eine dritte Schicht 1012 zwischen einer ersten Elektrode 1001 und einer zweiten Elektrode 1002. Es sei angemerkt, dass ein Material, dessen Elektronenbeweglichkeit gemessen wird, für die zweite Schicht 1011 verwendet werden kann. Hier wird ein Beispiel zur Erläuterung gegeben, in dem die Elektronenbeweglichkeit eines Films gemessen wird, der durch Co-Verdampfung von ZADN und Liq in einem Gewichtsverhältnis von 1:1 ausgebildet wird. Ein spezifisches Strukturbeispiel wird in der folgenden Tabelle aufgeführt.
[Tabelle 8]

Anode erste Schicht zweite Schicht dritte Schicht Kathode

100nm 50nm 100nm 1nm 200nm 1nm 100nm

APC NITO Al Liq ZADN:Liq (0,5:0,5) Liq Al
11 zeigt die Stromdichte-Spannungs-Eigenschaften des Nur-Elektronen-Elements, bei dem der durch Co-Verdampfung von ZADN und Liq ausgebildete Film als zweite Schicht 1011 verwendet wird.
Die Impedanz wurde unter den Bedingungen gemessen, dass die Frequenz 1 Hz bis 3 MHz war, die Wechselspannung 70 mV war und eine Gleichspannung in dem Bereich von 5,0 V bis 9,0 V angelegt wurde. Hier wird die Kapazität aus der Admittanz berechnet, die der Kehrwert der erhaltenen Impedanz ist (die vorstehende Formel (1)). 12 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] $T = \frac{4}{3} \frac{L^{2}}{μ V_{0}}$
Eine Änderung einer negativen Suszeptanz (-ΔB) entspricht einem Wert (-ωΔC), der durch Multiplikation einer Änderung einer Kapazität -ΔC 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 (= ω_max/2π) und der Durchgangszeit T besteht, wie in der folgenden Formel (6) gezeigt.
[Formel 4] $T = \frac{4.5}{2 π ƒ_{max}^{'}}$
13 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 13 durch einen Pfeil gekennzeichnet.
Die Durchgangszeit Tergibt sich aus f'_max, die aus der vorstehenden Messung und Analyse erhalten wird (siehe die vorstehende Formel (6)); so kann die Elektronenbeweglichkeit bei der Gleichspannung 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.
14 zeigt die elektrische Feldstärkenabhängigkeit der Elektronenbeweglichkeit der organischen Verbindungen, die mit dem vorstehenden Berechnungsverfahren erhalten wurde, und Tabelle 9 zeigt die Werte der Elektronenbeweglichkeit, die aus der Zeichnung gelesen wurden, in dem Fall, in dem die Quadratwurzel der elektrischen Feldstärke [V/cm] 600 [V/cm]^1/2 war. [Tabelle 9]

Elektronenbeweglichkeit (cm²/Vs)

cgDBCzPA 7,7×10^-5

2mDBTBPDBq-II 2,2×10^-5

ZADN:Liq (1:1) 3,5×10^-6
Die Elektronenbeweglichkeit kann wie vorstehend beschrieben berechnet werden. Bezüglich der Details über das Messverfahren kann auf die folgende Referenz Bezug genommen werden: T. Okachi et al., Japanese Journal of Applied Physics, Bd. 47, Nr. 12, S. 8965-8972, 2008.
[Beispiel 3]
In diesem Beispiel werden eine Licht emittierende Vorrichtung 5, eine Licht emittierende Vorrichtung 6 und eine Licht emittierende Vorrichtung 7 beschrieben. Es sei angemerkt, dass ein Material, das für eine Elektronentransportschicht in der Licht emittierenden Vorrichtung 5 verwendet wurde, das gleiche Material wie dasjenige in der in Beispiel 1 beschriebenen Licht emittierenden Vorrichtung 1 ist. Außerdem enthalten die Elektronentransportschichten in der Licht emittierenden Vorrichtung 6 und der Licht emittierenden Vorrichtung 7 jeweils als Elektronentransportmaterial mindestens ALD-MC057Q (hergestellt von Analysis Atelier Corporation, Material-Seriennummer 1S20190330) (LUMO-Niveau: -2,98 eV), und in den jeweiligen Licht emittierenden Schichten in der Licht emittierenden Vorrichtung 6 und der Licht emittierenden Vorrichtung 7 wird 9-(1-Naphthyl)-10-[4-(2-naphthyl)phenyl]anthracen (Abkürzung: αN-βNPAnth) als Wirtsmaterial verwendet. Die Differenz zwischen den LUMO-Niveaus des Wirtsmaterials (αN-βNPAnth) in den Licht emittierenden Schichten und des Elektronentransportmaterials (ALD-MC057Q) in den Elektronentransportschichten in der Licht emittierenden Vorrichtung 6 und der Licht emittierenden Vorrichtung 7 ist daher 0,24 eV. Die Vorrichtungsstrukturen der Licht emittierenden Vorrichtungen, die in diesem Beispiel beschrieben werden, werden in 15 dargestellt, und ein Herstellungsverfahren dafür ist demjenigen im Beispiel 2 ähnlich.

Die chemischen Formeln der Materialien, die in diesem Beispiel verwendet werden, werden nachfolgend gezeigt. Spezifische Strukturen der Licht emittierenden Vorrichtungen werden nachstehend in der Tabelle 10 gezeigt.

[Tabelle 10]

	erste Elektrode	Lochinjektionsschicht	Lochtransportschicht		Licht emittierende Schicht	Elektronentransportschicht		Elektroneninjektionsschicht	zweite Elektrode
Licht emittierende Vorrichtung 5	ITSO (70nm)	BBABnf :ALD-MP001 Q (1:0,1 10nm)	BBABnf (20nm)	PCzN2 (10nm)	*	PyA1PQ:Liq (1:2,3 12.5nm)	PyA1PQ:Liq (1:1,7 12.5nm)	Liq (1nm)	Al (200nm)
Licht emittierende Vorrichtung 6	ITSO (70nm)	BBABnf :ALD-MP001 Q (1:0,1 10nm)	BBABnf (20nm)	PCzN2 (10nm)	*	ALD-MC057Q:Liq (1:2 25nm)		Liq (1nm)	Al (200nm)
Licht emittierende Vorrichtung 7	ITSO (70nm)	BBABnf :ALD-MP001 Q (1:0,1 10nm)	BBABnf (20nm)	PCzN2 (10nm)	*	ALD-MC057Q : Liq (1:2,5 15nm)	NBphen (10nm)	LiF (1nm)	Al (200nm)

*αN-βNPAnth:3,10PCA2Nbf(IV)-02 (1:0,015 25nm)

<<Betriebseigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtungen>>
Betriebseigenschaften der hergestellten Licht emittierenden Vorrichtungen wurden gemessen. Es sei angemerkt, dass die Messung bei Raumtemperatur (in einer bei 25 °C gehaltenen Atmosphäre) durchgeführt wurde. Als Ergebnisse der Betriebseigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtungen werden die Stromdichte-Leuchtdichte-Eigenschaften in 32 gezeigt, die Spannungs-Leuchtdichte-Eigenschaften werden in 33 gezeigt, die Leuchtdichte-Stromeffizienz-Eigenschaften werden in 34 gezeigt, die Spannungs-Strom-Eigenschaften werden in 35 gezeigt, die Leuchtdichte-Leistungseffizienz-Eigenschaften werden in 36 gezeigt und die Leuchtdichte-externe Quanteneffizienz-Eigenschaften werden in 37 gezeigt.

Tabelle 11 zeigt die Anfangswerte von Haupteigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtungen bei etwa 1000 cd/m². [Tabelle 11]

	Spannung (V)	Strom (mA)	Stromdichte (mA/cm²)	C hromatizität (x,y)	Leuchtdichte (cd/m²)	Stromeffizienz (cd/A)	Leistungseffizienz (lm/W)	externe Quanteneffizienz (%)
Licht emittierende Vorrichtung 5	4,6	0,41	10	(0,14,0,11)	970	9,6	6,5	10
Licht emittierende Vorrichtung 6	4,2	0,39	9,7	(0,14,0,10)	1100	11	8,3	12
Licht emittierende Vorrichtung 7	4,6	0,37	9,3	(0,13,0,12)	960	10	7,1	11

38 zeigt die Emissionsspektren zu dem Zeitpunkt, zu dem eine Spannung angelegt wurde, damit die Licht emittierenden Vorrichtungen jeweils eine Leuchtdichte von 1000 cd/m² aufweisen. Wie in 38 gezeigt, weist das Emissionsspektrum jeder Licht emittierenden Vorrichtung ein Peak bei etwa 460 nm auf, was vermutlich aus der Lichtemission von 3,10PCA2Nbf(IV)-02 stammt, das in der Licht emittierenden Schicht 913 enthalten ist.
Die in 32 bis 37 gezeigten Ergebnisse und die Tabelle 11 zeigen, dass sowohl die Licht emittierende Vorrichtung 6 als auch die Licht emittierende Vorrichtung 7 von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, bei denen αN-βNPAnth als Wirtsmaterial in den Licht emittierenden Schichten 913 verwendet wurde und mindestens ALD-MC057Q als Elektronentransportmaterial in den Elektronentransportschichten 914 verwendet wurde, jeweils vorteilhafte Strom-Spannungs-Eigenschaften, eine hohe Leistungseffizienz und eine hohe Emissionseffizienz aufweisen.
39 ist ein Diagramm, das eine Änderung der Leuchtdichte im Laufe der Betriebsdauer in dem Fall zeigt, in dem die Elemente bei einer konstanten Stromdichte (50 mA/cm²) betrieben wurden. Wie in 39 gezeigt, wurde es herausgefunden, dass die Licht emittierende Vorrichtung 5, Licht emittierende Vorrichtung 6 und Licht emittierende Vorrichtung 7 von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Licht emittierende Vorrichtungen mit langer Lebensdauer und weniger Abnahme der Leuchtdichte im Laufe der Betriebsdauer sind. Das liegt wahrscheinlich daran, dass die Differenzen des LUMO-Niveaus von αN-βNPAnth, das als Wirtsmaterial in den Licht emittierenden Schichten 913 verwendet wurde, zu den LUMO-Niveaus der Materialien, die als Elektronentransportmaterialien in den Elektronentransportschichten 914 verwendet wurden, d. h. zu dem LUMO-Niveau von PyA1PQ in dem Fall der Licht emittierenden Vorrichtung 5 und zu dem LUMO-Niveau von ALD-MC057Q in Fällen der Licht emittierenden Vorrichtung 6 und der Licht emittierenden Vorrichtung 7, 0,26 eV bzw. 0,24 eV waren, was sehr groß ist, und es verhindert wurde, dass Elektronen, die von der Seite der Kathode in die Licht emittierende Schicht injiziert wurden, die Lochtransportschicht erreichen, da eine Elektroneninjektionsbarriere an einer Grenzfläche zwischen der Licht emittierenden Schicht 913 und der Elektronentransportschicht 914, die übereinander angeordnet sind, groß war, so dass eine Verschlechterung einer Lochtransportschicht infolge der Injektion von Elektronen unterdrückt wurde. Es sei angemerkt, dass bei der Änderung der Leuchtdichte im Laufe der Betriebsdauer ein derartiges Verhalten beobachtet wird, bei dem die Leuchtdichte größer wird als der Anfangswert. Das liegt daran, wie vorstehend beschrieben, dass sich in einem anfänglichen Betriebszustand ein Bereich, in dem Ladungsträger rekombinieren, bis zu einem inneren Abschnitt der Elektronentransportschicht erstreckt, indem bei diesen Licht emittierenden Vorrichtungen ein Elektronentransportmaterial mit einer langsamen Elektronentransporteigenschaft verwendet wird. Es wird angenommen, dass sich mit der längeren Betriebsdauer der Bereich verkleinert, der bis zur Elektronentransportschicht erstreckt, und die Emissionseffizienz relativ erhöht wird, was zu einer Erhöhung der Leuchtdichte führt.
[Beispiel 4]
In diesem Beispiel werden eine Licht emittierende Vorrichtung 8, eine Licht emittierende Vorrichtung 9, eine Licht emittierende Vorrichtung 10, eine Licht emittierende Vorrichtung 11 und eine Licht emittierende Vorrichtung 12 beschrieben. Es sei angemerkt, dass gemeinsame Materialien in den Licht emittierenden Vorrichtungen außer den Materialien in den Elektronentransportschichten verwendet werden, wie nachstehend in der Tabelle 12 gezeigt. Die Differenzen des LUMO-Niveaus des Wirtsmaterials (αN-βNPAnth: -2,74 eV) in den Licht emittierenden Schichten zu den LUMO-Niveaus der Elektronentransportmaterialien in den Elektronentransportschichten sind 0,26 eV in der Licht emittierenden Vorrichtung 8, 0,20 eV in der Licht emittierenden Vorrichtung 9, 0,27 eV in der Licht emittierenden Vorrichtung 10, 0,26 eV in der Licht emittierenden Vorrichtung 11 und 0,26 eV in der Licht emittierenden Vorrichtung 12. Die Vorrichtungsstrukturen der Licht emittierenden Vorrichtungen, die in diesem Beispiel beschrieben werden, werden in 15 dargestellt, und ein Herstellungsverfahren dafür ist demjenigen im Beispiel 2 ähnlich.

Die chemischen Formeln der Materialien, die in diesem Beispiel verwendet werden, werden nachfolgend gezeigt. Spezifische Strukturen der Licht emittierenden Vorrichtungen werden nachstehend in der Tabelle 12 gezeigt.

[Tabelle 12]

	erste Elektrode	Lochinjektionsschicht	Lochtransportschicht		Licht emittierende Schicht	Elektronentransportschicht		Elektroneninjektionsschicht	zweite Elektrode
Licht emittierende Vorrichtung 8	ITSO (70nm)	BBABnf :ALD-MP001 Q (1:0,1 10nm)	BBABnf (20nm)	PCzN2 (10nm)	*	1PQPmA:Liq (1:2 25nm)		Liq (1nm)	Al (200nm)
Licht emittierende Vorrichtung 9						2mDBTPDBq-II Liq (1:2 15nm)	NBphen (10nm)
Licht emittierende Vorrichtung 10						PPy1PQ:Liq (1:2 12,5nm)	PPy1PQ:Liq (1:0.5 12,5nm)
Licht emittierende Vorrichtung 11						PyN1PQ:Liq (1:1 25nm)
Licht emittierende Vorrichtung 12						PyN1PQ-02:Liq (1:1 25nm)

* αN-βNPAnth:3,10PCA2Nbf(IV)-02 (1:0,015 25nm)

<<Betriebseigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtungen>>
Betriebseigenschaften der hergestellten Licht emittierenden Vorrichtungen wurden gemessen. Es sei angemerkt, dass die Messung bei Raumtemperatur (in einer bei 25 °C gehaltenen Atmosphäre) durchgeführt wurde. Als Ergebnisse der Betriebseigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtungen werden die Stromdichte-Leuchtdichte-Eigenschaften in 40 gezeigt, die Spannungs-Leuchtdichte-Eigenschaften werden in 41 gezeigt, die Leuchtdichte-Stromeffizienz-Eigenschaften werden in 42 gezeigt, die Spannungs-Strom-Eigenschaften werden in 43 gezeigt, die Leuchtdichte-Leistungseffizienz-Eigenschaften werden in 44 gezeigt und die Leuchtdichte-externe Quanteneffizienz-Eigenschaften werden in 45 gezeigt.

Tabelle 13 zeigt die Anfangswerte von Haupteigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtungen bei etwa 1000 cd/m². [Tabelle 13]

	Spannung (V)	Strom (mA)	Stromdichte (mA/cm²)	Chromatizität		Leuchtdichte (cd/m²)	Stromeffizienz (cd/A)	Leistungseffizienz (Im/W)	externe Quanteneffizienz (%)
	Spannung (V)	Strom (mA)	Stromdichte (mA/cm²)	×	y	Leuchtdichte (cd/m²)	Stromeffizienz (cd/A)	Leistungseffizienz (Im/W)	externe Quanteneffizienz (%)
Licht emittierende Vorrichtung 8	4,8	0,48	12	0,13	0,12	1100	9,6	6,3	9,7
Licht emittierende Vorrichtung 9	4,8	0,37	9,3	0,13	0,12	920	9,8	6,4	10
Licht emittierende Vorrichtung 10	4,6	0,42	10	0,14	0,10	890	8,5	5,8	9,3
Licht emittierende Vorrichtung 11	4,7	0,39	9,6	0,14	0,11	890	9,2	6,1	9,8
Licht emittierende Vorrichtung 12	4,8	0,42	10	0,13	0,12	1000	9,8	6,4	9,7

46 zeigt die Emissionsspektren zu dem Zeitpunkt, zu dem eine Spannung angelegt wurde, damit die Licht emittierenden Vorrichtungen jeweils eine Leuchtdichte von 1000 cd/m² aufweisen. Wie in 46 gezeigt, weist das Emissionsspektrum jeder Licht emittierenden Vorrichtung ein Peak bei etwa 459 nm auf, was vermutlich aus der Lichtemission von 3,10PCA2Nbf(IV)-02 stammt, das in der Licht emittierenden Schicht 913 enthalten ist.
Die in 40 bis 45 gezeigten Ergebnisse und die Tabelle 13 zeigen, dass die Licht emittierende Vorrichtung 8, die Licht emittierende Vorrichtung 9, die Licht emittierende Vorrichtung 10, die Licht emittierende Vorrichtung 11 und die Licht emittierende Vorrichtung 12 von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, bei denen αN-βNPAnth als Wirtsmaterial in den Licht emittierenden Schichten 913 verwendet wurde und die in der Tabelle 12 gezeigten Elektronentransportmaterialien als Elektronentransportmaterialien in den Elektronentransportschichten 914 verwendet wurden, jeweils vorteilhafte Strom-Spannungs-Eigenschaften, eine hohe Leistungseffizienz und eine hohe Emissionseffizienz aufweisen.
47 ist ein Diagramm, das eine Änderung der Leuchtdichte im Laufe der Betriebsdauer in dem Fall zeigt, in dem die Elemente bei einer konstanten Stromdichte (50 mA/cm²) betrieben wurden. Wie in 47 gezeigt, wurde es herausgefunden, dass die Licht emittierende Vorrichtung 8, Licht emittierende Vorrichtung 9, Licht emittierende Vorrichtung 10, Licht emittierende Vorrichtung 11 und Licht emittierende Vorrichtung 12 von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Licht emittierende Vorrichtungen mit langer Lebensdauer und weniger Abnahme der Leuchtdichte im Laufe der Betriebsdauer sind. Das liegt wahrscheinlich daran, dass die Differenzen zwischen den LUMO-Niveaus von αN-βNPAnth, das als Wirtsmaterial in den Licht emittierenden Schichten 913 verwendet wurde, und den Materialien, die als Elektronentransportmaterialien in den Elektronentransportschichten 914 verwendet wurden, von 0,20 eV bis 0,27 eV waren, was sehr groß ist, und es verhindert wurde, dass Elektronen, die von der Seite der Kathode in die Licht emittierende Schicht injiziert wurden, die Lochtransportschicht erreichen, da eine Elektroneninjektionsbarriere an einer Grenzfläche zwischen der Licht emittierenden Schicht 913 und der Elektronentransportschicht 914, die übereinander angeordnet sind, groß war, so dass eine Verschlechterung einer Lochtransportschicht infolge der Injektion von Elektronen unterdrückt wurde. Es sei angemerkt, dass bei der Änderung der Leuchtdichte im Laufe der Betriebsdauer ein derartiges Verhalten beobachtet wird, bei dem die Leuchtdichte größer wird als der Anfangswert. Das liegt daran, wie vorstehend beschrieben, dass sich in einem anfänglichen Betriebszustand ein Bereich, in dem Ladungsträger rekombinieren, bis zu einem inneren Abschnitt der Elektronentransportschicht erstreckt, indem bei diesen Licht emittierenden Vorrichtungen ein Elektronentransportmaterial mit einer langsamen Elektronentransporteigenschaft verwendet wird. Es wird angenommen, dass sich mit der längeren Betriebsdauer der Bereich verkleinert, der bis zur Elektronentransportschicht erstreckt, und die Emissionseffizienz relativ erhöht wird, was zu einer Erhöhung der Leuchtdichte führt.
[Beispiel 5]
<<Synthesebeispiel 1>>
In diesem Beispiel wird ein Syntheseverfahren der bei der Ausführungsform 1 beschriebenen organischen Verbindung, 2-Phenyl-3-{4-[4-(3-pyridyl)-1-naphthyl]phenyl}chinoxalin (Abkürzung: PyN1PQ) (Strukturformel (300)), beschrieben. Die Struktur von PyN1PQ ist nachstehend gezeigt.
1,8 g (6,2 mmol) 3-(4-Bromnaphthalen-1-yl)pyridin, 2,2 g (6,8 mmol) 4-(3-Phenylchinoxalin-2-yl)phenylboronsäure, 0,19 g (0,62 mmol) Tri(o-tolyl)phosphin und 1,7 g (6,0 mmol) Kaliumcarbonat wurden gegeben, und die Luft in dem Kolben wurde durch Stickstoff ersetzt. Der Mischung wurden 60 ml Toluol, 12 ml Ethanol und 6 ml Wasser hinzugefügt, und die Mischung wurde durch Rühren unter vermindertem Druck entgast. Der Mischung wurden 28 mg (0,12 mmol) Palladium(II)acetat hinzugefügt, und die Mischung wurde 6 Stunden lang unter einem Stickstoffstrom bei 80 °C gerührt.
Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit wurde der Mischung Wasser hinzugefügt, und eine wässrige Schicht wurde einer Extraktion mit Toluol unterzogen. Die erhaltene Lösung des Extrakts und eine organische Schicht wurden kombiniert und mit Wasser und einer gesättigten Salzlösung gewaschen, und eine organische Schicht wurde mit Magnesiumsulfat getrocknet. Die Mischung wurde schwerkraftfiltriert, und das Filtrat wurde konzentriert, um 3,5 g eines Feststoffs zu erhalten. Der Feststoff wurde durch Kieselgel-Säulenchromatographie (Laufmittel: Toluol/Ethylacetat = 9/1) gereinigt, um 2,6 g eines blassgelben Zielfeststoffs zu erhalten. Dem erhaltenen Feststoff wurde Methanol hinzugefügt, die Mischung wurde mit Ultraschallwellen bestrahlt, und dann wurde der Feststoff gesammelt. Der erhaltene Feststoff wurde aus einem gemischten Lösungsmittel aus Toluol und Methanol umkristallisiert, so dass 2,1 g (4,4 mmol) eines weißen Zielfeststoffs in einer Ausbeute von 71 % erhalten wurden. Das Syntheseschema wird in der folgenden Formel (a-1) gezeigt.
Durch ein Train-Sublimationsverfahren wurden 2,1 g des erhaltenen weißen Feststoffs gereinigt. Die Sublimationsreinigung wurde unter den Bedingungen, bei denen ein Druck 3,6 Pa und eine Argonflussrate 5 ml/min betrug, durchgeführt, indem eine Erwärmung bei 245 °C durchgeführt wurde. Nach der Sublimationsreinigung wurden 2,0 g des weißen Zielfeststoffs mit einer Sammelquote von 94 % erhalten.
Es sei angemerkt, dass die durch Kernspinresonanz- (¹H-NMR-) Spektroskopie erhaltenen Analyseergebnisse des weißen Feststoffs, der durch das vorstehend beschriebene Syntheseverfahren erhalten worden ist, nachstehend gezeigt werden. 48 ist das ¹H-NMR-Diagramm. Diese Ergebnisse offenbaren, dass PyN1PQ, das die durch die Strukturformel (300) dargestellte organische Verbindung ist, in diesem Beispiel erhalten wurde.
¹H-NMR (CDCI3, 300 MHz): δ = 7,39-7,56 (m, 10H), 7,62-7,72 (m, 4H), 7,78-7,90 (m, 4H), 7,96-8,03 (m, 1H) 8,19-8,27 (m, 2H), 8,71 (dd, J = 1,5Hz, 4,8Hz, 1H), 8,80 (dd, J = 1,1Hz, 2,2Hz, 1H).
[Beispiel 6]
<<Synthesebeispiel 2>>
In diesem Beispiel wird ein Syntheseverfahren der bei der Ausführungsform 1 beschriebenen organischen Verbindung, 2-Phenyl-3-{4-[5-(3-pyridyl)-1-naphthyl]phenyl}chinoxalin (Abkürzung: PyN1PQ-02) (Strukturformel (301)), beschrieben. Die Struktur von PyN1PQ-02 ist nachstehend gezeigt.
<Schritt 1: Synthese von 3-(5-Chlornaphthalen-1-yl)pyridin>
In einen 500 ml Dreihalskolben wurden 5,0 g (21 mmol) 1-Brom-5-chlornaphthalen, 2,5 g (21 mmol) 3-Pyridinboronsäure und 11 g (83 mmol) Kaliumcarbonat gegeben, und die Luft in dem Kolben wurde durch Stickstoff ersetzt. Der Mischung wurden 200 ml THF und 40 ml Wasser hinzugefügt, und die Mischung wurde durch Rühren unter vermindertem Druck entgast.
Der Mischung wurden 0,18 g (0,62 mmol) Tri-tert-butylphosphoniumtetrafluorborat und 0,19 g (0,21 mmol) Tris(dibenzylidenaceton)dipalladium(0) hinzugefügt, und die Mischung wurde 2 Stunden lang bei 80 °C gerührt. Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit wurde dieser Mischung Wasser hinzugefügt, und eine wässrige Schicht wurde einer Extraktion mit Toluol unterzogen. Dann wurden die erhaltene Lösung des Extrakts und eine organische Schicht kombiniert und mit Wasser und einer gesättigten Salzlösung gewaschen, und eine organische Schicht wurde mit Magnesiumsulfat getrocknet. Als Nächstes wurde diese Mischung durch Schwerkraftfiltration getrennt, und das Filtrat wurde konzentriert. Der erhaltene Feststoff wurde durch Kieselgel-Säulenchromatographie (Laufmittel: Toluol: Ethylacetat = 2:1) gereinigt, um 4,7 g (20 mmol) eines orangen Zielfeststoffs in einer Ausbeute von 94 % zu erhalten. Das Syntheseschema von Schritt 1 wird in der folgenden Formel (b-1) gezeigt.
<Schritt 2: Synthese von PyN1PQ-02>
Als Nächstes wurden 1,3 g (5,3 mmol) 3-(5-Chlornaphthalen-1-yl)pyridin, die im Schritt 1 erhalten wurden, 1,9 g (5,9 mmol) 4-(3-Phenylchinoxalin-2-yl)phenylboronsäure, 3,4 g (16 mmol) Kaliumphosphat und 1,2 g (16 mmol) tert-Butylalkohol gegeben, und die Luft in dem Kolben wurde durch Stickstoff ersetzt.
Der Mischung wurden 55 ml Diglyme hinzugefügt, und die Mischung wurde durch Rühren unter vermindertem Druck entgast. Dieser Mischung wurden 0,19 g (0,53 mmol) Di(1-adamantyl)-n-butylphosphin und 60 mg (0,27 mmol) Palladium(II)-acetat hinzugefügt, und die Mischung wurde 6 Stunden lang unter einem Stickstoffstrom bei 140 °C gerührt.
Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit wurde der Mischung Wasser hinzugefügt, und eine wässrige Schicht wurde einer Extraktion mit Toluol unterzogen. Die erhaltene Lösung des Extrakts und eine organische Schicht wurden kombiniert und mit Wasser und einer gesättigten Salzlösung gewaschen, und eine organische Schicht wurde mit Magnesiumsulfat getrocknet. Die Mischung wurde schwerkraftfiltriert, und das Filtrat wurde konzentriert, um einen Feststoff zu erhalten. Der Feststoff wurde durch Kieselgel-Säulenchromatographie (Laufmittel: Toluol: Ethylacetat = 9:1) gereinigt, um 2,1 g eines blassgelben Zielfeststoffs zu erhalten. Der erhaltene Feststoff wurde aus einem gemischten Lösungsmittel aus Toluol und Methanol umkristallisiert, so dass 1,6 g (3,4 mmol) eines weißen Zielfeststoffs in einer Ausbeute von 63 % erhalten wurden. Das Syntheseschema von Schritt 2 wird in der folgenden Formel (b-2) gezeigt.
Durch ein Train-Sublimationsverfahren wurden 1,4 g des erhaltenen weißen Feststoffs gereinigt. Die Sublimationsreinigung wurde unter den Bedingungen, bei denen ein Druck 3,3 Pa und eine Argonflussrate 5 ml/min betrug, durchgeführt, indem eine Erwärmung bei 235 °C durchgeführt wurde. Nach der Sublimationsreinigung wurden 1,3 g des weißen Feststoffs mit einer Sammelquote von 90 % erhalten.
Es sei angemerkt, dass die durch Kernspinresonanz- (¹H-NMR-) Spektroskopie erhaltenen Analyseergebnisse des weißen Feststoffs, der im Schritt 2 erhalten worden ist, nachstehend gezeigt werden. 49 ist das ¹H-NMR-Diagramm. Diese Ergebnisse offenbaren, dass PyN1PQ-02, das die durch die Strukturformel (301) dargestellte organische Verbindung ist, in diesem Beispiel erhalten wurde.
¹H-NMR (CDCl3, 300 MHz): δ = 7,40-7,55 (m, 10H), 7,61-7,71 (m, 4H), 7,78-7,88 (m, 4H), 7,94-8,00 (m, 1H), 8,19-8,27 (m, 2H), 8,71 (dd, J = 1,8Hz, 4,8Hz, 1H), 8,78 (dd, J = 1,1 Hz, 2,2Hz, 1H).
Bezugszeichenliste

101: erste Elektrode,
102: zweite Elektrode,
103: EL-Schicht,
111: Lochinjektionsschicht,
112: Lochtransportschicht,
113: Licht emittierende Schicht,
114: Elektronentransportschicht,
114-1: erste Elektronentransportschicht,
114-2: zweite Elektronentransportschicht,
115: Elektroneninjektionsschicht,
103a, 103b: EL-Schicht,
104: Ladungserzeugungsschicht,
111a, 111b: Lochinjektionsschicht,
112a, 112b: Lochtransportschicht,
113a, 113b: Licht emittierende Schicht,
114a, 114b: Elektronentransportschicht,
115a, 115b: Elektroneninjektionsschicht,
200R, 200G, 200B: optische Weglänge,
201: erstes Substrat,
202: Transistor (FET),
203R, 203G, 203B, 203W: Licht emittierende Vorrichtung,
204: EL-Schicht,
205: zweites Substrat,
206R, 206G, 206B: Farbfilter,
206R', 206G', 206B': Farbfilter,
207: erste Elektrode,
208: zweite Elektrode,
209: schwarze Schicht (Schwarzmatrix),
210R, 210G: leitende Schicht,
301: erstes Substrat,
302: Pixelabschnitt,
303: Treiberschaltungsabschnitt (Source-Leitungstreiberschaltung),
304a, 304b: Treiberschaltungsabschnitt (Gate-Leitungstreiberschaltung),
305: Dichtungsmittel,
306: zweites Substrat,
307: Anschlussleitung,
308: FPC,
309: FET,
310: FET,
311: FET,
312: FET,
313: erste Elektrode,
314: Isolator,
315: EL-Schicht,
316: zweite Elektrode,
317: Licht emittierende Vorrichtung,
318: Raum,
900: Substrat,
901: erste Elektrode,
902: EL-Schicht,
903: zweite Elektrode,
911: Lochinjektionsschicht,
912: Lochtransportschicht,
913: Licht emittierende Schicht,
914: Elektronentransportschicht,
915: Elektroneninjektionsschicht,
1001: erste Elektrode,
1002: zweite Elektrode,
1010: erste Schicht,
1011: zweite Schicht,
1012: dritte Schicht,
4000: Beleuchtungsvorrichtung,
4001: Substrat,
4002: Licht emittierende Vorrichtung,
4003: Substrat,
4004: erste Elektrode,
4005: EL-Schicht,
4006: zweite Elektrode,
4007: Elektrode,
4008: Elektrode,
4009: Hilfsleitung,
4010: Isolierschicht,
4011: Dichtungssubstrat,
4012: Dichtungsmittel,
4013: Trocknungsmittel,
4015: Diffusions-Platte,
4200: Beleuchtungsvorrichtung,
4201: Substrat,
4202: Licht emittierende Vorrichtung,
4204: erste Elektrode,
4205: EL-Schicht,
4206: zweite Elektrode,
4207: Elektrode,
4208: Elektrode,
4209: Hilfsleitung,
4210: Isolierschicht,
4211: Dichtungssubstrat,
4212: Dichtungsmittel,
4213: Sperrfilm,
4214: Planarisierungsfilm,
4215: Diffusions-Platte,
5101: Scheinwerfern,
5102: Radkappe,
5103: Tür,
5104: Anzeigeabschnitt,
5105: Lenkrad,
5106: Schaltknüppel,
5107: Sitz,
5108: Innenrückspiegel,
5109: Windschutzscheibe,
7000: Gehäuse,
7001: Anzeigeabschnitt,
7002: zweiter Anzeigeabschnitt,
7003: Lautsprecher,
7004: LED-Lampe,
7005: Bedientasten,
7006: Verbindungsanschluss,
7007: Sensor,
7008: Mikrofon,
7009: Schalter,
7010: Infrarotanschluss,
7011: Aufzeichnungsmedium-Leseabschnitt,
7012: Trägerabschnitt,
7013: Ohrhörer,
7014: Antenne,
7015: Auslöseknopf,
7016: Bildempfangsabschnitt,
7018: Fuß,
7020: Kamera,
7021: externer Verbindungsanschluss,
7022, 7023: Bedienknopf,
7024: Verbindungsanschluss,
7025: Band,
7026: Mikrofon,
7027: Icon, das die Zeit anzeigt,
7028: weiteres Icon,
7029: Sensor,
7030: Lautsprecher,
7052, 7053, 7054: Informationen,
9310: tragbares Informationsendgerät,
9311: Anzeigeabschnitt,
9312: Anzeigebereich,
9313: Gelenk,
9315: Gehäuse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2011/065136 [0007]

Claims

Licht emittierende Vorrichtung, die zwischen einer Anode und einer Kathode eine EL-Schicht umfasst, wobei die EL-Schicht eine Lochinjektionsschicht, eine Licht emittierende Schicht und eine Elektronentransportschicht in dieser Reihenfolge von der Seite der Anode aus umfasst, wobei die Lochinjektionsschicht in Kontakt mit der Anode ist, wobei die Lochinjektionsschicht eine erste Substanz und eine zweite Substanz umfasst, wobei die erste Substanz eine Elektronenakzeptoreigenschaft in Bezug auf die zweite Substanz aufweist, wobei ein HOMO-Niveau der zweiten Substanz höher als oder gleich -5,7 eV und niedriger als oder gleich -5,4 eV ist, wobei die Licht emittierende Schicht eine dritte Substanz und eine vierte Substanz umfasst und die vierte Substanz ein Wirtsmaterial ist, wobei die Elektronentransportschicht eine erste Elektronentransportschicht und eine zweite Elektronentransportschicht umfasst, wobei die erste Elektronentransportschicht in Kontakt mit der Licht emittierenden Schicht ist, wobei die erste Elektronentransportschicht eine fünfte Substanz umfasst, wobei die zweite Elektronentransportschicht eine sechste Substanz umfasst, wobei die fünfte Substanz ein Elektronentransportmaterial ist, wobei die sechste Substanz ein Metall, ein Metallsalz, ein Metalloxid oder ein Metallkomplex ist, und wobei ein LUMO-Niveau der fünften Substanz tiefer ist als ein LUMO-Niveau der vierten Substanz und die Differenz zwischen den LUMO-Niveaus größer als oder gleich 0,15 eV und kleiner als oder gleich 0,40 eV ist.
Licht emittierende Vorrichtung, die zwischen einer Anode und einer Kathode eine EL-Schicht umfasst, wobei die EL-Schicht eine Lochinjektionsschicht, eine Licht emittierende Schicht und eine Elektronentransportschicht in dieser Reihenfolge von der Seite der Anode aus umfasst, wobei die Lochinjektionsschicht in Kontakt mit der Anode ist, wobei die Lochinjektionsschicht eine erste Substanz und eine zweite Substanz umfasst, wobei die erste Substanz eine Elektronenakzeptoreigenschaft in Bezug auf die zweite Substanz aufweist, wobei ein HOMO-Niveau der zweiten Substanz höher als oder gleich -5,7 eV und niedriger als oder gleich -5,4 eV ist, wobei die Licht emittierende Schicht eine dritte Substanz und eine vierte Substanz umfasst und die vierte Substanz ein Wirtsmaterial ist, wobei die Elektronentransportschicht eine erste Elektronentransportschicht und eine zweite Elektronentransportschicht umfasst, wobei die erste Elektronentransportschicht in Kontakt mit der Licht emittierenden Schicht ist, wobei die erste Elektronentransportschicht eine fünfte Substanz und eine sechste Substanz umfasst, wobei die zweite Elektronentransportschicht eine siebte Substanz umfasst, wobei die fünfte Substanz und die siebte Substanz Elektronentransportmaterialien sind, wobei die sechste Substanz ein Metall, ein Metallsalz, ein Metalloxid oder ein Metallkomplex ist, und wobei ein LUMO-Niveau der fünften Substanz tiefer ist als ein LUMO-Niveau der vierten Substanz und die Differenz zwischen den LUMO-Niveaus größer als oder gleich 0,15 eV und kleiner als oder gleich 0,40 eV ist.
Licht emittierende Vorrichtung, die zwischen einer Anode und einer Kathode eine EL-Schicht umfasst, wobei die EL-Schicht eine Lochinjektionsschicht, eine Licht emittierende Schicht und eine Elektronentransportschicht in dieser Reihenfolge von der Seite der Anode aus umfasst, wobei die Lochinjektionsschicht in Kontakt mit der Anode ist, wobei die Lochinjektionsschicht eine erste Substanz und eine zweite Substanz umfasst, wobei die erste Substanz eine Elektronenakzeptoreigenschaft in Bezug auf die zweite Substanz aufweist, wobei ein HOMO-Niveau der zweiten Substanz höher als oder gleich -5,7 eV und niedriger als oder gleich -5,4 eV ist, wobei die Licht emittierende Schicht eine dritte Substanz und eine vierte Substanz umfasst und die vierte Substanz ein Wirtsmaterial ist, wobei die Elektronentransportschicht eine erste Elektronentransportschicht und eine zweite Elektronentransportschicht umfasst, wobei die erste Elektronentransportschicht in Kontakt mit der Licht emittierenden Schicht ist, wobei die erste Elektronentransportschicht eine fünfte Substanz und eine sechste Substanz umfasst, wobei die zweite Elektronentransportschicht eine siebte Substanz und eine achte Substanz umfasst, wobei ein Anteil der sechsten Substanz in der ersten Elektronentransportschicht höher ist als ein Anteil der achten Substanz in der zweiten Elektronentransportschicht, wobei die fünfte Substanz und die siebte Substanz Elektronentransportmaterialien sind, wobei die sechste Substanz und die achte Substanz Metalle, Metallsalze, Metalloxide oder Metallkomplexe sind, und wobei ein LUMO-Niveau der fünften Substanz tiefer ist als ein LUMO-Niveau der vierten Substanz und die Differenz zwischen den LUMO-Niveaus größer als oder gleich 0,15 eV und kleiner als oder gleich 0,40 eV ist.
Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die sechste Substanz und die achte Substanz die gleiche Substanz sind.
Licht emittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die fünfte Substanz und die siebte Substanz die gleiche Substanz sind.
Licht emittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein LUMO-Niveau der fünften Substanz tiefer ist als ein LUMO-Niveau der vierten Substanz und die Differenz zwischen den LUMO-Niveaus größer als oder gleich 0,20 eV und kleiner als oder gleich 0,40 eV ist.
Licht emittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein HOMO-Niveau der fünften Substanz höher als oder gleich -6,0 eV ist.
Licht emittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine Elektronenbeweglichkeit größer als oder gleich 1 × 10^-7 cm²/Vs und kleiner als oder gleich 1 × 10^-5 cm²/Vs in dem Fall ist, in dem die Quadratwurzel einer elektrischen Feldstärke [V/cm] der fünften Substanz 600 ist.
Licht emittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Licht emittierende Schicht ferner eine neunte Substanz umfasst, und wobei die vierte Substanz und die neunte Substanz eine Kombination sind, die einen Exciplex bildet.
Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die vierte Substanz ein Elektronentransportmaterial ist, und wobei die neunte Substanz eine Lochtransportmaterial ist.
Licht emittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die EL-Schicht eine Lochtransportschicht umfasst, wobei sich die Lochtransportschicht zwischen der Lochinjektionsschicht und der Licht emittierenden Schicht befindet, wobei die Lochtransportschicht eine zehnte Substanz umfasst, und wobei ein HOMO-Niveau der zehnten Substanz niedriger als oder gleich dem HOMO-Niveau der zweiten Substanz und höher als das HOMO-Niveau der vierten Substanz ist.
Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die zehnte Substanz mindestens eines von einem Carbazol-Gerüst, einem Dibenzofuran-Gerüst, einem Dibenzothiophen-Gerüst und einem Fluoren-Gerüst umfasst.
Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 11 und Anspruch 12, wobei die zweite Substanz und die zehnte Substanz die gleiche Substanz sind.
Licht emittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die sechste Substanz und die achte Substanz Metallkomplexe sind, die jeweils ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall umfasst.
Licht emittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die sechste Substanz und die achte Substanz einer von Metallkomplexen sind, die jeweils einen Liganden, der Stickstoff und Sauerstoff umfasst, und ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall umfassen.
Licht emittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die sechste Substanz und die achte Substanz Metallkomplexe sind, die jeweils einen Liganden mit einer 8-Hydroxychinolinato-Struktur und ein einwertiges Metallion umfassen.
Licht emittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die sechste Substanz und die achte Substanz Lithiumkomplexe sind, die jeweils einen Liganden mit einer 8-Hydroxychinolinato-Struktur umfassen.
Licht emittierende Einrichtung, die umfasst: eine Licht emittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17; und eine FPC.
Elektronisches Gerät, das umfasst: eine Licht emittierende Einrichtung nach Anspruch 18; und mindestens eines von einem Mikrofon, einer Kamera, einem Bedienknopf, einem externen Verbindungsanschluss und einem Lautsprecher.
Beleuchtungsvorrichtung, die umfasst: eine Licht emittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17; und ein Gehäuse und/oder eine Abdeckung.