DE112021005345T5

DE112021005345T5 - Licht emittierende Einrichtung, elektronisches Gerät und Beleuchtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112021005345T5
Application number: DE112021005345.0T
Authority: DE
Inventors: Takeyoshi WATABE; Airi UEDA; Yuta Kawano; Tomohiro Kubota; Nobuharu Ohsawa; Satoshi Seo
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2020-10-09
Filing date: 2021-09-27
Publication date: 2023-07-27
Also published as: US20240049578A1; CN116324534A; KR20230084185A; JPWO2022074499A1; WO2022074499A1

Abstract

Eine Licht emittierende Einrichtung mit geringem Stromverbrauch wird bereitgestellt. Die Licht emittierende Einrichtung umfasst eine erste Licht emittierende Vorrichtung und eine erste Farbumwandlungsschicht. Die erste Licht emittierende Vorrichtung umfasst eine Anode, eine Kathode und eine EL-Schicht, die zwischen der Anode und der Kathode positioniert ist. Die EL-Schicht umfasst ein Material, dessen ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als 1,75 ist. Die erste Farbumwandlungsschicht enthält eine erste Substanz, die Licht absorbiert und Licht emittiert. Ein ordentlicher Brechungsindex der ersten Farbumwandlungsschicht in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm ist höher als oder gleich 1,40 und niedriger als oder gleich 2,10. Die erste Farbumwandlungsschicht ist auf einem optischen Weg des Lichts, das von der ersten Licht emittierenden Vorrichtung zur Außenseite der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird, positioniert.

Description

Technisches Gebiet
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine organische Verbindung, ein Licht emittierendes Element, eine Licht emittierende Vorrichtung, ein Anzeigemodul, ein Beleuchtungsmodul, eine Anzeigevorrichtung, eine Licht emittierende Einrichtung, ein elektronisches Gerät, eine Beleuchtungsvorrichtung und eine elektronische Vorrichtung. Es sei angemerkt, dass eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht auf das vorstehende technische Gebiet beschränkt ist. Das technische Gebiet einer Ausführungsform der Erfindung, die in dieser Beschreibung und dergleichen offenbart wird, betrifft einen Gegenstand, ein Verfahren oder ein Herstellungsverfahren. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft einen Prozess, eine Maschine, ein Erzeugnis oder eine Zusammensetzung (Zusammensetzung eines Materials). Spezifische Beispiele für das technische Gebiet einer Ausführungsform der in dieser Beschreibung offenbarten vorliegenden Erfindung umfassen eine Halbleitervorrichtung, eine Anzeigevorrichtung, eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, eine Licht emittierende Einrichtung, eine Beleuchtungsvorrichtung, eine Energiespeichervorrichtung, eine Speichervorrichtung, eine Abbildungsvorrichtung, ein Betriebsverfahren dafür und ein Herstellungsverfahren dafür.
Stand der Technik
Licht emittierende Vorrichtungen (organische EL-Vorrichtungen), die Elektrolumineszenz (EL) von organischen Verbindungen nutzen, kommen in der Praxis vermehrt zum Einsatz. Bei der grundlegenden Struktur von derartigen Licht emittierenden Vorrichtungen ist eine organische Verbindungsschicht, die ein Licht emittierendes Material 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 dem Licht emittierenden Material erhalten werden kann.
Da derartige Licht emittierende Vorrichtungen selbstleuchtend sind, weisen sie dann, wenn sie als Pixel eines Displays verwendet werden, gegenüber Displays unter Verwendung eines Flüssigkristalls Vorteile, wie z. B. eine hohe Sichtbarkeit und keinen Bedarf an einer Hintergrundbeleuchtung, auf und sie eignen sich für Flachbildschirmanzeigeelemente. Displays, die derartige Licht emittierende Vorrichtungen beinhalten, sind auch insofern sehr vorteilhaft, als sie dünner und leichtgewichtiger 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; daher haben derartige Licht emittierende Vorrichtungen auch ein großes Potenzial als planare Lichtquellen, die auf Beleuchtungsvorrichtungen und dergleichen angewendet werden können.
Displays oder Beleuchtungsvorrichtungen, die Licht emittierende Vorrichtungen beinhalten, werden, wie vorstehend beschrieben, in geeigneter Weise für verschiedene elektronische Geräte verwendet, und die Forschung und Entwicklung von Licht emittierenden Vorrichtungen mit vorteilhafteren Eigenschaften schreitet voran.
Bei einer organischen EL-Vorrichtung ist eine niedrige Auskopplungseffizienz ein häufiges Problem. Um die Auskopplungseffizienz zu verbessern, ist eine Struktur vorgeschlagen worden, bei der eine Schicht, die unter Verwendung eines Materials mit niedrigem Brechungsindex gebildet wird, in einer EL-Schicht enthalten ist (siehe z. B. Patentdokument 1 und Nicht-Patentdokument 1).
Eine Licht emittierende Vorrichtung mit dieser Struktur kann eine höhere Auskopplungseffizienz und eine höhere externe Quanteneffizienz aufweisen als eine Licht emittierende Vorrichtung mit einer herkömmlichen Struktur; jedoch ist es nicht einfach, dass eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex in einer EL-Schicht ausgebildet wird, ohne wesentliche Eigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtung nachteilig zu beeinflussen. Dies liegt daran, dass ein niedriger Brechungsindex und eine hohe Ladungsträgertransporteigenschaft, Zuverlässigkeit oder dergleichen in einer Trade-off-Beziehung stehen. Dieses Problem ist darauf zurückzuführen, dass die Ladungsträgertransporteigenschaft, die Zuverlässigkeit oder dergleichen einer organischen Verbindung stark von einer ungesättigten Bindung abhängt und eine organische Verbindung mit vielen ungesättigten Bindungen die Tendenz eines hohen Brechungsindex aufweist.
Displays sind durch ein Farbumwandlungsverfahren in die Praxis umgesetzt worden. Ein Farbumwandlungsverfahren ist ein Verfahren, bei dem eine Substanz, die Photolumineszenz aufweist, mit Licht von Licht emittierenden Vorrichtungen bestrahlt wird, um das Licht in Licht von gewünschten Farben umzuwandeln. Der Energieverlust von Displays unter Verwendung eines Farbumwandlungsverfahrens ist geringer als derjenige von Displays unter Verwendung eines Farbfilterverfahrens, bei dem Licht von Licht emittierenden Vorrichtungen einfach reduziert wird, so dass Displays mit geringem Stromverbrauch leicht erhalten werden können.
[Referenzen]
[Patentdokument]
[Patentdokument 1] Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2014-207356
[Nicht-Patentdokument]
[Nicht-Patentdokument 1] Jaeho Lee und 12 andere, „Synergetic electrode architecture for efficient graphene-based flexible organic light-emitting diodes“, nature COMMUNICATIONS, am 2. Juni, 2016, DOI: 10.1038/ncomms 11791
Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Eine Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine neuartige Licht emittierende Einrichtung bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe ist, eine Licht emittierende Einrichtung mit hoher Emissionseffizienz bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe ist, eine Licht emittierende Einrichtung mit langer Lebensdauer bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe ist, eine Licht emittierende Einrichtung mit niedriger Betriebsspannung bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe ist, eine Licht emittierende Einrichtung mit geringem Stromverbrauch bereitzustellen.
Eine Aufgabe einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, ein elektronisches Gerät oder eine Anzeigevorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit bereitzustellen. Eine Aufgabe einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, ein elektronisches Gerät oder eine Anzeigevorrichtung mit geringem Stromverbrauch bereitzustellen.
Bei der vorliegenden Erfindung ist es lediglich erforderlich, dass mindestens eine der vorstehend beschriebenen Aufgaben erfüllt wird.
Mittel zur Lösung des Problems
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Licht emittierende Einrichtung bereitgestellt, die eine Licht emittierende Vorrichtung, die eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex beinhaltet, und eine Farbumwandlungsschicht mit einem bestimmten Brechungsindex beinhaltet. Folglich kann eine Licht emittierende Vorrichtung mit niedrigem Stromverbrauch leicht erhalten werden.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Einrichtung, die eine erste Licht emittierende Vorrichtung und eine erste Farbumwandlungsschicht beinhaltet. Die erste Licht emittierende Vorrichtung beinhaltet eine Anode, eine Kathode und eine EL-Schicht, die zwischen der Anode und der Kathode positioniert ist. Die EL-Schicht umfasst eine Schicht, die ein Material enthält, dessen ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als 1,75 ist. Die erste Farbumwandlungsschicht enthält eine erste Substanz, die Licht absorbiert und Licht emittiert. Ein ordentlicher Brechungsindex der ersten Farbumwandlungsschicht in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm ist höher als oder gleich 1,40 und niedriger als oder gleich 2,10. Die erste Farbumwandlungsschicht ist auf einem optischen Weg des Lichts, das von der ersten Licht emittierenden Vorrichtung zur Außenseite der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird, positioniert.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Einrichtung, die eine erste Licht emittierende Vorrichtung und eine erste Farbumwandlungsschicht beinhaltet. Die erste Licht emittierende Vorrichtung beinhaltet eine Anode, eine Kathode und eine EL-Schicht, die zwischen der Anode und der Kathode positioniert ist. Die EL-Schicht umfasst eine Licht emittierende Schicht und einen Lochtransportbereich. Der Lochtransportbereich ist zwischen der Anode und der Licht emittierenden Schicht positioniert. Der Lochtransportbereich umfasst eine Schicht, die eine organische Verbindung mit einer Lochtransporteigenschaft enthält, deren ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 ist. Die erste Farbumwandlungsschicht enthält eine erste Substanz, die Licht absorbiert und Licht emittiert. Ein ordentlicher Brechungsindex der ersten Farbumwandlungsschicht in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm ist höher als oder gleich 1,40 und niedriger als oder gleich 2,10. Die erste Farbumwandlungsschicht ist auf einem optischen Weg des Lichts, das von der ersten Licht emittierenden Vorrichtung zur Außenseite der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird, positioniert.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Einrichtung, die eine erste Licht emittierende Vorrichtung und eine erste Farbumwandlungsschicht beinhaltet. Die erste Licht emittierende Vorrichtung beinhaltet eine Anode, eine Kathode und eine EL-Schicht, die zwischen der Anode und der Kathode positioniert ist. Die EL-Schicht umfasst eine Licht emittierende Schicht und einen Elektronentransportbereich. Der Elektronentransportbereich ist zwischen der Licht emittierenden Schicht und der Kathode positioniert. Der Elektronentransportbereich umfasst eine Schicht, die eine organische Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft enthält, deren ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 ist. Die erste Farbumwandlungsschicht enthält eine erste Substanz, die Licht absorbiert und Licht emittiert. Ein ordentlicher Brechungsindex der ersten Farbumwandlungsschicht in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm ist höher als oder gleich 1,40 und niedriger als oder gleich 2,10. Die erste Farbumwandlungsschicht ist auf einem optischen Weg des Lichts, das von der ersten Licht emittierenden Vorrichtung zur Außenseite der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird, positioniert.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Einrichtung, die eine erste Licht emittierende Vorrichtung und eine erste Farbumwandlungsschicht beinhaltet. Die erste Licht emittierende Vorrichtung beinhaltet eine Anode, eine Kathode und eine EL-Schicht, die zwischen der Anode und der Kathode positioniert ist. Die EL-Schicht umfasst einen Lochtransportbereich, eine Licht emittierende Schicht und einen Elektronentransportbereich. Der Lochtransportbereich ist zwischen der Anode und der Licht emittierenden Schicht positioniert. Der Elektronentransportbereich ist zwischen der Licht emittierenden Schicht und der Kathode positioniert. Der Lochtransportbereich umfasst eine Schicht, die eine organische Verbindung mit einer Lochtransporteigenschaft enthält, deren ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 ist. Der Elektronentransportbereich umfasst eine Schicht, die eine organische Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft enthält, deren ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 ist. Die erste Farbumwandlungsschicht enthält eine erste Substanz, die Licht absorbiert und Licht emittiert. Ein ordentlicher Brechungsindex der ersten Farbumwandlungsschicht in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm ist höher als oder gleich 1,4 und niedriger als oder gleich 2,1. Die erste Farbumwandlungsschicht ist auf einem optischen Weg des Lichts, das von der ersten Licht emittierenden Vorrichtung zur Außenseite der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird, positioniert.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Licht emittierende Einrichtung, wobei bei der vorstehenden Struktur der ordentliche Brechungsindex der ersten Farbumwandlungsschicht in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,80 und niedriger als oder gleich 2,00 ist.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Einrichtung, die eine erste Licht emittierende Vorrichtung und eine erste Farbumwandlungsschicht beinhaltet. Die erste Licht emittierende Vorrichtung beinhaltet eine Anode, eine Kathode und eine EL-Schicht, die zwischen der Anode und der Kathode positioniert ist. Die EL-Schicht umfasst eine Schicht, die ein Material enthält, dessen ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als 1,75 ist. Die erste Farbumwandlungsschicht enthält eine erste Substanz, die Licht absorbiert und Licht emittiert, und ein Harz. Ein ordentlicher Brechungsindex des Harzes in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm ist höher als oder gleich 1,40 und niedriger als oder gleich 2,10. Die erste Farbumwandlungsschicht ist auf einem optischen Weg des Lichts, das von der ersten Licht emittierenden Vorrichtung zur Außenseite der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird, positioniert.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Einrichtung, die eine erste Licht emittierende Vorrichtung und eine erste Farbumwandlungsschicht beinhaltet. Die erste Licht emittierende Vorrichtung beinhaltet eine Anode, eine Kathode und eine EL-Schicht, die zwischen der Anode und der Kathode positioniert ist. Die EL-Schicht umfasst eine Licht emittierende Schicht und einen Lochtransportbereich. Der Lochtransportbereich ist zwischen der Anode und der Licht emittierenden Schicht positioniert. Der Lochtransportbereich umfasst eine Schicht, die eine organische Verbindung mit einer Lochtransporteigenschaft enthält, deren ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 ist. Die erste Farbumwandlungsschicht enthält eine erste Substanz, die Licht absorbiert und Licht emittiert, und ein Harz. Ein ordentlicher Brechungsindex des Harzes in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm ist höher als oder gleich 1,40 und niedriger als oder gleich 2,10. Die erste Farbumwandlungsschicht ist auf einem optischen Weg des Lichts, das von der ersten Licht emittierenden Vorrichtung zur Außenseite der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird, positioniert.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Einrichtung, die eine erste Licht emittierende Vorrichtung und eine erste Farbumwandlungsschicht beinhaltet. Die erste Licht emittierende Vorrichtung beinhaltet eine Anode, eine Kathode und eine EL-Schicht, die zwischen der Anode und der Kathode positioniert ist. Die EL-Schicht umfasst eine Licht emittierende Schicht und einen Elektronentransportbereich. Der Elektronentransportbereich ist zwischen der Licht emittierenden Schicht und der Kathode positioniert. Der Elektronentransportbereich umfasst eine Schicht, die eine organische Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft enthält, deren ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 ist. Die erste Farbumwandlungsschicht enthält eine erste Substanz, die Licht absorbiert und Licht emittiert, und ein Harz. Ein ordentlicher Brechungsindex des Harzes in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm ist höher als oder gleich 1,40 und niedriger als oder gleich 2,10. Die erste Farbumwandlungsschicht ist auf einem optischen Weg des Lichts, das von der ersten Licht emittierenden Vorrichtung zur Außenseite der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird, positioniert.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Einrichtung, die eine erste Licht emittierende Vorrichtung und eine erste Farbumwandlungsschicht beinhaltet. Die erste Licht emittierende Vorrichtung beinhaltet eine Anode, eine Kathode und eine EL-Schicht, die zwischen der Anode und der Kathode positioniert ist. Die EL-Schicht umfasst einen Lochtransportbereich, eine Licht emittierende Schicht und einen Elektronentransportbereich. Der Lochtransportbereich ist zwischen der Anode und der Licht emittierenden Schicht positioniert. Der Elektronentransportbereich ist zwischen der Licht emittierenden Schicht und der Kathode positioniert. Der Lochtransportbereich umfasst eine Schicht, die eine organische Verbindung mit einer Lochtransporteigenschaft enthält, deren ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 ist. Der Elektronentransportbereich umfasst eine Schicht, die eine organische Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft enthält, deren ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 ist. Die erste Farbumwandlungsschicht enthält eine erste Substanz, die Licht absorbiert und Licht emittiert, und ein Harz. Ein ordentlicher Brechungsindex des Harzes in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm ist höher als oder gleich 1,40 und niedriger als oder gleich 2,10. Die erste Farbumwandlungsschicht ist auf einem optischen Weg des Lichts, das von der ersten Licht emittierenden Vorrichtung zur Außenseite der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird, positioniert.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Licht emittierende Einrichtung, wobei bei der vorstehenden Struktur der ordentliche Brechungsindex des Harzes in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,80 und niedriger als oder gleich 2,00 ist.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Einrichtung, die eine erste Licht emittierende Vorrichtung und eine erste Farbumwandlungsschicht beinhaltet. Eine erste Schicht, die eine organische Verbindung enthält, ist zwischen der ersten Licht emittierenden Vorrichtung und der ersten Farbumwandlungsschicht enthalten. Die erste Licht emittierende Vorrichtung beinhaltet eine Anode, eine Kathode und eine EL-Schicht, die zwischen der Anode und der Kathode positioniert ist. Die EL-Schicht umfasst eine Schicht, die ein Material enthält, dessen ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als 1,75 ist. Die erste Farbumwandlungsschicht enthält eine erste Substanz, die Licht absorbiert und Licht emittiert. Ein ordentlicher Brechungsindex der ersten Schicht in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm ist höher als oder gleich 1,40 und niedriger als oder gleich 2,10. Die erste Schicht und die erste Farbumwandlungsschicht sind auf einem optischen Weg des Lichts, das von der ersten Licht emittierenden Vorrichtung zur Außenseite der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird, positioniert.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Einrichtung, die eine erste Licht emittierende Vorrichtung und eine erste Farbumwandlungsschicht beinhaltet. Eine erste Schicht, die eine organische Verbindung enthält, ist zwischen der ersten Licht emittierenden Vorrichtung und der ersten Farbumwandlungsschicht enthalten. Die erste Licht emittierende Vorrichtung beinhaltet eine Anode, eine Kathode und eine EL-Schicht, die zwischen der Anode und der Kathode positioniert ist. Die EL-Schicht umfasst eine Licht emittierende Schicht und einen Lochtransportbereich. Der Lochtransportbereich ist zwischen der Anode und der Licht emittierenden Schicht positioniert. Der Lochtransportbereich umfasst eine Schicht, die eine organische Verbindung mit einer Lochtransporteigenschaft enthält, deren ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 ist. Die erste Farbumwandlungsschicht enthält eine erste Substanz, die Licht absorbiert und Licht emittiert. Ein ordentlicher Brechungsindex der ersten Schicht in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm ist höher als oder gleich 1,40 und niedriger als oder gleich 2,10. Die erste Schicht und die erste Farbumwandlungsschicht ist auf einem optischen Weg des Lichts, das von der ersten Licht emittierenden Vorrichtung zur Außenseite der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird, positioniert.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Einrichtung, die eine erste Licht emittierende Vorrichtung und eine erste Farbumwandlungsschicht beinhaltet. Eine erste Schicht, die eine organische Verbindung enthält, ist zwischen der ersten Licht emittierenden Vorrichtung und der ersten Farbumwandlungsschicht enthalten. Die erste Licht emittierende Vorrichtung beinhaltet eine Anode, eine Kathode und eine EL-Schicht, die zwischen der Anode und der Kathode positioniert ist. Die EL-Schicht umfasst eine Licht emittierende Schicht und einen Elektronentransportbereich. Der Elektronentransportbereich ist zwischen der Licht emittierenden Schicht und der Kathode positioniert. Der Elektronentransportbereich umfasst eine Schicht, die eine organische Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft enthält, deren ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 ist. Die erste Farbumwandlungsschicht enthält eine erste Substanz, die Licht absorbiert und Licht emittiert. Ein ordentlicher Brechungsindex der ersten Schicht in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm ist höher als oder gleich 1,40 und niedriger als oder gleich 2,10. Die erste Schicht und die erste Farbumwandlungsschicht ist auf einem optischen Weg des Lichts, das von der ersten Licht emittierenden Vorrichtung zur Außenseite der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird, positioniert.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Einrichtung, die eine erste Licht emittierende Vorrichtung und eine erste Farbumwandlungsschicht beinhaltet. Eine erste Schicht, die eine organische Verbindung enthält, ist zwischen der ersten Licht emittierenden Vorrichtung und der ersten Farbumwandlungsschicht enthalten. Die erste Licht emittierende Vorrichtung beinhaltet eine Anode, eine Kathode und eine EL-Schicht, die zwischen der Anode und der Kathode positioniert ist. Die EL-Schicht umfasst einen Lochtransportbereich, eine Licht emittierende Schicht und einen Elektronentransportbereich. Der Lochtransportbereich ist zwischen der Anode und der Licht emittierenden Schicht positioniert. Der Elektronentransportbereich ist zwischen der Licht emittierenden Schicht und der Kathode positioniert. Der Lochtransportbereich umfasst eine Schicht, die eine organische Verbindung mit einer Lochtransporteigenschaft enthält, deren ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 ist. Der Elektronentransportbereich umfasst eine Schicht, die eine organische Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft enthält, deren ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 ist. Die erste Farbumwandlungsschicht enthält eine erste Substanz, die Licht absorbiert und Licht emittiert. Ein ordentlicher Brechungsindex der ersten Schicht in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm ist höher als oder gleich 1,40 und niedriger als oder gleich 2,10. Die erste Schicht und die erste Farbumwandlungsschicht ist auf einem optischen Weg des Lichts, das von der ersten Licht emittierenden Vorrichtung zur Außenseite der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird, positioniert.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Licht emittierende Einrichtung, wobei bei der vorstehenden Struktur der ordentliche Brechungsindex der ersten Schicht in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,80 und niedriger als oder gleich 2,00 ist.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Licht emittierende Einrichtung, wobei bei der vorstehenden Struktur die organische Verbindung mit einer Lochtransporteigenschaft, deren ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 ist, eine Monoamin-Verbindung ist, die einen ersten aromatischen Ring, einen zweiten aromatischen Ring und einen dritten aromatischen Ring aufweist, der erste aromatische Ring, der zweite aromatische Ring und der dritte aromatische Ring an ein Stickstoffatom der Monoamin-Verbindung gebunden sind und der Anteil von Kohlenstoffatomen, die durch sp³-Hybridorbitale eine Bindung bilden, zu der Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen in einem Molekül höher als oder gleich 23 % und niedriger als oder gleich 55 % ist.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Licht emittierende Einrichtung, wobei bei der vorstehenden Struktur die organische Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft mindestens einen sechsgliedrigen heteroaromatischen Ring mit 1 bis 3 Stickstoffatomen, eine Vielzahl von aromatischen Kohlenwasserstoffringen, die jeweils 6 bis 14 Kohlenstoffatome, die einen Ring bilden, aufweisen, wobei mindestens zwei der Vielzahl von aromatischen Kohlenwasserstoffringen Benzol-Ringe sind, und eine Vielzahl von Kohlenwasserstoff-Gruppen aufweist, die nur durch sp³-Hybridorbitale eine Bindung bilden.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Licht emittierende Einrichtung, wobei bei der vorstehenden Struktur die Schicht, die eine organische Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft enthält, deren ordentlicher Brechungsindex in dem Elektronentransportbereich höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 ist, ferner ein Fluorid eines Alkalimetalls oder ein Fluorid eines Erdalkalimetalls enthält.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Licht emittierende Einrichtung, wobei bei der vorstehenden Struktur die organische Verbindung mit einer Lochtransporteigenschaft, deren ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 ist, eine Monoamin-Verbindung ist, die einen ersten aromatischen Ring, einen zweiten aromatischen Ring und einen dritten aromatischen Ring aufweist, der erste aromatische Ring, der zweite aromatische Ring und der dritte aromatische Ring an ein Stickstoffatom der Monoamin-Verbindung gebunden sind und der Anteil von Kohlenstoffatomen, die durch sp³-Hybridorbitale eine Bindung bilden, zu der Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen in einem Molekül höher als oder gleich 23 % und niedriger als oder gleich 55 % ist. Die organische Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft, deren ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 ist, weist mindestens einen sechsgliedrigen heteroaromatischen Ring mit 1 bis 3 Stickstoffatomen, eine Vielzahl von aromatischen Kohlenwasserstoffringen, die jeweils 6 bis 14 Kohlenstoffatome, die einen Ring bilden, aufweisen, wobei mindestens zwei der Vielzahl von aromatischen Kohlenwasserstoffringen Benzol-Ringe sind, und eine Vielzahl von Kohlenwasserstoff-Gruppen auf, die nur durch sp³-Hybridorbitale eine Bindung bilden.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Licht emittierende Einrichtung, wobei bei der vorstehenden Struktur der Anteil von Kohlenstoffatomen, die durch sp³-Hybridorbitale eine Bindung bilden, zu der Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen in einem Molekül der organischen Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft höher als oder gleich 10 % und niedriger als oder gleich 60 % ist.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Licht emittierende Einrichtung, wobei bei der vorstehenden Struktur die erste Substanz ein Quantenpunkt ist.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Einrichtung, wobei die erste Licht emittierende Vorrichtung eine Mikrokavitätsstruktur aufweist.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Licht emittierende Einrichtung, die bei der vorstehenden Struktur ferner eine zweite Licht emittierende Vorrichtung, eine dritte Licht emittierende Vorrichtung und eine zweite Farbumwandlungsschicht beinhaltet. Die zweite Licht emittierende Vorrichtung und die dritte Licht emittierende Vorrichtung weisen jeweils eine Struktur auf, die derjenige der ersten Licht emittierenden Vorrichtung gleich ist. Die zweite Farbumwandlungsschicht enthält eine zweite Substanz, die Licht absorbiert und Licht emittiert. Eine Peakwellenlänge eines Emissionsspektrums der ersten Substanz unterscheidet sich von einer Peakwellenlänge eines Emissionsspektrums der zweiten Substanz. Die zweite Farbumwandlungsschicht ist auf einem optischen Weg des Lichts, das von der zweiten Licht emittierenden Vorrichtung zur Außenseite der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird, positioniert.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Licht emittierende Einrichtung, wobei bei der vorstehenden Struktur die zweite Substanz ein Quantenpunkt ist.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Licht emittierende Einrichtung, wobei bei der vorstehenden Struktur die Peakwellenlänge des Emissionsspektrums der ersten Substanz bei 500 nm bis 600 nm liegt und die Peakwellenlänge des Emissionsspektrums der zweiten Substanz bei 600 nm bis 750 nm liegt.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Licht emittierende Einrichtung, die bei der vorstehenden Struktur ferner eine vierte Licht emittierende Vorrichtung, eine dritte Farbumwandlungsschicht beinhaltet. Die vierte Licht emittierende Vorrichtung weist eine Struktur auf, die derjenige der ersten Licht emittierenden Vorrichtung gleich ist. Die dritte Farbumwandlungsschicht enthält eine dritte Substanz, die Licht absorbiert und Licht emittiert. Eine Peakwellenlänge eines Emissionsspektrums der dritten Substanz bei 560 nm bis 610 nm liegt. Die dritte Farbumwandlungsschicht ist auf einem optischen Weg des Lichts, das von der vierten Licht emittierenden Vorrichtung zur Außenseite der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird, positioniert.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Licht emittierende Einrichtung, wobei bei der vorstehenden Struktur die dritte Substanz ein Seltenerdelement enthält.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Licht emittierende Einrichtung, wobei bei der vorstehenden Struktur das Seltenerdelement mindestens eines von Europium, Cer und Yttrium ist.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Licht emittierende Einrichtung, wobei bei der vorstehenden Struktur die dritte Substanz ein Quantenpunkt ist.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Licht emittierende Einrichtung, wobei bei der vorstehenden Struktur das Emissionsspektrum der dritten Farbumwandlungsschicht zwei Peaks aufweist.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Licht emittierende Einrichtung, wobei bei der vorstehenden Struktur eine Lichtemission, die von der dritten Farbumwandlungsschicht erhalten wird, eine weiße Lichtemission ist.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Licht emittierende Einrichtung, wobei bei der vorstehenden Struktur die EL-Schicht eine Vielzahl von Licht emittierenden Schichten umfasst.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Licht emittierende Einrichtung, die bei der vorstehenden Struktur ferner eine Ladungserzeugungsschicht zwischen der Vielzahl von Licht emittierenden Schichten beinhaltet.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Licht emittierende Einrichtung, wobei bei der vorstehenden Struktur die erste Licht emittierende Vorrichtung eine blaue Lichtemission aufweist.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Licht emittierende Einrichtung, die bei der vorstehenden Struktur ferner einen Farbfilter beinhaltet. Die erste Farbumwandlungsschicht ist zwischen der ersten Licht emittierenden Vorrichtung und dem Farbfilter positioniert.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein elektronisches Gerät, das die vorstehende Licht emittierende Vorrichtung und einen Sensor, einen Bedienknopf, einen Lautsprecher oder ein Mikrofon beinhaltet.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Einrichtung, die die vorstehende Licht emittierende Vorrichtung und einen Transistor oder ein Substrat beinhaltet.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Beleuchtungsvorrichtung, die die vorstehende Licht emittierende Vorrichtung und ein Gehäuse beinhaltet.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein elektronisches Gerät, das eine der vorstehend beschriebenen Licht emittierenden Vorrichtungen und einen Sensor, einen Bedienknopf, einen Lautsprecher oder ein Mikrofon beinhaltet.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Einrichtung, die eine der vorstehenden Licht emittierenden Vorrichtungen und einen Transistor oder ein Substrat beinhaltet.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Beleuchtungsvorrichtung, die eine der vorstehenden Licht emittierenden Vorrichtungen und ein Gehäuse beinhaltet.
Es sei angemerkt, dass die Licht emittierende Einrichtung in dieser Beschreibung in ihrer Kategorie eine Bildanzeigevorrichtung mit einer Licht emittierenden Vorrichtung umfasst. Die Licht emittierende Einrichtung kann ferner ein Modul, bei dem eine Licht emittierende Vorrichtung mit einem Verbinder, wie z. B. einem anisotropen leitenden Film oder einem TCP (Tape Carrier Package), versehen ist, ein Modul, bei dem eine gedruckte Leiterplatte am Ende eines TCP bereitgestellt wird, oder ein Modul umfassen, bei dem eine IC (integrierte Schaltung) durch ein COG- (Chip-on-Glass-) Verfahren direkt an eine Licht emittierende Vorrichtung montiert ist. Eine Beleuchtungseinrichtung oder dergleichen kann die Licht emittierende Einrichtung beinhalten.
Wirkung der Erfindung
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine neuartige Licht emittierende Einrichtung bereitgestellt werden. Alternativ kann eine Licht emittierende Einrichtung mit hoher Emissionseffizienz bereitgestellt werden. Alternativ kann eine Licht emittierende Einrichtung mit langer Lebensdauer bereitgestellt werden. Alternativ kann eine Licht emittierende Einrichtung mit niedriger Betriebsspannung bereitgestellt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann alternativ ein elektronisches Gerät oder eine Anzeigevorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit bereitgestellt werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann alternativ ein elektronisches Gerät oder eine Anzeigevorrichtung mit geringem Stromverbrauch bereitgestellt werden.
Es sei angemerkt, dass die Beschreibung dieser Wirkungen dem Vorhandensein weiterer Wirkungen nicht im Wege steht. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist nicht notwendigerweise alle diesen Wirkungen auf. Weitere Wirkungen werden aus der Erläuterung der Beschreibung, der Zeichnungen, der Patentansprüche und dergleichen ersichtlich und können davon abgeleitet werden.
Figurenliste

1A bis 1C sind konzeptuelle Darstellungen einer Licht emittierenden Einrichtung.
2A bis 2C sind schematische Ansichten von Licht emittierenden Vorrichtungen.
3 ist eine schematische Ansicht einer Licht emittierenden Vorrichtung.
4A bis 4C sind konzeptuelle Darstellungen einer Licht emittierenden Einrichtung.
5A bis 5C sind konzeptuelle Darstellungen einer Licht emittierenden Einrichtung.
6A und 6B sind konzeptuelle Darstellungen einer Licht emittierenden Passiv-Matrix-Einrichtung.
7A und 7B sind konzeptuelle Darstellungen einer Licht emittierenden Aktiv-Matrix-Einrichtung.
8A und 8B sind konzeptuelle Darstellungen einer Licht emittierenden Aktiv-Matrix-Einrichtung.
9 ist eine konzeptuelle Darstellung einer Licht emittierenden Aktiv-Matrix-Einrichtung.
10A, 10B1, 10B2 und 10C sind Darstellungen, die elektronische Geräte darstellen.
11A bis 11C sind Darstellungen, die elektronische Geräte darstellen.
12 ist eine Darstellung, die im Fahrzeug eingebaute Anzeigevorrichtungen und Beleuchtungsvorrichtungen darstellt.
13A und 13B sind Darstellungen, die ein elektronisches Gerät darstellen.
14A bis 14C sind Darstellungen, die ein elektronisches Gerät darstellen.
15 ist ein Diagramm, das ein für eine Berechnung verwendetes Emissionsspektrum zeigt.
16 ist ein Diagramm, das Berechnungsergebnisse der Beziehung zwischen dem Brechungsindex einer Farbumwandlungsschicht (einer QD-Schicht) und der Menge an Licht zeigt, das die Farbumwandlungsschicht erreicht.
17 zeigt Messdaten des Brechungsindex von mmtBumTPoFBi-02 und PCBBiF.
18 zeigt Messdaten des Brechungsindex von mmtBumBPTzn, mPnmDMePyPTzn, Li-6mq und Liq.
19 zeigt die Leuchtdichte-Stromdichte-Eigenschaften von Licht emittierenden Vorrichtungen 1 bis 3 und einer Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 1.
20 zeigt die Leuchtdichte-Spannungs-Eigenschaften von Licht emittierenden Vorrichtungen 1 bis 3 und einer Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 1.
21 zeigt die Stromeffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften von Licht emittierenden Vorrichtungen 1 bis 3 und einer Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 1.
22 zeigt die Stromdichte-Spannungs-Eigenschaften von Licht emittierenden Vorrichtungen 1 bis 3 und einer Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 1.
23 zeigt die Blauindex (BI)-Leuchtdichte-Eigenschaften von Licht emittierenden Vorrichtungen 1 bis 3 und einer Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 1.
24 zeigt Emissionsspektren von Licht emittierenden Vorrichtungen 1 bis 3 und einer Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 1.

Ausführungsformen der Erfindung
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die folgende Beschreibung beschränkt ist und dass es sich Fachleuten ohne Weiteres erschließt, dass Modi und Details der vorliegenden Erfindung auf verschiedene Weise modifiziert werden können, ohne vom Gedanken und Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Daher sollte die vorliegende Erfindung nicht als auf die Beschreibung der folgenden Ausführungsformen beschränkt angesehen werden.
(Ausführungsform 1)
In den letzten Jahren ist die Farbumwandlungstechnologie unter Verwendung von Quantenpunkten (quantum dots, QDs) auf einem Gebiet von Displays in der Praxis zum Einsatz gekommen. Ein QD ist ein Halbleiter-Nanokristall mit einer Größe von mehreren Nanometern und enthält ungefähr 1 × 10³ bis 1 × 10⁶ Atome. Ein QD schließt ein Elektron, ein Loch oder ein Exziton ein, was zu diskreten Energiezuständen und einer von der Größe eines QD abhängigen Energieverschiebung führt. Dies bedeutet, dass Quantenpunkten, die aus der gleichen Substanz bestehen, in Abhängigkeit von ihren Größen Licht mit unterschiedlichen Emissionswellenlängen emittieren; somit können Emissionswellenlängen durch Änderung der Größen von QDs leicht angepasst werden.
Ein QD weist ein Emissionsspektrum mit einer schmalen Peakbreite auf, da seine Diskretheit die Phasenrelaxation begrenzt, was zu einer Lichtemission mit hoher Farbreinheit führt. Das heißt, dass dann, wenn eine Farbumwandlungsschicht mit QDs verwendet wird, eine Lichtemission mit hoher Farbreinheit erhalten werden kann und auch eine Lichtemission, die Rec.2020 abdeckt, welches ein Gamut ist, der durch den BT.2020-Standard und den BT.2100-Standard standardisiert ist, erhalten werden kann.
Die Farbumwandlungsschicht mit einem QD wandelt Licht, das von einer Licht emittierenden Vorrichtung emittiert wird, durch Photolumineszenz, bei der Licht, das von der Licht emittierenden Vorrichtung emittiert wird, absorbiert und dann wieder emittiert wird, in Licht mit einer längeren Wellenlänge um, wie die Farbumwandlungsschicht, bei der eine organische Verbindung als Licht emittierende Substanz verwendet wird. Deshalb kommt dann, wenn eine Farbumwandlungsschicht für ein Display verwendet wird, eine Struktur zum Einsatz, bei der blaues Licht, dessen Wellenlänge unter den drei Primärfarben, die für eine Vollfarbanzeige benötigt werden, das kürzeste ist, zuerst von einer Licht emittierenden Vorrichtung erhalten wird und dann grünes Licht und rotes Licht durch die Farbumwandlung erhalten werden.
Daher sind in einem Display, bei dem ein Farbumwandlungsverfahren zum Einsatz kommt, die Eigenschaften der blauen Licht emittierenden Vorrichtungen dominant unter den Vorrichtungseigenschaften; als Ergebnis werden blaue Licht emittierende Vorrichtungen mit besseren Eigenschaften benötigt.
Wie in 1A dargestellt, beinhaltet eine Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Pixel 208, das eine Licht emittierende Vorrichtung 207 und eine Farbumwandlungsschicht 205 beinhaltet, und Licht, das von der Licht emittierenden Vorrichtung 207 emittiert wird, fällt in die Farbumwandlungsschicht 205 ein. Das heißt, dass die Farbumwandlungsschicht 205 auf einem optischen Weg, auf dem das Licht, das von der Licht emittierenden Vorrichtung 207 emittiert wird, zur Außenseite der Licht emittierenden Einrichtung erreicht, bereitgestellt ist. Die Licht emittierende Vorrichtung 207 beinhaltet eine EL-Schicht 202 zwischen einer Anode 201 und einer Kathode 203. Die Farbumwandlungsschicht 205 enthält vorzugsweise einen Quantenpunkt und weist Funktionen zum Absorbieren von einfallendem Licht und zum Emittieren von Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge auf. In dem Fall, in dem die Farbumwandlungsschicht 205 einen Quantenpunkt enthält, kann eine Lichtemission mit hoher Farbreinheit und einem Emissionsspektrum mit einer schmalen Peakbreite erhalten werden.
Die Farbumwandlungsschicht 205 enthält eine Substanz, die Funktionen zum Absorbieren von einfallendem Licht und zum Emittieren von Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge aufweist; als Substanz, die eine Funktion zum Emittieren von Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge aufweist, können verschiedene Licht emittierende Substanzen, wie z. B. ein anorganisches oder organisches Material, das Photolumineszenz emittiert, verwendet werden. Insbesondere ermöglicht ein Quantenpunkt (QD), der ein anorganisches Material ist, eine Lichtemission mit hoher Farbreinheit und einem Emissionsspektrum mit einer schmalen Peakbreite. Die Verwendung eines QD wird bevorzugt, da er beispielsweise eine anorganische Substanz ist und eine hohe inhärente Stabilität aufweist und die theoretische interne Quanteneffizienz ungefähr 100 % ist.
Die Farbumwandlungsschicht 205, die Quantenpunkte enthält, kann ausgebildet werden, indem ein Harz oder ein Lösungsmittel, in dem Quantenpunkte dispergiert sind, aufgetragen, getrocknet und gebacken wird. Außerdem ist auch eine Folie, in der Quantenpunkte im Voraus dispergiert sind, entwickelt worden. Eine separate Färbung kann beispielsweise durch ein Tröpfchenausstoßverfahren, wie z. B. Tintenstrahl, ein Druckverfahren oder ein Ätzen unter Verwendung von Photolithographie oder dergleichen nach einer Auftragung auf eine Bildungsoberfläche und einer Verfestigung, wie z. B. Trocknung, Backen oder Befestigung, durchgeführt werden.
Als Quantenpunkt können nanometergroße Teilchen eines Elements der Gruppe 14, eines Elements der Gruppe 15, eines Elements der Gruppe 16, einer Verbindung aus einer Vielzahl von Elementen der Gruppe 14, einer Verbindung aus einem Element, das zu einer der Gruppen 4 bis 14 gehört, und einem Element der Gruppe 16, einer Verbindung aus einem Element der Gruppe 2 und einem Element der Gruppe 16, einer Verbindung aus einem Element der Gruppe 13 und einem Element der Gruppe 15, einer Verbindung aus einem Element der Gruppe 13 und einem Element der Gruppe 17, einer Verbindung aus einem Element der Gruppe 14 und einem Element der Gruppe 15, einer Verbindung aus einem Element der Gruppe 11 und einem Element der Gruppe 17 sowie diejenigen von Eisenoxiden, Titanoxiden, Spinellchalcogeniden, Halbleiterclustern, Metall-Halogenid-Perowskiten und dergleichen angegeben werden.
Insbesondere können, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Cadmiumselenid (CdSe), Cadmiumsulfid (CdS), Cadmiumtellurid (CdTe), Zinkselenid (ZnSe), Zinkoxid (ZnO), Zinksulfid (ZnS), Zinktellurid (ZnTe), Quecksilbersulfid (HgS), Quecksilberselenid (HgSe), Quecksilbertellurid (HgTe), Indiumarsenid (InAs), Indiumphosphid (InP), Galliumarsenid (GaAs), Galliumphosphid (GaP), Indiumnitrid (InN), Galliumnitrid (GaN), Indiumantimonid (InSb), Galliumantimonid (GaSb), Aluminiumphosphid (AIP), Aluminiumarsenid (AlAs), Aluminiumantimonid (AlSb), Blei(II)selenid (PbSe), Blei(II)tellurid (PbTe), Blei(II)sulfid (PbS), Indiumselenid (In₂Se₃), Indiumtellurid (In₂Te₃), Indiumsulfid (In₂S₃), Galliumselenid (Ga₂Se₃), Arsen(III)sulfid (As₂S₃), Arsen(III)selenid (As₂Se₃), Arsen(III)tellurid (As₂Te₃), Antimon(III)sulfid (Sb₂S₃), Antimon(III)selenid (Sb₂Se₃), Antimon(III)tellurid (Sb₂Te₃), Bismut(III)sulfid (Bi₂S₃), Bismut(III)selenid (Bi₂Se₃), Bismut(III)tellurid (Bi₂Te₃), Silizium (Si), Siliziumcarbid (SiC), Germanium (Ge), Zinn (Sn), Selen (Se), Tellur (Te), Bor (B), Kohlenstoff (C), Phosphor (P), Bornitrid (BN), Borphosphid (BP), Borarsenid (BAs), Aluminiumnitrid (AIN), Aluminiumsulfid (Al₂S₃), Bariumsulfid (BaS), Bariumselenid (BaSe), Bariumtellurid (BaTe), Calciumsulfid (CaS), Calciumselenid (CaSe), Calciumtellurid (CaTe), Berylliumsulfid (BeS), Berylliumselenid (BeSe), Berylliumtellurid (BeTe), Magnesiumsulfid (MgS), Magnesiumselenid (MgSe), Germaniumsulfid (GeS), Germaniumselenid (GeSe), Germaniumtellurid (GeTe), Zinn(IV)sulfid (SnS₂), Zinn(II)sulfid (SnS), Zinn(II)selenid (SnSe), Zinn(II)tellurid (SnTe), Blei(II)oxid (PbO), Kupfer(I)fluorid (CuF), Kupfer(I)chlorid (CuCI), Kupfer(I)bromid (CuBr), Kupfer(I)iodid (Cul), Kupfer(I)oxid (Cu₂O), Kupfer(I)selenid (Cu₂Se), Nickel(II)oxid (NiO), Kobalt(II)oxid (CoO), Kobalt(II)sulfid (CoS), Trieisentetraoxid (Fe₃O₄), Eisen(II)sulfid (FeS), Mangan(II)oxid (MnO), Molybdän(IV)sulfid (MoS₂), Vanadium(II)oxid (VO), Vanadium(IV)oxid (VO₂), Wolfram(IV)oxid (WO₂), Tantal(V)oxid (Ta₂O₅), Titanoxid (z. B. TiO₂, Ti₂O₅, Ti₂O₃ oder Ti₅O₉), Zirconiumoxid (ZrO₂), Siliziumnitrid (Si₃N₄), Germaniumnitrid (Ge₃N₄), Aluminiumoxid (Al₂O₃), Bariumtitanat (BaTiO₃), eine Verbindung aus Selen, Zink und Cadmium (CdZnSe), eine Verbindung aus Indium, Arsen und Phosphor (InAsP), eine Verbindung aus Cadmium, Selen und Schwefel (CdSeS), eine Verbindung aus Cadmium, Selen und Tellur (CdSeTe), eine Verbindung aus Indium, Gallium und Arsen (InGaAs), eine Verbindung aus Indium, Gallium und Selen (InGaSe), eine Verbindung aus Indium, Selen und Schwefel (InSeS), eine Verbindung aus Kupfer, Indium und Schwefel (z. B. CulnS₂) und Kombinationen davon angegeben werden. Ferner kann ein sogenannter legierter Quantenpunkt verwendet werden, dessen Zusammensetzung durch ein gegebenes Verhältnis dargestellt wird. Beispielsweise ist ein legierter Quantenpunkt, der durch CdS_xSe_(1-x) (x ist eine gegebene Zahl von 0 bis 1) dargestellt wird, ein effektives Mittel zum Erhalten einer blauen Lichtemission, da die Emissionswellenlänge geändert werden kann, indem x geändert wird.
Als Quantenpunkt kann ein Kern-Quantenpunkt, ein Kern-Schale-Quantenpunkt, ein Kern-Multischalen-Quantenpunkt oder dergleichen verwendet werden. Wenn ein Kern mit einer Schale bedeckt ist, die aus einem anderen anorganischen Material mit einer breiteren Bandlücke ausgebildet ist, kann der Einfluss eines Defekts oder einer freien Bindung, der/die an der Oberfläche eines Nanokristalls existiert, verringert werden. Somit wird die Quanteneffizienz einer Lichtemission in hohem Maße verbessert; deshalb wird vorzugsweise ein Kern-Schale- oder ein Kern-Multischalen-Quantenpunkt verwendet. Als Beispiele für das Material einer Schale können Zinksulfid (ZnS) und Zinkoxid (ZnO) angegeben werden.
Darüber hinaus sind Quantenpunkte, da bei ihnen der Anteil an Oberflächenatomen hoch ist, sehr reaktiv und kohärieren leicht miteinander. Aus diesem Grund wird vorzugsweise auf den Oberflächen der Quantenpunkte ein Schutzmittel angebracht oder eine Schutzgruppe bereitgestellt. Das Anbringen des Schutzmittels oder das Bereitstellen der Schutzgruppe kann eine Kohäsion verhindern und die Lösbarkeit in einem Lösungsmittel erhöhen. Es kann ebenfalls die Reaktivität verringern und die elektrische Stabilität verbessern. Beispiele für das Schutzmittel (oder die Schutzgruppe) umfassen Polyoxyethylenalkylether, wie z. B. Polyoxyethylenlaurylether, Polyoxyethylenstearylether und Polyoxyethylenoleylether, Trialkylphosphine, wie z. B. Tripropylphosphin, Tributylphosphin, Trihexylphosphin und Trioctylphoshin, Polyoxyethylenalkylphenylether, wie z. B. Polyoxyethylen-n-octylphenylether und Polyoxyethylen-n-nonylphenylether, tertiäre Amine, wie z. B. Tri(n-hexyl)amin, Tri(n-octyl)amin und Tri(n-decyl)amin, Organophosphorverbindungen, wie z. B. Tripropylphosphinoxid, Tributylphosphinoxid, Trihexylphosphinoxid, Trioctylphosphinoxid und Tridecylphosphinoxid, Polyethylenglycoldiester, wie z. B. Polyethylenglycoldilaurat und Polyethylenglycoldistearat, organische Stickstoffverbindungen, wie z. B. stickstoffhaltige aromatische Verbindungen, so beispielsweise Pyridine, Lutidine, Collidine und Chinoline, Aminoalkane, wie z. B. Hexylamin, Octylamin, Decylamin, Dodecylamin, Tetradecylamin, Hexadecylamin und Octadecylamin, Dialkylsulfide, wie z. B. Dibutylsulfid, Dialkylsulfoxide, wie z. B. Dimethylsulfoxid und Dibutylsulfoxid, organische Schwefelverbindungen, wie z. B. schwefelhaltige aromatische Verbindungen, so beispielsweise Thiophen, höhere Fettsäuren, wie z. B. Palmitinsäure, Stearinsäure und Oleinsäure, Alkohole, Sorbitanfettsäureester, durch Fettsäure modifizierte Polyester, durch tertiäres Amin modifizierte Polyurethane sowie Polyethylenimine.
Ein QD weist ein kontinuierliches Absorptionsspektrum auf, in dem die Absorptionsintensität höher wird, wenn die Wellenlänge von Licht von der Nähe der Emissionswellenlänge des QD in Richtung der kürzeren Wellenlängenseite kürzer wird. Deshalb können auch in einem Display, das eine Vielzahl von Lichtemissionsfarben benötigt, Licht emittierende Vorrichtungen in Pixeln der jeweiligen Farben als Emissionszentrumsubstanz die gleiche Substanz enthalten, solange die Emissionszentrumsubstanz Licht mit der kürzesten erforderlichen Wellenlänge (typischerweise Blau) emittiert, und eine separate Ausbildung von Licht emittierenden Vorrichtungen für die Pixel der jeweiligen Farben ist unnötig; daher kann die Licht emittierende Einrichtung zu relativ geringen Kosten hergestellt werden.
1B stellt Pixel, die Licht von drei Farben, nämlich Blau, Grün und Rot, emittieren, als Beispiel dar. Ein Bezugszeichen 208B bezeichnet ein erstes Pixel, das eine blaue Lichtemission aufweist. Das erste Pixel 208B beinhaltet die Anode 201B und die Kathode 203, und eine von ihnen, durch die Licht extrahiert wird, ist eine lichtdurchlässige Elektrode. Eine der Anode 201B und der Kathode 203 kann eine reflektierende Elektrode sein, und die andere kann eine halbdurchlässige und halbreflektierende Elektrode sein. In ähnlicher Weise werden ein zweites Pixel 208G, das grünes Licht emittiert, und ein drittes Pixel 208R, das rotes Licht emittiert, dargestellt. Das zweite Pixel 208G beinhaltet eine Anode 201G und die Kathode 203, und das dritte Pixel 208R beinhaltet eine Anode 201R und die Kathode 203. 1B stellt eine Struktur dar, bei der die Anoden 201B, 201G und 201 R reflektierende Elektroden sind und die Kathode 203 eine halbdurchlässige und halbreflektierende Elektrode ist. Die Anode 201B bis Anode 201R werden über einem Isolator 200 ausgebildet. Eine Schwarzmatrix 206 ist vorzugsweise zwischen benachbarten Pixeln bereitgestellt, um eine Mischung von Licht der benachbarten Pixel zu verhindern. Die Schwarzmatrix 206 kann auch als Bank zum Ausbilden einer Farbumwandlungsschicht durch ein Tintenstrahlverfahren oder dergleichen dienen.
1C stellt Pixel dar, die Licht von vier Farben, nämlich Blau, Grün, Rot und Weiß, emittieren. Ein Bezugszeichen 208W bezeichnet ein viertes Pixel, das eine weiße Lichtemission aufweist. Das vierte Pixel 208W beinhaltet eine Anode 201W und die Kathode 203, und eine von ihnen ist eine Anode und die andere ist eine Kathode. Des Weiteren kann eine von ihnen eine reflektierende Elektrode sein, und die andere kann eine halbdurchlässige und halbreflektierende Elektrode sein. Die Anode 201W wird über dem Isolator 200 ausgebildet. Eine Schwarzmatrix 206 ist vorzugsweise zwischen benachbarten Pixeln bereitgestellt, um eine Mischung von Licht der benachbarten Pixel zu verhindern. Die Schwarzmatrix 206 kann auch als Bank zum Ausbilden einer Farbumwandlungsschicht durch ein Tintenstrahlverfahren oder dergleichen dienen.
In dem ersten Pixel 208B bis vierten Pixel 208W liegt die EL-Schicht 202 zwischen der Kathode 203 und den Anoden 201B, 201G, 201 R und 201W. Die EL-Schicht 202 kann entweder eine Schicht oder getrennt in dem ersten Pixel 208B bis vierten Pixel 208W sein; jedoch kann eine Struktur, bei der eine EL-Schicht 202 zwischen einer Vielzahl von Pixeln gemeinsam verwendet wird, leichter hergestellt werden und sie hat einen Kostenvorteil. Obwohl die EL-Schicht 202 im Allgemeinen aus einer Vielzahl von Schichten mit verschiedenen Funktionen besteht, können einige von ihnen gemeinsam verwendet werden und können die anderen von ihnen zwischen einer Vielzahl von Pixeln unabhängig sein.
Das erste Pixel 208B bis vierte Pixel 208W beinhalten eine erste Licht emittierende Vorrichtung 207B, eine zweite Licht emittierende Vorrichtung 207G, eine dritte Licht emittierende Vorrichtung 207R und eine vierte Licht emittierende Vorrichtung 207W, die jeweils die Anode, die Kathode und die EL-Schicht beinhalten. Es sei angemerkt, dass 1B und 1C beispielhaft die Struktur darstellen, bei der das erste Pixel 208B bis vierte Pixel 208W gemeinsam die EL-Schicht 202 beinhalten.
Die erste Licht emittierende Vorrichtung 207B bis vierte Licht emittierende Vorrichtung 207W können eine Mikrokavitätsstruktur aufweisen, wenn die Anode oder die Kathode eine reflektierende Elektrode ist und die andere eine halbdurchlässige und halbreflektierende Elektrode ist. Eine Wellenlänge, die zur Resonanz gebracht werden kann, wird durch eine optische Weglänge 209 zwischen einer Oberfläche der reflektierenden Elektrode und einer Oberfläche der halbdurchlässigen und halbreflektierenden Elektrode bestimmt. Wenn die Wellenlänge, die zur Resonanz gebracht werden soll, auf λ eingestellt wird und die optische Weglänge 209 auf das integrale Vielfache von λ/2 eingestellt wird, kann Licht mit der Wellenlänge λ verstärkt werden. Die optische Weglänge 209 kann durch eine Lochinjektionsschicht oder eine Lochtransportschicht, die in einer EL-Schicht enthalten ist, eine durchsichtige Elektrodenschicht, die als Teil einer Elektrode über einer reflektierenden Elektrode ausgebildet wird, oder dergleichen angepasst werden. Die in 1B und 1C dargestellte Licht emittierende Einrichtung kann leicht ausgebildet werden, da die EL-Schicht zwischen der ersten Licht emittierenden Vorrichtung 207B bis vierten Licht emittierende Vorrichtung 207W gemeinsam verwendet wird und die Emissionszentrumsubstanz auch gleich ist, so dass die optische Weglänge 209 der Licht emittierenden Vorrichtung zwischen dem ersten Pixel 208B bis vierten Pixel 208W gleich ist. Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem die EL-Schichten 202 für die jeweiligen Pixel separat ausgebildet werden, die optische Weglänge 209 gemäß dem Licht von der EL-Schicht eingestellt werden kann.
Eine Schutzschicht 204 ist über der Kathode 203 bereitgestellt. Die Schutzschicht 204 kann bereitgestellt sein, um die erste Licht emittierende Vorrichtung 207B bis vierte Licht emittierende Vorrichtung 207W gegen Substanzen oder Umgebungen, welche nachteilige Auswirkungen hervorbringen, zu schützen. Für die Schutzschicht 204 kann ein Oxid, ein Nitrid, ein Fluorid, ein Sulfid, eine ternäre Verbindung, ein Metall, ein Polymer oder dergleichen verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Material, das Aluminiumoxid, Hafniumoxid, Hafniumsilikat, Lanthanoxid, Siliziumoxid, Strontiumtitanat, Tantaloxid, Titanoxid, Zinkoxid, Nioboxid, Zirconiumoxid, Zinnoxid, Yttriumoxid, Ceroxid, Scandiumoxid, Erbiumoxid, Vanadiumoxid, Indiumoxid oder dergleichen enthält, ein Material, das Aluminiumnitrid, Hafniumnitrid, Siliziumnitrid, Tantalnitrid, Titannitrid, Niobnitrid, Molybdännitrid, Zirconiumnitrid, Galliumnitrid oder dergleichen enthält, oder ein Material, das ein Titan und Aluminium enthaltendes Nitrid, ein Titan und Aluminium enthaltendes Oxid, ein Aluminium und Zink enthaltendes Oxid, ein Mangan und Zink enthaltendes Sulfid, ein Cer und Strontium enthaltendes Sulfid, ein Erbium und Aluminium enthaltendes Oxid, ein Yttrium und Zirconium enthaltendes Oxid oder dergleichen enthält, verwendet werden.
Das erste Pixel 208B emittiert Licht über keine Farbumwandlungsschicht und ist daher vorzugsweise ein Pixel, das blaues Licht emittiert, das unter drei Primärfarben von Licht die höchste Energie aufweist. Aus den gleichen Gründen ist in dem Fall, in dem die erste Licht emittierende Vorrichtung 207B bis vierte Licht emittierende Vorrichtung 207W Licht der gleichen Farbe emittieren, die Emissionsfarbe vorzugsweise Blau. In diesem Fall hat die Verwendung der gleichen Substanz als Emissionszentrumsubstanzen, die in den Licht emittierenden Vorrichtungen enthalten sind, einen Kostenvorteil; jedoch können unterschiedliche Emissionszentrumsubstanzen verwendet werden.
In dem Fall, in dem die Licht emittierenden Vorrichtungen nicht separat für die jeweiligen Farben von Pixeln ausgebildet werden, ist eine Lichtemission der in den Licht emittierenden Vorrichtungen enthaltenen Emissionszentrumsubstanz vorzugsweise eine blaue Lichtemission (mit einer Peakwellenlänge des Emissionsspektrums von ungefähr 440 nm bis 520 nm, bevorzugt ungefähr 440 nm bis 480 nm). Die Peakwellenlänge des Emissionsspektrums der Emissionszentrumsubstanz wird aus einem PL-Spektrum in einem Lösungszustand berechnet. Die relative Permittivität der organischen Verbindung, die in der EL-Schicht der Licht emittierenden Vorrichtung enthalten ist, ist ungefähr 3; deshalb ist die relative Permittivität des Lösungsmittels zum Versetzen der Emissionszentrumsubstanz in einen Lösungszustand bevorzugt größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich 10, bevorzugter größer als oder gleich 2 und kleiner als oder gleich 5 bei Raumtemperatur, um eine Inkonsistenz mit dem Emissionsspektrum der Licht emittierenden Vorrichtung zu verhindern. Spezifische Beispiele umfassen Hexan, Benzol, Toluol, Diethylether, Ethylacetat, Chloroform, Chlorbenzol und Dichlormethan. Es wird stärker bevorzugt, dass das Lösungsmittel eine hohe Löslichkeit, eine Vielseitigkeit und eine relative Permittivität von größer als oder gleich 2 und kleiner als oder gleich 5 bei Raumtemperatur aufweist; beispielsweise ist das Lösungsmittel vorzugsweise Toluol oder Chloroform.
Eine erste Farbumwandlungsschicht 205G enthält eine Substanz, die Licht von der zweiten Licht emittierenden Vorrichtung 207G absorbiert und Licht emittiert. Licht, das von der zweiten Licht emittierenden Vorrichtung 207G emittiert wird, fällt in die erste Farbumwandlungsschicht 205G ein, und es wird in grünes Licht mit einer längeren Wellenlänge (mit einer Peakwellenlänge des Emissionsspektrums von 500 nm bis 600 nm, bevorzugt 500 nm bis 560 nm) umgewandelt und emittiert. In ähnlicher Weise bezeichnet das Bezugszeichen 205R eine Farbumwandlungsschicht, und eine zweite Farbumwandlungsschicht 205R enthält eine Substanz, die Licht von der dritten Licht emittierenden Vorrichtung 207R absorbiert und Licht emittiert. Licht, das von der dritten Licht emittierenden Vorrichtung 207R emittiert wird, fällt in die zweite Farbumwandlungsschicht 205R ein, und es wird in rotes Licht mit einer längeren Wellenlänge (mit einer Peakwellenlänge des Emissionsspektrums von 600 nm bis 750 nm, bevorzugt 610 nm bis 700 nm) umgewandelt und emittiert. Die erste Farbumwandlungsschicht 205G und die zweite Farbumwandlungsschicht 205R enthalten vorzugsweise eine Substanz, die eine Farbumwandlung durchführt, wie z. B. ein QD, in einer derartigen Konzentration, dass Licht von den Licht emittierenden Vorrichtungen ausreichend absorbiert werden kann und das Durchlassen des Lichts von den Licht emittierenden Vorrichtungen möglichst verhindert werden kann.
In ähnlicher Weise bezeichnet das Bezugszeichen 205W eine Farbumwandlungsschicht, und eine dritte Farbumwandlungsschicht 205W enthält eine Substanz, die Licht von der vierten Licht emittierenden Vorrichtung 207W absorbiert und Licht emittiert. Licht, das von der vierten Licht emittierenden Vorrichtung 207W emittiert wird, fällt in die dritte Farbumwandlungsschicht 205W ein, und es wird in gelbes Licht mit einer längeren Wellenlänge (mit einer Peakwellenlänge des Emissionsspektrums von ungefähr 560 nm bis 610 nm, bevorzugt 580 nm bis 595 nm) umgewandelt und emittiert. Die dritte Farbumwandlungsschicht 205W enthält mindestens ein oder mehrere Seltenerdelemente, wie z. B. Europium, Cer und Yttrium, und kann eine blaue Lichtemission effizient in eine gelbe Lichtemission umwandeln. Die dritte Farbumwandlungsschicht 205W enthält eine Substanz, die eine Farbumwandlung derart durchführt, dass Licht von den Licht emittierenden Vorrichtungen in geeigneter Weise durchgelassen wird. Licht, das in der dritten Farbumwandlungsschicht 205W umgewandelt wird, und Licht von den Licht emittierenden Vorrichtungen, das durch die dritte Farbumwandlungsschicht 205W durchgelassen wird, werden gemischt, um eine weiße Lichtemission aufzuweisen.
Es sei angemerkt, dass diese Pixel jeweils ferner einen Farbfilter beinhalten können.
In der Licht emittierenden Einrichtung mit der vorstehend beschriebenen Struktur erreicht ein Teil von Licht nicht die Farbumwandlungsschichten wegen optischer Verlusten infolge einer Absorption von der Elektrode oder dergleichen, eines Evaneszenz-Modus und eines Licht-Confinements aufgrund der Brechungsindexdifferenz zwischen dem Harz und jeder Licht emittierenden Vorrichtung, die miteinander verbunden sind. Daher wird es erfordert, derartige Verluste zu verringern.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Licht emittierende Vorrichtung 207, die in der Licht emittierenden Einrichtung enthalten ist, eine Licht emittierende Vorrichtung mit der in 2A bis 2C dargestellten Struktur. Eine Licht emittierende Vorrichtung, die in der Licht emittierenden Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird nachstehend beschrieben.
Die in 2A dargestellte Licht emittierende Vorrichtung beinhaltet eine Anode 101, eine Kathode 102 und eine EL-Schicht 103, wobei die EL-Schicht eine Lochinjektionsschicht 111, eine Lochtransportschicht 112, eine Licht emittierende Schicht 113, eine Elektronentransportschicht 114 und eine Elektroneninjektionsschicht 115 umfasst. Es handelt sich bei der Licht emittierenden Schicht 113 um eine Schicht, die mindestens ein Licht emittierendes Material enthält. Es sei angemerkt, dass die Struktur der EL-Schicht 103 nicht darauf beschränkt ist, und eine Ausführungsform, bei der einige der oben genannten Schichten nicht ausgebildet sind, oder eine Ausführungsform, bei der weitere Funktionsschichten, wie z. B. eine Ladungsträgerblockierschicht, eine Exzitonenblockierschicht und eine Zwischenschicht, ausgebildet sind, kann zum Einsatz kommen.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Struktur auf, bei der eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex in einem Bereich zwischen der Licht emittierenden Schicht 113 in der EL-Schicht 103 und der Anode 101 (einem Lochtransportbereich 120) und/oder in einem Bereich zwischen der Licht emittierenden Schicht 113 und der Kathode 102 (einem Elektronentransportbereich 121) bereitgestellt ist.
Die Schicht mit niedrigem Brechungsindex ist ein geschichteter Bereich, der im Wesentlichen parallel zu der Anode 101 und der Kathode 102 ist und einen niedrigeren Brechungsindex aufweist als die Licht emittierende Schicht 113. Der Brechungsindex einer organischen Verbindung, die in einer Licht emittierenden Vorrichtung enthalten ist, ist normalerweise ungefähr 1,8 bis 1,9; daher ist der Brechungsindex der Schicht mit niedrigem Brechungsindex vorzugsweise niedriger als oder gleich 1,75; insbesondere ist der ordentliche Brechungsindex in dem Bereich der Emission von blauem Licht (455 nm bis 465 nm) vorzugsweise höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75, oder der ordentliche Brechungsindex in Bezug auf Licht von 633 nm, welches normalerweise bei der Messung des Brechungsindex verwendet wird, ist vorzugsweise höher als oder gleich 1,45 und niedriger als oder gleich 1,70.
Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem Licht in ein Material mit optischer Anisotropie einfällt, Licht mit einer Schwingungsebene parallel zu der Lichtachse als außerordentliches Licht (außerordentliche Strahlen) bezeichnet wird und Licht mit einer Schwingungsebene senkrecht zu der Lichtachse als ordentliches Licht (ordentliche Strahlen) bezeichnet wird. Der Brechungsindex des Materials in Bezug auf ordentliches Licht könnte sich von demjenigen in Bezug auf außerordentliches Licht unterscheiden. In einem derartigen Fall können der ordentliche Brechungsindex und der außerordentliche Brechungsindex durch eine Anisotropieanalyse getrennt berechnet werden. Es sei angemerkt, dass in dieser Beschreibung in dem Fall, in dem das gemessene Material sowohl den ordentlichen Brechungsindex als auch den außerordentlichen Brechungsindex aufweist, der ordentliche Brechungsindex als Index verwendet wird.
Wie vorstehend beschrieben, enthält die Licht emittierende Schicht 113 ein Licht emittierendes Material, und Licht wird von dem Licht emittierenden Material in der Licht emittierenden Vorrichtung 207 emittiert. Die Licht emittierende Schicht 113 kann ein Wirtsmaterial und weitere Materialien enthalten. Obwohl eine beliebige Schicht außer der Licht emittierenden Schicht 113 die Schicht mit niedrigem Brechungsindex sein kann, ist/sind eine oder mehrere von der Lochinjektionsschicht 111, der Lochtransportschicht 112, der Elektronentransportschicht 114 und der Elektroneninjektionsschicht 115 vorzugsweise die Schicht mit niedrigem Brechungsindex. Wenn sich die Schicht mit niedrigem Brechungsindex in der EL-Schicht befindet, werden ein Evaneszenz-Modus und ein Dünnfilm-Modus, bei denen Licht innerhalb der Vorrichtung als optischer Verlust gelöscht wird, unterdrückt, so dass die Lichtextraktionseffizienz verbessert wird. Somit kann eine Licht emittierende Vorrichtung mit hoher externer Quanteneffizienz erhalten werden. Es sei angemerkt, dass die Schicht mit niedrigem Brechungsindex vorzugsweise in einem Bereich bereitgestellt wird, der sich in der Nähe der Licht emittierenden Schicht befindet.
Außerdem wird es besonders bevorzugt, dass jede Seite der Licht emittierenden Schicht 113, d. h. jeder des Lochtransportbereichs 120 und des Elektronentransportbereichs 121, die Schicht mit niedrigem Brechungsindex umfasst, da der Verbesserungseffekt der Extraktionseffizienz groß ist und der Brechungsindex der Farbumwandlungsschicht, die einen Effizienzverbesserungseffekt aufweist, verringert wird.
Es müssen nicht sämtliche Bereiche des Lochtransportbereichs 120 und des Elektronentransportbereichs 121 Schichten mit niedrigem Brechungsindex sein, und mindestens ein Teil in der Dickenrichtung des Lochtransportbereichs 120 und/oder des Elektronentransportbereichs 121 wird als Schichten mit niedrigem Brechungsindex bereitgestellt. Beispielsweise ist in Bezug auf den Lochtransportbereich 120 mindestens eine der Funktionsschichten, die in dem Lochtransportbereich 120 bereitgestellt sind, wie z. B. die Lochinjektionsschicht 111, die Lochtransportschicht 112 und die Elektronenblockierschicht, die Schicht mit niedrigem Brechungsindex, und in Bezug auf den Elektronentransportbereich 121 ist mindestens eine der Funktionsschichten, die in dem Elektronentransportbereich 121 bereitgestellt sind, wie z. B. eine Lochblockierschicht, die Elektronentransportschicht 114 und die Elektroneninjektionsschicht 115, die Schicht mit niedrigem Brechungsindex.
Als Nächstes werden Beispiele für spezifische Strukturen und Materialien der vorstehend beschriebenen Licht emittierenden Vorrichtung beschrieben. Die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet, wie vorstehend beschrieben, zwischen dem Paar von Elektroden der Anode 101 und der Kathode 102 die EL-Schicht 103, die eine Vielzahl von Schichten umfasst; die EL-Schicht 103 umfasst die Schicht mit niedrigem Brechungsindex in beliebigen der Schichten.
Die Anode 101 wird vorzugsweise unter Verwendung eines Metalls, einer Legierung, einer leitenden Verbindung mit einer hohen Austrittsarbeit (insbesondere einer Austrittsarbeit von höher als oder gleich 4,0 eV), einer Mischung dieser oder dergleichen ausgebildet. Spezifische Beispiele umfassen Indiumoxid-Zinnoxid (ITO: Indium Tin Oxide), Indiumoxid-Zinnoxid enthaltend Silizium oder Siliziumoxid, Indiumoxid-Zinkoxid und Indiumoxid enthaltend Wolframoxid und Zinkoxid (IWZO). Diese leitenden Metalloxidfilme werden normalerweise durch ein Sputterverfahren ausgebildet, aber sie können auch durch Anwendung eines Sol-Gel-Verfahrens oder dergleichen ausgebildet werden. In einem Beispiel für das Ausbildungsverfahren wird Indiumoxid-Zinkoxid durch ein Sputterverfahren ausgebildet, bei dem ein Target verwendet wird, das durch Zusatz von 1 Gew.-% bis 20 Gew.-% Zinkoxid zu Indiumoxid erhalten wird. Des Weiteren kann Indiumoxid enthaltend Wolframoxid und Zinkoxid (IWZO) durch ein Sputterverfahren ausgebildet werden, bei dem ein Target verwendet wird, in dem 0,5 Gew.-% bis 5 Gew.-% Wolframoxid und 0,1 Gew.-% bis 1 Gew.-% Zinkoxid zu Indiumoxid zugesetzt sind. Alternativ können Gold (Au), Platin (Pt), Nickel (Ni), Wolfram (W), Chrom (Cr), Molybdän (Mo), Eisen (Fe), Kobalt (Co), Kupfer (Cu), Palladium (Pd), ein Nitrid eines Metallmaterials (z. B. Titannitrid) oder dergleichen verwendet werden. Es kann auch Graphen verwendet werden. Es sei angemerkt, dass dann, wenn ein nachstehend zu beschreibendes Verbundmaterial für eine Schicht verwendet wird, die in Kontakt mit der Anode 101 in der EL-Schicht 103 ist, ein Elektrodenmaterial ohne Berücksichtigung seiner Austrittsarbeit ausgewählt werden kann.
Obwohl die EL-Schicht 103 vorzugsweise eine mehrschichtige Struktur aufweist, gibt es keine besondere Beschränkung bezüglich der mehrschichtigen Struktur, und verschiedene Schichten, wie z. B. eine Lochinjektionsschicht, eine Lochtransportschicht, eine Elektronentransportschicht, eine Elektroneninjektionsschicht, eine Ladungsträger blockierende Schicht, eine Exzitonen blockierende Schicht und eine Ladungserzeugungsschicht, können zum Einsatz kommen, wie vorstehend beschrieben. Zwei Arten von mehrschichtigen Strukturen werden bei dieser Ausführungsform beschrieben: die Struktur, die in 2A dargestellt wird und die Lochinjektionsschicht 111, die Lochtransportschicht 112, die Licht emittierende Schicht 113, die Elektronentransportschicht 114 und die Elektroneninjektionsschicht 115 umfasst; und die Struktur, die in 2B dargestellt wird und die Lochinjektionsschicht 111, die Lochtransportschicht 112, die Licht emittierende Schicht 113, die Elektronentransportschicht 114, die Elektroneninjektionsschicht 115 und eine Ladungserzeugungsschicht 116 umfasst. Materialien zum Ausbilden jeder Schicht werden im Besonderen nachstehend beschrieben.
Die Lochinjektionsschicht 111 ist eine Schicht, die eine Substanz mit einer Elektronenakzeptoreigenschaft enthält. Als Substanz mit einer Akzeptoreigenschaft kann entweder eine organische Verbindung oder eine anorganische Verbindung verwendet werden.
Beispiele für die organische Verbindung mit einer Akzeptoreigenschaft umfassen eine Verbindung mit einer elektronenziehenden Gruppe (einer Halogen-Gruppe oder einer Cyano-Gruppe), wie z. B. 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-Hexafluortetracyanonaphthochinodimethan (Abkürzung: F6-TCNNQ) und 2-(7-Dicyanomethylen-1,3,4,5,6,8,9,10-octafluor-7H-pyren-2-yliden)malononitril. Eine Verbindung, in der elektronenziehende Gruppen an einen kondensierten aromatischen Ring mit einer Vielzahl von Heteroatomen gebunden sind, wie z. B. HAT-CN, wird besonders bevorzugt, da sie thermisch stabil ist. Ein [3]Radialen-Derivat, das eine elektronenziehende Gruppe (insbesondere eine Cyano-Gruppe oder eine Halogen-Gruppe, wie z. B. eine Fluor-Gruppe) aufweist, weist eine sehr hohe Elektronenakzeptoreigenschaft auf und wird somit bevorzugt. Spezifische Beispiele umfassen α,α',α''-1,2,3-Cyclopropantriylidentris[4-cyano-2,3,5,6-tetrafluorbenzolacetonitril], α,α',α''-1,2,3-Cyclopropantriylidentris[2,6-dichlor-3,5-difluor-4-(trifluormethyl)benzolacetonitril] und α,α',α''-1,2,3-Cyclopropantriylidentris[2,3,4,5,6-pentafluorbenzolacetonitril].
Als Substanz mit einer Akzeptoreigenschaft kann neben den vorstehend beschriebenen organischen Verbindungen eine anorganische Verbindung, wie z. B. Molybdänoxid, Vanadiumoxid, Rutheniumoxid, Wolframoxid, oder Manganoxid, verwendet werden.
Alternativ kann die Lochinjektionsschicht 111 unter Verwendung von Phthalocyanin (Abkürzung: H₂Pc), einer auf Phthalocyanin basierenden Komplexverbindung, wie z. B. Kupferphthalocyanin (CuPc), einer aromatischen Amin-Verbindung, wie z. B. 4,4'-Bis[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]biphenyl (Abkürzung: DPAB) und N,N-Bis{4-[bis(3-methylphenyl)amino]phenyl}-N,N-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin (Abkürzung: DNTPD), oder einer hochmolekularen Verbindung, wie z. B. Poly(3,4-ethylendioxythiophen)/Poly(styrolsulfonsäure) (PEDOT/PSS), ausgebildet werden. Die Substanz mit einer Akzeptoreigenschaft kann Elektronen aus einer benachbarten Lochtransportschicht (oder einem Lochtransportmaterial) extrahieren, indem ein elektrisches Feld angelegt wird.
Alternativ kann ein Verbundmaterial, bei dem ein Material mit einer Lochtransporteigenschaft die vorstehend erwähnte Akzeptorsubstanz enthält, für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet werden. Indem ein Verbundmaterial verwendet wird, bei dem ein Material mit einer Lochtransporteigenschaft eine Akzeptorsubstanz enthält, kann ein Material zum Ausbilden einer Elektrode ohne Berücksichtigung seiner Austrittsarbeit ausgewählt werden. Mit anderen Worten: Abgesehen von einem Material mit einer hohen Austrittsarbeit kann auch ein Material mit einer niedrigen Austrittsarbeit für die Anode 101 verwendet werden.
Als Material mit einer Lochtransporteigenschaft, das für das Verbundmaterial verwendet wird, können verschiedene organische Verbindungen, wie z. B. aromatische Amin-Verbindungen, Carbazol-Derivate, aromatische Kohlenwasserstoffe und hochmolekulare Verbindungen (z. B. Oligomere, Dendrimere oder Polymere), verwendet werden. Es sei angemerkt, dass das Material mit einer Lochtransporteigenschaft, das für das Verbundmaterial verwendet wird, vorzugsweise eine Substanz mit einer Löcherbeweglichkeit von 1 × 10^-6 cm²/Vs oder höher ist. Organische Verbindungen, die als Material mit einer Lochtransporteigenschaft in dem Verbundmaterial verwendet werden können, werden insbesondere nachstehend angegeben.
Beispiele für die aromatische Amin-Verbindung, die für das Verbundmaterial verwendet werden kann, umfassen N,N-Di(p-tolyl)-N,N-diphenyl-p-phenylendiamin (Abkürzung: DTDPPA), 4,4'-Bis[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]biphenyl (Abkürzung: DPAB), N,N-Bis{4-[bis(3-methylphenyl)amino]phenyl}-N,N-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin (Abkürzung: DNTPD) und 1,3,5-Tris[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]benzol (Abkürzung: DPA3B). Spezifische Beispiele für das Carbazol-Derivat umfassen 3-[N-(9-Phenylcarbazol-3-yl)-N-phenylamino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzPCA1), 3,6-Bis[N-(9-phenylcarbazol-3-yl)-N-phenylamino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzPCA2), 3-[N-(1-Naphthyl)-N-(9-phenylcarbazol-3-yl)amino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzPCN1), 4,4'-Di(N-carbazolyl)biphenyl (Abkürzung: CBP), 1,3,5-Tris[4-(N-carbazolyl)phenyl]benzol (Abkürzung: TCPB), 9-[4-10-Phenylanthracen-9-yl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: CzPA) und 1,4-Bis[4-(N-carbazolyl)phenyl]-2,3,5,6-tetraphenylbenzol. Beispiele für den aromatischen Kohlenwasserstoff umfassen 2-tert-Butyl-9,10-di(2-naphthyl)anthracen (Abkürzung: t-BuDNA), 2-tert-Butyl-9,10-di(1-naphthyl)anthracen, 9,10-Bis(3,5-diphenylphenyl)anthracen (Abkürzung: DPPA), 2-tert-Butyl-9,10-bis(4-phenylphenyl)anthracen (Abkürzung: t-BuDBA), 9,10-Di(2-naphthyl)anthracen (Abkürzung: DNA), 9,10-Diphenylanthracen (Abkürzung: DPAnth), 2-tert-Butylanthracen (Abkürzung: t-BuAnth), 9,10-Bis(4-methyl-1-naphthyl)anthracen (Abkürzung: DMNA), 2-tert-Butyl-9,10-bis[2-(1-naphthyl)phenyl]anthracen, 9,10-Bis[2-(1 - naphthyl)phenyl]anthracen, 2,3,6,7-Tetramethyl-9,10-di(1-naphthyl)anthracen, 2,3,6,7-Tetramethyl-9,10-di(2-naphthyl)anthracen, 9,9'-Bianthryl, 10,10'-Diphenyl-9,9'-bianthryl, 10,10'-Bis(2-phenylphenyl)-9,9'-bianthryl, 10,10'-Bis[(2,3,4,5,6-pentaphenyl)phenyl]-9,9'bianthryl, Anthracen, Tetracen, Rubren, Perylen und 2,5,8,11-Tetra(tert-butyl)perylen. Weitere Beispiele umfassen Pentacen und Coronen. Der aromatische Kohlenwasserstoff kann ein Vinyl-Gerüst aufweisen. Beispiele für den aromatischen Kohlenwasserstoff mit einer Vinyl-Gruppe umfassen 4,4'-Bis(2,2-diphenylvinyl)biphenyl (Abkürzung: DPVBi) und 9,10-Bis[4-(2,2-diphenylvinyl)phenyl]anthracen (Abkürzung: DPVPA). Es sei angemerkt, dass die organische Verbindung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auch verwendet werden kann.
Weitere Beispiele umfassen hochmolekulare Verbindungen, wie z. B. Poly(N-vinylcarbazol) (Abkürzung: PVK), Poly(4-vinyltriphenylamin) (Abkürzung: PVTPA), Poiy[N-(4-{N'-[4-(4-diphenyiamino)phenyi]phenyi-N'phenylamino}phenyl)methacrylamid] (Abkürzung: PTPDMA) und Poly[N,N-bis(4-butylphenyl)-N,N-bis(phenyl)benzidin] (Abkürzung: Poly-TPD).
Das Material mit einer Lochtransporteigenschaft, das für das Verbundmaterial verwendet wird, weist stärker bevorzugt ein Carbazol-Gerüst, ein Dibenzofuran-Gerüst, ein Dibenzothiophen-Gerüst oder ein Anthracen-Gerüst auf. Insbesondere kann ein aromatisches Amin mit einem Substituenten, der einen Dibenzofuran-Ring oder einen Dibenzothiophen-Ring umfasst, ein aromatisches Monoamin, das einen Naphthalen-Ring aufweist, oder ein aromatisches Monoamin, in dem eine 9-Fluorenyl-Gruppe über eine Arylen-Gruppe an Stickstoff von Amin gebunden ist, verwendet werden. Es sei angemerkt, dass die zweite organische Verbindung mit einer N,N-Bis(4-biphenyl)aminogruppe bevorzugt wird, da eine Licht emittierende Vorrichtung mit langer Lebensdauer hergestellt werden kann. Spezifische Beispiele für die zweite organische Verbindung umfassen N-(4-Biphenyl)-6,N-diphenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-amin (Abkürzung: BnfABP), N,N-Bis(4-biphenyl)-6-phenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-amin (Abkürzung: BBABnf), 4,4'-Bis(6-phenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-yl)-4''phenyltriphenylamin (Abkürzung: BnfBB1 BP), 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: DBfBB1TP), N-[4-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]-N-phenyl-4-biphenylamin (Abkürzung: ThBA1BP), 4-(2-Naphthyl)-4',4''diphenyltriphenylamin (Abkürzung: BBAβNB), 4-[4-(2-Naphthyl)phenyl]-4',4''diphenyltriphenylamin (Abkürzung: BBAβNBi), 4-(2;1'-Binaphthyl-6-yl)-4',4''diphenyltriphenylamin (Abkürzung: BBAαNβNB), 4,4'-Diphenyl-4''-(7;1'-binaphthyl-2-yl)triphenylamin (Abkürzung: BBAαNβNB-03), 4,4'-Diphenyl-4''-(7-phenyl)naphthyl-2-yltriphenylamin (Abkürzung: BBAPβNB-03), 4-(6;2'-Binaphthyl-2-yl)-4',4''diphenyltriphenylamin (Abkürzung: BBA(βN2)B), 4,4'-Diphenyl-4''-(7;2'-binaphthyl-2-yl)triphenylamin (Abkürzung: BBA(βN2)B-03), 4-(1;2'-Binaphthyl-4-yl)-4',4''diphenyltriphenylamin (Abkürzung: BBAβNαNB), 4-(1;2'-Binaphthyl-5-yl)-4',4''diphenyltriphenylamin (Abkürzung: BBAβNαNB-02), 4-(4-Biphenylyl)-4'-(2-naphthyl)-4''phenyltriphenylamin (Abkürzung: TPBiAβNB), 4-(3-Biphenylyl)-4'-[4-(2-naphthyl)phenyl]-4"-phenyltriphenylamin (Abkürzung: mTPBiAβNBi), 4-(4-Biphenylyl)-4'-[4-(2-naphthyl)phenyl]-4"-phenyltriphenylamin (Abkürzung: TPBiAβNBi), 4-(1-Naphthyl)-4'-phenyltriphenylamin (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: YGTBi1 BP-02), 4-[4'-(Carbazol-9-yl)biphenyl-4-yl]-4'-(2-naphthyl)-4"-phenyltriphenylamin (Abkürzung: YGTBiβNB), N-[4-(9-Phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-N-[4-(1-naphthyl)phenyl]-9,9'-spirobi[9H-fluoren]-2-amin (Abkürzung: PCBNBSF), N,N-Bis([1,1'-biphenyl]-4-yl)-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)), A/-(1,1'-Biphenyl-2-yl)-A/-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-9,9'-spirobi[9H-fluoren]-4-amin (Abkürzung: oFBiSF), N-(4-Biphenyl)-N-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)dibenzofuran-4-amin (Abkürzung: FrBiF), N-[4-(1-Naphthyl)phenyl]-N-[3-(6-phenyldibenzofuran-4-yl)phenyl]-1-naphthylamin (Abkürzung: mPDBfBNBN), 4-Phenyl-4'-(9-phenylfluoren-9-yl)triphenylamin (Abkürzung: BPAFLP), 4-Phenyl-3'-(9-phenylfluoren-9-yl)triphenylamin (Abkürzung: mBPAFLP), 4-Phenyl-4'-[4-(9-phenylfluoren-9-yl)phenyl]triphenylamin (Abkürzung: BPAFLBi), 4-Phenyl-4'-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBA1BP), 4,4'-Diphenyl-4"-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBBi1BP), 4-(1-Naphthyl)-4'-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBANB), 4,4'-Di(1-naphthyl)-4"-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBNBB), N-Phenyl-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]spiro-9,9'-bifluoren-2-amin (Abkürzung: PCBASF), N-(1,1'-Biphenyl-4-yl)-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: PCBBiF), N,N-Bis(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-9,9'-spirobi-9H-fluoren-4-amin, N,N-Bis(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-9,9'-spirobi-9H-fluoren-3-amin, N,N-Bis(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-9,9'-spirobi-9H-fluoren-2-amin und N,N-Bis(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-9,9'-spirobi-9H-fluoren-1-amin.
Es wird stärker bevorzugt, dass das Material mit einer Lochtransporteigenschaft, das für das Verbundmaterial verwendet wird, eine Substanz ist, die ein relativ tiefes HOMO-Niveau von höher als oder gleich -5,7 eV und niedriger als oder gleich -5,4 eV aufweist. Wenn das Material mit einer Lochtransporteigenschaft, das für das Verbundmaterial verwendet wird, ein relativ tiefes HOMO-Niveau aufweist, können Löcher leicht in die Lochtransportschicht 112 injiziert werden, so dass eine Licht emittierende Vorrichtung mit langer Lebensdauer leicht erhalten werden kann.
Indem das vorstehende Verbundmaterial mit einem oder mehreren von einem Fluorid eines Alkalimetalls, einem Fluorid eines Erdalkalimetalls und Alkylfluorid gemischt wird (der Anteil von Fluoratomen in der Schicht ist vorzugsweise höher als oder gleich 20 %), kann der Brechungsindex der Schicht verringert werden. Dadurch kann auch eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex in der EL-Schicht 103 ausgebildet werden, was zu einer Verbesserung der externen Quanteneffizienz der Licht emittierenden Vorrichtung führt. Da die Spindichte des mit dem Fluorid gemischten Verbundmaterials mit der zunehmenden Menge an Fluorid verringert wird, ist die Spindichte des Verbundmaterials bei der ESR-Messung vorzugsweise 1,0 × 10¹⁸ Spins/cm³ oder höher. Wenn das Fluorid in die Lochtransportschicht gemischt wird, wird eine anorganische Verbindung, insbesondere Molybdänoxid, als Akzeptorsubstanz verwendet.
Der Brechungsindex der Lochinjektionsschicht 111 kann auch durch Verwendung eines Materials mit niedrigem Brechungsindex, wie z. B. 1,1-Bis-(4-bis(4-methyl-phenyl)-amino-phenyl)-cyclohexan (Abkürzung: TAPC), für das Material mit einer Lochtransporteigenschaft in dem vorstehenden Verbundmaterial verringert werden. Es sei angemerkt, dass die organische Verbindung mit einer Lochtransporteigenschaft und niedrigem Brechungsindex nicht auf TAPC beschränkt ist, das vorstehend beschrieben worden ist.
Die Ausbildung der Lochinjektionsschicht 111 kann die Lochinjektionseigenschaft verbessern, was dazu führt, dass die Licht emittierende Vorrichtung mit niedriger Betriebsspannung erhalten werden kann. Außerdem ist es einfach, die organische Verbindung mit einer Akzeptoreigenschaft zu verwenden, da sie leicht durch Verdampfung abgeschieden wird.
Die Lochtransportschicht 112 wird unter Verwendung eines Materials mit einer Lochtransporteigenschaft ausgebildet. Das Material mit einer Lochtransporteigenschaft weist vorzugsweise eine Löcherbeweglichkeit von höher als oder gleich 1 × 10^-6 cm²/Vs auf.
Beispiele für das Material mit einer Lochtransporteigenschaft umfassen eine Verbindung 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) oder N-Phenyl-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]spiro-9,9'-bifluoren-2-amin (Abkürzung: PCBASF), eine Verbindung 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) oder 3,3'-Bis(9-phenyl-9H-carbazol) (Abkürzung: PCCP), eine Verbindung mit einem Thiophen-Gerüst, wie z. B. 4,4',4''-(Benzol-1,3,5-triyl)tri(dibenzothiophen) (Abkürzung: DBT3P-II), 2,8-Diphenyl-4-[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]dibenzothiophen (Abkürzung: DBTFLP-III) oder 4-[4-(9-Phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]-6-phenyldibenzothiophen (Abkürzung: DBTFLP-IV), und eine Verbindung mit einem Furan-Gerüst, wie z. B. 4,4',4"-(Benzol-1,3,5-triyl)tri(dibenzofuran) (Abkürzung: DBF3P-II) oder 4-{3-[3-(9-Phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]phenyl}dibenzofuran (Abkürzung: mmDBFFLBi-II). Unter den vorstehenden Materialien werden die Verbindung mit einem aromatischen Amin-Gerüst und die Verbindung mit einem Carbazol-Gerüst bevorzugt, da diese Verbindungen sehr zuverlässig sind, hohe Lochtransporteigenschaften aufweisen und zu einer Verringerung der Betriebsspannung beitragen. Es sei angemerkt, dass auch eine beliebige der Substanzen, die als Beispiele für die organische Verbindung, die für das Material mit einer Lochtransporteigenschaft verwendet werden kann, das für das Verbundmaterial für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet wird, angegeben werden, als in der Lochtransportschicht 112 enthaltenes Material geeignet verwendet werden kann.
Die Licht emittierende Schicht 113 enthält eine Licht emittierende Substanz und ein Wirtsmaterial. Die Licht emittierende Schicht 113 kann zusätzlich weitere Materialien enthalten. Alternativ kann die Licht emittierende Schicht 113 eine Schichtanordnung aus zwei Schichten mit unterschiedlichen Zusammensetzungen sein.
Als Licht emittierende Substanz können fluoreszierende Substanzen, phosphoreszierende Substanzen, Substanzen, die eine thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz (thermally activated delayed fluorescence, TADF) aufweisen, oder weitere Licht emittierende Substanzen verwendet werden. Es sei angemerkt, dass eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in dem Fall geeigneter verwendet werden kann, in dem die Licht emittierende Schicht 113 eine Fluoreszenz, insbesondere eine blaue Fluoreszenz, aufweist.
Beispiele für das Material, das als fluoreszierende Substanz in der Licht emittierenden Schicht 113 verwendet werden kann, sind 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), A/,9-Diphenyl-A/-[4-(9,10-diphenyl-2-anthryl)phenyl]-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: 2PCAPPA), N-[4-(9,10-Diphenyl-2-anthryl)phenyl]-N,N',N'-triphenyl-1,4-phenylendiamin (Abkürzung: 2DPAPPA), N,N,N,N,N',N',N'',N''-Octaphenyldibenzo[g,p]chrysen-2,7,10,15-tetraamin (Abkürzung: DBC1), Cumarin 30, N-(9,10-Diphenyl-2-anthryl)-N,9-diphenyl-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: 2PCAPA), N-[9,10-Bis(1,1'-biphenyl-2-yl)-2-anthryl]-N,9-diphenyl-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: 2PCABPhA), N-(9,10-Diphenyl-2-anthryl)-N,N',N'-triphenyl-1,4-phenylendiamin (Abkürzung: 2DPAPA), N-[9,10-Bis(1,1'-biphenyl-2-yl)-2-anthryl]-N,N',N'-triphenyl-1,4-phenylendiamin (Abkürzung: 2DPABPhA), 9,10-Bis(1,1'-biphenyl-2-yl)-N-[4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl]-N-phenylanthracen-2-amin (Abkürzung: 2YGABPhA), N,N,9-Triphenylanthracen-9-amin (Abkürzung: DPhAPhA), Cumarin 545T, N,N'-Diphenylchinacridon (Abkürzung: DPQd), Rubren, 5,12-Bis(1,1'-biphenyl-4-yl)-6,11-diphenyltetracen (Abkürzung: BPT), 2-(2-{2-[4-(Dimethylamino)phenyl]ethenyl}-6-methyl-4H-pyran-4-yliden)propandinitril (Abkürzung: DCM1), 2-{2-Methyl-6-[2-(2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[ij]chinolizin-9-yl)ethenyl]-4H-pyran-4-yliden}propandinitril (Abkürzung: DCM2), N,N,N',N'-Tetrakis(4-methylphenyl)tetracen-5,11-diamin (Abkürzung: p-mPhTD), 7,14-Diphenyl-N,N,N',N'-tetrakis(4-methylphenyl)acenaphtho[1,2-a]fluoranthen-3,10-diamin (Abkürzung: p-mPhAFD), 2-{2-Isopropyl-6-[2-(1,1,7,7-tetramethyl-2,3,6,7-tetrahydro-1 H,5H-benzo[ij]chinolizin-9-yl)ethenyl]-4H-pyran-4-yliden}propandinitril (Abkürzung: DCJTI), 2-{2-tert-Butyl-6-[2-(1,1,7,7-tetramethyl-2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[ij]chinolizin-9-yl)ethenyl]-4H-pyran-4-yliden}propandinitril (Abkürzung: DCJTB), 2-(2,6-Bis{2-[4-(dimethylamino)phenyl]ethenyl}-4H-pyran-4-yliden)propandinitril (Abkürzung: BisDCM), 2-{2,6-Bis[2-(8-methoxy-1,1,7,7-tetramethyl-2,3,6,7-tetrahydro-1 H,5H-benzo[ij]chinolizin-9-yl)ethenyl]-4H-pyran-4-yliden}propandinitril (Abkürzung: BisDCJTM), N,N'-Diphenyl-N,N'-(1,6-pyren-diyl)bis[(6-phenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan)-8-amin] (Abkürzung:1,6BnfAPrn-03), 3,10-Bis[N-(9-phenyl-9H-carbazol-2-yl)-N-phenylamino]naphtho[2,3-b;6,7-b']bisbenzofuran (Abkürzung: 3,10PCA2Nbf(IV)-02) und 3,10-Bis[A/-(dibenzofuran-3-yl)-A/-phenylamino]naphtho[2,3-b;6,7-b']bisbenzofuran (Abkürzung: 3,10FrA2Nbf(IV)-02). Kondensierte aromatische Diamin-Verbindungen, typischerweise Pyrendiamin-Verbindungen, wie z. B. 1,6FLPAPrn, 1,6mMemFLPAPrn und 1,6BnfAPrn-03, werden aufgrund ihrer hohen Locheinfangeigenschaften, hohen Emissionseffizienz oder hohen Zuverlässigkeit besonders bevorzugt.
Beispiele für das Material, das in dem Fall verwendet werden kann, in dem eine phosphoreszierende Substanz als Licht emittierende Substanz in der Licht emittierenden Schicht 113 verwendet wird, sind wie folgt.
Die Beispiele umfassen einen metallorganischen Iridiumkomplex mit einem 4H-Triazol-Gerüst, wie z. B. Tris{2-[5-(2-methylphenyl)-4-(2,6-dimethylphenyl)-4H-1,2,4-triazol-3-yl-κN2]phenyl-κC}iridium(III) (Abkürzung: [Ir(mpptz-dmp)₃]), Tris(5-methyl-3,4-diphenyl-4H-1,2,4-triazolato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(Mptz)₃]) oder Tris[4-(3-biphenyl)-5-isopropyl-3-phenyl-4H-1,2,4-triazolato]iridium(III) (Abkürzung: [Ir(iPrptz-3b)₃]), einen metallorganischen Iridiumkomplex mit einem 1H-Triazol-Gerüst, wie z. B. Tris[3-methyl-1-(2-methylphenyl)-5-phenyl-1H-1,2,4-triazolato]iridium(III) (Abkürzung: [Ir(Mptz1-mp)₃]) oder Tris(1-methyl-5-phenyl-3-propyl-1H-1,2,4-triazolato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(Prptz1-Me)₃]), einen metallorganischen Iridiumkomplex mit einem Imidazol-Gerüst, wie z. B. fac-Tris[(1-2,6-diisopropylphenyl)-2-phenyl-1H-imidazol]iridium(III) (Abkürzung: [Ir(iPrpmi)₃]) oder Tris[3-(2,6-dimethylphenyl)-7-methylimidazo[1,2-f]phenanthridinato]iridium(III) (Abkürzung: [Ir(dmpimpt-Me)₃]), und einen metallorganischen Iridiumkomplex, bei dem ein Phenylpyridin-Derivat mit einer elektronenziehenden Gruppe ein Ligand ist, wie z. B. Bis[2-(4',6'-difluorphenyl)pyridinato-N,C^2']iridium(III)tetrakis(1-pyrazolyl)borat (Abkürzung: Flr6), Bis[2-(4',6'difluorphenyl)pyridinato-N,C^2']iridium(III)picolinat (Abkürzung: Flrpic), Bis{2-[3',5'bis(trifluormethyl)phenyl]pyridinato-N,C^2'}iridium(III)picolinat (Abkürzung: [Ir(CF₃ppy)₂(pic)]) oder Bis[2-(4',6'-difluorphenyl)pyridinato-N,C^2']iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: Flracac). Diese sind Verbindungen, die eine blaue Phosphoreszenz emittieren und einen Emissionspeak bei 440 nm bis 520 nm aufweisen.
Weitere Beispiele umfassen einen metallorganischen 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)]), einen metallorganischen 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)]), einen metallorganischen Iridiumkomplex mit einem Pyridin-Gerüst, wie z. B. Tris(2-phenylpyridinato-N,C^2')iridium(III) (Abkürzung: [Ir(ppy)₃]), Bis(2-phenylpyridinato-N,C^2')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,C^2')iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: [Ir(pq)₂(acac)]), und einen Seltenerdmetallkomplex, wie z. B. Tris(acetylacetonato)(monophenanthrolin)terbium(III) (Abkürzung: [Tb(acac)₃(Phen)]). Diese sind hauptsächlich Verbindungen, die eine grüne Phosphoreszenz emittieren und einen Emissionspeak bei 500 nm bis 600 nm aufweisen. Es sei angemerkt, dass metallorganische Iridiumkomplexe mit einem Pyrimidin-Gerüst eine deutlich hohe Zuverlässigkeit oder eine deutlich hohe Emissionseffizienz aufweisen und somit besonders bevorzugt werden.
Weitere Beispiele umfassen einen metallorganischen 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)]), einen metallorganischen 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)]), einen metallorganischen 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,C^2')iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: [Ir(piq)₂(acac)]), einen Platinkomplex, wie z. B. 2,3,7,8,12,13,17,18-Octaethyl-21H,23H-porphyrinplatin(II) (Abkürzung: PtOEP), und einen 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)]). Diese Verbindungen emittieren eine rote Phosphoreszenz und weisen einen Emissionspeak bei 600 nm bis 700 nm auf. Metallorganische Iridiumkomplexe mit einem Pyrazin-Gerüst können eine rote Lichtemission mit vorteilhafter Chromatizität bereitstellen.
Neben den vorstehenden phosphoreszierenden Verbindungen können auch bekannte phosphoreszierende Substanzen ausgewählt und verwendet werden.
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, die einen π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring und/oder einen π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring aufweist und durch eine der folgenden Strukturformeln dargestellt wird, wie z. B. 2-(Biphenyl-4-yl)-4,6-bis(12-phenylindolo[2,3-a]carbazol-11 -yl)-1,3,5-triazin (Abkürzung: PIC-TRZ), 9-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-9'-phenyl-9H,9'H-3,3'-bicarbazol (Abkürzung: PCCzTzn), 9-[4-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl]-9'-phenyl-9H,9'H-3,3'-bicarbazol (Abkürzung: PCCzPTzn), 2-[4-(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) oder 10-Phenyl-10H,10'H-spiro[acridin-9,9'-anthracen]-10'-on (Abkürzung: ACRSA), verwendet werden. Eine derartige heterocyclische Verbindung wird bevorzugt, da sie aufgrund eines π-elektronenreichen heteroaromatischen Rings und eines π-elektronenarmen heteroaromatischen Rings hohe Elektronentransport- und Lochtransporteigenschaften aufweist. 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 aufgrund ihrer hohen Stabilität und hohen Zuverlässigkeit bevorzugt. Insbesondere werden ein Benzofuropyrimidin-Gerüst, ein Benzothienopyrimidin-Gerüst, ein Benzofuropyrazin-Gerüst und ein Benzothienopyrazin-Gerüst aufgrund ihrer hohen Akzeptoreigenschaften und hohen Zuverlässigkeit bevorzugt. Unter Gerüsten mit dem π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring weisen ein Acridin-Gerüst, ein Phenoxazin-Gerüst, ein Phenothiazin-Gerüst, ein Furan-Gerüst, ein Thiophen-Gerüst und ein Pyrrol-Gerüst eine hohe Stabilität und eine hohe Zuverlässigkeit auf; deshalb ist mindestens eines dieser Gerüste vorzugsweise enthalten. Als Furan-Gerüst wird ein Dibenzofuran-Gerüst bevorzugt, und als Thiophen-Gerüst wird ein Dibenzothiophen-Gerüst bevorzugt. Als Pyrrol-Gerüst werden insbesondere ein Indol-Gerüst, ein Carbazol-Gerüst, ein Indolocarbazol-Gerüst, ein Bicarbazol-Gerüst und ein 3-(9-Phenyl-9H-carbazol-3-yl)-9H-carbazol-Gerüst bevorzugt. Es sei angemerkt, dass eine Substanz, in der der π-elektronenreiche heteroaromatische Ring direkt an den π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring gebunden ist, besonders bevorzugt wird, da sowohl die Elektronendonatoreigenschaft des π-elektronenreichen heteroaromatischen Rings als auch die Elektronenakzeptoreigenschaft des π-elektronenarmen heteroaromatischen Rings verbessert werden, die Energiedifferenz zwischen dem S1-Niveau und dem T1-Niveau klein wird und somit 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 dergleichen verwendet werden. Als π-elektronenarmes Gerüst kann ein Xanthen-Gerüst, ein Thioxanthendioxid-Gerüst, ein Oxadiazol-Gerüst, ein Triazol-Gerüst, ein Imidazol-Gerüst, ein Anthrachinon-Gerüst, ein borhaltiges Gerüst, wie z. B. Phenylboran und Boranthren, ein aromatischer Ring oder ein heteroaromatischer Ring mit einer Nitril-Gruppe oder einer Cyano-Gruppe, wie z. B. Benzonitril oder Cyanobenzol, ein Carbonyl-Gerüst, wie z. B. Benzophenon, ein Phosphinoxid-Gerüst, ein Sulfon-Gerüst oder dergleichen verwendet werden. Wie vorstehend beschrieben, können ein π-elektronenarmes Gerüst und ein π-elektronenreiches Gerüst anstelle des π-elektronenarmen heteroaromatischen Rings und/oder des π-elektronenreichen heteroaromatischen Rings verwendet werden.
Es sei angemerkt, dass ein TADF-Material ein Material ist, das eine kleine Differenz zwischen dem S1-Niveau und dem T1-Niveau aufweist und eine Funktion zum Umwandeln der Triplett-Anregungsenergie in die Singulett-Anregungsenergie durch umgekehrtes Intersystem-Crossing aufweist. Ein TADF-Material kann somit unter Verwendung einer geringen Menge an thermischer Energie die Triplett-Anregungsenergie in die Singulett-Anregungsenergie aufwärts wandeln (d. h. umgekehrtes Intersystem-Crossing) und effizient einen Singulett-Anregungszustand erzeugen. Außerdem 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 die Triplett-Anregungsenergie in die 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.
Wenn ein TADF-Material als Licht emittierende Substanz verwendet wird, ist das S1-Niveau des Wirtsmaterials vorzugsweise höher als dasjenige des TADF-Materials. Des Weiteren ist das T1-Niveau des Wirtsmaterials vorzugsweise höher als dasjenige des TADF-Materials.
Als Wirtsmaterial der Licht emittierenden Schicht können verschiedene Ladungsträgertransportmaterialien verwendet werden, wie z. B. Materialien mit einer Elektronentransporteigenschaft, Materialien mit einer Lochtransporteigenschaft und die TADF-Materialien.
Das Material mit einer Lochtransporteigenschaft ist vorzugsweise eine organische Verbindung, die ein Amin-Gerüst oder ein π-elektronenreiches heteroaromatisches Ring-Gerüst aufweist. Beispiele für das Material umfassen eine Verbindung 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) oder N-Phenyl-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]spiro-9,9'-bifluoren-2-amin (Abkürzung: PCBASF), eine Verbindung 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) oder 3,3'-Bis(9-phenyl-9H-carbazol) (Abkürzung: PCCP), eine Verbindung mit einem Thiophen-Gerüst, wie z. B. 4,4',4''-(Benzol-1,3,5-triyl)tri(dibenzothiophen) (Abkürzung: DBT3P-II), 2,8-Diphenyl-4-[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]dibenzothiophen (Abkürzung: DBTFLP-III) oder 4-[4-(9-Phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]-6-phenyldibenzothiophen (Abkürzung: DBTFLP-IV), und eine Verbindung mit einem Furan-Gerüst, wie z. B. 4,4',4''-(Benzol-1,3,5-triyl)tri(dibenzofuran) (Abkürzung: DBF3P-II) oder 4-{3-[3-(9-Phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]phenyl}dibenzofuran (Abkürzung: mmDBFFLBi-II). Unter den vorstehenden Materialien werden die Verbindung mit einem aromatischen Amin-Gerüst und die Verbindung mit einem Carbazol-Gerüst bevorzugt, da diese Verbindungen sehr zuverlässig sind, hohe Lochtransporteigenschaften aufweisen und zu einer Verringerung der Betriebsspannung beitragen. Außerdem können die organischen Verbindungen, die als Beispiele für die vorstehende erste Substanz angegeben werden, verwendet werden.
Als Material mit einer Elektronentransporteigenschaft wird beispielsweise ein Metallkomplex, wie z. B. Bis(10-hydroxybenzo[h]chinolinato)beryllium(II) (Abkürzung: BeBq₂), Bis(2-methyl-8-chinolinolato)(4-phenylphenolato)aluminium(III) (Abkürzung: BAlq), Bis(8-chinolinolato)zink(II) (Abkürzung: Znq), Bis[2-(2-benzoxazolyl)phenolato]zink(II) (Abkürzung: ZnPBO) oder Bis[2-(2-benzothiazolyl)phenolato]zink(II) (Abkürzung: ZnBTZ), oder eine organische Verbindung bevorzugt, die ein π-elektronenarmes heteroaromatisches Ring-Gerüst aufweist. Beispiele für die organische Verbindung mit einem π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring-Gerüst umfassen eine heterocyclische Verbindung 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-Benzoltriyl)tris(1-phenyl-1H-benzimidazol) (Abkürzung: TPBI) und 2-[3-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]-1-phenyl-1H-benzimidazol (Abkürzung: mDBTBlm-II); eine heterocyclische Verbindung mit einem Diazin-Gerüst, wie z. B. 2-[3-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]dibenzo[f,ö]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 eine heterocyclische Verbindung 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.
Als TADF-Material, das als Wirtsmaterial verwendet werden kann, können auch die vorstehenden Materialien, die als TADF-Material erwähnt werden, verwendet werden. Wenn das TADF-Material als Wirtsmaterial verwendet wird, wird die Triplett-Anregungsenergie, die in dem TADF-Material erzeugt wird, durch umgekehrtes Intersystem-Crossing in die Singulett-Anregungsenergie umgewandelt und auf die Licht emittierende Substanz übertragen, wodurch die Emissionseffizienz der Licht emittierenden Vorrichtung erhöht werden kann. Hier dient das TADF-Material als Energiedonator, und die Licht emittierende Substanz dient als Energieakzeptor.
Dies ist in dem Fall sehr effektiv, in dem die Licht emittierende Substanz eine fluoreszierende Substanz ist. In diesem Fall ist das S1-Niveau des TADF-Materials vorzugsweise höher als dasjenige der fluoreszierenden Substanz, damit eine hohe Emissionseffizienz erzielt werden kann. Ferner ist das T1-Niveau des TADF-Materials vorzugsweise höher als das S1-Niveau der fluoreszierenden Substanz. Deshalb ist das T1-Niveau des TADF-Materials vorzugsweise höher als dasjenige der fluoreszierenden Substanz.
Auch ein TADF-Material, das Licht emittiert, dessen Wellenlänge sich mit der Wellenlänge eines Absorptionsbandes auf der Seite der niedrigsten Energie der fluoreszierenden Substanz überlappt, wird vorzugsweise verwendet. Dadurch kann die Anregungsenergie von dem TADF-Material auf die fluoreszierende Substanz problemlos übertragen werden und eine Lichtemission demzufolge effizient erhalten werden, was vorzuziehen ist.
Außerdem tritt eine Ladungsträgerrekombination vorzugsweise in dem TADF-Material auf, damit die Singulett-Anregungsenergie von der Triplett-Anregungsenergie durch umgekehrtes Intersystem-Crossing effizient erzeugt wird. Es wird auch bevorzugt, dass die Triplett-Anregungsenergie, die in dem TADF-Material erzeugt wird, nicht auf die Triplett-Anregungsenergie der fluoreszierenden Substanz übertragen wird. Aus diesem Grund weist die fluoreszierende Substanz vorzugsweise eine Schutzgruppe um einen Luminophor (ein Gerüst, das eine Lichtemission erzeugt) der fluoreszierenden Substanz herum auf. Als Schutzgruppe werden vorzugsweise ein Substituent, der keine π-Bindung aufweist, und ein gesättigter Kohlenwasserstoff verwendet. Spezifische Beispiele umfassen eine Alkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen und eine Trialkylsilyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen. Es wird stärker bevorzugt, dass die fluoreszierende Substanz eine Vielzahl von Schutzgruppen aufweist. Die Substituenten, die keine π-Bindung aufweisen, weisen eine schlechte Ladungsträgertransportleistung auf; deshalb können das TADF-Material und der Luminophor der fluoreszierenden Substanz mit geringem Einfluss auf den Ladungsträgertransport oder die Ladungsträgerrekombination voneinander entfernt werden. 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, bevorzugter umfasst er einen aromatischen Ring, und noch bevorzugter weist er einen kondensierten aromatischen Ring oder einen kondensierten heteroaromatischen Ring auf. 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 Licht emittierende Substanz verwendet wird, wird ein Material mit einem Anthracen-Gerüst in geeigneter Weise als Wirtsmaterial verwendet. Die Verwendung einer Substanz mit einem Anthracen-Gerüst als Wirtsmaterial für die fluoreszierende Substanz ermöglicht, dass eine Licht emittierende Schicht, die eine hohe Emissionseffizienz und eine hohe Beständigkeit aufweist, erhalten wird. 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 vorzugsweise als Wirtsmaterial verwendet. Das Wirtsmaterial weist vorzugsweise ein Carbazol-Gerüst auf, da die Lochinjektions- und Lochtransporteigenschaften verbessert werden; stärker bevorzugt weist das Wirtsmaterial ein Benzocarbazol-Gerüst, in dem ein Benzol-Ring ferner zu Carbazol kondensiert ist, auf, da das HOMO-Niveau davon um ungefähr 0,1 eV flacher ist als dasjenige von Carbazol und somit Löcher leicht in das Wirtsmaterial eindringen. Insbesondere weist das Wirtsmaterial vorzugsweise ein Dibenzocarbazol-Gerüst auf, 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. Folglich wird eine Substanz, die sowohl ein 9,10-Diphenylanthracen-Gerüst als auch ein Carbazol-Gerüst (oder ein Benzocarbazol- oder Dibenzocarbazol-Gerüst) aufweist, ferner als Wirtsmaterial bevorzugt. Es sei angemerkt, dass im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Lochinjektions- und Lochtransporteigenschaften anstelle eines Carbazol-Gerüsts ein Benzofluoren-Gerüst oder ein 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-9H-fluoren-9-yl)biphenyl-4'-yl}anthracen (Abkürzung: FLPPA) und 9-(1-Naphthyl)-10-[4-(2-naphthyl)phenyl]anthracen (Abkürzung: αN-βNPAnth). Insbesondere werden CzPA, cgDBCzPA, 2mBnfPPA und PCzPA ausgezeichnete Eigenschaften aufweisen und somit vorzugsweise ausgewählt.
Es sei angemerkt, dass das Wirtsmaterial eine Mischung aus mehreren Arten von Substanzen sein kann; im Falle der Verwendung eines gemischten Wirtsmaterials wird vorzugsweise ein Material mit einer Elektronentransporteigenschaft mit einem Material mit einer Lochtransporteigenschaft gemischt. Indem das Material mit einer Elektronentransporteigenschaft mit dem Material mit einer Lochtransporteigenschaft gemischt wird, kann die Transporteigenschaft der Licht emittierenden Schicht 113 leicht angepasst werden, und ein Rekombinationsbereich kann leicht gesteuert werden. Das Gewichtsverhältnis des Gehalts des Materials mit einer Lochtransporteigenschaft zu dem Gehalt des Materials mit einer Elektronentransporteigenschaft kann 1:19 bis 19:1 sein.
Es sei angemerkt, dass eine phosphoreszierende Substanz als Teil des gemischten Materials verwendet werden kann. Wenn eine fluoreszierende Substanz als Licht emittierende Substanz verwendet wird, kann eine phosphoreszierende Substanz als Energiedonator zum Zuführen der Anregungsenergie zu der fluoreszierenden Substanz verwendet werden.
Ein Exciplex kann aus diesen gemischten Materialien gebildet werden. Diese gemischten Materialien werden vorzugsweise derart ausgewählt, dass sie einen Exciplex bilden, der Licht emittiert, dessen Wellenlänge sich mit der Wellenlänge eines Absorptionsbandes auf der Seite der niedrigsten Energie der Licht emittierenden Substanz überlappt, wobei in diesem Fall die Energie problemlos übertragen werden kann und eine Lichtemission effizient erhalten werden kann. Die Verwendung einer derartigen Struktur wird bevorzugt, da die Betriebsspannung auch verringert 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 die Singulett-Anregungsenergie umgewandelt werden.
Eine Kombination eines Materials mit einer Elektronentransporteigenschaft und eines Materials mit einer Lochtransporteigenschaft, dessen HOMO-Niveau höher als oder gleich demjenigen des Materials mit einer Elektronentransporteigenschaft ist, wird zur effizienten Bildung eines Exciplexes bevorzugt. Zudem ist das LUMO-Niveau des Materials mit einer Lochtransporteigenschaft vorzugsweise höher als oder gleich demjenigen des Materials mit einer Elektronentransporteigenschaft. Es sei angemerkt, dass die LUMO-Niveaus und die HOMO-Niveaus der Materialien von den elektrochemischen Eigenschaften (den Reduktionspotentialen und den Oxidationspotentialen) der Materialien, die durch Cyclovoltammetrie (CV) gemessen werden, abgeleitet werden können.
Die Bildung eines Exciplexes kann beispielsweise durch ein Phänomen bestätigt werden, bei dem das Emissionsspektrum eines Mischfilms, in dem das Material mit einer Lochtransporteigenschaft und das Material mit einer Elektronentransporteigenschaft gemischt sind, auf die Seite der längeren Wellenlänge als das Emissionsspektrum jedes der Materialien verschoben wird (oder das Emissionsspektrum einen anderen Peak auf der Seite der längeren Wellenlänge aufweist), wobei das Phänomen durch einen Vergleich der Emissionsspektren des Materials mit einer Lochtransporteigenschaft, des Materials mit einer Elektronentransporteigenschaft und des Mischfilms dieser Materialien beobachtet wird. Alternativ kann die Bildung eines Exciplexes durch einen Unterschied der transienten Reaktion, wie z. B. ein Phänomen, bei dem die transiente PL-Lebensdauer des Mischfilms mehr langlebige Komponenten oder einen größeren Anteil verzögerter Komponenten aufweist als diejenige jedes der Materialien, bestätigt werden, wobei der Unterschied durch einen Vergleich der transienten Photolumineszenz (PL) des Materials mit einer Lochtransporteigenschaft, des Materials mit einer Elektronentransporteigenschaft und des Mischfilms 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 bestätigt werden kann, der durch einen Vergleich der transienten EL des Materials mit einer Lochtransporteigenschaft, des Materials mit einer Elektronentransporteigenschaft und des Mischfilms der Materialien beobachtet wird.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Farbumwandlung von Licht von den Licht emittierenden Vorrichtungen durch Photolumineszenz durchgeführt. Wenn Licht von drei Primärfarben ohne separate Ausbildung von Licht emittierenden Vorrichtungen erhalten wird, ist von den Licht emittierenden Vorrichtungen emittiertes Licht vorzugsweise blaues Licht mit der höchsten Energie darunter. Alternativ emittieren in dem Fall, in dem auch blaues Licht durch die Umwandlung erhalten wird, die Licht emittierenden Vorrichtungen vorzugsweise violettes Licht bis Licht in dem ultravioletten Bereich.
Die Elektronentransportschicht 114 enthält eine Substanz mit einer Elektronentransporteigenschaft. Als Substanz mit einer Elektronentransporteigenschaft kann eine der vorstehend aufgeführten Substanzen mit Elektronentransporteigenschaften verwendet werden, die als Wirtsmaterial verwendet werden können.
Es sei angemerkt, dass die Elektronentransportschicht vorzugsweise ein Material mit einer Elektronentransporteigenschaft und ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall, eine Verbindung davon oder einen Komplex davon enthält. Die Elektronenbeweglichkeit der Elektronentransportschicht 114 ist in dem Fall, in dem die Quadratwurzel der elektrischen Feldstärke [V/cm] 600 ist, vorzugsweise höher als oder gleich 1 × 10^-7 cm²/Vs und niedriger als oder gleich 5 × 10^-5 cm²/Vs. Die Menge der in die Licht emittierende Schicht injizierten Elektronen kann durch die Verringerung der Elektronentransporteigenschaft der Elektronentransportschicht 114 gesteuert werden, wodurch verhindert werden kann, dass die Licht emittierende Schicht überschüssige Elektronen aufweist. Es wird besonders bevorzugt, dass diese Struktur zum Einsatz kommt, wenn die Lochinjektionsschicht unter Verwendung eines Verbundmaterials ausgebildet wird, das ein Material mit einer Lochtransporteigenschaft enthält, das ein relativ tiefes HOMO-Niveau von -5,7 eV oder höher und -5,4 eV oder niedriger aufweist, wobei in diesem Fall eine lange Lebensdauer erzielt werden kann. In diesem Fall weist das Material mit einer Elektronentransporteigenschaft vorzugsweise ein HOMO-Niveau von -6,0 eV oder höher auf. Das Material mit einer Elektronentransporteigenschaft ist bevorzugt eine organische Verbindung mit einem Anthracen-Gerüst, stärker bevorzugt eine organische Verbindung mit sowohl einem Anthracen-Gerüst als auch einem heterocyclischen Gerüst. Das heterocyclische Gerüst ist vorzugsweise ein stickstoffhaltiges fünfgliedriges Ring-Gerüst oder ein stickstoffhaltiges sechsgliedriges Ring-Gerüst, und insbesondere ist das heterocyclische Gerüst vorzugsweise ein stickstoffhaltiges fünfgliedriges Ring-Gerüst oder ein stickstoffhaltiges sechsgliedriges Ring-Gerüst, das zwei Heteroatome in dem Ring umfasst, wie z. B. ein Pyrazol-Ring, ein Imidazol-Ring, ein Oxazol-Ring, ein Thiazol-Ring, ein Pyrazin-Ring, ein Pyrimidin-Ring oder ein Pyridazin-Ring. Außerdem wird es bevorzugt, dass das Alkalimetall, das Erdalkalimetall, die Verbindung davon oder der Komplex davon eine 8-Hydroxychinolinato-Struktur aufweist. Spezifische Beispiele umfassen 8-Hydroxychinolinato-Lithium (Abkürzung: Liq) und 8-Hydroxychinolinato-Natrium (Abkürzung: Naq). Insbesondere wird ein Komplex eines einwertigen Metallions, vor allem ein Komplex von Lithium, bevorzugt, und bevorzugter wird Liq. Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem die 8-Hydroxychinolinato-Struktur enthalten ist, auch ein Methyl-substituiertes Produkt (z. B. ein 2-Methyl-substituiertes Produkt oder ein 5-Methyl-substituiertes Produkt) des Alkalimetalls, des Erdalkalimetalls, der Verbindung oder des Komplexes verwendet werden kann. Es gibt vorzugsweise eine Differenz (einschließlich 0) zwischen den Konzentrationen des Alkalimetalls, des Erdalkalimetalls, der Verbindung davon oder des Komplexes davon in der Dickenrichtung der Elektronentransportschicht.
Eine Schicht, die ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall oder eine Verbindung davon, wie z. B. Lithiumfluorid (LiF), Cäsiumfluorid (CsF), Calciumfluorid (CaF₂) oder 8-Hydroxychinolinatolithium (Liq), enthält, kann zwischen der Elektronentransportschicht 114 und der Kathode 102 als Elektroneninjektionsschicht 115 bereitgestellt werden. Als Elektroneninjektionsschicht 115 kann ein Elektrid oder eine Schicht, die unter Verwendung einer Substanz mit einer Elektronentransporteigenschaft ausgebildet wird und ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall oder eine Verbindung davon enthält, verwendet werden. Beispiele für das Elektrid umfassen eine Substanz, in der Elektronen mit einer hohen Konzentration zu Calciumoxid-Aluminiumoxid zugesetzt sind.
Es sei angemerkt, dass als Elektroneninjektionsschicht 115 eine Schicht verwendet werden kann, die eine Substanz, die eine Elektronentransporteigenschaft aufweist (vorzugsweise eine organische Verbindung mit einem Bipyridin-Gerüst), enthält und ein Fluorid des Alkalimetalls oder des Erdalkalimetalls mit einer Konzentration von höher als derjenigen, mit der die Elektroneninjektionsschicht 115 in einen mikrokristallinen Zustand wird (50 Gew.-% oder höher), enthält. Da die Schicht eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex ist, kann eine Licht emittierende Vorrichtung, die die Schicht umfasst, eine hohe externe Quanteneffizienz aufweisen.
Der Effekt beim Einführen der Schicht mit niedrigem Brechungsindex wird erhöht, wenn die Schicht mit niedrigem Brechungsindex auf der Seite der Elektrode, durch die Licht extrahiert wird, bereitgestellt ist. Bei der Struktur, bei der die Farbumwandlungsschicht auf der Kathodenseite bereitgestellt ist, ist der Effekt größer, wenn die Schicht mit niedrigem Brechungsindex an der Position zwischen der Licht emittierenden Schicht und der Kathode bereitgestellt ist, als wenn die Schicht mit niedrigem Brechungsindex an der Position zwischen der Anode und der Licht emittierenden Schicht bereitgestellt ist; bevorzugter ist die Schicht mit niedrigem Brechungsindex an jeder Position bereitgestellt, da der viel größere Effekt erhalten werden kann. Dieser Effekt verbessert Vorrichtungseigenschaften bei einer Farbumwandlung, so dass eine Licht emittierende Farbumwandlungsvorrichtung mit hoher Effizienz erhalten werden kann.
Anstelle der Elektroneninjektionsschicht 115 kann die Ladungserzeugungsschicht 116 bereitgestellt werden (2B). Die Ladungserzeugungsschicht bezeichnet eine Schicht, die beim Anlegen eines Potentials zum Injizieren von Löchern in eine Schicht in Kontakt mit der Kathodenseite der Ladungserzeugungsschicht und Elektronen in eine Schicht in Kontakt mit ihrer Anodenseite im Stande ist. Die Ladungserzeugungsschicht 116 umfasst mindestens eine p-Typ-Schicht 117. Die p-Typ-Schicht 117 wird vorzugsweise unter Verwendung eines der Verbundmaterialien ausgebildet, die vorstehend als Beispiele für Materialien, die für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet werden können, angegeben worden sind. Die p-Typ-Schicht 117 kann ausgebildet werden, indem ein Film, der als in dem Verbundmaterial enthaltenes Material das vorstehend beschriebene Akzeptormaterial enthält, und ein Film, der ein Lochtransportmaterial enthält, übereinander angeordnet werden. Wenn ein Potential an die p-Typ-Schicht 117 angelegt wird, werden Elektronen in die Elektronentransportschicht 114 und Löcher in die Kathode 102, die als Kathode dient, injiziert; auf diese Weise arbeitet die Licht emittierende Vorrichtung. Da die organische Verbindung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen niedrigen Brechungsindex aufweist, kann dann, wenn die organische Verbindung für die p-Typ-Schicht 117 verwendet wird, die Licht emittierende Vorrichtung eine hohe externe Quanteneffizienz aufweisen.
Es sei angemerkt, dass die Ladungserzeugungsschicht 116 vorzugsweise zusätzlich zu der p-Typ-Schicht 117 eine Elektronenweiterleitungsschicht 118 und/oder eine Elektroneninjektionspufferschicht 119 umfasst.
Die Elektronenweiterleitungsschicht 118 enthält mindestens die Substanz mit einer Elektronentransporteigenschaft und weist eine Funktion zum Verhindern einer Wechselwirkung zwischen der Elektroneninjektionspufferschicht 119 und der p-Typ-Schicht 117 und eine Funktion zum problemlosen Übertragen von Elektronen auf. Das LUMO-Niveau der in der Elektronenweiterleitungsschicht 118 enthaltenen Substanz mit einer Elektronentransporteigenschaft liegt vorzugsweise zwischen dem LUMO-Niveau der Akzeptorsubstanz in der p-Typ-Schicht 117 und dem LUMO-Niveau einer Substanz in einer Schicht der Elektronentransportschicht 114, die in Kontakt mit der Ladungserzeugungsschicht 116 ist. Als konkreter Wert des Energieniveaus ist das LUMO-Niveau der Substanz mit einer Elektronentransporteigenschaft in der Elektronenweiterleitungsschicht 118 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 Substanz mit einer Elektronentransporteigenschaft in der Elektronenweiterleitungsschicht 118 vorzugsweise ein auf Phthalocyanin basierendes Material oder ein Metallkomplex, der eine Metall-Sauerstoff-Bindung und einen aromatischen Liganden aufweist, verwendet wird.
Für die Elektroneninjektionspufferschicht 119 kann eine Substanz mit einer hohen Elektroneninjektionseigenschaft, wie z. B. 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 oder Cäsiumcarbonat), eine Erdalkalimetall-Verbindung (darunter auch ein Oxid, ein Halogenid und ein Carbonat) oder eine Seltenerdmetall-Verbindung (darunter auch ein Oxid, ein Halogenid und ein Carbonat)), verwendet werden.
In dem Fall, in dem die Elektroneninjektionspufferschicht 119 die Substanz mit einer Elektronentransporteigenschaft und eine Donatorsubstanz enthält, kann eine organische Verbindung, wie z. B. Tetrathianaphthacen (Abkürzung: TTN), Nickelocen oder Decamethylnickelocen, als Donatorsubstanz verwendet werden, ebenso wie ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall, ein Seltenerdmetall, eine Verbindung davon (z. B. eine Alkalimetall-Verbindung (darunter auch ein Oxid, wie z. B. Lithiumoxid, ein Halogenid und ein Carbonat, wie z. B. Lithiumcarbonat oder Cäsiumcarbonat), eine Erdalkalimetall-Verbindung (darunter auch ein Oxid, ein Halogenid und ein Carbonat) oder eine Seltenerdmetall-Verbindung (darunter auch ein Oxid, ein Halogenid und ein Carbonat)). Als Substanz mit einer Elektronentransporteigenschaft kann ein Material, das dem vorstehend beschriebenen Material für die Elektronentransportschicht 114 ähnlich ist, verwendet werden.
Für die Substanz zur Bildung der Kathode 102 kann ein Metall, eine Legierung, eine elektrisch leitende Verbindung oder eine Mischung dieser, die jeweils eine niedrige Austrittsarbeit (insbesondere eine Austrittsarbeit von niedriger als oder gleich 3,8 eV) aufweisen, oder dergleichen verwendet werden. Spezifische Beispiele für ein derartiges Kathodenmaterial umfassen Elemente, die zu der Gruppe 1 oder 2 des Periodensystems gehören, so beispielsweise Alkalimetalle (z. B. Lithium (Li) und Cäsium (Cs)), Magnesium (Mg), Calcium (Ca) und Strontium (Sr), Legierungen, die diese Elemente enthalten (z. B. MgAg und AlLi), Seltenerdmetalle, wie z. B. Europium (Eu) und Ytterbium (Yb), und Legierungen, die diese Seltenerdmetalle enthalten. Jedoch können dann, wenn die Elektroneninjektionsschicht zwischen der Kathode 102 und der Elektronentransportschicht bereitgestellt ist, verschiedene leitende Materialien, wie z. B. Al, Ag, ITO oder Indiumoxid-Zinnoxid, das Silizium oder Siliziumoxid enthält, unabhängig von der Austrittsarbeit für die Kathode 102 verwendet werden. Filme aus diesen leitenden Materialien können durch einen Trockenprozess, wie z. B. ein Vakuumverdampfungsverfahren oder ein Sputterverfahren, ein Tintenstrahlverfahren, ein Rotationsbeschichtungsverfahren oder dergleichen ausgebildet werden. Alternativ kann ein Nassprozess mittels eines Sol-Gel-Verfahrens oder ein Nassprozess unter Verwendung einer Paste eines Metallmaterials verwendet werden.
Verschiedene Verfahren können zum Ausbilden der EL-Schicht 103 verwendet werden, ungeachtet dessen, ob es sich dabei um ein Trockenverfahren oder ein Nassverfahren handelt. Zum Beispiel kann ein Vakuumverdampfungsverfahren, ein Tiefdruckverfahren, ein Offsetdruckverfahren, ein Siebdruckverfahren, ein Tintenstrahlverfahren, ein Rotationsbeschichtungsverfahren oder dergleichen verwendet werden.
Unterschiedliche Verfahren können verwendet werden, um die vorstehend beschriebenen Elektroden oder Schichten auszubilden.
Die Struktur der Schichten, die zwischen der Anode 101 und der Kathode 102 bereitgestellt sind, ist nicht auf die vorstehend beschriebene Struktur beschränkt. Vorzugsweise liegt ein Licht emittierender Bereich, in dem Löcher und Elektronen rekombinieren, abgerückt von der Anode 101 und der Kathode 102, so dass eine Löschung (Quenching) aufgrund der Nähe zwischen dem Licht emittierenden Bereich und einem Metall unterdrückt werden kann, das für Elektroden oder Ladungsträgerinjektionsschichten verwendet wird.
Damit die Energieübertragung von einem in der Licht emittierenden Schicht erzeugten Exziton unterdrückt werden kann, wird ferner vorzugsweise die Lochtransportschicht oder die Elektronentransportschicht, die in Kontakt mit der Licht emittierenden Schicht 113 ist, besonders eine Ladungsträgertransportschicht, die näher an dem Rekombinationsbereich in der Licht emittierenden Schicht 113 ist, unter Verwendung einer Substanz ausgebildet, die eine größere Bandlücke aufweist als das Licht emittierende Material der Licht emittierenden Schicht oder das Licht emittierende Material, das in der Licht emittierenden Schicht enthalten ist.
Als Nächstes wird eine Ausführungsform einer Licht emittierenden Vorrichtung mit einer Struktur, bei der eine Vielzahl von Licht emittierenden Einheiten übereinander angeordnet ist (auch als mehrschichtiges Element oder Tandem-Element bezeichnet), anhand von 2C beschrieben. Diese Licht emittierende Vorrichtung beinhaltet eine Vielzahl von Licht emittierenden Einheiten zwischen einer Anode und einer Kathode. Eine Licht emittierende Einheit weist im Wesentlichen die gleiche Struktur wie die EL-Schicht 103 auf, die in 2A dargestellt wird. Mit anderen Worten: Die Licht emittierende Vorrichtung, die in 2C dargestellt wird, beinhaltet eine Vielzahl von Licht emittierenden Einheiten, und die Licht emittierende Vorrichtung, die in 2A oder 2B dargestellt wird, beinhaltet eine einzelne Licht emittierende Einheit.
In 2C sind eine erste Licht emittierende Einheit 511 und eine zweite Licht emittierende Einheit 512 zwischen einer Anode 501 und einer Kathode 502 übereinander angeordnet, und eine Ladungserzeugungsschicht 513 wird zwischen der ersten Licht emittierenden Einheit 511 und der zweiten Licht emittierenden Einheit 512 bereitgestellt. Die Anode 501 und die Kathode 502 entsprechen der Anode 101 bzw. der Kathode 102 in 2A, und die Materialien, die bei der Beschreibung der 2A angegeben worden sind, können verwendet werden. Des Weiteren können die erste Licht emittierende Einheit 511 und die zweite Licht emittierende Einheit 512 die gleiche Struktur oder unterschiedliche Strukturen aufweisen.
Die Ladungserzeugungsschicht 513 weist eine Funktion zum Injizieren von Elektronen in eine der Licht emittierenden Einheiten und zum Injizieren von Löchern in die andere der Licht emittierenden Einheiten auf, wenn eine Spannung zwischen der Anode 501 und der Kathode 502 angelegt wird. Das heißt, dass in 2C die Ladungserzeugungsschicht 513 Elektronen in die erste Licht emittierende Einheit 511 und Löcher in die zweite Licht emittierende Einheit 512 injiziert, wenn eine Spannung derart angelegt wird, dass das Potential der Anode höher ist als das Potential der Kathode.
Die Ladungserzeugungsschicht 513 weist vorzugsweise eine Struktur auf, die derjenigen der anhand von 2B beschriebenen Ladungserzeugungsschicht 116 ähnlich ist. Ein Verbundmaterial aus einer organischen Verbindung und einem Metalloxid weist eine ausgezeichnete Ladungsträgerinjektionseigenschaft und eine ausgezeichnete Ladungsträgertransporteigenschaft auf; demzufolge können ein Betrieb mit einer niedrigen Spannung und ein Betrieb mit einem niedrigen Strom erzielt werden. In dem Fall, in dem eine Oberfläche einer Licht emittierenden Einheit auf der Anodenseite in Kontakt mit der Ladungserzeugungsschicht 513 ist, kann die Ladungserzeugungsschicht 513 auch als Lochinjektionsschicht der Licht emittierenden Einheit dienen; deshalb wird eine Lochinjektionsschicht nicht notwendigerweise in der Licht emittierenden Einheit bereitgestellt.
In dem Fall, in dem die Ladungserzeugungsschicht 513 die Elektroneninjektionspufferschicht 119 umfasst, dient die Elektroneninjektionspufferschicht 119 als Elektroneninjektionsschicht in der Licht emittierenden Einheit auf der Anodenseite; deshalb wird eine Elektroneninjektionsschicht nicht notwendigerweise in der Licht emittierenden Einheit auf der Anodenseite ausgebildet.
Die Licht emittierende Vorrichtung, die zwei Licht emittierende Einheiten beinhaltet, ist anhand von 2C beschrieben worden; jedoch kann eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auch auf eine Licht emittierende Vorrichtung angewendet werden, bei dem drei oder mehr Licht emittierende Einheiten übereinander angeordnet sind. Wenn wie bei der Licht emittierende Vorrichtung dieser Ausführungsform eine Vielzahl von Licht emittierenden Einheiten, die durch die Ladungserzeugungsschicht 513 getrennt sind, zwischen einem Paar von Elektroden angeordnet ist, kann eine Licht emittierende Einrichtung erhalten werden, das Licht mit hoher Leuchtdichte bei einer niedrigen Stromdichte emittieren kann und eine längere Lebensdauer aufweist. Eine Licht emittierende Einrichtung, die bei niedriger Spannung betrieben werden kann und einen niedrigen Stromverbrauch aufweist, kann bereitgestellt werden.
3 ist wie 2C eine schematische Ansicht einer Licht emittierenden Einrichtung, bei der eine Licht emittierende Vorrichtung, die eine Vielzahl von Licht emittierenden Einheiten beinhaltet, auf eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird. Die Anode 501 ist über dem Substrat 100 ausgebildet, und die erste Licht emittierende Einheit 511, die eine erste Licht emittierende Schicht 113-1 beinhaltet, und die zweite Licht emittierende Einheit 512, die eine zweite Licht emittierende Schicht 113-2 beinhaltet, sind übereinander angeordnet, wobei die Ladungserzeugungsschicht 513 dazwischen bereitgestellt ist. Licht wird von der Licht emittierenden Vorrichtung direkt oder über die Farbumwandlungsschicht 205 emittiert. Es sei angemerkt, dass die Farbreinheit über Farbfilter 225R, 225G und 225B verbessert werden kann. Es sei angemerkt, dass 3 die Struktur darstellt, bei der der Farbfilter 225B bereitgestellt ist; jedoch ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann in 3 eine Abdeckungsschicht anstelle des Farbfilters 225B bereitgestellt werden. Für die Abdeckungsschicht kann ein organisches Harzmaterial, typischerweise ein Harz auf Acryl-Basis oder ein Harz auf Polyimid-Basis, verwendet werden. In dieser Beschreibung und dergleichen kann die Farbfilterschicht als Farbschicht und die Abdeckungsschicht als Harzschicht bezeichnet werden. Daher kann der Farbfilter 225R als erste Farbschicht und der Farbfilter 225G als zweite Farbschicht bezeichnet werden.
Die EL-Schicht 103, die erste Licht emittierende Einheit 511, die zweite Licht emittierende Einheit 512, die Schichten, wie z. B. die Ladungserzeugungsschicht, und die Elektroden, welche vorstehend beschrieben werden, können durch ein Verfahren, wie z. B. ein Verdampfungsverfahren (einschließlich eines Vakuumverdampfungsverfahrens), ein Tröpfchenausstoßverfahren (auch als Tintenstrahlverfahren bezeichnet), ein Beschichtungsverfahren oder ein Tiefdruckverfahren, ausgebildet werden. Ein niedermolekulares Material, ein mittelmolekulares Material (darunter auch ein Oligomer und ein Dendrimer) oder ein hochmolekulares Material kann in den Schichten oder Elektroden enthalten sein.
Unter Berücksichtigung der Farbreproduzierbarkeit einer Vollfarbanzeige ist hier das Erhalten von Licht mit hoher Farbreinheit essenziell, um einen breiteren Gamut darzustellen. Licht, das von einer organischen Verbindung emittiert wird, weist in vielen Fällen ein breiteres Spektrum auf als Licht, das von einer anorganischen Verbindung emittiert wird, und das Spektrum wird vorzugsweise mit einer Mikrokavitätsstruktur verschmälert, um eine Lichtemission mit ausreichend hoher Farbreinheit zu erhalten.
Tatsächlich kann eine Licht emittierende Vorrichtung, bei der ein geeigneter Dotierstoff verwendet wird und eine Mikrokavitätsstruktur angemessen zum Einsatz kommt, eine blaue Lichtemission bereitstellen, die der Ausdehnung von Rec.2020 entspricht, welches eine Farbskala ist, die durch den BT.2020-Standard und den BT.2100-Standard definiert wird. Wenn die Mikrokavitätsstruktur, die in der Licht emittierenden Vorrichtung enthalten ist, dazu konfiguriert ist, blaues Licht zu verstärken, kann eine Licht emittierende Einrichtung mit hoher Farbreinheit und hoher Effizienz erhalten werden.
Die Licht emittierende Vorrichtung mit einer Mikrokavitätsstruktur beinhaltet eine reflektierende Elektrode und eine halbdurchlässige und halbreflektierende Elektrode als Paar von Elektroden der Licht emittierenden Vorrichtung. Die reflektierende Elektrode und die halbdurchlässige und halbreflektierende Elektrode entsprechen der vorstehend beschriebenen Anode 101 und Kathode 102, und die Anode 101 oder die Kathode 102 kann die reflektierende Elektrode sein und die andere kann die halbdurchlässige und halbreflektierende Elektrode sein.
In der Licht emittierenden Vorrichtung mit einer Mikrokavitätsstruktur wird Licht, das von einer Licht emittierenden Schicht in der EL-Schicht in alle Richtungen emittiert wird, von der reflektierenden Elektrode und der halbdurchlässigen und halbreflektierenden Elektrode reflektiert und zur Resonanz gebracht, so dass eine bestimmte Wellenlänge von Licht verstärkt wird und das Licht eine Richtwirkung aufweist.
Die reflektierende Elektrode weist ein Reflexionsvermögen für sichtbares Licht von 40 % bis 100 %, bevorzugt 70 % bis 100 %, und einen spezifischen Widerstand von 1 × 10^-2 Ωcm oder niedriger auf. Beispiele für das Material zum Ausbilden der reflektierenden Elektrode umfassen Aluminium (Al) und eine Legierung, die Al enthält. Beispiele für die Legierung, die Al enthält, umfassen eine Legierung, die Al und L enthält (L stellt eines oder mehrere von Titan (Ti), Neodym (Nd), Nickel (Ni) und Lanthan (La) dar), wie z. B. eine Legierung, die Al und Ti enthält, und eine Legierung, die Al, Ni und La enthält. Aluminium weist einen niedrigen Widerstand und ein hohes Lichtreflexionsvermögen auf. Aluminium kommt ferner in großen Mengen in der Erdkruste vor und ist günstig; demzufolge ist es möglich, die Kosten zum Herstellen einer Licht emittierenden Vorrichtung unter Verwendung von Aluminium zu verringern. Alternativ kann Silber (Ag), eine Legierung aus Ag und N (N stellt eines oder mehrere von Yttrium (Y), Nd, Magnesium (Mg), Ytterbium (Yb), Al, Ti, Gallium (Ga), Zink (Zn), Indium (In), Wolfram (W), Mangan (Mn), Zinn (Sn), Eisen (Fe), Ni, Kupfer (Cu), Palladium (Pd), Iridium (Ir) und Gold (Au) dar) oder dergleichen verwendet werden. Beispiele für die silberhaltige Legierung umfassen eine Legierung, die Silber, Palladium und Kupfer enthält, eine Legierung, die Silber und Kupfer enthält, eine Legierung, die Silber und Magnesium enthält, eine Legierung, die Silber und Nickel enthält, eine Legierung, die Silber und Gold enthält, und eine Legierung, die Silber und Ytterbium enthält. Daneben kann ein Übergangsmetall, wie z. B. Wolfram, Chrom (Cr), Molybdän (Mo), Kupfer oder Titan, verwendet werden.
Es sei angemerkt, dass eine durchsichtige Elektrodenschicht unter Verwendung eines leitenden Materials mit einer Lichtdurchlässigkeitseigenschaft zwischen der reflektierenden Elektrode und der EL-Schicht 103 als Anpassungsschicht des optischen Abstands ausgebildet werden kann und die Anode 101 aus der reflektierenden Elektrode und der durchsichtigen Elektrodenschicht bestehen kann. Mit der durchsichtigen Elektrodenschicht kann auch der optische Abstand (Kavitätslänge) der Mikrokavitätsstruktur angepasst werden. Beispiele für das leitende Material mit einer Lichtdurchlässigkeitseigenschaft umfassen Metalloxide, wie z. B. Indiumzinnoxid (indium tin oxide, nachstehend als ITO bezeichnet), Silizium oder Siliziumoxid enthaltendes Indiumzinnoxid (Abkürzung: ITSO), Indiumoxid-Zinkoxid (Indiumzinkoxid), Titan enthaltendes Indiumoxid-Zinnoxid, Indiumtitanoxid sowie Wolframoxid und Zinkoxid enthaltendes Indiumoxid.
Die halbdurchlässige und halbreflektierende Elektrode weist ein Reflexionsvermögen für sichtbares Licht von 20 % bis 80 %, bevorzugt 40 % bis 70 %, und einen spezifischen Widerstand von 1 × 10^-2 Ωcm oder niedriger auf. Die halbdurchlässige und halbreflektierende Elektrode kann unter Verwendung von einer oder mehreren Arten von leitenden Metallen und Legierungen, leitenden Verbindungen und dergleichen ausgebildet werden. Insbesondere kann ein Metalloxid, wie z. B. Indiumzinnoxid (indium tin oxide, nachstehend als ITO bezeichnet), Silizium oder Siliziumoxid enthaltendes Indiumzinnoxid (Abkürzung: ITSO), Indiumoxid-Zinkoxid (Indiumzinkoxid), Titan enthaltendes Indiumoxid-Zinnoxid, Indiumtitanoxid oder Wolframoxid und Zinkoxid enthaltendes Indiumoxid, verwendet werden. Ein dünner Metallfilm mit einer Dicke, die das Durchlassen von Licht erlaubt (vorzugsweise einer Dicke von größer als oder gleich 1 nm und kleiner als oder gleich 30 nm), kann ebenfalls verwendet werden. Als Metall kann beispielsweise Ag, eine Legierung aus Ag und Al, eine Legierung aus Ag und Mg, eine Legierung aus Ag und Au, oder eine Legierung aus Ag und Yb verwendet werden.
Es kann sich bei der reflektierenden Elektrode um die Anode 101 oder die Kathode 102 handeln und es kann sich bei der halbdurchlässigen und halbreflektierenden Elektrode um die andere handeln.
Es sei angemerkt, dass dann, wenn die Licht emittierende Vorrichtung eine Top-Emission-Struktur aufweist, die Lichtextraktionseffizienz verbessert werden kann, indem eine organische Cap-Schicht über einer Oberfläche der Kathode 102, welche einer Oberfläche der Kathode 102 in Kontakt mit der EL-Schicht 103 entgegengesetzt ist, bereitgestellt wird. Die organische Cap-Schicht kann eine Brechungsindexdifferenz an einer Grenzfläche zwischen der Elektrode und der Luft verringern; daher kann die Lichtextraktionseffizienz verbessert werden. Die Dicke der Cap-Schicht ist vorzugsweise größer als oder gleich 5 nm und kleiner als oder gleich 120 nm. Noch bevorzugter größer als oder gleich 30 nm und kleiner als oder gleich 90 nm. Eine organische Verbindungsschicht, die eine Substanz mit einem Molekulargewicht von größer als oder gleich 300 und kleiner als oder gleich 1200 enthält, wird vorzugsweise als organische Cap-Schicht verwendet. Ferner wird die organische Cap-Schicht vorzugsweise unter Verwendung eines leitenden organischen Materials ausgebildet. Die Dicke der halbdurchlässigen und halbreflektierenden Elektrode muss verringert werden, um eine bestimmte Lichtdurchlässigkeitseigenschaft aufzuweisen, und ihre Leitfähigkeit könnte verringert werden. Da hier ein leitendes Material für die organische Cap-Schicht verwendet wird, kann die Leitfähigkeit beibehalten werden, während die Lichtextraktionseffizienz weiter verbessert wird, wodurch die Ausbeute bei der Herstellung einer Licht emittierenden Vorrichtung verbessert werden kann. Es sei angemerkt, dass eine organische Verbindung angemessen zum Einsatz kommen kann, die eine geringe Absorption im sichtbaren Lichtbereich aufweist. Für die organische Cap-Schicht kann auch die organische Verbindung, die für die EL-Schicht 103 verwendet wird, verwendet werden. In diesem Fall kann die organische Cap-Schicht mit einer Abscheidungseinrichtung oder einer Abscheidungskammer zur Ausbildung der EL-Schicht 103 ausgebildet werden, so dass die organische Cap-Schicht leicht ausgebildet werden kann.
In der Licht emittierenden Vorrichtung kann die optische Weglänge (Kavitätslänge) zwischen der reflektierenden Elektrode und der halbdurchlässigen und halbreflektierenden Elektrode geändert werden, indem die Dicke der durchsichtigen Elektrode, die in Kontakt mit der vorstehend beschriebenen reflektierenden Elektrode bereitgestellt ist, und die Dicken von Ladungsträgertransportschichten, wie z. B. einer Lochinjektionsschicht und einer Lochtransportschicht, geändert werden. Daher kann Licht mit einer Wellenlänge, die zwischen der reflektierenden Elektrode und der halbdurchlässigen und halbreflektierenden Elektrode zur Resonanz gebracht wird, verstärkt werden, während Licht mit einer Wellenlänge, die dazwischen nicht zur Resonanz gebracht wird, abgeschwächt werden kann.
Es sei angemerkt, dass bei der Mikrokavitätsstruktur die optische Weglänge (der optische Abstand) zwischen einer Grenzfläche der reflektierenden Elektrode zu der EL-Schicht und einer Grenzfläche der halbdurchlässigen und halbreflektierenden Elektrode zu der EL-Schicht vorzugsweise das integrale Vielfache von λ/2 ist, wenn eine Wellenlänge, die verstärkt werden soll, λ nm ist.
Bei einer Lichtemission interferiert Licht, das von der reflektierenden Elektrode zurückreflektiert wird (erstes reflektiertes Licht), erheblich mit dem Licht, das von der Licht emittierenden Schicht direkt in die halbdurchlässige und halbreflektierende Elektrode einfällt (erstem einfallendem Licht). Aus diesem Grund wird die optische Weglänge zwischen der reflektierenden Elektrode und der Licht emittierenden Schicht vorzugsweise auf (2n-1)λ/4 eingestellt (n ist eine natürliche Zahl von 1 oder mehr und λ ist eine Wellenlänge des zu verstärkenden Lichts). Durch Einstellen der optischen Weglänge können die Phasen des ersten reflektierten Lichts und des ersten einfallenden Lichts miteinander ausgerichtet werden und das Licht, das von der Licht emittierenden Schicht emittiert wird, kann weiter verstärkt werden.
Mit der Mikrokavitätsstruktur kann die Emissionsintensität mit einer bestimmten Wellenlänge in der Richtung nach vorne erhöht werden, wodurch der Stromverbrauch verringert werden kann. Ferner kann die Menge an Licht, das in die Farbumwandlungsschicht einfällt, erhöht werden.
Licht, dessen Spektrum sich mit einer Mikrokavitätsstruktur verschmälert, ist dafür bekannt, dass es eine hohe Richtwirkung zu einer Richtung senkrecht zu einem Bildschirm aufweist. Im Gegensatz dazu weist Licht, das über die Farbumwandlungsschicht mit einem QD emittiert wird, fast keine Richtwirkung auf, da Licht von einem QD oder einer Licht emittierenden organischen Verbindung in alle Richtungen emittiert wird. Eine Farbumwandlungsschicht verursacht einen gewissen Verlust von Licht, das von einer Licht emittierenden Vorrichtung emittiert wird, und in einem Display, bei dem eine Farbumwandlungsschicht verwendet wird, wird daher blaues Licht, das die kürzeste Wellenlänge aufweist, direkt von einer Licht emittierenden Vorrichtung erhalten und grünes Licht und rotes Licht werden über Farbumwandlungsschichten erhalten. Deshalb werden Unterschiede der Lichtverteilungseigenschaften zwischen einem blauen Pixel und einem grünen Pixel bzw. einem roten Pixel erzeugt. Derartige große Unterschiede der Lichtverteilungseigenschaften verursachen eine Betrachtungswinkelabhängigkeit, welche direkt zu einer Verschlechterung der Anzeigequalität führt. Insbesondere ist der nachteilige Einfluss in dem Fall groß, in dem eine große Anzahl von Menschen einen großen Bildschirm, wie z. B. einen TV, sieht.
In Anbetracht des Vorstehenden kann in der Licht emittierenden Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Pixel ohne Farbumwandlungsschicht mit einer Struktur, die eine Funktion zum Streuen von Licht aufweist, bereitgestellt werden oder kann ein Pixel mit einer Farbumwandlungsschicht mit einer Struktur zum Verleihen der Richtwirkung bereitgestellt werden.
Die Struktur mit einer Funktion zum Streuen von Licht kann auf einem optischen Weg von Licht, das von der Licht emittierenden Vorrichtung zur Außenseite der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird, bereitgestellt werden. Obwohl Licht, das von der Licht emittierenden Vorrichtung mit einer Mikrokavitätsstruktur emittiert wird, eine hohe Richtwirkung aufweist, kann dann, wenn Licht durch die Struktur mit einer Funktion zum Streuen von Licht gestreut wird, seine Richtwirkung verringert werden oder das gestreute Licht eine Richtwirkung aufweisen; als Ergebnis können Licht, das eine Farbumwandlungsschicht passiert, und Licht, das keine Farbumwandlungsschicht passiert, ähnliche Lichtverteilungseigenschaften aufweisen. Demzufolge kann die Betrachtungswinkelabhängigkeit verringert werden.
4A bis 4C stellen eine Struktur dar, bei der eine Struktur 205B mit einer Funktion zum Streuen von Licht, das von der ersten Licht emittierenden Vorrichtung 207B emittiert wird, in dem ersten Pixel 208B bereitgestellt ist. Die Struktur 205B mit einer Funktion zum Streuen von Licht, das von der ersten Licht emittierenden Vorrichtung 207B emittiert wird, kann eine Schicht sein, die eine erste Substanz enthält, die Licht, das von der ersten Licht emittierenden Vorrichtung emittiert wird, streut, wie in 4A und 4B dargestellt, oder kann einen Strukturteil aufweisen, der Licht, das von der ersten Licht emittierenden Vorrichtung emittiert wird, streut, wie in 4C dargestellt.
5A bis 5C stellen Modifikationsbeispiele dar. 5A stellt einen Zustand dar, der anstelle der in 4A dargestellten Struktur 225B mit einer Funktion zum Streuen von Licht eine Schicht beinhaltet, die auch als blauer Farbfilter dient (einen Farbfilter 215B). 5B und 5C stellen Zustände dar, die jeweils die Struktur 225B mit einer Funktion zum Streuen von Licht und den blauen Farbfilter 215B beinhalten. Es sei angemerkt, dass der blaue Farbfilter 215B in Kontakt mit der Struktur 225B mit einer Funktion zum Streuen von Licht sein kann, wie in 5B und 5C dargestellt, oder an einem anderen Strukturteil, wie z. B. einem Dichtungssubstrat, ausgebildet werden kann. Daher weist die Licht emittierende Einrichtung eine verbesserte Farbreinheit auf, während Licht mit Richtwirkung gestreut wird. Ferner kann auch die Reflexion von externem Licht unterdrückt werden, was zu einer vorteilhaften Anzeige führt.
Licht, das von dem ersten Pixel 208B emittiert wird, kann Licht mit niedriger Richtwirkung sein, da Licht, das von der ersten Licht emittierenden Vorrichtung 207B emittiert wird, die Struktur 225B passiert. Dies mildert einen Unterschied der Lichtverteilungseigenschaften, die von Farben abhängen, ab, so dass eine Licht emittierende Einrichtung mit einer hohen Anzeigequalität erhalten wird.
Bei in 6A und 6B dargestellten Licht emittierenden Einrichtungen einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind ein Mittel 210G und ein Mittel 210R zum Verleihen der Richtwirkung zu Licht, das von der ersten Farbumwandlungsschicht emittiert wird, bereitgestellt. Es gibt keine Beschränkung bezüglich des Mittels zum Verleihen der Richtwirkung zu Licht, das von der ersten Farbumwandlungsschicht emittiert wird. Beispielsweise kann eine Mikrokavitätsstruktur ausgebildet werden, indem eine halbdurchlässige und halbreflektierende Schicht derart ausgebildet wird, dass eine Farbumwandlungsschicht dazwischen angeordnet ist. Es sei angemerkt, dass 6A einen Zustand darstellt, in dem halbdurchlässige und halbreflektierende Schichten unter und über einer Farbumwandlungsschicht ausgebildet sind, und 6B einen Zustand darstellt, in dem die halbdurchlässige und halbreflektierende Schicht der Farbumwandlungsschicht, welche sich auf der Seite der Licht emittierenden Vorrichtung befindet, auch als Kathode (halbdurchlässige und halbreflektierende Elektrode) der Licht emittierenden Vorrichtung verwendet wird.
Licht von dem zweiten Pixel 208G und Licht von dem dritten Pixel 208R können Licht mit hoher Richtwirkung sein, indem die Mittel 210G und 210R zum Verleihen der Richtwirkung zu Licht, das die Farbumwandlungsschicht passiert, bereitgestellt werden. Dadurch wird ein Unterschied der Lichtverteilungseigenschaften, die von Farben abhängen, abgemildert, was zu einer Licht emittierenden Einrichtung mit einer hohen Anzeigequalität führt.
In dem Fall, in dem es sich bei der Substanz, die Licht in der Farbumwandlungsschicht absorbiert und Licht emittiert, um einen QD handelt, kann dann, wenn die Farbumwandlungsschicht einen angemessenen Brechungsindex aufweist, d. h. wenn die QDs in einem Harz mit einem angemessenen Brechungsindex dispergiert und verwendet werden, eine größere Menge an Licht, das von der Licht emittierenden Schicht emittiert wird, die Farbumwandlungsschicht erreichen. Im Allgemeinen wird für eine Schicht, die in Kontakt mit der lichtdurchlässigen Elektrode bereitgestellt wird, um die Lichtextraktionseffizienz zu verbessern, ein Material mit relativ hohem Brechungsindex verwendet. Jedoch gibt es nur beschränkte Auswahlmöglichkeiten an organischen Verbindungen mit höherem Brechungsindex als viele organische Verbindungen. Hier haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass der Brechungsindex des Harzes, das einen Verbesserungseffekt der Lichtextraktionseffizienz aufweist, durch die Schicht mit niedrigem Brechungsindex, die innerhalb der EL-Schicht bereitgestellt wird, verringert werden kann. Insbesondere weist in einem Vergleichspixel, das eine Licht emittierende Vorrichtung beinhaltet, die keine Schicht mit niedrigem Brechungsindex innerhalb der EL-Schicht beinhaltet, die Menge an Licht, das die Farbumwandlungsschicht erreicht, einen Maximalwert auf, wenn der Brechungsindex des Harzes, in dem QDs dispergiert werden, höher als oder gleich 2,20 ist. Im Gegensatz dazu weist in einem Pixel, das eine Licht emittierende Vorrichtung beinhaltet, die die Schicht mit niedrigem Brechungsindex innerhalb der EL-Schicht beinhaltet, die Menge an Licht, das die Farbumwandlungsschicht erreicht, einen Maximalwert auf, wenn der Brechungsindex des Harzes ungefähr 2,00 ist, und wenn der Brechungsindex höher als oder gleich 1,80 ist, ist die Menge an Licht, das die Farbumwandlungsschicht erreicht, größer als der Maximalwert der Menge an Licht, das die Farbumwandlungsschicht erreicht, in dem Vergleichspixel. Des Weiteren wird die Menge an Licht, das die Farbumwandlungsschicht erreicht, in einem breiten Bereich des ordentlichen Brechungsindex des Harzes von höher als oder gleich 1,40 und niedriger als oder gleich 2,10 verbessert.
Da der Bereich des Brechungsindex von höher als oder gleich 1,80 und niedriger als oder gleich 2,00 die Brechungsindizes von vielen organischen Verbindungen umfasst, die für organische EL-Vorrichtungen verwendet werden, sind Auswahlmöglichkeiten an Materialien groß. Im Gegensatz dazu weisen nur wenige organische Verbindungen einen Brechungsindex von höher als oder gleich 2,20 auf, und in dem Vergleichspixel wird die Effizienz verringert, wenn das Harz mit einem Brechungsindex von niedriger als oder gleich 2,20 verwendet wird; deshalb beträgt in dem Fall, in dem QDs in einem Harz mit einem Brechungsindex von ungefähr 1,90, der sich in dem Bereich befindet, in dem die Brechungsindizes von meisten organischen Verbindungen liegen, dispergiert werden, die Differenz der Effizienz zu dem Pixel, in dem die Schicht mit niedrigem Brechungsindex verwendet wird, so groß wie 14 % bis 17 %.
Wie vorstehend beschrieben wird festgestellt, dass dann, wenn die Licht emittierende Vorrichtung, die die Schicht mit niedrigem Brechungsindex beinhaltet, mit der Farbumwandlungsschicht, in der ein QD verwendet wird, kombiniert wird, nicht nur der Effekt zur Verbesserung der Effizienz durch die Schicht mit niedrigem Brechungsindex, sondern auch der Effekt der Erweiterung der Auswahlmöglichkeit des Harzes, in dem QDs dispergiert werden, und der spezifische Effekt der Maximierung des Effekts zur Verbesserung der Effizienz unter Verwendung eines Harzes mit normalem Brechungsindex wirken.
Es sei angemerkt, dass das Harz mit normalem Brechungsindex geeignet verwendet werden kann, was bedeutet, dass ein Material, das die anderen erforderlichen Leistungen ausreichend erfüllt, aus viel mehr Möglichkeiten ausgewählt werden kann. Die Struktur einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet verschiedene Vorteile an, wie z. B. Erhalten einer Licht emittierenden Einrichtung mit höherer Effizienz durch Auswählen eines Harzes mit hoher Durchlässigkeit für Licht, Erhalten einer Licht emittierenden Einrichtung mit hoher Zuverlässigkeit durch Auswählen eines Harzes mit hoher Beständigkeit und Erhalten einer Licht emittierenden Einrichtung mit geringen Herstellungskosten durch Verwendung eines kostengünstigen Harzes.
Es sei angemerkt, dass ein ähnlicher Effekt ebenfalls erhalten werden kann, indem die Farbumwandlungsschicht und die Licht emittierende Vorrichtung mit einem Harz, das einen angemessenen Brechungsindex aufweist, miteinander verbunden sind. Folglich wird die Menge an Licht erhöht, das die Farbumwandlungsschicht erreicht; daher kann eine Licht emittierende Einrichtung mit hoher Effizienz hergestellt werden. Das Harz, das einen angemessenen Brechungsindex aufweist, kann auch als Schutzschicht 204 dienen oder kann ferner zwischen der Schutzschicht 204 und der Farbumwandlungsschicht bereitgestellt werden. Es sei angemerkt, dass der Brechungsindex des Harzes auf dem Brechungsindex des Harzes basiert, in dem QDs dispergiert werden.
Wenn der Brechungsindex des Harzes, in dem QDs dispergiert werden, verringert wird, kann erwartet werden, dass die Extraktionseffizienz von Licht verbessert wird, das von der Farbumwandlungsschicht abgegeben wird, in der ein QD verwendet wird. Das liegt daran, dass dann, wenn Licht von einem Dielektrikum mit einem Brechungsindex von höher als 1 in die Luft emittiert wird, der Licht-Confinement-Effekt gemäß dem Snelliusschen Brechungsgesetz auftritt und dieser Licht-Confinement-Effekt durch Verringerung des Brechungsindex verringert wird. Daher wird dann, wenn der Brechungsindex des Harzes, in dem QDs dispergiert werden, verringert wird, die Extraktionseffizienz von Licht verbessert, das aus der Farbumwandlungsschicht stammt, in der ein QD verwendet wird.
Wenn in der Vorrichtung, in der die Schicht mit niedrigem Brechungsindex in der EL-Schicht bereitgestellt ist, ein Material mit niedrigem Brechungsindex für das Harz, in dem QDs dispergiert werden, verwendet wird, wird nicht nur die Menge an Licht, das die Farbumwandlungsschicht erreicht, in der ein QD verwendet wird, sondern auch die Menge an Licht, das von der Farbumwandlungsschicht, in der ein QD verwendet wird, zur Außenseite der Vorrichtung abgegeben wird, erhöht. Daher kann eine Licht emittierende Farbumwandlungsvorrichtung mit hoher Effizienz hergestellt werden.
(Ausführungsform 2)
Bei dieser Ausführungsform werden eine organische Verbindung mit einer Lochtransporteigenschaft, die für den Lochtransportbereich 120 (die Lochinjektionsschicht 111, die Lochtransportschicht 112 und dergleichen) der Licht emittierenden Vorrichtung 207 bei der Ausführungsform 1 verwendet werden kann, und eine organische Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft beschrieben, die für den Elektronentransportbereich 121 (die Elektronentransportschicht 114, die Elektroneninjektionsschicht 115 und dergleichen) verwendet werden kann.
Die Schichten mit niedrigem Brechungsindex können ausgebildet werden, indem die Funktionsschichten jeweils unter Verwendung einer Substanz mit relativ niedrigem Brechungsindex ausgebildet werden. Normalerweise stehen jedoch eine hohe Ladungsträgertransporteigenschaft und ein niedriger Brechungsindex in einer Trade-off-Beziehung. Dies liegt daran, dass die Ladungsträgertransporteigenschaft einer organischen Verbindung stark von einer ungesättigten Bindung abhängt und eine organische Verbindung mit vielen ungesättigten Bindungen die Tendenz eines hohen Brechungsindex aufweist. Ein Material, das eine niedrige Ladungsträgertransporteigenschaft aufweist, verursacht selbst dann, wenn es einen niedrigen Brechungsindex aufweist, ein Problem, wie z. B. eine Verringerung der Emissionseffizienz oder der Zuverlässigkeit wegen einer Erhöhung der Betriebsspannung oder eines schlechten Ladungsträgergleichgewichts, so dass eine Licht emittierende Vorrichtung mit vorteilhaften Eigenschaften nicht erhalten werden kann. Ferner kann selbst dann, wenn ein Material eine ausreichende Ladungsträgertransporteigenschaft und einen niedrigen Brechungsindex aufweist, eine Licht emittierende Vorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit nicht erhalten werden, wenn das Material eine niedrige Glasübergangstemperatur (Tg) oder ein Problem der Beständigkeit wegen einer instabilen Struktur aufweist.
Als organische Verbindung mit einer Lochtransporteigenschaft wird vorzugsweise eine Monoamin-Verbindung verwendet, die eine erste aromatische Gruppe, eine zweite aromatische Gruppe und eine dritte aromatische Gruppe aufweist, wobei die erste aromatische Gruppe, die zweite aromatische Gruppe und die dritte aromatische Gruppe an dasselbe Stickstoffatom gebunden sind.
In der Monoamin-Verbindung ist der Anteil von Kohlenstoffatomen, die durch die sp³-Hybridorbitale eine Bindung bilden, zu der Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen in dem Molekül vorzugsweise höher als oder gleich 23 % und niedriger als oder gleich 55 %. Darüber hinaus wird es bevorzugt, dass bei den Ergebnissen einer ¹H-NMR-Messung, die an der Monoamin-Verbindung durchgeführt wird, der Integralwert von Signalen bei niedriger als 4 ppm den Integralwert von Signalen bei 4 ppm oder höher überschreitet.
Die Monoamin-Verbindung weist vorzugsweise mindestens ein Fluoren-Gerüst auf. Eine oder mehrere der ersten aromatischen Gruppe, der zweiten aromatischen Gruppe und der dritten aromatischen Gruppe sind vorzugsweise ein Fluoren-Gerüst.
Beispiele für die vorstehend beschriebene organische Verbindung mit einer Lochtransporteigenschaft umfassen organische Verbindungen mit Strukturen, die durch die folgenden allgemeinen Formeln (G_h11) bis (G_h14) dargestellt werden.
In der vorstehenden allgemeinen Formel (G_h11) stellen Ar¹ und Ar² jeweils unabhängig voneinander einen Benzol-Ring oder einen Substituenten dar, in dem zwei oder drei Benzol-Ringe aneinander gebunden sind. Es sei angemerkt, dass Ar¹ und/oder Ar² eine oder mehrere Kohlenwasserstoff-Gruppen aufweisen/aufweist, die jeweils 1 bis 12 Kohlenstoffatome aufweisen, die nur durch die sp³-Hybridorbitale eine Bindung bilden. Die Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen, die in allen Kohlenwasserstoff-Gruppen enthalten sind, die an Ar¹ und Ar² gebunden sind, ist 8 oder mehr, und die Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen, die in allen Kohlenwasserstoff-Gruppen enthalten sind, die an Ar¹ oder Ar² gebunden sind, ist 6 oder mehr. Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem eine Vielzahl von geradkettigen Alkyl-Gruppen, die jeweils ein oder zwei Kohlenstoffatome aufweisen, als Kohlenwasserstoff-Gruppen an Ar¹ oder Ar² gebunden ist, die geradkettigen Alkyl-Gruppen aneinander gebunden sein können, um einen Ring zu bilden.
In der vorstehenden allgemeinen Formel (G_h12) stellen m und r jeweils unabhängig voneinander 1 oder 2 dar, und m+r ist 2 oder 3. Ferner stellt jedes t unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 0 bis 4 dar und ist vorzugsweise 0. R⁵ stellt Wasserstoff oder eine Kohlenwasserstoff-Gruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen dar. Wenn m 2 ist, können die Art und die Anzahl von Substituenten sowie die Position von Bindungen in einer Phenylen-Gruppe gleich oder unterschiedlich von denjenigen der anderen Phenylen-Gruppe sein. Wenn r 2 ist, können die Art und die Anzahl von Substituenten sowie die Position von Bindungen in einer Phenyl-Gruppe gleich oder unterschiedlich von denjenigen der anderen Phenyl-Gruppe sein. In dem Fall, in dem t eine ganze Zahl von 2 bis 4 ist, können R⁵s gleich oder voneinander unterschiedlich sein, und benachbarte Gruppen (benachbarte R⁵s) können aneinander gebunden sein, um einen Ring zu bilden.
In den vorstehenden allgemeinen Formeln (G_h12) und (G_h13) stellen n und p jeweils unabhängig voneinander 1 oder 2 dar, und n+p ist 2 oder 3. Jedes s stellt unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 0 bis 4 dar und ist vorzugsweise 0. R⁴ stellt Wasserstoff oder eine Kohlenwasserstoff-Gruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen dar. Wenn n 2 ist, können die Art und die Anzahl von Substituenten sowie die Position von Bindungen in einer Phenylen-Gruppe gleich oder unterschiedlich von denjenigen der anderen Phenylen-Gruppe sein. Wenn p 2 ist, können die Art und die Anzahl von Substituenten sowie die Position von Bindungen in einer Phenyl-Gruppe gleich oder unterschiedlich von denjenigen der anderen Phenyl-Gruppe sein. In dem Fall, in dem s eine ganze Zahl von 2 bis 4 ist, können R⁴s gleich oder voneinander unterschiedlich sein.
In den vorstehenden allgemeinen Formeln (G_h12) bis (G_h14) stellen R¹⁰ bis R¹⁴ und R²⁰ bis R²⁴ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff oder eine Kohlenwasserstoff-Gruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen dar, die nur durch die sp³-Hybridorbitale eine Bindung bilden. Es sei angemerkt, dass mindestens drei von R¹⁰ bis R¹⁴ und mindestens drei von R²⁰ bis R²⁴ jeweils vorzugsweise Wasserstoff sind. Als Kohlenwasserstoff-Gruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, die nur durch die sp³-Hybridorbitale eine Bindung bilden, werden eine tert-Butyl-Gruppe und eine Cyclohexyl-Gruppe bevorzugt. Die Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen, die in R¹⁰ bis R¹⁴ und R²⁰ bis R²⁴ enthalten sind, ist 8 oder mehr, und die Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen, die entweder in R¹⁰ bis R¹⁴ oder in R²⁰ bis R²⁴ enthalten sind, ist 6 oder mehr. Benachbarte Gruppen von R⁴, R¹⁰ bis R¹⁴ und R²⁰ bis R²⁴ können aneinander gebunden sein, um einen Ring zu bilden.
In den vorstehenden allgemeinen Formeln (G_h11) bis (G_h14) stellt u eine ganze Zahl von 0 bis 4 dar und ist vorzugsweise 0. In dem Fall, in dem u eine ganze Zahl von 2 bis 4 ist, können R³s gleich oder voneinander unterschiedlich sein. Außerdem stellen R¹, R² und R³ jeweils unabhängig voneinander eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen dar, und R¹ und R² können aneinander gebunden sein, um einen Ring zu bilden.
Eine Arylamin-Verbindung, die mindestens eine aromatische Gruppe aufweist, die einen ersten bis dritten Benzol-Ring und mindestens drei Alkyl-Gruppen aufweist, wird auch als eines der Materialien mit einer Lochtransporteigenschaft bevorzugt, die in dem Lochtransportbereich 120 verwendet werden können. Es sei angemerkt, dass der erste bis dritte Benzol-Ring in dieser Reihenfolge gebunden sind und dass der erste Benzol-Ring direkt an Stickstoff von Amin gebunden ist.
Der erste Benzol-Ring kann ferner eine substituierte oder nicht substituierte Phenyl-Gruppe aufweisen und weist vorzugsweise eine nicht substituierte Phenyl-Gruppe auf. Ferner kann der zweite Benzol-Ring oder der dritte Benzol-Ring eine Phenyl-Gruppe aufweisen, die durch eine Alkyl-Gruppe substituiert ist.
Es sei angemerkt, dass Wasserstoff nicht direkt an Kohlenstoffatome an 1- und 3-Positionen in zwei oder mehr, vorzugsweise in allen des ersten bis dritten Benzol-Rings gebunden ist und dass die Kohlenstoffatome an beliebige des ersten bis dritten Benzol-Rings, der Phenyl-Gruppe, die durch die Alkyl-Gruppe substituiert ist, der mindestens drei Alkyl-Gruppen und des Stickstoffs des Amins gebunden sind.
Die Arylamin-Verbindung weist ferner vorzugsweise eine zweite aromatische Gruppe auf. Die zweite aromatische Gruppe weist vorzugsweise einen nicht substituierten monocyclischen Ring oder einen substituierten oder nicht substituierten bicyclischen oder tricyclischen kondensierten Ring auf; insbesondere wird es stärker bevorzugt, dass die zweite aromatische Gruppe eine Gruppe ist, die einen substituierten oder nicht substituierten bicyclischen oder tricyclischen kondensierten Ring aufweist, in dem die Anzahl von Kohlenstoffatomen, die den Ring bilden, 6 bis 13 ist. Es wird noch stärker bevorzugt, dass die zweite aromatische Gruppe eine Gruppe ist, die einen Fluoren-Ring aufweist. Es sei angemerkt, dass eine Dimethylfluorenyl-Gruppe als zweite aromatische Gruppe bevorzugt wird.
Die Arylamin-Verbindung weist ferner vorzugsweise eine dritte aromatische Gruppe auf. Es handelt sich bei der dritten aromatischen Gruppe um eine Gruppe mit 1 bis 3 substituierten oder nicht substituierten Benzol-Ringen.
Die mindestens drei Alkyl-Gruppen und die Alkyl-Gruppe, durch die die Phenyl-Gruppe substituiert ist, sind jeweils vorzugsweise eine kettige Alkyl-Gruppe mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen. Als Alkyl-Gruppe wird insbesondere eine kettige Alkyl-Gruppe mit einer Verzweigung, die aus 3 bis 5 Kohlenstoffatomen gebildet wird, bevorzugt, und eine t-Butyl-Gruppe wird stärker bevorzugt.
Beispiele für das vorstehend beschriebene Material mit einer Lochtransporteigenschaft umfassen organische Verbindungen mit Strukturen, die durch die folgenden Formeln (G_h21) bis (G_h23) dargestellt werden.
Es sei angemerkt, dass in der vorstehenden allgemeinen Formel (G_h21) Ar¹⁰¹ einen substituierten oder nicht substituierten Benzol-Ring oder einen Substituenten darstellt, in dem zwei oder drei substituierte oder nicht substituierte Benzol-Ringe aneinander gebunden sind.
Es sei angemerkt, dass in der vorstehenden allgemeinen Formel (G_h22) × und y jeweils unabhängig voneinander 1 oder 2 darstellen und x+y 2 oder 3 ist. Ferner stellt R¹⁰⁹ eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen dar, und w stellt eine ganze Zahl von 0 bis 4 dar. R¹⁴¹ bis R¹⁴⁵ stellen jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine Cycloalkyl-Gruppe mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen dar. Wenn w 2 oder mehr ist, können R¹⁰⁹s gleich oder voneinander unterschiedlich sein. Wenn x 2 ist, können die Art und die Anzahl von Substituenten sowie die Position von Bindungen in einer Phenylen-Gruppe gleich oder unterschiedlich von denjenigen der anderen Phenylen-Gruppe sein. Wenn y 2 ist, können die Art und die Anzahl von Substituenten in einer Phenyl-Gruppe mit R¹⁴¹ bis R¹⁴⁵ gleich oder unterschiedlich von denjenigen der anderen Phenyl-Gruppe mit R¹⁴¹ bis R¹⁴⁵ sein.
In der vorstehenden allgemeinen Formel (G_h23) stellen R¹⁰¹ bis R¹⁰⁵ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkyl-Gruppe mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Phenyl-Gruppe dar.
In den vorstehenden allgemeinen Formeln (G_h21) bis (G_h23) stellen R¹⁰⁶, R¹⁰⁷ und R¹⁰⁸ jeweils unabhängig voneinander eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen dar, und v stellt eine ganze Zahl von 0 bis 4 dar. Es sei angemerkt, dass dann, wenn v 2 oder mehr ist, R¹⁰⁸s gleich oder voneinander unterschiedlich sein können. Eines von R¹¹¹ bis R¹¹⁵ stellt einen Substituenten dar, der durch die vorstehende allgemeine Formel (g1) dargestellt wird, und die anderen stellen jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Phenyl-Gruppe dar. In der vorstehenden allgemeinen Formel (g1) stellt eines von R¹²¹ bis R¹²⁵ einen Substituenten dar, der durch die vorstehende allgemeine Formel (g2) dargestellt wird, und die anderen stellen jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine Phenyl-Gruppe dar, die durch eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen substituiert ist. In der vorstehenden allgemeinen Formel (g2) stellen R¹³¹ bis R¹³⁵ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine Phenyl-Gruppe dar, die durch eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen substituiert ist. Es sei angemerkt, dass mindestens drei von R¹¹¹ bis R¹¹⁵, R¹²¹ bis R¹²⁵ und R¹³¹ bis R¹³⁵ jeweils eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen sind, dass die Anzahl von substituierten oder nicht substituierten Phenyl-Gruppen in R¹¹¹ bis R¹¹⁵ 1 oder weniger ist und dass die Anzahl von Phenyl-Gruppen, die jeweils durch eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen substituiert sind, in R¹²¹ bis R¹²⁵ und R¹³¹ bis R¹³⁵ 1 oder weniger ist. In mindestens zwei Kombinationen der drei Kombinationen, R¹¹² und R¹¹⁴, R¹²² und R¹²⁴ und R¹³² und R¹³⁴, stellen eines oder beide von Rs einen anderen Substituenten als Wasserstoff dar.
Die vorstehend beschriebenen organischen Verbindungen mit einer Lochtransporteigenschaft sind organische Verbindungen, die jeweils einen ordentlichen Brechungsindex von höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 in dem Bereich der Emission von blauem Licht (455 nm bis 465 nm) oder einen ordentlichen Brechungsindex von höher als oder gleich 1,45 und niedriger als oder gleich 1,70 in Bezug auf Licht von 633 nm, welches normalerweise bei der Messung des Brechungsindex verwendet wird, aufweisen und eine vorteilhafte Lochtransporteigenschaft aufweisen. Gleichzeitig können auch eine hohe Tg und eine hohe Zuverlässigkeit erhalten werden. Eine derartige organische Verbindung mit einer Lochtransporteigenschaft weist eine ausreichende Lochtransporteigenschaft auf und kann daher als Material der Lochtransportschicht 112 verwendet werden.
Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem die vorstehende organische Verbindung mit einer Lochtransporteigenschaft und niedrigem Brechungsindex für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet wird, die organische Verbindung mit einer Lochtransporteigenschaft vorzugsweise mit einer Substanz mit einer Akzeptoreigenschaft gemischt wird. Beispiele für die Substanz mit einer Akzeptoreigenschaft umfassen eine Verbindung mit einer elektronenziehenden Gruppe (einer Halogen-Gruppe oder einer Cyano-Gruppe), wie z. B. 7,7,8,8-Tetracyano-2,3,5,6-tetrafluorchinodimethan (Abkürzung: F₄-TCNQ), Chloranil, 2,3,6,7,10,11-Hexacyano-1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylen (Abkürzung: HAT-CN), 1,3,4,5,7,8-Hexafluortetracyano-naphthochinodimethan (Abkürzung: F6-TCNNQ) und 2-(7-Dicyanomethylen-1,3,4,5,6,8,9,10-octafluor-7H-pyren-2-yliden)malononitril. Eine Verbindung, in der elektronenziehende Gruppen an einen kondensierten aromatischen Ring mit einer Vielzahl von Heteroatomen gebunden sind, wie z. B. HAT-CN, wird besonders bevorzugt, da sie thermisch stabil ist. Ein [3]Radialen-Derivat, das eine elektronenziehende Gruppe (insbesondere eine Cyano-Gruppe oder eine Halogen-Gruppe, wie z. B. eine Fluor-Gruppe) aufweist, weist eine sehr hohe Elektronenakzeptoreigenschaft auf und wird somit bevorzugt. Spezifische Beispiele umfassen α,α',α''-1,2,3-Cyclopropantriylidentris[4-cyano-2,3,5,6-tetrafluorbenzolacetonitril], α,α',α''-1,2,3-Cyclopropantriylidentris[2,6-dichlor-3,5-difluor-4-(trifluormethyl)benzolacetonitril] und α,α',α''-1,2,3-Cyclopropantriylidentris[2,3,4,5,6-pentafluorbenzolacetonitril].
Als Substanz mit einer Akzeptoreigenschaft kann neben den vorstehend beschriebenen organischen Verbindungen Molybdänoxid, Vanadiumoxid, Rutheniumoxid, Wolframoxid, Manganoxid oder dergleichen verwendet werden. Alternativ kann die Lochinjektionsschicht 111 unter Verwendung von Phthalocyanin (Abkürzung: H₂Pc), einer auf Phthalocyanin basierenden Komplexverbindung, wie z. B. Kupferphthalocyanin (CuPc), einer aromatischen Amin-Verbindung, wie z. B. 4,4'-Bis[A/- (4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]biphenyl (Abkürzung: DPAB) und N,IV'-Bis f 4-[bis(3-methylphenyl)amino]phenyl}-N,N'-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin (Abkürzung: DNTPD), oder einer hochmolekularen Verbindung, wie z. B. Poly(3,4-ethylendioxythiophen)/Poly(styrolsulfonsäure) (PEDOT/PSS), ausgebildet werden. Die Substanz mit einer Akzeptoreigenschaft kann Elektronen aus einer benachbarten Lochtransportschicht (oder einem Lochtransportmaterial) extrahieren, indem ein elektrisches Feld angelegt wird.
In dem Fall, in dem die Lochinjektionsschicht 111 durch Mischen des Materials mit einer Lochtransporteigenschaft mit dem Material mit einer Akzeptoreigenschaft ausgebildet wird, kann ein Material zum Ausbilden einer Elektrode ohne Berücksichtigung seiner Austrittsarbeit ausgewählt werden. Mit anderen Worten: Abgesehen von einem Material mit einer hohen Austrittsarbeit kann auch ein Material mit einer niedrigen Austrittsarbeit für die Anode 101 verwendet werden.
Als organische Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft und niedrigem Brechungsindex, die in dem Elektronentransportbereich 121 verwendet werden kann, wird vorzugsweise eine organische Verbindung verwendet, die mindestens einen sechsgliedrigen heteroaromatischen Ring mit 1 bis 3 Stickstoffatomen, eine Vielzahl von aromatischen Kohlenwasserstoffringen, die jeweils 6 bis 14 Kohlenstoffatome, die einen Ring bilden, aufweisen, wobei mindestens zwei der Vielzahl von aromatischen Kohlenwasserstoffringen Benzol-Ringe sind, und eine Vielzahl von Kohlenwasserstoff-Gruppen aufweist, die durch sp³-Hybridorbitale eine Bindung bilden.
In der vorstehenden organischen Verbindung ist der Anteil der Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen, die durch sp³-Hybridorbitale eine Bindung bilden, zu der Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen in Molekülen der organischen Verbindung bevorzugt höher als oder gleich 10 % und niedriger als oder gleich 60 %, bevorzugter höher als oder gleich 10 % und niedriger als oder gleich 50 %. Alternativ ist dann, wenn die vorstehende organische Verbindung einer ¹H-NMR-Messung unterzogen wird, der Integralwert von Signalen bei niedriger als 4 ppm vorzugsweise 1/2 oder mehr des Integralwerts von Signalen bei 4 ppm oder höher.
Das Molekulargewicht der organischen Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft ist vorzugsweise größer als oder gleich 500 und kleiner als oder gleich 2000. Es wird bevorzugt, dass alle Kohlenwasserstoff-Gruppen, die durch sp³-Hybridorbitale eine Bindung bilden, in der vorstehenden organischen Verbindung an die aromatischen Kohlenwasserstoffringe, die jeweils 6 bis 14 Kohlenstoffatome aufweisen, die einen Ring bilden, gebunden sind und dass sich das LUMO der organischen Verbindung nicht in den aromatischen Kohlenwasserstoffringen verteilt.
Die organische Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft ist vorzugsweise eine organische Verbindung, die durch die folgende allgemeine Formel (G_e11) oder (G_e12) dargestellt wird.
In der Formel stellt A einen sechsgliedrigen heteroaromatischen Ring mit 1 bis 3 Stickstoffatomen dar und ist vorzugsweise ein Pyridin-Ring, ein Pyrimidin-Ring, ein Pyrazin-Ring, ein Pyridazin-Ring oder ein Triazin-Ring.
R²⁰⁰ stellt Wasserstoff, eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine alicyclische Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen oder einen Substituenten dar, der durch die Formel (G1-1) dargestellt wird.
Mindestens eines von R²⁰¹ bis R²¹⁵ stellt eine Phenyl-Gruppe dar, die einen Substituenten aufweist, und die anderen stellen jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine alicyclische Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte aromatische Kohlenwasserstoff-Gruppe mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen in einem Ring oder eine substituierte oder nicht substituierte Pyridyl-Gruppe dar. Es sei angemerkt, dass R²⁰¹, R²⁰³, R²⁰⁵, R²⁰⁶, R²⁰⁸, R²¹⁰, R²¹¹, R²¹³ und R²¹⁵ jeweils vorzugsweise Wasserstoff sind. Die Phenyl-Gruppe, die einen Substituenten aufweist, weist einen oder zwei Substituenten auf, die jeweils unabhängig voneinander eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine alicyclische Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte aromatische Kohlenwasserstoff-Gruppe mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen in einem Ring darstellen.
Die organische Verbindung, die durch die vorstehende allgemeine Formel (G_e11) dargestellt wird, weist eine Vielzahl von Kohlenwasserstoff-Gruppen auf, die aus einer Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und einer alicyclischen Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen ausgewählt werden, und der Anteil der Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen, die durch sp³-Hybridorbitale eine Bindung bilden, zu der Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen in Molekülen der organischen Verbindung ist höher als oder gleich 10 % und niedriger als oder gleich 60 %.
Die organische Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft ist vorzugsweise eine organische Verbindung, die durch die folgende allgemeine Formel (G_e12) dargestellt wird.
In der Formel stellen zwei oder drei von Q¹ bis Q³ N dar; in dem Fall, in dem zwei von Q¹ bis Q³ N sind, stellt der Rest CH dar.
Mindestens eines von R²⁰¹ bis R²¹⁵ stellt eine Phenyl-Gruppe dar, die einen Substituenten aufweist, und die anderen stellen jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine alicyclische Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte aromatische Kohlenwasserstoff-Gruppe mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen in einem Ring oder eine substituierte oder nicht substituierte Pyridyl-Gruppe dar. Es sei angemerkt, dass R²⁰¹, R²⁰³, R²⁰⁵, R²⁰⁶, R²⁰⁸, R²¹⁰, R²¹¹, R²¹³ und R²¹⁵ jeweils vorzugsweise Wasserstoff sind. Die Phenyl-Gruppe, die einen Substituenten aufweist, weist einen oder zwei Substituenten auf, die jeweils unabhängig voneinander eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine alicyclische Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte aromatische Kohlenwasserstoff-Gruppe mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen in einem Ring darstellen.
Es wird bevorzugt, dass die organische Verbindung, die durch die vorstehende allgemeine Formel (G_e12) dargestellt wird, eine Vielzahl von Kohlenwasserstoff-Gruppen aufweist, die aus einer Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und einer alicyclischen Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen ausgewählt werden, und der Anteil der Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen, die durch sp³-Hybridorbitale eine Bindung bilden, zu der Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen in Molekülen der organischen Verbindung höher als oder gleich 10 % und niedriger als oder gleich 60 % ist.
In der organischen Verbindung, die durch die vorstehende allgemeine Formel (G_e11) oder (G_e12) dargestellt wird, ist die Phenyl-Gruppe, die einen Substituenten aufweist, vorzugsweise eine Gruppe, die durch die folgende Formel (G_e11-2) dargestellt wird.
In der Formel stellt α eine substituierte oder nicht substituierte Phenylen-Gruppe dar und ist vorzugsweise eine meta-substituierte Phenylen-Gruppe. In dem Fall, in dem die meta-substituierte Phenylen-Gruppe einen Substituenten aufweist, ist der Substituent auch vorzugsweise meta-substituiert. Der Substituent ist bevorzugt eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine alicyclische Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, bevorzugter eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, noch bevorzugter eine t-Butyl-Gruppe.
R²²⁰ stellt eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine alicyclische Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte aromatische Kohlenwasserstoff-Gruppe mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen in einem Ring dar.
Ferner stellen j und k jeweils 1 oder 2 dar. In dem Fall, in dem j 2 ist, kann eine Vielzahl von α gleich oder voneinander unterschiedlich sein. In dem Fall, in dem k 2 ist, kann eine Vielzahl von R²²⁰ gleich oder voneinander unterschiedlich sein. R²²⁰ ist vorzugsweise eine Phenyl-Gruppe, und R²²⁰ ist eine Phenyl-Gruppe, die eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine alicyclische Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen an einer oder beiden der zwei meta-Positionen aufweist. Der Substituent an einer oder beiden der zwei meta-Positionen der Phenyl-Gruppe ist bevorzugt eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, bevorzugter eine t-Butyl-Gruppe.
Die vorstehend beschriebene organische Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft ist eine organische Verbindung, die einen ordentlichen Brechungsindex von höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 in dem Bereich der Emission von blauem Licht (455 nm bis 465 nm) oder einen ordentlichen Brechungsindex von höher als oder gleich 1,45 und niedriger als oder gleich 1,70 in Bezug auf Licht von 633 nm, welches normalerweise bei der Messung des Brechungsindex verwendet wird, aufweist und eine vorteilhafte Elektronentransporteigenschaft aufweist.
In dem Fall, in dem die organische Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft für die Elektronentransportschicht 114 verwendet wird, weist die Elektronentransportschicht 114 ferner vorzugsweise einen Metallkomplex eines Alkalimetalls oder eines Erdalkalimetalls auf. Eine heterocyclische Verbindung mit einem Diazin-Gerüst, eine heterocyclische Verbindung mit einem Triazin-Gerüst und eine heterocyclische Verbindung mit einem Pyridin-Gerüst werden im Hinblick auf die Betriebsdauer bevorzugt, da es wahrscheinlich ist, dass sie mit stabiler Energie einen Exciplex mit einem metallorganischen Komplex eines Alkalimetalls bilden (die Emissionswellenlänge des Exciplexes leicht länger wird). Die heterocyclische Verbindung mit einem Diazin-Gerüst oder die heterocyclische Verbindung mit einem Triazin-Gerüst weist insbesondere ein tiefes LUMO-Niveau auf und wird daher zur Stabilisierung der Energie eines Exciplexes bevorzugt.
Es sei angemerkt, dass es sich bei dem metallorganischen Komplex eines Alkalimetalls vorzugsweise um einen metallorganischen Komplex von Lithium handelt. Alternativ weist der metallorganische Komplex eines Alkalimetalls vorzugsweise einen Liganden auf, der ein Chinolinol-Gerüst aufweist. Es wird stärker bevorzugt, dass es sich bei dem metallorganischen Komplex eines Alkalimetalls um einen Lithium-Komplex mit einer 8-Chinolinolato-Struktur oder ein Derivat davon handelt. Das Derivat eines Lithium-Komplexes mit einer 8-Chinolinolato-Struktur ist vorzugsweise ein Lithium-Komplex mit einer 8-Chinolinolato-Struktur, der eine Alkyl-Gruppe aufweist, und weist besonders vorzugsweise eine Methyl-Gruppe auf.
In dem Fall, in dem der Lithium-Komplex mit einer 8-Chinolinolato-Struktur eine Alkyl-Gruppe aufweist, ist die Anzahl einer Alkyl-Gruppe, die in dem Komplex enthalten ist, vorzugsweise 1. 8-Chinolinolato-Lithium mit einer Alkyl-Gruppe kann ein Metallkomplex mit niedrigem Brechungsindex sein. Insbesondere kann der ordentliche Brechungsindex des Metallkomplexes in einem Dünnfilmzustand in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 455 nm bis 465 nm höher als oder gleich 1,45 und niedriger als oder gleich 1,70 sein, und der ordentliche Brechungsindex davon in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von 633 nm kann höher als oder gleich 1,40 und niedriger als oder gleich 1,65 sein.
Insbesondere führt die Verwendung von 6-Alkyl-8-Chinolinolato-Lithium, das eine Alkyl-Gruppe an der 6-Position aufweist, zur Verringerung der Betriebsspannung einer Licht emittierenden Vorrichtung. Es sei angemerkt, dass unter den Arten von 6-Alkyl-8-Chinolinolato-Lithium insbesondere 6-Methyl-8-Chinolinolato-Lithium vorzugsweise verwendet wird.
Hier kann das vorstehende 6-Alkyl-8-Chinolinolato-Lithium durch die folgende allgemeine Formel (G1) dargestellt werden.
Es sei angemerkt, dass in der vorstehenden allgemeinen Formel (G1) R eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen darstellt.
Als bevorzugte Ausführungsform eines Metallkomplexes, der durch die vorstehende allgemeine Formel (G1) dargestellt wird, wird ein Metallkomplex angegeben, der durch die folgende Strukturformel dargestellt wird.
Die organische Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft, die für die Elektronentransportschicht 114 der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, weist vorzugsweise eine Alkyl-Gruppe mit 3 oder 4 Kohlenstoffatomen auf, wie vorstehend beschrieben. Die organische Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft weist besonders vorzugsweise eine Vielzahl von derartigen Alkyl-Gruppen auf. Jedoch wird dann, wenn die Anzahl von Alkyl-Gruppen in Molekülen zu groß ist, die Ladungsträgertransporteigenschaft verringert; daher ist der Anteil von Kohlenstoffatomen, die durch sp³-Hybridorbitale eine Bindung bilden, zu der Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen in der organischen Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft bevorzugt höher als oder gleich 10 % und niedriger als oder gleich 60 %, bevorzugter höher als oder gleich 10 % und niedriger als oder gleich 50 %. Eine organische Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft mit einer derartigen Struktur kann ohne signifikante Beeinträchtigung der Elektronentransporteigenschaft einen niedrigen Brechungsindex erzielen.
Wie vorstehend beschrieben, kann eine Schicht, die einen niedrigeren Brechungsindex aufweist, ohne signifikante Verschlechterung der Betriebsspannung oder dergleichen erzielt werden, indem die organische Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft mit niedrigem Brechungsindex und der Metallkomplex eines Alkalimetalls mit niedrigem Brechungsindex enthalten sind. Als Ergebnis wird die Lichtextraktionseffizienz der Licht emittierenden Schicht 113 erhöht, so dass die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Licht emittierendes Element mit hoher Emissionseffizienz sein kann.
Außerdem kann die vorstehende organische Verbindung als Wirtsmaterial verwendet werden. Des Weiteren können das Lochtransportmaterial und das Elektronentransportmaterial durch Co-Verdampfung abgeschieden werden, so dass das Elektronentransportmaterial und das Lochtransportmaterial einen Exciplex bilden. Der Exciplex mit einer geeigneten Emissionswellenlänge ermöglicht eine effiziente Energieübertragung auf das Licht emittierende Material, was zum Erhalt einer Licht emittierenden Vorrichtung mit hoher Effizienz und langer Lebensdauer führt.
(Ausführungsform 3)
Bei dieser Ausführungsform wird eine Anzeigevorrichtung beschrieben, bei der die bei der Ausführungsform 1 beschriebene Licht emittierende Einrichtung verwendet wird.
Bei dieser Ausführungsform wird eine Anzeigevorrichtung, die unter Verwendung der bei der Ausführungsform 1 beschriebenen Licht emittierenden Einrichtung hergestellt wird, anhand von 7 beschrieben. Es sei angemerkt, dass 7A eine Draufsicht auf die Anzeigevorrichtung ist und 7B eine Querschnittsansicht entlang den Linien A-B und C-D der 7A ist. Diese Anzeigevorrichtung beinhaltet einen Treiberschaltungsabschnitt (Sourceleitungstreiberschaltung) 601, einen Pixelabschnitt 602 und einen Treiberschaltungsabschnitt (Gateleitungstreiberschaltung) 603, welche eine Lichtemission einer Licht emittierenden Einrichtung steuern und durch Punktlinien dargestellt sind. Ein Bezugszeichen 604 bezeichnet ein Dichtungssubstrat, 605 bezeichnet ein Dichtungsmaterial und 607 bezeichnet einen Raum, der von dem Dichtungsmaterial 605 umschlossen ist.
Eine Anschlussleitung 608 ist eine Leitung zum Übertragen von Signalen, die in die Sourceleitungstreiberschaltung 601 und die Gateleitungstreiberschaltung 603 eingegeben werden, und empfängt Signale, wie z. B. ein Videosignal, ein Taktsignal, ein Startsignal und ein Rücksetzsignal, von einer flexiblen gedruckten Schaltung (flexible printed circuit, FPC) 609, die als externer Eingangsanschluss dient. Obwohl hier nur die FPC dargestellt wird, kann eine gedruckte Leiterplatte (printed wiring board, PWB) an der FPC angebracht sein. Die Licht emittierende Einrichtung in dieser Beschreibung umfasst in ihrer Kategorie nicht nur die Licht emittierende Einrichtung an sich, sondern auch die Licht emittierende Einrichtung, die mit der FPC oder der PWB versehen ist.
Als Nächstes wird eine Querschnittsstruktur anhand von 7B beschrieben. Die Treiberschaltungsabschnitte und der Pixelabschnitt werden über einem Elementsubstrat 610 ausgebildet; hier werden die Sourceleitungstreiberschaltung 601, die ein Treiberschaltungsabschnitt ist, und ein Pixel des Pixelabschnitts 602 dargestellt.
Das Elementsubstrat 610 kann ein Substrat, das Glas, Quarz, ein organisches Harz, ein Metall, eine Legierung oder einen Halbleiter umfasst, oder ein Kunststoffsubstrat sein, das aus einem faserverstärktem Kunststoff (fiber reinforced plastic, FRP), Poly(vinylfluorid) (PVF), Polyester, Acryl oder dergleichen ausgebildet ist.
Die Strukturen von Transistoren, die in Pixeln oder Treiberschaltungen verwendet werden, sind nicht besonders beschränkt. Beispielsweise können Inverted-Staggered-Transistoren oder Staggered-Transistoren verwendet werden. Ferner können Top-Gate-Transistoren oder Bottom-Gate-Transistoren verwendet werden. Ein Halbleitermaterial, das für die Transistoren verwendet wird, ist nicht besonders beschränkt, und beispielsweise kann Silizium, Germanium, Siliziumcarbid, Galliumnitrid oder dergleichen verwendet werden. Alternativ kann ein Oxidhalbleiter, der mindestens eines von Indium, Gallium und Zink enthält, wie z. B. ein Metalloxid auf In-Ga-Zn-Basis, verwendet werden.
Es gibt keine besondere Beschränkung bezüglich der Kristallinität eines Halbleitermaterials, das für die Transistoren verwendet wird, und entweder ein amorpher Halbleiter oder ein Halbleiter mit Kristallinität (ein mikrokristalliner Halbleiter, ein polykristalliner Halbleiter, ein einkristalliner Halbleiter oder ein Halbleiter, der teilweise Kristallbereiche umfasst) kann verwendet werden. Vorzugsweise wird ein Halbleiter mit Kristallinität verwendet, wobei in diesem Fall eine Verschlechterung der Transistoreigenschaften unterdrückt werden kann.
Hier wird vorzugsweise ein Oxidhalbleiter für Halbleitervorrichtungen, wie z. B. die Transistoren, die in den Pixeln oder Treiberschaltungen bereitgestellt werden, und Transistoren, die für Berührungssensoren, die später beschrieben werden, und dergleichen verwendet werden, verwendet. Im Besonderen wird vorzugsweise ein Oxidhalbleiter verwendet, der eine größere Bandlücke aufweist als Silizium. Wenn ein Oxidhalbleiter verwendet wird, der eine größere Bandlücke aufweist als Silizium, kann der Sperrstrom der Transistoren verringert werden.
Der Oxidhalbleiter enthält vorzugsweise mindestens Indium (In) oder Zink (Zn). Der Oxidhalbleiter enthält stärker bevorzugt ein Oxid, das durch ein Oxid auf In-M-Zn-Basis (M stellt ein Metall, wie z. B. Al, Ti, Ga, Ge, Y, Zr, Sn, La, Ce oder Hf, dar) dargestellt wird.
Ein Oxidhalbleiter, der bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, wird nachstehend beschrieben.
Oxidhalbleiter werden in einen einkristallinen Oxidhalbleiter und in einen nicht-einkristallinen Oxidhalbleiter unterteilt. Beispiele für einen nicht-einkristallinen Oxidhalbleiter umfassen einen kristallinen Oxidhalbleiter mit Ausrichtung bezüglich der c-Achse (c-axis-aligned crystalline oxide semiconductor, CAAC-OS), einen polykristallinen Oxidhalbleiter, einen nanokristallinen Oxidhalbleiter (nc-OS), einen amorphähnlichen Oxidhalbleiter (a-ähnlichen OS) und einen amorphen Oxidhalbleiter.
Der CAAC-OS weist eine Ausrichtung bezüglich der c-Achse auf, seine Nanokristalle sind in Richtung der a-b-Ebene verbunden, und seine Kristallstruktur weist eine Verzerrung auf. Es sei angemerkt, dass eine Verzerrung einen Abschnitt bezeichnet, in dem sich die Richtung einer Gitteranordnung zwischen einem Bereich mit einer gleichmäßigen Gitteranordnung und einem anderen Bereich mit einer gleichmäßigen Gitteranordnung in einem Bereich verändert, in dem die Nanokristalle verbunden sind.
Die Form des Nanokristalls ist grundlegend sechseckig; jedoch ist die Form nicht immer auf ein regelmäßiges Sechseck beschränkt und ist in einigen Fällen ein unregelmäßiges Sechseck. Eine fünfeckige Gitteranordnung, eine siebeneckige Gitteranordnung und dergleichen sind in einigen Fällen in der Verzerrung enthalten. Es sei angemerkt, dass es schwierig ist, eine eindeutige Korngrenze (auch als Grain-Boundary bezeichnet) selbst in der Nähe der Verzerrung in dem CAAC-OS zu beobachten. Das heißt, dass das Bilden einer Korngrenze durch die Verzerrung einer Gitteranordnung ver- bzw. unterdrückt wird. Das liegt daran, dass der CAAC-OS eine Verzerrung dank einer niedrigen Dichte der Anordnung von Sauerstoffatomen in Richtung der a-b-Ebene, einer Veränderung des interatomaren Bindungsabstands durch Substitution eines Metallelements und dergleichen tolerieren kann.
Es gibt die Tendenz, dass der CAAC-OS eine geschichtete Kristallstruktur (auch als mehrschichtige Struktur bezeichnet) aufweist, bei der eine Schicht, die Indium und Sauerstoff enthält (nachstehend In-Schicht), und eine Schicht, die das Element M, Zink und Sauerstoff enthält (nachstehend (M, Zn)-Schicht), übereinander angeordnet sind. Es sei angemerkt, dass Indium und das Element M untereinander ausgetauscht werden können und dass dann, wenn das Element M der (M, Zn)-Schicht durch Indium ersetzt wird, die Schicht auch als (In, M, Zn)-Schicht bezeichnet werden kann. Wenn Indium der In-Schicht durch das Element M ersetzt wird, kann die Schicht auch als (In, M)-Schicht bezeichnet werden.
Der CAAC-OS ist ein Oxidhalbleiter mit hoher Kristallinität. Im Gegensatz dazu ist es weniger wahrscheinlich, dass bei einem CAAC-OS eine Verringerung der Elektronenbeweglichkeit aufgrund einer Kristallkorngrenze auftritt, da es schwierig ist, eine eindeutige Kristallkorngrenze zu beobachten. Ein Eindringen von Verunreinigungen, eine Bildung von Defekten oder dergleichen könnte die Kristallinität eines Oxidhalbleiters verringern. Dies bedeutet, dass der CAAC-OS ein Oxidhalbleiter ist, der geringe Mengen an Verunreinigungen und Defekten (z. B. Sauerstofffehlstellen, Vo) aufweist. Daher ist ein Oxidhalbleiter, der den CAAC-OS enthält, physikalisch stabil. Deshalb ist der den CAAC-OS enthaltende Oxidhalbleiter wärmebeständig und weist eine hohe Zuverlässigkeit auf.
In dem nc-OS weist ein mikroskopischer Bereich (z. B. ein Bereich mit einer Größe von größer als oder gleich 1 nm und kleiner als oder gleich 10 nm, insbesondere ein Bereich mit einer Größe von größer als oder gleich 1 nm und kleiner als oder gleich 3 nm) eine regelmäßige Atomanordnung auf. Es gibt keine Regelmäßigkeit der Kristallausrichtung zwischen unterschiedlichen Nanokristallen in dem nc-OS. Daher wird keine Ausrichtung des gesamten Films beobachtet. Deshalb kann man den nc-OS in einigen Fällen nicht von einem a-ähnlichen OS oder einem amorphen Oxidhalbleiter abhängig von einem Analyseverfahren unterscheiden.
Es sei angemerkt, dass ein Indium-Gallium-Zink-Oxid (im Folgenden IGZO), das ein Oxidhalbleiter ist, der Indium, Gallium und Zink enthält, in einigen Fällen eine stabile Struktur hat, wenn es aus den oben beschriebenen Nanokristallen gebildet wird (besteht). Insbesondere neigen IGZO-Kristalle dazu, an der Luft nicht zu wachsen, so dass sich eine stabile Struktur ergibt, wenn IGZO aus kleineren Kristallen (z. B. den oben beschriebenen Nanokristallen) und nicht aus größeren Kristallen (hier Kristalle mit einer Größe von mehreren Millimetern oder mehreren Zentimetern) gebildet wird.
Der a-ähnliche OS ist ein Oxidhalbleiter, der eine Struktur aufweist, die zwischen derjenigen des nc-OS und derjenigen des amorphen Oxidhalbleiters liegt. Der a-ähnliche OS enthält einen Hohlraum oder einen Bereich mit niedriger Dichte. Das heißt, dass der a-ähnliche OS im Vergleich zu dem nc-OS und dem CAAC-OS eine niedrigere Kristallinität aufweist.
Ein Oxidhalbleiter kann verschiedene Strukturen aufweisen, die unterschiedliche Eigenschaften zeigen. Zwei oder mehr von dem amorphen Oxidhalbleiter, dem polykristallinen Oxidhalbleiter, dem a-ähnlichen OS, dem nc-OS und dem CAAC-OS können in einem Oxidhalbleiter einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten sein.
Ein wolkenartig ausgerichteter Verbund-OS (cloud-aligned composite; CAC-OS) kann neben den oben genannten Oxidhalbleitern verwendet werden.
Der CAC-OS weist eine leitende Funktion in einem Teil des Materials auf und weist eine isolierende Funktion in einem anderen Teil des Materials auf; in seiner Gesamtheit weist der CAC-OS eine Funktion eines Halbleiters auf. Es sei angemerkt, dass es sich in dem Fall, in dem der CAC-OS in einer Aktivschicht eines Transistors verwendet wird, bei der leitenden Funktion um eine Funktion handelt, die ermöglicht, dass Elektronen (oder Löcher) fließen, die als Ladungsträger dienen, und dass es sich bei der isolierenden Funktion um eine Funktion handelt, die nicht ermöglicht, dass Elektronen fließen, die als Ladungsträger dienen. Durch die komplementäre Wirkung der leitenden Funktion und der isolierenden Funktion kann der CAC-OS eine Schaltfunktion (Ein-/Ausschaltfunktion) aufweisen. In dem CAC-OS kann eine Trennung der Funktionen jede Funktion maximieren.
Darüber hinaus umfasst der CAC-OS leitende Bereiche und isolierende Bereiche. Die leitenden Bereiche weisen die vorstehend beschriebene leitende Funktion auf, und die isolierenden Bereiche weisen die vorstehend beschriebene isolierende Funktion auf. In einigen Fällen sind ferner die leitenden Bereiche und die isolierenden Bereiche in der Größenordnung von Nanoteilchen in dem Material getrennt. In einigen Fällen sind ferner die leitenden Bereiche und die isolierenden Bereiche in dem Material ungleichmäßig verteilt. Außerdem werden die leitenden Bereiche in einigen Fällen wolkenartig gekoppelt beobachtet, wobei ihre Grenzen unscharf sind.
Des Weiteren weisen in einigen Fällen in dem CAC-OS die leitenden Bereiche und die isolierenden Bereiche jeweils eine Größe von größer als oder gleich 0,5 nm und kleiner als oder gleich 10 nm, bevorzugt größer als oder gleich 0,5 nm und kleiner als oder gleich 3 nm auf, und sie sind in dem Material dispergiert.
Der CAC-OS enthält Komponenten mit unterschiedlichen Bandlücken. Der CAC-OS enthält beispielsweise eine Komponente mit einer großen Lücke auf Grund des isolierenden Bereichs und eine Komponente mit einer kleinen Lücke auf Grund des leitenden Bereichs. Im Falle einer derartigen Zusammensetzung fließen Ladungsträger hauptsächlich in der Komponente mit einer kleinen Lücke. Die Komponente mit einer kleinen Lücke komplementiert außerdem die Komponente mit einer großen Lücke, und Ladungsträger fließen auch in der Komponente mit einer großen Lücke in Zusammenhang mit der Komponente mit einer kleinen Lücke. Folglich kann in dem Fall, in dem der oben beschriebene CAC-OS in einem Kanalbereich eines Transistors verwendet wird, eine hohe Stromtreiberfähigkeit in dem Durchlasszustand des Transistors, d. h. ein hoher Durchlassstrom und eine hohe Feldeffektbeweglichkeit, erhalten werden.
Mit anderen Worten: Der CAC-OS kann auch als Matrix-Verbundmaterial (matrix composite) oder Metall-Matrix-Verbundmaterial (metal matrix composite) bezeichnet werden.
Die Verwendung des vorstehend beschriebenen Oxidhalbleitermaterials für die Halbleiterschicht ermöglicht, dass ein Transistor mit hoher Zuverlässigkeit bereitgestellt werden kann, bei dem eine Veränderung der elektrischen Eigenschaften unterdrückt wird.
Ladungen, die über einen Transistor, der die vorstehend beschriebene Halbleiterschicht beinhaltet, in einem Kondensator akkumuliert werden, können aufgrund des niedrigen Sperrstroms des Transistors lange Zeit gehalten werden. Wenn ein derartiger Transistor in einem Pixel verwendet wird, kann der Betrieb einer Treiberschaltung unterbrochen werden, während eine Graustufe eines Bildes, das in jedem Anzeigebereich angezeigt wird, aufrechterhalten wird. Als Ergebnis kann ein elektronisches Gerät mit sehr niedrigem Stromverbrauch erhalten werden.
Für stabile Eigenschaften des Transistors wird vorzugsweise ein Basisfilm bereitgestellt. Der Basisfilm kann derart ausgebildet werden, dass er eine einschichtige Struktur oder eine mehrschichtige Struktur aufweist, bei der ein anorganischer Isolierfilm, wie z. B. ein Siliziumoxidfilm, ein Siliziumnitridfilm, ein Siliziumoxynitridfilm oder ein Siliziumnitridoxidfilm, verwendet wird. Der Basisfilm kann durch ein Sputterverfahren, ein chemisches Gasphasenabscheidungs- (chemical vapor deposition, CVD-) Verfahren (z. B. ein Plasma-CVD-Verfahren, ein thermisches CVD-Verfahren oder ein metallorganisches CVD- (MOCVD-) Verfahren), ein Atomlagenabscheidungs- (atomic layer deposition, ALD-) Verfahren, ein Beschichtungsverfahren, ein Druckverfahren oder dergleichen ausgebildet werden. Es sei angemerkt, dass der Basisfilm nicht notwendigerweise bereitgestellt wird.
Es sei angemerkt, dass ein FET 623 als Transistor dargestellt wird, der in dem Treiberschaltungsabschnitt 601 ausgebildet ist. Außerdem kann die Treiberschaltung mittels einer von verschiedenen Schaltungen, wie z. B. einer CMOS-Schaltung, einer PMOS-Schaltung oder einer NMOS-Schaltung, ausgebildet werden. Obwohl bei dieser Ausführungsform ein treiberintegrierter Typ beschrieben wird, bei dem die Treiberschaltung über dem Substrat ausgebildet ist, ist die Treiberschaltung nicht notwendigerweise über dem Substrat ausgebildet, und die Treiberschaltung kann außerhalb des Substrats ausgebildet sein.
Der Pixelabschnitt 602 beinhaltet eine Vielzahl von Pixeln, die jeweils einen Schalt-FET 611, einen Strom steuernden FET 612 und eine Anode 613 beinhalten, die elektrisch mit einem Drain des Strom steuernden FET 612 verbunden ist. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die Struktur beschränkt. Der Pixelabschnitt 602 kann drei oder mehr FETs und einen Kondensator in Kombination beinhalten.
Es sei angemerkt, dass ein Isolator 614 derart ausgebildet ist, dass er einen Endabschnitt der Anode 613 bedeckt. Hier kann der Isolator 614 unter Verwendung eines positiven lichtempfindlichen Acryls ausgebildet werden.
Um die Abdeckung mit einer EL-Schicht oder dergleichen, die später ausgebildet wird, zu verbessern, wird der Isolator 614 derart ausgebildet, dass er eine gekrümmte Oberfläche mit einer Krümmung an seinem oberen oder unteren Endabschnitt aufweist. Beispielsweise weist in dem Fall, in dem ein positives lichtempfindliches Acryl für ein Material des Isolators 614 verwendet wird, vorzugsweise nur der obere Endabschnitt des Isolators 614 eine gekrümmte Oberfläche mit einem Krümmungsradius (0,2 µm bis 3 µm) auf. Als Isolator 614 kann entweder ein negatives lichtempfindliches Harz oder ein positives lichtempfindliches Harz verwendet werden.
Eine EL-Schicht 616 und eine Kathode 617 sind über der Anode 613 ausgebildet. Hier wird als Material, das für die Anode 613 verwendet wird, vorzugsweise ein Material mit hoher Austrittsarbeit verwendet. Beispielsweise kann ein einschichtiger Film von einem ITO-Film, einem Indiumzinnoxidfilm enthaltend Silizium, einem Indiumoxidfilm enthaltend 2 Gew.-% bis 20 Gew.-% Zinkoxid, einem Titannitridfilm, einem Chromfilm, einem Wolframfilm, einem Zn-Film, einem Pt-Film oder dergleichen, eine Schichtanordnung aus einem Titannitridfilm und einem Film, der Aluminium als seine Hauptkomponente enthält, eine Schichtanordnung aus drei Schichten, nämlich einem Titannitridfilm, einem Film, der Aluminium als seine Hauptkomponente enthält, und einem Titannitridfilm, oder dergleichen verwendet werden. Die mehrschichtige Struktur ermöglicht einen niedrigen Leitungswiderstand, einen vorteilhaften ohmschen Kontakt und eine Funktion als Anode.
Die EL-Schicht 616 wird durch eines von verschiedenen Verfahren ausgebildet, wie z. B. ein Verdampfungsverfahren, bei dem eine Verdampfungsmaske verwendet wird, ein Tintenstrahlverfahren und ein Rotationsbeschichtungsverfahren. Die EL-Schicht 616 weist die bei der Ausführungsform 1 beschriebene Struktur auf. Als weiteres Material, das in der EL-Schicht 616 enthalten ist, kann eine niedermolekulare Verbindung oder eine hochmolekulare Verbindung (darunter auch ein Oligomer oder ein Dendrimer) verwendet werden.
Als Material, das für die Kathode 617 verwendet wird, die über der EL-Schicht 616 ausgebildet ist, wird vorzugsweise ein Material mit niedriger Austrittsarbeit (z. B. Al, Mg, Li, Ca oder eine Legierung oder eine Verbindung davon, wie beispielsweise MgAg, Mgln und AILi) verwendet. In dem Fall, in dem Licht, das in der EL-Schicht 616 erzeugt wird, die Kathode 617 passiert, wird für die Kathode 617 vorzugsweise eine Schichtanordnung aus einem dünnen Metallfilm und einem durchsichtigen leitenden Film (z. B. ITO, Indiumoxid enthaltend 2 Gew.-% bis 20 Gew.-% Zinkoxid, Indiumzinnoxid enthaltend Silizium oder Zinkoxid (ZnO)) verwendet.
Es sei angemerkt, dass die Licht emittierende Vorrichtung mit der Anode 613, der EL-Schicht 616 und der Kathode 617 ausgebildet wird.
Das Dichtungssubstrat 604 wird mit dem Dichtungsmaterial 605 an dem Elementsubstrat 610 angebracht, so dass eine Licht emittierende Vorrichtung 618 in dem Raum 607 bereitgestellt wird, der von dem Elementsubstrat 610, dem Dichtungssubstrat 604 und dem Dichtungsmaterial 605 umschlossen ist. Der Raum 607 kann mit einem Füllstoff gefüllt werden oder kann mit einem Inertgas (wie z. B. Stickstoff oder Argon) oder dem Dichtungsmittel gefüllt werden. Es wird bevorzugt, dass das Dichtungssubstrat mit einem vertieften Abschnitt versehen ist und ein Trocknungsmittel in dem vertieften Abschnitt bereitgestellt ist, wobei in diesem Fall eine Verschlechterung aufgrund des Einflusses von Feuchtigkeit unterdrückt werden kann.
Ein Harz auf Epoxid-Basis oder eine Glasfritte wird vorzugsweise für das Dichtungsmaterial 605 verwendet. Vorzugsweise sollte ein derartiges Material so wenig Feuchtigkeit oder Sauerstoff wie möglich durchlassen. Als Dichtungssubstrat 604 kann ein Glassubstrat, ein Quarzsubstrat oder ein Kunststoffsubstrat, das aus faserverstärktem Kunststoff (fiber reinforced plastic, FRP), Polyvinylfluorid (PVF), Polyester, Acryl oder dergleichen ausgebildet wird, verwendet werden.
Obwohl in 7 nicht dargestellt, kann ein Schutzfilm über der Kathode bereitgestellt werden. Als Schutzfilm kann ein organischer Harzfilm oder ein anorganischer Isolierfilm ausgebildet werden. Der Schutzfilm kann derart ausgebildet werden, dass er einen freiliegenden Abschnitt des Dichtungsmaterials 605 bedeckt. Der Schutzfilm kann derart bereitgestellt werden, dass Oberflächen und Seitenflächen des Paars von Substraten und freiliegende Seitenflächen einer Dichtungsschicht, einer Isolierschicht und dergleichen bedeckt werden.
Der Schutzfilm kann unter Verwendung eines Materials ausgebildet werden, das eine Verunreinigung, wie z. B. Wasser, nicht leicht durchlässt. Somit kann die Diffusion einer Verunreinigung, wie z. B. Wasser, von außen in das Innere effektiv unterdrückt werden.
Als Material des Schutzfilms kann ein Oxid, ein Nitrid, ein Fluorid, ein Sulfid, eine ternäre Verbindung, ein Metall, ein Polymer oder dergleichen verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Material, das Aluminiumoxid, Hafniumoxid, Hafniumsilikat, Lanthanoxid, Siliziumoxid, Strontiumtitanat, Tantaloxid, Titanoxid, Zinkoxid, Nioboxid, Zirconiumoxid, Zinnoxid, Yttriumoxid, Ceroxid, Scandiumoxid, Erbiumoxid, Vanadiumoxid, Indiumoxid oder dergleichen enthält, ein Material, das Aluminiumnitrid, Hafniumnitrid, Siliziumnitrid, Tantalnitrid, Titannitrid, Niobnitrid, Molybdännitrid, Zirconiumnitrid, Galliumnitrid oder dergleichen enthält, oder ein Material, das ein Titan und Aluminium enthaltendes Nitrid, ein Titan und Aluminium enthaltendes Oxid, ein Aluminium und Zink enthaltendes Oxid, ein Mangan und Zink enthaltendes Sulfid, ein Cer und Strontium enthaltendes Sulfid, ein Erbium und Aluminium enthaltendes Oxid, ein Yttrium und Zirconium enthaltendes Oxid oder dergleichen enthält, verwendet werden.
Der Schutzfilm wird vorzugsweise unter Verwendung eines Abscheidungsverfahrens mit einer vorteilhaften Stufenabdeckung ausgebildet. Ein derartiges Verfahren ist ein Atomlagenabscheidungs- (ALD-) Verfahren. Ein Material, das durch ein ALD-Verfahren ausgebildet werden kann, wird vorzugsweise für den Schutzfilm verwendet. Ein dichter Schutzfilm mit verringerten Defekten, wie z. B. Rissen oder kleinen Löchern, oder mit einer gleichmäßigen Dicke kann durch ein ALD-Verfahren ausgebildet werden. Des Weiteren können Schäden an einem Prozesselement beim Ausbilden des Schutzfilms verringert werden.
Durch ein ALD-Verfahren kann ein gleichmäßiger Schutzfilm mit geringen Defekten beispielsweise selbst auf einer Oberfläche mit einer komplexen ungleichmäßigen Form oder auf Oberseiten, Seitenflächen und Rückseiten eines Touchscreens ausgebildet werden.
Die Licht emittierende Einrichtung dieser Ausführungsform wird unter Verwendung der bei der Ausführungsform 1 beschriebenen Licht emittierenden Einrichtung hergestellt, und daher kann eine Anzeigevorrichtung mit vorteilhaften Eigenschaften erhalten werden. Da die bei der Ausführungsform 1 beschriebene Licht emittierende Einrichtung insbesondere eine lange Lebensdauer aufweist, kann die Anzeigevorrichtung eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen. Da die Anzeigevorrichtung, bei der die bei der Ausführungsform 1 beschriebene Licht emittierende Einrichtung verwendet wird, eine hohe Emissionseffizienz aufweist, kann die Licht emittierende Einrichtung einen geringen Stromverbrauch erzielen.
8 stellt Beispiele für eine Licht emittierende Einrichtung dar, die eine Licht emittierende Vorrichtung, die eine blaue Lichtemission aufweist, und Farbumwandlungsschichten beinhaltet, um ein Vollfarbbild anzuzeigen. In 8A werden ein Substrat 1001, ein Basis-Isolierfilm 1002, ein Gate-Isolierfilm 1003, Gate-Elektroden 1006, 1007 und 1008, ein erster Zwischenschicht-Isolierfilm 1020, ein zweiter Zwischenschicht-Isolierfilm 1021, ein Peripherieabschnitt 1042, ein Pixelabschnitt 1040, ein Treiberschaltungsabschnitt 1041, Anoden 1024R, 1024G und 1024B von Licht emittierenden Vorrichtungen, eine Trennwand 1025, eine EL-Schicht 1028, eine Kathode 1029 der Licht emittierenden Vorrichtungen, ein Dichtungssubstrat 1031, ein Dichtungsmaterial 1032 und dergleichen dargestellt.
In 8A sind Farbumwandlungsschichten (eine rote Farbumwandlungsschicht 1034R und eine grüne Farbumwandlungsschicht 1034G) an einem durchsichtigen Basismaterial 1033 bereitgestellt. Eine Schwarzmatrix 1035 kann zusätzlich bereitgestellt werden. Das durchsichtige Basismaterial 1033, das mit den Farbumwandlungsschichten und der Schwarzmatrix versehen ist, ist mit dem Substrat 1001 ausgerichtet sowie an diesem befestigt. Es sei angemerkt, dass die Farbumwandlungsschichten und die Schwarzmatrix 1035 mit einer Abdeckungsschicht 1036 bedeckt sein können.
8B zeigt ein Beispiel, in dem die Farbumwandlungsschichten (die rote Farbumwandlungsschicht 1034R und die grüne Farbumwandlungsschicht 1034G) zwischen dem Gate-Isolierfilm 1003 und dem ersten Zwischenschicht-Isolierfilm 1020 ausgebildet werden. Wie bei der Struktur können die Farbschichten zwischen dem Substrat 1001 und dem Dichtungssubstrat 1031 bereitgestellt sein.
Die vorstehend beschriebene Licht emittierende Einrichtung weist eine Struktur auf, bei der Licht von der Seite des Substrats 1001 aus extrahiert wird, wo FETs ausgebildet sind (Bottom-Emission-Struktur); jedoch kann sie eine Struktur aufweisen, bei der Licht von der Seite des Dichtungssubstrats 1031 aus extrahiert wird (Top-Emission-Struktur). 9 ist eine Querschnittsansicht einer Licht emittierenden Einrichtung mit einer Top-Emission-Struktur. In diesem Fall kann ein Substrat, das kein Licht durchlässt, als Substrat 1001 verwendet werden. Der Prozess bis zu dem Schritt der Ausbildung einer Verbindungselektrode, die den FET und die Anode der Licht emittierenden Vorrichtung verbindet, wird auf ähnliche Weise wie bei der Licht emittierenden Einrichtung mit einer Bottom-Emission-Struktur durchgeführt. Anschließend wird ein dritter Zwischenschicht-Isolierfilm 1037 derart ausgebildet, dass er die Elektrode 1022 bedeckt. Dieser Isolierfilm kann eine Ebnungsfunktion aufweisen. Der dritte Zwischenschicht-Isolierfilm 1037 kann unter Verwendung eines Materials, das demjenigen des zweiten Zwischenschicht-Isolierfilms ähnlich ist, oder alternativ unter Verwendung eines anderen bekannten Materials ausgebildet werden.
Die Anoden 1024R, 1024G und 1024B der Licht emittierenden Vorrichtungen dienen hier jeweils als Anode, jedoch können sie jeweils als Kathode dienen. Im Falle einer in 9 dargestellten Licht emittierenden Einrichtung mit einer Top-Emission-Struktur sind die Anoden vorzugsweise ferner reflektierende Elektroden. Die EL-Schicht 1028 weist eine Vorrichtungsstruktur auf, bei der eine blaue Lichtemission erhalten werden kann.
Im Falle einer in 9 dargestellten Top-Emission-Struktur kann das Abdichten mit dem Dichtungssubstrat 1031 durchgeführt werden, auf dem die Farbumwandlungsschichten (die rote Farbumwandlungsschicht 1034R und die grüne Farbumwandlungsschicht 1034G) bereitgestellt sind. Das Dichtungssubstrat 1031 kann mit der Schwarzmatrix 1035 versehen sein, die zwischen Pixeln positioniert ist. Die Farbumwandlungsschichten (die rote Farbumwandlungsschicht 1034R und die grüne Farbumwandlungsschicht 1034G) und die Schwarzmatrix können mit einer Abdeckungsschicht bedeckt sein. Es sei angemerkt, dass ein lichtdurchlässiges Substrat als Dichtungssubstrat 1031 verwendet wird. Die Farbumwandlungsschichten (die rote Farbumwandlungsschicht 1034R und die grüne Farbumwandlungsschicht 1034G) können direkt auf der Kathode 1029 (oder auf einem Schutzfilm, der über der Kathode 1029 bereitgestellt ist) bereitgestellt werden.
Eine Isolierschicht 1038 ist eine Schicht, die als Schutzschicht dient, die Diffusion von Verunreinigungen in die Licht emittierenden Vorrichtungen verhindert. Für die Isolierschicht 1038 kann ein Oxid, ein Nitrid, ein Fluorid, ein Sulfid, eine ternäre Verbindung, ein Metall, ein Polymer oder dergleichen verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Material, das Aluminiumoxid, Hafniumoxid, Hafniumsilikat, Lanthanoxid, Siliziumoxid, Strontiumtitanat, Tantaloxid, Titanoxid, Zinkoxid, Nioboxid, Zirconiumoxid, Zinnoxid, Yttriumoxid, Ceroxid, Scandiumoxid, Erbiumoxid, Vanadiumoxid, Indiumoxid oder dergleichen enthält, ein Material, das Aluminiumnitrid, Hafniumnitrid, Siliziumnitrid, Tantalnitrid, Titannitrid, Niobnitrid, Molybdännitrid, Zirconiumnitrid, Galliumnitrid oder dergleichen enthält, oder ein Material, das ein Titan und Aluminium enthaltendes Nitrid, ein Titan und Aluminium enthaltendes Oxid, ein Aluminium und Zink enthaltendes Oxid, ein Mangan und Zink enthaltendes Sulfid, ein Cer und Strontium enthaltendes Sulfid, ein Erbium und Aluminium enthaltendes Oxid, ein Yttrium und Zirconium enthaltendes Oxid oder dergleichen enthält, verwendet werden. Siliziumnitrid, Siliziumoxid, Siliziumnitridoxid oder dergleichen wird vorzugsweise verwendet. Es sei angemerkt, dass die Isolierschicht 1038 nicht notwendigerweise ausgebildet wird.
Der Raum 1030 kann mit einem Harz gefüllt werden. Der Brechungsindex des Harzes ist bevorzugt 1,4 bis 2,0, bevorzugter 1,7 bis 1,9. Wenn eine Schicht mit relativ hohem Brechungsindex zwischen der durchsichtigen Elektrode und der Farbumwandlungsschicht liegt, kann der Lichtverlust wegen des Dünnfilm-Modus verringert werden, so dass eine Licht emittierende Vorrichtung mit höherer Effizienz erhalten werden kann.
Es sei angemerkt, dass bei der vorstehenden Struktur die EL-Schicht eine Vielzahl von Licht emittierenden Schichten oder eine einzelne Licht emittierende Schicht umfassen kann. Die Struktur der vorstehend beschriebenen Licht emittierenden Tandem-Vorrichtung kann mit der EL-Schicht kombiniert werden; beispielsweise kann eine Licht emittierende Vorrichtung eine Struktur aufweisen, bei der eine Vielzahl von EL-Schichten bereitgestellt ist, wobei eine Ladungserzeugungsschicht dazwischen bereitgestellt ist, und jede EL-Schicht eine einzelne Licht emittierende Schicht oder eine Vielzahl von Licht emittierenden Schichten umfasst.
In der Licht emittierenden Einrichtung mit einer Top-Emission-Struktur kann eine Mikrokavitätsstruktur geeignet zum Einsatz kommen. Eine Licht emittierende Vorrichtung mit einer Mikrokavitätsstruktur wird unter Verwendung einer reflektierenden Elektrode als Anode und einer halbdurchlässigen und halbreflektierenden Elektrode als Kathode ausgebildet. Die Licht emittierende Vorrichtung mit einer Mikrokavitätsstruktur beinhaltet mindestens eine EL-Schicht zwischen der reflektierenden Elektrode und der halbdurchlässigen und halbreflektierenden Elektrode, wobei die EL-Schicht mindestens eine Licht emittierende Schicht umfasst, die als Licht emittierender Bereich dient.
Es sei angemerkt, dass die reflektierende Elektrode ein Reflexionsvermögen für sichtbares Licht von 40 % bis 100 %, bevorzugt 70 % bis 100 %, und einen spezifischen Widerstand von 1 × 10^-2 Ωcm oder niedriger aufweist. Zudem weist die halbdurchlässige und halbreflektierende Elektrode ein Reflexionsvermögen für sichtbares Licht von 20 % bis 80 %, bevorzugt 40 % bis 70 %, und einen spezifischen Widerstand von 1 × 10^-2 Ωcm oder niedriger auf.
Es wird Licht, das von der Licht emittierenden Schicht, die in der EL-Schicht enthalten ist, emittiert wird, von der reflektierenden Elektrode und der halbdurchlässigen und halbreflektierenden Elektrode reflektiert und zur Resonanz gebracht.
In der Licht emittierenden Vorrichtung kann die optische Weglänge zwischen der reflektierenden Elektrode und der halbdurchlässigen und halbreflektierenden Elektrode geändert werden, indem die Dicke des durchsichtigen leitenden Films, des Verbundmaterials, des Ladungsträgertransportmaterials oder dergleichen geändert wird. Daher kann Licht mit einer Wellenlänge, die zwischen der reflektierenden Elektrode und der halbdurchlässigen und halbreflektierenden Elektrode zur Resonanz gebracht wird, verstärkt werden, während Licht mit einer Wellenlänge, die dazwischen nicht zur Resonanz gebracht wird, abgeschwächt werden kann.
Es sei angemerkt, dass Licht, das von der reflektierenden Elektrode zurückreflektiert wird (erstes reflektiertes Licht), erheblich mit dem Licht interferiert, das von der Licht emittierenden Schicht direkt in die halbdurchlässige und halbreflektierende Elektrode einfällt (erstem einfallendem Licht). Aus diesem Grund wird die optische Weglänge zwischen der reflektierenden Elektrode und der Licht emittierenden Schicht vorzugsweise auf (2n-1)λ/4 eingestellt (n ist eine natürliche Zahl von 1 oder größer und λ ist eine Wellenlänge des zu verstärkenden Lichts). Durch Einstellen der optischen Weglänge können die Phasen des ersten reflektierten Lichts und des ersten einfallenden Lichts miteinander ausgerichtet werden und das Licht, das von der Licht emittierenden Schicht emittiert wird, kann weiter verstärkt werden.
Es sei angemerkt, dass bei der vorstehenden Struktur die EL-Schicht eine Vielzahl von Licht emittierenden Schichten oder eine einzelne Licht emittierende Schicht umfassen kann. Die Struktur der vorstehend beschriebenen Licht emittierenden Tandem-Vorrichtung kann mit der EL-Schicht kombiniert werden; beispielsweise kann eine Licht emittierende Vorrichtung eine Struktur aufweisen, bei der eine Vielzahl von EL-Schichten bereitgestellt ist, wobei eine Ladungserzeugungsschicht dazwischen bereitgestellt ist, und jede EL-Schicht eine einzelne Licht emittierende Schicht oder eine Vielzahl von Licht emittierenden Schichten umfasst.
(Ausführungsform 4)
Bei dieser Ausführungsform werden Beispiele für elektronische Geräte beschrieben, die jeweils die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhalten. Die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist einen geringen Stromverbrauch und eine hohe Zuverlässigkeit auf. Als Ergebnis können die bei dieser Ausführungsform beschriebenen elektronischen Geräte jeweils ein elektronisches Gerät mit geringem Stromverbrauch und hoher Zuverlässigkeit sein.
Beispiele für das elektronische Gerät, das die vorstehende Licht emittierende Vorrichtung beinhaltet, umfassen Fernsehgeräte (auch als TV oder Fernsehempfänger bezeichnet), Monitore für Computer und dergleichen, Digitalkameras, digitale Videokameras, digitale Fotorahmen, Handys (auch als Mobiltelefone oder Mobiltelefongeräte bezeichnet), tragbare Spielkonsolen, tragbare Informationsendgeräte, Audiowiedergabegeräte und große Spielautomaten, wie z. B. Flipperautomaten. Spezifische Beispiele für diese elektronischen Geräte werden nachstehend gezeigt.
10A zeigt ein Beispiel für ein Fernsehgerät. Bei dem Fernsehgerät ist ein Anzeigeabschnitt 7103 in einem Gehäuse 7101 eingebaut. Hier wird das Gehäuse 7101 von einem Ständer 7105 getragen. Bilder können auf dem Anzeigeabschnitt 7103 angezeigt werden, und in dem Anzeigeabschnitt 7103 sind die Licht emittierenden Vorrichtungen in einer Matrix angeordnet.
Das Fernsehgerät kann mittels eines Bedienschalters des Gehäuses 7101 oder einer separaten Fernbedienung 7110 bedient werden. Durch Bedientasten 7109 der Fernbedienung 7110 können die Fernsehsender oder die Lautstärke gesteuert werden, und Bilder, die auf dem Anzeigeabschnitt 7103 angezeigt werden, können gesteuert werden. Des Weiteren kann die Fernbedienung 7110 mit einem Anzeigeabschnitt 7107 zum Anzeigen von Daten bereitgestellt sein, die von der Fernbedienung 7110 ausgegeben werden.
Es sei angemerkt, dass das Fernsehgerät mit einem Empfänger, einem Modem und dergleichen versehen ist. Unter Verwendung des Empfängers kann allgemeiner Fernsehrundfunk empfangen werden. Des Weiteren kann dann, wenn das Fernsehgerät über das Modem drahtlos oder nicht drahtlos mit einem Kommunikationsnetzwerk verbunden ist, eine unidirektionale (von einem Sender zu einem Empfänger) oder eine bidirektionale (zwischen einem Sender und einem Empfänger oder zwischen Empfängern) Datenkommunikation durchgeführt werden.
10B1 stellt einen Computer dar, der einen Hauptteil 7201, ein Gehäuse 7202, einen Anzeigeabschnitt 7203, eine Tastatur 7204, einen externen Verbindungsanschluss 7205, eine Zeigevorrichtung 7206 und dergleichen beinhaltet. Es sei angemerkt, dass dieser Computer hergestellt wird, indem Licht emittierende Vorrichtungen in einer Matrix angeordnet und für den Anzeigeabschnitt 7203 verwendet werden. Der Computer in 10B1 kann auch eine in 10B2 gezeigte Struktur aufweisen. Der Computer in 10B2 ist mit einem zweiten Anzeigeabschnitt 7210 anstatt der Tastatur 7204 und der Zeigevorrichtung 7206 versehen. Der zweite Anzeigeabschnitt 7210 ist ein Touchscreen, und ein Eingabevorgang kann durchgeführt werden, indem die Anzeige zum Eingeben, die auf dem zweiten Anzeigeabschnitt 7210 angezeigt wird, mit einem Finger oder einem dazugehörigen Stift gesteuert wird. Der zweite Anzeigeabschnitt 7210 kann auch andere Bilder als die Anzeige für die Eingabe anzeigen. Der Anzeigeabschnitt 7203 kann auch ein Touchscreen sein. Durch Verbinden der zwei Bildschirme mittels eines Gelenks kann das Auftreten von Problemen, wie beispielsweise die Rissbildung oder Beschädigung der Bildschirme beim Lagern oder Mitführen des Computers, verhindert werden.
10C zeigt ein Beispiel für ein tragbares Endgerät. Ein Handy ist mit einem Anzeigeabschnitt 7402, der in einem Gehäuse 7401 eingebaut ist, Bedienknöpfen 7403, einem externen Verbindungsanschluss 7404, einem Lautsprecher 7405, einem Mikrofon 7406 und dergleichen bereitgestellt. Es sei angemerkt, dass das Handy den Anzeigeabschnitt 7402 aufweist, der unter Verwendung der bei der Ausführungsform 1 beschriebenen Licht emittierenden Einrichtung hergestellt wird.
Wenn der Anzeigeabschnitt 7402 des in 10C dargestellten tragbaren Endgeräts mit einem Finger oder dergleichen berührt wird, können Daten in das tragbare Endgerät eingegeben werden. In diesem Fall können Bedienungen, wie z. B. Anrufen und Schreiben einer E-Mail, durch Berühren des Anzeigeabschnitts 7402 mit einem Finger oder dergleichen durchgeführt werden.
Der Anzeigeabschnitt 7402 weist hauptsächlich drei Bildschirmmodi auf. Der erste Modus ist ein Anzeigemodus, bei dem hauptsächlich Bilder angezeigt werden. Der zweite Modus ist ein Eingabemodus, bei dem hauptsächlich Daten, wie z. B. ein Text, eingegeben werden. Der dritte Modus ist ein Anzeige- und Eingabemodus, bei dem die zwei Modi, der Anzeigemodus und der Eingabemodus, kombiniert werden.
Zum Beispiel wird in dem Fall, in dem ein Anruf durchgeführt wird oder eine E-Mail geschrieben wird, ein Texteingabemodus, bei dem hauptsächlich ein Text eingegeben wird, für den Anzeigeabschnitt 7402 ausgewählt, so dass der auf einem Bildschirm angezeigte Text eingegeben werden kann. In diesem Fall wird es bevorzugt, dass eine Tastatur oder Zahlentasten auf fast dem gesamten Bildschirm des Anzeigeabschnitts 7402 angezeigt werden.
Wenn eine Erfassungsvorrichtung, die einen Sensor zum Erfassen der Neigung, wie z. B. einen Gyroskopsensor oder einen Beschleunigungssensor, beinhaltet, innerhalb des tragbaren Endgeräts bereitgestellt ist, kann eine Anzeige auf dem Bildschirm des Anzeigeabschnitts 7402 durch Bestimmen der Orientierung des tragbaren Endgeräts (je nachdem, ob das tragbare Endgerät horizontal oder vertikal gestellt ist) automatisch in ihrer Richtung geändert werden.
Die Bildschirmmodi werden durch Berühren des Anzeigeabschnitts 7402 oder durch Bedienen der Bedienknöpfe 7403 des Gehäuses 7401 umgeschaltet. Alternativ können die Bildschirmmodi abhängig von der Art der auf dem Anzeigeabschnitt 7402 angezeigten Bilder umgeschaltet werden. Wenn zum Beispiel ein Signal eines auf dem Anzeigeabschnitt angezeigten Bildes ein Signal von Daten eines bewegten Bildes ist, wird der Bildschirmmodus in den Anzeigemodus umgeschaltet. Wenn das Signal ein Signal von Daten eines Texts ist, wird der Bildschirmmodus in den Eingabemodus umgeschaltet.
Des Weiteren kann dann, wenn bei dem Eingabemodus eine Eingabe durch Berühren des Anzeigeabschnitts 7402 für eine bestimmte Dauer nicht durchgeführt wird, während ein von einem optischen Sensor in dem Anzeigeabschnitt 7402 erfasstes Signal erfasst wird, der Bildschirmmodus derart gesteuert werden, dass er von dem Eingabemodus in den Anzeigemodus umgeschaltet wird.
Der Anzeigeabschnitt 7402 kann auch als Bildsensor dienen. Zum Beispiel wird dann, wenn der Anzeigeabschnitt 7402 mit einer Handfläche oder einem Finger berührt wird, ein Bild des Handabdrucks, des Fingerabdrucks oder dergleichen aufgenommen, wodurch eine persönliche Authentifizierung durchgeführt werden kann. Ferner kann, indem eine Hintergrundbeleuchtung oder eine Abtast-Lichtquelle, die Nah-Infrarotlicht emittiert, in dem Anzeigeabschnitt bereitgestellt wird, ein Bild einer Fingervene, einer Handflächenvene oder dergleichen aufgenommen werden.
11A ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für einen Reinigungsroboter zeigt.
Ein Reinigungsroboter 5100 beinhaltet ein Display 5101 auf seiner Oberseite, eine Vielzahl von Kameras 5102 auf seiner Seitenfläche, eine Bürste 5103 und Bedienknöpfe 5104. Obwohl nicht dargestellt, ist die Unterseite des Reinigungsroboters 5100 mit einem Reifen, einer Einlassöffnung und dergleichen bereitgestellt. Der Reinigungsroboter 5100 beinhaltet ferner verschiedene Sensoren, wie z. B. einen Infrarotsensor, einen Ultraschallsensor, einen Beschleunigungssensor, einen piezoelektrischen Sensor, einen optischen Sensor und einen Gyroskopsensor. Der Reinigungsroboter 5100 weist ein drahtloses Kommunikationsmittel auf.
Der Reinigungsroboter 5100 ist selbstfahrend, erfasst Staub 5120 und saugt durch die Einlassöffnung, die auf der Unterseite bereitgestellt ist, den Staub auf.
Der Reinigungsroboter 5100 kann bestimmen, ob ein Hindernis, wie z. B. eine Wand, ein Möbelstück oder eine Stufe, vorhanden ist, indem durch die Kameras 5102 aufgenommene Bilder analysiert werden. Wenn der Reinigungsroboter 5100 einen Gegenstand, der sich in der Bürste 5103 verfangen könnte (z. B. einen Draht), durch Analysieren eines Bildes erfasst, kann die Drehung der Bürste 5103 angehalten werden.
Das Display 5101 kann die verbleibende Batterieleistung, die Menge des gesammelten Staubs oder dergleichen anzeigen. Das Display 5101 kann eine Route anzeigen, auf der der Reinigungsroboter 5100 gelaufen ist. Es kann sich bei dem Display 5101 um einen Touchscreen handeln, und die Bedienknöpfe 5104 können auf dem Display 5101 bereitgestellt werden.
Der Reinigungsroboter 5100 kann mit einem tragbaren elektronischen Gerät 5140, wie z. B. einem Smartphone, kommunizieren. Das tragbare elektronische Gerät 5140 kann durch die Kameras 5102 aufgenommene Bilder anzeigen. Demzufolge kann ein Besitzer des Reinigungsroboters 5100 selbst dann, wenn der Besitzer nicht zu Hause ist, sein Zimmer überwachen. Der Besitzer kann auch die Anzeige auf dem Display 5101 mit dem tragbaren elektronischen Gerät, wie z. B. einem Smartphone, überprüfen.
Die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann für das Display 5101 verwendet werden.
Ein Roboter 2100, der in 11B dargestellt wird, beinhaltet eine arithmetische Vorrichtung 2110, einen Beleuchtungsstärkesensor 2101, ein Mikrofon 2102, eine obere Kamera 2103, einen Lautsprecher 2104, ein Display 2105, eine untere Kamera 2106, einen Hindernissensor 2107 und einen Bewegungsmechanismus 2108.
Das Mikrofon 2102 weist eine Funktion auf, eine Sprechstimme eines Benutzers, ein Umgebungsgeräusch und dergleichen zu erfassen. Der Lautsprecher 2104 weist eine Funktion auf, einen Ton auszugeben. Der Roboter 2100 kann unter Verwendung des Mikrofons 2102 und des Lautsprechers 2104 mit einem Benutzer kommunizieren.
Das Display 2105 weist eine Funktion auf, verschiedene Arten von Informationen anzuzeigen. Der Roboter 2100 kann auf dem Display 2105 Informationen anzeigen, die von einem Benutzer gewünscht werden. Das Display 2105 kann mit einem Touchscreen versehen sein. Außerdem kann es sich bei dem Display 2105 um ein abnehmbares Informationsendgerät handeln, wobei in diesem Fall ein Aufladen und eine Datenkommunikation durchgeführt werden können, wenn das Display 2105 auf die Zuhause-Position (Home-Position) des Roboters 2100 eingestellt wird.
Die obere Kamera 2103 und die untere Kamera 2106 weisen jeweils eine Funktion zum Aufnehmen eines Bildes der Umgebung des Roboters 2100 auf. Der Hindernissensor 2107 kann ein Hindernis in der Richtung erfassen, in die sich der Roboter 2100 mit dem Bewegungsmechanismus 2108 vorwärtsbewegt. Der Roboter 2100 kann sich sicher bewegen, indem er mit der oberen Kamera 2103, der unteren Kamera 2106 und dem Hindernissensor 2107 die Umgebung erkennt. Die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann für das Display 2105 verwendet werden.
11C zeigt ein Beispiel für ein brillenartiges Display. Das brillenartige Display beinhaltet beispielsweise ein Gehäuse 5000, einen Anzeigeabschnitt 5001, einen Lautsprecher 5003, eine LED-Lampe 5004, einen Verbindungsanschluss 5006, einen Sensor 5007 (einen Sensor mit einer Funktion zum Messen von Kraft, Verschiebung, Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Winkelgeschwindigkeit, Drehzahl, Abstand, Licht, Flüssigkeit, Magnetismus, Temperatur, chemischer Substanz, Ton, Zeit, Härte, elektrischem Feld, Strom, Spannung, elektrischer Energie, Strahlung, Durchflussrate, Feuchtigkeit, Steigungsgrad, Schwingung, Geruch oder Infrarotstrahlen), ein Mikrofon 5008, einen Anzeigeabschnitt 5002, eine Stütze 5012 und einen Ohrhörer 5013.
Die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann für den Anzeigeabschnitt 5001 und den Anzeigeabschnitt 5002 verwendet werden.
Die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann auch für eine Autowindschutzscheibe oder ein Autoarmaturenbrett verwendet werden. 12 stellt eine Ausführungsform dar, bei der die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für eine Autowindschutzscheibe und ein Autoarmaturenbrett verwendet wird. Auf Anzeigebereichen 5200 bis 5203 werden Anzeigen unter Verwendung der Licht emittierenden Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden.
Die Anzeigebereiche 5200 und 5201 sind Anzeigevorrichtungen, die in der Autowindschutzscheibe bereitgestellt sind und die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhalten. Die Licht emittierende Vorrichtung kann zu einer so genannten durchsichtigen Anzeigevorrichtung, durch die die Gegenseite gesehen werden kann, ausgebildet werden, wenn eine Anode und eine Kathode, die aus lichtdurchlässigen Elektroden bestehen, enthalten sind. Derartige durchsichtige Anzeigevorrichtungen können sogar in der Autowindschutzscheibe bereitgestellt werden, ohne die Sicht zu behindern. In dem Fall, in dem ein Treibertransistor oder dergleichen bereitgestellt wird, wird vorzugsweise ein Transistor mit einer Lichtdurchlässigkeitseigenschaft verwendet, so beispielsweise ein organischer Transistor, der ein organisches Halbleitermaterial enthält, oder ein Transistor, der einen Oxidhalbleiter enthält.
Der Anzeigebereich 5202 ist eine Anzeigevorrichtung, die in einem Säulenabschnitt bereitgestellt ist und die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet. Der Anzeigebereich 5202 kann die von der Säule behinderte Sicht kompensieren, indem ein Bild, das mit einer in der Karosserie bereitgestellten Abbildungseinheit aufgenommen wird, angezeigt wird. Der Anzeigebereich 5203, der in dem Teil des Armaturenbretts bereitgestellt ist, kann in ähnlicher Weise die von der Karosserie behinderte Sicht kompensieren, indem ein Bild, das mit einer außerhalb des Autos bereitgestellten Abbildungseinheit aufgenommen wird, angezeigt wird. Daher können tote Winkel beseitigt werden, um die Sicherheit zu erhöhen. Bilder, die die Bereiche kompensieren, die ein Fahrer nicht sehen kann, ermöglichen es dem Fahrer, einfach und bequem für Sicherheit zu sorgen.
Der Anzeigebereich 5203 kann auch verschiedene Arten von Informationen bereitstellen, wie z. B. Navigationsdaten, die Geschwindigkeit, die Anzahl der Umdrehungen und dergleichen. Der Inhalt oder das Layout der Anzeige kann je nach der Präferenz eines Benutzers angemessen geändert werden. Es sei angemerkt, dass derartige Informationen auch auf den Anzeigebereichen 5200 bis 5202 angezeigt werden können. Die Anzeigebereiche 5200 bis 5203 können auch als Beleuchtungsvorrichtungen verwendet werden.
13A und 13B stellen ein klappbares, tragbares Informationsendgerät 5150 dar. Das klappbare, tragbare Informationsendgerät 5150 beinhaltet ein Gehäuse 5151, einen Anzeigebereich 5152 und einen Biegeabschnitt 5153. 13A stellt das tragbare Informationsendgerät 5150 dar, das aufgeklappt ist. 13B stellt das tragbare Informationsendgerät dar, das zusammengeklappt ist. Trotz seines großen Anzeigebereichs 5152 ist das tragbare Informationsendgerät 5150 kompakt und weist eine hohe Tragbarkeit auf, wenn es zusammengeklappt ist.
Der Anzeigebereich 5152 kann mit dem Biegeabschnitt 5153 zweifach zusammengeklappt werden. Der Biegeabschnitt 5153 beinhaltet ein flexibles Element und eine Vielzahl von Stützelementen. Wenn der Anzeigebereich zusammengeklappt wird, dehnt sich das flexible Element aus. Der Biegeabschnitt 5153 weist einen Krümmungsradius von größer als oder gleich 2 mm, vorzugsweise größer als oder gleich 3 mm auf.
Es sei angemerkt, dass der Anzeigebereich 5152 ein Touchscreen (eine Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung) sein kann, der einen Berührungssensor (eine Eingabe-Vorrichtung) beinhaltet. Die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann für den Anzeigebereich 5152 verwendet werden.
14A bis 14C stellen ein klappbares, tragbares Informationsendgerät 9310 dar. 14A stellt das tragbare Informationsendgerät 9310 dar, das aufgeklappt ist. 14B stellt das tragbare Informationsendgerät 9310 beim Wechsel von einem aufgeklappten Zustand oder einem zusammengeklappten Zustand in den anderen dar. 14C stellt das tragbare Informationsendgerät 9310 dar, das zusammengeklappt ist. Das tragbare Informationsendgerät 9310 ist sehr gut tragbar, wenn es zusammengeklappt ist. Das tragbare Informationsendgerät 9310 ist im aufgeklappten Zustand aufgrund eines übergangslosen großen Anzeigebereichs sehr gut durchsuchbar.
Ein Anzeigefeld 9311 ist von drei Gehäusen 9315 getragen, die durch Gelenke 9313 miteinander verbunden sind. Es sei angemerkt, dass das Anzeigefeld 9311 ein Touchscreen (eine Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung) sein kann, der einen Berührungssensor (eine Eingabe-Vorrichtung) beinhaltet. Die Form des tragbaren Informationsendgeräts 9310 kann reversibel von dem aufgeklappten Zustand in den zusammengeklappten Zustand verändert werden, indem das Anzeigefeld 9311 an den Gelenken 9313 zwischen zwei Gehäusen 9315 zusammengeklappt wird. Die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann für das Anzeigefeld 9311 verwendet werden.
Es sei angemerkt, dass die bei dieser Ausführungsform beschriebene Struktur angemessen mit einer beliebigen der bei den Ausführungsformen 1 bis 3 beschriebenen Strukturen kombiniert werden kann.
Wie vorstehend beschrieben, ist der Anwendungsbereich der Licht emittierenden Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfangreich, so dass die Licht emittierende Einrichtung auf elektronische Geräte auf verschiedenen Gebieten angewendet werden kann. Unter Verwendung der Licht emittierenden Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein elektronisches Gerät mit geringem Stromverbrauch erhalten werden.
[Beispiel 1]
In diesem Beispiel werden Berechnungsergebnisse der Menge an Licht, das die Farbumwandlungsschicht erreicht, in Bezug auf Licht emittierende Einrichtungen 1 bis 3 von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die jeweils eine Licht emittierende Vorrichtung, die eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex beinhaltet, und eine Farbumwandlungsschicht beinhalten, und eine Licht emittierende Vergleichseinrichtung 1 gezeigt, die eine Licht emittierende Vorrichtung mit normalem Brechungsindex und eine Farbumwandlungsschicht beinhaltet.

Die Berechnung wurde unter Verwendung eines organischen Bauelementsimulators (semiconducting emissive thin film optics simulator: setfos; Cybernet Systems Co., Ltd.) ausgeführt. Ein Licht emittierender Bereich wird an der Mitte einer Licht emittierenden Schicht fixiert. Es wurde angenommen, dass der Brechungsindex des Materials mit niedrigem Brechungsindex der organischen Schicht 1,6 ist und Brechungsindex des Materials mit normalem Brechungsindex der organischen Schicht 1,9 ist und dass es keine Wellenlängendispersion gibt. Die Dicke jeder Schicht wurde derart optimiert, dass in dem Fall, in dem der Brechungsindex der Farbumwandlungsschicht 1 ist, der Blauindex (BI) maximiert wird. Es sei angemerkt, dass es sich bei von der Licht emittierenden Schicht emittiertem Licht um Licht handelt, das ein in 15 gezeigtes Spektrum aufweist. Es handelt sich bei der Licht emittierenden Vorrichtung um eine Licht emittierende Top-Emission-Vorrichtung, bei der Licht von der Kathodenseite extrahiert wird. Die Dicke der Lochtransportschicht wird derart eingestellt, dass der gesamte optische Abstand zwischen der reflektierenden Elektrode auf der Anodenseite und der Kathode ungefähr 460 nm ist, der einer blauen Lichtemission entspricht. Es wurde angenommen, dass ein QD für die Farbumwandlungsschicht verwendet wird, und die Berechnung wurde unter Berücksichtigung eines Quenchens aufgrund des Purcell-Effekts durchgeführt. Die mehrschichtigen Strukturen der Licht emittierenden Einrichtungen, die für die Berechnung verwendet wurden, werden in der folgenden Tabelle gezeigt.
[Tabelle 1]

Vorri chtungsstruktur	Licht emittierende Einrichtung 1		Licht emittierende Einrichtung 2		Licht emittierende Einrichtung 3		Licht emittierende Vergleichseinrichtung 1
Vorri chtungsstruktur	Brechungsindex	Dicke (nm)	Brechungsindex	Dicke (nm)	Brechungsindex	Dicke (nm)	Brechungsindex	Dicke (nm)
Farbumwandlungsschicht	sweep	1000	sweep	1000	sweep	1000	sweep	1000
Cap-Schicht	1,9	66,2	1,9	65,8	1,9	65	1,9	67,2
Kathode (Ag:Mg)	*	15	*	15	*	15	*	15
Elektronentransportschicht	1,9	35,9	1,6	46,1	1,6	43,9	1,9	37
Licht emittierende Schicht	1,9	25	1,9	25	1,9	25	1,9	25
Lochtransportschicht	1,6	150,4	1,9	124,5	1,6	150,7	1,9	124,5
durchsichtige Elektrode (ITSO)	*	10	*	10	*	10	*	10
Anode	*	100	*	100	*	100	*	100
(Ag)	*	100	*	100	*	100	*	100

Es sei angemerkt, dass die physikalischen Eigenschaftswerte der Materialien als Brechungsindizes und Extinktionskoeffizienten von Ag als Anode, ITSO und Ag:Mg verwendet wurden.
Unter den vorstehenden Bedingungen wurde eine Änderung der Menge an Licht, das die Farbumwandlungsschicht erreicht, bei der Änderung des Brechungsindex der Farbumwandlungsschicht berechnet. Die Menge an Licht, das die Farbumwandlungsschicht erreicht, wurde aus der Summe der Lichtextraktionseffizienz und des Guide-Modus in der Farbumwandlungsschicht bei der Vorrichtungsstruktur ohne Absorption durch die Farbumwandlungsschicht berechnet. 16 zeigt die Ergebnisse.
16 stellt fest, dass durch eine Verringerung des Brechungsindex der Lochtransportschicht die Menge an Licht, das die Farbumwandlungsschicht erreicht, erhöht wird, wobei der Brechungsindex der Farbumwandlungsschicht im praktischen Bereich liegt. Die Erhöhung der Menge an Licht, das die Farbumwandlungsschicht erreicht, bedeutet, dass die Menge an Anregungslicht, das die Farbumwandlungsschicht erreicht, erhöht wird, so dass mehr QDs angeregt werden können. Außerdem wird festgestellt, dass bei der Licht emittierenden Einrichtung 2, die die Schicht mit niedrigem Brechungsindex in dem Elektronentransportbereich beinhaltet, und der Licht emittierenden Einrichtung 3, die die Schichten mit niedrigem Brechungsindex sowohl in dem Lochtransportbereich als auch in dem Elektronentransportbereich beinhaltet, der Brechungsindex der Farbumwandlungsschicht, die die höchste Effizienz aufweist, verringert wird.
Insbesondere weist bei der Licht emittierenden Vergleichseinrichtung 1, die eine Licht emittierende Vorrichtung beinhaltet, die keine Schicht mit niedrigem Brechungsindex innerhalb der EL-Schicht beinhaltet, die Menge an Licht, das die Farbumwandlungsschicht erreicht, einen Maximalwert auf, wenn der Brechungsindex des Harzes, in dem QDs dispergiert werden, höher als oder gleich 2,20 ist. Im Gegensatz dazu weist bei einem Pixel, den Licht emittierenden Einrichtungen 1 bis 3, die jeweils eine Licht emittierende Vorrichtung beinhaltet, die die Schicht mit niedrigem Brechungsindex innerhalb der EL-Schicht beinhaltet, die Menge des Lichts einen Maximalwert auf, wenn der Brechungsindex des Harzes ungefähr 2,00 ist, und wenn der Brechungsindex höher als oder gleich 1,80 ist, ist die Menge an Licht, das die Farbumwandlungsschicht erreicht, größer als der Maximalwert derjenigen bei der Licht emittierenden Vergleichseinrichtung 1. Es sei angemerkt, dass die Menge an Licht, das die Farbumwandlungsschicht erreicht, in einem breiten Bereich des ordentlichen Brechungsindex des Harzes von höher als oder gleich 1,40 und niedriger als oder gleich 2,10 verbessert wird.
Im Allgemeinen wird für eine Schicht, die in Kontakt mit der lichtdurchlässigen Elektrode bereitgestellt wird, um die Lichtextraktionseffizienz zu verbessern, ein Material mit relativ hohem Brechungsindex verwendet. Jedoch gibt es nur beschränkte Auswahlmöglichkeiten an organischen Verbindungen mit höherem Brechungsindex als viele organische Verbindungen. Jedoch wird es festgestellt, dass bei den Licht emittierenden Einrichtungen 1 bis 3 von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung der Brechungsindex des Harzes, das einen Verbesserungseffekt der Lichtextraktionseffizienz aufweist, verringert werden kann, indem die Schicht mit niedrigem Brechungsindex innerhalb der EL-Schicht bereitgestellt wird.
Da der Bereich des Brechungsindex von höher als oder gleich 1,80 und niedriger als oder gleich 2,00 die Brechungsindizes von vielen organischen Verbindungen umfasst, die für organische EL-Vorrichtungen verwendet werden, sind Auswahlmöglichkeiten an Materialien groß. Im Gegensatz dazu weisen nur wenige organische Verbindungen einen Brechungsindex von höher als oder gleich 2,20 auf, und in der Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 1 wird die Effizienz verringert, wenn das Harz mit einem Brechungsindex von niedriger als oder gleich 2,20 verwendet wird; deshalb beträgt in dem Fall, in dem QDs in einem Harz mit einem Brechungsindex von ungefähr 1,90, der sich in dem Bereich befindet, in dem die Brechungsindizes von meisten organischen Verbindungen liegen, dispergiert werden, die Differenz der Effizienz zu der Licht emittierenden Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der die Schicht mit niedrigem Brechungsindex verwendet wird, so groß wie 14 % bis 17 %.
Wie vorstehend beschrieben wird festgestellt, dass dann, wenn die Licht emittierende Vorrichtung, die die Schicht mit niedrigem Brechungsindex beinhaltet, mit der Farbumwandlungsschicht, in der ein QD verwendet wird, kombiniert wird, nicht nur der Effekt zur Verbesserung der Effizienz durch die Schicht mit niedrigem Brechungsindex, sondern auch der Effekt der Erweiterung der Auswahlmöglichkeit des Harzes, in dem QDs dispergiert werden, und der spezifische Effekt der Maximierung des Effekts zur Verbesserung der Effizienz unter Verwendung eines Harzes mit normalem Brechungsindex wirken.
Es sei angemerkt, dass das Harz mit normalem Brechungsindex geeignet verwendet werden kann, was bedeutet, dass ein Material, das die anderen erforderlichen Leistungen ausreichend erfüllt, aus viel mehr Möglichkeiten ausgewählt werden kann. Die Struktur einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet verschiedene Vorteile an, wie z. B. Erhalten einer Licht emittierenden Einrichtung mit höherer Effizienz durch Auswählen eines Harzes mit hoher Durchlässigkeit für Licht, Erhalten einer Licht emittierenden Einrichtung mit hoher Zuverlässigkeit durch Auswählen eines Harzes mit hoher Beständigkeit und Erhalten einer Licht emittierenden Einrichtung mit geringen Herstellungskosten durch Verwendung eines kostengünstigen Harzes.
Es sei angemerkt, dass der Brechungsindex der Farbumwandlungsschicht auch als Brechungsindex des Harzes, in dem QDs dispergiert werden, bezeichnet werden kann. Ein ähnlicher Effekt kann ebenfalls erhalten werden, indem die Farbumwandlungsschicht und die Licht emittierende Vorrichtung mit einem Harz, das einen angemessenen Brechungsindex aufweist, miteinander verbunden sind. Folglich wird die Menge an Licht erhöht, das die Farbumwandlungsschicht erreicht; daher kann eine Licht emittierende Einrichtung mit hoher Effizienz hergestellt werden. Es sei angemerkt, dass der Brechungsindex des Harzes auf dem Brechungsindex des Harzes basiert, in dem QDs dispergiert werden.
(Referenzbeispiel 1)
In diesem Referenzbeispiel werden Licht emittierende Vorrichtungen 1 bis 3 und eine Licht emittierende Vergleichsvorrichtung 1 beschrieben, die bei der Licht emittierenden Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden, die bei der vorstehenden Ausführungsform beschrieben worden ist. Strukturformeln von organischen Verbindungen, die in diesem Referenzbeispiel verwendet werden, werden nachstehend gezeigt.
(Herstellungsverfahren der Licht emittierenden Vorrichtung 1)
Zuerst wurde als reflektierende Elektrode Silber (Ag) durch ein Sputterverfahren in einer Dicke von 100 nm über einem Glassubstrat abgeschieden, und dann wurde als durchsichtige Elektrode Indiumzinnoxid, das Siliziumoxid enthält (ITSO), durch ein Sputterverfahren in einer Dicke von 10 nm abgeschieden, wodurch die Anode 101 ausgebildet wurde. Es sei angemerkt, dass die Elektrodenfläche auf 4 mm² (2 mm × 2 mm) eingestellt wurde.
Als Nächstes wurde bei einer Vorbehandlung zum Ausbilden der Licht emittierenden Vorrichtung über dem Substrat eine Oberfläche des Substrats mit Wasser gewaschen und 1 Stunde lang bei 200 °C gebacken, und dann wurde eine UV-OzonBehandlung 370 Sekunden lang durchgeführt.
Danach wurde das Substrat in eine Vakuumverdampfungseinrichtung überführt, in der der Druck auf ungefähr 10^-4 Pa verringert wurde, ein Vakuumbacken wurde 30 Minuten lang bei 170 °C in einer Heizkammer der Vakuumverdampfungseinrichtung durchgeführt, und dann wurde das Substrat ungefähr 30 Minuten lang abgekühlt.
Als Nächstes wurde das Substrat, das mit der Anode 101 versehen war, an einem Substrathalter, der in der Vakuumverdampfungseinrichtung bereitgestellt war, derart befestigt, dass die Oberfläche, auf der die Anode 101 ausgebildet war, nach unten gerichtet war. Auf der Anode 101 wurden dann N-(1,1'-Biphenyl-2-yl)-N-(3,3'',5',5''-tetrat-butyl-1,1':3',1''-terphenyl-5-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: mmtBumTPoFBi-02), das durch die vorstehende Strukturformel (i) dargestellt wird, und ein fluorhaltiges Elektronenakzeptormaterial mit einem Molekulargewicht von 672 (OCHD-003) durch Co-Verdampfung in einer Dicke von 10 nm derart abgeschieden, dass das Gewichtsverhältnis 1: 0,1 (= mmtBumTPoFBi-02: OCHD-003) war, wodurch die Lochinjektionsschicht 111 ausgebildet wurde.
Über der Lochinjektionsschicht 111 wurde mmtBumTPoFBi-02 durch Verdampfung in einer Dicke von 130 nm abgeschieden, wodurch die Lochtransportschicht 112 ausgebildet wurde.
Anschließend wurde über der Lochtransportschicht 112 4-(Dibenzothiophen-4-yl)-4'-phenyl-4"-(9-phenyl-9H-carbazol-2-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBBiPDBt-02), das durch die vorstehende Strukturformel (ii) dargestellt wird, durch Verdampfung in einer Dicke von 10 nm abgeschieden, wodurch eine Elektronenblockierschicht ausgebildet wurde.
Dann wurden 2-(10-Phenyl-9-anthracenyl)-benzo[b]naphtho[2,3-d]furan (Abkürzung: Bnf(II)PhA), das durch die vorstehende Strukturformel (iii) dargestellt wird, 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), das durch die vorstehende Strukturformel (iv) dargestellt wird, durch Co-Verdampfung in einer Dicke von 25 nm derart abgeschieden, dass das Gewichtsverhältnis 1: 0,015 (= Bnf(II)PhA: 3,10PCA2Nbf(IV)-02) war, wodurch die Licht emittierende Schicht 113 ausgebildet wurde.
Danach wurde 2-[3'-(9,9-Dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-1,1 ‚-biphenyl-3-yl]-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: mFBPTzn), das durch die vorstehende Strukturformel (v) dargestellt wird, durch Verdampfung in einer Dicke von 10 nm abgeschieden, wodurch eine Lochblockierschicht ausgebildet wurde. Dann wurden 2-{(3‘,5'-Di-tert-butyl)-1,1'-biphenyl-3-yl}-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: mmtBumBPTzn), das durch die vorstehende Strukturformel (vi) dargestellt wird, und 6-Methyl-8-Chinolinolato-Lithium (Abkürzung: Li-6mq), das durch die vorstehende Strukturformel (vii) dargestellt wird, durch Co-Verdampfung in einer Dicke von 20 nm derart abgeschieden, dass das Gewichtsverhältnis 1: 1 (= mmtBumBPTzn: Li-6mq) war, wodurch die Elektronentransportschicht 114 ausgebildet wurde.
Nach dem Ausbilden der Elektronentransportschicht 114 wurde Lithiumfluorid (LiF) in einer Dicke von 1 nm abgeschieden, um die Elektroneninjektionsschicht 115 auszubilden, und schließlich wurden Silber (Ag) und Magnesium (Mg) durch Co-Verdampfung in einer Dicke von 15 nm derart abgeschieden, dass das Volumenverhältnis 1: 0,1 war, um die Kathode 102 auszubilden, wodurch die Licht emittierende Vorrichtung 1 hergestellt wurde. Es handelt sich bei der Kathode 102 um eine halbdurchlässige und halbreflektierende Elektrode, die eine Funktion zum Reflektieren von Licht und eine Funktion zum Durchlassen von Licht aufweist; daher handelt es sich bei der Licht emittierenden Vorrichtung dieses Beispiels um ein Top-Emission-Element, bei dem Licht über die Kathode 102 extrahiert wird. Über der Kathode 102 wurde 1,3,5-Tri(dibenzothiophen-4-yl)-benzol (Abkürzung: DBT3P-II), das durch die vorstehende Strukturformel (x) dargestellt wird, durch Verdampfung in einer Dicke von 70 nm abgeschieden, so dass die Auskopplungseffizienz verbessert wird.
(Herstellungsverfahren der Licht emittierenden Vorrichtung 2)
Die Licht emittierende Vorrichtung 2 wurde auf ähnliche Weise wie diejenige für die Licht emittierende Vorrichtung 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass mmtBumTPoFBi-02 in der Lochtransportschicht der Licht emittierenden Vorrichtung 1 durch N-(1,1'-Biphenyl-4-yl)-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: PCBBiF), das durch die vorstehende Strukturformel (ix) dargestellt wird, ersetzt wurde und die Dicke auf 115 nm eingestellt wurde.
(Herstellungsverfahren der Licht emittierenden Vorrichtung 3)
Licht emittierende Vorrichtung 3 wurde auf ähnliche Weise wie diejenige für die Licht emittierende Vorrichtung 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass mmtBumBPTzn und Li-6mq in der Elektronentransportschicht der Licht emittierenden Vorrichtung 1 durch 2-[3-(2,6-Dimethyl-3-pyridinyl)-5-(9-phenanthrenyl)phenyl]-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: mPn-mDMePyPTzn) bzw. 8-Chinolinolato-Lithium (Abkürzung: Liq), das durch die vorstehende Strukturformel (x) dargestellt wird, ersetzt wurden.
(Herstellungsverfahren der Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 1)
Die Licht emittierende Vergleichsvorrichtung 1 wurde auf ähnliche Weise wie diejenige für die Licht emittierende Vorrichtung 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass mmtBumTPoFBi-02 in der Lochtransportschicht der Licht emittierenden Vorrichtung 1 durch PCBBiF ersetzt wurde, die Dicke auf 115 nm eingestellt wurde, und mmtBumBPTzn und Li-6mq in der Elektronentransportschicht durch mPn-mDMePyPTzn bzw. Liq ersetzt wurden.

Die Vorrichtungsstrukturen der Licht emittierenden Vorrichtungen 1 bis 3 und der Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 1 werden in der folgenden Tabelle aufgeführt. [Tabelle 2]

		Licht emittierende Vorrichtung 1	Licht emittierende Vorrichtung 2		Licht emittierende Vorrichtung 3				Licht emittierende Vergleichsvorrichtung 1
Elektronen- injektionsschicht	1 nm	LiF
Elektronen-transportschicht	20 nm	mmtBumBPTzn: Li-6mq (1:1)			mPn-mDMePyPTzn: Liq (1:1)
Lochblockier-schicht	10 nm	mFBPTzn
Licht emittierende Schicht	25 nm	Bnf(II)PhA:3,10PCA2Nbf(IV)-02 (1 : 0,015)
Elektronen-blockierschicht	10 nm	PCBBiPDBt-02
Lochtransport-schicht	*1	*2
Lochinjektions-schicht	10nm	*2:OCHD-003(1:0,1)
Licht emittierende Vorrichtung 1				*1		130nm	*2	mmtBumTPoFBi-02
Licht emittierende Vorrichtung 2						115nm		PCBBiF
Licht emittierende Vorrichtung 3						130nm		mm tBumTPoFBi-02
Licht emittierende Vergleichsvorrichtung 1						115nm		PCBBiF

Die Brechungsindizes von mmtBumTPoFBi-02 und PCBBiF werden in 17 gezeigt, die Brechungsindizes von mmtBumBPTzn, mPn-mDMePyPTzn, Li-6mq und Liq werden in 18 gezeigt, und die Brechungsindizes bei 456 nm werden in der folgenden Tabelle gezeigt. Die Messung wurde mit einem spektroskopischen Ellipsometer (M-2000U, hergestellt von J.A. Woollam Japan Corp.) durchgeführt. Als Probe für die Messung wurde ein Film verwendet, der erhalten wurde, indem das Material jeder Schicht durch ein Vakuumverdampfungsverfahren in einer Dicke von ungefähr 50 nm über einem Quarzsubstrat abgeschieden wurde. Es sei angemerkt, dass ein Brechungsindex eines ordentlichen Strahls, n, Ordinary, und ein Brechungsindex eines außerordentlichen Strahls, n, Extra-ordinary, in den Diagrammen gezeigt werden.
Die Diagramme zeigen, dass der ordentliche Brechungsindex von mmtBumTPoFBi-02 in dem gesamten Bereich der Emission von blauem Licht (455 nm bis 465 nm) 1,69 bis 1,70 ist, welcher innerhalb des Bereichs von 1,50 bis 1,75 liegt. Außerdem ist der ordentliche Brechungsindex bei 633 nm 1,64, welcher innerhalb des Bereichs von 1,45 bis 1,70 liegt. Folglich wird festgestellt, dass mmtBumTPoFBi-02 ein Material mit niedrigem Brechungsindex ist. Der ordentliche Brechungsindex von mmtBumBPTzn in dem gesamten Bereich der Emission von blauem Licht (455 nm bis 465 nm) ist 1,68, welcher innerhalb des Bereichs von 1,50 bis 1,75 liegt. Außerdem ist der ordentliche Brechungsindex bei 633 nm 1,64, welcher innerhalb des Bereichs von 1,45 bis 1,70 liegt. Folglich wird festgestellt, dass mmtBumBPTzn ein Material mit niedrigem Brechungsindex ist. Der ordentliche Brechungsindex von Li-6mq in dem gesamten Bereich der Emission von blauem Licht (455 nm bis 465 nm) ist niedriger als oder gleich 1,67, welcher innerhalb des Bereichs von 1,45 bis 1,70 liegt. Außerdem ist der ordentliche Brechungsindex bei 633 nm 1,61, welcher innerhalb des Bereichs von 1,40 bis 1,65 liegt. Folglich wird festgestellt, dass Li-6mq ein Material mit niedrigem Brechungsindex ist.
Diese Ergebnisse zeigen, dass die ordentlichen Brechungsindizes sowohl der Lochtransportschicht 112 als auch der Elektronentransportschicht 114 in der Licht emittierenden Vorrichtung 1, der ordentliche Brechungsindex der Elektronentransportschicht 114 in der Licht emittierenden Vorrichtung 2 und der ordentliche Brechungsindex der Lochtransportschicht 112 in der Licht emittierenden Vorrichtung 3 in dem gesamten Bereich der Emission von blauem Licht (455 nm bis 465 nm) höher als oder gleich 1,50 und niedriger als 1,75 sind und die ordentlichen Brechungsindizes bei 633 nm höher als oder gleich 1,45 und niedriger als 1,70 sind.
[Tabelle 3]

ordentlicher Brechungsindex (n, Ordinary) @456 nm

mmtBumTPoFBi-02 1,70

PCBBiF 1,83

mmtBumBPTzn 1,68

mPn-mDMePyPTzn 1,81

Li-6mq 1,67

Liq 1,72
Die Licht emittierenden Vorrichtungen und die Licht emittierende Vergleichsvorrichtung 1 wurden unter Verwendung eines Glassubstrats in einem eine Stickstoffatmosphäre enthaltenden Handschuhkasten derart abgedichtet, dass sie nicht der Luft ausgesetzt wurden (ein UV-härtendes Dichtungsmaterial wurde aufgetragen, um die Elemente zu umschließen, nur das UV-härtende Dichtungsmaterial wurde mit UV bestrahlt, während verhindert wurde, dass die Licht emittierenden Vorrichtungen mit dem UV bestrahlt wurden, und eine Wärmebehandlung wurde unter atmosphärischem Druck eine Stunde lang bei 80 °C durchgeführt). Dann wurden die Anfangseigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtungen gemessen.
19 zeigt die Leuchtdichte-Stromdichte-Eigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtungen 1 bis 3 und der Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 1. 20 zeigt die Leuchtdichte-Spannungs-Eigenschaften dieser. 21 zeigt die Stromeffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften dieser. 22 zeigt die Stromdichte-Spannungs-Eigenschaften dieser. 23 zeigt die Blauindex-Leuchtdichte-Eigenschaften dieser. 24 zeigt die Emissionsspektren dieser. Tabelle 4 zeigt die Haupteigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtungen 1 bis 3 und der Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 1 bei etwa 1000 cd/m². Die Leuchtdichte, die CIE-Chromatizität und die Emissionsspektren wurden mit einem Spektralradiometer (SR-UL1R, hergestellt von TOPCON TECHNOHOUSE CORPORATION) bei normaler Temperatur gemessen.

Es sei angemerkt, dass der Blauindex (BI) ein Wert ist, der durch Teilen der Stromeffizienz (cd/A) durch die Chromatizität y erhalten wird, und einer der Indikatoren von Eigenschaften einer blauen Lichtemission ist. Es gibt die Tendenz, dass dann, wenn die Chromatizität y kleiner wird, die Farbreinheit der blauen Lichtemission hoch wird. Mit hoher Farbreinheit kann eine breite Palette von Blau dargestellt werden, selbst wenn die Anzahl von Leuchtdichtekomponenten klein ist; somit wird dann, wenn eine blaue Lichtemission mit hoher Farbreinheit verwendet wird, die für die Darstellung von Blau erforderliche Leuchtdichte verringert, was zu einem niedrigeren Stromverbrauch führt. Daher wird BI, der auf der Chromatizität y basiert und einer der Indikatoren der Farbreinheit von Blau ist, als Mittel zum Zeigen der Effizienz einer blauen Lichtemission geeignet verwendet. Die Licht emittierende Vorrichtung mit höherem BI kann als blaues Licht emittierende Vorrichtung mit höherer Effizienz für ein Display betrachtet werden.
[Tabelle 4]

	Spannung (V)	Strom (mA)	Stromdichte (mA/cm²)	Chromatizität (x,y)	Stromeffizienz (cd/A)	BI (cd/A/y)
Licht emittierende Vorrichtung 1	4,0	0,51	12,6	(0,143, 0,044)	8,1	182
Licht emittierende Vorrichtung 2	3,6	0,55	13,8	(0,142, 0,044)	7,3	167
Licht emittierende Vorrichtung 3	3,7	0,53	13,2	(0,142, 0,045)	7,9	175
Licht emittierende Vergleichsvorrichtung 1	3,3	0,55	13,7	(0,143, 0,042)	6,8	161

18 bis 24 und Tabelle 4 zeigen, dass die Licht emittierenden Vorrichtungen 1 bis 3, bei denen die Schicht mit niedrigem Brechungsindex einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für den Lochtransportbereich 120 und/oder den Elektronentransportbereich 121 verwendet wird, EL-Vorrichtungen mit hoher Stromeffizienz und hohem BI sind, während die Licht emittierenden Vorrichtungen 1 bis 3 im Wesentlichen das gleiche Emissionsspektrum aufweisen wie die Licht emittierende Vergleichsvorrichtung 1, die keinen Bereich mit niedrigem Brechungsindex umfasst.
Wie vorstehend beschrieben, kann die Licht emittierende Vorrichtung, die die Schicht mit niedrigem Brechungsindex in der EL-Schicht beinhaltet, eine Licht emittierende Vorrichtung sein, die eine höhere Emissionseffizienz aufweist als eine Licht emittierende Vorrichtung, die keine Schicht mit niedrigem Brechungsindex beinhaltet. Des Weiteren kann die Licht emittierende Vorrichtung eine noch höhere Emissionseffizienz aufweisen, indem die Licht emittierende Vorrichtung auf die Licht emittierende Einrichtung mit der Struktur einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der eine Schicht, in der QDs in einem Harz mit einem Brechungsindex von höher als oder gleich 1,8 und niedriger als oder gleich 2,0 dispergiert werden, als Farbumwandlungsschicht verwendet wird, angewendet wird.
(Referenzbeispiel 2)
<<Referenzsynthesebeispiel 1>>
In diesem Synthesebeispiel wird ein Verfahren zum Synthetisieren des Lochtransportmaterials mit niedrigem Brechungsindex beschrieben, das bei der Ausführungsform 2 beschrieben worden ist.
Zuerst wird ein ausführliches Verfahren zum Synthetisieren von N,N-Bis(4-cyclohexylphenyl)-N-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2yl)amin (Abkürzung: dchPAF) beschrieben. Die Struktur von dchPAF wird nachstehend gezeigt.
<Schritt 1: Synthese von N,N-Bis(4-cyclohexylphenyl)-N-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2yl)amin (Abkürzung: dchPAF)>
In einen Dreihalskolben wurden 10,6 g (51 mmol) 9,9-Dimethyl-9H-fluoren-2-amin, 18,2 g (76 mmol) 4-Cyclohexyl-1-brombenzol, 21,9 g (228 mmol) Natrium-tert-butoxid und 255 ml Xylol gegeben. Die Mischung wurde unter reduziertem Druck entgast, und dann wurde die Luft in dem Kolben durch Stickstoff ersetzt. Die Mischung wurde gerührt, während sie auf ungefähr 50 °C erwärmt wurde. Anschließend wurden 370 mg (1,0 mmol) Allylpalladium(II)chloriddimer (Abkürzung: (AllylPdCl)₂) und 1660 mg (4,0 mmol) Di-tert-butyl(1-methyl-2,2-diphenylcyclopropyl)phosphin (Abkürzung: cBRIDP (eingetragenes Markenzeichen)) hinzugefügt, und die Mischung wurde ungefähr 5 Stunden lang bei 120 °C erwärmt. Danach wurde die Temperatur des Kolbens auf ungefähr 60 °C verringert, und ungefähr 4 ml Wasser wurden hinzugefügt, so dass ein Feststoff ausgefällt wurde. Der ausgefällte Feststoff wurde durch Filtration abgetrennt. Das Filtrat wurde konzentriert, und die erhaltene Lösung wurde durch Kieselgelsäulenchromatographie gereinigt. Die erhaltene Lösung wurde konzentriert, um eine kondensierte Toluollösung zu erhalten. Die Toluollösung wurde zur Wiederausfällung in Ethanol getropft. Das Präzipitat wurde bei ungefähr 10 °C gefiltert und der erhaltene Feststoff wurde bei ungefähr 80 °C unter reduziertem Druck getrocknet, wodurch 10,1 g eines weißen Zielfeststoffs in einer Ausbeute von 40 % erhalten wurden. Das Syntheseschema von dchPAF des Schrittes 1 wird nachstehend gezeigt.
Die durch Kernspinresonanz- (¹H-NMR-) Spektroskopie erhaltenen Analyseergebnisse des in dem Schritt 1 erhaltenen weißen Feststoffs werden nachstehend gezeigt. Die Ergebnisse zeigen, dass dchPAF in diesem Synthesebeispiel synthetisiert wurde.
¹H-NMR.δ (CDCl₃): 7,60 (d, 1H, J = 7,5 Hz), 7,53 (d, 1H, J = 8,0 Hz), 7,37 (d, 2H, J = 7,5 Hz), 7,29 (td, 1H, J = 7,5 Hz, 1,0 Hz), 7,23 (td, 1H, J = 7,5 Hz, 1,0 Hz), 7,19 (d, 1H, J = 1,5 Hz), 7,06 (m, 8H), 6,97 (dd, 1H, J = 8,0 Hz, 1,5 Hz), 2,41-2,51 (brm, 2H), 1,79-1,95 (m, 8H), 1,70-1,77 (m, 2H), 1,33-1,45 (brm, 14H), 1,19-1,30 (brm, 2H).
In ähnlicher Weise wurden organische Verbindungen synthetisiert, die durch die folgenden Strukturformeln (101) bis (109) dargestellt werden.
Die durch Kernspinresonanz- (¹H-NMR-) Spektroskopie erhaltenen Analyseergebnisse der vorstehenden organischen Verbindungen werden nachstehend gezeigt.
Strukturformel (101): N-(4-Cyclohexylphenyl)-N-(3'',5''-ditertiarybutyl-1,1"-biphenyl-4-yl)-N-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2yl)amin (Abkürzung: mmtBuBichPAF) ¹H-NMR.δ (CDCl₃): 7,63 (d, 1H, J = 7,5 Hz), 7,57 (d, 1H, J = 8,0 Hz), 7,44-7,49 (m, 2H), 7,37-7,42 (m, 4H), 7,31 (td, 1H, J = 7,5 Hz, 2,0 Hz), 7,23-7,27 (m, 2H), 7,15-7,19 (m, 2H), 7,08-7,14 (m, 4H), 7,05 (dd, 1H, J = 8,0 Hz, 2,0 Hz), 2,43-2,53 (brm, 1H), 1,81-1,96 (m, 4H), 1,75 (d, 1H, J = 12,5 Hz), 1,32-1,48 (m, 28H), 1,20-1,31 (brm, 1H).
Strukturformel (102): N-(3,3'',5,5''-Tetra-t-butyl-1,1':3',1''-terphenyl-5'-yl)-N-(4-cyclohexylphenyl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: mmtBumTPchPAF) ¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): δ = 7,63 (d, J = 6,6 Hz, 1H), 7,58 (d, J = 8,1 Hz, 1H), 7,42-7,37 (m, 4H), 7,36-7,09 (m, 14H), 2,55-2,39 (m, 1H), 1,98-1,20 (m, 51H).
Strukturformel (103): N-[(3,3',5'-t-Butyl)-1,1 '-biphenyl-5-yl]-N-(4-cyclohexylphenyl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: mmtBumBichPAF) ¹H-NMR.δ (CDCl₃): 7,63 (d, 1H, J = 7,5 Hz), 7,56 (d, 1H, J = 8,5 Hz), 7,37-40 (m, 2H), 7,27-7,32 (m, 4H), 7,22-7,25 (m, 1H), 7,16-7,19 (brm, 2H), 7,08-7,15 (m, 4H), 7,02-7,06 (m, 2H), 2,43-2,51 (brm, 1H), 1,80-1,93 (brm, 4H), 1,71-1,77 (brm, 1H), 1,36-1,46 (brm, 10H), 1,33 (s, 18H), 1,22-1,30 (brm, 10H).
Strukturformel (104): N-(1,1'-Biphenyl-2-yl)-N-[(3,3',5'-tri-t-butyl)-1,1'-biphenyl-5-yl]-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: mmtBumBioFBi) ¹H-NMR.δ (CDCl₃): 7,57 (d, 1H, J = 7,5 Hz), 7,40-7,47 (m, 2H), 7,32-7,39 (m, 4H), 7,27-7,31 (m, 2H), 7,27-7,24 (m, 5H), 6,94-7,09 (m, 6H), 6,83 (brs, 2H), 1,33 (s, 18H), 1,32 (s, 6H), 1,20 (s, 9H).
Strukturformel (105): N-(4-tert-Butylphenyl)-N-(3,3'',5,5''-tetra-t-butyl-1,1':3',1''-terphenyl-5'-yl)-9,9,-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: mmtBumTPtBuPAF) ¹H-NMR.δ (CDCl₃): 7,64 (d, 1H, J = 7,5 Hz), 7,59 (d, 1H, J = 8,0 Hz), 7,38-7,43 (m, 4H), 7,29-7,36 (m, 8H), 7,24-7,28 (m, 3H), 7,19 (d, 2H, J = 8,5 Hz), 7,13 (dd, 1H, J = 1,5 Hz, 8,0 Hz), 1,47 (s, 6H), 1,32 (s, 45H).
Strukturformel (106): N-(1,1'-Biphenyl-2-yl)-N-(3,3'',5',5''-tetra-t-butyl-1,1':3',1''-terphenyl-5-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: mmtBumTPoFBi-02) ¹H-NMR.δ (CDCl₃): 7,56 (d, 1H, J = 7,4 Hz), 7,50 (dd, 1H, J = 1,7 Hz), 7,33-7,46 (m, 11H), 7,27-7,29 (m, 2H), 7,22 (dd, 1H, J = 2,3 Hz), 7,15 (d, 1H, J = 6,9 Hz), 6,98-7,07 (m, 7H), 6,93 (s, 1H), 6,84 (d, 1H, J = 6,3 Hz), 1,38 (s, 9H), 1,37 (s, 18H), 1,31 (s, 6H), 1,20 (s, 9H).
Strukturformel (107): N-(4-Cyclohexylphenyl)-N-(3,3",5',5"-tetra-t-butyl-1,1':3',1"-terphenyl-5-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: mmtBumTPchPAF-02) ¹H-NMR.δ (CDCl₃): 7,62 (d, 1H, J = 7,5 Hz), 7,56 (d, 1H, J = 8,0 Hz), 7,50 (dd, 1H, J = 1,7 Hz), 7,46-7,47 (m, 2H), 7,43 (dd, 1H, J = 1,7 Hz), 7,37-7,39 (m, 3H), 7,29-7,32 (m, 2H), 7,23-7,25 (m, 2H), 7,20 (dd, 1H, J = 1,7 Hz), 7,09-7,14 (m, 5H), 7,05 (dd, 1H, J = 2,3 Hz), 2,46 (brm, 1H), 1,83-1,88 (m, 4H), 1,73-1,75 (brm, 1H), 1,42 (s, 6H), 1,38 (s, 9H), 1,36 (s, 18H), 1,29 (s, 9H).
Strukturformel (108): N-(1,1'-Biphenyl-2-yl)-N-(3'',5',5''-tri-t-butyl-1,1':3',1''-terphenyl-5-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: mmtBumTPoFBi-03) ¹H-NMR.δ (CDCl₃): 7,55 (d, 1H, J = 7,4 Hz), 7,50 (dd, 1H, J = 1,7 Hz), 7,42-7,43 (m, 3H), 7,27-7,39 (m, 10H), 7,18-7,25 (m, 4H), 7,00-7,12 (m, 4H), 6,97 (dd, 1H, J = 6,3 Hz, 1,7 Hz), 6,93 (d, 1H, J = 1,7 Hz), 6,82 (dd, 1H, J = 7,3 Hz, 2,3 Hz), 1,37 (s, 9H), 1,36 (s, 18H), 1,29 (s, 6H).
Strukturformel (109): A/-(4-Cyclohexylphenyl)-A/-(3",5',5"-tri-f-butyl-1,1':3', 1 "-terphenyl-5-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: mmtBumTPchPAF-03) ¹H-NMR.δ (CDCl₃): 7,62 (d, 1H, J = 7,5 Hz), 7,56 (d, 1H, J = 8,6 Hz), 7,51 (dd, 1H, J = 1,7 Hz), 7,48 (dd, 1H, J = 1,7 Hz), 7,46 (dd, 1H, J = 1,7 Hz), 7,42 (dd, 1H, J = 1,7 Hz), 7,37-7,39 (m, 4H), 7,27-7,33 (m, 2H), 7,23-7,25 (m, 2H), 7,05-7,13 (m, 7H), 2,46 (brm, 1H), 1,83-1,90 (m, 4H), 1,73-1,75 (brm, 1H), 1,41 (s, 6H), 1,37 (s, 9H), 1,35 (s, 18H).
Es handelt sich bei allen vorstehend beschriebenen Substanzen um Substanzen, die jeweils einen ordentlichen Brechungsindex von höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 in dem Bereich der Emission von blauem Licht (455 nm bis 465 nm) oder einen ordentlichen Brechungsindex von höher als oder gleich 1,45 und niedriger als oder gleich 1,70 in Bezug auf Licht von 633 nm, welches normalerweise bei der Messung des Brechungsindex verwendet wird, aufweisen.
(Referenzbeispiel 3)
<<Referenzsynthesebeispiel 2>>
Ein Beispiel für ein Syntheseverfahren des Materials mit niedrigem Brechungsindex und einer Elektronentransporteigenschaft, das bei der Ausführungsform 2 beschrieben worden ist, wird nachstehend beschrieben.
Zuerst wird ein Syntheseverfahren von 2- f (3',5'-Di-tert-butyl)-1,1'-biphenyl-3-yl}-4,6-bis(3,5-di-tert-butylphenyl)-1,3,5-triazin (Abkürzung: mmtBumBP-dmmtBuPTzn), das eine organische Verbindung ist, die durch die Strukturformel (200) dargestellt wird, beschrieben. Die Struktur von mmtBumBP-dmmtBuPTzn wird nachstehend gezeigt.
<Schritt 1: Synthese von 3-Brom-3',5'-di-tert-butylbiphenyl>
In einen Dreihalskolben wurden 1,0 g (4,3 mmol) 3,5-Di-t-butylphenylboronsäure, 1,5 g (5,2 mmol) 1-Brom-3-iodbenzol, 4,5 ml einer 2 mol/l wässrigen Kaliumcarbonatlösung, 20 ml Toluol und 3 ml Ethanol gegeben, und die Mischung wurde unter reduziertem Druck gerührt, um entgast zu werden. Dieser Mischung wurden ferner 52 mg (0,17 mmol) Tris(2-methylphenyl)phosphin und 10 mg (0,043 mmol) Palladium(II)-acetat hinzugefügt und unter einer Stickstoffatmosphäre 14 Stunden lang bei 80 °C reagiert. Nach der Reaktion wurde die Extraktion mit Toluol durchgeführt, und die erhaltene organische Schicht wurde mit Magnesiumsulfat getrocknet. Diese Mischung wurde einer Schwerkraftfiltration unterzogen, und das erhaltene Filtrat wurde durch eine Kieselgel-Säulenchromatographie (das Laufmittel: Hexan) gereinigt, um 1,0 g eines weißen Zielfeststoffs zu erhalten (Ausbeute: 68 %). Das Syntheseschema des Schrittes 1 wird nachstehend gezeigt.
<Schritt 2: Synthese von 2-(3',5'-Di-tert-butylbiphenyl-3-yl)-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan>
In einen Dreihalskolben wurden 1,0 g (2,9 mmol) 3-Brom-3',5'-di-tert-butylbiphenyl, 0,96 g (3,8 mmol) Bis(pinacolato)dibor, 0,94 g (9,6 mmol) Kaliumacetat und 30 ml 1,4-Dioxan gegeben, und die Mischung wurde unter reduziertem Druck gerührt, um entgast zu werden. Dieser Mischung wurden ferner 0,12 g (0,30 mmol) 2-Dicyclohexylphosphino-2',6'-dimethoxybiphenyl und 0,12 g (0,15 mmol) [1,1'-Bis(diphenylphosphino)ferrocen]palladium(II)dichloriddichlormethan-Addukt hinzugefügt und unter einer Stickstoffatmosphäre 24 Stunden lang bei 110 °C reagiert. Nach der Reaktion wurde die Extraktion mit Toluol durchgeführt, und die erhaltene organische Schicht wurde mit Magnesiumsulfat getrocknet. Diese Mischung wurde einer Schwerkraftfiltration unterzogen. Das erhaltene Filtrat wurde durch eine Kieselgel-Säulenchromatographie (das Laufmittel: Toluol) gereinigt, um 0,89 g eines gelben Zielöls zu erhalten (Ausbeute: 78 %). Das Syntheseschema des Schrittes 2 wird nachstehend gezeigt.
<Schritt 3: Synthese von mmtBumBP-dmmtBuPTzn>
In einen Dreihalskolben wurden 0,8 g (1,6 mmol) 4,6-Bis(3,5-di-tert-butyl-phenyl)-2-chlor-1,3,5-triazin, 0,89 g (2,3 mmol) 2-(3',5'-Di-tert-butylbiphenyl-3-yl)-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan, 0,68 g (3,2 mmol) Trikaliumphosphat, 3 ml Wasser, 8 ml Toluol und 3 ml 1,4-Dioxan gegeben, und die Mischung wurde unter reduziertem Druck gerührt, um entgast zu werden. Dieser Mischung wurden ferner 3,5 mg (0,016 mmol) Palladium(II)-acetat und 10 mg (0,032 mmol) Tris(2-methylphenyl)phosphin hinzugefügt und unter einer Stickstoffatmosphäre 12 Stunden lang erwärmt und refluxiert. Nach der Reaktion wurde die Extraktion mit Ethylacetat durchgeführt, und die erhaltene organische Schicht wurde mit Magnesiumsulfat getrocknet. Diese Mischung wurde einer Schwerkraftfiltration unterzogen. Das erhaltene Filtrat wurde konzentriert, gefolgt von einer Reinigung durch eine Kieselgel-Säulenchromatographie (Ethylacetat: Hexan = 1:20 als Laufmittel), um einen Feststoff zu erhalten. Der Feststoff wurde durch eine Kieselgel-Säulenchromatographie (das Laufmittel wurde von Chloroform: Hexan = 5:1 zu 1:0 geändert) gereinigt. Der erhaltene Feststoff wurde aus Hexan umkristallisiert, so dass 0,88 g eines weißen Zielfeststoffs (Ausbeute: 76 %) erhalten wurden. Das Syntheseschema des Schrittes 3 wird nachstehend gezeigt.
Durch ein Train-Sublimationsverfahren wurden 0,87 g des erhaltenen weißen Feststoffs bei 230 °C unter einem Druck von 5,8 Pa und einem Argongasstrom gereinigt. Nach der Sublimationsreinigung wurden 0,82 g eines weißen Zielfeststoffs mit einer Sammelquote von 95 % erhalten.
Die durch Kernspinresonanz- (¹H-NMR-) Spektroskopie erhaltenen Analyseergebnisse des in dem Schritt 3 erhaltenen weißen Feststoffs werden nachstehend gezeigt. Die Ergebnisse zeigen, dass mmtBumBP-dmmtBuPTzn, das durch die vorstehende Strukturformel (200) dargestellt wird, durch das vorstehende Syntheseverfahren erhalten wurde.
H¹ NMR (CDCl₃, 300 MHz): δ = 1,42-1,49 (m, 54H), 7,50 (s, 1H), 7,61-7,70 (m, 5H), 7,87 (d, 1H), 8,68-8,69 (m, 4H), 8,78 (d, 1H), 9,06 (s, 1H).
In ähnlicher Weise wurden organische Verbindungen synthetisiert, die durch die folgenden Strukturformeln (201) bis (204) dargestellt werden.
Die durch Kernspinresonanz- (¹H-NMR-) Spektroskopie erhaltenen Analyseergebnisse jeder organischen Verbindung werden nachstehend gezeigt.
Strukturformel (201): 2- f (3',5'-Di-tert-butyl)-1,1'-biphenyl-3-yl}-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: mmtBumBPTzn) H¹ NMR (CDCl3, 300 MHz): δ = 1,44 (s, 18H), 7,51-7,68 (m, 10H), 7,83 (d, 1H), 8,73-8,81 (m, 5H), 9,01 (s, 1H).
Strukturformel (202): 2-(3,3'',5,5''-Tetra-tert-butyl-1,1':3',1''-phenyl-5'-yl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: mmtBumTPTzn) H¹ NMR (CDCl3, 300 MHz): δ = 1,44 (s, 36H), 7,54-7,62 (m, 12H), 7,99 (t, 1H), 8,79 (d, 4H), 8,92 (d, 2H).
Strukturformel (203): 2-{(3',5'-Di-tert-butyl)-1,1'-biphenyl-3-yl}-4,6-bis(3,5-di-tert-butylphenyl)-1,3-pyrimidin (Abkürzung: mmtBumBP-dmmtBuPPm) ¹H NMR (CDCl3, 300 MHz): δ = 1,39-1,45 (m, 54H), 7,47 (t, 1H), 7,59-7,65 (m, 5H), 7,76 (d, 1H), 7,95 (s, 1H), 8,06 (d, 4H), 8,73 (d, 1H, 8,99 (s, 1H)).
Strukturformel (204): 2-(3,3'',5',5''-Tetra-tert-butyl-1,1':3',1''-terphenyl-5-yl)-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: mmtBumTPTzn-02) H¹ NMR (CDCl3, 300 MHz): δ = 1,41 (s, 18H), 1,49 (s, 9H), 1,52 (s, 9H), 7,49 (s, 3H), 7,58-7,63 (m, 7H), 7,69-7,70 (m, 2H), 7,88 (t, 1H), 8,77-8.83 (m, 6H).
Es handelt sich bei allen vorstehend beschriebenen organischen Verbindungen um organische Verbindungen, die jeweils einen ordentlichen Brechungsindex von höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 in dem Bereich der Emission von blauem Licht (455 nm bis 465 nm) oder einen ordentlichen Brechungsindex von höher als oder gleich 1,45 und niedriger als oder gleich 1,70 in Bezug auf Licht von 633 nm, welches normalerweise bei der Messung des Brechungsindex verwendet wird, aufweisen.
Bezugszeichenliste

100: Substrat,
101: Anode,
102: Kathode,
103: EL-Schicht,
111: Lochinjektionsschicht,
112: Lochtransportschicht,
113: Licht emittierende Schicht,
113-1: Licht emittierendeSchicht,
113-2: Licht emittierende Schicht,
114: Elektronentransportschicht,
115: Elektroneninjektionsschicht,
116: Ladungserzeugungsschicht,
117: p-Typ-Schicht,
118: Elektronenweiterleitungsschicht,
119: Elektroneninjektionspufferschicht,
200: Isolator,
201: Anode,
201B: Anode,
201G: Anode,
201R: Anode,
201W: Anode,
202: EL-Schicht,
203: Kathode,
204: Schutzschicht,
205B: Struktur mit einer Funktion zum Streuen von Licht,
205G: Farbumwandlungsschicht,
205R: Farbumwandlungsschicht,
205W: Farbumwandlungsschicht,
205: Farbumwandlungsschicht,
206: Schwarzmatrix,
207: Licht emittierende Vorrichtung,
207B: Licht emittierende Vorrichtung,
207G: Licht emittierende Vorrichtung,
207R: Licht emittierende Vorrichtung,
207W: Licht emittierende Vorrichtung,
208: Pixel,
208B: Pixel,
208G: Pixel,
208R: Pixel,
208W: Pixel,
209: optische Weglänge,
210G: Mittel zum Verleihen der Richtwirkung,
210R: Mittel zum Verleihen der Richtwirkung,
215B: Farbfilter,
225R: Farbfilter,
225G: Farbfilter,
225B: Farbfilter,
501: Anode,
502: Kathode,
511: erste Licht emittierende Einheit,
512: zweite Licht emittierende Einheit,
513: Ladungserzeugungsschicht,
601: Treiberschaltungsabschnitt (Sourceleitungstreiberschaltung),
602: Pixelabschnitt,
603: Treiberschaltungsabschnitt (Gateleitungstreiberschaltung),
604: Dichtungssubstrat,
605: Dichtungsmaterial,
607: Raum,
608: Leitung,
609: flexible gedruckte Schaltung (flexible printed circuit, FPC),
610: Elementsubstrat,
611: Schalt-FET,
612: Strom steuernder FET,
613: Anode,
614: Isolator,
616: EL-Schicht,
617: Kathode,
618: Licht emittierende Vorrichtung,
623: FET,
1001: Substrat,
1002: Basis-Isolierfilm,
1003: Gate-Isolierfilm,
1006: Gate-Elektrode,
1007: Gate-Elektrode,
1008: Gate-Elektrode,
1020: erster Zwischenschicht-Isolierfilm,
1021: zweiter Zwischenschicht-Isolierfilm,
1022: Elektrode,
1024R: Anode,
1024G: Anode,
1024B: Anode,
1025: Trennwand,
1028: EL-Schicht,
1029: Kathode,
1030: Raum,
1031: Dichtungssubstrat,
1032: Dichtungsmaterial,
1033: durchsichtiges Basismaterial,
1034R: rote Farbumwandlungsschicht,
1034G: grüne Farbumwandlungsschicht,
1035: Schwarzmatrix,
1036: Abdeckungsschicht,
1037: dritte Zwischenschicht-Isolierfilm,
1040: Pixelabschnitt,
1041: Treiberschaltungsabschnitt,
1042: Peripherieabschnitt,
2100: Roboter,
2110: arithmetische Vorrichtung,
2101: Beleuchtungsstärkesensor,
2102: Mikrofon,
2103: obere Kamera,
2104: Lautsprecher,
2105: Display,
2106: untere Kamera,
2107: Hindernissensor,
2108: Bewegungsmechanismus,
5000: Gehäuse,
5001: Anzeigeabschnitt,
5002: Anzeigeabschnitt,
5003: Lautsprecher,
5004: LED-Lampe,
5006: Verbindungsanschluss,
5007: Sensor,
5008: Mikrofon,
5012: Stütze,
5013: Ohrhörer,
5100: Reinigungsroboter,
5101: Display,
5102: Kamera,
5103: Bürste,
5104: Bedienknopf,
5150: tragbares Informationsendgerät,
5151: Gehäuse,
5152: Anzeigebereich,
5153: Biegeabschnitt,
5120: Staub,
5200: Anzeigebereich,
5201: Anzeigebereich,
5202: Anzeigebereich,
5203: Anzeigebereich,
7101: Gehäuse,
7103: Anzeigeabschnitt,
7105: Ständer,
7107: Anzeigeabschnitt,
7109: Bedientaste,
7110: Fernbedienung,
7201: Hauptteil,
7202: Gehäuse,
7203: Anzeigeabschnitt,
7204: Tastatur,
7205: externer Verbindungsanschluss,
7206: Zeigevorrichtung,
7210: zweiter Anzeigeabschnitt,
7401: Gehäuse,
7402: Anzeigeabschnitt,
7403: Bedienknopf,
7404: externer Verbindungsanschluss,
7405: Lautsprecher,
7406: Mikrofon,
9310: tragbares Informationsendgerät,
9311: Anzeigefeld,
9313: Gelenk,
9315: Gehäuse

Claims

Licht emittierende Einrichtung, die umfasst: eine erste Licht emittierende Vorrichtung; und eine erste Farbumwandlungsschicht, wobei die erste Licht emittierende Vorrichtung eine Anode, eine Kathode und eine EL-Schicht umfasst, die zwischen der Anode und der Kathode positioniert ist, wobei die EL-Schicht eine Schicht umfasst, die ein Material umfasst, dessen ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als 1,75 ist, wobei die erste Farbumwandlungsschicht eine erste Substanz umfasst, die Licht absorbiert und Licht emittiert, wobei ein ordentlicher Brechungsindex der ersten Farbumwandlungsschicht in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,40 und niedriger als oder gleich 2,10 ist, und wobei die erste Farbumwandlungsschicht auf einem optischen Weg des Lichts, das von der ersten Licht emittierenden Vorrichtung zur Außenseite der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird, positioniert ist.
Licht emittierende Einrichtung, die umfasst: eine erste Licht emittierende Vorrichtung; und eine erste Farbumwandlungsschicht, wobei die erste Licht emittierende Vorrichtung eine Anode, eine Kathode und eine EL-Schicht umfasst, die zwischen der Anode und der Kathode positioniert ist, wobei die EL-Schicht eine Licht emittierende Schicht und einen Lochtransportbereich umfasst, wobei der Lochtransportbereich zwischen der Anode und der Licht emittierenden Schicht positioniert ist, wobei der Lochtransportbereich eine Schicht umfasst, die eine organische Verbindung mit einer Lochtransporteigenschaft umfasst, deren ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 ist, wobei die erste Farbumwandlungsschicht eine erste Substanz umfasst, die Licht absorbiert und Licht emittiert, wobei ein ordentlicher Brechungsindex der ersten Farbumwandlungsschicht in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,40 und niedriger als oder gleich 2,10 ist, und wobei die erste Farbumwandlungsschicht auf einem optischen Weg des Lichts, das von der ersten Licht emittierenden Vorrichtung zur Außenseite der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird, positioniert ist.
Licht emittierende Einrichtung, die umfasst: eine erste Licht emittierende Vorrichtung; und eine erste Farbumwandlungsschicht, wobei die erste Licht emittierende Vorrichtung eine Anode, eine Kathode und eine EL-Schicht umfasst, die zwischen der Anode und der Kathode positioniert ist, wobei die EL-Schicht eine Licht emittierende Schicht und einen Elektronentransportbereich umfasst, wobei der Elektronentransportbereich zwischen der Licht emittierenden Schicht und der Kathode positioniert ist, wobei der Elektronentransportbereich eine Schicht umfasst, die eine organische Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft umfasst, deren ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 ist, wobei die erste Farbumwandlungsschicht eine erste Substanz umfasst, die Licht absorbiert und Licht emittiert, wobei ein ordentlicher Brechungsindex der ersten Farbumwandlungsschicht in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,40 und niedriger als oder gleich 2,10 ist, und wobei die erste Farbumwandlungsschicht auf einem optischen Weg des Lichts, das von der ersten Licht emittierenden Vorrichtung zur Außenseite der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird, positioniert ist.
Licht emittierende Einrichtung, die umfasst: eine erste Licht emittierende Vorrichtung; und eine erste Farbumwandlungsschicht, wobei die erste Licht emittierende Vorrichtung eine Anode, eine Kathode und eine EL-Schicht umfasst, die zwischen der Anode und der Kathode positioniert ist, wobei die EL-Schicht einen Lochtransportbereich, eine Licht emittierende Schicht und einen Elektronentransportbereich umfasst, wobei der Lochtransportbereich zwischen der Anode und der Licht emittierenden Schicht positioniert ist, wobei der Elektronentransportbereich zwischen der Licht emittierenden Schicht und der Kathode positioniert ist, wobei der Lochtransportbereich eine Schicht umfasst, die eine organische Verbindung mit einer Lochtransporteigenschaft umfasst, deren ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 ist, wobei der Elektronentransportbereich eine Schicht umfasst, die eine organische Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft umfasst, deren ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 ist, wobei die erste Farbumwandlungsschicht eine erste Substanz umfasst, die Licht absorbiert und Licht emittiert, wobei ein ordentlicher Brechungsindex der ersten Farbumwandlungsschicht in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,4 und niedriger als oder gleich 2,1 ist, und wobei die erste Farbumwandlungsschicht auf einem optischen Weg des Lichts, das von der ersten Licht emittierenden Vorrichtung zur Außenseite der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird, positioniert ist.
Licht emittierende Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der ordentliche Brechungsindex der ersten Farbumwandlungsschicht in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,80 und niedriger als oder gleich 2,00 ist.
Licht emittierende Einrichtung, die umfasst: eine erste Licht emittierende Vorrichtung; und eine erste Farbumwandlungsschicht, wobei die erste Licht emittierende Vorrichtung eine Anode, eine Kathode und eine EL-Schicht umfasst, die zwischen der Anode und der Kathode positioniert ist, wobei die EL-Schicht eine Schicht umfasst, die ein Material umfasst, dessen ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als 1,75 ist, wobei die erste Farbumwandlungsschicht eine erste Substanz, die Licht absorbiert und Licht emittiert, und ein Harz umfasst, wobei ein ordentlicher Brechungsindex des Harzes in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,40 und niedriger als oder gleich 2,10 ist, und wobei die erste Farbumwandlungsschicht auf einem optischen Weg des Lichts, das von der ersten Licht emittierenden Vorrichtung zur Außenseite der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird, positioniert ist.
Licht emittierende Einrichtung, die umfasst: eine erste Licht emittierende Vorrichtung; und eine erste Farbumwandlungsschicht, wobei die erste Licht emittierende Vorrichtung eine Anode, eine Kathode und eine EL-Schicht umfasst, die zwischen der Anode und der Kathode positioniert ist, wobei die EL-Schicht eine Licht emittierende Schicht und einen Lochtransportbereich umfasst, wobei der Lochtransportbereich zwischen der Anode und der Licht emittierenden Schicht positioniert ist, wobei der Lochtransportbereich eine Schicht umfasst, die eine organische Verbindung mit einer Lochtransporteigenschaft umfasst, deren ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 ist, wobei die erste Farbumwandlungsschicht eine erste Substanz, die Licht absorbiert und Licht emittiert, und ein Harz umfasst, wobei ein ordentlicher Brechungsindex des Harzes in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,40 und niedriger als oder gleich 2,10 ist, und wobei die erste Farbumwandlungsschicht auf einem optischen Weg des Lichts, das von der ersten Licht emittierenden Vorrichtung zur Außenseite der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird, positioniert ist.
Licht emittierende Einrichtung, die umfasst: eine erste Licht emittierende Vorrichtung; und eine erste Farbumwandlungsschicht, wobei die erste Licht emittierende Vorrichtung eine Anode, eine Kathode und eine EL-Schicht umfasst, die zwischen der Anode und der Kathode positioniert ist, wobei die EL-Schicht eine Licht emittierende Schicht und einen Elektronentransportbereich umfasst, wobei der Elektronentransportbereich zwischen der Licht emittierenden Schicht und der Kathode positioniert ist, wobei der Elektronentransportbereich eine Schicht umfasst, die eine organische Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft umfasst, deren ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 ist, wobei die erste Farbumwandlungsschicht eine erste Substanz, die Licht absorbiert und Licht emittiert, und ein Harz umfasst, wobei ein ordentlicher Brechungsindex des Harzes in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,40 und niedriger als oder gleich 2,10 ist, und wobei die erste Farbumwandlungsschicht auf einem optischen Weg des Lichts, das von der ersten Licht emittierenden Vorrichtung zur Außenseite der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird, positioniert ist.
Licht emittierende Einrichtung, die umfasst: eine erste Licht emittierende Vorrichtung; und eine erste Farbumwandlungsschicht, wobei die erste Licht emittierende Vorrichtung eine Anode, eine Kathode und eine EL-Schicht umfasst, die zwischen der Anode und der Kathode positioniert ist, wobei die EL-Schicht einen Lochtransportbereich, eine Licht emittierende Schicht und einen Elektronentransportbereich umfasst, wobei der Lochtransportbereich zwischen der Anode und der Licht emittierenden Schicht positioniert ist, wobei der Elektronentransportbereich zwischen der Licht emittierenden Schicht und der Kathode positioniert ist, wobei der Lochtransportbereich eine Schicht umfasst, die eine organische Verbindung mit einer Lochtransporteigenschaft umfasst, deren ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 ist, wobei der Elektronentransportbereich eine Schicht umfasst, die eine organische Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft umfasst, deren ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 ist, wobei die erste Farbumwandlungsschicht eine erste Substanz, die Licht absorbiert und Licht emittiert, und ein Harz umfasst, wobei ein ordentlicher Brechungsindex des Harzes in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,40 und niedriger als oder gleich 2,10 ist, und wobei die erste Farbumwandlungsschicht auf einem optischen Weg des Lichts, das von der ersten Licht emittierenden Vorrichtung zur Außenseite der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird, positioniert ist.
Licht emittierende Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei der ordentliche Brechungsindex des Harzes in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,80 und niedriger als oder gleich 2,00 ist.
Licht emittierende Einrichtung, die umfasst: eine erste Licht emittierende Vorrichtung; und eine erste Farbumwandlungsschicht, wobei eine erste Schicht, die eine organische Verbindung umfasst, zwischen der ersten Licht emittierenden Vorrichtung und der ersten Farbumwandlungsschicht enthalten ist, wobei die erste Licht emittierende Vorrichtung eine Anode, eine Kathode und eine EL-Schicht umfasst, die zwischen der Anode und der Kathode positioniert ist, wobei die EL-Schicht eine Schicht umfasst, die ein Material umfasst, dessen ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als 1,75 ist, wobei die erste Farbumwandlungsschicht eine erste Substanz umfasst, die Licht absorbiert und Licht emittiert, wobei ein ordentlicher Brechungsindex der ersten Schicht in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,40 und niedriger als oder gleich 2,10 ist, und wobei die erste Schicht und die erste Farbumwandlungsschicht auf einem optischen Weg des Lichts, das von der ersten Licht emittierenden Vorrichtung zur Außenseite der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird, positioniert sind.
Licht emittierende Einrichtung, die umfasst: eine erste Licht emittierende Vorrichtung; und eine erste Farbumwandlungsschicht, wobei eine erste Schicht, die eine organische Verbindung umfasst, zwischen der ersten Licht emittierenden Vorrichtung und der ersten Farbumwandlungsschicht enthalten ist, wobei die erste Licht emittierende Vorrichtung eine Anode, eine Kathode und eine EL-Schicht umfasst, die zwischen der Anode und der Kathode positioniert ist, wobei die EL-Schicht eine Licht emittierende Schicht und einen Lochtransportbereich umfasst, wobei der Lochtransportbereich zwischen der Anode und der Licht emittierenden Schicht positioniert ist, wobei der Lochtransportbereich eine Schicht umfasst, die eine organische Verbindung mit einer Lochtransporteigenschaft umfasst, deren ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 ist, wobei die erste Farbumwandlungsschicht eine erste Substanz umfasst, die Licht absorbiert und Licht emittiert, wobei ein ordentlicher Brechungsindex der ersten Schicht in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,40 und niedriger als oder gleich 2,10 ist, und wobei die erste Schicht und die erste Farbumwandlungsschicht auf einem optischen Weg des Lichts, das von der ersten Licht emittierenden Vorrichtung zur Außenseite der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird, positioniert sind.
Licht emittierende Einrichtung, die umfasst: eine erste Licht emittierende Vorrichtung; und eine erste Farbumwandlungsschicht, wobei eine erste Schicht, die eine organische Verbindung umfasst, zwischen der ersten Licht emittierenden Vorrichtung und der ersten Farbumwandlungsschicht enthalten ist, wobei die erste Licht emittierende Vorrichtung eine Anode, eine Kathode und eine EL-Schicht umfasst, die zwischen der Anode und der Kathode positioniert ist, wobei die EL-Schicht eine Licht emittierende Schicht und einen Elektronentransportbereich umfasst, wobei der Elektronentransportbereich zwischen der Licht emittierenden Schicht und der Kathode positioniert ist, wobei der Elektronentransportbereich eine Schicht umfasst, die eine organische Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft umfasst, deren ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 ist, wobei die erste Farbumwandlungsschicht eine erste Substanz umfasst, die Licht absorbiert und Licht emittiert, wobei ein ordentlicher Brechungsindex der ersten Schicht in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,40 und niedriger als oder gleich 2,10 ist, und wobei die erste Schicht und die erste Farbumwandlungsschicht auf einem optischen Weg des Lichts, das von der ersten Licht emittierenden Vorrichtung zur Außenseite der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird, positioniert sind.
Licht emittierende Einrichtung, die umfasst: eine erste Licht emittierende Vorrichtung; und eine erste Farbumwandlungsschicht, wobei eine erste Schicht, die eine organische Verbindung umfasst, zwischen der ersten Licht emittierenden Vorrichtung und der ersten Farbumwandlungsschicht enthalten ist, wobei die erste Licht emittierende Vorrichtung eine Anode, eine Kathode und eine EL-Schicht umfasst, die zwischen der Anode und der Kathode positioniert ist, wobei die EL-Schicht einen Lochtransportbereich, eine Licht emittierende Schicht und einen Elektronentransportbereich umfasst, wobei der Lochtransportbereich zwischen der Anode und der Licht emittierenden Schicht positioniert ist, wobei der Elektronentransportbereich zwischen der Licht emittierenden Schicht und der Kathode positioniert ist, wobei der Lochtransportbereich eine Schicht umfasst, die eine organische Verbindung mit einer Lochtransporteigenschaft umfasst, deren ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 ist, wobei der Elektronentransportbereich eine Schicht umfasst, die eine organische Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft umfasst, deren ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 ist, wobei die erste Farbumwandlungsschicht eine erste Substanz umfasst, die Licht absorbiert und Licht emittiert, wobei ein ordentlicher Brechungsindex der ersten Schicht in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,40 und niedriger als oder gleich 2,10 ist, und wobei die erste Schicht und die erste Farbumwandlungsschicht auf einem optischen Weg des Lichts, das von der ersten Licht emittierenden Vorrichtung zur Außenseite der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird, positioniert sind.
Licht emittierende Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei der ordentliche Brechungsindex der ersten Schicht in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,80 und niedriger als oder gleich 2,00 ist.
Licht emittierende Einrichtung nach einem der Ansprüche 2, 7 und 12, wobei die organische Verbindung mit einer Lochtransporteigenschaft, deren ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 ist, eine Monoamin-Verbindung ist, die einen ersten aromatischen Ring, einen zweiten aromatischen Ring und einen dritten aromatischen Ring aufweist, wobei der erste aromatische Ring, der zweite aromatische Ring und der dritte aromatische Ring an ein Stickstoffatom der Monoamin-Verbindung gebunden sind, und wobei der Anteil von Kohlenstoffatomen, die durch sp³-Hybridorbitale eine Bindung bilden, zu der Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen in einem Molekül höher als oder gleich 23 % und niedriger als oder gleich 55 % ist.
Licht emittierende Einrichtung nach einem der Ansprüche 3, 8 und 13, wobei die organische Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft mindestens einen sechsgliedrigen heteroaromatischen Ring mit 1 bis 3 Stickstoffatomen, eine Vielzahl von aromatischen Kohlenwasserstoffringen, die jeweils 6 bis 14 Kohlenstoffatome, die einen Ring bilden, aufweisen, wobei mindestens zwei der Vielzahl von aromatischen Kohlenwasserstoffringen Benzol-Ringe sind, und eine Vielzahl von Kohlenwasserstoff-Gruppen umfasst, die nur durch sp³-Hybridorbitale eine Bindung bilden.
Licht emittierende Einrichtung nach einem der Ansprüche 4, 9 und 14, wobei die Schicht, die eine organische Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft umfasst, deren ordentlicher Brechungsindex in dem Elektronentransportbereich höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 ist, ferner ein Fluorid eines Alkalimetalls oder ein Fluorid eines Erdalkalimetalls umfasst.
Licht emittierende Einrichtung nach einem der Ansprüche 4, 9, 14 und 18, wobei die organische Verbindung mit einer Lochtransporteigenschaft, deren ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 ist, eine Monoamin-Verbindung ist, die einen ersten aromatischen Ring, einen zweiten aromatischen Ring und einen dritten aromatischen Ring umfasst, der erste aromatische Ring, der zweite aromatische Ring und der dritte aromatische Ring an ein Stickstoffatom der Monoamin-Verbindung gebunden sind und der Anteil von Kohlenstoffatomen, die durch sp³-Hybridorbitale eine Bindung bilden, zu der Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen in einem Molekül höher als oder gleich 23 % und niedriger als oder gleich 55 % ist, und wobei die organische Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft, deren ordentlicher Brechungsindex in Bezug auf Licht mit einer Wellenlänge von länger als oder gleich 455 nm und kürzer als oder gleich 465 nm höher als oder gleich 1,50 und niedriger als oder gleich 1,75 ist, mindestens einen sechsgliedrigen heteroaromatischen Ring mit 1 bis 3 Stickstoffatomen, eine Vielzahl von aromatischen Kohlenwasserstoffringen, die jeweils 6 bis 14 Kohlenstoffatome, die einen Ring bilden, aufweisen, wobei mindestens zwei der Vielzahl von aromatischen Kohlenwasserstoffringen Benzol-Ringe sind, und eine Vielzahl von Kohlenwasserstoff-Gruppen umfasst, die nur durch sp³-Hybridorbitale eine Bindung bilden.
Licht emittierende Einrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei der Anteil von Kohlenstoffatomen, die durch sp³-Hybridorbitale eine Bindung bilden, zu der Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen in einem Molekül der organischen Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft höher als oder gleich 10 % und niedriger als oder gleich 60 % ist.
Licht emittierende Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei die erste Substanz ein Quantenpunkt ist.
Licht emittierende Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei die erste Licht emittierende Vorrichtung eine Mikrokavitätsstruktur aufweist.
Licht emittierende Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, die ferner eine zweite Licht emittierende Vorrichtung, eine dritte Licht emittierende Vorrichtung und eine zweite Farbumwandlungsschicht umfasst, wobei die zweite Licht emittierende Vorrichtung und die dritte Licht emittierende Vorrichtung jeweils eine Struktur aufweisen, die derjenige der ersten Licht emittierenden Vorrichtung gleich ist, wobei die zweite Farbumwandlungsschicht eine zweite Substanz umfasst, die Licht absorbiert und Licht emittiert, wobei sich eine Peakwellenlänge eines Emissionsspektrums der ersten Substanz von einer Peakwellenlänge eines Emissionsspektrums der zweiten Substanz unterscheidet, und wobei die zweite Farbumwandlungsschicht auf einem optischen Weg des Lichts, das von der zweiten Licht emittierenden Vorrichtung zur Außenseite der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird, positioniert ist.
Licht emittierende Einrichtung nach Anspruch 23, wobei die zweite Substanz ein Quantenpunkt ist.
Licht emittierende Einrichtung nach Anspruch 23 oder 24, wobei die Peakwellenlänge des Emissionsspektrums der ersten Substanz bei 500 nm bis 600 nm liegt, und wobei die Peakwellenlänge des Emissionsspektrums der zweiten Substanz bei 600 nm bis 750 nm liegt.
Licht emittierende Einrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 25, die ferner eine vierte Licht emittierende Vorrichtung und eine dritte Farbumwandlungsschicht umfasst, wobei die vierte Licht emittierende Vorrichtung eine Struktur aufweist, die derjenige der ersten Licht emittierenden Vorrichtung gleich ist, wobei die dritte Farbumwandlungsschicht eine dritte Substanz umfasst, die Licht absorbiert und Licht emittiert, wobei eine Peakwellenlänge eines Emissionsspektrums der dritten Substanz bei 560 nm bis 610 nm liegt, und wobei die dritte Farbumwandlungsschicht auf einem optischen Weg des Lichts, das von der vierten Licht emittierenden Vorrichtung zur Außenseite der Licht emittierenden Einrichtung emittiert wird, positioniert ist.
Licht emittierende Einrichtung nach Anspruch 26, wobei die dritte Substanz ein Seltenerdelement umfasst.
Licht emittierende Einrichtung nach Anspruch 27, wobei das Seltenerdelement mindestens eines von Europium, Cer und Yttrium ist.
Licht emittierende Einrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 28, wobei die dritte Substanz ein Quantenpunkt ist.
Licht emittierende Einrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 29, wobei das Emissionsspektrum der dritten Farbumwandlungsschicht zwei Peaks aufweist.
Licht emittierende Einrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 29, wobei eine Lichtemission, die von der dritten Farbumwandlungsschicht erhalten wird, eine weiße Lichtemission ist.
Licht emittierende Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31, wobei die EL-Schicht eine Vielzahl von Licht emittierenden Schichten umfasst.
Licht emittierende Einrichtung nach Anspruch 32, die ferner eine Ladungserzeugungsschicht zwischen der Vielzahl von Licht emittierenden Schichten umfasst.
Licht emittierende Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 33, wobei die erste Licht emittierende Vorrichtung eine blaue Lichtemission aufweist.
Licht emittierende Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 34, die ferner einen Farbfilter umfasst, wobei die erste Farbumwandlungsschicht zwischen der ersten Licht emittierenden Vorrichtung und dem Farbfilter positioniert ist.
Elektronisches Gerät, das die Licht emittierende Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 35 und einen Sensor, einen Bedienknopf, einen Lautsprecher oder ein Mikrofon umfasst.
Licht emittierende Einrichtung, die die Licht emittierende Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 35 und einen Transistor oder ein Substrat umfasst.
Beleuchtungsvorrichtung, die die Licht emittierende Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 35 und ein Gehäuse umfasst.