JP2007251148A - Light-emitting element, light-emitting device, and electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エレクトロルミネッセンスを利用した発光素子に関する。また、発光素子を有する発光装置及び電子機器に関する。 The present invention relates to a light emitting element utilizing electroluminescence. In addition, the present invention relates to a light-emitting device and an electronic device each having a light-emitting element.
近年、テレビ、携帯電話、デジタルカメラ等における表示装置は、平面的で薄型の表示装置が求められており、この要求を満たすための表示装置として、自発光型である発光素子を利用した表示装置が注目されている。自発光型の発光素子の一つとして、エレクトロルミネッセンス(Electro Luminescence)を利用する発光素子があり、この発光素子は、発光材料を一対の電極で挟み、電圧を印加することにより、発光材料からの発光を得ることができるものである。 In recent years, display devices in televisions, mobile phones, digital cameras, and the like have been demanded to be flat and thin display devices, and display devices using self-luminous light-emitting elements as display devices to satisfy these requirements. Is attracting attention. One of self-luminous light-emitting elements is a light-emitting element that uses electroluminescence. This light-emitting element is formed by sandwiching a light-emitting material between a pair of electrodes and applying a voltage to the light-emitting element. Light emission can be obtained.
このような自発光型の発光素子は、液晶ディスプレイに比べ画素の視認性が高く、バックライトが不要である等の利点があり、フラットパネルディスプレイ素子として好適であると考えられている。また、このような発光素子は、薄型軽量に作製できることも大きな利点である。また、非常に応答速度が速いことも特徴の一つである。 Such a self-luminous light emitting element has advantages such as higher pixel visibility than a liquid crystal display and no need for a backlight, and is considered to be suitable as a flat panel display element. In addition, it is a great advantage that such a light-emitting element can be manufactured to be thin and light. Another feature is that the response speed is very fast.
さらに、このような自発光型の発光素子は膜状に形成することが可能であるため、大面積の素子を形成することにより、面発光を容易に得ることができる。このことは、白熱電球やLEDに代表される点光源、あるいは蛍光灯に代表される線光源では得難い特色であるため、照明等に応用できる面光源としての利用価値も高い。 Further, since such a self-luminous light emitting element can be formed into a film shape, surface emission can be easily obtained by forming a large-area element. This is a feature that is difficult to obtain with a point light source typified by an incandescent bulb or LED, or a line light source typified by a fluorescent lamp, and therefore has a high utility value as a surface light source applicable to illumination or the like.
エレクトロルミネッセンスを利用する発光素子は、発光材料が有機化合物であるか、無機化合物であるかによって区別され、一般的に、前者は有機EL素子、後者は無機EL素子と呼ばれている。 A light-emitting element using electroluminescence is distinguished depending on whether the light-emitting material is an organic compound or an inorganic compound. Generally, the former is called an organic EL element and the latter is called an inorganic EL element.
無機EL素子は、その素子構成により、分散型無機EL素子と薄膜型無機EL素子とに分類される。前者は、発光材料の粒子をバインダ中に分散させた発光層を有し、後者は、蛍光材料の薄膜からなる発光層を有している点に違いがある。しかし、そのメカニズムは共通しており、高電界で加速された電子による母体材料又は発光中心の衝突励起により発光が得られる。このような理由のため、一般的な無機EL素子で発光を得るためには高い電界が必要であり、発光素子に数百Vの電圧を印加する必要がある。例えば、近年フルカラーディスプレイに必要とされる高輝度の青色発光の無機EL素子が開発されたが、100〜200Vの駆動電圧が必要である(例えば、非特許文献1)。そのため、無機EL素子は消費電力が大きく、中小型サイズのディスプレイ、例えば、携帯電話等のディスプレイには採用することが難しかった。
上記問題に鑑み、本発明は、低電圧駆動が可能な発光素子を提供することを課題とする。また、発光効率が高い発光素子を提供することを課題とする。また、発光輝度が高い発光素子を提供することを課題とする。また、発光寿命が長い発光素子を提供することを課題とする。また、消費電力の低減された発光装置および電子機器を提供することを課題とする。また、低コストで作製可能な発光装置及び電子機器を提供することを課題とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a light-emitting element that can be driven at a low voltage. Another object is to provide a light-emitting element with high emission efficiency. Another object is to provide a light-emitting element with high emission luminance. Another object is to provide a light-emitting element having a long light emission lifetime. It is another object to provide a light-emitting device and an electronic device with reduced power consumption. It is another object to provide a light-emitting device and an electronic device that can be manufactured at low cost.
本発明者らは、複合材料を含む層を電極との間に設けることにより、課題が解決できることを見いだした。 The present inventors have found that the problem can be solved by providing a layer containing a composite material between the electrodes.
よって、本発明の一は、第1の電極と第2の電極との間に、発光層と、複合材料を含む層とを有し、発光層は、母体材料と不純物元素とを含み、複合材料を含む層は、有機化合物と無機化合物を含み、複合材料を含む層は、第2の電極と接するように設けられ、第1の電極の電位よりも第2の電極の電位の方が高くなるように電圧を印加したときに発光が得られる発光素子である。 Thus, according to one embodiment of the present invention, a light-emitting layer and a layer including a composite material are provided between a first electrode and a second electrode, and the light-emitting layer includes a base material and an impurity element and includes a composite The layer including the material includes an organic compound and an inorganic compound, and the layer including the composite material is provided in contact with the second electrode, and the potential of the second electrode is higher than the potential of the first electrode. Thus, the light-emitting element can emit light when a voltage is applied.
また、上記構成において、有機化合物としては、芳香族アミン化合物、またはカルバゾール誘導体、または芳香族炭化水素を用いることが好ましい。 In the above structure, an aromatic amine compound, a carbazole derivative, or an aromatic hydrocarbon is preferably used as the organic compound.
また、上記構成において、無機化合物は、有機化合物に対して電子受容性を示すことが好ましい。具体的には、遷移金属酸化物であることが好ましい。特に、元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物であることが好ましい。さらに好ましくは、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムのいずれかであることが好ましい。 In the above structure, the inorganic compound preferably exhibits an electron accepting property with respect to the organic compound. Specifically, a transition metal oxide is preferable. In particular, an oxide of a metal belonging to Groups 4 to 8 in the periodic table is preferable. More preferably, any of vanadium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, chromium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, manganese oxide, and rhenium oxide is preferable.
また、上記構成において、母体材料は、硫化亜鉛、硫化カドミウム、硫化カルシウム、硫化イットリウム、硫化ガリウム、硫化ストロンチウム、硫化バリウム、酸化亜鉛、酸化イットリウム、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、窒化インジウム、セレン化亜鉛、テルル化亜鉛、硫化カルシウム−ガリウム、硫化ストロンチウム−ガリウム、硫化バリウム−ガリウム等を用いることができる。 In the above structure, the base material is zinc sulfide, cadmium sulfide, calcium sulfide, yttrium sulfide, gallium sulfide, strontium sulfide, barium sulfide, zinc oxide, yttrium oxide, aluminum nitride, gallium nitride, indium nitride, zinc selenide, Zinc telluride, calcium sulfide-gallium, strontium sulfide-gallium, barium sulfide-gallium, or the like can be used.
上記構成において、不純物元素は、発光中心となる金属元素であることが好ましい。または、不純物元素は複数種含まれており、発光中心となる金属元素と、フッ素(F)、塩素(Cl)、臭素(Br)、ヨウ素(I)、ホウ素(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、タリウム(Tl)のいずれか一と、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、ルビジウム(Rb)、セシウム(Cs)、窒素(N)、リン(P)、ヒ素(As)、アンチモン(Sb)、ビスマス(Bi)のいずれか一であることが好ましい。発光中心となる金属元素は、母体材料に対して0.05〜5atom%の濃度で含まれていることが好ましい。金属元素としては、マンガン、銅、サマリウム、テルビウム、エルビウム、ツリウム、ユーロピウム、セリウム、プラセオジウム等を挙げることができる。 In the above structure, the impurity element is preferably a metal element serving as a light emission center. Alternatively, a plurality of impurity elements are included, and a metal element serving as a light emission center and fluorine (F), chlorine (Cl), bromine (Br), iodine (I), boron (B), aluminum (Al), Any one of gallium (Ga), indium (In), thallium (Tl), lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs), nitrogen (N), It is preferably any one of phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb), and bismuth (Bi). It is preferable that the metal element serving as the emission center is contained at a concentration of 0.05 to 5 atom% with respect to the base material. Examples of the metal element include manganese, copper, samarium, terbium, erbium, thulium, europium, cerium, and praseodymium.
または、上記構成において、不純物元素は複数種含まれており、銅、銀、金、白金、ケイ素のいずれか一と、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウムのいずれか一であることが好ましい。 Alternatively, in the above structure, a plurality of impurity elements are included, and any one of copper, silver, gold, platinum, and silicon, and any of fluorine, chlorine, bromine, iodine, boron, aluminum, gallium, indium, and thallium It is preferable that
または、上記構成において、不純物元素は複数種含まれており、銅、銀、金、白金、ケイ素のいずれか一と、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、窒素、リン、ヒ素、アンチモン、ビスマスのいずれか一であることが好ましい。 Alternatively, in the above structure, a plurality of impurity elements are included, and any one of copper, silver, gold, platinum, and silicon, lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, nitrogen, phosphorus, arsenic, antimony, and bismuth It is preferable that it is any one of these.
または、上記構成において、不純物元素は複数種含まれており、銅、銀、金、白金、ケイ素のいずれか一と、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウムのいずれか一と、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、窒素、リン、ヒ素、アンチモン、ビスマスのいずれか一であることが好ましい。 Alternatively, in the above structure, a plurality of impurity elements are included, and any one of copper, silver, gold, platinum, and silicon, and any of fluorine, chlorine, bromine, iodine, boron, aluminum, gallium, indium, and thallium And any one of lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, nitrogen, phosphorus, arsenic, antimony, and bismuth.
また、上記構成において、発光層と第1の電極との間に、バリア層が設けられていることが好ましい。バリア層を設けることにより、キャリアが通り抜けることを抑制し、発光効率を向上させることができる。バリア層の膜厚は、1〜10nmであることが好ましい。また、バリア層は、金属酸化物または金属窒化物であることが好ましい。例えば、第1の電極を構成している金属の酸化物でバリア層を形成する場合、第1の電極と連続してバリア層を形成することが可能であるので好ましい。 In the above structure, a barrier layer is preferably provided between the light-emitting layer and the first electrode. By providing the barrier layer, it is possible to suppress the carriers from passing through and to improve the light emission efficiency. The thickness of the barrier layer is preferably 1 to 10 nm. The barrier layer is preferably a metal oxide or a metal nitride. For example, when the barrier layer is formed using a metal oxide constituting the first electrode, it is preferable because the barrier layer can be formed continuously with the first electrode.
また、本発明は、上述した発光素子を有する発光装置も範疇に含めるものである。本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、発光デバイス、もしくは光源(照明装置含む)を含む。また、発光素子が形成されたパネルにコネクター、例えばFPC(Flexible printed circuit)もしくはTAB(Tape Automated Bonding)テープもしくはTCP(Tape Carrier Package)が取り付けられたモジュール、TABテープやTCPの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にCOG(Chip On Glass)方式によりIC(集積回路)が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。 The present invention also includes a light emitting device having the above-described light emitting element. The light-emitting device in this specification includes an image display device, a light-emitting device, or a light source (including a lighting device). Also, a panel in which a light emitting element is formed and a connector, for example, a FPC (Flexible Printed Circuit) or TAB (Tape Automated Bonding) tape or TCP (Tape Carrier Package) tape, a printed wiring board on the end of a TAB tape or TCP The light-emitting device also includes a module provided with an IC or an IC (integrated circuit) directly mounted on a light-emitting element by a COG (Chip On Glass) method.
また、本発明の発光素子を表示部に用いた電子機器も本発明の範疇に含めるものとする。したがって、本発明の電子機器は、表示部を有し、表示部は、上述した発光素子と発光素子の発光を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。 An electronic device using the light-emitting element of the present invention for the display portion is also included in the category of the present invention. Therefore, an electronic device according to the present invention includes a display portion, and the display portion includes the above-described light emitting element and a control unit that controls light emission of the light emitting element.
本発明の発光素子は、複合材料を含む層を有している。複合材料を含む層は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、発光素子の駆動電圧を低減することができる。また、発光効率を向上させることができる。また、発光輝度を向上させることができる。また、発光寿命の長い発光素子を得ることができる。 The light-emitting element of the present invention has a layer containing a composite material. Since the layer including the composite material is excellent in carrier injecting property and carrier transporting property, the driving voltage of the light-emitting element can be reduced. In addition, luminous efficiency can be improved. In addition, the emission luminance can be improved. In addition, a light-emitting element with a long emission lifetime can be obtained.
また、本発明の発光装置は、低電圧駆動が可能な発光素子を有しているため、消費電力が低減することができる。また、高耐電圧の駆動回路が不要であるため、低コストで発光装置を作製することができる。 Further, since the light-emitting device of the present invention includes a light-emitting element that can be driven at a low voltage, power consumption can be reduced. In addition, since a drive circuit with high withstand voltage is unnecessary, a light-emitting device can be manufactured at low cost.
また、本発明の電子機器は、低電圧駆動が可能な発光素子を有しているため、消費電力を低減することができる。また、高耐電圧の駆動回路が不要であるため、発光装置の作製コストを低減することができる。 In addition, since the electronic device of the present invention includes a light-emitting element that can be driven at a low voltage, power consumption can be reduced. In addition, since a driving circuit with high withstand voltage is unnecessary, manufacturing cost of the light-emitting device can be reduced.
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更しうることは当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following description, and it is easily understood by those skilled in the art that modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the embodiments below.
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の発光素子に用いる複合材料について説明する。なお、本明細書中において、複合とは、単に2つの材料を混合させるだけでなく、分子レベルで混合し、これによって材料間での電荷の授受が行われ得る状態になることを言う。
(Embodiment 1)
In this embodiment mode, a composite material used for the light-emitting element of the present invention will be described. Note that in this specification, the term “composite” means that not only two materials are mixed but also mixed at a molecular level so that charge can be transferred between the materials.
本発明で用いる複合材料は、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料である。複合材料に用いる有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)など、種々の化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる有機化合物としては、正孔輸送性の高い有機化合物であることが好ましい。具体的には、1×10−6cm2/Vs以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。以下では、複合材料に用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。 The composite material used in the present invention is a composite material formed by combining an organic compound and an inorganic compound. As the organic compound used for the composite material, various compounds such as an aromatic amine compound, a carbazole derivative, an aromatic hydrocarbon, and a high molecular compound (such as an oligomer, a dendrimer, and a polymer) can be used. Note that the organic compound used for the composite material is preferably an organic compound having a high hole-transport property. Specifically, a substance having a hole mobility of 1 × 10 −6 cm 2 / Vs or higher is preferable. Note that other than these substances, any substance that has a property of transporting more holes than electrons may be used. Below, the organic compound which can be used for a composite material is listed concretely.
例えば、芳香族アミン化合物としては、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB)、4,4’−ビス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:TPD)、4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4’’−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:MTDATA)などを挙げることができる。 For example, as an aromatic amine compound, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: NPB), 4,4′-bis [N- (3-methylphenyl) ) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: TPD), 4,4 ′, 4 ″ -tris (N, N-diphenylamino) triphenylamine (abbreviation: TDATA), 4,4 ′, 4 ″- And tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine (abbreviation: MTDATA).
また、以下に示す有機化合物を用いることにより、450nm〜800nmの波長領域において、吸収ピークを有しない複合材料を得ることができる。 In addition, by using the organic compound shown below, a composite material having no absorption peak can be obtained in a wavelength region of 450 nm to 800 nm.
450nm〜800nmの波長領域において、吸収ピークを有しない複合材料に含まれる芳香族アミンとしては、N,N’−ジ(p−トリル)−N,N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミン(略称:DTDPPA)、4,4’−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DPAB)、4,4’−ビス(N−{4−[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]フェニル}−N−フェニルアミノ)ビフェニル(略称:DNTPD)、1,3,5−トリス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ベンゼン(略称:DPA3B)等を挙げることができる。 As an aromatic amine contained in a composite material having no absorption peak in a wavelength region of 450 nm to 800 nm, N, N′-di (p-tolyl) -N, N′-diphenyl-p-phenylenediamine (abbreviation: DTDPPA), 4,4′-bis [N- (4-diphenylaminophenyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: DPAB), 4,4′-bis (N- {4- [N- (3- Methylphenyl) -N-phenylamino] phenyl} -N-phenylamino) biphenyl (abbreviation: DNTPD), 1,3,5-tris [N- (4-diphenylaminophenyl) -N-phenylamino] benzene (abbreviation) : DPA3B) and the like.
また、450nm〜800nmの波長領域において、吸収ピークを有しない複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、具体的には、3−[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA1)、3,6−ビス[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA2)、3−[N−(1−ナフチル)−N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)アミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCN1)等を挙げることができる。 As a carbazole derivative that can be used for a composite material having no absorption peak in the wavelength region of 450 nm to 800 nm, specifically, 3- [N- (9-phenylcarbazol-3-yl) -N— Phenylamino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCA1), 3,6-bis [N- (9-phenylcarbazol-3-yl) -N-phenylamino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCA2), 3 -[N- (1-naphthyl) -N- (9-phenylcarbazol-3-yl) amino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCN1) can be given.
また、4,4’−ジ(N−カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)、1,3,5−トリス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]ベンゼン(略称:TCPB)、9−[4−(N−カルバゾリル)]フェニル−10−フェニルアントラセン(略称:CzPA)、2,3,5,6−トリフェニル−1,4−ビス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]ベンゼン等を用いることができる。 In addition, 4,4′-di (N-carbazolyl) biphenyl (abbreviation: CBP), 1,3,5-tris [4- (N-carbazolyl) phenyl] benzene (abbreviation: TCPB), 9- [4- ( N-carbazolyl)] phenyl-10-phenylanthracene (abbreviation: CzPA), 2,3,5,6-triphenyl-1,4-bis [4- (N-carbazolyl) phenyl] benzene, and the like can be used. .
また、450nm〜800nmの波長領域において、吸収ピークを有しない複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素としては、例えば、9,10−ジ(ナフタレン−2−イル)−2−tert−ブチルアントラセン(略称:t−BuDNA)、9,10−ジ(ナフタレン−1−イル)−2−tert−ブチルアントラセン、9,10−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)アントラセン(略称:DPPA)、9,10−ジ(4−フェニルフェニル)−2−tert−ブチルアントラセン(略称:t−BuDBA)、9,10−ジ(ナフタレン−2−イル)アントラセン(略称:DNA)、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPAnth)、2−tert−ブチルアントラセン(略称:t−BuAnth)、9,10−ジ(4−メチルナフタレン−1−イル)アントラセン(略称:DMNA)、2−tert−ブチル−9,10−ビス[2−(ナフタレン−1−イル)フェニル]アントラセン、9,10−ビス[2−(ナフタレン−1−イル)フェニル]アントラセン、2,3,6,7−テトラメチル−9,10−ジ(ナフタレン−1−イル)アントラセン、2,3,6,7−テトラメチル−9,10−ジ(ナフタレン−2−イル)アントラセン、9,9’−ビアントリル、10,10’−ジフェニル−9,9’−ビアントリル、10,10’−ジ(2−フェニルフェニル)−9,9’−ビアントリル、10,10’−ビス[(2,3,4,5,6−ペンタフェニル)フェニル]−9,9’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、2,5,8,11−テトラ(tert−ブチル)ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。このように、1×10−6cm2/Vs以上の正孔移動度を有し、炭素数14〜42である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。 Moreover, as an aromatic hydrocarbon which can be used for a composite material having no absorption peak in a wavelength region of 450 nm to 800 nm, for example, 9,10-di (naphthalen-2-yl) -2-tert-butylanthracene (Abbreviation: t-BuDNA), 9,10-di (naphthalen-1-yl) -2-tert-butylanthracene, 9,10-bis (3,5-diphenylphenyl) anthracene (abbreviation: DPPA), 9, 10-di (4-phenylphenyl) -2-tert-butylanthracene (abbreviation: t-BuDBA), 9,10-di (naphthalen-2-yl) anthracene (abbreviation: DNA), 9,10-diphenylanthracene ( Abbreviation: DPAnth), 2-tert-butylanthracene (abbreviation: t-BuAnth), 9,10-di (4 Methylnaphthalen-1-yl) anthracene (abbreviation: DMNA), 2-tert-butyl-9,10-bis [2- (naphthalen-1-yl) phenyl] anthracene, 9,10-bis [2- (naphthalene- 1-yl) phenyl] anthracene, 2,3,6,7-tetramethyl-9,10-di (naphthalen-1-yl) anthracene, 2,3,6,7-tetramethyl-9,10-di ( Naphthalen-2-yl) anthracene, 9,9′-bianthryl, 10,10′-diphenyl-9,9′-bianthryl, 10,10′-di (2-phenylphenyl) -9,9′-bianthryl, 10 , 10′-bis [(2,3,4,5,6-pentaphenyl) phenyl] -9,9′-bianthryl, anthracene, tetracene, rubrene, perylene, 2,5,8,11 Tetra (tert- butyl) perylene, and the like. In addition, pentacene, coronene, and the like can also be used. Thus, it is more preferable to use an aromatic hydrocarbon having a hole mobility of 1 × 10 −6 cm 2 / Vs or more and having 14 to 42 carbon atoms.
なお、450nm〜800nmの波長領域において、吸収ピークを有しない複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、4,4’−ビス(2,2−ジフェニルビニル)ビフェニル(略称:DPVBi)、9,10−ビス[4−(2,2−ジフェニルビニル)フェニル]アントラセン(略称:DPVPA)等が挙げられる。 Note that the aromatic hydrocarbon that can be used for the composite material having no absorption peak in the wavelength region of 450 nm to 800 nm may have a vinyl skeleton. As the aromatic hydrocarbon having a vinyl group, for example, 4,4′-bis (2,2-diphenylvinyl) biphenyl (abbreviation: DPVBi), 9,10-bis [4- (2,2- Diphenylvinyl) phenyl] anthracene (abbreviation: DPVPA) and the like.
また、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(略称:PVK)やポリ(4−ビニルトリフェニルアミン)(略称:PVTPA)等の高分子化合物を用いることもできる。 Alternatively, a high molecular compound such as poly (N-vinylcarbazole) (abbreviation: PVK) or poly (4-vinyltriphenylamine) (abbreviation: PVTPA) can be used.
また、複合材料に用いる無機化合物としては、遷移金属酸化物が好ましい。また元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物であることが好ましい。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすく好ましい。 As the inorganic compound used for the composite material, a transition metal oxide is preferable. In addition, an oxide of a metal belonging to Groups 4 to 8 in the periodic table is preferable. Specifically, vanadium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, chromium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, manganese oxide, and rhenium oxide are preferable because of their high electron accepting properties. Among these, molybdenum oxide is particularly preferable because it is stable in the air, has a low hygroscopic property, and is easy to handle.
本実施の形態で示す複合材料は、正孔注入性、正孔輸送性に優れている。また導電性が高い。よって、電極からキャリアを注入しやすく、発光層へ効率よくキャリアを輸送することができる。 The composite material described in this embodiment is excellent in hole injecting property and hole transporting property. Also, the conductivity is high. Therefore, carriers can be easily injected from the electrode, and carriers can be efficiently transported to the light emitting layer.
また、電極とオーム接触をすることが可能となるため、仕事関数に依らず電極を形成する材料を選ぶことができる。 In addition, since it is possible to make ohmic contact with the electrode, a material for forming the electrode can be selected regardless of the work function.
なお、複合材料に含まれる有機化合物の種類を選択することにより、450nm〜800nmの波長領域において、吸収ピークを有しない複合材料を得ることができる。よって、発光領域からの発光を吸収することなく効率良く透過し、外部取り出し効率を向上させることができる。 In addition, the composite material which does not have an absorption peak can be obtained in the wavelength range of 450 nm-800 nm by selecting the kind of organic compound contained in a composite material. Therefore, the light emitted from the light emitting region can be efficiently transmitted without being absorbed, and the external extraction efficiency can be improved.
また、有機化合物と無機化合物とを複合した複合材料を含む層は導電性が高いため、複合材料を含む層を厚膜化した場合でも、駆動電圧の上昇を抑制することができる。よって、駆動電圧の上昇を抑制しつつ、外部への光の取り出し効率が高くなるように複合材料を含む層の膜厚を最適化することが可能となる。また、駆動電圧を上昇させることなく、光学設計による色純度の向上を実現することができる。 In addition, since a layer including a composite material in which an organic compound and an inorganic compound are combined has high conductivity, an increase in driving voltage can be suppressed even when the layer including the composite material is thickened. Therefore, it is possible to optimize the thickness of the layer including the composite material so that the efficiency of extracting light to the outside is increased while suppressing an increase in driving voltage. In addition, the color purity can be improved by optical design without increasing the driving voltage.
なお、複合材料を含む層の製造方法は、湿式法、乾式法を問わず、どのような手法を用いても良い。例えば、複合材料を含む層は、上述した有機化合物と無機化合物との共蒸着で作製することができる。なお、酸化モリブデンは真空中で蒸発しやすく、作製プロセスの面からも好ましい。また、上述した有機化合物と金属アルコキシドを含む溶液を塗布し、焼成することによって得ることもできる。 Note that any method may be used for manufacturing the layer including the composite material regardless of a wet method or a dry method. For example, the layer including the composite material can be manufactured by co-evaporation of the organic compound and the inorganic compound described above. Molybdenum oxide is easy to evaporate in a vacuum and is preferable from the viewpoint of the manufacturing process. Moreover, it can also obtain by apply | coating and baking the solution containing the organic compound and metal alkoxide which were mentioned above.
(実施の形態2)
本実施の形態では、本発明の発光素子に用いる発光材料およびその形成方法について説明する。本発明で用いる発光材料としては、母体材料及び発光中心となる少なくとも1種類以上の不純物元素で構成される材料を挙げることができる。なお、これら不純物元素は母体材料を構成する元素を含まない。
(Embodiment 2)
In this embodiment mode, a light-emitting material used for the light-emitting element of the present invention and a formation method thereof will be described. Examples of the light-emitting material used in the present invention include a base material and a material composed of at least one impurity element serving as a light emission center. Note that these impurity elements do not include elements constituting the base material.
発光材料に用いる母体材料としては、硫化物、酸化物、窒化物を用いることができる。すなわち、周期表における、第2族の元素と第16族の元素を含む化合物または第12族の元素と第16族の元素を含む化合物を用いることができる。また、第3族の元素と第16族の元素を含む化合物または第13族の元素と第16族の元素を含む化合物を用いることができる。また、第3族の元素と第15族の元素を含む化合物または第13族の元素と第15族の元素を含む化合物を用いることができる。硫化物としては、例えば、硫化亜鉛(ZnS)、硫化カドミウム(CdS)、硫化カルシウム(CaS)、硫化イットリウム(Y2S3)、硫化ガリウム(Ga2S3)、硫化ストロンチウム(SrS)、硫化バリウム(BaS)等を用いることができる。また、酸化物としては、例えば、酸化亜鉛(ZnO)、酸化イットリウム(Y2O3)等を用いることができる。また、窒化物としては、例えば、窒化アルミニウム(AlN)、窒化ガリウム(GaN)、窒化インジウム(InN)等を用いることができる。さらに、セレン化亜鉛(ZnSe)、テルル化亜鉛(ZnTe)等も用いることができ、硫化カルシウム−ガリウム(CaGa2S4)、硫化ストロンチウム−ガリウム(SrGa2S4)、硫化バリウム−ガリウム(BaGa2S4)、等の3元系の混晶であってもよい。 As a base material used for the light-emitting material, sulfide, oxide, or nitride can be used. That is, a compound containing a Group 2 element and a Group 16 element or a compound containing a Group 12 element and a Group 16 element in the periodic table can be used. Alternatively, a compound containing a Group 3 element and a Group 16 element or a compound containing a Group 13 element and a Group 16 element can be used. Alternatively, a compound containing a Group 3 element and a Group 15 element or a compound containing a Group 13 element and a Group 15 element can be used. Examples of the sulfide include zinc sulfide (ZnS), cadmium sulfide (CdS), calcium sulfide (CaS), yttrium sulfide (Y 2 S 3 ), gallium sulfide (Ga 2 S 3 ), strontium sulfide (SrS), sulfide. Barium (BaS) or the like can be used. As the oxide, for example, zinc oxide (ZnO), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), or the like can be used. As the nitride, for example, aluminum nitride (AlN), gallium nitride (GaN), indium nitride (InN), or the like can be used. Furthermore, zinc selenide (ZnSe), zinc telluride (ZnTe), and the like can also be used. Calcium sulfide-gallium sulfide (CaGa 2 S 4 ), strontium sulfide-gallium sulfide (SrGa 2 S 4 ), barium sulfide-gallium (BaGa). It may be a ternary mixed crystal such as 2 S 4 ).
金属イオンの内殻電子遷移を利用した発光中心として、マンガン(Mn)、銅(Cu)、サマリウム(Sm)、テルビウム(Tb)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、ユーロピウム(Eu)、セリウム(Ce)、プラセオジウム(Pr)などを用いることができる。なお、電荷補償として、フッ素(F)、塩素(Cl)などのハロゲン元素が添加されていてもよい。 As emission centers using inner-shell electronic transitions of metal ions, manganese (Mn), copper (Cu), samarium (Sm), terbium (Tb), erbium (Er), thulium (Tm), europium (Eu), cerium (Ce), praseodymium (Pr), or the like can be used. Note that a halogen element such as fluorine (F) or chlorine (Cl) may be added as charge compensation.
また、ドナー−アクセプター再結合を利用した発光中心として、第一の不純物元素及び第二の不純物元素を含む発光材料を用いることができる。 Alternatively, a light-emitting material including a first impurity element and a second impurity element can be used as a light-emission center using donor-acceptor recombination.
第一の不純物元素としては、例えば、銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、白金(Pt)、ケイ素(Si)等を用いることができる。 As the first impurity element, for example, copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), platinum (Pt), silicon (Si), or the like can be used.
第二の不純物元素は、例えば、フッ素(F)、塩素(Cl)、臭素(Br)、ヨウ素(I)、ホウ素(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、タリウム(Tl)等を用いることができる。 Examples of the second impurity element include fluorine (F), chlorine (Cl), bromine (Br), iodine (I), boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), and thallium. (Tl) or the like can be used.
本発明に係る発光材料は固相反応、すなわち、母体材料及び不純物元素を秤量し、乳鉢で混合、電気炉で加熱して反応させる方法により、母体材料に不純物元素を含有させる。例えば、母体材料と、第一の不純物元素又は第一の不純物元素を含む化合物と、第二の不純物元素又は第二の不純物元素を含む化合物をそれぞれ秤量し、乳鉢で混合した後、電気炉で加熱、焼成を行う。焼成温度は、700〜1500℃が好ましい。温度が低すぎる場合は固相反応が進まず、温度が高すぎる場合は母体材料が分解してしまうからである。なお、粉末状態で焼成を行ってもよいが、ペレット状態で焼成を行うことが好ましい。 The luminescent material according to the present invention contains the impurity element in the matrix material by a solid phase reaction, that is, a method in which the matrix material and the impurity element are weighed, mixed in a mortar, and heated and reacted in an electric furnace. For example, the base material, the first impurity element or the compound containing the first impurity element, and the second impurity element or the compound containing the second impurity element are weighed and mixed in a mortar, Heat and fire. The firing temperature is preferably 700 to 1500 ° C. This is because the solid phase reaction does not proceed when the temperature is too low, and the base material is decomposed when the temperature is too high. In addition, although baking may be performed in a powder state, it is preferable to perform baking in a pellet state.
また、固相反応を利用する場合の不純物元素として、第一の不純物元素と第二の不純物元素で構成される化合物を組み合わせて用いてもよい。この場合、不純物元素が拡散されやすく、固相反応が進みやすくなるため、均一な発光材料を得ることができる。さらに、余分な不純物元素が入らないため、純度の高い発光材料が得ることができる。第一の不純物元素と第二の不純物元素で構成される化合物としては、例えば、フッ化銅(CuF2)、塩化銅(CuCl)、ヨウ化銅(CuI)、臭化銅(CuBr)、窒化銅(Cu3N)、リン化銅(Cu3P)、フッ化銀(AgF)、塩化銀(AgCl)、ヨウ化銀(AgI)、臭化銀(AgBr)、塩化金(AuCl3)、臭化金(AuBr3)、塩化白金(PtCl2)等を用いることができる。 In addition, as an impurity element in the case of using a solid phase reaction, a compound composed of a first impurity element and a second impurity element may be used in combination. In this case, since the impurity element is easily diffused and the solid-phase reaction easily proceeds, a uniform light emitting material can be obtained. Further, since no extra impurity element is contained, a light-emitting material with high purity can be obtained. Examples of the compound composed of the first impurity element and the second impurity element include copper fluoride (CuF 2 ), copper chloride (CuCl), copper iodide (CuI), copper bromide (CuBr), and nitride Copper (Cu 3 N), copper phosphide (Cu 3 P), silver fluoride (AgF), silver chloride (AgCl), silver iodide (AgI), silver bromide (AgBr), gold chloride (AuCl 3 ), Gold bromide (AuBr 3 ), platinum chloride (PtCl 2 ), or the like can be used.
また、第二の不純物元素の代わりに第三の不純物元素を含んだ発光材料を用いてもよい。 Alternatively, a light emitting material containing a third impurity element may be used instead of the second impurity element.
第三の不純物元素は、例えば、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、ルビジウム(Rb)、セシウム(Cs)、窒素(N)、リン(P)、ヒ素(As)、アンチモン(Sb)、ビスマス(Bi)等を用いることができる。 Examples of the third impurity element include lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs), nitrogen (N), phosphorus (P), arsenic (As), and antimony. (Sb), bismuth (Bi), or the like can be used.
これらの不純物元素の濃度は、母体材料に対して0.01〜10mol%であればよく、好ましくは0.1〜5mol%の範囲である。 The concentration of these impurity elements may be 0.01 to 10 mol% with respect to the base material, and is preferably in the range of 0.1 to 5 mol%.
また、高い電気導電性を有する発光材料としては、母体材料として、上述した材料を用い、上述した第一の不純物元素及び第二の不純物元素及び第三の不純物元素を含む発光材料を用いることができる。これらの不純物元素の濃度は、母体材料に対して0.01〜10mol%であればよく、好ましくは0.1〜5mol%の範囲である。 As the light-emitting material having high electrical conductivity, the above-described material is used as a base material, and the above-described light-emitting material including the first impurity element, the second impurity element, and the third impurity element is used. it can. The concentration of these impurity elements may be 0.01 to 10 mol% with respect to the base material, and is preferably in the range of 0.1 to 5 mol%.
第二の不純物元素と第三の不純物元素で構成される化合物としては、例えば、フッ化リチウム(LiF)、塩化リチウム(LiCl)、ヨウ化リチウム(LiI)、臭化リチウム(LiBr)、塩化ナトリウム(NaCl)等のハロゲン化アルカリ、窒化ホウ素(BN)、窒化アルミニウム(AlN)、アンチモン化アルミニウム(AlSb)、リン化ガリウム(GaP)、ヒ化ガリウム(GaAs)、リン化インジウム(InP)、ヒ化インジウム(InAs)、アンチモン化インジウム(InSb)等を用いることができる。 Examples of the compound composed of the second impurity element and the third impurity element include lithium fluoride (LiF), lithium chloride (LiCl), lithium iodide (LiI), lithium bromide (LiBr), and sodium chloride. Alkali halides such as (NaCl), boron nitride (BN), aluminum nitride (AlN), aluminum antimonide (AlSb), gallium phosphide (GaP), gallium arsenide (GaAs), indium phosphide (InP), Indium nitride (InAs), indium antimonide (InSb), or the like can be used.
母体材料として、上述した材料を用い、上述した第一の不純物元素及び第二の不純物元素及び第三の不純物元素を含む発光材料を用いた発光層は、高電界により加速されたホットエレクトロンを必要とすることなく、発光することが可能である。つまり、発光素子に高電圧を印加する必要がなくなるため、低駆動電圧で動作可能な発光素子を得ることができる。また、低駆動電圧で発光可能であるため、消費電力も低減された発光素子を得ることができる。また、さらに他の発光中心となる元素が含まれていてもよい。 A light-emitting layer using the above-described material as a base material and using the above-described light-emitting material including the first impurity element, the second impurity element, and the third impurity element requires hot electrons accelerated by a high electric field. Without emitting light. That is, since it is not necessary to apply a high voltage to the light emitting element, a light emitting element that can operate with a low driving voltage can be obtained. In addition, since light can be emitted with a low driving voltage, a light-emitting element with reduced power consumption can be obtained. Further, an element that becomes another light emission center may be included.
また、母体材料として上述した材料を用い、第二の不純物元素および第三の不純物元素及び上述した金属イオンの内殻電子遷移を利用した発光中心を含む発光材料を用いることができる。この場合、発光中心となる金属イオンは、母体材料に対して0.05〜5atom%であることが好ましい。また、第二の不純物元素の濃度は、母体材料に対して0.05〜5atom%であることが好ましい。また、第三の不純物元素の濃度は、母体材料に対して0.05〜5atom%であることが好ましい。このような構成の発光材料は、低電圧で発光可能である。よって、低駆動電圧で発光可能な発光素子を得ることができるため、消費電力が低減された発光素子を得ることができる。また、さらに他の発光中心となる元素が含まれていてもよい。 Alternatively, the above-described material can be used as a base material, and a light-emitting material including a light-emitting center using the second impurity element, the third impurity element, and the above-described inner-shell electron transition of a metal ion can be used. In this case, the metal ion serving as the emission center is preferably 0.05 to 5 atom% with respect to the base material. The concentration of the second impurity element is preferably 0.05 to 5 atom% with respect to the base material. The concentration of the third impurity element is preferably 0.05 to 5 atom% with respect to the base material. The light emitting material having such a structure can emit light at a low voltage. Accordingly, a light-emitting element that can emit light at a low driving voltage can be obtained, and thus a light-emitting element with reduced power consumption can be obtained. Further, an element that becomes another light emission center may be included.
例えば、母体材料としてZnS、第1の不純物元素としてCu、第2の不純物元素としてClおよびGa、第3の不純物元素としてAsを含み、さらに他の発光中心としてMnを含む発光材料を用いることも可能である。このような発光材料を形成するには、以下に示す方法を用いることができる。ZnSに、硫酸銅(CuS)、硫黄、酸化亜鉛(ZnO)を配合した発光体(ZnS:Cu,Cl)にMnを加え、真空中で2〜4時間程度焼成する。焼成温度は700〜1500℃であることが好ましい。この焼成したものを粉砕して粒径5〜20μmにし、粒径1〜3μmのGaAsを加え撹拌する。この混合物を硫黄ガスを含む窒素気流中で約500〜800℃で2〜4時間焼成することにより、発光材料を得ることができる。この発光材料を用いて、蒸着法などにより薄膜を形成することにより、発光素子の発光層として用いることができる。 For example, a light emitting material containing ZnS as a base material, Cu as a first impurity element, Cl and Ga as a second impurity element, As as a third impurity element, and Mn as another light emission center may be used. Is possible. In order to form such a light emitting material, the following method can be used. Mn is added to a phosphor (ZnS: Cu, Cl) in which copper sulfate (CuS), sulfur, and zinc oxide (ZnO) are blended with ZnS, and is fired in vacuum for about 2 to 4 hours. The firing temperature is preferably 700 to 1500 ° C. The fired product is pulverized to a particle size of 5 to 20 μm, GaAs having a particle size of 1 to 3 μm is added and stirred. A luminescent material can be obtained by baking this mixture at about 500 to 800 ° C. for 2 to 4 hours in a nitrogen stream containing sulfur gas. By using this luminescent material and forming a thin film by vapor deposition or the like, it can be used as a light emitting layer of a light emitting element.
また、上記の発光材料に対して、さらに、不純物元素を添加することにより、発光材料の結晶系を制御することができる。結晶系を制御できる不純物としては、立方晶系のものとして、GaP、GaAs、GaSb、InP、InAs、InSb、Si、Ge等を挙げることができる。また、六方晶系のものとして、GaN、InNを挙げることができる。他にもAlP、AlN、AlSb等を挙げることができる。発光材料の結晶系を制御することにより、発光効率を向上させることができる。 Further, by adding an impurity element to the above light emitting material, the crystal system of the light emitting material can be controlled. Examples of impurities that can control the crystal system include cubic crystals such as GaP, GaAs, GaSb, InP, InAs, InSb, Si, and Ge. Moreover, GaN and InN can be given as hexagonal ones. Other examples include AlP, AlN, and AlSb. Luminous efficiency can be improved by controlling the crystal system of the light emitting material.
(実施の形態3)
本実施の形態では、本発明の発光素子の一態様ついて図1を用いて説明する。本明細書において、EL層とは、第1の電極と第2の電極との間に設けられた層を示す。
(Embodiment 3)
In this embodiment, one embodiment of a light-emitting element of the present invention will be described with reference to FIGS. In this specification, an EL layer refers to a layer provided between a first electrode and a second electrode.
本実施の形態で示す発光素子は、基板100の上に、第1の電極101及び第2の電極104と、第2の電極104に接する複合材料を含む層103と、第1の電極101と複合材料を含む層103との間に発光層102を有する素子構成である。本実施の形態で示す発光素子は、第1の電極101と、第2の電極104の間に電圧を印加することで発光が得られるが、本実施の形態では、第1の電極の電位よりも第2の電極の電位の方を高くしたときに発光が得られる場合について説明する。
In the light-emitting element described in this embodiment, the
基板100は発光素子の支持体として用いられる。基板100としては、例えば、ガラス、又はプラスチックなどを用いることができる。なお、発光素子の作製工程において発光素子の支持体として機能するものであれば、これら以外のものでも用いることができる。
The
第1の電極101としては、種々の金属、合金、導電性化合物、及びこれらの混合物などを用いることができる。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛(IZO:Indium Zinc Oxide)、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム(IWZO)等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタリングにより成膜される。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛(IZO)は、酸化インジウムに対し1〜20wt%の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いたスパッタリングにより形成することができる。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム(IWZO)は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを0.5〜5wt%、酸化亜鉛を0.1〜1wt%含有したターゲットを用いたスパッタリングにより形成することができる。この他、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、チタン(Ti)、窒化チタン(TiN)等を用いることができる。なお、第1の電極101または第2の電極104を、透光性を有する電極とする場合、可視光の透過率の低い材料であっても、1nm〜50nm、好ましくは5nm〜20nm程度の厚さで成膜することで、透光性の電極として用いることができる。なお、スパッタリング以外にも、真空蒸着、CVD、ゾル−ゲル法を用いて電極を作製することもできる。
As the
発光層102は、実施の形態2で示した発光材料を含む層であり、種々の方法を用いて形成することができる。膜厚は特に限定されることはないが、好ましくは、10〜1000nmの範囲である。
The light-emitting
複合材料を含む層103は、実施の形態1に示した複合材料を用いることができる。なお、発光層102と複合材料を含む層103とを蒸着法によって形成する場合、真空一貫で連続形成できるため、層の界面の汚染を防ぐことができ、好ましい。
For the
第2の電極104としては、種々の金属、合金、導電性化合物、及びこれらの混合物などを用いることができる。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛(IZO:Indium Zinc Oxide)、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム(IWZO)等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタリングにより成膜される。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛(IZO)は、酸化インジウムに対し1〜20wt%の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いたスパッタリングにより形成することができる。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム(IWZO)は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを0.5〜5wt%、酸化亜鉛を0.1〜1wt%含有したターゲットを用いたスパッタリングにより形成することができる。この他、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、チタン(Ti)、窒化チタン(TiN)等を用いることができる。なお、第1の電極101または第2の電極104を、透光性を有する電極とする場合、可視光の透過率の低い材料であっても、1nm〜50nm、好ましくは5nm〜20nm程度の厚さで成膜することで、透光性の電極として用いることができる。なお、スパッタリング以外にも、真空蒸着、CVD、ゾル−ゲル法を用いて電極を作製することもできる。
As the
ただし、発光は、第1の電極101もしくは第2の電極104を通って外部に取り出されるため、第1の電極101および第2の電極104のうち、少なくとも一方は透光性を有する電極である必要がある。
Note that light emission is extracted outside through the
なお、図示しないが、発光層と複合材料を含む層、又は発光層と電極の間にバッファー層を設けても良い。このバッファー層はキャリアの注入を容易にする役割や、両層の混合を抑制する役割をもつ。バッファー層としては、特に限定されることはないが、例えば、発光層の母体材料であるZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、SrS、BaS等、又はCuS、Cu2S、又はハロゲン化アルカリであるLiF、CaF2、BaF2、MgF2等を用いることができる。 Although not illustrated, a buffer layer may be provided between the light-emitting layer and the layer containing the composite material or between the light-emitting layer and the electrode. This buffer layer has a role of facilitating carrier injection and a role of suppressing mixing of both layers. The buffer layer is not particularly limited. For example, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, SrS, BaS, or the like, which is the base material of the light emitting layer, or CuS, Cu 2 S, or LiF that is an alkali halide is used. CaF 2 , BaF 2 , MgF 2 or the like can be used.
なお、図1(A)では、基板100側に第1の電極101を設けた構成を示したが、図1(A)とは逆の順序で層を積層し、図1(B)に示すように基板100側に第2の電極104を設ける構成としてもよい。
Note that FIG. 1A illustrates a structure in which the
本発明の発光素子は、複合材料を含む層を有している。複合材料を含む層は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、発光素子の駆動電圧を低減することができる。また、発光効率を向上させることができる。 The light-emitting element of the present invention has a layer containing a composite material. Since the layer including the composite material is excellent in carrier injecting property and carrier transporting property, the driving voltage of the light-emitting element can be reduced. In addition, luminous efficiency can be improved.
また、発光材料の母体材料は、n型半導体としての性質を示すものが多い。よって、p型半導体として機能する複合材料を用いることにより、キャリアの注入性が向上する。また、発光効率が向上する。また、電子とホールに起因した発光を得ることができる。 In addition, many base materials of light-emitting materials exhibit properties as n-type semiconductors. Therefore, by using a composite material that functions as a p-type semiconductor, carrier injectability is improved. Moreover, luminous efficiency is improved. In addition, light emission caused by electrons and holes can be obtained.
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
(実施の形態4)
本実施の形態では、実施の形態3とは異なる本発明の発光素子の一態様について図2を用いて説明する。
Note that this embodiment can be combined with any of the other embodiments as appropriate.
(Embodiment 4)
In this embodiment, one embodiment of a light-emitting element of the present invention, which is different from that in Embodiment 3, will be described with reference to FIGS.
本実施の形態で示す発光素子は、基板200の上に、第1の電極201及び第2の電極205と、第2の電極205に接する複合材料を含む層204と、第1の電極201と複合材料を含む層204との間に発光層203とバリア層202を有する素子構成である。本実施の形態で示す発光素子は、第1の電極201と、第2の電極205の間に電圧を印加することで発光が得られるが、本実施の形態では、第1の電極の電位よりも第2の電極の電位の方を高くしたときに発光が得られる場合について説明する。
The light-emitting element described in this embodiment includes a
基板200は発光素子の支持体として用いられる。基板200としては、例えば、ガラス、又はプラスチックなどを用いることができる。なお、発光素子の作製工程において発光素子を支持体として機能するものであれば、これら以外のものでも用いることができる。
The
第1の電極201としては、種々の金属、合金、導電性化合物、及びこれらの混合物などを用いることができる。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛(IZO:Indium Zinc Oxide)、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム(IWZO)等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタリングにより成膜される。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛(IZO)は、酸化インジウムに対し1〜20wt%の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いたスパッタリングにより形成することができる。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム(IWZO)は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを0.5〜5wt%、酸化亜鉛を0.1〜1wt%含有したターゲットを用いたスパッタリングにより形成することができる。この他、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、チタン(Ti)、窒化チタン(TiN)等を用いることができる。なお、第1の電極201または第2の電極205を、透光性を有する電極とする場合、可視光の透過率の低い材料であっても、1nm〜50nm、好ましくは5nm〜20nm程度の厚さで成膜することで、透光性の電極として用いることができる。なお、スパッタリング以外にも、真空蒸着、CVD、ゾル−ゲル法を用いて電極を作製することもできる。
As the
バリア層202は、絶縁性物質の薄膜である。バリア層202としては、絶縁性の金属酸化物または窒化物を用いることができる。例えば、アルミニウム(Al)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)等の酸化物または窒化物を用いることができる。
The
また、第1の電極201を形成した後、バリア層202を形成する場合、第1の電極201を陽極酸化可能な材料により形成し、第1の電極201の表面を陽極酸化することにより、バリア層202を形成することができる。例えば、第1の電極としてAlを用い、陽極酸化することによりバリア層として酸化アルミニウム(AlxOy)を形成することができる。また、第1の電極としてTiを用い、陽極酸化することにより、バリア層として酸化チタン(TiOx)を形成することができる。陽極酸化によりバリア層を形成する場合、陽極酸化の条件により、膜質(緻密な陽極酸化膜、多孔質の陽極酸化膜等)を変化させたバリア層を形成することができる。また、バリア層の膜厚を制御することが可能である。
In the case where the
例えば、電解溶液として、3%の酒石酸のエチレングリコール溶液をアンモニア水で中和して、PH=6.92に調整したものを使用する。この電解溶液中において、白金を陰極、第1の電極であるアルミニウムを陽極として、化成電流5〜6mA、到達電圧40〜100Vとして、両電極間に電流を流すことにより、アルミニウム膜の表面に緻密な強固な膜質の陽極酸化膜を形成することができる。この陽極酸化膜の膜厚は、印加電圧によって概略制御することができる。 For example, as the electrolytic solution, an ethylene glycol solution of 3% tartaric acid is neutralized with aqueous ammonia and adjusted to PH = 6.92. In this electrolytic solution, platinum is used as the cathode, aluminum as the first electrode is used as the anode, a current is passed between the electrodes at a formation current of 5 to 6 mA and an ultimate voltage of 40 to 100 V, so that the surface of the aluminum film is dense. An anodic oxide film having a strong and strong film quality can be formed. The thickness of the anodized film can be roughly controlled by the applied voltage.
なお、上述した陽極酸化以外にもスパッタリング法、ゾル−ゲル法等を用いてバリア層202を形成することができる。
Note that the
バリア層202の膜厚は、駆動電圧の上昇を抑制するために、1〜10nmであることが好ましい。バリア層202を設けることにより、発光層に注入されたキャリアが発光に寄与せず発光層を通り過ぎ、電極に流れこんでしまうのを防ぐことができる。よって、発光効率を向上させることができる。
The film thickness of the
発光層203は、実施の形態2で示した発光材料を含む層であり、種々の方法を用いて形成することができる。膜厚は特に限定されることはないが、好ましくは、10〜1000nmの範囲である。
The light-emitting
複合材料を含む層204は、実施の形態1に示した複合材料を用いることができる。なお、発光層203と複合材料を含む層204とを蒸着法によって形成する場合、真空一貫で連続形成できるため、層の界面の汚染を防ぐことができ、好ましい。
For the
第2の電極205としては、種々の金属、合金、導電性化合物、及びこれらの混合物などを用いることができる。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛(IZO:Indium Zinc Oxide)、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム(IWZO)等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタリングにより成膜される。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛(IZO)は、酸化インジウムに対し1〜20wt%の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いたスパッタリングにより形成することができる。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム(IWZO)は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを0.5〜5wt%、酸化亜鉛を0.1〜1wt%含有したターゲットを用いたスパッタリングにより形成することができる。この他、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、チタン(Ti)、窒化チタン(TiN)等を用いることができる。なお、第1の電極201または第2の電極205を、透光性を有する電極とする場合、可視光の透過率の低い材料であっても、1nm〜50nm、好ましくは5nm〜20nm程度の厚さで成膜することで、透光性の電極として用いることができる。なお、スパッタリング以外にも、真空蒸着、CVD、ゾル−ゲル法を用いて電極を作製することもできる。
As the
ただし、発光は、第1の電極201もしくは第2の電極205を通って外部に取り出されるため、第1の電極201および第2の電極205のうち、少なくとも一方は透光性を有する電極である必要がある。
However, since light emission is extracted to the outside through the
なお、図2(A)では、基板200側に第1の電極201を設けた構成を示したが、図2(A)とは逆の順序で層を積層し、図2(B)に示すように基板200側に第2の電極205を設ける構成としてもよい。図2(B)に示す構成の場合、バリア層202は、スパッタリング法やゾル−ゲル法を用いて形成することが好ましい。
Note that FIG. 2A illustrates a structure in which the
本発明の発光素子は、複合材料を含む層を有している。複合材料を含む層は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、発光素子の駆動電圧を低減することができる。また、発光効率を向上させることができる。 The light-emitting element of the present invention has a layer containing a composite material. Since the layer including the composite material is excellent in carrier injecting property and carrier transporting property, the driving voltage of the light-emitting element can be reduced. In addition, luminous efficiency can be improved.
また、発光材料の母体材料は、n型半導体としての性質を示すものが多い。よって、p型半導体として機能する複合材料を用いることにより、キャリアの注入性が向上する。また、発光効率が向上する。また、電子とホールに起因した発光を得ることができる。 In addition, many base materials of light-emitting materials exhibit properties as n-type semiconductors. Therefore, by using a composite material that functions as a p-type semiconductor, carrier injectability is improved. Moreover, luminous efficiency is improved. In addition, light emission caused by electrons and holes can be obtained.
また、実施の形態で示した発光素子は、絶縁性の物質の薄膜であるバリア層を有している。バリア層を設けることにより、発光層に注入されたキャリアが発光に寄与せず発光層を通り過ぎ、電極に流れこんでしまうのを防ぐことができる。よって、発光効率を向上させることができる。 The light-emitting element described in any of the embodiments includes a barrier layer that is a thin film of an insulating material. By providing the barrier layer, carriers injected into the light emitting layer can be prevented from passing through the light emitting layer without contributing to light emission and flowing into the electrode. Therefore, light emission efficiency can be improved.
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。 Note that this embodiment can be combined with any of the other embodiments as appropriate.
(実施の形態5)
本実施の形態は、本発明に係る複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子(以下、積層型素子という)の態様について、図14を参照して説明する。この発光素子は、第1の電極と第2の電極との間に、複数の発光ユニットを有する発光素子である。
(Embodiment 5)
In this embodiment, a mode of a light-emitting element having a structure in which a plurality of light-emitting units according to the present invention is stacked (hereinafter referred to as a stacked element) will be described with reference to FIG. This light-emitting element is a light-emitting element having a plurality of light-emitting units between a first electrode and a second electrode.
図14において、第1の電極501と第2の電極502との間には、第1の発光ユニット511と第2の発光ユニット512が積層されている。第1の電極501と第2の電極502は実施の形態3〜4と同様なものを適用することができる。また、第1の発光ユニット511と第2の発光ユニット512は同じ構成を有し、その構成は実施の形態3〜4と同様なものを適用することができる。すなわち、発光層と複合材料を含む層が積層された構成を有している。また、実施の形態4と同様にバリア層、発光層及び複合材料を含む層を積層した構成を適用することもできる。
In FIG. 14, a first
電荷発生層513には、有機化合物と金属酸化物の複合体が含まれている。この有機化合物と金属酸化物の複合体は、有機化合物とV2O5やMoO3やWO3等の金属酸化物から構成される。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)など、種々の化合物を用いることができる。なお、有機化合物としては、正孔輸送性有機化合物として正孔移動度が1×10−6cm2/Vs以上であるものを適用することが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。有機化合物と金属酸化物の複合体は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。
The
なお、電荷発生層513は、有機化合物と金属酸化物の複合体と他の材料とを組み合わせて形成してもよい。例えば、有機化合物と金属酸化物の複合体を含む層と、電子供与性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わせて形成してもよい。また、有機化合物と金属酸化物の複合体を含む層と、透明導電膜とを組み合わせて形成してもよい。
Note that the
いずれにしても、第1の発光ユニット511と第2の発光ユニット512に挟まれる電荷発生層513は、第1の電極501と第2の電極502に電圧を印加したときに、一方の側の発光ユニットに電子を注入し、他方の側の発光ユニットに正孔を注入するものであれば良い。
In any case, the
本実施の形態では、2つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、3つ以上の発光ユニットを積層した発光素子についても、同様に適用することが可能である。本実施の形態に係る発光素子のように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電気絶縁性の電荷発生層で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度領域での長寿命素子を実現できる。また、照明を応用例とした場合は、電極材料の抵抗による電圧降下を小さくできるので、大面積での均一発光が可能となる。また、表示装置に適用する場合には、低電圧駆動が可能で消費電力が低く、コントラストの高い表示装置を実現することができる。 Although the light-emitting element having two light-emitting units has been described in this embodiment mode, the present invention can be similarly applied to a light-emitting element in which three or more light-emitting units are stacked. Like the light-emitting element according to this embodiment, a plurality of light-emitting units are partitioned between a pair of electrodes by an electrically insulating charge generation layer, so that the current density is kept low and the high-luminance region is maintained. A long-life element can be realized. Further, when illumination is used as an application example, the voltage drop due to the resistance of the electrode material can be reduced, so that uniform light emission over a large area is possible. Further, when applied to a display device, a display device which can be driven at a low voltage, consumes low power, and has high contrast can be realized.
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。 Note that this embodiment can be combined with any of the other embodiments as appropriate.
(実施の形態6)
本実施の形態では、本発明を適用して作製した発光素子を有する発光装置について説明する。
(Embodiment 6)
In this embodiment mode, a light-emitting device having a light-emitting element manufactured by applying the present invention will be described.
本実施の形態では、発光装置の一態様として表示装置について、図6〜図10を参照して説明する。図6は表示装置の主要部を示す概略構成図である。 In this embodiment, a display device as one embodiment of a light-emitting device will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a main part of the display device.
基板410には、第1の電極416と、その電極と交差する方向に伸びる第2の電極418が設けられている。少なくとも、第1の電極416と第2の電極418との交差部には、実施の形態3〜5で説明したものと同様なEL層が設けられ、発光素子を形成している。図6の表示装置は、第1の電極416と第2の電極418を複数本配置して、画素となる発光素子をマトリクス状に配列させ、表示部414を形成している。この表示部414において、外部回路が第1の電極416と第2の電極418の電位を制御して個々の発光素子の発光及び非発光を制御して、動画及び静止画を表示することができる。
The
この表示装置は、基板410の一方向に延設される第1の電極416と、それと交差する第2の電極418のそれぞれに映像を表示する信号を印加して発光素子の発光及び非発光を選択する。すなわち、画素の駆動は、もっぱら外部回路から与えられる信号で行う単純マトリクス型の表示装置である。このような表示装置は、構成が簡単であるので、大面積化をしても容易に製造をすることができる。
In this display device, a signal for displaying an image is applied to each of the
なお、対向基板412は必要に応じて設ければ良く、表示部414の位置に合わせて設けることで保護部材とすることもできる。これは、板状の硬材としなくても、樹脂フィルム若しくは樹脂材料を塗布して代用することもできる。第1の電極416及び第2の電極418は基板410の端部に引き出され、外部回路と接続する端子を形成している。すなわち第1の電極416及び第2の電極418は基板410の端部でフレキシブル配線基板420、422とコンタクトを形成する。外部回路としては、映像信号を制御するコントローラ回路の他、電源回路、チューナ回路などが含まれる。
Note that the
図7は表示部414の構成を示す部分拡大図を示す。基板410に形成された第1の電極416の側端部は隔壁層424が形成されている。そして、少なくとも第1の電極416の露出面上にはEL層426が形成されている。第2の電極418は、EL層426上に設けられている。第2の電極418は第1の電極416と交差するので、隔壁層424上に延設されている。隔壁層424は、第1の電極416と第2の電極418の間で短絡が起こらないように絶縁材料で形成されている。隔壁層424が第1の電極416の端部を覆う部位では、段差が急峻とならないように隔壁層424の側端部に勾配を持たせ、所謂テーパー形状としている。隔壁層424をこのような形状とすることで、EL層426や第2の電極418の被覆性が向上し、ひび割れや断裂などの不良を無くすことができる。
FIG. 7 is a partially enlarged view showing the configuration of the
図8は表示部414の平面図であり、基板410、第1の電極416、第2の電極418、隔壁層424、EL層426の配置を示している。補助電極428は第2の電極418を酸化インジウムスズ、酸化亜鉛などの酸化物透明導電膜で形成する場合に、抵抗損失を低減するために設けると好ましいものである。この場合、補助電極428はチタン、タングステン、クロム、タンタルなどの高融点金属、若しくは高融点金属とアルミニウム、銀などの低抵抗金属とを組み合わせて形成すると良い。
FIG. 8 is a plan view of the
図8において、A−B線及びC−D線に沿った断面図を図9(A)(B)に示す。図9(A)は第1の電極416が配列する断面図であり、図9(B)は第2の電極418が配列する断面図を示す。第1の電極416と第2の電極418の交差部にはEL層426が形成され、その部位に発光素子が形成される。図9(B)で示す補助電極428は隔壁層424上にあって、第2の電極418と接触するように設けている。補助電極428を隔壁層424上に設けることにより、第1の電極416と第2の電極418の交差部に形成される発光素子を遮光することがないので、発光した光を有効に利用することができる。また、補助電極428が第1の電極416と短絡してしまうことを防ぐことができる。
8A and 9B, cross-sectional views taken along lines AB and CD are shown in FIGS. FIG. 9A is a cross-sectional view in which the
図9では、対向基板412に色変換層430を配設した一例を示している。色変換層430は、EL層426で発光した光を波長変換して発光色を異ならせるためのものである。この場合、EL層426で発光する光は、エネルギーの高い青色若しくは紫外光であることが好ましい。色変換層430として、赤色、緑色、青色に変換するものを配列させれば、RGBカラー表示を行う表示装置とすることができる。また、色変換層430を着色層(カラーフィルタ)に置き換えることもできる。その場合は、EL層426は白色発光するように構成すれば良い。充填材432は基板410と対向基板412を固定するものであり適宜設ければ良い。
FIG. 9 shows an example in which the
また、表示部414の他の構成を図10に示す。図10の構造は、第1の電極952の端部が絶縁層953で覆われている。そして、絶縁層953上には隔壁層954が設けられている。隔壁層954の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層954の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺(絶縁層953の面方向と同様の方向を向き、絶縁層953と接する辺)の方が上辺(絶縁層953の面方向と同様の方向を向き、絶縁層953と接しない辺)よりも短い。このように、隔壁層954を設けることで、EL層955及び第2の電極956を、隔壁層954を使って自己整合的に形成することができる。
Further, another structure of the
上記において、第1の電極416としてアルミニウム、チタン、タンタルなどを用い、第2の電極418として酸化インジウム、酸化インジウム−酸化スズ(ITO)、酸化インジウム酸化亜鉛、酸化亜鉛を用いれば、対向基板412側に表示部414が形成される表示装置とすることができる。この場合、第1の電極416の表面に薄い酸化膜を形成しておくとバリア層が形成され、キャリアブロッキング効果により発光効率を高めることができる。第1の電極416として酸化インジウム、酸化インジウム−酸化スズ(ITO)、酸化インジウム酸化亜鉛、酸化亜鉛を用い、第2の電極418としてアルミニウム、チタン、タンタルなどを用いれば、基板410側に表示部414が形成される表示装置とすることができる。また、第1の電極416と第2の電極418を共に透光性を有する電極で形成すれば、両面表示型の表示装置とすることができる。
In the above, when aluminum, titanium, tantalum, or the like is used for the
本実施の形態の表示装置は低電圧で発光素子が発光するので、昇圧回路などが不要となり、装置の構成を簡略化することができる。また、発光素子におけるEL層を厚膜化する必要がないので、より薄型の表示装置を実現することができる。 Since the light-emitting element emits light at a low voltage in the display device of this embodiment mode, a booster circuit or the like is unnecessary, and the structure of the device can be simplified. Further, since it is not necessary to increase the thickness of the EL layer in the light-emitting element, a thinner display device can be realized.
(実施の形態7)
本実施の形態では、本発明を適用して作製した発光素子を有する発光装置について説明する。
(Embodiment 7)
In this embodiment mode, a light-emitting device having a light-emitting element manufactured by applying the present invention will be described.
本実施の形態では、トランジスタによって発光素子の駆動を制御するアクティブ型の発光装置について説明する。本実施の形態では、画素部に本発明を適用して作製した発光素子を有する発光装置について図3を用いて説明する。なお、図3(A)は、発光装置を示す上面図、図3(B)は図3(A)をA−A’およびB−B’で切断した断面図である。点線で示された601は駆動回路部(ソース側駆動回路)、602は画素部、603は駆動回路部(ゲート側駆動回路)である。また、604は封止基板、605はシール材であり、シール材605で囲まれた内側は、空間607になっている。 In this embodiment, an active light-emitting device in which driving of a light-emitting element is controlled by a transistor will be described. In this embodiment, a light-emitting device including a light-emitting element manufactured by applying the present invention to a pixel portion will be described with reference to FIGS. 3A is a top view illustrating the light-emitting device, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along lines A-A ′ and B-B ′ in FIG. 3A. Reference numeral 601 indicated by a dotted line denotes a driving circuit portion (source side driving circuit), 602 denotes a pixel portion, and 603 denotes a driving circuit portion (gate side driving circuit). Reference numeral 604 denotes a sealing substrate, reference numeral 605 denotes a sealing material, and the inside surrounded by the sealing material 605 is a space 607.
なお、引き回し配線608はソース側駆動回路601及びゲート側駆動回路603に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるFPC(フレキシブルプリントサーキット)609からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではFPCしか図示されていないが、このFPCにはプリント配線基板(PWB)が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにFPCもしくはPWBが取り付けられた状態をも含むものとする。 Note that the routing wiring 608 is a wiring for transmitting a signal input to the source side driving circuit 601 and the gate side driving circuit 603, and a video signal, a clock signal, an FPC (flexible printed circuit) 609 serving as an external input terminal, Receives start signal, reset signal, etc. Although only the FPC is shown here, a printed wiring board (PWB) may be attached to the FPC. The light-emitting device in this specification includes not only a light-emitting device body but also a state in which an FPC or a PWB is attached thereto.
次に、断面構造について図3(B)を用いて説明する。素子基板610上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路601と、画素部602中の一つの画素が示されている。
Next, a cross-sectional structure will be described with reference to FIG. A driver circuit portion and a pixel portion are formed over the
なお、ソース側駆動回路601はnチャネル型TFT623とpチャネル型TFT624とを組み合わせたCMOS回路が形成される。また、駆動回路を形成するTFTは、公知のCMOS回路、PMOS回路もしくはNMOS回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を基板上ではなく外部に形成することもできる。なお、TFTの構造は、特に限定されない。スタガ型のTFTでもよいし、逆スタガ型のTFTでもよい。また、TFTに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定されない。非晶質半導体膜を用いてもよいし、結晶性半導体膜を用いてもよい。また、半導体材料についても特に限定されず、無機化合物を用いてもよいし、有機化合物を用いてもよい。
Note that the source side driver circuit 601 is a CMOS circuit in which an n-
また、画素部602はスイッチング用TFT611と、電流制御用TFT612とそのドレインに電気的に接続された第1の電極613とを含む複数の画素により形成される。なお、第1の電極613の端部を覆って絶縁物614が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。なお、駆動回路、スイッチング用TFT、及び電流制御用TFTによって、発光素子の発光は制御される。
The pixel portion 602 is formed by a plurality of pixels including a switching
また、被覆性を良好なものとするため、絶縁物614の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物614の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物614の上端部のみに曲率半径(0.2μm〜3μm)を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物614として、光の照射によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光の照射によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。 In order to improve the coverage, a curved surface having a curvature is formed at the upper end or the lower end of the insulator 614. For example, when positive photosensitive acrylic is used as a material for the insulator 614, it is preferable that only the upper end portion of the insulator 614 has a curved surface with a curvature radius (0.2 μm to 3 μm). As the insulator 614, either a negative type that becomes insoluble in an etchant by light irradiation or a positive type that becomes soluble in an etchant by light irradiation can be used.
第1の電極613上には、EL層616、および第2の電極617がそれぞれ形成されている。第1の電極613および第2の電極617の少なくとも一方は透光性を有しており、EL層616からの発光を外部へ取り出すことが可能である。 An EL layer 616 and a second electrode 617 are formed over the first electrode 613. At least one of the first electrode 613 and the second electrode 617 has a light-transmitting property, and light emitted from the EL layer 616 can be extracted to the outside.
EL層616は、実施の形態1で示した複合材料を含む層および実施の形態2で示した発光層を有している。 The EL layer 616 includes the layer containing the composite material described in Embodiment 1 and the light-emitting layer described in Embodiment 2.
なお、第1の電極613、EL層616、第2の電極617の形成方法としては、種々の方法を用いることができる。具体的には、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着(EB蒸着)法等の真空蒸着法、スパッタリング法等の物理気相成長法(PVD)、有機金属CVD法、ハイドライド輸送減圧CVD法等の化学気相成長法(CVD)、原子層エピタキシ法(ALE)等を用いることができる。また、インクジェット法、スピンコート法等を用いることができる。また、各電極または各層ごとに異なる成膜方法を用いて形成しても構わない。 Note that various methods can be used for forming the first electrode 613, the EL layer 616, and the second electrode 617. Specifically, chemicals such as resistance heating vapor deposition, vacuum deposition such as electron beam vapor deposition (EB vapor deposition), physical vapor deposition (PVD) such as sputtering, metal organic CVD, hydride transport low pressure CVD, etc. Vapor phase epitaxy (CVD), atomic layer epitaxy (ALE), or the like can be used. In addition, an inkjet method, a spin coating method, or the like can be used. Moreover, you may form using the different film-forming method for each electrode or each layer.
さらにシール材605で封止基板604を素子基板610と貼り合わせることにより、素子基板610、封止基板604、およびシール材605で囲まれた空間607に発光素子618が備えられた構造になっている。なお、空間607には、充填材が充填されており、不活性気体(窒素やアルゴン等)が充填される場合の他、シール材605で充填される場合もある。
Further, the sealing substrate 604 is bonded to the
なお、シール材605にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板604に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、FRP(Fiberglass−Reinforced Plastics)、PVF(ポリビニルフロライド)、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。 Note that an epoxy-based resin is preferably used for the sealant 605. Moreover, it is desirable that these materials are materials that do not transmit moisture and oxygen as much as possible. In addition to a glass substrate and a quartz substrate, a plastic substrate made of FRP (Fiberglass-Reinforced Plastics), PVF (polyvinyl fluoride), polyester, acrylic, or the like can be used as a material used for the sealing substrate 604.
以上のようにして、本発明を適用して作製した発光素子を有する発光装置を得ることができる。 As described above, a light-emitting device having a light-emitting element manufactured by applying the present invention can be obtained.
本実施の形態で示す発光装置は、実施の形態3〜5で示した発光素子を有する。実施の形態3〜5で示した発光素子は、低駆動電圧で動作が可能である。また、高い発光効率を実現することができる。よって、消費電力を低減された発光装置を得ることができる。 The light-emitting device described in this embodiment includes the light-emitting element described in any of Embodiments 3 to 5. The light-emitting elements described in Embodiments 3 to 5 can operate with a low driving voltage. Moreover, high luminous efficiency can be realized. Thus, a light-emitting device with reduced power consumption can be obtained.
また、本実施の形態で示す発光装置は、高耐電圧の駆動回路が不要であるため、発光装置の作製コストを低減することができる。また、発光装置の軽量化、駆動回路部分の小型化が可能である。 In addition, since the light-emitting device described in this embodiment does not require a high withstand voltage driver circuit, the manufacturing cost of the light-emitting device can be reduced. In addition, the light emitting device can be reduced in weight and the drive circuit portion can be reduced in size.
(実施の形態8)
本実施の形態では、実施の形態6〜7に示す発光装置をその一部に含む電子機器について説明する。本実施の形態で示す電子機器は、実施の形態3〜5で示した発光素子を有する。よって、駆動電圧の低減された発光素子を有するため、消費電力の低減された電子機器を提供することが可能である。
(Embodiment 8)
In this embodiment, electronic devices each including the light-emitting device described in any of Embodiments 6 to 7 will be described. An electronic device described in this embodiment includes the light-emitting element described in any of Embodiments 3 to 5. Therefore, since the light-emitting element with reduced driving voltage is included, an electronic device with reduced power consumption can be provided.
本発明を適用して作製された電子機器として、ビデオカメラやデジタルカメラ等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオ、オーディオコンポ等)、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等)、記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはDigital Versatile Disc(DVD)等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置)などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図4に示す。 Electronic devices manufactured by applying the present invention include cameras such as video cameras and digital cameras, goggle-type displays, navigation systems, sound reproduction devices (car audio, audio components, etc.), computers, game devices, portable information terminals ( A display capable of playing back a recording medium such as a mobile computer, a mobile phone, a portable game machine or an electronic book) and an image playback apparatus (specifically, Digital Versatile Disc (DVD)) provided with a recording medium and displaying the image. And the like). Specific examples of these electronic devices are shown in FIGS.
図4(A)は本実施の形態に係るテレビ装置であり、筐体9101、支持台9102、表示部9103、スピーカー部9104、ビデオ入力端子9105等を含む。このテレビ装置において、表示部9103は、実施の形態3〜5で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、駆動電圧が低いという特徴を有している。また、外部からの衝撃等による短絡を防止することも可能である。その発光素子で構成される表示部9103も同様の特徴を有するため、このテレビ装置は画質の劣化がなく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、テレビ装置において、劣化補償機能回路や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、筐体9101や支持台9102の小型軽量化を図ることが可能である。本実施の形態に係るテレビ装置は、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、それにより住環境に適合した製品を提供することができる。
FIG. 4A illustrates a television device according to this embodiment, which includes a
図4(B)は本実施の形態に係るコンピュータであり、本体9201、筐体9202、表示部9203、キーボード9204、外部接続ポート9205、ポインティングマウス9206等を含む。このコンピュータにおいて、表示部9203は、実施の形態3〜5で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、駆動電圧が低いという特徴を有している。また、外部からの衝撃等による短絡を防止することも可能である。その発光素子で構成される表示部9203も同様の特徴を有するため、このコンピュータは画質の劣化がなく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、コンピュータにおいて、劣化補償機能回路や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体9201や筐体9202の小型軽量化を図ることが可能である。本実施の形態に係るコンピュータは、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、環境に適合した製品を提供することができる。また、持ち運ぶことも可能となり、持ち運ぶときの外部からの衝撃にも強い表示部を有しているコンピュータを提供することができる。
FIG. 4B illustrates a computer according to this embodiment, which includes a
図4(C)は本実施の形態に係る携帯電話であり、本体9401、筐体9402、表示部9403、音声入力部9404、音声出力部9405、操作キー9406、外部接続ポート9407、アンテナ9408等を含む。この携帯電話において、表示部9403は、実施の形態3〜5で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、駆動電圧が低いという特徴を有している。また、外部からの衝撃等による短絡を防止することも可能である。その発光素子で構成される表示部9403も同様の特徴を有するため、この携帯電話は画質の劣化がなく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、携帯電話において、劣化補償機能回路や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体9401や筐体9402の小型軽量化を図ることが可能である。本実施の形態に係る携帯電話は、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、携帯に適した製品を提供することができる。また、携帯したときの外部からの衝撃にも強い表示部を有している製品を提供することができる。
FIG. 4C illustrates a mobile phone according to this embodiment, which includes a
図4(D)はカメラであり、本体9501、表示部9502、筐体9503、外部接続ポート9504、リモコン受信部9505、受像部9506、バッテリー9507、音声入力部9508、操作キー9509、接眼部9510等を含む。このカメラにおいて、表示部9502は、実施の形態3〜5で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、駆動電圧が低く、外部からの衝撃等による短絡を防止することができるという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部9502も同様の特徴を有するため、このカメラは画質の劣化がなく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、カメラにおいて、劣化補償機能回路や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体9501の小型軽量化を図ることが可能である。本実施の形態に係るカメラは、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、携帯に適した製品を提供することができる。また、携帯したときの外部からの衝撃にも強い表示部を有している製品を提供することができる。
4D illustrates a camera, which includes a main body 9501, a display portion 9502, a
以上の様に、本発明を適用して作製した発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。本発明を適用することにより、低消費電力で、信頼性の高い表示部を有する電子機器を作製することが可能となる。 As described above, the applicable range of the light-emitting device manufactured by applying the present invention is so wide that the light-emitting device can be applied to electronic devices in various fields. By applying the present invention, an electronic device having a display portion with low power consumption and high reliability can be manufactured.
また、本発明を適用した発光装置は、発光効率の高い発光素子を有しており、照明装置として用いることもできる。本発明を適用した発光素子を照明装置として用いる一態様を、図5を用いて説明する。 In addition, a light-emitting device to which the present invention is applied has a light-emitting element with high emission efficiency, and can also be used as a lighting device. One mode in which the light-emitting element to which the present invention is applied is used as a lighting apparatus is described with reference to FIGS.
図5は、本発明を適用した発光装置をバックライトとして用いた液晶表示装置の一例である。図5に示した液晶表示装置は、筐体901、液晶層902、バックライト903、筐体904を有し、液晶層902は、ドライバIC905と接続されている。また、バックライト903は、本発明の発光装置が用いられおり、端子906により、電圧が印加されている。 FIG. 5 illustrates an example of a liquid crystal display device using the light-emitting device to which the present invention is applied as a backlight. The liquid crystal display device illustrated in FIG. 5 includes a housing 901, a liquid crystal layer 902, a backlight 903, and a housing 904, and the liquid crystal layer 902 is connected to a driver IC 905. The backlight 903 uses the light-emitting device of the present invention, and a voltage is applied to the terminal 906.
本発明の発光装置を液晶表示装置のバックライトとして用いることにより、高輝度で長寿命のバックライトが得られるので、表示装置としての品質が向上する。また、本発明の発光装置は、面発光の発光装置であり大面積化も可能であるため、バックライトの大面積化が可能であり、液晶表示装置の大面積化も可能になる。さらに、発光素子は薄型で低消費電力であるため、表示装置の薄型化、低消費電力化も可能となる。 By using the light-emitting device of the present invention as a backlight of a liquid crystal display device, a backlight with high luminance and long life can be obtained, so that the quality as a display device is improved. The light-emitting device of the present invention is a surface-emitting light-emitting device and can have a large area. Therefore, the backlight can have a large area, and a liquid crystal display device can have a large area. Further, since the light emitting element is thin and has low power consumption, the display device can be thinned and the power consumption can be reduced.
また、本発明を適用した発光装置は高輝度の発光が可能であるため、自動車、自転車、船などのヘッドライトとして用いることが可能である。図11は、本発明を適用した発光装置を自動車のヘッドライトとして用いた例である。図11(B)は図11(A)のヘッドライト1000の部分を拡大した断面図である。図11(B)において、光源1011として本発明の発光装置が用いられている。光源1011から出た光は、反射板1012により反射され、外部へ取り出される。図11(B)に示すように、複数の光源を用いることで、より高輝度の光を得ることができる。また、図11(C)は、円筒形状に作製した本発明の発光装置を光源として用いた例である。光源1021からの発光は反射板1022により反射され、外部へ取り出される。
In addition, since the light-emitting device to which the present invention is applied can emit light with high luminance, the light-emitting device can be used as a headlight for automobiles, bicycles, ships, and the like. FIG. 11 shows an example in which the light emitting device to which the present invention is applied is used as a headlight of an automobile. FIG. 11B is an enlarged cross-sectional view of a portion of the
図12は、本発明を適用した発光装置を、照明装置である電気スタンドとして用いた例である。図12に示す電気スタンドは、筐体2001と、光源2002を有し、光源2002として、本発明の発光装置が用いられている。本発明の発光装置は、高輝度の発光が可能であるため、細かい作業をする場合など、手元を明るく照らすことが可能である。
FIG. 12 illustrates an example in which the light-emitting device to which the present invention is applied is used as a table lamp which is a lighting device. A table lamp illustrated in FIG. 12 includes a
図13は、本発明を適用した発光装置を、室内の照明装置3001として用いた例である。本発明の発光装置は大面積化が可能であるため、大面積の照明装置として用いることができる。また、本発明の発光装置は、薄型で低消費電力であるため、薄型化、低消費電力化の照明装置として用いることが可能となる。このように、本発明を適用した発光装置を、室内の照明装置3001として用いた部屋に、図4(A)で説明したような、本発明に係るテレビ装置を設置して公共放送や映画を鑑賞することができる。このような場合、両装置は低消費電力であるので、電気料金を心配せずに、明るい部屋で迫力のある映像を鑑賞することができる。
FIG. 13 illustrates an example in which the light-emitting device to which the present invention is applied is used as an
照明装置としては、図11、図12、図13で例示したものに限られず、住宅や公共施設の照明をはじめ、様々な形態の照明装置として応用することができる。このような場合において、本発明に係る照明装置は、発光媒体が薄膜状であるので、デザインの自由度が高いので、様々な意匠を凝らした商品を市場に提供することができる。 The lighting device is not limited to those illustrated in FIGS. 11, 12, and 13, and can be applied as various types of lighting devices including lighting of houses and public facilities. In such a case, since the illuminating device according to the present invention has a thin light-emitting medium and thus has a high degree of design freedom, it is possible to provide products with various designs on the market.
100 基板
101 第1の電極
102 発光層
103 複合材料を含む層
104 第2の電極
200 基板
201 第1の電極
202 バリア層
203 発光層
204 複合材料を含む層
205 第2の電極
410 基板
412 対向基板
414 表示部
416 第1の電極
418 第2の電極
420 フレキシブル配線基板
424 隔壁層
426 EL層
428 補助電極
430 色変換層
432 充填材
501 第1の電極
502 第2の電極
511 第1の発光ユニット
512 第2の発光ユニット
513 電荷発生層
601 ソース側駆動回路
602 画素部
603 ゲート側駆動回路
604 封止基板
605 シール材
607 空間
608 配線
609 FPC(フレキシブルプリントサーキット)
610 素子基板
611 スイッチング用TFT
612 電流制御用TFT
613 第1の電極
614 絶縁物
616 EL層
617 第2の電極
618 発光素子
623 nチャネル型TFT
624 pチャネル型TFT
901 筐体
902 液晶層
903 バックライト
904 筐体
905 ドライバIC
906 端子
952 第1の電極
953 絶縁層
954 隔壁層
955 EL層
956 第2の電極
1000 ヘッドライト
1011 光源
1012 反射板
1021 光源
1022 反射板
2001 筐体
2002 光源
3001 照明装置
9101 筐体
9102 支持台
9103 表示部
9104 スピーカー部
9105 ビデオ入力端子
9201 本体
9202 筐体
9203 表示部
9204 キーボード
9205 外部接続ポート
9206 ポインティングマウス
9401 本体
9402 筐体
9403 表示部
9404 音声入力部
9405 音声出力部
9406 操作キー
9407 外部接続ポート
9408 アンテナ
9501 本体
9502 表示部
9503 筐体
9504 外部接続ポート
9505 リモコン受信部
9506 受像部
9507 バッテリー
9508 音声入力部
9509 操作キー
9510 接眼部
100
610
612 Current control TFT
613 First electrode 614 Insulator 616 EL layer 617
624 p-channel TFT
901 Case 902 Liquid crystal layer 903 Backlight 904 Case 905 Driver IC
Claims (22)
前記発光層は、母体材料と発光中心を形成する不純物元素とを含み、
前記複合材料を含む層は、有機化合物と無機化合物を含み、
前記複合材料を含む層は、前記第2の電極と接するように設けられ、
前記第1の電極の電位よりも前記第2の電極の電位の方が高くなるように電圧を印加したときに発光が得られることを特徴とする発光素子。 Between the first electrode and the second electrode, a light emitting layer, and a layer containing a composite material,
The light emitting layer includes a base material and an impurity element that forms a light emission center,
The layer including the composite material includes an organic compound and an inorganic compound,
The layer including the composite material is provided in contact with the second electrode,
The light-emitting element is characterized in that light emission is obtained when voltage is applied so that the potential of the second electrode is higher than the potential of the first electrode.
前記有機化合物は、芳香族アミン化合物であることを特徴とする発光素子。 In claim 1,
The light-emitting element, wherein the organic compound is an aromatic amine compound.
前記有機化合物は、カルバゾール誘導体であることを特徴とする発光素子。 In claim 1,
The light-emitting element, wherein the organic compound is a carbazole derivative.
前記有機化合物は、芳香族炭化水素であることを特徴とする発光素子。 In claim 1,
The organic compound is an aromatic hydrocarbon.
前記無機化合物は、前記有機化合物に対して電子受容性を示すことを特徴とする発光素子。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
The light-emitting element, wherein the inorganic compound exhibits an electron accepting property with respect to the organic compound.
前記無機化合物は、遷移金属酸化物であることを特徴とする発光素子。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
The light-emitting element, wherein the inorganic compound is a transition metal oxide.
前記無機化合物は、元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物であることを特徴とする発光素子。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
The light-emitting element, wherein the inorganic compound is an oxide of a metal belonging to Group 4 to Group 8 in the periodic table.
前記無機化合物は、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムのいずれかであることを特徴とする発光素子。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
The light-emitting element, wherein the inorganic compound is any one of vanadium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, chromium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, manganese oxide, and rhenium oxide.
前記母体材料は、硫化亜鉛、硫化カドミウム、硫化カルシウム、硫化イットリウム、硫化ガリウム、硫化ストロンチウム、硫化バリウム、酸化亜鉛、酸化イットリウム、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、窒化インジウム、セレン化亜鉛、テルル化亜鉛、硫化カルシウム−ガリウム、硫化ストロンチウム−ガリウム、硫化バリウム−ガリウムのいずれかであることを特徴とする発光素子。 In any one of Claims 1 thru | or 8,
The base material is zinc sulfide, cadmium sulfide, calcium sulfide, yttrium sulfide, gallium sulfide, strontium sulfide, barium sulfide, zinc oxide, yttrium oxide, aluminum nitride, gallium nitride, indium nitride, zinc selenide, zinc telluride, sulfide A light-emitting element characterized by being one of calcium-gallium, strontium sulfide-gallium, and barium sulfide-gallium.
前記不純物元素は、発光中心となる金属元素であることを特徴とする発光素子。 In any one of Claims 1 thru | or 9,
The light-emitting element, wherein the impurity element is a metal element serving as a light emission center.
前記不純物元素は複数種含まれており、
発光中心となる金属元素と、
フッ素(F)、塩素(Cl)、臭素(Br)、ヨウ素(I)、ホウ素(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、タリウム(Tl)のいずれか一と、
リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、ルビジウム(Rb)、セシウム(Cs)、窒素(N)、リン(P)、ヒ素(As)、アンチモン(Sb)、ビスマス(Bi)のいずれか一であることを特徴とする発光素子。 In any one of Claims 1 thru | or 9,
The impurity element includes a plurality of types,
A metal element that becomes the emission center;
Any one of fluorine (F), chlorine (Cl), bromine (Br), iodine (I), boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), and thallium (Tl);
Of lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs), nitrogen (N), phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb), bismuth (Bi) One of the light-emitting elements.
前記金属元素は、母体材料に対して0.05〜5atom%の濃度で含まれていることを特徴とする発光素子。 In claim 9 or claim 10,
The light-emitting element, wherein the metal element is contained at a concentration of 0.05 to 5 atom% with respect to the base material.
前記金属元素は、マンガン、銅、サマリウム、テルビウム、エルビウム、ツリウム、ユーロピウム、セリウム、プラセオジウムのいずれかであることを特徴とする発光素子。 In any one of Claims 9-12,
The light-emitting element, wherein the metal element is any one of manganese, copper, samarium, terbium, erbium, thulium, europium, cerium, and praseodymium.
前記不純物元素は複数種含まれており、
銅、銀、金、白金、ケイ素のいずれか一と、
フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウムのいずれか一であることを特徴とする発光素子。 In any one of Claims 1 thru | or 9,
The impurity element includes a plurality of types,
With one of copper, silver, gold, platinum, silicon,
A light-emitting element which is any one of fluorine, chlorine, bromine, iodine, boron, aluminum, gallium, indium, and thallium.
前記不純物元素は複数種含まれており、
銅、銀、金、白金、ケイ素のいずれか一と、
リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、窒素、リン、ヒ素、アンチモン、ビスマスのいずれか一であることを特徴とする発光素子。 In any one of Claims 1 thru | or 9,
The impurity element includes a plurality of types,
With one of copper, silver, gold, platinum, silicon,
A light-emitting element which is any one of lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, nitrogen, phosphorus, arsenic, antimony, and bismuth.
前記不純物元素は複数種含まれており、
銅、銀、金、白金、ケイ素のいずれか一と、
フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウムのいずれか一と、
リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、窒素、リン、ヒ素、アンチモン、ビスマスのいずれか一であることを特徴とする発光素子。 In any one of Claims 1 thru | or 9,
The impurity element includes a plurality of types,
With one of copper, silver, gold, platinum, silicon,
Any one of fluorine, chlorine, bromine, iodine, boron, aluminum, gallium, indium, and thallium;
A light-emitting element which is any one of lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, nitrogen, phosphorus, arsenic, antimony, and bismuth.
前記発光層と前記第1の電極との間に、バリア層が設けられていることを特徴とする発光素子。 In any one of Claims 1 thru | or 16,
A light-emitting element, wherein a barrier layer is provided between the light-emitting layer and the first electrode.
前記バリア層の膜厚は、1〜10nmであることを特徴とする発光素子。 In claim 17,
The light-emitting element, wherein the barrier layer has a thickness of 1 to 10 nm.
前記バリア層は、金属酸化物または金属窒化物であることを特徴とする発光素子。 In claim 17 or claim 18,
The light emitting device, wherein the barrier layer is a metal oxide or a metal nitride.
前記バリア層は、前記第1の電極を構成している金属の酸化物であることを特徴とする発光素子。 In claim 17 or claim 18,
The light-emitting element, wherein the barrier layer is an oxide of a metal constituting the first electrode.
前記表示部は、請求項1乃至請求項20のいずれか一項に記載の発光素子と前記発光素子の発光を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする電子機器。 Having a display,
21. An electronic apparatus comprising: the light emitting element according to claim 1; and a control unit that controls light emission of the light emitting element.
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---|---|---|---|
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JP2018125564A (en) * | 2011-03-23 | 2018-08-09 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Light-emitting element, light-emitting device, electronic apparatus, and lighting device |
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