JP2017120867A - Light-emitting element, display device, electronic device, and illuminating device - Google Patents

Light-emitting element, display device, electronic device, and illuminating device Download PDF

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邦彦 鈴木
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晴恵 尾坂
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light-emitting element having a material emitting fluorescence as a luminescent material, and having a high light emission efficiency.SOLUTION: A light-emitting element is provided, in which an EL layer between a pair of electrodes includes an organic compound; the organic compound has a first skeleton and a second skeleton; and the light emission that the EL layer exhibits has a delay fluorescence component according to triplet-triplet annihilation. In the organic compound, a first triplet excitation state has a molecular orbital in the first skeleton. In the organic compound, a second triplet excitation state has a molecular orbital in the second skeleton. In the organic compound, a third triplet excitation state has a molecular orbital in the first skeleton. An energy of the third triplet excitation state having the most stable structure of the third triplet excitation state is higher than an energy of the first triplet excitation state having the most stable structure of the third triplet excitation state and lower than an energy of the second triplet excitation state having the most stable structure of the third triplet excitation state.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の一態様は、電界を加えることにより発光が得られる発光層を一対の電極間に挟んでなる発光素子、または該発光素子を有する表示装置、電子機器、及び照明装置に関する。   One embodiment of the present invention relates to a light-emitting element in which a light-emitting layer that can emit light by applying an electric field is sandwiched between a pair of electrodes, or a display device, an electronic device, and a lighting device each having the light-emitting element.

なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物(コンポジション・オブ・マター)に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。   Note that one embodiment of the present invention is not limited to the above technical field. The technical field of one embodiment of the invention disclosed in this specification and the like relates to an object, a method, or a manufacturing method. Alternatively, one embodiment of the present invention relates to a process, a machine, a manufacture, or a composition (composition of matter). Therefore, the technical field of one embodiment of the present invention disclosed in this specification more specifically includes a semiconductor device, a display device, a liquid crystal display device, a light-emitting device, a lighting device, a power storage device, a memory device, a driving method thereof, Alternatively, the production method thereof can be given as an example.

近年、エレクトロルミネッセンス(Electroluminescence:EL)を利用した発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発光素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の物質を含む層(EL層)を挟んだものである。この素子の電極間に電圧を印加することにより、発光性の物質からの発光が得られる。   In recent years, research and development of light-emitting elements using electroluminescence (EL) have been actively conducted. The basic structure of these light-emitting elements is such that a layer containing a light-emitting substance (EL layer) is sandwiched between a pair of electrodes. Light emission from a light-emitting substance can be obtained by applying a voltage between the electrodes of this element.

上述の発光素子は自発光型であるため、これを用いた表示装置は、視認性に優れ、バックライトが不要であり、消費電力が少ない等の利点を有する。さらに、薄型軽量に作製でき、応答速度が高いなどの利点も有する。   Since the above light-emitting element is a self-luminous type, a display device using the light-emitting element has advantages such as excellent visibility, no need for a backlight, and low power consumption. Furthermore, it has advantages such as being thin and light and capable of high response speed.

発光物質に有機化合物を用い、一対の電極間に当該発光物質を含むEL層を設けた発光素子(例えば、有機EL素子)の場合、一対の電極間に電圧を印加することにより、陰極から電子が、陽極から正孔(ホール)がそれぞれ発光性のEL層に注入され、電流が流れる。そして、注入された電子及び正孔が再結合することによって発光性の有機化合物が励起状態となり、励起された発光性の有機化合物から発光を得ることができる。   In the case of a light-emitting element (for example, an organic EL element) in which an organic compound is used as a light-emitting substance and an EL layer including the light-emitting substance is provided between a pair of electrodes, a voltage is applied between the pair of electrodes, thereby However, holes are injected from the anode into the light-emitting EL layer, and current flows. Then, when the injected electrons and holes are recombined, the light-emitting organic compound is in an excited state, and light emission can be obtained from the excited light-emitting organic compound.

有機化合物が形成する励起状態の種類としては、一重項励起状態(S)と三重項励起状態(T)があり、一重項励起状態からの発光が蛍光、三重項励起状態からの発光が燐光と呼ばれている。また、発光素子におけるそれらの統計的な生成比率は、S:T=1:3であると考えられている。そのため、蛍光を発する化合物を用いた発光素子より、燐光を発する化合物を用いた発光素子の方が、高い発光効率を得ることが可能となる。したがって、三重項励起状態を発光に変換することが可能な燐光性化合物を用いた発光素子の開発が近年盛んに行われている。 The types of excited states formed by an organic compound include a singlet excited state (S * ) and a triplet excited state (T * ). The emission from the singlet excited state is fluorescence, and the emission from the triplet excited state is It is called phosphorescence. In addition, the statistical generation ratio of the light emitting elements is considered to be S * : T * = 1: 3. Therefore, a light emitting element using a phosphorescent compound can obtain higher light emission efficiency than a light emitting element using a fluorescent compound. Therefore, development of a light-emitting element using a phosphorescent compound capable of converting a triplet excited state into light emission has been actively performed in recent years.

燐光性化合物を用いた発光素子のうち、特に青色の発光を呈する発光素子においては、高い三重項励起エネルギー準位を有する安定な化合物の開発が困難であるため、未だ実用化に至っていない。そのため、青色の発光を呈する発光素子においては、より安定な蛍光性化合物を用いた発光素子の開発が行われており、蛍光性化合物を用いた発光素子(蛍光発光素子)の発光効率を高める手法が探索されている。   Among light-emitting elements using phosphorescent compounds, in particular, light-emitting elements that emit blue light have not yet been put into practical use because it is difficult to develop a stable compound having a high triplet excitation energy level. Therefore, for light emitting elements that emit blue light, a light emitting element using a more stable fluorescent compound has been developed, and a method for increasing the light emission efficiency of the light emitting element (fluorescent light emitting element) using the fluorescent compound has been developed. Has been explored.

三重項励起状態の一部を発光に変換することが可能な発光機構として、三重項−三重項消滅(TTA:triplet−triplet annihilation)が知られている。TTAとは、2つの三重項励起子が近接することによって、励起エネルギーおよびスピン角運動量の交換、および受け渡しが行われるものであり、結果として、一重項励起子が生成されるとされている。   A triplet-triplet annihilation (TTA) is known as a light emission mechanism capable of converting a part of the triplet excited state into light emission. TTA is an exchange and exchange of excitation energy and spin angular momentum by the proximity of two triplet excitons. As a result, singlet excitons are generated.

TTAが生じる化合物として、アントラセン骨格を有する化合物が知られている。非特許文献1では、アントラセン骨格を有する化合物を発光素子のホスト材料に用いることで、青色の発光を呈する発光素子において、10%より高い外部量子効率を示すことが報告されている。また、アントラセン骨格を有する化合物を用いた発光素子が呈する発光成分のうち、TTAによる遅延蛍光成分の占める割合は、10%程度であることが報告されている。   A compound having an anthracene skeleton is known as a compound that generates TTA. In Non-Patent Document 1, it is reported that a compound having an anthracene skeleton is used as a host material of a light-emitting element, whereby a light-emitting element exhibiting blue light emission exhibits an external quantum efficiency higher than 10%. Further, it has been reported that the proportion of the delayed fluorescent component due to TTA is about 10% of the light emitting component exhibited by the light emitting element using the compound having an anthracene skeleton.

一方、TTAによる遅延蛍光成分の割合が高い化合物として、テトラセン骨格を有する化合物が知られている。非特許文献2では、テトラセン骨格を有する化合物からの発光のうち、TTAによる遅延蛍光成分の割合は、アントラセン骨格を有する化合物より高いことが報告されている。   On the other hand, a compound having a tetracene skeleton is known as a compound having a high ratio of delayed fluorescent component by TTA. In Non-Patent Document 2, it is reported that the ratio of the delayed fluorescent component due to TTA in the emission from the compound having a tetracene skeleton is higher than that of the compound having an anthracene skeleton.

ツネノリ スズキ、他6名、ジャパニーズ ジャーナル オブ アプライド フィジックス、vol.53、052102(2014)Tsunori Suzuki, 6 others, Japanese Journal of Applied Physics, vol. 53, 052102 (2014) D.Y.Kondakov、他3名、ジャーナル オブ アプライド フィジックス、vol.106、124510(2009)D. Y. Kondakov, 3 others, Journal of Applied Physics, vol. 106, 124510 (2009)

蛍光性化合物を有する発光素子において、発光効率を高めるためには、発光に寄与しない三重項励起子のエネルギーを、発光性の一重項励起子のエネルギーに変換すること、及びその変換効率を高めることが重要となる。すなわち、TTAによって三重項励起子のエネルギーを一重項励起子のエネルギーに変換することが重要となる。また、蛍光性化合物を有する発光素子において、発光効率を高めるためには、発光素子が呈する発光成分のうち、TTAに基づく遅延蛍光成分の割合を高めることが重要である。なぜならば、TTAに基づく遅延蛍光成分の割合が高いということは、発光性の一重項励起子の生成割合が増加していることを意味するためである。   In order to increase luminous efficiency in a light-emitting element having a fluorescent compound, the energy of triplet excitons that do not contribute to light emission is converted to the energy of luminescent singlet excitons and the conversion efficiency is increased. Is important. That is, it is important to convert triplet exciton energy into singlet exciton energy by TTA. In order to increase luminous efficiency in a light-emitting element having a fluorescent compound, it is important to increase the proportion of delayed fluorescent components based on TTA among the light-emitting components exhibited by the light-emitting elements. This is because a high ratio of delayed fluorescent components based on TTA means that the generation ratio of luminescent singlet excitons is increasing.

なお、アントラセン骨格あるいはテトラセン骨格を有する化合物の全てにおいて、効率よくTTAが生じるわけではなく、TTAが生じる化合物もあるが、TTAがほとんど生じない化合物もある。しかしながら、その理由は明らかになっていない。したがって、TTAが生じる化合物、あるいはTTAに基づく遅延蛍光成分の割合が高い化合物を設計する方法が求められている。また、発光素子において発光層のホスト材料にキャリア輸送性が高い化合物を用いることで、発光素子の駆動電圧を低減することができる。そのため、キャリア輸送性が高く、且つTTAが生じる化合物を設計することができれば、低い駆動電圧で、且つ高い発光効率となる発光素子、すなわち消費電力が低減された発光素子を作製することができるが、TTAが生じる化合物を設計する方法が明らかになっていないため、キャリア輸送性が高く、且つTTAが生じる化合物を設計することは困難である。   Note that not all compounds having an anthracene skeleton or a tetracene skeleton efficiently generate TTA, and some compounds generate TTA, but some compounds hardly generate TTA. However, the reason is not clear. Therefore, there is a need for a method of designing a compound that produces TTA or a compound that has a high proportion of delayed fluorescent components based on TTA. In addition, when a compound having high carrier transportability is used for the host material of the light-emitting layer in the light-emitting element, the driving voltage of the light-emitting element can be reduced. Therefore, if a compound with high carrier transportability and TTA can be designed, a light-emitting element with low driving voltage and high light emission efficiency, that is, a light-emitting element with reduced power consumption can be manufactured. Since a method for designing a compound that generates TTA has not been clarified, it is difficult to design a compound that has high carrier transportability and that generates TTA.

したがって、本発明の一態様では、蛍光性化合物を有する発光素子において、発光効率が高い発光素子を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、青色を呈する発光素子において、発光効率が高い発光素子を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、発光成分のうちTTAによる遅延蛍光成分の割合が高い発光素子を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、消費電力が低減された発光素子を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、新規な発光素子を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、新規な発光装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、新規な表示装置を提供することを課題の一とする。   Therefore, an object of one embodiment of the present invention is to provide a light-emitting element having a high emission efficiency in a light-emitting element having a fluorescent compound. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a light-emitting element that emits blue light and has high emission efficiency. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a light-emitting element with a high ratio of delayed fluorescent components due to TTA among light-emitting components. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a light-emitting element with reduced power consumption. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a novel light-emitting element. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a novel light-emitting device. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a novel display device.

なお、上記の課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。上記以外の課題は、明細書等の記載から自ずと明らかになるものであり、明細書等の記載から上記以外の課題を抽出することが可能である。   Note that the description of the above problems does not disturb the existence of other problems. Note that one embodiment of the present invention does not necessarily have to solve all of these problems. Problems other than those described above are naturally apparent from the description of the specification and the like, and it is possible to extract problems other than the above from the description of the specification and the like.

本発明の一態様は、発光素子が、少なくともEL層を有し、EL層においてTTAを効率よく発生させることにより、発光に寄与しない三重項励起子を一重項励起子に変換し、一重項励起子から発光させる、または一重項励起子からのエネルギー移動によりゲスト材料(蛍光材料)を発光させることで、発光素子の発光効率を向上させることを特徴とする。   In one embodiment of the present invention, a light-emitting element includes at least an EL layer, and triplet excitons that do not contribute to light emission are converted into singlet excitons by efficiently generating TTA in the EL layer. Luminescence efficiency of the light-emitting element is improved by emitting light from a child or emitting light from a guest material (fluorescent material) by energy transfer from singlet excitons.

また、EL層において、TTAを効率良く発生させるためには、発光成分のうちTTAによる遅延蛍光成分の占める割合が高い化合物をホスト材料に用いることが重要である。また、特に青色を呈する発光素子においては、高い励起エネルギーを有する化合物をホスト材料に用いることが重要である。   Further, in order to efficiently generate TTA in the EL layer, it is important to use as the host material a compound in which the proportion of the delayed fluorescent component due to TTA is high in the light emitting component. In particular, in a light-emitting element exhibiting a blue color, it is important to use a compound having high excitation energy as a host material.

したがって、本発明の一態様は、一対の電極と、一対の電極間に挟まれたEL層と、を有する発光素子であって、EL層は、有機化合物を有し、有機化合物は、第1の骨格と、第2の骨格と、を有し、EL層が呈する発光は、三重項−三重項消滅による遅延蛍光成分を有し、有機化合物における第1の三重項励起状態は、有機化合物における最も低い励起エネルギー準位を有する励起状態であり、第1の三重項励起状態は、第1の骨格に分子軌道を有し、有機化合物における第2の三重項励起状態は、第2の骨格に分子軌道を有し、且つ、第2の骨格に分子軌道を有する三重項励起状態のうち、最も低い励起エネルギー準位を有する三重項励起状態であり、有機化合物における第3の三重項励起状態は、第1の骨格に分子軌道を有し、且つ、第1の三重項励起状態以外の第1の骨格に分子軌道を有する三重項励起状態のうち、最も低い励起エネルギー準位を有する三重項励起状態であり、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第3の三重項励起状態のエネルギーは、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第1の三重項励起状態のエネルギーより高く、且つ、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第2の三重項励起状態のエネルギーより低い、ことを特徴とする発光素子である。   Therefore, one embodiment of the present invention is a light-emitting element including a pair of electrodes and an EL layer sandwiched between the pair of electrodes, the EL layer including an organic compound, The luminescence of the EL layer has a delayed fluorescence component due to triplet-triplet annihilation, and the first triplet excited state in the organic compound is in the organic compound. The first triplet excited state has a molecular orbital in the first skeleton, and the second triplet excited state in the organic compound is in the second skeleton. Among triplet excited states having a molecular orbital and having a molecular orbital in the second skeleton, the triplet excited state having the lowest excitation energy level, and the third triplet excited state in the organic compound is Having a molecular orbital in the first skeleton, and Among triplet excited states having a molecular orbital in the first skeleton other than the triplet excited state, the triplet excited state having the lowest excitation energy level and the most stable structure of the third triplet excited state Is higher than the energy of the first triplet excited state having the most stable structure of the third triplet excited state, and is most stable in the third triplet excited state. The light-emitting element has a lower energy than that of a second triplet excited state having a structure.

また、本発明の他の一態様は、一対の電極と、一対の電極間に挟まれたEL層と、を有する発光素子であって、EL層は、有機化合物を有し、有機化合物は、第1の骨格と、第2の骨格と、を有し、EL層が呈する発光は、三重項−三重項消滅による遅延蛍光成分を有し、有機化合物における第1の三重項励起状態は、有機化合物における最も低い励起エネルギー準位を有する励起状態であり、第1の三重項励起状態は、第1の骨格に分子軌道を有し、有機化合物における第2の三重項励起状態は、第2の骨格に分子軌道を有し、且つ、第2の骨格に分子軌道を有する三重項励起状態のうち、最も低い励起エネルギー準位を有する三重項励起状態であり、有機化合物における第3の三重項励起状態は、第1の骨格に分子軌道を有し、且つ、第1の三重項励起状態以外の第1の骨格に分子軌道を有する三重項励起状態のうち、最も低い励起エネルギー準位を有する三重項励起状態であり、有機化合物における最も低い励起エネルギー準位を有する一重項励起状態は、第2の三重項励起状態の励起エネルギー準位より高く、且つ、第3の三重項励起状態の励起エネルギー準位以下である励起エネルギー準位を有する、ことを特徴とする発光素子である。   Another embodiment of the present invention is a light-emitting element including a pair of electrodes and an EL layer sandwiched between the pair of electrodes, the EL layer including an organic compound, The light emitted from the EL layer having a first skeleton and a second skeleton has a delayed fluorescence component due to triplet-triplet annihilation, and the first triplet excited state in the organic compound is organic An excited state having the lowest excitation energy level in the compound, the first triplet excited state has a molecular orbital in the first skeleton, and the second triplet excited state in the organic compound is the second A triplet excited state having the lowest excitation energy level among triplet excited states having a molecular orbital in the skeleton and a molecular orbital in the second skeleton, and the third triplet excitation in the organic compound The state has molecular orbitals in the first skeleton and Among the triplet excited states having a molecular orbital in the first skeleton other than the triplet excited state, the triplet excited state having the lowest excitation energy level and the singlet having the lowest excitation energy level in the organic compound The light emission characterized in that the term excited state has an excitation energy level higher than the excitation energy level of the second triplet excited state and lower than or equal to the excitation energy level of the third triplet excited state. It is an element.

また、上記構成において、一重項励起状態のエネルギーは、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第2の三重項励起状態のエネルギーより高く、且つ、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する前記第3の三重項励起状態のエネルギー以下であり、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第2の三重項励起状態のエネルギーは、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第1の三重項励起状態のエネルギーより高いと好ましい。   In the above structure, the energy of the singlet excited state is higher than the energy of the second triplet excited state having the most stable structure of the third triplet excited state, and is highest in the third triplet excited state. The energy of the second triplet excited state having the most stable structure of the third triplet excited state is less than or equal to the energy of the third triplet excited state having a stable structure. The energy is preferably higher than the energy of the first triplet excited state having the most stable structure.

また、上記構成において、有機化合物の吸収スペクトルにおける吸収端のエネルギー換算値は、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第2の三重項励起状態のエネルギーより高く、且つ、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する前記第3の三重項励起状態のエネルギー以下であり、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第2の三重項励起状態のエネルギーは、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第1の三重項励起状態のエネルギーより高いと好ましい。   In the above structure, the energy conversion value of the absorption edge in the absorption spectrum of the organic compound is higher than the energy of the second triplet excited state having the most stable structure of the third triplet excited state, and The energy of the second triplet excited state having the most stable structure in the third triplet excited state is equal to or lower than the energy of the third triplet excited state having the most stable structure in the triplet excited state. It is preferable that the energy is higher than the energy of the first triplet excited state having the most stable structure of the triplet excited state.

また、上記各構成において、第1の骨格は、アントラセン骨格を有し、第2の骨格は、第1の骨格に結合すると好ましい。   In each of the above structures, the first skeleton preferably has an anthracene skeleton, and the second skeleton is preferably bonded to the first skeleton.

また、上記各構成において、EL層が呈する発光は、青色に発光スペクトルピークを有すると好ましい。   In each of the above structures, light emitted by the EL layer is preferably blue with an emission spectrum peak.

また、上記各構成において、EL層は、蛍光を呈するゲスト材料を有すると好ましい。   In each of the above structures, the EL layer preferably includes a guest material that exhibits fluorescence.

また、上記構成において、ゲスト材料が呈する発光は、青色に発光スペクトルピークを有すると好ましい。また、上記構成において、ゲスト材料が呈する発光は、遅延蛍光成分を有すると好ましい。また、上記構成において、ゲスト材料は、ピレン骨格を有すると好ましい。   In the above structure, light emitted from the guest material is preferably blue with an emission spectrum peak. In the above structure, the light emitted by the guest material preferably has a delayed fluorescence component. In the above structure, the guest material preferably has a pyrene skeleton.

また、本発明の他の一態様は、上記各構成の発光素子と、カラーフィルタ、シール、またはトランジスタと、を有する表示装置である。また、本発明の他の一態様は、当該表示装置と、筐体またはタッチセンサと、を有する電子機器である。また、本発明の他の一態様は、上記各構成の発光素子と、筐体またはタッチセンサと、を有する照明装置である。また、本発明の一態様は、発光素子を有する発光装置だけでなく、発光装置を有する電子機器も範疇に含めるものである。従って、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、もしくは光源(照明装置含む)を指す。また、発光装置にコネクター、例えばFPC(Flexible Printed Circuit)、TCP(Tape Carrier Package)が取り付けられたモジュール、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。   Another embodiment of the present invention is a display device including the light-emitting element having any of the above structures and a color filter, a seal, or a transistor. Another embodiment of the present invention is an electronic device including the display device and a housing or a touch sensor. Another embodiment of the present invention is a lighting device including the light-emitting element having any of the above structures and a housing or a touch sensor. Further, one embodiment of the present invention includes not only a light-emitting device having a light-emitting element but also an electronic device having a light-emitting device. Therefore, a light-emitting device in this specification refers to an image display device or a light source (including a lighting device). In addition, a connector in which a light emitting device, for example, FPC (Flexible Printed Circuit), TCP (Tape Carrier Package) is attached, a module in which a printed wiring board is provided at the end of TCP, or COG (Chip On Glass) in a light emitting element It is assumed that the light emitting device also includes all modules on which IC (integrated circuit) is directly mounted by the method.

本発明の一態様により、蛍光性化合物を有する発光素子において、発光効率が高い発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様により、青色を呈する発光素子において、発光効率が高い発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様により、発光成分のうちTTAによる遅延蛍光成分の割合が高い発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様により、消費電力が低減された発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様により、新規な発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様により、新規な発光装置を提供することができる。または、本発明の一態様により、新規な表示装置を提供することができる。   According to one embodiment of the present invention, a light-emitting element having a high emission efficiency in a light-emitting element including a fluorescent compound can be provided. Alternatively, according to one embodiment of the present invention, a light-emitting element that emits blue light and has high emission efficiency can be provided. Alternatively, according to one embodiment of the present invention, a light-emitting element with a high ratio of delayed fluorescent components due to TTA among light-emitting components can be provided. Alternatively, according to one embodiment of the present invention, a light-emitting element with reduced power consumption can be provided. Alternatively, according to one embodiment of the present invention, a novel light-emitting element can be provided. Alternatively, according to one embodiment of the present invention, a novel light-emitting device can be provided. Alternatively, according to one embodiment of the present invention, a novel display device can be provided.

なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。   Note that the description of these effects does not disturb the existence of other effects. Note that one embodiment of the present invention does not necessarily have all of these effects. It should be noted that the effects other than these are naturally obvious from the description of the specification, drawings, claims, etc., and it is possible to extract the other effects from the descriptions of the specification, drawings, claims, etc. It is.

本発明の一態様の発光素子の断面模式図、及びエネルギー準位の相関を説明する模式図。FIGS. 3A and 3B are a schematic cross-sectional view of a light-emitting element of one embodiment of the present invention and a schematic diagram illustrating correlation of energy levels. FIGS. 本発明の一態様に係る、化合物の分子軌道を説明する図。4A and 4B illustrate molecular orbitals of compounds according to one embodiment of the present invention. 本発明の一態様に係る、化合物の分子軌道を説明する図。4A and 4B illustrate molecular orbitals of compounds according to one embodiment of the present invention. 本発明の一態様に係る、化合物の分子軌道を説明する図。4A and 4B illustrate molecular orbitals of compounds according to one embodiment of the present invention. 本発明の一態様に係る、化合物の分子軌道を説明する図。4A and 4B illustrate molecular orbitals of compounds according to one embodiment of the present invention. 本発明の一態様に係る、化合物の分子軌道を説明する図。4A and 4B illustrate molecular orbitals of compounds according to one embodiment of the present invention. 本発明の一態様に係る、化合物のエネルギー準位を説明する図。6A and 6B illustrate energy levels of a compound according to one embodiment of the present invention. 本発明の一態様に係る、化合物のエネルギー準位を説明する図。6A and 6B illustrate energy levels of a compound according to one embodiment of the present invention. 本発明の一態様の発光素子の断面模式図、及びエネルギー準位の相関を説明する模式図。FIGS. 3A and 3B are a schematic cross-sectional view of a light-emitting element of one embodiment of the present invention and a schematic diagram illustrating correlation of energy levels. FIGS. 本発明の一態様の発光素子の断面模式図、及びエネルギー準位の相関を説明する模式図。FIGS. 3A and 3B are a schematic cross-sectional view of a light-emitting element of one embodiment of the present invention and a schematic diagram illustrating correlation of energy levels. FIGS. 本発明の一態様の発光素子の断面模式図。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a light-emitting element of one embodiment of the present invention. 本発明の一態様の発光素子の断面模式図。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a light-emitting element of one embodiment of the present invention. 本発明の一様態の発光素子の作製方法を説明する断面模式図。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a light-emitting element according to one embodiment of the present invention. 本発明の一様態の発光素子の作製方法を説明する断面模式図。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a light-emitting element according to one embodiment of the present invention. 本発明の一態様の表示装置を説明する上面図及び断面模式図。4A and 4B are a top view and cross-sectional schematic views illustrating a display device of one embodiment of the present invention. 本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating a display device of one embodiment of the present invention. 本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating a display device of one embodiment of the present invention. 本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating a display device of one embodiment of the present invention. 本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating a display device of one embodiment of the present invention. 本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating a display device of one embodiment of the present invention. 本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating a display device of one embodiment of the present invention. 本発明の一態様の表示装置を説明するブロック図及び回路図。4A and 4B are a block diagram and a circuit diagram illustrating a display device of one embodiment of the present invention. 本発明の一態様の表示装置の画素回路を説明する回路図。FIG. 10 is a circuit diagram illustrating a pixel circuit of a display device of one embodiment of the present invention. 本発明の一態様の表示装置の画素回路を説明する回路図。FIG. 10 is a circuit diagram illustrating a pixel circuit of a display device of one embodiment of the present invention. タッチパネルの一例を示す斜視図。The perspective view which shows an example of a touch panel. 表示装置、及びタッチセンサの一例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of a display apparatus and a touch sensor. タッチパネルの一例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of a touch panel. タッチセンサのブロック図及びタイミングチャート図。The block diagram and timing chart figure of a touch sensor. タッチセンサの回路図。The circuit diagram of a touch sensor. 表示モジュールを説明する斜視図。The perspective view explaining a display module. 電子機器について説明する図。6A and 6B illustrate electronic devices. 本発明の一態様の発光装置を説明する斜視図及び断面図。4A and 4B are a perspective view and a cross-sectional view illustrating a light-emitting device of one embodiment of the present invention. 本発明の一態様の発光装置を説明する断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a light-emitting device of one embodiment of the present invention. 本発明の一態様の照明装置及び電子機器を説明する図。6A and 6B illustrate a lighting device and an electronic device of one embodiment of the present invention. 本発明の一態様の照明装置について説明する図。FIG. 10 illustrates a lighting device of one embodiment of the present invention. 実施例1に係る、発光素子の蛍光寿命特性を説明する図。FIG. 6 is a diagram for explaining the fluorescence lifetime characteristics of the light emitting element according to Example 1; 実施例1に係る、発光素子の電流効率−輝度特性を説明する図。6A and 6B illustrate current efficiency-luminance characteristics of a light-emitting element according to Example 1. FIG. 実施例1に係る、発光素子の外部量子効率−輝度特性を説明する図。FIG. 6 is a diagram illustrating external quantum efficiency-luminance characteristics of a light-emitting element according to Example 1. 実施例1に係る、発光素子の輝度−電圧特性を説明する図。6A and 6B illustrate luminance-voltage characteristics of a light-emitting element according to Example 1. FIG. 実施例1に係る、発光素子の電界発光スペクトルを説明する図。FIG. 6 illustrates an electroluminescence spectrum of a light-emitting element according to Example 1. 実施例2に係る、発光素子の電流効率−輝度特性を説明する図。6A and 6B illustrate current efficiency-luminance characteristics of a light-emitting element according to Example 2. FIG. 実施例2に係る、発光素子の外部量子効率−輝度特性を説明する図。FIG. 6 is a diagram illustrating external quantum efficiency-luminance characteristics of a light-emitting element according to Example 2. 実施例2に係る、発光素子の輝度−電圧特性を説明する図。6A and 6B illustrate luminance-voltage characteristics of a light-emitting element according to Example 2. 実施例2に係る、発光素子の電界発光スペクトルを説明する図。FIG. 10 illustrates an electroluminescence spectrum of a light-emitting element according to Example 2. 実施例2に係る、発光素子の発光角度分布を説明する図。6A and 6B illustrate a light emission angle distribution of a light emitting element according to Example 2. FIG. 実施例2に係る、発光素子の信頼性試験結果を説明する図。6A and 6B illustrate a reliability test result of a light-emitting element according to Example 2. FIG. 実施例3に係る、発光素子を説明する断面模式図。6 is a schematic cross-sectional view illustrating a light-emitting element according to Example 3. FIG. 実施例3に係る、発光素子の電流効率−輝度特性を説明する図。6A and 6B illustrate current efficiency-luminance characteristics of a light-emitting element according to Example 3. FIG. 実施例3に係る、発光素子の電流効率−輝度特性を説明する図。6A and 6B illustrate current efficiency-luminance characteristics of a light-emitting element according to Example 3. FIG. 実施例3に係る、発光素子の輝度−電圧特性を説明する図。6A and 6B illustrate luminance-voltage characteristics of a light-emitting element according to Example 3. 実施例3に係る、発光素子の輝度−電圧特性を説明する図。6A and 6B illustrate luminance-voltage characteristics of a light-emitting element according to Example 3. 実施例3に係る、発光素子の電界発光スペクトルを説明する図。FIG. 10 illustrates an electroluminescence spectrum of a light-emitting element according to Example 3. 実施例3に係る、発光素子の電界発光スペクトルを説明する図。FIG. 10 illustrates an electroluminescence spectrum of a light-emitting element according to Example 3. 実施例3に係る、発光素子の電界発光スペクトルを説明する図。FIG. 10 illustrates an electroluminescence spectrum of a light-emitting element according to Example 3. 実施例3に係る、発光素子の電界発光スペクトルを説明する図。FIG. 10 illustrates an electroluminescence spectrum of a light-emitting element according to Example 3. 実施例3に係る、発光素子の色度角度依存性を説明する図。FIG. 6 is a diagram for explaining chromaticity angle dependency of a light emitting element according to Example 3; 実施例3に係る、発光素子の信頼性試験結果を説明する図。6A and 6B illustrate a reliability test result of a light-emitting element according to Example 3. FIG. 実施例3に係る、発光素子の信頼性試験結果を説明する図。6A and 6B illustrate a reliability test result of a light-emitting element according to Example 3. FIG. 実施例3に係る、発光素子の信頼性試験結果を説明する図。6A and 6B illustrate a reliability test result of a light-emitting element according to Example 3. FIG.

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。但し、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得ることが可能である。従って、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 various changes can be made in form and details 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.

なお、図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。   Note that the position, size, range, and the like of each component illustrated in the drawings and the like may not represent the actual position, size, range, or the like for easy understanding. Therefore, the disclosed invention is not necessarily limited to the position, size, range, or the like disclosed in the drawings and the like.

また、本明細書等において、第1、第2等として付される序数詞は便宜上用いるものであり、工程順又は積層順を示さない場合がある。そのため、例えば、「第1の」を「第2の」又は「第3の」などと適宜置き換えて説明することができる。また、本明細書等に記載されている序数詞と、本発明の一態様を特定するために用いられる序数詞は一致しない場合がある。   In this specification and the like, the ordinal numbers attached as the first and second are used for convenience and may not indicate the order of steps or the order of lamination. Therefore, for example, the description can be made by appropriately replacing “first” with “second” or “third”. In addition, the ordinal numbers described in this specification and the like may not match the ordinal numbers used to specify one embodiment of the present invention.

また、本明細書等において、図面を用いて発明の構成を説明するにあたり、同じものを指す符号は異なる図面間でも共通して用いる場合がある。   Further, in this specification and the like, in describing the structure of the invention with reference to drawings, the same reference numerals may be used in common among different drawings.

また、本明細書等において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。   In this specification and the like, the terms “film” and “layer” can be interchanged with each other. For example, the term “conductive layer” may be changed to the term “conductive film”. Alternatively, for example, the term “insulating film” may be changed to the term “insulating layer” in some cases.

また、本明細書等において、一重項励起状態(S)は、励起エネルギーを有する一重項状態のことである。一重項励起状態のうち、最も低いエネルギーを有する励起状態を、最低一重項励起状態という。また、一重項励起エネルギー準位は、一重項励起状態の励起エネルギー準位のことである。一重項励起エネルギー準位のうち、最も低い励起エネルギー準位を、最低一重項励起エネルギー(S1)準位という。 In this specification and the like, a singlet excited state (S * ) is a singlet state having excitation energy. Of the singlet excited states, the excited state having the lowest energy is referred to as the lowest singlet excited state. The singlet excitation energy level is an excitation energy level in a singlet excited state. Of the singlet excitation energy levels, the lowest excitation energy level is referred to as the lowest singlet excitation energy (S1) level.

また、本明細書等において、三重項励起状態(T)は、励起エネルギーを有する三重項状態のことである。三重項励起状態のうち、最も低いエネルギーを有する励起状態を、最低三重項励起状態という。また、最低三重項励起状態より高いエネルギーを有する三重項励起状態を、高三重項励起状態という。また、三重項励起エネルギー準位は、三重項励起状態の励起エネルギー準位のことである。三重項励起エネルギー準位のうち、最も低い励起エネルギー準位を、最低三重項励起エネルギー(T1)準位という。また、最低三重項励起エネルギー準位より高いエネルギー準位を、高三重項励起エネルギー準位という。 In this specification and the like, the triplet excited state (T * ) is a triplet state having excitation energy. Of the triplet excited states, the excited state having the lowest energy is referred to as the lowest triplet excited state. A triplet excited state having higher energy than the lowest triplet excited state is referred to as a high triplet excited state. The triplet excitation energy level is an excitation energy level in a triplet excited state. Among triplet excitation energy levels, the lowest excitation energy level is referred to as the lowest triplet excitation energy (T1) level. An energy level higher than the lowest triplet excitation energy level is referred to as a high triplet excitation energy level.

また、本明細書等において蛍光材料とは、一重項励起状態から基底状態へ緩和する際に可視光領域に発光を与える材料である。燐光材料とは、三重項励起状態から基底状態へ緩和する際に、室温において可視光領域に発光を与える材料である。換言すると燐光材料とは、三重項励起エネルギーを可視光へ変換可能な材料の一つである。   In this specification and the like, a fluorescent material is a material that emits light in the visible light region when relaxing from a singlet excited state to a ground state. A phosphorescent material is a material that emits light in the visible light region at room temperature when relaxing from a triplet excited state to a ground state. In other words, a phosphorescent material is one of materials that can convert triplet excitation energy into visible light.

なお、本明細書等において、室温とは、0℃乃至40℃のいずれかの温度をいう。   Note that in this specification and the like, room temperature refers to any temperature of 0 ° C. to 40 ° C.

また、本明細書等において、青色の波長領域とは、400nm以上550nm以下の波長領域であり、青色の発光とは該領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する発光である。   In this specification and the like, a blue wavelength region is a wavelength region of 400 nm to 550 nm, and blue light emission is light emission having at least one emission spectrum peak in the region.

(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子について、図1乃至図8を用いて以下説明する。
(Embodiment 1)
In this embodiment, a light-emitting element of one embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

<発光素子の構成例>
まず、本発明の一態様の発光素子の構成について、図1(A)(B)及び(C)を用いて、以下説明する。
<Configuration example of light emitting element>
First, the structure of the light-emitting element of one embodiment of the present invention is described below with reference to FIGS.

図1(A)は、本発明の一態様の発光素子120の断面模式図である。   FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of a light-emitting element 120 of one embodiment of the present invention.

発光素子120は、一対の電極(電極101及び電極102)を有し、該一対の電極間に設けられたEL層100を有する。EL層100は、少なくとも発光層130を有する。   The light-emitting element 120 includes a pair of electrodes (the electrode 101 and the electrode 102) and the EL layer 100 provided between the pair of electrodes. The EL layer 100 includes at least a light emitting layer 130.

また、図1(A)に示すEL層100は、発光層130の他に、機能層を有する。機能層は、正孔注入層111、正孔輸送層112、電子輸送層118、及び電子注入層119を有する。   In addition, the EL layer 100 illustrated in FIG. 1A includes a functional layer in addition to the light-emitting layer 130. The functional layer includes a hole injection layer 111, a hole transport layer 112, an electron transport layer 118, and an electron injection layer 119.

なお、本実施の形態においては、一対の電極のうち、電極101を陽極として、電極102を陰極として説明するが、発光素子120の構成としては、その限りではない。つまり、電極101を陰極とし、電極102を陽極とし、当該電極間の各層の積層を、逆の順番にしてもよい。すなわち、陽極側から、正孔注入層111と、正孔輸送層112と、発光層130と、電子輸送層118と、電子注入層119と、が積層する順番としてもよい。   Note that in this embodiment, the electrode 101 is an anode and the electrode 102 is a cathode among the pair of electrodes, but the structure of the light-emitting element 120 is not limited thereto. That is, the electrode 101 may be a cathode, the electrode 102 may be an anode, and the layers stacked between the electrodes may be reversed. That is, from the anode side, the hole injection layer 111, the hole transport layer 112, the light emitting layer 130, the electron transport layer 118, and the electron injection layer 119 may be stacked.

なお、EL層100の構成は、図1(A)に示す構成に限定されず、正孔注入層111、正孔輸送層112、電子輸送層118、及び電子注入層119の中から選ばれた少なくとも一つを有する構成とすればよい。あるいは、EL層100は、正孔または電子の注入障壁を低減する、正孔または電子の輸送性を向上する、正孔または電子の輸送性を阻害する、または電極による消光現象を抑制する、ことができる等の機能を有する機能層を有する構成としてもよい。なお、発光層130、または機能層は、それぞれ単層であっても、複数の層が積層された構成であってもよい。   Note that the structure of the EL layer 100 is not limited to the structure shown in FIG. 1A, and is selected from the hole injection layer 111, the hole transport layer 112, the electron transport layer 118, and the electron injection layer 119. What is necessary is just to set it as the structure which has at least one. Alternatively, the EL layer 100 reduces a hole or electron injection barrier, improves a hole or electron transport property, inhibits a hole or electron transport property, or suppresses a quenching phenomenon caused by an electrode. It is good also as a structure which has a functional layer which has the function of being able to do. Note that the light-emitting layer 130 or the functional layer may be a single layer or a structure in which a plurality of layers are stacked.

図1(B)は、図1(A)に示す発光層130の一例を示す断面模式図である。図1(B)に示す発光層130は、ホスト材料131と、ゲスト材料132と、を有する。   FIG. 1B is a schematic cross-sectional view illustrating an example of the light-emitting layer 130 illustrated in FIG. A light-emitting layer 130 illustrated in FIG. 1B includes a host material 131 and a guest material 132.

ホスト材料131は、三重項励起エネルギーをTTAによって一重項励起エネルギーに変換する機能を有すると好ましい。そうすることで、発光層130で生成した三重項励起エネルギーの一部を、ホスト材料131におけるTTAによって一重項励起エネルギーに変換し、ゲスト材料132に移動することで、蛍光発光として取り出すことが可能となる。そのためには、ホスト材料131の最低一重項励起エネルギー(S1)準位は、ゲスト材料132のS1準位より高いことが好ましい。また、ホスト材料131の最低三重項励起エネルギー(T1)準位は、ゲスト材料132のT1準位より低いことが好ましい。   The host material 131 preferably has a function of converting triplet excitation energy into singlet excitation energy by TTA. By doing so, part of the triplet excitation energy generated in the light-emitting layer 130 can be converted into singlet excitation energy by TTA in the host material 131 and transferred to the guest material 132, so that it can be extracted as fluorescent light emission. It becomes. For that purpose, the lowest singlet excitation energy (S1) level of the host material 131 is preferably higher than the S1 level of the guest material 132. The lowest triplet excitation energy (T1) level of the host material 131 is preferably lower than the T1 level of the guest material 132.

なお、ホスト材料131は単一の化合物で構成されていても良く、複数の化合物から構成されていても良い。また、ゲスト材料132としては、発光性の有機化合物を用いればよく、該発光性の有機化合物としては、蛍光を発することができる物質(以下、蛍光材料ともいう)であると好適である。以下の説明においては、ゲスト材料132として、蛍光材料を用いる構成について説明する。なお、ゲスト材料132を蛍光材料として読み替えてもよい。   The host material 131 may be composed of a single compound or a plurality of compounds. As the guest material 132, a light-emitting organic compound may be used, and the light-emitting organic compound is preferably a substance that can emit fluorescence (hereinafter also referred to as a fluorescent material). In the following description, a structure using a fluorescent material as the guest material 132 will be described. Note that the guest material 132 may be read as a fluorescent material.

<発光素子の発光機構>
まず、発光素子120の発光機構について、以下説明を行う。
<Light emitting mechanism of light emitting element>
First, the light emission mechanism of the light emitting element 120 will be described below.

本発明の一態様の発光素子120においては、一対の電極(電極101及び電極102)間に電圧を印加することにより、陰極から電子が、陽極から正孔(ホール)が、それぞれEL層100に注入され、電流が流れる。そして、注入された電子及び正孔が再結合することによって、励起子が形成される。キャリアの再結合によって生じる励起子のうち、一重項励起子と三重項励起子の比(以下、励起子生成確率)は、統計的確率により、1:3となる。   In the light-emitting element 120 of one embodiment of the present invention, by applying voltage between a pair of electrodes (the electrode 101 and the electrode 102), electrons from the cathode and holes from the anode are applied to the EL layer 100, respectively. It is injected and current flows. The injected electrons and holes recombine to form excitons. Of excitons generated by carrier recombination, the ratio of singlet excitons to triplet excitons (hereinafter, exciton generation probability) is 1: 3 due to statistical probability.

なお、以下の2つの過程により、EL層100において一重項励起子が生成し、ゲスト材料132からの発光が得られる。
(α)直接生成過程
(β)TTA過程
Note that singlet excitons are generated in the EL layer 100 through the following two processes, and light emission from the guest material 132 is obtained.
(Α) Direct generation process (β) TTA process

<(α)直接生成過程>
まず、EL層100が有する発光層130においてキャリア(電子及び正孔)が再結合し、一重項励起子が形成される場合を説明する。
<(Α) Direct generation process>
First, the case where carriers (electrons and holes) recombine in the light-emitting layer 130 included in the EL layer 100 to form singlet excitons will be described.

なお、励起子は、キャリア(電子及び正孔)対のことである。励起子はエネルギーを有するため、励起子が生成された材料は、励起状態となる。   An exciton is a carrier (electron and hole) pair. Since excitons have energy, the material from which the excitons are generated is in an excited state.

ホスト材料131においてキャリアが再結合する場合、励起子の生成によってホスト材料131の励起状態(一重項励起状態または三重項励起状態)が形成される。このとき、ホスト材料131の励起状態が一重項励起状態であるとき、ホスト材料131のS1準位から、ゲスト材料132のS1準位へ、一重項励起エネルギーがエネルギー移動し、ゲスト材料132の一重項励起状態が形成される。なお、ホスト材料131の励起状態が三重項励起状態であるときは、後述の(β)TTA過程にて説明する。   When carriers recombine in the host material 131, an excited state (singlet excited state or triplet excited state) of the host material 131 is formed by the generation of excitons. At this time, when the excited state of the host material 131 is a singlet excited state, the singlet excitation energy is transferred from the S1 level of the host material 131 to the S1 level of the guest material 132, and the singlet of the guest material 132 is single-ended. A term excited state is formed. In addition, when the excited state of the host material 131 is a triplet excited state, it demonstrates in the below-mentioned ((beta)) TTA process.

また、キャリアが、ゲスト材料132において再結合する場合、励起子の生成によってゲスト材料132の励起状態(一重項励起状態または三重項励起状態)が形成される。   In addition, when carriers recombine in the guest material 132, an excited state (singlet excited state or triplet excited state) of the guest material 132 is formed by generation of excitons.

形成されたゲスト材料132の励起状態が一重項励起状態であるとき、ゲスト材料132の一重項励起状態から発光が得られる。このとき、高い発光効率を得るためには、ゲスト材料132の蛍光量子収率は、高いことが好ましい。具体的には、ゲスト材料132の蛍光量子収率は、好ましくは50%以上、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは90%以上である。   When the excited state of the formed guest material 132 is a singlet excited state, light emission can be obtained from the singlet excited state of the guest material 132. At this time, in order to obtain high luminous efficiency, the guest material 132 preferably has a high fluorescence quantum yield. Specifically, the fluorescence quantum yield of the guest material 132 is preferably 50% or more, more preferably 70% or more, and further preferably 90% or more.

一方、ゲスト材料132の三重項励起状態が形成されるとき、ゲスト材料132の三重項励起状態は、熱失活するため発光に寄与しない。しかしながら、ホスト材料131のT1準位が、ゲスト材料132のT1準位より低い場合、ゲスト材料132の三重項励起エネルギーは、ゲスト材料132のT1準位から、ホスト材料131のT1準位へ、エネルギー移動することが可能となる。その場合、後述の(β)TTA過程によって、三重項励起エネルギーから一重項励起エネルギーへの変換が可能となる。   On the other hand, when the triplet excited state of the guest material 132 is formed, the triplet excited state of the guest material 132 does not contribute to light emission because it is thermally deactivated. However, when the T1 level of the host material 131 is lower than the T1 level of the guest material 132, the triplet excitation energy of the guest material 132 changes from the T1 level of the guest material 132 to the T1 level of the host material 131. Energy transfer becomes possible. In that case, conversion from triplet excitation energy to singlet excitation energy becomes possible by the (β) TTA process described later.

<(β)TTA過程>
次に、発光層130におけるキャリアの再結合過程において形成された三重項励起子によって、一重項励起子が形成される場合について、説明する。
<(Β) TTA process>
Next, a case where singlet excitons are formed by triplet excitons formed in the carrier recombination process in the light emitting layer 130 will be described.

ここでは、ホスト材料131のT1準位がゲスト材料132のT1準位よりも低い場合について説明する。このときのエネルギー準位の相関を表す模式図を図1(C)に示す。また、図1(C)における表記及び符号は、以下の通りである。なお、ホスト材料131のT1準位がゲスト材料132のT1準位よりも高くても構わない。
・Host(131):ホスト材料131
・Guest(132):ゲスト材料132(蛍光材料)
・SFH:ホスト材料131のS1準位
・TFH:ホスト材料131のT1準位
・SFG:ゲスト材料132(蛍光材料)のS1準位
・TFG:ゲスト材料132(蛍光材料)のT1準位
Here, the case where the T1 level of the host material 131 is lower than the T1 level of the guest material 132 will be described. A schematic diagram showing the correlation of energy levels at this time is shown in FIG. In addition, notations and symbols in FIG. 1C are as follows. Note that the T1 level of the host material 131 may be higher than the T1 level of the guest material 132.
Host (131): Host material 131
Guest (132): Guest material 132 (fluorescent material)
S FH : S1 level of the host material 131 T FH : T1 level of the host material 131 S FG : S1 level of the guest material 132 (fluorescent material) T FG : T1 of the guest material 132 (fluorescent material) Level

キャリアがホスト材料131において再結合し、励起子の生成によってホスト材料131の励起状態が形成される。このとき、生成した励起子が三重項励起子であるとき、生成した2つの三重項励起子同士が近接することにより、それらの三重項励起エネルギーの一部が一重項励起エネルギーに変換されて、ホスト材料131の一重項励起状態が生じる(図1(C) TTA参照)。これは、以下の一般式(G1)で表される。   Carriers recombine in the host material 131, and an excited state of the host material 131 is formed by the generation of excitons. At this time, when the generated exciton is a triplet exciton, due to the proximity of the two generated triplet excitons, a part of their triplet excitation energy is converted to singlet excitation energy, A singlet excited state of the host material 131 is generated (see TTA in FIG. 1C). This is represented by the following general formula (G1).

H+H → H (G1)
H+H → H (G2)
3 H + 3 H → 1 H * + 1 H (G1)
3 H + 3 H → 3 H * + 1 H (G2)

一般式(G1)は、ホスト材料131において、2つの三重項励起子(H)から一重項励起子()が生成する反応である。また、一般式(G2)は、ホスト材料131において、2つの三重項励起子(H)から、電子的または振動的に励起された三重項励起子()が生成する反応である。なお、一般式(G1)(G2)中、Hはホスト材料131における一重項基底状態を表す。 The general formula (G1) is a reaction in which singlet excitons ( 1 H * ) are generated from two triplet excitons ( 3 H) in the host material 131. The general formula (G2) is a reaction in which triplet excitons ( 3 H * ) excited electronically or vibrationally are generated from two triplet excitons ( 3 H) in the host material 131. . Note that in the general formulas (G1) and (G2), 1 H represents a singlet ground state in the host material 131.

なお、発光層130における三重項励起子の密度が十分に高い場合(1×10−12cm−3以上)では、三重項励起子単体の失活を無視し、2つの近接した三重項励起子による反応のみを考えることができる。 When the density of triplet excitons in the light-emitting layer 130 is sufficiently high (1 × 10 −12 cm −3 or more), deactivation of the singlet excitons alone is ignored, and two adjacent triplet excitons are ignored. Only the reaction by can be considered.

また、一般式(G2)で形成される電子的または振動的に励起された三重項励起子()は、速やかに内部転換または項間交差により、三重項励起子(H)または一重項励起子()に変換される。したがって、一般式(G2)において、全ての電子的または振動的に励起された三重項励起子()が一重項励起子()に変換されるとすると、2個の三重項励起子(H)から最大で1個の一重項励起子()が生成することになる。 Further, the triplet exciton ( 3 H * ) excited by electronic or vibration formed by the general formula (G2) can be rapidly converted into a triplet exciton ( 3 H) or Converted to singlet excitons ( 1 H * ). Therefore, in the general formula (G2), if all the electronically or vibrationally excited triplet excitons ( 3 H * ) are converted into singlet excitons ( 1 H * ), two triplets One singlet exciton ( 1 H * ) is generated at maximum from the term exciton ( 3 H).

一方、一対の電極から注入されたキャリアの再結合により直接生成する一重項励起子()と三重項励起子(H)の統計的な生成比率は、H=1:3である。すなわち、一対の電極から注入されたキャリアの再結合によって一重項励起子が直接生成する確率は、25%である。 On the other hand, the statistical generation ratio of singlet excitons ( 1 H * ) and triplet excitons ( 3 H) directly generated by recombination of carriers injected from a pair of electrodes is 1 H * : 3 H = 1: 3. That is, the probability that singlet excitons are directly generated by recombination of carriers injected from a pair of electrodes is 25%.

したがって、一対の電極から注入されたキャリアの再結合により直接生成した一重項励起子と、TTAにより生成した一重項励起子とをあわせることで、一対の電極から注入されたキャリアの再結合により直接生成した8個の励起子(一重項励起子および三重項励起子の合計)から5個の一重項励起子が生成可能となる(一般式(G3))。すなわち、TTAによって、一重項励起子生成確率を従来の25%から最大で62.5%まで向上させることが可能となる。   Therefore, by combining singlet excitons generated directly by recombination of carriers injected from a pair of electrodes with singlet excitons generated by TTA, direct recombination of carriers injected from the pair of electrodes directly Five singlet excitons can be generated from the generated eight excitons (total of singlet excitons and triplet excitons) (general formula (G3)). That is, TTA can improve the singlet exciton generation probability from the conventional 25% to a maximum of 62.5%.

+6H → 2+(3+3H) (G3) 2 1 H * + 6 3 H → 2 1 H * + (3 1 H * + 3 1 H) (G3)

上記過程により生成した一重項励起子によって形成されるホスト材料131の一重項励起状態において、ホスト材料131のS1準位(SFH)からは、それよりも低い励起エネルギー準位であるゲスト材料132のS1準位(SFG)へのエネルギー移動が生じる(図1(C) Route A参照)。そして、一重項励起状態となったゲスト材料132が蛍光発光する。 In the singlet excited state of the host material 131 formed by singlet excitons generated by the above process, the guest material 132 having an excitation energy level lower than that of the host material 131 from the S1 level (S FH ). Energy transfer to the S1 level (S FG ) occurs (see FIG. 1 (C) Route A). Then, the guest material 132 in a singlet excited state emits fluorescence.

なお、ゲスト材料132においてキャリアが再結合し、生成した励起子によって形成される励起状態が三重項励起状態である場合、ホスト材料131のT1準位(TFH)がゲスト材料のT1準位(TFG)よりも低い場合、TFGは失活することなくTFHにエネルギー移動(図1(C) Route B参照)し、TTAに利用される。 Note that in the case where the excited state formed by the excitons generated by recombination of carriers in the guest material 132 is a triplet excited state, the T1 level (T FH ) of the host material 131 is changed to the T1 level (T FH ) of the guest material ( When T FG is lower than T FG , T FG transfers energy to T FH without being deactivated (see Route B in FIG. 1C) and is used for TTA.

また、ゲスト材料132のT1準位(TFG)がホスト材料131のT1準位(TFH)よりも低い場合においては、ホスト材料131とゲスト材料132との重量比は、ゲスト材料132の重量比が低い方が好ましい。具体的には、ホスト材料131が1に対するゲスト材料132の重量比としては、0より大きく0.05以下が好ましい。そうすることで、ゲスト材料132でキャリアが再結合する確率を低減させることができる。また、ホスト材料131のT1準位(TFH)からゲスト材料132のT1準位(TFG)へのエネルギー移動が生じる確率を低減させることができる。 In the case where the T1 level (T FG ) of the guest material 132 is lower than the T1 level (T FH ) of the host material 131, the weight ratio of the host material 131 to the guest material 132 is the weight of the guest material 132. A lower ratio is preferred. Specifically, the weight ratio of the guest material 132 to the host material 131 of 1 is preferably greater than 0 and 0.05 or less. By doing so, the probability that carriers are recombined in the guest material 132 can be reduced. In addition, the probability of energy transfer from the T1 level (T FH ) of the host material 131 to the T1 level (T FG ) of the guest material 132 can be reduced.

以上のように、TTAによって、発光層130で形成する三重項励起子は、一重項励起子へと変換されるため、ゲスト材料132からの発光を、効率よく得ることが可能となる。   As described above, triplet excitons formed in the light-emitting layer 130 are converted into singlet excitons by TTA, and thus light emission from the guest material 132 can be efficiently obtained.

<TTA効率について>
上記のように、TTAによって、一重項励起子の生成確率を向上させ、発光素子の発光効率を向上させることが可能となるが、高い発光効率を得るためには、TTAが生じる確率(TTA効率ともいう)を高めることが重要である。すなわち、発光素子が呈する発光のうち、TTAによる遅延蛍光成分の占める割合が高いことが重要である。
<About TTA efficiency>
As described above, TTA can improve the generation probability of singlet excitons and improve the light emission efficiency of the light-emitting element. However, in order to obtain high light emission efficiency, the probability of TTA generation (TTA efficiency). It is important to increase the level of That is, it is important that the proportion of the delayed fluorescent component due to TTA is high in the light emitted by the light emitting element.

TTAが生じる確率を高めるためには、ホスト材料131はゲスト材料132より一重項励起状態のエネルギーが高く、三重項励起状態のエネルギーが低いことが好ましい。そのような化合物としてホスト材料131は、縮合芳香環骨格を有することが好ましく、アントラセン骨格やテトラセン骨格といったアセン骨格を有することが、さらに好ましい。   In order to increase the probability of occurrence of TTA, the host material 131 preferably has higher singlet excited state energy and lower triplet excited state energy than the guest material 132. As such a compound, the host material 131 preferably has a condensed aromatic ring skeleton, and more preferably an acene skeleton such as an anthracene skeleton or a tetracene skeleton.

また、青色の発光を呈する発光素子においては、大きな励起エネルギーを有する化合物をホスト材料131として用いる必要がある。すなわち、青色の発光を呈する発光素子において発光材料またはホスト材料131として用いることができ、且つ、TTAによる遅延蛍光を示す化合物としては、アントラセン骨格を有する化合物が好ましい。中でも、高い発光効率を得るためには、アントラセン骨格を有し、高いTTA効率を示す化合物が好ましい。   In a light-emitting element that emits blue light, a compound having large excitation energy needs to be used as the host material 131. That is, a compound having an anthracene skeleton is preferable as a compound that can be used as the light-emitting material or the host material 131 in a light-emitting element that emits blue light and exhibits delayed fluorescence due to TTA. Among them, in order to obtain high luminous efficiency, a compound having an anthracene skeleton and showing high TTA efficiency is preferable.

陽極から正孔が、陰極から電子が、それぞれEL層に注入され、電流が流れる際、正孔及び電子は、それぞれEL層が有する化合物の最高被占軌道(Highest Occupied Molecular Orbital、HOMOともいう)及び最低空軌道(Lowest Unoccupied Molecular Orbital、LUMOともいう)に注入され、輸送される。   When holes from the anode and electrons from the cathode are injected into the EL layer and current flows, the holes and electrons are respectively the highest occupied orbitals (also referred to as Highest Occupied Molecular Orbital, HOMO) of the compound of the EL layer. And injected into the lowest unoccupied orbit (also called Lowest Unoccupied Molecular Orbital, LUMO) and transported.

注入された正孔及び電子がホスト材料で再結合する場合において、ホスト材料におけるHOMO軌道とLUMO軌道とが同じ領域に分子軌道を有するときには、HOMO準位とLUMO準位とのエネルギーギャップに相当するエネルギーを有する励起子が生成される。   When the injected holes and electrons recombine with the host material, the HOMO orbital and LUMO orbitals in the host material have molecular orbitals in the same region, which corresponds to the energy gap between the HOMO level and the LUMO level. Excitons having energy are generated.

なお、注入された正孔及び電子がホスト材料で再結合する場合において、ホスト材料におけるHOMO軌道とLUMO軌道とが異なる領域に分子軌道を有するときには、LUMO+n軌道(HOMO軌道と同じ領域に分子軌道を有しLUMO軌道より高いエネルギーを有する軌道、ただしnは自然数)とHOMO軌道とのエネルギーギャップに相当するエネルギーを有する励起子が生成される、あるいはHOMO−n’軌道(LUMO軌道と同じ領域に分子軌道を有しHOMO軌道よりエネルギーが低い軌道、ただしn’は自然数)とLUMO軌道とのエネルギーギャップに相当するエネルギーを有する励起子が生成される。   When the injected holes and electrons recombine with the host material, if the host material has molecular orbitals in different regions, the LUMO + n orbital (the molecular orbitals in the same region as the HOMO orbitals). Excitons having an energy corresponding to the energy gap between the HOMO orbital and the orbital having higher energy than the LUMO orbital, where n is a natural number, or HOMO-n ′ orbitals (molecules in the same region as the LUMO orbitals) An exciton having an orbit and having an energy lower than that of the HOMO orbit (where n ′ is a natural number) and an energy gap corresponding to the energy gap between the LUMO orbits is generated.

ホスト材料における当該エネルギーギャップに相当するエネルギーは、最低一重項励起状態のエネルギーに相当する。したがって、キャリアの再結合によって形成されるホスト材料の一重項励起状態は、最低一重項励起状態となる。   The energy corresponding to the energy gap in the host material corresponds to the energy of the lowest singlet excited state. Therefore, the singlet excited state of the host material formed by carrier recombination is the lowest singlet excited state.

また同様に、キャリアの再結合によって形成されるホスト材料の三重項励起状態は、最低一重項励起状態と同じ領域に分子軌道を有する第1の三重項励起状態となる。第1の三重項励起状態は、最低三重項励起状態である。   Similarly, the triplet excited state of the host material formed by carrier recombination is a first triplet excited state having a molecular orbital in the same region as the lowest singlet excited state. The first triplet excited state is the lowest triplet excited state.

なお、分子軌道は、電子が見出される可能性が高い化合物中の領域、または電子を見出す確率を表す。分子軌道によって、分子の電子配置(電子の空間的分布ならびにエネルギー)を詳細に記述することが可能である。   The molecular orbital represents the probability of finding a region in a compound where an electron is likely to be found or an electron. With molecular orbitals, it is possible to describe in detail the electronic configuration (spatial distribution and energy of electrons) of molecules.

ホスト材料の第2の三重項励起状態および第3の三重項励起状態は、高三重項励起状態(第1の三重項励起状態より高いエネルギーを有する三重項励起状態)であり、第2の三重項励起状態は第1の三重項励起状態と異なる領域に分子軌道を有する高三重項励起状態のうち最も低い励起エネルギーを有する三重項励起状態であり、第3の三重項励起状態は第1の三重項励起状態と同じ領域に分子軌道を有する高三重項励起状態のうち最も低い励起エネルギーを有する三重項励起状態であるとする。TTAによって高三重項励起状態が生成する場合においては、第1の三重項励起状態と異なる領域に分子軌道を有する第2の三重項励起状態よりも、第1の三重項励起状態と同じ領域に分子軌道を有する第3の三重項励起状態の方が形成されやすい。なぜならば、TTAは、最低三重項励起状態である第1の三重項励起状態から生じる反応だからである。なお、形成された第3の三重項励起状態が、さらに振動励起された状態であっても、速やかに振動緩和することで、最もエネルギーが安定な振動状態を有する第3の三重項励起状態が形成され得る。   The second triplet excited state and the third triplet excited state of the host material are a high triplet excited state (a triplet excited state having higher energy than the first triplet excited state) and the second triplet excited state. The triplet excited state is a triplet excited state having the lowest excitation energy among high triplet excited states having molecular orbitals in a region different from the first triplet excited state, and the third triplet excited state is the first triplet excited state. It is assumed that the triplet excited state has the lowest excitation energy among the high triplet excited states having molecular orbitals in the same region as the triplet excited state. In the case where a high triplet excited state is generated by TTA, the first triplet excited state is present in the same region as the second triplet excited state having a molecular orbital in a region different from the first triplet excited state. A third triplet excited state having a molecular orbital is more easily formed. This is because TTA is a reaction that occurs from the first triplet excited state, which is the lowest triplet excited state. Note that even if the formed third triplet excited state is a state further excited by vibration, the third triplet excited state having the vibration state with the most stable energy can be obtained by quickly relaxing the vibration. Can be formed.

なお、化合物の基底状態における最もエネルギーが安定な状態の立体構造(以下、最安定構造)と、励起状態(一重項励起状態および三重項励起状態)における最安定構造は、異なる立体構造を有する。また、異なる励起状態における最安定構造は、それぞれ異なる立体構造を有する。また、化合物が基底状態あるいは励起状態(一重項励起状態または三重項励起状態)の電子状態であるとき、さらに振動エネルギーあるいは回転エネルギーを有する場合、振動励起あるいは回転励起された状態となる。化合物が、ある電子状態において振動励起された状態においては、該電子状態の最もエネルギーが安定な状態と、分子構造は同じであっても立体構造が異なる構造となる。例えば、第1の三重項励起状態における最安定構造(最もエネルギーが安定な状態における立体構造)と、第3の三重項励起状態の最安定構造は異なる構造である。また、第1の三重項励起状態において振動励起された状態であり、且つ第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第1の三重項励起状態の構造は、第1三重項励起状態における最安定構造とは異なる構造となる。換言すると、化合物が、ある電子状態において、異なる立体構造を有すると、異なるエネルギーを有することになる。   Note that the three-dimensional structure in the ground state of the compound in the most stable state (hereinafter, the most stable structure) and the most stable structure in the excited state (singlet excited state and triplet excited state) have different three-dimensional structures. Further, the most stable structures in different excited states have different three-dimensional structures. Further, when the compound is in the ground state or the electronic state of an excited state (singlet excited state or triplet excited state) and further has vibration energy or rotational energy, it is in a vibrationally excited or rotationally excited state. When a compound is vibrationally excited in a certain electronic state, the three-dimensional structure is different from the most stable energy state of the electronic state even though the molecular structure is the same. For example, the most stable structure in the first triplet excited state (the three-dimensional structure in the most energy stable state) and the most stable structure in the third triplet excited state are different structures. The structure of the first triplet excited state that is vibrationally excited in the first triplet excited state and has the most stable structure of the third triplet excited state is the same as that in the first triplet excited state. The structure is different from the most stable structure. In other words, if a compound has different steric structures in a certain electronic state, it has different energies.

本発明の一態様においては、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第3の三重項励起状態のエネルギーが、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第2の三重項励起状態のエネルギーより低いことが好ましい。そうすることで、最安定構造を有する第3の三重項励起状態から第2の三重項励起状態への内部転換が生じにくくなる。なお、第3の三重項励起状態は、第1の三重項励起状態と同じ領域に分子軌道を有し、第1の三重項励起状態は、最低一重項励起状態と同じ領域に分子軌道を有する。すなわち、第3の三重項励起状態は、最低一重項励起状態と同じ領域に分子軌道を有する。したがって、形成された第3の三重項励起状態から最低一重項励起状態への項間交差およびエネルギー移動が生じる確率が高くなる。すなわち、TTAによって一重項励起状態の生成する確率が高くなるため、好ましい。なお、このとき、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第3の三重項励起状態のエネルギーは、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第2の三重項励起状態のエネルギーより、0.1eV以上低いことが好ましく、0.2eV以上低いことが、さらに好ましい。   In one embodiment of the present invention, the energy of the third triplet excited state having the most stable structure in the third triplet excited state is the second triplet having the most stable structure in the third triplet excited state. It is preferably lower than the energy in the excited state. By doing so, internal conversion from the third triplet excited state having the most stable structure to the second triplet excited state is less likely to occur. Note that the third triplet excited state has a molecular orbital in the same region as the first triplet excited state, and the first triplet excited state has a molecular orbital in the same region as the lowest singlet excited state. . That is, the third triplet excited state has a molecular orbital in the same region as the lowest singlet excited state. Therefore, the probability of occurrence of intersystem crossing and energy transfer from the formed third triplet excited state to the lowest singlet excited state is increased. That is, it is preferable because the probability that a singlet excited state is generated by TTA increases. At this time, the energy of the third triplet excited state having the most stable structure in the third triplet excited state is equal to that of the second triplet excited state having the most stable structure in the third triplet excited state. It is preferably lower than energy by 0.1 eV or more, more preferably 0.2 eV or more.

一方、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第3の三重項励起状態のエネルギーが、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第2の三重項励起状態のエネルギー以上である場合、形成された第3の三重項励起状態は、内部転換によって第2の三重項励起状態へ遷移しやすくなる。なお、第2の三重項励起状態は、第1の三重項励起状態と異なる領域に分子軌道を有し、第1の三重項励起状態は、最低一重項励起状態と同じ領域に分子軌道を有する。すなわち、第2の三重項励起状態は、最低一重項励起状態と異なる領域に分子軌道を有する。したがって、第2の三重項励起状態から最低一重項励起状態への項間交差およびエネルギー移動が生じる確率は低くなる。すなわち、TTAによって一重項励起状態の生成する確率は低くなってしまう。   On the other hand, the energy of the third triplet excited state having the most stable structure in the third triplet excited state is greater than or equal to the energy of the second triplet excited state having the most stable structure in the third triplet excited state. In some cases, the formed third triplet excited state is likely to transition to the second triplet excited state by internal conversion. Note that the second triplet excited state has a molecular orbital in a region different from the first triplet excited state, and the first triplet excited state has a molecular orbital in the same region as the lowest singlet excited state. . That is, the second triplet excited state has a molecular orbital in a region different from the lowest singlet excited state. Therefore, the probability of occurrence of intersystem crossing and energy transfer from the second triplet excited state to the lowest singlet excited state is low. That is, the probability that a singlet excited state is generated by TTA is lowered.

なお、第3の三重項励起状態は、最低一重項励起状態と同じ領域に分子軌道を有するため、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第3の三重項励起状態のエネルギーが、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第2の三重項励起状態のエネルギー以上の場合であっても、最低一重項励起状態のエネルギーが、第2の三重項励起状態のエネルギーより高く、且つ、第3の三重項励起状態のエネルギー以下であると好ましい。より好ましくは、最低一重項励起状態のエネルギーが、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第2の三重項励起状態のエネルギーより高く、且つ第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第3の三重項励起状態のエネルギー以下である。そうすることで、形成された第3の三重項励起状態から最低一重項励起状態への項間交差およびエネルギー移動が生じる確率が高くなる。すなわち、TTAによって一重項励起状態の生成する確率が高くなるため、好ましい。なお、このとき、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第3の三重項励起状態のエネルギーは、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第2の三重項励起状態のエネルギーより、0.1eV以上高いことが好ましく、0.2eV以上高いことが、さらに好ましい。   Note that since the third triplet excited state has a molecular orbital in the same region as the lowest singlet excited state, the energy of the third triplet excited state having the most stable structure of the third triplet excited state is Even when the energy is higher than the energy of the second triplet excited state having the most stable structure of the third triplet excited state, the energy of the lowest singlet excited state is higher than the energy of the second triplet excited state. And it is preferable that it is below the energy of the third triplet excited state. More preferably, the energy of the lowest singlet excited state is higher than the energy of the second triplet excited state having the most stable structure of the third triplet excited state, and the most stable structure of the third triplet excited state. Or less than the energy of the third triplet excited state having. By doing so, the probability of occurrence of intersystem crossing and energy transfer from the formed third triplet excited state to the lowest singlet excited state is increased. That is, it is preferable because the probability that a singlet excited state is generated by TTA increases. At this time, the energy of the third triplet excited state having the most stable structure in the third triplet excited state is equal to that of the second triplet excited state having the most stable structure in the third triplet excited state. It is preferably higher than energy by 0.1 eV or more, more preferably 0.2 eV or more.

なお、TTAが効率よく生じるためには、TTAが生じる有機化合物において、最低一重項励起エネルギー準位と、最低三重項励起エネルギー準位と、のエネルギー差が0.5eV以上であることが好ましい。また、最低一重項励起エネルギー準位は、最低三重項励起エネルギー準位の2倍以下のエネルギーであることが好ましい。   In order to efficiently generate TTA, an organic compound in which TTA is generated preferably has an energy difference of 0.5 eV or more between the lowest singlet excitation energy level and the lowest triplet excitation energy level. In addition, the lowest singlet excitation energy level is preferably energy that is twice or less the lowest triplet excitation energy level.

なお、最低一重項励起エネルギー準位は、有機化合物が一重項基底状態から最低一重項励起状態へ遷移する際の吸収スペクトルから観測することができる。もしくは、有機化合物の蛍光発光スペクトルのピーク波長から最低一重項励起エネルギー準位を推定しても良い。また、最低三重項励起エネルギー準位は、有機化合物が一重項基底状態から最低三重項励起状態へ遷移する際の吸収スペクトルから観測することができるが、該遷移が禁制であることから、観測することが困難な場合がある。その場合には、有機化合物の燐光スペクトルピーク波長より、最低三重項励起エネルギー準位を推定しても良い。   Note that the lowest singlet excitation energy level can be observed from an absorption spectrum when the organic compound transitions from the singlet ground state to the lowest singlet excited state. Alternatively, the lowest singlet excitation energy level may be estimated from the peak wavelength of the fluorescence emission spectrum of the organic compound. The lowest triplet excitation energy level can be observed from the absorption spectrum when the organic compound transitions from the singlet ground state to the lowest triplet excited state, but is observed because the transition is forbidden. It can be difficult. In that case, the lowest triplet excitation energy level may be estimated from the phosphorescence spectrum peak wavelength of the organic compound.

したがって、本発明の一態様の発光素子が有する有機化合物における、蛍光発光スペクトルのピーク波長と、燐光発光スペクトルのピーク波長と、のエネルギー換算値差が0.5eV以上である、ことが好ましい。   Therefore, the energy conversion value difference between the peak wavelength of the fluorescence emission spectrum and the peak wavelength of the phosphorescence emission spectrum in the organic compound included in the light-emitting element of one embodiment of the present invention is preferably 0.5 eV or more.

<量子化学計算による分子軌道の計算>
次に、本発明の一態様に用いることができる化合物について、量子化学計算による分子軌道の計算、及び三重項励起エネルギー準位の算出を行った一例を示す。計算に用いた化合物の構造及び略称を以下に示す。
<Calculation of molecular orbitals by quantum chemical calculation>
Next, an example of calculation of molecular orbitals by quantum chemical calculation and calculation of triplet excitation energy levels of a compound that can be used for one embodiment of the present invention will be described. The structures and abbreviations of the compounds used for the calculation are shown below.

計算方法に関しては以下の通りである。なお、量子化学計算プログラムとしては、Gaussian09を使用した。計算は、ハイパフォーマンスコンピュータ(SGI社製、ICE X)を用いて行った。   The calculation method is as follows. Gaussian 09 was used as the quantum chemistry calculation program. The calculation was performed using a high performance computer (ICE X, manufactured by SGI).

まず、一重項基底状態における最安定構造を密度汎関数法(DFT)で計算した。基底関数として、6−311G(d,p)を用いた。汎関数はCAM−B3LYPを用いた。次に、時間依存密度汎関数法(TD−DFT)を用いて、一重項基底状態の最安定構造から三重項励起状態への遷移に係わるエネルギー及び分子軌道の分布を算出した。なお、DFTの全エネルギーは、ポテンシャルエネルギー、電子間静電エネルギー、電子の運動エネルギーと複雑な電子間の相互作用を全て含む交換相関エネルギーの和で表される。DFTでは、電子密度で表現された一電子ポテンシャルの汎関数(関数の関数の意)で交換相関相互作用を近似しているため、計算は高精度である。   First, the most stable structure in the singlet ground state was calculated by the density functional theory (DFT). 6-311G (d, p) was used as a basis function. As the functional, CAM-B3LYP was used. Next, the energy and molecular orbital distribution related to the transition from the most stable structure of the singlet ground state to the triplet excited state were calculated using a time-dependent density functional method (TD-DFT). Note that the total energy of DFT is represented by the sum of potential energy, electrostatic energy between electrons, and exchange correlation energy including all the interactions between kinetic energy of electrons and complex electrons. In DFT, the exchange correlation interaction is approximated by a functional of one electron potential expressed by electron density (meaning a function of a function), and thus the calculation is highly accurate.

一重項基底状態から三重項励起状態への遷移に係わる分子軌道のうち、寄与が大きい分子軌道の分布を図2乃至図6に示す。   FIG. 2 to FIG. 6 show distributions of molecular orbitals having a large contribution among the molecular orbitals related to the transition from the singlet ground state to the triplet excited state.

図2(A)乃至(C)に示すように、9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPA)において、一重項基底状態から三重項励起状態151への遷移は、HOMO軌道とLUMO軌道との間の遷移であり、それぞれアントラセン骨格に分子軌道を有している。また、一重項基底状態から三重項励起状態152への遷移は、HOMO−2軌道とLUMO+1軌道との間の遷移であり、それぞれアントラセン骨格と結合する置換基(ここではフェニルカルバゾール骨格)に分子軌道を有している。また、一重項基底状態から三重項励起状態153への遷移は、HOMO軌道とLUMO+8軌道との間の遷移、及びHOMO−5軌道とLUMO軌道との間の遷移であり、それぞれアントラセン骨格に分子軌道を有している。したがって、三重項励起状態151はアントラセン骨格に分子軌道を有し、三重項励起状態152はアントラセン骨格と結合する置換基に分子軌道を有し、三重項励起状態153はアントラセン骨格に分子軌道を有する三重項励起状態である。なお、HOMO−2軌道およびHOMO−5軌道は、HOMO軌道より低いエネルギーを有する2つ目および5つ目の軌道を表し、LUMO+1軌道およびLUMO+8軌道は、LUMO軌道より高いエネルギーを有する1つ目および8つ目の軌道を表す。また、一重項基底状態から三重項励起状態への遷移に係わるエネルギーは、三重項励起状態151、152、153の順に大きく、三重項励起状態151はCzPAにおける最低三重項励起状態である。   As shown in FIGS. 2A to 2C, in 9- [4- (10-phenyl-9-anthryl) phenyl] -9H-carbazole (abbreviation: CzPA), from a singlet ground state to a triplet excited state. The transition to 151 is a transition between a HOMO orbital and a LUMO orbital, and each has a molecular orbital in the anthracene skeleton. The transition from the singlet ground state to the triplet excited state 152 is a transition between the HOMO-2 orbital and LUMO + 1 orbitals, and each has a molecular orbital on a substituent (here, phenylcarbazole skeleton) bonded to the anthracene skeleton. have. The transition from the singlet ground state to the triplet excited state 153 is a transition between the HOMO orbital and the LUMO + 8 orbital, and a transition between the HOMO-5 orbital and the LUMO orbital. have. Therefore, the triplet excited state 151 has a molecular orbital in the anthracene skeleton, the triplet excited state 152 has a molecular orbital in a substituent bonded to the anthracene skeleton, and the triplet excited state 153 has a molecular orbital in the anthracene skeleton. Triplet excited state. Note that the HOMO-2 and HOMO-5 orbits represent the second and fifth orbits having lower energy than the HOMO orbit, and the LUMO + 1 and LUMO + 8 orbits have the first and higher energies than the LUMO orbit. Represents the eighth trajectory. In addition, the energy related to the transition from the singlet ground state to the triplet excited state increases in the order of the triplet excited states 151, 152, and 153, and the triplet excited state 151 is the lowest triplet excited state in CzPA.

また、図3(A)乃至(D)に示すように、2−tert−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−BuDNA)において、一重項基底状態から三重項励起状態161への遷移は、HOMO軌道とLUMO軌道との間の遷移であり、それぞれアントラセン骨格に分子軌道を有している。また、一重項基底状態から三重項励起状態162への遷移は、HOMO−1軌道とLUMO+2軌道との間の遷移であり、それぞれアントラセン骨格と結合する置換基(ここではナフタレン骨格)に分子軌道を有している。また、一重項基底状態から三重項励起状態163への遷移は、HOMO−2軌道とLUMO+1軌道との間の遷移であり、それぞれアントラセン骨格と結合する置換基(ここではナフタレン骨格)に分子軌道を有している。また、一重項基底状態から三重項励起状態164への遷移は、HOMO−6軌道とLUMO軌道との間の遷移、及びHOMO軌道とLUMO+6軌道との間の遷移であり、それぞれアントラセン骨格に分子軌道を有している。したがって、三重項励起状態161はアントラセン骨格に分子軌道を有し、三重項励起状態162及び163はアントラセン骨格と結合する置換基に分子軌道を有し、三重項励起状態164はアントラセン骨格に分子軌道を有する三重項励起状態である。なお、HOMO−1軌道、HOMO−2軌道およびHOMO−6軌道は、HOMO軌道より低いエネルギーを有する1つ目、2つ目および6つ目の軌道を表し、LUMO+1軌道、LUMO+2軌道およびLUMO+6軌道とは、LUMO軌道より高いエネルギーを有する1つ目、2つ目および6つ目の軌道を表す。また、一重項基底状態から三重項励起状態への遷移に係わるエネルギーは、三重項励起状態161、162、163、164の順に大きく、三重項励起状態161はt−BuDNAにおける最低三重項励起状態である。   In addition, as shown in FIGS. 3A to 3D, triplet excitation from a singlet ground state in 2-tert-butyl-9,10-di (2-naphthyl) anthracene (abbreviation: t-BuDNA) is performed. The transition to the state 161 is a transition between the HOMO orbital and the LUMO orbital, and each has a molecular orbital in the anthracene skeleton. The transition from the singlet ground state to the triplet excited state 162 is a transition between the HOMO-1 orbital and the LUMO + 2 orbital, and the molecular orbitals are attached to the substituents (here, the naphthalene skeleton) bonded to the anthracene skeleton. Have. In addition, the transition from the singlet ground state to the triplet excited state 163 is a transition between the HOMO-2 orbital and LUMO + 1 orbitals, and the molecular orbitals are respectively attached to the substituents (here, the naphthalene skeleton) bonded to the anthracene skeleton. Have. The transition from the singlet ground state to the triplet excited state 164 is a transition between the HOMO-6 orbit and the LUMO orbital, and a transition between the HOMO and LUMO + 6 orbitals. have. Therefore, the triplet excited state 161 has a molecular orbital in the anthracene skeleton, the triplet excited states 162 and 163 have a molecular orbital in a substituent bonded to the anthracene skeleton, and the triplet excited state 164 has a molecular orbital in the anthracene skeleton. Is a triplet excited state. Note that the HOMO-1 orbit, the HOMO-2 orbit, and the HOMO-6 orbit represent the first, second and sixth orbits having lower energy than the HOMO orbit, and the LUMO + 1 orbit, LUMO + 2 and LUMO + 6 orbits, Represents the first, second and sixth trajectories with higher energy than the LUMO trajectory. The energy related to the transition from the singlet ground state to the triplet excited state is larger in the order of the triplet excited states 161, 162, 163, and 164. The triplet excited state 161 is the lowest triplet excited state in t-BuDNA. is there.

また、図4(A)乃至(D)に示すように、7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)において、一重項基底状態から三重項励起状態171への遷移は、HOMO−1軌道とLUMO軌道との間の遷移であり、それぞれアントラセン骨格に分子軌道を有している。また、一重項基底状態から三重項励起状態172への遷移は、HOMO軌道とLUMO+1軌道との間の遷移であり、それぞれアントラセン骨格と結合する置換基(ここではフェニルジベンゾカルバゾール骨格)に分子軌道を有している。また、一重項基底状態から三重項励起状態173への遷移は、HOMO軌道とLUMO+3軌道との間の遷移、及びHOMO−3軌道とLUMO+1軌道との間の遷移であり、それぞれアントラセン骨格と結合する置換基(ここではフェニルジベンゾカルバゾール骨格)に分子軌道を有している。また、一重項基底状態から三重項励起状態174への遷移は、HOMO−1軌道とLUMO+10軌道との間の遷移、及びHOMO−7軌道とLUMO軌道との間の遷移であり、それぞれアントラセン骨格に分子軌道を有している。したがって、三重項励起状態171はアントラセン骨格に分子軌道を有し、三重項励起状態172及び173はアントラセン骨格と結合する置換基に分子軌道を有し、三重項励起状態174はアントラセン骨格に分子軌道を有する三重項励起状態である。なお、HOMO−1軌道、HOMO−3軌道およびHOMO−7軌道は、HOMO軌道より低いエネルギーを有する1つ目、3つ目および7つ目の軌道を表し、LUMO+1軌道、LUMO+3軌道およびLUMO+10軌道とは、LUMO軌道より高いエネルギーを有する1つ目、3つ目および10つ目の軌道を表す。また、一重項基底状態から三重項励起状態への遷移に係わるエネルギーは、三重項励起状態171、172、173、174の順に大きく、三重項励起状態171はcgDBCzPAにおける最低三重項励起状態である。   As shown in FIGS. 4A to 4D, in 7- [4- (10-phenyl-9-anthryl) phenyl] -7H-dibenzo [c, g] carbazole (abbreviation: cgDBCzPA), The transition from the term ground state to the triplet excited state 171 is a transition between the HOMO-1 orbital and the LUMO orbital, and each has a molecular orbital in the anthracene skeleton. Further, the transition from the singlet ground state to the triplet excited state 172 is a transition between the HOMO orbital and LUMO + 1 orbitals, and each has a molecular orbital on a substituent (here, phenyldibenzocarbazole skeleton) bonded to the anthracene skeleton. Have. The transition from the singlet ground state to the triplet excited state 173 is a transition between the HOMO orbital and the LUMO + 3 orbital, and a transition between the HOMO-3 orbital and the LUMO + 1 orbital, which is coupled to the anthracene skeleton. The substituent (here, phenyldibenzocarbazole skeleton) has a molecular orbital. The transition from the singlet ground state to the triplet excited state 174 is a transition between the HOMO-1 orbital and the LUMO + 10 orbital, and a transition between the HOMO-7 orbital and the LUMO orbital. Has molecular orbitals. Therefore, the triplet excited state 171 has a molecular orbital in the anthracene skeleton, the triplet excited states 172 and 173 have a molecular orbital in a substituent bonded to the anthracene skeleton, and the triplet excited state 174 has a molecular orbital in the anthracene skeleton. Is a triplet excited state. Note that the HOMO-1 orbit, the HOMO-3 orbit, and the HOMO-7 orbit represent the first, third and seventh orbits having lower energy than the HOMO orbit, and the LUMO + 1 orbit, LUMO + 3 and LUMO + 10 orbits Represents the first, third and tenth orbits having higher energy than the LUMO orbitals. In addition, the energy related to the transition from the singlet ground state to the triplet excited state increases in the order of triplet excited states 171, 172, 173, and 174, and the triplet excited state 171 is the lowest triplet excited state in cgDBCzPA.

また、図5(A)乃至(D)に示すように、9−(2−ナフチル)−10−[4−(1−ナフチル)フェニル]アントラセン(略称:BH−1)において、一重項基底状態から三重項励起状態181への遷移は、HOMO軌道とLUMO軌道との間の遷移であり、それぞれアントラセン骨格に分子軌道を有している。また、一重項基底状態から三重項励起状態182への遷移は、HOMO−1軌道とLUMO+1軌道との間の遷移であり、それぞれアントラセン骨格と結合する置換基(ここではフェニルナフタレン骨格)に分子軌道を有している。また、一重項基底状態から三重項励起状態183への遷移は、HOMO−2軌道とLUMO+2軌道との間の遷移であり、それぞれアントラセン骨格と結合する置換基(ここではナフタレン骨格)に分子軌道を有している。また、一重項基底状態から三重項励起状態184への遷移は、HOMO軌道とLUMO+8軌道との間の遷移、及びHOMO−7軌道とLUMO軌道との間の遷移であり、それぞれアントラセン骨格に分子軌道を有している。したがって、三重項励起状態181はアントラセン骨格に分子軌道を有し、三重項励起状態182及び183はアントラセン骨格と結合する置換基に分子軌道を有し、三重項励起状態184はアントラセン骨格に分子軌道を有する三重項励起状態である。なお、HOMO−1軌道、HOMO−2軌道およびHOMO−7軌道は、HOMO軌道より低いエネルギーを有する1つ目、2つ目および7つ目の軌道を表し、LUMO+1軌道、LUMO+2軌道およびLUMO+8軌道とは、LUMO軌道より高いエネルギーを有する1つ目、2つ目および8つ目の軌道を表す。また、一重項基底状態から三重項励起状態への遷移に係わるエネルギーは、三重項励起状態181、182、183、184の順に大きく、三重項励起状態181はBH−1における最低三重項励起状態である。   In addition, as illustrated in FIGS. 5A to 5D, in 9- (2-naphthyl) -10- [4- (1-naphthyl) phenyl] anthracene (abbreviation: BH-1), a singlet ground state The transition from the triplet excited state 181 to the triplet excited state 181 is a transition between the HOMO orbital and LUMO orbitals, and each has a molecular orbital in the anthracene skeleton. The transition from the singlet ground state to the triplet excited state 182 is a transition between the HOMO-1 orbital and LUMO + 1 orbitals, and each has a molecular orbital on a substituent (here, phenylnaphthalene skeleton) bonded to the anthracene skeleton. have. The transition from the singlet ground state to the triplet excited state 183 is a transition between a HOMO-2 orbital and a LUMO + 2 orbital, and each has a molecular orbital on a substituent (here, a naphthalene skeleton) bonded to an anthracene skeleton. Have. The transition from the singlet ground state to the triplet excited state 184 is a transition between the HOMO orbital and the LUMO + 8 orbital, and a transition between the HOMO-7 orbital and the LUMO orbital. have. Therefore, the triplet excited state 181 has a molecular orbital in the anthracene skeleton, the triplet excited states 182 and 183 have a molecular orbital in a substituent bonded to the anthracene skeleton, and the triplet excited state 184 has a molecular orbital in the anthracene skeleton. Is a triplet excited state. Note that the HOMO-1 orbit, the HOMO-2 orbit, and the HOMO-7 orbit represent the first, second and seventh orbits having lower energy than the HOMO orbit. Represents the first, second and eighth trajectories with higher energy than the LUMO trajectory. The energy related to the transition from the singlet ground state to the triplet excited state is larger in the order of the triplet excited states 181, 182, 183, and 184, and the triplet excited state 181 is the lowest triplet excited state in BH-1. is there.

また、図6(A)乃至(D)に示すように、9−(1−ナフチル)−10−(2−ナフチル)アントラセン(略称:α,β−ADN)において、一重項基底状態から三重項励起状態191への遷移は、HOMO軌道とLUMO軌道との間の遷移であり、それぞれアントラセン骨格に分子軌道を有している。また、一重項基底状態から三重項励起状態192への遷移は、HOMO−1軌道とLUMO+2軌道との間の遷移であり、それぞれアントラセン骨格と結合する置換基(ここではナフタレン骨格)に分子軌道を有している。また、一重項基底状態から三重項励起状態193への遷移は、HOMO−2軌道とLUMO+1軌道との間の遷移であり、それぞれアントラセン骨格と結合する置換基(ここではナフタレン骨格)に分子軌道を有している。また、一重項基底状態から三重項励起状態194への遷移は、HOMO−6軌道とLUMO軌道との間の遷移、及びHOMO軌道とLUMO+6軌道との間の遷移であり、それぞれアントラセン骨格に分子軌道を有している。したがって、三重項励起状態191はアントラセン骨格に分子軌道を有し、三重項励起状態192及び193はアントラセン骨格と結合する置換基に分子軌道を有し、三重項励起状態194はアントラセン骨格に分子軌道を有する三重項励起状態である。なお、HOMO−1軌道、HOMO−2軌道およびHOMO−6軌道は、HOMO軌道より低いエネルギーを有する1つ目、2つ目および6つ目の軌道を表し、LUMO+1軌道、LUMO+2軌道およびLUMO+6軌道とは、LUMO軌道より高いエネルギーを有する1つ目、2つ目および6つ目の軌道を表す。また、一重項基底状態から三重項励起状態への遷移に係わるエネルギーは、三重項励起状態191、192、193、194の順に大きく、三重項励起状態191はα,β−ADNにおける最低三重項励起状態である。   In addition, as shown in FIGS. 6A to 6D, in 9- (1-naphthyl) -10- (2-naphthyl) anthracene (abbreviation: α, β-ADN), a triplet from a singlet ground state is obtained. The transition to the excited state 191 is a transition between the HOMO orbital and the LUMO orbital, and each has a molecular orbital in the anthracene skeleton. The transition from the singlet ground state to the triplet excited state 192 is a transition between the HOMO-1 orbital and the LUMO + 2 orbital, and each has a molecular orbital on the substituent (here, the naphthalene skeleton) bonded to the anthracene skeleton. Have. The transition from the singlet ground state to the triplet excited state 193 is a transition between the HOMO-2 orbital and LUMO + 1 orbitals, and the molecular orbitals are attached to the substituents (here, the naphthalene skeleton) bonded to the anthracene skeleton. Have. The transition from the singlet ground state to the triplet excited state 194 is a transition between the HOMO-6 orbit and the LUMO orbital, and a transition between the HOMO and LUMO + 6 orbitals. have. Therefore, the triplet excited state 191 has a molecular orbital in the anthracene skeleton, the triplet excited states 192 and 193 have a molecular orbital in a substituent bonded to the anthracene skeleton, and the triplet excited state 194 has a molecular orbital in the anthracene skeleton. Is a triplet excited state. Note that the HOMO-1 orbit, the HOMO-2 orbit, and the HOMO-6 orbit represent the first, second, and sixth orbits having lower energy than the HOMO orbit. Represents the first, second and sixth trajectories with higher energy than the LUMO trajectory. The energy related to the transition from the singlet ground state to the triplet excited state is large in the order of the triplet excited states 191, 192, 193, 194, and the triplet excited state 191 is the lowest triplet excitation in α, β-ADN. State.

次に、各化合物において、アントラセン骨格に分子軌道を有する高三重項励起状態(最低三重項励起状態より高い励起エネルギーを有する三重項励起状態)のうち最も低い励起エネルギーを有する三重項励起状態(三重項励起状態153、164、174、184、194)における最安定構造を時間依存密度汎関数法(TD−DFT)にて計算した。基底関数として、6−311G(d,p)を用いた。また、汎関数はCAM−B3LYPを用いた。さらに、一重項基底状態の最安定構造のエネルギーを基準とし、当該三重項励起状態の最安定構造を有する高三重項励起状態のエネルギーを算出した。ここで、最低三重項励起状態が第1の三重項励起状態(三重項励起状態151、161、171、181、191)である。また、アントラセン骨格と結合する置換基に分子軌道を有し、且つアントラセン骨格と結合する置換基に分子軌道を有する三重項励起状態のうち最も低い励起エネルギーを有する三重項励起状態が第2の三重項励起状態(三重項励起状態152、162、172、182、192)である。また、アントラセン骨格に分子軌道を有し、且つ第1の三重項励起状態(最低三重項励起状態)以外のアントラセン骨格に分子軌道を有する三重項励起状態のうち最も低い励起エネルギーを有する三重項励起状態が第3の三重項励起状態(三重項励起状態153、164、174、184、194)である。   Next, in each compound, the triplet excited state (triple excited state) having the lowest excitation energy among the high triplet excited states having a molecular orbital in the anthracene skeleton (triplet excited state having higher excitation energy than the lowest triplet excited state). The most stable structure in the term excited states 153, 164, 174, 184, 194) was calculated by the time-dependent density functional theory (TD-DFT). 6-311G (d, p) was used as a basis function. As the functional, CAM-B3LYP was used. Further, the energy of the high triplet excited state having the most stable structure of the triplet excited state was calculated based on the energy of the most stable structure of the singlet ground state. Here, the lowest triplet excited state is the first triplet excited state (triplet excited states 151, 161, 171, 181, 191). The triplet excited state having the lowest excitation energy among the triplet excited states having a molecular orbital in the substituent bonded to the anthracene skeleton and the molecular orbital in the substituent bonded to the anthracene skeleton is the second triplet excited state. It is a term excited state (triplet excited state 152, 162, 172, 182, 192). Triplet excitation having the lowest excitation energy among triplet excited states having molecular orbitals in the anthracene skeleton and having molecular orbitals in the anthracene skeleton other than the first triplet excited state (lowest triplet excited state). The state is the third triplet excited state (triplet excited states 153, 164, 174, 184, 194).

以上のように見積もった、各化合物における第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第2の三重項励起状態、及び第3の三重項励起状態の励起エネルギー準位を図7、図8、及び表1に示す。なお、上記計算方法では、三重項励起エネルギー準位を過小評価する傾向があるため、計算値を1.066倍に補正した値を示す。   The excitation energy levels of the second triplet excited state having the most stable structure of the third triplet excited state and the third triplet excited state of each compound estimated as described above are shown in FIGS. And in Table 1. In the above calculation method, since the triplet excitation energy level tends to be underestimated, the calculated value is corrected by 1.066 times.

CzPA及びt−BuDNAにおいては、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第3の三重項励起状態のエネルギーが、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第2の三重項励起状態のエネルギーより低い。そのため、最安定構造を有する第3の三重項励起状態から第2の三重項励起状態への内部転換が生じにくい。また、第3の三重項励起状態は、第1の三重項励起状態と同じ領域に分子軌道を有し、第1の三重項励起状態は最低一重項励起状態と同じ領域に分子軌道を有する。すなわち、第3の三重項励起状態は、最低一重項励起状態と同じ領域に分子軌道を有する。したがって、形成された第3の三重項励起状態から最低一重項励起状態への項間交差及びエネルギー移動が生じる確率が高くなる。すなわち、TTAによって一重項励起状態の生成する確率が高くなるため、好ましい。   In CzPA and t-BuDNA, the energy of the third triplet excited state having the most stable structure in the third triplet excited state is the second triplet having the most stable structure in the third triplet excited state. Lower than excited state energy. Therefore, internal conversion from the third triplet excited state having the most stable structure to the second triplet excited state hardly occurs. The third triplet excited state has a molecular orbital in the same region as the first triplet excited state, and the first triplet excited state has a molecular orbital in the same region as the lowest singlet excited state. That is, the third triplet excited state has a molecular orbital in the same region as the lowest singlet excited state. Therefore, the probability of occurrence of intersystem crossing and energy transfer from the formed third triplet excited state to the lowest singlet excited state is increased. That is, it is preferable because the probability that a singlet excited state is generated by TTA increases.

一方、BH−1及びα,β−ADNにおいては、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第3の三重項励起状態のエネルギーが、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第2の三重項励起状態のエネルギー以上である。そのため、形成された第3の三重項励起状態は内部転換によって、速やかに第2の三重項励起状態に遷移しやすくなる。また、第2の三重項励起状態は、第1の三重項励起状態と異なる領域に分子軌道を有し、第1の三重項励起状態は最低一重項励起状態と同じ領域に分子軌道を有する。すなわち、第2の三重項励起状態は、最低一重項励起状態と異なる領域に分子軌道を有する。したがって、第2の三重項励起状態から最低一重項励起状態への項間交差およびエネルギー移動が生じる確率は低くなる。すなわち、TTAによって一重項励起状態の生成する確率は低くなってしまう。   On the other hand, in BH-1 and α, β-ADN, the energy of the third triplet excited state having the most stable structure of the third triplet excited state is the most stable structure of the third triplet excited state. It is more than the energy of the second triplet excited state. Therefore, the formed third triplet excited state easily transitions to the second triplet excited state quickly by internal conversion. The second triplet excited state has a molecular orbital in a region different from the first triplet excited state, and the first triplet excited state has a molecular orbital in the same region as the lowest singlet excited state. That is, the second triplet excited state has a molecular orbital in a region different from the lowest singlet excited state. Therefore, the probability of occurrence of intersystem crossing and energy transfer from the second triplet excited state to the lowest singlet excited state is low. That is, the probability that a singlet excited state is generated by TTA is lowered.

なお、cgDBCzPAにおいては、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第3の三重項励起状態のエネルギーが、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第2の三重項励起状態のエネルギー以上である。また、該エネルギーの差は0.2eV以上である。また、後述するように、cgDBCzPAの吸収スペクトルの測定から算出した最低一重項励起エネルギー準位は、2.95eVである。したがって、cgDBCzPAは最低一重項励起状態のエネルギーが、第2の三重項励起状態のエネルギーより高く、且つ、第3の三重項励起状態のエネルギー以下である、あるいは、最低一重項励起状態のエネルギーが、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第2の三重項励起状態のエネルギーより高く、且つ、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第3の三重項励起状態のエネルギー以下である。上記のように、第3の三重項励起状態は、最低一重項励起状態と同じ領域に分子軌道を有するため、形成された第3の三重項励起状態から最低一重項励起状態への項間交差及びエネルギー移動が生じる確率が高くなる。すなわち、TTAによって一重項励起状態の生成する確率が高くなるため、好ましい。   In cgDBCzPA, the energy of the third triplet excited state having the most stable structure in the third triplet excited state is the second triplet excited state having the most stable structure in the third triplet excited state. More than energy. The energy difference is 0.2 eV or more. As will be described later, the lowest singlet excitation energy level calculated from the measurement of the absorption spectrum of cgDBCzPA is 2.95 eV. Therefore, the energy of the lowest singlet excited state of cgDBCzPA is higher than the energy of the second triplet excited state and less than or equal to the energy of the third triplet excited state, or the energy of the lowest singlet excited state is The energy of the third triplet excited state which is higher than the energy of the second triplet excited state having the most stable structure of the third triplet excited state and has the most stable structure of the third triplet excited state. It is as follows. As described above, since the third triplet excited state has molecular orbitals in the same region as the lowest singlet excited state, the intersystem crossing from the formed third triplet excited state to the lowest singlet excited state. And the probability that energy transfer will occur. That is, it is preferable because the probability that a singlet excited state is generated by TTA increases.

なお、後述するように、CzPA、t−BuDNA、及びcgDBCzPAの低温(10K)における燐光発光スペクトル測定から算出した最低三重項励起エネルギー準位は、それぞれ1.72eV、1.70eV、及び1.72eVである。したがって、当該化合物における第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第2の三重項励起状態、及び第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第3の三重項励起状態は、それぞれ第1の三重項励起状態(最低三重項励起状態)より高いエネルギーを有する三重項励起状態である。   As will be described later, the lowest triplet excitation energy levels calculated from phosphorescence emission spectrum measurements at low temperatures (10K) of CzPA, t-BuDNA, and cgDBCzPA are 1.72 eV, 1.70 eV, and 1.72 eV, respectively. It is. Therefore, the second triplet excited state having the most stable structure of the third triplet excited state and the third triplet excited state having the most stable structure of the third triplet excited state in the compound are respectively This is a triplet excited state having higher energy than the first triplet excited state (lowest triplet excited state).

<材料>
次に、本発明の一態様に係る発光素子の構成要素の詳細について、以下説明を行う。
<Material>
Next, details of components of the light-emitting element according to one embodiment of the present invention are described below.

≪発光層≫
発光層130において、ホスト材料131に用いることができる材料としては、呈する発光のうち三重項−三重項消滅(TTA)による遅延蛍光成分を有する有機化合物が好ましい。具体的には、第1の骨格としてアントラセン骨格を有する化合物が好ましく、アントラセン骨格に結合する置換基を第2の骨格として有する化合物が好ましい。アントラセン骨格に結合する置換基(第2の骨格)はカルバゾール骨格を有ることが好ましく、カルバゾール骨格の9位によって、第1の骨格であるアントラセン骨格またはアントラセン骨格に結合するアリール基と結合することが、さらに好ましい。あるいは、アントラセン骨格に結合する置換基(第2の骨格)はナフチル基を有し、ナフチル基の2位によって、第1の骨格であるアントラセン骨格またはアントラセンン骨格に結合するアリール基と結合することが好ましい。なお、該アリール基は、別の置換基を有していてもよい。
≪Luminescent layer≫
As a material that can be used for the host material 131 in the light-emitting layer 130, an organic compound having a delayed fluorescence component due to triplet-triplet annihilation (TTA) among the emitted light is preferable. Specifically, a compound having an anthracene skeleton as the first skeleton is preferable, and a compound having a substituent bonded to the anthracene skeleton as the second skeleton is preferable. The substituent bonded to the anthracene skeleton (second skeleton) preferably has a carbazole skeleton, and may be bonded to the anthracene skeleton which is the first skeleton or an aryl group bonded to the anthracene skeleton by the 9-position of the carbazole skeleton. More preferred. Alternatively, the substituent (second skeleton) bonded to the anthracene skeleton has a naphthyl group, and the second position of the naphthyl group is bonded to the anthracene skeleton which is the first skeleton or the aryl group bonded to the anthracene skeleton. Is preferred. The aryl group may have another substituent.

また、アントラセン骨格を有する有機化合物において、アントラセン骨格に結合する置換基の三重項励起エネルギー準位は、アントラセン骨格の三重項励起エネルギー準位より高いことが好ましく、該励起エネルギー準位とのエネルギー差が0.5eV以上であると、さらに好ましい。   In the organic compound having an anthracene skeleton, the triplet excitation energy level of the substituent bonded to the anthracene skeleton is preferably higher than the triplet excitation energy level of the anthracene skeleton, and the energy difference from the excitation energy level Is more preferably 0.5 eV or more.

なお、発光層130において、ホスト材料131は、一種の化合物から構成されていても良く、複数の化合物から構成されていても良い。   In the light emitting layer 130, the host material 131 may be composed of one kind of compound, or may be composed of a plurality of compounds.

また、発光層130において、ゲスト材料132としては、特に限定はないが、アントラセン誘導体、テトラセン誘導体、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、スチルベン誘導体、アクリドン誘導体、クマリン誘導体、フェノキサジン誘導体、フェノチアジン誘導体などが好ましく、例えば以下の材料を用いることができる。   In the light-emitting layer 130, the guest material 132 is not particularly limited, but anthracene derivatives, tetracene derivatives, chrysene derivatives, phenanthrene derivatives, pyrene derivatives, perylene derivatives, stilbene derivatives, acridone derivatives, coumarin derivatives, phenoxazine derivatives, A phenothiazine derivative or the like is preferable. For example, the following materials can be used.

5,6−ビス[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−2,2’−ビピリジン(略称:PAP2BPy)、5,6−ビス[4’−(10−フェニル−9−アントリル)ビフェニル−4−イル]−2,2’−ビピリジン(略称:PAPP2BPy)、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス[4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]ピレン−1,6−ジアミン(略称:1,6FLPAPrn)、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ビス[3−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]ピレン−1,6−ジアミン(略称:1,6mMemFLPAPrn)、N,N’−ビス[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニルスチルベン−4,4’−ジアミン(略称:YGA2S)、4−(9H−カルバゾール−9−イル)−4’−(10−フェニル−9−アントリル)トリフェニルアミン(略称:YGAPA)、4−(9H−カルバゾール−9−イル)−4’−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)トリフェニルアミン(略称:2YGAPPA)、N,9−ジフェニル−N−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:PCAPA)、ペリレン、2,5,8,11−テトラ(tert−ブチル)ペリレン(略称:TBP)、4−(10−フェニル−9−アントリル)−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBAPA)、N,N’’−(2−tert−ブチルアントラセン−9,10−ジイルジ−4,1−フェニレン)ビス[N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン](略称:DPABPA)、N,9−ジフェニル−N−[4−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCAPPA)、N−[4−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)フェニル]−N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPAPPA)、N,N,N’,N’,N’’,N’’,N’’’,N’’’−オクタフェニルジベンゾ[g,p]クリセン−2,7,10,15−テトラアミン(略称:DBC1)、クマリン30、N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCAPA)、N−[9,10−ビス(1,1’−ビフェニル−2−イル)−2−アントリル]−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCABPhA)、N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPAPA)、N−[9,10−ビス(1,1’−ビフェニル−2−イル)−2−アントリル]−N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPABPhA)、9,10−ビス(1,1’−ビフェニル−2−イル)−N−[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−フェニルアントラセン−2−アミン(略称:2YGABPhA)、N,N,9−トリフェニルアントラセン−9−アミン(略称:DPhAPhA)、クマリン6、クマリン545T、N,N’−ジフェニルキナクリドン(略称:DPQd)、ルブレン、5,12−ビス(1,1’−ビフェニル−4−イル)−6,11−ジフェニルテトラセン(略称:BPT)、2−(2−{2−[4−(ジメチルアミノ)フェニル]エテニル}−6−メチル−4H−ピラン−4−イリデン)プロパンジニトリル(略称:DCM1)、2−{2−メチル−6−[2−(2,3,6,7−テトラヒドロ−1H,5H−ベンゾ[ij]キノリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン−4−イリデン}プロパンジニトリル(略称:DCM2)、N,N,N’,N’−テトラキス(4−メチルフェニル)テトラセン−5,11−ジアミン(略称:p−mPhTD)、7,14−ジフェニル−N,N,N’,N’−テトラキス(4−メチルフェニル)アセナフト[1,2−a]フルオランテン−3,10−ジアミン(略称:p−mPhAFD)、2−{2−イソプロピル−6−[2−(1,1,7,7−テトラメチル−2,3,6,7−テトラヒドロ−1H,5H−ベンゾ[ij]キノリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン−4−イリデン}プロパンジニトリル(略称:DCJTI)、2−{2−tert−ブチル−6−[2−(1,1,7,7−テトラメチル−2,3,6,7−テトラヒドロ−1H,5H−ベンゾ[ij]キノリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン−4−イリデン}プロパンジニトリル(略称:DCJTB)、2−(2,6−ビス{2−[4−(ジメチルアミノ)フェニル]エテニル}−4H−ピラン−4−イリデン)プロパンジニトリル(略称:BisDCM)、2−{2,6−ビス[2−(8−メトキシ−1,1,7,7−テトラメチル−2,3,6,7−テトラヒドロ−1H,5H−ベンゾ[ij]キノリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン−4−イリデン}プロパンジニトリル(略称:BisDCJTM)、5,10,15,20−テトラフェニルビスベンゾ[5,6]インデノ[1,2,3−cd:1’,2’,3’−lm]ペリレン、などが挙げられる。   5,6-bis [4- (10-phenyl-9-anthryl) phenyl] -2,2′-bipyridine (abbreviation: PAP2BPy), 5,6-bis [4 ′-(10-phenyl-9-anthryl) Biphenyl-4-yl] -2,2′-bipyridine (abbreviation: PAPP2BPy), N, N′-diphenyl-N, N′-bis [4- (9-phenyl-9H-fluoren-9-yl) phenyl] Pyrene-1,6-diamine (abbreviation: 1,6FLPAPrn), N, N′-bis (3-methylphenyl) -N, N′-bis [3- (9-phenyl-9H-fluoren-9-yl) Phenyl] pyrene-1,6-diamine (abbreviation: 1,6 mM emFLPAPrn), N, N′-bis [4- (9H-carbazol-9-yl) phenyl] -N, N′-diphenylstilbene-4,4 -Diamine (abbreviation: YGA2S), 4- (9H-carbazol-9-yl) -4 '-(10-phenyl-9-anthryl) triphenylamine (abbreviation: YGAPA), 4- (9H-carbazole-9- Yl) -4 ′-(9,10-diphenyl-2-anthryl) triphenylamine (abbreviation: 2YGAPPA), N, 9-diphenyl-N- [4- (10-phenyl-9-anthryl) phenyl] -9H -Carbazole-3-amine (abbreviation: PCAPA), perylene, 2,5,8,11-tetra (tert-butyl) perylene (abbreviation: TBP), 4- (10-phenyl-9-anthryl) -4'- (9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) triphenylamine (abbreviation: PCBAPA), N, N ″-(2-tert-butylanthrace -9,10-diyldi-4,1-phenylene) bis [N, N ', N'-triphenyl-1,4-phenylenediamine] (abbreviation: DPABPA), N, 9-diphenyl-N- [4- (9,10-diphenyl-2-anthryl) phenyl] -9H-carbazol-3-amine (abbreviation: 2PCAPPA), N- [4- (9,10-diphenyl-2-anthryl) phenyl] -N, N ′ , N′-triphenyl-1,4-phenylenediamine (abbreviation: 2DPAPPA), N, N, N ′, N ′, N ″, N ″, N ′ ″, N ′ ″-octaphenyldibenzo [G, p] Chrysene-2,7,10,15-tetraamine (abbreviation: DBC1), coumarin 30, N- (9,10-diphenyl-2-anthryl) -N, 9-diphenyl-9H-carbazole-3 − Amine (abbreviation: 2PCAPA), N- [9,10-bis (1,1′-biphenyl-2-yl) -2-anthryl] -N, 9-diphenyl-9H-carbazol-3-amine (abbreviation: 2PCABPhA) ), N- (9,10-diphenyl-2-anthryl) -N, N ′, N′-triphenyl-1,4-phenylenediamine (abbreviation: 2DPAPA), N- [9,10-bis (1, 1′-biphenyl-2-yl) -2-anthryl] -N, N ′, N′-triphenyl-1,4-phenylenediamine (abbreviation: 2DPABPhA), 9,10-bis (1,1′-biphenyl) -2-yl) -N- [4- (9H-carbazol-9-yl) phenyl] -N-phenylanthracen-2-amine (abbreviation: 2YGABPhA), N, N, 9-triphenylanthra -9-amine (abbreviation: DPhAPhA), coumarin 6, coumarin 545T, N, N'-diphenylquinacridone (abbreviation: DPQd), rubrene, 5,12-bis (1,1'-biphenyl-4-yl)- 6,11-diphenyltetracene (abbreviation: BPT), 2- (2- {2- [4- (dimethylamino) phenyl] ethenyl} -6-methyl-4H-pyran-4-ylidene) propanedinitrile (abbreviation: DCM 1), 2- {2-methyl-6- [2- (2,3,6,7-tetrahydro-1H, 5H-benzo [ij] quinolizin-9-yl) ethenyl] -4H-pyran-4-ylidene } Propanedinitrile (abbreviation: DCM2), N, N, N ′, N′-tetrakis (4-methylphenyl) tetracene-5,11-diamine (abbreviation: p-mPhTD), , 14-diphenyl-N, N, N ′, N′-tetrakis (4-methylphenyl) acenaphtho [1,2-a] fluoranthene-3,10-diamine (abbreviation: p-mPhAFD), 2- {2- Isopropyl-6- [2- (1,1,7,7-tetramethyl-2,3,6,7-tetrahydro-1H, 5H-benzo [ij] quinolizin-9-yl) ethenyl] -4H-pyran- 4-Ilidene} propanedinitrile (abbreviation: DCJTI), 2- {2-tert-butyl-6- [2- (1,1,7,7-tetramethyl-2,3,6,7-tetrahydro-1H) , 5H-benzo [ij] quinolizin-9-yl) ethenyl] -4H-pyran-4-ylidene} propanedinitrile (abbreviation: DCJTB), 2- (2,6-bis {2- [4- (dimethylamino) ) Phenyl ] Ethenyl} -4H-pyran-4-ylidene) propanedinitrile (abbreviation: BisDCM), 2- {2,6-bis [2- (8-methoxy-1,1,7,7-tetramethyl-2, 3,6,7-tetrahydro-1H, 5H-benzo [ij] quinolizin-9-yl) ethenyl] -4H-pyran-4-ylidene} propanedinitrile (abbreviation: BisDCJTM), 5,10,15,20- And tetraphenylbisbenzo [5,6] indeno [1,2,3-cd: 1 ′, 2 ′, 3′-lm] perylene.

なお、発光層130において、ホスト材料131およびゲスト材料132以外の材料を有していても良い。   Note that the light-emitting layer 130 may include a material other than the host material 131 and the guest material 132.

なお、発光層130に用いることが可能な材料としては、特に限定はないが、例えば、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Alq)、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Almq)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(II)(略称:BeBq)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(4−フェニルフェノラト)アルミニウム(III)(略称:BAlq)、ビス(8−キノリノラト)亜鉛(II)(略称:Znq)、ビス[2−(2−ベンゾオキサゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnPBO)、ビス[2−(2−ベンゾチアゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnBTZ)などの金属錯体、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)、1,3−ビス[5−(p−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、3−(4−ビフェニリル)−4−フェニル−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、2,2’,2’’−(1,3,5−ベンゼントリイル)トリス(1−フェニル−1H−ベンゾイミダゾール)(略称:TPBI)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)、9−[4−(5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CO11)などの複素環化合物、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またはα−NPD)、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、4,4’−ビス[N−(スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−イル)−N―フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BSPB)などの芳香族アミン化合物が挙げられる。また、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、ジベンゾ[g,p]クリセン誘導体等の縮合多環芳香族化合物が挙げられ、具体的には、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPAnth)、N,N−ジフェニル−9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:CzA1PA)、4−(10−フェニル−9−アントリル)トリフェニルアミン(略称:DPhPA)、4−(9H−カルバゾール−9−イル)−4’−(10−フェニル−9−アントリル)トリフェニルアミン(略称:YGAPA)、N,9−ジフェニル−N−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:PCAPA)、N,9−ジフェニル−N−{4−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]フェニル}−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:PCAPBA)、N,9−ジフェニル−N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCAPA)、6,12−ジメトキシ−5,11−ジフェニルクリセン、N,N,N’,N’,N’’,N’’,N’’’,N’’’−オクタフェニルジベンゾ[g,p]クリセン−2,7,10,15−テトラアミン(略称:DBC1)、9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPA)、3,6−ジフェニル−9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:DPCzPA)、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(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、2−tert−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−BuDNA)、9,9’−ビアントリル(略称:BANT)、9,9’−(スチルベン−3,3’−ジイル)ジフェナントレン(略称:DPNS)、9,9’−(スチルベン−4,4’−ジイル)ジフェナントレン(略称:DPNS2)、3,3’,3’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリピレン(略称:TPB3)などを挙げることができる。また、これら及び公知の物質の中から、上記ゲスト材料132のエネルギーギャップより大きなエネルギーギャップを有する物質を、一種もしくは複数種選択して用いればよい。 Note that there is no particular limitation on a material that can be used for the light-emitting layer 130; for example, tris (8-quinolinolato) aluminum (III) (abbreviation: Alq), tris (4-methyl-8-quinolinolato) aluminum. (III) (abbreviation: Almq 3 ), bis (10-hydroxybenzo [h] quinolinato) beryllium (II) (abbreviation: BeBq 2 ), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (4-phenylphenolato) aluminum (III) (abbreviation: BAlq), bis (8-quinolinolato) zinc (II) (abbreviation: Znq), bis [2- (2-benzoxazolyl) phenolato] zinc (II) (abbreviation: ZnPBO), bis [2- (2-benzothiazolyl) phenolate] metal complexes such as zinc (II) (abbreviation: ZnBTZ), 2- (4-biphenyl) Ryl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole (abbreviation: PBD), 1,3-bis [5- (p-tert-butylphenyl) -1,3, 4-oxadiazol-2-yl] benzene (abbreviation: OXD-7), 3- (4-biphenylyl) -4-phenyl-5- (4-tert-butylphenyl) -1,2,4-triazole ( Abbreviation: TAZ), 2,2 ′, 2 ″-(1,3,5-benzenetriyl) tris (1-phenyl-1H-benzimidazole) (abbreviation: TPBI), bathophenanthroline (abbreviation: BPhen), Heterocyclic compounds such as bathocuproin (abbreviation: BCP), 9- [4- (5-phenyl-1,3,4-oxadiazol-2-yl) phenyl] -9H-carbazole (abbreviation: CO11), 4, 4'- Bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: NPB or α-NPD), N, N′-bis (3-methylphenyl) -N, N′-diphenyl- [1,1 '-Biphenyl] -4,4'-diamine (abbreviation: TPD), 4,4'-bis [N- (spiro-9,9'-bifluoren-2-yl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: Aromatic amine compounds such as BSPB). In addition, condensed polycyclic aromatic compounds such as anthracene derivatives, phenanthrene derivatives, pyrene derivatives, chrysene derivatives, and dibenzo [g, p] chrysene derivatives can be given. Specifically, 9,10-diphenylanthracene (abbreviation: DPAnth) N, N-diphenyl-9- [4- (10-phenyl-9-anthryl) phenyl] -9H-carbazol-3-amine (abbreviation: CzA1PA), 4- (10-phenyl-9-anthryl) triphenyl Amine (abbreviation: DPhPA), 4- (9H-carbazol-9-yl) -4 ′-(10-phenyl-9-anthryl) triphenylamine (abbreviation: YGAPA), N, 9-diphenyl-N- [4 -(10-phenyl-9-anthryl) phenyl] -9H-carbazol-3-amine (abbreviation: PCAPA), N, 9-diphenyl-N- {4- [4- (10-phenyl-9-anthryl) phenyl] phenyl} -9H-carbazol-3-amine (abbreviation: PCAPBA), N, 9-diphenyl-N- ( 9,10-diphenyl-2-anthryl) -9H-carbazol-3-amine (abbreviation: 2PCAPA), 6,12-dimethoxy-5,11-diphenylchrysene, N, N, N ′, N ′, N ″ , N ″, N ′ ″, N ′ ″-octaphenyldibenzo [g, p] chrysene-2,7,10,15-tetraamine (abbreviation: DBC1), 9- [4- (10-phenyl- 9-anthryl) phenyl] -9H-carbazole (abbreviation: CzPA), 3,6-diphenyl-9- [4- (10-phenyl-9-anthryl) phenyl] -9H-carbazole (abbreviation: DPCzPA), 9 10-bis (3,5-diphenylphenyl) anthracene (abbreviation: DPPA), 9,10-di (2-naphthyl) anthracene (abbreviation: DNA), 2-tert-butyl-9,10-di (2-naphthyl) ) Anthracene (abbreviation: t-BuDNA), 9,9′-bianthryl (abbreviation: BANT), 9,9 ′-(stilbene-3,3′-diyl) diphenanthrene (abbreviation: DPNS), 9,9′- (Stilbene-4,4′-diyl) diphenanthrene (abbreviation: DPNS2), 3,3 ′, 3 ″-(benzene-1,3,5-triyl) tripylene (abbreviation: TPB3), and the like can be given. . In addition, one or more kinds of substances having an energy gap larger than that of the guest material 132 may be selected and used from these and known substances.

なお、発光層130は2層以上の複数層でもって構成することもできる。例えば、第1の発光層と第2の発光層を正孔輸送層側から順に積層して発光層130とする場合、第1の発光層のホスト材料として正孔輸送性を有する物質を用い、第2の発光層のホスト材料として電子輸送性を有する物質を用いる構成などがある。   Note that the light-emitting layer 130 can be formed of a plurality of layers of two or more layers. For example, when the first light-emitting layer and the second light-emitting layer are sequentially stacked from the hole transport layer side to form the light-emitting layer 130, a substance having a hole-transport property is used as the host material of the first light-emitting layer, There is a structure in which a substance having an electron transporting property is used as a host material of the second light emitting layer.

≪一対の電極≫
電極101及び電極102は、発光層130へ正孔と電子を注入する機能を有する。電極101及び電極102は、金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物や積層体などを用いて形成することができる。金属としてはアルミニウム(Al)が典型例であり、その他、銀(Ag)、タングステン、クロム、モリブデン、銅、チタンなどの遷移金属、リチウム(Li)やセシウムなどのアルカリ金属、カルシウム、マグネシウム(Mg)などの第2族金属を用いることができる。遷移金属としてイッテルビウム(Yb)などの希土類金属を用いても良い。合金としては、上記金属を含む合金を使用することができ、例えばMgAg、AlLiなどが挙げられる。導電性化合物としては、例えば、インジウム錫酸化物(Indium Tin Oxide、以下ITO)、珪素または酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(略称:ITSO)、酸化インジウム−酸化亜鉛(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などの金属酸化物が挙げられる。導電性化合物としてグラフェンなどの無機炭素系材料を用いても良い。上述したように、これらの材料の複数を積層することによって電極101及び電極102の一方または双方を形成しても良い。
≪A pair of electrodes≫
The electrode 101 and the electrode 102 have a function of injecting holes and electrons into the light-emitting layer 130. The electrode 101 and the electrode 102 can be formed using a metal, an alloy, a conductive compound, a mixture or a stacked body thereof. Typical examples of the metal include aluminum (Al), transition metals such as silver (Ag), tungsten, chromium, molybdenum, copper, and titanium, alkali metals such as lithium (Li) and cesium, calcium, magnesium (Mg Group 2 metals such as) can be used. A rare earth metal such as ytterbium (Yb) may be used as the transition metal. As the alloy, an alloy containing the above metal can be used, and examples thereof include MgAg and AlLi. Examples of the conductive compound include indium tin oxide (hereinafter referred to as ITO), indium tin oxide containing silicon or silicon oxide (abbreviation: ITSO), indium zinc oxide (indium zinc oxide), and tungsten oxide. And metal oxides such as indium oxide containing zinc oxide. An inorganic carbon-based material such as graphene may be used as the conductive compound. As described above, one or both of the electrode 101 and the electrode 102 may be formed by stacking a plurality of these materials.

また、発光層130から得られる発光は、電極101及び電極102の一方または双方を通して取り出される。したがって、電極101及び電極102の少なくとも一つは可視光を透過する機能を有する。光を透過する機能を有する導電性材料としては、可視光の透過率が40%以上100%以下、好ましくは60%以上100%以下であり、かつその抵抗率が1×10−2Ω・cm以下の導電性材料が挙げられる。また、光を取り出す方の電極は、光を透過する機能と、光を反射する機能と、を有する導電性材料により形成されても良い。該導電性材料としては、可視光の反射率が20%以上80%以下、好ましくは40%以上70%以下であり、かつその抵抗率が1×10−2Ω・cm以下の導電性材料が挙げられる。光を取り出す方の電極に金属や合金などの光透過性の低い材料を用いる場合には、可視光を透過できる程度の厚さ(例えば、1nmから10nmの厚さ)で電極101及び電極102の一方または双方を形成すればよい。 Light emitted from the light-emitting layer 130 is extracted through one or both of the electrode 101 and the electrode 102. Therefore, at least one of the electrode 101 and the electrode 102 has a function of transmitting visible light. The conductive material having a function of transmitting light has a visible light transmittance of 40% to 100%, preferably 60% to 100%, and a resistivity of 1 × 10 −2 Ω · cm. The following conductive materials are mentioned. The electrode from which light is extracted may be formed of a conductive material having a function of transmitting light and a function of reflecting light. Examples of the conductive material include a conductive material having a visible light reflectance of 20% to 80%, preferably 40% to 70%, and a resistivity of 1 × 10 −2 Ω · cm or less. Can be mentioned. In the case where a material having low light transmission property such as a metal or an alloy is used for the electrode from which light is extracted, the electrode 101 and the electrode 102 have a thickness that can transmit visible light (for example, a thickness of 1 nm to 10 nm). One or both may be formed.

なお、本明細書等において、光を透過する機能を有する電極には、可視光を透過する機能を有し、且つ導電性を有する材料を用いればよく、例えば上記のようなITOに代表される酸化物導電体層に加えて、酸化物半導体層、または有機物を含む有機導電体層を含む。有機物を含む有機導電体層としては、例えば、有機化合物と電子供与体(ドナー)とを混合してなる複合材料を含む層、有機化合物と電子受容体(アクセプター)とを混合してなる複合材料を含む層等が挙げられる。また、透明導電層の抵抗率としては、好ましくは1×10Ω・cm以下、さらに好ましくは1×10Ω・cm以下である。 Note that in this specification and the like, an electrode having a function of transmitting light may be formed using a material having a function of transmitting visible light and having conductivity, and is represented by, for example, ITO as described above. In addition to the oxide conductor layer, an oxide semiconductor layer or an organic conductor layer containing an organic substance is included. Examples of the organic conductor layer containing an organic material include a layer containing a composite material obtained by mixing an organic compound and an electron donor (donor), and a composite material obtained by mixing an organic compound and an electron acceptor (acceptor). And the like. Further, the resistivity of the transparent conductive layer is preferably 1 × 10 5 Ω · cm or less, and more preferably 1 × 10 4 Ω · cm or less.

また、電極101及び電極102の成膜方法は、スパッタリング法、蒸着法、印刷法、塗布法、MBE(Molecular Beam Epitaxy)法、CVD法、パルスレーザ堆積法、ALD(Atomic Layer Deposition)法等を適宜用いることができる。   The electrode 101 and the electrode 102 can be formed by sputtering, evaporation, printing, coating, MBE (Molecular Beam Epitaxy), CVD, pulsed laser deposition, ALD (Atomic Layer Deposition), or the like. It can be used as appropriate.

≪正孔注入層≫
正孔注入層111は、一対の電極の一方(電極101または電極102)からのホール注入障壁を低減することでホール注入を促進する機能を有し、例えば遷移金属酸化物、フタロシアニン誘導体、あるいは芳香族アミンなどによって形成される。遷移金属酸化物としては、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物などが挙げられる。フタロシアニン誘導体としては、フタロシアニンや金属フタロシアニンなどが挙げられる。芳香族アミンとしてはベンジジン誘導体やフェニレンジアミン誘導体などが挙げられる。ポリチオフェンやポリアニリンなどの高分子化合物を用いることもでき、例えば自己ドープされたポリチオフェンであるポリ(エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)などがその代表例である。
≪Hole injection layer≫
The hole injection layer 111 has a function of promoting hole injection by reducing a hole injection barrier from one of the pair of electrodes (the electrode 101 or the electrode 102). For example, a transition metal oxide, a phthalocyanine derivative, or an aromatic Formed by a group amine. Examples of the transition metal oxide include molybdenum oxide, vanadium oxide, ruthenium oxide, tungsten oxide, and manganese oxide. Examples of the phthalocyanine derivative include phthalocyanine and metal phthalocyanine. Examples of aromatic amines include benzidine derivatives and phenylenediamine derivatives. High molecular compounds such as polythiophene and polyaniline can also be used. For example, self-doped polythiophene poly (ethylenedioxythiophene) / poly (styrenesulfonic acid) is a typical example.

正孔注入層111として、正孔輸送性材料と、これに対して電子受容性を示す材料の複合材料を有する層を用いることもできる。あるいは、電子受容性を示す材料を含む層と正孔輸送性材料を含む層の積層を用いても良い。これらの材料間では定常状態、あるいは電界存在下において電荷の授受が可能である。電子受容性を示す材料としては、キノジメタン誘導体やクロラニル誘導体、ヘキサアザトリフェニレン誘導体などの有機アクセプターを挙げることができる。具体的には、7,7,8,8−テトラシアノ−2,3,5,6−テトラフルオロキノジメタン(略称:F−TCNQ)、クロラニル、2,3,6,7,10,11−ヘキサシアノ−1,4,5,8,9,12−ヘキサアザトリフェニレン(略称:HAT−CN)等の電子吸引基(ハロゲン基やシアノ基)を有する化合物である。また、遷移金属酸化物、例えば第4族から第8族金属の酸化物を用いることができる。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、酸化レニウムなどである。中でも酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。 As the hole-injecting layer 111, a layer including a composite material of a hole-transporting material and a material that exhibits an electron-accepting property can be used. Alternatively, a stack of a layer containing a material showing an electron accepting property and a layer containing a hole transporting material may be used. Charges can be transferred between these materials in a steady state or in the presence of an electric field. Examples of the material exhibiting electron acceptability include organic acceptors such as quinodimethane derivatives, chloranil derivatives, and hexaazatriphenylene derivatives. Specifically, 7,7,8,8-tetracyano-2,3,5,6-tetrafluoroquinodimethane (abbreviation: F 4 -TCNQ), chloranil, 2,3,6,7,10,11 -A compound having an electron withdrawing group (halogen group or cyano group) such as hexacyano-1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylene (abbreviation: HAT-CN). Transition metal oxides such as Group 4 to Group 8 metal oxides can also be used. Specifically, vanadium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, chromium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, manganese oxide, rhenium oxide, and the like. Among these, molybdenum oxide is preferable because it is stable in the air, has a low hygroscopic property, and is easy to handle.

正孔輸送性材料としては、電子よりも正孔の輸送性の高い材料を用いることができ、1×10−6cm/Vs以上の正孔移動度を有する材料であることが好ましい。具体的には、芳香族アミン、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、スチルベン誘導体などを用いることができる。また、該正孔輸送性材料は高分子化合物であっても良い。 As the hole transporting material, a material having a hole transporting property higher than that of electrons can be used, and a material having a hole mobility of 1 × 10 −6 cm 2 / Vs or more is preferable. Specifically, aromatic amines, carbazole derivatives, aromatic hydrocarbons, stilbene derivatives, and the like can be used. The hole transporting material may be a polymer compound.

これら正孔輸送性の高い材料として、例えば、芳香族アミン化合物としては、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)、N,N’−ビス{4−[ビス(3−メチルフェニル)アミノ]フェニル}−N,N’−ジフェニル−(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジアミン(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 these materials having a high hole transporting property, for example, aromatic amine compounds include N, N′-di (p-tolyl) -N, N′-diphenyl-p-phenylenediamine (abbreviation: DTDPPA), 4, 4′-bis [N- (4-diphenylaminophenyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: DPAB), N, N′-bis {4- [bis (3-methylphenyl) amino] phenyl} -N , N′-diphenyl- (1,1′-biphenyl) -4,4′-diamine (abbreviation: DNTPD), 1,3,5-tris [N- (4-diphenylaminophenyl) -N-phenylamino] Benzene (abbreviation: DPA3B) and the like can be given.

また、カルバゾール誘導体としては、具体的には、3−[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzDPA1)、3,6−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzDPA2)、3,6−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−(1−ナフチル)アミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzTPN2)、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 the carbazole derivative, specifically, 3- [N- (4-diphenylaminophenyl) -N-phenylamino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzDPA1), 3,6-bis [N- ( 4-diphenylaminophenyl) -N-phenylamino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzDPA2), 3,6-bis [N- (4-diphenylaminophenyl) -N- (1-naphthyl) amino] -9 -Phenylcarbazole (abbreviation: PCzTPN2), 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-phenyl-3-yl) amino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCN1), and the like.

また、カルバゾール誘導体としては、他に、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−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPA)、1,4−ビス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]−2,3,5,6−テトラフェニルベンゼン等を用いることができる。   As other carbazole derivatives, 4,4′-di (N-carbazolyl) biphenyl (abbreviation: CBP), 1,3,5-tris [4- (N-carbazolyl) phenyl] benzene (abbreviation: TCPB) ), 9- [4- (10-phenyl-9-anthryl) phenyl] -9H-carbazole (abbreviation: CzPA), 1,4-bis [4- (N-carbazolyl) phenyl] -2,3,5, 6-tetraphenylbenzene or the like can be used.

また、芳香族炭化水素としては、例えば、2−tert−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−BuDNA)、2−tert−ブチル−9,10−ジ(1−ナフチル)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)、2−tert−ブチル−9,10−ビス(4−フェニルフェニル)アントラセン(略称:t−BuDBA)、9,10−ジ(2−ナフチル)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−ビス(4−メチル−1−ナフチル)アントラセン(略称:DMNA)、2−tert−ブチル−9,10−ビス[2−(1−ナフチル)フェニル]アントラセン、9,10−ビス[2−(1−ナフチル)フェニル]アントラセン、2,3,6,7−テトラメチル−9,10−ジ(1−ナフチル)アントラセン、2,3,6,7−テトラメチル−9,10−ジ(2−ナフチル)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’−ビス(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、1×10−6cm/Vs以上の正孔移動度を有し、炭素数14乃至炭素数42である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。 Examples of the aromatic hydrocarbon include 2-tert-butyl-9,10-di (2-naphthyl) anthracene (abbreviation: t-BuDNA), 2-tert-butyl-9,10-di (1- Naphthyl) anthracene, 9,10-bis (3,5-diphenylphenyl) anthracene (abbreviation: DPPA), 2-tert-butyl-9,10-bis (4-phenylphenyl) anthracene (abbreviation: t-BuDBA), 9,10-di (2-naphthyl) anthracene (abbreviation: DNA), 9,10-diphenylanthracene (abbreviation: DPAnth), 2-tert-butylanthracene (abbreviation: t-BuAnth), 9,10-bis (4) -Methyl-1-naphthyl) anthracene (abbreviation: DMNA), 2-tert-butyl-9,10-bis [2- (1-naphthy ) Phenyl] anthracene, 9,10-bis [2- (1-naphthyl) phenyl] anthracene, 2,3,6,7-tetramethyl-9,10-di (1-naphthyl) anthracene, 2,3,6 , 7-Tetramethyl-9,10-di (2-naphthyl) anthracene, 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, anthracene, tetracene, rubrene, perylene, 2, Examples include 5,8,11-tetra (tert-butyl) perylene. 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、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。   The aromatic hydrocarbon 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)、ポリ[N−(4−{N’−[4−(4−ジフェニルアミノ)フェニル]フェニル−N’−フェニルアミノ}フェニル)メタクリルアミド](略称:PTPDMA)、ポリ[N,N’−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N’−ビス(フェニル)ベンジジン](略称:Poly−TPD)等の高分子化合物を用いることもできる。   In addition, poly (N-vinylcarbazole) (abbreviation: PVK), poly (4-vinyltriphenylamine) (abbreviation: PVTPA), poly [N- (4- {N ′-[4- (4-diphenylamino)] Phenyl] phenyl-N′-phenylamino} phenyl) methacrylamide] (abbreviation: PTPDMA), poly [N, N′-bis (4-butylphenyl) -N, N′-bis (phenyl) benzidine] (abbreviation: Polymer compounds such as Poly-TPD can also be used.

≪正孔輸送層≫
正孔輸送層112は正孔輸送性材料を含む層であり、正孔注入層111の材料として例示した材料を使用することができる。正孔輸送層112は正孔注入層111に注入された正孔を発光層130へ輸送する機能を有するため、正孔注入層111のHOMO準位と同じ、あるいは近いHOMO準位を有することが好ましい。
≪Hole transport layer≫
The hole transport layer 112 is a layer including a hole transport material, and the materials exemplified as the material of the hole injection layer 111 can be used. Since the hole transport layer 112 has a function of transporting holes injected into the hole injection layer 111 to the light emitting layer 130, the hole transport layer 112 may have a HOMO level that is the same as or close to the HOMO level of the hole injection layer 111. preferable.

上記正孔輸送性材料として、正孔注入層111の材料として例示した材料の他に、正孔輸送性の高い物質としては、例えば、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またはα−NPD)やN,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、4,4’,4’’−トリス(カルバゾール−9−イル)トリフェニルアミン(略称:TCTA)、4,4’,4’’−トリス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:1’−TNATA)、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)、4,4’−ビス[N−(スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−イル)−N―フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BSPB)、4−フェニル−4’−(9−フェニルフルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:BPAFLP)、4−フェニル−3’−(9−フェニルフルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:mBPAFLP)、N−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−N−{9,9−ジメチル−2−[N’−フェニル−N’−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)アミノ]−9H−フルオレン−7−イル}フェニルアミン(略称:DFLADFL)、N−(9,9−ジメチル−2−ジフェニルアミノ−9H−フルオレン−7−イル)ジフェニルアミン(略称:DPNF)、2−[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]スピロ−9,9’−ビフルオレン(略称:DPASF)、4−フェニル−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBA1BP)、4,4’−ジフェニル−4’’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBBi1BP)、4−(1−ナフチル)−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBANB)、4,4’−ジ(1−ナフチル)−4’’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBNBB)、4−フェニルジフェニル−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)アミン(略称:PCA1BP)、N,N’−ビス(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N,N’−ジフェニルベンゼン−1,3−ジアミン(略称:PCA2B)、N,N’,N’’−トリフェニル−N,N’,N’’−トリス(9−フェニルカルバゾール−3−イル)ベンゼン−1,3,5−トリアミン(略称:PCA3B)、N−(4−ビフェニル)−N−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−9−フェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:PCBiF)、N−(1,1’−ビフェニル−4−イル)−N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−アミン(略称:PCBBiF)、9,9−ジメチル−N−フェニル−N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]フルオレン−2−アミン(略称:PCBAF)、N−フェニル−N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−アミン(略称:PCBASF)、2−[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]スピロ−9,9’−ビフルオレン(略称:PCASF)、2,7−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]−スピロ−9,9’−ビフルオレン(略称:DPA2SF)、N−[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−(4−フェニル)フェニルアニリン(略称:YGA1BP)、N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニル−9,9−ジメチルフルオレン−2,7−ジアミン(略称:YGA2F)などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。また、3−[4−(1−ナフチル)−フェニル]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCPN)、3−[4−(9−フェナントリル)−フェニル]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCPPn)、3,3’−ビス(9−フェニル−9H−カルバゾール)(略称:PCCP)、1,3−ビス(N−カルバゾリル)ベンゼン(略称:mCP)、3,6−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)−9−フェニルカルバゾール(略称:CzTP)、4−{3−[3−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]フェニル}ジベンゾフラン(略称:mmDBFFLBi−II)、4,4’,4’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリ(ジベンゾフラン)(略称:DBF3P−II)、1,3,5−トリ(ジベンゾチオフェン−4−イル)−ベンゼン(略称:DBT3P−II)、2,8−ジフェニル−4−[4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]ジベンゾチオフェン(略称:DBTFLP−III)、4−[4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]−6−フェニルジベンゾチオフェン(略称:DBTFLP−IV)、4−[3−(トリフェニレン−2−イル)フェニル]ジベンゾチオフェン(略称:mDBTPTp−II)等のアミン化合物、カルバゾール化合物、チオフェン化合物、フラン化合物、フルオレン化合物、トリフェニレン化合物、フェナントレン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に1×10−6cm/Vs以上の正孔移動度を有する物質である。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。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。 In addition to the materials exemplified as the material of the hole injection layer 111 as the hole transporting material, examples of the substance having a high hole transporting property include 4,4′-bis [N- (1-naphthyl)- N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: NPB or α-NPD) and N, N′-bis (3-methylphenyl) -N, N′-diphenyl- [1,1′-biphenyl] -4,4′- Diamine (abbreviation: TPD), 4,4 ′, 4 ″ -tris (carbazol-9-yl) triphenylamine (abbreviation: TCTA), 4,4 ′, 4 ″ -tris [N- (1-naphthyl) ) -N-phenylamino] triphenylamine (abbreviation: 1'-TNATA), 4,4 ', 4 "-tris (N, N-diphenylamino) triphenylamine (abbreviation: TDATA), 4,4' , 4 ″ -Tris [N- (3-methylphenyl) -N-fur Nylamino] triphenylamine (abbreviation: MTDATA), 4,4′-bis [N- (spiro-9,9′-bifluoren-2-yl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: BSPB), 4-phenyl -4 ′-(9-phenylfluoren-9-yl) triphenylamine (abbreviation: BPAFLP), 4-phenyl-3 ′-(9-phenylfluoren-9-yl) triphenylamine (abbreviation: mBPAFLP), N -(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl) -N- {9,9-dimethyl-2- [N'-phenyl-N '-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2- Yl) amino] -9H-fluoren-7-yl} phenylamine (abbreviation: DFLADFL), N- (9,9-dimethyl-2-diphenylamino-9H-fluoren-7-yl) Diphenylamine (abbreviation: DPNF), 2- [N- (4-diphenylaminophenyl) -N-phenylamino] spiro-9,9′-bifluorene (abbreviation: DPASF), 4-phenyl-4 ′-(9-phenyl) -9H-carbazol-3-yl) triphenylamine (abbreviation: PCBA1BP), 4,4′-diphenyl-4 ″-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) triphenylamine (abbreviation: PCBBi1BP) 4- (1-naphthyl) -4 ′-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) triphenylamine (abbreviation: PCBANB), 4,4′-di (1-naphthyl) -4 ″- (9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) triphenylamine (abbreviation: PCBNBB), 4-phenyldiphenyl- (9-phenyl-9H-carba -3-yl) amine (abbreviation: PCA1BP), N, N′-bis (9-phenylcarbazol-3-yl) -N, N′-diphenylbenzene-1,3-diamine (abbreviation: PCA2B), N, N ′, N ″ -triphenyl-N, N ′, N ″ -tris (9-phenylcarbazol-3-yl) benzene-1,3,5-triamine (abbreviation: PCA3B), N- ( 4-biphenyl) -N- (9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl) -9-phenyl-9H-carbazol-3-amine (abbreviation: PCBiF), N- (1,1′-biphenyl- 4-yl) -N- [4- (9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) phenyl] -9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amine (abbreviation: PCBBiF), 9,9-dimethyl -N-phenyl-N- [ -(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) phenyl] fluoren-2-amine (abbreviation: PCBAF), N-phenyl-N- [4- (9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) phenyl ] Spiro-9,9′-bifluoren-2-amine (abbreviation: PCBASF), 2- [N- (9-phenylcarbazol-3-yl) -N-phenylamino] spiro-9,9′-bifluorene (abbreviation) : PCASF), 2,7-bis [N- (4-diphenylaminophenyl) -N-phenylamino] -spiro-9,9'-bifluorene (abbreviation: DPA2SF), N- [4- (9H-carbazole- 9-yl) phenyl] -N- (4-phenyl) phenylaniline (abbreviation: YGA1BP), N, N′-bis [4- (carbazol-9-yl) phenyl]- , N'- diphenyl-9,9-dimethyl-2,7-diamine (abbreviation: YGA2F) can be used aromatic amine compounds such as. 3- [4- (1-naphthyl) -phenyl] -9-phenyl-9H-carbazole (abbreviation: PCPN), 3- [4- (9-phenanthryl) -phenyl] -9-phenyl-9H-carbazole (Abbreviation: PCPPn), 3,3′-bis (9-phenyl-9H-carbazole) (abbreviation: PCCP), 1,3-bis (N-carbazolyl) benzene (abbreviation: mCP), 3,6-bis ( 3,5-diphenylphenyl) -9-phenylcarbazole (abbreviation: CzTP), 4- {3- [3- (9-phenyl-9H-fluoren-9-yl) phenyl] phenyl} dibenzofuran (abbreviation: mmDBFFLBi-II) ), 4,4 ′, 4 ″-(benzene-1,3,5-triyl) tri (dibenzofuran) (abbreviation: DBF3P-II), 1,3,5-tri (dibenzo) Thiophen-4-yl) -benzene (abbreviation: DBT3P-II), 2,8-diphenyl-4- [4- (9-phenyl-9H-fluoren-9-yl) phenyl] dibenzothiophene (abbreviation: DBTFLP-III) ), 4- [4- (9-phenyl-9H-fluoren-9-yl) phenyl] -6-phenyldibenzothiophene (abbreviation: DBTFLP-IV), 4- [3- (triphenylene-2-yl) phenyl] An amine compound such as dibenzothiophene (abbreviation: mDBTPTp-II), a carbazole compound, a thiophene compound, a furan compound, a fluorene compound, a triphenylene compound, a phenanthrene compound, or the like can be used. The substances described here are mainly substances having a hole mobility of 1 × 10 −6 cm 2 / Vs or higher. Note that other than these substances, any substance that has a property of transporting more holes than electrons may be used. Note that the layer containing a substance having a high hole-transport property is not limited to a single layer, and two or more layers containing the above substances may be stacked.

なお、これら正孔輸送層112として用いることが出来る化合物を、正孔注入層111に用いても良い。   Note that a compound that can be used for the hole-transport layer 112 may be used for the hole-injection layer 111.

≪電子輸送層≫
電子輸送層118は、電子注入層119を経て一対の電極の他方(電極101または電極102)から注入された電子を発光層130へ輸送する機能を有する。電子輸送性材料としては、正孔よりも電子の輸送性の高い材料を用いることができ、1×10−6cm/Vs以上の電子移動度を有する材料であることが好ましい。電子を受け取りやすい化合物(電子輸送性を有する材料)としては、含窒素複素芳香族化合物のようなπ電子不足型複素芳香族や金属錯体などを用いることができる。具体的には、キノリン配位子、ベンゾキノリン配位子、オキサゾール配位子、あるいはチアゾール配位子を有する金属錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体などが挙げられる。
≪Electron transport layer≫
The electron transport layer 118 has a function of transporting electrons injected from the other of the pair of electrodes (the electrode 101 or the electrode 102) through the electron injection layer 119 to the light emitting layer 130. As the electron transporting material, a material having a higher electron transporting property than holes can be used, and a material having an electron mobility of 1 × 10 −6 cm 2 / Vs or more is preferable. As a compound that easily receives electrons (a material having an electron transporting property), a π-electron deficient heteroaromatic such as a nitrogen-containing heteroaromatic compound, a metal complex, or the like can be used. Specifically, metal complexes having quinoline ligand, benzoquinoline ligand, oxazole ligand, or thiazole ligand, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, phenanthroline derivatives, pyridine derivatives, bipyridine derivatives, pyrimidine derivatives Etc.

例えば、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Alq)、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Almq)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(II)(略称:BeBq)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(4−フェニルフェノラト)アルミニウム(III)(略称:BAlq)、ビス(8−キノリノラト)亜鉛(II)(略称:Znq)など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等からなる層である。また、この他ビス[2−(2−ベンゾオキサゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnPBO)、ビス[2−(2−ベンゾチアゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnBTZ)などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)や、1,3−ビス[5−(p−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、9−[4−(5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CO11)、3−(4−ビフェニリル)−4−フェニル−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、2,2’,2’’−(1,3,5−ベンゼントリイル)トリス(1−フェニル−1H−ベンゾイミダゾール)(略称:TPBI)、2−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]−1−フェニル−1H−ベンゾイミダゾール(略称:mDBTBIm−II)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)などの複素環化合物や、2−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mDBTPDBq−II)、2−[3’−(ジベンゾチオフェン−4−イル)ビフェニル−3−イル]ジベンゾ[f、h]キノキサリン(略称:2mDBTBPDBq−II)、2−[3’−(9H−カルバゾール−9−イル)ビフェニル−3−イル]ジベンゾ[f、h]キノキサリン(略称:2mCzBPDBq)、2−[4−(3,6−ジフェニル−9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2CzPDBq−III)、7−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:7mDBTPDBq−II)、及び、6−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:6mDBTPDBq−II)、4,6−ビス[3−(フェナントレン−9−イル)フェニル]ピリミジン(略称:4,6mPnP2Pm)、4,6−ビス[3−(4−ジベンゾチエニル)フェニル]ピリミジン(略称:4,6mDBTP2Pm−II)、4,6−ビス[3−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]ピリミジン(略称:4,6mCzP2Pm)などのジアジン骨格を有する複素環化合物や、2−{4−[3−(N−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−9H−カルバゾール−9−イル]フェニル}−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(略称:PCCzPTzn)などのトリアジン骨格を有する複素環化合物や、3,5−ビス[3−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]ピリジン(略称:35DCzPPy)、1,3,5−トリ[3−(3−ピリジル)フェニル]ベンゼン(略称:TmPyPB)などのピリジン骨格を有する複素環化合物、4,4’−ビス(5−メチルベンゾオキサゾール−2−イル)スチルベン(略称:BzOs)などの複素芳香族化合物も用いることができる。また、ポリ(2,5−ピリジンジイル)(略称:PPy)、ポリ[(9,9−ジヘキシルフルオレン−2,7−ジイル)−co−(ピリジン−3,5−ジイル)](略称:PF−Py)、ポリ[(9,9−ジオクチルフルオレン−2,7−ジイル)−co−(2,2’−ビピリジン−6,6’−ジイル)](略称:PF−BPy)のような高分子化合物を用いることもできる。ここに述べた物質は、主に1×10−6cm/Vs以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いても構わない。また、電子輸送層118は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。 For example, tris (8-quinolinolato) aluminum (III) (abbreviation: Alq), tris (4-methyl-8-quinolinolato) aluminum (III) (abbreviation: Almq 3 ), bis (10-hydroxybenzo [h] quinolinato) Beryllium (II) (abbreviation: BeBq 2 ), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (4-phenylphenolato) aluminum (III) (abbreviation: BAlq), bis (8-quinolinolato) zinc (II) (abbreviation) : Znq) or the like, a layer made of a metal complex having a quinoline skeleton or a benzoquinoline skeleton. In addition, bis [2- (2-benzoxazolyl) phenolato] zinc (II) (abbreviation: ZnPBO), bis [2- (2-benzothiazolyl) phenolato] zinc (II) (abbreviation: ZnBTZ), etc. A metal complex having an oxazole-based or thiazole-based ligand can also be used. In addition to metal complexes, 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole (abbreviation: PBD), 1,3-bis [5 -(P-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazol-2-yl] benzene (abbreviation: OXD-7), 9- [4- (5-phenyl-1,3,4-oxa) Diazol-2-yl) phenyl] -9H-carbazole (abbreviation: CO11), 3- (4-biphenylyl) -4-phenyl-5- (4-tert-butylphenyl) -1,2,4-triazole ( Abbreviation: TAZ), 2,2 ′, 2 ″-(1,3,5-benzenetriyl) tris (1-phenyl-1H-benzimidazole) (abbreviation: TPBI), 2- [3- (dibenzothiophene) -4-yl) phenyl] -1 Heterocyclic compounds such as phenyl-1H-benzimidazole (abbreviation: mDBTBIm-II), bathophenanthroline (abbreviation: BPhen), bathocuproin (abbreviation: BCP), and 2- [3- (dibenzothiophen-4-yl) phenyl] Dibenzo [f, h] quinoxaline (abbreviation: 2mDBTPDBq-II), 2- [3 ′-(dibenzothiophen-4-yl) biphenyl-3-yl] dibenzo [f, h] quinoxaline (abbreviation: 2mDBTPBPDBq-II), 2- [3 ′-(9H-carbazol-9-yl) biphenyl-3-yl] dibenzo [f, h] quinoxaline (abbreviation: 2mCzBPDBq), 2- [4- (3,6-diphenyl-9H-carbazole- 9-yl) phenyl] dibenzo [f, h] quinoxaline (abbreviation: 2CzPDBq-I) II), 7- [3- (dibenzothiophen-4-yl) phenyl] dibenzo [f, h] quinoxaline (abbreviation: 7mDBTPDBq-II) and 6- [3- (dibenzothiophen-4-yl) phenyl] Dibenzo [f, h] quinoxaline (abbreviation: 6mDBTPDBq-II), 4,6-bis [3- (phenanthrene-9-yl) phenyl] pyrimidine (abbreviation: 4,6mPnP2Pm), 4,6-bis [3- ( Diazine skeletons such as 4-dibenzothienyl) phenyl] pyrimidine (abbreviation: 4,6mDBTP2Pm-II) and 4,6-bis [3- (9H-carbazol-9-yl) phenyl] pyrimidine (abbreviation: 4,6mCzP2Pm) Or a heterocyclic compound having 2- {4- [3- (N-phenyl-9H-carbazol-3-yl) -9H-cal A heterocyclic compound having a triazine skeleton such as zol-9-yl] phenyl} -4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (abbreviation: PCCzPTzn), or 3,5-bis [3- (9H-carbazole) Heterocyclic compounds having a pyridine skeleton such as -9-yl) phenyl] pyridine (abbreviation: 35DCzPPy) and 1,3,5-tri [3- (3-pyridyl) phenyl] benzene (abbreviation: TmPyPB); Heteroaromatic compounds such as' -bis (5-methylbenzoxazol-2-yl) stilbene (abbreviation: BzOs) can also be used. In addition, poly (2,5-pyridinediyl) (abbreviation: PPy), poly [(9,9-dihexylfluorene-2,7-diyl) -co- (pyridine-3,5-diyl)] (abbreviation: PF -Py), poly [(9,9-dioctylfluorene-2,7-diyl) -co- (2,2′-bipyridine-6,6′-diyl)] (abbreviation: PF-BPy) Molecular compounds can also be used. The substances mentioned here are mainly substances having an electron mobility of 1 × 10 −6 cm 2 / Vs or higher. Note that other than the above substances, any substance that has a property of transporting more electrons than holes may be used for the electron-transport layer. Further, the electron-transport layer 118 is not limited to a single layer, and two or more layers including the above substances may be stacked.

また、電子輸送層118と発光層130との間に電子キャリアの移動を制御する層を設けても良い。これは上述したような電子輸送性の高い材料に、電子トラップ性の高い物質を少量添加した層であって、電子キャリアの移動を抑制することによって、キャリアバランスを調節することが可能となる。このような構成は、発光層を電子が突き抜けてしまうことにより発生する問題(例えば素子寿命の低下)の抑制に大きな効果を発揮する。   Further, a layer for controlling the movement of electron carriers may be provided between the electron transport layer 118 and the light emitting layer 130. This is a layer obtained by adding a small amount of a substance having a high electron trapping property to a material having a high electron transporting property as described above. By suppressing the movement of electron carriers, the carrier balance can be adjusted. Such a configuration is very effective in suppressing problems that occur when electrons penetrate through the light emitting layer (for example, a reduction in device lifetime).

≪電子注入層≫
電子注入層119は電極102からの電子注入障壁を低減することで電子注入を促進する機能を有し、例えば第1族金属、第2族金属、あるいはこれらの酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩などを用いることができる。また、先に示す電子輸送性材料と、これに対して電子供与性を示す材料の複合材料を用いることもできる。電子供与性を示す材料としては、第1族金属、第2族金属、あるいはこれらの酸化物などを挙げることができる。具体的には、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF)、リチウム酸化物(LiO)等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。また、フッ化エルビウム(ErF)のような希土類金属化合物を用いることができる。また、電子注入層119にエレクトライドを用いてもよい。該エレクトライドとしては、例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質等が挙げられる。また、電子注入層119に、電子輸送層118で用いることが出来る物質を用いても良い。
≪Electron injection layer≫
The electron injection layer 119 has a function of promoting electron injection by reducing an electron injection barrier from the electrode 102. For example, a Group 1 metal, a Group 2 metal, or an oxide, halide, carbonate, or the like thereof is used. Can be used. Alternatively, a composite material of the electron transporting material described above and a material exhibiting an electron donating property can be used. Examples of the material exhibiting electron donating properties include Group 1 metals, Group 2 metals, and oxides thereof. Specifically, lithium fluoride (LiF), cesium fluoride (CsF), calcium fluoride (CaF 2), lithium oxide (LiO x) an alkali metal, alkaline earth metal or a compound thereof, such as Can be used. Alternatively, a rare earth metal compound such as erbium fluoride (ErF 3 ) can be used. Further, electride may be used for the electron injection layer 119. Examples of the electride include a substance obtained by adding a high concentration of electrons to a mixed oxide of calcium and aluminum. Alternatively, a substance that can be used for the electron-transport layer 118 may be used for the electron-injection layer 119.

また、電子注入層119に、有機化合物と電子供与体(ドナー)とを混合してなる複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体によって有機化合物に電子が発生するため、電子注入性および電子輸送性に優れている。この場合、有機化合物としては、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、例えば上述した電子輸送層118を構成する物質(金属錯体や複素芳香族化合物等)を用いることができる。電子供与体としては、有機化合物に対し電子供与性を示す物質であればよい。具体的には、アルカリ金属やアルカリ土類金属や希土類金属が好ましく、リチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、アルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いることもできる。また、テトラチアフルバレン(略称:TTF)等の有機化合物を用いることもできる。   Alternatively, a composite material obtained by mixing an organic compound and an electron donor (donor) may be used for the electron injection layer 119. Such a composite material is excellent in electron injecting property and electron transporting property because electrons are generated in the organic compound by the electron donor. In this case, the organic compound is preferably a material excellent in transporting the generated electrons. Specifically, for example, a substance (metal complex, heteroaromatic compound, or the like) constituting the electron transport layer 118 described above is used. Can be used. The electron donor may be any substance that exhibits an electron donating property to the organic compound. Specifically, alkali metals, alkaline earth metals, and rare earth metals are preferable, and lithium, cesium, magnesium, calcium, erbium, ytterbium, and the like can be given. Alkali metal oxides and alkaline earth metal oxides are preferable, and lithium oxide, calcium oxide, barium oxide, and the like can be given. A Lewis base such as magnesium oxide can also be used. Alternatively, an organic compound such as tetrathiafulvalene (abbreviation: TTF) can be used.

なお、上述した、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層は、それぞれ、蒸着法(真空蒸着法を含む)、インクジェット法、塗布法、グラビア印刷等の方法で形成することができる。また、上述した、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層には、上述した材料の他、量子ドットなどの無機化合物または高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)を用いてもよい。   Note that the light emitting layer, the hole injection layer, the hole transport layer, the electron transport layer, and the electron injection layer described above are formed by a vapor deposition method (including a vacuum vapor deposition method), an inkjet method, a coating method, a gravure printing, and the like, respectively. Can be formed by a method. In addition, the light emitting layer, the hole injection layer, the hole transport layer, the electron transport layer, and the electron injection layer described above include, in addition to the materials described above, inorganic compounds or polymer compounds such as quantum dots (oligomers, dendrimers, A polymer or the like) may be used.

なお、量子ドット材料としては、コロイド状量子ドット材料、合金型量子ドット材料、コア・シェル型量子ドット材料、コア型量子ドット材料、などを用いてもよい。また、2族と16族、13族と15族、13族と17族、11族と17族、または14族と15族の元素グループを含む材料を用いてもよい。あるいは、カドミウム(Cd)、セレン(Se)、亜鉛(Zn)、硫黄(S)、リン(P)、インジウム(In)、テルル(Te)、鉛(Pb)、ガリウム(Ga)、ヒ素(As)、アルミニウム(Al)、等の元素を有する量子ドット材料を用いてもよい。   As the quantum dot material, a colloidal quantum dot material, an alloy type quantum dot material, a core / shell type quantum dot material, a core type quantum dot material, or the like may be used. Alternatively, a material including an element group of Group 2 and Group 16, Group 13 and Group 15, Group 13 and Group 17, Group 11 and Group 17, or Group 14 and Group 15 may be used. Alternatively, cadmium (Cd), selenium (Se), zinc (Zn), sulfur (S), phosphorus (P), indium (In), tellurium (Te), lead (Pb), gallium (Ga), arsenic (As ), A quantum dot material having an element such as aluminum (Al) may be used.

≪基板≫
また、本発明の一態様に係る発光素子は、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に作製すればよい。基板上に作製する順番としては、電極101側から順に積層しても、電極102側から順に積層しても良い。
<< Board >>
The light-emitting element according to one embodiment of the present invention may be manufactured over a substrate formed of glass, plastic, or the like. As the order of manufacturing on the substrate, the layers may be sequentially stacked from the electrode 101 side or may be sequentially stacked from the electrode 102 side.

なお、本発明の一態様に係る発光素子を形成できる基板としては、例えばガラス、石英、又はプラスチックなどを用いることができる。また可撓性基板を用いてもよい。可撓性基板とは、曲げることができる(フレキシブル)基板のことであり、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレートからなるプラスチック基板等が挙げられる。また、フィルム、無機蒸着フィルムなどを用いることもできる。なお、発光素子、及び光学素子の作製工程において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よい。あるいは、発光素子、及び光学素子を保護する機能を有するものであればよい。   Note that as the substrate over which the light-emitting element according to one embodiment of the present invention can be formed, glass, quartz, plastic, or the like can be used, for example. A flexible substrate may be used. The flexible substrate is a substrate that can be bent (flexible), and examples thereof include a plastic substrate made of polycarbonate or polyarylate. Moreover, a film, an inorganic vapor deposition film, etc. can also be used. Note that other materials may be used as long as they function as a support in the manufacturing process of the light-emitting element and the optical element. Or what is necessary is just to have a function which protects a light emitting element and an optical element.

例えば、本発明等においては、様々な基板を用いて発光素子を形成することが出来る。基板の種類は、特定のものに限定されることはない。その基板の一例としては、半導体基板(例えば単結晶基板又はシリコン基板)、SOI基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィルムなどがある。ガラス基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどがある。可撓性基板、貼り合わせフィルム、基材フィルムなどの一例としては、以下のものがあげられる。例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)に代表されるプラスチックがある。または、一例としては、アクリル等の樹脂などがある。または、一例としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ塩化ビニルなどがある。または、一例としては、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキシ、無機蒸着フィルム、又は紙類などがある。   For example, in the present invention and the like, a light-emitting element can be formed using various substrates. The kind of board | substrate is not limited to a specific thing. Examples of the substrate include a semiconductor substrate (for example, a single crystal substrate or a silicon substrate), an SOI substrate, a glass substrate, a quartz substrate, a plastic substrate, a metal substrate, a stainless steel substrate, a substrate having stainless steel foil, and a tungsten substrate. , A substrate having a tungsten foil, a flexible substrate, a laminated film, a paper containing a fibrous material, or a base film. Examples of the glass substrate include barium borosilicate glass, aluminoborosilicate glass, and soda lime glass. Examples of the flexible substrate, the laminated film, and the base film include the following. For example, there are plastics represented by polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), and polytetrafluoroethylene (PTFE). Another example is a resin such as acrylic. Alternatively, examples include polypropylene, polyester, polyvinyl fluoride, and polyvinyl chloride. As an example, there are polyamide, polyimide, aramid, epoxy, an inorganic vapor deposition film, papers, and the like.

また、基板として、可撓性基板を用い、可撓性基板上に直接、発光素子を形成してもよい。または、基板と発光素子との間に剥離層を設けてもよい。剥離層は、その上に発光素子を一部あるいは全部完成させた後、基板より分離し、他の基板に転載するために用いることができる。その際、耐熱性の劣る基板や可撓性の基板にも発光素子を転載できる。なお、上述の剥離層には、例えば、タングステン膜と酸化シリコン膜との無機膜の積層構造の構成や、基板上にポリイミド等の樹脂膜が形成された構成等を用いることができる。   Alternatively, a flexible substrate may be used as the substrate, and the light-emitting element may be formed directly on the flexible substrate. Alternatively, a separation layer may be provided between the substrate and the light-emitting element. The release layer can be used to separate a part from the substrate after the light emitting element is partially or wholly formed thereon, and to transfer the light emitting element to another substrate. At that time, the light-emitting element can be transferred to a substrate having poor heat resistance or a flexible substrate. Note that, for example, a structure of a laminated structure of an inorganic film of a tungsten film and a silicon oxide film or a structure in which a resin film such as polyimide is formed over a substrate can be used for the above-described release layer.

つまり、ある基板を用いて発光素子を形成し、その後、別の基板に発光素子を転置し、別の基板上に発光素子を配置してもよい。発光素子が転置される基板の一例としては、上述した基板に加え、セロファン基板、石材基板、木材基板、布基板(天然繊維(絹、綿、麻)、合成繊維(ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル)若しくは再生繊維(アセテート、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル)などを含む)、皮革基板、又はゴム基板などがある。これらの基板を用いることにより、壊れにくい発光素子、耐熱性の高い発光素子、軽量化された発光素子、または薄型化された発光素子とすることができる。   That is, a light-emitting element may be formed using a certain substrate, and then the light-emitting element may be transferred to another substrate, and the light-emitting element may be disposed on another substrate. As an example of a substrate to which the light emitting element is transferred, in addition to the above-described substrate, a cellophane substrate, a stone substrate, a wood substrate, a cloth substrate (natural fiber (silk, cotton, hemp), synthetic fiber (nylon, polyurethane, polyester) or There are recycled fibers (including acetate, cupra, rayon, recycled polyester), leather substrates, rubber substrates, and the like. By using these substrates, a light-emitting element that is not easily broken, a light-emitting element with high heat resistance, a light-emitting element that is reduced in weight, or a light-emitting element that is thinned can be obtained.

また、上述した基板上に、例えば電界効果トランジスタ(FET)を形成し、FETと電気的に接続された電極上に発光素子120を作製してもよい。これにより、FETによって発光素子120の駆動を制御するアクティブマトリクス型の表示装置を作製できる。   Further, for example, a field effect transistor (FET) may be formed on the above-described substrate, and the light-emitting element 120 may be formed on an electrode electrically connected to the FET. Accordingly, an active matrix display device in which driving of the light emitting element 120 is controlled by the FET can be manufactured.

なお、本実施の形態において、本発明の一態様について述べた。または、他の実施の形態において、本発明の一態様について述べる。ただし、本発明の一態様は、これらに限定されない。例えば、本発明の一態様では、EL層が有する有機化合物はアントラセン骨格を有し、且つ、EL層が呈する発光は、三重項−三重項消滅による遅延蛍光成分を有する場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様では、例えば、EL層が有する有機化合物はアントラセン骨格を有さなくともよい。または、EL層が呈する発光は、遅延蛍光成分を有さなくてもよい。または、例えば、本発明の一態様では、EL層が有する有機化合物において、第1の三重項励起状態は、アントラセン骨格に分子軌道を有し、第2の三重項励起状態は、置換基に分子軌道を有し、第3の三重項励起状態は、アントラセン骨格に分子軌道を有する場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様では、例えば、EL層が有する有機化合物において、第1の三重項励起状態は、アントラセン骨格に分子軌道を有さなくてもよい。または、第2の三重項励起状態は、置換基に分子軌道を有さなくてもよい。または、第3の三重項励起状態は、アントラセン骨格に分子軌道を有さなくてもよい。または、例えば、本発明の一態様では、EL層が有する有機化合物において、第3の三重項励起状態の最安定構造における第3の三重項励起状態のエネルギーは、第3の三重項励起状態の最安定構造における第1の三重項励起状態のエネルギーより高く、且つ、第3の三重項励起状態の最安定構造における第2の三重項励起状態のエネルギーより低い場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様では、例えば、EL層が有する有機化合物において、第3の三重項励起状態の最安定構造における第3の三重項励起状態のエネルギーは、第3の三重項励起状態の最安定構造における第1の三重項励起状態のエネルギーより高くなくてもよい。または、第3の三重項励起状態の最安定構造における第3の三重項励起状態のエネルギーは、第3の三重項励起状態の最安定構造における第2の三重項励起状態のエネルギーより低くなくてもよい。または、例えば、本発明の一態様では、EL層が有する有機化合物において、一重項励起状態のエネルギーは、第3の三重項励起状態の最安定構造における第2の三重項励起状態のエネルギーより高く、且つ、第3の三重項励起状態の最安定構造における第3の三重項励起状態のエネルギー以下である場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様では、例えば、EL層が有する有機化合物において、一重項励起状態のエネルギーは、第3の三重項励起状態の最安定構造における第2の三重項励起状態のエネルギーより高くなくてもよい。または、一重項励起状態のエネルギーは、第3の三重項励起状態の最安定構造における第3の三重項励起状態のエネルギー以下でなくてもよい。   Note that one embodiment of the present invention is described in this embodiment. Alternatively, in another embodiment, one embodiment of the present invention will be described. Note that one embodiment of the present invention is not limited thereto. For example, in one embodiment of the present invention, an example in which the organic compound included in the EL layer has an anthracene skeleton and light emission exhibited by the EL layer has a delayed fluorescence component due to triplet-triplet annihilation is shown. However, one embodiment of the present invention is not limited thereto. Depending on circumstances or conditions, in one embodiment of the present invention, for example, the organic compound included in the EL layer may not have an anthracene skeleton. Alternatively, the light emitted by the EL layer may not have a delayed fluorescence component. Alternatively, for example, in one embodiment of the present invention, in the organic compound included in the EL layer, the first triplet excited state has a molecular orbital in an anthracene skeleton, and the second triplet excited state has a molecule in a substituent. An example of the case where the third triplet excited state has an orbital and a molecular orbital in the anthracene skeleton is shown; however, one embodiment of the present invention is not limited thereto. Depending on circumstances or conditions, in one embodiment of the present invention, for example, in the organic compound included in the EL layer, the first triplet excited state may not have a molecular orbital in the anthracene skeleton. Alternatively, in the second triplet excited state, the substituent does not have to have a molecular orbital. Alternatively, the third triplet excited state may not have a molecular orbital in the anthracene skeleton. Alternatively, for example, in one embodiment of the present invention, in the organic compound included in the EL layer, the energy of the third triplet excited state in the most stable structure of the third triplet excited state is equal to that of the third triplet excited state. An example is shown in which the energy is higher than the energy of the first triplet excited state in the most stable structure and lower than the energy of the second triplet excited state in the most stable structure of the third triplet excited state. One embodiment of the invention is not limited to this. Depending on circumstances or circumstances, in one embodiment of the present invention, for example, in the organic compound included in the EL layer, the energy of the third triplet excited state in the most stable structure of the third triplet excited state is The energy of the first triplet excited state in the most stable structure of the third triplet excited state may not be higher. Alternatively, the energy of the third triplet excited state in the most stable structure in the third triplet excited state is not lower than the energy of the second triplet excited state in the most stable structure in the third triplet excited state. Also good. Alternatively, for example, in one embodiment of the present invention, in the organic compound included in the EL layer, the energy of the singlet excited state is higher than the energy of the second triplet excited state in the most stable structure of the third triplet excited state. In addition, although an example in which the energy is not more than the energy of the third triplet excited state in the most stable structure of the third triplet excited state is shown, one embodiment of the present invention is not limited thereto. Depending on circumstances or conditions, in one embodiment of the present invention, for example, in the organic compound included in the EL layer, the energy in the singlet excited state is higher than that in the most stable structure in the third triplet excited state. The energy of the triplet excited state may not be higher. Alternatively, the energy of the singlet excited state may not be equal to or lower than the energy of the third triplet excited state in the most stable structure of the third triplet excited state.

以上、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。   As described above, the structure described in this embodiment can be combined as appropriate with any of the other embodiments.

(実施の形態2)
本実施の形態においては、実施の形態1に示す構成と異なる構成の発光素子、及び当該発光素子の発光機構について、図9及び図10を用いて、以下説明を行う。なお、図9及び図10において、図1(A)に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパターンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する場合がある。
(Embodiment 2)
In this embodiment, a light-emitting element having a structure different from that described in Embodiment 1 and a light-emitting mechanism of the light-emitting element will be described below with reference to FIGS. 9 and 10, portions having the same functions as those shown in FIG. 1A have the same hatch pattern, and the symbols may be omitted. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected to the location which has the same function, and the detailed description may be abbreviate | omitted.

<発光素子の構成例1>
図9(A)は、発光素子450の断面模式図である。
<Configuration Example 1 of Light-Emitting Element>
FIG. 9A is a schematic cross-sectional view of the light-emitting element 450.

図9(A)に示す発光素子450は、一対の電極(電極401及び電極402)の間に、複数の発光ユニット(図9(A)においては、発光ユニット441及び発光ユニット442)を有する。1つの発光ユニットは、図1で示すEL層100と同様な構成を有する。つまり、図1で示した発光素子120は、1つの発光ユニットを有し、発光素子450は、複数の発光ユニットを有する。なお、発光素子450において、電極401が陽極として機能し、電極402が陰極として機能するとして、以下説明するが、発光素子450の構成としては、逆であっても構わない。   A light-emitting element 450 illustrated in FIG. 9A includes a plurality of light-emitting units (in FIG. 9A, the light-emitting units 441 and 442) between a pair of electrodes (the electrodes 401 and 402). One light emitting unit has a configuration similar to that of the EL layer 100 shown in FIG. That is, the light-emitting element 120 illustrated in FIG. 1 includes one light-emitting unit, and the light-emitting element 450 includes a plurality of light-emitting units. Note that in the light-emitting element 450, the electrode 401 functions as an anode and the electrode 402 functions as a cathode, which will be described below. However, the structure of the light-emitting element 450 may be reversed.

また、図9(A)に示す発光素子450において、発光ユニット441と発光ユニット442とが積層されており、発光ユニット441と発光ユニット442との間には電荷発生層445が設けられる。なお、発光ユニット441と発光ユニット442は、同じ構成でも異なる構成でもよい。例えば、発光ユニット441に、図1で示すEL層100を用い、発光ユニット442に発光材料として燐光材料を有する発光層を用いると好適である。   Further, in the light-emitting element 450 illustrated in FIG. 9A, a light-emitting unit 441 and a light-emitting unit 442 are stacked, and a charge generation layer 445 is provided between the light-emitting unit 441 and the light-emitting unit 442. Note that the light-emitting unit 441 and the light-emitting unit 442 may have the same configuration or different configurations. For example, it is preferable to use the EL layer 100 shown in FIG. 1 for the light-emitting unit 441 and a light-emitting layer including a phosphorescent material as the light-emitting material for the light-emitting unit 442.

すなわち、発光素子450は、発光層420と、発光層430と、を有する。また、発光ユニット441は、発光層420の他に、正孔注入層411、正孔輸送層412、電子輸送層413、及び電子注入層414を有する。また、発光ユニット442は、発光層430の他に、正孔注入層416、正孔輸送層417、電子輸送層418、及び電子注入層419を有する。   That is, the light emitting element 450 includes a light emitting layer 420 and a light emitting layer 430. In addition to the light-emitting layer 420, the light-emitting unit 441 includes a hole injection layer 411, a hole transport layer 412, an electron transport layer 413, and an electron injection layer 414. In addition to the light-emitting layer 430, the light-emitting unit 442 includes a hole injection layer 416, a hole transport layer 417, an electron transport layer 418, and an electron injection layer 419.

電荷発生層445は、正孔輸送性材料に電子受容体であるアクセプター性物質が添加された構成であっても、電子輸送性材料に電子供与体であるドナー性物質が添加された構成であってもよい。また、これらの両方の構成が積層されていても良い。   The charge generation layer 445 has a configuration in which an acceptor substance that is an electron acceptor is added to a hole transport material, but a donor substance that is an electron donor is added to the electron transport material. May be. Moreover, both these structures may be laminated | stacked.

電荷発生層445に、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料が含まれる場合、該複合材料には実施の形態1に示す正孔注入層111に用いることができる複合材料を用いればよい。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール化合物、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、正孔移動度が1×10−6cm/Vs以上であるものを適用することが好ましい。ただし、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。有機化合物とアクセプター性物質の複合材料は、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。なお、発光ユニット442のように、発光ユニットの陽極側の面が電荷発生層445に接している場合は、電荷発生層445が発光ユニットの正孔注入層または正孔輸送層の役割も担うことができるため、該発光ユニットには正孔注入層または正孔輸送層を設けなくとも良い。 In the case where the charge-generation layer 445 includes a composite material of an organic compound and an acceptor substance, a composite material that can be used for the hole-injection layer 111 described in Embodiment 1 may be used as the composite material. As the organic compound, various compounds such as an aromatic amine compound, a carbazole compound, an aromatic hydrocarbon, and a high molecular compound (oligomer, dendrimer, polymer, etc.) can be used. Note that an organic compound having a hole mobility of 1 × 10 −6 cm 2 / Vs or higher is preferably used. Note that other than these substances, any substance that has a property of transporting more holes than electrons may be used. Since a composite material of an organic compound and an acceptor substance is excellent in carrier injecting property and carrier transporting property, low voltage driving and low current driving can be realized. Note that when the surface of the light emitting unit on the anode side is in contact with the charge generation layer 445 as in the light emitting unit 442, the charge generation layer 445 also serves as a hole injection layer or a hole transport layer of the light emitting unit. Therefore, it is not necessary to provide a hole injection layer or a hole transport layer in the light emitting unit.

なお、電荷発生層445は、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料を含む層と他の材料により構成される層を組み合わせた積層構造として形成してもよい。例えば、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料を含む層と、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、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料を含む層と、透明導電膜を含む層とを組み合わせて形成してもよい。   Note that the charge generation layer 445 may be formed as a stacked structure in which a layer including a composite material of an organic compound and an acceptor substance and a layer formed using another material are combined. For example, a layer including a composite material of an organic compound and an acceptor substance may be formed in combination with a layer including one compound selected from electron donating substances and a compound having a high electron transporting property. Alternatively, a layer including a composite material of an organic compound and an acceptor substance may be combined with a layer including a transparent conductive film.

なお、発光ユニット441と発光ユニット442とに挟まれる電荷発生層445は、電極401と電極402とに電圧を印加したときに、一方の発光ユニットに電子を注入し、他方の発光ユニットに正孔を注入するものであれば良い。例えば、図9(A)において、電極401の電位の方が電極402の電位よりも高くなるように電圧を印加した場合、電荷発生層445は、発光ユニット441に電子を注入し、発光ユニット442に正孔を注入する。   Note that the charge generation layer 445 sandwiched between the light-emitting units 441 and 442 injects electrons into one light-emitting unit and applies holes to the other light-emitting unit when voltage is applied to the electrodes 401 and 402. As long as it injects. For example, in FIG. 9A, when a voltage is applied so that the potential of the electrode 401 is higher than the potential of the electrode 402, the charge generation layer 445 injects electrons into the light-emitting unit 441, and Inject holes into

なお、電荷発生層445は、光取出し効率の点から、可視光に対して透光性を有する(具体的には、電荷発生層445に対する可視光の透過率が40%以上)ことが好ましい。また、電荷発生層445は、一対の電極(電極401及び電極402)よりも低い導電率であっても機能する。   Note that the charge generation layer 445 preferably has a property of transmitting visible light from the viewpoint of light extraction efficiency (specifically, the visible light transmittance to the charge generation layer 445 is 40% or more). Further, the charge generation layer 445 functions even when it has lower conductivity than the pair of electrodes (the electrode 401 and the electrode 402).

上述した材料を用いて電荷発生層445を形成することにより、発光層が積層された場合における駆動電圧の上昇を抑制することができる。   By forming the charge generation layer 445 using the above-described material, an increase in driving voltage when the light-emitting layer is stacked can be suppressed.

また、図9(A)においては、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。発光素子450に示すように、一対の電極間に複数の発光ユニットを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、高輝度発光を可能とし、さらに長寿命な発光素子を実現できる。また、消費電力が低い発光素子を実現することができる。   9A illustrates a light-emitting element having two light-emitting units, the present invention can be similarly applied to a light-emitting element in which three or more light-emitting units are stacked. As shown in the light-emitting element 450, a plurality of light-emitting units are partitioned and arranged between a pair of electrodes by a charge generation layer, thereby enabling high-intensity light emission while maintaining a low current density, and a long-life light-emitting element Can be realized. In addition, a light-emitting element with low power consumption can be realized.

なお、複数のユニットのうち、少なくとも一つのユニットに、図1で示すEL層100の構成を適用することによって、発光効率の高い、発光素子を提供することができる。   Note that a light-emitting element with high emission efficiency can be provided by applying the structure of the EL layer 100 illustrated in FIG. 1 to at least one of the plurality of units.

また、発光層420は、ホスト材料421と、ゲスト材料422とを有する。また、発光層430は、ホスト材料431と、ゲスト材料432とを有する。また、ホスト材料431は、有機化合物431_1と、有機化合物431_2と、を有する。   In addition, the light-emitting layer 420 includes a host material 421 and a guest material 422. In addition, the light-emitting layer 430 includes a host material 431 and a guest material 432. The host material 431 includes an organic compound 431_1 and an organic compound 431_2.

また、本実施の形態において、発光層420は、図1に示す発光層130と同様の構成とする。すなわち、発光層420が有するホスト材料421、及びゲスト材料422は、発光層130が有するホスト材料131、及びゲスト材料132に、それぞれ相当する。また、発光層430が有するゲスト材料432が燐光材料として、以下説明する。なお、電極401、電極402、正孔注入層411及び416、正孔輸送層412及び417、電子輸送層413及び418、電子注入層414及び419は、実施の形態1に示す、電極101、電極102、正孔注入層111、正孔輸送層112、電子輸送層118、電子注入層119に、それぞれ相当する。したがって、本実施の形態においては、その詳細な説明は省略する。   In this embodiment mode, the light-emitting layer 420 has a structure similar to that of the light-emitting layer 130 illustrated in FIG. That is, the host material 421 and the guest material 422 included in the light emitting layer 420 correspond to the host material 131 and the guest material 132 included in the light emitting layer 130, respectively. The guest material 432 included in the light-emitting layer 430 will be described below as a phosphorescent material. Note that the electrode 401, the electrode 402, the hole injection layers 411 and 416, the hole transport layers 412 and 417, the electron transport layers 413 and 418, and the electron injection layers 414 and 419 are the same as the electrode 101 and the electrode described in Embodiment 1. 102, a hole injection layer 111, a hole transport layer 112, an electron transport layer 118, and an electron injection layer 119, respectively. Therefore, detailed description thereof is omitted in the present embodiment.

≪発光層420の発光機構≫
発光層420の発光機構としては、図1に示す発光層130と同様の発光機構である。
<< Light-Emitting Mechanism of Light-Emitting Layer 420 >>
The light emitting mechanism of the light emitting layer 420 is the same as that of the light emitting layer 130 shown in FIG.

≪発光層430の発光機構≫
次に、発光層430の発光機構について、以下説明を行う。
<< Light-Emitting Mechanism of Light-Emitting Layer 430 >>
Next, the light emission mechanism of the light emitting layer 430 will be described below.

発光層430が有する、有機化合物431_1と、有機化合物431_2とは励起錯体を形成する。   The organic compound 431_1 and the organic compound 431_2 included in the light-emitting layer 430 form an exciplex.

発光層430における励起錯体を形成する有機化合物431_1と有機化合物431_2との組み合わせは、励起錯体を形成することが可能な組み合わせであればよいが、一方が正孔輸送性を有する化合物であり、他方が電子輸送性を有する化合物であることが、より好ましい。   The combination of the organic compound 431_1 and the organic compound 431_2 that form the exciplex in the light-emitting layer 430 may be a combination that can form an exciplex, but one is a compound having a hole-transport property, and the other Is more preferably a compound having an electron transporting property.

発光層430における有機化合物431_1と、有機化合物431_2と、ゲスト材料432とのエネルギー準位の相関を図9(B)に示す。なお、図9(B)における表記及び符号は、以下の通りである。
・Host(431_1):ホスト材料(有機化合物431_1)
・Host(431_2):ホスト材料(有機化合物431_2)
・Guest(432):ゲスト材料432(燐光材料)
・SPH:ホスト材料(有機化合物431_1)の一重項励起状態の最も低い準位
・TPH:ホスト材料(有機化合物431_1)の三重項励起状態の最も低い準位
・TPG:ゲスト材料432(燐光材料)の三重項励起状態の最も低い準位
・SPE:励起錯体の一重項励起状態の最も低い準位
・TPE:励起錯体の三重項励起状態の最も低い準位
FIG. 9B shows the correlation of energy levels among the organic compound 431_1, the organic compound 431_2, and the guest material 432 in the light-emitting layer 430. Note that the notations and symbols in FIG. 9B are as follows.
Host (431_1): Host material (organic compound 431_1)
Host (431_2): Host material (organic compound 431_2)
Guest (432): Guest material 432 (phosphorescent material)
· S PH: host material lowest level · T PH of the singlet excited state of (organic compound 431_1): host material lowest level · T PG triplet excited state of the (organic compound 431_1): guest material 432 ( The lowest level of the triplet excited state of the phosphorescent material) S PE : the lowest level of the singlet excited state of the exciplex • T PE : the lowest level of the triplet excited state of the exciplex

有機化合物431_1と有機化合物431_2とにより励起錯体が形成される。該励起錯体の一重項励起状態の最も低い準位(SPE)と励起錯体の三重項励起状態の最も低い準位(TPE)とは互いに隣接することになる(図9(B)Route C参照)。 An exciplex is formed by the organic compound 431_1 and the organic compound 431_2. The lowest level (S PE ) of the singlet excited state of the exciplex and the lowest level (T PE ) of the triplet excited state of the exciplex are adjacent to each other (FIG. 9 (B) Route C reference).

そして、励起錯体のSPEとTPEの双方のエネルギーを、ゲスト材料432(燐光材料)の三重項励起状態の最も低い準位(TPG)へ移動させて発光が得られる(図9(B)Route D参照)。 Then, the energy of both the SPE and TPE of the exciplex is transferred to the lowest level (T PG ) of the triplet excited state of the guest material 432 (phosphorescent material), and light emission is obtained (FIG. 9B ) See Route D).

なお、上記に示すRoute C及びRoute Dの過程を、本明細書等においてExTET(Exciplex−Triplet Energy Transfer)と呼称する場合がある。   Note that the process of Route C and Route D described above may be referred to as ExTET (Exciplex-Triple Energy Transfer) in this specification and the like.

また、有機化合物431_1及び有機化合物431_2は、一方がホールを、他方が電子を受け取ることで励起錯体を形成する。あるいは、一方が励起状態となると、他方と相互作用することで励起錯体を形成する。したがって、発光層430における励起子のほとんどが励起錯体として存在する。励起錯体は、有機化合物431_1及び有機化合物431_2のどちらよりもバンドギャップは小さくなるため、一方のホールと他方の電子の再結合から励起錯体が形成されることにより、駆動電圧を下げることができる。   One of the organic compound 431_1 and the organic compound 431_2 forms an exciplex by receiving holes and the other receiving electrons. Alternatively, when one is in an excited state, an exciplex is formed by interacting with the other. Therefore, most excitons in the light emitting layer 430 exist as exciplexes. Since the exciplex has a smaller band gap than both the organic compound 431_1 and the organic compound 431_2, the exciplex is formed by recombination of one hole and the other electron, whereby the driving voltage can be lowered.

発光層430を上述の構成とすることで、発光層430のゲスト材料432(燐光材料)からの発光を、効率よく得ることが可能となる。   When the light-emitting layer 430 has the above structure, light emission from the guest material 432 (phosphorescent material) of the light-emitting layer 430 can be efficiently obtained.

なお、発光層420からの発光が、発光層430からの発光よりも短波長側に発光のピークを有する構成とすることが好ましい。短波長の発光を呈する燐光材料を用いた発光素子は輝度劣化が早い傾向がある。そこで、短波長の発光を蛍光発光とすることによって、輝度劣化の小さい発光素子を提供することができる。   Note that light emission from the light-emitting layer 420 preferably has a light emission peak on a shorter wavelength side than light emission from the light-emitting layer 430. A light-emitting element using a phosphorescent material that emits light having a short wavelength tends to deteriorate in luminance. Therefore, a light-emitting element with small luminance deterioration can be provided by using short-wavelength light emission as fluorescent light emission.

また、発光層420と発光層430とで異なる発光波長の光を得ることによって、多色発光の素子とすることができる。この場合、発光スペクトルは異なる発光ピークを有する発光が合成された光となるため、少なくとも二つの極大値を有する発光スペクトルとなる。   In addition, by obtaining light with different emission wavelengths in the light-emitting layer 420 and the light-emitting layer 430, a multicolor light-emitting element can be obtained. In this case, since the emission spectrum is light in which emission having different emission peaks is synthesized, it becomes an emission spectrum having at least two maximum values.

また、上記の構成は白色発光を得るためにも好適である。発光層420と発光層430との光を互いに補色の関係とすることによって、白色発光を得ることができる。   The above configuration is also suitable for obtaining white light emission. White light emission can be obtained by making the light of the light emitting layer 420 and the light emitting layer 430 have complementary colors.

また、発光層420及び発光層430のいずれか一方または双方に発光波長の異なる複数の発光物質を用いることによって、三原色や、4色以上の発光色からなる演色性の高い白色発光を得ることもできる。この場合、発光層420及び発光層430のいずれか一方または双方を層状にさらに分割し、当該分割した層ごとに異なる発光材料を含有させるようにしても良い。   In addition, by using a plurality of light-emitting substances having different emission wavelengths in one or both of the light-emitting layer 420 and the light-emitting layer 430, white light emission having high color rendering properties composed of three primary colors or four or more emission colors can be obtained. it can. In this case, one or both of the light-emitting layer 420 and the light-emitting layer 430 may be further divided into layers, and a different light-emitting material may be included in each of the divided layers.

<発光素子の構成例2>
次に、図9に示す発光素子と異なる構成例について、図10(A)(B)を用いて、以下説明を行う。
<Configuration Example 2 of Light-Emitting Element>
Next, a structural example different from the light-emitting element illustrated in FIG. 9 is described below with reference to FIGS.

図10(A)は、発光素子452の断面模式図である。   FIG. 10A is a schematic cross-sectional view of the light-emitting element 452.

図10(A)に示す発光素子452は、一対の電極(電極401及び電極402)の間にEL層400が挟まれた構造である。なお、発光素子452において、電極401が陽極として機能し、電極402が陰極として機能する。   A light-emitting element 452 illustrated in FIG. 10A has a structure in which an EL layer 400 is sandwiched between a pair of electrodes (an electrode 401 and an electrode 402). Note that in the light-emitting element 452, the electrode 401 functions as an anode and the electrode 402 functions as a cathode.

また、EL層400は、発光層420と、発光層430と、を有する。また、発光素子452おいて、EL層400として、発光層420及び発光層430の他に、正孔注入層411、正孔輸送層412、電子輸送層418、及び電子注入層419が図示されているが、これらの積層構造は一例であり、発光素子452におけるEL層400の構成はこれらに限定されない。例えば、EL層400において、上記各層の積層順を変えてもよい。または、EL層400において、上記各層以外の機能層を設けてもよい。該機能層としては、例えば、キャリア(電子またはホール)を注入する機能、キャリアを輸送する機能、キャリアを抑止する機能、キャリアを発生する機能を有する構成とすればよい。   The EL layer 400 includes a light-emitting layer 420 and a light-emitting layer 430. In the light-emitting element 452, the EL layer 400 includes a hole-injection layer 411, a hole-transport layer 412, an electron-transport layer 418, and an electron-injection layer 419 in addition to the light-emitting layer 420 and the light-emitting layer 430. However, these stacked structures are examples, and the structure of the EL layer 400 in the light-emitting element 452 is not limited thereto. For example, in the EL layer 400, the stacking order of the above layers may be changed. Alternatively, a functional layer other than the above layers may be provided in the EL layer 400. For example, the functional layer may have a function of injecting carriers (electrons or holes), a function of transporting carriers, a function of suppressing carriers, and a function of generating carriers.

また、発光層420は、ホスト材料421と、ゲスト材料422とを有する。また、発光層430は、ホスト材料431と、ゲスト材料432とを有する。ホスト材料431は、有機化合物431_1と、有機化合物431_2とを有する。なお、ゲスト材料422が蛍光材料、ゲスト材料432が燐光材料として、以下説明する。   In addition, the light-emitting layer 420 includes a host material 421 and a guest material 422. In addition, the light-emitting layer 430 includes a host material 431 and a guest material 432. The host material 431 includes an organic compound 431_1 and an organic compound 431_2. Note that the guest material 422 is a fluorescent material and the guest material 432 is a phosphorescent material.

≪発光層420と発光層430の発光機構≫
発光層420の発光機構としては、図1(C)に示す発光層130と同様の発光機構である。また、発光層430の発光機構としては、図9(B)に示す発光層430と同様の発光機構である。
<< Light-Emitting Mechanism of Light-Emitting Layer 420 and Light-Emitting Layer 430 >>
The light-emitting mechanism of the light-emitting layer 420 is the same as that of the light-emitting layer 130 illustrated in FIG. The light-emitting mechanism of the light-emitting layer 430 is the same as that of the light-emitting layer 430 illustrated in FIG.

発光素子452に示すように、発光層420と、発光層430とが互いに接する構成を有する場合、発光層420と発光層430の界面において、励起錯体から発光層420のホスト材料421へのエネルギー移動(とくに三重項励起準位のエネルギー移動)が起こったとしても、発光層420にて上記三重項励起エネルギーを発光に変換することができる。   As illustrated in the light-emitting element 452, in the case where the light-emitting layer 420 and the light-emitting layer 430 are in contact with each other, energy transfer from the exciplex to the host material 421 of the light-emitting layer 420 at the interface between the light-emitting layer 420 and the light-emitting layer 430 Even when triplet excitation level energy transfer occurs, the light emission layer 420 can convert the triplet excitation energy into light emission.

なお、発光層420のホスト材料421のT1準位が、発光層430が有する有機化合物431_1及び有機化合物431_2のT1準位よりも低いと好ましい。また、発光層420において、ホスト材料421のS1準位がゲスト材料422(蛍光材料)のS1準位よりも高く、且つ、ホスト材料421のT1準位がゲスト材料422(蛍光材料)のT1準位よりも低いと好ましい。   Note that the T1 level of the host material 421 in the light-emitting layer 420 is preferably lower than the T1 levels of the organic compound 431_1 and the organic compound 431_2 included in the light-emitting layer 430. In the light-emitting layer 420, the S1 level of the host material 421 is higher than the S1 level of the guest material 422 (fluorescent material), and the T1 level of the host material 421 is the T1 level of the guest material 422 (fluorescent material). Is preferably lower than the position.

具体的には、発光層420にTTAを用い、発光層430にExTETを用いる場合のエネルギー準位の相関を図10(B)に示す。なお、図10(B)における表記及び符号は、以下の通りである。
・Fluorescence EML(420):蛍光発光層(発光層420)
・Phosphorescence EML(430):燐光発光層(発光層430)
・SFH:ホスト材料421の一重項励起状態の最も低い準位
・TFH:ホスト材料421の三重項励起状態の最も低い準位
・SFG:ゲスト材料422(蛍光材料)の一重項励起状態の最も低い準位
・TFG:ゲスト材料422(蛍光材料)の三重項励起状態の最も低い準位
・SPH:ホスト材料(有機化合物431_1)の一重項励起状態の最も低い準位
・TPH:ホスト材料(有機化合物431_1)の三重項励起状態の最も低い準位
・TPG:ゲスト材料432(燐光材料)の三重項励起状態の最も低い準位
・S:励起錯体の一重項励起状態の最も低い準位
・T:励起錯体の三重項励起状態の最も低い準位
Specifically, FIG. 10B shows the correlation of energy levels when TTA is used for the light-emitting layer 420 and ExTET is used for the light-emitting layer 430. In addition, the notation and code | symbol in FIG. 10 (B) are as follows.
Fluorescence EML (420): fluorescent light emitting layer (light emitting layer 420)
Phosphorescence EML (430): phosphorescent light emitting layer (light emitting layer 430)
S FH : lowest level of singlet excited state of host material 421 T FH : lowest level of triplet excited state of host material 421 S FG : singlet excited state of guest material 422 (fluorescent material) T FG : the lowest level of the triplet excited state of the guest material 422 (fluorescent material) • S PH : the lowest level of the singlet excited state of the host material (organic compound 431_1) • T PH : Lowest level of triplet excited state of host material (organic compound 431_1) · T PG : lowest level of triplet excited state of guest material 432 (phosphorescent material) · S E : singlet excited state of excited complex Lowest level of T E : lowest level of triplet excited state of exciplex

図10(B)に示すように、励起錯体は励起状態でしか存在しないため、励起錯体と励起錯体との間の励起子拡散は生じにくい。また、励起錯体の励起準位(S、T)は、発光層430の有機化合物431_1(すなわち、燐光材料のホスト材料)の励起準位(SPH、TPH)よりも低いので、励起錯体から有機化合物431_1へのエネルギーの拡散も生じない。すなわち、燐光発光層(発光層430)内において、励起錯体の励起子拡散距離は短いため、燐光発光層(発光層430)の効率を保つことが可能となる。また、蛍光発光層(発光層420)と燐光発光層(発光層430)の界面において、燐光発光層(発光層430)の励起錯体の三重項励起エネルギーの一部が、蛍光発光層(発光層420)に拡散したとしても、その拡散によって生じた蛍光発光層(発光層420)の三重項励起エネルギーは、TTAを通じて発光されるため、エネルギー損失を低減することが可能となる。 As shown in FIG. 10B, since the exciplex exists only in an excited state, exciton diffusion is hardly generated between the exciplex and the exciplex. In addition, the excitation level (S E , T E ) of the exciplex is lower than the excitation level (S PH , T PH ) of the organic compound 431_1 (that is, the host material of the phosphorescent material) in the light-emitting layer 430. Energy diffusion from the complex to the organic compound 431_1 does not occur. That is, since the exciton diffusion distance of the exciplex is short in the phosphorescent light emitting layer (light emitting layer 430), the efficiency of the phosphorescent light emitting layer (light emitting layer 430) can be maintained. In addition, at the interface between the fluorescent light-emitting layer (light-emitting layer 420) and the phosphorescent light-emitting layer (light-emitting layer 430), part of the triplet excitation energy of the exciplex of the phosphorescent light-emitting layer (light-emitting layer 430) is Even if it diffuses to 420), the triplet excitation energy of the fluorescent light-emitting layer (light-emitting layer 420) generated by the diffusion is emitted through TTA, so that energy loss can be reduced.

以上のように、発光素子452は、発光層430にExTETを利用し、且つ発光層420にTTAを利用することで、エネルギー損失が低減されるため、高い発光効率の発光素子とすることができる。また、発光素子452に示すように、発光層420と、発光層430とが互いに接する構成とする場合、上記エネルギー損失が低減されるとともに、EL層400の層数を低減させることができる。したがって、製造コストの少ない発光素子とすることができる。   As described above, the light-emitting element 452 uses ExTET for the light-emitting layer 430 and TTA for the light-emitting layer 420, so that energy loss is reduced. Therefore, the light-emitting element 452 can be a light-emitting element with high emission efficiency. . In the case where the light-emitting layer 420 and the light-emitting layer 430 are in contact with each other as illustrated in the light-emitting element 452, the energy loss is reduced and the number of layers of the EL layer 400 can be reduced. Therefore, a light-emitting element with low manufacturing cost can be obtained.

なお、発光層420と発光層430とは互いに接していない構成であっても良い。この場合、発光層430中で生成する、有機化合物431_1、有機化合物431_2、またはゲスト材料432(燐光材料)の励起状態から発光層420中のホスト材料421、またはゲスト材料422(蛍光材料)へのデクスター機構によるエネルギー移動(特に三重項エネルギー移動)を防ぐことができる。したがって、発光層420と発光層430の間に設ける層は数nm程度の厚さがあればよい。   Note that the light-emitting layer 420 and the light-emitting layer 430 may not be in contact with each other. In this case, the excited state of the organic compound 431_1, the organic compound 431_2, or the guest material 432 (phosphorescent material) generated in the light-emitting layer 430 is changed to the host material 421 or the guest material 422 (fluorescent material) in the light-emitting layer 420. Energy transfer (particularly triplet energy transfer) by the Dexter mechanism can be prevented. Therefore, the layer provided between the light-emitting layer 420 and the light-emitting layer 430 may have a thickness of about several nm.

発光層420と発光層430の間に設ける層は単一の材料で構成されていても良いが、正孔輸送性材料と電子輸送性材料の両者が含まれていても良い。単一の材料で構成する場合、バイポーラー性材料を用いても良い。ここでバイポーラー性材料とは、電子と正孔の移動度の比が100以下である材料を指す。また、正孔輸送性材料または電子輸送性材料などを使用しても良い。もしくは、そのうちの少なくとも一つは、発光層430のホスト材料(有機化合物431_1または有機化合物431_2)と同一の材料で形成しても良い。これにより、発光素子の作製が容易になり、また、駆動電圧が低減される。さらに、正孔輸送性材料と電子輸送性材とで励起錯体を形成しても良く、これによって励起子の拡散を効果的に防ぐことができる。具体的には、発光層430のホスト材料(有機化合物431_1)あるいはゲスト材料432(燐光材料)の励起状態から、発光層420のホスト材料421あるいはゲスト材料422(蛍光材料)へのエネルギー移動を防ぐことができる。   The layer provided between the light-emitting layer 420 and the light-emitting layer 430 may be formed of a single material, but may include both a hole transporting material and an electron transporting material. In the case of a single material, a bipolar material may be used. Here, the bipolar material refers to a material having a mobility ratio of electrons and holes of 100 or less. Further, a hole transporting material or an electron transporting material may be used. Alternatively, at least one of them may be formed using the same material as the host material (the organic compound 431_1 or the organic compound 431_2) of the light-emitting layer 430. This facilitates the production of the light emitting element and reduces the driving voltage. Further, an exciplex may be formed by the hole transporting material and the electron transporting material, thereby effectively preventing exciton diffusion. Specifically, energy transfer from the excited state of the host material (organic compound 431_1) or the guest material 432 (phosphorescent material) of the light-emitting layer 430 to the host material 421 or the guest material 422 (fluorescent material) of the light-emitting layer 420 is prevented. be able to.

なお、発光素子452では、キャリアの再結合領域はある程度の分布を持って形成されることが好ましい。このため、発光層420または発光層430において、適度なキャリアトラップ性があることが好ましく、特に、発光層430が有するゲスト材料432(燐光材料)が電子トラップ性を有していることが好ましい。   Note that in the light-emitting element 452, the carrier recombination region is preferably formed to have a certain distribution. Therefore, the light-emitting layer 420 or the light-emitting layer 430 preferably has an appropriate carrier trapping property. In particular, the guest material 432 (phosphorescent material) included in the light-emitting layer 430 preferably has an electron-trapping property.

なお、発光層420からの発光が、発光層430からの発光よりも短波長側に発光のピークを有する構成とすることが好ましい。短波長の発光を呈する燐光材料を用いた発光素子は輝度劣化が早い傾向がある。そこで、短波長の発光を蛍光発光とすることによって、輝度劣化の小さい発光素子を提供することができる。   Note that a structure in which light emission from the light-emitting layer 420 has a light emission peak on a shorter wavelength side than light emission from the light-emitting layer 430 is preferable. A light-emitting element using a phosphorescent material that emits light having a short wavelength tends to deteriorate in luminance. Therefore, a light-emitting element with small luminance deterioration can be provided by using short-wavelength light emission as fluorescent light emission.

また、発光層420と発光層430とで異なる発光波長の光を得ることによって、多色発光の素子とすることができる。この場合、発光スペクトルは異なる発光ピークを有する発光が合成された光となるため、少なくとも二つの極大値を有する発光スペクトルとなる。   In addition, by obtaining light with different emission wavelengths in the light-emitting layer 420 and the light-emitting layer 430, a multicolor light-emitting element can be obtained. In this case, since the emission spectrum is light in which emission having different emission peaks is synthesized, it becomes an emission spectrum having at least two maximum values.

また、上記の構成は白色発光を得るためにも好適である。発光層420と発光層430との光を互いに補色の関係とすることによって、白色発光を得ることができる。   The above configuration is also suitable for obtaining white light emission. White light emission can be obtained by making the light of the light emitting layer 420 and the light emitting layer 430 have complementary colors.

また、発光層420に発光波長の異なる複数の発光物質を用いることによって、三原色や、4色以上の発光色からなる演色性の高い白色発光を得ることもできる。この場合、発光層420を層状にさらに分割し、当該分割した層ごとに異なる発光材料を含有させるようにしても良い。   In addition, by using a plurality of light-emitting substances having different emission wavelengths for the light-emitting layer 420, white light emission with high color rendering properties composed of three primary colors or four or more emission colors can be obtained. In this case, the light emitting layer 420 may be further divided into layers, and a different light emitting material may be included in each of the divided layers.

<発光層に用いることができる材料の例>
次に、発光層420及び発光層430に用いることのできる材料について、以下説明する。
<Examples of materials that can be used for the light emitting layer>
Next, materials that can be used for the light-emitting layer 420 and the light-emitting layer 430 are described below.

≪発光層420に用いることのできる材料≫
発光層420中では、ホスト材料421が重量比で最も多く存在し、ゲスト材料422(蛍光材料)は、ホスト材料421中に分散される。ホスト材料421のS1準位は、ゲスト材料422(蛍光材料)のS1準位よりも高く、ホスト材料421のT1準位は、ゲスト材料422(蛍光材料)のT1準位よりも低いことが好ましい。
<< Materials that can be used for light-emitting layer 420 >>
In the light emitting layer 420, the host material 421 is present in the largest amount by weight ratio, and the guest material 422 (fluorescent material) is dispersed in the host material 421. The S1 level of the host material 421 is preferably higher than the S1 level of the guest material 422 (fluorescent material), and the T1 level of the host material 421 is preferably lower than the T1 level of the guest material 422 (fluorescent material). .

発光層420に用いることのできる材料としては、先の実施の形態1に示す発光層130に用いることのできる材料を援用すればよい。そうすることで、発光の遅延蛍光の占める割合が高く、発光効率の高い発光素子を作製することができる。   As a material that can be used for the light-emitting layer 420, a material that can be used for the light-emitting layer 130 described in Embodiment 1 above may be used. By doing so, it is possible to manufacture a light-emitting element with a high ratio of delayed fluorescence of light emission and high light emission efficiency.

≪発光層430に用いることのできる材料≫
発光層430中では、ホスト材料431が重量比で最も多く存在し、ゲスト材料432(燐光材料)は、ホスト材料431中に分散される。発光層430のホスト材料431(有機化合物431_1及び有機化合物431_2)のT1準位は、発光層420のゲスト材料422(蛍光材料)のT1準位よりも高いことが好ましい。
<< Material that can be used for light-emitting layer 430 >>
In the light emitting layer 430, the host material 431 is present in the largest amount by weight, and the guest material 432 (phosphorescent material) is dispersed in the host material 431. The T1 level of the host material 431 (the organic compound 431_1 and the organic compound 431_2) of the light-emitting layer 430 is preferably higher than the T1 level of the guest material 422 (fluorescent material) of the light-emitting layer 420.

有機化合物431_1としては、亜鉛やアルミニウム系金属錯体の他、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体などが挙げられる。他の例としては、芳香族アミンやカルバゾール誘導体などが挙げられる。具体的には、実施の形態1で示した電子輸送性材料および正孔輸送性材料を用いることができる。   As the organic compound 431_1, in addition to zinc and aluminum-based metal complexes, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, benzimidazole derivatives, quinoxaline derivatives, dibenzoquinoxaline derivatives, dibenzothiophene derivatives, dibenzofuran derivatives, pyrimidine derivatives, triazine derivatives, pyridine derivatives, Bipyridine derivatives, phenanthroline derivatives and the like can be mentioned. Other examples include aromatic amines and carbazole derivatives. Specifically, the electron transporting material and the hole transporting material described in Embodiment 1 can be used.

有機化合物431_2としては、有機化合物431_1と励起錯体を形成できる組み合わせとする。具体的には、実施の形態1で示した電子輸送性材料および正孔輸送性材料を用いることができる。この場合、有機化合物431_1と有機化合物431_2とで形成される励起錯体の発光ピークが、ゲスト材料432(燐光材料)の三重項MLCT(Metal to Ligand Charge Transfer)遷移の吸収帯、より具体的には、最も長波長側の吸収帯と重なるように、有機化合物431_1、有機化合物431_2、およびゲスト材料432(燐光材料)を選択することが好ましい。これにより、発光効率が飛躍的に向上した発光素子とすることができる。ただし、燐光材料に替えて熱活性化遅延蛍光材料を用いる場合においては、最も長波長側の吸収帯は一重項の吸収帯であることが好ましい。   The organic compound 431_2 is a combination that can form an exciplex with the organic compound 431_1. Specifically, the electron transporting material and the hole transporting material described in Embodiment 1 can be used. In this case, the emission peak of the exciplex formed by the organic compound 431_1 and the organic compound 431_2 has an absorption band of a triplet MLCT (Metal to Ligand Charge Transfer) transition of the guest material 432 (phosphorescent material), more specifically, The organic compound 431_1, the organic compound 431_2, and the guest material 432 (phosphorescent material) are preferably selected so as to overlap with the absorption band on the longest wavelength side. Thereby, it can be set as the light emitting element which luminous efficiency improved greatly. However, when a thermally activated delayed fluorescent material is used instead of the phosphorescent material, it is preferable that the absorption band on the longest wavelength side is a singlet absorption band.

ゲスト材料432(燐光材料)としては、イリジウム、ロジウム、または白金系の有機金属錯体、あるいは金属錯体が挙げられ、中でも有機イリジウム錯体、例えばイリジウム系オルトメタル錯体が好ましい。オルトメタル化する配位子としては4H−トリアゾール配位子、1H−トリアゾール配位子、イミダゾール配位子、ピリジン配位子、ピリミジン配位子、ピラジン配位子、あるいはイソキノリン配位子などが挙げられる。金属錯体としては、ポルフィリン配位子を有する白金錯体などが挙げられる。   Examples of the guest material 432 (phosphorescent material) include iridium, rhodium, or platinum-based organometallic complexes, or metal complexes. Among these, organic iridium complexes such as iridium-based orthometal complexes are preferable. Examples of orthometalated ligands include 4H-triazole ligands, 1H-triazole ligands, imidazole ligands, pyridine ligands, pyrimidine ligands, pyrazine ligands, and isoquinoline ligands. Can be mentioned. Examples of the metal complex include a platinum complex having a porphyrin ligand.

青色または緑色に発光ピークを有する物質としては、例えば、トリス{2−[5−(2−メチルフェニル)−4−(2,6−ジメチルフェニル)−4H−1,2,4−トリアゾール−3−イル−κN2]フェニル−κC}イリジウム(III)(略称:Ir(mpptz−dmp))、トリス(5−メチル−3,4−ジフェニル−4H−1,2,4−トリアゾラト)イリジウム(III)(略称:Ir(Mptz))、トリス[4−(3−ビフェニル)−5−イソプロピル−3−フェニル−4H−1,2,4−トリアゾラト]イリジウム(III)(略称:Ir(iPrptz−3b))、トリス[3−(5−ビフェニル)−5−イソプロピル−4−フェニル−4H−1,2,4−トリアゾラト]イリジウム(III)(略称:Ir(iPr5btz))のような4H−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス[3−メチル−1−(2−メチルフェニル)−5−フェニル−1H−1,2,4−トリアゾラト]イリジウム(III)(略称:Ir(Mptz1−mp))、トリス(1−メチル−5−フェニル−3−プロピル−1H−1,2,4−トリアゾラト)イリジウム(III)(略称:Ir(Prptz1−Me))のような1H−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、fac−トリス[1−(2,6−ジイソプロピルフェニル)−2−フェニル−1H−イミダゾール]イリジウム(III)(略称:Ir(iPrpmi))、トリス[3−(2,6−ジメチルフェニル)−7−メチルイミダゾ[1,2−f]フェナントリジナト]イリジウム(III)(略称:Ir(dmpimpt−Me))のようなイミダゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)テトラキス(1−ピラゾリル)ボラート(略称:FIr6)、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)ピコリナート(略称:FIrpic)、ビス{2−[3’,5’−ビス(トリフルオロメチル)フェニル]ピリジナト−N,C2’}イリジウム(III)ピコリナート(略称:Ir(CFppy)(pic))、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:FIr(acac))のような電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属イリジウム錯体が挙げられる。上述した中でも、4H−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率にも優れるため、特に好ましい。 As a substance having an emission peak in blue or green, for example, tris {2- [5- (2-methylphenyl) -4- (2,6-dimethylphenyl) -4H-1,2,4-triazole-3 -Yl- [kappa] N2] phenyl- [kappa] C} iridium (III) (abbreviation: Ir (mppptz-dmp) 3 ), tris (5-methyl-3,4-diphenyl-4H-1,2,4-triazolate) iridium (III ) (Abbreviation: Ir (Mptz) 3 ), tris [4- (3-biphenyl) -5-isopropyl-3-phenyl-4H-1,2,4-triazolato] iridium (III) (abbreviation: Ir (iPrptz- 3b) 3 ), tris [3- (5-biphenyl) -5-isopropyl-4-phenyl-4H-1,2,4-triazolato] iridium (III) (abbreviation: Ir (IPr5btz) 3 ) or an organometallic iridium complex having a 4H-triazole skeleton, or tris [3-methyl-1- (2-methylphenyl) -5-phenyl-1H-1,2,4-triazolate] iridium (III) (abbreviation: Ir (Mptz1-mp) 3 ), tris (1-methyl-5-phenyl-3-propyl-1H-1,2,4-triazolato) iridium (III) (abbreviation: Ir (Prptz1- Me) 3 ), an organometallic iridium complex having a 1H-triazole skeleton, fac-tris [1- (2,6-diisopropylphenyl) -2-phenyl-1H-imidazole] iridium (III) (abbreviation: Ir) (iPrpmi) 3), tris [3- (2,6-dimethylphenyl) -7-methylimidazo [1, 2-f] off Nantorijinato] iridium (III) (abbreviation: Ir (dmpimpt-Me) 3 ) or an organic iridium complex having an imidazole skeleton, such as bis [2- (4 ', 6'-difluorophenyl) pyridinato -N, C 2 ' ] Iridium (III) tetrakis (1-pyrazolyl) borate (abbreviation: FIr6), bis [2- (4 ′, 6′-difluorophenyl) pyridinato-N, C 2 ′ ] iridium (III) picolinate (abbreviation: FIrpic) ), Bis {2- [3 ′, 5′-bis (trifluoromethyl) phenyl] pyridinato-N, C 2 ′ } iridium (III) picolinate (abbreviation: Ir (CF 3 ppy) 2 (pic)), bis [2- (4 ', 6'-difluorophenyl) pyridinato -N, C 2'] iridium (III) acetylacetonate ( Universal: FIr (acac)) organometallic iridium complex having a ligand of phenylpyridine derivative having an electron-withdrawing group such as and the like. Among the above, an organometallic iridium complex having a 4H-triazole skeleton is particularly preferable because it is excellent in reliability and luminous efficiency.

また、緑色または黄色に発光ピークを有する物質としては、例えば、トリス(4−メチル−6−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:Ir(mppm))、トリス(4−t−ブチル−6−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:Ir(tBuppm))、(アセチルアセトナト)ビス(6−メチル−4−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:Ir(mppm)(acac))、(アセチルアセトナト)ビス(6−tert−ブチル−4−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:Ir(tBuppm)(acac))、(アセチルアセトナト)ビス[6−(2−ノルボルニル)−4−フェニルピリミジナト]イリジウム(III)(略称:Ir(nbppm)(acac))、(アセチルアセトナト)ビス[5−メチル−6−(2−メチルフェニル)−4−フェニルピリミジナト]イリジウム(III)(略称:Ir(mpmppm)(acac))、(アセチルアセトナト)ビス{4,6−ジメチル−2−[6−(2,6−ジメチルフェニル)−4−ピリミジニル−κN3]フェニル−κC}イリジウム(III)(略称:Ir(dmppm−dmp)(acac))、(アセチルアセトナト)ビス(4,6−ジフェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:Ir(dppm)(acac))のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、(アセチルアセトナト)ビス(3,5−ジメチル−2−フェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:Ir(mppr−Me)(acac))、(アセチルアセトナト)ビス(5−イソプロピル−3−メチル−2−フェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:Ir(mppr−iPr)(acac))のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス(2−フェニルピリジナト−N,C2’)イリジウム(III)(略称:Ir(ppy))、ビス(2−フェニルピリジナト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(ppy)(acac))、ビス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(bzq)(acac))、トリス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(III)(略称:Ir(bzq))、トリス(2−フェニルキノリナト−N,C2’)イリジウム(III)(略称:Ir(pq))、ビス(2−フェニルキノリナト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(pq)(acac))のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、ビス(2,4−ジフェニル−1,3−オキサゾラト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(dpo)(acac))、ビス{2−[4’−(パーフルオロフェニル)フェニル]ピリジナト−N,C2’}イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(p−PF−ph)(acac))、ビス(2−フェニルベンゾチアゾラト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(bt)(acac))など有機金属イリジウム錯体の他、トリス(アセチルアセトナト)(モノフェナントロリン)テルビウム(III)(略称:Tb(acac)(Phen))のような希土類金属錯体が挙げられる。上述した中でも、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率にも際だって優れるため、特に好ましい。 Examples of a substance having an emission peak in green or yellow include tris (4-methyl-6-phenylpyrimidinato) iridium (III) (abbreviation: Ir (mppm) 3 ), tris (4-t-butyl). -6-phenylpyrimidinato) iridium (III) (abbreviation: Ir (tBupppm) 3 ), (acetylacetonato) bis (6-methyl-4-phenylpyrimidinato) iridium (III) (abbreviation: Ir (mppm) ) 2 (acac)), (acetylacetonato) bis (6-tert-butyl-4-phenylpyrimidinato) iridium (III) (abbreviation: Ir (tBupppm) 2 (acac)), (acetylacetonato) bis [6- (2-norbornyl) -4-phenylpyrimidinato] iridium (III) (abbreviation: Ir (nbppm) 2 (Acac)), (acetylacetonato) bis [5-methyl-6- (2-methylphenyl) -4-phenylpyrimidinato] iridium (III) (abbreviation: Ir (mpmppm) 2 (acac)), ( Acetylacetonato) bis {4,6-dimethyl-2- [6- (2,6-dimethylphenyl) -4-pyrimidinyl-κN3] phenyl-κC} iridium (III) (abbreviation: Ir (dmppm-dmp) 2 (Acac)), (acetylacetonato) bis (4,6-diphenylpyrimidinato) iridium (III) (abbreviation: Ir (dppm) 2 (acac)), an organometallic iridium complex having a pyrimidine skeleton, (Acetylacetonato) bis (3,5-dimethyl-2-phenylpyrazinato) iridium (III) (abbreviation: Ir (mppr -Me) 2 (acac)), (acetylacetonato) bis (5-isopropyl-3-methyl-2-phenylpyrazinato) iridium (III) (abbreviation: Ir (mppr-iPr) 2 (acac)) Organometallic iridium complexes having such a pyrazine skeleton, tris (2-phenylpyridinato-N, C 2 ′ ) iridium (III) (abbreviation: Ir (ppy) 3 ), bis (2-phenylpyridinato- N, C 2 ′ ) iridium (III) acetylacetonate (abbreviation: Ir (ppy) 2 (acac)), bis (benzo [h] quinolinato) iridium (III) acetylacetonate (abbreviation: Ir (bzq) 2 ( acac)), tris (benzo [h] quinolinato) iridium (III) (abbreviation: Ir (bzq) 3), tris (2-Fenirukino Isocyanato -N, C 2 ') iridium (III) (abbreviation: Ir (pq) 3), bis (2-phenylquinolinato--N, C 2') iridium (III) acetylacetonate (abbreviation: Ir (pq) 2 (acac)), an organometallic iridium complex having a pyridine skeleton, or bis (2,4-diphenyl-1,3-oxazolate-N, C 2 ′ ) iridium (III) acetylacetonate (abbreviation: Ir ( dpo) 2 (acac)), bis {2- [4 ′-(perfluorophenyl) phenyl] pyridinato-N, C 2 ′ } iridium (III) acetylacetonate (abbreviation: Ir (p-PF-ph) 2 (Acac)), bis (2-phenylbenzothiazolate-N, C 2 ′ ) iridium (III) acetylacetonate (abbreviation: Ir (bt) 2 (acac )) And other rare earth metal complexes such as tris (acetylacetonato) (monophenanthroline) terbium (III) (abbreviation: Tb (acac) 3 (Phen)). Among the above-described compounds, organometallic iridium complexes having a pyrimidine skeleton are particularly preferable because they are remarkably excellent in reliability and luminous efficiency.

また、黄色または赤色に発光ピークを有する物質としては、例えば、(ジイソブチリルメタナト)ビス[4,6−ビス(3−メチルフェニル)ピリミジナト]イリジウム(III)(略称:Ir(5mdppm)(dibm))、ビス[4,6−ビス(3−メチルフェニル)ピリミジナト](ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:Ir(5mdppm)(dpm))、ビス[4,6−ジ(ナフタレン−1−イル)ピリミジナト](ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:Ir(d1npm)(dpm))のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、(アセチルアセトナト)ビス(2,3,5−トリフェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:Ir(tppr)(acac))、ビス(2,3,5−トリフェニルピラジナト)(ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:Ir(tppr)(dpm))、(アセチルアセトナト)ビス[2,3−ビス(4−フルオロフェニル)キノキサリナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(Fdpq)(acac)])のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス(1−フェニルイソキノリナト−N,C2’)イリジウム(III)(略称:Ir(piq))、ビス(1−フェニルイソキノリナト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(piq)(acac))のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、2,3,7,8,12,13,17,18−オクタエチル−21H,23H−ポルフィリン白金(II)(略称:PtOEP)のような白金錯体や、トリス(1,3−ジフェニル−1,3−プロパンジオナト)(モノフェナントロリン)ユーロピウム(III)(略称:Eu(DBM)(Phen))、トリス[1−(2−テノイル)−3,3,3−トリフルオロアセトナト](モノフェナントロリン)ユーロピウム(III)(略称:Eu(TTA)(Phen))のような希土類金属錯体が挙げられる。上述した中でも、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率にも際だって優れるため、特に好ましい。また、ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、色度の良い赤色発光が得られる。 As a substance having an emission peak in yellow or red, for example, (diisobutyrylmethanato) bis [4,6-bis (3-methylphenyl) pyrimidinato] iridium (III) (abbreviation: Ir (5 mdppm) 2 ( dibm)), bis [4,6-bis (3-methylphenyl) pyrimidinato] (dipivaloylmethanato) iridium (III) (abbreviation: Ir (5 mdppm) 2 (dpm)), bis [4,6-di (Naphthalen-1-yl) pyrimidinato] (dipivaloylmethanato) iridium (III) (abbreviation: Ir (d1npm) 2 (dpm)), an organometallic iridium complex having a pyrimidine skeleton, and (acetylacetonato) bis (2,3,5-triphenylpyrazinato) iridium (III) (abbreviation: Ir (tppr) 2 (ac c)), bis (2,3,5-triphenylpyrazinato) (dipivaloylmethanato) iridium (III) (abbreviation: Ir (tppr) 2 (dpm)), (acetylacetonato) bis [2 , 3-bis (4-fluorophenyl) quinoxalinato] iridium (III) (abbreviation: [Ir (Fdpq) 2 (acac)]), organometallic iridium complexes having a pyrazine skeleton, tris (1-phenylisoquino Linato-N, C 2 ′ ) iridium (III) (abbreviation: Ir (piq) 3 ), bis (1-phenylisoquinolinato-N, C 2 ′ ) iridium (III) acetylacetonate (abbreviation: Ir (piq) ) other organometallic iridium complex having a pyridine skeleton, such as 2 (acac)), 2,3,7,8,12,13,17,18-octaethyl Platinum complexes such as 21H, 23H-porphyrin platinum (II) (abbreviation: PtOEP), tris (1,3-diphenyl-1,3-propanedionate) (monophenanthroline) europium (III) (abbreviation: Eu ( DBM) 3 (Phen)), tris [1- (2-thenoyl) -3,3,3-trifluoroacetonato] (monophenanthroline) europium (III) (abbreviation: Eu (TTA) 3 (Phen)) Such rare earth metal complexes are mentioned. Among the above-described compounds, organometallic iridium complexes having a pyrimidine skeleton are particularly preferable because they are remarkably excellent in reliability and luminous efficiency. An organometallic iridium complex having a pyrazine skeleton can emit red light with good chromaticity.

発光層430に含まれる発光材料としては、三重項励起エネルギーを発光に変換できる材料であればよい。該三重項励起エネルギーを発光に変換できる材料としては、燐光材料の他に、熱活性化遅延蛍光(Thermally activated delayed fluorescence:TADF)材料が挙げられる。したがって、燐光材料と記載した部分に関しては、熱活性化遅延蛍光材料と読み替えても構わない。なお、熱活性化遅延蛍光材料とは、三重項励起エネルギー準位と一重項励起エネルギー準位との差が小さく、逆項間交差によって三重項励起状態から一重項励起状態へエネルギーを変換する機能を有する材料である。そのため、三重項励起状態をわずかな熱エネルギーによって一重項励起状態にアップコンバート(逆項間交差)が可能で、一重項励起状態からの発光(蛍光)を効率よく呈することができる。また、熱活性化遅延蛍光が効率良く得られる条件としては、三重項励起エネルギー準位と一重項励起エネルギー準位のエネルギー差が好ましくは0eVより大きく0.2eV以下、さらに好ましくは0eVより大きく0.1eV以下であることが挙げられる。   The light-emitting material included in the light-emitting layer 430 may be a material that can convert triplet excitation energy into light emission. Examples of the material that can convert the triplet excitation energy into light emission include a thermally activated delayed fluorescence (TADF) material in addition to a phosphorescent material. Therefore, the portion described as phosphorescent material may be read as thermally activated delayed fluorescent material. Note that the thermally activated delayed fluorescent material has a small difference between the triplet excitation energy level and the singlet excitation energy level, and the function of converting energy from the triplet excited state to the singlet excited state by crossing between inverses. It is the material which has. Therefore, the triplet excited state can be up-converted (reverse intersystem crossing) into a singlet excited state with a slight thermal energy, and light emission (fluorescence) from the singlet excited state can be efficiently exhibited. As a condition for efficiently obtaining thermally activated delayed fluorescence, the energy difference between the triplet excitation energy level and the singlet excitation energy level is preferably greater than 0 eV but not greater than 0.2 eV, more preferably greater than 0 eV and not greater than 0. 0.1 eV or less.

また、熱活性化遅延蛍光を示す材料は、単独で三重項励起状態から逆項間交差により一重項励起状態を生成できる材料であっても良いし、励起錯体(エキサイプレックス、またはExciplexともいう)を形成する複数の材料から構成されても良い。   In addition, the material that exhibits thermally activated delayed fluorescence may be a material that can generate a singlet excited state from a triplet excited state alone by crossing between reverse terms, or an exciplex (also referred to as an exciplex or exciplex). It may be composed of a plurality of materials that form

熱活性化遅延蛍光材料が、一種類の材料から構成される場合、例えば以下の材料を用いることができる。   When the thermally activated delayed fluorescent material is composed of one type of material, for example, the following materials can be used.

まず、フラーレンやその誘導体、プロフラビン等のアクリジン誘導体、エオシン等が挙げられる。また、マグネシウム(Mg)、亜鉛(Zn)、カドミウム(Cd)、スズ(Sn)、白金(Pt)、インジウム(In)、もしくはパラジウム(Pd)等を含む金属含有ポルフィリンが挙げられる。該金属含有ポルフィリンとしては、例えば、プロトポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF(Proto IX))、メソポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF(Meso IX))、ヘマトポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF(Hemato IX))、コプロポルフィリンテトラメチルエステル−フッ化スズ錯体(SnF(Copro III−4Me))、オクタエチルポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF(OEP))、エチオポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF(Etio I))、オクタエチルポルフィリン−塩化白金錯体(PtClOEP)等が挙げられる。 First, fullerene and its derivatives, acridine derivatives such as proflavine, eosin and the like can be mentioned. In addition, metal-containing porphyrins including magnesium (Mg), zinc (Zn), cadmium (Cd), tin (Sn), platinum (Pt), indium (In), palladium (Pd), and the like can be given. Examples of the metal-containing porphyrin include a protoporphyrin-tin fluoride complex (SnF 2 (Proto IX)), a mesoporphyrin-tin fluoride complex (SnF 2 (Meso IX)), and a hematoporphyrin-tin fluoride complex (SnF). 2 (Hemato IX)), coproporphyrin tetramethyl ester-tin fluoride complex (SnF 2 (Copro III-4Me)), octaethylporphyrin-tin fluoride complex (SnF 2 (OEP)), etioporphyrin-tin fluoride And a complex (SnF 2 (Etio I)), octaethylporphyrin-platinum chloride complex (PtCl 2 OEP), and the like.

また、一種の材料から構成される熱活性化遅延蛍光材料としては、π電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有する複素環化合物も用いることができる。具体的には、2−(ビフェニル−4−イル)−4,6−ビス(12−フェニルインドロ[2,3−a]カルバゾール−11−イル)−1,3,5−トリアジン(略称:PIC−TRZ)、2−{4−[3−(N−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−9H−カルバゾール−9−イル]フェニル}−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(略称:PCCzPTzn)、2−[4−(10H−フェノキサジン−10−イル)フェニル]−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(略称:PXZ−TRZ)、3−[4−(5−フェニル−5,10−ジヒドロフェナジン−10−イル)フェニル]−4,5−ジフェニル−1,2,4−トリアゾール(略称:PPZ−3TPT)、3−(9,9−ジメチル−9H−アクリジン−10−イル)−9H−キサンテン−9−オン(略称:ACRXTN)、ビス[4−(9,9−ジメチル−9,10−ジヒドロアクリジン)フェニル]スルホン(略称:DMAC−DPS)、10−フェニル−10H,10’H−スピロ[アクリジン−9,9’−アントラセン]−10’−オン(略称:ACRSA)等が挙げられる。該複素環化合物は、π電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有するため、電子輸送性及び正孔輸送性が高く、好ましい。なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環のドナー性とπ電子不足型複素芳香環のアクセプター性が共に強く、一重項励起状態の準位と三重項励起状態の準位の差が小さくなるため、特に好ましい。   In addition, as the thermally activated delayed fluorescent material composed of a kind of material, a heterocyclic compound having a π-electron rich heteroaromatic ring and a π-electron deficient heteroaromatic ring can also be used. Specifically, 2- (biphenyl-4-yl) -4,6-bis (12-phenylindolo [2,3-a] carbazol-11-yl) -1,3,5-triazine (abbreviation: PIC-TRZ), 2- {4- [3- (N-phenyl-9H-carbazol-3-yl) -9H-carbazol-9-yl] phenyl} -4,6-diphenyl-1,3,5- Triazine (abbreviation: PCCzPTzn), 2- [4- (10H-phenoxazin-10-yl) phenyl] -4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (abbreviation: PXZ-TRZ), 3- [4 -(5-phenyl-5,10-dihydrophenazin-10-yl) phenyl] -4,5-diphenyl-1,2,4-triazole (abbreviation: PPZ-3TPT), 3- (9,9-dimethyl- 9H-acridine- 0-yl) -9H-xanthen-9-one (abbreviation: ACRXTN), bis [4- (9,9-dimethyl-9,10-dihydroacridine) phenyl] sulfone (abbreviation: DMAC-DPS), 10-phenyl -10H, 10'H-spiro [acridine-9,9'-anthracene] -10'-one (abbreviation: ACRSA) and the like. Since the heterocyclic compound has a π-electron rich heteroaromatic ring and a π-electron deficient heteroaromatic ring, it is preferable because of its high electron transporting property and hole transporting property. A substance in which a π-electron rich heteroaromatic ring and a π-electron deficient heteroaromatic ring are directly bonded has both a donor property of a π-electron rich heteroaromatic ring and an acceptor property of a π-electron deficient heteroaromatic ring, This is particularly preferable because the difference between the level of the singlet excited state and the level of the triplet excited state becomes small.

また、熱活性化遅延蛍光材料をホスト材料として用いる場合、励起錯体を形成する2種類の化合物を組み合わせて用いることが好ましい。この場合、上記に示した励起錯体を形成する組み合わせである電子を受け取りやすい化合物と、正孔を受け取りやすい化合物とを用いることが特に好ましい。   In addition, when a thermally activated delayed fluorescent material is used as a host material, it is preferable to use a combination of two types of compounds that form an exciplex. In this case, it is particularly preferable to use a compound that easily receives electrons, which is a combination that forms the exciplex shown above, and a compound that easily receives holes.

また、発光層420に含まれる発光材料と発光層430に含まれる発光材料の発光色に限定は無く、同じでも異なっていても良い。各々から得られる発光が混合されて素子外へ取り出されるので、例えば両者の発光色が互いに補色の関係にある場合、発光素子は白色の光を与えることができる。発光素子の信頼性を考慮すると、発光層420に含まれる発光材料の発光ピーク波長は発光層430に含まれる発光材料のそれよりも短いことが好ましい。   Further, there is no limitation on the light emission color of the light emitting material included in the light emitting layer 420 and the light emitting material included in the light emitting layer 430, and they may be the same or different. Since the light emission obtained from each is mixed and taken out of the device, the light emitting device can give white light when, for example, the light emission colors of both are complementary colors. In consideration of the reliability of the light emitting element, the emission peak wavelength of the light emitting material included in the light emitting layer 420 is preferably shorter than that of the light emitting material included in the light emitting layer 430.

なお、発光ユニット441、発光ユニット441、及び電荷発生層445は、蒸着法(真空蒸着法を含む)、インクジェット法、塗布法、グラビア印刷等の方法で形成することができる。   Note that the light-emitting unit 441, the light-emitting unit 441, and the charge generation layer 445 can be formed by a method such as a vapor deposition method (including a vacuum vapor deposition method), an inkjet method, a coating method, or gravure printing.

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。   Note that the structure described in this embodiment can be combined as appropriate with any of the structures described in the other embodiments.

(実施の形態3)
本実施の形態では、実施の形態1及び実施の形態2に示す構成と異なる構成の発光素子の例について、図11乃至図14を用いて以下に説明する。
(Embodiment 3)
In this embodiment, examples of light-emitting elements having different structures from those described in Embodiments 1 and 2 are described below with reference to FIGS.

<発光素子の構成例1>
図11(A)(B)は、本発明の一態様の発光素子を示す断面図である。なお、図11(A)(B)において、図1(A)に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパターンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する場合がある。
<Configuration Example 1 of Light-Emitting Element>
11A and 11B are cross-sectional views illustrating a light-emitting element of one embodiment of the present invention. Note that in FIGS. 11A and 11B, portions having the same functions as those illustrated in FIG. 1A are denoted by the same hatch patterns, and the symbols may be omitted. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected to the location which has the same function, and the detailed description may be abbreviate | omitted.

図11(A)(B)に示す発光素子250及び発光素子252は、基板200側に光を取り出す下面射出(ボトムエミッション)型の発光素子であってもよく、基板200と反対方向に光を取り出す上面射出(トップエミッション)型の発光素子であってもよい。なお、本発明の一態様はこれに限定されず、発光素子が呈する光を基板200の上方および下方の双方に取り出す両面射出(デュアルエミッション)型の発光素子であっても良い。   The light-emitting elements 250 and 252 illustrated in FIGS. 11A and 11B may be bottom emission light-emitting elements that extract light to the substrate 200 side, and emit light in a direction opposite to the substrate 200. A top emission type light emitting element may be used. Note that one embodiment of the present invention is not limited thereto, and may be a dual emission type light-emitting element that extracts light emitted from the light-emitting element both above and below the substrate 200.

発光素子250及び発光素子252が、ボトムエミッション型である場合、電極101は、光を透過する機能を有することが好ましい。また、電極102は、光を反射する機能を有することが好ましい。あるいは、発光素子250及び発光素子252が、トップエミッション型である場合、電極101は、光を反射する機能を有することが好ましい。また、電極102は、光を透過する機能を有することが好ましい。   In the case where the light-emitting element 250 and the light-emitting element 252 are bottom emission types, the electrode 101 preferably has a function of transmitting light. The electrode 102 preferably has a function of reflecting light. Alternatively, in the case where the light-emitting element 250 and the light-emitting element 252 are top emission types, the electrode 101 preferably has a function of reflecting light. The electrode 102 preferably has a function of transmitting light.

発光素子250及び発光素子252は、基板200上に電極101と、電極102とを有する。また、電極101と電極102との間に、発光層123Bと、発光層123Gと、発光層123Rと、を有する。また、正孔注入層111と、正孔輸送層112と、電子輸送層118と、電子注入層119と、を有する。   The light-emitting element 250 and the light-emitting element 252 include the electrode 101 and the electrode 102 over the substrate 200. In addition, the light-emitting layer 123B, the light-emitting layer 123G, and the light-emitting layer 123R are provided between the electrode 101 and the electrode 102. In addition, the hole injection layer 111, the hole transport layer 112, the electron transport layer 118, and the electron injection layer 119 are included.

また、発光素子252は、電極101の構成の一部として、導電層101aと、導電層101a上の導電層101bと、導電層101a下の導電層101cとを有する。すなわち、発光素子252は、導電層101aが、導電層101bと、導電層101cとで挟持された電極101の構成を有する。   The light-emitting element 252 includes a conductive layer 101a, a conductive layer 101b over the conductive layer 101a, and a conductive layer 101c under the conductive layer 101a as part of the structure of the electrode 101. That is, the light-emitting element 252 has a structure of the electrode 101 in which the conductive layer 101a is sandwiched between the conductive layer 101b and the conductive layer 101c.

発光素子252において、導電層101bと、導電層101cとは、異なる材料で形成されてもよく、同じ材料で形成されても良い。電極101が、同じ導電性材料で挟持される構成を有する場合、エッチング工程によるパターン形成が容易になるため好ましい。   In the light-emitting element 252, the conductive layer 101b and the conductive layer 101c may be formed using different materials or the same material. In the case where the electrode 101 has a configuration in which the electrode 101 is sandwiched between the same conductive materials, it is preferable because pattern formation by an etching process becomes easy.

なお、発光素子252において、導電層101bまたは導電層101cにおいて、いずれか一方のみを有する構成としてもよい。   Note that the light-emitting element 252 may have only one of the conductive layer 101b and the conductive layer 101c.

なお、電極101が有する導電層101a、101b、導電層101cは、それぞれ実施の形態1で示した電極101または電極102と同様の構成および材料を用いることができる。   Note that the conductive layers 101a and 101b and the conductive layer 101c included in the electrode 101 can each have the same structure and material as the electrode 101 or the electrode 102 described in Embodiment 1.

図11(A)(B)においては、電極101と電極102とで挟持された領域221B、領域221G、及び領域221R、の間に隔壁140を有する。隔壁140は、絶縁性を有する。隔壁140は、電極101の端部を覆い、該電極と重畳する開口部を有する。隔壁140を設けることによって、各領域の基板200が有する電極101を、それぞれ島状に分離することが可能となる。   11A and 11B, a partition 140 is provided between the region 221B, the region 221G, and the region 221R sandwiched between the electrode 101 and the electrode 102. The partition 140 has an insulating property. The partition wall 140 covers an end portion of the electrode 101 and has an opening overlapping with the electrode. By providing the partition wall 140, the electrodes 101 included in the substrate 200 in each region can be separated into island shapes.

なお、発光層123Bと、発光層123Gとは、隔壁140と重畳する領域において、互いに重なる領域を有していてもよい。あるいは、発光層123Gと、発光層123Rとは、隔壁140と重畳する領域において、互いに重なる領域を有していてもよい。あるいは、発光層123Rと、発光層123Bとは、隔壁140と重畳する領域において、互いに重なる領域を有していてもよい。   Note that the light-emitting layer 123B and the light-emitting layer 123G may have regions that overlap with each other in a region overlapping with the partition wall 140. Alternatively, the light-emitting layer 123G and the light-emitting layer 123R may have regions that overlap each other in a region that overlaps with the partition wall 140. Alternatively, the light-emitting layer 123 </ b> R and the light-emitting layer 123 </ b> B may have regions that overlap each other in a region overlapping with the partition wall 140.

隔壁140としては、絶縁性であればよく、無機材料または有機材料を用いて形成される。該無機材料としては、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等が挙げられる。該有機材料としては、例えば、アクリル樹脂、またはポリイミド樹脂等の感光性の樹脂材料が挙げられる。   The partition 140 only needs to be insulative and is formed using an inorganic material or an organic material. Examples of the inorganic material include silicon oxide, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, silicon nitride, aluminum oxide, and aluminum nitride. As this organic material, photosensitive resin materials, such as an acrylic resin or a polyimide resin, are mentioned, for example.

また、発光層123R、発光層123G、発光層123Bは、それぞれ異なる色を呈する機能を有する発光材料を有することが好ましい。例えば、発光層123Rが赤色を呈する機能を有する発光材料を有することで、領域221Rは赤色の発光を呈し、発光層123Gが緑色を呈する機能を有する発光材料を有することで、領域221Gは緑色の発光を呈し、発光層123Bが青色を呈する機能を有する発光材料を有することで、領域221Bは青色の発光を呈する。このような構成を有する発光素子250または発光素子252を、表示装置の画素に用いることで、フルカラー表示が可能な表示装置を作製することができる。また、それぞれの発光層の膜厚は、同じであっても良いし、異なっていても良い。   In addition, the light-emitting layer 123R, the light-emitting layer 123G, and the light-emitting layer 123B preferably include light-emitting materials having a function of exhibiting different colors. For example, when the light-emitting layer 123R includes a light-emitting material having a function of exhibiting red, the region 221R exhibits red light emission, and the light-emitting layer 123G includes a light-emitting material having a function of exhibiting green, so that the region 221G has a green color. The region 221 </ b> B emits blue light when the light-emitting layer 123 </ b> B includes a light-emitting material having a function of exhibiting blue. By using the light-emitting element 250 or the light-emitting element 252 having such a structure for a pixel of the display device, a display device capable of full color display can be manufactured. Moreover, the film thickness of each light emitting layer may be the same, and may differ.

また、発光層123B、発光層123G、発光層123R、のいずれか一つまたは複数の発光層は、実施の形態1で示したTTAによる遅延蛍光成分を有する化合物を有することが好ましい。そうすることで、該発光層が呈する発光のうち、発光効率の良好な発光素子を作製することができる。   In addition, any one or a plurality of light-emitting layers of the light-emitting layer 123B, the light-emitting layer 123G, and the light-emitting layer 123R preferably include the compound having a delayed fluorescence component by TTA described in Embodiment 1. By doing so, it is possible to manufacture a light-emitting element with favorable emission efficiency among the light emitted by the light-emitting layer.

なお、発光層123B、発光層123G、発光層123R、のいずれか一つまたは複数の発光層は、2層以上が積層された構成としても良い。   Note that one or a plurality of light-emitting layers of the light-emitting layer 123B, the light-emitting layer 123G, and the light-emitting layer 123R may have a structure in which two or more layers are stacked.

以上のように、少なくとも一つの発光層が実施の形態1で示したTTAによる遅延蛍光成分を有する化合物を有し、該発光層を有する発光素子250または発光素子252を、表示装置の画素に用いることで、発光効率の高い表示装置を作製することができる。すなわち、発光素子250または発光素子252を有する表示装置は、消費電力を低減することができる。   As described above, at least one light-emitting layer includes the compound having a delayed fluorescent component by TTA described in Embodiment 1, and the light-emitting element 250 or the light-emitting element 252 including the light-emitting layer is used for a pixel of a display device. Thus, a display device with high emission efficiency can be manufactured. That is, a display device including the light-emitting element 250 or the light-emitting element 252 can reduce power consumption.

なお、光を取り出す電極上に、カラーフィルタを設けることで、発光素子250及び発光素子252の色純度を向上させることができる。そのため、発光素子250または発光素子252を有する表示装置の色純度を高めることができる。   Note that the color purity of the light-emitting element 250 and the light-emitting element 252 can be improved by providing a color filter over the electrode from which light is extracted. Therefore, the color purity of the display device including the light-emitting element 250 or the light-emitting element 252 can be increased.

また、光を取り出す電極上に、偏光板を設けることで、発光素子250及び発光素子252の外光反射を低減することができる。そのため、発光素子250または発光素子252を有する表示装置のコントラスト比を高めることができる。   In addition, by providing a polarizing plate over the electrode from which light is extracted, reflection of external light from the light-emitting element 250 and the light-emitting element 252 can be reduced. Therefore, the contrast ratio of the display device including the light-emitting element 250 or the light-emitting element 252 can be increased.

なお、発光素子250及び発光素子252における他の構成については、実施の形態1または実施の形態2における発光素子の構成を参酌すればよい。   Note that as for other structures of the light-emitting element 250 and the light-emitting element 252, the structure of the light-emitting element in Embodiment 1 or 2 may be referred to.

<発光素子の構成例2>
次に、図11に示す発光素子と異なる構成例について、図12(A)(B)を用いて、以下説明を行う。
<Configuration Example 2 of Light-Emitting Element>
Next, a structural example different from the light-emitting element illustrated in FIGS. 11A to 11C is described below with reference to FIGS.

図12(A)(B)は、本発明の一態様の発光素子を示す断面図である。なお、図12(A)(B)において、図11に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパターンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する場合がある。   12A and 12B are cross-sectional views illustrating a light-emitting element of one embodiment of the present invention. Note that in FIGS. 12A and 12B, portions having the same functions as those shown in FIG. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected to the location which has the same function, and the detailed description may be abbreviate | omitted.

図12(A)(B)は、一対の電極間に、複数の発光層が電荷発生層115を介して積層されるタンデム型発光素子の構成例である。図12(A)に示す発光素子254は、基板200と反対の方向に光を取り出す上面射出(トップエミッション)型の発光素子、図12(B)に示す発光素子256は、基板200側に光を取り出す下面射出(ボトムエミッション)型の発光素子である。ただし、本発明の一態様はこれに限定されず、発光素子が呈する光を発光素子が形成される基板200の上方および下方の双方に取り出す両面射出(デュアルエミッション)型であっても良い。   12A and 12B are configuration examples of a tandem light-emitting element in which a plurality of light-emitting layers are stacked with a charge generation layer 115 interposed between a pair of electrodes. A light-emitting element 254 illustrated in FIG. 12A is a top emission light-emitting element that extracts light in a direction opposite to the substrate 200, and a light-emitting element 256 illustrated in FIG. This is a bottom emission type light emitting device for taking out the light. Note that one embodiment of the present invention is not limited to this, and a dual emission type in which light emitted from a light-emitting element is extracted both above and below the substrate 200 over which the light-emitting element is formed may be used.

発光素子254及び発光素子256は、基板200上に電極101と、電極102と、電極103と、電極104とを有する。また、電極101と電極102との間、及び電極102と電極103との間、及び電極102と電極104との間に、発光層160と、電荷発生層115と、発光層170と、を有する。また、正孔注入層111と、正孔輸送層112と、電子輸送層113と、電子注入層114と、正孔注入層116と、正孔輸送層117と、電子輸送層118と、電子注入層119と、を有する。   The light-emitting element 254 and the light-emitting element 256 include the electrode 101, the electrode 102, the electrode 103, and the electrode 104 over the substrate 200. In addition, the light-emitting layer 160, the charge generation layer 115, and the light-emitting layer 170 are provided between the electrode 101 and the electrode 102, between the electrode 102 and the electrode 103, and between the electrode 102 and the electrode 104. . In addition, the hole injection layer 111, the hole transport layer 112, the electron transport layer 113, the electron injection layer 114, the hole injection layer 116, the hole transport layer 117, the electron transport layer 118, and the electron injection A layer 119.

また、電極101は、導電層101aと、導電層101a上に接する導電層101bと、を有する。また、電極103は、導電層103aと、導電層103a上に接する導電層103bと、を有する。電極104は、導電層104aと、導電層104a上に接する導電層104bと、を有する。   The electrode 101 includes a conductive layer 101a and a conductive layer 101b in contact with the conductive layer 101a. The electrode 103 includes a conductive layer 103a and a conductive layer 103b in contact with the conductive layer 103a. The electrode 104 includes a conductive layer 104a and a conductive layer 104b in contact with the conductive layer 104a.

図12(A)に示す発光素子254、及び図12(B)に示す発光素子256は、電極101と電極102とで挟持された領域222B、電極102と電極103とで挟持された領域222G、及び電極102と電極104とで挟持された領域222R、の間に、隔壁140を有する。隔壁140は、絶縁性を有する。隔壁140は、電極101、電極103、及び電極104の端部を覆い、該電極と重畳する開口部を有する。隔壁140を設けることによって、各領域の基板200が有する該電極を、それぞれ島状に分離することが可能となる。   A light-emitting element 254 illustrated in FIG. 12A and a light-emitting element 256 illustrated in FIG. 12B each include a region 222B sandwiched between the electrode 101 and the electrode 102, a region 222G sandwiched between the electrode 102 and the electrode 103, In addition, a partition wall 140 is provided between the region 222 </ b> R sandwiched between the electrode 102 and the electrode 104. The partition 140 has an insulating property. The partition 140 covers the ends of the electrode 101, the electrode 103, and the electrode 104 and has an opening overlapping with the electrode. By providing the partition wall 140, the electrodes of the substrate 200 in each region can be separated into island shapes.

また、発光素子254及び発光素子256は、領域222B、領域222G、及び領域222Rから呈される光が取り出される方向に、それぞれ光学素子224B、光学素子224G、及び光学素子224Rを有する基板220を有する。各領域から呈される光は、各光学素子を介して発光素子外部に射出される。すなわち、領域222Bから呈される光は、光学素子224Bを介して射出され、領域222Gから呈される光は、光学素子224Gを介して射出され、領域222Rから呈される光は、光学素子224Rを介して射出される。   In addition, the light-emitting element 254 and the light-emitting element 256 include the substrate 220 including the optical element 224B, the optical element 224G, and the optical element 224R, respectively, in the direction in which light emitted from the region 222B, the region 222G, and the region 222R is extracted. . Light presented from each region is emitted to the outside of the light emitting element through each optical element. That is, the light presented from the region 222B is emitted through the optical element 224B, the light presented from the region 222G is emitted through the optical element 224G, and the light presented from the region 222R is emitted from the optical element 224R. Is injected through.

また、光学素子224B、光学素子224G、及び光学素子224Rは、入射される光から特定の色を呈する光を選択的に透過する機能を有する。例えば、光学素子224Bを介して射出される領域222Bから呈される光は、青色を呈する光となり、光学素子224Gを介して射出される領域222Gから呈される光は、緑色を呈する光となり、光学素子224Rを介して射出される領域222Rから呈される光は、赤色を呈する光となる。   Further, the optical element 224B, the optical element 224G, and the optical element 224R have a function of selectively transmitting light having a specific color from incident light. For example, light presented from the region 222B emitted through the optical element 224B becomes blue light, and light presented from the region 222G emitted through the optical element 224G becomes green light. The light presented from the region 222R emitted through the optical element 224R becomes red light.

光学素子224R、光学素子224G、及び光学素子224Bには、例えば、着色層(カラーフィルタともいう)、バンドパスフィルタ、多層膜フィルタなどを適用できる。また、光学素子に色変換素子を適用することができる。色変換素子は、入射される光を、当該光の波長より長い波長の光に変換する光学素子である。色変換素子として、量子ドット方式を用いる素子であると好適である。量子ドット方式を用いることにより、表示装置の色再現性を高めることができる。   For the optical element 224R, the optical element 224G, and the optical element 224B, for example, a colored layer (also referred to as a color filter), a bandpass filter, a multilayer filter, or the like can be used. Further, a color conversion element can be applied to the optical element. The color conversion element is an optical element that converts incident light into light having a wavelength longer than the wavelength of the light. The color conversion element is preferably an element using a quantum dot method. By using the quantum dot method, the color reproducibility of the display device can be improved.

なお、光学素子224R、光学素子224G、及び光学素子224B上に複数の光学素子を重ねて設けてもよい。他の光学素子としては、例えば円偏光板や反射防止膜などを設けることができる。円偏光板を、表示装置の発光素子が発する光が取り出される側に設けると、表示装置の外部から入射した光が、表示装置の内部で反射されて、外部に射出される現象を防ぐことができる。また、反射防止膜を設けると、表示装置の表面で反射される外光を弱めることができる。これにより、表示装置が発する発光を、鮮明に観察できる。   Note that a plurality of optical elements may be overlaid on the optical element 224R, the optical element 224G, and the optical element 224B. As another optical element, for example, a circularly polarizing plate or an antireflection film can be provided. If a circularly polarizing plate is provided on the side from which light emitted from the light emitting element of the display device is extracted, light incident from the outside of the display device is reflected inside the display device and prevented from being emitted to the outside. it can. In addition, when an antireflection film is provided, external light reflected on the surface of the display device can be weakened. Thereby, the light emission which a display apparatus emits can be observed clearly.

なお、図12(A)(B)において、各光学素子を介して各領域から射出される光を、青色(B)を呈する光、緑色(G)を呈する光、赤色(R)を呈する光、として、それぞれ破線の矢印で模式的に図示している。   In FIGS. 12A and 12B, light emitted from each region through each optical element is light that exhibits blue (B), light that exhibits green (G), and light that exhibits red (R). , As schematically shown by broken arrows.

また、各光学素子の間には、遮光層223を有する。遮光層223は、隣接する領域から発せられる光を遮光する機能を有する。なお、遮光層223を設けない構成としても良い。   Further, a light shielding layer 223 is provided between the optical elements. The light shielding layer 223 has a function of shielding light emitted from adjacent regions. Note that the light-blocking layer 223 may not be provided.

遮光層223としては、外光の反射を抑制する機能を有する。または、遮光層223としては、隣接する発光素子から発せられる光の混色を防ぐ機能を有する。遮光層223としては、金属、黒色顔料を含んだ樹脂、カーボンブラック、金属酸化物、複数の金属酸化物の固溶体を含む複合酸化物等を用いることができる。   The light shielding layer 223 has a function of suppressing reflection of external light. Alternatively, the light-blocking layer 223 has a function of preventing color mixture of light emitted from adjacent light-emitting elements. As the light-blocking layer 223, a metal, a resin containing a black pigment, carbon black, a metal oxide, a composite oxide containing a solid solution of a plurality of metal oxides, or the like can be used.

なお、光学素子を有する基板220及び基板200としては、実施の形態1を参酌すればよい。   Note that Embodiment 1 may be referred to for the substrate 220 and the substrate 200 each including an optical element.

≪マイクロキャビティ構造≫
さらに、発光素子254及び発光素子256は、マイクロキャビティ構造を有する。
≪Microcavity structure≫
Further, the light emitting element 254 and the light emitting element 256 have a microcavity structure.

発光層160、及び発光層170から射出される光は、一対の電極(例えば、電極101と電極102)の間で共振される。また、発光層160及び発光層170は、射出される光のうち所望の波長の光が強まる位置に形成される。例えば、電極101の反射領域から発光層160の発光領域までの光学距離と、電極102の反射領域から発光層160の発光領域までの光学距離と、を調整することにより、発光層160から射出される光のうち所望の波長の光を強めることができる。また、電極101の反射領域から発光層170の発光領域までの光学距離と、電極102の反射領域から発光層170の発光領域までの光学距離と、を調整することにより、発光層170から射出される光のうち所望の波長の光を強めることができる。すなわち、電荷発生層115を介して複数の発光層(ここでは、発光層160及び発光層170)を積層するタンデム型の発光素子の場合、発光層160及び発光層170のそれぞれの光学距離を最適化すると好ましい。   Light emitted from the light-emitting layer 160 and the light-emitting layer 170 is resonated between a pair of electrodes (for example, the electrode 101 and the electrode 102). In addition, the light emitting layer 160 and the light emitting layer 170 are formed at a position where light having a desired wavelength out of the emitted light is strengthened. For example, the light is emitted from the light emitting layer 160 by adjusting the optical distance from the reflective region of the electrode 101 to the light emitting region of the light emitting layer 160 and the optical distance from the reflective region of the electrode 102 to the light emitting region of the light emitting layer 160. It is possible to intensify light having a desired wavelength among the light to be transmitted. Further, by adjusting the optical distance from the reflective region of the electrode 101 to the light emitting region of the light emitting layer 170 and the optical distance from the reflective region of the electrode 102 to the light emitting region of the light emitting layer 170, the light is emitted from the light emitting layer 170. It is possible to intensify light having a desired wavelength among the light to be transmitted. That is, in the case of a tandem light-emitting element in which a plurality of light-emitting layers (here, the light-emitting layer 160 and the light-emitting layer 170) are stacked via the charge generation layer 115, the optical distances of the light-emitting layer 160 and the light-emitting layer 170 are optimal Is preferable.

また、発光素子254及び発光素子256においては、各領域で導電層(導電層101b、導電層103b、及び導電層104b)の厚さを調整することで、発光層160及び発光層170から呈される光のうち所望の波長の光を強めることができる。なお、各領域で正孔注入層111及び正孔輸送層112のうち、少なくとも一つの厚さを異ならせることで、発光層160及び発光層170から呈される光を強めても良い。   In the light-emitting element 254 and the light-emitting element 256, the thickness of the conductive layer (the conductive layer 101b, the conductive layer 103b, and the conductive layer 104b) is adjusted in each region to be exhibited from the light-emitting layer 160 and the light-emitting layer 170. It is possible to intensify light having a desired wavelength among the light to be transmitted. Note that light emitted from the light-emitting layer 160 and the light-emitting layer 170 may be strengthened by changing the thickness of at least one of the hole injection layer 111 and the hole transport layer 112 in each region.

例えば、電極101乃至電極104において、光を反射する機能を有する導電性材料の屈折率が、発光層160または発光層170の屈折率よりも小さい場合においては、電極101が有する導電層101bの膜厚を、電極101と電極102との間の光学距離がmλ/2(mは自然数、λは領域222Bで強める光の波長を、それぞれ表す)となるよう調整する。同様に、電極103が有する導電層103bの膜厚を、電極103と電極102との間の光学距離がm’λ/2(m’は自然数、λは領域222Gで強める光の波長を、それぞれ表す)となるよう調整する。さらに、電極104が有する導電層104bの膜厚を、電極104と電極102との間の光学距離がm’’λ/2(m’’は自然数、λは領域222Rで強める光の波長を、それぞれ表す)となるよう調整する。 For example, in the electrodes 101 to 104, when the refractive index of the conductive material having a function of reflecting light is smaller than the refractive index of the light-emitting layer 160 or the light-emitting layer 170, the film of the conductive layer 101b included in the electrode 101 The thickness is adjusted so that the optical distance between the electrode 101 and the electrode 102 is mλ B / 2 (m represents a natural number, and λ B represents the wavelength of light to be strengthened in the region 222B). Similarly, the thickness of the conductive layer 103b included in the electrode 103 is set such that the optical distance between the electrode 103 and the electrode 102 is m′λ G / 2 (m ′ is a natural number, and λ G is the wavelength of light that is strengthened in the region 222G. , Respectively). Further, the thickness of the conductive layer 104b of the electrode 104 has an optical distance m''λ R / 2 (m '' is a natural number between electrode 104 and the electrode 102, lambda R is the wavelength of the light to enhance the region 222R Are expressed respectively).

上記のように、マイクロキャビティ構造を設け、各領域の一対の電極間の光学距離を調整することで、各電極近傍における光の散乱および光の吸収を抑制し、高い光取り出し効率を実現することができる。なお、上記構成においては、導電層101b、導電層103b、導電層104bは、光を透過する機能を有することが好ましい。また、導電層101b、導電層103b、導電層104b、を構成する材料は、互いに同じであっても良いし、異なっていても良い。また、導電層101b、導電層103b、導電層104bは、それぞれ2層以上の層が積層された構成であっても良い。   As described above, by providing a microcavity structure and adjusting the optical distance between a pair of electrodes in each region, light scattering and light absorption near each electrode can be suppressed, and high light extraction efficiency can be realized. Can do. Note that in the above structure, the conductive layer 101b, the conductive layer 103b, and the conductive layer 104b preferably have a function of transmitting light. The materials forming the conductive layer 101b, the conductive layer 103b, and the conductive layer 104b may be the same as or different from each other. The conductive layer 101b, the conductive layer 103b, and the conductive layer 104b may each have a structure in which two or more layers are stacked.

なお、図12(A)に示す発光素子254、上面射出型の発光素子であるため、導電層101a、導電層103a、及び導電層104aは、光を反射する機能を有することが好ましい。また、電極102は、光を透過する機能と、光を反射する機能とを有することが好ましい。   Note that since the light-emitting element 254 illustrated in FIG. 12A and a top emission light-emitting element, the conductive layer 101a, the conductive layer 103a, and the conductive layer 104a preferably have a function of reflecting light. The electrode 102 preferably has a function of transmitting light and a function of reflecting light.

また、図12(B)に示す発光素子256は、下面射出型の発光素子であるため、導電層101a、導電層103a、導電層104aは、光を透過する機能と、光を反射する機能と、を有することが好ましい。また、電極102は、光を反射する機能を有することが好ましい。   12B is a bottom emission light-emitting element, the conductive layer 101a, the conductive layer 103a, and the conductive layer 104a each have a function of transmitting light and a function of reflecting light. It is preferable to have. The electrode 102 preferably has a function of reflecting light.

また、発光素子254及び発光素子256において、導電層101a、導電層103a、または導電層104a、に同じ材料を用いても良いし、異なる材料を用いても良い。導電層101a、導電層103a、導電層104a、に同じ材料を用いる場合、発光素子254及び発光素子256の製造コストを低減できる。なお、導電層101a、導電層103a、導電層104aは、それぞれ2層以上の層が積層された構成であっても良い。   In the light-emitting element 254 and the light-emitting element 256, the same material may be used for the conductive layer 101a, the conductive layer 103a, or the conductive layer 104a, or different materials may be used. In the case where the same material is used for the conductive layer 101a, the conductive layer 103a, and the conductive layer 104a, manufacturing costs of the light-emitting element 254 and the light-emitting element 256 can be reduced. Note that the conductive layer 101a, the conductive layer 103a, and the conductive layer 104a may each have a structure in which two or more layers are stacked.

また、発光層160、または発光層170の少なくとも一つの発光層に、実施の形態1で示したTTAによる遅延蛍光成分を有する化合物を用いることが好ましい。そうすることで、高い発光効率を示す発光素子を作製することができる。特に、領域222Bにおいては、発光効率の良好な青色に発光スペクトルピークを有する発光素子とすることができる。   In addition, for the light-emitting layer 160 or the light-emitting layer 170, it is preferable to use the compound having a delayed fluorescence component by TTA described in Embodiment Mode 1 for the light-emitting layer 160. By doing so, a light-emitting element exhibiting high light emission efficiency can be manufactured. In particular, in the region 222B, a light-emitting element having an emission spectrum peak in blue with favorable emission efficiency can be obtained.

また、発光層160及び発光層170は、例えば発光層170a及び発光層170bのように、それぞれ2層が積層された構成とすることができる。2層の発光層に、第1の化合物及び第2の化合物という、異なる色を呈する機能を有する2種類の発光材料をそれぞれ用いることで、複数の発光を同時に得ることができる。特に発光層160と、発光層170と、が呈する発光により、白色となるよう、各発光層に用いる発光材料を選択すると好ましい。   The light-emitting layer 160 and the light-emitting layer 170 can have a structure in which two layers are stacked, such as the light-emitting layer 170a and the light-emitting layer 170b. By using two types of light-emitting materials having a function of exhibiting different colors, ie, a first compound and a second compound, in the two light-emitting layers, a plurality of light emissions can be obtained simultaneously. In particular, it is preferable to select a light-emitting material used for each light-emitting layer so that the light-emitting layer 160 and the light-emitting layer 170 emit white light.

また、発光層160または発光層170は、それぞれ3層以上が積層された構成としても良く、発光材料を有さない層が含まれていても良い。   The light-emitting layer 160 or the light-emitting layer 170 may have a structure in which three or more layers are stacked, or may include a layer that does not have a light-emitting material.

以上のように、少なくとも一つの発光層に実施の形態1で示したTTAによる遅延蛍光成分を有する化合物を有し、該発光層を有する発光素子254または発光素子256を、表示装置の画素に用いることで、発光効率の高い表示装置を作製することができる。すなわち、発光素子254または発光素子256を有する表示装置は、消費電力を低減することができる。   As described above, the light-emitting element 254 or the light-emitting element 256 including the light-emitting layer that includes the compound having the delayed fluorescent component by TTA described in Embodiment 1 in at least one light-emitting layer is used for a pixel of the display device. Thus, a display device with high emission efficiency can be manufactured. In other words, a display device including the light-emitting element 254 or the light-emitting element 256 can reduce power consumption.

なお、発光素子254及び発光素子256における他の構成については、発光素子250または発光素子252、あるいは実施の形態1または実施の形態2で示した発光素子の構成を参酌すればよい。   Note that as for other structures of the light-emitting element 254 and the light-emitting element 256, the structure of the light-emitting element 250 or the light-emitting element 252 or the light-emitting element described in Embodiment 1 or 2 may be referred to.

<発光層の構成要素>
次に、図11及び図12に示す発光素子における発光層の構成要素の詳細について、以下説明を行う。
<Constituent elements of light emitting layer>
Next, details of components of the light emitting layer in the light emitting element shown in FIGS. 11 and 12 will be described below.

発光層123B、発光層123G、発光層123R、発光層160または発光層170は、紫色、青色、または青緑色の中から選ばれる少なくともいずれか一つの発光を呈する機能を有する第1のゲスト材料である発光性物質を有する。または、緑色、黄緑色、黄色、橙色、または赤色の中から選ばれる少なくともいずれか一つの発光を呈する機能を有する第2のゲスト材料である発光性物質を有する。また、各発光層は、第1のゲスト材料である発光性物質に加えて、電子輸送性材料または正孔輸送性材料の一方または双方を含んで構成される。また、各発光層は、第2のゲスト材料である発光性物質に加えて、電子輸送性材料または正孔輸送性材料の一方または双方を含んで構成される。   The light-emitting layer 123B, the light-emitting layer 123G, the light-emitting layer 123R, the light-emitting layer 160, or the light-emitting layer 170 is a first guest material having a function of emitting at least one selected from purple, blue, and blue-green. It has a certain luminescent substance. Alternatively, the light-emitting substance includes a light-emitting substance that is a second guest material having a function of emitting at least one selected from green, yellow-green, yellow, orange, and red. Each light-emitting layer includes one or both of an electron transporting material and a hole transporting material in addition to the light-emitting substance that is the first guest material. Each light-emitting layer includes one or both of an electron transporting material and a hole transporting material in addition to the light-emitting substance that is the second guest material.

また、第1のゲスト材料としては、一重項励起エネルギーを発光に変換できる機能を有する発光性物質を用いることができる。また、第2のゲスト材料としては、一重項励起エネルギーを発光に変換できる機能を有する発光性物質、または三重項励起エネルギーを発光に変換できる機能を有する発光性物質を用いることができる。なお、上記発光性物質としては、以下のようなものが挙げられる。   As the first guest material, a light-emitting substance having a function of converting singlet excitation energy into light emission can be used. As the second guest material, a light-emitting substance having a function of converting singlet excitation energy into light emission or a light-emitting substance having a function of converting triplet excitation energy into light emission can be used. Examples of the luminescent substance include the following.

一重項励起エネルギーを発光に変える発光性物質としては、実施の形態1で示したゲスト材料132に用いることができる物質が挙げられる。   As a light-emitting substance that changes singlet excitation energy into light emission, a substance that can be used for the guest material 132 described in Embodiment 1 can be given.

また、三重項励起エネルギーを発光に変える発光性物質としては、例えば、燐光を発する物質が挙げられる。   Examples of the light-emitting substance that changes triplet excitation energy into light emission include a substance that emits phosphorescence.

発光層のホスト材料として用いることが可能な材料としては、特に限定はないが、例えば、実施の形態1及び実施の形態2で示したホスト材料131、有機化合物431_1及び有機化合物431_2に用いることができる物質が挙げられる。それら及び様々な物質の中から、上記発光材料のエネルギーギャップより大きなエネルギーギャップを有する物質を、一種もしくは複数種選択して用いればよい。また、発光物質が燐光を発する物質である場合、ホスト材料としては、発光物質の三重項励起エネルギー(基底状態と三重項励起状態とのエネルギー差)よりも三重項励起エネルギーの大きい物質を選択すれば良い。   There is no particular limitation on a material that can be used as the host material for the light-emitting layer; for example, the host material 131, the organic compound 431_1, and the organic compound 431_2 described in Embodiments 1 and 2 can be used. Possible substances are listed. One or a plurality of substances having an energy gap larger than that of the light-emitting material may be selected from these and various substances. When the light-emitting substance is a substance that emits phosphorescence, a host material that has a triplet excitation energy higher than the triplet excitation energy (the energy difference between the ground state and the triplet excited state) of the light-emitting substance is selected. It ’s fine.

また、発光層のホスト材料として、複数の材料を用いる場合、励起錯体を形成する2種類の化合物を組み合わせて用いることが好ましい。この場合、様々なキャリア輸送材料を適宜用いることができるが、効率よく励起錯体を形成するために、電子を受け取りやすい化合物(電子輸送性を有する材料)と、正孔を受け取りやすい化合物(正孔輸送性を有する材料)とを組み合わせることが特に好ましい。   Further, when a plurality of materials are used as the host material of the light emitting layer, it is preferable to use a combination of two types of compounds that form an exciplex. In this case, various carrier transport materials can be used as appropriate. However, in order to efficiently form an exciplex, a compound that easily receives electrons (a material having an electron transport property) and a compound that easily receives holes (holes) It is particularly preferred to combine with a material having transportability.

なぜならば、電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料とを組み合わせて励起錯体を形成するホスト材料とする場合、電子輸送性を有する材料及び正孔輸送性を有する材料の混合比率を調節することで、発光層における正孔と電子のキャリアバランスを最適化することが容易となる。発光層における正孔と電子のキャリアバランスを最適化することにより、発光層中で電子と正孔の再結合が起こる領域が偏ることを抑制できる。再結合が起こる領域の偏りを抑制することで、発光素子の信頼性を向上させることができる。   This is because when a material having an electron transporting property and a material having a hole transporting property are combined to form a host material that forms an exciplex, the mixing ratio of the material having the electron transporting property and the material having the hole transporting property is By adjusting, it becomes easy to optimize the carrier balance of holes and electrons in the light emitting layer. By optimizing the carrier balance between holes and electrons in the light emitting layer, it is possible to suppress the bias of the region where recombination of electrons and holes occurs in the light emitting layer. By suppressing the bias of the region where recombination occurs, the reliability of the light-emitting element can be improved.

電子を受け取りやすい化合物(電子輸送性を有する材料)としては、含窒素複素芳香族化合物のようなπ電子不足型複素芳香族や金属錯体などを用いることができる。中でも、ジアジン骨格及びトリアジン骨格を有する複素環化合物やピリジン骨格を有する複素環化合物は、信頼性が良好であり好ましい。特に、ジアジン(ピリミジンやピラジン)骨格及びトリアジン骨格を有する複素環化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。   As a compound that easily receives electrons (a material having an electron transporting property), a π-electron deficient heteroaromatic such as a nitrogen-containing heteroaromatic compound, a metal complex, or the like can be used. Among them, a heterocyclic compound having a diazine skeleton and a triazine skeleton and a heterocyclic compound having a pyridine skeleton are preferable because they have good reliability. In particular, a heterocyclic compound having a diazine (pyrimidine or pyrazine) skeleton and a triazine skeleton has a high electron transport property and contributes to a reduction in driving voltage.

正孔を受け取りやすい化合物(正孔輸送性を有する材料)としては、π電子過剰型複素芳香族(例えばカルバゾール誘導体やインドール誘導体)又は芳香族アミンなどを好適に用いることができる。また、チオフェン骨格を有する化合物、フラン骨格を有する化合物が挙げられる。中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物やカルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与するため好ましい。   As a compound that easily accepts holes (a material having a hole transporting property), a π-electron rich heteroaromatic (for example, a carbazole derivative or an indole derivative) or an aromatic amine can be preferably used. In addition, a compound having a thiophene skeleton and a compound having a furan skeleton can be given. Among these, a compound having an aromatic amine skeleton and a compound having a carbazole skeleton are preferable because they have good reliability, have high hole transportability, and contribute to a reduction in driving voltage.

なお、励起錯体を形成するホスト材料の組み合わせとしては、上述した化合物に限定されることなく、キャリアを輸送でき、且つ励起錯体を形成できる組み合わせであり、当該励起錯体の発光が、発光物質の吸収スペクトルにおける最も長波長側の吸収帯(発光物質の一重項基底状態から一重項励起状態への遷移に相当する吸収)と重なっていればよく、他の材料を用いても良い。   Note that the host material combination for forming the exciplex is not limited to the above-described compounds, and is a combination capable of transporting carriers and forming an exciplex. The emission of the exciplex is absorbed by the luminescent substance. As long as it overlaps with the absorption band on the longest wavelength side in the spectrum (absorption corresponding to the transition from the singlet ground state to the singlet excited state of the light-emitting substance), other materials may be used.

また、発光層の発光材料またはホスト材料として、熱活性化遅延蛍光材料を用いても良い。   Further, a thermally activated delayed fluorescent material may be used as the light emitting material or host material of the light emitting layer.

<発光素子の作製方法>
次に、本発明の一態様の発光素子の作製方法について、図13及び図14を用いて以下説明を行う。なお、ここでは、図12(A)に示す発光素子254の作製方法について説明する。
<Method for Manufacturing Light-Emitting Element>
Next, a method for manufacturing the light-emitting element of one embodiment of the present invention is described below with reference to FIGS. Note that here, a method for manufacturing the light-emitting element 254 illustrated in FIG. 12A will be described.

図13及び図14は、本発明の一態様の発光素子の作製方法を説明するための断面図である。   13 and 14 are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a light-emitting element of one embodiment of the present invention.

以下で説明する発光素子254の作製方法は、第1乃至第7の7つのステップを有する。   A method for manufacturing the light-emitting element 254 described below includes first to seventh steps.

≪第1のステップ≫
第1のステップは、発光素子の電極(具体的には、電極101を構成する導電層101a、電極103を構成する導電層103a、及び電極104を構成する導電層104a)を、基板200上に形成する工程である(図13(A)参照)。
≪First step≫
In the first step, an electrode of a light-emitting element (specifically, a conductive layer 101a constituting the electrode 101, a conductive layer 103a constituting the electrode 103, and a conductive layer 104a constituting the electrode 104) is formed over the substrate 200. This is a forming step (see FIG. 13A).

本実施の形態においては、基板200上に、光を反射する機能を有する導電層を形成し、該導電層を所望の形状に加工することで、導電層101a、導電層103a、及び導電層104aを形成する。上記光を反射する機能を有する導電層としては、銀とパラジウムと銅の合金膜(Ag−Pd−Cu膜、APCともいう)を用いる。このように、導電層101a、導電層103a、及び導電層104aを、同一の導電層を加工する工程を経て形成することで、製造コストを安くすることができるため好適である。   In this embodiment, a conductive layer having a function of reflecting light is formed over the substrate 200, and the conductive layer is processed into a desired shape, so that the conductive layer 101a, the conductive layer 103a, and the conductive layer 104a are processed. Form. As the conductive layer having a function of reflecting light, an alloy film of silver, palladium, and copper (also referred to as an Ag—Pd—Cu film or APC) is used. As described above, it is preferable to form the conductive layer 101a, the conductive layer 103a, and the conductive layer 104a through the process of processing the same conductive layer because manufacturing costs can be reduced.

なお、第1のステップの前に、基板200上に複数のトランジスタを形成してもよい。また、上記複数のトランジスタと、導電層101a、導電層103a、及び導電層104aとを、それぞれ電気的に接続させてもよい。   Note that a plurality of transistors may be formed over the substrate 200 before the first step. The plurality of transistors may be electrically connected to the conductive layer 101a, the conductive layer 103a, and the conductive layer 104a.

≪第2のステップ≫
第2のステップは、電極101を構成する導電層101a上に光を透過する機能を有する導電層101bを、電極103を構成する導電層103a上に光を透過する機能を有する導電層103bを、電極104を構成する導電層104a上に光を透過する機能を有する導電層104bを、形成する工程である(図13(B)参照)
≪Second step≫
In the second step, a conductive layer 101b having a function of transmitting light is formed on the conductive layer 101a constituting the electrode 101, and a conductive layer 103b having a function of transmitting light is formed on the conductive layer 103a constituting the electrode 103. In this step, a conductive layer 104b having a function of transmitting light is formed over the conductive layer 104a included in the electrode 104 (see FIG. 13B).

本実施の形態においては、光を反射する機能を有する導電層101a、103a、及び104a、の上にそれぞれ、光を透過する機能を有する導電層101b、103b、及び104bを形成し、これら導電層を所望の形状に加工することで、電極101、電極103、及び電極104を形成する。上記の導電層101b、103b、及び104bとしては、ITSO膜を用いる。   In this embodiment, conductive layers 101b, 103b, and 104b having a function of transmitting light are formed over the conductive layers 101a, 103a, and 104a having a function of reflecting light, respectively. Are processed into desired shapes, whereby the electrode 101, the electrode 103, and the electrode 104 are formed. As the conductive layers 101b, 103b, and 104b, ITSO films are used.

なお、光を透過する機能を有する導電層101b、103b、及び104bの形成方法としては、複数回に分けて形成してもよい。複数回に分けて形成することで、各領域で適したマイクロキャビティ構造となる膜厚で、導電層101b、103b、及び104bを形成することができる。   Note that the conductive layers 101b, 103b, and 104b having a function of transmitting light may be formed in multiple steps. By forming in multiple steps, the conductive layers 101b, 103b, and 104b can be formed with a film thickness that provides a suitable microcavity structure in each region.

≪第3のステップ≫
第3のステップは、発光素子の各電極の端部を覆う隔壁140を形成する工程である(図13(C)参照)。
≪Third step≫
The third step is a step of forming a partition 140 that covers an end portion of each electrode of the light emitting element (see FIG. 13C).

隔壁140は、電極と重なるように開口部を有する。該開口部によって露出する導電膜が発光素子の陽極として機能する。本実施の形態では、隔壁140として、ポリイミド樹脂を用いる。   The partition 140 has an opening so as to overlap with the electrode. The conductive film exposed through the opening functions as an anode of the light emitting element. In this embodiment, polyimide resin is used for the partition wall 140.

なお、第1乃至第3のステップにおいては、EL層(有機化合物を含む層)を損傷するおそれがないため、さまざまな成膜方法及び微細加工技術を適用できる。本実施の形態では、スパッタリング法を用いて反射性の導電層を成膜し、リソグラフィ法を用いて、該導電層をパターン形成し、その後ドライエッチング法またはウエットエッチング法を用いて、該導電層を島状に加工することで、電極101を構成する導電層101a、電極103を構成する導電層103a、及び電極104を構成する導電層104a、を形成する。その後、スパッタリング法を用いて透明性を有する導電膜を成膜し、リソグラフィ法を用いて、該透明性を有する導電膜にパターンを形成し、その後ウエットエッチング法を用いて、該透明導電膜を島状に加工して、電極101、電極103、及び電極104を形成する。   Note that in the first to third steps, since there is no possibility of damaging the EL layer (a layer containing an organic compound), various film formation methods and microfabrication techniques can be applied. In this embodiment mode, a reflective conductive layer is formed using a sputtering method, the conductive layer is patterned using a lithography method, and then the conductive layer is formed using a dry etching method or a wet etching method. Is processed into an island shape, whereby a conductive layer 101a that forms the electrode 101, a conductive layer 103a that forms the electrode 103, and a conductive layer 104a that forms the electrode 104 are formed. Thereafter, a conductive film having transparency is formed using a sputtering method, a pattern is formed on the conductive film having transparency using a lithography method, and then the transparent conductive film is formed using a wet etching method. The electrode 101, the electrode 103, and the electrode 104 are formed by processing into an island shape.

≪第4のステップ≫
第4のステップは、正孔注入層111、正孔輸送層112、発光層170、電子輸送層113、電子注入層114、及び電荷発生層115を形成する工程である(図14(A)参照)。
≪Fourth Step≫
The fourth step is a step of forming the hole injection layer 111, the hole transport layer 112, the light emitting layer 170, the electron transport layer 113, the electron injection layer 114, and the charge generation layer 115 (see FIG. 14A). ).

正孔注入層111としては、正孔輸送性材料とアクセプター性物質を含む材料とを共蒸着することで形成することができる。なお、共蒸着とは、異なる複数の物質をそれぞれ異なる蒸発源から同時に蒸発させる蒸着法である。また、正孔輸送層112としては、正孔輸送性材料を蒸着することで形成することができる。   The hole injection layer 111 can be formed by co-evaporation of a hole transporting material and a material containing an acceptor substance. Note that co-evaporation is an evaporation method in which a plurality of different substances are simultaneously evaporated from different evaporation sources. The hole transport layer 112 can be formed by vapor deposition of a hole transport material.

発光層170としては、緑色、黄緑色、黄色、橙色、または赤色の中から選ばれる少なくともいずれか一つの発光を呈する第2のゲスト材料を蒸着することで形成することができる。第2のゲスト材料としては、蛍光または燐光を呈する発光性の有機化合物を用いることができる。また、該発光性の有機化合物は、単独で蒸着してもよいが、他の物質と混合して蒸着してもよい。また、発光性の有機化合物をゲスト材料とし、ゲスト材料より励起エネルギーが大きなホスト材料に該ゲスト材料を分散して蒸着してもよい。また、発光層170として、発光層170a及び発光層170bの2層の構成とすることが好適である。その場合、発光層170a及び発光層170bは、それぞれ互いに異なる発光色を呈する発光物質を有することが好ましい。   The light emitting layer 170 can be formed by vapor-depositing a second guest material that emits at least one selected from green, yellow-green, yellow, orange, and red. As the second guest material, a light-emitting organic compound exhibiting fluorescence or phosphorescence can be used. The light-emitting organic compound may be vapor-deposited alone, but may be vapor-deposited by mixing with other substances. Alternatively, a light-emitting organic compound may be used as a guest material, and the guest material may be dispersed and evaporated in a host material having a higher excitation energy than the guest material. The light-emitting layer 170 preferably has a two-layer structure of a light-emitting layer 170a and a light-emitting layer 170b. In that case, the light-emitting layer 170a and the light-emitting layer 170b each preferably include a light-emitting substance that exhibits different emission colors.

電子輸送層113としては、電子輸送性の高い物質を蒸着することで形成することができる。また、電子注入層114としては、電子注入性の高い物質を蒸着することで形成することができる。   The electron transport layer 113 can be formed by evaporating a substance having a high electron transport property. Further, the electron injection layer 114 can be formed by vapor deposition of a substance having a high electron injection property.

電荷発生層115としては、正孔輸送性材料に電子受容体(アクセプター)が添加された材料、または電子輸送性材料に電子供与体(ドナー)が添加された材料を蒸着することで形成することができる。   The charge generation layer 115 is formed by vapor deposition of a material in which an electron acceptor (acceptor) is added to a hole transporting material, or a material in which an electron donor (donor) is added to an electron transporting material. Can do.

≪第5のステップ≫
第5のステップは、正孔注入層116、正孔輸送層117、発光層160、電子輸送層118、電子注入層119、及び電極102を形成する工程である(図14(B)参照)。
≪Fifth step≫
The fifth step is a step of forming the hole injection layer 116, the hole transport layer 117, the light emitting layer 160, the electron transport layer 118, the electron injection layer 119, and the electrode 102 (see FIG. 14B).

正孔注入層116としては、先に示す正孔注入層111と同様の材料及び同様の方法により形成することができる。また、正孔輸送層117としては、先に示す正孔輸送層112と同様の材料及び同様の方法により形成することができる。   The hole injection layer 116 can be formed using the same material and the same method as those of the hole injection layer 111 described above. Further, the hole transport layer 117 can be formed using a material and a method similar to those of the hole transport layer 112 described above.

発光層160としては、紫色、青色、または青緑色の中から選ばれる少なくともいずれか一つの発光を呈する第1のゲスト材料を蒸着することで形成することができる。第1のゲスト材料としては、蛍光性の有機化合物を用いることができる。また、該蛍光性の有機化合物は、単独で蒸着してもよいが、他の材料と混合して蒸着してもよい。また、蛍光性の有機化合物をゲスト材料とし、ゲスト材料より励起エネルギーが大きなホスト材料に該ゲスト材料を分散して蒸着してもよい。   The light-emitting layer 160 can be formed by vapor-depositing a first guest material that exhibits at least one light emission selected from purple, blue, and blue-green. As the first guest material, a fluorescent organic compound can be used. The fluorescent organic compound may be vapor-deposited alone, or may be vapor-deposited by mixing with other materials. Alternatively, a fluorescent organic compound may be used as a guest material, and the guest material may be dispersed and evaporated in a host material having a higher excitation energy than the guest material.

電子輸送層118としては、電子輸送性の高い物質を蒸着することで形成することができる。また、電子注入層119としては、電子注入性の高い物質を蒸着することで形成することができる。   The electron transport layer 118 can be formed by vapor deposition of a substance having a high electron transport property. Further, the electron injection layer 119 can be formed by vapor-depositing a substance having a high electron injection property.

電極102としては、反射性を有する導電膜と、透光性を有する導電膜を積層することで形成することができる。また、電極102としては、単層構造、または積層構造としてもよい。   The electrode 102 can be formed by stacking a conductive film having reflectivity and a conductive film having a light-transmitting property. The electrode 102 may have a single-layer structure or a stacked structure.

上記工程を経て、電極101、電極103、及び電極104上に、それぞれ領域222B、領域222G、及び領域222Rを有する発光素子が基板200上に形成される。   Through the above steps, a light-emitting element having a region 222B, a region 222G, and a region 222R is formed over the substrate 200 over the electrode 101, the electrode 103, and the electrode 104, respectively.

≪第6のステップ≫
第6のステップは、基板220上に遮光層223、光学素子224B、光学素子224G、及び光学素子224Rを形成する工程である(図14(C)参照)。
≪Sixth Step≫
The sixth step is a step of forming the light shielding layer 223, the optical element 224B, the optical element 224G, and the optical element 224R over the substrate 220 (see FIG. 14C).

遮光層223としては、黒色顔料の含んだ樹脂膜を所望の領域に形成する。その後、基板220及び遮光層223上に、光学素子224B、光学素子224G、及び光学素子224Rを形成する。光学素子224Bとしては、青色顔料の含んだ樹脂膜を所望の領域に形成する。また、光学素子224Gとしては、緑色顔料の含んだ樹脂膜を所望の領域に形成する。また、光学素子224Rとしては、赤色顔料の含んだ樹脂膜を所望の領域に形成する。   As the light shielding layer 223, a resin film containing a black pigment is formed in a desired region. After that, the optical element 224B, the optical element 224G, and the optical element 224R are formed over the substrate 220 and the light shielding layer 223. As the optical element 224B, a resin film containing a blue pigment is formed in a desired region. As the optical element 224G, a resin film containing a green pigment is formed in a desired region. As the optical element 224R, a resin film containing a red pigment is formed in a desired region.

≪第7のステップ≫
第7のステップは、基板200上に形成された発光素子と、基板220上に形成された遮光層223、光学素子224B、光学素子224G、及び光学素子224Rと、を貼り合わせ、封止材を用いて封止する工程である(図示しない)。
≪Seventh Step≫
In the seventh step, the light-emitting element formed over the substrate 200 and the light-shielding layer 223, the optical element 224B, the optical element 224G, and the optical element 224R formed over the substrate 220 are bonded together, and a sealing material is attached. It is the process of sealing using (not shown).

以上の工程により、図12(A)に示す発光素子254を形成することができる。   Through the above steps, the light-emitting element 254 illustrated in FIG. 12A can be formed.

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。   Note that the structure described in this embodiment can be combined as appropriate with any of the structures described in the other embodiments.

(実施の形態4)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について、図15乃至図21を用いて説明する。
(Embodiment 4)
In this embodiment, a display device of one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

<表示装置の構成例1>
図15(A)は表示装置600を示す上面図、図15(B)は図15(A)の一点鎖線A−B、及び一点鎖線C−Dで切断した断面図である。表示装置600は、駆動回路部(信号線駆動回路部601、及び走査線駆動回路部603)、並びに画素部602を有する。なお、信号線駆動回路部601、走査線駆動回路部603、及び画素部602は、発光素子の発光を制御する機能を有する。
<Configuration Example 1 of Display Device>
15A is a top view of the display device 600, and FIG. 15B is a cross-sectional view taken along the dashed-dotted line AB and the dashed-dotted line CD in FIG. The display device 600 includes a driver circuit portion (a signal line driver circuit portion 601 and a scan line driver circuit portion 603) and a pixel portion 602. Note that the signal line driver circuit portion 601, the scan line driver circuit portion 603, and the pixel portion 602 have a function of controlling light emission of the light-emitting element.

また、表示装置600は、素子基板610と、封止基板604と、シール材605と、シール材605で囲まれた領域607と、引き回し配線608と、FPC609と、を有する。   In addition, the display device 600 includes an element substrate 610, a sealing substrate 604, a sealant 605, a region 607 surrounded by the sealant 605, a lead wiring 608, and an FPC 609.

なお、引き回し配線608は、信号線駆動回路部601及び走査線駆動回路部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FPC609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FPC609しか図示されていないが、FPC609にはプリント配線基板(PWB:Printed Wiring Board)が取り付けられていても良い。   Note that the lead wiring 608 is a wiring for transmitting a signal input to the signal line driver circuit portion 601 and the scanning line driver circuit portion 603, and a video signal, a clock signal, a start signal, an FPC 609 serving as an external input terminal, Receive a reset signal. Note that only the FPC 609 is illustrated here, but a printed wiring board (PWB) may be attached to the FPC 609.

また、信号線駆動回路部601は、Nチャネル型のトランジスタ623とPチャネル型のトランジスタ624とを組み合わせたCMOS回路が形成される。なお、信号線駆動回路部601または走査線駆動回路部603は、種々のCMOS回路、PMOS回路、またはNMOS回路を用いることが出来る。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路部を形成したドライバと画素とを同一の表面上に設けた表示装置を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路部を基板上ではなく外部に形成することもできる。   In the signal line driver circuit portion 601, a CMOS circuit in which an N-channel transistor 623 and a P-channel transistor 624 are combined is formed. Note that the signal line driver circuit portion 601 or the scan line driver circuit portion 603 can use various CMOS circuits, PMOS circuits, or NMOS circuits. In this embodiment mode, a display device in which a driver and a pixel in which a driver circuit portion is formed over a substrate is provided on the same surface is not necessarily required; It can also be formed.

また、画素部602は、スイッチング用のトランジスタ611と、電流制御用のトランジスタ612と、電流制御用のトランジスタ612のドレインに電気的に接続された下部電極613と、を有する。なお、下部電極613の端部を覆って隔壁614が形成されている。隔壁614としては、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることができる。   The pixel portion 602 includes a switching transistor 611, a current control transistor 612, and a lower electrode 613 electrically connected to the drain of the current control transistor 612. A partition wall 614 is formed so as to cover an end portion of the lower electrode 613. As the partition wall 614, a positive photosensitive acrylic resin film can be used.

また、被覆性を良好なものとするため、隔壁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、隔壁614の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、隔壁614の上端部のみに曲率半径(0.2μm以上3μm以下)を有する曲面を持たせることが好ましい。また、隔壁614として、ネガ型の感光性樹脂、またはポジ型の感光性樹脂のいずれも使用することができる。   In addition, a curved surface having a curvature is formed at the upper end portion or the lower end portion of the partition wall 614 in order to improve the coverage. For example, when positive photosensitive acrylic is used as the material of the partition wall 614, it is preferable that only the upper end portion of the partition wall 614 has a curved surface having a curvature radius (0.2 μm or more and 3 μm or less). As the partition wall 614, either a negative photosensitive resin or a positive photosensitive resin can be used.

なお、トランジスタ(トランジスタ611、612、623、624)の構造は、特に限定されない。例えば、スタガ型のトランジスタを用いてもよい。また、トランジスタの極性についても特に限定はなく、Nチャネル型およびPチャネル型のトランジスタを有する構造、及びNチャネル型のトランジスタまたはPチャネル型のトランジスタのいずれか一方のみからなる構造を用いてもよい。また、トランジスタに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定はない。例えば、非晶質半導体膜、結晶性半導体膜を用いることができる。また、半導体材料としては、14族(ケイ素等)半導体、化合物半導体(酸化物半導体を含む)、有機半導体等を用いることができる。トランジスタとしては、例えば、エネルギーギャップが2eV以上、好ましくは2.5eV以上、さらに好ましくは3eV以上の酸化物半導体を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができるため好ましい。該酸化物半導体としては、In−Ga酸化物、In−M−Zn酸化物(Mは、Al、Ga、イットリウム(Y)、ジルコニウム(Zr)、ランタン(La)、セリウム(Ce)、Sn、ハフニウム(Hf)、またはネオジム(Nd)を表す)等が挙げられる。   Note that there is no particular limitation on the structure of the transistor (the transistors 611, 612, 623, and 624). For example, a staggered transistor may be used. There is no particular limitation on the polarity of the transistor, and a structure including N-channel and P-channel transistors and a structure including only one of an N-channel transistor and a P-channel transistor may be used. . There is no particular limitation on the crystallinity of a semiconductor film used for the transistor. For example, an amorphous semiconductor film or a crystalline semiconductor film can be used. As the semiconductor material, a group 14 (silicon, etc.) semiconductor, a compound semiconductor (including an oxide semiconductor), an organic semiconductor, or the like can be used. As the transistor, for example, an oxide semiconductor with an energy gap of 2 eV or more, preferably 2.5 eV or more, more preferably 3 eV or more can be used because off-state current of the transistor can be reduced. Examples of the oxide semiconductor include In—Ga oxide, In—M—Zn oxide (M is Al, Ga, yttrium (Y), zirconium (Zr), lanthanum (La), cerium (Ce), Sn, Hafnium (Hf) or neodymium (Nd)).

下部電極613上には、EL層616、および上部電極617がそれぞれ形成されている。なお、下部電極613は、陽極として機能し、上部電極617は、陰極として機能する。   An EL layer 616 and an upper electrode 617 are formed on the lower electrode 613, respectively. Note that the lower electrode 613 functions as an anode, and the upper electrode 617 functions as a cathode.

また、EL層616は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート法等の種々の方法によって形成される。また、EL層616を構成する他の材料としては、低分子化合物、または高分子化合物(オリゴマー、デンドリマーを含む)であっても良い。   The EL layer 616 is formed by various methods such as an evaporation method using an evaporation mask, an inkjet method, and a spin coating method. Further, as another material forming the EL layer 616, a low molecular compound or a high molecular compound (including an oligomer and a dendrimer) may be used.

なお、下部電極613、EL層616、及び上部電極617により、発光素子618が形成される。発光素子618は、実施の形態1または実施の形態2の構成を有する発光素子である。なお、画素部は複数の発光素子が形成される場合、実施の形態1または実施の形態2に記載の発光素子と、それ以外の構成を有する発光素子の両方が含まれていても良い。   Note that the light-emitting element 618 is formed by the lower electrode 613, the EL layer 616, and the upper electrode 617. A light-emitting element 618 is a light-emitting element having the structure of Embodiment 1 or 2. Note that in the case where a plurality of light-emitting elements are formed, the pixel portion may include both the light-emitting elements described in Embodiment 1 or 2 and light-emitting elements having other structures.

また、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で囲まれた領域607に発光素子618が備えられた構造になっている。なお、領域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に用いることができる紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂で充填される場合もあり、例えば、PVC(ポリビニルクロライド)系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)系樹脂、またはEVA(エチレンビニルアセテート)系樹脂を用いることができる。封止基板には凹部を形成し、そこに乾燥材を設けると水分の影響による劣化を抑制することができ、好ましい構成である。   Further, the sealing substrate 604 is attached to the element substrate 610 with the sealant 605, whereby the light-emitting element 618 is provided in the region 607 surrounded by the element substrate 610, the sealing substrate 604, and the sealant 605. ing. Note that the region 607 is filled with a filler and is filled with an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin that can be used for the sealant 605 in addition to a case where an inert gas (such as nitrogen or argon) is filled. For example, PVC (polyvinyl chloride) resin, acrylic resin, polyimide resin, epoxy resin, silicone resin, PVB (polyvinyl butyral) resin, or EVA (ethylene vinyl acetate) resin may be used. Can be used. When a recess is formed in the sealing substrate and a desiccant is provided therein, deterioration due to the influence of moisture can be suppressed, which is a preferable configuration.

また、発光素子618と互いに重なるように、光学素子621が封止基板604の下方に設けられる。また、封止基板604の下方には、遮光層622が設けられる。光学素子621及び遮光層622としては、それぞれ、実施の形態3に示す光学素子、及び遮光層と同様の構成とすればよい。   In addition, the optical element 621 is provided below the sealing substrate 604 so as to overlap with the light emitting element 618. Further, a light shielding layer 622 is provided below the sealing substrate 604. The optical element 621 and the light-blocking layer 622 may have structures similar to those of the optical element and the light-blocking layer described in Embodiment 3, respectively.

なお、シール材605にはエポキシ系樹脂やガラスフリット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にく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(Fiber 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 resin or glass frit is preferably used for the sealant 605. Moreover, it is desirable that these materials are materials that are as difficult to permeate moisture and oxygen as possible. In addition to a glass substrate or a quartz substrate, a plastic substrate made of FRP (Fiber Reinforced Plastics), PVF (polyvinyl fluoride), polyester, acrylic, or the like can be used as a material for the sealing substrate 604.

以上のようにして、実施の形態1乃至実施の形態3に記載の発光素子及び光学素子を有する表示装置を得ることができる。   As described above, a display device including the light-emitting element and the optical element described in any of Embodiments 1 to 3 can be obtained.

<表示装置の構成例2>
次に、表示装置の別の一例について、図16(A)(B)及び図17を用いて説明を行う。なお、図16(A)(B)及び図17は、本発明の一態様の表示装置の断面図である。
<Configuration Example 2 of Display Device>
Next, another example of the display device will be described with reference to FIGS. 16A and 16B and 17 are cross-sectional views of a display device of one embodiment of the present invention.

図16(A)には基板1001、下地絶縁膜1002、ゲート絶縁膜1003、ゲート電極1006、1007、1008、第1の層間絶縁膜1020、第2の層間絶縁膜1021、周辺部1042、画素部1040、駆動回路部1041、発光素子の下部電極1024R、1024G、1024B、隔壁1025、EL層1028、発光素子の上部電極1026、封止層1029、封止基板1031、シール材1032などが図示されている。   FIG. 16A shows a substrate 1001, a base insulating film 1002, a gate insulating film 1003, gate electrodes 1006, 1007, and 1008, a first interlayer insulating film 1020, a second interlayer insulating film 1021, a peripheral portion 1042, and a pixel portion. 1040, a driver circuit portion 1041, a light emitting element lower electrode 1024R, 1024G, 1024B, a partition wall 1025, an EL layer 1028, a light emitting element upper electrode 1026, a sealing layer 1029, a sealing substrate 1031, a sealing material 1032, and the like Yes.

また、図16(A)では、光学素子の一例として、着色層(赤色の着色層1034R、緑色の着色層1034G、及び青色の着色層1034B)を透明な基材1033に設けている。また、遮光層1035をさらに設けても良い。着色層及び遮光層が設けられた透明な基材1033は、位置合わせし、基板1001に固定する。なお、着色層、及び遮光層は、オーバーコート層1036で覆われている。また、図16(A)においては、着色層を透過する光は赤、緑、青となることから、3色の画素で映像を表現することができる。   In FIG. 16A, a colored layer (a red colored layer 1034R, a green colored layer 1034G, and a blue colored layer 1034B) is provided over a transparent base material 1033 as an example of an optical element. Further, a light shielding layer 1035 may be further provided. The transparent base material 1033 provided with the coloring layer and the light shielding layer is aligned and fixed to the substrate 1001. Note that the coloring layer and the light shielding layer are covered with an overcoat layer 1036. In FIG. 16A, since light transmitted through the colored layer is red, green, and blue, an image can be expressed with pixels of three colors.

図16(B)では、光学素子の一例として、着色層(赤色の着色層1034R、緑色の着色層1034G、青色の着色層1034B)をゲート絶縁膜1003と第1の層間絶縁膜1020との間に形成する例を示している。このように、着色層は基板1001と封止基板1031の間に設けられていても良い。   In FIG. 16B, as an example of the optical element, a colored layer (a red colored layer 1034R, a green colored layer 1034G, and a blue colored layer 1034B) is provided between the gate insulating film 1003 and the first interlayer insulating film 1020. An example of forming is shown. As described above, the coloring layer may be provided between the substrate 1001 and the sealing substrate 1031.

図17では、光学素子の一例として、着色層(赤色の着色層1034R、緑色の着色層1034G、青色の着色層1034B)を第1の層間絶縁膜1020と第2の層間絶縁膜1021との間に形成する例を示している。このように、着色層は基板1001と封止基板1031の間に設けられていても良い。   In FIG. 17, as an example of the optical element, a colored layer (a red colored layer 1034R, a green colored layer 1034G, and a blue colored layer 1034B) is provided between the first interlayer insulating film 1020 and the second interlayer insulating film 1021. An example of forming is shown. As described above, the coloring layer may be provided between the substrate 1001 and the sealing substrate 1031.

また、以上に説明した表示装置では、トランジスタが形成されている基板1001側に光を取り出す構造(ボトムエミッション型)の表示装置としたが、封止基板1031側に発光を取り出す構造(トップエミッション型)の表示装置としても良い。   In the display device described above, a display device having a structure in which light is extracted to the substrate 1001 side where the transistor is formed (bottom emission type) is used. However, a structure in which light emission is extracted to the sealing substrate 1031 side (top emission type). ) Display device.

<表示装置の構成例3>
トップエミッション型の表示装置の断面図の一例を図18(A)(B)に示す。図18(A)(B)は、本発明の一態様の表示装置を説明する断面図であり、図16(A)(B)及び図17に示す駆動回路部1041、周辺部1042等を省略して例示している。
<Configuration Example 3 of Display Device>
An example of a cross-sectional view of a top emission type display device is shown in FIGS. 18A and 18B are cross-sectional views illustrating a display device of one embodiment of the present invention, in which the driver circuit portion 1041, the peripheral portion 1042, and the like shown in FIGS. 16A and 16B are omitted. It is illustrated as an example.

この場合、基板1001は光を通さない基板を用いることができる。トランジスタと発光素子の陽極とを接続する接続電極を作製するまでは、ボトムエミッション型の表示装置と同様に形成する。その後、電極1022を覆うように、第3の層間絶縁膜1037を形成する。この絶縁膜は平坦化の役割を担っていても良い。第3の層間絶縁膜1037は第2の層間絶縁膜と同様の材料の他、他の様々な材料を用いて形成することができる。   In this case, a substrate that does not transmit light can be used as the substrate 1001. Until the connection electrode for connecting the transistor and the anode of the light-emitting element is manufactured, the transistor is formed in the same manner as the bottom emission display device. Thereafter, a third interlayer insulating film 1037 is formed so as to cover the electrode 1022. This insulating film may play a role of planarization. The third interlayer insulating film 1037 can be formed using various other materials in addition to the same material as the second interlayer insulating film.

発光素子の下部電極1024R、1024G、1024Bはここでは陽極とするが、陰極であっても構わない。また、図18(A)(B)のようなトップエミッション型の表示装置である場合、下部電極1024R、1024G、1024Bは光を反射する機能を有することが好ましい。また、EL層1028上に上部電極1026が設けられる。上部電極1026は光を反射する機能と、光を透過する機能を有し、下部電極1024R、1024G、1024Bと、上部電極1026との間で、マイクロキャビティ構造を採用し、特定波長における光強度を増加させると好ましい。   The lower electrodes 1024R, 1024G, and 1024B of the light-emitting elements are anodes here, but may be cathodes. In the case of a top-emission display device as shown in FIGS. 18A and 18B, the lower electrodes 1024R, 1024G, and 1024B preferably have a function of reflecting light. An upper electrode 1026 is provided over the EL layer 1028. The upper electrode 1026 has a function of reflecting light and a function of transmitting light, and adopts a microcavity structure between the lower electrodes 1024R, 1024G, and 1024B and the upper electrode 1026, and increases the light intensity at a specific wavelength. Increasing is preferable.

図18(A)のようなトップエミッションの構造では、着色層(赤色の着色層1034R、緑色の着色層1034G、及び青色の着色層1034B)を設けた封止基板1031で封止を行うことができる。封止基板1031には画素と画素との間に位置するように遮光層1035を設けても良い。なお、封止基板1031は透光性を有する基板を用いると好適である。   In the top emission structure as shown in FIG. 18A, sealing is performed with a sealing substrate 1031 provided with colored layers (a red colored layer 1034R, a green colored layer 1034G, and a blue colored layer 1034B). it can. A light-blocking layer 1035 may be provided on the sealing substrate 1031 so as to be positioned between the pixels. Note that a light-transmitting substrate is preferably used as the sealing substrate 1031.

また、図18(A)においては、複数の発光素子と、該複数の発光素子にそれぞれ着色層を設ける構成を例示したが、これに限定されない。例えば、図18(B)に示すように、緑色の着色層を設けずに、赤色の着色層1034R、及び青色の着色層1034Bを設けて、赤、緑、青の3色でフルカラー表示を行う構成としてもよい。図18(A)に示すように、発光素子と、該発光素子にそれぞれ着色層を設ける構成とした場合、外光反射を抑制できるといった効果を奏する。一方で、図18(B)に示すように、発光素子と、緑色の着色層を設けずに、赤色の着色層、及び青色の着色層を設ける構成とした場合、緑色の発光素子から射出された光のエネルギー損失が少ないため、消費電力を低くできるといった効果を奏する。   FIG. 18A illustrates a plurality of light-emitting elements and a structure in which a colored layer is provided for each of the plurality of light-emitting elements; however, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 18B, a red colored layer 1034R and a blue colored layer 1034B are provided without providing a green colored layer, and full color display is performed with three colors of red, green, and blue. It is good also as a structure. As shown in FIG. 18A, when a light-emitting element and a structure in which a colored layer is provided for each of the light-emitting elements are provided, there is an effect that external light reflection can be suppressed. On the other hand, as shown in FIG. 18B, when a light emitting element and a red colored layer and a blue colored layer are provided without providing a green colored layer, the light is emitted from the green light emitting element. Since the energy loss of the light is small, the power consumption can be reduced.

<表示装置の構成例4>
以上に示す表示装置は、3色(赤色、緑色、青色)の副画素を有する構成を示したが、4色(赤色、緑色、青色、黄色、あるいは赤色、緑色、青色、白色)の副画素を有する構成としてもよい。図19乃至図21は、下部電極1024R、1024G、1024B、及び1024Yを有する表示装置の構成である。図19(A)(B)及び図20は、トランジスタが形成されている基板1001側に光を取り出す構造(ボトムエミッション型)の表示装置であり、図21(A)(B)は、封止基板1031側に発光を取り出す構造(トップエミッション型)の表示装置である。
<Configuration Example 4 of Display Device>
Although the display device described above has a configuration including sub-pixels of three colors (red, green, and blue), sub-pixels of four colors (red, green, blue, yellow, or red, green, blue, and white) It is good also as a structure which has. 19 to 21 illustrate a structure of a display device including lower electrodes 1024R, 1024G, 1024B, and 1024Y. 19A, 19B, and 20 show a display device having a structure (bottom emission type) in which light is extracted to the substrate 1001 side where a transistor is formed. FIGS. This is a display device having a structure in which light emission is extracted from the substrate 1031 side (top emission type).

図19(A)は、光学素子(着色層1034R、着色層1034G、着色層1034B、着色層1034Y)を透明な基材1033に設ける表示装置の例である。また、図19(B)は、光学素子(着色層1034R、着色層1034G、着色層1034B、着色層1034Y)をゲート絶縁膜1003と第1の層間絶縁膜1020との間に形成する表示装置の例である。また、図20は、光学素子(着色層1034R、着色層1034G、着色層1034B、着色層1034Y)を第1の層間絶縁膜1020と第2の層間絶縁膜1021との間に形成する表示装置の例である。   FIG. 19A illustrates an example of a display device in which an optical element (a colored layer 1034R, a colored layer 1034G, a colored layer 1034B, and a colored layer 1034Y) is provided over a transparent base material 1033. FIG. 19B illustrates a display device in which an optical element (colored layer 1034R, colored layer 1034G, colored layer 1034B, and colored layer 1034Y) is formed between the gate insulating film 1003 and the first interlayer insulating film 1020. It is an example. 20 illustrates a display device in which an optical element (colored layer 1034R, colored layer 1034G, colored layer 1034B, and colored layer 1034Y) is formed between the first interlayer insulating film 1020 and the second interlayer insulating film 1021. It is an example.

着色層1034Rは赤色の光を透過し、着色層1034Gは緑色の光を透過し、着色層1034Bは青色の光を透過する機能を有する。また、着色層1034Yは黄色の光を透過する機能、あるいは青色、緑色、黄色、赤色の中から選ばれる複数の光を透過する機能を有する。着色層1034Yが青色、緑色、黄色、赤色の中から選ばれる複数の光を透過する機能を有するとき、着色層1034Yを透過した光は白色であってもよい。黄色あるいは白色の発光を呈する発光素子は発光効率が高いため、着色層1034Yを有する表示装置は、消費電力を低減することができる。   The colored layer 1034R has a function of transmitting red light, the colored layer 1034G has a function of transmitting green light, and the colored layer 1034B has a function of transmitting blue light. The colored layer 1034Y has a function of transmitting yellow light or a function of transmitting a plurality of lights selected from blue, green, yellow, and red. When the colored layer 1034Y has a function of transmitting a plurality of lights selected from blue, green, yellow, and red, the light transmitted through the colored layer 1034Y may be white. Since a light-emitting element that emits yellow or white light has high emission efficiency, the display device including the colored layer 1034Y can reduce power consumption.

また、図21に示すトップエミッション型の表示装置においては、下部電極1024Yを有する発光素子においても、図18(A)の表示装置と同様に、上部電極1026との間で、マイクロキャビティ構造を有する構成が好ましい。また、図21(A)の表示装置では、着色層(赤色の着色層1034R、緑色の着色層1034G、青色の着色層1034B、及び黄色の着色層1034Y)を設けた封止基板1031で封止を行うことができる。   In the top emission display device illustrated in FIG. 21, the light-emitting element having the lower electrode 1024Y also has a microcavity structure between the upper electrode 1026 and the display device in FIG. A configuration is preferred. In the display device in FIG. 21A, sealing is performed with a sealing substrate 1031 provided with colored layers (a red colored layer 1034R, a green colored layer 1034G, a blue colored layer 1034B, and a yellow colored layer 1034Y). It can be performed.

マイクロキャビティ、及び黄色の着色層1034Yを介して呈される発光は、黄色の領域に発光スペクトルを有する発光となる。黄色は視感度が高い色であるため、黄色の発光を呈する発光素子は発光効率が高い。すなわち、図21(A)の構成を有する表示装置は、消費電力を低減することができる。   The light emitted through the microcavity and the yellow colored layer 1034Y becomes light having an emission spectrum in the yellow region. Since yellow is a color with high visibility, a light-emitting element that emits yellow light has high light emission efficiency. That is, the display device having the structure illustrated in FIG. 21A can reduce power consumption.

また、図21(A)においては、複数の発光素子と、該複数の発光素子にそれぞれ着色層を設ける構成を例示したが、これに限定されない。例えば、図21(B)に示すように、黄色の着色層を設けずに、赤色の着色層1034R、緑色の着色層1034G、及び青色の着色層1034Bを設けて、赤、緑、青、黄の4色、または赤、緑、青、白の4色でフルカラー表示を行う構成としてもよい。図21(A)に示すように、発光素子と、該発光素子にそれぞれ着色層を設ける構成とした場合、外光反射を抑制できるといった効果を奏する。一方で、図21(B)に示すように、発光素子と、黄色の着色層を設けずに、赤色の着色層、緑色の着色層、及び青色の着色層を設ける構成とした場合、黄色または白色の発光素子から射出された光のエネルギー損失が少ないため、消費電力を低くできるといった効果を奏する。   FIG. 21A illustrates a plurality of light-emitting elements and a structure in which a colored layer is provided for each of the plurality of light-emitting elements; however, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 21B, a red colored layer 1034R, a green colored layer 1034G, and a blue colored layer 1034B are provided without providing a yellow colored layer, and red, green, blue, yellow The full color display may be performed with the four colors of red, green, blue, and white. As shown in FIG. 21A, when a light emitting element and a structure in which a colored layer is provided for each light emitting element are provided, an effect that external light reflection can be suppressed is obtained. On the other hand, as shown in FIG. 21B, when a light emitting element and a yellow colored layer are not provided, a red colored layer, a green colored layer, and a blue colored layer are provided. Since there is little energy loss of the light inject | emitted from the white light emitting element, there exists an effect that power consumption can be made low.

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態や本実施の形態中の他の構成と適宜組み合わせることが可能である。   Note that the structure described in this embodiment can be combined as appropriate with any of the other embodiments and the other structures in this embodiment.

(実施の形態5)
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を有する表示装置について、図22乃至図24を用いて説明を行う。
(Embodiment 5)
In this embodiment, a display device including the light-emitting element of one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

なお、図22(A)は、本発明の一態様の表示装置を説明するブロック図であり、図22(B)は、本発明の一態様の一態様の表示装置が有する画素回路を説明する回路図である。   22A is a block diagram illustrating a display device of one embodiment of the present invention, and FIG. 22B illustrates a pixel circuit included in the display device of one embodiment of the present invention. It is a circuit diagram.

<表示装置に関する説明>
図22(A)に示す表示装置は、表示素子の画素を有する領域(以下、画素部802という)と、画素部802の外側に配置され、画素を駆動するための回路を有する回路部(以下、駆動回路部804という)と、素子の保護機能を有する回路(以下、保護回路806という)と、端子部807と、を有する。なお、保護回路806は、設けない構成としてもよい。
<Description of display device>
A display device illustrated in FIG. 22A includes a region having a pixel of a display element (hereinafter referred to as a pixel portion 802) and a circuit portion (hereinafter, referred to as a pixel portion 802) that includes a circuit for driving the pixel. , A driver circuit portion 804), a circuit having an element protection function (hereinafter referred to as a protection circuit 806), and a terminal portion 807. Note that the protection circuit 806 may not be provided.

駆動回路部804の一部、または全部は、画素部802と同一基板上に形成されていることが望ましい。これにより、部品数や端子数を減らすことが出来る。駆動回路部804の一部、または全部が、画素部802と同一基板上に形成されていない場合には、駆動回路部804の一部、または全部は、COGやTAB(Tape Automated Bonding)によって、実装することができる。   Part or all of the driver circuit portion 804 is preferably formed over the same substrate as the pixel portion 802. Thereby, the number of parts and the number of terminals can be reduced. When part or all of the driver circuit portion 804 is not formed over the same substrate as the pixel portion 802, part or all of the driver circuit portion 804 is formed by COG or TAB (Tape Automated Bonding). Can be implemented.

画素部802は、X行(Xは2以上の自然数)Y列(Yは2以上の自然数)に配置された複数の表示素子を駆動するための回路(以下、画素回路801という)を有し、駆動回路部804は、画素を選択する信号(走査信号)を出力する回路(以下、走査線駆動回路804aという)、画素の表示素子を駆動するための信号(データ信号)を供給するための回路(以下、信号線駆動回路804b)などの駆動回路を有する。   The pixel portion 802 includes a circuit (hereinafter referred to as a pixel circuit 801) for driving a plurality of display elements arranged in X rows (X is a natural number of 2 or more) and Y columns (Y is a natural number of 2 or more). The driver circuit portion 804 supplies a signal for selecting a pixel (scanning signal) (hereinafter referred to as a scanning line driving circuit 804a) and a signal (data signal) for driving a display element of the pixel. A driver circuit such as a circuit (hereinafter, a signal line driver circuit 804b) is included.

走査線駆動回路804aは、シフトレジスタ等を有する。走査線駆動回路804aは、端子部807を介して、シフトレジスタを駆動するための信号が入力され、信号を出力する。例えば、走査線駆動回路804aは、スタートパルス信号、クロック信号等が入力され、パルス信号を出力する。走査線駆動回路804aは、走査信号が与えられる配線(以下、走査線GL_1乃至GL_Xという)の電位を制御する機能を有する。なお、走査線駆動回路804aを複数設け、複数の走査線駆動回路804aにより、走査線GL_1乃至GL_Xを分割して制御してもよい。または、走査線駆動回路804aは、初期化信号を供給することができる機能を有する。ただし、これに限定されず、走査線駆動回路804aは、別の信号を供給することも可能である。   The scan line driver circuit 804a includes a shift register and the like. The scan line driver circuit 804a receives a signal for driving the shift register via the terminal portion 807 and outputs a signal. For example, the scan line driver circuit 804a receives a start pulse signal, a clock signal, and the like and outputs a pulse signal. The scan line driver circuit 804a has a function of controlling the potential of a wiring to which a scan signal is supplied (hereinafter referred to as scan lines GL_1 to GL_X). Note that a plurality of scan line driver circuits 804a may be provided, and the scan lines GL_1 to GL_X may be divided and controlled by the plurality of scan line driver circuits 804a. Alternatively, the scan line driver circuit 804a has a function of supplying an initialization signal. Note that the present invention is not limited to this, and the scan line driver circuit 804a can supply another signal.

信号線駆動回路804bは、シフトレジスタ等を有する。信号線駆動回路804bは、端子部807を介して、シフトレジスタを駆動するための信号の他、データ信号の元となる信号(画像信号)が入力される。信号線駆動回路804bは、画像信号を元に画素回路801に書き込むデータ信号を生成する機能を有する。また、信号線駆動回路804bは、スタートパルス、クロック信号等が入力されて得られるパルス信号に従って、データ信号の出力を制御する機能を有する。また、信号線駆動回路804bは、データ信号が与えられる配線(以下、データ線DL_1乃至DL_Yという)の電位を制御する機能を有する。または、信号線駆動回路804bは、初期化信号を供給することができる機能を有する。ただし、これに限定されず、信号線駆動回路804bは、別の信号を供給することも可能である。   The signal line driver circuit 804b includes a shift register and the like. In addition to a signal for driving the shift register, the signal line driver circuit 804b receives a signal (image signal) that is a source of a data signal through the terminal portion 807. The signal line driver circuit 804b has a function of generating a data signal to be written in the pixel circuit 801 based on the image signal. In addition, the signal line driver circuit 804b has a function of controlling output of a data signal in accordance with a pulse signal obtained by inputting a start pulse, a clock signal, or the like. The signal line driver circuit 804b has a function of controlling the potential of a wiring to which a data signal is supplied (hereinafter referred to as data lines DL_1 to DL_Y). Alternatively, the signal line driver circuit 804b has a function of supplying an initialization signal. Note that the present invention is not limited to this, and the signal line driver circuit 804b can supply another signal.

信号線駆動回路804bは、例えば複数のアナログスイッチなどを用いて構成される。信号線駆動回路804bは、複数のアナログスイッチを順次オン状態にすることにより、画像信号を時分割した信号をデータ信号として出力できる。また、シフトレジスタなどを用いて信号線駆動回路804bを構成してもよい。   The signal line driver circuit 804b is configured using a plurality of analog switches, for example. The signal line driver circuit 804b can output a signal obtained by time-dividing an image signal as a data signal by sequentially turning on a plurality of analog switches. Alternatively, the signal line driver circuit 804b may be formed using a shift register or the like.

複数の画素回路801のそれぞれは、走査信号が与えられる複数の走査線GLの一つを介してパルス信号が入力され、データ信号が与えられる複数のデータ線DLの一つを介してデータ信号が入力される。また、複数の画素回路801のそれぞれは、走査線駆動回路804aによりデータ信号のデータの書き込み及び保持が制御される。例えば、m行n列目の画素回路801は、走査線GL_m(mはX以下の自然数)を介して走査線駆動回路804aからパルス信号が入力され、走査線GL_mの電位に応じてデータ線DL_n(nはY以下の自然数)を介して信号線駆動回路804bからデータ信号が入力される。   Each of the plurality of pixel circuits 801 receives a pulse signal through one of the plurality of scanning lines GL to which the scanning signal is applied, and receives the data signal through one of the plurality of data lines DL to which the data signal is applied. Entered. In each of the plurality of pixel circuits 801, writing and holding of data signals is controlled by the scanning line driver circuit 804a. For example, the pixel circuit 801 in the m-th row and the n-th column receives a pulse signal from the scan line driver circuit 804a through the scan line GL_m (m is a natural number equal to or less than X), and the data line DL_n according to the potential of the scan line GL_m. A data signal is input from the signal line driver circuit 804b through (n is a natural number equal to or less than Y).

図22(A)に示す保護回路806は、例えば、走査線駆動回路804aと画素回路801の間の配線である走査線GLに接続される。または、保護回路806は、信号線駆動回路804bと画素回路801の間の配線であるデータ線DLに接続される。または、保護回路806は、走査線駆動回路804aと端子部807との間の配線に接続することができる。または、保護回路806は、信号線駆動回路804bと端子部807との間の配線に接続することができる。なお、端子部807は、外部の回路から表示装置に電源及び制御信号、及び画像信号を入力するための端子が設けられた部分をいう。   The protection circuit 806 illustrated in FIG. 22A is connected to, for example, the scanning line GL which is a wiring between the scanning line driver circuit 804a and the pixel circuit 801. Alternatively, the protection circuit 806 is connected to the data line DL that is a wiring between the signal line driver circuit 804 b and the pixel circuit 801. Alternatively, the protection circuit 806 can be connected to a wiring between the scan line driver circuit 804 a and the terminal portion 807. Alternatively, the protection circuit 806 can be connected to a wiring between the signal line driver circuit 804 b and the terminal portion 807. Note that the terminal portion 807 is a portion where a terminal for inputting a power supply, a control signal, and an image signal from an external circuit to the display device is provided.

保護回路806は、自身が接続する配線に一定の範囲外の電位が与えられたときに、該配線と別の配線とを導通状態にする回路である。   The protection circuit 806 is a circuit that brings a wiring into a conductive state when a potential outside a certain range is applied to the wiring to which the protection circuit 806 is connected.

図22(A)に示すように、画素部802と駆動回路部804にそれぞれ保護回路806を設けることにより、ESD(Electro Static Discharge:静電気放電)などにより発生する過電流に対する表示装置の耐性を高めることができる。ただし、保護回路806の構成はこれに限定されず、例えば、走査線駆動回路804aに保護回路806を接続した構成、または信号線駆動回路804bに保護回路806を接続した構成とすることもできる。あるいは、端子部807に保護回路806を接続した構成とすることもできる。   As shown in FIG. 22A, by providing a protection circuit 806 in each of the pixel portion 802 and the driver circuit portion 804, resistance of the display device to an overcurrent generated by ESD (Electro Static Discharge) or the like is increased. be able to. However, the structure of the protection circuit 806 is not limited thereto, and for example, a structure in which the protection circuit 806 is connected to the scan line driver circuit 804a or a structure in which the protection circuit 806 is connected to the signal line driver circuit 804b can be employed. Alternatively, the protective circuit 806 can be connected to the terminal portion 807.

また、図22(A)においては、走査線駆動回路804aと信号線駆動回路804bによって駆動回路部804を形成している例を示しているが、この構成に限定されない。例えば、走査線駆動回路804aのみを形成し、別途用意された信号線駆動回路が形成された基板(例えば、単結晶半導体膜、多結晶半導体膜で形成された駆動回路基板)を実装する構成としても良い。   FIG. 22A illustrates an example in which the driver circuit portion 804 is formed using the scan line driver circuit 804a and the signal line driver circuit 804b; however, the present invention is not limited to this structure. For example, a structure in which only the scan line driver circuit 804a is formed and a substrate on which a separately prepared signal line driver circuit is formed (for example, a driver circuit substrate formed of a single crystal semiconductor film or a polycrystalline semiconductor film) is mounted. Also good.

<画素回路の構成例>
図22(A)に示す複数の画素回路801は、例えば、図22(B)に示す構成とすることができる。
<Configuration example of pixel circuit>
The plurality of pixel circuits 801 illustrated in FIG. 22A can have a structure illustrated in FIG.

図22(B)に示す画素回路801は、トランジスタ852、854と、容量素子862と、発光素子872と、を有する。   A pixel circuit 801 illustrated in FIG. 22B includes transistors 852 and 854, a capacitor 862, and a light-emitting element 872.

トランジスタ852のソース電極及びドレイン電極の一方は、データ信号が与えられる配線(データ線DL_n)に電気的に接続される。さらに、トランジスタ852のゲート電極は、ゲート信号が与えられる配線(走査線GL_m)に電気的に接続される。   One of a source electrode and a drain electrode of the transistor 852 is electrically connected to a wiring (data line DL_n) to which a data signal is supplied. Further, the gate electrode of the transistor 852 is electrically connected to a wiring (scanning line GL_m) to which a gate signal is supplied.

トランジスタ852は、データ信号のデータの書き込みを制御する機能を有する。   The transistor 852 has a function of controlling data writing of the data signal.

容量素子862の一対の電極の一方は、電位が与えられる配線(以下、電位供給線VL_aという)に電気的に接続され、他方は、トランジスタ852のソース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続される。   One of the pair of electrodes of the capacitor 862 is electrically connected to a wiring to which a potential is applied (hereinafter referred to as a potential supply line VL_a), and the other is electrically connected to the other of the source electrode and the drain electrode of the transistor 852. Is done.

容量素子862は、書き込まれたデータを保持する保持容量としての機能を有する。   The capacitor 862 functions as a storage capacitor for storing written data.

トランジスタ854のソース電極及びドレイン電極の一方は、電位供給線VL_aに電気的に接続される。さらに、トランジスタ854のゲート電極は、トランジスタ852のソース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続される。   One of a source electrode and a drain electrode of the transistor 854 is electrically connected to the potential supply line VL_a. Further, the gate electrode of the transistor 854 is electrically connected to the other of the source electrode and the drain electrode of the transistor 852.

発光素子872のアノード及びカソードの一方は、電位供給線VL_bに電気的に接続され、他方は、トランジスタ854のソース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続される。   One of an anode and a cathode of the light-emitting element 872 is electrically connected to the potential supply line VL_b, and the other is electrically connected to the other of the source electrode and the drain electrode of the transistor 854.

発光素子872としては、実施の形態1に示す発光素子を用いることができる。   As the light-emitting element 872, the light-emitting element described in Embodiment 1 can be used.

なお、電位供給線VL_a及び電位供給線VL_bの一方には、高電源電位VDDが与えられ、他方には、低電源電位VSSが与えられる。   Note that one of the potential supply line VL_a and the potential supply line VL_b is supplied with the high power supply potential VDD, and the other is supplied with the low power supply potential VSS.

図22(B)の画素回路801を有する表示装置では、例えば、図22(A)に示す走査線駆動回路804aにより各行の画素回路801を順次選択し、トランジスタ852をオン状態にしてデータ信号のデータを書き込む。   In the display device including the pixel circuit 801 in FIG. 22B, for example, the pixel circuit 801 in each row is sequentially selected by the scan line driver circuit 804a illustrated in FIG. Write data.

データが書き込まれた画素回路801は、トランジスタ852がオフ状態になることで保持状態になる。さらに、書き込まれたデータ信号の電位に応じてトランジスタ854のソース電極とドレイン電極の間に流れる電流量が制御され、発光素子872は、流れる電流量に応じた輝度で発光する。これを行毎に順次行うことにより、画像を表示できる。   The pixel circuit 801 in which data is written is brought into a holding state when the transistor 852 is turned off. Further, the amount of current flowing between the source electrode and the drain electrode of the transistor 854 is controlled in accordance with the potential of the written data signal, and the light-emitting element 872 emits light with luminance corresponding to the flowing current amount. An image can be displayed by sequentially performing this for each row.

また、画素回路に、トランジスタのしきい値電圧等の変動の影響を補正する機能を持たせてもよい。図23(A)(B)及び図24(A)(B)に画素回路の一例を示す。   Further, the pixel circuit may have a function of correcting the influence of fluctuations such as the threshold voltage of the transistor. FIGS. 23A and 23B and FIGS. 24A and 24B show examples of pixel circuits.

図23(A)に示す画素回路は、6つのトランジスタ(トランジスタ303_1乃至303_6)と、容量素子304と、発光素子305と、を有する。また、図23(A)に示す画素回路には、配線301_1乃至301_5、並びに配線302_1及び配線302_2が電気的に接続されている。なお、トランジスタ303_1乃至303_6については、例えばPチャネル型のトランジスタを用いることができる。   A pixel circuit illustrated in FIG. 23A includes six transistors (transistors 303_1 to 303_6), a capacitor 304, and a light-emitting element 305. In addition, wirings 301_1 to 301_5, a wiring 302_1, and a wiring 302_2 are electrically connected to the pixel circuit illustrated in FIG. Note that as the transistors 303_1 to 303_6, for example, p-channel transistors can be used.

図23(B)に示す画素回路は、図23(A)に示す画素回路に、トランジスタ303_7を追加した構成である。また、図23(B)に示す画素回路には、配線301_6及び配線301_7が電気的に接続されている。ここで、配線301_5と配線301_6とは、それぞれ電気的に接続されていてもよい。なお、トランジスタ303_7については、例えばPチャネル型のトランジスタを用いることができる。   The pixel circuit illustrated in FIG. 23B has a structure in which a transistor 303_7 is added to the pixel circuit illustrated in FIG. In addition, the wiring 301_6 and the wiring 301_7 are electrically connected to the pixel circuit illustrated in FIG. Here, the wiring 301_5 and the wiring 301_6 may be electrically connected to each other. Note that for the transistor 303_7, for example, a p-channel transistor can be used.

図24(A)に示す画素回路は、6つのトランジスタ(トランジスタ308_1乃至308_6)と、容量素子304と、発光素子305と、を有する。また、図24(A)に示す画素回路には、配線306_1乃至306_3、並びに配線307_1乃至307_3が電気的に接続されている。ここで配線306_1と配線306_3とは、それぞれ電気的に接続されていてもよい。なお、トランジスタ308_1乃至308_6については、例えばPチャネル型のトランジスタを用いることができる。   A pixel circuit illustrated in FIG. 24A includes six transistors (transistors 308_1 to 308_6), a capacitor 304, and a light-emitting element 305. In addition, wirings 306_1 to 306_3 and wirings 307_1 to 307_3 are electrically connected to the pixel circuit illustrated in FIG. Here, the wiring 306_1 and the wiring 306_3 may be electrically connected to each other. Note that as the transistors 308_1 to 308_6, for example, p-channel transistors can be used.

図24(B)に示す画素回路は、2つのトランジスタ(トランジスタ309_1及びトランジスタ309_2)と、2つの容量素子(容量素子304_1及び容量素子304_2)と、発光素子305と、を有する。また、図24(B)に示す画素回路には、配線311_1乃至配線311_3、配線312_1、及び配線312_2が電気的に接続されている。また、図24(B)に示す画素回路の構成とすることで、例えば、電圧入力−電流駆動方式(CVCC方式ともいう)とすることができる。なお、トランジスタ309_1及び309_2については、例えばPチャネル型のトランジスタを用いることができる。   A pixel circuit illustrated in FIG. 24B includes two transistors (a transistor 309_1 and a transistor 309_2), two capacitors (a capacitor 304_1 and a capacitor 304_2), and a light-emitting element 305. In addition, wirings 311_1 to 311_3, a wiring 312_1, and a wiring 312_2 are electrically connected to the pixel circuit illustrated in FIG. In addition, with the structure of the pixel circuit illustrated in FIG. 24B, for example, a voltage input-current driving method (also referred to as a CVCC method) can be employed. Note that as the transistors 309_1 and 309_2, for example, p-channel transistors can be used.

また、本発明の一態様の発光素子は、表示装置の画素に能動素子を有するアクティブマトリクス方式、または、表示装置の画素に能動素子を有しないパッシブマトリクス方式のそれぞれの方式に適用することができる。   The light-emitting element of one embodiment of the present invention can be applied to an active matrix method in which an active element is included in a pixel of a display device or a passive matrix method in which an active element is not included in a pixel of a display device. .

アクティブマトリクス方式では、能動素子(アクティブ素子、非線形素子)として、トランジスタだけでなく、さまざまな能動素子(アクティブ素子、非線形素子)を用いることが出来る。例えば、MIM(Metal Insulator Metal)、又はTFD(Thin Film Diode)などを用いることも可能である。これらの素子は、製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる。または、これらの素子は、素子のサイズが小さいため、開口率を向上させることができ、低消費電力化や高輝度化をはかることが出来る。   In the active matrix system, not only transistors but also various active elements (active elements and nonlinear elements) can be used as active elements (active elements and nonlinear elements). For example, MIM (Metal Insulator Metal) or TFD (Thin Film Diode) can be used. Since these elements have few manufacturing steps, manufacturing cost can be reduced or yield can be improved. Alternatively, since these elements have small element sizes, the aperture ratio can be improved, and power consumption and luminance can be increased.

アクティブマトリクス方式以外のものとして、能動素子(アクティブ素子、非線形素子)を用いないパッシブマトリクス型を用いることも可能である。能動素子(アクティブ素子、非線形素子)を用いないため、製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる。または、能動素子(アクティブ素子、非線形素子)を用いないため、開口率を向上させることができ、低消費電力化、又は高輝度化などを図ることが出来る。   As a method other than the active matrix method, a passive matrix type that does not use an active element (an active element or a non-linear element) can be used. Since no active element (active element or non-linear element) is used, the number of manufacturing steps is small, so that manufacturing costs can be reduced or yield can be improved. Alternatively, since an active element (an active element or a non-linear element) is not used, an aperture ratio can be improved, power consumption can be reduced, or luminance can be increased.

本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。   The structure described in this embodiment can be combined as appropriate with any of the structures described in the other embodiments.

(実施の形態6)
本実施の形態においては、本発明の一態様の発光素子を有する表示装置、及び該表示装置に入力装置を取り付けた電子機器について、図25乃至図29を用いて説明を行う。
(Embodiment 6)
In this embodiment, a display device including the light-emitting element of one embodiment of the present invention and an electronic device in which the input device is attached to the display device will be described with reference to FIGS.

<タッチパネルに関する説明1>
なお、本実施の形態において、電子機器の一例として、表示装置と、入力装置とを合わせたタッチパネル2000について説明する。また、入力装置の一例として、タッチセンサを有する場合について説明する。
<Description 1 regarding touch panel>
Note that in this embodiment, a touch panel 2000 including a display device and an input device is described as an example of an electronic device. A case where a touch sensor is provided as an example of the input device will be described.

図25(A)(B)は、タッチパネル2000の斜視図である。なお、図25(A)(B)において、明瞭化のため、タッチパネル2000の代表的な構成要素を示す。   25A and 25B are perspective views of the touch panel 2000. FIG. 25A and 25B, typical components of the touch panel 2000 are shown for clarity.

タッチパネル2000は、表示装置2501とタッチセンサ2595とを有する(図25(B)参照)。また、タッチパネル2000は、基板2510、基板2570、及び基板2590を有する。なお、基板2510、基板2570、及び基板2590はいずれも可撓性を有する。ただし、基板2510、基板2570、及び基板2590のいずれか一つまたは全てが可撓性を有さない構成としてもよい。   The touch panel 2000 includes a display device 2501 and a touch sensor 2595 (see FIG. 25B). The touch panel 2000 includes a substrate 2510, a substrate 2570, and a substrate 2590. Note that the substrate 2510, the substrate 2570, and the substrate 2590 are all flexible. Note that any one or all of the substrate 2510, the substrate 2570, and the substrate 2590 may not have flexibility.

表示装置2501は、基板2510上に複数の画素及び該画素に信号を供給することができる複数の配線2511を有する。複数の配線2511は、基板2510の外周部にまで引き回され、その一部が端子2519を構成している。端子2519はFPC2509(1)と電気的に接続する。また、複数の配線2511は、信号線駆動回路2503s(1)からの信号を複数の画素に供給することができる。   The display device 2501 includes a plurality of pixels over the substrate 2510 and a plurality of wirings 2511 that can supply signals to the pixels. The plurality of wirings 2511 are routed to the outer periphery of the substrate 2510, and a part of them constitutes a terminal 2519. A terminal 2519 is electrically connected to the FPC 2509 (1). The plurality of wirings 2511 can supply a signal from the signal line driver circuit 2503s (1) to the plurality of pixels.

基板2590は、タッチセンサ2595と、タッチセンサ2595と電気的に接続する複数の配線2598とを有する。複数の配線2598は、基板2590の外周部に引き回され、その一部は端子を構成する。そして、該端子はFPC2509(2)と電気的に接続される。なお、図25(B)では明瞭化のため、基板2590の裏面側(基板2510と対向する面側)に設けられるタッチセンサ2595の電極や配線等を実線で示している。   The substrate 2590 includes a touch sensor 2595 and a plurality of wirings 2598 electrically connected to the touch sensor 2595. The plurality of wirings 2598 are drawn around the outer periphery of the substrate 2590, and a part of them constitutes a terminal. The terminal is electrically connected to the FPC 2509 (2). Note that in FIG. 25B, for clarity, electrodes, wirings, and the like of the touch sensor 2595 provided on the back surface side of the substrate 2590 (the surface side facing the substrate 2510) are shown by solid lines.

タッチセンサ2595として、例えば静電容量方式のタッチセンサを適用できる。静電容量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。   As the touch sensor 2595, for example, a capacitive touch sensor can be used. Examples of the electrostatic capacity method include a surface electrostatic capacity method and a projection electrostatic capacity method.

投影型静電容量方式としては、主に駆動方式の違いから自己容量方式、相互容量方式などがある。相互容量方式を用いると同時多点検出が可能となるため好ましい。   As the projected capacitance method, there are mainly a self-capacitance method and a mutual capacitance method due to a difference in driving method. The mutual capacitance method is preferable because simultaneous multipoint detection is possible.

なお、図25(B)に示すタッチセンサ2595は、投影型静電容量方式のタッチセンサを適用した構成である。   Note that a touch sensor 2595 illustrated in FIG. 25B has a structure to which a projected capacitive touch sensor is applied.

なお、タッチセンサ2595には、指等の検知対象の近接または接触を検知することができる、様々なセンサを適用することができる。   Note that as the touch sensor 2595, various sensors that can detect the proximity or contact of a detection target such as a finger can be used.

投影型静電容量方式のタッチセンサ2595は、電極2591と電極2592とを有する。電極2591は、複数の配線2598のいずれかと電気的に接続し、電極2592は複数の配線2598の他のいずれかと電気的に接続する。   The projected capacitive touch sensor 2595 includes an electrode 2591 and an electrode 2592. The electrode 2591 is electrically connected to any of the plurality of wirings 2598, and the electrode 2592 is electrically connected to any other of the plurality of wirings 2598.

電極2592は、図25(A)(B)に示すように、一方向に繰り返し配置された複数の四辺形が角部で接続される形状を有する。   As shown in FIGS. 25A and 25B, the electrode 2592 has a shape in which a plurality of quadrilaterals repeatedly arranged in one direction are connected at corners.

電極2591は四辺形であり、電極2592が延在する方向と交差する方向に繰り返し配置されている。   The electrode 2591 has a quadrangular shape and is repeatedly arranged in a direction intersecting with the direction in which the electrode 2592 extends.

配線2594は、電極2592を挟む二つの電極2591と電気的に接続する。このとき、電極2592と配線2594の交差部の面積ができるだけ小さくなる形状が好ましい。これにより、電極が設けられていない領域の面積を低減でき、透過率のバラツキを低減できる。その結果、タッチセンサ2595を透過する光の輝度のバラツキを低減することができる。   The wiring 2594 is electrically connected to two electrodes 2591 that sandwich the electrode 2592. At this time, a shape in which the area of the intersection of the electrode 2592 and the wiring 2594 is as small as possible is preferable. Thereby, the area of the area | region where the electrode is not provided can be reduced, and the dispersion | variation in the transmittance | permeability can be reduced. As a result, variation in luminance of light transmitted through the touch sensor 2595 can be reduced.

なお、電極2591及び電極2592の形状はこれに限定されず、様々な形状を取りうる。例えば、複数の電極2591をできるだけ隙間が生じないように配置し、絶縁層を介して電極2592を、電極2591と重ならない領域ができるように離間して複数設ける構成としてもよい。このとき、隣接する2つの電極2592の間に、これらとは電気的に絶縁されたダミー電極を設けると、透過率の異なる領域の面積を低減できるため好ましい。   Note that the shapes of the electrode 2591 and the electrode 2592 are not limited thereto, and various shapes can be employed. For example, a plurality of electrodes 2591 may be arranged so as not to have a gap as much as possible, and a plurality of electrodes 2592 may be provided apart from each other so as to form a region that does not overlap with the electrodes 2591 with an insulating layer interposed therebetween. At this time, it is preferable to provide a dummy electrode electrically insulated from two adjacent electrodes 2592 because the area of regions having different transmittances can be reduced.

<表示装置に関する説明>
次に、図26(A)を用いて、表示装置2501の詳細について説明する。図26(A)は、図25(B)に示す一点鎖線X1−X2間の断面図に相当する。
<Description of display device>
Next, details of the display device 2501 will be described with reference to FIG. FIG. 26A corresponds to a cross-sectional view taken along dashed-dotted line X1-X2 in FIG.

表示装置2501は、マトリクス状に配置された複数の画素を有する。該画素は表示素子と、該表示素子を駆動する画素回路とを有する。   The display device 2501 includes a plurality of pixels arranged in a matrix. The pixel includes a display element and a pixel circuit that drives the display element.

以下の説明においては、白色の光を射出する発光素子を表示素子に適用する場合について説明するが、表示素子はこれに限定されない。例えば、隣接する画素毎に射出する光の色が異なるように、発光色が異なる発光素子を適用してもよい。   In the following description, a case where a light-emitting element that emits white light is applied to a display element will be described; however, the display element is not limited to this. For example, light emitting elements having different emission colors may be applied so that the color of light emitted from each adjacent pixel is different.

基板2510及び基板2570としては、例えば、水蒸気の透過率が1×10−5g・m−2・day−1以下、好ましくは1×10−6g・m−2・day−1以下である可撓性を有する材料を好適に用いることができる。または、基板2510の熱膨張率と、基板2570の熱膨張率とが、およそ等しい材料を用いると好適である。例えば、線膨張率が1×10−3/K以下、好ましくは5×10−5/K以下、より好ましくは1×10−5/K以下である材料を好適に用いることができる。 For example, the substrate 2510 and the substrate 2570 have a water vapor transmission rate of 1 × 10 −5 g · m −2 · day −1 or less, preferably 1 × 10 −6 g · m −2 · day −1 or less. A flexible material can be preferably used. Alternatively, a material in which the thermal expansion coefficient of the substrate 2510 and the thermal expansion coefficient of the substrate 2570 are approximately equal is preferably used. For example, a material having a linear expansion coefficient of 1 × 10 −3 / K or less, preferably 5 × 10 −5 / K or less, more preferably 1 × 10 −5 / K or less can be suitably used.

なお、基板2510は、発光素子への不純物の拡散を防ぐ絶縁層2510aと、可撓性基板2510bと、絶縁層2510a及び可撓性基板2510bを貼り合わせる接着層2510cと、を有する積層体である。また、基板2570は、発光素子への不純物の拡散を防ぐ絶縁層2570aと、可撓性基板2570bと、絶縁層2570a及び可撓性基板2570bを貼り合わせる接着層2570cと、を有する積層体である。   Note that the substrate 2510 is a stack including an insulating layer 2510a that prevents diffusion of impurities into the light-emitting element, a flexible substrate 2510b, and an adhesive layer 2510c that bonds the insulating layer 2510a and the flexible substrate 2510b. . The substrate 2570 is a stack including an insulating layer 2570a that prevents diffusion of impurities into the light-emitting element, a flexible substrate 2570b, and an adhesive layer 2570c that bonds the insulating layer 2570a and the flexible substrate 2570b. .

接着層2510c及び接着層2570cとしては、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド(ナイロン、アラミド等)、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアクリル樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂を用いることができる。もしくは、シリコーンなどのシロキサン結合を有する樹脂を含む材料を用いることができる。   As the adhesive layer 2510c and the adhesive layer 2570c, for example, polyester, polyolefin, polyamide (nylon, aramid, or the like), polyimide, polycarbonate, acrylic resin, polyurethane, or epoxy resin can be used. Alternatively, a material including a resin having a siloxane bond such as silicone can be used.

また、基板2510と基板2570との間に封止層2560を有する。封止層2560は、空気より大きい屈折率を有すると好ましい。また、図26(A)に示すように、封止層2560側に光を取り出す場合は、封止層2560は光学的な接合層を兼ねることができる。   In addition, a sealing layer 2560 is provided between the substrate 2510 and the substrate 2570. The sealing layer 2560 preferably has a refractive index larger than that of air. In addition, as illustrated in FIG. 26A, in the case where light is extracted to the sealing layer 2560 side, the sealing layer 2560 can also serve as an optical bonding layer.

また、封止層2560の外周部にシール材を形成してもよい。当該シール材を用いることにより、基板2510、基板2570、封止層2560、及びシール材で囲まれた領域に発光素子2550Rを有する構成とすることができる。なお、封止層2560として、不活性気体(窒素やアルゴン等)を充填してもよい。また、当該不活性気体内に、乾燥材を設けて、水分等を吸着させる構成としてもよい。また、上述のシール材としては、例えば、エポキシ系樹脂やガラスフリットを用いるのが好ましい。また、シール材に用いる材料としては、水分や酸素を透過しない材料を用いると好適である。   Further, a sealing material may be formed on the outer peripheral portion of the sealing layer 2560. By using the sealant, the light-emitting element 2550R can be provided in a region surrounded by the substrate 2510, the substrate 2570, the sealing layer 2560, and the sealant. Note that the sealing layer 2560 may be filled with an inert gas (such as nitrogen or argon). In addition, a drying material may be provided in the inert gas to adsorb moisture or the like. Moreover, as the above-mentioned sealing material, for example, it is preferable to use an epoxy resin or glass frit. As a material used for the sealant, a material that does not transmit moisture and oxygen is preferably used.

また、表示装置2501は、画素2502Rを有する。また、画素2502Rは発光モジュール2580Rを有する。   In addition, the display device 2501 includes a pixel 2502R. In addition, the pixel 2502R includes a light emitting module 2580R.

画素2502Rは、発光素子2550Rと、発光素子2550Rに電力を供給することができるトランジスタ2502tとを有する。なお、トランジスタ2502tは、画素回路の一部として機能する。また、発光モジュール2580Rは、発光素子2550Rと、着色層2567Rとを有する。   The pixel 2502R includes a light-emitting element 2550R and a transistor 2502t that can supply power to the light-emitting element 2550R. Note that the transistor 2502t functions as part of the pixel circuit. The light emitting module 2580R includes a light emitting element 2550R and a colored layer 2567R.

発光素子2550Rは、下部電極と、上部電極と、下部電極と上部電極の間にEL層とを有する。発光素子2550Rとして、例えば、実施の形態1乃至実施の形態3に示す発光素子を適用することができる。   The light-emitting element 2550R includes a lower electrode, an upper electrode, and an EL layer between the lower electrode and the upper electrode. As the light-emitting element 2550R, for example, the light-emitting element described in any of Embodiments 1 to 3 can be used.

また、下部電極と上部電極との間で、マイクロキャビティ構造を採用し、特定波長における光強度を増加させてもよい。   Further, a microcavity structure may be employed between the lower electrode and the upper electrode to increase the light intensity at a specific wavelength.

また、封止層2560が光を取り出す側に設けられている場合、封止層2560は、発光素子2550Rと着色層2567Rに接する。   In the case where the sealing layer 2560 is provided on the light extraction side, the sealing layer 2560 is in contact with the light-emitting element 2550R and the coloring layer 2567R.

着色層2567Rは、発光素子2550Rと重なる位置にある。これにより、発光素子2550Rが発する光の一部は着色層2567Rを透過して、図中に示す矢印の方向の発光モジュール2580Rの外部に射出される。   The coloring layer 2567R is in a position overlapping with the light-emitting element 2550R. Thus, part of the light emitted from the light emitting element 2550R passes through the colored layer 2567R and is emitted to the outside of the light emitting module 2580R in the direction of the arrow shown in the drawing.

また、表示装置2501には、光を射出する方向に遮光層2567BMが設けられる。遮光層2567BMは、着色層2567Rを囲むように設けられている。   The display device 2501 is provided with a light-blocking layer 2567BM in the direction of emitting light. The light-blocking layer 2567BM is provided so as to surround the colored layer 2567R.

着色層2567Rとしては、特定の波長帯域の光を透過する機能を有していればよく、例えば、赤色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、緑色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、青色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、黄色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタなどを用いることができる。各カラーフィルタは、様々な材料を用いて、印刷法、インクジェット法、フォトリソグラフィ技術を用いたエッチング方法などで形成することができる。   The coloring layer 2567R may have a function of transmitting light in a specific wavelength band, for example, a color filter that transmits light in a red wavelength band, a color filter that transmits light in a green wavelength band, A color filter that transmits light in the blue wavelength band, a color filter that transmits light in the yellow wavelength band, and the like can be used. Each color filter can be formed using a variety of materials by a printing method, an inkjet method, an etching method using a photolithography technique, or the like.

また、表示装置2501には、絶縁層2521が設けられる。絶縁層2521はトランジスタ2502tを覆う。なお、絶縁層2521は、画素回路に起因する凹凸を平坦化するための機能を有する。また、絶縁層2521に不純物の拡散を抑制できる機能を付与してもよい。これにより、不純物の拡散によるトランジスタ2502t等の信頼性の低下を抑制できる。   In addition, the display device 2501 is provided with an insulating layer 2521. The insulating layer 2521 covers the transistor 2502t. Note that the insulating layer 2521 has a function of planarizing unevenness caused by the pixel circuit. Further, the insulating layer 2521 may have a function of suppressing impurity diffusion. Accordingly, a decrease in reliability of the transistor 2502t and the like due to impurity diffusion can be suppressed.

また、発光素子2550Rは、絶縁層2521の上方に形成される。また、発光素子2550Rが有する下部電極には、該下部電極の端部に重なる隔壁2528が設けられる。なお、基板2510と、基板2570との間隔を制御するスペーサを、隔壁2528上に形成してもよい。   The light-emitting element 2550R is formed above the insulating layer 2521. In addition, the lower electrode included in the light-emitting element 2550R is provided with a partition wall 2528 which overlaps with an end portion of the lower electrode. Note that a spacer for controlling the distance between the substrate 2510 and the substrate 2570 may be formed over the partition wall 2528.

走査線駆動回路2503g(1)は、トランジスタ2503tと、容量素子2503cとを有する。なお、駆動回路を画素回路と同一の工程で同一基板上に形成することができる。   The scan line driver circuit 2503g (1) includes a transistor 2503t and a capacitor 2503c. Note that the driver circuit can be formed over the same substrate in the same process as the pixel circuit.

また、基板2510上には、信号を供給することができる配線2511が設けられる。また、配線2511上には、端子2519が設けられる。また、端子2519には、FPC2509(1)が電気的に接続される。また、FPC2509(1)は、ビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を供給する機能を有する。なお、FPC2509(1)にはプリント配線基板(PWB)が取り付けられていても良い。   A wiring 2511 capable of supplying a signal is provided over the substrate 2510. A terminal 2519 is provided over the wiring 2511. In addition, the FPC 2509 (1) is electrically connected to the terminal 2519. The FPC 2509 (1) has a function of supplying a video signal, a clock signal, a start signal, a reset signal, and the like. Note that a printed wiring board (PWB) may be attached to the FPC 2509 (1).

また、表示装置2501には、様々な構造のトランジスタを適用することができる。図26(A)においては、ボトムゲート型のトランジスタを適用する場合について、例示しているが、これに限定されず、例えば、図26(B)に示す、トップゲート型のトランジスタを表示装置2501に適用する構成としてもよい。   Further, transistors with various structures can be used for the display device 2501. FIG. 26A illustrates the case where a bottom-gate transistor is used; however, the invention is not limited to this. For example, a top-gate transistor illustrated in FIG. It is good also as a structure applied to.

また、トランジスタ2502t及びトランジスタ2503tの極性については、特に限定はなく、Nチャネル型およびPチャネル型のトランジスタを有する構造、Nチャネル型のトランジスタまたはPチャネル型のトランジスタのいずれか一方のみからなる構造を用いてもよい。また、トランジスタ2502t及び2503tに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定はない。例えば、非晶質半導体膜、結晶性半導体膜を用いることができる。また、半導体材料としては、14族の半導体(例えば、ケイ素を有する半導体)、化合物半導体(酸化物半導体を含む)、有機半導体等を用いることができる。トランジスタ2502t及びトランジスタ2503tのいずれか一方または双方に、エネルギーギャップが2eV以上、好ましくは2.5eV以上、さらに好ましくは3eV以上の酸化物半導体を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができるため好ましい。当該酸化物半導体としては、In−Ga酸化物、In−M−Zn酸化物(Mは、Al、Ga、Y、Zr、La、Ce、Sn、Hf、またはNdを表す)等が挙げられる。   There is no particular limitation on the polarity of the transistor 2502t and the transistor 2503t, and a structure including an N-channel transistor and a P-channel transistor, or a structure including only one of an N-channel transistor and a P-channel transistor is used. It may be used. Further, there is no particular limitation on the crystallinity of the semiconductor film used for the transistors 2502t and 2503t. For example, an amorphous semiconductor film or a crystalline semiconductor film can be used. As the semiconductor material, a Group 14 semiconductor (for example, a semiconductor containing silicon), a compound semiconductor (including an oxide semiconductor), an organic semiconductor, or the like can be used. By using an oxide semiconductor with an energy gap of 2 eV or more, preferably 2.5 eV or more, more preferably 3 eV or more for either or both of the transistor 2502t and the transistor 2503t, the off-state current of the transistor can be reduced. Therefore, it is preferable. Examples of the oxide semiconductor include In—Ga oxide and In—M—Zn oxide (M represents Al, Ga, Y, Zr, La, Ce, Sn, Hf, or Nd).

<タッチセンサに関する説明>
次に、図26(C)を用いて、タッチセンサ2595の詳細について説明する。図26(C)は、図25(B)に示す一点鎖線X3−X4間の断面図に相当する。
<Explanation about touch sensor>
Next, details of the touch sensor 2595 will be described with reference to FIG. FIG. 26C corresponds to a cross-sectional view taken along dashed-dotted line X3-X4 in FIG.

タッチセンサ2595は、基板2590上に千鳥状に配置された電極2591及び電極2592と、電極2591及び電極2592を覆う絶縁層2593と、隣り合う電極2591を電気的に接続する配線2594とを有する。   The touch sensor 2595 includes electrodes 2591 and electrodes 2592 that are arranged in a staggered pattern on the substrate 2590, an insulating layer 2593 that covers the electrodes 2591 and 2592, and wiring 2594 that electrically connects adjacent electrodes 2591.

電極2591及び電極2592は、透光性を有する導電材料を用いて形成する。透光性を有する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を用いることができる。なお、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば膜状に形成された酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。還元する方法としては、熱を加える方法等を挙げることができる。   The electrodes 2591 and 2592 are formed using a light-transmitting conductive material. As the light-transmitting conductive material, a conductive oxide such as indium oxide, indium tin oxide, indium zinc oxide, zinc oxide, or zinc oxide to which gallium is added can be used. Note that a film containing graphene can also be used. The film containing graphene can be formed, for example, by reducing a film containing graphene oxide formed in a film shape. Examples of the reduction method include a method of applying heat.

例えば、透光性を有する導電性材料を基板2590上にスパッタリング法により成膜した後、フォトリソグラフィ法等の様々なパターン形成技術により、不要な部分を除去して、電極2591及び電極2592を形成することができる。   For example, after forming a light-transmitting conductive material over the substrate 2590 by a sputtering method, unnecessary portions are removed by various pattern formation techniques such as a photolithography method, so that the electrode 2591 and the electrode 2592 are formed. can do.

また、絶縁層2593に用いる材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂、シリコーンなどのシロキサン結合を有する樹脂の他、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料を用いることもできる。   As a material used for the insulating layer 2593, for example, a resin such as an acrylic resin or an epoxy resin, a resin having a siloxane bond such as silicone, or an inorganic insulating material such as silicon oxide, silicon oxynitride, or aluminum oxide is used. You can also.

また、電極2591に達する開口が絶縁層2593に設けられ、配線2594が隣接する電極2591と電気的に接続する。透光性の導電性材料は、タッチパネルの開口率を高めることができるため、配線2594に好適に用いることができる。また、電極2591及び電極2592より導電性の高い材料は、電気抵抗を低減できるため配線2594に好適に用いることができる。   An opening reaching the electrode 2591 is provided in the insulating layer 2593 so that the wiring 2594 is electrically connected to the adjacent electrode 2591. Since the light-transmitting conductive material can increase the aperture ratio of the touch panel, it can be preferably used for the wiring 2594. A material having higher conductivity than the electrodes 2591 and 2592 can be preferably used for the wiring 2594 because electric resistance can be reduced.

電極2592は、一方向に延在し、複数の電極2592がストライプ状に設けられている。また、配線2594は電極2592と交差して設けられている。   The electrode 2592 extends in one direction, and a plurality of electrodes 2592 are provided in a stripe shape. The wiring 2594 is provided so as to intersect with the electrode 2592.

一対の電極2591が1つの電極2592を挟んで設けられる。また、配線2594は一対の電極2591を電気的に接続している。   A pair of electrodes 2591 is provided with one electrode 2592 interposed therebetween. The wiring 2594 electrically connects the pair of electrodes 2591.

なお、複数の電極2591は、1つの電極2592と必ずしも直交する方向に配置される必要はなく、0度より大きく90度未満の角度をなすように配置されてもよい。   Note that the plurality of electrodes 2591 are not necessarily arranged in a direction orthogonal to the one electrode 2592, and may be arranged to form an angle greater than 0 degree and less than 90 degrees.

また、配線2598は、電極2591または電極2592と電気的に接続される。また、配線2598の一部は、端子として機能する。配線2598としては、例えば、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、チタン、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、またはパラジウム等の金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。   The wiring 2598 is electrically connected to the electrode 2591 or the electrode 2592. In addition, part of the wiring 2598 functions as a terminal. As the wiring 2598, for example, a metal material such as aluminum, gold, platinum, silver, nickel, titanium, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, or palladium, or an alloy material containing the metal material is used. it can.

なお、絶縁層2593及び配線2594を覆う絶縁層を設けて、タッチセンサ2595を保護してもよい。   Note that an insulating layer that covers the insulating layer 2593 and the wiring 2594 may be provided to protect the touch sensor 2595.

また、接続層2599は、配線2598とFPC2509(2)を電気的に接続させる。   The connection layer 2599 electrically connects the wiring 2598 and the FPC 2509 (2).

接続層2599としては、異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)や、異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic Conductive Paste)などを用いることができる。   As the connection layer 2599, an anisotropic conductive film (ACF: Anisotropic Conductive Film), an anisotropic conductive paste (ACP: Anisotropic Conductive Paste), or the like can be used.

<タッチパネルに関する説明2>
次に、図27(A)を用いて、タッチパネル2000の詳細について説明する。図27(A)は、図25(A)に示す一点鎖線X5−X6間の断面図に相当する。
<Description 2 regarding touch panel>
Next, details of the touch panel 2000 will be described with reference to FIG. FIG. 27A corresponds to a cross-sectional view taken along dashed-dotted line X5-X6 in FIG.

図27(A)に示すタッチパネル2000は、図26(A)で説明した表示装置2501と、図26(C)で説明したタッチセンサ2595と、を貼り合わせた構成である。   A touch panel 2000 illustrated in FIG. 27A has a structure in which the display device 2501 described in FIG. 26A and the touch sensor 2595 described in FIG.

また、図27(A)に示すタッチパネル2000は、図26(A)及び図26(C)で説明した構成の他、接着層2597と、反射防止層2567pと、を有する。   In addition to the structure described in FIGS. 26A and 26C, the touch panel 2000 illustrated in FIG. 27A includes an adhesive layer 2597 and an antireflection layer 2567p.

接着層2597は、配線2594と接して設けられる。なお、接着層2597は、タッチセンサ2595が表示装置2501に重なるように、基板2590を基板2570に貼り合わせている。また、接着層2597は、透光性を有すると好ましい。また、接着層2597としては、熱硬化性樹脂、または紫外線硬化樹脂を用いることができる。例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、またはシロキサン系樹脂を用いることができる。   The adhesive layer 2597 is provided in contact with the wiring 2594. Note that the adhesive layer 2597 attaches the substrate 2590 to the substrate 2570 so that the touch sensor 2595 overlaps the display device 2501. The adhesive layer 2597 preferably has a light-transmitting property. For the adhesive layer 2597, a thermosetting resin or an ultraviolet curable resin can be used. For example, an acrylic resin, a urethane resin, an epoxy resin, or a siloxane resin can be used.

反射防止層2567pは、画素に重なる位置に設けられる。反射防止層2567pとして、例えば円偏光板を用いることができる。   The antireflection layer 2567p is provided at a position overlapping the pixel. As the antireflection layer 2567p, for example, a circularly polarizing plate can be used.

次に、図27(A)に示す構成と異なる構成のタッチパネルについて、図27(B)を用いて説明する。   Next, a touch panel having a structure different from that illustrated in FIG. 27A will be described with reference to FIG.

図27(B)は、タッチパネル2001の断面図である。図27(B)に示すタッチパネル2001は、図27(A)に示すタッチパネル2000と、表示装置2501に対するタッチセンサ2595の位置が異なる。ここでは異なる構成について詳細に説明し、同様の構成を用いることができる部分は、タッチパネル2000の説明を援用する。   FIG. 27B is a cross-sectional view of the touch panel 2001. A touch panel 2001 illustrated in FIG. 27B is different from the touch panel 2000 illustrated in FIG. 27A in the position of the touch sensor 2595 with respect to the display device 2501. Here, different configurations will be described in detail, and the description of the touch panel 2000 is used for a portion where a similar configuration can be used.

着色層2567Rは、発光素子2550Rと重なる位置にある。また、図27(B)に示す発光素子2550Rは、トランジスタ2502tが設けられている側に光を射出する。これにより、発光素子2550Rが発する光の一部は、着色層2567Rを透過して、図中に示す矢印の方向の発光モジュール2580Rの外部に射出される。   The coloring layer 2567R is in a position overlapping with the light-emitting element 2550R. In addition, the light-emitting element 2550R illustrated in FIG. 27B emits light to the side where the transistor 2502t is provided. Thus, part of the light emitted from the light emitting element 2550R passes through the colored layer 2567R and is emitted to the outside of the light emitting module 2580R in the direction of the arrow shown in the drawing.

また、タッチセンサ2595は、表示装置2501の基板2510側に設けられている。   The touch sensor 2595 is provided on the substrate 2510 side of the display device 2501.

接着層2597は、基板2510と基板2590の間にあり、表示装置2501とタッチセンサ2595を貼り合わせる。   An adhesive layer 2597 is provided between the substrate 2510 and the substrate 2590, and the display device 2501 and the touch sensor 2595 are attached to each other.

図27(A)(B)に示すように、発光素子から射出される光は、基板2510側及び基板2570側のいずれか一方または双方を通して射出されればよい。   As shown in FIGS. 27A and 27B, light emitted from the light-emitting element may be emitted through one or both of the substrate 2510 side and the substrate 2570 side.

<タッチパネルの駆動方法に関する説明>
次に、タッチパネルの駆動方法の一例について、図28(A)(B)を用いて説明を行う。
<Explanation regarding touch panel drive method>
Next, an example of a touch panel driving method will be described with reference to FIGS.

図28(A)は、相互容量方式のタッチセンサの構成を示すブロック図である。図28(A)では、パルス電圧出力回路2601、電流検出回路2602を示している。なお、図28(A)では、パルス電圧が与えられる電極2621をX1−X6として、電流の変化を検知する電極2622をY1−Y6として、それぞれ6本の配線で例示している。また、図28(A)は、電極2621と、電極2622とが重畳することで形成される容量2603を示している。なお、電極2621と電極2622とはその機能を互いに置き換えてもよい。   FIG. 28A is a block diagram illustrating a structure of a mutual capacitive touch sensor. FIG. 28A shows a pulse voltage output circuit 2601 and a current detection circuit 2602. Note that in FIG. 28A, the electrode 2621 to which a pulse voltage is applied is represented by X1-X6, and the electrode 2622 for detecting a change in current is represented by Y1-Y6. FIG. 28A illustrates a capacitor 2603 formed by overlapping an electrode 2621 and an electrode 2622. Note that the functions of the electrode 2621 and the electrode 2622 may be interchanged.

パルス電圧出力回路2601は、X1−X6の配線に順にパルスを印加するための回路である。X1−X6の配線にパルス電圧が印加されることで、容量2603を形成する電極2621と電極2622との間に電界が生じる。この電極間に生じる電界が遮蔽等により容量2603の相互容量に変化を生じさせることを利用して、被検知体の近接、または接触を検出することができる。   The pulse voltage output circuit 2601 is a circuit for sequentially applying pulses to the wiring lines X1 to X6. When a pulse voltage is applied to the wiring of X1-X6, an electric field is generated between the electrode 2621 and the electrode 2622 forming the capacitor 2603. By utilizing the fact that the electric field generated between the electrodes causes a change in the mutual capacitance of the capacitor 2603 due to shielding or the like, it is possible to detect the proximity or contact of the detection object.

電流検出回路2602は、容量2603での相互容量の変化による、Y1−Y6の配線での電流の変化を検出するための回路である。Y1−Y6の配線では、被検知体の近接、または接触がないと検出される電流値に変化はないが、検出する被検知体の近接、または接触により相互容量が減少する場合には電流値が減少する変化を検出する。なお電流の検出は、積分回路等を用いて行えばよい。   The current detection circuit 2602 is a circuit for detecting a change in current in the wiring of Y1-Y6 due to a change in mutual capacitance in the capacitor 2603. In the wiring of Y1-Y6, there is no change in the current value detected when there is no proximity or contact with the detected object, but the current value when the mutual capacitance decreases due to the proximity or contact with the detected object. Detect changes that decrease. Note that current detection may be performed using an integration circuit or the like.

次に、図28(B)には、図28(A)で示す相互容量方式のタッチセンサにおける入出力波形のタイミングチャートを示す。図28(B)では、1フレーム期間で各行列での被検知体の検出を行うものとする。また図28(B)では、被検知体を検出しない場合(非タッチ)と被検知体を検出する場合(タッチ)との2つの場合について示している。なおY1−Y6の配線については、検出される電流値に対応する電圧値とした波形を示している。   Next, FIG. 28B shows a timing chart of input / output waveforms in the mutual capacitance type touch sensor shown in FIG. In FIG. 28B, it is assumed that the detection target is detected in each matrix in one frame period. FIG. 28B shows two cases, that is, a case where the detected object is not detected (non-touch) and a case where the detected object is detected (touch). In addition, about the wiring of Y1-Y6, the waveform made into the voltage value corresponding to the detected electric current value is shown.

X1−X6の配線には、順にパルス電圧が与えられ、該パルス電圧にしたがってY1−Y6の配線での波形が変化する。被検知体の近接または接触がない場合には、X1−X6の配線の電圧の変化に応じてY1−Y6の波形が一様に変化する。一方、被検知体が近接または接触する箇所では、電流値が減少するため、これに対応する電圧値の波形も変化する。   A pulse voltage is sequentially applied to the X1-X6 wiring, and the waveform of the Y1-Y6 wiring changes according to the pulse voltage. When there is no proximity or contact of the detection object, the waveform of Y1-Y6 changes uniformly according to the change of the voltage of the wiring of X1-X6. On the other hand, since the current value decreases at the location where the detection object is close or in contact, the waveform of the voltage value corresponding to this also changes.

このように、相互容量の変化を検出することにより、被検知体の近接または接触を検知することができる。   In this way, by detecting the change in mutual capacitance, the proximity or contact of the detection target can be detected.

<センサ回路に関する説明>
また、図28(A)ではタッチセンサとして配線の交差部に容量2603のみを設けるパッシブマトリクス型のタッチセンサの構成を示したが、トランジスタと容量とを有するアクティブマトリクス型のタッチセンサとしてもよい。アクティブマトリクス型のタッチセンサに含まれるセンサ回路の一例を図29に示す。
<Explanation about sensor circuit>
28A illustrates a passive matrix touch sensor in which only a capacitor 2603 is provided at a wiring intersection as a touch sensor; however, an active matrix touch sensor including a transistor and a capacitor may be used. An example of a sensor circuit included in the active matrix touch sensor is shown in FIG.

図29に示すセンサ回路は、容量2603と、トランジスタ2611と、トランジスタ2612と、トランジスタ2613とを有する。   The sensor circuit illustrated in FIG. 29 includes a capacitor 2603, a transistor 2611, a transistor 2612, and a transistor 2613.

トランジスタ2613はゲートに信号G2が与えられ、ソースまたはドレインの一方に電圧VRESが与えられ、他方が容量2603の一方の電極およびトランジスタ2611のゲートと電気的に接続する。トランジスタ2611は、ソースまたはドレインの一方がトランジスタ2612のソースまたはドレインの一方と電気的に接続し、他方に電圧VSSが与えられる。トランジスタ2612は、ゲートに信号G1が与えられ、ソースまたはドレインの他方が配線MLと電気的に接続する。容量2603の他方の電極には電圧VSSが与えられる。   The gate of the transistor 2613 is supplied with the signal G2, the voltage VRES is supplied to one of a source and a drain, and the other is electrically connected to one electrode of the capacitor 2603 and the gate of the transistor 2611. In the transistor 2611, one of a source and a drain is electrically connected to one of a source and a drain of the transistor 2612, and the voltage VSS is supplied to the other. In the transistor 2612, the gate is supplied with the signal G1, and the other of the source and the drain is electrically connected to the wiring ML. The voltage VSS is applied to the other electrode of the capacitor 2603.

次に、図29に示すセンサ回路の動作について説明する。まず、信号G2としてトランジスタ2613をオン状態とする電位が与えられることで、トランジスタ2611のゲートが接続されるノードnに電圧VRESに対応した電位が与えられる。次に、信号G2としてトランジスタ2613をオフ状態とする電位が与えられることで、ノードnの電位が保持される。   Next, the operation of the sensor circuit shown in FIG. 29 will be described. First, a potential for turning on the transistor 2613 is supplied as the signal G2, so that a potential corresponding to the voltage VRES is applied to the node n to which the gate of the transistor 2611 is connected. Next, a potential for turning off the transistor 2613 is supplied as the signal G2, so that the potential of the node n is held.

続いて、指等の被検知体の近接または接触により、容量2603の相互容量が変化することに伴い、ノードnの電位がVRESから変化する。   Subsequently, the potential of the node n changes from VRES as the mutual capacitance of the capacitor 2603 changes due to the proximity or contact of a detection object such as a finger.

読み出し動作は、信号G1にトランジスタ2612をオン状態とする電位を与える。ノードnの電位に応じてトランジスタ2611に流れる電流、すなわち配線MLに流れる電流が変化する。この電流を検出することにより、被検知体の近接または接触を検出することができる。   In the reading operation, a potential for turning on the transistor 2612 is supplied to the signal G1. The current flowing through the transistor 2611, that is, the current flowing through the wiring ML is changed in accordance with the potential of the node n. By detecting this current, the proximity or contact of the detection object can be detected.

トランジスタ2611、トランジスタ2612、及びトランジスタ2613としては、酸化物半導体層をチャネル領域が形成される半導体層に用いることが好ましい。とくにトランジスタ2613にこのようなトランジスタを適用することにより、ノードnの電位を長期間に亘って保持することが可能となり、ノードnにVRESを供給しなおす動作(リフレッシュ動作)の頻度を減らすことができる。   As the transistor 2611, the transistor 2612, and the transistor 2613, an oxide semiconductor layer is preferably used for a semiconductor layer in which a channel region is formed. In particular, when such a transistor is used as the transistor 2613, the potential of the node n can be held for a long time, and the frequency of the operation of supplying VRES to the node n (refresh operation) can be reduced. it can.

本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。   The structure described in this embodiment can be combined as appropriate with any of the structures described in the other embodiments.

(実施の形態7)
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を有する表示モジュール及び電子機器について、図30及び図31を用いて説明を行う。
(Embodiment 7)
In this embodiment, a display module and an electronic device each including the light-emitting element of one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

<表示モジュールに関する説明>
図30に示す表示モジュール8000は、上部カバー8001と下部カバー8002との間に、FPC8003に接続されたタッチセンサ8004、FPC8005に接続された表示装置8006、フレーム8009、プリント基板8010、バッテリ8011を有する。
<Explanation about display module>
A display module 8000 illustrated in FIG. 30 includes a touch sensor 8004 connected to the FPC 8003, a display device 8006 connected to the FPC 8005, a frame 8009, a printed circuit board 8010, and a battery 8011 between an upper cover 8001 and a lower cover 8002. .

本発明の一態様の発光素子は、例えば、表示装置8006に用いることができる。   The light-emitting element of one embodiment of the present invention can be used for the display device 8006, for example.

上部カバー8001及び下部カバー8002は、タッチセンサ8004及び表示装置8006のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。   The shapes and dimensions of the upper cover 8001 and the lower cover 8002 can be changed as appropriate in accordance with the sizes of the touch sensor 8004 and the display device 8006.

タッチセンサ8004は、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチセンサを表示装置8006に重畳して用いることができる。また、表示装置8006の対向基板(封止基板)に、タッチセンサ機能を持たせるようにすることも可能である。また、表示装置8006の各画素内に光センサを設け、光学式のタッチセンサとすることも可能である。   As the touch sensor 8004, a resistive touch sensor or a capacitive touch sensor can be used by being superimposed on the display device 8006. In addition, the counter substrate (sealing substrate) of the display device 8006 can have a touch sensor function. In addition, an optical sensor may be provided in each pixel of the display device 8006 to provide an optical touch sensor.

フレーム8009は、表示装置8006の保護機能の他、プリント基板8010の動作により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレーム8009は、放熱板としての機能を有していてもよい。   The frame 8009 has a function as an electromagnetic shield for blocking electromagnetic waves generated by the operation of the printed board 8010 in addition to a protective function of the display device 8006. The frame 8009 may have a function as a heat sink.

プリント基板8010は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であっても良いし、別途設けたバッテリ8011による電源であってもよい。バッテリ8011は、商用電源を用いる場合には、省略可能である。   The printed board 8010 includes a power supply circuit, a signal processing circuit for outputting a video signal and a clock signal. As a power supply for supplying power to the power supply circuit, an external commercial power supply may be used, or a power supply using a battery 8011 provided separately may be used. The battery 8011 can be omitted when a commercial power source is used.

また、表示モジュール8000は、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追加して設けてもよい。   The display module 8000 may be additionally provided with a member such as a polarizing plate, a retardation plate, or a prism sheet.

<電子機器に関する説明>
図31(A)乃至図31(G)は、電子機器を示す図である。これらの電子機器は、筐体9000、表示部9001、スピーカ9003、操作キー9005(電源スイッチ、又は操作スイッチを含む)、接続端子9006、センサ9007(力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの)、マイクロフォン9008、等を有することができる。
<Explanation about electronic equipment>
FIG. 31A to FIG. 31G illustrate electronic devices. These electronic devices include a housing 9000, a display portion 9001, a speaker 9003, operation keys 9005 (including a power switch or operation switch), a connection terminal 9006, and a sensor 9007 (force, displacement, position, speed, acceleration, angular velocity, Includes functions to measure rotation speed, distance, light, liquid, magnetism, temperature, chemical, sound, time, hardness, electric field, current, voltage, power, radiation, flow rate, humidity, gradient, vibration, odor or infrared ), A microphone 9008, and the like.

図31(A)乃至図31(G)に示す電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示部に表示する機能、タッチセンサ機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア(プログラム)によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信または受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して表示部に表示する機能、等を有することができる。なお、図31(A)乃至図31(G)に示す電子機器が有することのできる機能はこれらに限定されず、様々な機能を有することができる。また、図31(A)乃至図31(G)には図示していないが、電子機器には、複数の表示部を有する構成としてもよい。また、該電子機器にカメラ等を設け、静止画を撮影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を記録媒体(外部またはカメラに内蔵)に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有していてもよい。   The electronic devices illustrated in FIGS. 31A to 31G can have a variety of functions. For example, a function for displaying various information (still images, moving images, text images, etc.) on the display unit, a touch sensor function, a function for displaying a calendar, date or time, etc., a function for controlling processing by various software (programs) , Wireless communication function, function to connect to various computer networks using wireless communication function, function to transmit or receive various data using wireless communication function, read program or data recorded in recording medium A function of displaying on the display portion can be provided. Note that the functions which the electronic devices illustrated in FIGS. 31A to 31G can have are not limited to these, and can have various functions. Although not illustrated in FIGS. 31A to 31G, the electronic device may have a plurality of display portions. In addition, the electronic device is equipped with a camera, etc., to capture still images, to capture moving images, to store captured images on a recording medium (externally or built into the camera), and to display captured images on the display unit And the like.

図31(A)乃至図31(G)に示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。   Details of the electronic devices illustrated in FIGS. 31A to 31G are described below.

図31(A)は、携帯情報端末9100を示す斜視図である。携帯情報端末9100が有する表示部9001は、可撓性を有する。そのため、湾曲した筐体9000の湾曲面に沿って表示部9001を組み込むことが可能である。また、表示部9001はタッチセンサを備え、指やスタイラスなどで画面に触れることで操作することができる。例えば、表示部9001に表示されたアイコンに触れることで、アプリケーションを起動することができる。   FIG. 31A is a perspective view showing a portable information terminal 9100. FIG. A display portion 9001 included in the portable information terminal 9100 has flexibility. Therefore, the display portion 9001 can be incorporated along the curved surface of the curved housing 9000. Further, the display portion 9001 includes a touch sensor and can be operated by touching the screen with a finger, a stylus, or the like. For example, an application can be activated by touching an icon displayed on the display unit 9001.

図31(B)は、携帯情報端末9101を示す斜視図である。携帯情報端末9101は、例えば電話機、手帳又は情報閲覧装置等から選ばれた一つ又は複数の機能を有する。具体的には、スマートフォンとして用いることができる。なお、携帯情報端末9101は、スピーカ9003、接続端子9006、センサ9007等を省略して図示しているが、図31(A)に示す携帯情報端末9100と同様の位置に設けることができる。また、携帯情報端末9101は、文字や画像情報をその複数の面に表示することができる。例えば、3つの操作ボタン9050(操作アイコンまたは単にアイコンともいう)を表示部9001の一の面に表示することができる。また、破線の矩形で示す情報9051を表示部9001の他の面に表示することができる。なお、情報9051の一例としては、電子メールやSNS(ソーシャル・ネットワーキング・サービス)や電話などの着信を知らせる表示、電子メールやSNSなどの題名、電子メールやSNSなどの送信者名、日時、時刻、バッテリの残量、アンテナ受信の強度などがある。または、情報9051が表示されている位置に、情報9051の代わりに、操作ボタン9050などを表示してもよい。   FIG. 31B is a perspective view showing the portable information terminal 9101. The portable information terminal 9101 has one or a plurality of functions selected from, for example, a telephone, a notebook, an information browsing device, or the like. Specifically, it can be used as a smartphone. Note that the portable information terminal 9101 is illustrated with the speaker 9003, the connection terminal 9006, the sensor 9007, and the like omitted, but can be provided at the same position as the portable information terminal 9100 illustrated in FIG. Further, the portable information terminal 9101 can display characters and image information on the plurality of surfaces. For example, three operation buttons 9050 (also referred to as operation icons or simply icons) can be displayed on one surface of the display portion 9001. Further, information 9051 indicated by a broken-line rectangle can be displayed on another surface of the display portion 9001. As an example of the information 9051, a display for notifying an incoming call such as an e-mail, SNS (social networking service), a telephone call, a title such as an e-mail or SNS, a sender name such as an e-mail or SNS, a date and time, and a time , Battery level, antenna reception strength and so on. Alternatively, an operation button 9050 or the like may be displayed instead of the information 9051 at a position where the information 9051 is displayed.

図31(C)は、携帯情報端末9102を示す斜視図である。携帯情報端末9102は、表示部9001の3面以上に情報を表示する機能を有する。ここでは、情報9052、情報9053、情報9054がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。例えば、携帯情報端末9102の使用者は、洋服の胸ポケットに携帯情報端末9102を収納した状態で、その表示(ここでは情報9053)を確認することができる。具体的には、着信した電話の発信者の電話番号又は氏名等を、携帯情報端末9102の上方から観察できる位置に表示する。使用者は、携帯情報端末9102をポケットから取り出すことなく、表示を確認し、電話を受けるか否かを判断できる。   FIG. 31C is a perspective view showing the portable information terminal 9102. The portable information terminal 9102 has a function of displaying information on three or more surfaces of the display portion 9001. Here, an example is shown in which information 9052, information 9053, and information 9054 are displayed on different planes. For example, the user of the portable information terminal 9102 can check the display (information 9053 here) in a state where the portable information terminal 9102 is stored in the chest pocket of clothes. Specifically, the telephone number or name of the caller of the incoming call is displayed at a position where it can be observed from above portable information terminal 9102. The user can check the display and determine whether to receive a call without taking out the portable information terminal 9102 from the pocket.

図31(D)は、腕時計型の携帯情報端末9200を示す斜視図である。携帯情報端末9200は、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。また、表示部9001はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。また、携帯情報端末9200は、通信規格された近距離無線通信を実行することが可能である。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。また、携帯情報端末9200は、接続端子9006を有し、他の情報端末とコネクターを介して直接データのやりとりを行うことができる。また接続端子9006を介して充電を行うこともできる。なお、充電動作は接続端子9006を介さずに無線給電により行ってもよい。   FIG. 31D is a perspective view showing a wristwatch-type portable information terminal 9200. The portable information terminal 9200 can execute various applications such as a mobile phone, electronic mail, text browsing and creation, music playback, Internet communication, and computer games. Further, the display portion 9001 is provided with a curved display surface, and can perform display along the curved display surface. In addition, the portable information terminal 9200 can execute short-range wireless communication with a communication standard. For example, it is possible to talk hands-free by communicating with a headset capable of wireless communication. In addition, the portable information terminal 9200 includes a connection terminal 9006 and can directly exchange data with other information terminals via a connector. Charging can also be performed through the connection terminal 9006. Note that the charging operation may be performed by wireless power feeding without using the connection terminal 9006.

図31(E)(F)(G)は、折り畳み可能な携帯情報端末9201を示す斜視図である。また、図31(E)が携帯情報端末9201を展開した状態の斜視図であり、図31(F)が携帯情報端末9201を展開した状態または折り畳んだ状態の一方から他方に変化する途中の状態の斜視図であり、図31(G)が携帯情報端末9201を折り畳んだ状態の斜視図である。携帯情報端末9201は、折り畳んだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。携帯情報端末9201が有する表示部9001は、ヒンジ9055によって連結された3つの筐体9000に支持されている。ヒンジ9055を介して2つの筐体9000間を屈曲させることにより、携帯情報端末9201を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。例えば、携帯情報端末9201は、曲率半径1mm以上150mm以下で曲げることができる。   31E, 31F, and 31G are perspective views illustrating a foldable portable information terminal 9201. FIG. FIG. 31E is a perspective view of a state in which the portable information terminal 9201 is expanded, and FIG. 31F is a state in the middle of changing from one of the expanded state or the folded state of the portable information terminal 9201 to the other. FIG. 31G is a perspective view of the portable information terminal 9201 folded. The portable information terminal 9201 is excellent in portability in the folded state, and in the expanded state, the portable information terminal 9201 is excellent in display listability due to a seamless wide display area. A display portion 9001 included in the portable information terminal 9201 is supported by three housings 9000 connected by a hinge 9055. By bending between the two housings 9000 via the hinge 9055, the portable information terminal 9201 can be reversibly deformed from the expanded state to the folded state. For example, the portable information terminal 9201 can be bent with a curvature radius of 1 mm to 150 mm.

本実施の形態において述べた電子機器は、何らかの情報を表示するための表示部を有することを特徴とする。ただし、本発明の一態様の発光素子は、表示部を有さない電子機器にも適用することができる。また、本実施の形態において述べた電子機器の表示部においては、可撓性を有し、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる構成、または折り畳み可能な表示部の構成について例示したが、これに限定されず、可撓性を有さず、平面部に表示を行う構成としてもよい。   The electronic device described in this embodiment includes a display portion for displaying some information. Note that the light-emitting element of one embodiment of the present invention can also be applied to an electronic device having no display portion. In addition, in the display portion of the electronic device described in this embodiment, an example of a configuration that has flexibility and can display along a curved display surface, or a configuration of a foldable display portion is given. However, the present invention is not limited to this, and may have a configuration in which display is performed on a flat portion without having flexibility.

本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。   The structure described in this embodiment can be combined as appropriate with any of the structures described in the other embodiments.

(実施の形態8)
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を有する発光装置について、図32及び図33を用いて説明する。
(Embodiment 8)
In this embodiment, a light-emitting device including the light-emitting element of one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

本実施の形態で示す、発光装置3000の斜視図を図32(A)に、図32(A)に示す一点鎖線E−F間に相当する断面図を図32(B)に、それぞれ示す。なお、図32(A)において、図面の煩雑さを避けるために、構成要素の一部を破線で表示している。   FIG. 32A shows a perspective view of the light-emitting device 3000 shown in this embodiment mode, and FIG. 32B shows a cross-sectional view corresponding to the area between dashed-dotted lines EF shown in FIG. Note that in FIG. 32A, some components are displayed with broken lines in order to avoid complexity of the drawing.

図32(A)(B)に示す発光装置3000は、基板3001と、基板3001上の発光素子3005と、発光素子3005の外周に設けられた第1の封止領域3007と、第1の封止領域3007の外周に設けられた第2の封止領域3009と、を有する。   A light-emitting device 3000 illustrated in FIGS. 32A and 32B includes a substrate 3001, a light-emitting element 3005 over the substrate 3001, a first sealing region 3007 provided on the outer periphery of the light-emitting element 3005, and a first seal. And a second sealing region 3009 provided on the outer periphery of the stop region 3007.

また、発光素子3005からの発光は、基板3001及び基板3003のいずれか一方または双方から射出される。図32(A)(B)においては、発光素子3005からの発光が下方側(基板3001側)に射出される構成について説明する。   Light emission from the light-emitting element 3005 is emitted from one or both of the substrate 3001 and the substrate 3003. 32A and 32B, a structure in which light emitted from the light-emitting element 3005 is emitted downward (substrate 3001 side) will be described.

また、図32(A)(B)に示すように、発光装置3000は、発光素子3005が第1の封止領域3007と、第2の封止領域3009とに、囲まれて配置される二重封止構造である。二重封止構造とすることで、発光素子3005側に入り込む外部の不純物(例えば、水、酸素など)を、好適に抑制することができる。ただし、第1の封止領域3007及び第2の封止領域3009を、必ずしも設ける必要はない。例えば、第1封止領域3007のみの構成としてもよい。   32A and 32B, the light-emitting device 3000 includes two light-emitting elements 3005 that are surrounded by a first sealing region 3007 and a second sealing region 3009. It is a heavy sealing structure. With the double sealing structure, external impurities (for example, water, oxygen, and the like) that enter the light-emitting element 3005 side can be preferably suppressed. Note that the first sealing region 3007 and the second sealing region 3009 are not necessarily provided. For example, only the first sealing region 3007 may be configured.

なお、図32(B)において、第1の封止領域3007及び第2の封止領域3009は、基板3001及び基板3003と接して設けられる。ただし、これに限定されず、例えば、第1の封止領域3007及び第2の封止領域3009の一方または双方は、基板3001の上方に形成される絶縁膜、あるいは導電膜と接して設けられる構成としてもよい。または、第1の封止領域3007及び第2の封止領域3009の一方または双方は、基板3003の下方に形成される絶縁膜、あるいは導電膜と接して設けられる構成としてもよい。   Note that in FIG. 32B, the first sealing region 3007 and the second sealing region 3009 are provided in contact with the substrate 3001 and the substrate 3003. However, the invention is not limited to this. For example, one or both of the first sealing region 3007 and the second sealing region 3009 are provided in contact with an insulating film or a conductive film formed over the substrate 3001. It is good also as a structure. Alternatively, one or both of the first sealing region 3007 and the second sealing region 3009 may be provided in contact with an insulating film or a conductive film formed below the substrate 3003.

基板3001及び基板3003としては、それぞれ先の実施の形態3に記載の基板200と、基板220と同様の構成とすればよい。発光素子3005としては、先の実施の形態に記載の発光素子と同様の構成とすればよい。   The substrate 3001 and the substrate 3003 may have structures similar to those of the substrate 200 and the substrate 220 described in Embodiment 3, respectively. The light-emitting element 3005 may have a structure similar to that of the light-emitting element described in the above embodiment.

第1の封止領域3007としては、ガラスを含む材料(例えば、ガラスフリット、ガラスリボン等)を用いればよい。また、第2の封止領域3009としては、樹脂を含む材料を用いればよい。第1の封止領域3007として、ガラスを含む材料を用いることで、生産性や封止性を高めることができる。また、第2の封止領域3009として、樹脂を含む材料を用いることで、耐衝撃性や耐熱性を高めることができる。ただし、第1の封止領域3007と、第2の封止領域3009とは、これに限定されず、第1の封止領域3007が樹脂を含む材料で形成され、第2の封止領域3009がガラスを含む材料で形成されてもよい。   As the first sealing region 3007, a material containing glass (eg, a glass frit, a glass ribbon, or the like) may be used. For the second sealing region 3009, a material containing a resin may be used. By using a material containing glass for the first sealing region 3007, productivity and sealing performance can be improved. In addition, by using a material containing a resin for the second sealing region 3009, impact resistance and heat resistance can be improved. Note that the first sealing region 3007 and the second sealing region 3009 are not limited to this, and the first sealing region 3007 is formed of a material containing a resin. May be formed of a material including glass.

また、上述のガラスフリットとしては、例えば、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化セシウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化ホウ素、酸化バナジウム、酸化亜鉛、酸化テルル、酸化アルミニウム、二酸化珪素、酸化鉛、酸化スズ、酸化リン、酸化ルテニウム、酸化ロジウム、酸化鉄、酸化銅、二酸化マンガン、酸化モリブデン、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化タングステン、酸化ビスマス、酸化ジルコニウム、酸化リチウム、酸化アンチモン、ホウ酸鉛ガラス、リン酸スズガラス、バナジン酸塩ガラス又はホウケイ酸ガラス等を含む。赤外光を吸収させるため、少なくとも一種類以上の遷移金属を含むことが好ましい。   Examples of the glass frit include magnesium oxide, calcium oxide, strontium oxide, barium oxide, cesium oxide, sodium oxide, potassium oxide, boron oxide, vanadium oxide, zinc oxide, tellurium oxide, aluminum oxide, silicon dioxide, Lead oxide, tin oxide, phosphorus oxide, ruthenium oxide, rhodium oxide, iron oxide, copper oxide, manganese dioxide, molybdenum oxide, niobium oxide, titanium oxide, tungsten oxide, bismuth oxide, zirconium oxide, lithium oxide, antimony oxide, boric acid Including lead glass, tin phosphate glass, vanadate glass or borosilicate glass. In order to absorb infrared light, it is preferable to include at least one kind of transition metal.

また、上述のガラスフリットとしては、例えば、基板上にフリットペーストを塗布し、これに加熱処理、またはレーザ照射などを行う。フリットペーストには、上記ガラスフリットと、有機溶媒で希釈した樹脂(バインダとも呼ぶ)とが含まれる。また、ガラスフリットにレーザ光の波長の光を吸収する吸収剤を添加したものを用いても良い。また、レーザとして、例えば、Nd:YAGレーザや半導体レーザなどを用いることが好ましい。また、レーザ照射の際のレーザの照射形状は、円形でも四角形でもよい。   As the above-mentioned glass frit, for example, a frit paste is applied on a substrate, and heat treatment or laser irradiation is performed on the frit paste. The frit paste includes the glass frit and a resin diluted with an organic solvent (also called a binder). Alternatively, a glass frit to which an absorbent that absorbs light having a wavelength of laser light is added may be used. As the laser, for example, an Nd: YAG laser or a semiconductor laser is preferably used. Further, the laser irradiation shape during laser irradiation may be circular or quadrangular.

また、上述の樹脂を含む材料としては、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド(ナイロン、アラミド等)、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアクリル樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂を用いることができる。もしくは、シリコーンなどのシロキサン結合を有する樹脂を含む材料を用いることができる。   Moreover, as a material containing the above-mentioned resin, polyester, polyolefin, polyamide (nylon, aramid etc.), a polyimide, a polycarbonate or an acrylic resin, a polyurethane, and an epoxy resin can be used, for example. Alternatively, a material including a resin having a siloxane bond such as silicone can be used.

なお、第1の封止領域3007及び第2の封止領域3009のいずれか一方または双方にガラスを含む材料を用いる場合、当該ガラスを含む材料と、基板3001との熱膨張率が近いことが好ましい。上記構成とすることで、熱応力によりガラスを含む材料または基板3001にクラックが入るのを抑制することができる。   Note that in the case where a material containing glass is used for one or both of the first sealing region 3007 and the second sealing region 3009, the coefficient of thermal expansion between the material containing glass and the substrate 3001 is close. preferable. By setting it as the said structure, it can suppress that a crack enters into the material or board | substrate 3001 containing glass with a thermal stress.

例えば、第1の封止領域3007にガラスを含む材料を用い、第2の封止領域3009に樹脂を含む材料を用いる場合、以下の優れた効果を有する。   For example, when a material containing glass is used for the first sealing region 3007 and a material containing resin is used for the second sealing region 3009, the following excellent effects are obtained.

第2の封止領域3009は、第1の封止領域3007よりも、発光装置3000の外周部に近い側に設けられる。発光装置3000は、外周部に向かうにつれ、外力等による歪みが大きくなる。よって、歪みが大きくなる発光装置3000の外周部側、すなわち第2の封止領域3009に、樹脂を含む材料によって封止し、第2の封止領域3009よりも内側に設けられる第1の封止領域3007にガラスを含む材料を用いて封止することで、外力等の歪みが生じても発光装置3000が壊れにくくなる。   The second sealing region 3009 is provided closer to the outer peripheral portion of the light emitting device 3000 than the first sealing region 3007. As the light emitting device 3000 moves toward the outer periphery, distortion due to external force or the like increases. Therefore, the first sealing provided on the outer peripheral side of the light-emitting device 3000 where the distortion increases, that is, the second sealing region 3009, is sealed with a material containing resin and is provided on the inner side of the second sealing region 3009. By sealing the stop region 3007 with a material containing glass, the light-emitting device 3000 is less likely to be broken even when distortion such as external force occurs.

また、図32(B)に示すように、基板3001、基板3003、第1の封止領域3007、及び第2の封止領域3009に囲まれた領域には、第1の領域3011が形成される。また、基板3001、基板3003、発光素子3005、及び第1の封止領域3007に囲まれた領域には、第2の領域3013が形成される。   As shown in FIG. 32B, a first region 3011 is formed in a region surrounded by the substrate 3001, the substrate 3003, the first sealing region 3007, and the second sealing region 3009. The A second region 3013 is formed in a region surrounded by the substrate 3001, the substrate 3003, the light-emitting element 3005, and the first sealing region 3007.

第1の領域3011及び第2の領域3013としては、例えば、希ガスまたは窒素ガス等の不活性ガスが充填されていると好ましい。なお、第1の領域3011及び第2の領域3013としては、大気圧状態よりも減圧状態であると好ましい。   The first region 3011 and the second region 3013 are preferably filled with an inert gas such as a rare gas or nitrogen gas, for example. Note that the first region 3011 and the second region 3013 are preferably in a reduced pressure state rather than an atmospheric pressure state.

また、図32(B)に示す構成の変形例を図32(C)に示す。図32(C)は、発光装置3000の変形例を示す断面図である。   A modified example of the structure illustrated in FIG. 32B is illustrated in FIG. FIG. 32C is a cross-sectional view illustrating a modified example of the light-emitting device 3000.

図32(C)は、基板3003の一部に凹部を設け、該凹部に乾燥剤3018を設ける構成である。それ以外の構成については、図32(B)に示す構成と同じである。   FIG. 32C illustrates a structure in which a recess is provided in part of the substrate 3003 and a desiccant 3018 is provided in the recess. The other structure is the same as the structure shown in FIG.

乾燥剤3018としては、化学吸着によって水分等を吸着する物質、または物理吸着によって水分等を吸着する物質を用いることができる。例えば、乾燥剤3018として用いることができる物質としては、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物(酸化カルシウムや酸化バリウム等)、硫酸塩、金属ハロゲン化物、過塩素酸塩、ゼオライト、シリカゲル等が挙げられる。   As the desiccant 3018, a substance that adsorbs moisture or the like by chemical adsorption, or a substance that adsorbs moisture or the like by physical adsorption can be used. For example, substances that can be used as the desiccant 3018 include alkali metal oxides, alkaline earth metal oxides (such as calcium oxide and barium oxide), sulfates, metal halides, perchlorates, zeolites, Examples include silica gel.

次に、図32(B)に示す発光装置3000の変形例について、図33(A)(B)(C)(D)を用いて説明する。なお、図33(A)(B)(C)(D)は、図32(B)に示す発光装置3000の変形例を説明する断面図である。   Next, a modification of the light-emitting device 3000 illustrated in FIG. 32B will be described with reference to FIGS. 33A, 33B, 33C, and 33D. 33A, 33B, 33C, and 33D are cross-sectional views illustrating a modification of the light-emitting device 3000 illustrated in FIG.

図33(A)(B)(C)(D)に示す発光装置は、第2の封止領域3009を設けずに、第1の封止領域3007とした構成である。また、図33(A)(B)(C)(D)に示す発光装置は、図32(B)に示す第2の領域3013の代わりに領域3014を有する。   The light-emitting device shown in FIGS. 33A, 33B, 33C, and 33D has a structure in which the second sealing region 3009 is not provided and the first sealing region 3007 is used. In addition, the light-emitting device illustrated in FIGS. 33A, 33B, 33C, and 33D includes a region 3014 instead of the second region 3013 illustrated in FIG.

領域3014としては、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド(ナイロン、アラミド等)、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアクリル樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂を用いることができる。もしくは、シリコーンなどのシロキサン結合を有する樹脂を含む材料を用いることができる。   As the region 3014, for example, polyester, polyolefin, polyamide (nylon, aramid, or the like), polyimide, polycarbonate, acrylic resin, polyurethane, or epoxy resin can be used. Alternatively, a material including a resin having a siloxane bond such as silicone can be used.

領域3014として、上述の材料を用いることで、いわゆる固体封止の発光装置とすることができる。   When the above-described material is used for the region 3014, a so-called solid-sealed light-emitting device can be obtained.

また、図33(B)に示す発光装置は、図33(A)に示す発光装置の基板3001側に、基板3015を設ける構成である。   The light-emitting device illustrated in FIG. 33B has a structure in which the substrate 3015 is provided on the substrate 3001 side of the light-emitting device illustrated in FIG.

基板3015は、図33(B)に示すように凹凸を有する。凹凸を有する基板3015を、発光素子3005の光を取り出す側に設ける構成とすることで、発光素子3005からの光の取出し効率を向上させることができる。なお、図33(B)に示すような凹凸を有する構造の代わりに、拡散板として機能する基板を設けてもよい。   The substrate 3015 has unevenness as illustrated in FIG. By providing the uneven substrate 3015 on the light extraction side of the light-emitting element 3005, the light extraction efficiency from the light-emitting element 3005 can be improved. Note that a substrate functioning as a diffusion plate may be provided instead of the structure having unevenness as illustrated in FIG.

また、図33(C)に示す発光装置は、図33(A)に示す発光装置が基板3001側から光を取り出す構造であったのに対し、基板3003側から光を取り出す構造である。   A light-emitting device illustrated in FIG. 33C has a structure in which light is extracted from the substrate 3003 side, whereas the light-emitting device in FIG. 33A extracts light from the substrate 3001 side.

図33(C)に示す発光装置は、基板3003側に基板3015を有する。それ以外の構成は、図33(B)に示す発光装置と同様である。   A light-emitting device illustrated in FIG. 33C includes a substrate 3015 on the substrate 3003 side. Other structures are similar to those of the light-emitting device illustrated in FIG.

また、図33(D)に示す発光装置は、図33(C)に示す発光装置の基板3003、3015を設けずに、基板3016を設ける構成である。   In addition, the light-emitting device illustrated in FIG. 33D has a structure in which the substrate 3016 is provided without providing the substrates 3003 and 3015 of the light-emitting device shown in FIG.

基板3016は、発光素子3005の近い側に位置する第1の凹凸と、発光素子3005の遠い側に位置する第2の凹凸と、を有する。図33(D)に示す構成とすることで、発光素子3005からの光の取出し効率をさらに、向上させることができる。   The substrate 3016 has a first unevenness located on the side closer to the light emitting element 3005 and a second unevenness located on the side farther from the light emitting element 3005. With the structure illustrated in FIG. 33D, the light extraction efficiency from the light-emitting element 3005 can be further improved.

したがって、本実施の形態に示す構成を実施することにより、水分や酸素などの不純物による発光素子の劣化が抑制された発光装置を実現することができる。または、本実施の形態に示す構成を実施することにより、光取出し効率の高い発光装置を実現することができる。   Therefore, by implementing the structure described in this embodiment, a light-emitting device in which deterioration of the light-emitting element due to impurities such as moisture and oxygen is suppressed can be realized. Alternatively, by performing the structure described in this embodiment, a light-emitting device with high light extraction efficiency can be realized.

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせることができる。   Note that the structure described in this embodiment can be combined as appropriate with any of the structures described in the other embodiments.

(実施の形態9)
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を様々な照明装置及び電子機器に適用する一例について、図34及び図35を用いて説明する。
(Embodiment 9)
In this embodiment, an example in which the light-emitting element of one embodiment of the present invention is applied to various lighting devices and electronic devices will be described with reference to FIGS.

本発明の一態様の発光素子を、可撓性を有する基板上に作製することで、曲面を有する発光領域を有する電子機器、照明装置を実現することができる。   By manufacturing the light-emitting element of one embodiment of the present invention over a flexible substrate, an electronic device or a lighting device having a light-emitting region having a curved surface can be realized.

また、本発明の一態様を適用した発光装置は、自動車の照明にも適用することができ、例えば、ダッシュボードや、フロントガラス、天井等に照明を設置することもできる。   In addition, the light-emitting device to which one embodiment of the present invention is applied can also be used for lighting of a car. For example, lighting can be provided on a dashboard, a windshield, a ceiling, or the like.

図34(A)は、多機能端末3500の一方の面の斜視図を示し、図34(B)は、多機能端末3500の他方の面の斜視図を示している。多機能端末3500は、筐体3502に表示部3504、カメラ3506、照明3508等が組み込まれている。本発明の一態様の発光装置を照明3508に用いることができる。   34A shows a perspective view of one surface of the multi-function terminal 3500, and FIG. 34B shows a perspective view of the other surface of the multi-function terminal 3500. In the multi-function terminal 3500, a display portion 3504, a camera 3506, an illumination 3508, and the like are incorporated in a housing 3502. The light-emitting device of one embodiment of the present invention can be used for the lighting 3508.

照明3508は、本発明の一態様の発光装置を用いることで、面光源として機能する。したがって、LEDに代表される点光源と異なり、指向性が少ない発光が得られる。例えば、照明3508とカメラ3506とを組み合わせて用いる場合、照明3508を点灯または点滅させて、カメラ3506により撮像することができる。照明3508としては、面光源としての機能を有するため、自然光の下で撮影したような写真を撮影することができる。   The illumination 3508 functions as a surface light source by using the light-emitting device of one embodiment of the present invention. Therefore, unlike a point light source typified by an LED, light emission with less directivity can be obtained. For example, when the lighting 3508 and the camera 3506 are used in combination, the lighting 3508 can be turned on or blinked and an image can be captured by the camera 3506. Since the illumination 3508 has a function as a surface light source, it can capture a photograph taken under natural light.

なお、図34(A)、(B)に示す多機能端末3500は、図31(A)乃至図31(G)に示す電子機器と同様に、様々な機能を有することができる。   Note that the multi-function terminal 3500 illustrated in FIGS. 34A and 34B can have various functions in a manner similar to that of the electronic devices illustrated in FIGS. 31A to 31G.

また、筐体3502の内部に、スピーカ、センサ(力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの)、マイクロフォン等を有することができる。また、多機能端末3500の内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、多機能端末3500の向き(縦か横か)を判断して、表示部3504の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。   In addition, a speaker, a sensor (force, displacement, position, velocity, acceleration, angular velocity, rotation speed, distance, light, liquid, magnetism, temperature, chemical substance, sound, time, hardness, electric field, current are provided inside the housing 3502. , Voltage, power, radiation, flow rate, humidity, gradient, vibration, odor or infrared measurement function), microphone, and the like. Further, by providing a detection device having a sensor for detecting inclination such as a gyroscope and an acceleration sensor inside the multi-function terminal 3500, the orientation (vertical or horizontal) of the multi-function terminal 3500 is determined, and a display unit 3504 is provided. The screen display can be automatically switched.

表示部3504は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部3504に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。また、表示部3504に近赤外光を発光するバックライト又は近赤外光を発光するセンシング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。なお、表示部3054に本発明の一態様の発光装置を適用してもよい。   The display portion 3504 can also function as an image sensor. For example, personal authentication can be performed by touching the display portion 3504 with a palm or a finger and capturing a palm print, a fingerprint, or the like. In addition, when a backlight that emits near-infrared light or a sensing light source that emits near-infrared light is used for the display portion 3504, finger veins, palm veins, and the like can be imaged. Note that the light-emitting device of one embodiment of the present invention may be applied to the display portion 3054.

図34(C)は、防犯用のライト3600の斜視図を示している。ライト3600は、筐体3602の外側に照明3608を有し、筐体3602には、スピーカ3610等が組み込まれている。本発明の一態様の発光装置を照明3608に用いることができる。   FIG. 34C is a perspective view of a crime prevention light 3600. The light 3600 includes an illumination 3608 outside the housing 3602, and the housing 3602 incorporates a speaker 3610 and the like. The light-emitting device of one embodiment of the present invention can be used for the lighting 3608.

ライト3600としては、例えば、照明3608を握持する、掴持する、または保持することで発光することができる。また、筐体3602の内部には、ライト3600からの発光方法を制御できる電子回路を備えていてもよい。該電子回路としては、例えば、1回または間欠的に複数回、発光が可能なような回路としてもよいし、発光の電流値を制御することで発光の光量が調整可能なような回路としてもよい。また、照明3608の発光と同時に、スピーカ3610から大音量の警報音が出力されるような回路を組み込んでもよい。   As the light 3600, for example, light can be emitted by gripping, holding, or holding the illumination 3608. Further, an electronic circuit that can control a light emission method from the light 3600 may be provided inside the housing 3602. As the electronic circuit, for example, a circuit that can emit light once or intermittently a plurality of times may be used, or a circuit that can adjust the light emission amount by controlling the light emission current value. Good. In addition, a circuit that outputs a loud alarm sound from the speaker 3610 at the same time as the light emission of the illumination 3608 may be incorporated.

ライト3600としては、あらゆる方向に発光することが可能なため、例えば、暴漢等に向けて光、または光と音で威嚇することができる。また、ライト3600にデジタルスチルカメラ等のカメラ、撮影機能を有する機能を備えてもよい。   Since the light 3600 can emit light in all directions, for example, it can be threatened with light or light and sound toward a thief or the like. The light 3600 may be provided with a camera such as a digital still camera and a function having a photographing function.

図35は、発光素子を室内の照明装置8501として用いた例である。なお、発光素子は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置を形成することもできる。その他、曲面を有する筐体を用いることで、発光領域が曲面を有する照明装置8502を形成することもできる。本実施の形態で示す発光素子は薄膜状であり、筐体のデザインの自由度が高い。したがって、様々な意匠を凝らした照明装置を形成することができる。さらに、室内の壁面に大型の照明装置8503を備えても良い。また、照明装置8501、8502、8503に、タッチセンサを設けて、電源のオンまたはオフを行ってもよい。   FIG. 35 illustrates an example in which the light-emitting element is used as an indoor lighting device 8501. Note that since the light-emitting element can have a large area, a large-area lighting device can be formed. In addition, by using a housing having a curved surface, the lighting device 8502 in which the light-emitting region has a curved surface can be formed. The light-emitting element described in this embodiment is thin and has a high degree of freedom in housing design. Therefore, it is possible to form a lighting device with various designs. Further, a large lighting device 8503 may be provided on the indoor wall surface. Alternatively, the lighting devices 8501, 8502, and 8503 may be provided with touch sensors to turn the power on or off.

また、発光素子をテーブルの表面側に用いることによりテーブルとしての機能を備えた照明装置8504とすることができる。なお、その他の家具の一部に発光素子を用いることにより、家具としての機能を備えた照明装置とすることができる。   In addition, by using the light-emitting element on the surface side of the table, the lighting device 8504 having a function as a table can be obtained. Note that a lighting device having a function as furniture can be obtained by using a light-emitting element as part of other furniture.

以上のようにして、本発明の一態様の発光装置を適用して照明装置及び電子機器を得ることができる。なお、適用できる照明装置及び電子機器は、本実施の形態に示したものに限らず、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。   As described above, a lighting device and an electronic device can be obtained by using the light-emitting device of one embodiment of the present invention. Note that applicable lighting devices and electronic devices are not limited to those described in this embodiment and can be applied to electronic devices in various fields.

また、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。   The structure described in this embodiment can be combined as appropriate with any of the structures described in the other embodiments.

本実施例では、本発明の一態様である発光素子(発光素子1乃至発光素子3)、及び比較発光素子(比較発光素子1及び比較発光素子2)の作製例を示す。本実施例で作製した発光素子の断面模式図は、図1(A)に示す発光素子と同じである。素子構造の詳細を表2に示す。また、本実施例で使用した化合物の構造と略称を以下に示す。なお、発光層のホスト材料としては、実施の形態1で示した化合物を用いた。   In this example, manufacturing examples of a light-emitting element (light-emitting element 1 to light-emitting element 3) and a comparative light-emitting element (comparative light-emitting element 1 and comparative light-emitting element 2) which are one embodiment of the present invention will be described. A cross-sectional schematic view of the light-emitting element manufactured in this example is the same as the light-emitting element shown in FIG. Details of the element structure are shown in Table 2. The structures and abbreviations of the compounds used in this example are shown below. Note that the compound described in Embodiment 1 was used as a host material for the light-emitting layer.

<発光素子1の作製>
基板上に電極101として、ITSO膜を、厚さが110nmになるように形成した。なお、電極101の電極面積は、4mm(2mm×2mm)とした。
<Preparation of Light-Emitting Element 1>
An ITSO film was formed as an electrode 101 on the substrate so as to have a thickness of 110 nm. The electrode area of the electrode 101 was 4 mm 2 (2 mm × 2 mm).

次に、電極101上にEL層100を形成した。正孔注入層111としては、PCPPnと酸化モリブデン(MoO)を重量比(PCPPn:MoO)が1:0.5になるように、且つ厚さが50nmになるように共蒸着した。また、正孔輸送層112としては、PCPPnを厚さが30nmになるように蒸着した。 Next, the EL layer 100 was formed over the electrode 101. As the hole injection layer 111, PCPPn and molybdenum oxide (MoO 3 ) were co-deposited so that the weight ratio (PCPPn: MoO 3 ) was 1: 0.5 and the thickness was 50 nm. Further, as the hole transport layer 112, PCPPn was deposited so as to have a thickness of 30 nm.

次に、発光層130としては、CzPAおよび1,6mMemFLPAPrnを重量比(CzPA:1,6mMemFLPAPrn)が1:0.04になるように、且つ厚さが25nmになるように共蒸着した。なお、発光層130において、CzPAがホスト材料であり、1,6mMemFLPAPrnが蛍光材料(ゲスト材料)である。   Next, as the light emitting layer 130, CzPA and 1,6mMemFLPAPrn were co-deposited so that the weight ratio (CzPA: 1,6mMemFLPAPrn) was 1: 0.04 and the thickness was 25 nm. In the light emitting layer 130, CzPA is a host material and 1,6mMemFLPAPrn is a fluorescent material (guest material).

また、発光層130上に、電子輸送層118として、BPhenを厚さが25nmになるよう蒸着した。次に、電子注入層119として、フッ化リチウム(LiF)を厚さが1nmになるように蒸着した。   Further, BPhen was deposited as an electron transport layer 118 on the light emitting layer 130 so as to have a thickness of 25 nm. Next, lithium fluoride (LiF) was deposited as the electron injection layer 119 so as to have a thickness of 1 nm.

また、電極102としては、アルミニウム(Al)を厚さが200nmになるように形成した。   As the electrode 102, aluminum (Al) was formed to a thickness of 200 nm.

次に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、有機EL用封止材を用いて封止基板を、EL層100を形成した基板に固定することで、発光素子1を封止した。なお、具体的には、基板に形成したEL層100の周囲に封止材を塗布し、該基板と封止基板とを貼り合わせ、波長が365nmの紫外光を6J/cm照射し、80℃にて1時間熱処理した。以上の工程により発光素子1を得た。 Next, the light-emitting element 1 was sealed by fixing the sealing substrate to the substrate on which the EL layer 100 was formed using a sealing material for organic EL in a glove box in a nitrogen atmosphere. Specifically, a sealing material is applied around the EL layer 100 formed on the substrate, the substrate and the sealing substrate are bonded, ultraviolet light having a wavelength of 365 nm is irradiated with 6 J / cm 2 , and 80 Heat treatment was performed at 0 ° C. for 1 hour. The light emitting element 1 was obtained through the above steps.

<発光素子2の作製>
発光素子2は、先に示す発光素子1の作製と、正孔注入層111、及び発光層130の形成工程のみ異なり、それ以外の工程は、発光素子1と同様の作製方法とした。
<Preparation of Light-Emitting Element 2>
The light-emitting element 2 is different from the light-emitting element 1 described above only in the steps of forming the hole injection layer 111 and the light-emitting layer 130, and the other steps are the same as those for the light-emitting element 1.

発光素子2の正孔注入層111としては、PCPPnとMoOを重量比(PCPPn:MoO)が1:0.5になるように、且つ厚さが60nmになるように共蒸着した。 As the hole injection layer 111 of the light-emitting element 2, PCPPn and MoO 3 were co-deposited so that the weight ratio (PCPPn: MoO 3 ) was 1: 0.5 and the thickness was 60 nm.

また、発光素子2の発光層130としては、t−BuDNAおよび1,6mMemFLPAPrnを重量比(t−BuDNA:1,6mMemFLPAPrn)が1:0.03なるように、且つ厚さが25nmになるように共蒸着した。なお、発光層130において、t−BuDNAがホスト材料であり、1,6mMemFLPAPrnが蛍光材料(ゲスト材料)である。   In addition, as the light emitting layer 130 of the light emitting element 2, t-BuDNA and 1,6mMemFLPAPrn are formed so that the weight ratio (t-BuDNA: 1,6mMemFLPAPrn) is 1: 0.03 and the thickness is 25 nm. Co-deposited. In the light emitting layer 130, t-BuDNA is a host material, and 1,6 mM emFLPAPrn is a fluorescent material (guest material).

<発光素子3、比較発光素子1、及び比較発光素子2の作製>
発光素子3、比較発光素子1、及び比較発光素子2は、先に示す発光素子2の作製と、発光層130の形成工程のみ異なり、それ以外の工程は、発光素子2と同様の作製方法とした。
<Preparation of Light-Emitting Element 3, Comparative Light-Emitting Element 1, and Comparative Light-Emitting Element 2>
The light-emitting element 3, the comparative light-emitting element 1, and the comparative light-emitting element 2 are different from the light-emitting element 2 described above only in the process of forming the light-emitting layer 130, and other processes are the same as those in the light-emitting element 2. did.

発光素子3の発光層130としては、cgDBCzPAおよび1,6mMemFLPAPrnを重量比(cgDBCzPA:1,6mMemFLPAPrn)が1:0.03になるように、且つ厚さが25nmになるように共蒸着した。なお、発光層130において、cgDBCzPAがホスト材料であり、1,6mMemFLPAPrnが蛍光材料(ゲスト材料)である。   As the light-emitting layer 130 of the light-emitting element 3, cgDBCzPA and 1,6mMemFLPAPrn were co-deposited so that the weight ratio (cgDBCzPA: 1,6mMemFLPAPrn) was 1: 0.03 and the thickness was 25 nm. In the light-emitting layer 130, cgDBCzPA is a host material, and 1,6 mM emFLPAPrn is a fluorescent material (guest material).

比較発光素子1の発光層130としては、BH−1および1,6mMemFLPAPrnを重量比(BH−1:1,6mMemFLPAPrn)が1:0.03になるように、且つ厚さが25nmになるように共蒸着した。なお、発光層130において、BH−1がホスト材料であり、1,6mMemFLPAPrnが蛍光材料(ゲスト材料)である。   As the light emitting layer 130 of the comparative light emitting element 1, the weight ratio of BH-1 and 1,6mMemFLPAPrn (BH-1: 1,6mMemFLPAPrn) is 1: 0.03 and the thickness is 25 nm. Co-deposited. In the light emitting layer 130, BH-1 is a host material, and 1,6 mM emFLPAPrn is a fluorescent material (guest material).

比較発光素子2の発光層130としては、α,β−ADNおよび1,6mMemFLPAPrnを重量比(α,β−ADN:1,6mMemFLPAPrn)が1:0.03になるように、且つ厚さが25nmになるように共蒸着した。なお、発光層130において、α,β−ADNがホスト材料であり、1,6mMemFLPAPrnが蛍光材料(ゲスト材料)である。   As the light-emitting layer 130 of the comparative light-emitting element 2, α, β-ADN and 1,6 mM emFLPAPrn have a weight ratio (α, β-ADN: 1,6 mM emFLPAPrn) of 1: 0.03 and a thickness of 25 nm. Co-deposited so that In the light emitting layer 130, α, β-ADN is a host material, and 1,6 mM emFLPAPrn is a fluorescent material (guest material).

<蛍光寿命の測定>
図36(A)(B)は、本発明の一態様である発光素子(発光素子1乃至発光素子3)、及び比較発光素子(比較発光素子1、及び比較発光素子2)の蛍光寿命を測定した結果である。なお、蛍光寿命の測定においては、蛍光材料である1,6mMemFLPAPrnが呈する青色発光を観測した。
<Measurement of fluorescence lifetime>
36A and 36B illustrate fluorescence lifetimes of the light-emitting elements (light-emitting element 1 to light-emitting element 3) and comparative light-emitting elements (comparative light-emitting element 1 and comparative light-emitting element 2) which are embodiments of the present invention. It is the result. In the measurement of the fluorescence lifetime, blue light emission exhibited by the fluorescent material 1,6 mM emFLPAPrn was observed.

測定にはピコ秒蛍光寿命測定システム(浜松ホトニクス社製)を用いた。本測定では、発光素子における蛍光発光の寿命を測定するため、発光素子に矩形パルス電圧を印加し、その電圧の立下りから減衰していく発光をストリークカメラにより時間分解測定した。パルス電圧は10Hzの周期で印加し、繰り返し測定したデータを積算することにより、S/N比の高いデータを得た。また、測定は室温(300K)で、印加パルス電圧が3.5V、印加パルス時間幅が100μsec、負バイアス電圧が−5V、測定時間範囲が50μsecの条件で行った。測定結果を図36(A)(B)に示す。なお、図36(A)(B)において、縦軸は、定常的にキャリアが注入されている状態(パルス電圧のON時)における発光強度で規格化した強度で示す。また、横軸は、パルス電圧の立下りからの経過時間を示す。   For the measurement, a picosecond fluorescence lifetime measurement system (manufactured by Hamamatsu Photonics) was used. In this measurement, in order to measure the lifetime of fluorescence emission in the light-emitting element, a rectangular pulse voltage was applied to the light-emitting element, and light emission attenuated from the fall of the voltage was time-resolved measured with a streak camera. A pulse voltage was applied at a cycle of 10 Hz, and data with a high S / N ratio were obtained by integrating the data measured repeatedly. The measurement was performed at room temperature (300 K) under conditions of an applied pulse voltage of 3.5 V, an applied pulse time width of 100 μsec, a negative bias voltage of −5 V, and a measurement time range of 50 μsec. The measurement results are shown in FIGS. 36A and 36B, the vertical axis indicates the intensity normalized with the light emission intensity in a state where carriers are constantly injected (when the pulse voltage is ON). The horizontal axis represents the elapsed time from the fall of the pulse voltage.

図36(A)(B)に示す減衰曲線について、指数関数によるフィッティングを行った。その結果、発光素子1、発光素子2、及び発光素子3の蛍光寿命τはそれぞれ2.5μsec、3.5μsec、及び2.3μsecと見積もることができた。また、比較発光素子1及び比較発光素子2の蛍光寿命τはそれぞれ4.7μsec、及び3.8μsecと見積もることができた。通常、蛍光発光の寿命は数nsecである。そのため、1μsec以上の蛍光寿命を有することから、発光素子1、発光素子2、発光素子3、比較発光素子1、及び比較発光素子2は、いずれも遅延蛍光成分を含む蛍光発光が観測されているといえる。   The attenuation curves shown in FIGS. 36 (A) and 36 (B) were fitted with an exponential function. As a result, the fluorescence lifetimes τ of the light-emitting element 1, the light-emitting element 2, and the light-emitting element 3 were estimated to be 2.5 μsec, 3.5 μsec, and 2.3 μsec, respectively. In addition, the fluorescence lifetimes τ of the comparative light-emitting element 1 and the comparative light-emitting element 2 could be estimated to be 4.7 μsec and 3.8 μsec, respectively. Usually, the lifetime of fluorescence emission is several nsec. Therefore, since it has a fluorescence lifetime of 1 μsec or more, all of the light-emitting element 1, the light-emitting element 2, the light-emitting element 3, the comparative light-emitting element 1, and the comparative light-emitting element 2 have been observed to emit fluorescence containing a delayed fluorescent component. It can be said.

なお、図36(A)(B)で示した蛍光測定において、遅延蛍光が生じる要因として、三重項−三重項消滅(TTA)による一重項励起子生成以外に、パルス電圧OFF時に発光素子の内部にキャリアが残存している場合に、この残存キャリアの再結合による一重項励起子生成に起因する遅延蛍光が生じる可能性もある。しかし、本測定は、測定時の条件で負バイアス電圧(−5V)を印加しているため、該残存キャリアの再結合が抑制されている条件下での測定である。したがって、図36(A)(B)の測定結果に示される遅延蛍光成分は、三重項−三重項消滅(TTA)に由来した発光によるものであるといえる。   Note that in the fluorescence measurement shown in FIGS. 36A and 36B, the cause of delayed fluorescence is not only singlet exciton generation due to triplet-triplet annihilation (TTA) but also the inside of the light-emitting element when the pulse voltage is OFF In the case where the carriers remain in the substrate, delayed fluorescence due to the generation of singlet excitons due to recombination of the remaining carriers may occur. However, this measurement is a measurement under a condition in which recombination of the remaining carriers is suppressed because a negative bias voltage (−5 V) is applied under the measurement conditions. Therefore, it can be said that the delayed fluorescence component shown in the measurement results of FIGS. 36A and 36B is due to light emission derived from triplet-triplet annihilation (TTA).

次に、全発光成分に対する遅延蛍光成分の占める割合を指数関数によるフィッティングによって算出した。その結果、発光素子1、発光素子2、及び発光素子3は、遅延蛍光成分の割合がそれぞれ、10%、20%、及び12%であり、遅延蛍光の割合が高い結果であった。一方、比較発光素子1及び比較発光素子2は、遅延蛍光成分がいずれも1%未満と、遅延蛍光の割合が非常に低い結果であった。   Next, the ratio of the delayed fluorescent component to the total light emitting component was calculated by fitting with an exponential function. As a result, the light-emitting element 1, the light-emitting element 2, and the light-emitting element 3 had a delayed fluorescence component ratio of 10%, 20%, and 12%, respectively, and the delayed fluorescence ratio was high. On the other hand, Comparative Light-Emitting Element 1 and Comparative Light-Emitting Element 2 both had a delayed fluorescence component of less than 1%, indicating that the ratio of delayed fluorescence was very low.

したがって、発光素子1、発光素子2、及び発光素子3の方が、比較発光素子1及び比較発光素子2よりも、TTA効率が高いと言える。   Therefore, it can be said that the light emitting element 1, the light emitting element 2, and the light emitting element 3 have higher TTA efficiency than the comparative light emitting element 1 and the comparative light emitting element 2.

<発光素子の動作特性>
次に、作製した発光素子1、発光素子2、発光素子3、比較発光素子1、及び比較発光素子2の発光特性について測定した。なお、測定は室温(25℃に保たれた雰囲気)で行った。
<Operating characteristics of light emitting element>
Next, light emission characteristics of the manufactured light-emitting element 1, light-emitting element 2, light-emitting element 3, comparative light-emitting element 1, and comparative light-emitting element 2 were measured. The measurement was performed at room temperature (atmosphere kept at 25 ° C.).

ここで、1000cd/m付近における発光素子の発光特性を以下の表3に示す。また、発光素子の電流効率−輝度特性を図37に、外部量子効率−輝度特性を図38に、輝度−電圧特性を図39に示す。また、発光素子に2.5mA/cmの電流密度で電流を流したときの電界発光スペクトルを図40に示す。 Here, the light emission characteristics of the light emitting element in the vicinity of 1000 cd / m 2 are shown in Table 3 below. FIG. 37 shows the current efficiency-luminance characteristics of the light-emitting element, FIG. 38 shows the external quantum efficiency-luminance characteristics, and FIG. 39 shows the luminance-voltage characteristics. In addition, FIG. 40 shows an electroluminescence spectrum when current is passed through the light-emitting element at a current density of 2.5 mA / cm 2 .

図40に示すように、発光素子1、発光素子2、発光素子3、比較発光素子1及び比較発光素子2の電界発光スペクトルピークはそれぞれ、462nm、461nm、464nm、464nm、及び463nmであり、蛍光材料である1,6mMemFLPAPrnが呈する青色発光を観測した。すなわち、いずれの発光素子も、400nm以上550nm以下の波長帯域に発光スペクトルピークを有する青色の発光を呈している。また、発光素子1乃至発光素子3において、蛍光材料が呈する発光を観測したことから、TTAによって生成した一重項励起エネルギーは、ホスト材料から蛍光材料へエネルギー移動しているといえる。   As shown in FIG. 40, the electroluminescence spectrum peaks of the light-emitting element 1, the light-emitting element 2, the light-emitting element 3, the comparative light-emitting element 1, and the comparative light-emitting element 2 are 462 nm, 461 nm, 464 nm, 464 nm, and 463 nm, respectively. Blue luminescence exhibited by the material 1,6mMemFLPAPrn was observed. That is, each light emitting element emits blue light having an emission spectrum peak in a wavelength band of 400 nm or more and 550 nm or less. In addition, since light emission of the fluorescent material was observed in the light-emitting elements 1 to 3, it can be said that singlet excitation energy generated by TTA is transferred from the host material to the fluorescent material.

また、図37、図38、及び表3の結果より、発光素子1乃至発光素子3は、比較発光素子1及び比較発光素子2より高い電流効率および外部量子効率効率を示すことが分かる。なお、TTAを用いない蛍光発光素子において、一対の電極から注入されたキャリア(正孔及び電子)の再結合によって生成する一重項励起子の生成確率は最大で25%であるため、外部への光取り出し効率を25%であるとした場合の外部量子効率は、最大で6.25%となる。発光素子1乃至発光素子3においては、外部量子効率が6.25%より高い効率が得られている。これは、発光素子1乃至発光素子3において、一対の電極から注入されたキャリア(正孔及び電子)の再結合によって生成した一重項励起子に加えて、TTAによって生成した一重項励起子に基づいて、発光が得られているためである。   37 and 38 and Table 3 show that the light-emitting elements 1 to 3 have higher current efficiency and external quantum efficiency than the comparative light-emitting element 1 and the comparative light-emitting element 2. Note that in a fluorescent light-emitting element that does not use TTA, the generation probability of singlet excitons generated by recombination of carriers (holes and electrons) injected from a pair of electrodes is 25% at the maximum. When the light extraction efficiency is 25%, the external quantum efficiency is 6.25% at the maximum. In the light-emitting elements 1 to 3, the external quantum efficiency is higher than 6.25%. This is based on singlet excitons generated by TTA in addition to singlet excitons generated by recombination of carriers (holes and electrons) injected from a pair of electrodes in the light-emitting elements 1 to 3. This is because light emission is obtained.

したがって、実施の形態1で示したように、ホスト材料に用いる化合物の第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第3の三重項励起状態のエネルギーが、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第1の三重項励起状態のエネルギーより高く、且つ、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第2の三重項励起状態のエネルギーより低いことが好ましい。あるいは、ホスト材料に用いる化合物の一重項励起状態のエネルギーが、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第2の三重項励起状態のエネルギーより高く、且つ、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第3の三重項励起状態のエネルギー以下であり、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第2の三重項励起状態のエネルギーが、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第1の三重項励起状態のエネルギーより高いことが好ましい。このような構成とすることで、TTAによる遅延蛍光成分を有し、高い発光効率を示す青色発光素子を作製することができる。   Therefore, as shown in Embodiment Mode 1, the energy of the third triplet excited state having the most stable structure of the third triplet excited state of the compound used for the host material is equal to that of the third triplet excited state. It is preferably higher than the energy of the first triplet excited state having the most stable structure and lower than the energy of the second triplet excited state having the most stable structure of the third triplet excited state. Alternatively, the energy of the singlet excited state of the compound used for the host material is higher than the energy of the second triplet excited state having the most stable structure of the third triplet excited state, and the third triplet excited state. The energy of the second triplet excited state having the most stable structure of the third triplet excited state is equal to or lower than the energy of the third triplet excited state having the most stable structure. It is preferable that the energy is higher than the energy of the first triplet excited state having the most stable structure. With such a structure, a blue light-emitting element having a delayed fluorescence component due to TTA and exhibiting high light emission efficiency can be manufactured.

また、発光素子1においては、外部量子効率が9%を超える優れた発光効率が得られている。したがって、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第3の三重項励起状態のエネルギーが、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第2の三重項励起状態のエネルギーより低いことがより好ましく、該エネルギーより0.2eV以上低いことが、さらに好ましいといえる。   Moreover, in the light emitting element 1, the outstanding light emission efficiency in which external quantum efficiency exceeds 9% is obtained. Therefore, the energy of the third triplet excited state having the most stable structure in the third triplet excited state is lower than the energy of the second triplet excited state having the most stable structure in the third triplet excited state. More preferably, it is more preferably 0.2 eV or more lower than the energy.

また、図39及び表3に示すように、発光素子1乃至発光素子3は、比較発光素子1及び比較発光素子2より低い電圧で駆動している。すなわち、TTAによる遅延蛍光成分を有するホスト材料を用いることで、低い電圧で駆動する青色発光素子を作製することができる。   As shown in FIG. 39 and Table 3, the light-emitting elements 1 to 3 are driven at a lower voltage than the comparative light-emitting elements 1 and 2. That is, by using a host material having a delayed fluorescence component by TTA, a blue light-emitting element driven at a low voltage can be manufactured.

以上のように、TTAによる遅延蛍光成分を有するホスト材料を用いることで、消費電力の低減された青色発光素子を作製することができる。   As described above, by using a host material having a delayed fluorescence component by TTA, a blue light-emitting element with reduced power consumption can be manufactured.

<一重項励起エネルギーおよび三重項励起エネルギー準位の測定>
なお、図36(A)(B)で示した蛍光測定において、遅延蛍光が生じる要因として、三重項励起状態から一重項励起状態への逆項間交差が生じて熱活性化遅延蛍光を呈している可能性もある。該逆項間交差が効率よく生じるためには、S1準位とT1準位との差が0eVより大きく0.2eV以下であることが好ましい。したがって、図36(A)(B)で示した遅延蛍光がTTAに起因するものであることを確認するため、上記で作製した発光素子の発光層130に用いた材料について、そのS1準位およびT1準位の測定を行った。
<Measurement of singlet and triplet excitation energy levels>
In the fluorescence measurement shown in FIGS. 36 (A) and 36 (B), as a factor that causes delayed fluorescence, a reverse intersystem crossing from the triplet excited state to the singlet excited state occurs and exhibits thermally activated delayed fluorescence. There is also a possibility. In order for the reverse intersystem crossing to occur efficiently, the difference between the S1 level and the T1 level is preferably greater than 0 eV and not greater than 0.2 eV. Therefore, in order to confirm that the delayed fluorescence shown in FIGS. 36A and 36B is caused by TTA, the S1 level and the material used for the light-emitting layer 130 of the light-emitting element manufactured above are The T1 level was measured.

S1準位およびT1準位の測定は、CzPA、t−BuDNA、cgDBCzPA、及び1,6mMemFLPAPrnについて、行った。   The measurement of the S1 level and the T1 level was performed for CzPA, t-BuDNA, cgDBCzPA, and 1,6 mM emFLPAPrn.

まず、S1準位を見積もるため、石英基板上に薄膜(約50nm)を真空蒸着法により成膜し薄膜サンプルとし、吸収スペクトルを測定した。吸収スペクトルの測定には紫外可視分光光度計(日本分光株式会社製、V550型)を用いた。測定したサンプルのスペクトルから石英の吸収スペクトルを差し引いた。薄膜の吸収スペクトルのデータより、直接遷移を仮定したTaucプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的バンドギャップとしてS1準位を見積もった。   First, in order to estimate the S1 level, a thin film (about 50 nm) was formed on a quartz substrate by a vacuum evaporation method to form a thin film sample, and an absorption spectrum was measured. An ultraviolet-visible spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, model V550) was used for measuring the absorption spectrum. The absorption spectrum of quartz was subtracted from the measured spectrum of the sample. From the data of the absorption spectrum of the thin film, the absorption edge was obtained from the Tauc plot assuming direct transition, and the S1 level was estimated using the absorption edge as the optical band gap.

次に、T1準位を見積もるため、燐光発光測定を行った。なお、蛍光性の化合物は項間交差が起こりにくく、T1準位からの発光が微弱であるため、T1準位の測定が困難な場合がある。また、本発明の一態様である発光素子に用いる物質は蛍光量子収率が非常に高く、材料単体を用いた薄膜サンプルでは、低温PL測定法で燐光を直接観測することは非常に困難である。そのため、以下で説明する三重項増感剤を用いた手法により燐光発光測定を行い、T1準位を見積もった。   Next, phosphorescence measurement was performed to estimate the T1 level. Note that a fluorescent compound is unlikely to cross between terms, and light emission from the T1 level is weak, so that measurement of the T1 level may be difficult. In addition, the substance used for the light-emitting element which is one embodiment of the present invention has a very high fluorescence quantum yield, and it is very difficult to directly observe phosphorescence by a low-temperature PL measurement method in a thin film sample using a single material. . Therefore, phosphorescence measurement was performed by a technique using a triplet sensitizer described below, and the T1 level was estimated.

T1準位を測定する材料に、三重項増感剤としてIr(ppy)を添加した共蒸着膜を作製し、これを低温PL測定法により測定し、測定された燐光スペクトルからT1準位を見積もった。測定には、顕微PL装置 LabRAM HR−PL ((株)堀場製作所)を用い、測定温度は10K、励起光としてHe−Cdレーザ(325nm)を用い、検出器にはCCD検出器を用いた。Ir(ppy)を共蒸着させることにより、測定したい蛍光材料の項間交差の確率を高め、共蒸着をしない場合は困難である、蛍光材料からの燐光発光の測定が可能となる。 A co-deposited film was prepared by adding Ir (ppy) 3 as a triplet sensitizer to the material for measuring the T1 level, measured by a low-temperature PL measurement method, and the T1 level was determined from the measured phosphorescence spectrum. Estimated. For the measurement, a micro-PL apparatus LabRAM HR-PL (Horiba, Ltd.) was used, the measurement temperature was 10K, He-Cd laser (325 nm) was used as excitation light, and a CCD detector was used as the detector. By co-evaporating Ir (ppy) 3 , it is possible to increase the probability of intersystem crossing of the fluorescent material to be measured, and to measure phosphorescence emission from the fluorescent material, which is difficult without co-evaporation.

なお、薄膜は石英基板上に厚さ約50nmで成膜し、その石英基板に対し、窒素雰囲気中で、蒸着面側から別の石英基板を貼り付けた後、測定に用いた。   The thin film was formed to a thickness of about 50 nm on a quartz substrate, and another quartz substrate was attached to the quartz substrate from the vapor deposition surface side in a nitrogen atmosphere, and then used for measurement.

以上のように見積もった、S1準位の測定結果、及びT1準位の測定結果を、表4に示す。   Table 4 shows the measurement result of the S1 level and the measurement result of the T1 level estimated as described above.

表4より、CzPA、t−BuDNA、及びcgDBCzPAのS1準位は、青色発光を呈するゲスト材料である1,6mMemFLPAPrnのS1準位より高く、ホスト材料として十分なS1準位を有していることが分かる。   From Table 4, the S1 level of CzPA, t-BuDNA, and cgDBCzPA is higher than the S1 level of 1,6mMemFLPAPrn, which is a guest material that emits blue light, and has a sufficient S1 level as a host material. I understand.

また、表4より、CzPA、t−BuDNA、及びcgDBCzPAのS1準位とT1準位のエネルギー差は、0.5eV以上であることが分かる。遅延蛍光が生じる要因として、三重項励起状態から一重項励起状態への逆項間交差に由来する熱活性化遅延蛍光もあり得るが、該逆項間交差が効率よく生じるためには、S1準位とT1準位との差が0eVより大きく0.2eV以下であることが好ましい。したがって、本実施例および実施の形態1で発光素子の発光層130に用いた材料においては、その遅延蛍光成分は熱活性化遅延蛍光に由来するものであるとは言えず、TTAに由来するものであると言える。また、S1準位のエネルギーは、T1準位のエネルギーの2倍以下であるため、TTAによって三重項励起状態から一重項励起状態へのエネルギー移動が可能であると言える。   Table 4 shows that the energy difference between the S1 level and the T1 level of CzPA, t-BuDNA, and cgDBCzPA is 0.5 eV or more. As a factor that causes delayed fluorescence, there can be thermally activated delayed fluorescence derived from the reverse intersystem crossing from the triplet excited state to the singlet excited state, but in order for the reverse intersystem crossing to occur efficiently, the S1 quasi- The difference between the position and the T1 level is preferably greater than 0 eV and not greater than 0.2 eV. Therefore, in the material used for the light-emitting layer 130 of the light-emitting element in this example and Embodiment 1, the delayed fluorescence component cannot be said to be derived from thermally activated delayed fluorescence, but is derived from TTA. It can be said that. Further, since the energy of the S1 level is twice or less than the energy of the T1 level, it can be said that energy transfer from the triplet excited state to the singlet excited state can be performed by TTA.

また、CzPA、t−BuDNA、及びcgDBCzPAの薄膜の蛍光発光のスペクトルピークは、それぞれ451nm(2.75eV)、442nm(2.81eV)、442nm(2.81eV)であった。したがって、CzPA、t−BuDNA及びcgDBCzPAの蛍光発光スペクトルのピーク波長と、燐光発光スペクトルのピーク波長と、のエネルギー換算値差は0.5eV以上であった。このことからも、本実施例および実施の形態1で発光素子の発光層130に用いた材料においては、その遅延蛍光成分は熱活性化遅延蛍光に由来するものではなく、TTAに由来するものであると言える。なお、蛍光スペクトルの測定にはPL−EL測定装置(浜松ホトニクス社製)を用いた。   The spectral peaks of fluorescence emission of the thin films of CzPA, t-BuDNA, and cgDBCzPA were 451 nm (2.75 eV), 442 nm (2.81 eV), and 442 nm (2.81 eV), respectively. Therefore, the energy conversion value difference between the peak wavelength of the fluorescence emission spectra of CzPA, t-BuDNA and cgDBCzPA and the peak wavelength of the phosphorescence emission spectrum was 0.5 eV or more. Also from this, in the material used for the light-emitting layer 130 of the light-emitting element in this example and Embodiment 1, the delayed fluorescence component is not derived from thermally activated delayed fluorescence but derived from TTA. It can be said that there is. In addition, the PL-EL measuring apparatus (made by Hamamatsu Photonics) was used for the measurement of a fluorescence spectrum.

以上、本実施例に示す構成は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。   As described above, the structure described in this example can be combined with any of the other embodiments as appropriate.

本実施例では、本発明の一態様である発光素子(発光素子4)の作製例を示す。本実施例で作製した発光素子の断面模式図は、図1(A)に示す発光素子と同様である。素子構造の詳細を表5に示す。また、本実施例で使用した化合物は、実施の形態1および実施例1に示した化合物である。   In this example, an example of manufacturing a light-emitting element (light-emitting element 4) which is one embodiment of the present invention will be described. A cross-sectional schematic view of the light-emitting element manufactured in this example is similar to the light-emitting element shown in FIG. Details of the element structure are shown in Table 5. The compounds used in this example are those shown in Embodiment Mode 1 and Example 1.

<発光素子4の作製>
基板上に電極101として、ITSO膜を、厚さが70nmになるように形成した。なお、電極101の電極面積は、4mm(2mm×2mm)とした。
<Preparation of Light-Emitting Element 4>
An ITSO film was formed as an electrode 101 on the substrate so as to have a thickness of 70 nm. The electrode area of the electrode 101 was 4 mm 2 (2 mm × 2 mm).

次に、電極101上にEL層100を形成した。正孔注入層111としては、PCPPnとMoOとを重量比(PCPPn:MoO)が1:0.5になるように、且つ厚さが10nmになるように、共蒸着した。また、正孔輸送層112としては、PCPPnを厚さが30nmになるように蒸着した。 Next, the EL layer 100 was formed over the electrode 101. As the hole injection layer 111, PCPPn and MoO 3 were co-deposited so that the weight ratio (PCPPn: MoO 3 ) was 1: 0.5 and the thickness was 10 nm. Further, as the hole transport layer 112, PCPPn was deposited so as to have a thickness of 30 nm.

次に、発光層130としては、cgDBCzPAおよび1,6mMemFLPAPrnを重量比(cgDBCzPA:1,6mMemFLPAPrn)が1:0.03になるように、且つ厚さが25nmになるように共蒸着した。なお、発光層130において、cgDBCzPAがホスト材料であり、1,6mMemFLPAPrnが蛍光材料(ゲスト材料)である。   Next, as the light emitting layer 130, cgDBCzPA and 1,6mMemFLPAPrn were co-deposited so that the weight ratio (cgDBCzPA: 1,6mMemFLPAPrn) was 1: 0.03 and the thickness was 25 nm. In the light-emitting layer 130, cgDBCzPA is a host material, and 1,6 mM emFLPAPrn is a fluorescent material (guest material).

また、発光層130上に、電子輸送層118として、cgDBCzPAとBPhenとを厚さがそれぞれ10nmになるよう、順次蒸着した。次に、電子注入層119として、フッ化リチウム(LiF)を厚さが1nmになるように蒸着した。   Further, on the light emitting layer 130, cgDBCzPA and BPhen were sequentially deposited as the electron transport layer 118 so as to have a thickness of 10 nm, respectively. Next, lithium fluoride (LiF) was deposited as the electron injection layer 119 so as to have a thickness of 1 nm.

また、電極102としては、アルミニウム(Al)を厚さが200nmになるように形成した。   As the electrode 102, aluminum (Al) was formed to a thickness of 200 nm.

次に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、有機EL用封止材を用いて封止基板を、EL層100を形成した基板に固定することで、発光素子4を封止した。具体的な方法は、実施例1と同様である。以上の工程により発光素子4を得た。   Next, the light-emitting element 4 was sealed by fixing the sealing substrate to the substrate on which the EL layer 100 was formed using an organic EL sealing material in a glove box in a nitrogen atmosphere. The specific method is the same as that in the first embodiment. The light emitting element 4 was obtained through the above steps.

<発光素子4の動作特性>
次に、作製した発光素子4の発光特性について測定した。なお、測定は室温(23℃に保たれた雰囲気)で行った。
<Operation Characteristics of Light-Emitting Element 4>
Next, the light emission characteristics of the manufactured light-emitting element 4 were measured. The measurement was performed at room temperature (atmosphere kept at 23 ° C.).

ここで、1000cd/m付近における発光素子4の発光特性を以下の表6に示す。また、発光素子4の電流効率−輝度特性を図41に、外部量子効率−輝度特性を図42に、輝度−電圧特性を図43に示す。また、発光素子4に2.5mA/cmの電流密度で電流を流したときの電界発光スペクトルを図44に示す。また、発光素子4が呈する発光の角度分布を測定した結果を図45に示す。 Here, the light emission characteristics of the light-emitting element 4 around 1000 cd / m 2 are shown in Table 6 below. 41 shows current efficiency-luminance characteristics of the light-emitting element 4, FIG. 42 shows external quantum efficiency-luminance characteristics, and FIG. 43 shows luminance-voltage characteristics. In addition, FIG. 44 shows an electroluminescence spectrum when a current is passed through the light-emitting element 4 at a current density of 2.5 mA / cm 2 . In addition, FIG. 45 shows the result of measuring the angular distribution of light emission exhibited by the light emitting element 4.

図44に示すように、発光素子4の電界発光スペクトルピークは465nmであり、蛍光材料である1,6mMemFLPAPrnが呈する青色発光を観測した。すなわち、発光素子4は、400nm以上550nm以下の波長帯域に発光スペクトルピークを有する青色の発光を呈している。また、発光素子4において、蛍光材料が呈する発光を観測したことから、TTAによって生成した一重項励起エネルギーは、ホスト材料から蛍光材料へエネルギー移動しているといえる。   As shown in FIG. 44, the electroluminescence spectrum peak of the light-emitting element 4 was 465 nm, and blue light emission exhibited by the fluorescent material 1,6 mM emFLPAPrn was observed. That is, the light emitting element 4 emits blue light having an emission spectrum peak in a wavelength band of 400 nm or more and 550 nm or less. In addition, since light emission exhibited by the fluorescent material was observed in the light-emitting element 4, it can be said that the singlet excitation energy generated by TTA is transferred from the host material to the fluorescent material.

また、図41、図42、及び表6の結果より、発光素子4は高い電流効率および外部量子効率効率を示すことが分かる。発光素子4においては、外部量子効率が13%を超える優れた効率が得られている。これは、発光素子4において、一対の電極から注入されたキャリア(正孔及び電子)の再結合によって生成した一重項励起子に加えて、TTAによって生成した一重項励起子に基づいて、発光が得られているためである。   41 and 42 and Table 6, it can be seen that the light-emitting element 4 exhibits high current efficiency and external quantum efficiency efficiency. In the light emitting element 4, excellent efficiency with an external quantum efficiency exceeding 13% is obtained. This is because, in the light-emitting element 4, light is emitted based on singlet excitons generated by TTA in addition to singlet excitons generated by recombination of carriers (holes and electrons) injected from a pair of electrodes. It is because it is obtained.

なお、発光素子4の発光の角度分布を測定した結果、図45に示すように発光素子4の発光角度分布と完全拡散面(ランバーシアン、またはLambertianともいう)との差(ランバーシアン比ともいう)は、97.5%であった。図42及び表6に示す外部量子効率は、正面における電流効率の測定結果からランバーシアン配光を仮定して算出された外部量子効率と、ランバーシアン比との積であり、全方位の真の外部量子効率を見積もった値である。   Note that as a result of measuring the angle distribution of light emission of the light emitting element 4, as shown in FIG. 45, the difference (also referred to as Lambertian ratio) between the light emission angle distribution of the light emitting element 4 and the complete diffusion surface (also referred to as Lambertian or Lambertian). ) Was 97.5%. The external quantum efficiencies shown in FIG. 42 and Table 6 are the products of the external quantum efficiencies calculated from the measurement results of the current efficiency in the front and assuming the Lambertian light distribution, and the Lambertian ratio. This is an estimated external quantum efficiency.

また、図43及び表6に示すように、発光素子4は低い電圧で駆動している。すなわち、TTAによる遅延蛍光成分を有するホスト材料を用いることで、低い電圧で駆動する青色発光素子を作製することができる。   Further, as shown in FIG. 43 and Table 6, the light emitting element 4 is driven at a low voltage. That is, by using a host material having a delayed fluorescence component by TTA, a blue light-emitting element driven at a low voltage can be manufactured.

次に、発光素子4の信頼性試験の測定結果を図46に示す。なお、信頼性試験は、発光素子4の初期輝度を5000cd/mに設定し、電流密度一定の条件で発光素子4を駆動させた。 Next, the measurement result of the reliability test of the light-emitting element 4 is shown in FIG. In the reliability test, the initial luminance of the light-emitting element 4 was set to 5000 cd / m 2 and the light-emitting element 4 was driven under the condition of a constant current density.

その結果、初期輝度の90%に劣化した時間(LT90)は180時間であり、発光素子4は優れた信頼性を示す結果となった。   As a result, the time (LT90) at which the initial luminance was degraded to 90% was 180 hours, and the light-emitting element 4 showed excellent reliability.

したがって、実施の形態1で示したように、ホスト材料に用いる化合物の最低一重項励起状態のエネルギーが、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第2の三重項励起状態のエネルギーより高く、且つ、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第3の三重項励起状態のエネルギー以下であり、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第2の三重項励起状態のエネルギーが、第3の三重項励起状態の最安定構造を有する第1の三重項励起状態のエネルギーより高い、ことが好ましい。   Therefore, as shown in Embodiment Mode 1, the energy of the lowest singlet excited state of the compound used for the host material is higher than the energy of the second triplet excited state having the most stable structure of the third triplet excited state. A second triplet excited state that is high and less than or equal to the energy of the third triplet excited state having the most stable structure of the third triplet excited state and having the most stable structure of the third triplet excited state. Is preferably higher than the energy of the first triplet excited state having the most stable structure of the third triplet excited state.

以上のように、TTAによる遅延蛍光成分を有するホスト材料を用いることで、消費電力の低減され、信頼性の優れた青色発光素子を作製することができる。また、本実施例に示す構成は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。   As described above, by using a host material having a delayed fluorescence component by TTA, a blue light-emitting element with reduced power consumption and excellent reliability can be manufactured. The structure described in this example can be used in appropriate combination with any of the other embodiments.

本実施例では、本発明の一態様である発光素子(発光素子5乃至発光素子11)の作製例を示す。本実施例で作製した発光素子の断面模式図を図47に、素子構造の詳細を表8乃至表10に、それぞれ示す。また、使用した化合物の構造と略称を以下に示す。なお、他の化合物については、実施の形態1及び実施例1を参酌すればよい。   In this example, manufacturing examples of light-emitting elements (light-emitting elements 5 to 11) which are one embodiment of the present invention will be described. FIG. 47 shows a schematic cross-sectional view of the light-emitting element manufactured in this example, and Tables 8 to 10 show details of the element structure. The structures and abbreviations of the compounds used are shown below. Note that Embodiment 1 and Example 1 may be referred to for other compounds.

<発光素子5乃至11の作製>
≪発光素子5の作製≫
基板510上に電極501を構成する導電層501aとして、銀とパラジウムと銅の合金膜(Ag−Pd−Cu膜、APCともいう)を厚さが100nmになるように形成した。次に、導電層501a上に接する導電層501bとして、ITSO膜を厚さが85nmになるよう形成した。以上の工程により、光を反射する機能を有する電極501を形成した。なお、電極501の電極面積は、4mm(2mm×2mm)とした。
<Production of Light-Emitting Elements 5 to 11>
<< Production of Light-Emitting Element 5 >>
An alloy film of silver, palladium, and copper (also referred to as an Ag—Pd—Cu film or APC) was formed to a thickness of 100 nm over the substrate 510 as the conductive layer 501a included in the electrode 501. Next, an ITSO film was formed to a thickness of 85 nm as the conductive layer 501b in contact with the conductive layer 501a. Through the above steps, an electrode 501 having a function of reflecting light was formed. The electrode area of the electrode 501 was 4 mm 2 (2 mm × 2 mm).

次に、電極501上に正孔注入層531として、PCPPnとMoOとを重量比(PCPPn:MoO)が1:0.5になるように、且つ厚さが20nmになるように、共蒸着した。また、正孔輸送層532としては、PCPPnを厚さが15nmになるように蒸着した。 Next, a hole injection layer 531 is formed on the electrode 501 so that the weight ratio of PCPPn and MoO 3 (PCPPn: MoO 3 ) is 1: 0.5 and the thickness is 20 nm. Vapor deposited. Further, as the hole transport layer 532, PCPPn was deposited so as to have a thickness of 15 nm.

次に、発光層521としては、cgDBCzPAおよび1,6mMemFLPAPrnを重量比(cgDBCzPA:1,6mMemFLPAPrn)が1:0.03になるように、且つ厚さが25nmになるように共蒸着した。なお、発光層521において、cgDBCzPAがホスト材料であり、1,6mMemFLPAPrnが蛍光材料(ゲスト材料)である。   Next, as the light emitting layer 521, cgDBCzPA and 1,6mMemFLPAPrn were co-deposited so that the weight ratio (cgDBCzPA: 1,6mMemFLPAPrn) was 1: 0.03 and the thickness was 25 nm. In the light-emitting layer 521, cgDBCzPA is a host material, and 1,6 mM emFLPAPrn is a fluorescent material (guest material).

また、発光層521上に、電子輸送層533として、cgDBCzPAとBPhenとを、それぞれ厚さが10nm、15nmになるよう、順次蒸着した。   Further, on the light-emitting layer 521, cgDBCzPA and BPhen were sequentially deposited as the electron transport layer 533 so that the thicknesses were 10 nm and 15 nm, respectively.

次に、電子輸送層533上に電子注入層534として、酸化リチウム(LiO)及び、銅フタロシアニン(略称:CuPc)を、それぞれ厚さが0.1nm、2nmになるように順次蒸着した。 Next, lithium oxide (Li 2 O) and copper phthalocyanine (abbreviation: CuPc) were sequentially deposited as an electron injection layer 534 over the electron transport layer 533 so that the thicknesses were 0.1 nm and 2 nm, respectively.

次に、正孔注入層を兼ねる電荷発生層535として、4,4’,4’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリ(ジベンゾチオフェン)(略称:DBT3P−II)と、MoOとを重量比(DBT3P−II:MoO)が1:0.5になるように、且つ厚さが10nmになるように共蒸着した。 Next, as a charge generation layer 535 that also serves as a hole injection layer, 4,4 ′, 4 ″-(benzene-1,3,5-triyl) tri (dibenzothiophene) (abbreviation: DBT3P-II), MoO 3 was co-evaporated so that the weight ratio (DBT3P-II: MoO 3 ) was 1: 0.5 and the thickness was 10 nm.

次に、正孔輸送層537として、4−フェニル−4’−(9−フェニルフルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:BPAFLP)を厚さが15nmになるように蒸着した。   Next, 4-phenyl-4 ′-(9-phenylfluoren-9-yl) triphenylamine (abbreviation: BPAFLP) was deposited as the hole-transporting layer 537 so as to have a thickness of 15 nm.

次に、発光層522として、2−[3’−(ジベンゾチオフェン−4−イル)ビフェニル−3−イル]ジベンゾ[f、h]キノキサリン(略称:2mDBTBPDBq−II)と、N−(1,1’−ビフェニル−4−イル)−N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−アミン(略称:PCBBiF)と、(アセチルアセトナト)ビス(6−tert−ブチル−4−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:Ir(tBuppm)(acac))と、を重量比(2mDBTBPDBq−II:PCBBiF:Ir(tBuppm)(acac))が0.8:0.2:0.06になるように、且つ厚さが20nmになるように共蒸着し、続いて、2mDBTBPDBq−IIと、PCBBiFと、ビス[2−(5−(2,6−ジメチルフェニル)−3−(3,5−ジメチルフェニル)−2−ピラジニル−κN)−4,6−ジメチルフェニル−κC](2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオナト−κO,O’)イリジウム(III)(略称:Ir(dmdppr−dmp)(dpm))と、を重量比(2mDBTBPDBq−II:PCBBiF:Ir(dmdppr−dmp)(dpm))が0.8:0.2:0.05になるように、且つ厚さが10nmになるように共蒸着し、続いて、2mDBTBPDBq−IIと、PCBBiFと、Ir(tBuppm)(acac)と、を重量比(2mDBTBPDBq−II:PCBBiF:Ir(tBuppm)(acac))が0.8:0.2:0.05になるように、且つ厚さが10nmになるように共蒸着した。 Next, as the light-emitting layer 522, 2- [3 ′-(dibenzothiophen-4-yl) biphenyl-3-yl] dibenzo [f, h] quinoxaline (abbreviation: 2mDBTBPDBq-II) and N- (1,1 '-Biphenyl-4-yl) -N- [4- (9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) phenyl] -9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amine (abbreviation: PCBBiF); (Acetylacetonato) bis (6-tert-butyl-4-phenylpyrimidinato) iridium (III) (abbreviation: Ir (tBupppm) 2 (acac)) and a weight ratio (2mDBTBBPDBq-II: PCBiF: Ir ( tBuppm) 2 (acac)) is 0.8: 0.2: to be 0.06, and thickness were co-deposited so as to 20 nm, followed by, 2m BTBPDBq-II, PCBBiF, and bis [2- (5- (2,6-dimethylphenyl) -3- (3,5-dimethylphenyl) -2-pyrazinyl-κN) -4,6-dimethylphenyl-κC ] (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionato-κ 2 O, O ′) iridium (III) (abbreviation: Ir (dmdppr-dmp) 2 (dpm)) and a weight ratio ( 2mDBTBPDBq-II: PCBBiF: Ir (dmdppr-dmp) 2 (dpm)) is co-evaporated to 0.8: 0.2: 0.05 and to a thickness of 10 nm, followed by 2mDBTBPDBq-II, PCBBiF, and Ir (tBupppm) 2 (acac) are used in a weight ratio (2mDBTBPDBq-II: PCBBiF: Ir (tBupppm) 2. Co-deposition was performed so that (acac)) was 0.8: 0.2: 0.05 and the thickness was 10 nm.

次に、発光層522上に電子輸送層538として、2mDBTBPDBq−IIと、2,9−ビス(ナフタレン−2−イル)−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(略称:NBPhen)とを、それぞれ厚さが30nm及び15nmになるように順次蒸着した。また、電子輸送層538上に電子注入層539として、フッ化リチウム(LiF)を厚さが1nmになるよう蒸着した。   Next, 2mDBTBPDBq-II and 2,9-bis (naphthalen-2-yl) -4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (abbreviation: NBPhen) are formed over the light-emitting layer 522 as the electron transport layer 538. The films were sequentially deposited so as to have thicknesses of 30 nm and 15 nm, respectively. Further, lithium fluoride (LiF) was deposited as an electron injection layer 539 on the electron transport layer 538 so as to have a thickness of 1 nm.

次に、電子注入層539上に電極502として、銀(Ag)とマグネシウム(Mg)とを厚さが15nmになるよう共蒸着し、さらに、ITO膜を厚さが70nmになるように形成した。以上の工程により、光を反射する機能と、光を透過する機能とを有する電極502を形成した。なお、AgとMgとの共蒸着膜としては、体積比(Ag:Mg)が1:0.1となるように蒸着した。   Next, silver (Ag) and magnesium (Mg) were co-deposited as an electrode 502 on the electron injection layer 539 so as to have a thickness of 15 nm, and an ITO film was formed so as to have a thickness of 70 nm. . Through the above steps, an electrode 502 having a function of reflecting light and a function of transmitting light was formed. The co-deposited film of Ag and Mg was deposited so that the volume ratio (Ag: Mg) was 1: 0.1.

以上の工程により、基板510上に形成される一対の電極、及びEL層を形成した。なお、上述した成膜過程において、蒸着は全て抵抗加熱法にて行った。また、電極502のITO膜はスパッタリング法にて形成した。   Through the above steps, a pair of electrodes and an EL layer formed over the substrate 510 were formed. Note that, in the above-described film formation process, all vapor deposition was performed by a resistance heating method. Further, the ITO film of the electrode 502 was formed by a sputtering method.

また、発光素子5の封止基板512には、光学素子514として、赤色のカラーフィルタ(CF Red)を2.1μmの厚さで形成した。   In addition, a red color filter (CF Red) having a thickness of 2.1 μm was formed as the optical element 514 on the sealing substrate 512 of the light emitting element 5.

次に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、有機EL用封止材を用いて封止基板512を基板510上に固定することで、発光素子5を封止した。具体的には、基板510に形成したEL層の周囲に封止材を塗布し、基板510と封止基板512とを貼り合わせ、波長が365nmの紫外光を6J/cm照射し、80℃にて1時間の熱処理をした。以上の工程により発光素子5を得た。 Next, the light emitting element 5 was sealed by fixing the sealing substrate 512 on the substrate 510 using an organic EL sealing material in a glove box in a nitrogen atmosphere. Specifically, a sealing material is applied around the EL layer formed on the substrate 510, the substrate 510 and the sealing substrate 512 are bonded together, ultraviolet light having a wavelength of 365 nm is irradiated with 6 J / cm 2 , and 80 ° C. 1 hour heat treatment. The light emitting element 5 was obtained through the above steps.

≪発光素子6の作製≫
発光素子6は、先に示す発光素子5の作製と、正孔注入層531及び発光層522の工程のみ異なり、それ以外の工程は発光素子5と同様の作製方法とした。
<< Production of Light-Emitting Element 6 >>
The light-emitting element 6 is different from the above-described manufacturing of the light-emitting element 5 only in the steps of the hole injection layer 531 and the light-emitting layer 522, and the other manufacturing steps are the same as those of the light-emitting element 5.

電極501上の正孔注入層531として、PCPPnと、MoOとを重量比(PCPPn:MoO)が1:0.5になるように、且つ厚さが10nmになるように共蒸着した。 As the hole injection layer 531 on the electrode 501, PCPPn and MoO 3 were co-deposited so that the weight ratio (PCPPn: MoO 3 ) was 1: 0.5 and the thickness was 10 nm.

発光層522として、2mDBTBPDBq−IIと、PCBBiFと、Ir(tBuppm)(acac)と、を重量比(2mDBTBPDBq−II:PCBBiF:Ir(tBuppm)(acac))が0.8:0.2:0.06になるように、且つ厚さが20nmになるように共蒸着し、続いて、2mDBTBPDBq−IIと、PCBBiFと、ビス{4,6−ジメチル−2−[5−(2,6−ジメチルフェニル)−3−(3,5−ジメチルフェニル)−2−ピラジニル−κN]フェニル−κC}(2,4−ペンタンジオナト−κO,O’)イリジウム(III)(略称:Ir(dmdppr−dmp)(acac))、ビス{4,6−ジメチル−2−[5−(2,6−ジメチルフェニル)−3−(3,5−ジメチルフェニル)−2−ピラジニル−κN]フェニル−κC}(2,8−ジメチル−4,6−ノナンジオナト−κO,O’)イリジウム(III)(略称:Ir(dmdppr−dmp)(divm))と、を重量比(2mDBTBPDBq−II:PCBBiF:Ir(dmdppr−dmp)(divm))が0.8:0.2:0.05になるように、且つ厚さが10nmになるように共蒸着し、続いて、2mDBTBPDBq−IIと、PCBBiFと、Ir(tBuppm)(acac)と、を重量比(2mDBTBPDBq−II:PCBBiF:Ir(tBuppm)(acac))が0.8:0.2:0.05になるように、且つ厚さが10nmになるように共蒸着した。 As the light-emitting layer 522, a weight ratio of 2mDBTBPDBq-II, PCBBiF, and Ir (tBupppm) 2 (acac) (2mDBTBBPDBq-II: PCBBiF: Ir (tBupppm) 2 (acac)) is 0.8: 0.2. : Co-evaporated to a thickness of 0.06 and a thickness of 20 nm, followed by 2mDBTBBPDBq-II, PCBBiF, bis {4,6-dimethyl-2- [5- (2,6 -Dimethylphenyl) -3- (3,5-dimethylphenyl) -2-pyrazinyl-κN] phenyl-κC} (2,4-pentanedionato-κ 2 O, O ′) iridium (III) (abbreviation: Ir (dmdppr-dmp) 2 (acac )), bis {4,6-dimethyl-2- [5- (2,6-dimethylphenyl) -3- (3,5-dimethyl Eniru) -2-pyrazinyl -KappaN] phenyl-KC} (2,8-dimethyl-4,6-nonanedionato -κ 2 O, O ') iridium (III) (abbreviation: Ir (dmdppr-dmp) 2 (divm) ) And so that the weight ratio (2mDBTBPDBq-II: PCBiF: Ir (dmdppr-dmp) 2 (divm)) is 0.8: 0.2: 0.05 and the thickness is 10 nm. Co-deposited, followed by 2mDBTBPDBq-II, PCBBiF, and Ir (tBupppm) 2 (acac) to a weight ratio (2mDBTBPDBq-II: PCBBiF: Ir (tBupppm) 2 (acac)) of 0.8: 0 2: Co-deposited so that the thickness was 0.05 and the thickness was 10 nm.

≪発光素子7の作製≫
発光素子7は、先に示す発光素子5の作製と、導電層501b、正孔注入層531、及び光学素子514の工程が異なり、それ以外の工程は発光素子5の作製方法とした。
<< Production of Light-Emitting Element 7 >>
The light-emitting element 7 is different from the manufacturing of the light-emitting element 5 described above in the steps of the conductive layer 501b, the hole injection layer 531, and the optical element 514. The other processes are the same as the manufacturing method of the light-emitting element 5.

電極501を構成する導電層501bとして、ITSO膜を厚さが45nmになるように形成した。   An ITSO film was formed to a thickness of 45 nm as the conductive layer 501b included in the electrode 501.

電極501上に正孔注入層531として、PCPPnと、MoOとを重量比(PCPPn:MoO)が1:0.5になるように、且つ厚さが10nmになるように共蒸着した。 On the electrode 501, as a hole injection layer 531, PCPPn and MoO 3 were co-deposited so that the weight ratio (PCPPn: MoO 3 ) was 1: 0.5 and the thickness was 10 nm.

また、発光素子7の封止基板512には、光学素子514として、緑色のカラーフィルタ(CF Green)を1.2μmの厚さで形成した。   A green color filter (CF Green) having a thickness of 1.2 μm was formed as the optical element 514 on the sealing substrate 512 of the light emitting element 7.

≪発光素子8の作製≫
発光素子8は、先に示す発光素子7の作製と、正孔注入層531の工程が異なり、それ以外の工程は発光素子7の作製方法とした。
<< Production of Light-Emitting Element 8 >>
The light-emitting element 8 is different from the manufacturing of the light-emitting element 7 described above in the process of the hole injection layer 531, and the other processes are the manufacturing methods of the light-emitting element 7.

電極501上に正孔注入層531として、PCPPnと、MoOとを重量比(PCPPn:MoO)が1:0.5になるように、且つ厚さが15nmになるように共蒸着した。 On the electrode 501, as a hole injection layer 531, PCPPn and MoO 3 were co-deposited so that the weight ratio (PCPPn: MoO 3 ) was 1: 0.5 and the thickness was 15 nm.

≪発光素子9の作製≫
発光素子9は、先に示す発光素子6の作製と、導電層501b、正孔注入層531、及び光学素子514の工程が異なり、それ以外の工程は発光素子6の作製方法とした。
<< Production of Light-Emitting Element 9 >>
The light-emitting element 9 is different from the above-described manufacturing of the light-emitting element 6 in the steps of the conductive layer 501b, the hole injection layer 531, and the optical element 514. The other processes are the same as the manufacturing method of the light-emitting element 6.

電極501を構成する導電層501bとして、ITSO膜を厚さが45nmになるように形成した。   An ITSO film was formed to a thickness of 45 nm as the conductive layer 501b included in the electrode 501.

電極501上に正孔注入層531として、PCPPnと、MoOとを重量比(PCPPn:MoO)が1:0.5になるように、且つ厚さが10nmになるように共蒸着した。 On the electrode 501, as a hole injection layer 531, PCPPn and MoO 3 were co-deposited so that the weight ratio (PCPPn: MoO 3 ) was 1: 0.5 and the thickness was 10 nm.

また、発光素子9の封止基板512には、光学素子514として、緑色のカラーフィルタ(CF Green)を1.2μmの厚さで形成した。   In addition, a green color filter (CF Green) having a thickness of 1.2 μm was formed as the optical element 514 on the sealing substrate 512 of the light emitting element 9.

≪発光素子10の作製≫
発光素子10は、先に示す発光素子5の作製と、導電層501b、正孔注入層531、及び光学素子514の工程が異なり、それ以外の工程は発光素子5の作製方法とした。
<< Production of Light-Emitting Element 10 >>
In the light-emitting element 10, the manufacturing process of the light-emitting element 5 described above is different from the processes of the conductive layer 501 b, the hole injection layer 531, and the optical element 514.

電極501を構成する導電層501bとして、ITSO膜を厚さが110nmになるように形成した。   As the conductive layer 501b included in the electrode 501, an ITSO film was formed to a thickness of 110 nm.

電極501上に正孔注入層531として、PCPPnと、MoOとを重量比(PCPPn:MoO)が1:0.5になるように、且つ厚さが15nmになるように共蒸着した。 On the electrode 501, as a hole injection layer 531, PCPPn and MoO 3 were co-deposited so that the weight ratio (PCPPn: MoO 3 ) was 1: 0.5 and the thickness was 15 nm.

また、発光素子7の封止基板512には、光学素子514として、青色のカラーフィルタ(CF Blue)を0.8μmの厚さで形成した。   In addition, a blue color filter (CF Blue) having a thickness of 0.8 μm was formed as the optical element 514 on the sealing substrate 512 of the light emitting element 7.

≪発光素子11の作製≫
発光素子11は、先に示す発光素子6の作製と、導電層501b、正孔注入層531、及び光学素子514の工程が異なり、それ以外の工程は発光素子6の作製方法とした。
<< Production of Light-Emitting Element 11 >>
The light-emitting element 11 is different from the above-described manufacturing of the light-emitting element 6 in the steps of the conductive layer 501b, the hole injection layer 531, and the optical element 514, and the other steps are the manufacturing methods of the light-emitting element 6.

電極501を構成する導電層501bとして、ITSO膜を厚さが115nmになるように形成した。   As the conductive layer 501b included in the electrode 501, an ITSO film was formed to a thickness of 115 nm.

電極501上に正孔注入層531として、PCPPnと、MoOとを重量比(PCPPn:MoO)が1:0.5になるように、且つ厚さが5nmになるように共蒸着した。 On the electrode 501, as a hole injection layer 531, PCPPn and MoO 3 were co-deposited so that the weight ratio (PCPPn: MoO 3 ) was 1: 0.5 and the thickness was 5 nm.

また、発光素子9の封止基板512には、光学素子514として、青色のカラーフィルタ(CF Blue)を0.8μmの厚さで形成した。   Further, a blue color filter (CF Blue) having a thickness of 0.8 μm was formed as the optical element 514 on the sealing substrate 512 of the light emitting element 9.

<発光素子5乃至11の特性>
作製した発光素子5乃至発光素子11の電流効率−輝度特性を図48及び図49に示す。また、輝度−電圧特性を図50及び図51に示す。なお、各発光素子の測定は室温(23℃に保たれた雰囲気)で行った。
<Characteristics of Light-Emitting Elements 5 to 11>
Current efficiency-luminance characteristics of the manufactured light-emitting elements 5 to 11 are shown in FIGS. Further, the luminance-voltage characteristics are shown in FIGS. Note that each light-emitting element was measured at room temperature (atmosphere kept at 23 ° C.).

また、1000cd/m付近における、発光素子5乃至発光素子11の素子特性を表11に示す。 Table 11 shows element characteristics of the light-emitting elements 5 to 11 around 1000 cd / m 2 .

また、発光素子5乃至発光素子11に2.5mA/cmの電流密度で電流を流した際の電界発光スペクトル(ELスペクトル)を図52及び図53に示す。 In addition, FIGS. 52 and 53 show electroluminescence spectra (EL spectra) when current is supplied to the light-emitting elements 5 to 11 at a current density of 2.5 mA / cm 2 .

図48乃至図53、及び表11で示すように、発光素子5及び発光素子6は、高い電流効率で、且つ色純度の高い赤色発光が得られた。発光素子7乃至発光素子9は、高い電流効率で、且つ色純度の高い緑色発光が得られた。発光素子10及び発光素子11は、高い電流効率で、且つ色純度の高い青色発光が得られた。   As shown in FIGS. 48 to 53 and Table 11, the light-emitting element 5 and the light-emitting element 6 were able to obtain red light emission with high current efficiency and high color purity. The light-emitting elements 7 to 9 emitted green light with high current efficiency and high color purity. The light emitting element 10 and the light emitting element 11 emitted blue light with high current efficiency and high color purity.

<発光素子の色度の角度依存性>
次に、発光素子10において、正面方向(0°)から斜め方向(70°)で電界発光スペクトルを測定した結果を図54に示す。また、発光素子10と、光学素子514の構成のみ異なる発光素子(発光素子12)において、正面方向(0°)から斜め方向(70°)で電界発光スペクトルを測定した結果を図55に示す。なお、発光素子12の光学素子514としては、青色のカラーフィルタ(CF Blue)を1.5μmの厚さで形成した。
<Angle dependence of chromaticity of light emitting element>
Next, FIG. 54 shows the result of measuring the electroluminescence spectrum of the light emitting element 10 from the front direction (0 °) to the oblique direction (70 °). In addition, FIG. 55 shows the result of measuring the electroluminescence spectrum from the front direction (0 °) to the oblique direction (70 °) in the light emitting element (light emitting element 12) which is different from the light emitting element 10 only in the configuration of the optical element 514. As the optical element 514 of the light emitting element 12, a blue color filter (CF Blue) was formed with a thickness of 1.5 μm.

図54及び図55に示すように、発光素子10では、斜め方向70°において、550nm付近の発光が強く表れている。一方、発光素子12では、斜め方向70°において、550nm付近の発光が発光素子10より弱い。   As shown in FIGS. 54 and 55, in the light emitting element 10, light emission near 550 nm appears strongly at an oblique direction of 70 °. On the other hand, in the light emitting element 12, light emission near 550 nm is weaker than that of the light emitting element 10 in an oblique direction of 70 °.

また、発光素子10及び発光素子12の色度の視野角依存性について、斜め方向における正面方向からの色度差Δu’v’を算出した結果を図56に示す。   FIG. 56 shows the result of calculating the chromaticity difference Δu′v ′ from the front direction in the oblique direction with respect to the viewing angle dependency of the chromaticity of the light emitting element 10 and the light emitting element 12.

図56のように、発光素子12は0°乃至70°の角度において色度差Δu’v’が0.2未満となっており、発光素子10より色度の視野角依存性が小さい結果が得られた。すなわち、発光素子12は、発光素子10より、色度の角度依存性が良好である。   As shown in FIG. 56, the light emitting element 12 has a chromaticity difference Δu′v ′ of less than 0.2 at an angle of 0 ° to 70 °, and the viewing angle dependency of chromaticity is smaller than that of the light emitting element 10. Obtained. That is, the light emitting element 12 has better angle dependency of chromaticity than the light emitting element 10.

<発光素子を用いた表示装置の消費電力の見積もり>
次に、作製した発光素子5乃至発光素子11を用いて、表示装置を作製した場合における該表示装置の消費電力を見積もった。
<Estimation of power consumption of display devices using light-emitting elements>
Next, the power consumption of the display device when the display device was manufactured using the manufactured light-emitting elements 5 to 11 was estimated.

表示領域の縦横比が16:9で、対角サイズが4.5インチで、面積が55.82cmである表示装置において、開口率が35%と仮定して、表示装置の消費電力を見積もった。該仕様の表示装置に用いたときの発光素子及び表示装置の特性を表12に示す。なお、本実施例において、発光素子5、7、10を表示素子として用いた表示装置を表示装置1と、発光素子5、8、10を表示素子として用いた表示装置を表示装置2と、発光素子6、9、11を表示素子として用いた表示装置を表示装置3と、発光素子5、7、12を表示素子として用いた表示装置を表示装置4と、発光素子5、8、12を表示素子として用いた表示装置を表示装置5と、それぞれ呼称する。 In a display device having an aspect ratio of 16: 9, a diagonal size of 4.5 inches, and an area of 55.82 cm 2 , the power consumption of the display device is estimated on the assumption that the aperture ratio is 35%. It was. Table 12 shows the characteristics of the light emitting element and the display device when used in the display device of the specification. In this embodiment, a display device using the light emitting elements 5, 7, and 10 as display elements is a display device 1, and a display device using light emitting elements 5, 8, and 10 as display elements is a light emitting device. A display device using the elements 6, 9, and 11 as display elements is displayed on the display device 3, a display device using the light emitting elements 5, 7, and 12 as display elements is displayed on the display device 4, and the light emitting elements 5, 8, and 12 are displayed on the display device 3. A display device used as an element is referred to as a display device 5.

表12のように、上記仕様の表示装置の表示素子として発光素子5、7、及び10を用いた場合(表示装置1)、発光素子5の構造を有する表示素子の輝度が675cd/m、発光素子7の構造を有する表示素子の輝度が1631cd/m、発光素子10の構造を有する表示素子の輝度が266cd/mの時に、色温度が6500Kの白色(色度(x,y)が(0.313,0.329))を300cd/mで表示領域全面に表示させることができ、この時にこれらの表示素子の消費電力は427mWと見積もることができた。また、全米テレビジョン放送方式標準化委員会(NTSC)が策定した色域規格に対する該表示装置が表示可能なCIE1976色度の面積比(NTSC比)は、102%と見積もられた。 As shown in Table 12, when the light emitting elements 5, 7, and 10 are used as display elements of the display device having the above specifications (display apparatus 1), the luminance of the display element having the structure of the light emitting element 5 is 675 cd / m 2 , When the luminance of the display element having the structure of the light-emitting element 7 is 1631 cd / m 2 and the luminance of the display element having the structure of the light-emitting element 10 is 266 cd / m 2 , a white color having a color temperature of 6500 K (chromaticity (x, y) (0.313, 0.329)) can be displayed on the entire display area at 300 cd / m 2. At this time, the power consumption of these display elements can be estimated to be 427 mW. The area ratio (NTSC ratio) of CIE 1976 chromaticity that can be displayed by the display device to the color gamut standard established by the National Television Broadcasting Standards Committee (NTSC) was estimated to be 102%.

また、上記仕様の表示装置の表示素子として発光素子5、8、及び10を用いた場合(表示装置2)、発光素子5の構造を有する表示素子の輝度が576cd/m、発光素子8の構造を有する表示素子の輝度が1728cd/m、発光素子10の構造を有する表示素子の輝度が267cd/mの時に、色温度が6500Kの白色(色度(x,y)が(0.313,0.329))を300cd/mで表示領域全面に表示させることができ、この時にこれらの表示素子の消費電力は393mWと見積もることができた。また、NTSC比は、95%と見積もられた。 When the light emitting elements 5, 8, and 10 are used as the display elements of the display device having the above specifications (display device 2), the luminance of the display element having the structure of the light emitting element 5 is 576 cd / m 2 , and When the luminance of the display element having the structure is 1728 cd / m 2 and the luminance of the display element having the structure of the light-emitting element 10 is 267 cd / m 2 , white (chromaticity (x, y)) of 6500K is (0. 313, 0.329)) can be displayed on the entire display area at 300 cd / m 2 , and at this time, the power consumption of these display elements can be estimated to be 393 mW. The NTSC ratio was estimated to be 95%.

また、上記仕様の表示装置の表示素子として発光素子6、9、及び11を用いた場合(表示装置3)、発光素子6の構造を有する表示素子の輝度が658cd/m、発光素子9の構造を有する表示素子の輝度が1620cd/m、発光素子11の構造を有する表示素子の輝度が294cd/mの時に、色温度が6500Kの白色(色度(x,y)が(0.313,0.329))を300cd/mで表示領域全面に表示させることができ、この時にこれらの表示素子の消費電力は476mWと見積もることができた。また、NTSC比は、98%と見積もられた。 When the light emitting elements 6, 9, and 11 are used as the display elements of the display device having the above specifications (display device 3), the luminance of the display element having the structure of the light emitting element 6 is 658 cd / m 2 , When the luminance of the display element having the structure is 1620 cd / m 2 and the luminance of the display element having the structure of the light-emitting element 11 is 294 cd / m 2 , white (chromaticity (x, y)) of 6500K is (0. 313, 0.329)) can be displayed on the entire display area at 300 cd / m 2 , and the power consumption of these display elements can be estimated to be 476 mW. The NTSC ratio was estimated to be 98%.

また、上記仕様の表示装置の表示素子として発光素子5、7、及び12を用いた場合(表示装置4)、発光素子5の構造を有する表示素子の輝度が697cd/m、発光素子7の構造を有する表示素子の輝度が1640cd/m、発光素子10の構造を有する表示素子の輝度が234cd/mの時に、色温度が6500Kの白色(色度(x,y)が(0.313,0.329))を300cd/mで表示領域全面に表示させることができ、この時にこれらの表示素子の消費電力は447mWと見積もることができた。また、NTSC比は、106%と見積もられた。 When the light emitting elements 5, 7, and 12 are used as the display elements of the display device having the above specifications (display device 4), the luminance of the display element having the structure of the light emitting element 5 is 697 cd / m 2 , When the luminance of the display element having the structure is 1640 cd / m 2 and the luminance of the display element having the structure of the light-emitting element 10 is 234 cd / m 2 , white (chromaticity (x, y)) having a color temperature of 6500 K is (0. 313, 0.329)) can be displayed on the entire display area at 300 cd / m 2 , and at this time, the power consumption of these display elements was estimated to be 447 mW. The NTSC ratio was estimated to be 106%.

また、上記仕様の表示装置の表示素子として発光素子5、8、及び12を用いた場合(表示装置5)、発光素子5の構造を有する表示素子の輝度が598cd/m、発光素子8の構造を有する表示素子の輝度が1739cd/m、発光素子10の構造を有する表示素子の輝度が235cd/mの時に、色温度が6500Kの白色(色度(x,y)が(0.313,0.329))を300cd/mで表示領域全面に表示させることができ、この時にこれらの表示素子の消費電力は413mWと見積もることができた。また、NTSC比は、100%と見積もられた。 In addition, when the light-emitting elements 5, 8, and 12 are used as display elements of the display device having the above specifications (display apparatus 5), the luminance of the display element having the structure of the light-emitting element 5 is 598 cd / m 2 , When the luminance of the display element having the structure is 1739 cd / m 2 and the luminance of the display element having the structure of the light-emitting element 10 is 235 cd / m 2 , white (chromaticity (x, y)) of 6500K is (0. 313, 0.329)) can be displayed on the entire display area at 300 cd / m 2 , and at this time, the power consumption of these display elements can be estimated to be 413 mW. The NTSC ratio was estimated to be 100%.

以上のように、発光素子5乃至発光素子12の構造を有する表示素子は、消費電力が低減された表示素子となることが示された。また、上記のような表示素子を用いることで、消費電力が低減された表示装置を提供することができることが示された。   As described above, it was shown that the display element having the structure of the light-emitting elements 5 to 12 is a display element with reduced power consumption. Further, it was shown that a display device with reduced power consumption can be provided by using the display element as described above.

<信頼性試験結果>
次に、発光素子5、発光素子7、発光素子8、及び発光素子10の信頼性試験の結果を図57乃至図59に示す。なお、信頼性試験における発光素子の初期輝度は、上記表示装置1、及び表示装置2を想定した初期輝度とし、電流密度一定の条件で発光素子を駆動させた。また、それぞれ2個の発光素子について信頼性試験を行った。
<Reliability test results>
Next, results of reliability tests of the light-emitting element 5, the light-emitting element 7, the light-emitting element 8, and the light-emitting element 10 are shown in FIGS. Note that the initial luminance of the light-emitting element in the reliability test was the initial luminance assumed for the display device 1 and the display device 2, and the light-emitting element was driven under a constant current density condition. In addition, a reliability test was performed on each of the two light emitting elements.

また、発光素子5において、表示装置1の初期輝度(初期輝度675cd/m)で試験を行った発光素子を発光素子5(1)及び発光素子5(2)と、表示装置2の初期輝度(初期輝度576cd/m)で試験を行った発光素子を発光素子5(3)及び発光素子5(4)とした。また、発光素子7において、表示装置1の初期輝度(初期輝度1631cd/m)で試験を行った発光素子を発光素子7(1)及び発光素子7(2)とした。また、発光素子8において、表示装置2の初期輝度(初期輝度1728cd/m)で試験を行った発光素子を発光素子8(1)及び発光素子8(2)とした。また、発光素子10において、表示装置1及び表示装置2の初期輝度(初期輝度267cd/m)で試験を行った発光素子を発光素子10(1)及び発光素子10(2)とした。 In the light-emitting element 5, the light-emitting elements tested at the initial luminance of the display device 1 (initial luminance 675 cd / m 2 ) are the light-emitting elements 5 (1) and 5 (2), and the initial luminance of the display device 2. The light-emitting elements tested at (initial luminance 576 cd / m 2 ) were light-emitting elements 5 (3) and 5 (4). In the light-emitting element 7, light-emitting elements tested at the initial luminance (initial luminance 1631 cd / m 2 ) of the display device 1 were referred to as a light-emitting element 7 (1) and a light-emitting element 7 (2). In the light-emitting element 8, the light-emitting elements tested at the initial luminance of the display device 2 (initial luminance 1728cd / m 2 ) were referred to as the light-emitting element 8 (1) and the light-emitting element 8 (2). In the light-emitting element 10, the light-emitting elements tested at the initial luminance (initial luminance 267 cd / m 2 ) of the display device 1 and the display device 2 were referred to as the light-emitting element 10 (1) and the light-emitting element 10 (2).

発光素子5(1)(2)(3)(4)の信頼性試験の結果を図57(A)(B)に、発光素子7(1)(2)及び発光素子8(1)(2)の信頼性試験の図58(A)(B)に、発光素子10(1)(2)の信頼性試験の結果を図59(A)(B)にそれぞれ示す。なお、図57(A)、図58(A)、及び図59(A)は、初期輝度を100%としたとき規格化輝度の時間変化を示し、図58(B)、図59(B)、及び図59(B)は、初期の電圧を0Vとした時の電圧変化を示す。   The results of the reliability test of the light-emitting elements 5 (1), (2), (3), and (4) are shown in FIGS. 57 (A) and 57 (B). 58 (A) and (B) of the reliability test of FIG. 59, and the results of the reliability test of the light emitting elements 10 (1) and (2) are shown in FIGS. 59 (A) and (B), respectively. Note that FIGS. 57A, 58A, and 59A show changes in normalized luminance over time when the initial luminance is 100%, and FIGS. 58B and 59B are shown. FIG. 59B shows a voltage change when the initial voltage is 0V.

図57乃至図59に示すように、本発明の一態様の発光素子である発光素子5、7、8、及び10は、いずれも800時間経過後の輝度が95%以上と輝度劣化が少なく、且つ800時間経過後の電圧上昇が0.2V以下と電圧変化が少なく、信頼性に優れた発光素子であった。すなわち、本発明の一態様の発光素子は、表示装置の表示素子として好適である。   As shown in FIGS. 57 to 59, each of the light-emitting elements 5, 7, 8, and 10 that is a light-emitting element of one embodiment of the present invention has a luminance deterioration of 95% or more after an elapse of 800 hours and little deterioration in luminance. In addition, the voltage rise after 800 hours was 0.2 V or less and the voltage change was small, and the light emitting device was excellent in reliability. That is, the light-emitting element of one embodiment of the present invention is suitable as a display element of a display device.

以上のように、本発明の一態様の構成を用いることで、高い電流効率を示し、高い色純度の青色発光を呈する、発光素子を提供することができる。また、本発明の一態様の構成を有する発光素子を用いることで、信頼性の優れた表示装置を提供できる。また、本発明の一態様の構成を有する発光素子を用いることで、消費電力が低く、高い色純度を示す表示装置を提供することができる。   As described above, by using the structure of one embodiment of the present invention, a light-emitting element that exhibits high current efficiency and emits blue light with high color purity can be provided. In addition, by using the light-emitting element having the structure of one embodiment of the present invention, a display device with excellent reliability can be provided. In addition, by using the light-emitting element having the structure of one embodiment of the present invention, a display device with low power consumption and high color purity can be provided.

以上、本実施例に示す構成は、他の実施例及び実施の形態と適宜組み合わせて用いる事ができる。   As described above, the structure described in this example can be combined with any of the other examples and embodiments as appropriate.

100 EL層
101 電極
101a 導電層
101b 導電層
101c 導電層
102 電極
103 電極
103a 導電層
103b 導電層
104 電極
104a 導電層
104b 導電層
111 正孔注入層
112 正孔輸送層
113 電子輸送層
114 電子注入層
115 電荷発生層
116 正孔注入層
117 正孔輸送層
118 電子輸送層
119 電子注入層
120 発光素子
123B 発光層
123G 発光層
123R 発光層
130 発光層
131 ホスト材料
132 ゲスト材料
140 隔壁
151 三重項励起状態
152 三重項励起状態
153 三重項励起状態
160 発光層
161 三重項励起状態
162 三重項励起状態
163 三重項励起状態
164 三重項励起状態
170 発光層
170a 発光層
170b 発光層
171 三重項励起状態
172 三重項励起状態
173 三重項励起状態
174 三重項励起状態
181 三重項励起状態
182 三重項励起状態
183 三重項励起状態
184 三重項励起状態
191 三重項励起状態
192 三重項励起状態
193 三重項励起状態
194 三重項励起状態
200 基板
220 基板
221B 領域
221G 領域
221R 領域
222B 領域
222G 領域
222R 領域
223 遮光層
224B 光学素子
224G 光学素子
224R 光学素子
250 発光素子
252 発光素子
254 発光素子
256 発光素子
301_1 配線
301_5 配線
301_6 配線
301_7 配線
302_1 配線
302_2 配線
303_1 トランジスタ
303_6 トランジスタ
303_7 トランジスタ
304 容量素子
304_1 容量素子
304_2 容量素子
305 発光素子
306_1 配線
306_3 配線
307_1 配線
307_3 配線
308_1 トランジスタ
308_6 トランジスタ
309_1 トランジスタ
309_2 トランジスタ
311_1 配線
311_3 配線
312_1 配線
312_2 配線
400 EL層
401 電極
402 電極
411 正孔注入層
412 正孔輸送層
413 電子輸送層
414 電子注入層
416 正孔注入層
417 正孔輸送層
418 電子輸送層
419 電子注入層
420 発光層
421 ホスト材料
422 ゲスト材料
430 発光層
431 ホスト材料
431_1 有機化合物
431_2 有機化合物
432 ゲスト材料
441 発光ユニット
442 発光ユニット
445 電荷発生層
450 発光素子
452 発光素子
501 電極
502 電極
501a 導電層
501b 導電層
510 基板
512 封止基板
514 光学素子
521 発光層
522 発光層
531 正孔注入層
532 正孔輸送層
533 電子輸送層
534 電子注入層
535 電荷発生層
537 正孔輸送層
538 電子輸送層
539 電子注入層
600 表示装置
601 信号線駆動回路部
602 画素部
603 走査線駆動回路部
604 封止基板
605 シール材
607 領域
608 配線
609 FPC
610 素子基板
611 トランジスタ
612 トランジスタ
613 下部電極
614 隔壁
616 EL層
617 上部電極
618 発光素子
621 光学素子
622 遮光層
623 トランジスタ
624 トランジスタ
801 画素回路
802 画素部
804 駆動回路部
804a 走査線駆動回路
804b 信号線駆動回路
806 保護回路
807 端子部
852 トランジスタ
854 トランジスタ
862 容量素子
872 発光素子
1001 基板
1002 下地絶縁膜
1003 ゲート絶縁膜
1006 ゲート電極
1007 ゲート電極
1008 ゲート電極
1020 層間絶縁膜
1021 層間絶縁膜
1022 電極
1024B 下部電極
1024G 下部電極
1024R 下部電極
1024Y 下部電極
1025 隔壁
1026 上部電極
1028 EL層
1029 封止層
1031 封止基板
1032 シール材
1033 基材
1034B 着色層
1034G 着色層
1034R 着色層
1034Y 着色層
1035 遮光層
1036 オーバーコート層
1037 層間絶縁膜
1040 画素部
1041 駆動回路部
1042 周辺部
2000 タッチパネル
2001 タッチパネル
2501 表示装置
2502R 画素
2502t トランジスタ
2503c 容量素子
2503g 走査線駆動回路
2503s 信号線駆動回路
2503t トランジスタ
2509 FPC
2510 基板
2510a 絶縁層
2510b 可撓性基板
2510c 接着層
2511 配線
2519 端子
2521 絶縁層
2528 隔壁
2550R 発光素子
2560 封止層
2567BM 遮光層
2567p 反射防止層
2567R 着色層
2570 基板
2570a 絶縁層
2570b 可撓性基板
2570c 接着層
2580R 発光モジュール
2590 基板
2591 電極
2592 電極
2593 絶縁層
2594 配線
2595 タッチセンサ
2597 接着層
2598 配線
2599 接続層
2601 パルス電圧出力回路
2602 電流検出回路
2603 容量
2611 トランジスタ
2612 トランジスタ
2613 トランジスタ
2621 電極
2622 電極
3000 発光装置
3001 基板
3003 基板
3005 発光素子
3007 封止領域
3009 封止領域
3011 領域
3013 領域
3014 領域
3015 基板
3016 基板
3018 乾燥剤
3054 表示部
3500 多機能端末
3502 筐体
3504 表示部
3506 カメラ
3508 照明
3600 ライト
3602 筐体
3608 照明
3610 スピーカ
8000 表示モジュール
8001 上部カバー
8002 下部カバー
8003 FPC
8004 タッチセンサ
8005 FPC
8006 表示装置
8009 フレーム
8010 プリント基板
8011 バッテリ
8501 照明装置
8502 照明装置
8503 照明装置
8504 照明装置
9000 筐体
9001 表示部
9003 スピーカ
9005 操作キー
9006 接続端子
9007 センサ
9008 マイクロフォン
9050 操作ボタン
9051 情報
9052 情報
9053 情報
9054 情報
9055 ヒンジ
9100 携帯情報端末
9101 携帯情報端末
9102 携帯情報端末
9200 携帯情報端末
9201 携帯情報端末
100 EL layer 101 Electrode 101a Conductive layer 101b Conductive layer 101c Conductive layer 102 Electrode 103 Electrode 103a Conductive layer 103b Conductive layer 104 Electrode 104a Conductive layer 104b Conductive layer 111 Hole injection layer 112 Hole transport layer 113 Electron transport layer 114 Electron injection layer 115 charge generation layer 116 hole injection layer 117 hole transport layer 118 electron transport layer 119 electron injection layer 120 light emitting element 123B light emitting layer 123G light emitting layer 123R light emitting layer 130 light emitting layer 131 host material 132 guest material 140 partition 151 triplet excited state 152 Triplet excited state 153 Triplet excited state 160 Light emitting layer 161 Triplet excited state 162 Triplet excited state 163 Triplet excited state 164 Triplet excited state 170 Light emitting layer 170a Light emitting layer 170b Light emitting layer 171 Triplet excited state 172 Triplet Excited state 1 3 Triplet excited state 174 Triplet excited state 181 Triplet excited state 182 Triplet excited state 183 Triplet excited state 184 Triplet excited state 191 Triplet excited state 192 Triplet excited state 193 Triplet excited state 194 Triplet excited state 200 substrate 220 substrate 221B region 221G region 221R region 222B region 222G region 222R region 223 light shielding layer 224B optical element 224G optical element 224R optical element 250 light emitting element 252 light emitting element 254 light emitting element 256 light emitting element 301_1 wiring 301_5 wiring 301_6 wiring 301_7 wiring 302_7 wiring 302_2 wiring 303_1 transistor 303_6 transistor 303_7 transistor 304 capacitor 304_1 capacitor 304_2 capacitor 305 light-emitting element 306_1 wiring 306 3 wiring 307_1 wiring 307_3 wiring 308_1 transistor 308_6 transistor 309_1 transistor 309_2 transistor 311_1 wiring 311_3 wiring 312_1 wiring 312_2 wiring 400 EL layer 401 electrode 402 electrode 411 hole injection layer 412 hole transport layer 413 electron transport layer 414 electron injection layer 416 hole Injection layer 417 Hole transport layer 418 Electron transport layer 419 Electron injection layer 420 Light emission layer 421 Host material 422 Guest material 430 Light emission layer 431 Host material 431_1 Organic compound 431_2 Organic compound 432 Guest material 441 Light emission unit 442 Light emission unit 445 Charge generation layer 450 Light-emitting element 452 Light-emitting element 501 Electrode 502 Electrode 501a Conductive layer 501b Conductive layer 510 Substrate 512 Sealing substrate 514 Optical element 52 Light emitting layer 522 Light emitting layer 531 Hole injection layer 532 Hole transport layer 533 Electron transport layer 534 Electron injection layer 535 Charge generation layer 537 Hole transport layer 538 Electron transport layer 539 Electron injection layer 600 Display device 601 Signal line driver circuit portion 602 Pixel portion 603 Scanning line driver circuit portion 604 Sealing substrate 605 Seal material 607 Region 608 Wiring 609 FPC
610 element substrate 611 transistor 612 transistor 613 lower electrode 614 partition 616 EL layer 617 upper electrode 618 light emitting element 621 optical element 622 light shielding layer 623 transistor 624 transistor 801 pixel circuit 802 pixel unit 804 driving circuit unit 804a scanning line driving circuit 804b signal line driving Circuit 806 Protection circuit 807 Terminal portion 852 Transistor 854 Transistor 862 Capacitance element 872 Light emitting element 1001 Substrate 1002 Base insulating film 1003 Gate insulating film 1006 Gate electrode 1007 Gate electrode 1008 Gate electrode 1020 Interlayer insulating film 1021 Interlayer insulating film 1022 Electrode 1024B Lower electrode 1024G Lower electrode 1024R Lower electrode 1024Y Lower electrode 1025 Partition 1026 Upper electrode 1028 EL layer 1029 Sealing layer 1031 Sealing substrate 1032 Sealing material 1033 Base material 1034B Colored layer 1034G Colored layer 1034R Colored layer 1034Y Colored layer 1035 Light-shielding layer 1036 Overcoat layer 1037 Interlayer insulating film 1040 Pixel portion 1041 Drive circuit portion 1042 Peripheral portion 2000 Touch panel 2001 Touch panel 2501 Display device 2502R Pixel 2502t Transistor 2503c Capacitance element 2503g Scan line driver circuit 2503s Signal line driver circuit 2503t Transistor 2509 FPC
2510 Substrate 2510a Insulating layer 2510b Flexible substrate 2510c Adhesive layer 2511 Wiring 2519 Terminal 2521 Insulating layer 2528 Partition 2550R Light emitting element 2560 Sealing layer 2567BM Light shielding layer 2567p Antireflection layer 2567R Colored layer 2570 Substrate 2570a Insulating layer 2570b Flexible substrate 2570c Adhesive layer 2580R Light emitting module 2590 Substrate 2591 Electrode 2592 Electrode 2593 Insulating layer 2594 Wiring 2595 Touch sensor 2597 Adhesive layer 2598 Wiring 2599 Connection layer 2601 Pulse voltage output circuit 2602 Current detection circuit 2603 Capacitance 2611 Transistor 2612 Transistor 2613 Transistor 2621 Electrode 2622 Electrode 3000 Light emission Device 3001 Substrate 3003 Substrate 3005 Light emitting element 3007 Sealing region 3009 Sealing region 3011 region 3013 region 3014 region 3015 substrate 3016 substrate 3018 desiccant 3054 display unit 3500 multifunctional terminal 3502 housing 3504 display unit 3506 Camera 3508 Lighting 3600 light 3602 housing 3608 Lighting 3610 speaker 8000 display module 8001 top cover 8002 lower cover 8003 FPC
8004 Touch sensor 8005 FPC
8006 Display device 8009 Frame 8010 Printed circuit board 8011 Battery 8501 Illumination device 8502 Illumination device 8503 Illumination device 8504 Illumination device 9000 Case 9001 Display unit 9003 Speaker 9005 Operation key 9006 Connection terminal 9007 Sensor 9008 Microphone 9050 Operation button 9051 Information 9052 Information 9053 Information 9054 Information 9055 hinge 9100 portable information terminal 9101 portable information terminal 9102 portable information terminal 9200 portable information terminal 9201 portable information terminal

Claims (13)

一対の電極と、
前記一対の電極間に挟まれたEL層と、
を有する発光素子であって、
前記EL層は、有機化合物を有し、
前記有機化合物は、第1の骨格と、第2の骨格と、を有し、
前記EL層が呈する発光は、三重項−三重項消滅による遅延蛍光成分を有し、
前記有機化合物における第1の三重項励起状態は、前記有機化合物における最も低い励起エネルギー準位を有する励起状態であり、
前記第1の三重項励起状態は、前記第1の骨格に分子軌道を有し、
前記有機化合物における第2の三重項励起状態は、前記第2の骨格に分子軌道を有し、且つ、前記第2の骨格に分子軌道を有する三重項励起状態のうち、最も低い励起エネルギー準位を有する三重項励起状態であり、
前記有機化合物における第3の三重項励起状態は、前記第1の骨格に分子軌道を有し、且つ、前記第1の三重項励起状態以外の前記第1の骨格に分子軌道を有する三重項励起状態のうち、最も低い励起エネルギー準位を有する三重項励起状態であり、
前記第3の三重項励起状態の最安定構造を有する前記第3の三重項励起状態のエネルギーは、前記第3の三重項励起状態の最安定構造を有する前記第1の三重項励起状態のエネルギーより高く、且つ、前記第3の三重項励起状態の最安定構造を有する前記第2の三重項励起状態のエネルギーより低い、
ことを特徴とする発光素子。
A pair of electrodes;
An EL layer sandwiched between the pair of electrodes;
A light emitting device comprising:
The EL layer has an organic compound,
The organic compound has a first skeleton and a second skeleton,
The light emitted by the EL layer has a delayed fluorescence component due to triplet-triplet annihilation,
The first triplet excited state in the organic compound is an excited state having the lowest excitation energy level in the organic compound,
The first triplet excited state has a molecular orbital in the first skeleton,
The second triplet excited state in the organic compound has the lowest excitation energy level among triplet excited states having a molecular orbital in the second skeleton and a molecular orbital in the second skeleton. A triplet excited state having
The third triplet excited state in the organic compound is a triplet excited having a molecular orbital in the first skeleton and a molecular orbital in the first skeleton other than the first triplet excited state. The triplet excited state having the lowest excitation energy level among the states,
The energy of the third triplet excited state having the most stable structure of the third triplet excited state is the energy of the first triplet excited state having the most stable structure of the third triplet excited state. Higher and lower than the energy of the second triplet excited state having the most stable structure of the third triplet excited state;
A light emitting element characterized by the above.
一対の電極と、
前記一対の電極間に挟まれたEL層と、
を有する発光素子であって、
前記EL層は、有機化合物を有し、
前記有機化合物は、第1の骨格と、第2の骨格と、を有し、
前記EL層が呈する発光は、三重項−三重項消滅による遅延蛍光成分を有し、
前記有機化合物における第1の三重項励起状態は、前記有機化合物における最も低い励起エネルギー準位を有する励起状態であり、
前記第1の三重項励起状態は、前記第1の骨格に分子軌道を有し、
前記有機化合物における第2の三重項励起状態は、前記第2の骨格に分子軌道を有し、且つ、前記第2の骨格に分子軌道を有する三重項励起状態のうち、最も低い励起エネルギー準位を有する三重項励起状態であり、
前記有機化合物における第3の三重項励起状態は、前記第1の骨格に分子軌道を有し、且つ、前記第1の三重項励起状態以外の前記第1の骨格に分子軌道を有する三重項励起状態のうち、最も低い励起エネルギー準位を有する三重項励起状態であり、
前記有機化合物における最も低い励起エネルギー準位を有する一重項励起状態は、前記第2の三重項励起状態の励起エネルギー準位より高く、且つ、前記第3の三重項励起状態の励起エネルギー準位以下である励起エネルギー準位を有する、
ことを特徴とする発光素子。
A pair of electrodes;
An EL layer sandwiched between the pair of electrodes;
A light emitting device comprising:
The EL layer has an organic compound,
The organic compound has a first skeleton and a second skeleton,
The light emitted by the EL layer has a delayed fluorescence component due to triplet-triplet annihilation,
The first triplet excited state in the organic compound is an excited state having the lowest excitation energy level in the organic compound,
The first triplet excited state has a molecular orbital in the first skeleton,
The second triplet excited state in the organic compound has the lowest excitation energy level among triplet excited states having a molecular orbital in the second skeleton and a molecular orbital in the second skeleton. A triplet excited state having
The third triplet excited state in the organic compound is a triplet excited having a molecular orbital in the first skeleton and a molecular orbital in the first skeleton other than the first triplet excited state. The triplet excited state having the lowest excitation energy level among the states,
The singlet excited state having the lowest excitation energy level in the organic compound is higher than the excitation energy level of the second triplet excited state and not more than the excitation energy level of the third triplet excited state. Having an excitation energy level of
A light emitting element characterized by the above.
請求項2において、
前記一重項励起状態のエネルギーは、前記第3の三重項励起状態の最安定構造を有する前記第2の三重項励起状態のエネルギーより高く、且つ、前記第3の三重項励起状態の最安定構造を有する前記第3の三重項励起状態のエネルギー以下であり、
前記第3の三重項励起状態の最安定構造を有する前記第2の三重項励起状態のエネルギーは、前記第3の三重項励起状態の最安定構造を有する前記第1の三重項励起状態のエネルギーより高い、
ことを特徴とする発光素子。
In claim 2,
The energy of the singlet excited state is higher than the energy of the second triplet excited state having the most stable structure of the third triplet excited state, and the most stable structure of the third triplet excited state. Or less of the energy of the third triplet excited state having
The energy of the second triplet excited state having the most stable structure in the third triplet excited state is the energy of the first triplet excited state having the most stable structure in the third triplet excited state. taller than,
A light emitting element characterized by the above.
請求項2において、
前記有機化合物の吸収スペクトルにおける吸収端のエネルギー換算値は、前記第3の三重項励起状態の最安定構造を有する前記第2の三重項励起状態のエネルギーより高く、且つ、前記第3の三重項励起状態の最安定構造を有する前記第3の三重項励起状態のエネルギー以下であり、
前記第3の三重項励起状態の最安定構造を有する前記第2の三重項励起状態のエネルギーは、前記第3の三重項励起状態の最安定構造を有する前記第1の三重項励起状態のエネルギーより高い、
ことを特徴とする発光素子。
In claim 2,
The energy conversion value of the absorption edge in the absorption spectrum of the organic compound is higher than the energy of the second triplet excited state having the most stable structure of the third triplet excited state, and the third triplet. Less than the energy of the third triplet excited state having the most stable structure of the excited state;
The energy of the second triplet excited state having the most stable structure in the third triplet excited state is the energy of the first triplet excited state having the most stable structure in the third triplet excited state. taller than,
A light emitting element characterized by the above.
請求項1乃至請求項4のいずれか一項において、
前記第1の骨格は、アントラセン骨格を有し、
前記第2の骨格は、前記第1の骨格に結合する、
ことを特徴とする発光素子。
In any one of Claims 1 thru | or 4,
The first skeleton has an anthracene skeleton,
The second skeleton is bonded to the first skeleton;
A light emitting element characterized by the above.
請求項1乃至請求項5のいずれか一項において、
前記EL層が呈する発光は、青色に発光スペクトルピークを有する、
ことを特徴とする発光素子。
In any one of Claims 1 thru | or 5,
The light emitted by the EL layer has an emission spectrum peak in blue.
A light emitting element characterized by the above.
請求項1乃至請求項5のいずれか一項において、
前記EL層は、蛍光を呈するゲスト材料を有する、
ことを特徴とする発光素子。
In any one of Claims 1 thru | or 5,
The EL layer has a guest material that exhibits fluorescence,
A light emitting element characterized by the above.
請求項7において、
前記ゲスト材料が呈する発光は、青色に発光スペクトルピークを有する、
ことを特徴とする発光素子。
In claim 7,
The light emitted by the guest material has an emission spectrum peak in blue.
A light emitting element characterized by the above.
請求項7または請求項8において、
前記ゲスト材料が呈する発光は、遅延蛍光成分を有する、
ことを特徴とする発光素子。
In claim 7 or claim 8,
The light emitted by the guest material has a delayed fluorescent component,
A light emitting element characterized by the above.
請求項7乃至請求項9のいずれか一項において、
前記ゲスト材料は、ピレン骨格を有する、
ことを特徴とする発光素子。
In any one of Claims 7 to 9,
The guest material has a pyrene skeleton,
A light emitting element characterized by the above.
請求項1乃至請求項10のいずれか一項に記載の発光素子と、
カラーフィルタ、シール、またはトランジスタと、
を有する表示装置。
The light emitting device according to any one of claims 1 to 10,
With color filters, seals, or transistors,
A display device.
請求項11に記載の表示装置と、
筐体またはタッチセンサと、
を有する電子機器。
A display device according to claim 11;
A housing or touch sensor;
Electronic equipment having
請求項1乃至請求項10のいずれか一項に記載の発光素子と、
筐体またはタッチセンサと、
を有する照明装置。
The light emitting device according to any one of claims 1 to 10,
A housing or touch sensor;
A lighting device.
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