JP2018198338A - 発光装置、電子機器および照明装置 - Google Patents
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Abstract
Description
に挟んでなる発光素子、また、このような発光素子を有する発光装置、電子機器、及び照
明装置に関する。
用いた発光素子は、次世代のフラットパネルディスプレイへの応用が期待されている。特
に、発光素子をマトリクス状に配置した表示装置は、従来の液晶表示装置と比較して、視
野角が広く視認性が優れる点に優位性があると考えられている。
ことにより、陰極から注入された電子および陽極から注入された正孔がEL層の発光領域
で励起状態を形成し、その励起状態が基底状態に戻る際にエネルギーを放出して発光する
といわれている。発光物質に有機化合物を用いた場合の励起状態の種類としては、一重項
励起状態と三重項励起状態が可能であり、一重項励起状態(S1)からの発光が蛍光、三
重項励起状態(T1)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の統
計的な生成比率は、S1:T1=1:3であると考えられている。
し、ゲスト材料として、高エネルギー発光を呈する燐光性物質を用いることにより、蛍光
発光だけでなく燐光発光を利用した素子構造とするなど素子特性を向上させるための開発
が行われている(例えば、特許文献1参照。)。
1準位の高い物質をホスト材料として用いることが発光素子の発光効率を向上させるため
に好ましいとされている。しかしながら、発光エネルギーの高い燐光性化合物(例えば、
青色燐光性化合物)をゲスト材料として用いる場合、ホスト材料に要求されるT1準位が
発光エネルギーの低い燐光性化合物を用いる場合に比べて高くなり、ホスト材料としての
信頼性が低下することが問題となっている。
を有する新たな発光素子を提供する。具体的には、発光層がホスト材料と複数のゲスト材
料とを少なくとも含み、発光層から得られる発光(光励起によるフォトルミネッセンス(
PL)や、電界励起によるエレクトロルミネッセンス(EL)等を含む)は下記数式(1
)(但し、i=1を除く)で表される多成分減衰曲線を示し、かつ、ホスト材料の熱失活
過程と競合しない程度に発光寿命が短いことを特徴とする発光素子である。なお本明細書
と請求項で発光寿命とは、発光強度が初期発光強度の1/100に減少するまでの時間で
ある。また、上記ホスト材料の熱失活過程と競合しない程度に短い発光寿命とは、具体的
には5μsec以上15μsec以下、好ましくは5μsec以上10μsec以下であ
る。但し、上記発光素子の発光層における励起子濃度は、濃度消光を生じない程度とする
。
スト材料からゲスト材料へのエネルギー移動が可能である。従って、ゲスト材料に比べて
ホスト材料のT1準位が高いことは必ずしも要求されないので、T1準位の低い材料をホ
スト材料として用いることができる。このような素子構成とすることで、ゲスト材料より
もT1準位の高い材料をホスト材料として用いた発光素子に比べて、発光素子の信頼性を
向上させることができる。
(但し、E0は初期発光強度、E(t)は時間(t)における発光強度、Aは定数、τは
減衰成分の寿命、nは減衰曲線の成分数を示す。)
発光素子であって、発光層に励起光(濃度消光を生じない出力とする)を照射して得られ
る複数の発光のうちの一つが多成分減衰曲線を示し、かつその発光寿命が5μsec以上
15μsec以下、好ましくは5μsec以上10μsec以下、であることを特徴とす
る。
起によって複数の発光を呈し、複数の発光のうちの一つが多成分減衰曲線を示し、かつそ
の発光寿命が5μsec以上15μsec以下であることを特徴とする発光素子である。
の発光性物質を有し、複数の発光性物質のうちの一つに基づく発光は多成分減衰曲線を示
し、かつ発光寿命が5μsec以上15μsec以下であることを特徴とする発光素子で
ある。
の有機化合物(ホスト材料)と、第2の有機化合物(ゲスト材料)と、第3の有機化合物
(ゲスト材料)とを少なくとも有し、第2の有機化合物および第3の有機化合物は有機金
属錯体であり、第1の有機化合物のT1準位は第2の有機化合物のT1準位よりも低く、
第1の有機化合物のT1準位は第3の有機化合物のT1準位よりも高く、第2の有機化合
物に基づく発光は多成分の減衰曲線を示し、かつ発光寿命が5μsec以上15μsec
以下であることを特徴とする発光素子である。
ることができるので、ホスト材料として信頼性の低い有機化合物を用いることなく発光素
子を作製することができる。
ト材料とゲスト材料のT1準位の差は、0eVよりも大きく0.2eV以下が好ましい。
これにより、発光効率を低下させることなく、ホスト材料として信頼性の高い材料を用い
ることができるので、発光素子の長寿命化を図ることができる。
子機器および照明装置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。
層にホスト材料として信頼性の高い材料を用いることができるので、長寿命な発光素子を
提供することができる。また、上記発光素子を備えることにより信頼性の高い発光装置を
提供することができる。また、上記発光装置を備えることにより信頼性の高い電子機器、
および照明装置を提供することができる。
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。
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子について説明する。
光層はホスト材料と複数のゲスト材料とを少なくとも含む構成である。発光層に含まれる
ホスト材料とゲスト材料の組み合わせの1つは、該発光層の発光(例えば、光励起による
フォトルミネッセンス(PL)や、電界励起によるエレクトロルミネッセンス(EL)等
)が多成分の減衰曲線を示し、かつその発光寿命がホスト材料の熱失活過程と競合しない
程度(好ましくは5μsec以上15μsec以下)に短いことを特徴とする。このよう
な特徴を有する発光素子とすることで、発光効率を十分に確保することができる。
ゲスト材料と呼ぶ)のT1準位よりも低くなるように構成されている。上述した構成では
、ホスト材料が第1のゲスト材料よりもT1準位が低い場合であってもホスト材料から第
1のゲスト材料へのエネルギー移動が可能であり、ゲスト材料に比べてホスト材料のT1
準位が高いことは必ずしも要求されないので、ホスト材料として信頼性の高い材料を用い
ることができる。従って、本発明の一態様では、第1のゲスト材料よりもT1準位が低い
ホスト材料を用いることができる。
、ホスト材料のT1準位よりも低くなるように構成されている。
用いることができると共に、発光波長の異なる2種類以上の光が得られる発光層を形成す
ることができる。
ネルギー移動過程を図1を用いて説明する。
ルギー準位を示す。T1(g)は第1のゲスト材料12の三重項励起状態であり、T1(
h)はホスト材料11の三重項励起状態であり、T1(g)よりもΔE(eV)低い。
、[D*]:第1のゲスト材料の励起子の濃度、k2:第1のゲスト材料12からホスト
材料11へのエネルギー移動速度定数)の速度でホスト材料11のT1(h)へと移動(
Yg)する。また、ホスト材料11のT1(h)からk3×[H*](但し、[H*]:
ホスト材料の励起子濃度、k3:ホスト材料11から第1のゲスト材料12へのエネルギ
ー移動速度定数)の速度でエネルギーが第1のゲスト材料12のT1(g)へと移動(Y
h)することも可能である。すなわち、YhとYgは平衡である。この低い準位から高い
準位への熱力学的に不利なエネルギー移動(以下、逆エネルギー移動と呼ぶ)は、励起子
が室温のエネルギーによって活性化されることで可能となっている。なお、図1において
、第1のゲスト材料12のT1(g)からS0(g)への遷移速度定数をk1とし、ホス
ト材料11のT1(h)からS0(h)への遷移速度定数をk4とする。
ΔE≦0.2eVとなるようにホスト材料11と第1のゲスト材料12が組み合わされて
いる。従って、T1(h)からT1(g)への逆エネルギーの移動(Yh)が生じる
らS0(g)への発光性の遷移(Xg)と、ホスト材料11のT1(h)からS0(h)
への非発光性の遷移(熱失活過程Xh)も同時に生じている。このとき、発光性の遷移(
Xg)が比較的速く、非発光性の遷移(Xh)が非常に遅いことも高効率な発光を実現す
るためには重要となる。具体的には、発光性の遷移(Xg)の速度定数k1は5×105
(s)−1より大きく、非発光性の遷移(Xh)の速度定数k4は1×102(s)−1
より小さくすることが好ましい。
ΔEを利用してYhとYgの平衡を第1のゲスト側へシフトさせることで、高効率な発光
を実現することが可能となる。
逆エネルギー移動も発光に寄与することから、発光層からの発光は多成分の減衰曲線を示
すことを特徴とする。また、該発光の寿命が、ホスト材料の熱失活過程と競合しない程度
(すなわち5μsec以上15μsec以下、好ましくは5μsec以上10μsec以
下)に短くすることで、発光効率を十分に確保することができる。
し、励起子濃度が高い状態で測定した場合でも、多成分の発光減衰曲線を示すことがある
。これは励起子濃度が高くなり、励起子同士で相互作用が生じ三重項−三重項消滅するた
めである。この現象は濃度消光とも呼ばれる。従って、測定の際には、濃度消光の影響を
無くすため、励起光の出力を弱くし、励起子濃度が低い状態で測定する。
02)間に、第1の有機化合物および第2の有機化合物を含む発光層104が挟まれた構
造を有する。発光層104は、一対の電極と接するEL層103を構成する機能層の一部
である。また、EL層103には、発光層104の他に、正孔(ホール)注入層、正孔(
ホール)輸送層、電子輸送層、電子注入層等を適宜選択して所望の位置に形成することが
できる。なお、発光層104は、ホスト材料である第1の有機化合物105と、第1のゲ
スト材料である第2の有機化合物106と、第2のゲスト材料である第3の有機化合物1
07を少なくとも含む層である。
性の高い物質を用いることができる。
、4−(1−ナフチル)−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:PCBBiNB)、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:PCBA1
BP)、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)、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)、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)、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,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−(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)、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
)、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−[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)
、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)、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−(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
)、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’,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,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDA
TA)、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)な
どの芳香族アミン化合物、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−(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)、4,4’−ビス(N−{4−[N’−(3−メチ
ルフェニル)−N’−フェニルアミノ]フェニル}−N−フェニルアミノ)ビフェニル(
略称:DNTPD)、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)等が挙げら
れる。その他、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−アントラセニル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称
:CzPA)等のカルバゾール骨格を含む化合物、等を用いることができる。ここに述べ
た物質は、主に10−6cm2/Vs以上の正孔移動度を有する物質である。但し、正孔
輸送性を有する物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。
例えば、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)、3−(4’−tert−ブチルフェニル)−4
−フェニル−5−(4’’−ビフェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)
、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)、
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)
などのポリアゾール骨格を有する複素環化合物、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)
、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)、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)、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:2m
CzBPDBq)などのキノキサリン骨格又はジベンゾキノキサリン骨格を有する複素環
化合物、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(ピリミジン骨格やピラジン骨格)を有する複素環化合物、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)、3,
3’,5,5’−テトラ[(m−ピリジル)−フェン−3−イル]ビフェニル(略称:B
P4mPy)などのピリジン骨格を有する複素環化合物が挙げられる。上述した中でも、
キノキサリン骨格又はジベンゾキノキサリン骨格を有する複素環化合物、ジアジン骨格を
有する複素環化合物、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。その他、フェニル−ジ(1−ピレニル)ホスフィンオキシド(略称:POPy2)、
スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−イル−ジフェニルホスフィンオキシド(略称:S
PPO1)、2,8−ビス(ジフェニルホスホリル)ジベンゾ[b、d]チオフェン(略
称:PPT)、3−(ジフェニルホスホリル)−9−[4−(ジフェニルホスホリル)フ
ェニル]−9H−カルバゾール(略称:PPO21)のようなトリアリールホスフィンオ
キシドや、トリス[2,4,6−トリメチル−3−(3−ピリジル)フェニル]ボラン(
略称:3TPYMB)等のトリアリールボランなども挙げられる。ここに述べた物質は、
主に10−6cm2/Vs以上の電子移動度を有する電子輸送性物質である。但し、電子
輸送性を有する物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。
料)、および第3の有機化合物(第2のゲスト材料)以外に、第4の有機化合物を含んで
いても良い。発光層における正孔と電子のバランスを調節し、高い発光効率を得ることを
考慮すると、第1の有機化合物が正孔輸送性の場合は、第4の有機化合物は電子輸送性が
好ましい。逆に、第1の有機化合物が電子輸送性の場合は、第4の有機化合物は正孔輸送
性が好ましい。ただし、いずれの場合も、第1の有機化合物のT1(h)準位は、第2の
有機化合物のT1(g)準位よりも低く、第1の有機化合物のT1(h)準位は、第3の
有機化合物のT1(g)準位よりも高いことが好ましい。しかしながら、第4の有機化合
物のT1準位が第1の有機化合物のT1(g)準位よりも低い場合、これまで述べたホス
トとゲストとの相互作用は、第4の有機化合物と第2の有機化合物、および第3の有機化
合物との間で生じることになる。このため、第4の有機化合物のT1準位が第2の有機化
合物のT1準位よりも低く、第3の有機化合物よりも高いことが望ましいことになる。こ
れは発光性ゲスト以外の物質が2つ以上存在している場合には、それらの化合物間でエネ
ルギーの高いT1からより低いT1へ速やかに集約されるためである。
は、三重項励起エネルギーを発光に変える発光性物質である、有機金属錯体(燐光性化合
物)等を用いることができる。
質としては、例えば、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(CF3ppy)2(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:FIracac)、トリス(2−フェニルピリジナト)イリジウム(III)(略称
:Ir(ppy)3)、ビス(2−フェニルピリジナト)イリジウム(III)アセチル
アセトナート(略称:Ir(ppy)2(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)2(acac))
、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)2(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)2(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)2(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)2(
acac))、ビス[2−(2’−ベンゾ[4,5−α]チエニル)ピリジナト−N,C
3’]イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(btp)2(acac
))、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)2(acac))、(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)2(acac))、(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)2(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(I
II)(略称:Ir(tppr)2(dpm))、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)
、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)3(Phen))、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)3
(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)3(Phe
n))などが挙げられる。
の材料の組み合わせに基づき得られる発光(例えば、光励起によるフォトルミネッセンス
(PL)や、電界励起によるエレクトロルミネッセンス(EL)等)が多成分の減衰曲線
を示し、かつその発光寿命が、ホスト材料の熱失活過程と競合しない程度に短く、すなわ
ち、5μsec以上15μsec以下、好ましくは5μsec以上10μsec以下とす
る。これにより、発光効率を十分に確保することができる。さらに発光層では、共通のホ
スト材料を用いて、第2のゲスト材料である第3の有機化合物107も発光させることが
できる。異なるゲスト材料に対して共通のホスト材料が使えることにより、ホスト材料分
子間でキャリア注入障壁が形成されないため、駆動電圧を上げることなく発光波長の異な
る複数の発光が得られる発光層を形成することができる。
、第1のゲスト材料(第2の有機化合物106)のT1準位よりも低く、第2のゲスト材
料(第3の有機化合物107)のT1準位よりも高い構成を有する。このように共通のホ
スト材料を用いて複数のゲスト材料を発光させることができるのは、ホスト材料である第
1の有機化合物105が第1のゲスト材料である第2の有機化合物106のT1準位より
もT1準位が低い場合であっても第1のゲスト材料である第2の有機化合物106へエネ
ルギー移動が可能であるためである。従って、ホスト材料のT1準位は、通常のホスト材
料に要求されるT1準位よりも低いため、ホスト材料として信頼性の高い材料を用いるこ
とができる。従って、長寿命な発光素子を形成することができる。
スト材料との間の逆エネルギー移動に伴う遅延発光が生じる。なお室温では、ホスト材料
のT1は非発光性なため、遅延発光を示す発光層は効率の悪化が懸念されるが、上述した
T1準位の小さな差では逆エネルギー移動を許容し、また、ホスト材料の遷移速度(無輻
射失活速度)よりもゲスト材料の遷移速度(輻射失活速度)の方が十分大きいため素子特
性に影響を与えず、発光効率の高い発光素子が得られる。
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子の一例について図3を用いて説明す
る。
01と第2の電極(陰極)202)間に発光層206を含むEL層203が挟まれており
、EL層203は、発光層206の他に、正孔(または、ホール)注入層204、正孔(
または、ホール)輸送層205、電子輸送層207、電子注入層208などを含んで形成
される。
第1の有機化合物と、第1のゲスト材料である第2の有機化合物、および第2のゲスト材
料である第3の有機化合物と、を少なくとも含んで形成される。なお、第1の有機化合物
、第2の有機化合物、および第3の有機化合物は、実施の形態1で示したものと同じ物質
を用いることができるため、説明は省略する。
る第2の有機化合物と、第2のゲスト材料である第3の有機化合物と、を少なくとも含む
構成に加えて、第1の有機化合物とは逆のキャリア輸送性(正孔輸送性または電子輸送性
)を有する第4の有機化合物を含む構成としても良い。
導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。具体的には、酸化インジ
ウム−酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)、珪素若しくは酸化珪素
を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛(Indium Zi
nc 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、金(A
u)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブ
デン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、チタ
ン(Ti)の他、元素周期表の第1族または第2族に属する元素、すなわちリチウム(L
i)やセシウム(Cs)等のアルカリ金属、およびマグネシウム(Mg)、カルシウム(
Ca)、ストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金(Mg
Ag、AlLi)、ユウロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)等の希土類金属およ
びこれらを含む合金、その他グラフェン等を用いることができる。なお、第1の電極(陽
極)201および第2の電極(陰極)202は、例えばスパッタリング法や蒸着法(真空
蒸着法を含む)等により形成することができる。
えばNPBやTPD、TCTA、TDATA、MTDATA、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)などの芳
香族アミン化合物、PCzPCA1、PCzPCA2、PCzPCN1、CBP、TCP
B、CzPA等のカルバゾール誘導体、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)等のジベンゾチオフェン誘導体等を用いること
ができる。ここに述べた物質は、主に10−6cm2/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。
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)などの高分子化合物を用いること
もできる。
ター(アクセプター)となる物質を添加しても良い。アクセプター性物質としては、元素
周期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的に
は、酸化モリブデンが特に好ましい。
第1のゲスト材料である第2の有機化合物210と、第2のゲスト材料である第3の有機
化合物211と、を少なくとも含み形成される。
似の化合物を用いることが好ましい。この様な構成とすることで、正孔輸送層205と、
発光層206との間の正孔注入障壁を低減することができるため、発光効率を高めるのみ
ならず、駆動電圧を低減することができる。すなわち、電圧ロスによる電力効率の低下が
少ない発光素子を得ることができる。また、正孔注入障壁の観点から、特に好ましい態様
は、正孔輸送層205が発光層に含まれる第1の有機化合物を含む構成である。
トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Alq3)、トリス(4−
メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Almq3)、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:BeBq2)、)、
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(II
I)(略称:BAlq)、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンズオキサゾラト]
亜鉛(略称:Zn(BOX)2)、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾチアゾ
ラト]亜鉛(II)(略称:Zn(BTZ)2)などの金属錯体を用いることができる。
また、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’−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−5−(4’’−ビフェニル)−
1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−
4−(4−エチルフェニル)−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(
略称:p−EtTAZ)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイ
ン(略称:BCP)、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10−6cm2/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
207に用いてもよい。
層したものとしてもよい。
フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF2)
、リチウム酸化物(LiOx)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(ErF3)のような希土類
金属化合物を用いることができる。また、上述した電子輸送層207を構成する物質を用
いることもできる。
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207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。
7、電子注入層208は、それぞれ、蒸着法(真空蒸着法を含む)、インクジェット法、
塗布法等の方法で形成することができる。
極202のいずれか一方または両方を通って外部に取り出される。従って、本実施の形態
における第1の電極201および第2の電極202のいずれか一方、または両方が透光性
を有する電極となる。
ることができるものとする。
本実施の形態では、本発明の一態様として、電荷発生層を挟んでEL層を複数有する構
造の発光素子(以下、タンデム型発光素子という)について説明する。
1および第2の電極304)間に、複数のEL層(第1のEL層302(1)、第2のE
L層302(2))を有するタンデム型発光素子である。
電極304は陰極として機能する電極である。なお、第1の電極301および第2の電極
304は、実施の形態2と同様な構成を用いることができる。また、複数のEL層(第1
のEL層302(1)、第2のEL層302(2))は、実施の形態2で示したEL層と
同様な構成であっても良いが、いずれかが同様の構成であっても良い。すなわち、第1の
EL層302(1)と第2のEL層302(2)は、同じ構成であっても異なる構成であ
ってもよく、その構成は実施の形態2と同様なものを適用することができる。
は、電荷発生層305が設けられている。電荷発生層305は、第1の電極301と第2
の電極304に電圧を印加したときに、一方のEL層に電子を注入し、他方のEL層に正
孔を注入する機能を有する。本実施の形態の場合には、第1の電極301に第2の電極3
04よりも電位が高くなるように電圧を印加すると、電荷発生層305から第1のEL層
302(1)に電子が注入され、第2のEL層302(2)に正孔が注入される。
有する(具体的には、電荷発生層305の可視光に対する透過率が、40%以上)ことが
好ましい。また、電荷発生層305は、第1の電極301や第2の電極304よりも低い
導電率であっても機能する。
加された構成であっても、電子輸送性の高い有機化合物に電子供与体(ドナー)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。
輸送性の高い有機化合物としては、例えば、NPBやTPD、TDATA、MTDATA
、BSPBなどの芳香族アミ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10−6cm2/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
輸送性の高い有機化合物であれば、上記以外の物質を用いても構わない。
フルオロキノジメタン(略称:F4TCNQ)、クロラニルのようなハロゲン化合物や、
ピラジノ[2,3−f][1,10]フェナントロリン−2,3−ジカルボニトリル(略
称:PPDN)、ジピラジノ[2,3−f:2’,3’−h]キノキサリン−2,3,6
,7,10,11−ヘキサカルボニトリル(略称:HAT−CN)のようなシアノ化合物
等を挙げることができる。また元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化
物を挙げることができる。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、酸化レニウムは電子受容
性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が
低く、扱いやすいため好ましい。
、電子輸送性の高い有機化合物としては、例えば、Alq、Almq3、BeBq2、B
Alq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を用いることが
できる。また、この他、Zn(BOX)2、Zn(BTZ)2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、PBDやOXD−7、TAZ、BPhen、BCPなども用いることができる。ここ
に述べた物質は、主に10−6cm2/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有機化合物であれば、上記以外の物質を用いても構わな
い。
2、第13族に属する金属およびその酸化物、炭酸塩を用いることができる。具体的には
、リチウム(Li)、セシウム(Cs)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、
イッテルビウム(Yb)、インジウム(In)、酸化リチウム、炭酸セシウムなどを用い
ることが好ましい。また、テトラチアナフタセンのような有機化合物を電子供与体として
用いてもよい。
れた場合における駆動電圧の不必要な上昇を抑制することができる。
すように、n層(ただし、nは、3以上)のEL層を積層した発光素子についても、同様
に適用することが可能である。本実施の形態に係る発光素子のように、一対の電極間に複
数のEL層を有する場合、EL層とEL層との間に電荷発生層を配置することで、電流密
度を低く保ったまま、高輝度領域での発光が可能である。電流密度を低く保てるため、長
寿命素子を実現できる。また、大きな発光面を有する発光装置、電子機器、及び照明装置
等に応用した場合は、電極材料の抵抗による電圧降下を小さくできるので、大面積での均
一発光が可能となる。
望の色の発光を得ることができる。例えば、2つのEL層を有する発光素子において、第
1のEL層の発光色と第2のEL層の発光色を補色の関係になるようにすることで、発光
素子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である。なお、補色とは、混合す
ると無彩色になる色同士の関係をいう。つまり、補色の関係にある色を発光する物質から
得られた光と混合すると、白色発光を得ることができる。
発光色が赤色であり、第2のEL層の発光色が緑色であり、第3のEL層の発光色が青色
である場合、発光素子全体としては、白色発光を得ることができる。
電極(第1の電極301および第2の電極304)間の距離を所望のものとすることによ
り、光の共振効果を利用した微小光共振器(マイクロキャビティー)構造を有する発光素
子としても良い。
いることができる。
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子を有する発光装置について説明する
。
また、発光装置としては、パッシブマトリクス型の発光装置、アクティブマトリクス型の
発光装置のいずれでもよいが、本実施の形態では、アクティブマトリクス型の発光装置に
ついて図5を用いて説明する。
A’で切断した断面図である。本実施の形態に係るアクティブマトリクス型の発光装置は
、素子基板501上に設けられた画素部502と、駆動回路部(ソース線駆動回路)50
3と、駆動回路部(ゲート線駆動回路)504a、504bと、を有する。画素部502
、駆動回路部503、及び駆動回路部504a、504bは、シール材505によって、
素子基板501と封止基板506との間に封止されている。
に外部からの信号(例えば、ビデオ信号、クロック信号、スタート信号、又はリセット信
号等)や電位を伝達する外部入力端子を接続するための引き回し配線507が設けられる
。ここでは、外部入力端子としてFPC(フレキシブルプリントサーキット)508を設
ける例を示している。なお、ここではFPCしか図示されていないが、このFPCにはプ
リント配線基板(PWB)が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には
、発光装置本体だけでなく、それにFPCもしくはPWBが取り付けられた状態をも含む
ものとする。
部及び画素部が形成されているが、ここでは、ソース線駆動回路である駆動回路部503
と、画素部502が示されている。
わせたCMOS回路が形成される例を示している。なお、駆動回路部を形成する回路は、
種々のCMOS回路、PMOS回路もしくはNMOS回路で形成しても良い。また、スタ
ガ型、逆スタガ型いずれのFETを用いてもよい。さらに、FETに用いられる半導体膜
の結晶性についても特に限定されず、非晶質でも結晶性を有していてもよい。また、半導
体層に酸化物半導体を用いても良い。具体的な半導体材料としては、例えばシリコン(ケ
イ素)、ゲルマニウム、スズ、セレン、テルルなどの元素半導体、GaAs、GaP、I
nSb、ZnS、CdS等の化合物半導体、SnO2、ZnO、Fe2O3、V2O5、
TiO2、NiO、Cr2O3、Cu2O、MnO2,MnO、InGaZnO(原子数
比の異なるものを含む)等の酸化物半導体等を用いることができる。また、本実施の形態
では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく
、基板上ではなく外部に駆動回路を形成することもできる。
制御用FET512の配線(ソース電極又はドレイン電極)に電気的に接続された第1の
電極(陽極)513とを含む複数の画素により形成される。なお、第1の電極(陽極)5
13の端部を覆って絶縁物514が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル
樹脂を用いることにより形成する。
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のが好ましい。例えば、絶縁
物514の材料としてポジ型の感光性アクリル樹脂を用いた場合、絶縁物514の上端部
に曲率半径(0.2μm〜3μm)を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁
物514として、ネガ型の感光性樹脂、或いはポジ型の感光性樹脂のいずれも使用するこ
とができ、有機化合物に限らず無機化合物、例えば、酸化シリコン、酸窒化シリコン等、
の両者を使用することができる。
され、発光素子517が形成されている。なお、EL層515は、少なくとも実施の形態
1で説明した発光層を有している。また、EL層515には、発光層の他に正孔注入層、
正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層等を適宜設けることができる。
る材料としては、実施の形態2に示す材料を用いることができる。また、ここでは図示し
ないが、第2の電極(陰極)516は、外部入力端子であるFPC508に電気的に接続
されている。
502において、複数の発光素子がマトリクス状に配置されているものとする。画素部5
02には、3種類(R、G、B)の発光が得られる発光素子をそれぞれ選択的に形成し、
フルカラー表示可能な発光装置を形成することができる。また、カラーフィルタと組み合
わせることによってフルカラー表示可能な発光装置としてもよい。
、素子基板501、封止基板506、およびシール材505で囲まれた空間518に発光
素子517が備えられた構造になっている。なお、空間518には、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505で充填される構成も含むものとする
。
た、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また
、封止基板506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。シール材とし
てガラスフリットを用いる場合には、接着性の観点から素子基板501及び封止基板50
6はガラス基板であることが好ましい。
いることができる。
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子を適用して作製された発光装置を用
いて完成させた様々な電子機器の一例について、図6、図7を用いて説明する。
ジョン受信機ともいう)、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデ
オカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機(携帯電話、携帯電話装置ともいう)、
携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙
げられる。これらの電子機器の具体例を図6に示す。
筐体7101に表示部7103が組み込まれている。表示部7103により、映像を表示
することが可能であり、発光装置を表示部7103に用いることができる。また、ここで
は、スタンド7105により筐体7101を支持した構成を示している。
モコン操作機7110により行うことができる。リモコン操作機7110が備える操作キ
ー7109により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部7103に表示さ
れる映像を操作することができる。また、リモコン操作機7110に、当該リモコン操作
機7110から出力する情報を表示する表示部7107を設ける構成としてもよい。
により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線又は無線に
よる通信ネットワークに接続することにより、一方向(送信者から受信者)又は双方向(
送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など)の情報通信を行うことも可能である。
ーボード7204、外部接続ポート7205、ポインティングデバイス7206等を含む
。なお、コンピュータは、発光装置をその表示部7203に用いることにより作製される
。
れており、連結部7303により、開閉可能に連結されている。筐体7301には表示部
7304が組み込まれ、筐体7302には表示部7305が組み込まれている。また、図
6(C)に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部7306、記録媒体挿入部7307
、LEDランプ7308、入力手段(操作キー7309、接続端子7310、マイクロフ
ォン7312)、センサ7311(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あるいは感知する機能を含むもの
)等を備えている。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくと
も表示部7304および表示部7305の両方、又は一方に発光装置を用いていればよく
、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。図6(C)に示す携帯型遊
技機は、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する
機能や、他の携帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図6
(C)に示す携帯型遊技機が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することが
できる。
に組み込まれた表示部7402の他、操作ボタン7403、外部接続ポート7404、ス
ピーカ7405、マイク7406などを備えている。なお、携帯電話機7400は、発光
装置を表示部7402に用いることにより作製される。
報を入力することができる。また、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は
、表示部7402を指などで触れることにより行うことができる。
表示モードであり、第2は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第3は表
示モードと入力モードの2つのモードが混合した表示+入力モードである。
を主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場
合、表示部7402の画面のほとんどにキーボード又は番号ボタンを表示させることが好
ましい。
ることで、携帯電話機7400の向き(縦か横か)を判断して、表示部7402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。
作ボタン7403の操作により行われる。また、表示部7402に表示される画像の種類
によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画
のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
示部7402のタッチ操作による入力が一定期間ないと判断される場合には、画面のモー
ドを入力モードから表示モードに切り替えるように制御してもよい。
402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、表示部に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。
開いた状態であり、タブレット型端末は、筐体9630、表示部9631a、表示部96
31b、表示モード切り替えスイッチ9034、電源スイッチ9035、省電力モード切
り替えスイッチ9036、留め具9033、操作スイッチ9038、を有する。なお、当
該タブレット型端末は、発光装置を表示部9631a、表示部9631bの一方又は両方
に用いることにより作製される。
れた操作キー9637にふれることでデータ入力をすることができる。なお、表示部96
31aにおいては、一例として半分の領域が表示のみの機能を有する構成、もう半分の領
域がタッチパネルの機能を有する構成を示しているが該構成に限定されない。表示部96
31aの全ての領域がタッチパネルの機能を有する構成としても良い。例えば、表示部9
631aの全面をキーボードボタン表示させてタッチパネルとし、表示部9631bを表
示画面として用いることができる。
部をタッチパネルの領域9632bとすることができる。また、タッチパネルのキーボー
ド表示切り替えボタン9639が表示されている位置に指やスタイラスなどでふれること
で表示部9631bにキーボードボタン表示することができる。
タッチ入力することもできる。
を切り替え、白黒表示やカラー表示の切り替えなどを選択できる。省電力モード切り替え
スイッチ9036は、タブレット型端末に内蔵している光センサで測定される使用時の外
光の光量に応じて表示の輝度を最適なものとすることができる。タブレット型端末は光セ
ンサだけでなく、ジャイロセンサや加速度センサ等の検出装置を内蔵させてもよい。
ているが特に限定されず、一方のサイズともう一方のサイズが異なっていてもよく、表示
の品質も異なっていてもよい。例えば一方が他方よりも高精細な表示を行える表示パネル
としてもよい。
33、充放電制御回路9634、バッテリー9635、DCDCコンバータ9636を有
する。
にすることができる。従って、表示部9631a、表示部9631bを保護できるため、
耐久性に優れ、長期使用の観点からも信頼性の優れたタブレット型端末を提供できる。
、日付又は時刻などの様々な情報を静止画、動画、あるいはテキスト画像として表示部に
表示する機能、表示部に表示した情報をタッチ入力操作又は編集するタッチ入力機能、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、等を有することができる
。
、表示部、または映像信号処理部等に供給することができる。なお、太陽電池9633は
、筐体9630の片面又は両面に設けることができ、バッテリー9635の充電を効率的
に行う構成とすることができる。なおバッテリー9635としては、リチウムイオン電池
を用いると、小型化を図れる等の利点がある。
にブロック図を示し説明する。図7(C)には、太陽電池9633、バッテリー9635
、DCDCコンバータ9636、コンバータ9638、スイッチSW1乃至SW3、表示
部9631について示しており、バッテリー9635、DCDCコンバータ9636、コ
ンバータ9638、スイッチSW1乃至SW3が、図7(B)に示す充放電制御回路96
34のそれらに対応する。
陽電池9633で発電した電力は、バッテリー9635を充電するための電圧となるよう
DCDCコンバータ9636で昇圧または降圧される。そして、表示部9631の動作に
太陽電池9633からの電力が用いられる際にはスイッチSW1をオンにし、コンバータ
9638で表示部9631に必要な電圧に昇圧または降圧することとなる。また、表示部
9631での表示を行わない際には、SW1をオフにし、SW2をオンにしてバッテリー
9635の充電を行う構成とすればよい。
圧電素子(ピエゾ素子)や熱電変換素子(ペルティエ素子)などの他の発電手段によるバ
ッテリー9635の充電を行う構成であってもよい。例えば、無線(非接触)で電力を送
受信して充電する無接点電力伝送モジュールや、また他の充電手段を組み合わせて行う構
成としてもよい。
に限定されないことは言うまでもない。
きる。発光装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能
である。
いることができる。
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子を含む発光装置を適用した照明装置
の一例について、図8を用いて説明する。
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8002を形成することも
できる。本実施の形態で示す発光装置に含まれる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8003を備えても良い。
明装置8004とすることができる。なお、その他の家具の一部に発光装置を用いること
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。
置は本発明の一態様に含まれるものとする。
いることができる。
9を用いて説明する。なお、本実施例で用いる材料の化学式を以下に示す。
まず、ガラス製の基板1100上に酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズ(ITS
O)をスパッタリング法により成膜し、陽極として機能する第1の電極1101を形成し
た。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。
し、200℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。
着装置内の加熱室において、170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板1100を
30分程度放冷した。
着装置内に設けられたホルダーに固定した。本実施例では、真空蒸着法により、EL層1
102を構成する正孔注入層1111、正孔輸送層1112、発光層1113、電子輸送
層1114、電子注入層1115が順次形成される場合について説明する。
−4−イル)ベンゼン(略称:DBT3P−II)と酸化モリブデン(VI)とを、DB
T3P−II:酸化モリブデン=2:1(質量比)となるように共蒸着することにより、
第1の電極1101上に正孔注入層1111を形成した。膜厚は33nmとした。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。
ン(略称:BPAFLP)を20nm蒸着することにより、正孔輸送層1112を形成し
た。
層1113b)を形成した。発光素子1の場合には、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:2mDB
TBPDBq−II)、4−(1−ナフチル)−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:PCBBiNB)、お
よび(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)2(acac)])を、2mDB
TBPDBq−II:PCBBiNB:[Ir(tBuppm)2(acac)]=0.
8:0.2:0.06(質量比)となるように20nmの膜厚で共蒸着して第1の発光層
1113aを形成した後、さらに、[Ir(tBuppm)2(acac)]の代わりに
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(I
II)(略称:[Ir(tppr)2(dpm)])を用いて、2mDBTBPDBq−
II:PCBBiNB:[Ir(tppr)2(dpm)]=0.9:1.0:0.06
(質量比)となるように20nmの膜厚で共蒸着することにより第2の発光層1113b
を形成し、積層構造を有する発光層1113を形成した。
−(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:PCB
A1BP)、および[Ir(tBuppm)2(acac)]を、2mDBTBPDBq
−II:PCBA1BP:[Ir(tBuppm)2(acac)]=0.8:0.2:
0.06(質量比)となるように20nmの膜厚で共蒸着した後、さらに2mDBTBP
DBq−II:PCBA1BP:[Ir(tppr)2(dpm)]=0.9:0.1:
0.06(質量比)となるように20nmの膜厚で共蒸着することにより発光層1113
を形成した。
ェナントロリン(略称:Bphen)を15nm蒸着することにより、積層構造を有する
電子輸送層1114を形成した。さらに電子輸送層1114上にフッ化リチウムを1nm
蒸着することにより、電子注入層1115を形成した。
、陰極となる第2の電極1103形成し、発光素子1及び比較発光素子2を得た。なお、
上述した蒸着過程において、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。
子2の素子構造を表1に示す。
気のグローブボックス内において封止した(シール材を素子の周囲に塗布し、封止時に8
0℃にて1時間熱処理)。
作製した発光素子1および比較発光素子2の動作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。
において、縦軸は、輝度(cd/m2)、横軸は電流密度(mA/cm2)を示す。また
、発光素子1および比較発光素子2の電圧−輝度特性を図11に示す。なお、図11にお
いて、縦軸は、輝度(cd/m2)、横軸は、電圧(V)を示す。また、発光素子1およ
び比較発光素子2の輝度−電流効率特性を図12に示す。なお、図12において、縦軸は
、電流効率(cd/A)、横軸は、輝度(cd/m2)を示す。また、発光素子1および
比較発光素子2の電圧−電流特性を図13に示す。なお、図13において、縦軸は、電流
(mA)、横軸は、電圧(V)を示す。
材料として用いたPCBBiNBのT1準位が、ゲスト材料として用いた[Ir(tBu
ppm)2(acac)]のT1準位よりも低い組み合わせであるにもかかわらず、[I
r(tBuppm)2(acac)]よりもT1準位が高いPCBA1BPをホスト材料
として用いた比較発光素子2と比べても、その素子特性にほとんど差がなく良好な特性が
得られることが分かった(後述の表2参照)。
性値を以下の表2に示す。
れも高い量子効率を示していることが分かる。
ルを図14に示す。図14に示す通り、発光素子1の発光スペクトルは546nmと62
0nmにピークを有しており、それぞれ発光層1113に含まれる[Ir(tBuppm
)2(acac)]と[Ir(tppr)2(dpm)]との発光に由来していることが
分かった。また、比較発光素子2も同様に[Ir(tBuppm)2(acac)]と[
Ir(tppr)2(dpm)]の発光に由来したピークが確認されているが、546n
mにおける発光強度が発光素子1よりも減少していることがわかる。これは、使用した材
料の違いにより発光領域が変化した為であると考えられる。
結果を図15に示す。図15において、縦軸は初期輝度を100%とした時の規格化輝度
(%)を示し、横軸は素子の駆動時間(h)を示す。なお、信頼性試験は、初期輝度を5
000cd/m2に設定し、電流密度一定の条件で発光素子1および比較発光素子2を駆
動させた。その結果、発光素子1の100時間後の輝度は、初期輝度のおよそ85%を保
っており、比較発光素子2に比べて高輝度が維持されていることが分かった。
を示す、長寿命な発光素子であることがわかった。
DBTBPDBq−II、ホスト材料であるPCBBiNBまたはPCBA1BP、ゲス
ト材料である[Ir(tBuppm)2(acac)]を用い、その組成や比率を変えて
形成された有機膜(膜厚:50nm)を石英基板間に有するサンプルを複数作製し、それ
ぞれの寿命(τ1、τ2)[μsec]について測定を行った。
BP:[Ir(tBuppm)2(acac)]=1−X:X:0.06(質量比)とし
た。各サンプルの構成、減衰成分および発光寿命に関する測定結果を表3に示す。
テックニックベルリン社製N2ガスレーザー(MSG:800、λ=337nm、パルス
幅<500ps、繰り返し率=10Hz)を使用し、ホールサイズ100μm、測定時間
を0〜20μsecとして測定した。測定結果を図16に示す。ここでτ1とτ2は数式
(1)で分離された各減衰成分の寿命である。表3から、サンプル2から4が多成分(2
成分)の減衰曲線を与えることが分かる。
りもT1準位が高いPCBA1BPをホスト材料として用いる場合、サンプル5(PCB
A1BP:50%)では、単一の減衰成分のみが検出されていることがわかった。しかし
、ゲスト材料([Ir(tBuppm)2(acac)])よりもT1準位が低いPCB
BiNBをホスト材料として用いる場合、サンプル2(PCBBiNB:20%)、サン
プル3(PCBBiNB:50%)、サンプル4(PCBBiNB:100%)では、い
ずれも2つの減衰成分(第1減衰成分および第2減衰成分)が検出され、その初期発光強
度が1/100に減衰するまでの時間である、発光寿命は5μsec以上15μsec以
下であった。さらに、サンプル5よりもサンプル2、3、4の方が、第1減衰成分の寿命
(τ1)が短く、また、サンプル2、3、4、の中では、PCBBiNBを含む割合の最
も多いサンプル4の第2減衰成分の寿命(τ2)が最も長いという結果が得られた。なお
、第2減衰成分は、ホスト材料からゲスト材料へのエネルギー移動を経由する発光過程が
寄与しているものと考えられる。
位が低いホスト材料を含む発光層を有していること、かつ発光層からの発光からは、図1
6で示したような多成分の減衰曲線が得られることが特徴であるといえる。
12 ゲスト材料
101 陽極
102 陰極
103 EL層
104 発光層
105 ホスト材料である第1の有機化合物
106 第1のゲスト材料である第2の有機化合物
107 第2のゲスト材料である第3の有機化合物
201 第1の電極
202 第2の電極
203 EL層
204 正孔注入層
205 正孔輸送層
206 発光層
207 電子輸送層
208 電子注入層
209 ホスト材料である第1の有機化合物
210 第1のゲスト材料である第2の有機化合物
211 第2のゲスト材料である第3の有機化合物
301 第1の電極
302(1) 第1のEL層
302(2) 第2のEL層
304 第2の電極
305 電荷発生層
305(1) 第1の電荷発生層
305(2) 第2の電荷発生層
501 素子基板
502 画素部
503 駆動回路部(ソース線駆動回路)
504a、504b 駆動回路部(ゲート線駆動回路)
505 シール材
506 封止基板
507 配線
508 FPC(フレキシブルプリントサーキット)
509 nチャネル型FET
510 pチャネル型FET
511 スイッチング用FET
512 電流制御用FET
513 第1の電極(陽極)
514 絶縁物
515 EL層
516 第2の電極(陰極)
517 発光素子
518 空間
1100 基板
1101 第1の電極
1102 EL層
1103 第2の電極
1111 正孔注入層
1112 正孔輸送層
1113 発光層
1113a 第1の発光層
1113b 第2の発光層
1114 電子輸送層
1115 電子注入層
7100 テレビジョン装置
7101 筐体
7103 表示部
7105 スタンド
7107 表示部
7109 操作キー
7110 リモコン操作機
7201 本体
7202 筐体
7203 表示部
7204 キーボード
7205 外部接続ポート
7206 ポインティングデバイス
7301 筐体
7302 筐体
7303 連結部
7304 表示部
7305 表示部
7306 スピーカ部
7307 記録媒体挿入部
7308 LEDランプ
7309 操作キー
7310 接続端子
7311 センサ
7312 マイクロフォン
7400 携帯電話機
7401 筐体
7402 表示部
7403 操作ボタン
7404 外部接続ポート
7405 スピーカ
7406 マイク
8001 照明装置
8002 照明装置
8003 照明装置
8004 照明装置
9033 留め具
9034 表示モード切り替えスイッチ
9035 電源スイッチ
9036 省電力モード切り替えスイッチ
9038 操作スイッチ
9630 筐体
9631 表示部
9631a 表示部
9631b 表示部
9632a タッチパネルの領域
9632b タッチパネルの領域
9633 太陽電池
9634 充放電制御回路
9635 バッテリー
9636 DCDCコンバータ
9637 操作キー
9638 コンバータ
9639 ボタン
Claims (4)
- 一対の電極間に発光層を有し、
前記発光層は、第1の有機化合物と、第2の有機化合物と、第3の有機化合物とを有し、
前記第1の有機化合物のT1準位は、前記第2の有機化合物のT1準位よりも低く、
前記第1の有機化合物のT1準位は、前記第3の有機化合物のT1準位よりも高く、
前記第1の有機化合物のT1準位は、前記第2の有機化合物のT1準位との差は、0.1eVよりも大きく0.2eV以下であり、
前記発光層は、光励起によって複数の発光を呈し、
前記複数の発光のうちの一が、多成分の減衰曲線を示し、かつ発光寿命が、5μsec以上15μsec以下である発光装置。 - 一対の電極間に発光層を有し、
前記発光層は、ホスト材料と、第1のゲスト材料と、第2のゲスト材料とを有し、
前記ホスト材料のT1準位は、前記第1のゲスト材料のT1準位よりも低く、
前記ホスト材料のT1準位は、前記第2のゲスト材料のT1準位よりも高く、
前記ホスト材料のT1準位は、前記第1のゲスト材料のT1準位との差は、0.1eVよりも大きく0.2eV以下であり、
前記発光層は、光励起によって複数の発光を呈し、
前記複数の発光のうちの一が、多成分の減衰曲線を示し、かつ発光寿命が、5μsec以上15μsec以下である発光装置。 - 請求項1または請求項2に記載の発光装置を有する電子機器。
- 請求項1または請求項2に記載の発光装置を有する照明装置。
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