JP2019062240A - Light-emitting device, electronic apparatus, and lighting device - Google Patents
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Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
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有機化合物を一対の電極間
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。
One embodiment of the present invention relates to a light-emitting element in which an organic compound which can emit light by application of an electric field is sandwiched between a pair of electrodes, a light-emitting device including such a light-emitting element, an electronic device, and a lighting device.
薄型軽量、高速応答性、直流低電圧駆動などの特徴を有する有機化合物を発光体として
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。
A light emitting element using an organic compound having characteristics such as thin and light weight, high speed response, direct current low voltage drive, etc. as a light emitter is expected to be applied to the next generation flat panel display. In particular, a display device in which light emitting elements are arranged in a matrix is considered to be superior to a conventional liquid crystal display device in that the viewing angle is wide and the visibility is excellent.
発光素子の発光機構は、一対の電極間に発光体を含むEL層を挟んで電圧を印加するこ
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層の発光中心で
再結合して分子励起子を形成し、その分子励起子が基底状態に緩和する際にエネルギーを
放出して発光するといわれている。励起状態には一重項励起と三重項励起が知られ、発光
はどちらの励起状態を経ても可能であると考えられている。
In the light emission mechanism of the light emitting element, by applying a voltage across the EL layer containing a light emitter between a pair of electrodes, electrons injected from the cathode and holes injected from the anode are read again at the light emission center of the EL layer. They combine to form molecular excitons, which are said to emit light and emit light when the molecular excitons relax to the ground state. Singlet excitation and triplet excitation are known as excited states, and light emission is considered to be possible through either of the excited states.
この様な発光素子に関しては、その素子特性を向上させる為に、素子構造の改良や材料
開発等が盛んに行われている(例えば、特許文献1参照。)。
With regard to such a light emitting element, in order to improve the element characteristics, improvement of the element structure, material development and the like are actively performed (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、現状における発光素子の光取り出し効率は20%〜30%程度と言われ
ており、反射電極や透明電極による光の吸収を考慮しても、燐光性化合物を用いた発光素
子の外部量子効率の限界は、25%程度と考えられている。
However, the light extraction efficiency of the light emitting element at present is said to be about 20% to 30%, and the external quantum efficiency of the light emitting element using the phosphorescent compound even in consideration of the light absorption by the reflective electrode and the transparent electrode. The limit of is considered to be around 25%.
そこで、本発明の一態様では、外部量子効率が高い発光素子を提供する。また、本発明
の一態様は、寿命の長い発光素子を提供する。
Thus, one embodiment of the present invention provides a light-emitting element with high external quantum efficiency. One embodiment of the present invention also provides a light-emitting element with a long lifetime.
本発明の一態様は、一対の電極(陽極および陰極)間に発光層を有し、発光層は、三重
項励起エネルギーを発光に変える第1の発光性物質(ゲスト材料)、電子輸送性を有する
第1の有機化合物(ホスト材料)、および正孔輸送性を有する第2の有機化合物(アシス
ト材料)を少なくとも含み、かつ陽極側に形成された第1の発光層と、三重項励起エネル
ギーを発光に変える第2の発光性物質(ゲスト材料)、電子輸送性を有する第1の有機化
合物(ホスト材料)、および正孔輸送性を有する第3の有機化合物(アシスト材料)を少
なくとも含み形成された第2の発光層との積層構造であり、第1の発光層では、第1の有
機化合物(ホスト材料)と第2の有機化合物(アシスト材料)とは、励起錯体を形成する
組み合わせであり、第2の発光層では、第1の有機化合物(ホスト材料)と第3の有機化
合物(アシスト材料)とが、励起錯体を形成する組み合わせであることを特徴とする発光
素子である。
One embodiment of the present invention has a light-emitting layer between a pair of electrodes (anode and cathode), and the light-emitting layer is a first light-emitting substance (guest material) that converts triplet excitation energy into light emission; And a first light-emitting layer formed on the anode side, containing at least a first organic compound (host material) and a second organic compound (assist material) having hole transportability, and a triplet excitation energy At least formed by including at least a second light-emitting substance (guest material) for converting into light emission, a first organic compound having an electron transporting property (host material), and a third organic compound having a hole transporting property (assist material) In the first light emitting layer, the first organic compound (host material) and the second organic compound (assist material) are a combination forming an exciplex. , The second light In the first organic compound (host material) and the third organic compound (assist material) but is a light-emitting element which is a combination of forming an exciplex.
また、本発明の別の一態様は、陽極と陰極との間に発光層を有し、陽極と発光層との間
に正孔輸送層を有し、陰極と発光層との間に電子輸送層を有し、発光層は、三重項励起エ
ネルギーを発光に変える第1の発光性物質、電子輸送性を有する第1の有機化合物、およ
び正孔輸送性を有する第2の有機化合物とを少なくとも含み、かつ正孔輸送層と接して形
成された第1の発光層と、三重項励起エネルギーを発光に変える第2の発光性物質、電子
輸送性を有する第1の有機化合物、および正孔輸送性を有する第3の有機化合物とを少な
くとも含み、かつ電子輸送層と接して形成された第2の発光層との積層であり、第1の発
光層では、第1の有機化合物(ホスト材料)と第2の有機化合物(アシスト材料)とは、
励起錯体を形成する組み合わせであり、第2の発光層では、第1の有機化合物(ホスト材
料)と第3の有機化合物(アシスト材料)とが、励起錯体を形成する組み合わせであるこ
とを特徴とする発光素子である。
Further, another aspect of the present invention has a light emitting layer between the anode and the cathode, has a hole transporting layer between the anode and the light emitting layer, and transports an electron between the cathode and the light emitting layer. And the light emitting layer includes at least a first light emitting substance that converts triplet excitation energy into light emission, a first organic compound having electron transporting property, and a second organic compound having hole transporting property. A first light emitting layer which is formed in contact with the hole transporting layer, a second light emitting substance which converts triplet excitation energy into light emission, a first organic compound having an electron transporting property, and a hole transporting And the second light emitting layer formed in contact with the electron transporting layer, wherein the first light emitting layer includes the first organic compound (host material). And the second organic compound (assist material),
It is a combination forming an exciplex, and in the second light emitting layer, the first organic compound (host material) and the third organic compound (assist material) are a combination forming an exciplex. Light emitting element.
なお、上記各構成において、第1の発光層の第1の有機化合物(ホスト材料)と第2の
有機化合物(アシスト材料)により形成された励起錯体の発光波長は、第1の有機化合物
(ホスト材料)と第2の有機化合物(アシスト材料)のそれぞれの発光波長(蛍光波長)
に比べて、長波長側に存在することから、励起錯体を形成することにより、第1の有機化
合物(ホスト材料)の蛍光スペクトルや第2の有機化合物(アシスト材料)の蛍光スペク
トルを、より長波長側に位置する発光スペクトルに変換することができる。また、第2の
発光層の第1の有機化合物(ホスト材料)と第3の有機化合物(アシスト材料)により形
成された励起錯体の発光波長は、第1の有機化合物(ホスト材料)と第3の有機化合物(
アシスト材料)のそれぞれの発光波長(蛍光波長)に比べて、長波長側に存在することか
ら、励起錯体を形成することにより、第1の有機化合物(ホスト材料)の蛍光スペクトル
や第3の有機化合物(アシスト材料)の蛍光スペクトルを、より長波長側に位置する発光
スペクトルに変換することができる。
In each of the above structures, the emission wavelength of the exciplex formed by the first organic compound (host material) and the second organic compound (assist material) of the first light emitting layer is the first organic compound (host Emission wavelength (fluorescent wavelength) of the material) and the second organic compound (assist material)
Since it exists on the long wavelength side compared with the above, the fluorescence spectrum of the first organic compound (host material) and the fluorescence spectrum of the second organic compound (assist material) are longer by forming an exciplex. It can be converted into an emission spectrum located on the wavelength side. The emission wavelength of the exciplex formed by the first organic compound (host material) and the third organic compound (assist material) of the second light emitting layer is the same as that of the first organic compound (host material) and the third organic compound (host material). Organic compounds
The fluorescence spectrum of the first organic compound (host material) or the third organic material is formed by forming an exciplex because it exists on the long wavelength side compared to the respective emission wavelengths (fluorescent wavelengths) of the assist materials). The fluorescence spectrum of the compound (assist material) can be converted into an emission spectrum located on the longer wavelength side.
なお、上記各構成において、第1の発光層では第1の有機化合物のアニオンおよび第2
の有機化合物のカチオンから励起錯体が形成され、第2の発光層では第1の有機化合物の
アニオンおよび第3の有機化合物のカチオンから励起錯体が形成されることを特徴とする
。
In each of the above structures, in the first light emitting layer, the anion of the first organic compound and the second
In the second light emitting layer, an exciplex is formed from the anion of the first organic compound and the cation of the third organic compound.
また、上記構成において、第1の発光層と第2の発光層のそれぞれが同じ第1の有機化
合物(ホスト材料)を含み、かつ第1の発光層に含まれる第2の有機化合物(アシスト材
料)は、第2の発光層に含まれる第3の有機化合物(アシスト材料)よりも最高被占有軌
道準位(HOMO準位)が低いことを特徴とする。
In the above configuration, each of the first light emitting layer and the second light emitting layer contains the same first organic compound (host material), and the second organic compound (assist material is included in the first light emitting layer) ) Is characterized in that the highest occupied orbital level (HOMO level) is lower than the third organic compound (assist material) contained in the second light emitting layer.
さらに、上記構成において、第1の発光層に含まれる第1の発光性物質は、第2の発光
層に含まれる第2の発光性物質よりも短波長の発光を示す物質であることを特徴とする。
Furthermore, in the above configuration, the first light-emitting substance contained in the first light-emitting layer is a substance that emits light of a wavelength shorter than that of the second light-emitting substance contained in the second light-emitting layer. I assume.
また、上記構成において、第1の発光性物質および第2の発光性物質は、三重項励起エ
ネルギーを発光に変える発光性物質であり、有機金属錯体などの燐光性化合物や、熱活性
化遅延蛍光を示す材料、すなわち熱活性化遅延蛍光(TADF:Thermally A
ctivated Delayed Fluorescence)材料を用いることがで
きる。また、第1の有機化合物は、主として10−6cm2/Vs以上の電子移動度を有
する電子輸送性材料、具体的にはπ不足型複素芳香族化合物であり、第2の有機化合物お
よび第3の有機化合物は、主として10−6cm2/Vs以上の正孔移動度を有する正孔
輸送性材料、具体的にはπ過剰型複素芳香族化合物または芳香族アミン化合物であること
を特徴とする。
In the above-described structure, the first light-emitting substance and the second light-emitting substance are light-emitting substances that convert triplet excitation energy into light emission, a phosphorescent compound such as an organometallic complex, or thermal activation delayed fluorescence A material that shows heat, that is, thermally activated delayed fluorescence (TADF: Thermally A
ctivated delayed fluorescence) materials can be used. The first organic compound is mainly an electron transporting material having an electron mobility of 10 −6 cm 2 / Vs or more, specifically a π-deficient heteroaromatic compound, and the second organic compound and the second organic compound The organic compound 3 is characterized in that it is mainly a hole transporting material having a hole mobility of 10 −6 cm 2 / Vs or more, specifically a π excess heteroaromatic compound or an aromatic amine compound. Do.
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、発光デバイス、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 circu
it)もしくは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C
OG(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。
Further, one embodiment of the present invention includes, in its category, not only a light-emitting device having a light-emitting element but also an electronic device and a lighting device each having a light-emitting device. Accordingly, a light emitting device in the present specification refers to an image display device, a light emitting device, or a light source (including a lighting device). Also,
A connector for the light emitting device, for example, FPC (Flexible printed circu
It) or a module attached with TCP (Tape Carrier Package), a module provided with a printed wiring board ahead of TCP, or a light emitting element
It is assumed that all modules in which an IC (integrated circuit) is directly mounted by an OG (Chip On Glass) method are included in the light emitting device.
なお、本発明の一態様である発光素子は、発光層を構成する第1の発光層と第2の発光
層のそれぞれにおいて励起錯体を形成することができるため、エネルギー移動効率が高く
、外部量子効率の高い発光素子を実現することができる。
Note that since the light emitting element which is one embodiment of the present invention can form an exciplex in each of the first light emitting layer and the second light emitting layer which form the light emitting layer, the energy transfer efficiency is high, and the external quantum A light emitting element with high efficiency can be realized.
また、本発明の一態様である発光素子において、上述した素子構造とすることにより第
1の発光層で形成される励起錯体が、第2の発光層で形成される励起錯体よりも高い励起
エネルギーを有する構成となるため、第1の発光層に含まれる三重項励起エネルギーを発
光に変える第1の発光性物質(ゲスト材料)として、第2の発光層に含まれる三重項励起
エネルギーを発光に変える第2の発光性物質(ゲスト材料)よりも短波長の発光を示す物
質を用いることにより、同時に第1の発光層および第2の発光層からの発光を得ることが
でき、さらに、第1の発光層において形成された励起錯体の励起エネルギーのうち、発光
に寄与しえなかった一部のエネルギーを第2の発光層における三重項励起エネルギーを発
光に変える第2の発光性物質(ゲスト材料)への励起エネルギーとして利用することがで
きるため、発光素子における発光効率をより高めることができる。
In addition, in the light-emitting element which is one embodiment of the present invention, an excitation energy which is higher than that of an excitation complex which is formed in the first light-emitting layer by using the above-described element structure is higher than that in the second light-emitting layer. As a first light-emitting substance (guest material) for converting the triplet excitation energy contained in the first light-emitting layer into light emission, the triplet excitation energy contained in the second light-emitting layer is emitted. By using a substance which emits light of a wavelength shorter than that of the second light-emitting substance (guest material) to be changed, light emission from the first light-emitting layer and the second light-emitting layer can be obtained simultaneously. A second light-emitting substance that converts a part of the excitation energy of the exciplex formed in the light-emitting layer into a light emission that causes triplet excitation energy in the second light-emitting layer to emit light It is possible to use as excitation energy to strike the material), it is possible to enhance the luminous efficiency of the light emitting element.
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 in form and detail can be made 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.
(発光素子における発光の素過程について)
まず、三重項励起エネルギーを発光に変える発光性物質(燐光性化合物や熱活性化遅延
蛍光(TADF)材料を含む)をゲスト材料として用いる発光素子における発光の一般的
な素過程について説明する。なお、ここでは、励起エネルギーを与える側の分子をホスト
分子、励起エネルギーを受け取る側の分子をゲスト分子と記す。
(Basic process of light emission in light emitting element)
First, a general elementary process of light emission in a light-emitting element using a light-emitting substance (including a phosphorescent compound and a thermally activated delayed fluorescence (TADF) material) which changes triplet excitation energy to light emission as a guest material will be described. Here, a molecule to which excitation energy is given is referred to as a host molecule, and a molecule which receives excitation energy is referred to as a guest molecule.
(1)電子及び正孔(ホール)がゲスト分子において再結合し、ゲスト分子が励起状態
となる場合(直接再結合過程)。
(1) The case where electrons and holes (holes) recombine in the guest molecule and the guest molecule is in an excited state (direct recombination process).
(1−1)ゲスト分子の励起状態が三重項励起状態のとき
ゲスト分子は燐光を発する。
(1-1) When the Excited State of the Guest Molecule is a Triplet Excited State The guest molecule emits phosphorescence.
(1−2)ゲスト分子の励起状態が一重項励起状態のとき
一重項励起状態のゲスト分子は三重項励起状態に項間交差し、燐光を発する。
(1-2) When the Excited State of the Guest Molecule is a Singlet Excited State The guest molecule in the singlet excited state intersystem-crosses to a triplet excited state to emit phosphorescence.
つまり、上記(1)の直接再結合過程においては、ゲスト分子の項間交差効率、及び燐
光量子収率さえ高ければ、高い発光効率が得られることになる。なお、ホスト分子のT1
準位はゲスト分子のT1準位よりも高いことが好ましい。
That is, in the direct recombination process of the above (1), high luminous efficiency can be obtained as long as the intersystem crossing efficiency of the guest molecule and the phosphorescence quantum yield are high. The host molecule T1
The level is preferably higher than the T1 level of the guest molecule.
(2)電子及び正孔(ホール)がホスト分子において再結合し、ホスト分子が励起状態
となる場合(エネルギー移動過程)。
(2) A case where electrons and holes (holes) recombine in the host molecule and the host molecule is in an excited state (energy transfer process).
(2−1)ホスト分子の励起状態が三重項励起状態のとき
ホスト分子のT1準位がゲスト分子のT1準位よりも高い場合、ホスト分子からゲスト
分子に励起エネルギーが移動し、ゲスト分子が三重項励起状態となる。三重項励起状態と
なったゲスト分子は燐光を発する。なお、ホスト分子のT1準位からゲスト分子の一重項
励起エネルギーの準位(S1準位)へのエネルギー移動は、ホスト分子が燐光発光しない
限り禁制であり、主たるエネルギー移動過程になりにくいため、ここでは省略する。つま
り、下記式(2−1)の通り、ホスト分子の三重項励起状態(3H*)からゲスト分子の
三重項励起状態(3G*)へのエネルギー移動が重要である(式中、1Gはゲスト分子の
一重項基底状態、1Hはホスト分子の一重項基底状態を表す)。
(2-1) When the excited state of the host molecule is a triplet excited state If the T1 level of the host molecule is higher than the T1 level of the guest molecule, the excitation energy is transferred from the host molecule to the guest molecule, and the guest molecule It becomes a triplet excited state. The guest molecule in the triplet excited state emits phosphorescence. Note that energy transfer from the T1 level of the host molecule to the singlet excitation energy level of the guest molecule (S1 level) is prohibited as long as the host molecule does not emit phosphorescence, and the main energy transfer process is unlikely to occur. It is omitted here. That is, energy transfer from the triplet excited state (3H *) of the host molecule to the triplet excited state (3G *) of the guest molecule is important as shown in the following formula (2-1) (wherein 1 G is a guest Singlet ground state of molecule, 1 H represents singlet ground state of host molecule).
3H*+1G → 1H+3G* (2−1) 3H * + 1G → 1H + 3G * (2-1)
(2−2)ホスト分子の励起状態が一重項励起状態のとき
ホスト分子のS1準位がゲスト分子のS1準位およびT1準位よりも高い場合、ホスト
分子からゲスト分子に励起エネルギーが移動し、ゲスト分子が一重項励起状態又は三重項
励起状態となる。三重項励起状態となったゲスト分子は燐光を発する。また、一重項励起
状態となったゲスト分子は、三重項励起状態に項間交差し、燐光を発する。
(2-2) When the excited state of the host molecule is a singlet excited state When the S1 level of the host molecule is higher than the S1 level and T1 level of the guest molecule, the excitation energy is transferred from the host molecule to the guest molecule The guest molecule becomes singlet excited state or triplet excited state. The guest molecule in the triplet excited state emits phosphorescence. In addition, the guest molecule in the singlet excited state crosses the term in the triplet excited state and emits phosphorescence.
つまり、下記式(2−2A)の通り、ホスト分子の一重項励起状態(1H*)からゲス
ト分子の一重項励起状態(1G*)へエネルギー移動し、その後項間交差によってゲスト
分子の三重項励起状態(3G*)が生成する過程と、下記式(2−2B)の通り、ホスト
分子の一重項励起状態(1H*)からゲスト分子の三重項励起状態(3G*)へ直接エネ
ルギー移動する過程が考えられる。
That is, energy is transferred from the singlet excited state (1H *) of the host molecule to the singlet excited state (1G *) of the guest molecule as shown by the following formula (2-2A), and then the triplet of the guest molecule is crossed by intersystem crossing. The energy is transferred directly from the singlet excited state (1H *) of the host molecule to the triplet excited state (3G *) of the guest molecule, as in the process of generation of the excited state (3G *) and the formula (2-2B) below The process is conceivable.
1H*+1G → 1H+1G* →(項間交差)→ 1H+3G* (2−2A)
1H*+1G → 1H+3G* (2−2B)
1H * + 1G → 1H + 1G * → (intersection crossing) → 1H + 3G * (2-2A)
1H * + 1G to 1H + 3G * (2-2B)
上記(2)で述べた全てのエネルギー移動過程が効率よく生じれば、ホスト分子の三重
項励起エネルギー及び一重項励起エネルギーの双方が効率よくゲスト分子の三重項励起状
態(3G*)に変換されるため、高効率な発光が可能となる。逆に、ホスト分子からゲス
ト分子に励起エネルギーが移動する前に、ホスト分子自体がその励起エネルギーを光又は
熱として放出して失活してしまうと、発光効率が低下することになる。
If all the energy transfer processes described in the above (2) occur efficiently, both the triplet excitation energy and the singlet excitation energy of the host molecule are efficiently converted to the triplet excitation state (3G *) of the guest molecule. Therefore, highly efficient light emission is possible. On the contrary, if the host molecule itself releases the excitation energy as light or heat and is deactivated before the excitation energy is transferred from the host molecule to the guest molecule, the light emission efficiency is lowered.
次に、上述したホスト分子とゲスト分子との分子間のエネルギー移動過程の支配因子に
ついて説明する。分子間のエネルギー移動の機構としては、以下の2つの機構が提唱され
ている。
Next, the controlling factors of the energy transfer process between the host molecule and the guest molecule described above will be described. The following two mechanisms have been proposed as mechanisms of energy transfer between molecules.
まず、1つ目の機構であるフェルスター機構(双極子−双極子相互作用)は、エネルギ
ー移動に、分子間の直接的接触を必要とせず、ホスト分子及びゲスト分子間の双極子振動
の共鳴現象を通じてエネルギー移動が起こる機構である。双極子振動の共鳴現象によって
ホスト分子がゲスト分子にエネルギーを受け渡し、ホスト分子が基底状態になり、ゲスト
分子が励起状態になる。なお、フェルスター機構の速度定数kh*→gを数式(1)に示
す。
First, the first mechanism, the Forster mechanism (dipole-dipole interaction), does not require direct contact between molecules for energy transfer, and the resonance of the dipole vibration between the host molecule and the guest molecule It is a mechanism by which energy transfer occurs through phenomena. The host molecule transfers energy to the guest molecule by the resonance phenomenon of dipole vibration, the host molecule becomes ground state, and the guest molecule becomes excited state. The velocity constant kh * → g of the Forster mechanism is shown in Formula (1).
数式(1)において、νは、振動数を表し、f’h(ν)は、ホスト分子の規格化され
た発光スペクトル(一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル
、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光スペクトル)を表し、εg(
ν)は、ゲスト分子のモル吸光係数を表し、Nは、アボガドロ数を表し、nは、媒体の屈
折率を表し、Rは、ホスト分子とゲスト分子の分子間距離を表し、τは、実測される励起
状態の寿命(蛍光寿命や燐光寿命)を表し、cは、光速を表し、φは、発光量子収率(一
重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光量子収率、三重項励起状態からの
エネルギー移動を論じる場合は燐光量子収率)を表し、K2は、ホスト分子とゲスト分子
の遷移双極子モーメントの配向を表す係数(0〜4)である。なお、ランダム配向の場合
はK2=2/3である。
In equation (1), ν represents the frequency, and f ′ h (ν) is the normalized emission spectrum of the host molecule (fluorescence spectrum when discussing energy transfer from singlet excited state, triplet excitation Represents the phosphorescence spectrum when discussing energy transfer from the state, ε g (
v) represents the molar absorption coefficient of the guest molecule, N represents the Avogadro's number, n represents the refractive index of the medium, R represents the intermolecular distance between the host molecule and the guest molecule, and τ is the measured Represents the lifetime of the excited state (fluorescence lifetime or phosphorescence lifetime), c represents the speed of light, φ represents the emission quantum yield (fluorescence quantum yield when discussing energy transfer from a singlet excited state, triplet When discussing energy transfer from an excited state, it represents phosphorescence quantum yield, and K 2 is a coefficient (0 to 4) representing the orientation of the transition dipole moment of the host molecule and the guest molecule. In the case of random orientation, K 2 = 2/3.
次に、2つ目の機構であるデクスター機構(電子交換相互作用)では、ホスト分子とゲ
スト分子が軌道の重なりを生じる接触有効距離に近づき、励起状態のホスト分子の電子と
基底状態のゲスト分子の電子の交換を通じてエネルギー移動が起こる。なお、デクスター
機構の速度定数kh*→gを数式(2)に示す。
Next, in the second mechanism, Dexter mechanism (electron exchange interaction), the host molecule and guest molecule approach the contact effective distance that causes orbital overlap, and electrons of the excited state host molecule and the guest molecule of the ground state Energy transfer occurs through the exchange of electrons. The speed constant kh * → g of the Dexter mechanism is shown in equation (2).
数式(2)において、hは、プランク定数であり、K’は、エネルギーの次元を持つ定
数であり、νは、振動数を表し、f’h(ν)は、ホスト分子の規格化された発光スペク
トル(一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル、三重項励起
状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光スペクトル)を表し、ε’g(ν)は、ゲ
スト分子の規格化された吸収スペクトルを表し、Lは、実効分子半径を表し、Rは、ホス
ト分子とゲスト分子の分子間距離を表す。
In Equation (2), h is Planck's constant, K 'is a constant with the dimension of energy, ν is the frequency, and f' h (ν) is the normalized value of the host molecule Emission spectrum (fluorescence spectrum when discussing energy transfer from singlet excited state, and phosphorescence spectrum when discussing energy transfer from triplet excited state), ε ′ g ()) is the normalized value of the guest molecule L represents an effective molecular radius, and R represents an intermolecular distance between a host molecule and a guest molecule.
ここで、ホスト分子からゲスト分子へのエネルギー移動効率ΦETは、数式(3)で表
されると考えられる。krは、ホスト分子の発光過程(一重項励起状態からのエネルギー
移動を論じる場合は蛍光、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光)の
速度定数を表し、knは、ホスト分子の非発光過程(熱失活や項間交差)の速度定数を表
し、τは、実測されるホスト分子の励起状態の寿命を表す。
Here, the energy transfer efficiency ET ET from the host molecule to the guest molecule is considered to be expressed by Formula (3). k r represents the rate constant of the light emission process of the host molecule (fluorescence when discussing energy transfer from singlet excited states, and phosphorescence when discussing energy transfer from triplet excited states), and k n is the host molecule Represents the rate constant of the non-emission process (thermal deactivation and intersystem crossing), and .tau. Represents the lifetime of the measured excited state of the host molecule.
数式(3)より、エネルギー移動効率ΦETを高くするためには、エネルギー移動の速
度定数kh*→gを大きくし、他の競合する速度定数kr+kn(=1/τ)が相対的に
小さくなれば良いことがわかる。
From equation (3), in order to increase the energy transfer efficiency 、 ET , the energy transfer rate constant k h * → g is increased and the other competing rate constants k r + k n (= 1 / τ) are relative. It turns out that it should be as small as possible.
((2−1)のエネルギー移動効率について)
ここでまず、(2−1)のエネルギー移動過程を考えてみる。この場合、フェルスター
型(数式(1))は禁制となるため、デクスター型(数式(2))のみを考えれば良い。
数式(2)によれば、速度定数kh*→gを大きくするにはホスト分子の発光スペクトル
(三重項励起状態からのエネルギー移動を論じているので燐光スペクトル)とゲスト分子
の吸収スペクトル(一重項基底状態から三重項励起状態への直接遷移に相当する吸収)と
の重なりが大きい方が良いことがわかる。
(About the energy transfer efficiency of (2-1))
Let us first consider the energy transfer process of (2-1). In this case, since the Forster type (Formula (1)) is prohibited, it is sufficient to consider only the Dexter type (Formula (2)).
According to Equation (2), to increase the rate constant kh * → g , the emission spectrum of the host molecule (phosphorescence spectrum because energy transfer from the triplet excited state is discussed) and the absorption spectrum of the guest molecule (singlet It can be seen that the larger the overlap with the term (the absorption corresponding to the direct transition from the term ground state to the triplet excited state), the better.
本発明の一態様では、三重項励起エネルギーを発光に変える発光性物質(燐光性化合物
や熱活性化遅延蛍光(TADF)材料を含む)をゲスト材料として用いるが、燐光性化合
物の吸収スペクトルにおいては、一重項基底状態から三重項励起状態への直接遷移に相当
する吸収が観測される場合があり、それは最も長波長側に現れる吸収帯である。特に発光
性のイリジウム錯体では、最も長波長側の吸収帯は、500〜600nm付近にブロード
な吸収帯として現れる場合が多い(無論、発光波長によっては、より短波長側やより長波
長側に現れる場合もある)。この吸収帯は、主として、三重項MLCT(Metal t
o Ligand Charge Transfer)遷移に由来する。ただし、該吸収
帯には三重項π−π*遷移や一重項MLCT遷移に由来する吸収も一部含まれ、これらが
重なって、吸収スペクトルの最も長波長側にブロードな吸収帯を形成していると考えられ
る。換言すれば、最低一重項励起状態と最低三重項励起状態の差は小さく、これらに由来
する吸収が重なって、吸収スペクトルの最も長波長側にブロードな吸収帯を形成している
と考えられる。したがって、ゲスト材料に、有機金属錯体(特にイリジウム錯体)を用い
るときは、このように最も長波長側に存在するブロードな吸収帯と、ホスト材料の燐光ス
ペクトルが大きく重なることによって、速度定数kh*→gを大きくし、エネルギー移動
効率を高めることができる。
In one embodiment of the present invention, a light-emitting substance (including a phosphorescent compound and a thermally activated delayed fluorescence (TADF) material) which converts triplet excitation energy into light emission is used as a guest material, but in the absorption spectrum of the phosphorescent compound An absorption corresponding to a direct transition from a singlet ground state to a triplet excited state may be observed, which is an absorption band appearing at the longest wavelength side. In particular, in the case of a luminescent iridium complex, the absorption band at the longest wavelength side often appears as a broad absorption band around 500 to 600 nm (Of course, depending on the emission wavelength, it appears at a shorter wavelength side or a longer wavelength side) In some cases). This absorption band is mainly formed by triplet MLCT (Metal t
o Derived from the Ligand Charge Transfer) transition. However, the absorption band partially includes absorption derived from triplet π-π * transition and singlet MLCT transition, and these overlap to form a broad absorption band on the longest wavelength side of the absorption spectrum. It is thought that In other words, the difference between the lowest singlet excited state and the lowest triplet excited state is small, and it is considered that the absorptions derived from them overlap to form a broad absorption band on the longest wavelength side of the absorption spectrum. Therefore, when using an organometallic complex (particularly, an iridium complex) as a guest material, the rate constant k h is obtained by largely overlapping the broad absorption band existing on the longest wavelength side with the phosphorescence spectrum of the host material. The energy transfer efficiency can be enhanced by increasing * → g .
さらに、通常、ホスト材料には蛍光性化合物を用いるため、燐光寿命(τ)はミリ秒以
上と非常に長い(kr+knが小さい)。これは、三重項励起状態から基底状態(一重項
)への遷移が禁制遷移のためである。数式(3)から、このことはエネルギー移動効率Φ
ETに対して有利に働く。
Furthermore, since a fluorescent compound is usually used as a host material, the phosphorescence lifetime (τ) is very long at a millisecond or more (a small k r + k n ). This is because the transition from the triplet excited state to the ground state (singlet) is a forbidden transition. From equation (3), this is the energy transfer efficiency Φ
Work in favor of ET .
以上のことを考慮すると、ホスト材料の三重項励起状態からゲスト材料の三重項励起状
態へのエネルギー移動、すなわち式(2−1)の過程は、ホスト材料の燐光スペクトルと
、ゲスト材料の一重項基底状態から三重項励起状態への直接遷移に相当する吸収スペクト
ルとを重ねさえすれば、総じて起こりやすい傾向にある。
Taking the above into consideration, the energy transfer from the triplet excited state of the host material to the triplet excited state of the guest material, that is, the process of the equation (2-1) is the phosphorescence spectrum of the host material and the singlet of the guest material As long as the absorption spectrum corresponding to the direct transition from the ground state to the triplet excited state is overlapped, it is generally easy to occur.
((2−2)のエネルギー移動効率について)
次に、(2−2)のエネルギー移動過程を考えてみる。式(2−2A)の過程は、ゲス
ト材料の項間交差効率が影響してしまう。したがって、極限まで発光効率を高めるために
は、式(2−2B)の過程が重要であると考えられる。この場合、デクスター型(数式(
2))は禁制となるため、フェルスター型(数式(1))のみを考えれば良い。
(About the energy transfer efficiency of (2-2))
Next, consider the energy transfer process of (2-2). The process of equation (2-2A) is influenced by the intersystem crossing efficiency of the guest material. Therefore, it is considered that the process of Formula (2-2B) is important in order to increase the luminous efficiency to the limit. In this case, the Dexter type
2) is prohibited, so it is sufficient to consider only the Forster type (equation (1)).
数式(1)と数式(3)からτを消去すると、エネルギー移動効率ΦETは、量子収率
φ(一重項励起状態からのエネルギー移動を論じているので、蛍光量子収率)が高い方が
良いと言える。しかし実際は、さらに重要なファクターとして、ホスト分子の発光スペク
トル(一重項励起状態からのエネルギー移動を論じているので蛍光スペクトル)とゲスト
分子の吸収スペクトル(一重項基底状態から三重項励起状態への直接遷移に相当する吸収
)との重なりが大きいことも必要である(なお、ゲスト分子のモル吸光係数も高い方が好
ましい)。このことは、ホスト材料の蛍光スペクトルと、ゲスト材料である燐光性化合物
の最も長波長側に現れる吸収帯とが重なることを意味する。
If τ is eliminated from Equation (1) and Equation (3), the energy transfer efficiency ET ET has a higher quantum yield ((the energy transfer from the singlet excited state is discussed, so the higher the fluorescence quantum yield) It can be said that it is good. However, in fact, as more important factors, the emission spectrum of the host molecule (the fluorescence spectrum because energy transfer from the singlet excited state is discussed) and the absorption spectrum of the guest molecule (direct from the singlet ground state to the triplet excited state) It is also necessary that the overlap with the absorption (corresponding to the transition) is large (note that the molar extinction coefficient of the guest molecule is preferably high). This means that the fluorescence spectrum of the host material and the absorption band appearing on the longest wavelength side of the guest compound phosphorescent compound overlap with each other.
しかしながら、このことを実現することは、従来は非常に困難であった。なぜならば、
上述した(2−1)の過程と(2−2)の過程の双方を効率よく行おうとすると、上述の
議論から、ホスト材料の燐光スペクトルだけでなく、蛍光スペクトルをもゲスト材料の最
も長波長側の吸収帯と重ねるように設計しなければならないためである。換言すれば、ホ
スト材料の蛍光スペクトルが、燐光スペクトルと同じような位置に来るようにホスト材料
を設計しなければならないということになる。
However, achieving this has hitherto been very difficult. because,
In order to efficiently carry out both the process of (2-1) and the process of (2-2) described above, from the above discussion, not only the phosphorescence spectrum of the host material but also the fluorescence spectrum is the longest wavelength of the guest material It is because it must be designed to overlap with the absorption band on the side. In other words, the host material must be designed so that the fluorescence spectrum of the host material is in the same position as the phosphorescence spectrum.
ところが、一般に、S1準位とT1準位は大きく異なる(S1準位>T1準位)ため、
蛍光の発光波長と燐光の発光波長も大きく異なる(蛍光の発光波長<燐光の発光波長)。
例えば、燐光性化合物を用いた発光素子において、ホスト材料として良く用いられる4,
4’−ジ(N−カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)は、500nm付近に燐光ス
ペクトルを有するが、一方で蛍光スペクトルは400nm付近であり、100nmもの隔
たりがある。この例から考えてみても、ホスト材料の蛍光スペクトルが燐光スペクトルと
同じような位置に来るようにホスト材料を設計することは、極めて困難である。したがっ
て、ホスト材料の一重項励起状態からのゲスト材料へのエネルギー移動効率の向上は、と
ても重要である。
However, in general, the S1 level and the T1 level are largely different (S1 level> T1 level),
The emission wavelength of fluorescence and the emission wavelength of phosphorescence are also largely different (emission wavelength of fluorescence <emission wavelength of phosphorescence).
For example, it is often used as a host material in a light emitting element using a phosphorescent compound4,
4'-di (N-carbazolyl) biphenyl (abbreviation: CBP) has a phosphorescence spectrum around 500 nm, while the fluorescence spectrum is around 400 nm and may be separated by as much as 100 nm. Even considering this example, it is extremely difficult to design the host material so that the fluorescence spectrum of the host material is in the same position as the phosphorescence spectrum. Therefore, improvement of the energy transfer efficiency from the singlet excited state of the host material to the guest material is very important.
従って、本発明の一態様は、このようなホスト材料の一重項励起状態からのゲスト材料
へのエネルギー移動効率に関する問題点を克服できる、有用な手法を提供するものである
。以下に、その具体的な態様を説明する。
Therefore, one aspect of the present invention is to provide a useful method that can overcome the problems related to the energy transfer efficiency from such a singlet excited state of the host material to the guest material. Below, the specific aspect is demonstrated.
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子を構成する上での概念および具体的
な発光素子の構成について説明する。なお、本発明の一態様である発光素子は、一対の電
極(陽極及び陰極)間に発光層を含むEL層を挟んで形成されており、発光層は、三重項
励起エネルギーを発光に変える第1の発光性物質(ゲスト材料)、電子輸送性を有する第
1の有機化合物(ホスト材料)、および正孔輸送性を有する第2の有機化合物(アシスト
材料)を少なくとも含み、かつ陽極側に形成された第1の発光層と、三重項励起エネルギ
ーを発光に変える第2の発光性物質(ゲスト材料)、電子輸送性を有する第1の有機化合
物(ホスト材料)、および正孔輸送性を有する第3の有機化合物(アシスト材料)を少な
くとも含み形成された第2の発光層との積層構造を有する。
Embodiment 1
In this embodiment mode, a concept in configuring a light emitting element which is one embodiment of the present invention and a specific structure of the light emitting element will be described. Note that the light-emitting element which is one embodiment of the present invention is formed with an EL layer including a light-emitting layer interposed between a pair of electrodes (anode and cathode), and the light-emitting layer converts triplet excitation energy into light emission. A light-emitting substance (guest material) of 1, a first organic compound having an electron transporting property (host material), and a second organic compound having a hole transporting property (an assist material) are formed at least on the anode side A first light emitting layer, a second light emitting substance (guest material) for converting triplet excitation energy into light emission, a first organic compound having an electron transporting property (host material), and a hole transporting property It has a layered structure with the second light emitting layer formed to at least contain the third organic compound (assist material).
なお、第1の発光層に含まれる第2の有機化合物(アシスト材料)は、第2の発光層に
含まれる第3の有機化合物(アシスト材料)よりもHOMO準位が低いこととする。従っ
て、第1の発光層において形成される励起錯体の励起エネルギー(EA)を第2の発光層
において形成される励起錯体の励起エネルギー(EB)よりも大きくなるように設計する
ことができる。
Note that the second organic compound (assist material) contained in the first light emitting layer has a HOMO level lower than that of the third organic compound (assist material) contained in the second light emitting layer. Therefore, the excitation energy (E A ) of the exciplex formed in the first light emitting layer can be designed to be larger than the excitation energy (E B ) of the exciplex formed in the second light emitting layer .
また、第1の発光層に含まれる第1の発光性物質は、第2の発光層に含まれる第2の発
光性物質よりも短波長の発光を示す物質であることとする。
In addition, the first light-emitting substance contained in the first light-emitting layer is a substance that emits light of a shorter wavelength than the second light-emitting substance contained in the second light-emitting layer.
まず、本発明の一例である発光素子の素子構造について、図1(A)により説明する。 First, an element structure of a light-emitting element which is an example of the present invention will be described with reference to FIG.
図1(A)に示す素子構造は、一対の電極(陽極101、陰極102)間に発光層10
6を含むEL層103が挟まれており、EL層103は、陽極101側から正孔(ホール
)注入層104、正孔(ホール)輸送層105、発光層106(106a、106b)、
電子輸送層107、電子注入層108等が順次積層された構造を有する。
The element structure shown in FIG. 1A has a light emitting layer 10 between a pair of electrodes (anode 101, cathode 102).
And the EL layer 103 includes the hole injection layer 104, the hole transport layer 105, the light emitting layer 106 (106 a, 106 b), and the EL layer 103 from the side of the anode 101.
The electron transport layer 107, the electron injection layer 108, and the like are sequentially stacked.
また、本発明の一態様における発光層106は、図1(A)に示すように三重項励起エ
ネルギーを発光に変える第1の発光性物質(ゲスト材料)109a、電子輸送性を有する
第1の有機化合物(ホスト材料)110、および正孔輸送性を有する第2の有機化合物(
アシスト材料)111を少なくとも含み、かつ陽極側に形成された第1の発光層106a
と、三重項励起エネルギーを発光に変える第2の発光性物質(ゲスト材料)109b、電
子輸送性を有する第1の有機化合物(ホスト材料)110、および正孔輸送性を有する第
3の有機化合物(アシスト材料)112を少なくとも含んで形成された第2の発光層10
6bが積層された構造を有し、第1の有機化合物110としては、主として10−6cm
2/Vs以上の電子移動度を有する電子輸送性材料を用い、第2の有機化合物111およ
び第3の有機化合物112としては、主として10−6cm2/Vs以上の正孔移動度を
有する正孔(ホール)輸送性材料を用いることとする。また、本明細書中では、第1の有
機化合物110をホスト材料と呼び、第2の有機化合物111および第3の有機化合物1
12をアシスト材料と呼ぶこととする。
In addition, the light-emitting layer 106 in one embodiment of the present invention includes a first light-emitting substance (guest material) 109 a for converting triplet excitation energy into light emission as shown in FIG. An organic compound (host material) 110, and a second organic compound having a hole transporting property
A first light emitting layer 106 a that contains at least the assist material 111 and is formed on the anode side
A second light emitting substance (guest material) 109 b for converting triplet excitation energy into light emission, a first organic compound having an electron transporting property (host material) 110, and a third organic compound having a hole transporting property Second light emitting layer 10 formed to include at least (assist material) 112
6b has a laminated structure, as the first organic compound 110, mainly 10 -6 cm
An electron transporting material having an electron mobility of 2 / Vs or more is used, and as the second organic compound 111 and the third organic compound 112, a positive electron mobility mainly having a hole mobility of 10 −6 cm 2 / Vs or more A hole transportable material is used. In the present specification, the first organic compound 110 is referred to as a host material, and the second organic compound 111 and the third organic compound 1 are referred to.
Let 12 be called an assist material.
また、第1の発光層106aにおける第1の有機化合物(ホスト材料)110と第2の
有機化合物(アシスト材料)111との組み合わせは、励起錯体(exciplex:エ
キサイプレックスとも言う)を形成する組み合わせであることを特徴とする。さらに、第
1の有機化合物(ホスト材料)110と第2の有機化合物(アシスト材料)111により
形成された励起錯体の発光波長は、第1の有機化合物(ホスト材料)110と第2の有機
化合物(アシスト材料)111のそれぞれの発光波長(蛍光波長)に比べて、長波長側に
存在することから、第1の有機化合物(ホスト材料)110の蛍光スペクトルや第2の有
機化合物(アシスト材料)111の蛍光スペクトルをより長波長側に位置する発光スペク
トルに変換することができる。
In addition, the combination of the first organic compound (host material) 110 and the second organic compound (assist material) 111 in the first light emitting layer 106 a is a combination forming an exciplex (also referred to as exciplex). It is characterized by Furthermore, the emission wavelength of the exciplex formed by the first organic compound (host material) 110 and the second organic compound (assist material) 111 is the same as that of the first organic compound (host material) 110 and the second organic compound (Assist material) The fluorescence spectrum of the first organic compound (host material) 110 and the second organic compound (assist material), because they exist on the longer wavelength side than the respective emission wavelengths (fluorescence wavelength) of the (assist material) 111 The fluorescence spectrum of 111 can be converted to an emission spectrum located on the longer wavelength side.
このことは、第2の発光層106bにおいても同様である。従って、第2の発光層10
6bにおける第1の有機化合物(ホスト材料)110と第3の有機化合物(アシスト材料
)112との組み合わせは、励起錯体(exciplex:エキサイプレックスとも言う
)を形成する組み合わせであることを特徴とする。さらに、第1の有機化合物(ホスト材
料)110と第3の有機化合物(アシスト材料)112により形成された励起錯体の発光
波長は、第1の有機化合物(ホスト材料)110と第3の有機化合物(アシスト材料)1
12のそれぞれの発光波長(蛍光波長)に比べて、長波長側に存在することから、第1の
有機化合物(ホスト材料)110の蛍光スペクトルや、第3の有機化合物(アシスト材料
)112の蛍光スペクトルを、より長波長側に位置する発光スペクトルに変換することが
できる。
The same applies to the second light emitting layer 106 b. Therefore, the second light emitting layer 10
The combination of the first organic compound (host material) 110 and the third organic compound (assist material) 112 in 6 b is characterized in that it is a combination forming an exciplex (also referred to as exciplex). Furthermore, the emission wavelength of the exciplex formed by the first organic compound (host material) 110 and the third organic compound (assist material) 112 is the first organic compound (host material) 110 and the third organic compound. (Assist material) 1
The fluorescence spectrum of the first organic compound (host material) 110 and the fluorescence of the third organic compound (assist material) 112 because they exist on the long wavelength side as compared to the respective emission wavelengths (fluorescence wavelength) of 12 The spectrum can be converted to an emission spectrum located on the longer wavelength side.
なお、上記構成において、第1の有機化合物(ホスト材料)110及び第2の有機化合
物(アシスト材料)111のそれぞれの三重項励起エネルギーの準位(T1準位)は、三
重項励起エネルギーを発光に変える第1の発光性物質(ゲスト材料)109aのT1準位
よりも高いことが好ましい。第1の有機化合物110(又は第2の有機化合物111)の
T1準位が第1の発光性物質(ゲスト材料)109aのT1準位よりも低いと、発光に寄
与する第1の発光性物質(ゲスト材料)109aの三重項励起エネルギーを第1の有機化
合物110(又は第2の有機化合物111)が消光(クエンチ)してしまい、発光効率の
低下を招くためである。
Note that in the above configuration, the level (T1 level) of the triplet excitation energy of each of the first organic compound (host material) 110 and the second organic compound (assist material) 111 emits triplet excitation energy. Is preferably higher than the T1 level of the first light-emitting substance (guest material) 109a. If the T1 level of the first organic compound 110 (or the second organic compound 111) is lower than the T1 level of the first light-emitting substance (guest material) 109a, the first light-emitting substance contributing to light emission This is because the first organic compound 110 (or the second organic compound 111) quenches (trips) triplet excitation energy of the (guest material) 109a and causes a decrease in light emission efficiency.
同様にして、第1の有機化合物(ホスト材料)110及び第3の有機化合物(アシスト
材料)112のそれぞれの三重項励起エネルギーの準位(T1準位)は、三重項励起エネ
ルギーを発光に変える第2の発光性物質(ゲスト材料)109bのT1準位よりも高いこ
とが好ましい。第1の有機化合物110(又は第3の有機化合物112)のT1準位が第
2の発光性物質(ゲスト材料)109bのT1準位よりも低いと、発光に寄与する第2の
発光性物質(ゲスト材料)109bの三重項励起エネルギーを第1の有機化合物110(
又は第3の有機化合物112)が消光(クエンチ)してしまい、発光効率の低下を招くた
めである。
Similarly, the level (T1 level) of the triplet excitation energy of each of the first organic compound (host material) 110 and the third organic compound (assist material) 112 converts the triplet excitation energy into light emission. The level is preferably higher than the T1 level of the second light-emitting substance (guest material) 109b. If the T1 level of the first organic compound 110 (or the third organic compound 112) is lower than the T1 level of the second light-emitting substance (guest material) 109b, the second light-emitting substance contributing to light emission (Guest material) 109b triplet excitation energy to the first organic compound 110
Alternatively, the third organic compound 112) may be quenched (quenched) to cause a decrease in light emission efficiency.
また、発光層106を構成する第1の発光層106aにおいて、第1の有機化合物(ホ
スト材料)110および第2の有機化合物(アシスト材料)111が含まれる割合、また
発光層106を構成する第2の発光層106bにおいて、第1の有機化合物(ホスト材料
)110および第3の有機化合物(アシスト材料)112が含まれる割合については、ど
ちらが多くても良く、本発明では、どちらの場合も含めることとする。
Further, in the first light emitting layer 106 a constituting the light emitting layer 106, a ratio in which the first organic compound (host material) 110 and the second organic compound (assist material) 111 are contained, and the light emitting layer 106 The ratio in which the first organic compound (host material) 110 and the third organic compound (assist material) 112 are included in the second light emitting layer 106b may be either large, and in the present invention, both cases are included. To be.
なお、上記構造の発光層106(第1の発光層106aおよび第2の発光層106b)
における、第1の有機化合物(ホスト材料)110、第2の有機化合物(アシスト材料)
111、第3の有機化合物(アシスト材料)112のエネルギー関係を説明するバンド図
を図1(B)に示す。
Note that the light emitting layer 106 having the above structure (the first light emitting layer 106 a and the second light emitting layer 106 b)
In the first organic compound (host material) 110, the second organic compound (assist material)
A band diagram for explaining the energy relationship of the third organic compound (assist material) 112 is shown in FIG. 1 (B).
図1(B)に示すように第1の発光層106aにおいて、第1の有機化合物(ホスト材
料)110と第2の有機化合物(アシスト材料)111によって形成される励起錯体の励
起エネルギー(EA)は、第2の有機化合物(アシスト材料)111のHOMO準位と、
第1の有機化合物(ホスト材料)110のLUMO準位によって決まる。また、第2の発
光層106bにおいて、第1の有機化合物(ホスト材料)110と第3の有機化合物(ア
シスト材料)112によって形成される励起錯体の励起エネルギー(EB)は、第3の有
機化合物(アシスト材料)112のHOMO準位と、第1の有機化合物(ホスト材料)1
10のLUMO準位によって決まる。なお、第1の発光層106aに含まれる第2の有機
化合物(アシスト材料)111は、第2の発光層106bに含まれる第3の有機化合物(
アシスト材料)112よりもHOMO準位が低いことから、第1の発光層106aにおい
て形成される励起錯体の励起エネルギー(EA)を第2の発光層106bにおいて形成さ
れる励起錯体の励起エネルギー(EB)よりも大きくなるように設計できることが分かる
。
As shown in FIG. 1B, in the first light emitting layer 106a, excitation energy (E A A ) of an exciplex formed by the first organic compound (host material) 110 and the second organic compound (assist material) 111 ) Is the HOMO level of the second organic compound (assist material) 111,
It is determined by the LUMO level of the first organic compound (host material) 110. Further, in the second light emitting layer 106b, the excitation energy (E B ) of the exciplex formed by the first organic compound (host material) 110 and the third organic compound (assist material) 112 is the third organic compound. HOMO level of compound (assist material) 112 and first organic compound (host material) 1
Determined by 10 LUMO levels. Note that the second organic compound (assist material) 111 contained in the first light emitting layer 106 a is a third organic compound contained in the second light emitting layer 106 b.
Since the HOMO level is lower than that of the assist material 112, the excitation energy (E A ) of the exciplex formed in the first light emitting layer 106a is the excitation energy of the exciplex formed in the second light emitting layer 106b It can be seen that it can be designed to be larger than E B ).
なお、上述した素子構造とすることにより第1の発光層106aで形成される励起錯体
が、第2の発光層106bで形成される励起錯体よりも高い励起エネルギーを有する構成
となるため、第1の発光層106aに含まれる三重項励起エネルギーを発光に変える第1
の発光性物質(ゲスト材料)109aとして、第2の発光層106bに含まれる三重項励
起エネルギーを発光に変える第2の発光性物質(ゲスト材料)109bよりも短波長の発
光を示す物質を用いることにより、同時に第1の発光層106aおよび第2の発光層10
6bからの発光を得ることができる。さらに、第1の発光層106aにおいて形成された
励起錯体の励起エネルギーのうち、発光に寄与しえなかった一部のエネルギーを第2の発
光層106bにおける三重項励起エネルギーを発光に変える第2の発光性物質(ゲスト材
料)109bへの励起エネルギーとして利用することができるため、発光素子における発
光効率をより高めることができる。
Note that, with the above-described element structure, the exciplex formed in the first light emitting layer 106a has a structure having excitation energy higher than that of the exciplex formed in the second light emitting layer 106b. First to convert triplet excitation energy contained in the light emitting layer 106a of the
The light-emitting substance (guest material) 109a used in the second light-emitting layer 106b is a substance that emits light at a wavelength shorter than that of the second light-emitting substance (guest material) 109b that changes the light emission into triplet light. First light emitting layer 106 a and the second light emitting layer 10 simultaneously.
Light emission from 6b can be obtained. Further, of excitation energy of an exciplex formed in the first light emitting layer 106 a, a part of energy which can not contribute to light emission converts second energy of triplet excitation energy in the second light emitting layer 106 b into light emission. Since it can be used as excitation energy to the light-emitting substance (guest material) 109b, the light emission efficiency of the light-emitting element can be further enhanced.
本実施の形態で説明する発光素子は、発光層106(第1の発光層106a、第2の発
光層106b)において、それぞれ励起錯体を形成する構成であるが、第1の有機化合物
(ホスト材料)110の蛍光スペクトル、第2の有機化合物(アシスト材料)111の蛍
光スペクトル、または第3の有機化合物(アシスト材料)112の蛍光スペクトルを、よ
り長波長側に位置する発光スペクトルに変換することができるということは、図2に示す
ように第1の有機化合物110、第2の有機化合物111、または第3の有機化合物11
2の蛍光スペクトルが、たとえ三重項励起エネルギーを発光に変える発光性物質109(
第1の発光性物質(ゲスト材料)109a、および第2の発光性物質(ゲスト材料)10
9b)の最も長波長側に位置する吸収帯に比べて短波長側に位置し、三重項励起エネルギ
ーを発光に変える発光性物質109(第1の発光性物質(ゲスト材料)109a、および
第2の発光性物質(ゲスト材料)109b)の最も長波長側に位置する吸収帯との重なり
がなかったとしても、励起錯体を形成することで、その重なりを大きくできることを意味
する。このことにより、上述した式(2−2B)のエネルギー移動効率を高めることがで
きる。
Although the light-emitting element described in this embodiment has a structure in which an exciplex is formed in each of the light-emitting layer 106 (the first light-emitting layer 106 a and the second light-emitting layer 106 b), the first organic compound (host material Conversion of the fluorescence spectrum of 110), the fluorescence spectrum of the second organic compound (assist material) 111, or the fluorescence spectrum of the third organic compound (assist material) 112 into an emission spectrum located on the longer wavelength side As shown in FIG. 2, the first organic compound 110, the second organic compound 111, or the third organic compound 11 can be used.
The light emission substance 109 (the fluorescence spectrum of 2 changes the triplet excitation energy into light emission,
First light-emitting substance (guest material) 109a and second light-emitting substance (guest material) 10
A luminescent substance 109 (a first luminescent substance (guest material) 109a, and a second luminescent substance (guest material) 109a, which is located on a shorter wavelength side than the absorption band located on the longest wavelength side of 9b) and converts triplet excitation energy into light emission Even if there is no overlap with the absorption band located on the longest wavelength side of the light-emitting substance (guest material) 109b), it means that the overlap can be increased by forming an exciplex. By this, the energy transfer efficiency of Formula (2-2B) mentioned above can be improved.
さらに、励起錯体は一重項励起エネルギーと三重項励起エネルギーの差が極めて小さい
と考えられる。換言すれば、励起錯体の一重項状態からの発光スペクトルと三重項状態か
らの発光スペクトルは、極めて近接することになる。したがって、上述したように励起錯
体の発光スペクトル(一般には、励起錯体の一重項状態からの発光スペクトル)を、三重
項励起エネルギーを発光に変える発光性物質109の最も長波長側に位置する吸収帯に重
ねるよう設計した場合、励起錯体の三重項状態からの発光スペクトル(常温では観測され
ず、低温でも観測されない場合が多い)も、三重項励起エネルギーを発光に変える発光性
物質109の最も長波長側に位置する吸収帯に重なることになる。つまり、一重項励起状
態からのエネルギー移動((2−2))だけでなく、三重項励起状態からのエネルギー移
動((2−1))の効率も高まり、結果的に、一重項・三重項励起状態の双方からのエネ
ルギーを効率よく発光に変換することができる。
Furthermore, it is considered that the exciplex has a very small difference between singlet excitation energy and triplet excitation energy. In other words, the emission spectrum from the singlet state of the exciplex and the emission spectrum from the triplet state are in close proximity. Therefore, as described above, the absorption band located on the longest wavelength side of the light-emitting substance 109, which converts triplet excitation energy into light emission, of the emission spectrum of the exciplex (generally, the emission spectrum from the singlet state of the exciplex) The emission spectrum from the triplet state of the exciplex (in many cases not observed at normal temperature, often not observed at low temperature) is also the longest wavelength of the light-emitting substance 109 that converts triplet excitation energy into light emission. It will overlap the absorption band located on the side. That is, not only energy transfer from the singlet excited state ((2-2)) but also the efficiency of energy transfer from the triplet excited state ((2-1)) is increased, resulting in singlet and triplet. Energy from both of the excited states can be efficiently converted to light emission.
そこで、実際に励起錯体がこのような特性を有しているかどうかに関し、以下では、分
子軌道計算を用いて検証した。一般に、複素芳香族化合物と芳香族アミンとの組み合わせ
は、芳香族アミンの最低空分子軌道(LUMO:Lowest Unoccupied
Molecular Orbital)準位に比べて深い複素芳香族化合物のLUMO準
位(電子が入りやすい性質)と複素芳香族化合物の最高被占有軌道(HOMO:High
est Occupied Molecular Orbital)準位に比べて浅い芳
香族アミンのHOMO準位(ホールが入りやすい性質)の影響で、励起錯体を形成するこ
とが多い。そこで、本発明の一態様における第1の有機化合物110のモデルとして複素
芳香族化合物のLUMO準位を構成する代表的な骨格のジベンゾ[f,h]キノキサリン
(略称:DBq)を用い、本発明の一態様における第2の有機化合物111(または、第
3の有機化合物112)のモデルとして芳香族アミンのHOMO準位を構成する代表的な
骨格のトリフェニルアミン(略称:TPA)を用い、これらを組み合わせて計算を行った
。
Therefore, with regard to whether or not the exciplex actually has such properties, in the following, it was verified using molecular orbital calculation. Generally, the combination of heteroaromatic compound and aromatic amine is the lowest unoccupied molecular orbital of the aromatic amine (LUMO: Lowest Unoccupied
LUMO level (property easy to enter electrons) of the heteroaromatic compound deeper than the Molecular Orbital level and the highest occupied orbital (HOMO: High) of the heteroaromatic compound
Excitation complexes are often formed under the influence of the HOMO level (the property of holes being easily inserted) of a shallow aromatic amine compared to the est Occupied Molecular Orbital level. Therefore, the present invention uses dibenzo [f, h] quinoxaline (abbreviation: DBq) as a model of the first organic compound 110 in one embodiment of the present invention, which is a typical skeleton constituting the LUMO level of a heteroaromatic compound. As a model of the second organic compound 111 (or the third organic compound 112) in one embodiment of the present invention, triphenylamine (abbreviation: TPA) having a typical skeleton constituting the HOMO level of an aromatic amine is used. The calculation was performed combining.
まず、DBq(略称)一分子とTPA(略称)一分子の最低励起一重項状態(S1)と
最低励起三重項状態(T1)における最適分子構造及び励起エネルギーを、時間依存密度
汎関数法(TD−DFT)を用いて計算した。さらに、DBq(略称)とTPA(略称)
の二量体についても励起エネルギーを計算した。
First, the optimal molecular structure and excitation energy in the lowest excited singlet state (S1) and lowest excited triplet state (T1) of one molecule of DBq (abbreviation) and one molecule of TPA (abbreviation) are determined by time-dependent density functional theory (TD) Calculated using-DFT). Furthermore, DBq (abbreviation) and TPA (abbreviation)
The excitation energy was also calculated for the dimer of
DFT(密度汎関数法)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、及び、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、交換相関相互作用を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)で近似しているため、計算は高速かつ高精度である
。ここでは、混合汎関数であるB3LYPを用いて、交換と相関エネルギーに係る各パラ
メータの重みを規定した。
The total energy of DFT (density functional theory) is represented by the sum of potential energy, electrostatic energy between electrons, kinetic energy of electrons, and exchange correlation energy including all complex electron interactions. In DFT, since the exchange correlation interaction is approximated by the functional (meaning of the function of the function) of the one-electron potential represented by the electron density, the calculation is fast and accurate. Here, B3LYP, which is a mixed functional, is used to specify the weight of each parameter related to exchange and correlation energy.
また、基底関数として、6−311(それぞれの原子価軌道に三つの短縮関数を用いた
triple split valence基底系の基底関数)を全ての原子に適用した
。
Also, 6-311 (a set function of a triple split valence base set using three shortening functions for each valence orbital) was applied to all atoms as a set basis function.
上述の基底関数により、例えば、水素原子であれば、1s〜3sの軌道が考慮され、ま
た、炭素原子であれば、1s〜4s、2p〜4pの軌道が考慮されることになる。さらに
、計算精度向上のため、分極基底系として、水素原子にはp関数を、水素原子以外にはd
関数を加えた。
By the above basis function, for example, in the case of a hydrogen atom, the orbit of 1s to 3s is considered, and in the case of a carbon atom, the orbits of 1s to 4s and 2p to 4p are considered. Furthermore, for the purpose of improving calculation accuracy, as a polarization basis system, p function for hydrogen atoms and d for hydrogen atoms other than hydrogen atoms
Added a function.
なお、量子化学計算プログラムとしては、Gaussian 09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、Altix4700)を用いて行った
。
Note that Gaussian 09 was used as a quantum chemistry calculation program. The calculation was performed using a high performance computer (SGI, Altix 4700).
まず、DBq(略称)一分子、TPA(略称)一分子、及びDBq(略称)とTPA(
略称)の二量体に関し、HOMO準位及びLUMO準位を算出した。HOMO準位及びL
UMO準位を図3に、HOMO準位及びLUMO準位の分布を図4に、それぞれ示す。
First, one molecule of DBq (abbreviation), one molecule of TPA (abbreviation), and DBq (abbreviation) and TPA (
HOMO level and LUMO level were calculated regarding the dimer of (abbreviation). HOMO level and L
The UMO levels are shown in FIG. 3, and the distributions of the HOMO and LUMO levels are shown in FIG. 4, respectively.
図4(A1)に、DBq(略称)一分子のLUMO準位の分布を示し、図4(A2)に
、DBq(略称)一分子のHOMO準位の分布を示し、図4(B1)に、TPA(略称)
一分子のLUMO準位の分布を示し、図4(略称)(B2)に、TPA(略称)一分子の
HOMO準位の分布を示し、図4(C1)に、DBq(略称)とTPA(略称)の二量体
のLUMO準位の分布を示し、図4(C2)に、DBq(略称)とTPA(略称)の二量
体のHOMO準位の分布を示す。
The distribution of the LUMO level of one molecule of DBq (abbreviation) is shown in FIG. 4 (A1), and the distribution of the HOMO level of one molecule of DBq (abbreviation) is shown in FIG. 4 (A2). , TPA (abbreviation)
The distribution of the LUMO level of one molecule is shown in FIG. 4 (abbreviation) (B2), the distribution of the HOMO level of one molecule of TPA (abbreviation) is shown, and in FIG. 4 (C1), DBq (abbreviation) and TPA (abbreviation) Distribution of LUMO levels of dimers of (abbreviation) is shown, and distribution of HOMO levels of dimers of DBq (abbreviation) and TPA (abbreviation) is shown in FIG. 4 (C2).
図3に示すように、DBq(略称)とTPA(略称)の二量体は、TPA(略称)のL
UMO準位に比べて深い(低い)DBq(略称)のLUMO準位(−1.99eV)と、
DBq(略称)のHOMO準位に比べて浅い(高い)TPA(略称)のHOMO準位(−
5.21eV)との影響で、DBq(略称)とTPA(略称)の励起錯体を形成すること
が示唆される。実際に図4からわかるように、DBq(略称)とTPA(略称)の二量体
のLUMO準位はDBq(略称)側に、HOMO準位はTPA(略称)側に分布している
。
As shown in FIG. 3, the dimer of DBq (abbreviation) and TPA (abbreviation) is L of TPA (abbreviation)
LUMO level (-1.99 eV) of DBq (abbreviation) deeper (lower) than UMO level,
HOMO level (-) of shallow (high) TPA (abbreviation) compared to the HOMO level of DBq (abbreviation)
The influence of 5.21 eV) suggests that DBq (abbreviation) and TPA (abbreviation) form an exciplex. Actually, as can be seen from FIG. 4, the LUMO levels of the dimer of DBq (abbreviation) and TPA (abbreviation) are distributed on the DBq (abbreviation) side, and the HOMO levels are distributed on the TPA (abbreviation) side.
次に、DBq(略称)一分子のS1準位とT1準位における最適分子構造から得られた
励起エネルギーを示す。ここで、S1準位とT1準位の励起エネルギーは、DBq(略称
)一分子が発する蛍光と燐光の波長にそれぞれ相当する。DBq(略称)一分子のS1準
位の励起エネルギーは、3.294eVであり、蛍光波長は、376.4nmであった。
また、DBq(略称)一分子のT1準位の励起エネルギーは、2.460eVであり、燐
光波長は、504.1nmであった。
Next, the excitation energy obtained from the optimal molecular structure in the S1 level and the T1 level of one molecule of DBq (abbreviation) is shown. Here, the excitation energies of the S1 level and the T1 level respectively correspond to the wavelengths of fluorescence and phosphorescence emitted by one molecule of DBq (abbreviation). The excitation energy of the S1 level of one molecule of DBq (abbreviation) was 3.294 eV, and the fluorescence wavelength was 376.4 nm.
In addition, the excitation energy of the T1 level of one molecule of DBq (abbreviation) is 2.460 eV, and the phosphorescence wavelength is 504.1 nm.
また、TPA(略称)一分子のS1準位とT1準位における最適分子構造から得られた
励起エネルギーを示す。ここで、S1準位とT1準位の励起エネルギーは、TPA(略称
)一分子が発する蛍光と燐光の波長にそれぞれ相当する。TPA(略称)一分子のS1準
位の励起エネルギーは、3.508eVであり、蛍光波長は、353.4nmであった。
また、TPA(略称)一分子のT1準位の励起エネルギーは、2.610eVであり、燐
光波長は、474.7nmであった。
In addition, the excitation energy obtained from the optimum molecular structure at the S1 level and the T1 level of one molecule of TPA (abbreviation) is shown. Here, the excitation energies of the S1 level and the T1 level respectively correspond to the wavelengths of fluorescence and phosphorescence emitted by one molecule of TPA (abbreviation). The excitation energy of the S1 level of one molecule of TPA (abbreviation) was 3.508 eV, and the fluorescence wavelength was 353.4 nm.
In addition, the excitation energy of the T1 level of one molecule of TPA (abbreviation) is 2.610 eV, and the phosphorescence wavelength is 474.7 nm.
さらに、DBq(略称)とTPA(略称)の二量体のS1準位とT1準位における最適
分子構造から得られた励起エネルギーを示す。S1準位とT1準位の励起エネルギーは、
DBq準位とTPA準位の二量体が発する蛍光と燐光の波長にそれぞれ相当する。DBq
(略称)とTPA(略称)の二量体のS1準位の励起エネルギーは、2.036eVであ
り、蛍光波長は、609.1nmであった。また、DBq(略称)とTPA(略称)の二
量体のT1準位の励起エネルギーは、2.030eVであり、燐光波長は、610.0n
mであった。
Furthermore, it shows the excitation energy obtained from the optimum molecular structure at the S1 level and T1 level of the dimer of DBq (abbreviation) and TPA (abbreviation). The excitation energies of the S1 and T1 levels are
It corresponds to the fluorescence and phosphorescence wavelengths emitted by the dimer of the DBq level and the TPA level, respectively. DBq
The excitation energy of the S1 level of the dimer of (abbreviation) and TPA (abbreviation) was 2.036 eV, and the fluorescence wavelength was 609.1 nm. In addition, the excitation energy of the T1 level of the dimer of DBq (abbreviation) and TPA (abbreviation) is 2.030 eV, and the phosphorescence wavelength is 610.0 n.
It was m.
以上のことから、DBq(略称)一分子、TPA(略称)一分子のいずれにおいても、
燐光波長が100nm近く長波長シフトしていることがわかる。これは、上述したCBP
(略称)(実測値)と同様の傾向であり、計算の妥当性を支持する結果である。
From the above, in any of DBq (abbreviation) one molecule and TPA (abbreviation) one molecule,
It can be seen that the phosphorescence wavelength is shifted by a long wavelength close to 100 nm. This is the CBP mentioned above
This is a tendency similar to (abbreviation) (measured value), which is a result supporting the validity of the calculation.
一方、DBq(略称)とTPA(略称)の二量体の蛍光波長は、DBq(略称)一分子
やTPA(略称)一分子の蛍光波長に比べ、より長波長側に存在することがわかる。また
、DBq(略称)とTPA(略称)の二量体の蛍光波長と燐光波長の差はわずか0.9n
mであり、ほぼ同じ波長であることがわかる。
On the other hand, it is understood that the fluorescence wavelength of the dimer of DBq (abbreviation) and TPA (abbreviation) exists on the longer wavelength side than the fluorescence wavelength of DBq (abbreviation) one molecule or TPA (abbreviation) molecule. Also, the difference between the fluorescence and phosphorescence wavelengths of DBq (abbreviation) and TPA (abbreviation) dimers is only 0.9 n.
It can be seen that m is substantially the same wavelength.
この結果から、励起錯体は一重項励起エネルギーと三重項励起エネルギーは、ほぼ同じ
エネルギーであると言える。したがって、上述したように、励起錯体はその一重項状態、
及び三重項状態の双方から、三重項励起エネルギーを発光に変える発光性物質(上述した
第1の発光物質および第2の発光物質を含むゲスト材料)に対して効率よくエネルギー移
動できることが示唆された。
From this result, it can be said that the singlet excitation energy and the triplet excitation energy of the exciplex are substantially the same energy. Thus, as mentioned above, the exciplex is in its singlet state,
It is suggested that energy can be efficiently transferred to a light-emitting substance (a guest material including the above-described first light-emitting substance and the second light-emitting substance) that converts triplet excitation energy into light emission from both .
このように、本発明の一態様である発光素子は、発光層において形成された励起錯体の
発光スペクトルと三重項励起エネルギーを発光に変える発光性物質(上述した第1の発光
物質および第2の発光物質を含むゲスト材料)の吸収スペクトルとの重なりを利用して、
エネルギー移動をするため、エネルギー移動効率が高い。したがって、外部量子効率の高
い発光素子を実現することができる。
Thus, in the light-emitting element which is one embodiment of the present invention, the light-emitting substance which changes the emission spectrum of the exciplex formed in the light-emitting layer and the triplet excitation energy into light emission (the first light-emitting substance and the second Taking advantage of the overlap with the absorption spectrum of the guest material (containing the luminescent material),
Energy transfer efficiency is high because of energy transfer. Therefore, a light emitting element with high external quantum efficiency can be realized.
また、励起錯体は励起状態でのみ存在するため、エネルギーを吸収できる基底状態が存
在しない。したがって、三重項励起エネルギーを発光に変える発光性物質(ゲスト材料)
の一重項励起状態及び三重項励起状態から励起錯体へのエネルギー移動により三重項励起
エネルギーを発光に変える発光性物質(ゲスト材料)が発光する前に失活する(すなわち
発光効率を損なう)という現象は、原理的に生じないと考えられる。このことも、外部量
子効率を高くできる一因である。
In addition, since the exciplex exists only in the excited state, there is no ground state capable of absorbing energy. Therefore, a luminescent substance (guest material) that converts triplet excitation energy into luminescence
Is a phenomenon that a light emitting substance (guest material) that converts triplet excitation energy into light emission by emission of energy from singlet excited state and triplet excited state to an excited complex is deactivated (that is, light emission efficiency is impaired) Is considered not to occur in principle. This is also one factor that can increase the external quantum efficiency.
なお、上述した励起錯体は、励起状態における異種分子間の相互作用によって形成され
る。また、励起錯体は、比較的深いLUMO準位をもつ材料と、浅いHOMO準位をもつ
材料との間で形成しやすいことが一般に知られている。
The above-mentioned exciplex is formed by the interaction between different molecules in the excited state. Also, it is generally known that exciplexes are easily formed between a material having a relatively deep LUMO level and a material having a shallow HOMO level.
励起錯体の発光波長は、HOMO準位とLUMO準位間のエネルギー差に依存する。大
まかな傾向として、エネルギー差が大きいと発光波長は短くなり、エネルギー差が小さい
と発光波長は長くなる。
The emission wavelength of the exciplex depends on the energy difference between the HOMO level and the LUMO level. As a rough trend, when the energy difference is large, the emission wavelength is short, and when the energy difference is small, the emission wavelength is long.
従って、本実施の形態における第1の有機化合物(ホスト材料)110、第2の有機化
合物(アシスト材料)111、第3の有機化合物(アシスト材料)112のHOMO準位
及びLUMO準位は、図1(B)に示したようにそれぞれ異なる。具体的には、第1の有
機化合物110のHOMO準位<第2の有機化合物111のHOMO準位および第3の有
機化合物112のHOMO準位<第1の有機化合物110のLUMO準位<第2の有機化
合物111のLUMO準位および第3の有機化合物112のLUMO準位という順でエネ
ルギー準位が異なる。
Therefore, the HOMO level and the LUMO level of the first organic compound (host material) 110, the second organic compound (assist material) 111, and the third organic compound (assist material) 112 in this embodiment are shown in FIG. As shown in 1 (B), they are different. Specifically, the HOMO level of the first organic compound 110 <the HOMO level of the second organic compound 111 and the HOMO level of the third organic compound 112 <the LUMO level of the first organic compound 110 < The energy levels differ in the order of the LUMO level of organic compound 111 of 2 and the LUMO level of third organic compound 112.
そして、各発光層において、2つの有機化合物(第1の発光層106aにおいては、第
1の有機化合物110と第2の有機化合物111、第2の発光層106bにおいては、第
1の有機化合物110と第3の有機化合物112)により励起錯体が形成された場合、第
1の発光層106aおよび第2の発光層106bにおける励起錯体のLUMO準位は、第
1の有機化合物(ホスト材料)110に由来し、第1の発光層106aにおける励起錯体
のHOMO準位は、第2の有機化合物(アシスト材料)111に由来し、第2の発光層1
06bにおける励起錯体のHOMO準位は、第3の有機化合物(アシスト材料)112の
HOMO準位に由来する。したがって、第1の発光層106aにおける励起錯体の励起エ
ネルギー(EA)は、第2の発光層106bにおける励起錯体の励起エネルギー(EB)
よりも大きくなる。すなわち、第1の発光層に含まれる三重項励起エネルギーを発光に変
える第1の発光性物質109aとして、第2の発光層に含まれる三重項励起エネルギーを
発光に変える第2の発光性物質109bよりも短波長の発光を示す物質を用いることで発
光効率の高い発光素子を形成することができる。また、発光波長の異なる発光材料を、同
時に効率よく発光させることができる。
Then, in each light emitting layer, two organic compounds (in the first light emitting layer 106a, the first organic compound 110 and the second organic compound 111, and in the second light emitting layer 106b, the first organic compound 110) The LUMO level of the exciplex in the first light emitting layer 106 a and the second light emitting layer 106 b is the same as that of the first organic compound (host material) 110 in the case where the exciplex is formed by And the HOMO level of the exciplex in the first light emitting layer 106 a is derived from the second organic compound (assist material) 111, and the second light emitting layer 1
The HOMO level of the exciplex in 06 b is derived from the HOMO level of the third organic compound (assist material) 112. Accordingly, the excitation energy (E A) of the exciplex in the first light-emitting layer 106a, the excitation energy of the exciplex in the second light-emitting layer 106b (E B)
It becomes bigger than. That is, as the first light-emitting substance 109a which changes the triplet excitation energy contained in the first light-emitting layer into light emission, the second light-emitting substance 109b which changes the triplet excitation energy contained in the second light-emitting layer into light emission By using a substance that emits light with a wavelength shorter than that of the light-emitting element, a light-emitting element with high emission efficiency can be formed. In addition, light-emitting materials with different emission wavelengths can be efficiently emitted at the same time.
なお、本発明の一態様における励起錯体の形成過程には、以下の2つの過程が考えられ
る。
The following two processes can be considered as the formation process of the exciplex in one aspect of the present invention.
1つ目の形成過程は、第2の有機化合物(アシスト材料)及び第3の有機化合物(アシ
スト材料)がキャリアを持った状態(具体的にはカチオン)から、励起錯体を形成する形
成過程である。
The first formation process is a formation process in which the second organic compound (assist material) and the third organic compound (assist material) form an exciplex from a carrier-carrying state (specifically, a cation). is there.
一般には、電子及び正孔(ホール)がホスト材料中で再結合した場合、励起状態のホス
ト材料からゲスト材料に励起エネルギーが移動し、ゲスト材料が励起状態に至り、発光す
るが、ホスト材料からゲスト材料に励起エネルギーが移動する前に、ホスト材料自体が発
光する、又は励起エネルギーが熱エネルギーとなることで、励起エネルギーの一部を失活
してしまう。特に、ホスト材料が一重項励起状態である場合は、(2−2)で述べたよう
にエネルギー移動が生じにくい。このような励起エネルギーの失活は、発光素子の寿命の
低下につながる要因の一つである。
Generally, when electrons and holes (hole) recombine in the host material, excitation energy is transferred from the excited host material to the guest material, and the guest material reaches the excited state to emit light, but from the host material Before the excitation energy is transferred to the guest material, the host material itself emits light, or the excitation energy becomes thermal energy, thereby deactivating part of the excitation energy. In particular, when the host material is in a singlet excited state, energy transfer hardly occurs as described in (2-2). Deactivation of such excitation energy is one of the factors leading to a decrease in the lifetime of the light emitting element.
しかし、本発明の一態様においては、第1の有機化合物(ホスト材料)及び第2の有機
化合物(または第3の有機化合物)(アシスト材料)がキャリアを持った状態(カチオン
又はアニオン)から、励起錯体を形成するため、第1の有機化合物(ホスト材料)の一重
項励起子の形成を抑制することができる。つまり、一重項励起子を形成することなく、直
接励起錯体を形成する過程が存在しうる。これにより、上記一重項励起エネルギーの失活
も抑制することができる。したがって、寿命が長い発光素子を実現することができる。
However, in one aspect of the present invention, from the state (cation or anion) in which the first organic compound (host material) and the second organic compound (or third organic compound) (assist material) have a carrier, In order to form an exciplex, formation of singlet excitons of the first organic compound (host material) can be suppressed. That is, there may be a process of directly forming an exciplex without forming a singlet exciton. Thereby, the deactivation of the singlet excitation energy can also be suppressed. Therefore, a light emitting element with a long lifetime can be realized.
例えば、第1の有機化合物が、電子輸送性材料の中でも電子(キャリア)を捕獲しやす
い性質を有する(LUMO準位の深い)電子トラップ性の化合物であり、第2の有機化合
物(または第3の有機化合物)が、正孔輸送性の材料の中でもホール(キャリア)を捕獲
しやすい性質を有する(HOMO準位の浅い)ホールトラップ性の化合物である場合には
、第1の有機化合物のアニオンと第2の有機化合物(または第3の有機化合物)のカチオ
ンから、直接励起錯体が形成されることになる。このような過程で形成される励起錯体の
ことを特にエレクトロプレックス(electroplex)と呼ぶこととする。このよ
うにして第1の有機化合物(ホスト材料)の一重項励起状態の発生を抑制し、エレクトロ
プレックスから三重項励起エネルギーを発光に変える発光性物質(ゲスト材料)にエネル
ギー移動を行うことにより、発光効率が高い発光素子が得られる。なお、この場合、第1
の有機化合物(ホスト材料)の三重項励起状態の発生も同様に抑制され、直接励起錯体が
形成されるため、励起錯体から三重項励起エネルギーを発光に変える発光性物質(ゲスト
材料)にエネルギー移動すると考えられる。
For example, the first organic compound is a compound having electron trapping properties (deep LUMO level) that has the property of easily trapping electrons (carriers) among electron transporting materials, and the second organic compound (or third compound) Of the organic compound of (1) is an anion of the first organic compound when it is a hole-transporting compound having a property of easily capturing holes (carriers) among hole transporting materials (a shallow HOMO level). And the cation of the second organic compound (or the third organic compound) directly form an exciplex. An exciplex formed in such a process is particularly called an electroplex. Thus, by suppressing the generation of the singlet excited state of the first organic compound (host material) and performing energy transfer from the electroplex to the light emitting substance (guest material) that converts the triplet excitation energy into light emission, A light emitting element with high luminous efficiency can be obtained. In this case, the first
The generation of the triplet excited state of the organic compound (host material) is similarly suppressed, and the direct excitation complex is formed, so that the energy transfer from the exciplex to the light emitting substance (guest material) that converts the triplet excitation energy into light emission It is thought that.
2つ目の形成過程は、第1の有機化合物(ホスト材料)、第2の有機化合物(アシスト
材料)、または第3の有機化合物(アシスト材料)のいずれかが一重項励起子を形成した
後、基底状態の他方と相互作用して励起錯体を形成する素過程である。エレクトロプレッ
クスとは異なり、この場合は一旦、第1の有機化合物(ホスト材料)、第2の有機化合物
(アシスト材料)、または第3の有機化合物(アシスト材料)の一重項励起状態が生成し
てしまうが、これは速やかに励起錯体に変換されるため、やはり一重項励起エネルギーの
失活を抑制することができる。したがって、第1の有機化合物(ホスト材料)、第2の有
機化合物(アシスト材料)、または第3の有機化合物(アシスト材料)が励起エネルギー
を失活することを抑制することができる。なお、この場合、ホスト材料の三重項励起状態
も同様に、速やかに励起錯体に変換され、励起錯体から三重項励起エネルギーを発光に変
える発光性物質(ゲスト材料)にエネルギー移動すると考えられる。
The second formation process is performed after either the first organic compound (host material), the second organic compound (assist material), or the third organic compound (assist material) forms a singlet exciton. This is an elementary process that interacts with the other of the ground states to form an exciplex. Unlike electroplex, in this case, a singlet excited state of the first organic compound (host material), the second organic compound (assist material), or the third organic compound (assist material) is generated once. However, since this is rapidly converted to an exciplex, it is also possible to suppress the deactivation of singlet excitation energy. Therefore, it is possible to suppress the deactivation of the excitation energy of the first organic compound (host material), the second organic compound (assist material), or the third organic compound (assist material). In this case, it is considered that the triplet excited state of the host material is also rapidly converted to the exciplex, and energy is transferred from the exciplex to a light emitting substance (guest material) that converts triplet excitation energy into light emission.
なお、第1の有機化合物(ホスト材料)が電子トラップ性の化合物であり、一方で第2
の有機化合物(または第3の有機化合物)(アシスト材料)がホールトラップ性の化合物
であり、これら化合物のHOMO準位の差、及びLUMO準位の差が大きい場合(具体的
には差が0.3eV以上)、電子は選択的に第1の有機化合物(ホスト材料)に入り、ホ
ールは選択的に第2の有機化合物(または第3の有機化合物)(アシスト材料)に入る。
この場合、一重項励起子を経て励起錯体が形成される過程よりも、エレクトロプレックス
が形成される過程の方が優先されると考えられる。
Note that the first organic compound (host material) is an electron trapping compound, and on the other hand, the second organic compound
The organic compound (or third organic compound) (assist material) is a hole trapping compound, and the difference between the HOMO levels of these compounds and the difference between the LUMO levels are large (specifically, the difference is 0 .3 eV or more), electrons selectively enter the first organic compound (host material), and holes selectively enter the second organic compound (or third organic compound) (assist material).
In this case, the process in which the electroplex is formed is considered to be prioritized over the process in which the exciplex is formed through singlet excitons.
なお、励起錯体の発光スペクトルと三重項励起エネルギーを発光に変える発光性物質(
ゲスト材料)の吸収スペクトルを十分に重ねるためには、発光スペクトルのピークのエネ
ルギー値と、吸収スペクトルの最も低エネルギー側の吸収帯のピークのエネルギー値との
差が0.3eV以内であることが好ましい。より好ましくは0.2eV以内であり、最も
好ましいのは0.1eV以内である。
Note that a luminescent substance that changes the emission spectrum of an exciplex and the triplet excitation energy into light emission (
In order to sufficiently overlap the absorption spectrum of the guest material), the difference between the energy value of the peak of the emission spectrum and the energy value of the peak of the absorption band at the lowest energy side of the absorption spectrum is within 0.3 eV preferable. More preferably, it is within 0.2 eV, and most preferably within 0.1 eV.
また、本発明の一態様である発光素子において、励起錯体の励起エネルギーは三重項励
起エネルギーを発光に変える発光性物質(ゲスト材料)に十分にエネルギー移動し、励起
錯体からの発光は実質的に観察されないことが好ましい。したがって、励起錯体を介して
三重項励起エネルギーを発光に変える発光性物質にエネルギーを移動して、三重項励起エ
ネルギーを発光に変える発光性物質が、発光することが好ましい。なお、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、燐光性化合物(有機金属錯体等)や、熱活性
化遅延蛍光(TADF)材料等であることが好ましい。
In the light-emitting element which is one embodiment of the present invention, the excitation energy of the exciplex is sufficiently energy-transferred to a light-emitting substance (guest material) that converts triplet excitation energy into light emission, and light emission from the exciplex is substantially Preferably not observed. Therefore, it is preferable that light is emitted by a light emitting substance that transfers energy to a light emitting substance that converts triplet excitation energy into light emission via an exciplex and that converts triplet excitation energy into light emission. Note that as a light-emitting substance which converts triplet excitation energy into light emission, a phosphorescent compound (organic metal complex or the like), a thermally activated delayed fluorescence (TADF) material, or the like is preferable.
また、本発明の一態様である発光素子の第1の発光層106aにおいて、第1の有機化
合物(ホスト材料)に三重項励起エネルギーを発光に変える発光性物質を用いると、第1
の有機化合物(ホスト材料)自体が発光しやすくなり、三重項励起エネルギーを発光に変
える発光性物質(ゲスト材料)にエネルギー移動されにくくなる。この場合、第1の有機
化合物が効率よく発光すればよいが、ホスト材料は濃度消光の問題が発生するため、高い
発光効率を達成するのは困難である。従って、第1の有機化合物(ホスト材料)および第
2の有機化合物(または、第3の有機化合物)(アシスト材料)の少なくとも一方が蛍光
性化合物(すなわち、一重項励起状態から発光や熱失活が起こりやすい化合物)である場
合が有効となる。したがって、第1の有機化合物(ホスト材料)および第2の有機化合物
(または、第3の有機化合物)(アシスト材料)の少なくとも一方が蛍光性化合物であり
、励起錯体をエネルギー移動の媒体に用いる構成であることが好ましい。
In the first light-emitting layer 106a of the light-emitting element which is one embodiment of the present invention, a light-emitting substance which changes triplet excitation energy to light emission is used as the first organic compound (host material).
The organic compound (host material) itself easily emits light, and energy transfer to the light-emitting substance (guest material) that converts triplet excitation energy into light emission becomes difficult. In this case, although the first organic compound may emit light efficiently, the host material has a problem of concentration quenching, so it is difficult to achieve high emission efficiency. Therefore, at least one of the first organic compound (host material) and the second organic compound (or third organic compound) (assist material) is a fluorescent compound (that is, light emission or thermal deactivation from a singlet excited state) The compound is effective when it is a compound in which Therefore, a configuration in which at least one of the first organic compound (host material) and the second organic compound (or third organic compound) (assist material) is a fluorescent compound, and the exciplex is used as a medium for energy transfer Is preferred.
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て用い
ることができるものとする。
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2)
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5を用いて説明す
る。
Second Embodiment
In this embodiment, an example of a light-emitting element which is one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
本実施の形態に示す発光素子は、図5に示すように一対の電極(第1の電極(陽極)2
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、第1の発光層206aと第2の発光層206bとの積層構造を有する
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。
The light-emitting element described in this embodiment includes a pair of electrodes (a first electrode (anode) 2) as shown in FIG.
The EL layer 203 including the light emitting layer 206 is sandwiched between the electrode 01 and the second electrode (cathode) 202), and the EL layer 203 has a laminated structure of the first light emitting layer 206a and the second light emitting layer 206b. In addition to the light emitting layer 206, the light emitting layer 206 is formed to include a hole (or hole) injection layer 204, a hole (or hole) transport layer 205, an electron transport layer 207, an electron injection layer 208, and the like.
なお、本実施の形態に示す発光層206は、第1の発光層206aと第2の発光層20
6bとの積層構造を有するが、発光層206のうち、第1の発光層206aには、三重項
励起エネルギーを発光に変える第1の発光性物質(ゲスト材料)209a、電子輸送性を
有する第1の有機化合物(ホスト材料)210、および正孔輸送性を有する第2の有機化
合物(アシスト材料)211が含まれており、第2の発光層206bには、三重項励起エ
ネルギーを発光に変える第2の発光性物質(ゲスト材料)209b、電子輸送性を有する
第1の有機化合物(ホスト材料)210、および正孔輸送性を有する第3の有機化合物(
アシスト材料)212が含まれている。
Note that the light emitting layer 206 described in this embodiment includes the first light emitting layer 206 a and the second light emitting layer 20.
The first light-emitting layer 206a in the light-emitting layer 206 has a first light-emitting substance (guest material) 209a for converting triplet excitation energy into light emission, and an electron-transporting property. And the second organic compound (assist material) 211 having a hole transporting property, and the second light emitting layer 206b converts triplet excitation energy into light emission. The second light-emitting substance (guest material) 209 b, the first organic compound having an electron transporting property (host material) 210, and the third organic compound having a hole transporting property
Assist material) 212 is included.
なお、第1の発光層に含まれる第2の有機化合物(アシスト材料)は、第2の発光層に
含まれる第3の有機化合物(アシスト材料)よりもHOMO準位が低いこととする。従っ
て、第1の発光層において形成される励起錯体の励起エネルギー(EA)を第2の発光層
において形成される励起錯体の励起エネルギー(EB)よりも大きくなるように設計する
ことができる。
Note that the second organic compound (assist material) contained in the first light emitting layer has a HOMO level lower than that of the third organic compound (assist material) contained in the second light emitting layer. Therefore, the excitation energy (E A ) of the exciplex formed in the first light emitting layer can be designed to be larger than the excitation energy (E B ) of the exciplex formed in the second light emitting layer .
なお、発光層206(第1の発光層206aおよび第2の発光層206b)において、
第1の発光層206aの場合には、三重項励起エネルギーを発光に変える第1の発光性物
質209aを第1の有機化合物(ホスト材料)210及び第2の有機化合物(アシスト材
料)211中に分散させ、第2の発光層206bの場合には、三重項励起エネルギーを発
光に変える第2の発光性物質209bを、第1の有機化合物(ホスト材料)210及び第
3の有機化合物(アシスト材料)212に分散させた構成とすることにより、発光層20
6(第1の発光層206aおよび第2の発光層206b)の結晶化を抑制することができ
る。また、発光性物質209(209a、209b)の濃度が高いことによる濃度消光を
抑制し、発光素子の発光効率を高くすることができる。
Note that in the light emitting layer 206 (the first light emitting layer 206 a and the second light emitting layer 206 b),
In the case of the first light emitting layer 206 a, the first light emitting substance 209 a for converting triplet excitation energy into light emission is contained in the first organic compound (host material) 210 and the second organic compound (assist material) 211. In the case of the second light-emitting layer 206b, the second light-emitting substance 209b which disperses the triplet excitation energy into light emission is a first organic compound (host material) 210 and a third organic compound (assist material) Light emitting layer 20 by dispersing the light
It is possible to suppress crystallization of 6 (the first light emitting layer 206a and the second light emitting layer 206b). In addition, concentration quenching due to the high concentration of the light-emitting substance 209 (209a, 209b) can be suppressed, and the light emission efficiency of the light-emitting element can be increased.
また、第1の有機化合物210、第2の有機化合物211、および第3の有機化合物2
12のそれぞれの三重項励起エネルギーの準位(T1準位)は、三重項励起エネルギーを
発光に変える発光性物質209(209a、209b)のT1準位よりも高いことが好ま
しい。第1の有機化合物210、第2の有機化合物211、および第3の有機化合物21
2のT1準位が三重項励起エネルギーを発光に変える発光性物質209(209a、20
9b)のT1準位よりも低いと、発光に寄与する三重項励起エネルギーを発光に変える発
光性物質209(209a、209b)の三重項励起エネルギーを第1の有機化合物21
0(または、第2の有機化合物211、または、第3の有機化合物212)が消光(クエ
ンチ)してしまい、発光効率の低下を招くためである。
In addition, the first organic compound 210, the second organic compound 211, and the third organic compound 2
The level of each triplet excitation energy (T1 level) of 12 is preferably higher than the T1 level of the light-emitting substance 209 (209a, 209b) that converts the triplet excitation energy into light emission. First organic compound 210, second organic compound 211, and third organic compound 21
A light-emitting substance 209 (209a, 20) in which the T1 level of 2 changes triplet excitation energy into light emission.
9b), the triplet excitation energy of the light-emitting substance 209 (209a, 209b) which changes the triplet excitation energy contributing to light emission to light emission is the first organic compound 21.
This is because 0 (or the second organic compound 211 or the third organic compound 212) is quenched (quenched) to cause a decrease in light emission efficiency.
本実施の形態では、発光層206において、第1の発光層206aでは、両電極からそ
れぞれ注入されるキャリア(電子及びホール)の再結合の際に、第1の有機化合物210
と第2の有機化合物211から励起錯体(エキサイプレックス)が形成され、第2の発光
層206bでは、第1の有機化合物210と第3の有機化合物212から励起錯体が形成
される。これにより、第1の発光層206aにおける第1の有機化合物210の蛍光スペ
クトル、および第2の有機化合物211の蛍光スペクトルは、より長波長側に位置する励
起錯体の発光スペクトルに変換することができ、第2の発光層206bにおける第1の有
機化合物210の蛍光スペクトル、および第3の有機化合物212の蛍光スペクトルは、
より長波長側に位置する励起錯体の発光スペクトルに変換することができる。従って、一
重項励起状態からのエネルギー移動を最大限に高めるために励起錯体の発光スペクトルと
三重項励起エネルギーを発光に変える発光性物質(ゲスト材料)209の吸収スペクトル
との重なりが大きくなるように、第1の発光層206aでは、第1の有機化合物210と
第2の有機化合物211、第2の発光層206bでは、第1の有機化合物210と第3の
有機化合物212とをそれぞれ選択することとする。すなわち、ここでは三重項励起状態
に関しても、ホスト材料ではなく励起錯体からのエネルギー移動が生じるものと考える。
In this embodiment mode, in the light emitting layer 206, in the first light emitting layer 206a, when the carriers (electrons and holes) injected from the both electrodes are recombined, the first organic compound 210 is used.
An exciplex (exciplex) is formed from the second organic compound 211, and an exciplex is formed from the first organic compound 210 and the third organic compound 212 in the second light emitting layer 206b. Thus, the fluorescence spectrum of the first organic compound 210 and the fluorescence spectrum of the second organic compound 211 in the first light emitting layer 206a can be converted into the emission spectrum of an exciplex located on the longer wavelength side. The fluorescence spectrum of the first organic compound 210 in the second light emitting layer 206 b and the fluorescence spectrum of the third organic compound 212 are as follows:
It can be converted to the emission spectrum of an exciplex located on the longer wavelength side. Therefore, in order to maximize energy transfer from the singlet excited state, the overlap between the emission spectrum of the exciplex and the absorption spectrum of the light-emitting substance (guest material) 209 that converts triplet excitation energy into light emission is increased. In the first light emitting layer 206a, select the first organic compound 210 and the second organic compound 211, and in the second light emitting layer 206b, select the first organic compound 210 and the third organic compound 212, respectively. I assume. That is, here, it is considered that energy transfer from the exciplex as well as the host material occurs in the triplet excited state.
なお、三重項励起エネルギーを発光に変える発光性物質209(第1の発光性物質20
9a、第2の発光性物質209b)としては、燐光性化合物(有機金属錯体等)や、熱活
性化遅延蛍光(TADF)材料等であることが好ましい。また、第1の有機化合物(ホス
ト材料)210としては、電子輸送性材料を用いることが好ましい。また、第2の有機化
合物(アシスト材料)211、および第3の有機化合物(アシスト材料)212としては
、正孔(ホール)輸送性材料を用いることが好ましい。
Note that a light-emitting substance 209 (first light-emitting substance 20) that converts triplet excitation energy into light emission
The 9a and the second light emitting substance 209b) are preferably a phosphorescent compound (organic metal complex or the like), a thermally activated delayed fluorescence (TADF) material, or the like. In addition, as the first organic compound (host material) 210, an electron transporting material is preferably used. As the second organic compound (assist material) 211 and the third organic compound (assist material) 212, it is preferable to use a hole transportable material.
なお、上記有機金属錯体としては、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))、
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,C3’]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(aca
c))、(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))、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(a
cac)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(Phen))など
が挙げられる。
Examples of the organometallic complex include 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′-bistrifluoromethylphenyl) 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 (abbreviation: FIracac), tris (2-phenyl pyridinato) iridium (III) (abbreviation: Ir (ppy) 3 ), Bis (2-phenylpyridinato) iridium (III) acetylacetonate (abbreviation: Ir (ppy) 2 (acac)), bis (benzo [h] quinolinato) iridium (III) acetylacetonate (abbreviation: Ir) (Bzq
) 2 (acac)), bis (2,4-diphenyl-1,3-oxazolato-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-phenylbenzothiazolato-N, C 2 ′ ) iridium (III) acetylacetonate (abbreviation: Ir (bt) 2 (acac)), bis [2- (2′-benzo [4 ,,
5-α] thienyl) pyridinato-N, C3 ′ ] iridium (III) acetylacetonate (abbreviation: Ir (btp) 2 (acac)), bis (1-phenylisoquinolinato-N,
C 2 ′ ) iridium (III) acetylacetonate (abbreviation: Ir (piq) 2 (aca
c)) (Acetylacetonato) bis [2,3-bis (4-fluorophenyl) quinoxarinato] iridium (III) (abbreviation: Ir (Fdpq) 2 (acac)), (acetylacetonato) bis (2, 3,5-Triphenylpyrazinato) iridium (III) (abbreviation: Ir (tppr) 2 (acac)), 2, 3, 7, 8, 12, 13, 13, 17 18-octaethyl-21H, 23H-porphyrin Platinum (II) (abbreviation: PtOEP), Tris (
Acetylacetonato) (monophenanthroline) terbium (III) (abbreviation: Tb (a
cac) 3 (Phen)), tris (1,3-diphenyl-1,3-propanedionato)
(Monophenanthroline) europium (III) (abbreviation: Eu (DBM) 3 (Phen
), Tris [1- (2-thenoyl) -3,3,3-trifluoroacetonato] (monophenanthroline) europium (III) (abbreviation: Eu (TTA) 3 (Phen)) and the like.
また、上記電子輸送性材料としては、含窒素複素芳香族化合物のようなπ不足型複素芳
香族化合物が好ましく、例えば、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−[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:2CzP
DBq−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:6mDB
TPDBq−II)等のキノキサリンないしはジベンゾキノキサリン誘導体が挙げられる
。
The electron transporting material is preferably a π-deficient heteroaromatic compound such as a nitrogen-containing heteroaromatic compound, for example, 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: 2mDBTBPDBq-II), 2- [4- (3,6-diphenyl-9H-)
Carbazol-9-yl) phenyl] dibenzo [f, h] quinoxaline (abbreviation: 2CzP)
DBq-III), 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: 6mDB)
Examples include quinoxalines and dibenzoquinoxaline derivatives such as TPDB q-II).
また、上記正孔(ホール)輸送性材料としては、π過剰型複素芳香族化合物(例えばカ
ルバゾール誘導体やインドール誘導体)や芳香族アミン化合物が好ましく、例えば、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(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:PCA2
B)、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:YGA
2F)、4,4’−ビス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニ
ル(略称:TPD)、4,4’−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)、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
−[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)、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
)が挙げられる。
In addition, as the hole transporting material, a π excess heteroaromatic compound (for example, a carbazole derivative or an indole derivative) or an aromatic amine compound is preferable, for example, 4-
Phenyl-4 ′-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) triphenylamine (abbreviation: PCBA1BP), 4,4′-di (1-naphthyl) -4 ′ ′-(9-phenyl-)
9H-carbazol-3-yl) triphenylamine (abbreviation: PCBNBB), 3- [N
-(1-Naphthyl) -N- (9-phenylcarbazol-3-yl) amino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCN1), 4,4 ', 4''-tris [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] triphenylamine (abbreviation: 1'-TNATA), 2, 2,
7-Bis [N- (4-diphenylaminophenyl) -N-phenylamino] -spiro-9
, 9'-bifluorene (abbreviation: DPA2SF), N, N'-bis (9-phenylcarbazol-3-yl) -N, N'-diphenylbenzene-1,3-diamine (abbreviation: PCA2)
B), N- (9,9-dimethyl-2-diphenylamino-9H-fluoren-7-yl)
Diphenylamine (abbreviation: DPNF), N, N ′, N ′ ′-triphenyl-N, N ′, N
'' -Tris (9-phenylcarbazol-3-yl) benzene-1,3,5-triamine (abbreviation: PCA3B), 2- [N- (9-phenylcarbazol-3-yl) -N-phenylamino] Spiro-9,9'-bifluorene (abbreviation: PCASF), 2- [N- (4)
-Diphenylaminophenyl) -N-phenylamino] spiro-9,9'-bifluorene (abbreviation: DPASF), N, N'-bis [4- (carbazol-9-yl) phenyl]-
N, N'-diphenyl-9,9-dimethylfluorene-2,7-diamine (abbreviation: YGA)
2F), 4,4′-bis [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: TPD), 4,4′-bis [N- (4-diphenylaminophenyl) -N- Phenylamino] biphenyl (abbreviation: DPAB), 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), 3- [N- (9-phenylcarbazol-3-yl) -N-phenylamino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCA1), 3
-[N- (4-Diphenylaminophenyl) -N-phenylamino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzDPA1), 3,6-bis [N- (4-diphenylaminophenyl) -N-phenylamino]- 9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzDPA2), 4
, 4′-bis (N- {4- [N ′-(3-methylphenyl) -N′-phenylamino] phenyl} -N-phenylamino) biphenyl (abbreviation: DNTPD), 3,6-bis [N -
(4-Diphenylaminophenyl) -N- (1-naphthyl) amino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzTPN2), 3, 6-bis [N- (9-phenylcarbazole)
3-yl) -N-phenylamino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCA2)
Can be mentioned.
但し、上述した三重項励起エネルギーを発光に変える発光性物質(ゲスト材料)209
(第1の発光性物質209a、第2の発光性物質209b)、第1の有機化合物(ホスト
材料)210、第2の有機化合物(アシスト材料)211、および第3の有機化合物(ア
シスト材料)212にそれぞれ用いることができる材料は、これらに限定されることなく
、励起錯体を形成できる組み合わせであり、励起錯体の発光スペクトルが、三重項励起エ
ネルギーを発光に変える発光性物質(ゲスト材料)209(第1の発光性物質209aま
たは第2の発光性物質209b)の吸収スペクトルと重なり、励起錯体の発光スペクトル
のピークが、三重項励起エネルギーを発光に変える発光性物質(ゲスト材料)209(第
1の発光性物質209aまたは第2の発光性物質209b)の吸収スペクトルのピークよ
りも長波長なものであればよい。
However, the light-emitting substance (guest material) 209 that converts the above-described triplet excitation energy into light emission
(First light-emitting substance 209a, second light-emitting substance 209b), first organic compound (host material) 210, second organic compound (assist material) 211, and third organic compound (assist material) The materials that can be used for each of 212 are combinations that can form an exciplex without being limited thereto, and a luminescent substance (guest material) 209 in which the emission spectrum of the exciplex converts triplet excitation energy into luminescence. A light-emitting substance (guest material) 209 (the first one which overlaps with the absorption spectrum of the first light-emitting substance 209a or the second light-emitting substance 209b) and the peak of the emission spectrum of the exciplex converts triplet excitation energy into light emission 1 if it has a wavelength longer than the peak of the absorption spectrum of the first light-emitting substance 209a or the second light-emitting substance 209b). .
また、第1の有機化合物210に電子輸送性材料を用い、第2の有機化合物211に正
孔(ホール)輸送性材料を用いる場合、その混合比によってキャリアバランスを制御する
ことができる。具体的には、第1の有機化合物210:第2の有機化合物211=1:9
〜9:1の範囲とするのが好ましい。
When an electron transporting material is used for the first organic compound 210 and a hole transporting material is used for the second organic compound 211, the carrier balance can be controlled by the mixing ratio. Specifically, the first organic compound 210: the second organic compound 211 = 1: 9.
It is preferable to set it as -9: 1.
以下に本実施の形態に示す発光素子を作製する上での具体例について説明する。 Hereinafter, specific examples of manufacturing the light-emitting element described in this embodiment will be described.
第1の電極(陽極)201および第2の電極(陰極)202には、金属、合金、電気伝
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。
For the first electrode (anode) 201 and the second electrode (cathode) 202, metals, alloys, electrically conductive compounds, mixtures thereof, and the like can be used. Specifically, indium oxide-tin oxide (ITO: Indium Tin Oxide), silicon or indium oxide-tin oxide containing silicon oxide, indium oxide-zinc oxide (Indium Zi)
nc Oxide), tungsten oxide and indium oxide containing zinc oxide, gold (A
u) platinum (Pt), nickel (Ni), tungsten (W), chromium (Cr), molybdenum (Mo), iron (Fe), cobalt (Co), copper (Cu), palladium (Pd), titanium In addition to Ti), an element belonging to group 1 or 2 of the periodic table of the elements, ie lithium (L
i) alkali metals such as cesium (Cs), and magnesium (Mg), calcium (
Alkaline earth metals such as Ca), strontium (Sr), and alloys containing these (Mg
It is possible to use rare earth metals such as Ag, AlLi), europium (Eu), ytterbium (Yb), alloys containing these, other graphene, and the like. Note that the first electrode (anode) 201 and the second electrode (cathode) 202 can be formed by, for example, a sputtering method, an evaporation method (including a vacuum evaporation method), or the like.
正孔注入層204および正孔輸送層205に用いる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,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TD
ATA)、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−(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:PCzPC
N1)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。
As a substance having a high hole transporting property used for the hole injecting layer 204 and the hole transporting layer 205, for example, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: NPB) Or α-NPD) or 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, N-diphenylamino) triphenylamine (abbreviation: TD)
ATA), 4,4 ′, 4 ′ ′-tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine (abbreviation: MTDATA), 4,4′-bis [N- (spiro-9) ,
9'-bifluoren-2-yl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: BSPB)
And aromatic amine compounds such as 3- [N- (9-phenylcarbazol-3-yl) -N-
Phenylamino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCA1), 3,6-bis [N- (9-phenylcarbazol-3-yl) -N-phenylamino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCA2), 3 -[N- (1-naphthyl) -N- (9-phenylcarbazol-3-yl) amino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPC)
N1) and the like. In addition, 4,4'-di (N-carbazolyl) biphenyl (abbreviation:
CBP), 1,3,5-tris [4- (N-carbazolyl) phenyl] benzene (abbreviation:
A carbazole derivative such as TCPB), 9- [4- (10-phenyl-9-anthracenyl) phenyl] -9H-carbazole (abbreviation: CzPA), or the like can be used. The substances mentioned here are mainly ones having a hole mobility of 10 −6 cm 2 / Vs or more. However, any substance other than these may be used as long as the substance has a hole transportability higher than that of electrons.
さらに、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(略称:PVK)、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)などの高分子化合物を用いるこ
ともできる。
Furthermore, poly (N-vinylcarbazole) (abbreviation: PVK), poly (4-vinyltriphenylamine) (abbreviation: PVTPA), poly [N- (4- {N '-[4- (4-diphenylamino)] Phenyl] phenyl-N'-phenylamino} phenyl) methacrylamide]
A high molecular compound such as (abbreviation: PTPDMA) or poly [N, N′-bis (4-butylphenyl) -N, N′-bis (phenyl) benzidine] (abbreviation: Poly-TPD) can also be used.
また、正孔注入層204に用いることができるアクセプター性物質としては、遷移金属
酸化物や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。
Further, as an acceptor substance which can be used for the hole injecting layer 204, a transition metal oxide or an oxide of a metal belonging to Groups 4 to 8 in the periodic table can be given. Specifically, molybdenum oxide is particularly preferred.
発光層206(206a、206b)は、上述した通りであり、第1の発光層206a
は、第1の発光性物質209a、第1の有機化合物(ホスト材料)210、および第2の
有機化合物(アシスト材料)211を少なくとも有し、第2の発光層206bは、第2の
発光性物質209b、第1の有機化合物(ホスト材料)210、および第3の有機化合物
(アシスト材料)212を少なくとも有して形成される。
The light emitting layer 206 (206a, 206b) is as described above, and the first light emitting layer 206a.
Has at least a first light-emitting substance 209a, a first organic compound (host material) 210, and a second organic compound (assist material) 211, and the second light-emitting layer 206b has a second light-emitting property It is formed to have at least the substance 209 b, the first organic compound (host material) 210, and the third organic compound (assist material) 212.
電子輸送層207は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送層207には、
Alq3、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(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(略称:BeBq2)、
BAlq、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(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−te
rt−ブチルフェニル)−4−フェニル−5−(4−ビフェニリル)−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−EtT
AZ)、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:B
zOs)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として用い
てもよい。
The electron transporting layer 207 is a layer containing a substance having a high electron transporting property. The electron transport layer 207
Alq 3 , tris (4-methyl-8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Almq 3 )
, Bis (10-hydroxybenzo [h] quinolinato) beryllium (abbreviation: BeBq 2 ),
A metal complex such as BAlq, Zn (BOX) 2 , bis [2- (2-hydroxyphenyl) benzothiazolato] zinc (abbreviation: Zn (BTZ) 2 ) can be used. Also, 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), 3- (4-te
rt-Butylphenyl) -4-phenyl-5- (4-biphenylyl) -1,2,4-triazole (abbreviation: TAZ), 3- (4-tert-butylphenyl) -4- (4-ethylphenyl) -5- (4-biphenylyl) -1,2,4-triazole (abbreviation: p-EtT)
AZ), bathophenanthroline (abbreviation: BPhen), vasocuproin (abbreviation: BCP)
), 4,4′-bis (5-methylbenzoxazol-2-yl) stilbene (abbreviation: B)
Heteroaromatic compounds such as zOs) 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, A high molecular compound such as 6′-diyl)] (abbreviation: PF-BPy) can also be used. The substances mentioned here are mainly ones having an electron mobility of 10 −6 cm 2 / Vs or more. Note that a substance other than the above may be used as the electron transporting layer 207 as long as the substance has a property of transporting electrons more than holes.
また、電子輸送層207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。
The electron-transporting layer 207 is not limited to a single layer, and two or more layers containing the above substances may be stacked.
電子注入層208は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層208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(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。
The electron injection layer 208 is a layer containing a substance having a high electron injection property. The electron injection layer 208
Lithium fluoride (LiF), cesium fluoride (CsF), calcium fluoride (CaF 2 )
Alkali metals such as lithium oxide (LiOx) and the like, alkaline earth metals, or compounds thereof can be used. Alternatively, a rare earth metal compound such as erbium fluoride (ErF 3 ) can be used. Alternatively, the above-described substance that forms the electron transport layer 207 can be used.
あるいは、電子注入層208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。
Alternatively, for the electron injection layer 208, a composite material in which an organic compound and an electron donor (donor) are mixed may be used. Such a composite material is excellent in electron injectability and electron transportability because electrons are generated in the organic compound by the electron donor. In this case, the organic compound is preferably a material excellent in transportation of generated electrons, and specifically, for example, the above-described substance (metal complex, heteroaromatic compound, etc.) constituting the electron transport layer 207 may be used. It can be used. As the electron donor, any substance may be used as long as it 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 mentioned. Further, alkali metal oxides and alkaline earth metal oxides are preferable, and lithium oxide, calcium oxide, barium oxide and the like can be mentioned. Also, Lewis bases such as magnesium oxide can be used. Alternatively, an organic compound such as tetrathiafulvalene (abbreviation: TTF) can also be used.
なお、上述した正孔注入層204、正孔輸送層205、発光層206(206a、20
6b)、電子輸送層207、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。
Note that the above-described hole injection layer 204, hole transport layer 205, light emitting layer 206 (206a, 20
6b), the electron transport layer 207, and the electron injection layer 208 can be formed respectively by a vapor deposition method (including a vacuum vapor deposition method), an inkjet method, a coating method, or the like.
上述した発光素子の発光層206で得られた発光は、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。
Light emitted from the light-emitting layer 206 of the light-emitting element described above is extracted outside through one or both of the first electrode 201 and the second electrode 202. Therefore, any one or both of the first electrode 201 and the second electrode 202 in this embodiment are light-transmitting electrodes.
本実施の形態で示した発光素子は、励起錯体の発光スペクトルと三重項励起エネルギー
を発光に変える発光性物質(ゲスト材料)の吸収スペクトルとの重なりを利用したエネル
ギー移動により、エネルギー移動効率を高めることができるため、外部量子効率の高い発
光素子を実現することができる。
The light-emitting element described in this embodiment mode improves energy transfer efficiency by energy transfer utilizing overlap of the emission spectrum of an exciplex and the absorption spectrum of a light-emitting substance (guest material) that converts triplet excitation energy into light emission. Thus, a light-emitting element with high external quantum efficiency can be realized.
なお、本実施の形態で示した発光素子は、本発明の一態様であり、特に発光層の構成に
特徴を有する。従って、本実施の形態で示した構成を適用することで、パッシブマトリク
ス型の発光装置やアクティブマトリクス型の発光装置などを作製することができ、これら
は、いずれも本発明に含まれるものとする。
Note that the light-emitting element described in this embodiment is an embodiment of the present invention, and is particularly characterized in the structure of a light-emitting layer. Therefore, by applying the structure described in this embodiment, a passive matrix light-emitting device, an active matrix light-emitting device, or the like can be manufactured, which are all included in the present invention. .
なお、アクティブマトリクス型の発光装置の場合において、TFTの構造は、特に限定
されない。例えば、スタガ型や逆スタガ型のTFTを適宜用いることができる。また、T
FT基板に形成される駆動用回路についても、N型およびP型のTFTからなるものでも
よいし、N型のTFTまたはP型のTFTのいずれか一方のみからなるものであってもよ
い。さらに、TFTに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定されない。例えば
、非晶質半導体膜、結晶性半導体膜、その他、酸化物半導体膜等を用いることができる。
In the case of an active matrix light emitting device, the structure of the TFT is not particularly limited. For example, a staggered TFT or a reverse staggered TFT can be used as appropriate. Also, T
The driving circuit formed on the FT substrate may also be formed of N-type and P-type TFTs, or may be formed of only either N-type TFT or P-type TFT. Furthermore, the crystallinity of the semiconductor film used for the TFT is not particularly limited. For example, an amorphous semiconductor film, a crystalline semiconductor film, an oxide semiconductor film, or the like can be used.
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て用い
ることができるものとする。
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、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。
Third Embodiment
In this embodiment, a light-emitting element having a structure including a plurality of EL layers with a charge generation layer interposed therebetween (hereinafter, referred to as a tandem light-emitting element) is described as one embodiment of the present invention.
本実施の形態に示す発光素子は、図6(A)に示すように一対の電極(第1の電極30
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。
The light-emitting element described in this embodiment includes a pair of electrodes (a first electrode 30 as shown in FIG. 6A).
Between the first and second electrodes 304), a plurality of EL layers (first EL layer 302 (1), second E
It is a tandem type light emitting element which has L layer 302 (2).
本実施の形態において、第1の電極301は、陽極として機能する電極であり、第2の
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1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1または実施の形態
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1または実施の形態2と同様なも
のを適用することができる。
In this embodiment, the first electrode 301 is an electrode functioning as an anode, and the second electrode 304 is an electrode functioning as a cathode. Note that the first electrode 301 and the second electrode 304 can have the same structure as in Embodiment 1. In addition, multiple EL layers (first
The EL layer 302 (1) and the second EL layer 302 (2)) may have the same structure as the EL layer described in Embodiment 1 or Embodiment 2, but either is the same. It may be a configuration. That is, the first EL layer 302 (1) and the second EL layer 302 (2) may have the same configuration or different configurations, and the configuration is the same as Embodiment 1 or Embodiment 2. Similar things can be applied.
また、複数のEL層(第1のEL層302(1)、第2のEL層302(2))の間に
は、電荷発生層(I)305が設けられている。電荷発生層(I)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304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(I)30
5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。
Further, a charge generation layer (I) 305 is provided between the plurality of EL layers (the first EL layer 302 (1) and the second EL layer 302 (2)). The charge generation layer (I) 305 has a function of injecting electrons into one of the EL layers and injecting holes into the other of the EL layers when voltage is applied to the first electrode 301 and the second electrode 304. Have. In the case of this embodiment, when a voltage is applied to the first electrode 301 so that the potential is higher than that of the second electrode 304, the charge generation layer (I) 30 can be used.
Electrons are injected from the fifth to the first EL layer 302 (1), and holes are injected to the second EL layer 302 (2).
なお、電荷発生層(I)305は、光の取り出し効率の点から、可視光に対して透光性
を有する(具体的には、電荷発生層(I)305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(I)305は、第1の電極301や第2の電極3
04よりも低い導電率であっても機能する。
The charge generation layer (I) 305 is translucent to visible light in terms of light extraction efficiency (specifically, the visible light transmittance to the charge generation layer (I) 305 is 40% or more) is preferable. In addition, the charge generation layer (I) 305 includes the first electrode 301 and the second electrode 3.
Even conductivity lower than 04 works.
電荷発生層(I)305は、正孔輸送性の高い有機化合物に電子受容体(アクセプター
)が添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。
In the charge generation layer (I) 305, even if the electron acceptor (acceptor) is added to the organic compound having high hole transportability, the electron donor (donor) is added to the organic compound having high electron transportability. The configuration may be modified. Also, both of these configurations may be stacked.
正孔輸送性の高い有機化合物に電子受容体が添加された構成とする場合において、正孔
輸送性の高い有機化合物としては、例えば、NPBやTPD、TDATA、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。
When an electron acceptor is added to an organic compound having high hole transportability, examples of the organic compound having high hole transportability include NPB, TPD, TDATA, and MTDATA.
And aromatic amine compounds such as 4,4'-bis [N- (spiro-9,9'-bifluoren-2-yl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: BSPB) can be used. The substances mentioned here are mainly ones having a hole mobility of 10 −6 cm 2 / Vs or more. However, any substance other than the above may be used as long as it is an organic compound having a hole transportability higher than that of electrons.
また、電子受容体としては、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:F4−TCNQ)、クロラニル等を挙げることができる。
また、遷移金属酸化物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。
In addition, as the electron acceptor, 7,7,8,8-tetracyano-2,3,5,6-tetrafluoroquinodimethane (abbreviation: F4-TCNQ), chloranil and the like can be mentioned.
Also, transition metal oxides can be mentioned. Further, oxides of metals belonging to Groups 4 to 8 of the periodic table can be given. Specifically, vanadium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, chromium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, manganese oxide and rhenium oxide are preferable because they have high electron accepting properties. Among them, molybdenum oxide is particularly preferable because it is stable in the air, has low hygroscopicity, and is easy to handle.
一方、電子輸送性の高い有機化合物に電子供与体が添加された構成とする場合において
、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。
On the other hand, when an electron donor is added to an organic compound having a high electron transporting property, examples of the organic compound having a high electron transporting property include Alq, Almq 3 , BeBq 2 , and B.
A metal complex having a quinoline skeleton or a benzoquinoline skeleton, such as Alq, can be used. Besides these, metal complexes having an oxazole type such as Zn (BOX) 2 and Zn (BTZ) 2 and a thiazole type ligand can also be used. Furthermore, other than metal complexes, PBD, OXD-7, TAZ, BPhen, BCP and the like can also be used. The substances mentioned here are mainly ones having an electron mobility of 10 −6 cm 2 / Vs or more. Note that a substance other than the above may be used as long as it is an organic compound having electron transportability higher than that of holes.
また、電子供与体としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属または希土類金属ま
たは元素周期表における第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。
As the electron donor, an alkali metal, an alkaline earth metal, a rare earth metal, a metal belonging to Group 13 of the periodic table, or an oxide or carbonate thereof can be used. Specifically, lithium (Li), cesium (Cs), magnesium (Mg), calcium (Ca), ytterbium (Yb), indium (In), lithium oxide, cesium carbonate or the like is preferably used. In addition, an organic compound such as tetrathianaphthacene may be used as the electron donor.
なお、上述した材料を用いて電荷発生層(I)305を形成することにより、EL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。
Note that by forming the charge generation layer (I) 305 using the above-described material, an increase in driving voltage in the case where the EL layers are stacked can be suppressed.
本実施の形態では、EL層を2層有する発光素子について説明したが、図6(B)に示
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(I)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、照明を応用例とした場合は、電極材料の抵抗による
電圧降下を小さくできるので、大面積での均一発光が可能となる。また、低電圧駆動が可
能で消費電力が低い発光装置を実現することができる。
Although a light emitting element having two EL layers is described in this embodiment, as shown in FIG. 6B, a light emitting element in which n EL layers (where n is 3 or more) are stacked as shown in FIG. , Can be applied as well. In the case where a plurality of EL layers are provided between a pair of electrodes as in the light-emitting element according to this embodiment, the charge generation layer (I) is disposed between the EL layer and the EL layer;
It is possible to emit light in a high luminance region while keeping the current density low. Since the current density can be kept low, a long-life element can be realized. Further, in the case of application to illumination, the voltage drop due to the resistance of the electrode material can be reduced, so that uniform light emission over a large area can be achieved. In addition, a light-emitting device which can be driven at low voltage and consumes low power can be realized.
また、それぞれのEL層の発光色を異なるものにすることで、発光素子全体として、所
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。
Further, by making emission colors of the respective EL layers different, light emission of a desired color can be obtained as the whole light emitting element. For example, in a light emitting element having two EL layers, the light emitting element emits white light as the whole light emitting element by setting the light emitting color of the first EL layer and the light emitting color of the second EL layer to be complementary. It is also possible to obtain The complementary color refers to the relationship between colors that become achromatic when mixed. That is, when mixed with light obtained from a substance that emits light having a complementary color relationship, white light emission can be obtained.
また、3つのEL層を有する発光素子の場合でも同様であり、例えば、第1のEL層の
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。
The same applies to a light-emitting element having three EL layers. For example, the emission color of the first EL layer is red, the emission color of the second EL layer is green, and the third EL layer When the light emission color of is blue, white light emission can be obtained as the whole light emitting element.
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、本発明の一態様である発光装置について説明する。
Embodiment 4
In this embodiment mode, a light-emitting device which is one embodiment of the present invention will be described.
本実施の形態に示す発光装置は、一対の電極間での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)構造を有しており、図7に示す様に一対の電極(反射電極4
01及び半透過・半反射電極402)間に少なくともEL層405を有する構造である発
光素子を複数、有している。また、EL層405は、少なくとも発光領域となる発光層4
04(404R、404G、404B)を有し、その他、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(E)などが含まれていても良い。なお、発光層404
(404R、404G、404B)には、実施の形態1や2で説明したような本発明の一
態様である発光層の構成を含めることができる。
The light emitting device described in this embodiment has a micro optical resonator (micro cavity) structure utilizing the resonance effect of light between a pair of electrodes, and as shown in FIG. Electrode 4
A plurality of light emitting elements, which are structures having at least an EL layer 405 between the light emitting element 01 and the semi-transmissive semi-reflective electrode 402). In addition, the EL layer 405 is at least a light emitting layer 4 to be a light emitting region.
04 (404R, 404G, 404B), and may further include a hole injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, an electron injection layer, a charge generation layer (E), and the like. Note that the light emitting layer 404
(404R, 404G, 404B) can include the structure of the light-emitting layer which is one embodiment of the present invention as described in Embodiment 1 or 2.
本実施の形態では、図7に示すように構造の異なる発光素子(第1の発光素子(R)4
10R、第2の発光素子(G)410G、第3の発光素子(B)410B)を有して構成
される発光装置について説明する。
In this embodiment, as shown in FIG. 7, light emitting elements having different structures (a first light emitting element (R) 4
A light emitting device configured to include the 10R, the second light emitting element (G) 410G, and the third light emitting element (B) 410B will be described.
第1の発光素子(R)410Rは、反射電極401上に第1の透明導電層403aと、
第1の発光層(B)404B、第2の発光層(G)404G、第3の発光層(R)404
Rを一部に含むEL層405と、半透過・半反射電極402とが順次積層された構造を有
する。また、第2の発光素子(G)410Gは、反射電極401上に第2の透明導電層4
03bと、EL層405と、半透過・半反射電極402とが順次積層された構造を有する
。また、第3の発光素子(B)410Bは、反射電極401上にEL層405と、半透過
・半反射電極402とが順次積層された構造を有する。
The first light-emitting element (R) 410 R is formed on the reflective electrode 401 by the first transparent conductive layer 403 a,
First light emitting layer (B) 404B, second light emitting layer (G) 404G, third light emitting layer (R) 404
It has a structure in which an EL layer 405 partially containing R and a semi-transmissive and semi-reflective electrode 402 are sequentially stacked. In addition, the second light emitting element (G) 410 G has a second transparent conductive layer 4 on the reflective electrode 401.
It has a structure in which 03 b, an EL layer 405, and a semi-transmissive and semi-reflective electrode 402 are sequentially stacked. The third light emitting element (B) 410 B has a structure in which an EL layer 405 and a semi-transmissive and semi-reflective electrode 402 are sequentially stacked on the reflective electrode 401.
なお、上記発光素子(第1の発光素子(R)410R、第2の発光素子(G)410G
、第3の発光素子(B)410B)において、反射電極401、EL層405、半透過・
半反射電極402は共通である。また、第1の発光層(B)404Bでは、420nm以
上480nm以下の波長領域にピークをもつ光(λB)を発光させ、第2の発光層(G)
404Gでは、500nm以上550nm以下の波長領域にピークを持つ光(λG)を発
光させ、第3の発光層(R)404Rでは、600nm以上760nm以下の波長領域に
ピークを持つ光(λR)を発光させる。これにより、いずれの発光素子(第1の発光素子
(R)410R、第2の発光素子(G)410G、第3の発光素子(B)410B)でも
、第1の発光層(B)404B、第2の発光層(G)404G、および第3の発光層(R
)404Rからの発光が重ね合わされた、すなわち可視光領域に渡るブロードな光を発光
させることができる。なお、上記より、波長の長さは、λB<λG<λRなる関係である
とする。
In addition, the light emitting element (the first light emitting element (R) 410R, the second light emitting element (G) 410G)
In the third light emitting element (B) 410B), the reflective electrode 401, the EL layer 405,
The semireflective electrode 402 is common. In the first light emitting layer (B) 404B, light (λ B ) having a peak in a wavelength region of 420 nm to 480 nm is emitted, and a second light emitting layer (G)
In 404G, light (λ G ) having a peak in the wavelength range of 500 nm to 550 nm is emitted, and in the third light emitting layer (R) 404R, light having a peak in the wavelength range of 600 nm to 760 nm (λ R ) To make it glow. Thereby, in any light emitting element (the first light emitting element (R) 410R, the second light emitting element (G) 410G, and the third light emitting element (B) 410B), the first light emitting layer (B) 404B, Second light emitting layer (G) 404G, and third light emitting layer (R
The light from 404R can be superimposed, that is, broad light can be emitted over the visible light region. From the above, it is assumed that the length of the wavelength has a relationship of λ B <λ G <λ R.
本実施の形態に示す各発光素子は、それぞれ反射電極401と半透過・半反射電極40
2との間にEL層405を挟んでなる構造を有しており、EL層405に含まれる各発光
層から全方向に射出される発光は、微小光共振器(マイクロキャビティー)としての機能
を有する反射電極401と半透過・半反射電極402とによって共振される。なお、反射
電極401は、反射性を有する導電性材料により形成され、その膜に対する可視光の反射
率が40%〜100%、好ましくは70%〜100%であり、かつその抵抗率が1×10
−2Ωcm以下の膜であるとする。また、半透過・半反射電極402は、反射性を有する
導電性材料と光透過性を有する導電性材料とにより形成され、その膜に対する可視光の反
射率が20%〜80%、好ましくは40%〜70%であり、かつその抵抗率が1×10−
2Ωcm以下の膜であるとする。
Each light emitting element shown in this embodiment includes a reflective electrode 401 and a semitransparent / semireflective electrode 40 respectively.
The light emission emitted in all directions from each light emitting layer included in the EL layer 405 has a function as a micro optical resonator (micro cavity). And the semi-transmissive and semi-reflective electrode 402 resonate. The reflective electrode 401 is formed of a conductive material having reflectivity, and the reflectance of visible light to the film is 40% to 100%, preferably 70% to 100%, and the resistivity is 1 × 10
It is assumed that the film is −2 Ωcm or less. The semi-transmissive and semi-reflective electrode 402 is formed of a conductive material having reflectivity and a conductive material having light permeability, and the visible light reflectance of the film is 20% to 80%, preferably 40. % To 70%, and its resistivity is 1 × 10 −
It is assumed that the film is 2 Ωcm or less.
また、本実施の形態では、各発光素子で、第1の発光素子(R)410Rと第2の発光
素子(G)410Gにそれぞれ設けられた透明導電層(第1の透明導電層403a、第2
の透明導電層403b)の厚みを変えることにより、発光素子毎に反射電極401と半透
過・半反射電極402の間の光学距離を変えている。つまり、各発光素子の各発光層から
発光するブロードな光は、反射電極401と半透過・半反射電極402との間において、
共振する波長の光を強め、共振しない波長の光を減衰させることができるため、素子毎に
反射電極401と半透過・半反射電極402の間の光学距離を変えることにより、異なる
波長の光を取り出すことができる。
In this embodiment mode, transparent conductive layers (a first transparent conductive layer 403 a and a first conductive layer 403 a) provided on the first light emitting element (R) 410 R and the second light emitting element (G) 410 G in each light emitting element. 2
The optical distance between the reflective electrode 401 and the semi-transmissive and semi-reflective electrode 402 is changed for each light emitting element by changing the thickness of the transparent conductive layer 403 b). That is, the broad light emitted from each light emitting layer of each light emitting element is between the reflective electrode 401 and the semi-transmissive and semi-reflective electrode 402,
Since it is possible to intensify the light of the resonating wavelength and attenuate the light of the non-resonance wavelength, the light of different wavelengths is changed by changing the optical distance between the reflective electrode 401 and the semi-transmissive and semi-reflective electrode 402 for each element. It can be taken out.
なお、光学距離(光路長ともいう)とは、実際の距離に屈折率をかけたものであり、本
実施の形態においては、実膜厚にn(屈折率)をかけたものを表している。すなわち、「
光学距離=実膜厚×n」である。
The optical distance (also referred to as optical path length) is obtained by multiplying the actual distance by the refractive index, and in the present embodiment, represents the actual film thickness multiplied by n (refractive index). . That is,
Optical distance = actual film thickness × n ”.
また、第1の発光素子(R)410Rでは、反射電極401から半透過・半反射電極4
02までの総厚をmλR/2(ただし、mは自然数)、第2の発光素子(G)410Gで
は、反射電極401から半透過・半反射電極402までの総厚をmλG/2(ただし、m
は自然数)、第3の発光素子(B)410Bでは、反射電極401から半透過・半反射電
極402までの総厚をmλB/2(ただし、mは自然数)としている。
In the first light emitting element (R) 410 R, the reflective electrode 401 transmits the semi-transmissive and semi-reflective electrode 4.
M [lambda a total thickness of up to 02 R / 2 (provided that, m is a natural number), the second light emitting element (G) 410G, m [lambda the total thickness from the reflective electrode 401 to the semi-transmissive and semi-reflective electrode 402 G / 2 ( However, m
In the third light emitting element (B) 410B, the total thickness from the reflective electrode 401 to the semi-transmissive / semi-reflective electrode 402 is mλ B / 2 (where m is a natural number).
以上より、第1の発光素子(R)410Rからは、主としてEL層405に含まれる第
3の発光層(R)404Rで発光した光(λR)が取り出され、第2の発光素子(G)4
10Gからは、主としてEL層405に含まれる第2の発光層(G)404Gで発光した
光(λG)が取り出され、第3の発光素子(B)410Bからは、主としてEL層405
に含まれる第1の発光層(B)404Bで発光した光(λB)が取り出される。なお、各
発光素子から取り出される光は、半透過・半反射電極402側からそれぞれ射出される。
From the above, light (λ R ) emitted by the third light emitting layer (R) 404R mainly included in the EL layer 405 is extracted from the first light emitting element (R) 410R, and the second light emitting element (G ) 4
The light (λ G ) emitted from the second light emitting layer (G) 404G mainly included in the EL layer 405 is extracted from 10G, and the third light emitting element (B) 410B mainly includes the EL layer 405.
The light (λ B ) emitted by the first light emitting layer (B) 404B included in The light extracted from each light emitting element is emitted from the side of the semi-transmissive and semi-reflective electrode 402, respectively.
また、上記構成において、反射電極401から半透過・半反射電極402までの総厚は
、厳密には反射電極401における反射領域から半透過・半反射電極402における反射
領域までの総厚ということができる。しかし、反射電極401や半透過・半反射電極40
2における反射領域の位置を厳密に決定することは困難であるため、反射電極401と半
透過・半反射電極402の任意の位置を反射領域と仮定することで充分に上述の効果を得
ることができるものとする。
Further, in the above configuration, the total thickness from the reflective electrode 401 to the semi-transmissive semi-reflective electrode 402 may be exactly the total thickness from the reflective region in the reflective electrode 401 to the reflective region in the semi-transmissive semi-reflective electrode 402 it can. However, the reflective electrode 401 or the semi-transmissive and semi-reflective electrode 40
Since it is difficult to precisely determine the position of the reflective area in 2, it is sufficient to obtain the above effect by assuming any position of the reflective electrode 401 and the semitransparent / semireflective electrode 402 as the reflective area. It shall be possible.
次に、第1の発光素子(R)410Rにおいて、反射電極401から第3の発光層(R
)404Rへの光学距離を所望の膜厚((2m’+1)λR/4(ただし、m’は自然数
))に調節することにより、第3の発光層(R)404Rからの発光を増幅させることが
できる。第3の発光層(R)404Rからの発光のうち、反射電極401によって反射さ
れて戻ってきた光(第1の反射光)は、第3の発光層(R)404Rから半透過・半反射
電極402に直接入射する光(第1の入射光)と干渉を起こすため、反射電極401から
第3の発光層(R)404Rへの光学距離を所望の値((2m’+1)λR/4(ただし
、m’は自然数))に調節して設けることにより、第1の反射光と第1の入射光との位相
を合わせ、第3の発光層(R)404Rからの発光を増幅させることができる。
Next, in the first light emitting element (R) 410R, the reflective electrode 401 to the third light emitting layer (R
) The light emission from the third light-emitting layer (R) 404R is amplified by adjusting the optical distance to 404R to a desired film thickness ((2 m ′ + 1) λ R / 4 (where m ′ is a natural number)) It can be done. Of the light emitted from the third light emitting layer (R) 404R, the light reflected back by the reflective electrode 401 (first reflected light) is semi-transmissive and semi-reflected from the third light emitting layer (R) 404R The optical distance from the reflective electrode 401 to the third light emitting layer (R) 404R has a desired value ((2m ′ + 1) λ R / in order to cause interference with light directly incident on the electrode 402 (first incident light). 4 (where m 'is a natural number)) to align the phase of the first reflected light and the first incident light and amplify the light emission from the third light emitting layer (R) 404R be able to.
なお、反射電極401と第3の発光層(R)404Rとの光学距離とは、厳密には反射
電極401における反射領域と第3の発光層(R)404Rにおける発光領域との光学距
離ということができる。しかし、反射電極401における反射領域や第3の発光層(R)
404Rにおける発光領域の位置を厳密に決定することは困難であるため、反射電極40
1の任意の位置を反射領域、第3の発光層(R)404Rの任意の位置を発光領域と仮定
することで充分に上述の効果を得ることができるものとする。
Strictly speaking, the optical distance between the reflective electrode 401 and the third light emitting layer (R) 404R is the optical distance between the reflective region in the reflective electrode 401 and the light emitting region in the third light emitting layer (R) 404R. Can. However, the reflective region in the reflective electrode 401 or the third light emitting layer (R)
Since it is difficult to precisely determine the position of the light emitting region in 404 R, the reflective electrode 40
It is assumed that the above effect can be sufficiently obtained by assuming an arbitrary position of 1 as a reflection area and an arbitrary position of the third light emitting layer (R) 404R as a light emission area.
次に、第2の発光素子(G)410Gにおいて、反射電極401から第2の発光層(G
)404Gへの光学距離を所望の膜厚((2m’’+1)λG/4(ただし、m’’は自
然数))に調節することにより、第2の発光層(G)404Gからの発光を増幅させるこ
とができる。第2の発光層(G)404Gからの発光のうち、反射電極401によって反
射されて戻ってきた光(第2の反射光)は、第2の発光層(G)404Gから半透過・半
反射電極402に直接入射する光(第2の入射光)と干渉を起こすため、反射電極401
から第2の発光層(G)404Gへの光学距離を所望の値((2m’’+1)λG/4(
ただし、m’’は自然数))に調節して設けることにより、第2の反射光と第2の入射光
との位相を合わせ、第2の発光層(G)404Gからの発光を増幅させることができる。
Next, in the second light emitting element (G) 410G, the second light emitting layer (G
Light emission from the second light emitting layer (G) 404G by adjusting the optical distance to 404G to a desired film thickness ((2 m '' + 1) λ G / 4 (where m '' is a natural number)) Can be amplified. Of the light emitted from the second light emitting layer (G) 404G, the light reflected by the reflective electrode 401 and returned (second reflected light) is semi-transmissive and semi-reflected from the second light-emitting layer (G) 404G In order to cause interference with light (second incident light) directly incident on the electrode 402, the reflective electrode 401
The optical distance from the second light emitting layer (G) 404G to the desired value ((2m '' + 1) λ G / 4 (
However, by adjusting m ′ ′ to be a natural number)), the phases of the second reflected light and the second incident light are matched, and the light emission from the second light emitting layer (G) 404G is amplified. Can.
なお、反射電極401と第2の発光層(G)404Gとの光学距離とは、厳密には反射
電極401における反射領域と第2の発光層(G)404Gにおける発光領域との光学距
離ということができる。しかし、反射電極401における反射領域や第2の発光層(G)
404Gにおける発光領域の位置を厳密に決定することは困難であるため、反射電極40
1の任意の位置を反射領域、第2の発光層(G)404Gの任意の位置を発光領域と仮定
することで充分に上述の効果を得ることができるものとする。
Note that the optical distance between the reflective electrode 401 and the second light emitting layer (G) 404G is, strictly speaking, the optical distance between the reflective region in the reflective electrode 401 and the light emitting region in the second light emitting layer (G) 404G. Can. However, the reflective region in the reflective electrode 401 and the second light emitting layer (G)
Since it is difficult to precisely determine the position of the light emitting region in 404 G, the reflective electrode 40
Assuming that an arbitrary position of 1 is a reflection area, and an arbitrary position of the second light emitting layer (G) 404G is a light emission area, the above effect can be sufficiently obtained.
次に、第3の発光素子(B)410Bにおいて、反射電極401から第1の発光層(B
)404Bへの光学距離を所望の膜厚((2m’’’+1)λB/4(ただし、m’’’
は自然数))に調節することにより、第1の発光層(B)404Bからの発光を増幅させ
ることができる。第1の発光層(B)404Bからの発光のうち、反射電極401によっ
て反射されて戻ってきた光(第3の反射光)は、第1の発光層(B)404Bから半透過
・半反射電極402に直接入射する光(第3の入射光)と干渉を起こすため、反射電極4
01から第1の発光層(B)404Bへの光学距離を所望の値((2m’’’+1)λB
/4(ただし、m’’’は自然数))に調節して設けることにより、第3の反射光と第3
の入射光との位相を合わせ、第1の発光層(B)404Bからの発光を増幅させることが
できる。
Next, in the third light emitting element (B) 410B, the first light emitting layer (B
The optical distance to 404 B is set to a desired film thickness ((2 m ′ ′ ′ + 1) λ B / 4 (where m ′ ′ ′)).
Is a natural number)), light emission from the first light emitting layer (B) 404B can be amplified. Of the light emitted from the first light emitting layer (B) 404B, the light reflected by the reflective electrode 401 and returned (third reflected light) is semi-transmissive and semi-reflected from the first light-emitting layer (B) 404B In order to cause interference with light (third incident light) directly incident on the electrode 402, the reflective electrode 4
The optical distance from 01 to the first light emitting layer (B) 404B is set to a desired value ((2 m ′ ′ ′ + 1) λ B
The third reflected light and the third reflected light can be adjusted by setting to 4/4 (where m ′ ′ ′ is a natural number)).
The light emission from the first light-emitting layer (B) 404B can be amplified by aligning the phase with the incident light.
なお、第3の発光素子において、反射電極401と第1の発光層(B)404Bとの光
学距離とは、厳密には反射電極401における反射領域と第1の発光層(B)404Bに
おける発光領域との光学距離ということができる。しかし、反射電極401における反射
領域や第1の発光層(B)404Bにおける発光領域の位置を厳密に決定することは困難
であるため、反射電極401の任意の位置を反射領域、第1の発光層(B)404Bの任
意の位置を発光領域と仮定することで充分に上述の効果を得ることができるものとする。
In the third light emitting element, the optical distance between the reflective electrode 401 and the first light emitting layer (B) 404B is strictly the light emission from the reflective region of the reflective electrode 401 and the first light emitting layer (B) 404B It can be said to be the optical distance from the area. However, it is difficult to determine the position of the reflective region in the reflective electrode 401 and the position of the light emitting region in the first light emitting layer (B) 404B strictly, so any position of the reflective electrode 401 is the reflective region, the first light emission Assuming that an arbitrary position of the layer (B) 404B is a light emitting region, the above effect can be sufficiently obtained.
なお、上記構成において、いずれの発光素子もEL層に複数の発光層を有する構造を有
しているが、本発明はこれに限られることはなく、例えば、実施の形態3で説明したタン
デム型発光素子の構成と組み合わせて、一つの発光素子に電荷発生層を挟んで複数のEL
層を設け、それぞれのEL層に単数もしくは複数の発光層を形成する構成としてもよい。
In the above structure, each light emitting element has a structure in which a plurality of light emitting layers are provided in the EL layer, but the present invention is not limited to this. For example, the tandem type described in Embodiment 3 In combination with the configuration of the light emitting element, a plurality of ELs sandwiching the charge generation layer in one light emitting element
A layer may be provided and one or more light emitting layers may be formed in each EL layer.
本実施の形態で示した発光装置は、マイクロキャビティー構造を有しており、同じEL
層を有していても発光素子ごとに異なる波長の光を取り出すことができるためRGBの塗
り分けが不要となる。従って、高精細化を実現することが容易であるなどの理由からフル
カラー化を実現する上で有利である。なお、着色層(カラーフィルタ)との組み合わせも
可能である。また、特定波長の正面方向の発光強度を強めることが可能となるため、低消
費電力化を図ることができる。この構成は、3色以上の画素を用いたカラーディスプレイ
(画像表示装置)に適用する場合に、特に有用であるが、照明などの用途に用いても良い
。
The light emitting device described in this embodiment has a microcavity structure, and the same EL
Even when the light emitting element has a layer, light of different wavelengths can be extracted for each light emitting element, so that the different coloring of RGB is not necessary. Therefore, it is advantageous in realizing full color since it is easy to realize high definition. In addition, the combination with a colored layer (color filter) is also possible. In addition, since it is possible to intensify the light emission intensity in the front direction of the specific wavelength, power consumption can be reduced. This configuration is particularly useful when applied to a color display (image display device) using pixels of three or more colors, but may be used for applications such as illumination.
(実施の形態5)
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
。
Fifth Embodiment
In this embodiment mode, a light-emitting device including the light-emitting element which is one embodiment of the present invention will be described.
また、上記発光装置は、パッシブマトリクス型の発光装置でもアクティブマトリクス型
の発光装置でもよい。なお、本実施の形態に示す発光装置には、他の実施形態で説明した
発光素子を適用することが可能である。
The light emitting device may be either a passive matrix light emitting device or an active matrix light emitting device. Note that the light-emitting element described in any of the other embodiments can be applied to the light-emitting device described in this embodiment.
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8を用いて説明する
。
In this embodiment mode, an active matrix light-emitting device is described with reference to FIG.
なお、図8(A)は発光装置を示す上面図であり、図8(B)は図8(A)を鎖線A−
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)504(504a及び504b)と、を有する。
画素部502、駆動回路部503、及び駆動回路部504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。
Note that FIG. 8A is a top view showing the light emitting device, and FIG. 8B is a broken line A--in FIG. 8A.
It is sectional drawing cut | disconnected by A '. The active matrix light-emitting device according to this embodiment includes a pixel portion 502 provided on an element substrate 501 and a driver circuit portion (source line driver circuit) 50.
And a driver circuit portion (gate line driver circuit) 504 (504a and 504b).
The pixel portion 502, the driver circuit portion 503, and the driver circuit portion 504 each include a sealing material 505.
It is sealed between the element substrate 501 and the sealing substrate 506.
また、素子基板501上には、駆動回路部503、及び駆動回路部504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。
In addition, external input terminals for transmitting external signals (eg, video signals, clock signals, start signals, or reset signals) and potentials to the driver circuit portion 503 and the driver circuit portion 504 are provided over the element substrate 501. A lead wiring 507 for connection is provided. here,
An example in which a flexible printed circuit (FPC) 508 is provided as an external input terminal is shown. Although only the FPC is illustrated here, a printed wiring board (PWB) may be attached to the FPC. The light emitting device in the present specification includes not only the light emitting device main body but also a state in which an FPC or a PWB is attached thereto.
次に、断面構造について図8(B)を用いて説明する。素子基板501上には駆動回路
部及び画素部が形成されているが、ここでは、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。
Next, the cross-sectional structure will be described with reference to FIG. Although a driver circuit portion and a pixel portion are formed over the element substrate 501, here, the driver circuit portion 503 which is a source line driver circuit is formed.
And the pixel portion 502 is shown.
駆動回路部503はnチャネル型TFT509とpチャネル型TFT510とを組み合
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、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。
The driver circuit portion 503 is an example in which a CMOS circuit in which an n-channel TFT 509 and a p-channel TFT 510 are combined is formed. The circuit that forms the drive circuit unit is
It may be formed of various CMOS circuits, PMOS circuits or NMOS circuits. Further, although the driver integrated type in which the drive circuit is formed on the substrate is shown in this embodiment mode, the driver circuit is not necessarily required, and the drive circuit can be formed not on the substrate but outside.
また、画素部502はスイッチング用TFT511と、電流制御用TFT512と電流
制御用TFT512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。
In addition, the pixel portion 502 includes a plurality of pixels including a switching TFT 511 and a first electrode (anode) 513 electrically connected to a current control TFT 512 and a wiring (a source electrode or a drain electrode) of the current control TFT 512. It is formed by The first electrode (anode) 5
An insulator 514 is formed to cover the 13 end portions. Here, it is formed by using a positive photosensitive acrylic resin.
また、上層に積層形成される膜の被覆性を良好なものとするため、絶縁物514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。
Further, in order to improve the coverage of the film stacked in the upper layer, it is preferable that a curved surface having a curvature is formed at the upper end portion or the lower end portion of the insulator 514. For example, in the case of using a positive photosensitive acrylic resin as a material of the insulator 514, it is preferable that the upper end portion of the insulator 514 have a curved surface with a curvature radius (0.2 μm to 3 μm). Further, as the insulator 514, either a negative photosensitive resin or a positive photosensitive resin can be used, and not only organic compounds but inorganic compounds such as silicon oxide, silicon oxynitride and the like
Both can be used.
第1の電極(陽極)513上には、EL層515及び第2の電極(陰極)516が積層
形成されている。EL層515は、少なくとも発光層が設けられており、発光層は、実施
の形態1で示したような積層構造を有している。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。
An EL layer 515 and a second electrode (cathode) 516 are stacked over the first electrode (anode) 513. The EL layer 515 is provided with at least a light emitting layer, and the light emitting layer has a stacked structure as described in Embodiment 1. In addition to the light-emitting layer, the EL layer 515 can be provided with a hole injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, an electron injection layer, a charge generation layer, and the like as appropriate.
なお、第1の電極(陽極)513、EL層515及び第2の電極(陰極)516との積
層構造で、発光素子517が形成されている。第1の電極(陽極)513、EL層515
及び第2の電極(陰極)516の用いる材料としては、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。
Note that a light emitting element 517 is formed to have a stacked structure of a first electrode (anode) 513, an EL layer 515, and a second electrode (cathode) 516. First electrode (anode) 513, EL layer 515
As a material used for the second electrode (cathode) 516, the material described in Embodiment 2 can be used. Although not shown here, the second electrode (cathode) 516 is electrically connected to the FPC 508 which is an external input terminal.
また、図8(B)に示す断面図では発光素子517を1つのみ図示しているが、画素部
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、着色層(カラーフィルタ
ー)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。
Although only one light emitting element 517 is illustrated in the cross-sectional view in FIG. 8B, it is assumed that a plurality of light emitting elements are arranged in a matrix in the pixel portion 502. Pixel unit 5
In 02, light emitting elements capable of obtaining three types of light emission (R, G, B) are selectively formed,
A light emitting device capable of full color display can be formed. Alternatively, a light emitting device capable of full color display may be provided by being combined with a coloring layer (color filter).
さらに、シール材505で封止基板506を素子基板501と貼り合わせることにより
、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
。
Further, by bonding the sealing substrate 506 to the element substrate 501 with the sealing material 505, the light emitting element 517 is provided in a space 518 surrounded by the element substrate 501, the sealing substrate 506, and the sealing material 505. ing. In addition to the case where the space 518 is filled with an inert gas (such as nitrogen or argon), the space 518 also includes a structure filled with the sealant 505.
なお、シール材505にはエポキシ系樹脂や低融点ガラス等を用いるのが好ましい。ま
た、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また
、封止基板506に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、FRP(Fiberg
lass−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, low melting point glass, or the like is preferably used as the sealant 505. In addition, it is desirable that these materials do not transmit moisture and oxygen as much as possible. In addition to glass and quartz substrates as materials used for the sealing substrate 506, FRP (Fiberg)
A plastic substrate made of lass-Reinforced Plastics, PVF (polyvinyl fluoride), polyester, acrylic or the like can be used.
以上のようにして、アクティブマトリクス型の発光装置を得ることができる。 As described above, an active matrix light-emitting device can be obtained.
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を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 with any of the structures described in the other embodiments as appropriate.
(実施の形態6)
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9、図10を用いて説明する。
Sixth Embodiment
In this embodiment, an example of various electronic devices completed using a light-emitting device manufactured using the light-emitting element which is one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
発光装置を適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置(テレビ、又はテレビ
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9に示す。
As an electronic device to which a light emitting device is applied, for example, a television device (also referred to as a television or a television receiver), a monitor for a computer, a digital camera, a digital video camera, a digital photo frame, a mobile phone (mobile phone, mobile phone Also called telephone equipment),
Examples include large game machines such as portable game machines, portable information terminals, sound reproduction devices, and pachinko machines. A specific example of these electronic devices is shown in FIG.
図9(A)は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置7100は、
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。
FIG. 9A shows an example of a television set. The television apparatus 7100 is
A display portion 7103 is incorporated in the housing 7101. A video can be displayed by the display portion 7103, and the light-emitting device can be used for the display portion 7103. Further, here, a structure in which the housing 7101 is supported by the stand 7105 is shown.
テレビジョン装置7100の操作は、筐体7101が備える操作スイッチや、別体のリ
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。
The television set 7100 can be operated by an operation switch of the housing 7101 or a separate remote controller 7110. Channels and volume can be controlled with an operation key 7109 of the remote controller 7110, and an image displayed on the display portion 7103 can be manipulated. Further, the remote control 7110 may be provided with a display portion 7107 for displaying information output from the remote control 7110.
なお、テレビジョン装置7100は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機
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。
Note that the television set 7100 is provided with a receiver, a modem, and the like. The receiver can receive general television broadcasts, and can connect to a wired or wireless communication network via a modem to be unidirectional (sender to receiver) or bidirectional (bidirectional).
It is also possible to communicate information between the sender and the receiver, or between the receivers, etc.).
図9(B)はコンピュータであり、本体7201、筐体7202、表示部7203、キ
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
。
FIG. 9B illustrates a computer, which includes a main body 7201, a housing 7202, a display portion 7203, a keyboard 7204, an external connection port 7205, a pointing device 7206, and the like. Note that the computer is manufactured by using a light-emitting device for the display portion 7203.
図9(C)は携帯型遊技機であり、筐体7301と筐体7302の2つの筐体で構成さ
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
9(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、センサ73
11(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7312)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73
04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9(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9(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。
FIG. 9C illustrates a portable game machine, which includes two housings, a housing 7301 and a housing 7302, which are connected to be openable / closable by a connection portion 7303. A display portion 7304 is incorporated in the housing 7301, and a display portion 7305 is incorporated in the housing 7302. The portable game machine shown in FIG. 9C also includes a speaker portion 7306 and a recording medium insertion portion 7307.
, LED lamp 7308, input means (operation key 7309, connection terminal 7310, sensor 73
11 (force, displacement, position, velocity, acceleration, angular velocity, number of rotations, distance, light, liquid, magnetism, temperature, chemical, voice, time, hardness, electric field, current, voltage, power, radiation, flow, humidity, (Including the function of measuring inclination, vibration, smell or infrared), microphone 7312) and the like. Of course, the configuration of the portable game machine is not limited to that described above, and at least the display unit 73
The light-emitting device may be used for both or one of the display portion 7305 and the display portion 7305, and other additional facilities can be provided as appropriate. The portable game machine illustrated in FIG. 9C has a function of reading out a program or data recorded in a recording medium and displaying the program or data on the display portion and performing wireless communication with another portable game machine to share information. It has a function. Note that the portable game machine illustrated in FIG. 9C can have various functions without limitation to the above.
図9(D)は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機7400は、筐体7401
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。
FIG. 9D illustrates an example of a mobile phone. The mobile phone 7400 has a housing 7401
In addition to the display portion 7402 incorporated in the camera, the operation button 7403, the external connection port 7404, the speaker 7405, the microphone 7406, and the like are provided. Note that the cellular phone 7400 is manufactured using the light-emitting device for the display portion 7402.
図9(D)に示す携帯電話機7400は、表示部7402を指などで触れることで、情
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。
Information can be input to the mobile phone 7400 illustrated in FIG. 9D by touching the display portion 7402 with a finger or the like. Further, operations such as making a call and creating an e-mail can be performed by touching the display portion 7402 with a finger or the like.
表示部7402の画面は主として3つのモードがある。第1は、画像の表示を主とする
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。
The screen of the display portion 7402 mainly has three modes. The first is a display mode mainly for displaying an image, and the second is an input mode mainly for inputting information such as characters. The third is a display + input mode in which two modes of the display mode and the input mode are mixed.
例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部7402を文字の入力
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。
For example, in the case of making a call or text messaging, the display portion 7402 may be in a text input mode mainly for text input, and text input operation can be performed on the screen. In this case, it is preferable to display a keyboard or a number button on most of the screen of the display portion 7402.
また、携帯電話機7400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、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。
Further, by providing a detection device having a sensor for detecting inclination, such as a gyro or an acceleration sensor, in the mobile phone 7400, the direction (vertical or horizontal) of the mobile phone 7400 is determined.
The screen display of the display portion 7402 can be switched automatically.
また、画面モードの切り替えは、表示部7402を触れること、又は筐体7401の操
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。
The screen mode is switched by touching the display portion 7402 or operating the operation button 7403 of the housing 7401. In addition, switching can be performed according to the type of image displayed on the display portion 7402. For example, the display mode is switched if the image signal displayed on the display unit is data of a moving image, and the input mode is switched if the data is text data.
また、入力モードにおいて、表示部7402の光センサで検出される信号を検知し、表
示部7402のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、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。
In the input mode, a signal detected by the light sensor of the display portion 7402 is detected, and when there is no input by a touch operation on the display portion 7402, the screen mode is switched from the input mode to the display mode. You may control.
表示部7402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7
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。
The display portion 7402 can also function as an image sensor. For example, the display unit 7
Person's authentication can be performed by touching the finger 402 with a palm or a finger to capture a palm print, a fingerprint, or the like.
In addition, when a backlight which emits near-infrared light or a sensing light source which emits near-infrared light is used for the display portion, an image of a finger vein, a palm vein, or the like can be taken.
図10(A)及び図10(B)は2つ折り可能なタブレット型端末である。図10(A
)は、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9631b、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。
FIGS. 10A and 10B illustrate a foldable tablet terminal. Figure 10 (A
Is open, and the tablet terminal includes the housing 9630, the display portion 9631a, the display portion 9631b, the display mode switching switch 9034, the power switch 9035, the power saving mode switching switch 9036, the clasp 9033, and the operation switch 9038. And. Note that the tablet terminal is manufactured by using a light-emitting device for one or both of the display portion 9631 a and the display portion 9631 b.
表示部9631aは、一部をタッチパネルの領域9632aとすることができ、表示さ
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。
A portion of the display portion 9631 a can be a touch panel area 9632 a, and data can be input by touching the displayed operation key 9637. Display unit 96
31a shows, as an example, a configuration in which a half area has a display-only function and the other half area has a touch panel function, but the present invention is not limited to this structure. Display unit 96
The entire area 31a may have a touch panel function. For example, the display unit 9
The entire surface of the screen 631 a can be displayed as a keyboard button to form a touch panel, and the display portion 9631 b can be used as a display screen.
また、表示部9631bにおいても表示部9631aと同様に、表示部9631bの一
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。
Further, in the display portion 9631 b, as in the display portion 9631 a, part of the display portion 9631 b can be used as a region 9632 b of the touch panel. In addition, by touching the position where the keyboard display switching button 9639 on the touch panel is displayed with a finger or a stylus, a keyboard button can be displayed on the display portion 9631 b.
また、タッチパネルの領域9632aとタッチパネルの領域9632bに対して同時に
タッチ入力することもできる。
Further, touch input can be performed simultaneously on the touch panel region 9632 a and the touch panel region 9632 b.
また、表示モード切り替えスイッチ9034は、縦表示または横表示などの表示の向き
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検出される使用時の外
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、加速度センサ等の傾きを検出するセンサなどの他の検出装置
を内蔵させてもよい。
Further, the display mode switching switch 9034 can switch the display orientation such as vertical display or horizontal display, and can select switching between black and white display and color display. The power saving mode switching switch 9036 can optimize the display brightness in accordance with the amount of external light at the time of use detected by the light sensor incorporated in the tablet type terminal. The tablet type terminal may incorporate not only an optical sensor but also other detection devices such as a sensor for detecting inclination of a gyro, an acceleration sensor or the like.
また、図10(A)では表示部9631bと表示部9631aの表示面積が同じ例を示
し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。
10A shows an example in which the display areas of the display portions 9631 b and 9631 a are the same, but the present invention is not particularly limited, and one size may be different from the other size, and the display quality is also shown. It may be different. For example, a display panel in which one can perform higher definition display than the other may be used.
図10(B)は、閉じた状態であり、タブレット型端末は、筐体9630、太陽電池9
633、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。なお、図10(B)では充放電制御回路9634の一例としてバッテリー963
5、DCDCコンバータ9636を有する構成について示している。
The tablet terminal is closed in FIG. 10B and the housing 9630 and the solar battery 9 are illustrated in FIG.
And 633, a charge and discharge control circuit 9634, a battery 9635, and a DCDC converter 9636. Note that in FIG. 10B, the battery 963 is an example of the charge and discharge control circuit 9634.
5 shows a configuration having a DCDC converter 9636.
なお、タブレット型端末は2つ折り可能なため、未使用時に筐体9630を閉じた状態
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。
Note that since the tablet terminal can be folded in half, the housing 9630 can be closed when not in use. Therefore, the display portion 9631 a and the display portion 9631 b can be protected.
It is excellent in durability, and can provide a tablet type terminal excellent in reliability also from the viewpoint of long-term use.
また、この他にも図10(A)及び図10(B)に示したタブレット型端末は、様々な
情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示する機能、カレンダー、日付又は時刻な
どを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。
In addition to this, the tablet type terminal shown in FIGS. 10A and 10B has a function of displaying various information (still image, moving image, text image, etc.), calendar, date or time, etc. A function of displaying on the display portion, a touch input function of performing touch input operation or editing of information displayed on the display portion, a function of controlling processing by various software (programs), and the like can be provided.
タブレット型端末の表面に装着された太陽電池9633によって、電力をタッチパネル
、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の片面また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。
Electric power can be supplied to the touch panel, the display portion, the video signal processing portion, or the like by the solar battery 9633 mounted on the surface of the tablet terminal. Note that the solar battery 9633 can be provided on one side or both sides of the housing 9630, and the battery 9635 can be efficiently charged. When a lithium ion battery is used as the battery 9635, advantages such as downsizing can be achieved.
また、図10(B)に示す充放電制御回路9634の構成、及び動作について図10(
C)にブロック図を示し説明する。図10(C)には、太陽電池9633、バッテリー9
635、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963
6、コンバータ9638、スイッチSW1乃至SW3が、図10(B)に示す充放電制御
回路9634に対応する箇所となる。
In addition, the structure and operation of the charge and discharge control circuit 9634 illustrated in FIG.
C) and a block diagram will be described. In FIG. 10C, a solar cell 9633 and a battery 9 are shown.
635, DC-DC converter 9636, converter 9638, switches SW1 to SW3
, The display portion 9631, the battery 9635, the DCDC converter 963
6, the converter 9638, and the switches SW1 to SW3 correspond to the charge / discharge control circuit 9634 shown in FIG. 10B.
まず外光により太陽電池9633により発電がされる場合の動作の例について説明する
。太陽電池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で昇圧または降圧がなされる。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をすることとなる。ま
た、表示部9631での表示を行わない際には、スイッチSW1をオフにし、スイッチS
W2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。
First, an example of operation in the case where electric power is generated by the solar battery 9633 by external light will be described. The electric power generated by the solar cell 9633 is boosted or lowered by the DCDC converter 9636 to a voltage for charging the battery 9635. And, the display portion 9631
When the power from the solar cell 9633 is used for the operation of the switch 913, the switch SW1 is turned on, and the converter 9638 boosts or steps down the voltage required for the display portion 9631. In addition, when display on the display portion 9631 is not performed, the switch SW1 is turned off, and the switch S1 is turned off.
It may be configured to charge the battery 9635 with W2 turned on.
なお太陽電池9633については、発電手段の一例として示したが、特に限定されず、
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。
Although the solar cell 9633 is shown as an example of the power generation means, it is not particularly limited,
The battery 9635 may be charged by another power generation unit such as a piezoelectric element (piezo element) or a thermoelectric conversion element (Peltier element). For example, a non-contact power transmission module that transmits and receives power wirelessly (without contact) to charge the battery, or another charging unit may be combined.
また、上記実施の形態で説明した表示部を具備していれば、図10に示した電子機器に
特に限定されないことは言うまでもない。
Needless to say, the electronic device illustrated in FIG. 10 is not particularly limited as long as the display unit described in the above embodiment is included.
以上のようにして、本発明の一態様である発光装置を適用して電子機器を得ることがで
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。
As described above, an electronic device can be obtained by applying the light-emitting device which is one embodiment of the present invention. The application range of the light emitting device is so wide that it can be applied to electronic devices in all fields.
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7)
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11を用いて説明する。
Seventh Embodiment
In this embodiment, an example of a lighting device to which a light-emitting device including the light-emitting element which is one embodiment of the present invention is applied is described with reference to FIG.
図11は、発光装置を室内の照明装置8001として用いた例である。なお、発光装置
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。
FIG. 11 illustrates an example in which a light-emitting device is used as a lighting device 8001 in a room. Note that since the light-emitting device 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 8002 in which the light emitting region has a curved surface can also be formed. The light-emitting element included in the light-emitting device described in this embodiment has a thin film shape, and the degree of freedom in housing design is high. Therefore, it is possible to form a lighting device with various designs. Furthermore, a large-sized lighting device 8003 may be provided on a wall surface in the room.
また、発光装置をテーブルの表面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。
In addition, by using a light emitting device for the surface of a table, the lighting device 8004 can have a function as a table. Note that by using a light-emitting device for part of other furniture, the lighting device can have a function as furniture.
以上のように、発光装置を適用した様々な照明装置が得られる。なお、これらの照明装
置は本発明の一態様に含まれるものとする。
As described above, various lighting devices to which the light emitting device is applied can be obtained. Note that these lighting devices are included in one embodiment of the present invention.
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 used in appropriate combination with the structure described in 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1について図12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。
In this example, a light-emitting element 1 which is one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Chemical formulas of materials used in this example are shown below.
≪発光素子1の作製≫
まず、ガラス製の基板1100上に酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)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。
<< Production of Light-Emitting Element 1 >>
First, indium tin oxide (ITSO) containing silicon oxide was formed over a glass substrate 1100 by a sputtering method to form a first electrode 1101 functioning as an anode. The film thickness was 110 nm, and the electrode area was 2 mm × 2 mm.
次に、基板1100上に発光素子1を形成するための前処理として、基板表面を水で洗
浄し、200℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。
Next, as pretreatment for forming the light-emitting element 1 over the substrate 1100, the surface of the substrate was washed with water, baked at 200 ° C. for 1 hour, and subjected to UV ozone treatment for 370 seconds.
その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸
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。
After that, the substrate is introduced into a vacuum evaporation apparatus whose inside is depressurized to about 10 -4 Pa, and vacuum baking is performed at 170 ° C. for 30 minutes in a heating chamber in the vacuum evaporation apparatus. It was allowed to cool.
次に、第1の電極1101が形成された面が下方となるように、基板1100を真空蒸
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。
Next, the substrate 1100 was fixed to a holder provided in a vacuum evaporation apparatus such that the surface on which the first electrode 1101 was formed faced downward. In this embodiment, the EL layer 1 is formed by vacuum evaporation.
The case where the hole injection layer 1111, the hole transport layer 1112, the light emitting layer 1113, the electron transport layer 1114, and the electron injection layer 1115 which constitute the element 102 are sequentially formed will be described.
真空装置内を10−4Paに減圧した後、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)と酸化モリブデン(VI)とを、DBT3
P−II(略称):酸化モリブデン=4:2(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20nm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。
After reducing the pressure in the vacuum device to 10 -4 Pa, 1,3,5-tri (dibenzothiophene-4)
-Yl) benzene (abbreviation: DBT3P-II) and molybdenum oxide (VI) with DBT3
The hole injection layer 1111 was formed over the first electrode 1101 by co-evaporation such that P-II (abbreviation): molybdenum oxide = 4: 2 (mass ratio). The film thickness was 20 nm. Co-evaporation is an evaporation method in which a plurality of different substances are simultaneously evaporated from different evaporation sources.
次に、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20nm蒸着することにより、正孔輸送層1112を形成し
た。
Next, a hole transporting layer 1112 was formed by vapor deposition of 4-phenyl-4 ′-(9-phenylfluoren-9-yl) triphenylamine (abbreviation: BPAFLP) to a thickness of 20 nm.
次に、正孔輸送層1112上に発光層1113を形成した。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)、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)、(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、2mDBTBPDBq−II(略称):PCBB
iF(略称):[Ir(tBuppm)2(acac)](略称)=0.7:0.3:0
.05(質量比)となるよう共蒸着し、第1の発光層1113aを20nmの膜厚で形成
した後、2mDBTBPDBq−II(略称)、N,N’−ビス(9,9−ジメチルフル
オレン−2−イル)−N,N’−ジ(ビフェニル−4−イル)−1,4−フェニレンジア
ミン(略称:FBi2P)、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−κ2O,O’)イリジウム(III)
(略称:[Ir(dmdppr−dmp)2(divm)])を、2mDBTBPDBq
−II(略称):FBi2P(略称):[Ir(dmdppr−dmp)2(divm)
](略称)=0.8:0.2:0.05(質量比)となるように共蒸着し、第2の発光層
1113bを20nmの膜厚で形成することで積層構造を有する発光層1113を形成し
た。
Next, the light emitting layer 1113 was formed over the hole transporting layer 1112. 2- [3 ′-(dibenzothiophen-4-yl) biphenyl-3-yl] dibenzo [f, h] quinoxaline (abbreviation:
2mDBTBPDB q-II), 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 (
tBuppm) 2 (acac)]), 2mDBTBPDBq-II (abbreviation): PCBB
iF (abbreviation): [Ir (tBuppm) 2 (acac)] (abbreviation) = 0.7: 0.3: 0
. After co-evaporation to be 05 (mass ratio) to form a first light emitting layer 1113 a with a thickness of 20 nm, 2m DBTBPDB q-II (abbreviation), N, N′-bis (9,9-dimethylfluorene-2 -Yl) -N, N'-di (biphenyl-4-yl) -1,4-phenylenediamine (abbreviation: FBi2P), bis {4,6-dimethyl-2- [5- (2,6-dimethylphenyl) ) -3- (3,5-Dimethylphenyl) -2-pyrazinyl-κN] phenyl-κC
} (2,8-Dimethyl-4,6-nonandionato-κ 2 O, O ') iridium (III)
(Abbreviation: [Ir (dmdppr-dmp) 2 (divm)]), 2mDBTBPDBq
-II (abbreviation): FBi2P (abbreviation): [Ir (dmdppr-dmp) 2 (divm)
(Abbr.) = 0.8: 0.2: 0.05 (mass ratio) by co-evaporation to form a second light emitting layer 1113 b with a thickness of 20 nm; thus, a light emitting layer having a laminated structure 1113 was formed.
次に、発光層1113上に2mDBTBPDBq−II(略称)を15nm蒸着した後
、バソフェナントロリン(略称:Bphen)を10nm蒸着することにより、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。
Next, 2 nm DBTBPDB q-II (abbreviation) was vapor-deposited to 15 nm over the light-emitting layer 1113, and then 10 nm of bathophenanthroline (abbreviation: Bphen) was vapor-deposited to form an electron-transport layer 1114. Furthermore, an electron injection layer 1115 was formed on the electron transport layer 1114 by vapor-depositing lithium fluoride to a thickness of 1 nm.
最後に、電子注入層1115上にアルミニウムを200nmの膜厚となるように蒸着し
、陰極となる第2の電極1103形成し、発光素子1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。
Lastly, aluminum was vapor-deposited to a thickness of 200 nm over the electron injection layer 1115 to form a second electrode 1103 to be a cathode, whereby a light-emitting element 1 was obtained. In the above-mentioned vapor deposition process, all vapor deposition used resistance heating.
以上により得られた発光素子1の素子構造を表1に示す。 The element structure of the light-emitting element 1 obtained as described above is shown in Table 1.
また、作製した発光素子1は、大気に曝されないように窒素雰囲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80℃にて1時間熱処理
)。
In addition, the manufactured light-emitting element 1 was sealed in a nitrogen atmosphere glove box so as not to be exposed to the air (a sealing material is applied around the element, and heat treatment is performed at 80 ° C. for 1 hour at the time of sealing).
≪発光素子1の動作特性≫
作製した発光素子1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。
«Operational Characteristics of Light-Emitting Element 1»
The operating characteristics of the manufactured light emitting element 1 were measured. The measurement was performed at room temperature (in the atmosphere kept at 25 ° C.).
まず、発光素子1の電流密度−輝度特性を図13に示す。なお、図13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の
電圧−輝度特性を図14に示す。なお、図14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の輝度−電流効率特性を図15に示す。な
お、図15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の電圧−電流特性を図16に示す。なお、図16において、縦軸は
、電流(mA)、横軸は、電圧(V)を示す。
First, current density-luminance characteristics of the light-emitting element 1 are shown in FIG. In FIG. 13, the vertical axis represents luminance (cd / m 2 ), and the horizontal axis represents current density (mA / cm 2 ). Further, voltage-luminance characteristics of the light-emitting element 1 are shown in FIG. In FIG. 14, the vertical axis represents luminance (cd / m 2 ),
The horizontal axis shows voltage (V). The luminance-current efficiency characteristics of the light-emitting element 1 are shown in FIG. In FIG. 15, the vertical axis represents current efficiency (cd / A), and the horizontal axis represents luminance (cd / m 2 ). Further, voltage-current characteristics of the light-emitting element 1 are shown in FIG. In FIG. 16, the vertical axis represents current (mA), and the horizontal axis represents voltage (V).
図15より、本発明の一態様である発光素子1は、高効率な素子であることがわかった
。また、1000cd/m2付近における発光素子1の主な初期特性値を以下の表2に示
す。
According to FIG. 15, it was found that the light-emitting element 1 which is one embodiment of the present invention is a highly efficient element. Also, Table 2 below shows initial values of main characteristics of the light-emitting element 1 at around 1000 cd / m 2.
上記結果から、本実施例で作製した発光素子1は、高い外部量子効率を示しているので
、高い発光効率を示すことが分かる。
From the above results, it can be seen that the light-emitting element 1 manufactured in this example exhibits high external quantum efficiency and thus exhibits high luminous efficiency.
また、発光素子1に25mA/cm2の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを
、図17に示す。図17に示す通り、発光素子1の発光スペクトルは546nmと615
nm付近に2つのピークを有しており、それぞれ燐光性有機金属イリジウム錯体[Ir(
tBuppm)2(acac)]と[Ir(dmdppr−dmp)2(divm)]の
発光に由来していることが示唆される。
In addition, a light emission spectrum when current is supplied to the light-emitting element 1 at a current density of 25 mA / cm 2 is shown in FIG. As shown in FIG. 17, the emission spectrum of the light emitting element 1 is 546 nm and 615 nm.
It has two peaks in the vicinity of nm, and each of them is a phosphorescent organometallic iridium complex [Ir (
It is suggested that it originates in the light emission of tBuppm) 2 (acac)] and [Ir (dmdppr-dmp) 2 (divm)].
なお、サイクリックボルタンメトリ測定より、正孔輸送性を有する第2の有機化合物で
あるPCBBiFのHOMO準位は−5.36eVであり、正孔輸送性を有する第3の有
機化合物であるFBi2PのHOMO準位は−5.13eVと見積もられた。したがって
、第3の有機化合物よりも第2の有機化合物の方が、HOMO準位が低い構成となってい
る。
From cyclic voltammetry measurement, the HOMO level of PCBBiF, which is the second organic compound having hole transportability, is -5.36 eV, and FBi2P, which is the third organic compound having hole transportability. The HOMO level of was estimated to be -5.13 eV. Therefore, the second organic compound has a lower HOMO level than the third organic compound.
ここで、図18に、電子輸送性を有する第1の有機化合物である2mDBTBPDBq
−IIの薄膜の発光スペクトル、正孔輸送性を有する第2の有機化合物であるPCBBi
Fの薄膜の発光スペクトル、及び2mDBTBPDBq−IIとPCBBiFの混合膜(
共蒸着膜)の発光スペクトルを示す。また、図19に、電子輸送性を有する第1の有機化
合物である2mDBTBPDBq−IIの薄膜の発光スペクトル、正孔輸送性を有する第
3の有機化合物であるFBi2Pの薄膜の発光スペクトル、及び2mDBTBPDBq−
IIとFBi2Pの混合膜(共蒸着膜)の発光スペクトルを示す。
Here, in FIG. 18, 2mDBTBPDBq which is a first organic compound having an electron transporting property.
Emission spectrum of a thin film of II-II, PCBBi which is a second organic compound having a hole transportability
Emission spectrum of thin film of F, and mixed film of 2mDBTBPDBq-II and PCBBiF (
The emission spectrum of the co-deposited film is shown. Further, FIG. 19 shows an emission spectrum of a thin film of 2mDBTBPDBq-II which is a first organic compound having an electron transporting property, an emission spectrum of a thin film of FBi2P which is a third organic compound having a hole transporting property, and 2mDBTBPDBq-
The emission spectrum of the mixed film (coevaporation film | membrane) of II and FBi2P is shown.
図18および図19から、混合膜の発光波長は各材料の単膜の発光波長よりも長波長に
位置しているため、第1の有機化合物(2mDBTBPDBq−II)と第2の有機化合
物(PCBBiF)、および第1の有機化合物(2mDBTBPDBq−II)と第3の
有機化合物(FBi2P)は、それぞれ励起錯体を形成していることがわかる。また、第
1の有機化合物(2mDBTBPDBq−II)と第2の有機化合物(PCBBiF)で
形成される励起錯体の発光波長は511nmであるのに対し、第1の有機化合物(2mD
BTBPDBq−II)と第3の有機化合物(FBi2P)で形成される励起錯体の発光
波長は553nmであるため、前者の方がエネルギーが大きいことがわかる。
From FIG. 18 and FIG. 19, since the emission wavelength of the mixed film is located at a longer wavelength than the emission wavelength of the single film of each material, the first organic compound (2mDBTBPDBq-II) and the second organic compound (PCBBiF) And the first organic compound (2mDBTBPDBq-II) and the third organic compound (FBi2P) each form an exciplex. The emission wavelength of the exciplex formed of the first organic compound (2mDBTBPDBq-II) and the second organic compound (PCBBiF) is 511 nm, whereas the first organic compound (2mD) is
Since the emission wavelength of the exciplex formed of BTBPDB q-II) and the third organic compound (FBi2P) is 553 nm, it can be seen that the former has larger energy.
101 第1の電極
102 第2の電極
103 EL層
104 正孔注入層
105 正孔輸送層
106 発光層
106a 第1の発光層
106b 第2の発光層
107 電子輸送層
108 電子注入層
109 発光性物質
109a 三重項励起エネルギーを発光に変える第1の発光性物質
109b 三重項励起エネルギーを発光に変える第2の発光性物質
110 第1の有機化合物
111 第2の有機化合物
112 第3の有機化合物
201 第1の電極(陽極)
202 第2の電極(陰極)
203 EL層
204 正孔注入層
205 正孔輸送層
206 発光層
206a 第1の発光層
206b 第2の発光層
207 電子輸送層
208 電子注入層
209 発光性物質
209a 三重項励起エネルギーを発光に変える第1の発光性物質
209b 三重項励起エネルギーを発光に変える第2の発光性物質
210 第1の有機化合物
211 第2の有機化合物
212 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
302(n−1) 第(n−1)のEL層
302(n) 第(n)のEL層
304 第2の電極
305 電荷発生層(I)
305(1) 第1の電荷発生層(I)
305(2) 第2の電荷発生層(I)
305(n−2) 第(n−2)の電荷発生層(I)
305(n−1) 第(n−1)の電荷発生層(I)
401 反射電極
402 半透過・半反射電極
403a 第1の透明導電層
403b 第2の透明導電層
404B 第1の発光層(B)
404G 第2の発光層(G)
404R 第3の発光層(R)
405 EL層
410R 第1の発光素子(R)
410G 第2の発光素子(G)
410B 第3の発光素子(B)
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 引き回し配線
508 FPC(フレキシブルプリントサーキット)
509 nチャネル型TFT
510 pチャネル型TFT
511 スイッチング用TFT
512 電流制御用TFT
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
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
101 First electrode 102 Second electrode 103 EL layer 104 Hole injection layer 105 Hole transport layer 106 Light emitting layer 106 a First light emitting layer 106 b Second light emitting layer 107 Electron transport layer 108 Electron injection layer 109 Light emitting substance 109a First light-emitting substance 109b that converts triplet excitation energy into light emission Second light-emitting substance 110 that converts triplet excitation energy into light emission First organic compound 111 Second organic compound 112 Third organic compound 201 1 electrode (anode)
202 Second electrode (cathode)
203 EL layer 204 hole injecting layer 205 hole transporting layer 206 light emitting layer 206 a first light emitting layer 206 b second light emitting layer 207 electron transporting layer 208 electron injecting layer 209 light emitting substance 209 a third element for converting triplet excitation energy into light emission 1 light emitting substance 209 b second triplet for converting triplet excitation energy into light emission first organic compound 211 second organic compound 212 third organic compound 301 first electrode 302 (1) first EL layer 302 (2) second EL layer 302 (n-1) nth (n-1) EL layer 302 (n) nth (n) EL layer 304 second electrode 305 charge generation layer (I)
305 (1) first charge generation layer (I)
305 (2) Second charge generation layer (I)
305 (n-2) The (n-2) th charge generation layer (I)
305 (n-1) th (n-1) charge generation layer (I)
401 Reflective electrode 402 Semi-transmissive / semi-reflective electrode 403 a First transparent conductive layer 403 b Second transparent conductive layer 404 B First light emitting layer (B)
404G Second light emitting layer (G)
404R Third light emitting layer (R)
405 EL layer 410R first light emitting element (R)
410G second light emitting element (G)
410B Third Light-Emitting Element (B)
501 element substrate 502 pixel portion 503 drive circuit portion (source line drive circuit)
504a, 504b drive circuit unit (gate line drive circuit)
505 sealing material 506 sealing substrate 507 lead wiring 508 FPC (flexible printed circuit)
509 n-channel TFT
510 p-channel TFT
511 TFT for switching
512 TFT for current control
513 1st electrode (anode)
514 insulator 515 EL layer 516 second electrode (cathode)
517 light emitting element 518 space 7100 television apparatus 7101 housing 7103 display 7107 stand 7107 display 7109 operation keys 7110 remote control 720 main body 7202 housing 7203 display 7204 keyboard 7205 external connection port 7206 pointing device 7301 housing 7302 housing 7303 connecting unit 7304 display unit 7305 display unit 7306 speaker unit 7307 recording medium insertion unit 7308 LED lamp 7309 operation key 7310 connection terminal 7311 sensor 7312 microphone 7400 mobile phone 7401 housing 7402 display unit 7403 operation button 7404 external connection port 7405 speaker 7406 microphone 7406 8001 lighting system 8002 lighting system 8003 lighting system 8004 lighting system 9033 fastener 90 4 Display mode switching switch 9035 Power switch 9036 Power saving mode switching switch 9038 Operation switch 9630 Case 9631 Display area 9631a Display area 9631b Display area 9632a Touch panel area 9632b Touch panel area 9633 Solar battery 9634 Charge and discharge control circuit 9635 Battery 9636 DCDC converter 9637 operation key 9638 converter 9639 button
Claims (3)
前記発光層は、第1の発光層と、第2の発光層と、を有し、
前記第1の発光層は、前記陽極と前記第2の発光層との間に位置し、
前記第1の発光層は、熱活性化遅延蛍光を示す第1の材料と、第1の有機化合物と、第2の有機化合物と、を有し、
前記第2の発光層は、熱活性化遅延蛍光を示す第2の材料と、前記第1の有機化合物と、第3の有機化合物と、を有し、
前記第2の有機化合物は、前記第3の有機化合物よりも最高被占有軌道準位(HOMO準位)が低く、
前記第1の有機化合物は、π不足型複素芳香族化合物であり、
前記第2の有機化合物は、π過剰型複素芳香族化合物または芳香族アミン化合物であり、
前記第3の有機化合物は、π過剰型複素芳香族化合物または芳香族アミン化合物である発光装置。 Has a light emitting layer between the anode and the cathode,
The light emitting layer has a first light emitting layer and a second light emitting layer,
The first light emitting layer is located between the anode and the second light emitting layer,
The first light emitting layer includes a first material exhibiting thermally activated delayed fluorescence, a first organic compound, and a second organic compound.
The second light emitting layer includes a second material exhibiting thermally activated delayed fluorescence, the first organic compound, and a third organic compound.
The second organic compound has a lower highest occupied orbital level (HOMO level) than the third organic compound,
The first organic compound is a π-deficient heteroaromatic compound,
The second organic compound is a π excess heteroaromatic compound or an aromatic amine compound,
The light emitting device, wherein the third organic compound is a π excess heteroaromatic compound or an aromatic amine compound.
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