JP2021176150A - 発光装置、電子機器、及び照明装置 - Google Patents
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Abstract
Description
、マニュファクチャ、または、組成物(コンポジション・オブ・マター)に関する。特に
、本発明の一態様は、発光素子、発光装置、電子機器、および照明装置、それらの駆動方
法、または、それらの製造方法に関する。
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発光装置は、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。
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。
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。)。
消費電力化を進める上で重要視される項目の一つである。なお、発光素子の駆動電圧を低
減させるためや電流量を減らすためには、発光素子のEL層におけるキャリアバランスの
制御や、キャリアの再結合確率の向上を可能とする素子構成の他、EL層に含まれる発光
層での発光特性が重要となる。そのため、EL層を所望の構成とすることにより、発光層
での発光特性を良好にし、発光素子の駆動電圧を低減させたり、電流量を減らしたりする
ことが重要となる。または、発光素子の駆動電圧を低減させるとともに、信頼性の高い発
光素子が得られることが好ましい。
各々提供する。または、本発明の別の一態様では、消費電力が小さく、信頼性の高い発光
装置、電子機器、または照明装置を各々提供する。また、本発明の別の一態様では、新規
な発光素子、発光装置を提供する。なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げ
るものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないも
のとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明
らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出
することが可能である。
光素子を有する発光装置であって、第1の発光素子は、第1のEL層と、第2のEL層と
、電荷発生層と、を有して構成され、第2の発光素子は、第1のEL層と、第2のEL層
と、電荷発生層と、を有して構成され、第3の発光素子は、第1のEL層と、第2のEL
層と、電荷発生層と、を有して構成され、第4の発光素子は、第1のEL層と、第2のE
L層と、電荷発生層と、を有して構成され、第1のEL層は、第1の発光素子の一部とし
て機能する領域と、第2の発光素子の一部として機能する領域と、第3の発光素子の一部
として機能する領域と、第4の発光素子の一部として機能する領域と、を有し、第2のE
L層は、第1の発光素子の一部として機能する領域と、第2の発光素子の一部として機能
する領域と、第3の発光素子の一部として機能する領域と、第4の発光素子の一部として
機能する領域と、を有し、電荷発生層は、第1の発光素子の一部として機能する領域と、
第2の発光素子の一部として機能する領域と、第3の発光素子の一部として機能する領域
と、第4の発光素子の一部として機能する領域と、を有し、電荷発生層は、第1のEL層
と、第2のEL層との間に設けられ、第1のEL層は、ピレン骨格に二つのベンゾ[b]
ナフト[1,2−d]フラニルアミン骨格がそれぞれ独立に結合した構造を有する有機化
合物を有し、第2のEL層は、燐光で発光することができる機能を有し、第1の発光素子
は、青色で発光することができる機能を有し、第2の発光素子は、緑色で発光することが
できる機能を有し、第3の発光素子は、赤色で発光することができる機能を有することを
特徴とする発光装置である。
の発光素子を有する発光装置であって、第1の発光素子は、第1のEL層と、第2のEL
層と、電荷発生層と、を有して構成され、第2の発光素子は、第1のEL層と、第2のE
L層と、電荷発生層と、を有して構成され、第3の発光素子は、第1のEL層と、第2の
EL層と、電荷発生層と、を有して構成され、第4の発光素子は、第1のEL層と、第2
のEL層と、電荷発生層と、を有して構成され、第1の発光素子は、陽極を有し、第1の
EL層は、陽極と、電荷発生層との間に設けられ、第1のEL層は、第1の発光素子の一
部として機能する領域と、第2の発光素子の一部として機能する領域と、第3の発光素子
の一部として機能する領域と、第4の発光素子の一部として機能する領域と、を有し、第
2のEL層は、第1の発光素子の一部として機能する領域と、第2の発光素子の一部とし
て機能する領域と、第3の発光素子の一部として機能する領域と、第4の発光素子の一部
として機能する領域と、を有し、電荷発生層は、第1の発光素子の一部として機能する領
域と、第2の発光素子の一部として機能する領域と、第3の発光素子の一部として機能す
る領域と、第4の発光素子の一部として機能する領域と、を有し、電荷発生層は、第1の
EL層と、第2のEL層との間に設けられ、第1のEL層は、ピレン骨格に二つのベンゾ
[b]ナフト[1,2−d]フラニルアミン骨格がそれぞれ独立に結合した構造を有する
有機化合物を有し、第2のEL層は、燐光で発光することができる機能を有し、第1の発
光素子は、青色で発光することができる機能を有し、第2の発光素子は、緑色で発光する
ことができる機能を有し、第3の発光素子は、赤色で発光することができる機能を有する
ことを特徴とする発光装置である。
の発光素子を有する発光装置であって、第1の発光素子は、第1のEL層と、第2のEL
層と、電荷発生層と、を有して構成され、第2の発光素子は、第1のEL層と、第2のE
L層と、電荷発生層と、を有して構成され、第3の発光素子は、第1のEL層と、第2の
EL層と、電荷発生層と、を有して構成され、第4の発光素子は、第1のEL層と、第2
のEL層と、電荷発生層と、を有して構成され、第1の発光素子は、陽極を有し、第1の
EL層は、陽極と、電荷発生層との間に設けられ、第1のEL層は、第1の発光素子の一
部として機能する領域と、第2の発光素子の一部として機能する領域と、第3の発光素子
の一部として機能する領域と、第4の発光素子の一部として機能する領域と、を有し、第
2のEL層は、第1の発光素子の一部として機能する領域と、第2の発光素子の一部とし
て機能する領域と、第3の発光素子の一部として機能する領域と、第4の発光素子の一部
として機能する領域と、を有し、電荷発生層は、第1の発光素子の一部として機能する領
域と、第2の発光素子の一部として機能する領域と、第3の発光素子の一部として機能す
る領域と、第4の発光素子の一部として機能する領域と、を有し、電荷発生層は、第1の
EL層と、第2のEL層との間に設けられ、第1のEL層は、ピレン骨格に二つのベンゾ
[b]ナフト[1,2−d]フラニルアミン骨格がそれぞれ独立に結合した構造を有する
有機化合物を有し、第2のEL層は、黄色燐光発光することができる機能を有し、第1の
発光素子は、青色で発光することができる機能を有し、第2の発光素子は、緑色で発光す
ることができる機能を有し、第3の発光素子は、赤色で発光することができる機能を有す
ることを特徴とする発光装置である。
格は、それぞれピレン骨格の1位および6位に結合していることを特徴とする発光装置で
ある。
格における窒素原子は、それぞれ独立に、ベンゾ[b]ナフト[1,2−d]フラニル基
の6位または8位と結合していることを特徴とする発光装置である。
光素子を有する発光装置であって、第1の発光素子は、第1のEL層と、第2のEL層と
、電荷発生層と、を有して構成され、第2の発光素子は、第1のEL層と、第2のEL層
と、電荷発生層と、を有して構成され、第3の発光素子は、第1のEL層と、第2のEL
層と、電荷発生層と、を有して構成され、第4の発光素子は、第1のEL層と、第2のE
L層と、電荷発生層と、を有して構成され、第1の発光素子は、陽極を有し、第1のEL
層は、陽極と、電荷発生層との間に設けられ、第1のEL層は、第1の発光素子の一部と
して機能する領域と、第2の発光素子の一部として機能する領域と、第3の発光素子の一
部として機能する領域と、第4の発光素子の一部として機能する領域と、を有し、第2の
EL層は、第1の発光素子の一部として機能する領域と、第2の発光素子の一部として機
能する領域と、第3の発光素子の一部として機能する領域と、第4の発光素子の一部とし
て機能する領域と、を有し、電荷発生層は、第1の発光素子の一部として機能する領域と
、第2の発光素子の一部として機能する領域と、第3の発光素子の一部として機能する領
域と、第4の発光素子の一部として機能する領域と、を有し、電荷発生層は、第1のEL
層と、第2のEL層との間に設けられ、第1のEL層は、下記一般式(G1)で表される
第1の有機化合物と、第2の有機化合物と、を有し、第2のEL層は、黄色燐光発光する
ことができる機能を有し、第1の発光素子は、青色で発光することができる機能を有し、
第2の発光素子は、緑色で発光することができる機能を有し、第3の発光素子は、赤色で
発光することができる機能を有することを特徴とする発光装置である。
環を形成する炭素数が6〜13のアリール基を表し、R1〜R8、R10〜R18および
R20〜R28は、それぞれ独立に、水素、置換または無置換の炭素数1〜6のアルキル
基、置換または無置換の炭素数1〜6のアルコキシ基、シアノ基、ハロゲン、置換または
無置換の炭素数1〜6のハロアルキル基、もしくは置換または無置換の炭素数6〜10の
アリール基を表す。
光素子を有する発光装置であって、第1の発光素子は、第1のEL層と、第2のEL層と
、電荷発生層と、を有して構成され、第2の発光素子は、第1のEL層と、第2のEL層
と、電荷発生層と、を有して構成され、第3の発光素子は、第1のEL層と、第2のEL
層と、電荷発生層と、を有して構成され、第4の発光素子は、第1のEL層と、第2のE
L層と、電荷発生層と、を有して構成され、第1の発光素子は、陽極を有し、第1のEL
層は、陽極と、電荷発生層との間に設けられ、第1のEL層は、第1の発光素子の一部と
して機能する領域と、第2の発光素子の一部として機能する領域と、第3の発光素子の一
部として機能する領域と、第4の発光素子の一部として機能する領域と、を有し、第2の
EL層は、第1の発光素子の一部として機能する領域と、第2の発光素子の一部として機
能する領域と、第3の発光素子の一部として機能する領域と、第4の発光素子の一部とし
て機能する領域と、を有し、電荷発生層は、第1の発光素子の一部として機能する領域と
、第2の発光素子の一部として機能する領域と、第3の発光素子の一部として機能する領
域と、第4の発光素子の一部として機能する領域と、を有し、電荷発生層は、第1のEL
層と、第2のEL層との間に設けられ、第1のEL層は、下記一般式(G2)で表される
第1の有機化合物と、第2の有機化合物と、を有し、第2のEL層は、黄色燐光発光する
ことができる機能を有し、第1の発光素子は、青色で発光することができる機能を有し、
第2の発光素子は、緑色で発光することができる機能を有し、第3の発光素子は、赤色で
発光することができる機能を有することを特徴とする発光装置である。
置換または無置換の炭素数1〜6のアルキル基、置換または無置換の炭素数1〜6のアル
コキシ基、シアノ基、ハロゲン、置換または無置換の炭素数1〜6のハロアルキル基、も
しくは置換または無置換の炭素数6〜10のアリール基を表す。
光素子を有する発光装置であって、第1の発光素子は、第1のEL層と、第2のEL層と
、電荷発生層と、を有して構成され、第2の発光素子は、第1のEL層と、第2のEL層
と、電荷発生層と、を有して構成され、第3の発光素子は、第1のEL層と、第2のEL
層と、電荷発生層と、を有して構成され、第4の発光素子は、第1のEL層と、第2のE
L層と、電荷発生層と、を有して構成され、第1の発光素子は、陽極を有し、第1のEL
層は、陽極と、電荷発生層との間に設けられ、第1のEL層は、第1の発光素子の一部と
して機能する領域と、第2の発光素子の一部として機能する領域と、第3の発光素子の一
部として機能する領域と、第4の発光素子の一部として機能する領域と、を有し、第2の
EL層は、第1の発光素子の一部として機能する領域と、第2の発光素子の一部として機
能する領域と、第3の発光素子の一部として機能する領域と、第4の発光素子の一部とし
て機能する領域と、を有し、電荷発生層は、第1の発光素子の一部として機能する領域と
、第2の発光素子の一部として機能する領域と、第3の発光素子の一部として機能する領
域と、第4の発光素子の一部として機能する領域と、を有し、電荷発生層は、第1のEL
層と、第2のEL層との間に設けられ、第1のEL層は、下記構造式(132)で表され
る第1の有機化合物と、第2の有機化合物と、を有し、第2のEL層は、黄色燐光発光す
ることができる機能を有し、第1の発光素子は、青色で発光することができる機能を有し
、第2の発光素子は、緑色で発光することができる機能を有し、第3の発光素子は、赤色
で発光することができる機能を有することを特徴とする発光装置である。
光素子を有する発光装置であって、第1の発光素子、第2の発光素子、第3の発光素子、
および第4の発光素子は、いずれも陽極と、陰極との間に共通なEL層を有し、前記EL
層は、第1の発光層及び第2の発光層を有し、前記第1の発光層は、蛍光発光物質を含み
、前記蛍光発光物質は、トルエン溶液における発光スペクトルのピーク波長が440nm
乃至460nm、好ましくは440nm乃至455nmに存在し、前記第2の発光層は、
燐光発光物質を含み、前記第1の発光素子は、青色発光を呈し、前記第2の発光素子は、
緑色発光を呈し、前記第3の発光素子は、赤色発光を呈し、前記第4の発光素子は、黄色
発光を呈する発光装置である。
の発光素子を有する発光装置であって、第1の発光素子、第2の発光素子、第3の発光素
子、および第4の発光素子は、いずれも陽極と、陰極との間に電荷発生層を挟んで共通な
第1のEL層と、第2のEL層と、を有し、前記第1のEL層は、第1の発光層を有し、
前記第2のEL層は、第2の発光層を有し、前記第1の発光層は、蛍光発光物質を含み、
前記蛍光発光物質は、トルエン溶液における発光スペクトルのピーク波長が440nm乃
至460nm、好ましくは440nm乃至455nmに存在し、前記第2の発光層は、燐
光発光物質を含み、前記第1の発光素子は、青色発光を呈し、前記第2の発光素子は、緑
色発光を呈し、前記第3の発光素子は、赤色発光を呈し、前記第4の発光素子は、黄色発
光を呈する発光装置である。
50nm以下である発光装置である。
いてx=0.13以上0.17以下且つy=0.03以上0.08以下である発光装置で
ある。より好ましくは、上記構成の発光装置において、y=0.03以上0.07以下の
発光装置である。
フィルタを介して前記発光装置の外部に射出する発光装置である。
0.329)の光を、輝度300cd/m2で得た場合の前記発光装置の駆動FETを含
まない消費電力(第1乃至第4の発光素子の消費電力の合計値)が1mW/cm2以上7
mW/cm2以下である発光装置である。
13,0.329)の光を、輝度300cd/m2で得た場合の前記発光装置の駆動FE
Tを含む消費電力(陽極−陰極間の電圧と消費電流との積から算出した消費電力)が2m
W/cm2以上15mW/cm2以下である発光装置である。
機器である。
置を適用した電子機器(具体的には、該発光素子や該発光装置と、接続端子、または操作
キーとを有する電子機器)および照明装置(具体的には、該発光素子や該発光装置と、筐
体とを有する照明装置)も範疇に含めるものである。従って、本明細書中における発光装
置とは、画像表示デバイス、もしくは光源(照明装置含む)を指す。また、発光装置にコ
ネクター、例えばFPC(Flexible printed circuit)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COG(Chi
p 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発光
装置に含むものとする。
きる。または、低消費電力な発光装置、電子機器及び照明装置を各々提供することができ
る。また、低消費電力且つ信頼性の高い発光装置、電子機器及び照明装置を各々提供する
ことができる。なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。な
お、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これ
ら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり
、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である
。
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。
じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜
」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用
語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
本発明の一態様である発光装置は、一対の電極間に発光層を含むEL層を挟んで形成され
た発光素子を用いている。当該発光素子は、一対の電極間に一つのEL層が設けられた構
造(シングル構造)や、電荷発生層を挟んで複数のEL層が積層された構造(タンデム構
造)など様々な構造をとることができる。以下、発光素子の素子構造の一例として、EL
層を2層有するタンデム構造の発光素子を例に用い、図1(A)を参照しながら説明する
。
発光層を含む2つのEL層(103a、103b)が挟まれており、各EL層(103a
、103b)は、第1の電極101側から正孔(ホール)注入層(104a、104b)
、正孔(ホール)輸送層(105a、105b)、発光層(106a、106b)、電子
輸送層(107a、107b)、電子注入層(108a、108b)等が順次積層された
構造を有する。また、EL層103aとEL層103bとの間には、電荷発生層109を
有する。
て含んでおり、所望の発光色を呈する蛍光発光や燐光発光が得られる構成にすることがで
きる。また、各発光層(106a、106b)に、異なる発光物質を含む発光層をさらに
積層してもよい。
に、一方のEL層(103aまたは103b)に電子を注入し、他方のEL層(103b
または103a)に正孔を注入する機能を有する。従って、図1(A)において、第1の
電極101に第2の電極102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109からEL層103aに電子が注入され、EL層103bに正孔が注入されること
となる。
(具体的には、電荷発生層109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109は、第1の電極101や第2の電極102よりも低い導電率
であっても機能する。
各発光層(106a、106b)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第1の電極(反射電極)101と、第2の電極(
半透過・半反射電極)102とによって共振させることができる。そして、いずれ第2の
電極102側から射出される。なお、第1の電極101は、反射電極であるが、反射性を
有する導電性材料と透明導電膜との積層構造を有し、透明導電膜の膜厚を制御することに
より光学調整を行っている。また、場合によっては、EL層103aに含まれる正孔(ホ
ール)注入層104aの膜厚制御で光学調整を行うこともできる。
整を行うことで、各発光層(106a、106b)から得られる複数の単色光のスペクト
ルを狭線化させ、色純度の良い発光を得ることができる。
極102から最も近いEL層103bにおける発光領域と、第2の電極102との光学距
離が、当該発光領域で発光する光の波長λに対してλ/4未満となるように形成すると良
い。なお、ここでいう発光領域とは、正孔(ホール)と電子との再結合領域を示す。この
ように形成することで、図1(A)に示す発光素子の各発光層(106a、106b)か
ら得られる複数の単色光を合わせた発光から標準白色光を得ることができる。なお、各発
光層(106a、106b)から得られる発光色としては、青色(例えば、400nmと
480nmとの間、より好ましくは450nmと470nmとの間に発光スペクトルのピ
ークを有する)、緑色(例えば、500nmと560nmとの間、より好ましくは520
nmと555nmとの間に発光スペクトルのピークを有する)、赤色(例えば、580n
mと680nmとの間、より好ましくは600nmと620nmとの間に発光スペクトル
のピークを有する)、橙色(例えば、580nmと610nmとの間、より好ましくは6
00nmと610nmとの間に発光スペクトルのピークを有する)、黄色(例えば、55
5nmと590nmとの間、より好ましくは570nmと580nmとの間に発光スペク
トルのピークを有する)などが挙げられる。また、各発光層(106a、106b)のそ
れぞれから得られる発光色の具体的な組み合わせを「106a\106b」で表すと、例
えば「青色\緑色」、「青色\黄色」、「青色\赤色」、「緑色\青色」、「緑色\黄色
」、「緑色\赤色」、「赤色\青色」、「赤色\緑色」、「赤色\黄色」などが挙げられ
る。
、その膜に対する可視光の反射率が40%以上100%以下、好ましくは70%以上10
0%以下であり、かつその抵抗率が1×10−2Ωcm以下の膜であるとする。また、第
2の電極102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、可視光の反射率が20%以上80%以下、好ましくは40%以上70%以下であ
り、かつその抵抗率が1×10−2Ωcm以下の膜であるとする。
の波長を強めることができるように、所望の光の波長毎に第1の電極101と第2の電極
102との光学距離を調整する。具体的には、第1の電極101の一部に用いる透明導電
膜の膜厚を変え、所望の光の波長λに対して、電極間距離がmλ/2(ただし、mは自然
数)となるように調整する。
ために、第1の電極101と、所望の光を射出する発光層との光学距離を調整する。具体
的には、第1の電極101の一部に用いることができる透明導電膜、または正孔(ホール
)注入層104aを形成する有機膜の膜厚を変え、所望の光の波長λに対して、光学距離
が(2m’+1)λ/4(ただし、m’は自然数)となるように調節する。
の電極101における反射領域から第2の電極102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、第1の電極101や第2の電極102における反射領域を厳密に
決定することは困難であるため、第1の電極101と第2の電極102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。また、第1の
電極101と、所望の光を射出する発光層との光学距離は、厳密には第1の電極101に
おける反射領域と、所望の光を射出する発光層における発光領域との光学距離であるとい
うことができる。しかし、第1の電極101における反射領域や、発光層における発光領
域を厳密に決定することは困難であるため、第1の電極101の任意の位置を反射領域、
所望の光を射出する発光層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。
電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを適宜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(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 Z
inc 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(
Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリ
ブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、チ
タン(Ti)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(
Li)やセシウム(Cs)等のアルカリ金属、およびカルシウム(Ca)、ストロンチウ
ム(Sr)等のアルカリ土類金属、マグネシウム(Mg)、およびこれらを含む合金(M
gAg、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1
01および第2の電極102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。
b)を介して発光層(106a、106b)に正孔を注入する層であり、モリブデン酸化
物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等のア
クセプター材料を用いることができる。この他、フタロシアニン(略称:H2Pc)や銅
フタロシアニン(CuPC)等のフタロシアニン系の化合物、4,4’−ビス[N−(4
−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DPAB)、
N,N’−ビス{4−[ビス(3−メチルフェニル)アミノ]フェニル}−N,N’−ジ
フェニル−(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジアミン(略称:DNTPD)等の芳
香族アミン化合物、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、2,3,6,7,10,11−ヘキ
サシアノ−1,4,5,8,9,12−ヘキサアザトリフェニレン(略称:HAT−CN
)等の電子吸引基(ハロゲンやシアノ基)を有する化合物、或いはポリ(3,4−エチレ
ンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)(略称:PEDOT/PSS)等
の有機アクセプター材料によっても正孔注入層(104a、104b)を形成することが
できる。
んで形成されていても良い。正孔輸送性材料とアクセプター性物質を含むことで、アクセ
プター性物質により正孔輸送性材料から電子が引き抜かれて正孔(ホール)が発生し、正
孔輸送層(105a、105b)を介して発光層(106a、106b)に正孔が注入さ
れる。なお、正孔輸送層(105a、105b)は、正孔輸送性材料を用いて形成される
。
孔輸送性材料としては、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:TDATA)、4,4’,4’’−トリス[N−(3−メチルフェ
ニル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:MTDATA)、4,4’−
ビス[N−(スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−イル)−N―フェニルアミノ]ビフ
ェニル(略称:BSPB)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:PCz
PCA1)、3,6−ビス[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニ
ルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA2)、3−[N−(1−ナ
フチル)−N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)アミノ]−9−フェニルカルバ
ゾール(略称:PCzPCN1)等が挙げられる。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。
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。
アクセプター材料又は有機アクセプター材料を用いることができる。その中でも、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、特に酸化モリブデンが好ましい。
106b)は、発光物質に加えて、有機化合物である電子輸送性材料および正孔輸送性材
料の一方または両方を含んで構成されるが、本発明の一態様である発光素子においては、
発光層(106a、106b)のいずれか一方に、トルエン溶液における発光スペクトル
のピーク波長が440nm乃至460nm、好ましくは440nm乃至455nmに存在
する蛍光発光物質、または、ピレン骨格に2つのベンゾ[b]ナフト[1,2−d]フラ
ニルアミン骨格がそれぞれ結合した構造を有する有機化合物を含むこととする。なお、上
記蛍光発光物質は、当該発光スペクトルの半値幅が20nm以上50nm以下である蛍光
発光物質であることが好ましい。
存在する蛍光発光物質としては、例えば、芳香族ジアミン骨格を有する物質が好ましい。
さらに好ましくはピレンジアミン骨格を有する物質が好適である。なお、当該物質として
はより詳細には下記一般式(G1)で表されるピレン骨格に2つのベンゾ[b]ナフト[
1,2−d]フラニルアミン骨格がそれぞれ結合した構造を有する有機化合物が好ましい
。なお、本実施の形態において用いることが可能な上記蛍光発光物質としては、以下の例
示に限られない。
ぞれ結合した構造を有する有機化合物としては、下記一般式(G1)で表される有機化合
物を用いることができる。なお、下記一般式(G1)で表される有機化合物は、青色の蛍
光発光を呈する。
環を形成する炭素数が6〜13のアリール基を表し、R1〜R8、R10〜R18および
R20〜R28は、それぞれ独立に、水素、置換または無置換の炭素数1〜6のアルキル
基、置換または無置換の炭素数1〜6のアルコキシ基、シアノ基、ハロゲン、置換または
無置換の炭素数1〜6のハロアルキル基、もしくは置換または無置換の炭素数6〜10の
アリール基を表す。
いて詳述することとする。
な材料には、特に限定は無く、一重項励起エネルギーを可視光領域の発光に変える発光性
材料、または三重項励起エネルギーを可視光領域の発光に変える発光性材料を用いること
ができる。
質が挙げられ、例えば、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン誘導体、フ
ルオレン誘導体、カルバゾール誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導
体、ジベンゾキノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘
導体、フェナントレン誘導体、ナフタレン誘導体などが挙げられる。特にピレン誘導体は
発光量子収率が高いので好ましい。ピレン誘導体の具体例としては、N,N’−ビス(3
−メチルフェニル)−N,N’−ビス[3−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イ
ル)フェニル]ピレン−1,6−ジアミン(1,6mMemFLPAPrn)、N,N’
−ビス[4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]−N,N’−ジ
フェニルピレン−1,6−ジアミン(1,6FLPAPrn)、N,N’−ビス(ジベン
ゾフラン−2−イル)−N,N’−ジフェニルピレン−1,6−ジアミン(1,6FrA
Prn)、N,N’−ビス(ジベンゾチオフェン−2−イル)−N,N’−ジフェニルピ
レン−1,6−ジアミン(1,6ThAPrn)などが挙げられる。
燐光を発する物質や熱活性化遅延蛍光を示す熱活性化遅延蛍光(TADF)材料が挙げら
れる。なお、TADF材料とは、三重項励起状態をわずかな熱エネルギーによって一重項
励起状態にアップコンバート(逆項間交差)が可能で、一重項励起状態からの発光(蛍光
)を効率よく呈する材料のことである。また、熱活性化遅延蛍光が効率良く得られる条件
としては、三重項励起準位と一重項励起準位のエネルギー差が0eV以上0.2eV以下
、好ましくは0eV以上0.1eV以下であることが挙げられる。また、TADF材料に
おける遅延蛍光とは、通常の蛍光と同様のスペクトルを持ちながら、寿命が著しく長い発
光をいう。その寿命は、10−6秒以上、好ましくは10−3秒以上である。
いは金属錯体が挙げられ、中でも有機イリジウム錯体、例えばイリジウム系オルトメタル
錯体が好ましい。オルトメタル化する配位子としては4H−トリアゾール配位子、1H−
トリアゾール配位子、イミダゾール配位子、ピリジン配位子、ピリミジン配位子、ピラジ
ン配位子、あるいはイソキノリン配位子などが挙げられる。金属錯体としては、ポルフィ
リン配位子を有する白金錯体などが挙げられる。具体的には、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))、トリス(アセチルアセトナ
ト)(モノフェナントロリン)テルビウム(III)(略称:Tb(acac)3(Ph
en))、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(acac))、(アセチルアセトナト)ビス[2,3−ビス(4−フルオ
ロフェニル)キノキサリナト]イリジウム(III)(略称:Ir(Fdpq)2(ac
ac))、(アセチルアセトナト)ビス(3,5−ジメチル−2−フェニルピラジナト)
イリジウム(III)(略称:[Ir(mppr−Me)2(acac)])、(アセチ
ルアセトナト)ビス(5−イソプロピル−3−メチル−2−フェニルピラジナト)イリジ
ウム(III)(略称:[Ir(mppr−iPr)2(acac)])、(アセチルア
セトナト)ビス(2,3,5−トリフェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:
Ir(tppr)2(acac))、ビス(2,3,5−トリフェニルピラジナト)(ジ
ピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tppr)2(dpm)]
)、(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)])、(アセチル
アセトナト)ビス(4,6−ジフェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[
Ir(dppm)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(
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(II
I)(略称:Eu(TTA)3(Phen))などが挙げられる。
誘導体、エオシン等が挙げられる。また、マグネシウム(Mg)、亜鉛(Zn)、カドミ
ウム(Cd)、スズ(Sn)、白金(Pt)、インジウム(In)、もしくはパラジウム
(Pd)等を含む金属含有ポルフィリンが挙げられる。該金属含有ポルフィリンとしては
、例えば、プロトポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF2(Proto IX))、メ
ソポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF2(Meso IX))、ヘマトポルフィリン
−フッ化スズ錯体(SnF2(Hemato IX))、コプロポルフィリンテトラメチ
ルエステル−フッ化スズ錯体(SnF2(Copro III−4Me))、オクタエチ
ルポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF2(OEP))、エチオポルフィリン−フッ化
スズ錯体(SnF2(Etio I))、オクタエチルポルフィリン−塩化白金錯体(P
tCl2OEP)等が挙げられる。さらに、2−(ビフェニル−4−イル)−4,6−ビ
ス(12−フェニルインドロ[2,3−a]カルバゾール−11−イル)−1,3,5−
トリアジン(PIC−TRZ)等のπ電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環
を有する複素環化合物を用いることもできる。なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不
足型複素芳香環とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環のドナー性とπ電子不
足型複素芳香環のアクセプター性が共に強くなり、S1とT1のエネルギー差が小さくな
るため、特に好ましい。
な材料としては、三重項励起エネルギーを可視光領域の発光に変える発光性材料を用いる
ことが好ましく、さらに好ましくは黄色の燐光を呈する燐光発光物質を用いるとよい。こ
の構成を有することにより、省電力の発光素子を得ることができる。また、当該発光素子
を発光装置を構成する表示素子に用いた場合、白色発光を得るための消費電力を効果的に
低減させることができる。
は、含窒素複素芳香族化合物のようなπ電子不足型複素芳香族化合物が好ましく、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:2mDBTBPD
Bq−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:2CzPDBq−III)、7−[3−
(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:
7mDBTPDBq−II)、及び、6−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェ
ニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:6mDBTPDBq−II)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。
場合には、π電子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:PCzP
CN1)、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:DP
A2SF)、N,N’−ビス(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N,N’−ジフ
ェニルベンゼン−1,3−ジアミン(略称:PCA2B)、N−(9,9−ジメチル−2
−ジフェニルアミノ−9H−フルオレン−7−イル)ジフェニルアミン(略称:DPNF
)、N,N’,N’’−トリフェニル−N,N’,N’’−トリス(9−フェニルカルバ
ゾール−3−イル)ベンゼン−1,3,5−トリアミン(略称:PCA3B)、2−[N
−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]スピロ−9,9’−
ビフルオレン(略称:PCASF)、2−[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N
−フェニルアミノ]スピロ−9,9’−ビフルオレン(略称:DPASF)、N,N’−
ビス[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニル−9,9−ジ
メチルフルオレン−2,7−ジアミン(略称:YGA2F)、4,4’−ビス[N−(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。
て、亜鉛やアルミニウム系金属錯体の他、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体
、ベンゾイミダゾール誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ジベ
ンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、
ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体等の他、芳香族アミンやカ
ルバゾール誘導体等が挙げられる。
物として、S1準位が大きく、T1準位が小さいアントラセン誘導体、あるいはテトラセ
ン誘導体が好ましい。具体的には、9−フェニル−3−[4−(10−フェニル−9−ア
ントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(PCzPA)、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(CzPA)、7−[4−(
10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール
(cgDBCzPA)、6−[3−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)フェニル
]−ベンゾ[b]ナフト[1,2−d]フラン(2mBnfPPA)、9−フェニル−1
0−{4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)ビフェニル−4’−イル}ア
ントラセン(FLPPA)、5,12−ジフェニルテトラセン、5,12−ビス(ビフェ
ニル−2−イル)テトラセンなどが挙げられる。
層(107a、107b)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−t
ert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称
:OXD−7)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−5−(4−ビ
フェニリル)−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−EtTAZ)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、
バソキュプロイン(略称:BCP)、4,4’−ビス(5−メチルベンゾオキサゾール−
2−イル)スチルベン(略称:BzOs)などの複素芳香族化合物も用いることができる
。また、ポリ(2,5−ピリジンジイル)(略称:PPy)、ポリ[(9,9−ジヘキシ
ルフルオレン−2,7−ジイル)−co−(ピリジン−3,5−ジイル)](略称:PF
−Py)、ポリ[(9,9−ジオクチルフルオレン−2,7−ジイル)−co−(2,2
’−ビピリジン−6,6’−ジイル)](略称:PF−BPy)のような高分子化合物を
用いることもできる。ここに述べた物質は、主に1×10−6cm2/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(107a、107b)として用いてもよい。
層が2層以上積層したものとしてもよい。
層(108a、108b)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、電子注入層(
108a、108b)にエレクトライドを用いてもよい。該エレクトライドとしては、例
えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質等が挙げられ
る。なお、上述した電子輸送層(107a、107b)を構成する物質を用いることもで
きる。
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(107a、107b)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:T
TF)等の有機化合物を用いることもできる。
における発光領域と、第2の電極102との光学距離が発光領域で発光する光の波長に対
してλ/4未満となるように形成することが好ましい。このため、上記、電子輸送層(1
07b)および電子注入層(108b)を合わせた膜厚を適宜調整して第2の電極102
から最も近いEL層103bにおける発光領域と、第2の電極102との光学距離がλ/
4未満となるように形成すると良い。
構成であっても、電子輸送性材料に電子供与体(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。
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。
ルオロキノジメタン(略称:F4−TCNQ)、クロラニル、HAT−CN等を挙げるこ
とができる。また元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物を挙げるこ
とができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸
化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため
好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いや
すいため好ましい。
料としては、例えば、Alq、Almq3、BeBq2、BAlq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、T
AZ、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。
は元素周期表における第2、第13族に属する金属およびその酸化物、炭酸塩を用いるこ
とができる。具体的には、リチウム(Li)、セシウム(Cs)、マグネシウム(Mg)
、カルシウム(Ca)、イッテルビウム(Yb)、インジウム(In)、酸化リチウム、
炭酸セシウムなどを用いることが好ましい。また、テトラチアナフタセンのような有機化
合物を電子供与体として用いてもよい。
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。
、発光層(106a、106b)、電子輸送層(107a、107b)、電子注入層(1
08a、108b)、および電荷発生層109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。
EL層を積層することも可能である。
素子であっても構わない。この場合、発光層106に、第1の発光層106aと第2の発
光層106bが含まれることになる。その他の構成に関しては、同じ符号を有する層の上
記説明に準ずるものとする。
効率を向上させることが可能となる。図27のような構造は1回のみの塗り分けで発光層
の発光色ごとに塗り分け(青と黄色であれば2回塗り分け)を行った発光素子と同様の発
光効率を実現することができる構造である。
、1102G、1102R、1102Y)、第2の電極1104、ブラックマトリクス1
105、カラーフィルタ(1106B、1106G、1106R、1106Y)、封止基
板1101は図1と同様である。EL層は正孔注入層及び正孔輸送層1103e、黄色発
光層1103f、電子輸送層及び電子注入層1103hが、すべての発光素子で共通であ
り、青色発光層1103dだけが塗り分けされ、青色発光素子の部分に形成されている。
の場合青色発光層)が位置する方の電極側に再結合領域が形成されるようにキャリアバラ
ンスを調整する。図27においては青色発光層1103dが塗り分けされ、青色発光層は
黄色発光層よりも第1の電極(陽極とする)側に形成されているため、青色発光層、黄色
発光層共に正孔輸送性よりも電子輸送性が高くなるようにホスト材料や発光材料を選択す
る。このように構成することによって、青色発光層1103dが形成された発光素子から
は青色発光のみが、その他の素子では黄色発光のみが得られ、その効率は青色発光層と黄
色発光層をそれぞれ塗り分けで形成した素子と同程度とすることができる。
構について図2〜図4を用いて説明する。
の有機化合物(ホスト材料122)とを含み、発光物質(ゲスト材料121)が蛍光を発
する物質である場合の2種類の発光機構について説明する。
成されるが、ホスト材料122は、ゲスト材料121に比べて多く存在するので、励起状
態は、ほぼホスト材料122の励起状態となる。このとき、キャリアの再結合によって生
じる一重項励起状態と三重項励起状態の比(以下、励起子生成確率)は約1:3である。
ホスト材料122の三重項励起状態からゲスト材料121にエネルギー移動(三重項エネ
ルギー移動)が生じるが、ゲスト分子は蛍光発光物質であるため、三重項励起状態からの
発光は得られず、また、ゲスト分子は発光層中に少量しか存在しないため、三重項−三重
項消滅(TTA:Triplet−Triplet Annihilation)を起こ
しにくく、ゲスト分子の三重項励起状態は熱失活してしまう。したがって、三重項励起子
は発光に利用することができず、発光に利用できるのは、最大で注入したキャリアの約2
5%となる。
ホスト材料122と、ゲスト材料121とのエネルギー準位の相関は、図2に示すように
なる。なお、図2における表記及び符号は、以下の通りである。
・ゲスト:ゲスト材料121(蛍光材料)
・ホスト:ホスト材料122
・SFH:ホスト材料122の一重項励起状態の最も低い準位
・TFH:ホスト材料122の三重項励起状態の最も低い準位
・SFG:ゲスト材料121(蛍光材料)の一重項励起状態の最も低い準位
・TFG:ゲスト材料121(蛍光材料)の三重項励起状態の最も低い準位
この場合、ホスト分子は発光層中に多数存在するため、三重項−三重項消滅(TTA:T
riplet−Triplet Annihilation)を起こしやすく、ホスト材
料122の三重項励起子の一部が最終的にホスト材料122の一重項励起状態の最も低い
準位(SFH)に変換される。そして、ホスト材料122の一重項励起状態の最も低い準
位(SFH)からゲスト材料121の一重項励起状態の最も低い準位(SFG)へのエネ
ルギー移動が起こり(経路A)、ゲスト材料121が発光する。
)よりも低い準位であるため、もしゲスト材料121にてキャリアが直接再結合して三重
項励起子が生じたとしても、その生じたT1準位(TFG)からホスト材料122のT1
準位(TFH)にエネルギー移動(経路B)させることができ、TTAに利用することが
できるため、上述した(i)の場合よりも発光効率を高めることができる。
の有機化合物132と、第2の有機化合物133を含み、発光物質(ゲスト材料131)
が燐光を発する物質である場合の発光機構について説明する。但し、第1の有機化合物1
32は、いわゆるホスト材料として機能し、発光層における重量比は、第2の有機化合物
133よりも多いこととする。
化合物133とが、励起錯体(Exciplexともいう)134を形成することが可能
な組み合わせであればよいが、一方が正孔輸送性を有する材料であり、他方が電子輸送性
を有する材料であることが、より好ましい。この場合、ドナー−アクセプター型の励起状
態を形成しやすくなり、効率よく励起錯体134を形成することができるようになる。ま
た、正孔輸送性を有する材料と電子輸送性を有する材料との組み合わせによって、第1の
有機化合物132と第2の有機化合物133を選択する場合、その混合比によってキャリ
アバランスを容易に制御することができる。具体的には正孔輸送性を有する材料:電子輸
送性を有する材料=1:9〜9:1(重量比)の範囲が好ましい。また、該構成を有する
ことで、容易にキャリアバランスを制御することができることから、再結合領域の制御も
簡便に行うことができる。
とのエネルギー準位の相関は、図3に示すようになる。なお、図3における表記及び符号
は、以下の通りである。
・ゲスト:ゲスト材料(燐光材料)131
・第1の有機化合物:第1の有機化合物132
・第2の有機化合物:第2の有機化合物133
・励起錯体:励起錯体(エキサイプレックス)134
・SPH:第1の有機化合物132の一重項励起状態の最も低い準位
・TPH:第1の有機化合物132の三重項励起状態の最も低い準位
・TPG:ゲスト材料(燐光材料)131の三重項励起状態の最も低い準位
・SE:励起錯体134の一重項励起状態の最も低い準位
・TE:励起錯体134の三重項励起状態の最も低い準位
この場合、第1の有機化合物132と第2の有機化合物133は、励起錯体134を形成
する。また、励起錯体134の一重項励起状態の最も低い準位(SE)と励起錯体134
の三重項励起状態の最も低い準位(TE)は近接する(経路C)。
る場合と、電気励起によって形成される場合がある。光励起の場合には、励起状態となっ
た一つの分子がもう一方の物質の基底状態の分子と対になることによって形成される。電
気励起の場合には、励起錯体を形成する素過程は二通り考えられる。一方は、光励起の場
合と同じ素過程である。他方は、2種類の物質の一方のカチオン分子(ホール)と、他方
のアニオン分子(電子)とが近接することで励起錯体134が形成される素過程である。
発光開始時においては、後者の素過程が支配的であるため、2種類の物質のいずれも励起
状態を形成することなく励起錯体134が形成できる。そのため、発光開始電圧を下げる
ことができ、ひいては駆動電圧を低減させることができる。
)および励起錯体134の三重項励起状態の最も低い準位(TE)から、ゲスト材料13
1(燐光材料)の三重項励起状態の最も低い準位(TPG)へのエネルギー移動が起こり
(経路D)、ゲスト材料131が発光する。なお、励起錯体134の形成(経路C)およ
び励起錯体134からゲスト材料131(燐光材料)へのエネルギー移動(経路D)の過
程をExTET(Exciplex−Triplet Energy Transfer
)と呼ぶこととする。
形成していた2種類の物質はまた元の別々の物質として振舞う。
ゲスト材料として蛍光材料を用い、励起錯体からゲスト材料(蛍光材料)へエネルギー移
動させることにより、ゲスト材料(蛍光材料)を発光させることも可能である。蛍光材料
としては、熱活性化遅延蛍光材料も含むものとする。
が、上記(1)の(ii)において説明した発光機構(TTA)を示す構成で形成された
第1の発光層と、上記(2)において説明した発光機構(ExTET)を示す構成で形成
された第2の発光層とが接してなる場合の発光機構について説明する。また、この場合の
エネルギー準位の相関を図4に示す。なお、図4における表記及び符号は、以下の通りで
ある。
・第1の発光層(蛍光)113:第1の発光層113
・第2の発光層(燐光)114:第2の発光層114
・SFH:ホスト材料122の一重項励起状態の最も低い準位
・TFH:ホスト材料122の三重項励起状態の最も低い準位
・SFG:ゲスト材料(蛍光材料)121の一重項励起状態の最も低い準位
・TFG:ゲスト材料(蛍光材料)121の三重項励起状態の最も低い準位
・SPH:第1の有機化合物132の一重項励起状態の最も低い準位
・TPH:第1の有機化合物132の三重項励起状態の最も低い準位
・TPG:ゲスト材料131(燐光材料)の三重項励起状態の最も低い準位
・SE:励起錯体134の一重項励起状態の最も低い準位
・TE:励起錯体134の三重項励起状態の最も低い準位
、励起錯体134と励起錯体134との間の励起子拡散は生じにくい。さらに、励起錯体
134の励起準位(SE)は、第2の発光層114の第1の有機化合物132の一重項励
起準位(SPH)及び第2の有機化合物の一重項励起準位のどちらよりも低くなるので、
励起錯体134から第1の有機化合物132及び第2の有機化合物への一重項励起エネル
ギーの拡散も生じない。また、第1の発光層113と第2の発光層114との界面におい
て、第2の発光層114で形成された励起錯体134(一重項励起状態の最も低い準位(
SE)または三重項励起状態の最も低い準位(TE))から、第1の発光層113のホス
ト材料122の励起準位(SFH、TFH)へのエネルギー移動(とくに三重項励起準位
のエネルギー移動)が起こった場合、そのエネルギーは、第1の発光層113において一
重項励起エネルギーは通常通りの経路を経て、三重項励起エネルギーはその一部がTTA
を経て発光に変換されるため、エネルギー損失を低減することができる。また、励起錯体
における励起子の拡散は起こらないため、励起錯体から第1の発光層113へのエネルギ
ー移動は界面に限定される。
体134間の励起子拡散が生じにくいということは、蛍光発光層である第1の発光層11
3のホスト材料122のT1準位が、第2の発光層114の第1の有機化合物132及び
第2の有機化合物133のT1準位よりも低かったとしても、第2の発光層114の発光
効率が保たれることを意味する。つまり、本構成を用いれば、電気化学的に安定で信頼性
も良好でありながら、三重項励起準位の低いアントラセン誘導体のような縮合芳香族化合
物を、第1の発光層113のホスト材料として用いつつも、隣接する燐光発光層から効率
良く発光を得ることが可能となる。したがって、第1の発光層113のホスト材料122
のT1準位が、第2の発光層114の第1の有機化合物132及び第2の有機化合物13
3のT1準位よりも小さいことは、本構成の特徴の一つである。
材料121のS1準位よりも大きく、且つ、ホスト材料122のT1準位(TFH)がゲ
スト材料121のT1準位(TFG)よりも小さいと好ましい。このような構成とするこ
とで、第1の発光層113と第2の発光層114との界面において、もし第2の発光層1
14で形成された励起錯体134の三重項励起状態の最も低い準位(TE)から、第1の
発光層113のホスト材料122の三重項励起状態の最も低い準位(TFH)へエネルギ
ー移動が起こったとしても、そのエネルギーの一部をTTAにより、第1の発光層113
において発光に変換することができるため、エネルギー損失を低減することが可能となる
。
2の発光層114からの発光よりも短波長側に発光のピークを有する構成とすることが好
ましい。短波長の発光を呈する燐光材料を用いた発光素子は輝度劣化が早い傾向があるこ
とから、短波長の発光を蛍光発光とすることによって、輝度劣化の小さい発光素子を提供
することが可能となるためである。
光層114との間に第3の層を設けることにより、第1の発光層113と第2の発光層1
14とが互いに接しない構成としても良い。このような構成とすることにより、第2の発
光層114で生成される第1の有機化合物132またはゲスト材料131(燐光材料)の
励起状態から、第1の発光層113のホスト材料122、またはゲスト材料121(蛍光
材料)へのデクスター機構によるエネルギー移動(特に三重項エネルギー移動)を防ぐこ
とができる。なお、このような構成における、第3の層は、数nm程度の膜厚で形成すれ
ばよい。
ても、正孔輸送性材料と電子輸送性材料の両者を含んで形成しても良い。なお、単一の材
料で構成する場合には、バイポーラー性材料を用いても良い。ここでいうバイポーラー性
材料とは、電子と正孔の移動度の比が100以下である材料を指す。さらに、第3の層に
用いる材料は、第1の発光層、または第2の発光層に含まれる材料と同じ材料を用いるこ
とができる。このような構成とすることにより、発光素子の作製が容易になり、また、駆
動電圧の低減が可能となる。
ましい。これにより、同じEL層を有していても異なる波長の光(単色光)を取り出すこ
とができる。塗り分け(例えば、RGB)と比較し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、マイクロキャビティ構造を適用することで特定
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、これらのバックライトやフロントライトの他、照明装置
などの用途に用いても良い。
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
発明の一態様に含まれるものとする。
造は、特に限定されない。例えば、スタガ型や逆スタガ型のFETを適宜用いることがで
きる。また、FET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FETか
らなるものでもよいし、N型のFETまたはP型のFET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、FETに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定さ
れない。例えば、非晶質半導体膜、結晶性半導体膜を用いることができる。また、半導体
材料としては、13族(ガリウム等)半導体、14族(ケイ素等)半導体、化合物半導体
(酸化物半導体を含む)の他、有機半導体等を用いることができる。
種類は、特定のものに限定されることはない。その基板の一例としては、半導体基板(例
えば単結晶基板又はシリコン基板)、SOI基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック
基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、
タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィル
ム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィルムなどがある。ガラス基板の一例としては、
バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどが
ある。可撓性基板、貼り合わせフィルム、基材フィルムなどの一例としては、以下のもの
があげられる。例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレ
ート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PES)に代表されるプラスチックがある。
または、一例としては、アクリル等の合成樹脂などがある。または、一例としては、ポリ
プロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ塩化ビニルなどがある。または
、一例としては、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキシ、無機蒸着フィルム、又
は紙類などがある。
体基板、単結晶基板、又はSOI基板などを用いることによって、特性、サイズ、又は形
状などのばらつきが少なく、電流能力が高く、サイズの小さいトランジスタを製造するこ
とができる。また、このようなトランジスタによって回路を構成すると、回路の低消費電
力化、又は回路の高集積化を図ることができる。
には、可撓性基板上に発光素子やトランジスタを直接形成してもよいし、ベース基板上に
剥離層を介して発光素子やトランジスタを一部または全部形成した後、ベース基板より分
離し、他の基板に転載してもよい。このような剥離層を用いて別の基板に転載して作製す
る場合には、耐熱性の劣る基板や直接形成が難しい可撓性の基板上に発光素子やトランジ
スタを形成することができる。なお、上述の剥離層には、例えば、タングステン膜と酸化
シリコン膜との無機膜の積層構造の構成や、基板上にポリイミド等の有機樹脂膜が形成さ
れた構成等を用いることができる。さらに、転載する基板としては、上述したトランジス
タを形成することが可能な基板に加え、紙基板、セロファン基板、アラミドフィルム基板
、ポリイミドフィルム基板、石材基板、木材基板、布基板(天然繊維(絹、綿、麻)、合
成繊維(ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル)若しくは再生繊維(アセテート、キュ
プラ、レーヨン、再生ポリエステル)などを含む)、皮革基板、又はゴム基板などがある
。これらの基板を用いることにより、耐久性や耐熱性に優れ、軽量化および薄型化を図る
ことができる。
できるものとする。
本実施の形態では、下記一般式(G1)で表される有機化合物について詳細に説明する。
環を形成する炭素数が6〜13のアリール基を表し、R1〜R8、R10〜R18および
R20〜R28は、それぞれ独立に、水素、置換または無置換の炭素数1〜6のアルキル
基、置換または無置換の炭素数1〜6のアルコキシ基、シアノ基、ハロゲン、置換または
無置換の炭素数1〜6のハロアルキル基、もしくは置換または無置換の炭素数6〜10の
アリール基を表す。一般式(G1)において、R18およびR28が置換または無置換の
フェニル基である物質は、発光波長が短波長な物質となるため好ましい。また、R18お
よびR28が置換または無置換のフェニル基である物質を用いた発光素子は、発光スペク
トルの半値幅が短い、発光効率が良い、信頼性が良いため好ましい。立体構造的な歪を避
けるためには、より好ましくはR18およびR28が無置換のフェニル基の場合であるが
、R18およびR28が置換基を有するフェニル基の場合、該置換基としては炭素数1〜
6のアルキル基やフェニル基が好ましい。
化合物とすることにより、発光波長がより短波長化するため好ましい。
置換または無置換の炭素数1〜6のアルキル基、置換または無置換の炭素数1〜6のアル
コキシ基、シアノ基、ハロゲン、置換または無置換の炭素数1〜6のハロアルキル基、も
しくは置換または無置換の炭素数6〜10のアリール基を表す。
リール基の具体例、および一般式(G2)における、置換または無置換の炭素数6〜10
のアリール基の具体例としては、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、オルト
−トリル基、メタ−トリル基、パラ−トリル基、オルト−ビフェニル基、メタ−ビフェニ
ル基、パラ−ビフェニル基、9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル基、9,9
−ジフェニル−9H−フルオレン−2−イル基、9H−フルオレン−2−イル基、パラ−
tert−ブチルフェニル基、メシチル基等が挙げられる。
のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基
、n−ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル
基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、tert−ペンチル基、ネオペンチル基、n
−ヘキシル基、イソヘキシル基、sec−ヘキシル基、tert−ヘキシル基、ネオヘキ
シル基、シクロヘキシル基、3−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、2−エチル
ブチル基、1,2−ジメチルブチル基、2,3−ジメチルブチル基等が挙げられる。
のアルコキシ基、シアノ基、ハロゲン、置換または無置換の炭素数1〜6のハロアルキル
基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、
n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基、n−ペ
ンチロキシ基、イソペンチロキシ基、sec−ペンチロキシ基、tert−ペンチロキシ
基、ネオペンチロキシ基、n−ヘキシロキシ基、イソヘキシロキシ基、sec−ヘキシロ
キシ基、tert−ヘキシロキシ基、ネオヘキシロキシ基、シクロヘキシロキシ基、3−
メチルペンチロキシ基、2−メチルペンチロキシ基、2−エチルブトキシ基、1,2−ジ
メチルブトキシ基、2,3−ジメチルブトキシ基、シアノ基、フッ素、塩素、臭素、ヨウ
素、トリフルオロメチル基等が挙げられる。
アミンが結合し、かつベンゾナフトフラニルアミンにおける窒素原子が、それぞれ独立に
ベンゾ[b]ナフト[1,2−d]フラニル基の6位または8位と結合した構造を有する
。このように、ピレン骨格の1位と6位にそれぞれベンゾナフトフラニルアミンが結合し
た構造とすることにより、ピレン骨格からベンゾナフトフラニルアミンにかけて有効共役
長を拡張させることができるため、ピレン単環と比較して発光ピーク波長を長波長へシフ
トさせることが可能となる。さらにこの構造を有する場合、ベンゾナフトフラニル基によ
り分子構造が安定となるため、信頼性の向上も期待される。さらに、ベンゾ[b]ナフト
[1,2−d]フラニル基の6位または8位がアミン骨格と結合した構造を有することか
ら、青色の色純度をより高めることができる。
を有する場合と、8位がアミン骨格と結合した構造を有する場合とを比較した場合には、
8位がアミン骨格と結合した構造を有する場合の方が、短波長の発光を得ることができる
。これは、8位がアミン骨格と結合した構造を有する場合の方が、有効共役長が狭くなる
ためである。さらに8位がアミン骨格と結合した構造を有する場合に、ベンゾ[b]ナフ
ト[1,2−d]フラニル基の6位にアリール基を有する構造とすることで、アリール基
の立体障害の効果により、より色純度の高い青色を得ることができる。さらにこの構造の
場合には、分子間相互作用を小さくすることができるため、有機化合物の濃度が高い場合
でも、高い色純度を保つことができる。
とにより、所望の輝度を得るための駆動電圧を低減させることができだけでなく、信頼性
の高い発光素子を得ることができる。
(G1)および(G2))の具体的な例を示す。(下記構造式(100)〜(133)。
)ただし、本発明はこれらに限定されることはない。
l Television Standards Committee)で定められた青
色の色度(すなわち、(x,y)=(0.14,0.08))付近あるいはそれ以上に深
い青色発光を得ることができる。従って、これらの有機化合物を発光素子に用いることに
より、駆動電圧が低く、信頼性の高い発光素子を実現することができる。さらに、このよ
うな発光素子を用いることで、本発明の一態様である発光装置、電子機器、および照明装
置の低消費電力化および長寿命化を実現することができる。
ることができる。
本実施の形態では、実施の形態1で説明した発光素子に着色層(カラーフィルタ等)を組
み合わせる場合の発光装置の一態様について説明する。なお、本実施の形態では、発光装
置の画素部の構成について図5を用いて説明する。
発光素子(507R、507G、507B、507W)と電気的に接続されている。具体
的には、各FET502が発光素子の画素電極である第1の電極503と電気的に接続さ
れている。また、隣り合う第1の電極503の端部を埋めるべく隔壁504が設けられて
いる。
、第1の電極503上には、EL層505が形成されており、EL層505上には第2の
電極510が形成されている。また、EL層505は、複数の単色光を呈する複数の発光
層を有する構成であり、第2の電極510は、半透過・半反射電極として機能する電極で
ある。
得られる。具体的には、発光素子507Rは、赤色発光が得られるように光学調整されて
おり、506Rで示される領域において着色層508Rを通って矢印の方向に赤色の光が
射出される。また、発光素子507Gは、緑色発光が得られるように光学調整されており
、506Gで示される領域において着色層508Gを通って矢印の方向に緑色の光が射出
される。また、発光素子507Bは、青色発光が得られるように光学調整されており、5
06Bで示される領域において着色層508Bを通って矢印の方向に青色の光が射出され
る。また、発光素子507Wは、白色発光が得られるように光学調整されており、506
Wで示される領域において着色層を通らず矢印の方向に白色の光が射出される。
07R、507G、507B、507W)が設けられた基板501の上方に配置された透
明な封止基板511に設けられている。なお、各着色層(508R、508G、508B
)は、それぞれの発光色を呈する各発光素子(507R、507G、507B)と重なる
位置にそれぞれ設けられている。
ブラックマトリックス)509を設けられている。なお、各着色層(508R、508G
、508B)と黒色層509は、透明な材料を用いたオーバーコート層で覆われていても
良い。
型)の発光装置となるが、FETが形成されている基板501側に光を取り出す構造(ボ
トムエミッション型)の発光装置としても良い。なお、本実施の形態で示したトップエミ
ッション型の発光装置の場合には、基板501として遮光性の基板および透光性の基板を
用いることができるが、ボトムエミッション型の発光装置の場合には、基板501として
透光性の基板を用いる必要がある。
のFET502と電気的に接続される発光素子(507R、507G、507B、507
Y)の構成が図5の場合と一部異なる。また、実施の形態1で示したEL層に含まれる発
光層の構成のうち、発光層106aには実施の形態1で説明した蛍光発光物質を用いて青
色発光を、発光層106bからは黄色発光を得る構成とすればよい。
なる発光が得られる。具体的には、発光素子507Rは、赤色発光が得られるように光学
調整されており、506Rで示される領域において着色層508Rを通って矢印の方向に
赤色の光が射出される。また、発光素子507Gは、緑色発光が得られるように光学調整
されており、506Gで示される領域において着色層508Gを通って矢印の方向に緑色
の光が射出される。また、発光素子507Bは、青色発光が得られるように光学調整され
ており、506Bで示される領域において着色層508Bを通って矢印の方向に青色の光
が射出される。また、発光素子507Yは、黄色発光が得られるように光学調整されてお
り、506Yで示される領域において着色層508Yを通って矢印の方向に黄色の光が射
出される。
発光素子(507R、507G、507B、507Y)が設けられた基板501の上方に
配置された透明な封止基板511に設けられている。なお、各着色層(508R、508
G、508B、508Y)は、それぞれの発光色を呈する各発光素子(507R、507
G、507B、507Y)と重なる位置にそれぞれ設けられている。
発光装置外部に射出する青色発光は、その色度が、xy色度座標においてx=0.13以
上0.17以下且つy=0.03以上0.08以下の深い青色発光であることが好ましい
。より好ましくは、発光素子507Bから射出し、着色層508Bを介して発光装置外部
に射出する青色発光のy座標は0.03以上0.07以下である。
の輝度を低下させることができる。規定の白色発光を得るための青色発光素子の消費する
電流量が、他の色の発光素子の消費する電流量よりも大幅に大きい為、白色発光を得るた
めに必要な青色発光の輝度が下がったことによる電流量低減の効果は非常に大きいものと
なる。
の色度が良くなることによる白色発光を得るために必要な青色発光の輝度の減少による効
果の方がより大きい。すなわち、規定の白色発光を得るために必要とされる青色発光素子
の電流量が大きく低減され、それに伴って発光装置全体の消費電力が低減される。
色発光を合成して得られる発光の色味が変化し、規定の白色発光を得るために必要な第3
の発光色が変化する場合がある。例えば、青色の色度がNTSC付近の発光色((x,y
)=(0.14,0.08)付近)であり、黄色の色度が(x,y)=(0.45,0.
54)付近の場合、D65付近の白色発光を得るためには、青色発光と黄色発光を合成し
て得られる発光に、さらに赤色の発光成分が必要となる。一方、青色の色度がNTSC付
近であっても、黄色の色度が(x,y)=(0.46,0.53)か、あるいはそれより
も赤色寄りの色度(つまりxはより大きく、yはより小さい色度)であれば、青色発光と
黄色発光を合成して得られる発光に、緑色の発光成分を加えてD65付近の白色発光が得
られる。しかし、黄色の色度をこの色度よりも赤色に寄せてしまうと、視感度の低下によ
り黄色画素の電流効率が低下してしまう。つまり、消費電力の低減効果は、その分損なわ
れてしまう。
な第3の発光の色が異なってくる。一般に、赤色発光よりも緑色発光の方が電流効率が良
好であるため有利である。しかし、上述のように黄色の色度を赤色に寄せてしまうと、当
該黄色発光の視感度の低下により黄色画素の電流効率が低下してしまう。視感度が高い黄
色発光の電流効率の低下の影響は大きくいため、黄色発光の色度を赤色に近づけることは
好ましくない。
色発光を用いた場合、黄色が視感度の高い色度(つまり、赤色の色度の方に寄り過ぎない
色度)のを保ちつつ、青色発光と黄色発光を用い、第3の発光色として緑色の発光を用い
てD65付近の白色発光を得ることができる。この構成であれば、黄色発光は視感度が高
い色味の発光を用いることができるため電流効率が高いままである。また、第3の発光色
として赤色発光を用いた場合の必要輝度よりも、本構成における緑色発光の必要輝度の方
が小さくなる。しかも、緑色発光の方が赤色発光よりも視感度が良好であることもあり、
通常、緑色発光素子電流効率も赤色発光素子の電流効率よりも良好であるため、第3の発
光色を得るための電流量が大きく低下する。結果として、駆動電圧が低下するため、消費
電力の低減につながる。なお、この時の黄色発光の色度としては、x=0.44以上0.
46以下、且つy=0.53以上0.55以下が好ましい。
分が低下した分に関しては、黄色発光素子が担う輝度を増やすことによって補うことがで
きる。黄色の発光は視感度が非常に高いため、黄色発光素子の電流効率は非常に高く、黄
色の必要輝度が上昇したことで増えた消費電力は、青色発光素子と第三の発光色の発光素
子の必要輝度が低下したことにより低減された消費電力により相殺され、低消費電力化を
図ることができる。
、好ましくはx=0.13以上0.17以下且つy=0.03以上0.07以下の深い青
色発光を得るためには、第1の発光素子に含まれる蛍光発光材料のトルエン溶液における
発光スペクトルのピーク波長が440nm乃至460nm、好ましくは440nm乃至4
55nmであると良い。青色発光素子の色度は、カラーフィルタ等により調節できるが、
このような波長の光であればカラーフィルタを介してもカットされる光が少なく、蛍光発
光材料からの発光を効率よく使用することができるためである。同様の理由により、蛍光
発光材料のトルエン溶液における発光スペクトルの半値幅は20nm以上50nm以下で
あることが好ましい。
y色度座標における色度が(0.313,0.329)の光を得るための消費電力を低減
させることができる。具体的には、xy色度座標における色度が(0.313,0.32
9)の白色発光を、輝度300cd/m2で得た場合の当該発光装置の駆動FETを含ま
ない消費電力を1mW/cm2以上7mW/cm2以下、駆動FETを含む消費電力(陽
極と陰極との間の電圧と消費電流との積から算出した消費電力)を2mW/cm2以上1
5mW/cm2以下とすることができる。
発光素子が得られるとともに、これらの発光を合わせた発光効率の高い白色発光を提供す
ることが可能な発光装置を得ることができる。
、特定のものに限定されることはない。基板の一例としては、半導体基板(例えば単結晶
基板又はシリコン基板)、SOI基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属
基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステ
ン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状
の材料を含む紙、又は基材フィルムなどがある。ガラス基板の一例としては、バリウムホ
ウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどがある。可撓
性基板、貼り合わせフィルム、基材フィルムなどの一例としては、ポリエチレンテレフタ
レート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(P
ES)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)に代表されるプラスチックを挙げるこ
とができる。また、アクリル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又は
ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキシ、無機蒸着フィルム、又
は紙類などを用いても良い。
って、特性、サイズ、又は形状などのばらつきが少なく、電流能力が高く、サイズの小さ
いトランジスタを製造することができる。このようなトランジスタによって回路を構成す
ると、回路の低消費電力化、又は回路の高集積化を図ることができる。
その上に半導体装置を一部あるいは全部完成させた後、基板より分離し、他の基板に転載
するために用いることができる。その際、トランジスタは耐熱性の劣る基板や可撓性の基
板にも転載できる。なお、上述の剥離層には、例えば、タングステン膜と酸化シリコン膜
との無機膜の積層構造の構成や、基板上にポリイミド等の有機樹脂膜が形成された構成等
を用いることができる。
ジスタや発光素子を転置し、別の基板上にトランジスタや発光素子を配置してもよい。ト
ランジスタや発光素子が転置される基板の一例としては、上述したトランジスタを形成す
ることが可能な基板に加え、紙基板、セロファン基板、アラミドフィルム基板、ポリイミ
ドフィルム基板、石材基板、木材基板、布基板(天然繊維(絹、綿、麻)、合成繊維(ナ
イロン、ポリウレタン、ポリエステル)若しくは再生繊維(アセテート、キュプラ、レー
ヨン、再生ポリエステル)などを含む)、皮革基板、又はゴム基板などがある。これらの
基板を用いることにより、特性のよいトランジスタの形成、消費電力の小さいトランジス
タの形成、壊れにくい装置の製造、耐熱性の付与、軽量化、又は薄型化を図ることができ
る。なお、可撓性を有する発光装置を作製するには、可撓性基板を用い、可撓性基板上に
直接、トランジスタや発光素子を形成してもよい。
ことができるものとする。
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子を有する発光装置について説明する。
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。
’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601上に設けられた画素部602と、駆動回路部(ソース線駆動回路)603
と、駆動回路部(ゲート線駆動回路)604a及び604bと、を有する。画素部602
、駆動回路部603、及び駆動回路部604a及び604bは、シール材605によって
、素子基板601と封止基板606との間に封止されている。
に外部からの信号(例えば、ビデオ信号、クロック信号、スタート信号、又はリセット信
号等)や電位を伝達する外部入力端子を接続するための引き回し配線607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)608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。
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603と
、画素部602が示されている。
いる。なお、駆動回路部603は、単極性(N型またはP型のいずれか一方のみ)のトラ
ンジスタを含む回路で形成されても良いし、N型のトランジスタとP型のトランジスタを
含むCMOS回路で形成されても良い。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、外部に駆動回路を形成することもできる。
御用FET612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)613とを含む複数の画素により形成される。また、本実施の形態においては
、スイッチング用FET611と、電流制御用FET612との2つのFETにより画素
部602を構成する例について示したが、これに限定されない。例えば、3つ以上のFE
Tと、容量素子とを組み合わせた画素部602としてもよい。
ンジスタを適用することができる。FET609、610、611、612に用いること
のできる半導体材料としては、例えば、13族(ガリウム等)半導体、14族(シリコン
等)半導体、化合物半導体、酸化物半導体、有機半導体を用いることができる。また、該
半導体材料の結晶性については、特に限定されず、例えば、非晶質半導体膜、または結晶
性半導体膜を用いることができる。特に、FET609、610、611、612として
は、酸化物半導体を用いると好ましい。該酸化物半導体としては、例えば、In−Ga酸
化物、In−M−Zn酸化物(Mは、Al、Ga、Y、Zr、La、Ce、またはNd)
等が挙げられる。FET609、610、611、612として、例えば、エネルギーギ
ャップが2eV以上、好ましくは2.5eV以上、さらに好ましくは3eV以上の酸化物
半導体材料を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができる。
物614として、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。また、本実
施の形態においては、第1の電極613を陽極として用いる。
が好ましい。絶縁物614の形状を上記のように形成することで、絶縁物614の上層に
形成される膜の被覆性を良好なものとすることができる。例えば、絶縁物614の材料と
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かを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、酸化窒化シリコン、窒化シリ
コン等を使用することができる。
成されている。EL層615は、少なくとも発光層が設けられている。また、EL層61
5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。
構造で、発光素子617が形成されている。第1の電極(陽極)613、EL層615及
び第2の電極(陰極)616に用いる材料としては、実施の形態1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)616は外部入力端子で
あるFPC608に電気的に接続されている。
02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60
2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、3種類(R、G、B)の発
光が得られる発光素子の他に、例えば、ホワイト(W)、イエロー(Y)、マゼンタ(M
)、シアン(C)等の発光が得られる発光素子を形成してもよい。例えば、3種類(R、
G、B)の発光が得られる発光素子に上述の数種類の発光が得られる発光素子を追加する
ことにより、色純度の向上、消費電力の低減等の効果が得ることができる。また、カラー
フィルタと組み合わせることによってフルカラー表示可能な発光装置としてもよい。さら
に、量子ドットとの組み合わせにより発光効率を向上させ、消費電力を低減させた発光装
置としてもよい。
素子基板601、封止基板606、およびシール材605で囲まれた空間618に発光素
子617が備えられた構造になっている。なお、空間618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605で充填される構成も含むものとする。
、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606に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、FRP(Fiber−R
einforced 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など、実施の形態3で基板の材料として
挙げたような材料からなる基板を用いることができる。シール材としてガラスフリットを
用いる場合には、接着性の観点から素子基板601及び封止基板606はガラス基板であ
ることが好ましい。
ることができる。
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置を適用して完成させた様々な電子機器
の一例について、図7を用いて説明する。
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7に示す。
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、タッチセンサ(入力装置)を搭載したタッチパネル(入出力装置)
であってもよい。なお、本発明の一態様である発光装置を表示部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。
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。
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。
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、本発明の一態様である発光装置をその表示部7203に用いるこ
とにより作製することができる。また、表示部7203は、タッチセンサ(入力装置)を
搭載したタッチパネル(入出力装置)であってもよい。
ン7311、7312、接続端子7313、バンド7321、留め金7322、等を有す
る。
域を有している。表示パネル7304は、時刻を表すアイコン7305、その他のアイコ
ン7306等を表示することができる。また、表示部7304は、タッチセンサ(入力装
置)を搭載したタッチパネル(入出力装置)であってもよい。
、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示部に表示する機能、タッチパネ
ル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア(プログラ
ム)によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュ
ータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信又は受信を
行う機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示す
る機能、等を有することができる。
度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電
圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むも
の)、マイクロフォン等を有することができる。なお、スマートウオッチは、発光装置を
その表示パネル7304に用いることにより作製することができる。
400は、筐体7401に、表示部7402、マイク7406、スピーカ7405、カメ
ラ7407、外部接続部7404、操作用ボタン7403などを備えている。また、本発
明の一態様に係る発光素子を、可撓性を有する基板に形成して発光装置を作製した場合、
図7(D)に示すような曲面を有する表示部7402に適用することが可能である。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
02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。
7(D’−2)のような構造を有する携帯電話機に適用することもできる。
画像情報などを筐体7500(1)、7500(2)の第1面7501(1)、7501
(2)だけでなく、第2面7502(1)、7502(2)に表示させることができる。
このような構造を有することにより、携帯電話機を胸ポケットに収納したままの状態で、
第2面7502(1)、7502(2)などに表示された文字情報や画像情報などを使用
者が容易に確認することができる。
)に展開した状態の携帯情報端末9310を示す。図8(B)に展開した状態又は折りた
たんだ状態の一方から他方に変化する途中の状態の携帯情報端末9310を示す。図8(
C)に折りたたんだ状態の携帯情報端末9310を示す。携帯情報端末9310は、折り
たたんだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ目のない広い表示領域により表
示の一覧性に優れる。
ている。なお、表示パネル9311は、タッチセンサ(入力装置)を搭載したタッチパネ
ル(入出力装置)であってもよい。また、表示パネル9311は、ヒンジ9313を介し
て2つの筐体9315間を屈曲させることにより、携帯情報端末9310を展開した状態
から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。本発明の一態様の発光装置を
表示パネル9311に用いることができる。表示パネル9311における表示領域931
2は折りたたんだ状態の携帯情報端末9310の側面に位置する表示領域である。表示領
域9312には、情報アイコンや使用頻度の高いアプリやプログラムのショートカットな
どを表示させることができ、情報の確認やアプリなどの起動をスムーズに行うことができ
る。
る。なお、適用できる電子機器は、本実施の形態に示したものに限らず、あらゆる分野の
電子機器に適用することが可能である。
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置を適用した照明装置の一例について、
図9を用いて説明する。
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、筐体、カバー、または支持台を有し、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。
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。
は本発明の一態様に含まれるものとする。
ることができる。
本実施の形態においては、本発明の一態様の発光素子または本発明の一態様の発光装置を
有するタッチパネルについて、図11乃至図15を用いて説明を行う。
)において、明瞭化のため、タッチパネル2000の代表的な構成要素を示す。
B)参照)。また、タッチパネル2000は、基板2510、基板2570、及び基板2
590を有する。なお、基板2510、基板2570、及び基板2590はいずれも可撓
性を有する。
る複数の配線2511を有する。複数の配線2511は、基板2510の外周部にまで引
き回され、その一部が端子2519を構成している。端子2519はFPC2509(1
)と電気的に接続する。
複数の配線2598とを有する。複数の配線2598は、基板2590の外周部に引き回
され、その一部は接続層2599を構成する。そして、接続層2599はFPC2509
(2)と電気的に接続される。なお、図11(B)では明瞭化のため、基板2590の裏
面側に設けられるタッチセンサ2595の電極や配線等を実線で示している。
量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。
がある。相互容量方式を用いると同時多点検出が可能となるため好ましい。
て説明する。なお、投影型静電容量方式の場合には、指等の検知対象の近接または接触を
検知することができる、様々なセンサを適用することができる。
。電極2591と電極2592は、複数の配線2598のうちのそれぞれ異なる配線と電
気的に接続する。また、電極2592は、図11(A)(B)に示すように、一方向に繰
り返し配置された複数の四辺形が角部で配線2594により、一方向に接続される形状を
有する。電極2591も同様に複数の四辺形が角部で接続される形状を有するが、接続さ
れる方向は、電極2592が接続される方向と交差する方向となる。なお、電極2591
が接続される方向と、電極2592が接続される方向とは、必ずしも直交する関係にある
必要はなく、0度を超えて90度未満の角度をなすように配置されてもよい。
ましい。これにより、電極が設けられていない領域の面積を低減でき、透過率のバラツキ
を低減できる。その結果、タッチセンサ2595を透過する光の輝度のバラツキを低減す
ることができる。
。例えば、複数の電極2591をできるだけ隙間が生じないように配置し、絶縁層を介し
て電極2592を複数設ける構成としてもよい。このとき、隣接する2つの電極2592
の間に、これらとは電気的に絶縁されたダミー電極を設けると、透過率の異なる領域の面
積を低減できるため好ましい。
、図11(A)に示す一点鎖線X1−X2間の断面図に相当する。
極2592と、電極2591及び電極2592を覆う絶縁層2593と、隣り合う電極2
591を電気的に接続する配線2594とを有する。
チセンサ2595が表示部2501に重なるように、基板2590を基板2570に貼り
合わせている。
有する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化
物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を用いることができる。
なお、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば膜状に
形成された酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。還元する方法とし
ては、熱を加える方法等を挙げることができる。
後、フォトリソグラフィ法等の様々なパターニング技術により、不要な部分を除去して、
電極2591及び電極2592を形成することができる。
シロキサン結合を有する樹脂の他、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム
などの無機絶縁材料を用いることもできる。
る電極2591が電気的に接続される。透光性の導電性材料は、タッチパネルの開口率を
高めることができるため、配線2594に好適に用いることができる。また、電極259
1及び電極2592より導電性の高い材料は、電気抵抗を低減できるため配線2594に
好適に用いることができる。
2591の間には、電極2592が設けられている。
配線2598の一部は、端子として機能する。配線2598には、例えば、アルミニウム
、金、白金、銀、ニッケル、チタン、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト
、銅、またはパラジウム等の金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができ
る。
れる。なお、接続層2599には、様々な異方性導電フィルム(ACF:Anisotr
opic Conductive Film)や、異方性導電ペースト(ACP:Ani
sotropic Conductive Paste)などを用いることができる。
いることができ、具体的には、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、また
はシロキサン系樹脂を用いることができる。
、該表示素子を駆動する画素回路とを有する。
・day)以下、好ましくは10−6g/(m2・day)以下である可撓性を有する材
料を好適に用いることができる。または、基板2510の熱膨張率と、基板2570の熱
膨張率とが、およそ等しい材料を用いると好適である。例えば、線膨張率が1×10−3
/K以下、好ましくは5×10−5/K以下、より好ましくは1×10−5/K以下であ
る材料を好適に用いることができる。
ール2580Rを有する。
できるトランジスタ2502tとを有する。なお、トランジスタ2502tは、画素回路
の一部として機能する。また、発光モジュール2580Rは、発光素子2550Rと、着
色層2567Rとを有する。
有する。
素子2550Rと着色層2567Rに接する。
550Rが発する光の一部は着色層2567Rを透過して、図中に示す矢印の方向の発光
モジュール2580Rの外部に射出される。
層2567BMは、着色層2567Rを囲むように設けられている。
層2567pとして、例えば円偏光板を用いることができる。
02tを覆う。なお、絶縁層2521は、画素回路に起因する凹凸を平坦化するための機
能を有する。また、絶縁層2521に不純物の拡散を抑制できる機能を付与してもよい。
これにより、不純物の拡散によるトランジスタ2502t等の信頼性の低下を抑制できる
。
50Rが有する下部電極には、該下部電極の端部に重なる隔壁2528が設けられる。な
お、基板2510と、基板2570との間隔を制御するスペーサを、隔壁2528上に形
成してもよい。
を有する。なお、駆動回路を画素回路と同一の工程で同一基板上に形成することができる
。
た、配線2511上には、端子2519が設けられる。また、端子2519には、FPC
2509(1)が電気的に接続される。また、FPC2509(1)は、画素信号及び同
期信号等の信号を供給する機能を有する。なお、FPC2509(1)にはプリント配線
基板(PWB)が取り付けられていても良い。
図12(A)においては、ボトムゲート型のトランジスタを適用する場合について、例示
している。図12(A)に示す、トランジスタ2502t及びトランジスタ2503tに
は、酸化物半導体を含む半導体層をチャネル領域として用いることができる。または、ト
ランジスタ2502t及びトランジスタ2503tには、アモルファスシリコンを含む半
導体層をチャネル領域として用いることができる。または、トランジスタ2502t及び
トランジスタ2503tには、レーザーアニールなどの処理により結晶化させた多結晶シ
リコンを含む半導体層をチャネル領域として用いることができる。
B)に示す。
きる半導体層と同様の構成の他、多結晶シリコンまたは単結晶シリコン基板等から転置さ
れた単結晶シリコン膜等を含む半導体層をチャネル領域として用いてもよい。
。
、図12に示すタッチパネル2000と、表示部2501に対するタッチセンサ2595
の位置が異なる。ここでは異なる構成について詳細に説明し、同様の構成を用いることが
できる部分は、タッチパネル2000の説明を援用する。
す発光素子2550Rは、トランジスタ2502tが設けられている側に光を射出する。
これにより、発光素子2550Rが発する光の一部は、着色層2567Rを透過して、図
中に示す矢印の方向の発光モジュール2580Rの外部に射出される。
Mは、着色層2567Rを囲むように設けられている。
A)参照)。
ンサ2595を貼り合わせる。
図13(A)においては、ボトムゲート型のトランジスタを適用する場合について例示し
ている。また、図13(B)には、トップゲート型のトランジスタを適用する場合につい
て例示している。
A)では、パルス電圧出力回路2601、電流検出回路2602を示している。なお、図
14(A)では、パルス電圧が与えられる電極2621をX1−X6として、電流の変化
を検知する電極2622をY1−Y6として、それぞれ6本の配線で例示している。また
、図14(A)は、電極2621と、電極2622とが重畳することで形成される容量2
603を示している。なお、電極2621と電極2622とはその機能を互いに置き換え
てもよい。
ある。X1−X6の配線にパルス電圧が印加されることで、容量2603を形成する電極
2621と電極2622との間に電界が生じる。この電極間に生じる電界が遮蔽等により
容量2603の相互容量に変化を生じさせることを利用して、被検知体の近接、または接
触を検出することができる。
の電流の変化を検出するための回路である。Y1−Y6の配線では、被検知体の近接、ま
たは接触がないと検出される電流値に変化はないが、検出する被検知体の近接、または接
触により相互容量が減少する場合には電流値が減少する変化を検出する。なお電流の検出
は、積分回路等を用いて行えばよい。
力波形のタイミングチャートを示す。図14(B)では、1フレーム期間で各行列での被
検知体の検出を行うものとする。また図14(B)では、被検知体を検出しない場合(非
タッチ)と被検知体を検出する場合(タッチ)との2つの場合について示している。なお
Y1−Y6の配線については、検出される電流値に対応する電圧値とした波形を示してい
る。
6の配線での波形が変化する。被検知体の近接または接触がない場合には、X1−X6の
配線の電圧の変化に応じてY1−Y6の波形が一様に変化する。一方、被検知体が近接ま
たは接触する箇所では、電流値が減少するため、これに対応する電圧値の波形も変化する
。このように、相互容量の変化を検出することにより、被検知体の近接または接触を検知
することができる。
ッシブ型のタッチセンサの構成を示したが、トランジスタと容量とを備えたアクティブ型
のタッチセンサとしてもよい。図15にアクティブ型のタッチセンサに含まれる一つのセ
ンサ回路の例を示している。
612と、トランジスタ2613とを有する。
圧VRESが与えられ、他方が容量2603の一方の電極およびトランジスタ2611の
ゲートと電気的に接続する。トランジスタ2611は、ソースまたはドレインの一方がト
ランジスタ2612のソースまたはドレインの一方と電気的に接続し、他方に電圧VSS
が与えられる。トランジスタ2612は、ゲートに信号G1が与えられ、ソースまたはド
レインの他方が配線MLと電気的に接続する。容量2603の他方の電極には電圧VSS
が与えられる。
タ2613をオン状態とする電位が与えられることで、トランジスタ2611のゲートが
接続されるノードnに電圧VRESに対応した電位が与えられる。次に、信号G2として
トランジスタ2613をオフ状態とする電位が与えられることで、ノードnの電位が保持
される。続いて、指等の被検知体の近接または接触により、容量2603の相互容量が変
化することに伴い、ノードnの電位がVRESから変化する。
ドnの電位に応じてトランジスタ2611に流れる電流、すなわち配線MLに流れる電流
が変化する。この電流を検出することにより、被検知体の近接または接触を検出すること
ができる。
化物半導体層をチャネル領域が形成される半導体層に用いることが好ましい。とくにトラ
ンジスタ2613にこのようなトランジスタを適用することにより、ノードnの電位を長
期間に亘って保持することが可能となり、ノードnにVRESを供給しなおす動作(リフ
レッシュ動作)の頻度を減らすことができる。
合わせて実施することができる。
色の発光素子:発光素子2及び緑色の発光素子:発光素子3)及び比較発光装置を構成す
る発光素子(黄色の発光素子:比較発光素子1、青色の発光素子:比較発光素子2及び赤
色の発光素子:比較発光素子3)を用い、各発光装置において、白色表示を行った場合の
消費電力の試算を行った結果について説明する。
、赤の発光素子であるのは、それらがD65付近の白色発光(xy色度座標において(x
,y)=(0.313,0.329)の光)を得るために必要な光であるためである。な
お、実施例の発光装置における赤色の光及び比較例の発光装置における緑色の光は当該白
色発光を得るために使用する必要がないため、本実施例では説明を割愛する。
合物の構造式を以下に示す。
まず、ガラス基板上に、銀(Ag)とパラジウム(Pd)と銅(Cu)の合金膜(略称:
APC)をスパッタリング法により成膜し、第1の電極(反射電極)を形成した。なお、
その膜厚は100nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。
タリング法により成膜した。なお、透明導電膜の膜厚は、発光素子1が30nm、発光素
子2が80nm、発光素子3が30nm、比較発光素子1が30nm、比較発光素子2が
60nm、比較発光素子3が60nmとした。
板の表面を水で洗浄し、200℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った
。
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、基板を30分程度
放冷した。
た基板ホルダーに固定し、真空蒸着装置内を10−4Pa程度まで減圧した。この後、透
明導電膜上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式(i)で表される3−[4−(
9−フェナントリル)−フェニル]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCP
Pn)と酸化モリブデン(VI)を共蒸着することで、第1の正孔注入層を形成した。そ
の膜厚は、発光素子1が60nm、発光素子2が47.5nm、発光素子3が40nm、
比較発光素子1が55nm、比較発光素子2が70nm、比較発光素子3が45nmとし
た。また、PCPPnと酸化モリブデンの比率は、重量比で1:0.5(=PCPPn:
酸化モリブデン)となるように調節した。
正孔輸送層を形成した。
れる7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,
g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)と、上記構造式(iii)で表されるN,
N’−(ピレン−1,6−ジイル)ビス[(6,N−ジフェニルベンゾ[b]ナフト[1
,2−d]フラン)−8−アミン](略称:1,6BnfAPrn−03)とを重量比で
1:0.05(=cgDBCzPA:1,6BnfAPrn−03)となるように25n
m成膜することで第1の発光層を形成した。
構造式(x)で表されるN,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ビス[3−
(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]−ピレン−1,6−ジアミン
(略称:1,6mMemFLPAPrn)とをとを重量比で1:0.05(=cgDBC
zPA:1,6mMemFLPAPrn)となるように25nm成膜することで第1の発
光層を形成した。
上記構造式(iv)で表されるバソフェナントロリン(略称:BPhen)を15nmと
なるように成膜して第1の電子輸送層を形成した。
うに蒸着した後、上記構造式(xi)で表される銅フタロシアニン(略称:CuPc)を
2nmとなるように蒸着し、さらに上記構造式(v)で表される4,4’,4’’−(ベ
ンゼン−1,3,5−トリイル)トリ(ジベンゾチオフェン)(略称:DBT3P−II
)と酸化モリブデン(VI)とを重量比で1:0.5(=DBT3P−II:酸化モリブ
デン)となるように共蒸着して中間層を形成した。中間層は膜厚が12.5nmとなるよ
うに形成した。
フルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:BPAFLP)を20nm蒸着して
第2の正孔輸送層を形成した。
ゾチオフェン−4−イル)ビフェニル−3−イル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略
称:2mDBTBPDBq−II)と、上記構造式(viii)で表されるN−(1,1
’−ビフェニル−4−イル)−9,9−ジメチル−N−[4−(9−フェニル−9H−カ
ルバゾール−3−イル)フェニル]−9H−フルオレン−2−アミン(略称:PCBBi
F)と、上記構造式(ix)で表されるビス{2−[5−メチル−6−(2−メチルフェ
ニル)−4−ピリミジニル−κN3]フェニル−κC}(2,4−ペンタンジオナト−κ
2O,O’)イリジウム(III)(略称:[Ir(mpmppm)2(acac)])
とを、重量比0.8:0.2:0.06(=2mDBTBPDBq−II:PCBBiF
:[Ir(mpmppm)2(acac)])となるように共蒸着して第2の発光層を形
成した。膜厚は40nmとなるように成膜した。
、さらに発光素子1乃至3ではBPhenを20nmとなるように、比較発光素子1乃至
3ではBPhenを15nmとなるように蒸着することで第2の電子輸送層を形成した。
マグネシウムとを1:0.1(体積比)で15nmとなるように共蒸着を行い、続けてI
TOをスパッタリング法により70nm成膜して第2の電極(半透過半反射電極)を形成
して、発光素子1乃至発光素子3及び比較発光素子1乃至比較発光素子3を作製した。な
お、上述の蒸着過程においては、すべて抵抗加熱法による蒸着を用いた。
表を示す。
ーブボックス内において、発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する
作業(シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にUV処理(波長365nm、6J/cm
2)、80℃にて1時間熱処理)を行った後、初期特性について測定を行った。なお、測
定は室温(25℃に保たれた雰囲気)で行った。
7に、輝度−電圧特性を図18に、電流−電圧特性を図19に、色度座標を図20に示す
。
輝度特性を図22に、輝度−電圧特性を図23に、電流−電圧特性を図24に、色度座標
を図25に示す。
d/m2付近における色度が(0.152,0.037)であり、同様に、1,6mMe
mFLPAPrnを用いた比較発光素子2の色度が(0.160,0.087)であるこ
とから、発光素子2の方がより深い青色発光を呈していることがわかる。
示す。図26より、1,6BnfAPrn−03のトルエン溶液中における発光スペクト
ルのピーク波長は450nmに存在していることがわかった。また、当該スペクトルの半
値幅は40nmであった。一方、比較発光素子に用いた1,6mMemFLPAPrnの
トルエン溶液中における発光スペクトルのピーク波長は461nmに存在している。
電力を試算した。発光装置の消費電力を試算するに当たっては、以下の条件を仮定した。
す。
(1画素が赤、緑、青及び黄の4つのサブピクセルからなる発光装置を仮定))、電流量
は電流密度×パネル面積×開口率×1/4(各サブピクセルの面積比率)、表示部の消費
電力は電流量×電圧でそれぞれ計算した。
光を得るために必要な青色発光(発光素子2の発光)の輝度が38cd/m2から15c
d/m2に低下していることがわかる。これは、青色発光材料として実施の形態1及び実
施の形態2で示したような蛍光発光物質である1,6BnfAPrn−03を用いたこと
により、青の色度が改善し、白色発光を得るために必要な青色発光の実効輝度が低下した
ためである。それに伴って、白色発光を得るために発光素子2が必要とする消費電力が大
きく低下した。
1mWなのに対し、発光素子3が必要とする消費電力が22.7mWであり、ここでも省
電力化を図ることができている。
子1の黄色発光を合成して得られる発光の色味が変化し、D65付近の白色発光を得るた
めに必要な第3の発光色が変化したことにその要因がある。実施例の発光装置では、第3
の発光色として緑色発光が、比較例の発光装置では第3の発光色として赤色発光がそれぞ
れ必要となり、白色発光を得るためにそれぞれの発光色から必要とされる輝度の割合は実
施例の発光装置の緑色発光の方が大きくなった。
ある発光素子3の電流効率は赤色発光素子である比較発光素子3の電流効率の約2倍にも
なる。このことから、実施例の発光装置では、白色発光を得るための第3の発光色(発光
素子3の発光)の輝度の割合が増加しても、発光素子3が必要とする消費電力を、比較発
光素子3が必要とする消費電力よりも小さくすることが可能となった。
めに必要な発光素子2(青)と発光素子3(緑)の実効輝度の両方が、比較例の発光装置
における比較発光素子2(青)と比較発光素子3(赤)の実効輝度と比較して小さくなっ
ているが、差分の輝度に関しては、発光素子1の黄色発光が担う輝度を増やすことにより
補っている。黄色発光である発光素子1の電流効率は非常に高いため、必要輝度が上昇し
たことで増えた消費電力は、発光素子2と発光素子3の必要輝度が低下したことにより低
減された消費電力に吸収され、低消費電力化を図ることができる。
場合で5.8mW/cm2、駆動FETを含む場合で14mW/cm2となった。比較例
の発光装置の消費電力がそれぞれ7.1mW/cm2、16mW/cm2であるため、約
1割から2割の消費電力を削減することができた。なお、駆動FETを含む場合の消費電
力の見積もりは、Anode−Cathode間の電圧(発光素子部分と駆動FET部分
の電圧の合計値)を一律15Vとして見積もった。
変化したことに対する消費電力の削減効果が大きい。また、D65付近の白色発光を得る
ための発光色及びその輝度の割合に関するバランスの変化による省電力化も得られ、実施
の形態1で示したような蛍光発光物質を用いた実施例の発光装置は消費電力の小さい発光
装置とすることができた。
色の発光素子:発光素子5、緑色の発光素子:発光素子6及び青色の発光素子:発光素子
7)及び比較発光装置を構成する発光素子(赤色の発光素子:比較発光素子4、緑色の発
光素子:比較発光素子5及び青色の発光素子:比較発光素子6)を用い、各発光装置にお
いて、白色表示を行った場合の消費電力の試算を行った結果について説明する。
合物の構造式を以下に示す。
まず、ガラス基板上に、銀(Ag)とパラジウム(Pd)と銅(Cu)の合金膜(略称:
APC)をスパッタリング法により成膜し、第1の電極(反射電極)を形成した。なお、
その膜厚は100nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。
タリング法により成膜した。なお、透明導電膜の膜厚は、発光素子4(赤)が80nm、
発光素子5(黄)が45nm、発光素子6(緑)が45nm、発光素子7(青)が80n
m、比較発光素子4(赤)が85nm、比較発光素子5(緑)が45nm、比較発光素子
6(青)が110nmとした。
板の表面を水で洗浄し、200℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った
。
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、基板を30分程度
放冷した。
た基板ホルダーに固定し、真空蒸着装置内を10−4Pa程度まで減圧した。この後、透
明導電膜上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式(i)で表される3−[4−(
9−フェナントリル)−フェニル]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCP
Pn)と酸化モリブデン(VI)を共蒸着することで、第1の正孔注入層を形成した。そ
の膜厚は、発光素子4(赤)が30nm、発光素子5(黄)が40nm、発光素子6(緑
)が22.5nm、発光素子7(青)が50nm、比較発光素子4(赤)が10nm、比
較発光素子5(緑)が10nm、比較発光素子6(青)が15nmとした。また、PCP
Pnと酸化モリブデンの比率は、重量比で1:0.5(=PCPPn:酸化モリブデン)
となるように調節した。
となるように、比較発光素子4乃至比較発光素子6は15nmの膜厚となるように成膜し
、第1の正孔輸送層を形成した。
ニル−9−アントリル)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:c
gDBCzPA)と、上記構造式(iii)で表されるN,N’−(ピレン−1,6−ジ
イル)ビス[(6,N−ジフェニルベンゾ[b]ナフト[1,2−d]フラン)−8−ア
ミン](略称:1,6BnfAPrn−03)とを重量比で1:0.05(=cgDBC
zPA:1,6BnfAPrn−03)となるように25nm成膜することで第1の発光
層を形成した。
上記構造式(iv)で表されるバソフェナントロリン(略称:BPhen)を15nmと
なるように成膜して第1の電子輸送層を形成した。
うに蒸着し、上記構造式(xi)で表される銅フタロシアニン(略称:CuPc)を2n
mとなるように蒸着し、さらに上記構造式(v)で表される4,4’,4’’−(ベンゼ
ン−1,3,5−トリイル)トリ(ジベンゾチオフェン)(略称:DBT3P−II)と
酸化モリブデンとを重量比で1:0.5(=DBT3P−II:酸化モリブデン)となる
ように共蒸着して中間層を形成した。中間層は膜厚が12.5nmとなるように形成した
。
フルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:BPAFLP)を20nm蒸着して
第2の正孔輸送層を形成した。
表される2−[3’−(ジベンゾチオフェン−4−イル)ビフェニル−3−イル]ジベン
ゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mDBTBPDBq−II)と、上記構造式(vi
ii)で表されるN−(1,1’−ビフェニル−4−イル)−9,9−ジメチル−N−[
4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−9H−フルオレン−
2−アミン(略称:PCBBiF)と、上記構造式(ix)で表されるビス{2−[5−
メチル−6−(2−メチルフェニル)−4−ピリミジニル−κN3]フェニル−κC}(
2,4−ペンタンジオナト−κ2O,O’)イリジウム(III)(略称:[Ir(mp
mppm)2(acac)])とを、重量比0.8:0.2:0.06(=2mDBTB
PDBq−II:PCBBiF:[Ir(mpmppm)2(acac)])となるよう
に共蒸着して第2の発光層を形成した。膜厚は40nmとなるように成膜した。
PDBq−IIと、PCBBiFと、上記構造式(xii)で表されるビス[2−(6−
tert−ブチル−4−ピリミジニル−κN3)フェニル−κC](2,4−ペンタンジ
オナト−κ2O,O’)イリジウム(III)(略称:[Ir(tBuppm)2(ac
ac)])とを、重量比で0.7:0.3:0.06(=2mDBTBPDBq−II:
PCBBiF:[Ir(tBuppm)2(acac)])となるように20nm共蒸着
した後、2mDBTBPDBq−IIと上記構造式(xiii)で表されるビス{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)])とを重量比で1:0.06(=2mDBTBPDBq−II:[Ir
(dmdppr−dmp)2(divm)])となるように20nm共蒸着して第2の発
光層を形成した。
は15nmとなるように、比較発光素子4乃至比較発光素子6では30nmとなるように
蒸着し、さらに2mDBTBPDBq−II上にBPhenを発光素子4乃至発光素子7
では20nmとなるように、比較発光素子4乃至比較発光素子6では15nmとなるよう
に蒸着することで第2の電子輸送層を形成した。
マグネシウムとを1:0.1(体積比)で15nmとなるように共蒸着を行い、続けてI
TOをスパッタリング法により70nm成膜して第2の電極(半透過半反射電極)を形成
して、発光素子4乃至発光素子7及び比較発光素子4乃至比較発光素子6を作製した。な
お、上述の蒸着過程においては、すべて抵抗加熱法による蒸着を用いた。
表を示す。
ーブボックス内において、発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する
作業(シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にUV処理(波長365nm、6J/cm
2)、80℃にて1時間熱処理)を行った後、初期特性について測定を行った。なお、測
定は室温(25℃に保たれた雰囲気)で行った。
9に、輝度−電圧特性を図30に、電流−電圧特性を図31に、色度座標を図32に示す
。
輝度特性を図34に、輝度−電圧特性を図35に、電流−電圧特性を図36に示す。
電力を試算した。発光装置の消費電力を試算するに当たっては、以下の条件を仮定した。
す。
(1画素が赤、緑、青及び黄の4つのサブピクセルからなる発光装置を仮定))、電流量
は電流密度×パネル面積×開口率×1/4(各サブピクセルの面積比率)、表示部の消費
電力は電流量×電圧でそれぞれ計算した。
の発光装置は266mWで、実施例の発光装置の方が低消費電力となった。比較例の発光
装置では白を発光させるとき、比較発光素子4(赤)、比較発光素子5(緑)ともに一定
割合の真性輝度が必要となる。対して、実施例の発光装置で白を発光させるとき、発光素
子4(赤)は非発光で、発光素子6(緑)についても139cd/m2と発光輝度は小さ
く、消費電力にほとんど影響していない。つまり実施例の発光装置では白を出すとき、ほ
ぼ発光素子7(青)と発光素子5(黄)のみを発光させている。発光素子5(黄)の電流
効率は137cd/Aと高効率であるため、比較例の発光装置と実施例の発光装置では青
色素子の消費電力が同程度であるにも関わらず、実施例の発光装置は比較例の発光装置と
比較して大幅な低消費電力化が実現できた。
度劣化について見積もった結果を示す。本実施例では、本発明の一態様の発光装置を構成
する発光素子と同じ構造を有する発光素子8(青)、発光素子9(黄)を電流密度一定の
条件において、それぞれ初期輝度300cd/m2、3000cd/m2とし、駆動試験
を行った。各々の発光素子における初期輝度は、下記表で示した条件の本発明の一態様の
発光装置においてD65付近の白色表示を得るために必要な輝度に近い値を設定した。白
色表示を行った場合を想定して駆動試験を行ったのは、連続点灯である白色表示が最も劣
化が進みやすい条件のためである。
黄色の発光素子と同様の劣化挙動を示すと考えられるため、及び、実施例2で示したよう
にD65付近の白色表示を行う際に必要な輝度が小さく信頼性の律速とはならないための
2点を理由として測定していない。
まず、ガラス基板上に、銀(Ag)とパラジウム(Pd)と銅(Cu)の合金膜(略称:
APC)をスパッタリング法により成膜し、第1の電極(反射電極)を形成した。なお、
その膜厚は100nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。
タリング法により成膜した。なお、透明導電膜の膜厚は、発光素子8(青)が85nm、
発光素子9(黄)が65nmとした。
板の表面を水で洗浄し、200℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った
。
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、基板を30分程度
放冷した。
た基板ホルダーに固定した。この後、透明導電膜上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上
記構造式(xiv)で表される9−フェニル−3−[4−(10−フェニル−9−アント
リル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:PCzPA)と酸化モリブデン(VI)
を共蒸着することで、第1の正孔注入層を形成した。その膜厚は、発光素子8(青)を4
0nm、発光素子9(黄)を45nmとした。また、PCzPAと酸化モリブデンの比率
は、重量比で1:0.5(=PCzPA:酸化モリブデン)となるように調節した。
孔輸送層を形成した。
ニル−9−アントリル)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:c
gDBCzPA)と、上記構造式(iii)で表されるN,N’−(ピレン−1,6−ジ
イル)ビス[(6,N−ジフェニルベンゾ[b]ナフト[1,2−d]フラン)−8−ア
ミン](略称:1,6BnfAPrn−03)とを重量比で1:0.03(=cgDBC
zPA:1,6BnfAPrn−03)となるように25nm成膜することで第1の発光
層を形成した。
、上記構造式(vi)で表されるバソフェナントロリン(略称:BPhen)を10nm
となるように成膜して第1の電子輸送層を形成した。
うに蒸着し、上記構造式(xi)で表される銅フタロシアニン(略称:CuPc)を2n
mとなるように蒸着し、さらにPCzPAと酸化モリブデンとを重量比で1:0.5(=
PCzPA:酸化モリブデン)となるように共蒸着して中間層を形成した。中間層は膜厚
が12.5nmとなるように形成した。
ゾチオフェン−4−イル)ビフェニル−3−イル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略
称:2mDBTBPDBq−II)と、上記構造式(viii)で表されるN−(1,1
’−ビフェニル−4−イル)−9,9−ジメチル−N−[4−(9−フェニル−9H−カ
ルバゾール−3−イル)フェニル]−9H−フルオレン−2−アミン(略称:PCBBi
F)と、上記構造式(ix)で表されるビス{2−[5−メチル−6−(2−メチルフェ
ニル)−4−ピリミジニル−κN3]フェニル−κC}(2,4−ペンタンジオナト−κ
2O,O’)イリジウム(III)(略称:[Ir(mpmppm)2(acac)])
とを、重量比0.8:0.2:0.06(=2mDBTBPDBq−II:PCBBiF
:[Ir(mpmppm)2(acac)])となるように共蒸着して第2の発光層を形
成した。膜厚は40nmとなるように成膜した。
、さらに2mDBTBPDBq−II上にBPhenを20nmとなるように蒸着するこ
とで第2の電子輸送層を形成した。
マグネシウムとを1:0.1(体積比)で15nmとなるように共蒸着を行い、続けてI
TOをスパッタリング法により70nm成膜して第2の電極(半透過半反射電極)を形成
して発光素子8(青)及び発光素子9(黄)を作製した。なお、上述の蒸着過程において
は、すべて抵抗加熱法による蒸着を用いた。
発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業(シール材を素子の周
囲に塗布し、封止時にUV処理(波長365nm、6J/cm2)、80℃にて1時間熱
処理)を行った後、初期特性について測定を行った。なお、測定は室温(25℃に保たれ
た雰囲気)で行った。また、測定は、発光素子8は青色、発光素子9は黄色のカラーフィ
ルタを介して行った。
度特性を図40に、輝度−電圧特性を図41に、電流−電圧特性を図42に、発光スペク
トルを図43に示す。このように、発光素子8及び発光素子9は良好な特性を示した。
期輝度300cd/m2、3000cd/m2とし、駆動試験を行った。初期輝度を10
0%と規格化して、駆動時間に対する輝度変化を表したグラフを図44に示す。
0時間、同じく発光素子9が要する時間は約6000時間であった。この結果から、本発
明の一態様の発光装置は非常に消費電力の小さい発光装置でありながら、輝度劣化が小さ
く実用に耐えうる信頼性を備えた発光装置であることがわかった。
作製した発光装置の表示写真を図37に示す。サブピクセルは赤、黄、緑、青の画素がそ
れぞれ50μm×50μmで田の字型に配置されている。この発光装置と赤、緑、青の画
素による白色カラーフィルタ方式の比較例の発光装置の静止画表示時の消費電力比較を図
38に示す。消費電力は、ピーク輝度を300cd/m2として、各種静止画でのパネル
部のものを算出している。
ある。特に、白色の表示部が多い映像において、本発明の低電力化の効果が顕著である。
なお、白メインの表示をピークに、黒表示の静止画表示であればあるほど、単位面積当た
りのパネル消費電力は低くなっている。これはバックライトを点灯させ続ける必要のある
液晶とは異なり、黒表示の場合にOLEDでは非発光で済むためである。
本参考例では、実施例で用いた有機化合物、N,N’−(ピレン−1,6−ジイル)ビス
[(6,N−ジフェニルベンゾ[b]ナフト[1,2−d]フラン)−8−アミン](略
称:1,6BnfAPrn−03)の合成方法について説明する。なお、1,6BnfA
Prn−03の構造を以下に示す。
500mL三口フラスコに、8.5g(39mmol)のベンゾ[b]ナフト[1,2−
d]フランを加え、フラスコ内を窒素置換した後、195mLのテトラヒドロフラン(T
HF)を加えた。この溶液を−75℃に冷却してから、この溶液に25mL(40mmo
l)のn−ブチルリチウム(1.59mol/L n−ヘキサン溶液)を滴下して加えた
。滴下後、得られた溶液を室温で1時間攪拌した。
THF40mLに溶かした溶液を滴下して加えた。滴下後、得られた溶液を室温に戻しな
がら17時間攪拌した。所定時間経過後、この混合物にチオ硫酸ナトリウム水溶液を加え
、1時間攪拌した後、この混合物の有機層を水で洗浄し、有機層を硫酸マグネシウムによ
り乾燥した。乾燥後、この混合物を自然濾過し、得られた溶液をセライト(和光純薬工業
株式会社、カタログ番号:531−16855)、フロリジール(和光純薬工業株式会社
、カタログ番号:540−00135)を通して吸引濾過した。得られた濾液を濃縮して
得た固体を、トルエンにて再結晶を行ったところ、目的の白色粉末を収量6.0g(18
mmol)、収率45%で得た。ステップ1の合成スキームを以下に示す。
200mL三口フラスコに、6.0g(18mmol)の6−ヨードベンゾ[b]ナフト
[1,2−d]フランと、2.4g(19mmol)のフェニルボロン酸と、70mLの
トルエンと、20mLのエタノールと、22mLの炭酸カリウム水溶液(2.0mol/
L)を入れた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気をした。脱気後フラスコ内
を窒素下としてから、480mg(0.42mmol)のテトラキス(トリフェニルホス
フィン)パラジウム(0)を加えた。この混合物を窒素気流下、90℃で12時間攪拌し
た。
液と有機層を合わせて、水で洗浄後、硫酸マグネシウムにより乾燥した。この混合物を自
然濾過し、得られた濾液を濃縮して得た固体を、トルエンに溶かした。得られた溶液をセ
ライト(和光純薬工業株式会社、カタログ番号:531−16855)、フロリジール(
和光純薬工業株式会社、カタログ番号:540−00135)、アルミナを通して吸引濾
過した。得られたろ液を濃縮して得た固体を、トルエンにより再結晶を行ったところ、目
的の白色固体を収量4.9g(17mmol)、収率93%で得た。ステップ2の合成ス
キームを以下に示す。
成>
300mL三口フラスコに、4.9g(17mmol)の6−フェニルベンゾ[b]ナフ
ト[1,2−d]フランを加え、フラスコ内を窒素置換した後、87mLのテトラヒドロ
フラン(THF)を加えた。この溶液を−75℃に冷却してから、この溶液に11mL(
18mmol)のn−ブチルリチウム(1.59mol/L n−ヘキサン溶液)を滴下
して加えた。滴下後、得られた溶液を室温で1時間攪拌した。所定時間経過後、この溶液
を−75℃に冷却してから、ヨウ素4.6g(18mmol)をTHF18mLに溶かし
た溶液を滴下して加えた。
硫酸ナトリウム水溶液を加え、1時間攪拌した後、この混合物の有機層を水で洗浄し、有
機層を硫酸マグネシウムにより乾燥した。この混合物を自然濾過して得られたろ液をセラ
イト(和光純薬工業株式会社、カタログ番号:531−16855)、フロリジール(和
光純薬工業株式会社、カタログ番号:540−00135)、アルミナを通して吸引濾過
した。得られたろ液を濃縮して得た固体を、トルエンにより再結晶を行ったところ、目的
の白色固体を収量3.7g(8.8mmol)、収率53%で得た。ステップ3の合成ス
キームを以下に示す。
100mL三口フラスコに、0.71g(2.0mmol)の1,6−ジブロモピレンと
、1.0g(10.4mmol)のナトリウムtert−ブトキシドと、トルエン10m
Lと、0.36mL(4.0mmol)のアニリンと、0.3mLのトリ(tert−ブ
チル)ホスフィンの10wt%ヘキサン溶液を加え、フラスコ内を窒素置換した。この混
合物に50mg(85μmol)のビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を
加え、80℃で2時間攪拌した。
ェニルベンゾ[b]ナフト[1,2−d]フランと、180mg(0.44mmol)の
2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’、6’−ジメトキシビフェニル(略称S−Pho
s)と、50mg(85μmol)のビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)
を加え、この混合物を100℃で15時間攪拌した。所定時間経過後、得られた混合物を
セライト(和光純薬工業株式会社、カタログ番号:531−16855)を通してろ過し
た。得られたろ液を濃縮して得た固体を、エタノールで洗浄し、トルエンにて再結晶を行
ったところ、目的の黄色固体を1.38g(1.4mmol)、収率71%で得た。
昇華精製した。昇華精製は、アルゴン流量10mL/min、圧力2.3Paの条件で黄
色固体を370℃で加熱して行った。昇華精製後、黄色固体を0.68g(0.70mm
ol)、50%の回収率で得た。ステップ4の合成スキームを以下に示す。
析結果を以下に示す。この結果から、1,6BnfAPrn−03が得られたことがわか
った。
Hz、4H)、7.03−7.06(m、6H)、7.11(t、J=7.5Hz、2H
)、7.13(d、J=8.0Hz、2H)、7.28−7.32(m、8H)、7.3
7(t、J=8.0Hz、2H)、7.59(t、J=7.2Hz、2H)、7.75(
t、J=7.7Hz、2H)、7.84(d、J=9.0Hz、2H)、7.88(d、
J=8.0Hz、2H)、8.01(s、2H)、8.07(d、J=8.0Hz、4H
)、8.14(d、J=9.0Hz、2H)、8.21(d、J=8.0Hz、2H)、
8.69(d、J=8.5Hz、2H).
102 第2の電極
103a EL層
103b EL層
104a 正孔注入層
104b 正孔注入層
105a 正孔輸送層
105b 正孔輸送層
106 発光層
106a 発光層
106b 発光層
107a 電子輸送層
107b 電子輸送層
108a 電子注入層
108b 電子注入層
109 電荷発生層
113 第1の発光層
114 第2の発光層
121 ゲスト材料(蛍光材料)
122 ホスト材料
131 ゲスト材料(燐光材料)
132 第1の有機化合物
133 第2の有機化合物
134 励起錯体
501 基板
502 FET
503 第1の電極
504 隔壁
505 EL層
506R 発光領域
506G 発光領域
506B 発光領域
506W 発光領域
506Y 発光領域
507R 発光素子
507G 発光素子
507B 発光素子
507W 発光素子
507Y 発光素子
508R 着色層
508G 着色層
508B 着色層
508Y 着色層
509 黒色層(ブラックマトリクス)
510 第2の電極
511 封止基板
601 素子基板
602 画素部
603 駆動回路部(ソース線駆動回路)
604a 駆動回路部(ゲート線駆動回路)
604b 駆動回路部(ゲート線駆動回路)
605 シール材
606 封止基板
607 配線
608 FPC(フレキシブルプリントサーキット)
609 FET
610 FET
611 スイッチング用FET
612 電流制御用FET
613 第1の電極(陽極)
614 絶縁物
615 EL層
616 第2の電極(陰極)
617 発光素子
618 空間
1100 基板
1102B 第1の電極
1102G 第1の電極
1102Y 第1の電極
1102R 第1の電極
1103d 青色発光層
1103e正孔注入層及び正孔輸送層
1103f 黄色発光層
1103h 電子輸送層及び電子注入層
1104 第2の電極
1105 ブラックマトリクス
1106B カラーフィルタ
1106G カラーフィルタ
1106Y カラーフィルタ
1106R カラーフィルタ
1101 封止基板
2000 タッチパネル
2001 タッチパネル
2501 表示部
2502R 画素
2502t トランジスタ
2503c 容量素子
2503g 走査線駆動回路
2503t トランジスタ
2509 FPC
2510 基板
2511 配線
2519 端子
2521 絶縁層
2528 隔壁
2550R 発光素子
2560 封止層
2567BM 遮光層
2567p 反射防止層
2567R 着色層
2570 基板
2580R 発光モジュール
2590 基板
2591 電極
2592 電極
2593 絶縁層
2594 配線
2595 タッチセンサ
2597 接着層
2598 配線
2599 接続層
2601 パルス電圧出力回路
2602 電流検出回路
2603 容量
2611 トランジスタ
2612 トランジスタ
2613 トランジスタ
2621 電極
2622 電極
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
7302 筐体
7304 表示パネル
7305 時刻を表すアイコン
7306 その他のアイコン
7311 操作ボタン
7312 操作ボタン
7313 接続端子
7321 バンド
7322 留め金
7400 携帯電話機
7401 筐体
7402 表示部
7403 操作用ボタン
7404 外部接続部
7405 スピーカ
7406 マイク
7407 カメラ
7500(1) 筐体
7500(2) 筐体
7501(1) 表示部
7501(2) 表示部
7502(1) 表示部
7502(2) 表示部
8001 照明装置
8002 照明装置
8003 照明装置
8004 照明装置
9310 携帯情報端末
9311 表示パネル
9312 表示領域
9313 ヒンジ
9315 筐体
Claims (8)
- 第1の発光素子、第2の発光素子、第3の発光素子、および第4の発光素子を有する発光装置であって、
前記第1の発光素子乃至前記第4の発光素子は、青色発光を呈する蛍光発光物質を含む第1の発光層と、黄色発光を呈する燐光発光物質を含む第2の発光層と、を有し、
前記蛍光発光物質は、トルエン溶液における発光スペクトルのピーク波長が440nm乃至460nmの間位に位置し、
前記燐光発光物質は、発光スペクトルのピーク波長が555nm乃至590nmの間位に位置し、
前記第1の発光素子は、青色発光することができる機能を有し、
前記第2の発光素子は、緑色発光することができる機能を有し、
前記第3の発光素子は、赤色発光することができる機能を有する発光装置。 - 第1の発光素子、第2の発光素子、第3の発光素子、および第4の発光素子を有する発光装置であって、
前記第1の発光素子乃至前記第4の発光素子は、青色発光を呈する蛍光発光物質を含む第1の発光層と、黄色発光を呈する燐光発光物質を含む第2の発光層と、電荷発生層と、を有し、
前記電荷発生層は、前記第1の発光層と、前記第2の発光層との間に設けられ、
前記蛍光発光物質は、トルエン溶液における発光スペクトルのピーク波長が440nm乃至460nmの間位に位置し、
前記燐光発光物質は、発光スペクトルのピーク波長が550nm乃至590nmの間位に位置し、
前記第1の発光素子は、青色発光することができる機能を有し、
前記第2の発光素子は、緑色発光することができる機能を有し、
前記第3の発光素子は、赤色発光することができる機能を有する発光装置。 - 請求項1または請求項2において、
前記蛍光発光物質のトルエン溶液における発光スペクトルの半値幅が20nm以上50nm以下である発光装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一項において、
前記第1の発光層は、前記蛍光発光物質のT1準位よりも低いT1準位を有するホスト材料を含む発光装置。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一項において、
前記第2の発光層は、励起錯体を形成する組み合わせである第1の有機化合物と第2の有機化合物とを含む発光装置。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一項において、
前記第1の発光素子の色度が、xy色度座標においてx=0.13以上0.17以下且つy=0.03以上0.07以下である発光装置。 - 請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の発光装置と、
接続端子、または、操作キーと、
を有する電子機器。 - 請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の発光装置と、筐体と、
を有する照明装置。
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