JP2022079722A - Light-emitting element, light-emitting device, electronic apparatus, and lighting device - Google Patents
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- 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 aspect of the present invention relates to a light emitting element in which an organic compound capable of emitting light by applying an electric field is sandwiched between a pair of electrodes, and a light emitting device, an electronic device, and a lighting device having such a light emitting element.
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。
Light emitting elements using organic compounds as light emitters, which are thin and lightweight, have high-speed responsiveness, and are driven by DC low voltage, are expected to be applied to next-generation flat panel displays. In particular, a display device in which light emitting elements are arranged in a matrix is considered to be superior in that it has a wide viewing angle and excellent visibility as compared with a conventional liquid crystal display device.
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 emitting mechanism of the light emitting element, by sandwiching an EL layer containing a light emitting body between a pair of electrodes and applying a voltage, electrons injected from the cathode and holes injected from the anode are regenerated at the light emitting center of the EL layer. It is said that they combine to form a molecular exciter, and when the molecular excitator relaxes to the ground state, it releases energy and emits light. Singlet and triplet excitations are known as excited states, and it is considered that light emission is possible through either excited state.
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 respect 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 carried out (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 even considering the absorption of light by the reflective electrode and the transparent electrode, the external quantum efficiency of the light emitting element using the phosphorescent compound. The limit of is considered to be about 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。
Therefore, in one aspect of the present invention, a light emitting device having high external quantum efficiency is provided. Further, one aspect of the present invention provides a light emitting device having a long life.
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 aspect of the present invention has a light emitting layer between a pair of electrodes (anodode and cathode), and the light emitting layer is a first light emitting substance (guest material) that converts triple-term excitation energy into light emission, and has electron transport properties. A first light emitting layer containing at least a first organic compound (host material) having a hole transport property and a second organic compound (assist material) having a hole transport property and formed on the anode side, and triple-term excitation energy. Formed containing at least a second luminescent substance (guest material) that converts to luminescence, a first organic compound having electron transportability (host material), and a third organic compound having hole transportability (assist material). It is a laminated structure with a second light emitting layer, and in the first light emitting layer, the first organic compound (host material) and the second organic compound (assist material) are a combination forming an excitation complex. The second light emitting layer is a light emitting element characterized in that the first organic compound (host material) and the third organic compound (assist material) are a combination forming an excitation complex.
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, a hole transport layer between the anode and the light emitting layer, and electron transport between the cathode and the light emitting layer. The light emitting layer has at least a first luminescent substance that converts triple-term 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 containing and in contact with the hole transporting layer, a second light emitting substance that converts triple-term excitation energy into light emission, a first organic compound having electron transporting property, and hole transporting. It is a laminate with a second light emitting layer that contains at least a third organic compound having a property and is formed in contact with an electron transport layer. In the first light emitting layer, the first organic compound (host material) is used. And the second organic compound (assist material)
It is a combination that forms an excited complex, and in the second light emitting layer, the first organic compound (host material) and the third organic compound (assist material) are a combination that forms an excited complex. It is a 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 configurations, the emission wavelength of the excitation complex 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 (fluorescence wavelength) of each of the material) and the second organic compound (assist material)
Since it exists on the long wavelength side, the fluorescence spectrum of the first organic compound (host material) and the fluorescence spectrum of the second organic compound (assist material) can be made longer by forming an excitation complex. It can be converted into an emission spectrum located on the wavelength side. Further, the emission wavelengths of the excitation complex formed by the first organic compound (host material) and the third organic compound (assist material) of the second light emitting layer are the first organic compound (host material) and the third. Organic compounds (
Since it exists on the longer wavelength side than each emission wavelength (fluorescence wavelength) of the assist material), the fluorescence spectrum of the first organic compound (host material) and the third organic substance are formed by forming an excitation complex. 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 configurations, in the first light emitting layer, the anion of the first organic compound and the second
The excitation complex is formed from the cations of the organic compound of the above, and the second light emitting layer is characterized in that the excitation complex 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。
Further, 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) contained in the first light emitting layer is contained. ) Is characterized in that the maximum occupied orbital level (HOMO level) is lower than that of 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。
Further, in the above configuration, the first luminescent substance contained in the first light emitting layer is characterized by being a substance exhibiting light emission having a shorter wavelength than the second luminescent substance contained in the second light emitting layer. And.
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。
Further, in the above configuration, the first luminescent substance and the second luminescent substance are luminescent substances that convert triple-term excitation energy into luminescence, and are phosphorescent compounds such as organic metal complexes and thermally activated delayed fluorescence. Materials that indicate Thermally Activated Delayed Fluorescence (TADF: Thermally A).
Activated 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, the second organic compound and the second organic compound. The organic compound of No. 3 is mainly characterized by being a hole transporting material having a hole mobility of 10-6 cm 2 / Vs or more, specifically, a π-excessive complex aromatic 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 aspect of the present invention includes not only a light emitting device having a light emitting element but also an electronic device having a light emitting device and a lighting device. Therefore, the 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). again,
A connector to the light emitting device, for example, FPC (Flexible printed circu)
It) or a module with TCP (Tape Carrier Package) attached, a module with a printed wiring board at the end of TCP, or a C in the light emitting element.
All modules in which ICs (integrated circuits) are directly mounted by the OG (Chip On Glass) method are also 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。
Since the light emitting element according to one aspect of the present invention can form an excited complex in each of the first light emitting layer and the second light emitting layer constituting the light emitting layer, the energy transfer efficiency is high and the external quantum. It is possible to realize a highly efficient light emitting element.
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。
Further, in the light emitting element according to one aspect of the present invention, the excitation complex formed in the first light emitting layer by having the above-mentioned element structure has higher excitation energy than the excitation complex formed in the second light emitting layer. As a first luminescent material (guest material) that converts 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 converted into light emission. By using a substance that emits light having a shorter wavelength than the second light emitting substance (guest material) to be changed, it is possible to simultaneously obtain light emission from the first light emitting layer and the second light emitting layer, and further, the first light emitting layer. A second luminescent material (guest material) that converts some of the excitation energies of the excitation complex formed in the light emitting layer of the above into light emission, and converts the triplet excitation energy in the second light emitting layer into light emission. ) Can be used as excitation energy, so that the light emission efficiency in the light emitting element can be further improved.
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 its form and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention is not construed as being limited to the description of the embodiments shown 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。
(About the elementary process of light emission in a light emitting element)
First, a general elementary process of light emission in a light emitting device using a luminescent substance (including a phosphorescent compound and a thermal activated delayed fluorescent (TADF) material) that converts triplet excitation energy into light emission will be described. Here, the molecule that gives the excitation energy is referred to as a host molecule, and the molecule that receives the 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) When electrons and holes (holes) are recombined 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 the 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 the singlet excited state The guest molecule in the singlet excited state crosses the triplet excited state between the terms and emits 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 (1) above, 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) When electrons and holes (holes) are recombined 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 the triple-term excited state When 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 moves. It becomes a triplet excited state. The guest molecule in the triplet excited state emits phosphorescence. It should be noted that energy transfer from the T1 level of the host molecule to the level (S1 level) of the single-term excitation energy of the guest molecule is prohibited unless the host molecule emits phosphorescence, and is unlikely to become the main energy transfer process. It is omitted here. That is, as shown in the following equation (2-1), the energy transfer from the triplet excited state (3H *) of the host molecule to the triplet excited state (3G *) of the guest molecule is important (in the equation, 1G is the guest). Singlet-based state of the molecule, 1H represents the singlet-based state of the 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 the single-term excited state When the S1 level of the host molecule is higher than the S1 level and T1 level of the guest molecule, the excited energy is transferred from the host molecule to the guest molecule. , The guest molecule is in a single-term excited state or a triple-term excited state. The guest molecule in the triplet excited state emits phosphorescence. In addition, the guest molecule in the singlet excited state crosses the triplet excited state between the terms 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, as shown in the following equation (2-2A), energy is transferred from the single-term excited state (1H *) of the host molecule to the single-term excited state (1G *) of the guest molecule, and then the triple term of the guest molecule is transferred by crossing between terms. The process of generating the excited state (3G *) and the direct energy transfer from the single-term excited state (1H *) of the host molecule to the triple-term excited state (3G *) of the guest molecule as shown in the following formula (2-2B). 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 * → (intersystem crossing) → 1H + 3G * (2-2A)
1H * + 1G → 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 (2) above occur efficiently, both the triplet excited energy and the singlet excited energy of the host molecule are efficiently converted into the triplet excited state (3G *) of the guest molecule. Therefore, highly efficient light emission is possible. On the contrary, if the host molecule itself emits the excitation energy as light or heat and is inactivated before the excitation energy is transferred from the host molecule to the guest molecule, the luminous 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 governing 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 the mechanism 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 Felster mechanism (dipole-dipole interaction), which is the first mechanism, does not require direct contact between molecules for energy transfer, and the resonance of dipole vibration between host and guest molecules. It is a mechanism in which energy transfer occurs through a phenomenon. Due to the resonance phenomenon of dipole vibration, the host molecule transfers energy to the guest molecule, the host molecule becomes the ground state, and the guest molecule becomes the excited state. The rate constant kh * → g of the Felster mechanism is shown in the equation (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 standardized emission spectrum of the host molecule (fluorescence spectrum, triple-term excitation when discussing energy transfer from a single-term excited state). Represents the phosphorescence spectrum when discussing energy transfer from a state), ε g (
ν) represents the molar absorbance coefficient of the guest molecule, N represents the avogadro 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 actual measurement. The lifetime of the excited state (fluorescence lifetime or phosphorescence lifetime) is represented, c represents the light velocity, and φ is the emission quantum yield (fluorescence quantum yield, triple term when discussing energy transfer from the single-term excited state). When discussing the energy transfer from the excited state, it represents the fluorescence quantum yield), and K 2 is a coefficient (0-4) that represents the orientation of the transition dipole moment between 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, the Dexter mechanism (electron exchange interaction), the host molecule and the guest molecule approach the contact effective distance that causes the orbital overlap, and the electron in the excited state and the guest molecule in the ground state approach. Energy transfer occurs through the exchange of electrons in. The speed constant kh * → g of the Dexter mechanism is shown in the 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 a Planck constant, K'is a constant with an energy dimension, ν represents a frequency, and f'h (ν) is a standardized host molecule. Represents the emission spectrum (fluorescence spectrum when discussing energy transfer from a single-term excitation state, phosphorous spectrum when discussing energy transfer from a triple-term excitation state), and ε'g (ν) is standardized for guest molecules. The energy absorption spectrum is represented, L represents the effective molecular radius, and R represents the intermolecular distance between the host molecule and the 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 Φ ET from the host molecule to the guest molecule is considered to be expressed by the mathematical formula (3). kr represents the rate constant of the luminescence process of the host molecule (fluorescence when discussing energy transfer from the single-term excited state, phosphorescence when discussing energy transfer from the triple-term excited state), and kn is the host molecule. Represents the rate constant of the non-fluorescent process (heat deactivation and crossing between terms), and τ 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 Φ ET , the energy transfer rate constant kh * → g is increased, and other competing rate constants kr + k n ( = 1 / τ) are relative. It turns out that it should be smaller.
((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))
First, consider the energy transfer process of (2-1). In this case, the Felster type (formula (1)) is forbidden, so only the Dexter type (formula (2)) needs to be considered.
According to equation (2), in order to increase the velocity constant kh * → g , the emission spectrum of the host molecule (phosphorescence spectrum because we are discussing the energy transfer from the triplet excited state) and the absorption spectrum of the guest molecule (single). It can be seen that the larger the overlap with the absorption) corresponding to the direct transition from the ground state of the term to the excited state of the triplet, 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 aspect of the invention, a luminescent substance (including a phosphorescent compound or a thermally activated delayed fluorescent (TADF) material) that converts triplet excitation energy into light emission is used as a guest material, but in the absorption spectrum of the phosphorescent compound. Absorption corresponding to the direct transition from the singlet ground state to the triplet excited state may be observed, which is the absorption band that appears on the longest wavelength side. In particular, in a luminescent iridium complex, the absorption band on the longest wavelength side often appears as a broad absorption band in the vicinity of 500 to 600 nm (of course, depending on the emission wavelength, it appears on the shorter wavelength side or the longer wavelength side. In some cases). This absorption band is mainly a triplet MLCT (Metalt).
o Ligand Charge Transfer) Derived from the transition. However, the absorption band also includes some absorption derived from the triplet π-π * transition and the 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 there is. 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 these overlap to form a broad absorption band on the longest wavelength side of the absorption spectrum. Therefore, when an organic metal complex (particularly an iridium complex) is used as the guest material, the velocity constant kh is caused by the large overlap between the broad absorption band existing on the longest wavelength side and the phosphorescence spectrum of the host material. * → G can be increased to improve energy transfer efficiency.
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 the host material, the phosphorescence lifetime (τ) is as long as milliseconds or more ( kr + kn is small). This is because the transition from the triplet excited state to the ground state (singlet state) is a forbidden transition. From equation (3), this means energy transfer efficiency Φ
It works 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。
Considering the above, 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 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 superimposed, it tends to occur as a whole.
((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 affected by the intersystem crossing efficiency of the guest material. Therefore, in order to increase the luminous efficiency to the utmost limit, the process of equation (2-2B) is considered to be important. In this case, Dexter type (formula (formula)
Since 2)) is prohibited, only the Felster type (formula (1)) needs to be considered.
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。
Eliminating τ from equations (1) and (3), the energy transfer efficiency Φ ET has a higher quantum yield φ (fluorescence quantum yield because we are discussing energy transfer from a singlet excited state). It can be said that it is good. However, in reality, as more important factors, the emission spectrum of the host molecule (fluorescence spectrum because we are discussing the energy transfer from the single-term excited state) and the absorption spectrum of the guest molecule (directly from the single-term ground state to the triple-term excited state). It is also necessary to have a large overlap with the absorption corresponding to the transition (note that it is preferable that the molar absorption coefficient of the guest molecule is also high). This means that the fluorescence spectrum of the host material and the absorption band appearing on the longest wavelength side of the phosphorescent compound, which is the guest material, overlap.
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, it has been very difficult to achieve this in the past. because,
In order to efficiently perform both the process (2-1) and the process (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. This is because it must be designed to overlap 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 at a position similar to 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 significantly different (S1 level> T1 level).
The emission wavelengths of fluorescence and phosphorescence are also significantly different (fluorescence emission wavelength <phosphorescence emission wavelength).
For example, in a light emitting device using a phosphorescent compound, it is often used as a
4'-di (N-carbazolyl) biphenyl (abbreviation: CBP) has a phosphorescence spectrum near 500 nm, while the fluorescence spectrum is around 400 nm, with a gap of 100 nm. Considering this example as well, it is extremely difficult to design the host material so that the fluorescence spectrum of the host material comes to a position similar to the phosphorescence spectrum. Therefore, improving the efficiency of energy transfer 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 provides a useful method capable of overcoming the problem of energy transfer efficiency from the singlet excited state of the host material to the guest material. The specific embodiment will be described below.
(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 the present embodiment, a concept and a specific configuration of the light emitting element for constituting the light emitting element, which is one aspect of the present invention, will be described. The light emitting element according to one aspect of the present invention is formed by sandwiching an EL layer including a light emitting layer between a pair of electrodes (anolyde and cathode), and the light emitting layer converts triple-term excitation energy into light emission. Contains at least 1 luminescent substance (guest material), a first organic compound having electron transportability (host material), and a second organic compound having hole transportability (assist material), and is formed on the anode side. It has a first light emitting layer, a second light emitting substance (guest material) that converts triple-term excitation energy into light emission, a first organic compound having electron transport property (host material), and a hole transport property. It has a laminated structure with a second light emitting layer formed by containing at least a 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。
The second organic compound (assist material) contained in the first light emitting layer has a lower HOMO level than the third organic compound (assist material) contained in the second light emitting layer. Therefore, the excitation energy ( EA ) of the excitation complex formed in the first light emitting layer can be designed to be larger than the excitation energy ( EB ) of the excitation complex 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。
Further, the first luminescent substance contained in the first light emitting layer is a substance exhibiting light emission having a shorter wavelength than the second luminescent 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, the element structure of the light emitting element, which is an example of the present invention, will be described with reference to FIG. 1 (A).
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
The
It has a structure in which an
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。
Further, as shown in FIG. 1A, the
A first
A second luminescent substance (guest material) 109b that converts triple-term excitation energy into light emission, a first organic compound (host material) 110 having electron transportability, and a third organic compound having hole transportability. A second
It has a structure in which 6b is laminated, and the first
Using an electron transporting material having an electron mobility of 2 / Vs or more, the second
12 will be referred to as 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。
Further, the combination of the first organic compound (host material) 110 and the second organic compound (assist material) 111 in the first
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。
This also applies to the second
The combination of the first organic compound (host material) 110 and the third organic compound (assist material) 112 in 6b is characterized in that it is a combination forming an excited complex (also referred to as an exciplex). Further, the emission wavelength of the excitation complex formed by the first organic compound (host material) 110 and the third organic compound (assist material) 112 is such that the first organic compound (host material) 110 and the third organic compound have different emission wavelengths. (Assist material) 1
Since it exists on the longer wavelength side than each of the emission wavelengths (fluorescence wavelengths) of 12, the fluorescence spectrum of the first organic compound (host material) 110 and the fluorescence of the third organic compound (assist material) 112 The spectrum can be converted into 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。
In the above configuration, the triplet excitation energy level (T1 level) of each of the first organic compound (host material) 110 and the second organic compound (assist material) 111 emits the triplet excitation energy. It is preferably higher than the T1 level of the first luminescent substance (guest material) 109a to be converted into. When the T1 level of the first organic compound 110 (or the second organic compound 111) is lower than the T1 level of the first luminescent substance (guest material) 109a, the first luminescent substance that contributes to luminescence. This is because the triple-term excitation energy of the (guest material) 109a is extinguished (quenched) by the first organic compound 110 (or the second organic compound 111), resulting in 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, each triplet excitation energy level (T1 level) of the first organic compound (host material) 110 and the third organic compound (assist material) 112 converts the triplet excitation energy into light emission. It is preferably higher than the T1 level of the second luminescent substance (guest material) 109b. When the T1 level of the first organic compound 110 (or the third organic compound 112) is lower than the T1 level of the second luminescent substance (guest material) 109b, the second luminescent substance contributes to light emission. (Guest material) The triple term excitation energy of 109b is used as the first organic compound 110 (guest material).
Alternatively, the third organic compound (112) is quenched, resulting in a decrease in luminous 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, the ratio of the first organic compound (host material) 110 and the second organic compound (assist material) 111 contained in the first
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。
The
The first organic compound (host material) 110 and the second organic compound (assist material) in
FIG. 1B shows a band diagram illustrating the energy relationship between 111 and the third organic compound (assist material) 112.
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. 1 ( B ), in the first
It is determined by the LUMO level of the first organic compound (host material) 110. Further, in the second
Determined by 10 LUMO levels. The second organic compound (assist material) 111 contained in the first
Since the HOMO level is lower than that of the assist material (112) 112, the excitation energy (EA) of the excitation complex formed in the first
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。
In addition, since the excitation complex formed by the first
As the luminescent substance (guest material) 109a, a substance that emits light having a shorter wavelength than that of the second luminescent substance (guest material) 109b that converts the triple-term excitation energy contained in the second
Light emission from 6b can be obtained. Further, of the excitation energies of the excitation complex formed in the first
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。
The light emitting element described in the present embodiment has a configuration in which the light emitting layer 106 (the first
The fluorescence spectrum of 2 is a luminescent substance 109 (even if the triplet excitation energy is converted into light emission).
First luminescent substance (guest material) 109a, and second luminescent substance (guest material) 10
A luminescent substance 109 (first luminescent substance (guest material) 109a, and a second luminescent substance 109a, which is located on the short wavelength side compared to the absorption band located on the longest wavelength side of 9b) and converts triple-term excitation energy into light emission. Even if there is no overlap with the absorption band located on the longest wavelength side of the luminescent substance (guest material) 109b), it means that the overlap can be increased by forming an excited complex. This makes it possible to increase the energy transfer efficiency of the above-mentioned equation (2-2B).
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 difference between the singlet excitation energy and the triplet excitation energy of the excitation complex is extremely small. In other words, the emission spectra from the singlet state and the emission spectra from the triplet state of the excited complex are very close to each other. Therefore, as described above, the absorption band located on the longest wavelength side of the luminescent substance 109 that converts the luminescence spectrum of the excited complex (generally, the luminescence spectrum from the single-term state of the excited complex) into luminescence. When designed to superimpose on, the emission spectrum from the triplet state of the excited complex (not observed at room temperature and often not observed at low temperature) is also the longest wavelength of the luminescent material 109 that converts the triplet excitation energy into emission. It will overlap the absorption zone located on the side. That is, not only the energy transfer from the singlet excited state ((2-2)) but also the efficiency of the energy transfer from the triplet excited state ((2-1)) is increased, and as a result, the singlet / triplet Energy from both 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, whether or not the excited complex actually has such characteristics is verified below using molecular orbital calculation. In general, the combination of a heteroaromatic compound and an aromatic amine is the lowest empty molecular orbital (LUMO: Lowest Unoccuped) of the aromatic amine.
LUMO level (property for electrons to easily enter) of heteroaromatic compound deeper than Molecular Orbital level and highest occupied orbital of heteroaromatic compound (HOMO: High)
Est Occuped Molecular Orbital) Excited complexes are often formed due to the influence of the HOMO level (property of easy hole entry) of aromatic amines, which are shallower than the level. Therefore, as a model of the first
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 time-dependent density functional theory (TD) is used to determine the optimum molecular structure and excitation energy of one DBq (abbreviation) molecule and one TPA (abbreviation) molecule in the lowest excited singlet state (S1) and the lowest excited triplet state (T1). -DFT) was used for calculation. Furthermore, DBq (abbreviation) and TPA (abbreviation)
The excitation energies were 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 general function method) is expressed by the sum of potential energy, electron-electron electrostatic energy, electron kinetic energy, and exchange correlation energy including all complex electron-electron interactions. In DFT, the exchange correlation interaction is approximated by a functional of one-electron potential expressed by electron density (meaning a function of a function), so that the calculation is fast and highly accurate. Here, the weight of each parameter related to the exchange and the correlation energy is defined by using the mixed functional B3LYP.
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
。
In addition, as a basis function, 6-311 (a basis function of a triple split value basis set using three abbreviated functions for each valence orbit) was applied to all atoms.
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。
According to the above-mentioned basis function, for example, in the case of a hydrogen atom, the orbitals of 1s to 3s are considered, and in the case of a carbon atom, the orbitals of 1s to 4s and 2p to 4p are considered. Furthermore, in order to improve the calculation accuracy, as a polarization basis set, a p function is used for hydrogen atoms, and d is used for 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
。
Gaussian 09 was used as the quantum chemistry calculation program. The calculation was performed using a high performance computer (SGI, Altix4700).
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 (
The HOMO level and LUMO level were calculated for the dimer of (abbreviation). HOMO level and L
The UMO level is shown in FIG. 3, and the distribution of the HOMO level and the LUMO level is 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。
FIG. 4 (A1) shows the distribution of the LUMO level of one molecule of DBq (abbreviation), FIG. 4 (A2) shows the distribution of the HOMO level of one molecule of DBq (abbreviation), and FIG. 4 (B1) shows the distribution. , TPA (abbreviation)
The distribution of the LUMO level of one molecule is shown, FIG. 4 (abbreviation) (B2) shows the distribution of the HOMO level of one molecule of TPA (abbreviation), and FIG. 4 (C1) shows DBq (abbreviation) and TPA (abbreviation). The distribution of LUMO levels of the dimer of (abbreviation) is shown, and FIG. 4 (C2) shows the distribution of HOMO levels of the dimer of DBq (abbreviation) and TPA (abbreviation).
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).
The LUMO level (-1.99eV) of DBq (abbreviation), which is deeper (lower) than the UMO level,
HOMO level of shallow (high) TPA (abbreviation) compared to HOMO level of DBq (abbreviation) (-
It is suggested that the influence of 5.21eV) forms an excited complex of DBq (abbreviation) and TPA (abbreviation). As can be seen from FIG. 4, the LUMO levels of the dimers 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 energies obtained from the optimum molecular structure at the S1 level and the T1 level of one DBq (abbreviation) molecule are shown. Here, the excitation energies of the S1 level and the T1 level correspond to the wavelengths of fluorescence and phosphorescence emitted by one molecule of DBq (abbreviation), respectively. The excitation energy of the S1 level of one DBq (abbreviation) molecule was 3.294 eV, and the fluorescence wavelength was 376.4 nm.
The excitation energy of the T1 level of one molecule of DBq (abbreviation) was 2.460 eV, and the phosphorescence wavelength was 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。
Further, the excitation energies obtained from the optimum molecular structure at the S1 level and the T1 level of one TPA (abbreviation) molecule are shown. Here, the excitation energies of the S1 level and the T1 level correspond to the wavelengths of fluorescence and phosphorescence emitted by one TPA (abbreviation) molecule, respectively. The excitation energy of the S1 level of one TPA (abbreviation) molecule was 3.508 eV, and the fluorescence wavelength was 353.4 nm.
The excitation energy of the T1 level of one TPA (abbreviation) molecule was 2.610 eV, and the phosphorescence wavelength was 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。
Further, the excitation energies obtained from the optimum molecular structures at the S1 and T1 levels of the DBq (abbreviation) and TPA (abbreviation) dimers are shown. The excitation energies of the S1 and T1 levels are
It corresponds to the wavelengths of fluorescence and phosphorescence emitted by the dimers of the DBq level and the TPA level, respectively. DBq
The excitation energy of the S1 level of the dimer (abbreviation) and TPA (abbreviation) was 2.036 eV, and the fluorescence wavelength was 609.1 nm. 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 both DBq (abbreviation) one molecule and TPA (abbreviation) one molecule,
It can be seen that the phosphorescence wavelength has a long wavelength shift of nearly 100 nm. This is the CBP mentioned above
It has the same tendency as (abbreviation) (actual measurement value), and is a result that supports 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 can be seen that the fluorescence wavelength of the dimer of DBq (abbreviation) and TPA (abbreviation) exists on the longer wavelength side than the fluorescence wavelength of one molecule of DBq (abbreviation) or one molecule of TPA (abbreviation). In addition, the difference between the fluorescence wavelength and the phosphorescence wavelength of the dimer of DBq (abbreviation) and TPA (abbreviation) is only 0.9n.
It is m, and it can be seen that the wavelengths are almost the same.
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 excitation complex are almost the same energy. Therefore, as mentioned above, the excited complex is in its singlet state,
From both the triplet state and the triplet state, it was suggested that energy can be efficiently transferred to a luminescent substance (a guest material containing the first luminescent substance and the second luminescent substance described above) that converts triplet excited energy into luminescence. ..
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。
As described above, the light emitting element according to one aspect of the present invention is a luminescent substance that converts the emission spectrum of the excitation complex formed in the light emitting layer and the triplet excitation energy into light emission (the first light emitting substance and the second light emitting substance described above). Utilizing the overlap with the absorption spectrum of the guest material (guest material containing luminescent material),
Since energy transfer is performed, energy transfer efficiency is high. Therefore, it is possible to realize a light emitting device having high external quantum efficiency.
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。
Moreover, since the excited complex exists only in the excited state, there is no ground state that can absorb energy. Therefore, a luminescent substance (guest material) that converts triplet excitation energy into luminescence.
A phenomenon in which a luminescent substance (guest material) that converts triplet excited energy into light emission due to energy transfer from the singlet excited state and triplet excited state to light emission is deactivated (that is, the light emission efficiency is impaired). Is not considered to occur in principle. This is also one of the reasons why the external quantum efficiency can be increased.
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 excited complex is formed by the interaction between different molecules in the excited state. Further, it is generally known that the excited complex is 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 excited complex depends on the energy difference between the HOMO level and the LUMO level. As a general tendency, when the energy difference is large, the emission wavelength becomes short, and when the energy difference is small, the emission wavelength becomes 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 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 the present embodiment are shown in FIG. As shown in 1 (B), they are different from each other. Specifically, the HOMO level of the first
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 (the first
The HOMO level of the excited complex at 06b is derived from the HOMO level of the third organic compound (assist material) 112. Therefore, the excitation energy (EA) of the excitation complex in the first
Will be larger than. That is, as the first luminescent material 109a that converts the triplet excitation energy contained in the first light emitting layer into light emission, the second luminescent material 109b that converts the triplet excitation energy contained in the second light emitting layer into light emission. By using a substance that emits light having a shorter wavelength than that of the above, it is possible to form a light emitting element having high light emission efficiency. In addition, light emitting materials having 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 process of forming the excited complex 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 of forming an excited complex from a state in which the second organic compound (assist material) and the third organic compound (assist material) have carriers (specifically, cations). be.
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 (holes) are recombined in the host material, the excitation energy is transferred from the excited state host material to the guest material, and the guest material reaches the excited state and emits light. Before the excitation energy is transferred to the guest material, the host material itself emits light, or the excitation energy becomes heat energy, so that a part of the excitation energy is deactivated. In particular, when the host material is in a singlet excited state, energy transfer is unlikely to occur as described in (2-2). Such deactivation of excitation energy is one of the factors leading to a decrease in the life of the light emitting device.
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 the third organic compound) (assist material) have carriers. Since the excitation complex is formed, the formation of a single term exciter of the first organic compound (host material) can be suppressed. That is, there may be a process of directly forming an excited complex without forming singlet excitons. As a result, the deactivation of the singlet excitation energy can also be suppressed. Therefore, it is possible to realize a light emitting element having a long life.
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 an electron-trapping compound (with a deep LUMO level) having a property of easily capturing electrons (carriers) among electron-transporting materials, and the second organic compound (or a third organic compound). When the organic compound) is a hole-trapping compound (with a shallow HOMO level) that has the property of easily capturing holes (carriers) among the hole-transporting materials, the anion of the first organic compound. And the cations of the second organic compound (or the third organic compound) will form a direct excitation complex. The excited complex formed in such a process is particularly called an electroplex. In this way, the generation of the singlet excited state of the first organic compound (host material) is suppressed, and energy is transferred from the electroplex to the luminescent substance (guest material) that converts the triplet excited energy into light emission. A light emitting element having high light emitting efficiency can be obtained. In this case, the first
The generation of triplet excited states of the organic compound (host material) is also suppressed, and a direct excited complex is formed. Therefore, energy is transferred from the excited complex to a luminescent substance (guest material) that converts triplet excited 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 after any one of the first organic compound (host material), the second organic compound (assist material), or the third organic compound (assist material) forms a single-term excitator. , Is an elementary process that interacts with the other of the ground states to form an excited complex. Unlike the 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 once generated. However, since this is rapidly converted into an excited complex, the deactivation of the singlet excitation energy can also be suppressed. 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 into the excited complex, and the energy is transferred from the excited complex to the luminescent substance (guest material) that converts the triplet excited 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。
The first organic compound (host material) is an electron trapping compound, while the second organic compound (host material) is an electron trapping compound.
When the organic compound (or the third organic compound) (assist material) of the above is a whole trapping compound, and the difference in the HOMO level and the difference in the LUMO level of these compounds 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, it is considered that the process of forming the electroplex is prioritized over the process of forming the excited complex via the 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。
A luminescent substance that converts the emission spectrum of the excitation complex and triplet excitation energy into emission (
In order to sufficiently overlap the absorption spectra 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 on the lowest energy side of the absorption spectrum must be within 0.3 eV. preferable. It is more preferably 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。
Further, in the light emitting element according to one aspect of the present invention, the excitation energy of the excitation complex is sufficiently transferred to a luminescent substance (guest material) that converts triple-term excitation energy into light emission, and the light emission from the excitation complex is substantially. It is preferable not to be observed. Therefore, it is preferable that the luminescent substance that transfers energy to a luminescent substance that converts triplet excitation energy into luminescence via an excitation complex and converts the triplet excitation energy into luminescence emits light. The luminescent substance that converts triplet excitation energy into light emission is preferably a phosphorescent compound (organic metal complex or the like), a thermal activated delayed fluorescent (TADF) material, or the like.
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。
Further, in the first
The organic compound (host material) itself becomes easy to emit light, and energy is less likely to be transferred to a luminescent substance (guest material) that converts triplet excitation energy into light emission. In this case, it is sufficient that the first organic compound emits light efficiently, but it is difficult to achieve high luminous efficiency because the host material has a problem of concentration quenching. Therefore, at least one of the first organic compound (host material) and the second organic compound (or the third organic compound) (assist material) is a fluorescent compound (that is, luminescence or heat deactivation from the single-term excited state). It is effective when the compound is prone to occur. Therefore, at least one of the first organic compound (host material) and the second organic compound (or the third organic compound) (assist material) is a fluorescent compound, and the excitation complex is used as a medium for energy transfer. Is preferable.
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。
The configuration shown in this embodiment can be used in combination with the configurations shown in other embodiments as appropriate.
(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。
(Embodiment 2)
In the present embodiment, an example of a light emitting device, which is one aspect of the present invention, will be described with reference to FIG.
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 shown in the present embodiment has a pair of electrodes (first electrode (anode) 2) as shown in FIG.
An
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。
The
Although it has a laminated structure with 6b, the first
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。
The second organic compound (assist material) contained in the first light emitting layer has a lower HOMO level than the third organic compound (assist material) contained in the second light emitting layer. Therefore, the excitation energy ( EA ) of the excitation complex formed in the first light emitting layer can be designed to be larger than the excitation energy ( EB ) of the excitation complex 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。
In the light emitting layer 206 (first
In the case of the first
6 (first
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。
Further, the first
The triplet excitation energy level (T1 level) of each of the twelve is preferably higher than the T1 level of the luminescent substance 209 (209a, 209b) that converts the triplet excitation energy into light emission. First
Luminescent substance 209 (209a, 20) in which the T1 level of 2 converts triplet excitation energy into luminescence.
When it is lower than the T1 level of 9b), the triplet excitation energy of the luminescent substance 209 (209a, 209b) that converts the triplet excitation energy contributing to light emission into light emission is changed to the first organic compound 21.
This is because 0 (or the second
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 the present embodiment, in the
And the second
It can be converted into the emission spectrum of the excitation complex located on the longer wavelength side. Therefore, in order to maximize the energy transfer from the single-term excited state, the overlap between the emission spectrum of the excited complex and the absorption spectrum of the luminescent substance (guest material) 209 that converts the triple-term excited energy into emission is increased. In the first
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。
A luminescent substance 209 that converts triplet excitation energy into luminescence (first luminescent substance 20).
9a, the second
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) iridium-N, C 2' ] Iridium (III) Acetylacetonate (abbreviation: FIracac), Tris (2-phenylpyridinato) 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, C 3' ] 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) quinoxalinato] Iridium (III) (abbreviation: Ir (Fdpq) 2 (acac)), (acetylacetonato) bis (2, 3,5-Triphenylpyrazinato) Iridium (III) (abbreviation: Ir (tppr) 2 (acac)), 2,3,7,8,12,13,17,18-octaethyl-21H, 23H-porphyrin Platinum (II) (abbreviation: PtOEP), Tris (
Acetylacetone) (monophenanthroline) Terbium (III) (abbreviation: Tb (a)
cac) 3 (Phen)), Tris (1,3-diphenyl-1,3-propanedionat)
(Monophenanthroline) Europium (III) (abbreviation: Eu (DBM) 3 (Phen)
)), Tris [1- (2-tenoyl) -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
。
Further, as the electron transporting material, a π-deficient heteroaromatic compound such as a nitrogen-containing heteroaromatic compound is preferable, and 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-)
Carbazole-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 thereof include quinoxaline or dibenzoquinoxaline derivatives such as TPDBq-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。
Further, as the hole transporting material, a π-excessive heteroaromatic compound (for example, a carbazole derivative or an indole derivative) or an aromatic amine compound is preferable, and for example, 4-.
Phenyl-4'-(9-phenyl-9H-carbazole-3-yl) triphenylamine (abbreviation: PCBA1BP), 4,4'-di (1-naphthyl) -4''-(9-phenyl-)
9H-carbazole-3-yl) triphenylamine (abbreviation: PCBNBB), 3- [N
-(1-naphthyl) -N- (9-phenylcarbazole-3-yl) amino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCN1), 4,4', 4''-tris [N- (1-naphthyl) -N-Phenylamino] Triphenylamine (abbreviation: 1'-TNATA), 2,
7-Bis [N- (4-diphenylaminophenyl) -N-Phenylamino] -Spiro-9
, 9'-bifluorene (abbreviation: DPA2SF), N, N'-bis (9-phenylcarbazole-3-yl) -N, N'-diphenylbenzene-1,3-diamine (abbreviation: PCA2)
B), N- (9,9-dimethyl-2-diphenylamino-9H-fluorene-7-yl)
Diphenylamine (abbreviation: DPNF), N, N', N''-triphenyl-N, N', N
'' -Tris (9-phenylcarbazole-3-yl) benzene-1,3,5-triamine (abbreviation: PCA3B), 2- [N- (9-phenylcarbazole-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- (carbazole-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-fluorene-2-yl) amino] -9H-fluorene-7-yl} phenylamine (abbreviation: DFLADFL), 3- [N- (9-phenylcarbazole-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-Il) -N-Phenylamino] -9-Phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCA2)
).
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, a luminescent substance (guest material) 209 that converts the above-mentioned triplet excitation energy into light emission.
(First
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。
Further, when an electron transporting material is used for the first
The range is preferably from 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。 A specific example for manufacturing the light emitting device shown in the present embodiment will be described below.
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。
Metals, alloys, electrically conductive compounds, mixtures thereof, and the like can be used for the first electrode (anode) 201 and the second electrode (cathode) 202. Specifically, indium-tin oxide (ITO: Indium Tin Oxide), indium-tin oxide containing silicon or silicon oxide, indium-zinc oxide (Indium Zi).
nc Oxide), indium oxide containing tungsten oxide and 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), elements belonging to
Alkali metals such as i) and cesium (Cs), and magnesium (Mg) and calcium (
Alkaline earth metals such as Ca) and strontium (Sr), and alloys containing them (Mg).
Rare earth metals such as Ag, AlLi), europium (Eu), ytterbium (Yb), alloys containing these, graphene and the like can be used. The first electrode (anode) 201 and the second electrode (cathode) 202 can be formed by, for example, a sputtering method, a vapor deposition method (including a vacuum vapor deposition 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。
Examples of the highly hole-transporting substance used for the
4''-Tris (carbazole-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)
Aromatic amine compounds such as 3- [N- (9-phenylcarbazole-3-yl) -N-
Phenylamino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCA1), 3,6-bis [N- (9-phenylcarbazole-3-yl) -N-phenylamino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCA2), 3 -[N- (1-naphthyl) -N- (9-phenylcarbazole-3-yl) amino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPC)
N1) and the like can be mentioned. In addition, 4,4'-di (N-carbazolyl) biphenyl (abbreviation: abbreviation:)
CBP), 1,3,5-tris [4- (N-carbazolyl) phenyl] benzene (abbreviation:
TCPB), carbazole derivatives such as 9- [4- (10-phenyl-9-anthrasenyl) phenyl] -9H-carbazole (abbreviation: CzPA), and the like can be used. The substances described here are mainly substances having a hole mobility of 10-6 cm 2 / Vs or more. However, any substance other than these may be used as long as it is a substance having a higher hole transport property than 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]
Polymer compounds such as (abbreviation: PTPDMA), 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。
Examples of the acceptor substance that can be used for the
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
Has at least a first
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
Alq 3 , Tris (4-methyl-8-quinolinolat) aluminum (abbreviation: Almq 3 )
, Bis (10-hydroxybenzo [h] quinolinato) beryllium (abbreviation: BeBq 2 ),
Metal complexes 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-oxadiazole-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), Basophenanthroline (abbreviation: BPhen), Basocuproin (abbreviation: BCP)
), 4,4'-Bis (5-methylbenzoxazole-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-6,6) A polymer compound such as 6'-diyl)] (abbreviation: PF-BPy) can also be used. The substances described here are mainly substances having electron mobilities of 10-6 cm 2 / Vs or more. A substance other than the above may be used as the
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。
Further, the
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
Lithium fluoride (LiF), cesium fluoride (CsF), calcium fluoride (CaF 2 )
, Alkaline metals such as lithium oxide (LiOx), alkaline earth metals, or compounds thereof can be used. In addition, rare earth metal compounds such as erbium fluoride (ErF 3 ) can be used. Further, the substance constituting the
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, a composite material formed by mixing an organic compound and an electron donor (donor) may be used for the
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。
The
6b), the
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。
The light emitted from the
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 shown in the present embodiment enhances energy transfer efficiency by energy transfer using the overlap between the emission spectrum of the excitation complex and the absorption spectrum of the luminescent substance (guest material) that converts triple-term excitation energy into emission. Therefore, it is possible to realize a light emitting element having high external quantum efficiency.
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。
The light emitting device shown in the present embodiment is one aspect of the present invention, and is particularly characterized by the configuration of the light emitting layer. Therefore, by applying the configuration shown in the present embodiment, a passive matrix type light emitting device, an active matrix type light emitting device, and the like can be manufactured, and these 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 the active matrix type light emitting device, the structure of the TFT is not particularly limited. For example, a staggered type or reverse staggered type TFT can be appropriately used. Also, T
The drive circuit formed on the FT substrate may also be composed of N-type and P-type TFTs, or may be composed of only one of N-type TFTs and P-type TFTs. Further, 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。
The configuration shown in this embodiment can be used in combination with the configurations shown in other embodiments as appropriate.
(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。
(Embodiment 3)
In the present embodiment, as one aspect of the present invention, a light emitting device having a structure having a plurality of EL layers with a charge generation layer interposed therebetween (hereinafter, referred to as a tandem type light emitting device) will be described.
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 shown in the present embodiment has a pair of electrodes (first electrode 30) as shown in FIG. 6 (A).
A plurality of EL layers (first EL layer 302 (1), second E) between the first and second electrodes 304).
It is a tandem type light emitting device having an 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 the present embodiment, the
The EL layer 302 (1) and the second EL layer 302 (2)) may have the same configuration as the EL layer shown in the first embodiment or the second embodiment, but any one of them is the same. It may be configured. 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 configurations are the same as those of the first embodiment or the second embodiment. Similar ones 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 (first EL layer 302 (1), second EL layer 302 (2)). The charge generation layer (I) 305 has a function of injecting electrons into one EL layer and injecting holes into the other EL layer when a voltage is applied to the
Electrons are injected into the first EL layer 302 (1) from 5 and holes are injected into 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 has light transmittance with respect to visible light from the viewpoint of light extraction efficiency (specifically, the transmittance of visible light with respect to the charge generation layer (I) 305 is determined. 40% or more) is preferable. Further, the charge generation layer (I) 305 includes the
It works even with a conductivity lower than 04.
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。
The charge generation layer (I) 305 has a structure in which an electron acceptor is added to an organic compound having a high hole transport property, but an electron donor is added to the organic compound having a high electron transport property. It may be a configured configuration. Further, both of these configurations may be laminated.
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。
In the case where an electron acceptor is added to an organic compound having a high hole transport property, examples of the organic compound having a high hole transport property include NPB, TPD, TDATA, and MTDATA.
, 4,4'-Bis [N- (spiro-9,9'-bifluoren-2-yl) -N-phenylamino] Biphenyl (abbreviation: BSBP) and other aromatic amine compounds can be used. The substances described here are mainly substances having a hole mobility of 10-6 cm 2 / Vs or more. However, a substance other than the above may be used as long as it is an organic compound having a higher hole transport property than 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。
Examples of the electron acceptor include 7,7,8,8-tetracyano-2,3,5,6-tetrafluoroquinodimethane (abbreviation: F4-TCNQ), chloranil and the like.
Also, transition metal oxides can be mentioned. Further, the oxides of metals belonging to
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, in the case where the electron donor is added to the organic compound having high electron transport property, examples of the organic compound having high electron transport 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. In addition, a metal complex having an oxazole-based ligand such as Zn (BOX) 2 or Zn (BTZ) 2 or a thiazole-based ligand can also be used. Further, in addition to the metal complex, PBD, OXD-7, TAZ, BPhen, BCP and the like can also be used. The substances described here are mainly substances having electron mobilities of 10-6 cm 2 / Vs or more. A substance other than the above may be used as long as it is an organic compound having a higher electron transport property than 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。
Further, as the electron donor, an alkali metal, an alkaline earth metal, a rare earth metal, a metal belonging to Group 13 in the Periodic Table of the Elements, an oxide thereof, or a carbonate can be used. Specifically, it is preferable to use lithium (Li), cesium (Cs), magnesium (Mg), calcium (Ca), itterbium (Yb), indium (In), lithium oxide, cesium carbonate and the like. Further, an organic compound such as tetrathianaphthalene may be used as an 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。
By forming the charge generation layer (I) 305 using the above-mentioned material, it is possible to suppress an increase in the drive voltage when the EL layers are laminated.
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。
In the present embodiment, a light emitting device having two EL layers has been described, but as shown in FIG. 6B, a light emitting device in which n layers (where n is 3 or more) are laminated is also used. , Can be applied as well. When a plurality of EL layers are provided between a pair of electrodes as in the light emitting element according to the present embodiment, by arranging the charge generation layer (I) between the EL layers, the charge generation layer (I) can be arranged.
It is possible to emit light in a high brightness region while keeping the current density low. Since the current density can be kept low, a long-life element can be realized. Further, when lighting is used as an application example, the voltage drop due to the resistance of the electrode material can be reduced, so that uniform light emission over a large area becomes possible. In addition, it is possible to realize a light emitting device that can be driven at a low voltage and has low power consumption.
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 the emission color of each EL layer different, it is possible to obtain emission of a desired color as the entire light emitting element. For example, in a light emitting element having two EL layers, a light emitting element that emits white light as a whole by making the light emitting color of the first EL layer and the light emitting color of the second EL layer have a complementary color relationship. It is also possible to obtain. The complementary color refers to the relationship between colors that become achromatic when mixed. That is, when a color having a complementary color relationship is mixed with light obtained from a substance that emits light, 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 light emitting color of the first EL layer is red, the light emitting color of the second EL layer is green, and the third EL layer. When the emission color of is blue, white emission can be obtained for the entire 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。
The configuration shown in this embodiment can be used in combination with the configurations shown in other embodiments as appropriate.
(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, a light emitting device which is one aspect 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 shown in the present embodiment has a micro-optical resonator (microcavity) structure utilizing the resonance effect of light between a pair of electrodes, and has a pair of electrodes (reflection) as shown in FIG.
It has a plurality of light emitting elements having a structure having at least an
It has 04 (404R, 404G, 404B), and may also 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. The light emitting layer 404
(404R, 404G, 404B) can include a configuration of a light emitting layer which is one aspect of the present invention as described in the first and second embodiments.
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 the present embodiment, as shown in FIG. 7, a light emitting element having a different structure (first light emitting element (R) 4)
A light emitting device including 10R, a second light emitting element (G) 410G, and a 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) 410R has a first transparent
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
It has a structure in which 03b, an
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。
The above light emitting element (first light emitting element (R) 410R, second light emitting element (G) 410G)
, In the third light emitting element (B) 410B), the
The
The 404G emits light having a peak in the wavelength region of 500 nm or more and 550 nm or less (λ G ), and the third light emitting layer (R) 404R emits light having a peak in the wavelength region of 600 nm or more and 760 nm or less (λ R ). To emit light. As a result, in any of the light emitting elements (first light emitting element (R) 410R, second light emitting element (G) 410G, 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)
) It is possible to emit a broad light in which the light emitted from the 404R is superimposed, that is, over the visible light region. From the above, it is assumed that the wavelength length 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 has a
It has a structure in which the
-It is assumed that the film is Ω cm or less. Further, the semi-transmissive /
It is assumed that the film is 2 Ω cm 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。
Further, in the present embodiment, in each light emitting element, the transparent conductive layer (first transparent
By changing the thickness of the transparent
Since light with a wavelength that resonates can be strengthened and light with a wavelength that does not resonate can be attenuated, light with different wavelengths can be produced by changing the optical distance between the
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 an optical path length) is an actual distance multiplied by a refractive index, and in the present embodiment, represents an actual film thickness multiplied by n (refractive index). .. That is, "
Optical distance = actual film thickness x 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。
Further, in the first light emitting element (R) 410R, the semi-transmissive /
The total thickness up to 02 is mλ R / 2 (however, m is a natural number), and in the second light emitting element (G) 410G, the total thickness from the
Is a natural number), and in the third light emitting element (B) 410B, the total thickness from the reflecting
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, the light (λ R ) emitted mainly by the third light emitting layer (R) 404R contained in the
Light (λ G ) emitted mainly by the second light emitting layer (G) 404G contained in the
The light (λ B ) emitted by the first light emitting layer (B) 404B contained in the above is taken out. The light taken out from each light emitting element is emitted from the semitransparent /
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
Since it is difficult to accurately determine the position of the reflection region in 2, the above-mentioned effect can be sufficiently obtained by assuming an arbitrary position of the
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
) Amplify the emission from the third light emitting layer (R) 404R by adjusting the optical distance to the 404R to the desired film thickness ((2m'+ 1) λ R / 4 (where m'is a natural number)). Can be made to. Of the light emitted from the third light emitting layer (R) 404R, the light reflected and returned by the reflective electrode 401 (first reflected light) is semi-transmitted / semi-reflected from the third light emitting layer (R) 404R. Since it causes interference with the light directly incident on the electrode 402 (first incident light), the optical distance from the reflecting
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 reflecting
Since it is difficult to accurately determine the position of the light emitting region in the 404R, the
It is assumed that the above-mentioned effect can be sufficiently obtained by assuming that an arbitrary position of 1 is a reflection region and an arbitrary position of the third light emitting layer (R) 404R is a light emitting region.
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
) Light emission from the second light emitting layer (G) 404G by adjusting the optical distance to the 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 and returned by the reflective electrode 401 (second reflected light) is semi-transmitted / semi-reflected from the second light emitting layer (G) 404G.
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 a natural number)), the phase of the second reflected light and the second incident light are matched, and the light emitted from the second light emitting layer (G) 404G is amplified. Can be done.
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。
Strictly speaking, the optical distance between the reflecting
Since it is difficult to accurately determine the position of the light emitting region in the 404G, the
It is assumed that the above-mentioned effect can be sufficiently obtained by assuming that an arbitrary position of 1 is a reflection region and an arbitrary position of the second light emitting layer (G) 404G is a light emitting region.
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
) The optical distance to 404B is the desired film thickness ((2m'''+ 1) λ B / 4 (however, m'''.
Is a natural number)), the 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 and returned by the reflective electrode 401 (third reflected light) is semi-transmitted / semi-reflected from the first light emitting layer (B) 404B. Since it causes interference with the light directly incident on the electrode 402 (third incident light), the
The optical distance from 01 to the first light emitting layer (B) 404B is set to a desired value ((2 m'''+ 1) λ B.
By adjusting to / 4 (however, m'''is a natural number), the third reflected light and the third
The light emitted from the first light emitting layer (B) 404B can be amplified by matching the phase with the incident light of.
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 reflecting
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 configuration, each light emitting element has a structure having a plurality of light emitting layers in the EL layer, but the present invention is not limited to this, and for example, the tandem type described in the third embodiment is described. Multiple ELs with a charge generation layer sandwiched between one light emitting element in combination with the configuration of the light emitting element
A layer may be provided, and a single or a plurality of light emitting layers may be formed on 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 shown in this embodiment has a microcavity structure and has the same EL.
Even if it has a layer, it is possible to extract light having a different wavelength for each light emitting element, so that it is not necessary to separately paint RGB. Therefore, it is advantageous to realize full color because it is easy to realize high definition. It can also be combined with a colored layer (color filter). In addition, since it is possible to increase the emission intensity in the front direction of a specific wavelength, it is possible to reduce power consumption. This configuration is particularly useful when applied to a color display (image display device) using pixels of three or more colors, but it may also be used for applications such as lighting.
(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
。
(Embodiment 5)
In the present embodiment, a light emitting device having a light emitting element, which is one aspect 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。
Further, the light emitting device may be a passive matrix type light emitting device or an active matrix type light emitting device. The light emitting element described in another embodiment can be applied to the light emitting device shown 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 the present embodiment, the active matrix type light emitting device will be 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。
8 (A) is a top view showing a light emitting device, and FIG. 8 (B) shows FIG. 8 (A) as a chain line A-.
It is sectional drawing cut in A'. The active matrix type light emitting device according to the present embodiment has a
3 and a drive circuit unit (gate line drive circuit) 504 (504a and 504b).
The
It is sealed between the
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。
Further, on the
An example of providing an FPC (flexible printed circuit) 508 as an external input terminal is shown. Although only the FPC is shown 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 PWB is attached to the light emitting device main body.
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. 8 (B). A drive circuit unit and a pixel unit are formed on the
, The
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
It may be formed by various CMOS circuits, ProLiant circuits or MIMO circuits. Further, in the present embodiment, the driver integrated type in which the drive circuit is formed on the substrate is shown, but it is not always necessary, and the drive circuit can be formed on the outside instead of on the substrate.
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。
Further, the
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 covering property of the film laminated and formed on the upper layer, it is preferable to form a curved surface having a curvature on the upper end portion or the lower end portion of the insulating
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
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。
The
As the material used for the second electrode (cathode) 516, the material shown in the second embodiment can be used. Further, although not shown here, the second electrode (cathode) 516 is electrically connected to the
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。
Further, although only one
In 02, light emitting elements capable of obtaining three types of light emission (R, G, B) are selectively formed.
It is possible to form a light emitting device capable of displaying in full color. Further, it may be a light emitting device capable of full-color display by combining with a colored 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
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。
It is preferable to use an epoxy resin, low melting point glass, or the like for the sealing
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 type 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。
In addition, the configuration shown in this embodiment can be used in combination with the configurations shown in 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。
(Embodiment 6)
In the present embodiment, examples of various electronic devices completed by using a light emitting device manufactured by applying a light emitting element according to one aspect of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
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。
Electronic devices to which the light emitting device is applied include, for example, television devices (also referred to as televisions or television receivers), monitors for computers, digital cameras, digital video cameras, digital photo frames, mobile phones (mobile phones, mobile phones). (Also called a telephone device),
Examples include portable game machines, mobile information terminals, sound reproduction devices, and large game machines such as pachinko machines. Specific examples of these electronic devices are 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 device. The
The
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 operation of the
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。
The
It is also possible to perform information communication between the sender and the receiver, or between the receivers.
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 is a computer, which includes a
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 shows a portable gaming machine, which is composed of two housings, a
,
11 (force, displacement, position, speed, acceleration, angular velocity, rotation speed, distance, light, liquid, magnetism, temperature, chemical substance, voice, time, hardness, electric field, current, voltage, power, radiation, flow rate, humidity, It includes a function to measure inclination, vibration, odor or infrared rays), a microphone 7312) and the like. Of course, the configuration of the portable game machine is not limited to the above, and at least the display unit 73.
A light emitting device may be used for both or one of the 04 and the
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 shows an example of a mobile phone. The
In addition to the
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。
In the
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
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, when making a phone call or composing an e-mail, the
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 the inclination of a gyro, an acceleration sensor, etc. inside the
The screen display of the
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。
Further, the screen mode can be switched by touching the
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。
Further, in the input mode, the signal detected by the optical sensor of the
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
The person can be authenticated by touching the 402 with his / her palm or finger and taking an image of a palm print, a fingerprint, or the like.
Further, if a backlight that emits near-infrared light or a sensing light source that emits near-infrared light is used for the display unit, the finger vein, palm vein, and the like can be imaged.
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。
10 (A) and 10 (B) are tablet terminals that can be folded in half. FIG. 10 (A
) Is in the open state, and the tablet-type terminal has a
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 part of the
In 31a, as an example, a configuration in which half of the area has a display-only function and the other half of the region has a touch panel function are shown, but the configuration is not limited to this. Display 96
All areas of 31a may be configured to have a touch panel function. For example, display unit 9
The entire surface of 631a can be displayed as a keyboard button to form a touch panel, and the
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
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 simultaneously performed on the
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
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。
Further, FIG. 10A shows an example in which the display areas of the
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。
FIG. 10B shows a closed state, and the tablet-type terminal has a
It has 633, a charge /
5. The configuration having the
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。
Since the tablet terminal can be folded in half, the
It is possible to provide a tablet-type terminal that has excellent durability and is highly reliable 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 terminals shown in FIGS. 10 (A) and 10 (B) have a function of displaying various information (still images, moving images, text images, etc.), a calendar, a date, a time, and the like. It can have a function of displaying on a display unit, a touch input function of performing a touch input operation or editing information displayed on the display unit, a function of controlling processing by various software (programs), and the like.
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。
The
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。
Further, the configuration and operation of the charge /
A block diagram will be shown and described in C). In FIG. 10C, the
635,
, Display unit 9631,
6. The converter 9638 and the switches SW1 to SW3 correspond to the charge /
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 when power is generated by the
When the power from the
W2 may be turned on to charge the
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。
The
The
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。
Further, it goes without saying that the electronic device shown in FIG. 10 is not particularly limited as long as it is provided with the display unit described in the above embodiment.
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 according to one aspect of the present invention. The range of application of the light emitting device is extremely wide, and 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。
The configuration shown in this embodiment can be used in combination with the configurations shown in other embodiments as appropriate.
(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。
(Embodiment 7)
In the present embodiment, an example of a lighting device to which a light emitting device including a light emitting element, which is one aspect of the present invention, is applied will be 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 shows an example in which the light emitting device is used as an
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。
Further, by using the light emitting device on the surface of the table, the
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. It should be noted that these lighting devices are included in one aspect 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。
In addition, the configuration shown in this embodiment can be used in combination with the configurations shown in other embodiments as appropriate.
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 embodiment, the
≪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。
<< Fabrication of light emitting
First, indium tin oxide (ITSO) containing silicon oxide was formed on a
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 a pretreatment for forming the
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 was introduced into a vacuum vapor deposition apparatus whose internal pressure was reduced to about 10 -4 Pa, vacuum fired at 170 ° C. for 30 minutes in a heating chamber inside the vacuum vapor deposition apparatus, and then the
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
A case where the
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 depressurizing the inside of the vacuum device to 10 -4 Pa, 1,3,5-tri (dibenzothiophene-4)
-Il) benzene (abbreviation: DBT3P-II) and molybdenum oxide (VI), DBT3
The
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
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, a
2mDBTBPDBq-II), N- (1,1'-biphenyl-4-yl) -N- [4-
(9-Phenyl-9H-carbazole-3-yl) Phenyl] -9,9-dimethyl-9H
-Fluorene-2-amine (abbreviation: PCBBiF), (acetylacetonato) bis (6-
tert-Butyl-4-phenylpyrimidinat) Iridium (III) (abbreviation: [Ir (Ir)
tBuppm) 2 (acac)]), 2mDBTBPDBq-II (abbreviation): PCBB
iF (abbreviation): [Ir (tBuppm) 2 (acac)] (abbreviation) = 0.7: 0.3: 0
.. After co-depositing to a thickness of 05 (mass ratio) to form the first
} (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)
] (Abbreviation) = 0.8: 0.2: 0.05 (mass ratio), and the second light emitting layer 1113b is formed with a film thickness of 20 nm to form a light emitting layer having a laminated structure. Formed 1113.
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, 2mDBTBPDBq-II (abbreviation) was vapor-deposited on the
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。
Finally, aluminum was deposited on the
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。
Table 1 shows the element structure of the
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
)。
Further, the produced
≪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。
<< Operating characteristics of light emitting
The operating characteristics of the manufactured
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, FIG. 13 shows the current density-luminance characteristics of the
The horizontal axis represents the voltage (V). Further, the luminance-current efficiency characteristic of the
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。
From FIG. 15, it was found that the
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
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。
Further, FIG. 17 shows an emission spectrum when a current is passed through the
It has two peaks near nm, and each has a phosphorescent organometallic iridium complex [Ir (Ir).
It is suggested that it is derived from the 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 the cyclic voltammetry measurement, the HOMO level of PCBBiF, which is the second organic compound having hole transporting property, is -5.36eV, and FBi2P, which is the third organic compound having hole transporting property, is -5.36eV. 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 the first organic compound having electron transportability, is shown.
-II thin film emission spectrum, PCBBi, a second organic compound with 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 the emission spectrum of the thin film of 2mDBTBPDBq-II, which is the first organic compound having electron transportability, the emission spectrum of the thin film of FBi2P, which is the third organic compound having hole transportability, and 2mDBTBPDBq-.
The emission spectrum of the mixed film (co-deposited film) 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 FIGS. 18 and 19, since the emission wavelength of the mixed film is located longer than the emission wavelength of the single film of each material, the first organic compound (2mDBTBPDBq-II) and the second organic compound (PCBBiF) are located. ), And it can be seen that the first organic compound (2mDBTBPDBq-II) and the third organic compound (FBi2P) each form an excitation complex. Further, the emission wavelength of the excitation complex formed by the first organic compound (2mDBTBPDBq-II) and the second organic compound (PCBBiF) is 511 nm, whereas the emission wavelength of the first organic compound (2 mD) is 511 nm.
Since the emission wavelength of the excitation complex formed by BTBPDBq-II) and the third organic compound (FBi2P) is 553 nm, it can be seen that the former has higher 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
202 Second electrode (cathode)
203
305 (1) First charge generation layer (I)
305 (2) Second charge generation layer (I)
305 (n-2) No. (n-2) charge generation layer (I)
305 (n-1) Third (n-1) charge generation layer (I)
401
404G Second light emitting layer (G)
404R Third light emitting layer (R)
405
410G Second light emitting element (G)
410B Third light emitting element (B)
504a, 504b drive circuit section (gate line drive circuit)
505
509 n-channel TFT
510 p-channel TFT
511 Switching TFT
512 Current control TFT
513 First electrode (anode)
514
517
Claims (8)
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、第1の有機金属錯体と、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、第2の有機金属錯体と、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の有機化合物の最高被占有軌道準位(HOMO準位)は、前記第3の有機化合物の最高被占有軌道準位(HOMO準位)よりも低く、
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り、
前記第1の有機化合物と前記第2の有機化合物とは、第1の励起錯体を形成する組み合わせであり、
前記第1の有機化合物と前記第3の有機化合物とは、第2の励起錯体を形成する組み合わせであり、
前記第1の励起錯体の発光スペクトルのピークのエネルギー値と、前記第1の有機金属錯体の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0.2eV以内である発光素子。 It 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 has a first organometallic complex, a first organic compound, and a second organic compound.
The second light emitting layer has a second organometallic complex, the first organic compound, and a third organic compound.
The highest occupied orbital level (HOMO level) of the second organic compound is lower than the highest occupied orbital level (HOMO level) of the third organic compound.
The first organic compound is a π-deficient heteroaromatic compound.
The second organic compound is a π-excessive heteroaromatic compound or an aromatic amine compound.
The third organic compound is a π-excessive heteroaromatic compound or an aromatic amine compound.
The first organic compound and the second organic compound are combinations that form a first excitation complex.
The first organic compound and the third organic compound are combinations that form a second excitation complex.
The difference between the energy value of the peak of the emission spectrum of the first excitation complex and the energy value of the peak of the absorption band on the lowest energy side of the absorption spectrum of the first organic metal complex is within 0.2 eV. element.
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、第1の有機金属錯体と、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、第2の有機金属錯体と、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の有機化合物の最高被占有軌道準位(HOMO準位)は、前記第3の有機化合物の最高被占有軌道準位(HOMO準位)よりも低く、
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り、
前記第1の有機化合物と前記第2の有機化合物とは、第1の励起錯体を形成する組み合わせであり、
前記第1の有機化合物と前記第3の有機化合物とは、第2の励起錯体を形成する組み合わせであり、
前記第2の励起錯体の発光スペクトルのピークのエネルギー値と、前記第2の有機金属錯体の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0.2eV以内である発光素子。 It 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 has a first organometallic complex, a first organic compound, and a second organic compound.
The second light emitting layer has a second organometallic complex, the first organic compound, and a third organic compound.
The highest occupied orbital level (HOMO level) of the second organic compound is lower than the highest occupied orbital level (HOMO level) of the third organic compound.
The first organic compound is a π-deficient heteroaromatic compound.
The second organic compound is a π-excessive heteroaromatic compound or an aromatic amine compound.
The third organic compound is a π-excessive heteroaromatic compound or an aromatic amine compound.
The first organic compound and the second organic compound are combinations that form a first excitation complex.
The first organic compound and the third organic compound are combinations that form a second excitation complex.
The difference between the energy value of the peak of the emission spectrum of the second excitation complex and the energy value of the peak of the absorption band on the lowest energy side of the absorption spectrum of the second organic metal complex is within 0.2 eV. element.
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、第1の有機金属錯体と、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、第2の有機金属錯体と、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の有機化合物の最高被占有軌道準位(HOMO準位)は、前記第3の有機化合物の最高被占有軌道準位(HOMO準位)よりも低く、
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り、
前記第1の有機化合物と前記第2の有機化合物とは、第1の励起錯体を形成する組み合わせであり、
前記第1の有機化合物と前記第3の有機化合物とは、第2の励起錯体を形成する組み合わせであり、
前記第1の励起錯体の発光スペクトルのピークのエネルギー値と、前記第1の有機金属錯体の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0.2eV以内であり、
前記第2の励起錯体の発光スペクトルのピークのエネルギー値と、前記第2の有機金属錯体の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0.2eV以内である発光素子。 It 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 has a first organometallic complex, a first organic compound, and a second organic compound.
The second light emitting layer has a second organometallic complex, the first organic compound, and a third organic compound.
The highest occupied orbital level (HOMO level) of the second organic compound is lower than the highest occupied orbital level (HOMO level) of the third organic compound.
The first organic compound is a π-deficient heteroaromatic compound.
The second organic compound is a π-excessive heteroaromatic compound or an aromatic amine compound.
The third organic compound is a π-excessive heteroaromatic compound or an aromatic amine compound.
The first organic compound and the second organic compound are combinations that form a first excitation complex.
The first organic compound and the third organic compound are combinations that form a second excitation complex.
The difference between the energy value of the peak of the emission spectrum of the first excitation complex and the energy value of the peak of the absorption band on the lowest energy side of the absorption spectrum of the first organic metal complex is within 0.2 eV.
The difference between the energy value of the peak of the emission spectrum of the second excitation complex and the energy value of the peak of the absorption band on the lowest energy side of the absorption spectrum of the second organic metal complex is within 0.2 eV. element.
前記第1の有機化合物のT1準位は、前記第1の有機金属錯体のT1準位よりも高く、
前記第2の有機化合物のT1準位は、前記第1の有機金属錯体のT1準位よりも高い発光素子。 In any one of claims 1 to 3,
The T1 level of the first organic compound is higher than the T1 level of the first organometallic complex.
The T1 level of the second organic compound is a light emitting element higher than the T1 level of the first organometallic complex.
前記第1の有機化合物のT1準位は、前記第2の有機金属錯体のT1準位よりも高く、
前記第3の有機化合物のT1準位は、前記第2の有機金属錯体のT1準位よりも高い発光素子。 In any one of claims 1 to 4,
The T1 level of the first organic compound is higher than the T1 level of the second organometallic complex.
The T1 level of the third organic compound is a light emitting element higher than the T1 level of the second organic metal complex.
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