JP2024007357A - Light-emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一態様は、発光デバイスに関する。 One aspect of the present invention relates to a light emitting device.
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、入力装置(例えば、タッチセンサ)、入出力装置(例えば、タッチパネル)、それらの駆動方法、またはそれらの製造方法を一例として挙げることができる。 Note that one embodiment of the present invention is not limited to the above technical field. The technical fields of one embodiment of the present invention include semiconductor devices, display devices, light-emitting devices, power storage devices, storage devices, electronic devices, lighting devices, input devices (for example, touch sensors), input/output devices (for example, touch panels), An example of such a driving method or a manufacturing method thereof can be mentioned.
近年、表示装置は様々な用途への応用が期待されている。例えば、大型の表示装置の用途としては、家庭用のテレビジョン装置(テレビまたはテレビジョン受信機ともいう)、デジタルサイネージ(Digital Signage:電子看板)、及び、PID(Public Information Display)等が挙げられる。また、携帯情報端末として、タッチパネルを備えるスマートフォン及びタブレット端末などの開発が進められている。 In recent years, display devices are expected to be applied to various uses. For example, applications of large display devices include home television devices (also referred to as televisions or television receivers), digital signage (digital signage), PID (Public Information Display), etc. . Further, as mobile information terminals, smartphones and tablet terminals equipped with touch panels are being developed.
また、同時に、表示装置の高精細化も求められている。高精細な表示装置が要求される機器として、例えば、仮想現実(VR:Virtual Reality)、拡張現実(AR:Augmented Reality)、代替現実(SR:Substitutional Reality)、及び、複合現実(MR:Mixed Reality)向けの機器が挙げられるが、これらに用いる高精細な表示装置が盛んに開発されている。 At the same time, there is also a demand for higher definition display devices. Examples of devices that require high-definition display devices include virtual reality (VR), augmented reality (AR), substitute reality (SR), and mixed reality (MR). ), and high-definition display devices for use in these devices are being actively developed.
このような高精細な表示装置に好適な表示デバイスとしては、有機化合物を用いた発光デバイスが盛んに研究されている。有機化合物のエレクトロルミネッセンス(Electroluminescence、以下ELと記す)現象を利用した発光デバイス(有機ELデバイス、有機EL素子ともいう)は、薄型軽量化が容易である、入力信号に対し高速に応答可能である、直流定電圧電源を用いて駆動可能である等の特徴を有し、表示装置に応用されている。 Light emitting devices using organic compounds are being actively researched as display devices suitable for such high-definition display devices. Light-emitting devices (also referred to as organic EL devices or organic EL elements) that utilize the electroluminescence (hereinafter referred to as EL) phenomenon of organic compounds can be easily made thin and lightweight, and can respond quickly to input signals. It has characteristics such as being able to be driven using a DC constant voltage power supply, and is applied to display devices.
このように発光デバイスを用いたディスプレイや照明装置はさまざまな電子機器に好適であるが、より良好な特性を有する発光デバイスを求めて研究開発が進められている。 Displays and lighting devices using such light-emitting devices are suitable for various electronic devices, but research and development is progressing in search of light-emitting devices with better characteristics.
特に、発光デバイスの寿命は、上記電子機器の使用期間、表示品質、消費電力に関わってくる重要な特性である。特許文献1では、励起錯体をエネルギードナーとすることで燐光発光デバイスにおける発光効率、寿命、駆動電圧を向上することが可能な構成が開示されている。
In particular, the lifespan of a light emitting device is an important characteristic that relates to the usage period, display quality, and power consumption of the electronic device.
本発明の一態様では、信頼性の良好な発光デバイスを提供することを目的とする。また、本発明の一態様では、効率よく発光し、且つ信頼性の良好な発光デバイスを提供することを目的とする。また、本発明の一態様では、信頼性の良好な緑色燐光発光デバイスを提供することを目的とする。また、本発明の一態様では、効率よく発光し、且つ信頼性の良好な緑色燐光発光デバイスを提供することを目的とする。 An object of one embodiment of the present invention is to provide a highly reliable light-emitting device. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a light-emitting device that emits light efficiently and has good reliability. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a green phosphorescent device with good reliability. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a green phosphorescent device that emits light efficiently and has good reliability.
また、本発明の一態様は、信頼性の高い表示装置を提供することを目的とする。また、本発明の一態様では、消費電力が小さく且つ信頼性の良好な表示装置を提供することを目的とする。 Another object of one embodiment of the present invention is to provide a highly reliable display device. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a display device with low power consumption and high reliability.
または、新規な有機化合物、新規な発光デバイス、新規な表示装置、新規な表示モジュール、新規な電子機器を提供することを各々目的とする。 Alternatively, the present invention aims to provide a new organic compound, a new light emitting device, a new display device, a new display module, and a new electronic device.
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。 Note that the description of these issues does not preclude the existence of other issues. One embodiment of the present invention does not necessarily need to solve all of these problems. Problems other than these can be extracted from the description, drawings, and claims.
本発明の一態様は、第1の電極と、第2の電極と、発光層と、を有し、前記発光層は、前記第1の電極と、前記第2の電極との間に位置し、前記発光層は、第1の有機化合物と、第2の有機化合物と、燐光発光物質と、を有し前記第1の有機化合物は、複素芳香環骨格と、芳香族炭化水素基と、を有し、前記第2の有機化合物は、ビカルバゾール骨格を有し、前記第1の有機化合物の最低三重項励起状態が前記芳香族炭化水素基に局在し、前記第2の有機化合物の最低三重項励起準位のエネルギーが2.20eV以上2.65eV以下である発光デバイスである。 One embodiment of the present invention includes a first electrode, a second electrode, and a light emitting layer, and the light emitting layer is located between the first electrode and the second electrode. , the light-emitting layer includes a first organic compound, a second organic compound, and a phosphorescent substance, and the first organic compound includes a heteroaromatic ring skeleton and an aromatic hydrocarbon group. and the second organic compound has a bicarbazole skeleton, the lowest triplet excited state of the first organic compound is localized in the aromatic hydrocarbon group, and the lowest triplet excited state of the second organic compound is localized in the aromatic hydrocarbon group. The light emitting device has a triplet excited level energy of 2.20 eV or more and 2.65 eV or less.
また、本発明の他の一態様は、第1の電極と、第2の電極と、発光層と、を有し、前記発光層は、前記第1の電極と、前記第2の電極との間に位置し、前記発光層は、第1の有機化合物と、第2の有機化合物と、燐光発光物質と、を有し、前記第1の有機化合物は、複素芳香環骨格と、置換基とを有し、前記置換基は、1,1′:4′,1′′-ターフェニル骨格を有し、前記第2の有機化合物は、ビカルバゾール骨格を有し、前記第2の有機化合物の最低三重項励起準位のエネルギーが、2.20eV以上2.65eV以下である発光デバイスである。 Another aspect of the present invention includes a first electrode, a second electrode, and a light-emitting layer, and the light-emitting layer is connected to the first electrode and the second electrode. The light-emitting layer includes a first organic compound, a second organic compound, and a phosphorescent substance, and the first organic compound has a heteroaromatic ring skeleton, a substituent, and a phosphorescent substance. , the substituent has a 1,1':4',1''-terphenyl skeleton, the second organic compound has a bicarbazole skeleton, and the second organic compound has a 1,1':4',1''-terphenyl skeleton; The light emitting device is a light emitting device in which the energy of the lowest triplet excited level is 2.20 eV or more and 2.65 eV or less.
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記置換基がジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格の一方または両方を含む発光デバイスである。 Alternatively, another embodiment of the present invention is a light emitting device having the above structure, in which the substituent includes one or both of a dibenzofuran skeleton and a dibenzothiophene skeleton.
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記置換基がメタ位で前記複素芳香環骨格に置換する発光デバイスである。 Alternatively, another embodiment of the present invention is a light emitting device having the above structure, wherein the substituent is substituted on the heteroaromatic ring skeleton at the meta position.
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記置換基が1,3-フェニレン基を介して前記複素芳香環骨格に置換する発光デバイスである。 Another aspect of the present invention is a light emitting device having the above structure, wherein the substituent is substituted on the heteroaromatic ring skeleton via a 1,3-phenylene group.
または、本発明の他の一態様は、第1の電極と、第2の電極と、発光層と、を有し、前記発光層は、前記第1の電極と、前記第2の電極との間に位置し、前記発光層は、第1の有機化合物と、第2の有機化合物と、燐光発光物質と、を有し、前記第1の有機化合物は、複素芳香環骨格と、1,1′:4′,1′′-ターフェニル基とを有し、前記第2の有機化合物は、ビカルバゾール骨格を有し、前記第2の有機化合物の最低三重項励起準位のエネルギーが、2.20eV以上2.65eV以下である発光デバイスである。 Alternatively, another embodiment of the present invention includes a first electrode, a second electrode, and a light-emitting layer, and the light-emitting layer is connected to the first electrode and the second electrode. located between, the light-emitting layer includes a first organic compound, a second organic compound, and a phosphorescent substance, and the first organic compound has a heteroaromatic ring skeleton and a 1,1 ':4',1''-terphenyl group, the second organic compound has a bicarbazole skeleton, and the energy of the lowest triplet excited level of the second organic compound is 2 It is a light emitting device with a voltage of .20 eV or more and 2.65 eV or less.
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記1,1′:4′,1′′-ターフェニル基がメタ位で前記複素芳香環骨格に置換する発光デバイスである。 Another aspect of the present invention is a light emitting device having the above structure, wherein the 1,1':4',1''-terphenyl group is substituted at the meta position on the heteroaromatic ring skeleton.
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記1,1′:4′,1′′-ターフェニル基が1,3-フェニレン基を介して前記複素芳香環骨格に置換する発光デバイスである。 Alternatively, in another aspect of the present invention, in the above structure, the 1,1':4',1''-terphenyl group is substituted with the heteroaromatic ring skeleton via a 1,3-phenylene group. It is a device.
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記複素芳香環骨格が縮合環を含む発光デバイスである。 Alternatively, another embodiment of the present invention is a light emitting device having the above structure, in which the heteroaromatic ring skeleton includes a condensed ring.
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記複素芳香環骨格が、ジアジン骨格を含む発光デバイスである。 Alternatively, another aspect of the present invention is a light emitting device having the above structure, in which the heteroaromatic ring skeleton includes a diazine skeleton.
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記複素芳香環骨格が、縮合環およびジアジン骨格を含む発光デバイスである。 Alternatively, another aspect of the present invention is a light emitting device having the above structure, in which the heteroaromatic ring skeleton includes a condensed ring and a diazine skeleton.
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記複素芳香環骨格が、ベンゾフロピリミジン骨格またはトリアジン骨格を有する発光デバイスである。 Alternatively, another aspect of the present invention is a light emitting device having the above structure, in which the heteroaromatic ring skeleton has a benzofuropyrimidine skeleton or a triazine skeleton.
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第2の有機化合物が、ナフチル基を有する発光デバイスである。 Alternatively, another embodiment of the present invention is a light emitting device in which the second organic compound has a naphthyl group in the above structure.
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第1の有機化合物の最低三重項励起準位が、前記置換基のみに由来する発光デバイスである。 Alternatively, another aspect of the present invention is a light emitting device having the above structure, in which the lowest triplet excitation level of the first organic compound originates only from the substituent.
または、本発明の他の一態様は、上記の発光デバイスと、コネクタ及び集積回路のうち少なくとも一方と、を有する、表示モジュールである。 Alternatively, another embodiment of the present invention is a display module including the above light-emitting device and at least one of a connector and an integrated circuit.
または、本発明の他の一態様は、上記の発光デバイスと、筐体、バッテリ、カメラ、スピーカ、及びマイクのうち少なくとも一つと、を有する、電子機器である。 Alternatively, another embodiment of the present invention is an electronic device including the above-described light-emitting device and at least one of a housing, a battery, a camera, a speaker, and a microphone.
本発明の一態様では、信頼性の良好な発光デバイスを提供することができる。また、本発明の一態様では、効率よく発光し、且つ信頼性の良好な発光デバイスを提供することができる。また、本発明の一態様では、信頼性の良好な緑色燐光発光デバイスを提供することができる。また、本発明の一態様では、効率よく発光し、且つ信頼性の良好な緑色燐光発光デバイスを提供することができる。 In one embodiment of the present invention, a highly reliable light-emitting device can be provided. Further, in one embodiment of the present invention, a light-emitting device that emits light efficiently and has good reliability can be provided. Further, in one embodiment of the present invention, a highly reliable green phosphorescent device can be provided. Further, in one embodiment of the present invention, a green phosphorescent device that emits light efficiently and has good reliability can be provided.
また、本発明の一態様は、信頼性の高い表示装置を提供することができる。また、本発明の一態様では、消費電力が小さく且つ信頼性の良好な表示装置を提供することができる。 Further, one embodiment of the present invention can provide a highly reliable display device. Further, in one embodiment of the present invention, a display device with low power consumption and high reliability can be provided.
または、新規な有機化合物、新規な発光デバイス、新規な表示装置、新規な表示モジュール、新規な電子機器を提供することができる。 Alternatively, a new organic compound, a new light emitting device, a new display device, a new display module, and a new electronic device can be provided.
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。 Note that the description of these effects does not preclude the existence of other effects. One embodiment of the present invention does not necessarily need to have all of these effects. Effects other than these can be extracted from the description, drawings, and claims.
実施の形態について、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は当業者であれば容易に理解される。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。 Embodiments will be described in detail using the drawings. However, those skilled in the art will easily understand that the present invention is not limited to the following description, and that the form and details thereof can be changed in various ways without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be interpreted as being limited to the contents described in the embodiments shown below.
なお、本明細書等において、メタルマスク、またはFMM(ファインメタルマスク、高精細なメタルマスク)を用いて作製されるデバイスをMM(メタルマスク)構造のデバイスと呼称する場合がある。また、本明細書等において、メタルマスク、またはFMMを用いることなく作製されるデバイスをMML(メタルマスクレス)構造のデバイスと呼称する場合がある。 Note that in this specification and the like, a device manufactured using a metal mask or an FMM (fine metal mask, high-definition metal mask) is sometimes referred to as a device with an MM (metal mask) structure. Further, in this specification and the like, a device manufactured without using a metal mask or FMM may be referred to as a device with an MML (metal maskless) structure.
(実施の形態1)
燐光発光デバイスは、基本的には最低一重項励起準位(S1準位)よりも低いエネルギーレベルに位置する最低三重項励起準位(T1準位)からの発光を得ることから、同色の発光色を呈する蛍光発光デバイスよりも最高被占有軌道(HOMO:Highest Occupied Molecular Orbital)準位と最低空軌道(LUMO:Lowest Unoccupied Molecular Orbital)準位とのエネルギーギャップ(HOMO-LUMO エネルギーギャップ)の広い材料を使用する必要がある。
(Embodiment 1)
Phosphorescent devices basically emit light from the lowest triplet excited level (T1 level), which is located at a lower energy level than the lowest singlet excited level ( S1 level), so they emit light of the same color. The energy gap between the highest occupied molecular orbital (HOMO) level and the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) level (HOMO-LUMO energy gap) ) of It is necessary to use a wide range of materials.
また、励起錯体をエネルギードナーとして燐光発光物質を励起する構成(ExTET:Exciplex-Triplet Energy Transfer)を有する場合は、当該励起錯体のS1準位が、燐光発光物質のT1準位以上である事が好ましい(なお、励起錯体におけるS1準位とT1準位は近接している)。また、励起錯体を形成する複数の化合物各々のT1準位が、燐光発光物質のT1準位以上である事が好ましい。 Further, when the exciplex has a configuration in which a phosphorescent material is excited by using an exciplex as an energy donor (Exciplex-Triplet Energy Transfer), the S 1 level of the exciplex is equal to or higher than the T 1 level of the phosphorescent material. This is preferable (the S 1 level and the T 1 level in the exciplex are close to each other). Further, it is preferable that the T 1 level of each of the plurality of compounds forming the exciplex is equal to or higher than the T 1 level of the phosphorescent substance.
ExTET構成を有する発光デバイスにおいて燐光発光物質にエネルギーを提供するための励起錯体は、電子輸送性を有する有機化合物と、正孔輸送性を有する有機化合物から形成されることが好ましい。この際、励起錯体のHOMO-LUMO エネルギーギャップは、電子輸送性を有する有機化合物のLUMO準位と、正孔輸送性有する有機化合物のHOMO準位とのエネルギーギャップに相当する。 The exciplex for providing energy to the phosphorescent material in a light emitting device having an ExTET configuration is preferably formed from an organic compound having an electron transporting property and an organic compound having a hole transporting property. In this case, the HOMO-LUMO energy gap of the exciplex corresponds to the energy gap between the LUMO level of an organic compound having an electron transporting property and the HOMO level of an organic compound having a hole transporting property.
この際、励起錯体を形成する電子輸送性を有する有機化合物および正孔輸送性有する有機化合物においては、電子輸送性を有する有機化合物のHOMO準位は正孔輸送性を有する有機化合物のHOMO準位より低く、正孔輸送性を有する有機化合物のLUMO準位は電子輸送性を有する有機化合物のLUMO準位よりも高い。このため、励起錯体を形成する電子輸送性を有する有機化合物及び正孔輸送性を有する有機化合物各々が有するHOMO-LUMO エネルギーギャップは、励起錯体のHOMO-LUMO エネルギーギャップよりも必然的に大きくなる。 In this case, in an organic compound having an electron transporting property and an organic compound having a hole transporting property that form an exciplex, the HOMO level of the organic compound having an electron transporting property is the HOMO level of the organic compound having a hole transporting property. The LUMO level of an organic compound having a hole transporting property is lower than that of an organic compound having an electron transporting property. Therefore, the HOMO-LUMO energy gap of each of the organic compound having an electron transporting property and the organic compound having a hole transporting property forming an exciplex is inevitably larger than the HOMO-LUMO energy gap of the exciplex.
ここで、発光デバイスにおける励起錯体の生成は、電子輸送性を有する有機化合物のアニオンと、正孔輸送性を有する有機化合物のカチオンが隣接することで、直接励起錯体を形成する過程(エレクトロプレックス過程)が支配的であると考えられている。また、電子輸送性を有する有機化合物および正孔輸送性を有する有機化合物の一方が励起状態になったとしても、速やかに他方と相互作用して励起錯体を形成することから、発光層における励起子はそのほとんどが励起錯体として存在するとされ、励起錯体を形成する有機化合物自体のS1準位およびT1準位に関しては注目されていなかった。 Here, the generation of an exciplex in a light-emitting device is a process in which an anion of an organic compound with an electron transporting property and a cation of an organic compound with a hole transporting property are adjacent to form an exciplex directly (electroplex process). ) is considered to be dominant. In addition, even if one of the organic compounds with electron-transporting properties and the organic compounds with hole-transporting properties becomes excited, they will quickly interact with the other to form an exciplex. It is said that most of them exist as exciplexes, and no attention has been paid to the S 1 level and T 1 level of the organic compound itself that forms the exciplex.
しかし本発明者らは、特定の構造を有する電子輸送性を有する有機化合物および正孔輸送性を有する有機化合物を用いて発光層を形成する場合、各々の三重項励起エネルギーが燐光発光デバイスの信頼性に影響を及ぼすことを見出した。これは、励起錯体のT1準位から、当該各々のT1準位が生成するプロセスがデバイス中においてあり得るからであると考えられる。 However, the present inventors found that when forming a light emitting layer using an organic compound having an electron transporting property and an organic compound having a hole transporting property and having a specific structure, each triplet excitation energy is We found that it affects sexuality. This is considered to be because there can be a process in the device in which each T 1 level is generated from the T 1 level of the exciplex.
なお、有機化合物のS1準位またはT1準位に関しては、蛍光スペクトルまたは燐光スペクトルにおいて基底状態と励起状態の振動準位間におけるν=0→ν=0遷移(0→0帯)が明確に観測される場合、当該0→0帯を用いて算出することが好ましい(例えば非特許文献1参照)。また0→0帯が明確でない場合は、蛍光スペクトルにおけるピークの短波長側の傾きが最大となる値において接線を引き、その接線と横軸(波長)あるいはベースラインとの交点の波長のエネルギーをS1準位とし、りん光スペクトルにおけるピークの短波長側の傾きが最大となる値において接線を引き、その接線と横軸(波長)あるいはベースラインとの交点の波長のエネルギーをT1準位とすればよい(例えば非特許文献2参照)。本明細書においては、後者の方法で各準位の測定を行っている。また、準位同士の比較を行う場合は、同じ方法で算出した準位での比較を行うものとする。 Regarding the S 1 level or T 1 level of organic compounds, the ν = 0 → ν = 0 transition (0 → 0 band) between the vibrational levels of the ground state and the excited state is clearly observed in the fluorescence spectrum or phosphorescence spectrum. When observed, it is preferable to calculate using the 0→0 band (for example, see Non-Patent Document 1). If the 0→0 band is not clear, draw a tangent at the value where the slope of the peak on the short wavelength side of the fluorescence spectrum is maximum, and calculate the energy of the wavelength at the intersection of the tangent with the horizontal axis (wavelength) or the baseline. Take the S1 level, draw a tangent at the value where the slope of the peak on the short wavelength side in the phosphorescence spectrum is maximum, and calculate the energy at the wavelength of the intersection of the tangent with the horizontal axis (wavelength) or the baseline as the T1 level. (For example, see Non-Patent Document 2). In this specification, each level is measured by the latter method. Furthermore, when comparing levels, the levels calculated using the same method should be compared.
本発明の一態様の発光デバイスでは、図1(A)のように少なくとも第1の電極101と第2の電極102との間に、発光層113を有している。発光層113は、燐光発光物質と、第1の有機化合物と、第2の有機化合物を有する。
A light-emitting device of one embodiment of the present invention includes a light-emitting
第1の有機化合物は、電子輸送性を有する有機化合物である。また、第1の有機化合物は、複素芳香環骨格と、当該複素芳香環骨格に置換する第1の置換基とを有している。本発明の一態様において、第1の有機化合物は、最低三重項励起状態が上記第1の置換基に局在し、最低三重項励起準位(T1準位)が第1の置換基に由来する有機化合物である。すなわち、このことは第1の有機化合物を構成する骨格または基において、もっともT1準位が低いものが上記第1の置換基であることを意味する。別言すれば、第1の有機化合物の最低三重項励起状態T1(すなわち三重項励起子)は、上記第1の置換基に分布(あるいは局在)しているとも言える。 The first organic compound is an organic compound having electron transport properties. Further, the first organic compound has a heteroaromatic ring skeleton and a first substituent that is substituted on the heteroaromatic ring skeleton. In one aspect of the present invention, the first organic compound has a lowest triplet excited state localized in the first substituent, and a lowest triplet excited level ( T1 level) in the first substituent. It is an organic compound derived from That is, this means that among the skeletons or groups constituting the first organic compound, the one with the lowest T 1 level is the first substituent. In other words, it can be said that the lowest triplet excited state T 1 (that is, triplet excitons) of the first organic compound is distributed (or localized) in the first substituent.
第1の有機化合物における複素芳香環骨格は、2以上の窒素原子を有するπ電子不足型複素芳香環骨格であることが好ましい。特に、当該複素芳香環骨格は、ジアジン骨格またはトリアジン骨格を含むことが好ましく、中でもジアジン骨格を含むことが好ましい。 The heteroaromatic ring skeleton in the first organic compound is preferably a π-electron deficient heteroaromatic ring skeleton having two or more nitrogen atoms. In particular, the heteroaromatic ring skeleton preferably includes a diazine skeleton or a triazine skeleton, and particularly preferably a diazine skeleton.
また、当該複素芳香環骨格は、縮合環を含むことが好ましく、複素芳香環にベンゼン環等の炭化水素が縮合した場合、当該縮合環も含めて複素芳香環とする。すなわち、単環の複素芳香環(例えばトリアジン環)、および、ベンゼン環等が縮合した縮合複素芳香環(例えばキノキサリン環、ベンゾフロピリミジン環)のいずれも1つの複素芳香環と見なす。当該複素芳香環骨格としては、ベンゾフロピリミジン骨格またはベンゾチエノピリミジン骨格を含むことが特に好ましい。 Further, the heteroaromatic ring skeleton preferably includes a condensed ring, and when a hydrocarbon such as a benzene ring is condensed to the heteroaromatic ring, the condensed ring is included in the heteroaromatic ring. That is, both a monocyclic heteroaromatic ring (eg, triazine ring) and a condensed heteroaromatic ring (eg, quinoxaline ring, benzofuropyrimidine ring) in which a benzene ring or the like is condensed are considered to be one heteroaromatic ring. It is particularly preferable that the heteroaromatic ring skeleton includes a benzofuropyrimidine skeleton or a benzothienopyrimidine skeleton.
第1の有機化合物における複素芳香環骨格としては、具体的には下記構造式(B-1)乃至(B-32)で表される骨格であることが好ましい。 Specifically, the heteroaromatic ring skeleton in the first organic compound is preferably a skeleton represented by the following structural formulas (B-1) to (B-32).
第1の有機化合物における、第1の置換基は、芳香族炭化水素基または複素芳香環基であることが好ましい。ただし、当該第1の置換基は、少なくとも1,1′:4′,1′′-ターフェニル骨格を有し、当該1,1′:4′,1′′-ターフェニル骨格が末端のベンゼン環のメタ位、またはオルト位、すなわち3位または2位で、または、1,1′:4′,1′′-ターフェニル骨格が1,3-フェニレン基または1,2-フェニレン基を介して上記複素芳香環骨格に結合している基であるものとする。 The first substituent in the first organic compound is preferably an aromatic hydrocarbon group or a heteroaromatic ring group. However, the first substituent has at least a 1,1':4',1''-terphenyl skeleton, and the 1,1':4',1''-terphenyl skeleton terminates in benzene. At the meta-position or ortho-position of the ring, that is, at the 3-position or 2-position, or when the 1,1':4',1''-terphenyl skeleton is mediated by a 1,3-phenylene group or a 1,2-phenylene group. is a group bonded to the above-mentioned heteroaromatic ring skeleton.
なお、上記1,1′:4′,1′′-ターフェニル骨格は、互いにパラ位で結合する三つのベンゼン環のうち、隣り合う二つのベンゼン環において、結合している炭素の隣の炭素同士が酸素、硫黄および炭素のいずれかによって架橋されていてもよい。すなわち、第1の置換基はジベンゾチオフェン骨格、ジベンゾフラン骨格またはフルオレン骨格を有していてもよく、上記1,1′:4′,1′′-ターフェニル骨格には、ジベンゾチオフェン骨格、ジベンゾフラン骨格またはフルオレン骨格が含まれていることが好ましい。 In addition, in the above-mentioned 1,1':4',1''-terphenyl skeleton, among the three benzene rings that are bonded to each other at the para position, in two adjacent benzene rings, the carbon next to the bonded carbon is They may be crosslinked with each other by oxygen, sulfur, or carbon. That is, the first substituent may have a dibenzothiophene skeleton, a dibenzofuran skeleton, or a fluorene skeleton, and the 1,1':4',1''-terphenyl skeleton may have a dibenzothiophene skeleton, a dibenzofuran skeleton, or a dibenzofuran skeleton. Alternatively, it is preferable that a fluorene skeleton is included.
また、第1の置換基における1,1′:4′,1′′-ターフェニル骨格は置換基を有していてもよい。当該置換基としては、炭素数1乃至6のアルキル基、フェニル基を挙げることができる。 Further, the 1,1':4',1''-terphenyl skeleton in the first substituent may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and a phenyl group.
第1の有機化合物における第1の置換基としては、具体的には下記構造式(S1-1)乃至(S1-24)で表される骨格であることが好ましい。 Specifically, the first substituent in the first organic compound is preferably a skeleton represented by the following structural formulas (S1-1) to (S1-24).
なお、上記複素芳香環骨格が縮合環を有し且つ、縮合された環の一部に炭素のみで構成された環が存在する場合、第1の置換基は、当該炭素のみで構成された環に置換していることが好ましい。 In addition, when the above-mentioned heteroaromatic ring skeleton has a condensed ring and a ring composed only of carbon exists in a part of the condensed ring, the first substituent is a ring composed only of the carbon. It is preferable that it be replaced with .
また、第1の有機化合物は、上記複素芳香環骨格および第1の置換基の他に、正孔輸送性を有する第2の置換基を一つまたは二つ有することが好ましい。 Moreover, it is preferable that the first organic compound has one or two second substituents having hole transporting properties in addition to the above-mentioned heteroaromatic ring skeleton and first substituent.
当該第2の置換基としては、下記一般式(Ht-1)乃至(Ht-15)で表される基であることが好ましい。 The second substituent is preferably a group represented by the following general formulas (Ht-1) to (Ht-15).
なお、上記一般式(Ht-1)乃至一般式(Ht-15)において、Qは酸素または硫黄を表す。また、Ar10は、置換もしくは無置換の炭素数6乃至13のアリール基を表す。 In addition, in the above general formulas (Ht-1) to (Ht-15), Q represents oxygen or sulfur. Further, Ar 10 represents a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 13 carbon atoms.
また、第2の置換基は、フェニレン基を介して上記複素芳香環骨格に結合していることが好ましい。この際、当該フェニレン基は1,3-フェニレン基または1,2-フェニレン基であることが好ましく、1,3-フェニレン基がより好ましい。 Further, the second substituent is preferably bonded to the heteroaromatic ring skeleton via a phenylene group. In this case, the phenylene group is preferably a 1,3-phenylene group or a 1,2-phenylene group, more preferably a 1,3-phenylene group.
また、上記複素芳香環骨格が縮合環を有し且つ、縮合された環の一部に炭素のみで構成された環が存在する場合、第2の置換基または第2の置換基が結合したフェニレン基は、複素原子が含まれる環(特に窒素が含まれる環、例えばジアジン環など)に置換していることが好ましい。 In addition, when the above-mentioned heteroaromatic ring skeleton has a condensed ring and a ring composed only of carbon exists in a part of the condensed ring, a second substituent or a phenylene to which a second substituent is bonded The group is preferably substituted on a ring containing a hetero atom (particularly a ring containing nitrogen, such as a diazine ring).
なお、第1の有機化合物は、当該第1の有機化合物が有する水素の一部または全部が重水素であってもよい。 Note that in the first organic compound, part or all of the hydrogen contained in the first organic compound may be deuterium.
以上のような第1の有機化合物としては、具体的には下記構造式(200)乃至(225)で表される有機化合物が好ましい。 As the above first organic compound, specifically, organic compounds represented by the following structural formulas (200) to (225) are preferable.
なお、上記第1の有機化合物は、水素または重水素に替えてさらに置換基を有していてもよい。当該置換基としては、炭素数1乃至炭素数6のアルキル基またはフェニル基であることが好ましい。 Note that the first organic compound may further have a substituent instead of hydrogen or deuterium. The substituent is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a phenyl group.
第2の有機化合物は、正孔輸送性を有する有機化合物である。また、第2の有機化合物はビカルバゾール骨格を有しており、T1準位が2.20eV以上2.65eV以下、好ましくは2.50eV以上2.60eV以下の有機化合物である。 The second organic compound is an organic compound having hole transport properties. The second organic compound has a bicarbazole skeleton and has a T 1 level of 2.20 eV or more and 2.65 eV or less, preferably 2.50 eV or more and 2.60 eV or less.
当該第2の有機化合物は、上述の通り、ビカルバゾール骨格を有する有機化合物であり、特に3,3′-ビカルバゾール骨格、中でも9,9′-ジアリール-9H,9′H-3,3′-ビカルバゾール骨格を有する有機化合物であることが好ましい。ただし、第2の有機化合物は、T1準位が2.20eV以上2.65eV以下、好ましくは2.50eV以上2.60eV以下の有機化合物であるものとする。9,9′-ジフェニル-9H,9′H-3,3′-ビカルバゾール(PCCP)のT1準位は2.73eVであるが、PCCP同様の9,9′-ジアリール-9H,9′H-3,3′-ビカルバゾール骨格を維持しつつ、PCCPよりもT1準位を低下させることにより、本発明の一態様の発光デバイスは長寿命な発光デバイスとすることができる。ただし、緑色~黄色の燐光発光材料を励起することを考慮すると、T1準位は2.20eV以上が好ましい。 As mentioned above, the second organic compound is an organic compound having a bicarbazole skeleton, particularly a 3,3'-bicarbazole skeleton, especially 9,9'-diaryl-9H,9'H-3,3' - An organic compound having a bicarbazole skeleton is preferable. However, the second organic compound is an organic compound having a T 1 level of 2.20 eV or more and 2.65 eV or less, preferably 2.50 eV or more and 2.60 eV or less. The T 1 level of 9,9'-diphenyl-9H,9'H-3,3'-bicarbazole (PCCP) is 2.73 eV, but 9,9'-diaryl-9H,9' similar to PCCP By lowering the T 1 level compared to PCCP while maintaining the H-3,3'-bicarbazole skeleton, the light-emitting device of one embodiment of the present invention can have a long lifetime. However, in consideration of exciting green to yellow phosphorescent materials, the T 1 level is preferably 2.20 eV or higher.
第2の有機化合物は、芳香族炭化水素基を有することが好ましく、中でもナフチル基を有することが好ましい。当該ナフチル基は、二つのカルバゾール骨格のうち、少なくとも一方の9位の窒素に結合していることが好ましい。また、第2の有機化合物の最低三重項励起準位は、当該芳香族炭化水素基に由来することが好ましい。 The second organic compound preferably has an aromatic hydrocarbon group, especially a naphthyl group. The naphthyl group is preferably bonded to the nitrogen at the 9-position of at least one of the two carbazole skeletons. Moreover, it is preferable that the lowest triplet excited level of the second organic compound originates from the aromatic hydrocarbon group.
または、第2の有機化合物は、1,1′:4′,1′′-ターフェニル骨格を有していることが好ましい。このような構成を有する第2の有機化合物としては、例えば、下記構造式(304)で示した有機化合物のように、カルバゾール骨格の7位にフェニル基を有する有機化合物、下記構造式(303)で示した有機化合物のようにカルバゾール骨格の6位にパラビフェニル基を有する有機化合物などを挙げることができる。また、第2の有機化合物の最低三重項励起準位は、当該1,1′:4′,1′′-ターフェニル骨格に由来することが好ましい。 Alternatively, the second organic compound preferably has a 1,1':4',1''-terphenyl skeleton. Examples of the second organic compound having such a structure include an organic compound having a phenyl group at the 7-position of the carbazole skeleton, such as the organic compound shown by the following structural formula (304), and the following structural formula (303). Examples include organic compounds having a parabiphenyl group at the 6-position of the carbazole skeleton, such as the organic compounds shown in . Further, the lowest triplet excited level of the second organic compound is preferably derived from the 1,1':4',1''-terphenyl skeleton.
第2の有機化合物としては、例えば下記構造式(300)乃至(305)で表される有機化合物などを用いることが可能である。 As the second organic compound, it is possible to use, for example, organic compounds represented by the following structural formulas (300) to (305).
なお、第1の有機化合物と、第2の有機化合物は上述の燐光発光物質を励起することが可能な励起錯体を形成することが可能な組み合わせであることが好ましい。第1の有機化合物と第2の有機化合物との励起錯体が燐光発光物質のエネルギードナーとなることによって、エネルギー移動効率向上、駆動電圧低減などの効果を得ることができる。 Note that the first organic compound and the second organic compound are preferably a combination capable of forming an exciplex capable of exciting the above-mentioned phosphorescent substance. When the exciplex of the first organic compound and the second organic compound becomes an energy donor for the phosphorescent substance, effects such as improved energy transfer efficiency and reduced driving voltage can be obtained.
この際、当該励起錯体のS1準位は、上述の燐光発光物質のT1準位以上である(なお、励起錯体のS1準位とT1準位は近接している)。なお、当該励起錯体のS1準位と、上述の燐光発光物質のT1準位との差は0.20eV以下であることが駆動電圧の低減のために好ましい。 At this time, the S 1 level of the exciplex is higher than the T 1 level of the above-mentioned phosphorescent substance (the S 1 level and the T 1 level of the exciplex are close to each other). Note that the difference between the S 1 level of the exciplex and the T 1 level of the above-mentioned phosphorescent material is preferably 0.20 eV or less in order to reduce the driving voltage.
燐光発光材料としては470nm乃至560nmの発光を呈する黄色から緑色の燐光発光材料を用いることができる。このような燐光を呈する材料であれば、公知のどのような材料を用いても構わないが、例えば以下のような有機金属錯体を用いることが好ましい。 As the phosphorescent material, a yellow to green phosphorescent material that emits light at 470 nm to 560 nm can be used. Any known material may be used as long as it exhibits such phosphorescence, but it is preferable to use, for example, the following organometallic complexes.
トリス(4-メチル-6-フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppm)3])、トリス(4-t-ブチル-6-フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tBuppm)3])、(アセチルアセトナト)ビス(6-メチル-4-フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppm)2(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス(6-tert-ブチル-4-フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tBuppm)2(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス[6-(2-ノルボルニル)-4-フェニルピリミジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(nbppm)2(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス[5-メチル-6-(2-メチルフェニル)-4-フェニルピリミジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(mpmppm)2(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス(4,6-ジフェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(dppm)2(acac)])のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、(アセチルアセトナト)ビス(3,5-ジメチル-2-フェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppr-Me)2(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス(5-イソプロピル-3-メチル-2-フェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppr-iPr)2(acac)])のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、トリス(2-フェニルピリジナト-N,C2′)イリジウム(III)(略称:[Ir(ppy)3])、ビス(2-フェニルピリジナト-N,C2′)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(ppy)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)])、トリス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(bzq)3])、トリス(2-フェニルキノリナト-N,C2′)イリジウム(III)(略称:[Ir(pq)3])、ビス(2-フェニルキノリナト-N,C2′)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(pq)2(acac)])、[2-d3-メチル-8-(2-ピリジニル-κN)ベンゾフロ[2,3-b]ピリジン-κC]ビス[2-(5-d3-メチル-2-ピリジル-κN2)フェニル-κ]イリジウム(III)(略称:[Ir(5mppy-d3)2(mbfpypy-d3)])、[2-d3-メチル-(2-ピリジニル-κN)ベンゾフロ[2,3-b]ピリジン-κC]ビス[2-(2-ピリジニル-κN)フェニル-κC]イリジウム(III)(略称:[Ir(ppy)2(mbfpypy-d3)])、[2-(4-d3-メチル-5-フェニル-2-ピリジニル-κN2)フェニル-κC]ビス[2-(5-d3-メチル-2-ピリジニル-κN2)フェニル-κC]イリジウム(III)(略称:[Ir(5mppy-d3)2(mdppy-d3)])、[2-メチル-(2-ピリジニル-κN)ベンゾフロ[2,3-b]ピリジン-κC]ビス[2-(2-ピリジニル-κN)フェニル-κC]イリジウム(III)(略称:[Ir(ppy)2(mbfpypy)])、[2-(4-メチル-5-フェニル-2-ピリジニル-κN)フェニル-κC]ビス[2-(2-ピリジニル-κN)フェニル-κC]イリジウム(略称:[Ir(ppy)2(mdppy)])のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、トリス(アセチルアセトナト)(モノフェナントロリン)テルビウム(III)(略称:[Tb(acac)3(Phen)])のような希土類金属錯体が挙げられる。これらは主に黄色から緑色のりん光発光を示す化合物であり、470nmから570nmまでの波長域において発光のピークを有する。なお、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性または発光効率にも際だって優れるため、特に好ましい。また、重水素で置換された配位子を有する有機金属イリジウム錯体は、上記第1の有機化合物および第2の有機化合物を共に使用すると、特に信頼性に優れるため好ましい構成である。 Tris(4-methyl-6-phenylpyrimidinato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(mppm) 3 ]), Tris(4-t-butyl-6-phenylpyrimidinato)iridium(III) (abbreviation) :[Ir(tBuppm) 3 ]), (acetylacetonato)bis(6-methyl-4-phenylpyrimidinato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(mppm) 2 (acac)]), (acetylacetonato)bis(6-methyl-4-phenylpyrimidinato)iridium(III) (acetylacetonato)bis[6-(2 - norbornyl)] -4-phenylpyrimidinato]iridium(III) (abbreviation: [Ir(nbppm) 2 (acac)]), (acetylacetonato)bis[5-methyl-6-(2-methylphenyl)-4-phenyl pyrimidinato]iridium(III) (abbreviation: [Ir(mpmppm) 2 (acac)]), (acetylacetonato)bis(4,6-diphenylpyrimidinato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(dppm) Organometallic iridium complexes having a pyrimidine skeleton such as -Me) 2 (acac)]), (acetylacetonato)bis(5-isopropyl-3-methyl-2-phenylpyrazinato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(mppr-iPr) 2 (acac) ), tris(2-phenylpyridinato-N,C 2' )iridium(III) (abbreviation: [Ir(ppy) 3 ]), bis(2-phenyl Pyridinato-N,C 2' )iridium(III) acetylacetonate (abbreviation: [Ir(ppy) 2 (acac)]), bis(benzo[h]quinolinato)iridium(III) acetylacetonate (abbreviation: [Ir(bzz) 2 (acac)]), tris(benzo[h]quinolinato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(bzz) 3 ]), tris(2-phenylquinolinato-N,C 2' ) Iridium(III) (abbreviation: [Ir(pq) 3 ]), bis(2-phenylquinolinato-N,C 2' )iridium(III) acetylacetonate (abbreviation: [Ir(pq) 2 (acac)]) ), [2-d 3 -methyl-8-(2-pyridinyl-κN)benzofuro[2,3-b]pyridine-κC]bis[2-(5-d 3 -methyl-2-pyridyl-κN2)phenyl -κ] Iridium(III) (abbreviation: [Ir(5mppy-d 3 ) 2 (mbfpypy-d 3 )]), [2-d3-methyl-(2-pyridinyl-κN)benzofuro[2,3-b] Pyridine-κC]bis[2-(2-pyridinyl-κN)phenyl-κC]iridium(III) (abbreviation: [Ir(ppy) 2 (mbfpypy-d 3 )]), [2-(4-d 3 - Methyl-5-phenyl-2-pyridinyl-κN2)phenyl-κC]bis[2-( 5 -d 3 -methyl-2-pyridinyl-κN2)phenyl-κC]iridium(III) (abbreviation: [Ir(5mppy- d 3 ) 2 (mdppy-d3)]), [2-methyl-(2-pyridinyl-κN)benzofuro[2,3-b]pyridine-κC]bis[2-(2-pyridinyl-κN)phenyl-κC ] Iridium(III) (abbreviation: [Ir(ppy) 2 (mbfpypy)]), [2-(4-methyl-5-phenyl-2-pyridinyl-κN)phenyl-κC]bis[2-(2-pyridinyl) -κN)phenyl-κC]iridium (abbreviation: [Ir(ppy) 2 (mdppy)]), as well as organometallic iridium complexes with a pyridine skeleton, such as tris(acetylacetonato)(monophenanthroline)terbium(III). (abbreviation: [Tb(acac) 3 (Phen)]). These are compounds that mainly emit yellow to green phosphorescence, and have an emission peak in the wavelength range from 470 nm to 570 nm. Note that an organometallic iridium complex having a pyrimidine skeleton is particularly preferable because it has outstanding reliability and luminous efficiency. In addition, an organometallic iridium complex having a deuterium-substituted ligand is a preferable structure because it is particularly reliable when the first organic compound and the second organic compound are used together.
このような構成を有する本発明の一態様の発光デバイスは、寿命の長い、信頼性が良好な燐光発光デバイスとすることができる。 A light-emitting device of one embodiment of the present invention having such a structure can be a phosphorescent light-emitting device with a long life and good reliability.
続いて、発光デバイスの構成について詳しく説明する。 Next, the configuration of the light emitting device will be explained in detail.
図1は、本発明の一態様の発光デバイスの模式図である。発光デバイスは絶縁体105上に、第1の電極101が設けられており、第1の電極101と、第2の電極102との間にEL層103を有している。EL層は、少なくとも発光層113を有している。また、第1の電極は各発光デバイスにおいて独立しており、第2の電極は複数の発光デバイスに渡って共有される層として形成されている。
FIG. 1 is a schematic diagram of a light-emitting device according to one embodiment of the present invention. The light emitting device includes a
EL層103には、この他に、図1(A)に示したように、正孔注入層111、正孔輸送層112、電子輸送層114および電子注入層115などの機能層を有していることが好ましい。また、EL層103には、正孔ブロック層、電子ブロック層、励起子ブロック層、電荷発生層など、上述した機能層以外の機能層が含まれていてもよい。また、逆に、上述した層のいずれかの層が設けられていなくてもよい。
In addition to this, the
なお、本発光デバイスのEL層103が有する発光層113は、実施の形態1で説明したように、燐光発光物質と、第1の有機化合物と、第2の有機化合物とを有する。燐光発光物質、第1の有機化合物および第2の有機化合物に関しては実施の形態1で詳細に説明したため繰り返しとなる記載を省略する。実施の形態1を参照されたい。
Note that, as described in
なお、本実施の形態においては、第1の電極101は陽極を含む電極、第2の電極102は陰極を含む電極であるものとして説明するが、これは逆でも構わない。また、第1の電極101および第2の電極102は、単層構造または積層構造として形成され、積層構造を有する場合、EL層103に触れる層が陽極または陰極として機能する。電極が積層構造である場合、EL層103に触れる層以外の層に仕事関数に関する制約はなく、抵抗値、加工利便性、反射率、透光性および安定性など要求される特性に応じて材料を選択すればよい。
Note that in this embodiment, the
陽極は、仕事関数の大きい(具体的には4.0eV以上)金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いて形成することが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム-酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム-酸化スズ(ITSO:Indium Tin Silicon Oxide)、酸化インジウム-酸化亜鉛、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(IWZO)等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタリング法により成膜されるが、ゾル-ゲル法などを応用して作製しても構わない。作製方法の例としては、酸化インジウム-酸化亜鉛は、酸化インジウムに対し1~20wt%の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成する方法などがある。また、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(IWZO)は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを0.5~5wt%、酸化亜鉛を0.1~1wt%含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することもできる。この他に、陽極に用いられる材料は、例えば、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、チタン(Ti)、アルミ(Al)または金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)等が挙げられる。またこれらを積層した層を陽極としても良い。例えば、Ti上にAl、Ti、ITSOの順に積層した膜は、反射率が良好なため高効率で、数千ppiの高精細化が可能なため、好ましい。又は、陽極に用いられる材料として、グラフェンも用いることができる。なお、後述する正孔注入層111を構成することが可能な複合材料を陽極と接する層(代表的には正孔注入層)として用いることで、仕事関数に関わらず、電極材料を選択することができるようになる。 The anode is preferably formed using a metal, an alloy, a conductive compound, a mixture thereof, or the like having a large work function (specifically, 4.0 eV or more). Specifically, for example, indium oxide-tin oxide (ITO), indium tin oxide (ITSO) containing silicon or silicon oxide, indium oxide-zinc oxide, tungsten oxide, and Examples include indium oxide (IWZO) containing zinc oxide. These conductive metal oxide films are usually formed by a sputtering method, but they may also be formed by applying a sol-gel method or the like. As an example of a manufacturing method, indium oxide-zinc oxide may be formed by a sputtering method using a target containing 1 to 20 wt % of zinc oxide to indium oxide. In addition, indium oxide (IWZO) containing tungsten oxide and zinc oxide is formed by a sputtering method using a target containing 0.5 to 5 wt% of tungsten oxide and 0.1 to 1 wt% of zinc oxide relative to indium oxide. You can also. In addition, materials used for the anode include, for example, gold (Au), platinum (Pt), nickel (Ni), tungsten (W), chromium (Cr), molybdenum (Mo), iron (Fe), cobalt ( Co), copper (Cu), palladium (Pd), titanium (Ti), aluminum (Al), or a nitride of a metal material (eg, titanium nitride). Further, a layer obtained by laminating these may be used as an anode. For example, a film in which Al, Ti, and ITSO are laminated in this order on Ti is preferable because it has good reflectance, is highly efficient, and can achieve high definition of several thousand ppi. Alternatively, graphene can also be used as a material for the anode. Note that by using a composite material that can constitute the hole injection layer 111 (described later) as the layer in contact with the anode (typically the hole injection layer), the electrode material can be selected regardless of the work function. You will be able to do this.
正孔注入層111は、陽極に接して設けられ、正孔をEL層103に注入しやすくする機能を有する。正孔注入層111は、フタロシアニン(略称:H2Pc)、銅フタロシアニン(略称:CuPc)等のフタロシアニン系の化合物または錯体化合物、4,4′-ビス[N-(4-ジフェニルアミノフェニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DPAB)、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)等の芳香族アミン化合物、またはポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)/(ポリスチレンスルホン酸)(略称:PEDOT/PSS)等の高分子等によって形成することができる。
The
また、正孔注入層111は電子のアクセプタ性を有する物質により形成してもよい。アクセプタ性を有する物質としては、電子吸引基(ハロゲン基、シアノ基など)を有する有機化合物を用いることができ、7,7,8,8-テトラシアノ-2,3,5,6-テトラフルオロキノジメタン(略称:F4-TCNQ)、クロラニル、2,3,6,7,10,11-ヘキサシアノ-1,4,5,8,9,12-ヘキサアザトリフェニレン(略称:HAT-CN)、1,3,4,5,7,8-ヘキサフルオロテトラシアノ-ナフトキノジメタン(略称:F6-TCNNQ)、2-(7-ジシアノメチレン-1,3,4,5,6,8,9,10-オクタフルオロ-7H-ピレン-2-イリデン)マロノニトリル等を挙げることができる。特に、HAT-CNのように複素原子を複数有する縮合芳香環に電子吸引基が結合している化合物が、熱的に安定であり好ましい。また、電子吸引基(特にフルオロ基のようなハロゲン基、シアノ基など)を有する[3]ラジアレン誘導体は、電子受容性が非常に高いため好ましく、具体的にはα,α′,α′′-1,2,3-シクロプロパントリイリデントリス[4-シアノ-2,3,5,6-テトラフルオロベンゼンアセトニトリル]、α,α′,α′′-1,2,3-シクロプロパントリイリデントリス[2,6-ジクロロ-3,5-ジフルオロ-4-(トリフルオロメチル)ベンゼンアセトニトリル]、α,α′,α′′-1,2,3-シクロプロパントリイリデントリス[2,3,4,5,6-ペンタフルオロベンゼンアセトニトリル]などが挙げられる。アクセプタ性を有する物質としては以上で述べた有機化合物以外にも、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等の遷移金属酸化物を用いることができる。
Further, the
また、正孔注入層111は、上記アクセプタ性を有する材料と、正孔輸送性を有する有機化合物とを含む複合材料により形成することが好ましい。
Further, the
複合材料に用いる正孔輸送性を有する有機化合物としては、芳香族アミン化合物、複素芳香族化合物、芳香族炭化水素、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)など、種々の有機化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる正孔輸送性を有する有機化合物としては、1×10-6cm2/Vs以上の正孔移動度を有する有機化合物であることが好ましい。複合材料に用いられる正孔輸送性を有する有機化合物は、縮合芳香族炭化水素環、または、π電子過剰型複素芳香環を有する化合物であることが好ましい。縮合芳香族炭化水素環としては、アントラセン環、ナフタレン環等が好ましい。また、π電子過剰型複素芳香環としては、ピロール骨格、フラン骨格、チオフェン骨格の少なくともいずれか1を環に含む縮合芳香環が好ましく、具体的にはカルバゾール環、ジベンゾチオフェン環あるいはそれらにさらに芳香環または複素芳香環が縮合した環が好ましい。 Various organic compounds can be used as organic compounds with hole transport properties for use in composite materials, such as aromatic amine compounds, heteroaromatic compounds, aromatic hydrocarbons, and polymer compounds (oligomers, dendrimers, polymers, etc.). I can do it. Note that the organic compound having hole transport properties used in the composite material is preferably an organic compound having a hole mobility of 1×10 −6 cm 2 /Vs or more. The organic compound having hole transport properties used in the composite material is preferably a compound having a condensed aromatic hydrocarbon ring or a π-electron-excessive heteroaromatic ring. Preferred examples of the fused aromatic hydrocarbon ring include an anthracene ring and a naphthalene ring. Further, as the π-electron-rich heteroaromatic ring, a fused aromatic ring containing at least one of a pyrrole skeleton, a furan skeleton, and a thiophene skeleton is preferable, and specifically, a carbazole ring, a dibenzothiophene ring, or an aromatic A ring or a ring fused with a heteroaromatic ring is preferred.
このような正孔輸送性を有する有機化合物としては、カルバゾール骨格、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格およびアントラセン骨格のいずれかを有していることがより好ましい。特に、ジベンゾフラン環またはジベンゾチオフェン環を含む置換基を有する芳香族アミン、ナフタレン環を有する芳香族モノアミン、または9-フルオレニル基がアリーレン基を介してアミンの窒素に結合する芳香族モノアミンであっても良い。なお、これら正孔輸送性を有する有機化合物が、N,N-ビス(4-ビフェニル)アミノ基を有する物質であると、寿命の良好な発光デバイスを作製することができるため好ましい。 The organic compound having such hole-transporting properties preferably has one of a carbazole skeleton, a dibenzofuran skeleton, a dibenzothiophene skeleton, and an anthracene skeleton. In particular, even if it is an aromatic amine having a substituent containing a dibenzofuran ring or a dibenzothiophene ring, an aromatic monoamine having a naphthalene ring, or an aromatic monoamine in which the 9-fluorenyl group is bonded to the nitrogen of the amine via an arylene group. good. Note that it is preferable that the organic compound having hole transporting properties is a substance having an N,N-bis(4-biphenyl)amino group because a light-emitting device with a good lifetime can be produced.
以上のような正孔輸送性を有する有機化合物としては、具体的には、N-(4-ビフェニル)-6,N-ジフェニルベンゾ[b]ナフト[1,2-d]フラン-8-アミン(略称:BnfABP)、N,N-ビス(4-ビフェニル)-6-フェニルベンゾ[b]ナフト[1,2-d]フラン-8-アミン(略称:BBABnf)、4,4′-ビス(6-フェニルベンゾ[b]ナフト[1,2-d]フラン-8-イル)-4′′-フェニルトリフェニルアミン(略称:BnfBB1BP)、N,N-ビス(4-ビフェニル)ベンゾ[b]ナフト[1,2-d]フラン-6-アミン(略称:BBABnf(6))、N,N-ビス(4-ビフェニル)ベンゾ[b]ナフト[1,2-d]フラン-8-アミン(略称:BBABnf(8))、N,N-ビス(4-ビフェニル)ベンゾ[b]ナフト[2,3-d]フラン-4-アミン(略称:BBABnf(II)(4))、N,N-ビス[4-(ジベンゾフラン-4-イル)フェニル]-4-アミノ-p-ターフェニル(略称:DBfBB1TP)、N-[4-(ジベンゾチオフェン-4-イル)フェニル]-N-フェニル-4-ビフェニルアミン(略称:ThBA1BP)、4-(2-ナフチル)-4′,4′′-ジフェニルトリフェニルアミン(略称:BBAβNB)、4-[4-(2-ナフチル)フェニル]-4′,4′′-ジフェニルトリフェニルアミン(略称:BBAβNBi)、4,4′-ジフェニル-4′′-(6;1′-ビナフチル-2-イル)トリフェニルアミン(略称:BBAαNβNB)、4,4′-ジフェニル-4′′-(7;1′-ビナフチル-2-イル)トリフェニルアミン(略称:BBAαNβNB-03)、4,4′-ジフェニル-4′′-(7-フェニル)ナフチル-2-イルトリフェニルアミン(略称:BBAPβNB-03)、4,4′-ジフェニル-4′′-(6;2′-ビナフチル-2-イル)トリフェニルアミン(略称:BBA(βN2)B)、4,4′-ジフェニル-4′′-(7;2′-ビナフチル-2-イル)トリフェニルアミン(略称:BBA(βN2)B-03)、4,4′-ジフェニル-4′′-(4;2′-ビナフチル-1-イル)トリフェニルアミン(略称:BBAβNαNB)、4,4′-ジフェニル-4′′-(5;2′-ビナフチル-1-イル)トリフェニルアミン(略称:BBAβNαNB-02)、4-(4-ビフェニリル)-4′-(2-ナフチル)-4′′-フェニルトリフェニルアミン(略称:TPBiAβNB)、4-(3-ビフェニリル)-4′-[4-(2-ナフチル)フェニル]-4′′-フェニルトリフェニルアミン(略称:mTPBiAβNBi)、4-(4-ビフェニリル)-4′-[4-(2-ナフチル)フェニル]-4′′-フェニルトリフェニルアミン(略称:TPBiAβNBi)、4-フェニル-4′-(1-ナフチル)トリフェニルアミン(略称:αNBA1BP)、4,4′-ビス(1-ナフチル)トリフェニルアミン(略称:αNBB1BP)、4,4′-ジフェニル-4′′-[4′-(カルバゾール-9-イル)ビフェニル-4-イル]トリフェニルアミン(略称:YGTBi1BP)、4′-[4-(3-フェニル-9H-カルバゾール-9-イル)フェニル]トリス(ビフェニル-4-イル)アミン(略称:YGTBi1BP-02)、4-[4′-(カルバゾール-9-イル)ビフェニル-4-イル]-4′-(2-ナフチル)-4′′-フェニルトリフェニルアミン(略称:YGTBiβNB)、N-[4-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)フェニル]-N-[4-(1-ナフチル)フェニル]-9,9′-スピロビ[9H-フルオレン]-2-アミン(略称:PCBNBSF)、N,N-ビス(ビフェニル-4-イル)-9,9′-スピロビ[9H-フルオレン]-2-アミン(略称:BBASF)、N,N-ビス(ビフェニル-4-イル)-9,9′-スピロビ[9H-フルオレン]-4-アミン(略称:BBASF(4))、N-(ビフェニル-2-イル)-N-(9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-イル)-9,9′-スピロビ[9H-フルオレン]-4-アミン(略称:oFBiSF)、N-(ビフェニル-4-イル)-N-(9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-イル)ジベンゾフラン-4-アミン(略称:FrBiF)、N-[4-(1-ナフチル)フェニル]-N-[3-(6-フェニルジベンゾフラン-4-イル)フェニル]-1-ナフチルアミン(略称:mPDBfBNBN)、4-フェニル-4′-(9-フェニルフルオレン-9-イル)トリフェニルアミン(略称:BPAFLP)、4-フェニル-3′-(9-フェニルフルオレン-9-イル)トリフェニルアミン(略称:mBPAFLP)、4-フェニル-4′-[4-(9-フェニルフルオレン-9-イル)フェニル]トリフェニルアミン(略称:BPAFLBi)、4-フェニル-4′-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)トリフェニルアミン(略称:PCBA1BP)、4,4′-ジフェニル-4′′-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)トリフェニルアミン(略称:PCBBi1BP)、4-(1-ナフチル)-4′-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)トリフェニルアミン(略称:PCBANB)、4,4′-ジ(1-ナフチル)-4′′-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)トリフェニルアミン(略称:PCBNBB)、N-フェニル-N-[4-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)フェニル]-9,9’-スピロビ[9H-フルオレン]-2-アミン(略称:PCBASF)、N-(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)、N,N-ビス(9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-イル)-9,9′-スピロビ-9H-フルオレン-4-アミン、N,N-ビス(9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-イル)-9,9′-スピロビ-9H-フルオレン-3-アミン、N,N-ビス(9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-イル)-9,9′-スピロビ-9H-フルオレン-2-アミン、N,N-ビス(9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-イル)-9,9′-スピロビ-9H-フルオレン-1-アミン等を挙げることができる。 Specifically, the organic compound having hole transport properties as described above includes N-(4-biphenyl)-6,N-diphenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-amine. (abbreviation: BnfABP), N,N-bis(4-biphenyl)-6-phenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-amine (abbreviation: BBABnf), 4,4'-bis( 6-phenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-yl)-4''-phenyltriphenylamine (abbreviation: BnfBB1BP), N,N-bis(4-biphenyl)benzo[b] Naphtho[1,2-d]furan-6-amine (abbreviation: BBABnf(6)), N,N-bis(4-biphenyl)benzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-amine ( Abbreviation: BBABnf (8)), N,N-bis(4-biphenyl)benzo[b]naphtho[2,3-d]furan-4-amine (abbreviation: BBABnf (II) (4)), N,N -bis[4-(dibenzofuran-4-yl)phenyl]-4-amino-p-terphenyl (abbreviation: DBfBB1TP), N-[4-(dibenzothiophen-4-yl)phenyl]-N-phenyl-4 -biphenylamine (abbreviation: ThBA1BP), 4-(2-naphthyl)-4',4''-diphenyltriphenylamine (abbreviation: BBAβNB), 4-[4-(2-naphthyl)phenyl]-4', 4''-diphenyltriphenylamine (abbreviation: BBAβNBi), 4,4'-diphenyl-4''-(6;1'-binaphthyl-2-yl)triphenylamine (abbreviation: BBAαNβNB), 4,4' -Diphenyl-4''-(7;1'-binaphthyl-2-yl)triphenylamine (abbreviation: BBAαNβNB-03), 4,4'-diphenyl-4''-(7-phenyl)naphthyl-2- yltriphenylamine (abbreviation: BBAPβNB-03), 4,4'-diphenyl-4''-(6;2'-binaphthyl-2-yl)triphenylamine (abbreviation: BBA(βN2)B), 4, 4'-diphenyl-4''-(7; 2'-binaphthyl-2-yl)triphenylamine (abbreviation: BBA(βN2)B-03), 4,4'-diphenyl-4''-(4; 2'-binaphthyl-1-yl)triphenylamine (abbreviation: BBAβNαNB), 4,4'-diphenyl-4''-(5;2'-binaphthyl-1-yl)triphenylamine (abbreviation: BBAβNαNB-02) ), 4-(4-biphenylyl)-4'-(2-naphthyl)-4''-phenyltriphenylamine (abbreviation: TPBiAβNB), 4-(3-biphenylyl)-4'-[4-(2- naphthyl)phenyl]-4''-phenyltriphenylamine (abbreviation: mTPBiAβNBi), 4-(4-biphenylyl)-4'-[4-(2-naphthyl)phenyl]-4''-phenyltriphenylamine ( Abbreviation: TPBiAβNBi), 4-phenyl-4'-(1-naphthyl)triphenylamine (abbreviation: αNBA1BP), 4,4'-bis(1-naphthyl)triphenylamine (abbreviation: αNBB1BP), 4,4' -diphenyl-4′′-[4′-(carbazol-9-yl)biphenyl-4-yl]triphenylamine (abbreviation: YGTBi1BP), 4′-[4-(3-phenyl-9H-carbazol-9-) yl)phenyl]tris(biphenyl-4-yl)amine (abbreviation: YGTBi1BP-02), 4-[4'-(carbazol-9-yl)biphenyl-4-yl]-4'-(2-naphthyl)- 4′′-phenyltriphenylamine (abbreviation: YGTBiβNB), N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-N-[4-(1-naphthyl)phenyl]-9, 9'-spirobi[9H-fluorene]-2-amine (abbreviation: PCBNBSF), N,N-bis(biphenyl-4-yl)-9,9'-spirobi[9H-fluorene]-2-amine (abbreviation: BBASF), N,N-bis(biphenyl-4-yl)-9,9'-spirobi[9H-fluorene]-4-amine (abbreviation: BBASF(4)), N-(biphenyl-2-yl)- N-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-9,9'-spirobi[9H-fluoren]-4-amine (abbreviation: oFBiSF), N-(biphenyl-4-yl)-N -(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)dibenzofuran-4-amine (abbreviation: FrBiF), N-[4-(1-naphthyl)phenyl]-N-[3-(6-phenyldibenzofuran) -4-yl)phenyl]-1-naphthylamine (abbreviation: mPDBfBNBN), 4-phenyl-4'-(9-phenylfluoren-9-yl)triphenylamine (abbreviation: BPAFLP), 4-phenyl-3'- (9-phenylfluoren-9-yl)triphenylamine (abbreviation: mBPAFLP), 4-phenyl-4'-[4-(9-phenylfluoren-9-yl)phenyl]triphenylamine (abbreviation: BPAFLBi), 4-phenyl-4'-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamine (abbreviation: PCBA1BP), 4,4'-diphenyl-4''-(9-phenyl-9H-carbazol-3) -yl)triphenylamine (abbreviation: PCBBi1BP), 4-(1-naphthyl)-4'-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamine (abbreviation: PCBANB), 4,4'- Di(1-naphthyl)-4''-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamine (abbreviation: PCBNBB), N-phenyl-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazole) -3-yl)phenyl]-9,9'-spirobi[9H-fluorene]-2-amine (abbreviation: PCBASF), N-(biphenyl-4-yl)-N-[4-(9-phenyl-9H) -carbazol-3-yl)phenyl]-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amine (abbreviation: PCBBiF), N,N-bis(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)- 9,9'-spirobi-9H-fluoren-4-amine, N,N-bis(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-9,9'-spirobi-9H-fluoren-3-amine , N,N-bis(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-9,9'-spirobi-9H-fluoren-2-amine, N,N-bis(9,9-dimethyl-9H -fluoren-2-yl)-9,9'-spirobi-9H-fluoren-1-amine and the like.
また、正孔輸送性を有する材料としては、その他芳香族アミン化合物として、N,N′-ジ(p-トリル)-N,N′-ジフェニル-p-フェニレンジアミン(略称:DTDPPA)、4,4′-ビス[N-(4-ジフェニルアミノフェニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DPAB)、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)、1,3,5-トリス[N-(4-ジフェニルアミノフェニル)-N-フェニルアミノ]ベンゼン(略称:DPA3B)等を用いることもできる。 In addition, as materials having hole transport properties, other aromatic amine compounds include N,N'-di(p-tolyl)-N,N'-diphenyl-p-phenylenediamine (abbreviation: DTDPPA), 4, 4'-bis[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]biphenyl (abbreviation: DPAB), 4,4'-bis(N-{4-[N'-(3-methylphenyl)- N'-phenylamino]phenyl}-N-phenylamino)biphenyl (abbreviation: DNTPD), 1,3,5-tris[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]benzene (abbreviation: DPA3B) etc. can also be used.
正孔注入層111を形成することによって、正孔の注入性が良好となり、駆動電圧の小さい発光デバイスを得ることができる。
By forming the
なお、アクセプタ性を有する物質の中でもアクセプタ性を有する有機化合物は蒸着が容易で成膜がしやすいため、用いやすい材料である。 Note that among substances that have acceptor properties, organic compounds that have acceptor properties are easy to vapor deposit and form a film, so they are materials that are easy to use.
なお、正孔注入層111に用いられる材料が第1の化合物であってもよい。
Note that the material used for the
正孔輸送層112は、正孔輸送性を有する有機化合物を含んで形成される。正孔輸送性を有する有機化合物としては、1×10-6cm2/Vs以上の正孔移動度を有していることが好ましい。
The
上記正孔輸送性を有する材料としては、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)、N,N′-ジフェニル-N,N′-ビス(3-メチルフェニル)-4,4′-ジアミノビフェニル(略称:TPD)、N,N’-ビス(9,9’-スピロビ[9H-フルオレン]-2-イル)-N,N’-ジフェニル-4,4’-ジアミノビフェニル(略称:BSPB)、4-フェニル-4′-(9-フェニルフルオレン-9-イル)トリフェニルアミン(略称:BPAFLP)、4-フェニル-3′-(9-フェニルフルオレン-9-イル)トリフェニルアミン(略称:mBPAFLP)、4-フェニル-4′-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)トリフェニルアミン(略称:PCBA1BP)、4,4′-ジフェニル-4′′-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)トリフェニルアミン(略称:PCBBi1BP)、4-(1-ナフチル)-4′-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)トリフェニルアミン(略称:PCBANB)、4,4′-ジ(1-ナフチル)-4′′-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)トリフェニルアミン(略称:PCBNBB)、9,9-ジメチル-N-フェニル-N-[4-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)フェニル]フルオレン-2-アミン(略称:PCBAF)、N-フェニル-N-[4-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)フェニル]-9,9’-スピロビ[9H-フルオレン]-2-アミン(略称:PCBASF)などの芳香族アミン骨格を有する化合物、1,3-ビス(N-カルバゾリル)ベンゼン(略称:mCP)、4,4′-ジ(N-カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)、3,6-ビス(3,5-ジフェニルフェニル)-9-フェニルカルバゾール(略称:CzTP)、9,9’-ジフェニル-9H,9’H-3,3’-ビカルバゾール(略称:PCCP)、9,9′-ビス(ビフェニル-4-イル)-3,3′-ビ-9H-カルバゾール(略称:BisBPCz)、9,9′-ビス(ビフェニル-3-イル)-3,3′-ビ-9H-カルバゾール(略称:BismBPCz)、9-(ビフェニル-3-イル)-9′-(ビフェニル-4-イル)-9H,9′H-3,3′-ビカルバゾール(略称:mBPCCBP)、9-(2-ナフチル)-9′-フェニル-9H,9′H-3,3′-ビカルバゾール(略称:βNCCP)、9-(3-ビフェニル)-9′-(2-ナフチル)-3,3′-ビ-9H-カルバゾール(略称:βNCCmBP)、9-(4-ビフェニル)-9′-(2-ナフチル)-3,3′-ビ-9H-カルバゾール(略称:βNCCBP)、9,9′-ジ-2-ナフチル-3,3′-9H,9′H-ビカルバゾール(略称:BisβNCz)、9-(2-ナフチル)-9′-[1,1′:4′,1”-ターフェニル]-3-イル-3,3′-9H,9′H-ビカルバゾール、9-(2-ナフチル)-9′-[1,1′:3′,1”-ターフェニル]-3-イル-3,3′-9H,9′H-ビカルバゾール、9-(2-ナフチル)-9′-[1,1′:3′,1”-ターフェニル]-5′-イル-3,3′-9H,9′H-ビカルバゾール、9-(2-ナフチル)-9′-[1,1′:4′,1”-ターフェニル]-4-イル-3,3′-9H,9′H-ビカルバゾール、9-(2-ナフチル)-9′-[1,1′:3′,1”-ターフェニル]-4-イル-3,3′-9H,9′H-ビカルバゾール、9-(2-ナフチル)-9′-(トリフェニレン-2-イル)-3,3′-9H,9′H-ビカルバゾール、9-フェニル-9′-(トリフェニレン-2-イル)-3,3′-9H,9′H-ビカルバゾール(略称:PCCzTp)、9,9′-ビス(トリフェニレン-2-イル)-3,3′-9H,9′H-ビカルバゾール、9-(4-ビフェニル)-9′-(トリフェニレン-2-イル)-3,3′-9H,9′H-ビカルバゾール、9-(トリフェニレン-2-イル)-9′-[1,1′:3′,1”-ターフェニル]-4-イル-3,3′-9H,9′H-ビカルバゾール、などのカルバゾール骨格を有する化合物、4,4′,4′′-(ベンゼン-1,3,5-トリイル)トリ(ジベンゾチオフェン)(略称:DBT3P-II)、2,8-ジフェニル-4-[4-(9-フェニル-9H-フルオレン-9-イル)フェニル]ジベンゾチオフェン(略称:DBTFLP-III)、4-[4-(9-フェニル-9H-フルオレン-9-イル)フェニル]-6-フェニルジベンゾチオフェン(略称:DBTFLP-IV)などのチオフェン骨格を有する化合物、4,4′,4′′-(ベンゼン-1,3,5-トリイル)トリ(ジベンゾフラン)(略称:DBF3P-II)、4-{3-[3-(9-フェニル-9H-フルオレン-9-イル)フェニル]フェニル}ジベンゾフラン(略称:mmDBFFLBi-II)などのフラン骨格を有する化合物が挙げられる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物、カルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与するため好ましい。なお、正孔注入層111の複合材料に用いられる正孔輸送性を有する材料として挙げた物質も正孔輸送層112を構成する材料として好適に用いることができる。
The above-mentioned materials having hole transport properties include 4,4'-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl (abbreviation: NPB), N,N'-diphenyl-N,N'- Bis(3-methylphenyl)-4,4'-diaminobiphenyl (abbreviation: TPD), N,N'-bis(9,9'-spirobi[9H-fluoren]-2-yl)-N,N'- Diphenyl-4,4'-diaminobiphenyl (abbreviation: BSPB), 4-phenyl-4'-(9-phenylfluoren-9-yl)triphenylamine (abbreviation: BPAFLP), 4-phenyl-3'-(9 -Phenylfluoren-9-yl)triphenylamine (abbreviation: mBPAFLP), 4-phenyl-4'-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamine (abbreviation: PCBA1BP), 4,4' -diphenyl-4′′-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamine (abbreviation: PCBBi1BP), 4-(1-naphthyl)-4′-(9-phenyl-9H-carbazol-3 -yl)triphenylamine (abbreviation: PCBANB), 4,4'-di(1-naphthyl)-4''-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamine (abbreviation: PCBNBB), 9,9-dimethyl-N-phenyl-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]fluoren-2-amine (abbreviation: PCBAF), N-phenyl-N-[4- Compounds with an aromatic amine skeleton such as (9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-9,9'-spirobi[9H-fluorene]-2-amine (abbreviation: PCBASF), 1,3- Bis(N-carbazolyl)benzene (abbreviation: mCP), 4,4'-di(N-carbazolyl)biphenyl (abbreviation: CBP), 3,6-bis(3,5-diphenylphenyl)-9-phenylcarbazole ( Abbreviation: CzTP), 9,9'-diphenyl-9H,9'H-3,3'-bicarbazole (abbreviation: PCCP), 9,9'-bis(biphenyl-4-yl)-3,3'- Bi-9H-carbazole (abbreviation: BisBPCz), 9,9'-bis(biphenyl-3-yl)-3,3'-bi-9H-carbazole (abbreviation: BismBPCz), 9-(biphenyl-3-yl) -9'-(biphenyl-4-yl)-9H,9'H-3,3'-bicarbazole (abbreviation: mBPCCBP), 9-(2-naphthyl)-9'-phenyl-9H,9'H- 3,3'-bicarbazole (abbreviation: βNCCP), 9-(3-biphenyl)-9'-(2-naphthyl)-3,3'-bi-9H-carbazole (abbreviation: βNCCmBP), 9-(4 -biphenyl)-9'-(2-naphthyl)-3,3'-bi-9H-carbazole (abbreviation: βNCCBP), 9,9'-di-2-naphthyl-3,3'-9H,9'H -Bicarbazole (abbreviation: BisβNCz), 9-(2-naphthyl)-9'-[1,1':4',1''-terphenyl]-3-yl-3,3'-9H,9'H -Bicarbazole, 9-(2-naphthyl)-9'-[1,1':3',1''-terphenyl]-3-yl-3,3'-9H,9'H-bicarbazole, 9 -(2-naphthyl)-9'-[1,1':3',1''-terphenyl]-5'-yl-3,3'-9H,9'H-bicarbazole, 9-(2- naphthyl)-9'-[1,1':4',1''-terphenyl]-4-yl-3,3'-9H,9'H-bicarbazole, 9-(2-naphthyl)-9' -[1,1':3',1''-terphenyl]-4-yl-3,3'-9H,9'H-bicarbazole, 9-(2-naphthyl)-9'-(triphenylene-2 -yl)-3,3'-9H,9'H-bicarbazole, 9-phenyl-9'-(triphenylen-2-yl)-3,3'-9H,9'H-bicarbazole (abbreviation: PCCzTp ), 9,9'-bis(triphenylen-2-yl)-3,3'-9H, 9'H-bicarbazole, 9-(4-biphenyl)-9'-(triphenylen-2-yl)-3 ,3'-9H,9'H-bicarbazole, 9-(triphenylen-2-yl)-9'-[1,1':3',1"-terphenyl]-4-yl-3,3' Compounds with a carbazole skeleton such as -9H,9'H-bicarbazole, 4,4',4''-(benzene-1,3,5-triyl)tri(dibenzothiophene) (abbreviation: DBT3P-II) , 2,8-diphenyl-4-[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]dibenzothiophene (abbreviation: DBTFLP-III), 4-[4-(9-phenyl-9H-fluorene) Compounds with a thiophene skeleton such as -9-yl)phenyl]-6-phenyldibenzothiophene (abbreviation: DBTFLP-IV), 4,4',4''-(benzene-1,3,5-triyl)tri( Compounds with a furan skeleton such as dibenzofuran (abbreviation: DBF3P-II), 4-{3-[3-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]phenyl}dibenzofuran (abbreviation: mmDBFFLBi-II) can be mentioned. Among the above-mentioned compounds, compounds having an aromatic amine skeleton and compounds having a carbazole skeleton are preferable because they have good reliability, high hole transportability, and contribute to reduction in driving voltage. Note that the substances listed as materials having hole transport properties used in the composite material of the
本発明の一態様の発光デバイスにおける発光層113は、上述の通り燐光発光物質と、第1の有機化合物と、第2の有機化合物を有する。なお、本発明の一態様の発光デバイスを用いて表示装置を得る場合、当該表示装置には、異なる構成の発光層を有する発光デバイスも含まれる。また、本発明の一態様の発光デバイスが、EL層103内に2以上の発光層を有する、例えばタンデム型の発光デバイスのような構成を有する場合、2つの発光層のうち、一方は、実施の形態1の構成を備えていない場合がある。これらの場合、当該発光層は発光物質を有する層であり、発光物質とホスト材料とを有していることが好ましい。なお、発光層113は、その他の材料を同時に含んでいても構わない。また、組成の異なる2層の積層であってもよい。
As described above, the light-emitting
発光物質は蛍光発光物質であっても、燐光発光物質であっても、熱活性化遅延蛍光(TADF)を示す物質であっても、その他の発光物質であっても構わない。 The luminescent substance may be a fluorescent substance, a phosphorescent substance, a substance exhibiting thermally activated delayed fluorescence (TADF), or any other luminescent substance.
発光層113において、蛍光発光物質として用いることが可能な材料としては、例えば以下のようなものが挙げられる。また、これ以外の蛍光発光物質も用いることができる。
Examples of materials that can be used as fluorescent substances in the
5,6-ビス[4-(10-フェニル-9-アントリル)フェニル]-2,2′-ビピリジン(略称:PAP2BPy)、5,6-ビス[4′-(10-フェニル-9-アントリル)ビフェニル-4-イル]-2,2′-ビピリジン(略称:PAPP2BPy)、N,N′-ジフェニル-N,N′-ビス[4-(9-フェニル-9H-フルオレン-9-イル)フェニル]ピレン-1,6-ジアミン(略称:1,6FLPAPrn)、N,N′-ビス(3-メチルフェニル)-N,N′-ビス[3-(9-フェニル-9H-フルオレン-9-イル)フェニル]ピレン-1,6-ジアミン(略称:1,6mMemFLPAPrn)、N,N′-ビス[4-(9H-カルバゾール-9-イル)フェニル]-N,N′-ジフェニルスチルベン-4,4′-ジアミン(略称:YGA2S)、4-(9H-カルバゾール-9-イル)-4′-(10-フェニル-9-アントリル)トリフェニルアミン(略称:YGAPA)、4-(9H-カルバゾール-9-イル)-4′-(9,10-ジフェニル-2-アントリル)トリフェニルアミン(略称:2YGAPPA)、N,9-ジフェニル-N-[4-(10-フェニル-9-アントリル)フェニル]-9H-カルバゾール-3-アミン(略称:PCAPA)、ペリレン、2,5,8,11-テトラ-tert-ブチルペリレン(略称:TBP)、4-(10-フェニル-9-アントリル)-4′-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)トリフェニルアミン(略称:PCBAPA)、N,N′′-(2-tert-ブチルアントラセン-9,10-ジイルジ-4,1-フェニレン)ビス(N,N′,N′-トリフェニル-1,4-フェニレンジアミン)(略称:DPABPA)、N,9-ジフェニル-N-[4-(9,10-ジフェニル-2-アントリル)フェニル]-9H-カルバゾール-3-アミン(略称:2PCAPPA)、N-[4-(9,10-ジフェニル-2-アントリル)フェニル]-N,N′,N′-トリフェニル-1,4-フェニレンジアミン(略称:2DPAPPA)、N,N,N′,N′,N′′,N′′,N′′′,N′′′-オクタフェニルジベンゾ[g,p]クリセン-2,7,10,15-テトラアミン(略称:DBC1)、クマリン30、N-(9,10-ジフェニル-2-アントリル)-N,9-ジフェニル-9H-カルバゾール-3-アミン(略称:2PCAPA)、N-[9,10-ビス(ビフェニル-2-イル)-2-アントリル]-N,9-ジフェニル-9H-カルバゾール-3-アミン(略称:2PCABPhA)、N-(9,10-ジフェニル-2-アントリル)-N,N′,N′-トリフェニル-1,4-フェニレンジアミン(略称:2DPAPA)、N-[9,10-ビス(ビフェニル-2-イル)-2-アントリル]-N,N′,N′-トリフェニル-1,4-フェニレンジアミン(略称:2DPABPhA)、9,10-ビス(ビフェニル-2-イル)-N-[4-(9H-カルバゾール-9-イル)フェニル]-N-フェニルアントラセン-2-アミン(略称:2YGABPhA)、N,N,9-トリフェニルアントラセン-9-アミン(略称:DPhAPhA)、クマリン545T、N,N′-ジフェニルキナクリドン(略称:DPQd)、ルブレン、5,12-ビス(ビフェニル-4-イル)-6,11-ジフェニルテトラセン(略称:BPT)、2-(2-{2-[4-(ジメチルアミノ)フェニル]エテニル}-6-メチル-4H-ピラン-4-イリデン)プロパンジニトリル(略称:DCM1)、2-{2-メチル-6-[2-(2,3,6,7-テトラヒドロ-1H,5H-ベンゾ[ij]キノリジン-9-イル)エテニル]-4H-ピラン-4-イリデン}プロパンジニトリル(略称:DCM2)、N,N,N′,N′-テトラキス(4-メチルフェニル)テトラセン-5,11-ジアミン(略称:p-mPhTD)、7,14-ジフェニル-N,N,N′,N′-テトラキス(4-メチルフェニル)アセナフト[1,2-a]フルオランテン-3,10-ジアミン(略称:p-mPhAFD)、2-{2-イソプロピル-6-[2-(1,1,7,7-テトラメチル-2,3,6,7-テトラヒドロ-1H,5H-ベンゾ[ij]キノリジン-9-イル)エテニル]-4H-ピラン-4-イリデン}プロパンジニトリル(略称:DCJTI)、2-{2-tert-ブチル-6-[2-(1,1,7,7-テトラメチル-2,3,6,7-テトラヒドロ-1H,5H-ベンゾ[ij]キノリジン-9-イル)エテニル]-4H-ピラン-4-イリデン}プロパンジニトリル(略称:DCJTB)、2-(2,6-ビス{2-[4-(ジメチルアミノ)フェニル]エテニル}-4H-ピラン-4-イリデン)プロパンジニトリル(略称:BisDCM)、2-{2,6-ビス[2-(8-メトキシ-1,1,7,7-テトラメチル-2,3,6,7-テトラヒドロ-1H,5H-ベンゾ[ij]キノリジン-9-イル)エテニル]-4H-ピラン-4-イリデン}プロパンジニトリル(略称:BisDCJTM)、N,N′-ジフェニル-N,N′-(1,6-ピレン-ジイル)ビス[(6-フェニルベンゾ[b]ナフト[1,2-d]フラン)-8-アミン](略称:1,6BnfAPrn-03)、3,10-ビス[N-(9-フェニル-9H-カルバゾール-2-イル)-N-フェニルアミノ]ナフト[2,3-b;6,7-b′]ビスベンゾフラン(略称:3,10PCA2Nbf(IV)-02)、3,10-ビス[N-(ジベンゾフラン-3-イル)-N-フェニルアミノ]ナフト[2,3-b;6,7-b′]ビスベンゾフラン(略称:3,10FrA2Nbf(IV)-02)などが挙げられる。特に、1,6FLPAPrnおよび1,6mMemFLPAPrn、1,6BnfAPrn-03のようなピレンジアミン化合物に代表される縮合芳香族ジアミン化合物は、ホールトラップ性が高く、発光効率または信頼性に優れているため好ましい。 5,6-bis[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-2,2'-bipyridine (abbreviation: PAP2BPy), 5,6-bis[4'-(10-phenyl-9-anthryl) biphenyl-4-yl]-2,2'-bipyridine (abbreviation: PAPP2BPy), N,N'-diphenyl-N,N'-bis[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl] Pyrene-1,6-diamine (abbreviation: 1,6FLPAPrn), N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis[3-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl) phenyl]pyrene-1,6-diamine (abbreviation: 1,6mMemFLPAPrn), N,N'-bis[4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl]-N,N'-diphenylstilbene-4,4' -diamine (abbreviation: YGA2S), 4-(9H-carbazol-9-yl)-4'-(10-phenyl-9-anthryl)triphenylamine (abbreviation: YGAPA), 4-(9H-carbazol-9-yl) N,9-diphenyl-N-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H -Carbazol-3-amine (abbreviation: PCAPA), perylene, 2,5,8,11-tetra-tert-butylperylene (abbreviation: TBP), 4-(10-phenyl-9-anthryl)-4'-( 9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamine (abbreviation: PCBAPA), N,N''-(2-tert-butylanthracene-9,10-diyldi-4,1-phenylene)bis(N , N',N'-triphenyl-1,4-phenylenediamine) (abbreviation: DPABPA), N,9-diphenyl-N-[4-(9,10-diphenyl-2-anthryl)phenyl]-9H- Carbazol-3-amine (abbreviation: 2PCAPPA), N-[4-(9,10-diphenyl-2-anthryl)phenyl]-N,N',N'-triphenyl-1,4-phenylenediamine (abbreviation: 2DPAPPA), N, N, N′, N′, N′′, N′′, N′′′, N′′′-octaphenyldibenzo[g,p]chrysene-2,7,10,15-tetraamine (abbreviation: DBC1), coumarin 30, N-(9,10-diphenyl-2-anthryl)-N,9-diphenyl-9H-carbazol-3-amine (abbreviation: 2PCAPA), N-[9,10-bis (Biphenyl-2-yl)-2-anthryl]-N,9-diphenyl-9H-carbazol-3-amine (abbreviation: 2PCABPhA), N-(9,10-diphenyl-2-anthryl)-N,N' , N'-triphenyl-1,4-phenylenediamine (abbreviation: 2DPAPA), N-[9,10-bis(biphenyl-2-yl)-2-anthryl]-N,N',N'-triphenyl -1,4-phenylenediamine (abbreviation: 2DPABPhA), 9,10-bis(biphenyl-2-yl)-N-[4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl]-N-phenylanthracene-2- Amine (abbreviation: 2YGABPhA), N,N,9-triphenylanthracene-9-amine (abbreviation: DPhAPhA), Coumarin 545T, N,N'-diphenylquinacridone (abbreviation: DPQd), rubrene, 5,12-bis( biphenyl-4-yl)-6,11-diphenyltetracene (abbreviation: BPT), 2-(2-{2-[4-(dimethylamino)phenyl]ethenyl}-6-methyl-4H-pyran-4-ylidene ) Propanedinitrile (abbreviation: DCM1), 2-{2-methyl-6-[2-(2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[ij]quinolidin-9-yl)ethenyl]- 4H-pyran-4-ylidene}propanedinitrile (abbreviation: DCM2), N,N,N',N'-tetrakis(4-methylphenyl)tetracene-5,11-diamine (abbreviation: p-mPhTD), 7 , 14-diphenyl-N,N,N',N'-tetrakis(4-methylphenyl)acenaphtho[1,2-a]fluoranthene-3,10-diamine (abbreviation: p-mPhAFD), 2-{2- Isopropyl-6-[2-(1,1,7,7-tetramethyl-2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[ij]quinolidin-9-yl)ethenyl]-4H-pyran- 4-ylidene}propanedinitrile (abbreviation: DCJTI), 2-{2-tert-butyl-6-[2-(1,1,7,7-tetramethyl-2,3,6,7-tetrahydro-1H) , 5H-benzo[ij]quinolidin-9-yl)ethenyl]-4H-pyran-4-ylidene}propanedinitrile (abbreviation: DCJTB), 2-(2,6-bis{2-[4-(dimethylamino) ) phenyl]ethenyl}-4H-pyran-4-ylidene)propanedinitrile (abbreviation: BisDCM), 2-{2,6-bis[2-(8-methoxy-1,1,7,7-tetramethyl-) 2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[ij]quinolidin-9-yl)ethenyl]-4H-pyran-4-ylidene}propanedinitrile (abbreviation: BisDCJTM), N,N'-diphenyl -N,N'-(1,6-pyrene-diyl)bis[(6-phenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan)-8-amine] (abbreviation: 1,6BnfAPrn-03), 3,10-bis[N-(9-phenyl-9H-carbazol-2-yl)-N-phenylamino]naphtho[2,3-b;6,7-b']bisbenzofuran (abbreviation: 3,10PCA2Nbf (IV)-02), 3,10-bis[N-(dibenzofuran-3-yl)-N-phenylamino]naphtho[2,3-b;6,7-b']bisbenzofuran (abbreviation: 3, 10FrA2Nbf(IV)-02) and the like. In particular, fused aromatic diamine compounds typified by pyrene diamine compounds such as 1,6FLPAPrn, 1,6mMemFLPAPrn, and 1,6BnfAPrn-03 are preferred because they have high hole-trapping properties and excellent luminous efficiency or reliability.
また、5,9-ジフェニル-5,9-ジアザ-13b-ボラナフト[3,2,1-de]アントラセン(略称:DABNA1)、9-([1,1′-ジフェニル]-3-イル)-N,N,5,11-テトラフェニル-5,9-ジヒドロ-5,9-ジアザ-13b-ボラナフト[3,2,1-de]アントラセン-3-アミン(略称:DABNA2)、2,12-ジ(tert-ブチル)-5,9-ジ(4-tert-ブチルフェニル)-N,N-ジフェニル-5H,9H-[1,4]ベンズアザボリノ[2,3,4-kl]フェナザボリン-7-アミン(略称:DPhA-tBu4DABNA)、2,12-ジ(tert-ブチル)-N,N,5,9-テトラ(4-tert-ブチルフェニル)-5H,9H-[1,4]ベンズアザボリノ[2,3,4-kl]フェナザボリン-7-アミン(略称:tBuDPhA-tBu4DABNA)、2,12-ジ(tert-ブチル)-5,9-ジ(4-tert-ブチルフェニル)-7-メチル-5H,9H-[1,4]ベンズアザボリノ[2,3,4-kl]フェナザボリン(略称:Me-tBu4DABNA)、N7,N7,N13,N13,5,9,11,15-オクタフェニル-5H,9H,11H,15H-[1,4]ベンズアザボリノ[2,3,4-kl][1,4]ベンズアザボリノ[4′,3′,2′:4,5][1,4]ベンズアザボリノ[3,2-b]フェナザボリン-7,13-ジアミン(略称:ν-DABNA)、2-(4-tert-ブチルフェニル)ベンズ[5,6]インドロ[3,2,1-jk]ベンゾ[b]カルバゾール(略称:tBuPBibc)などの窒素とホウ素を含む縮合複素芳香族化合物、特にジアザ-ボラナフト-アントラセン骨格を有する化合物が発光スペクトルの幅が狭く、色純度の良好な青色発光を得られるため好適に用いることができる。 Also, 5,9-diphenyl-5,9-diaza-13b-boranaphtho[3,2,1-de]anthracene (abbreviation: DABNA1), 9-([1,1'-diphenyl]-3-yl)- N,N,5,11-tetraphenyl-5,9-dihydro-5,9-diaza-13b-boranaphtho[3,2,1-de]anthracen-3-amine (abbreviation: DABNA2), 2,12- Di(tert-butyl)-5,9-di(4-tert-butylphenyl)-N,N-diphenyl-5H,9H-[1,4]benzazaborino[2,3,4-kl]phenazaborin-7- Amine (abbreviation: DPhA-tBu4DABNA), 2,12-di(tert-butyl)-N,N,5,9-tetra(4-tert-butylphenyl)-5H,9H-[1,4]benzazaborino[2 ,3,4-kl] phenazaborin-7-amine (abbreviation: tBuDPhA-tBu4DABNA), 2,12-di(tert-butyl)-5,9-di(4-tert-butylphenyl)-7-methyl-5H , 9H-[1,4]benzazaborino[2,3,4-kl]phenazaborin (abbreviation: Me-tBu4DABNA), N 7 ,N 7 ,N 13 ,N 13 ,5,9,11,15-octaphenyl- 5H,9H,11H,15H-[1,4]benzazaborino[2,3,4-kl][1,4]benzazaborino[4',3',2':4,5][1,4]benzazaborino[ 3,2-b]phenazaborin-7,13-diamine (abbreviation: ν-DABNA), 2-(4-tert-butylphenyl)benz[5,6]indolo[3,2,1-jk]benzo[b ] Condensed heteroaromatic compounds containing nitrogen and boron such as carbazole (abbreviation: tBuPBibc), especially compounds having a diaza-boranaphtho-anthracene skeleton, are suitable because they have a narrow emission spectrum and can provide blue light emission with good color purity. It can be used for.
また、これらの他、9,10,11-トリス[3,6-ビス(1,1-ジメチルエチル)-9H-カルバゾリル-9-イル]-2,5,15,18-テトラキス(1,1-ジメチルエチル)インドロ[3,2,1-de]インドロ[3′,2′,1′:8,1][1,4]ベンズアザボリノ[2,3,4-kl]フェナザボリン(略称:BBCz-G)、9,11-ビス[3,6-ビス(1,1-ジメチルエチル)-9H-カルバゾリル-9-イル]-2,5,15,18-テトラキス(1,1-ジメチルエチル)インドロ[3,2,1-de]インドロ[3′,2′,1′:8,1][1,4]ベンズアザボリノ[2,3,4-kl]フェナザボリン(略称:BBCz-Y)などを好適に用いる事ができる。 In addition to these, 9,10,11-tris[3,6-bis(1,1-dimethylethyl)-9H-carbazolyl-9-yl]-2,5,15,18-tetrakis(1,1 -dimethylethyl)indolo[3,2,1-de]indolo[3',2',1':8,1][1,4]benzazaborino[2,3,4-kl]phenazaborin (abbreviation: BBCz- G), 9,11-bis[3,6-bis(1,1-dimethylethyl)-9H-carbazolyl-9-yl]-2,5,15,18-tetrakis(1,1-dimethylethyl)indolo [3,2,1-de]indolo[3',2',1':8,1][1,4]benzazaborino[2,3,4-kl]phenazaborine (abbreviation: BBCz-Y) and the like are preferred. It can be used for.
発光層113において、発光物質として燐光発光物質を用いる場合、用いることが可能な材料としては、例えば以下のようなものが挙げられる。
In the case of using a phosphorescent material as a light emitting material in the
トリス{2-[5-(2-メチルフェニル)-4-(2,6-ジメチルフェニル)-4H-1,2,4-トリアゾール-3-イル-κN2]フェニル-κC}イリジウム(III)(略称:[Ir(mpptz-dmp)3])、トリス(5-メチル-3,4-ジフェニル-4H-1,2,4-トリアゾラト)イリジウム(III)(略称:[Ir(Mptz)3])のような4H-トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体、トリス[3-メチル-1-(2-メチルフェニル)-5-フェニル-1H-1,2,4-トリアゾラト]イリジウム(III)(略称:[Ir(Mptz1-mp)3])、トリス(1-メチル-5-フェニル-3-プロピル-1H-1,2,4-トリアゾラト)イリジウム(III)(略称:[Ir(Prptz1-Me)3])のような1H-トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体、fac-トリス[1-(2,6-ジイソプロピルフェニル)-2-フェニル-1H-イミダゾール]イリジウム(III)(略称:[Ir(iPrpim)3])、トリス[3-(2,6-ジメチルフェニル)-7-メチルイミダゾ[1,2-f]フェナントリジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(dmpimpt-Me)3])、トリス(2-[1-{2,6-ビス(1-メチルエチル)フェニル}-1H-イミダゾール-2-イル-κN3]-4-シアノフェニル-κC)(略称:CNImIr)のようなイミダゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体、トリス[(6-tert-ブチル-3-フェニル-2H-イミダゾ[4,5-b]ピラジン-1-イル-κC2)フェニル-κC]イリジウム(III)(略称:[Ir(cb)3])のようなベンズイミダゾリデン骨格を有する有機金属錯体、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)のような電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属イリジウム錯体が挙げられる。これらは青色の燐光発光を示す化合物であり、450nmから520nmまでの波長域において発光のピークを有する化合物である。 Tris {2-[5-(2-methylphenyl)-4-(2,6-dimethylphenyl)-4H-1,2,4-triazol-3-yl-κN2]phenyl-κC}iridium(III) ( Abbreviation: [Ir(mpptz-dmp) 3 ]), Tris(5-methyl-3,4-diphenyl-4H-1,2,4-triazolato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(Mptz) 3 ]) Tris[3-methyl-1-(2-methylphenyl)-5-phenyl-1H-1,2,4-triazolato]iridium(III) (abbreviation: [Ir(Mptz1-mp) 3 ]), tris(1-methyl-5-phenyl-3-propyl-1H-1,2,4-triazolato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(Prptz1-Me) 3 ]), an organometallic iridium complex having a 1H-triazole skeleton, fac-tris[1-(2,6-diisopropylphenyl)-2-phenyl-1H-imidazole]iridium(III) (abbreviation: [Ir(iPrpim) ) 3 ]), tris[3-(2,6-dimethylphenyl)-7-methylimidazo[1,2-f]phenanthridinato]iridium(III) (abbreviation: [Ir(dmpimpt-Me) 3 ]) ), tris(2-[1-{2,6-bis(1-methylethyl)phenyl}-1H-imidazol-2-yl-κN3]-4-cyanophenyl-κC) (abbreviation: CNImIr) Organometallic iridium complex with imidazole skeleton, tris[(6-tert-butyl-3-phenyl-2H-imidazo[4,5-b]pyrazin-1-yl-κC2)phenyl-κC]iridium(III) (abbreviation) : [Ir(cb) 3 ]), an organometallic complex having a benzimidazolidene skeleton such as bis[2-(4',6'-difluorophenyl)pyridinato-N,C 2' ]iridium(III) tetrakis ( 1-pyrazolyl)borate (abbreviation: FIr6), bis[2-(4',6'-difluorophenyl)pyridinato-N,C 2' ]iridium(III) picolinate (abbreviation: FIrpic), bis{2-[3 ',5'-bis(trifluoromethyl)phenyl]pyridinato-N,C 2' }iridium(III) picolinate (abbreviation: [Ir(CF 3 ppy) 2 (pic)]), bis[2-(4' , 6'-difluorophenyl)pyridinato-N,C 2' ]iridium (III) acetylacetonate (abbreviation: FIracac), which uses a phenylpyridine derivative having an electron-withdrawing group as a ligand. It will be done. These are compounds that emit blue phosphorescence, and have an emission peak in the wavelength range from 450 nm to 520 nm.
燐光発光物質については、実施の形態1で示したものを用いることができる。なお、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性または発光効率にも際だって優れるため、特に好ましい。
As for the phosphorescent material, the material shown in
また、(ジイソブチリルメタナト)ビス[4,6-ビス(3-メチルフェニル)ピリミジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(5mdppm)2(dibm)])、ビス[4,6-ビス(3-メチルフェニル)ピリミジナト](ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(5mdppm)2(dpm)])、ビス[4,6-ジ(ナフタレン-1-イル)ピリミジナト](ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(d1npm)2(dpm)])のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、(アセチルアセトナト)ビス(2,3,5-トリフェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tppr)2(acac)])、ビス(2,3,5-トリフェニルピラジナト)(ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tppr)2(dpm)])、(アセチルアセトナト)ビス[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)])のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、トリス(1-フェニルイソキノリナト-N,C2′)イリジウム(III)(略称:[Ir(piq)3])、ビス(1-フェニルイソキノリナト-N,C2′)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(piq)2(acac)])、(3,7-ジエチル-4,6-ノナンジオナト-κO4,κO6)ビス[2,4-ジメチル-6-[7-(1-メチルエチル)-1-イソキノリニル-κN]フェニル-κC]イリジウム(III)、(3,7-ジエチル-4,6-ノナンジオナト-κO4,κO6)ビス[2,4-ジメチル-6-[5-(1-メチルエチル)-2-キノリニル-κN]フェニル-κC]イリジウム(III)のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、2,3,7,8,12,13,17,18-オクタエチル-21H,23H-ポルフィリン白金(II)(略称:PtOEP)のような白金錯体、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)])のような希土類金属錯体が挙げられる。これらは、赤色の燐光発光を示す化合物であり、600nmから700nmまでの波長域において発光のピークを有する。また、ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、色度の良い赤色発光が得られる。 Also, (diisobutyrylmethanato)bis[4,6-bis(3-methylphenyl)pyrimidinato]iridium(III) (abbreviation: [Ir(5mdppm) 2 (dibm)]), bis[4,6-bis( 3-methylphenyl)pyrimidinato](dipivaloylmethanato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(5mdppm) 2 (dpm)]), bis[4,6-di(naphthalen-1-yl)pyrimidinato]( Organometallic iridium complexes with a pyrimidine skeleton, such as dipivaloylmethanato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(d1npm) 2 (dpm)]), (acetylacetonato)bis(2,3,5-tri phenylpyrazinato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(tppr) 2 (acac)]), bis(2,3,5-triphenylpyrazinato)(dipivaloylmethanato)iridium(III)( Abbreviation: [Ir(tppr) 2 (dpm)]), (acetylacetonato)bis[2,3-bis(4-fluorophenyl)quinoxalinato]iridium(III) (abbreviation: [Ir(Fdpq) 2 (acac) )), tris(1-phenylisoquinolinato-N,C 2' )iridium(III) (abbreviation: [Ir(piq) 3 ]), bis(1-phenyl Isoquinolinato-N,C 2' )iridium(III) acetylacetonate (abbreviation: [Ir(piq) 2 (acac)]), (3,7-diethyl-4,6-nonanedionato-κO4,κO6)bis [2,4-dimethyl-6-[7-(1-methylethyl)-1-isoquinolinyl-κN]phenyl-κC]iridium(III), (3,7-diethyl-4,6-nonanedionato-κO4,κO6 ) bis[2,4-dimethyl-6-[5-(1-methylethyl)-2-quinolinyl-κN]phenyl-κC]iridium(III), as well as organometallic iridium complexes having a pyridine skeleton, such as 2 , 3,7,8,12,13,17,18-octaethyl-21H,23H-porphyrin Platinum complexes such as platinum(II) (abbreviation: PtOEP), tris(1,3-diphenyl-1,3-propane) dionato) (monophenanthroline) europium(III) (abbreviation: [Eu(DBM) 3 (Phen)]), tris[1-(2-thenoyl)-3,3,3-trifluoroacetonato] (monophenanthroline) ) rare earth metal complexes such as europium (III) (abbreviation: [Eu(TTA) 3 (Phen)]). These are compounds that emit red phosphorescence, and have an emission peak in the wavelength range from 600 nm to 700 nm. Furthermore, an organometallic iridium complex having a pyrazine skeleton can emit red light with good chromaticity.
また、以上で述べた燐光性化合物の他、公知の燐光性化合物を選択し、用いてもよい。 In addition to the phosphorescent compounds described above, known phosphorescent compounds may be selected and used.
TADF材料としてはフラーレン及びその誘導体、アクリジン及びその誘導体、エオシン誘導体等を用いることができる。またマグネシウム(Mg)、亜鉛(Zn)、カドミウム(Cd)、スズ(Sn)、白金(Pt)、インジウム(In)、もしくはパラジウム(Pd)等を含む金属含有ポルフィリンが挙げられる。該金属含有ポルフィリンとしては、例えば、以下の構造式に示されるプロトポルフィリン-フッ化スズ錯体(SnF2(Proto IX))、メソポルフィリン-フッ化スズ錯体(SnF2(Meso IX))、ヘマトポルフィリン-フッ化スズ錯体(SnF2(Hemato IX))、コプロポルフィリンテトラメチルエステル-フッ化スズ錯体(SnF2(Copro III-4Me))、オクタエチルポルフィリン-フッ化スズ錯体(SnF2(OEP))、エチオポルフィリン-フッ化スズ錯体(SnF2(Etio I))、オクタエチルポルフィリン-塩化白金錯体(PtCl2OEP)等も挙げられる。 As the TADF material, fullerene and its derivatives, acridine and its derivatives, eosin derivatives, etc. can be used. Other metal-containing porphyrins include magnesium (Mg), zinc (Zn), cadmium (Cd), tin (Sn), platinum (Pt), indium (In), palladium (Pd), and the like. Examples of the metal-containing porphyrin include protoporphyrin-tin fluoride complex (SnF 2 (Proto IX)), mesoporphyrin-tin fluoride complex (SnF 2 (Meso IX)), and hematoporphyrin shown in the following structural formula. - Tin fluoride complex (SnF 2 (Hemato IX)), coproporphyrin tetramethyl ester-tin fluoride complex (SnF 2 (Copro III-4Me)), octaethylporphyrin-tin fluoride complex (SnF 2 (OEP)) , ethioporphyrin-tin fluoride complex (SnF 2 (Etio I)), octaethylporphyrin-platinum chloride complex (PtCl 2 OEP), and the like.
また、以下の構造式に示される2-(ビフェニル-4-イル)-4,6-ビス(12-フェニルインドロ[2,3-a]カルバゾール-11-イル)-1,3,5-トリアジン(略称:PIC-TRZ)、9-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-9′-フェニル-9H,9′H-3,3′-ビカルバゾール(略称:PCCzTzn)、9-[4-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)フェニル]-9′-フェニル-3,3′-ビ-9H-カルバゾール(略称:PCCzPTzn)、2-[4-(10H-フェノキサジン-10-イル)フェニル]-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン(略称:PXZ-TRZ)、3-[4-(5-フェニル-5,10-ジヒドロフェナジン-10-イル)フェニル]-4,5-ジフェニル-1,2,4-トリアゾール(略称:PPZ-3TPT)、3-(9,9-ジメチル-9H-アクリジン-10-イル)-9H-キサンテン-9-オン(略称:ACRXTN)、ビス[4-(9,9-ジメチル-9,10-ジヒドロアクリジン)フェニル]スルホン(略称:DMAC-DPS)、10-フェニル-10H,10′H-スピロ[アクリジン-9,9′-アントラセン]-10′-オン(略称:ACRSA)、等のπ電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環の一方または両方を有する複素環化合物も用いることができる。該複素環化合物は、π電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有するため、電子輸送性及び正孔輸送性が共に高く、好ましい。中でも、π電子不足型複素芳香環を有する骨格のうち、ピリジン骨格、ジアジン骨格(ピリミジン骨格、ピラジン骨格、ピリダジン骨格)、およびトリアジン骨格は、安定で信頼性が良好なため好ましい。特に、ベンゾフロピリミジン骨格、ベンゾチエノピリミジン骨格、ベンゾフロピラジン骨格、ベンゾチエノピラジン骨格はアクセプタ性が高く、信頼性が良好なため好ましい。また、π電子過剰型複素芳香環を有する骨格の中でも、アクリジン骨格、フェノキサジン骨格、フェノチアジン骨格、フラン骨格、チオフェン骨格、及びピロール骨格は、安定で信頼性が良好なため、当該骨格の少なくとも一を有することが好ましい。なお、フラン骨格としてはジベンゾフラン骨格が、チオフェン骨格としてはジベンゾチオフェン骨格が、それぞれ好ましい。また、ピロール骨格としては、インドール骨格、カルバゾール骨格、インドロカルバゾール骨格、ビカルバゾール骨格、3-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)-9H-カルバゾール骨格が特に好ましい。なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環の電子供与性とπ電子不足型複素芳香環の電子受容性が共に強くなり、S1準位とT1準位のエネルギー差が小さくなるため、熱活性化遅延蛍光を効率よく得られることから特に好ましい。なお、π電子不足型複素芳香環の代わりに、シアノ基のような電子吸引基が結合した芳香環を用いても良い。また、π電子過剰型骨格として、芳香族アミン骨格、フェナジン骨格等を用いることができる。また、π電子不足型骨格として、キサンテン骨格、チオキサンテンジオキサイド骨格、オキサジアゾール骨格、トリアゾール骨格、イミダゾール骨格、アントラキノン骨格、フェニルボラン、ボラントレン等の含ホウ素骨格、ベンゾニトリルまたはシアノベンゼン等のニトリル基またはシアノ基を有する芳香環、複素芳香環、ベンゾフェノン等のカルボニル骨格、ホスフィンオキシド骨格、スルホン骨格等を用いることができる。このように、π電子不足型複素芳香環およびπ電子過剰型複素芳香環の少なくとも一方の代わりにπ電子不足型骨格およびπ電子過剰型骨格を用いることができる。 In addition, 2-(biphenyl-4-yl)-4,6-bis(12-phenylindolo[2,3-a]carbazol-11-yl)-1,3,5- Triazine (abbreviation: PIC-TRZ), 9-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-9'-phenyl-9H,9'H-3,3'-bicarbazole ( Abbreviation: PCCzTzn), 9-[4-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl]-9'-phenyl-3,3'-bi-9H-carbazole (abbreviation: PCCzPTzn), 2-[4-(10H-phenoxazin-10-yl)phenyl]-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (abbreviation: PXZ-TRZ), 3-[4-(5- Phenyl-5,10-dihydrophenazin-10-yl)phenyl]-4,5-diphenyl-1,2,4-triazole (abbreviation: PPZ-3TPT), 3-(9,9-dimethyl-9H-acridine- 10-yl)-9H-xanthen-9-one (abbreviation: ACRXTN), bis[4-(9,9-dimethyl-9,10-dihydroacridine)phenyl]sulfone (abbreviation: DMAC-DPS), 10-phenyl -10H,10'H-spiro[acridine-9,9'-anthracene]-10'-one (abbreviation: ACRSA), one or both of a π-electron-rich heteroaromatic ring and a π-electron-deficient heteroaromatic ring Heterocyclic compounds having the following can also be used. Since the heterocyclic compound has a π-electron-rich heteroaromatic ring and a π-electron-deficient heteroaromatic ring, it has high electron-transporting properties and hole-transporting properties, and is therefore preferable. Among the skeletons having a π-electron-deficient heteroaromatic ring, pyridine skeletons, diazine skeletons (pyrimidine skeletons, pyrazine skeletons, pyridazine skeletons), and triazine skeletons are preferred because they are stable and have good reliability. In particular, a benzofuropyrimidine skeleton, a benzothienopyrimidine skeleton, a benzofuropyrazine skeleton, and a benzothienopyrazine skeleton are preferred because they have high acceptability and good reliability. Furthermore, among the skeletons having a π-electron-rich heteroaromatic ring, at least one of the acridine skeleton, phenoxazine skeleton, phenothiazine skeleton, furan skeleton, thiophene skeleton, and pyrrole skeleton is stable and reliable. It is preferable to have. Note that the furan skeleton is preferably a dibenzofuran skeleton, and the thiophene skeleton is preferably a dibenzothiophene skeleton. Further, as the pyrrole skeleton, particularly preferred are an indole skeleton, a carbazole skeleton, an indolocarbazole skeleton, a bicarbazole skeleton, and a 3-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)-9H-carbazole skeleton. In addition, a substance in which a π-electron-rich heteroaromatic ring and a π-electron-deficient heteroaromatic ring are directly bonded has both the electron-donating property of the π-electron-rich heteroaromatic ring and the electron-accepting property of the π-electron-deficient heteroaromatic ring. This is particularly preferable because thermally activated delayed fluorescence can be efficiently obtained because the energy difference between the S 1 level and the T 1 level becomes small. Note that instead of the π electron-deficient heteroaromatic ring, an aromatic ring to which an electron-withdrawing group such as a cyano group is bonded may be used. Further, as the π-electron-excessive skeleton, an aromatic amine skeleton, a phenazine skeleton, etc. can be used. In addition, as a π electron-deficient skeleton, a xanthene skeleton, a thioxanthene dioxide skeleton, an oxadiazole skeleton, a triazole skeleton, an imidazole skeleton, an anthraquinone skeleton, a boron-containing skeleton such as phenylborane and boranethrene, and a nitrile such as benzonitrile or cyanobenzene. or a cyano group, an aromatic ring, a heteroaromatic ring, a carbonyl skeleton such as benzophenone, a phosphine oxide skeleton, a sulfone skeleton, etc. can be used. In this way, a π-electron-deficient skeleton and a π-electron-excessive skeleton can be used in place of at least one of the π-electron-deficient heteroaromatic ring and the π-electron-rich heteroaromatic ring.
なお、TADF材料とは、S1準位とT1準位との差が小さく、逆項間交差によって三重項励起エネルギーから一重項励起エネルギーへエネルギーを変換することができる機能を有する材料である。そのため、三重項励起エネルギーをわずかな熱エネルギーによって一重項励起エネルギーにアップコンバート(逆項間交差)が可能で、一重項励起状態を効率よく生成することができる。また、三重項励起エネルギーを発光に変換することができる。 Note that the TADF material is a material that has a small difference between the S 1 level and the T 1 level and has the function of converting energy from triplet excitation energy to singlet excitation energy by reverse intersystem crossing. . Therefore, triplet excitation energy can be up-converted to singlet excitation energy (reverse intersystem crossing) with a small amount of thermal energy, and a singlet excited state can be efficiently generated. Additionally, triplet excitation energy can be converted into luminescence.
また、2種類の物質で励起状態を形成する励起錯体(エキサイプレックス、エキシプレックスまたはExciplexともいう)は、S1準位とT1準位との差が極めて小さく、三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーに変換することが可能なTADF材料としての機能を有する。 In addition, in exciplexes (also called exciplexes, exciplexes, or exciplexes) in which two types of substances form an excited state, the difference between the S 1 level and the T 1 level is extremely small, and the triplet excitation energy is compared to the singlet excitation energy. It functions as a TADF material that can be converted into excitation energy.
なお、T1準位の指標としては、低温(例えば77Kから10K)で観測される燐光スペクトルを用いればよい。TADF材料としては、その蛍光スペクトルの短波長側の裾において接線を引き、その外挿線の波長のエネルギーをS1準位とし、燐光スペクトルの短波長側の裾において接線を引き、その外挿線の波長のエネルギーをT1準位とした際に、そのS1とT1の差が0.3eV以下であることが好ましく、0.2eV以下であることがさらに好ましい。 Note that a phosphorescence spectrum observed at a low temperature (for example, from 77 K to 10 K) may be used as an index of the T 1 level. For TADF materials, draw a tangent at the short wavelength side of the fluorescence spectrum, set the energy of the wavelength of the extrapolated line as the S1 level, draw a tangent at the short wavelength side of the phosphorescence spectrum, and use the extrapolation. When the energy of the wavelength of the line is taken as the T 1 level, the difference between S 1 and T 1 is preferably 0.3 eV or less, and more preferably 0.2 eV or less.
また、TADF材料を発光物質として用いる場合、ホスト材料のS1準位はTADF材料のS1準位より高い方が好ましい。また、ホスト材料のT1準位はTADF材料のT1準位より高いことが好ましい。 Further, when using a TADF material as a light emitting substance, it is preferable that the S 1 level of the host material is higher than the S 1 level of the TADF material. Further, it is preferable that the T 1 level of the host material is higher than the T 1 level of the TADF material.
発光層のホスト材料としては、電子輸送性を有する材料および/または正孔輸送性を有する材料、上記TADF材料など様々なキャリア輸送材料を用いることができる。 As the host material of the light-emitting layer, various carrier transport materials such as a material having an electron transporting property and/or a material having a hole transporting property, and the above-mentioned TADF material can be used.
正孔輸送性を有する材料としては、アミン骨格、π電子過剰型複素芳香環骨格を有する有機化合物などが好ましい。π電子過剰型複素芳香環としては、アクリジン骨格、フェノキサジン骨格、フェノチアジン骨格、フラン骨格、チオフェン骨格、及びピロール骨格の少なくともいずれか1を環に含む縮合芳香環が好ましく、具体的にはカルバゾール環、ジベンゾチオフェン環あるいはそれらにさらに芳香環または複素芳香環が縮合した環が好ましい。 As the material having hole-transporting properties, organic compounds having an amine skeleton, a π-electron-excessive heteroaromatic ring skeleton, and the like are preferable. The π-electron-rich heteroaromatic ring is preferably a fused aromatic ring containing at least one of an acridine skeleton, a phenoxazine skeleton, a phenothiazine skeleton, a furan skeleton, a thiophene skeleton, and a pyrrole skeleton, and specifically a carbazole ring. , a dibenzothiophene ring, or a ring in which an aromatic ring or a heteroaromatic ring is further fused thereto.
このような正孔輸送性を有する有機化合物としては、カルバゾール骨格、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格およびアントラセン骨格のいずれかを有していることがより好ましい。特に、ジベンゾフラン環またはジベンゾチオフェン環を含む置換基を有する芳香族アミン、ナフタレン環を有する芳香族モノアミン、または9-フルオレニル基がアリーレン基を介してアミンの窒素に結合する芳香族モノアミンであっても良い。なお、これら正孔輸送性を有する有機化合物が、N,N-ビス(4-ビフェニル)アミノ基を有する物質であると、寿命の良好な発光デバイスを作製することができるため好ましい。 The organic compound having such hole-transporting properties preferably has one of a carbazole skeleton, a dibenzofuran skeleton, a dibenzothiophene skeleton, and an anthracene skeleton. In particular, even if it is an aromatic amine having a substituent containing a dibenzofuran ring or a dibenzothiophene ring, an aromatic monoamine having a naphthalene ring, or an aromatic monoamine in which the 9-fluorenyl group is bonded to the nitrogen of the amine via an arylene group. good. Note that it is preferable that the organic compound having hole transporting properties is a substance having an N,N-bis(4-biphenyl)amino group because a light-emitting device with a good lifetime can be produced.
このような有機化合物としては、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)、N,N’-ジフェニル-N,N’-ビス(3-メチルフェニル)-4,4’-ジアミノビフェニル(略称:TPD)、N,N’-ビス(9,9’-スピロビ[9H-フルオレン]-2-イル)-N,N’-ジフェニル-4,4’-ジアミノビフェニル(略称:BSPB)、4-フェニル-4′-(9-フェニルフルオレン-9-イル)トリフェニルアミン(略称:BPAFLP)、4-フェニル-3′-(9-フェニルフルオレン-9-イル)トリフェニルアミン(略称:mBPAFLP)、4-フェニル-4′-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)トリフェニルアミン(略称:PCBA1BP)、4,4′-ジフェニル-4′′-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)トリフェニルアミン(略称:PCBBi1BP)、4-(1-ナフチル)-4′-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)トリフェニルアミン(略称:PCBANB)、4,4′-ジ(1-ナフチル)-4′′-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)トリフェニルアミン(略称:PCBNBB)、9,9-ジメチル-N-フェニル-N-[4-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)フェニル]フルオレン-2-アミン(略称:PCBAF)、N-フェニル-N-[4-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)フェニル]-9,9’-スピロビ[9H-フルオレン]-2-アミン(略称:PCBASF)などの芳香族アミン骨格を有する化合物、1,3-ビス(N-カルバゾリル)ベンゼン(略称:mCP)、4,4′-ジ(N-カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)、3,6-ビス(3,5-ジフェニルフェニル)-9-フェニルカルバゾール(略称:CzTP)、9,9’-ジフェニル-9H,9’H-3,3’-ビカルバゾール(略称:PCCP)などのカルバゾール骨格を有する化合物、4,4′,4′′-(ベンゼン-1,3,5-トリイル)トリ(ジベンゾチオフェン)(略称:DBT3P-II)、2,8-ジフェニル-4-[4-(9-フェニル-9H-フルオレン-9-イル)フェニル]ジベンゾチオフェン(略称:DBTFLP-III)、4-[4-(9-フェニル-9H-フルオレン-9-イル)フェニル]-6-フェニルジベンゾチオフェン(略称:DBTFLP-IV)などのチオフェン骨格を有する化合物、4,4′,4′′-(ベンゼン-1,3,5-トリイル)トリ(ジベンゾフラン)(略称:DBF3P-II)、4-{3-[3-(9-フェニル-9H-フルオレン-9-イル)フェニル]フェニル}ジベンゾフラン(略称:mmDBFFLBi-II)などのフラン骨格を有する化合物が挙げられる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物またはカルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与するため好ましい。また、正孔輸送層における、正孔輸送性を有する材料の例として挙げた有機化合物も用いることができる。 Examples of such organic compounds include 4,4'-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl (abbreviation: NPB), N,N'-diphenyl-N,N'-bis (3-methylphenyl)-4,4'-diaminobiphenyl (abbreviation: TPD), N,N'-bis(9,9'-spirobi[9H-fluoren]-2-yl)-N,N'-diphenyl -4,4'-diaminobiphenyl (abbreviation: BSPB), 4-phenyl-4'-(9-phenylfluoren-9-yl)triphenylamine (abbreviation: BPAFLP), 4-phenyl-3'-(9- Phenylfluoren-9-yl)triphenylamine (abbreviation: mBPAFLP), 4-phenyl-4'-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamine (abbreviation: PCBA1BP), 4,4'- Diphenyl-4′′-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamine (abbreviation: PCBBi1BP), 4-(1-naphthyl)-4′-(9-phenyl-9H-carbazol-3- yl) triphenylamine (abbreviation: PCBANB), 4,4'-di(1-naphthyl)-4''-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamine (abbreviation: PCBNBB), 9 ,9-dimethyl-N-phenyl-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]fluoren-2-amine (abbreviation: PCBAF), N-phenyl-N-[4-( Compounds with an aromatic amine skeleton such as 9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-9,9'-spirobi[9H-fluorene]-2-amine (abbreviation: PCBASF), 1,3-bis (N-carbazolyl)benzene (abbreviation: mCP), 4,4'-di(N-carbazolyl)biphenyl (abbreviation: CBP), 3,6-bis(3,5-diphenylphenyl)-9-phenylcarbazole (abbreviation) :CzTP), compounds having a carbazole skeleton such as 9,9'-diphenyl-9H,9'H-3,3'-bicarbazole (abbreviation: PCCP), 4,4',4''-(benzene-1 ,3,5-triyl)tri(dibenzothiophene) (abbreviation: DBT3P-II), 2,8-diphenyl-4-[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]dibenzothiophene (abbreviation) :DBTFLP-III), 4-[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]-6-phenyldibenzothiophene (abbreviation: DBTFLP-IV), and other compounds having a thiophene skeleton, 4,4 ',4''-(benzene-1,3,5-triyl)tri(dibenzofuran) (abbreviation: DBF3P-II), 4-{3-[3-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl) Examples include compounds having a furan skeleton such as phenyl]phenyl}dibenzofuran (abbreviation: mmDBFFLBi-II). Among the above-mentioned compounds, compounds having an aromatic amine skeleton or compounds having a carbazole skeleton are preferable because they have good reliability, high hole transportability, and contribute to reduction in driving voltage. Furthermore, the organic compounds listed as examples of materials having hole transport properties in the hole transport layer can also be used.
電子輸送性を有する材料としては、電界強度[V/cm]の平方根が600における電子移動度が、1×10-7cm2/Vs以上好ましくは1×10-6cm2/Vs以上の電子移動度を有する物質が好ましい。なお、正孔よりも電子の輸送性が高い物質であれば、これら以外のものを用いることができる。
Examples of materials having electron transport properties include electrons having an electron mobility of 1×10 −7
電子輸送性を有する材料としては例えば、ビス(10-ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(II)(略称:BeBq2)、ビス(2-メチル-8-キノリノラト)(4-フェニルフェノラト)アルミニウム(III)(略称:BAlq)、ビス(8-キノリノラト)亜鉛(II)(略称:Znq)、ビス[2-(2-ベンゾオキサゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnPBO)、ビス[2-(2-ベンゾチアゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnBTZ)などの金属錯体、π電子不足型複素芳香環を有する有機化合物が好ましい。π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物としては、例えばポリアゾール骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、ピリジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、ジアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物およびトリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物を挙げることができる。 Examples of materials having electron transport properties include bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinato) beryllium (II) (abbreviation: BeBq 2 ), bis(2-methyl-8-quinolinoto)(4-phenylphenolato) aluminum (III) (abbreviation: BAlq), bis(8-quinolinolato)zinc(II) (abbreviation: Znq), bis[2-(2-benzooxazolyl)phenolato]zinc(II) (abbreviation: ZnPBO), bis Metal complexes such as [2-(2-benzothiazolyl)phenolato]zinc (II) (abbreviation: ZnBTZ) and organic compounds having a π electron-deficient heteroaromatic ring are preferred. Examples of organic compounds having a π-electron-deficient heteroaromatic ring skeleton include organic compounds containing a heteroaromatic ring having a polyazole skeleton, organic compounds containing a heteroaromatic ring having a pyridine skeleton, and organic compounds containing a heteroaromatic ring having a diazine skeleton. Compounds and organic compounds containing a heteroaromatic ring having a triazine skeleton can be mentioned.
中でも、ジアジン骨格(ピリミジン骨格、ピラジン骨格、ピリダジン骨格)を有する複素芳香環を含む有機化合物またはピリジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、トリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物は、信頼性が良好であり好ましい。特に、ジアジン(ピリミジンまたはピラジン)骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、トリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。また、ベンゾフロピリミジン骨格、ベンゾチエノピリミジン骨格、ベンゾフロピラジン骨格、ベンゾチエノピラジン骨格はアクセプター性が高く、信頼性が良好なため好ましい。 Among these, organic compounds containing a heteroaromatic ring having a diazine skeleton (pyrimidine skeleton, pyrazine skeleton, pyridazine skeleton), organic compounds containing a heteroaromatic ring having a pyridine skeleton, and organic compounds containing a heteroaromatic ring having a triazine skeleton are highly reliable. It has good properties and is preferable. In particular, organic compounds containing a heteroaromatic ring having a diazine (pyrimidine or pyrazine) skeleton and organic compounds containing a heteroaromatic ring having a triazine skeleton have high electron transport properties and contribute to reduction of driving voltage. Further, a benzofuropyrimidine skeleton, a benzothienopyrimidine skeleton, a benzofuropyrazine skeleton, and a benzothienopyrazine skeleton are preferable because they have high acceptor properties and good reliability.
π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物としては、例えば、2-(4-ビフェニリル)-5-(4-tert-ブチルフェニル)-1,3,4-オキサジアゾール(略称:PBD)、3-(4-ビフェニリル)-4-フェニル-5-(4-tert-ブチルフェニル)-1,2,4-トリアゾール(略称:TAZ)、1,3-ビス[5-(p-tert-ブチルフェニル)-1,3,4-オキサジアゾール-2-イル]ベンゼン(略称:OXD-7)、9-[4-(5-フェニル-1,3,4-オキサジアゾール-2-イル)フェニル]-9H-カルバゾール(略称:CO11)、2,2′,2′′-(1,3,5-ベンゼントリイル)トリス(1-フェニル-1H-ベンゾイミダゾール)(略称:TPBI)、2-[3-(ジベンゾチオフェン-4-イル)フェニル]-1-フェニル-1H-ベンゾイミダゾール(略称:mDBTBIm-II)、4,4′-ビス(5-メチルベンゾオキサゾール-2-イル)スチルベン(略称:BzOs)などのアゾール骨格を有する有機化合物、3,5-ビス[3-(9H-カルバゾール-9-イル)フェニル]ピリジン(略称:35DCzPPy)、1,3,5-トリ[3-(3-ピリジル)フェニル]ベンゼン(略称:TmPyPB)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)、2,9-ジ(ナフタレン-2-イル)-4,7-ジフェニル-1,10-フェナントロリン(略称:NBphen)、2,2′-(1,3-フェニレン)ビス(9-フェニル-1,10-フェナントロリン)(略称:mPPhen2P)、2-[3-(2-トリフェニレニル)フェニル]-1,10-フェナントロリン(略称:mTpPPhen)、2-フェニル-9-(2-トリフェニレニル)-1,10-フェナントロリン(略称:Ph-TpPhen)、2-[4-(9-フェナントレニル)-1-ナフタレニル]-1,10-フェナントロリン(略称:PnNPhen)、2-[4-(2-トリフェニレニル)フェニル]-1,10-フェナントロリン(略称:pTpPPhen)、2,2′-(ビフェニル-4,4′-ジイル)ビス(9-フェニル-1,10-フェナントロリン)(略称:PPhen2BP)などのピリジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、2-[3-(ジベンゾチオフェン-4-イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mDBTPDBq-II)、2-[3-(3′-ジベンゾチオフェン-4-イル)ビフェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mDBTBPDBq-II)、2-[3′-(9H-カルバゾール-9-イル)ビフェニル-3-イル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mCzBPDBq)、2-[4′-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)-3,1′-ビフェニル-1-イル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mpPCBPDBq)、2-[4-(3,6-ジフェニル-9H-カルバゾール-9-イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2CzPDBq-III)、7-[3-(ジベンゾチオフェン-4-イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:7mDBTPDBq-II)、及び6-[3-(ジベンゾチオフェン-4-イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:6mDBTPDBq-II)、9-[3′-(ジベンゾチオフェン-4-イル)ビフェニル-3-イル]ナフト[1′,2′:4,5]フロ[2,3-b]ピラジン(略称:9mDBtBPNfpr)、9-[(3′-ジベンゾチオフェン-4-イル)ビフェニル-4-イル]ナフト[1′,2′:4,5]フロ[2,3-b]ピラジン(略称:9pmDBtBPNfpr)、4,6-ビス[3-(フェナントレン-9-イル)フェニル]ピリミジン(略称:4,6mPnP2Pm)、4,6-ビス[3-(4-ジベンゾチエニル)フェニル]ピリミジン(略称:4,6mDBTP2Pm-II)、4,6-ビス[3-(9H-カルバゾール-9-イル)フェニル]ピリミジン(略称:4,6mCzP2Pm)、9,9′-[ピリミジン-4,6-ジイルビス(ビフェニル-3,3′-ジイル)]ビス(9H-カルバゾール)(略称:4,6mCzBP2Pm)、8-(ビフェニル-4-イル)-4-[3-(ジベンゾチオフェン-4-イル)フェニル]-[1]ベンゾフロ[3,2-d]ピリミジン(略称:8BP-4mDBtPBfpm)、3,8-ビス[3-(ジベンゾチオフェン-4-イル)フェニル]ベンゾフロ[2,3-b]ピラジン(略称:3,8mDBtP2Bfpr)、4,8-ビス[3-(ジベンゾチオフェン-4-イル)フェニル]-[1]ベンゾフロ[3,2-d]ピリミジン(略称:4,8mDBtP2Bfpm)、8-[3′-(ジベンゾチオフェン-4-イル)(ビフェニル-3-イル)]ナフト[1′,2′:4,5]フロ[3,2-d]ピリミジン(略称:8mDBtBPNfpm)、8-[(2,2′-ビナフタレン)-6-イル]-4-[3-(ジベンゾチオフェン-4-イル)フェニル]-[1]ベンゾフロ[3,2-d]ピリミジン(略称:8(βN2)-4mDBtPBfpm)、2,2′-(ピリジン-2,6-ジイル)ビス(4-フェニルベンゾ[h]キナゾリン)(略称:2,6(P-Bqn)2Py)、2,2′-(ピリジン-2,6-ジイル)ビス{4-[4-(2-ナフチル)フェニル]-6-フェニルピリミジン}(略称:2,6(NP-PPm)2Py)、8-(1,1’:4’,1’’-テルフェニル-3-イル)-4-[3-(ジベンゾチオフェン-4-イル)フェニル]-[1]ベンゾフロ[3,2-d]ピリミジン(略称:8mpTP-4mDBtPBfpm)、6-(ビフェニル-3-イル)-4-[3,5-ビス(9H-カルバゾール-9-イル)フェニル]-2-フェニルピリミジン(略称:6mBP-4Cz2PPm)、2,6-ビス(4-ナフタレン-1-イルフェニル)-4-[4-(3-ピリジル)フェニル]ピリミジン(略称:2,4NP-6PyPPm)、4-[3,5-ビス(9H-カルバゾール-9-イル)フェニル]-2-フェニル-6-(ビフェニル-4-イル)ピリミジン(略称:6BP-4Cz2PPm)、7-[4-(9-フェニル-9H-カルバゾール-2-イル)キナゾリン-2-イル]-7H-ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:PC-cgDBCzQz)などのジアジン骨格を有する有機化合物、2-(ビフェニル-4-イル)-4-フェニル-6-(9,9’-スピロビ[9H-フルオレン]-2-イル)-1,3,5-トリアジン(略称:BP-SFTzn)、2-{3-[3-(ベンゾ[b]ナフト[1,2-d]フラン-8-イル)フェニル]フェニル}-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン(略称:mBnfBPTzn)、2-{3-[3-(ベンゾ[b]フト[1,2-d]フラン-6-イル)フェニル]フェニル}-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン(略称:mBnfBPTzn-02)、9-[4-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)フェニル]-9′-フェニル-3,3′-ビ-9H-カルバゾール(略称:PCCzPTzn)、9-[3-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)フェニル]-9′-フェニル-2,3′-ビ-9H-カルバゾール(略称:mPCCzPTzn-02)、2-[3′-(9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-イル)ビフェニル-3-イル]-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン(略称:mFBPTzn)、5-[3-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)フェニル]-7,7-ジメチル-5H,7H-インデノ[2,1-b]カルバゾール(略称:mINc(II)PTzn)、2-{3-[3-(ジベンゾチオフェン-4-イル)フェニル]フェニル}-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン(略称:mDBtBPTzn)、2,4,6-トリス[3′-(ピリジン-3-イル)ビフェニル-3-イル]-1,3,5-トリアジン(略称:TmPPPyTz)、2-[3-(2,6-ジメチル-3-ピリジニル)-5-(9-フェナントレニル)フェニル]-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン(略称:mPn-mDMePyPTzn)、11-[4-(ビフェニル-4-イル)-6-フェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル]-11,12-ジヒドロ-12-フェニル-インドロ[2,3-a]カルバゾール(略称:BP-Icz(II)Tzn)、2-[3′-(トリフェニレン-2-イル)ビフェニル-3-イル]-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン(略称:mTpBPTzn)、3-[9-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-2-ジベンゾフラニル]-9-フェニル-9H-カルバゾール(略称:PCDBfTzn)、2-(ビフェニル-3-イル)-4-フェニル-6-{8-[(1,1′:4′,1′′-ターフェニル)-4-イル]-1-ジベンゾフラニル}-1,3,5-トリアジン(略称:mBP-TPDBfTzn)などのトリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物が挙げられる。また、ジアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物またはピリジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、トリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物は、信頼性が良好であり好ましい。特に、ジアジン(ピリミジンまたはピラジン)骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、トリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。 Examples of organic compounds having a π-electron-deficient heteroaromatic ring skeleton include 2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole (abbreviation: PBD) , 3-(4-biphenylyl)-4-phenyl-5-(4-tert-butylphenyl)-1,2,4-triazole (abbreviation: TAZ), 1,3-bis[5-(p-tert- butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol-2-yl]benzene (abbreviation: OXD-7), 9-[4-(5-phenyl-1,3,4-oxadiazol-2-yl) ) phenyl]-9H-carbazole (abbreviation: CO11), 2,2',2''-(1,3,5-benzentriyl)tris(1-phenyl-1H-benzimidazole) (abbreviation: TPBI), 2-[3-(dibenzothiophen-4-yl)phenyl]-1-phenyl-1H-benzimidazole (abbreviation: mDBTBIm-II), 4,4'-bis(5-methylbenzoxazol-2-yl)stilbene (abbreviation: BzOs), 3,5-bis[3-(9H-carbazol-9-yl)phenyl]pyridine (abbreviation: 35DCzPPy), 1,3,5-tri[3- (3-pyridyl)phenyl]benzene (abbreviation: TmPyPB), bathophenanthroline (abbreviation: BPhen), bathocuproine (abbreviation: BCP), 2,9-di(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1, 10-phenanthroline (abbreviation: NBphen), 2,2'-(1,3-phenylene)bis(9-phenyl-1,10-phenanthroline) (abbreviation: mPPhen2P), 2-[3-(2-triphenylenyl)phenyl ]-1,10-phenanthroline (abbreviation: mTpPPhen), 2-phenyl-9-(2-triphenylenyl)-1,10-phenanthroline (abbreviation: Ph-TpPhen), 2-[4-(9-phenanthrenyl)-1 -naphthalenyl]-1,10-phenanthroline (abbreviation: PnNPhen), 2-[4-(2-triphenylenyl)phenyl]-1,10-phenanthroline (abbreviation: pTpPPhen), 2,2'-(biphenyl-4,4 '-diyl)bis(9-phenyl-1,10-phenanthroline) (abbreviation: PPhen2BP), an organic compound containing a heteroaromatic ring with a pyridine skeleton, 2-[3-(dibenzothiophen-4-yl)phenyl] Dibenzo[f,h]quinoxaline (abbreviation: 2mDBTPDBq-II), 2-[3-(3'-dibenzothiophen-4-yl)biphenyl]dibenzo[f,h]quinoxaline (abbreviation: 2mDBTPDBq-II), 2- [3'-(9H-carbazol-9-yl)biphenyl-3-yl]dibenzo[f,h]quinoxaline (abbreviation: 2mCzBPDBq), 2-[4'-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) )-3,1'-biphenyl-1-yl]dibenzo[f,h]quinoxaline (abbreviation: 2mpPCBPDBq), 2-[4-(3,6-diphenyl-9H-carbazol-9-yl)phenyl]dibenzo[ f,h]quinoxaline (abbreviation: 2CzPDBq-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: 6mDBTPDBq-II), 9-[3'-(dibenzothiophen-4-yl)biphenyl-3-yl]naphtho[1',2 ':4,5]furo[2,3-b]pyrazine (abbreviation: 9mDBtBPNfpr), 9-[(3'-dibenzothiophen-4-yl)biphenyl-4-yl]naphtho[1',2':4 ,5] furo[2,3-b]pyrazine (abbreviation: 9pmDBtBPNfpr), 4,6-bis[3-(phenanthren-9-yl)phenyl]pyrimidine (abbreviation: 4,6mPnP2Pm), 4,6-bis[ 3-(4-dibenzothienyl)phenyl]pyrimidine (abbreviation: 4,6mDBTP2Pm-II), 4,6-bis[3-(9H-carbazol-9-yl)phenyl]pyrimidine (abbreviation: 4,6mCzP2Pm), 9 , 9'-[pyrimidine-4,6-diylbis(biphenyl-3,3'-diyl)]bis(9H-carbazole) (abbreviation: 4,6mCzBP2Pm), 8-(biphenyl-4-yl)-4-[ 3-(dibenzothiophen-4-yl)phenyl]-[1]benzofuro[3,2-d]pyrimidine (abbreviation: 8BP-4mDBtPBfpm), 3,8-bis[3-(dibenzothiophen-4-yl)phenyl ] Benzofuro[2,3-b]pyrazine (abbreviation: 3,8mDBtP2Bfpr), 4,8-bis[3-(dibenzothiophen-4-yl)phenyl]-[1]benzofuro[3,2-d]pyrimidine ( Abbreviation: 4,8mDBtP2Bfpm), 8-[3'-(dibenzothiophen-4-yl)(biphenyl-3-yl)]naphtho[1',2':4,5]furo[3,2-d]pyrimidine (abbreviation: 8mDBtBPNfpm), 8-[(2,2'-binaphthalene)-6-yl]-4-[3-(dibenzothiophen-4-yl)phenyl]-[1]benzofuro[3,2-d] Pyrimidine (abbreviation: 8(βN2)-4mDBtPBfpm), 2,2'-(pyridine-2,6-diyl)bis(4-phenylbenzo[h]quinazoline) (abbreviation: 2,6(P-Bqn)2Py) , 2,2'-(pyridine-2,6-diyl)bis{4-[4-(2-naphthyl)phenyl]-6-phenylpyrimidine} (abbreviation: 2,6(NP-PPm)2Py), 8 -(1,1':4',1''-terphenyl-3-yl)-4-[3-(dibenzothiophen-4-yl)phenyl]-[1]benzofuro[3,2-d]pyrimidine (abbreviation: 8mpTP-4mDBtPBfpm), 6-(biphenyl-3-yl)-4-[3,5-bis(9H-carbazol-9-yl)phenyl]-2-phenylpyrimidine (abbreviation: 6mBP-4Cz2PPm), 2,6-bis(4-naphthalen-1-ylphenyl)-4-[4-(3-pyridyl)phenyl]pyrimidine (abbreviation: 2,4NP-6PyPPm), 4-[3,5-bis(9H- Carbazol-9-yl)phenyl]-2-phenyl-6-(biphenyl-4-yl)pyrimidine (abbreviation: 6BP-4Cz2PPm), 7-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-2-yl)quinazoline -2-yl]-7H-dibenzo[c,g]carbazole (abbreviation: PC-cgDBCzQz), an organic compound having a diazine skeleton, 2-(biphenyl-4-yl)-4-phenyl-6-(9, 9'-spirobi[9H-fluoren]-2-yl)-1,3,5-triazine (abbreviation: BP-SFTzn), 2-{3-[3-(benzo[b]naphtho[1,2-d ]Furan-8-yl)phenyl]phenyl}-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (abbreviation: mBnfBPTzn), 2-{3-[3-(benzo[b]phth[1,2- d]furan-6-yl)phenyl]phenyl}-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (abbreviation: mBnfBPTzn-02), 9-[4-(4,6-diphenyl-1,3, 5-triazin-2-yl)phenyl]-9'-phenyl-3,3'-bi-9H-carbazole (abbreviation: PCCzPTzn), 9-[3-(4,6-diphenyl-1,3,5- triazin-2-yl)phenyl]-9'-phenyl-2,3'-bi-9H-carbazole (abbreviation: mPCCzPTzn-02), 2-[3'-(9,9-dimethyl-9H-fluorene-2) -yl)biphenyl-3-yl]-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (abbreviation: mFBPTzn), 5-[3-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazine-2) -yl)phenyl]-7,7-dimethyl-5H,7H-indeno[2,1-b]carbazole (abbreviation: mINc(II)PTzn), 2-{3-[3-(dibenzothiophen-4-yl) ) phenyl]phenyl}-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (abbreviation: mDBtBPTzn), 2,4,6-tris[3'-(pyridin-3-yl)biphenyl-3-yl]- 1,3,5-triazine (abbreviation: TmPPPyTz), 2-[3-(2,6-dimethyl-3-pyridinyl)-5-(9-phenanthrenyl)phenyl]-4,6-diphenyl-1,3, 5-triazine (abbreviation: mPn-mDMePyPTzn), 11-[4-(biphenyl-4-yl)-6-phenyl-1,3,5-triazin-2-yl]-11,12-dihydro-12-phenyl -indolo[2,3-a]carbazole (abbreviation: BP-Icz(II)Tzn), 2-[3'-(triphenylen-2-yl)biphenyl-3-yl]-4,6-diphenyl-1, 3,5-triazine (abbreviation: mTpBPTzn), 3-[9-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-2-dibenzofuranyl]-9-phenyl-9H-carbazole (abbreviation: PCDBfTzn), 2-(biphenyl-3-yl)-4-phenyl-6-{8-[(1,1':4',1''-terphenyl)-4-yl]-1- Examples include organic compounds containing a heteroaromatic ring having a triazine skeleton, such as dibenzofuranyl}-1,3,5-triazine (abbreviation: mBP-TPDBfTzn). Furthermore, organic compounds containing a heteroaromatic ring having a diazine skeleton, organic compounds containing a heteroaromatic ring having a pyridine skeleton, and organic compounds containing a heteroaromatic ring having a triazine skeleton are preferable because of their good reliability. In particular, organic compounds containing a heteroaromatic ring having a diazine (pyrimidine or pyrazine) skeleton and organic compounds containing a heteroaromatic ring having a triazine skeleton have high electron transport properties and contribute to reduction of driving voltage.
ホスト材料として用いることが可能なTADF材料としては、先にTADF材料として挙げたものを同様に用いることができる。TADF材料をホスト材料として用いると、TADF材料で生成した三重項励起エネルギーが、逆項間交差によって一重項励起エネルギーに変換され、さらに発光物質へエネルギー移動することで、発光デバイスの発光効率を高めることができる。このとき、TADF材料がエネルギードナーとして機能し、発光物質がエネルギーアクセプターとして機能する。 As the TADF material that can be used as the host material, those listed above as the TADF material can be similarly used. When a TADF material is used as a host material, the triplet excitation energy generated in the TADF material is converted into singlet excitation energy by reverse intersystem crossing, and the energy is further transferred to the luminescent substance, thereby increasing the luminous efficiency of the light-emitting device. be able to. At this time, the TADF material functions as an energy donor, and the luminescent material functions as an energy acceptor.
これは、上記発光物質が蛍光発光物質である場合に、非常に有効である。また、このとき、高い発光効率を得るためには、TADF材料のS1準位は、蛍光発光物質のS1準位より高いことが好ましい。また、TADF材料のT1準位は、蛍光発光物質のS1準位より高いことが好ましい。したがって、TADF材料のT1準位は、蛍光発光物質のT1準位より高いことが好ましい。 This is very effective when the luminescent substance is a fluorescent luminescent substance. Further, at this time, in order to obtain high luminous efficiency, it is preferable that the S 1 level of the TADF material is higher than the S 1 level of the fluorescent material. Further, the T 1 level of the TADF material is preferably higher than the S 1 level of the fluorescent material. Therefore, the T 1 level of the TADF material is preferably higher than the T 1 level of the fluorescent material.
また、蛍光発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈するTADF材料を用いることが好ましい。そうすることで、TADF材料から蛍光発光物質への励起エネルギーの移動がスムーズとなり、効率よく発光が得られるため、好ましい。 Furthermore, it is preferable to use a TADF material that emits light that overlaps the wavelength of the lowest energy absorption band of the fluorescent substance. This is preferable because excitation energy can be smoothly transferred from the TADF material to the fluorescent substance, and luminescence can be efficiently obtained.
また、効率良く三重項励起エネルギーから逆項間交差によって一重項励起エネルギーが生成されるためには、TADF材料でキャリア再結合が生じることが好ましい。また、TADF材料で生成した三重項励起エネルギーが蛍光発光物質の三重項励起エネルギーに移動しないことが好ましい。そのためには、蛍光発光物質は、蛍光発光物質が有する発光団(発光の原因となる骨格)の周囲に保護基を有すると好ましい。該保護基としては、π結合を有さない置換基が好ましく、飽和炭化水素が好ましく、具体的には炭素数3以上10以下のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数3以上10以下のシクロアルキル基、炭素数3以上10以下のトリアルキルシリル基が挙げられ、保護基が複数あるとさらに好ましい。π結合を有さない置換基は、キャリアを輸送する機能に乏しいため、キャリア輸送またはキャリア再結合に影響をほとんど与えずに、TADF材料と蛍光発光物質の発光団との距離を遠ざけることができる。ここで、発光団とは、蛍光発光物質において発光の原因となる原子団(骨格)を指す。発光団は、π結合を有する骨格が好ましく、芳香環を含むことが好ましく、縮合芳香環または縮合複素芳香環を有すると好ましい。縮合芳香環または縮合複素芳香環としては、フェナントレン骨格、スチルベン骨格、アクリドン骨格、フェノキサジン骨格、フェノチアジン骨格等が挙げられる。特にナフタレン骨格、アントラセン骨格、フルオレン骨格、クリセン骨格、トリフェニレン骨格、テトラセン骨格、ピレン骨格、ペリレン骨格、クマリン骨格、キナクリドン骨格、ナフトビスベンゾフラン骨格を有する蛍光発光物質は蛍光量子収率が高いため好ましい。 Furthermore, in order to efficiently generate singlet excitation energy from triplet excitation energy by reverse intersystem crossing, it is preferable that carrier recombination occurs in the TADF material. Further, it is preferable that the triplet excitation energy generated in the TADF material does not transfer to the triplet excitation energy of the fluorescent substance. For this purpose, it is preferable that the fluorescent substance has a protective group around the luminophore (skeleton that causes luminescence) of the fluorescent substance. The protecting group is preferably a substituent having no π bond, preferably a saturated hydrocarbon, specifically an alkyl group having 3 or more and 10 or less carbon atoms, a substituted or unsubstituted cyclo group having 3 or more and 10 or less carbon atoms. Examples include an alkyl group and a trialkylsilyl group having 3 to 10 carbon atoms, and it is more preferable to have a plurality of protecting groups. Since substituents that do not have a π bond have poor carrier transport function, the distance between the TADF material and the luminophore of the fluorescent substance can be increased with little effect on carrier transport or carrier recombination. . Here, the term "luminophore" refers to an atomic group (skeleton) that causes luminescence in a fluorescent substance. The luminophore preferably has a skeleton having a π bond, preferably contains an aromatic ring, and preferably has a fused aromatic ring or a fused heteroaromatic ring. Examples of the fused aromatic ring or fused heteroaromatic ring include a phenanthrene skeleton, a stilbene skeleton, an acridone skeleton, a phenoxazine skeleton, a phenothiazine skeleton, and the like. In particular, fluorescent substances having a naphthalene skeleton, anthracene skeleton, fluorene skeleton, chrysene skeleton, triphenylene skeleton, tetracene skeleton, pyrene skeleton, perylene skeleton, coumarin skeleton, quinacridone skeleton, or naphthobisbenzofuran skeleton are preferable because they have a high fluorescence quantum yield.
蛍光発光物質を発光物質として用いる場合、ホスト材料としては、アントラセン骨格を有する材料が好適である。アントラセン骨格を有する物質を蛍光発光物質のホスト材料として用いると、発光効率、耐久性共に良好な発光層を実現することが可能である。ホスト材料として用いるアントラセン骨格を有する物質としては、ジフェニルアントラセン骨格、特に9,10-ジフェニルアントラセン骨格を有する物質が化学的に安定であるため好ましい。また、ホスト材料がカルバゾール骨格を有する場合、正孔の注入・輸送性が高まるため好ましいが、カルバゾールにベンゼン環がさらに縮合したベンゾカルバゾール骨格を含む場合、カルバゾールよりもHOMOが0.1eV程度浅くなり、正孔が入りやすくなるためより好ましい。特に、ホスト材料がジベンゾカルバゾール骨格を含む場合、カルバゾールよりもHOMOが0.1eV程度浅くなり、正孔が入りやすくなる上に、正孔輸送性にも優れ、耐熱性も高くなるため好適である。したがって、さらにホスト材料として好ましいのは、9,10-ジフェニルアントラセン骨格およびカルバゾール骨格(あるいはベンゾカルバゾール骨格またはジベンゾカルバゾール骨格)を同時に有する物質である。なお、上記の正孔注入・輸送性の観点から、カルバゾール骨格に換えて、ベンゾフルオレン骨格またはジベンゾフルオレン骨格を用いてもよい。このような物質の例としては、9-フェニル-3-[4-(10-フェニル-9-アントリル)フェニル]-9H-カルバゾール(略称:PCzPA)、3-[4-(1-ナフチル)フェニル]-9-フェニル-9H-カルバゾール(略称:PCPN)、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)、7-[4-(10-フェニル-9-アントリル)フェニル]-7H-ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)、6-[3-(9,10-ジフェニル-2-アントリル)フェニル]ベンゾ[b]ナフト[1,2-d]フラン(略称:2mBnfPPA)、9-フェニル-10-[4-(9-フェニル-9H-フルオレン-9-イル)ビフェニル-4′-イル]アントラセン(略称:FLPPA)、9-(1-ナフチル)-10-[4-(2-ナフチル)フェニル]アントラセン(略称:αN-βNPAnth)、9-(1-ナフチル)-10-(2-ナフチル)アントラセン(略称:α,βADN)、2-(10-フェニルアントラセン-9-イル)ジベンゾフラン、2-(10-フェニル-9-アントラセニル)ベンゾ[b]ナフト[2,3-d]フラン(略称:Bnf(II)PhA)、9-(2-ナフチル)-10-[3-(2-ナフチル)フェニル]アントラセン(略称:βN-mβNPAnth)、1-{4-[10-(ビフェニル-4-イル)-9-アントラセニル]フェニル}-2-エチル-1H-ベンゾイミダゾール(略称:EtBImPBPhA)、等が挙げられる。特に、CzPA、cgDBCzPA、2mBnfPPA、PCzPAは非常に良好な特性を示すため、好ましい選択である。 When a fluorescent substance is used as a luminescent substance, a material having an anthracene skeleton is suitable as the host material. When a substance having an anthracene skeleton is used as a host material for a fluorescent substance, it is possible to realize a light-emitting layer with good luminous efficiency and durability. As the substance having an anthracene skeleton used as the host material, a substance having a diphenylanthracene skeleton, particularly a 9,10-diphenylanthracene skeleton is preferable because it is chemically stable. Furthermore, when the host material has a carbazole skeleton, it is preferable because the hole injection/transport properties are enhanced, but when the host material contains a benzocarbazole skeleton in which a benzene ring is further condensed to the carbazole, the HOMO becomes about 0.1 eV shallower than that of carbazole. , is more preferable because holes can easily enter. In particular, when the host material contains a dibenzocarbazole skeleton, the HOMO becomes about 0.1 eV shallower than that of carbazole, which makes it easier for holes to enter, and it is also preferable because it has excellent hole transportability and high heat resistance. . Therefore, more preferable host materials are substances having both a 9,10-diphenylanthracene skeleton and a carbazole skeleton (or a benzocarbazole skeleton or a dibenzocarbazole skeleton). Note that from the viewpoint of hole injection/transport properties, a benzofluorene skeleton or a dibenzofluorene skeleton may be used instead of the carbazole skeleton. Examples of such substances include 9-phenyl-3-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazole (abbreviation: PCzPA), 3-[4-(1-naphthyl)phenyl ]-9-phenyl-9H-carbazole (abbreviation: PCPN), 9-[4-(10-phenyl-9-anthracenyl)phenyl]-9H-carbazole (abbreviation: CzPA), 7-[4-(10-phenyl) -9-anthryl)phenyl]-7H-dibenzo[c,g]carbazole (abbreviation: cgDBCzPA), 6-[3-(9,10-diphenyl-2-anthryl)phenyl]benzo[b]naphtho[1,2 -d]furan (abbreviation: 2mBnfPPA), 9-phenyl-10-[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)biphenyl-4'-yl]anthracene (abbreviation: FLPPA), 9-(1 -naphthyl)-10-[4-(2-naphthyl)phenyl]anthracene (abbreviation: αN-βNPAnth), 9-(1-naphthyl)-10-(2-naphthyl)anthracene (abbreviation: α,βADN), 2 -(10-phenylanthracen-9-yl)dibenzofuran, 2-(10-phenyl-9-anthracenyl)benzo[b]naphtho[2,3-d]furan (abbreviation: Bnf(II)PhA), 9-( 2-naphthyl)-10-[3-(2-naphthyl)phenyl]anthracene (abbreviation: βN-mβNPAnth), 1-{4-[10-(biphenyl-4-yl)-9-anthracenyl]phenyl}-2 -ethyl-1H-benzimidazole (abbreviation: EtBImPBPhA), and the like. In particular, CzPA, cgDBCzPA, 2mBnfPPA, and PCzPA exhibit very good properties and are therefore preferred choices.
なお、ホスト材料は複数種の物質を混合した材料であっても良く、混合したホスト材料を用いる場合は、電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料とを混合することが好ましい。電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料を混合することによって、発光層113の輸送性を容易に調整することができ、再結合領域の制御も簡便に行うことができる。正孔輸送性を有する材料と電子輸送性を有する材料の含有量の重量比は、正孔輸送性を有する材料:電子輸送性を有する材料=1:19~19:1とすればよい。
Note that the host material may be a material that is a mixture of multiple types of substances, and when using a mixed host material, it is preferable to mix a material that has an electron transport property and a material that has a hole transport property. . By mixing a material having an electron transporting property and a material having a hole transporting property, the transporting property of the
なお、上記混合された材料の一部として、燐光発光物質を用いることができる。燐光発光物質は、発光物質として蛍光発光物質を用いる際に蛍光発光物質へ励起エネルギーを供与するエネルギードナーとして用いることができる。 Note that a phosphorescent substance can be used as part of the above-mentioned mixed material. The phosphorescent substance can be used as an energy donor that provides excitation energy to the fluorescent substance when the fluorescent substance is used as the luminescent substance.
また、これら混合された材料同士で励起錯体を形成しても良い。当該励起錯体は発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈する励起錯体を形成するような組み合わせを選択することで、エネルギー移動がスムーズとなり、効率よく発光が得られるため好ましい。また、当該構成を用いることで駆動電圧も低下するため好ましい。 Moreover, an exciplex may be formed by these mixed materials. By selecting a combination of exciplexes that form an exciplex that emits light that overlaps with the wavelength of the lowest energy absorption band of the luminescent substance, energy transfer becomes smoother and luminescence can be efficiently obtained. preferable. Further, by using this configuration, the driving voltage is also reduced, which is preferable.
なお、励起錯体を形成する材料の少なくとも一方は、燐光発光物質であってもよい。そうすることで、三重項励起エネルギーを逆項間交差によって効率よく一重項励起エネルギーへ変換することができる。 Note that at least one of the materials forming the exciplex may be a phosphorescent substance. By doing so, triplet excitation energy can be efficiently converted to singlet excitation energy by reverse intersystem crossing.
効率よく励起錯体を形成する材料の組み合わせとしては、正孔輸送性を有する材料のHOMO準位が電子輸送性を有する材料のHOMO準位以上であると好ましい。また、正孔輸送性を有する材料のLUMO準位が電子輸送性を有する材料のLUMO準位以上であると好ましい。なお、材料のLUMO準位およびHOMO準位は、サイクリックボルタンメトリ(CV)測定によって測定される材料の電気化学特性(還元電位および酸化電位)から導出することができる。 As a combination of materials that can efficiently form an exciplex, it is preferable that the HOMO level of the material having hole transporting properties is higher than the HOMO level of the material having electron transporting properties. Further, it is preferable that the LUMO level of the material having hole transporting properties is higher than the LUMO level of the material having electron transporting properties. Note that the LUMO level and HOMO level of the material can be derived from the electrochemical properties (reduction potential and oxidation potential) of the material measured by cyclic voltammetry (CV) measurement.
なお、励起錯体の形成は、例えば正孔輸送性を有する材料の発光スペクトル、電子輸送性を有する材料の発光スペクトル、およびこれら材料を混合した混合膜の発光スペクトルを比較し、混合膜の発光スペクトルが、各材料の発光スペクトルよりも長波長シフトする(あるいは長波長側に新たなピークを持つ)現象を観測することにより確認することができる。あるいは、正孔輸送性を有する材料の過渡フォトルミネッセンス(PL)、電子輸送性を有する材料の過渡PL、及びこれら材料を混合した混合膜の過渡PLを比較し、混合膜の過渡PL寿命が、各材料の過渡PL寿命よりも長寿命成分を有する、あるいは遅延成分の割合が大きくなるなどの過渡応答の違いを観測することにより、確認することができる。また、上述の過渡PLは過渡エレクトロルミネッセンス(EL)と読み替えても構わない。すなわち、正孔輸送性を有する材料の過渡EL、電子輸送性を有する材料の過渡EL及びこれらの混合膜の過渡ELを比較し、過渡応答の違いを観測することによっても、励起錯体の形成を確認することができる。 The formation of an exciplex is determined by comparing, for example, the emission spectrum of a material with hole-transporting properties, the emission spectrum of a material with electron-transporting properties, and the emission spectrum of a mixed film made by mixing these materials. This can be confirmed by observing the phenomenon that the emission spectrum of each material shifts to longer wavelengths (or has a new peak on the longer wavelength side). Alternatively, by comparing the transient photoluminescence (PL) of a material with hole-transporting properties, the transient PL of a material with electron-transporting properties, and the transient PL of a mixed film made by mixing these materials, the transient PL life of the mixed film is calculated as follows: This can be confirmed by observing differences in transient response, such as having a longer-life component than the transient PL life of each material, or having a larger proportion of delayed components. Moreover, the above-mentioned transient PL may be read as transient electroluminescence (EL). In other words, by comparing the transient EL of a material with hole-transporting properties, the transient EL of a material with electron-transporting properties, and the transient EL of a mixed film of these, and observing the differences in transient responses, it is possible to determine the formation of exciplexes. It can be confirmed.
電子輸送層114は、電子輸送性を有する物質を含む層として形成する。電子輸送性を有する材料としては、電界強度[V/cm]の平方根が600における電子移動度が、1×10-7cm2/Vs以上好ましくは1×10-6cm2/Vs以上の電子移動度を有する物質が好ましい。なお、正孔よりも電子の輸送性が高い物質であれば、これら以外のものを用いることができる。なお、上記有機化合物としてはπ電子不足型複素芳香環を有する有機化合物が好ましい。π電子不足型複素芳香環を有する有機化合物としては、例えばポリアゾール骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、ピリジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、ジアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物およびトリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物のいずれかまたは複数であることが好ましい。
The
上記電子輸送層114に用いることが可能な電子輸送性を有する有機化合物としては、上記発光層113における電子輸送性を有する有機化合物として用いることが可能な有機化合物を同様に用いることができる。中でも、ジアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物またはピリジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、トリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物は、信頼性が良好であり好ましい。特に、ジアジン(ピリミジンまたはピラジン)骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、トリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。中でも、mTpPPhen、PnNPhenおよびmPPhen2Pなどのフェナントロリン骨格を有する有機化合物が好ましく、mPPhen2Pなどのフェナントロリン二量体構造を有する有機化合物が安定性に優れより好ましい。
As the organic compound having an electron transporting property that can be used in the
なお、電子輸送層114は積層構造を有していてもよい。また、積層構造を有する電子輸送層114における発光層113に接する層は、正孔ブロック層として機能してもよい。発光層に接する電子輸送層を正孔ブロック層として機能させる場合には、そのHOMO準位が、発光層113に含まれる材料のHOMO準位よりも0.5eV以上深い材料を用いることが好ましい。
Note that the
電子注入層115として、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)、8-ヒドロキシキノリナト-リチウム(略称:Liq)等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含む層、または1,1’-ピリジン-2,6-ジイル-ビス(1,3,4,6,7,8-ヘキサヒドロ-2H-ピリミド[1,2-a]ピリミジン)(略称:hpp2Py)を含む層を設けても良い。電子注入層115は、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含有させたものまたは、エレクトライドを用いてもよい。エレクトライドとしては、例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質等が挙げられる。
As the
なお、電子注入層115として、電子輸送性を有する物質(好ましくはビピリジン骨格を有する有機化合物)に上記アルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物を微結晶状態となる濃度以上(50wt%以上)含ませた層を用いることも可能である。当該層は、屈折率の低い層であることから、より外部量子効率の良好な発光デバイスを提供することが可能となる。
As the
電子注入層115は、上記物質を単独で使用する場合の他、電子輸送性を有する物質からなる層中にそれらを含有させたものを使用してもよい。
For the
また、電子注入層115の代わりに電荷発生層116を設けても良い(図1(B))。電荷発生層116は、電位をかけることによって当該層の陰極側に接する層に正孔を、陽極側に接する層に電子を注入することができる層のことである。電荷発生層116には、少なくともP型層117が含まれる。P型層117は、上述の正孔注入層111を構成することができる材料として挙げた複合材料を用いて形成することが好ましい。またP型層117は、複合材料を構成する材料として上述したアクセプタ材料を含む膜と正孔輸送材料を含む膜とを積層して構成しても良い。P型層117に電位をかけることによって、電子輸送層114に電子が、陰極に正孔が注入され、発光デバイスが動作する。
Further, a
なお、電荷発生層116はP型層117の他に電子リレー層118及びN型層119のいずれか一又は両方がもうけられていることが好ましい。
Note that, in addition to the P-
電子リレー層118は少なくとも電子輸送性を有する物質を含み、N型層119とP型層117との相互作用を防いで電子をスムーズに受け渡す機能を有する。電子リレー層118に含まれる電子輸送性を有する物質のLUMO準位は、P型層117におけるアクセプタ性物質のLUMO準位と、電子輸送層114における電荷発生層116に接する層に含まれる物質のLUMO準位との間であることが好ましい。電子リレー層118に用いられる電子輸送性を有する物質におけるLUMO準位の具体的なエネルギー準位は-5.0eV以上、好ましくは-5.0eV以上-3.0eV以下とするとよい。なお、電子リレー層118に用いられる電子輸送性を有する物質としてはフタロシアニン系の材料又は金属-酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体を用いることが好ましい。
The
N型層119には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物(アルカリ金属化合物(酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウム、炭酸セシウム等の炭酸塩を含む)、アルカリ土類金属化合物(酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む)、または希土類金属の化合物(酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む))等の電子注入性の高い物質を用いることが可能である。
The N-
また、N型層119が、電子輸送性を有する物質とドナー性物質を含んで形成される場合には、ドナー性物質として、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物(アルカリ金属化合物(酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウム、炭酸セシウム等の炭酸塩を含む)、アルカリ土類金属化合物(酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む)、または希土類金属の化合物(酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む))の他、テトラチアナフタセン(略称:TTN)、ニッケロセン、デカメチルニッケロセン等の有機化合物を用いることもできる。なお、電子輸送性を有する物質としては、先に説明した電子輸送層114を構成する材料と同様の材料を用いて形成することができる。
In addition, when the N-
第2の電極102は、陰極を含む電極である。第2の電極102は、積層構造を有していてもよく、その場合、EL層103と接する層が陰極として機能する。陰極を形成する物質としては、仕事関数の小さい(具体的には3.8eV以下)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。このような陰極材料の具体例としては、リチウム(Li)またはセシウム(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)等の元素周期表の第1族または第2族に属する元素、およびこれらを含む合金(MgAg、AlLi)、化合物(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)など)、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等が挙げられる。しかしながら、第2の電極102と電子輸送層との間に、電子注入層115または上述仕事関数の小さい材料の薄膜を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Al、Ag、ITO、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム-酸化スズ等様々な導電性材料を陰極として用いることができる。
The
なお、第2の電極102を可視光に対し透過性を有する材料で形成した場合、第2の電極102側から光を発する発光デバイスとすることができる。
Note that when the
これら導電性材料は、真空蒸着法またはスパッタリング法などの乾式法、インクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することが可能である。また、ゾル-ゲル法を用いて湿式法で形成しても良いし、金属材料のペーストを用いて湿式法で形成してもよい。 These conductive materials can be formed into a film using a dry method such as a vacuum evaporation method or a sputtering method, an inkjet method, a spin coating method, or the like. Further, it may be formed by a wet method using a sol-gel method, or may be formed by a wet method using a paste of a metal material.
また、EL層103の形成方法としては、乾式法、湿式法を問わず、種々の方法を用いることができる。例えば、真空蒸着法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法、インクジェット法またはスピンコート法など用いても構わない。
Furthermore, various methods can be used to form the
また上述した各電極または各層を異なる成膜方法を用いて形成しても構わない。 Further, each electrode or each layer described above may be formed using different film forming methods.
続いて、複数の発光ユニットを積層した構成の発光デバイス(積層型デバイス、タンデム型デバイスともいう)の態様について、図1(C)を参照して説明する。この有機EL素子は、陽極と陰極との間に、複数の発光ユニットを有する発光デバイスである。一つの発光ユニットは、図1(A)で示したEL層103とほぼ同様な構成を有する。つまり、図1(C)で示す有機EL素子は複数の発光ユニットを有する有機EL素子であり、図1(A)および図1(B)で示した有機EL素子は、1つの発光ユニットを有する発光デバイスであるということができる。
Next, an embodiment of a light emitting device having a structure in which a plurality of light emitting units are stacked (also referred to as a stacked device or a tandem device) will be described with reference to FIG. 1(C). This organic EL element is a light emitting device having a plurality of light emitting units between an anode and a cathode. One light emitting unit has almost the same structure as the
図1(C)において、第1の電極501と第2の電極502との間には、第1の発光ユニット511と第2の発光ユニット512が積層されており、第1の発光ユニット511と第2の発光ユニット512との間には電荷発生層513が設けられている。第1の電極501と第2の電極502はそれぞれ図1(A)における第1の電極101と第2の電極102に相当し、図1(A)の説明で述べたものと同じものを適用することができる。また、第1の発光ユニット511と第2の発光ユニット512は同じ構成であっても異なる構成であってもよい。
In FIG. 1C, a first
電荷発生層513は、第1の電極501と第2の電極502に電圧を印加したときに、一方の発光ユニットに電子を注入し、他方の発光ユニットに正孔を注入する機能を有する。すなわち、図1(C)において、陽極の電位の方が陰極の電位よりも高くなるように電圧を印加した場合、電荷発生層513は、第1の発光ユニット511に電子を注入し、第2の発光ユニット512に正孔を注入するものであればよい。
The
電荷発生層513は、図1(B)にて説明した電荷発生層116と同様の構成で形成することが好ましい。P型層で用いられる有機化合物と金属酸化物の複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。なお、発光ユニットの陽極側の面が電荷発生層513に接している場合は、電荷発生層513が発光ユニットの正孔注入層の役割も担うことができるため、発光ユニットは正孔注入層を設けなくとも良い。
The
また、電荷発生層513にはN型層119を設けることが好ましい。なお、中間層においてN型層119を形成した場合、当該N型層119が陽極側の発光ユニットにおける電子注入層の役割を担うため、陽極側の発光ユニット(ここでは第1の発光ユニット511)には必ずしも電子注入層を形成する必要はない。
Further, it is preferable that the
図1(C)では、2つの発光ユニットを有する発光デバイスについて説明したが、3つ以上の発光ユニットを積層した発光デバイスについても、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デバイスのように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層513で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度発光を可能とし、さらに長寿命なデバイスを実現できる。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 FIG. 1C, a light-emitting device having two light-emitting units has been described, but the present invention can be similarly applied to a light-emitting device in which three or more light-emitting units are stacked. As in the light-emitting device according to this embodiment, by arranging a plurality of light-emitting units between a pair of electrodes and partitioned by a
また、それぞれの発光ユニットの発光色を異なるものにすることで、発光デバイス全体として、所望の色の発光を得ることができる。例えば、2つの発光ユニットを有する発光デバイスにおいて、第1の発光ユニットで赤と緑の発光色、第2の発光ユニットで青の発光色を得ることで、発光デバイスとして白色発光する発光デバイスを得ることも可能である。 In addition, by making each light emitting unit emit light of a different color, the light emitting device as a whole can emit light of a desired color. For example, in a light-emitting device having two light-emitting units, by emitting red and green light from the first light-emitting unit and blue light from the second light-emitting unit, a light-emitting device that emits white light can be obtained. It is also possible.
また、上述のEL層103、第1の発光ユニット511、第2の発光ユニット512及び電荷発生層などの各層および電極は、例えば、蒸着法(真空蒸着法を含む)、液滴吐出法(インクジェット法ともいう)、塗布法、グラビア印刷法等の方法を用いて形成することができる。また、それらは低分子材料、中分子材料(オリゴマー、デンドリマーを含む)、または高分子材料を含んでも良い。
Further, each layer and electrode such as the
(実施の形態2)
本実施の形態では、実施の形態1に記載の発光デバイスを用いた表示装置について説明する。
(Embodiment 2)
In this embodiment, a display device using the light-emitting device described in
本実施の形態では、実施の形態1に記載の発光デバイスを用いて作製された表示装置について図2を用いて説明する。なお、図2(A)は、表示装置を示す上面図、図2(B)は図2(A)をA-BおよびC-Dで切断した断面図である。この表示装置は、発光デバイスの発光を制御するものとして、点線で示された駆動回路部(ソース線駆動回路)601、画素部602、駆動回路部(ゲート線駆動回路)603を含んでいる。また、604は封止基板、605はシール材であり、シール材605で囲まれた内側は、空間607になっている。
In this embodiment, a display device manufactured using the light-emitting device described in
なお、引き回し配線608はソース線駆動回路601及びゲート線駆動回路603に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるFPC(フレキシブルプリントサーキット)609からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここでは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。本明細書における表示装置には、表示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。
Note that the
次に、断面構造について図2(B)を用いて説明する。素子基板610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、駆動回路部であるソース線駆動回路601と、画素部602中の一つの画素が示されている。
Next, the cross-sectional structure will be explained using FIG. 2(B). A drive circuit section and a pixel section are formed on the
素子基板610はガラス、石英、有機樹脂、金属、合金、半導体などからなる基板の他、FRP(Fiber Reinforced Plastics)、PVF(ポリビニルフロライド)、ポリエステルまたはアクリル樹脂等からなるプラスチック基板を用いて作製すればよい。
The
画素および駆動回路に用いられるトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、逆スタガ型のトランジスタとしてもよいし、スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート型のトランジスタでもボトムゲート型トランジスタでもよい。トランジスタに用いる半導体材料は特に限定されず、例えば、シリコン、ゲルマニウム、炭化シリコン、窒化ガリウム等を用いることができる。または、In-Ga-Zn系金属酸化物などの、インジウム、ガリウム、亜鉛のうち少なくとも一つを含む酸化物半導体を用いてもよい。 The structures of transistors used in pixels and drive circuits are not particularly limited. For example, it may be an inverted staggered transistor or a staggered transistor. Further, a top gate type transistor or a bottom gate type transistor may be used. The semiconductor material used for the transistor is not particularly limited, and for example, silicon, germanium, silicon carbide, gallium nitride, etc. can be used. Alternatively, an oxide semiconductor containing at least one of indium, gallium, and zinc, such as an In-Ga-Zn-based metal oxide, may be used.
トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体(微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、又は一部に結晶領域を有する半導体)のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。 The crystallinity of the semiconductor material used for the transistor is not particularly limited, and it may be either an amorphous semiconductor, a semiconductor with crystallinity (a microcrystalline semiconductor, a polycrystalline semiconductor, a single crystal semiconductor, or a semiconductor partially having a crystalline region). may also be used. It is preferable to use a semiconductor having crystallinity because deterioration of transistor characteristics can be suppressed.
ここで、上記画素および駆動回路に設けられるトランジスタの他、後述するタッチセンサ等に用いられるトランジスタなどの半導体装置には、酸化物半導体を適用することが好ましい。特にシリコンよりもバンドギャップの広い酸化物半導体を適用することが好ましい。シリコンよりもバンドギャップの広い酸化物半導体を用いることで、トランジスタのオフ状態における電流を低減できる。 Here, in addition to transistors provided in the pixels and drive circuits described above, oxide semiconductors are preferably used in semiconductor devices such as transistors used in touch sensors and the like described later. In particular, it is preferable to use an oxide semiconductor having a wider band gap than silicon. By using an oxide semiconductor with a wider bandgap than silicon, the current in the off-state of the transistor can be reduced.
上記酸化物半導体は、少なくともインジウム(In)又は亜鉛(Zn)を含むことが好ましい。また、In-M-Zn系酸化物(MはAl、Ti、Ga、Ge、Y、Zr、Sn、La、CeまたはHf等の金属)で表記される酸化物を含む酸化物半導体であることがより好ましい。 The oxide semiconductor preferably contains at least indium (In) or zinc (Zn). In addition, it must be an oxide semiconductor containing an oxide expressed as an In-M-Zn-based oxide (M is a metal such as Al, Ti, Ga, Ge, Y, Zr, Sn, La, Ce, or Hf). is more preferable.
特に、半導体層として、複数の結晶部を有し、当該結晶部はc軸が半導体層の被形成面、または半導体層の上面に対し垂直に配向し、且つ隣接する結晶部間には粒界を有さない酸化物半導体膜を用いることが好ましい。 In particular, the semiconductor layer has a plurality of crystal parts, the c-axes of the crystal parts are oriented perpendicular to the surface on which the semiconductor layer is formed, or the top surface of the semiconductor layer, and there are grain boundaries between adjacent crystal parts. It is preferable to use an oxide semiconductor film that does not have.
半導体層としてこのような材料を用いることで、電気特性の変動が抑制され、信頼性の高いトランジスタを実現できる。 By using such a material for the semiconductor layer, fluctuations in electrical characteristics can be suppressed and a highly reliable transistor can be realized.
また、上述の半導体層を有するトランジスタはその低いオフ電流により、トランジスタを介して容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。このようなトランジスタを画素に適用することで、各表示領域に表示した画像の階調を維持しつつ、駆動回路を停止することも可能となる。その結果、極めて消費電力の低減された電子機器を実現できる。 Further, due to the low off-state current of the transistor including the above-described semiconductor layer, it is possible to retain charge accumulated in the capacitor via the transistor for a long period of time. By applying such a transistor to a pixel, it is also possible to stop the drive circuit while maintaining the gradation of the image displayed in each display area. As a result, it is possible to realize an electronic device with extremely reduced power consumption.
トランジスタの特性安定化等のため、下地膜を設けることが好ましい。下地膜としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜などの無機絶縁膜を用い、単層で又は積層して作製することができる。下地膜はスパッタリング法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法(プラズマCVD法、熱CVD法、MOCVD(Metal Organic CVD)法など)、ALD(Atomic Layer Deposition)法、塗布法、印刷法等を用いて形成できる。なお、下地膜は、必要で無ければ設けなくてもよい。 In order to stabilize the characteristics of the transistor, it is preferable to provide a base film. As the base film, an inorganic insulating film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, and a silicon nitride oxide film can be used, and it can be formed as a single layer or in a stacked manner. The base film is formed using sputtering method, CVD (Chemical Vapor Deposition) method (plasma CVD method, thermal CVD method, MOCVD (Metal Organic CVD) method, etc.), ALD (Atomic Layer Deposition) method, coating method, printing method, etc. can. Note that the base film does not need to be provided if it is not necessary.
なお、FET623は駆動回路601に形成されるトランジスタの一つを示すものである。また、駆動回路は、種々のCMOS回路、PMOS回路もしくはNMOS回路で形成すれば良い。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一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を基板上ではなく外部に形成することもできる。
Note that the FET 623 represents one of the transistors formed in the
また、画素部602はスイッチング用FET611と、電流制御用FET612とそのドレインに電気的に接続された第1の電極613とを含む複数の画素により形成されているが、これに限定されず、3つ以上のFETと、容量素子とを組み合わせた画素部としてもよい。
Further, the
なお、第1の電極613の端部を覆って絶縁物614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膜を用いることにより形成することができる。
Note that an
また、後に形成する有機化合物層等の被覆性を良好なものとするため、絶縁物614の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物614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614の上端部のみに曲率半径(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614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る。
Further, in order to improve the coverage of the organic compound layer and the like to be formed later, a curved surface having a curvature is formed at the upper end or the lower end of the
第1の電極613上には、EL層616、および第2の電極617がそれぞれ形成されている。ここで、陽極として機能する第1の電極613に用いる材料としては、仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、ITO膜、またはケイ素を含有したインジウム錫酸化物膜、2~20wt%の酸化亜鉛を含む酸化インジウム膜、窒化チタン膜、クロム膜、タングステン膜、Zn膜、Pt膜などの単層膜の他、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との3層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる。
An
また、EL層616は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート法等の種々の方法によって形成される。EL層616は、実施の形態1で説明したような構成を含んでいる。また、EL層616を構成する他の材料としては、低分子化合物、または高分子化合物(オリゴマー、デンドリマーを含む)であっても良い。
Further, the
さらに、EL層616上に形成され、陰極として機能する第2の電極617に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料(Al、Mg、Li、Ca、またはこれらの合金および化合物(MgAg、MgIn、AlLi等)等)を用いることが好ましい。なお、EL層616で生じた光が第2の電極617を透過させる場合には、第2の電極617として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜(ITO、2~20wt%の酸化亜鉛を含む酸化インジウム、ケイ素を含有したインジウム錫酸化物、酸化亜鉛(ZnO)等)との積層を用いるのが良い。
Further, as the material used for the
なお、第1の電極613、EL層616、第2の電極617でもって、発光デバイスが形成されている。当該発光デバイスは実施の形態1に記載の発光デバイスである。なお、画素部は複数の発光デバイスが形成されてなっているが、本実施の形態における表示装置では、実施の形態1に記載の発光デバイスと、それ以外の構成を有する発光デバイスの両方が混在していても良い。
Note that a light emitting device is formed by the
さらにシール材605で封止基板604を素子基板610と貼り合わせることにより、素子基板610、封止基板604、およびシール材605で囲まれた空間607に発光デバイス618が備えられた構造になっている。なお、空間607には、充填材が充填されており、不活性気体(窒素、アルゴン等)が充填される場合の他、シール材で充填される場合もある。封止基板には凹部を形成し、そこに乾燥材を設けることで水分の影響による劣化を抑制することができ、好ましい構成である。
Furthermore, by bonding the sealing
なお、シール材605にはエポキシ樹脂、ガラスフリットを用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分および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604に用いる材料としてガラス基板、石英基板の他、FRP(Fiber Reinforced Plastics)、PVF(ポリビニルフロライド)、ポリエステルまたはアクリル樹脂等からなるプラスチック基板を用いることができる。
Note that it is preferable to use epoxy resin or glass frit for the sealing
図2には示されていないが、第2の電極上に保護膜を設けても良い。保護膜は有機樹脂膜、無機絶縁膜で形成すればよい。また、シール材605の露出した部分を覆うように、保護膜が形成されていても良い。また、保護膜は、一対の基板の表面及び側面、封止層、絶縁層、等の露出した側面を覆って設けることができる。
Although not shown in FIG. 2, a protective film may be provided on the second electrode. The protective film may be formed of an organic resin film or an inorganic insulating film. Further, a protective film may be formed to cover the exposed portion of the sealing
保護膜には、水などの不純物を透過しにくい材料を用いることができる。したがって、水などの不純物が外部から内部に拡散することを効果的に抑制することができる。 The protective film can be made of a material that is difficult for impurities such as water to pass through. Therefore, diffusion of impurities such as water from the outside to the inside can be effectively suppressed.
保護膜を構成する材料としては、酸化物、窒化物、フッ化物、硫化物、三元化合物、金属またはポリマー等を用いることができ、例えば、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、ハフニウムシリケート、酸化ランタン、酸化珪素、チタン酸ストロンチウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化イットリウム、酸化セリウム、酸化スカンジウム、酸化エルビウム、酸化バナジウムまたは酸化インジウム等を含む材料、窒化アルミニウム、窒化ハフニウム、窒化珪素、窒化タンタル、窒化チタン、窒化ニオブ、窒化モリブデン、窒化ジルコニウムまたは窒化ガリウム等を含む材料、チタンおよびアルミニウムを含む窒化物、チタンおよびアルミニウムを含む酸化物、アルミニウムおよび亜鉛を含む酸化物、マンガンおよび亜鉛を含む硫化物、セリウムおよびストロンチウムを含む硫化物、エルビウムおよびアルミニウムを含む酸化物、イットリウムおよびジルコニウムを含む酸化物等を含む材料を用いることができる。 As the material constituting the protective film, oxides, nitrides, fluorides, sulfides, ternary compounds, metals, or polymers can be used. For example, aluminum oxide, hafnium oxide, hafnium silicate, lanthanum oxide, lanthanum oxide, etc. Materials containing silicon, strontium titanate, tantalum oxide, titanium oxide, zinc oxide, niobium oxide, zirconium oxide, tin oxide, yttrium oxide, cerium oxide, scandium oxide, erbium oxide, vanadium oxide or indium oxide, aluminum nitride, nitride Materials containing hafnium, silicon nitride, tantalum nitride, titanium nitride, niobium nitride, molybdenum nitride, zirconium nitride or gallium nitride, etc., nitrides containing titanium and aluminum, oxides containing titanium and aluminum, oxides containing aluminum and zinc , sulfides containing manganese and zinc, sulfides containing cerium and strontium, oxides containing erbium and aluminum, oxides containing yttrium and zirconium, and the like can be used.
保護膜は、段差被覆性(ステップカバレッジ)の良好な成膜方法を用いて形成することが好ましい。このような手法の一つに、原子層堆積(ALD:Atomic Layer Deposition)法がある。ALD法を用いて形成することができる材料を、保護膜に用いることが好ましい。ALD法を用いることで緻密な、クラック、ピンホールなどの欠陥が低減された、または均一な厚さを備える保護膜を形成することができる。また、保護膜を形成する際に加工部材に与える損傷を、低減することができる。 The protective film is preferably formed using a film forming method that provides good step coverage. One such method is an atomic layer deposition (ALD) method. It is preferable to use a material that can be formed using an ALD method for the protective film. By using the ALD method, it is possible to form a protective film that is dense, has fewer defects such as cracks and pinholes, or has a uniform thickness. Furthermore, damage to the processed member when forming the protective film can be reduced.
例えばALD法を用いて保護膜を形成することで、複雑な凹凸形状を有する表面、タッチパネルの上面、側面及び裏面にまで均一で欠陥の少ない保護膜を形成することができる。 For example, by forming a protective film using an ALD method, it is possible to form a uniform protective film with few defects even on a surface having a complicated uneven shape, the top surface, side surfaces, and back surface of a touch panel.
以上のようにして、実施の形態1に記載の発光デバイスを用いて作製された表示装置を得ることができる。
In the above manner, a display device manufactured using the light-emitting device described in
本実施の形態における表示装置は、実施の形態1に記載の発光デバイスを用いているため、良好な特性を備えた表示装置を得ることができる。具体的には、実施の形態1に記載の発光デバイスは発光効率が高いため、消費電力の小さい表示装置とすることが可能である。また、実施の形態1に記載の発光デバイスは、信頼性が良好であることから、信頼性の良好な表示装置とすることができる。
Since the display device in this embodiment uses the light-emitting device described in
また、本実施の形態は他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。 Furthermore, this embodiment can be freely combined with other embodiments.
(実施の形態3)
発光デバイス130は図3(A)および図3(B)に例示したように、絶縁層175上に複数形成され表示装置を構成する。本実施の形態では、本発明の他の一態様の表示装置について詳しく説明する。
(Embodiment 3)
As illustrated in FIGS. 3A and 3B, a plurality of light emitting
表示装置100は、複数の画素178がマトリクス状に配列された画素部177を有する。画素178は、副画素110R、副画素110G、及び副画素110Bを有する。
The
本明細書等において、例えば副画素110R、副画素110G、及び副画素110Bに共通する事項を説明する場合には、副画素110と呼称して説明する場合がある。アルファベットで区別する他の構成要素についても、これらに共通する事項を説明する場合には、アルファベットを省略した符号を用いて説明する場合がある。 In this specification and the like, when describing matters common to the sub-pixel 110R, the sub-pixel 110G, and the sub-pixel 110B, the sub-pixel 110 may be referred to as the sub-pixel 110. Regarding other constituent elements that are distinguished by alphabets, when explaining matters common to these components, symbols omitting the alphabets may be used in the explanation.
副画素110Rは赤色の光を呈し、副画素110Gは緑色の光を呈し、副画素110Bは青色の光を呈する。これにより、画素部177に画像を表示することができる。なお、本実施の形態では、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3色の副画素を例に挙げて説明するが、その他の色の副画素の組み合わせを用いてもよい。また、副画素は3つに限られず、4つ以上としてもよい。4つの副画素としては、例えば、R、G、B、白色(W)の4色の副画素、R、G、B、黄色(Y)の4色の副画素、及び、R、G、B、赤外光(IR)の4つの副画素、等が挙げられる。
本明細書等において、行方向をX方向、列方向をY方向という場合がある。X方向とY方向は交差し、例えば垂直に交差する。 In this specification and the like, the row direction is sometimes referred to as the X direction, and the column direction is sometimes referred to as the Y direction. The X direction and the Y direction intersect, for example, perpendicularly.
図3(A)では、異なる色の副画素がX方向に並べて配置されており、同じ色の副画素が、Y方向に並べて配置されている例を示す。なお、異なる色の副画素がY方向に並べて配置され、同じ色の副画素が、X方向に並べて配置されていてもよい。 FIG. 3A shows an example in which subpixels of different colors are arranged side by side in the X direction, and subpixels of the same color are arranged side by side in the Y direction. Note that subpixels of different colors may be arranged side by side in the Y direction, and subpixels of the same color may be arranged side by side in the X direction.
画素部177の外側には、接続部140が設けられ、領域141が設けられていてもよい。領域141は画素部177と接続部140の間に設けられる。領域141には、EL層103が設けられる。また、接続部140には、導電層151Cが設けられる。
A connecting
図3(A)では、領域141、及び接続部140が画素部177の右側に位置する例を示すが、領域141、及び接続部140の位置は特に限定されない。また、領域141、及び接続部140は、単数であっても複数であってもよい。
Although FIG. 3A shows an example in which the
図3(B)は、図3(A)における一点鎖線A1-A2間の断面図の例である。図3(B)に示すように、表示装置100は、絶縁層171と、絶縁層171上の導電層172と、絶縁層171上、及び導電層172上の絶縁層173と、絶縁層173上の絶縁層174と、絶縁層174上の絶縁層175と、を有する。絶縁層171は、基板(図示せず)上に設けられる。絶縁層175、絶縁層174、及び絶縁層173には、導電層172に達する開口が設けられ、当該開口を埋め込むようにプラグ176が設けられている。
FIG. 3(B) is an example of a cross-sectional view taken along the dashed-dotted line A1-A2 in FIG. 3(A). As shown in FIG. 3B, the
画素部177において、絶縁層175及びプラグ176上に、発光デバイス130が設けられる。また、発光デバイス130を覆うように、保護層131が設けられている。保護層131上には、樹脂層122によって基板120が貼り合わされている。また、隣り合う発光デバイス130の間には、無機絶縁層125と、無機絶縁層125上の絶縁層127と、が設けられていることが好ましい。
In the
図3(B)では、無機絶縁層125及び絶縁層127の断面が複数示されているが、表示装置100を上面から見た場合、無機絶縁層125及び絶縁層127は、それぞれ1つに繋がっていることが好ましい。つまり、無機絶縁層125及び絶縁層127は、第1の電極上に開口部を有する絶縁層であることが好ましい。
Although a plurality of cross sections of the inorganic insulating
図3(B)では、発光デバイス130として、発光デバイス130R、発光デバイス130G、及び発光デバイス130Bを示している。発光デバイス130R、発光デバイス130G、及び発光デバイス130Bは、互いに異なる色の光を発するものとする。例えば、発光デバイス130Rは赤色の光を発することができ、発光デバイス130Gは緑色の光を発することができ、発光デバイス130Bは青色の光を発することができる。また、発光デバイス130R、発光デバイス130G、又は発光デバイス130Bは、他の可視光又は赤外光を発してもよい。
In FIG. 3B, the
本発明の一態様の表示装置は、例えば発光デバイスが形成されている基板とは反対方向に光を射出する上面射出型(トップエミッション型)とすることができる。なお、本発明の一態様の表示装置は、下面射出型(ボトムエミッション型)であってもよい。 The display device of one embodiment of the present invention can be of a top emission type that emits light in the opposite direction to a substrate on which a light emitting device is formed, for example. Note that the display device of one embodiment of the present invention may be of a bottom emission type.
発光デバイス130Rは、導電層151Rと導電層152Rとからなる第1の電極(画素電極)と、第1の電極上のEL層103Rと、EL層103R上の共通層104と、共通層104上の第2の電極(共通電極)102と、を有する。なお、共通層104は、設けられていても設けられていなくても構わないが、設けられていることが加工時のEL層103Rへのダメージを低減できることから好ましい。共通層104が設けられている場合、共通層104は、電子注入層であることが好ましい。
The
発光デバイス130Gにおける発光層は、実施の形態1に示したような構成を有し、導電層151Gと導電層152Gとからなる第1の電極(画素電極)と、第1の電極上のEL層103Gと、EL層103G上の共通層104と、共通層104上の第2の電極(共通電極)102と、を有する。なお、共通層104は、設けられていても設けられていなくても構わないが、設けられていることが加工時のEL層103Gへのダメージを低減できることから好ましい。共通層104が設けられている場合、共通層104は、電子注入層であることが好ましい。また、共通層104が設けられている場合、EL層103Gと共通層104との積層構造が、実施の形態1におけるEL層103に相当する。
The light-emitting layer in the light-emitting
発光デバイス130Bは、導電層151Bと導電層152Bとからなる第1の電極(画素電極)と、第1の電極上のEL層103Bと、EL層103B上の共通層104と、共通層104上の第2の電極(共通電極)102と、を有する。なお、共通層104は、設けられていても設けられていなくても構わないが、設けられていることが加工時のEL層103Bへのダメージを低減できることから好ましい。共通層104が設けられている場合、共通層104は、電子注入層であることが好ましい。
The
発光デバイスが有する画素電極と共通電極のうち、一方は陽極として機能し、他方は陰極として機能する。以下では、特に断りが無い場合は、画素電極が陽極として機能し、共通電極が陰極として機能するものとして説明する。 Of the pixel electrode and the common electrode that the light emitting device has, one functions as an anode and the other functions as a cathode. In the following description, unless otherwise specified, the pixel electrode functions as an anode and the common electrode functions as a cathode.
EL層103R、EL層103G、及びEL層103Bは、各々または、発光色毎に島状に独立している。EL層103を発光デバイス130ごとに島状に設けることで、高精細な表示装置においても隣接する発光デバイス130間のリーク電流を抑制できる。これにより、クロストークを防ぐことができ、コントラストの極めて高い表示装置を実現できる。特に、低輝度における電流効率の高い表示装置を実現できる。
The
島状のEL層103は、EL膜を成膜し、当該EL膜をフォトリソグラフィ法を用いて加工することにより形成する。
The island-shaped
EL層103は、発光デバイス130の第1の電極(画素電極)の上面及び側面を覆うように設けられることが好ましい。これにより、EL層103の端部が画素電極の端部よりも内側に位置する構成に比べて、表示装置100の開口率を高めることが容易となる。また、発光デバイス130の画素電極の側面をEL層103で覆うことで、画素電極と第2の電極102とが接することを抑制できるため、発光デバイス130のショートを抑制できる。
The
また、本発明の一態様の表示装置では、発光デバイスの第1の電極(画素電極)を、積層構成とすることが好ましい。例えば、図3(B)に示す例では、発光デバイス130の第1の電極を、導電層151と、導電層152と、の積層構成としている。
Further, in the display device of one embodiment of the present invention, the first electrode (pixel electrode) of the light-emitting device preferably has a stacked structure. For example, in the example shown in FIG. 3B, the first electrode of the
導電層151として、例えば金属材料を用いることができる。具体的には、例えばアルミニウム(Al)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、ガリウム(Ga)、亜鉛(Zn)、インジウム(In)、スズ(Sn)、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、パラジウム(Pd)、金(Au)、白金(Pt)、銀(Ag)、イットリウム(Y)、ネオジム(Nd)等の金属、及びこれらを適宜組み合わせて含む合金を用いることもできる。 For example, a metal material can be used as the conductive layer 151. Specifically, for example, aluminum (Al), titanium (Ti), chromium (Cr), manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), copper (Cu), gallium (Ga). , zinc (Zn), indium (In), tin (Sn), molybdenum (Mo), tantalum (Ta), tungsten (W), palladium (Pd), gold (Au), platinum (Pt), silver (Ag) , yttrium (Y), neodymium (Nd), and alloys containing appropriate combinations of these metals can also be used.
導電層152として、インジウム、錫、亜鉛、ガリウム、チタン、アルミニウム、及びシリコンの中から選ばれるいずれか一又は複数を有する酸化物を用いることができる。例えば、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを含む酸化亜鉛、酸化チタン、ガリウムを含むインジウム亜鉛酸化物、アルミニウムを含むインジウム亜鉛酸化物、シリコンを含むインジウム錫酸化物、及びシリコンを含むインジウム亜鉛酸化物等のいずれか一又は複数を含む導電性酸化物を用いることが好ましい。特に、シリコンを含むインジウム錫酸化物は仕事関数が大きい、例えば仕事関数が4.0eV以上であるため、導電層152として好適に用いることができる。 As the conductive layer 152, an oxide containing one or more of indium, tin, zinc, gallium, titanium, aluminum, and silicon can be used. For example, indium oxide, indium tin oxide, indium zinc oxide, zinc oxide, zinc oxide containing gallium, titanium oxide, indium zinc oxide containing gallium, indium zinc oxide containing aluminum, indium tin oxide containing silicon. It is preferable to use a conductive oxide containing one or more of , indium zinc oxide containing silicon, and the like. In particular, indium tin oxide containing silicon has a large work function, for example, a work function of 4.0 eV or more, and therefore can be suitably used as the conductive layer 152.
導電層151は、異なる材料を有する複数の層の積層構成であってもよく、導電層152は、異なる材料を有する複数の層の積層構成であってもよい。この場合、導電層151が、導電性酸化物等の導電層152に用いることができる材料を用いた層を有してもよく、また、導電層152が、金属材料等の導電層151に用いることができる材料を用いた層を有してもよい。例えば、導電層151が2層以上の積層構成である場合は、導電層152と接する層は、導電層152に用いることができる材料を用いた層とすることができる。 The conductive layer 151 may have a laminated structure of a plurality of layers having different materials, and the conductive layer 152 may have a laminated structure of a plurality of layers having different materials. In this case, the conductive layer 151 may include a layer made of a material that can be used for the conductive layer 152, such as a conductive oxide, and the conductive layer 152 may be made of a material that can be used for the conductive layer 151, such as a metal material. It may have a layer using a material that can be used. For example, when the conductive layer 151 has a stacked structure of two or more layers, a layer in contact with the conductive layer 152 can be a layer using a material that can be used for the conductive layer 152.
なお、導電層151の端部は、テーパ形状を有することが好ましい。具体的には、導電層151の端部は、テーパ角90°未満のテーパ形状を有することが好ましい。この場合、導電層151の側面に沿って設けられる導電層152もテーパ形状を有する。導電層152の側面をテーパ形状とすることで、導電層152の側面に沿って設けられるEL層103の被覆性を高めることができる。
Note that the end portion of the conductive layer 151 preferably has a tapered shape. Specifically, the end portion of the conductive layer 151 preferably has a tapered shape with a taper angle of less than 90°. In this case, the conductive layer 152 provided along the side surface of the conductive layer 151 also has a tapered shape. By tapering the side surface of the conductive layer 152, coverage of the
続いて図4(A)に示す構成を有する表示装置100の作製方法の例を図7乃至図16を用いて説明する。
Next, an example of a method for manufacturing the
[作製方法例1]
表示装置を構成する薄膜(絶縁膜、半導体膜、及び、導電膜等)は、スパッタリング法、化学気相堆積(CVD:Chemical Vapor Deposition)法、真空蒸着法、パルスレーザー堆積(PLD:Pulsed Laser Deposition)法、又はALD法等を用いて形成できる。
[Production method example 1]
Thin films (insulating films, semiconductor films, conductive films, etc.) constituting display devices can be formed using sputtering, chemical vapor deposition (CVD), vacuum evaporation, or pulsed laser deposition (PLD). ) method, ALD method, or the like.
また、表示装置を構成する薄膜(絶縁膜、半導体膜、及び、導電膜等)は、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ法、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、又はナイフコート等の湿式の成膜方法により形成できる。 In addition, the thin films (insulating films, semiconductor films, conductive films, etc.) that make up the display device can be manufactured using spin coating, dip coating, spray coating, inkjet, dispensing, screen printing, offset printing, doctor knife method, slit coating, and roll coating. It can be formed by a wet film forming method such as , curtain coating, or knife coating.
また、表示装置を構成する薄膜を加工する際には、例えばフォトリソグラフィ法を用いて加工できる。 Furthermore, when processing the thin film that constitutes the display device, it can be processed using, for example, a photolithography method.
フォトリソグラフィ法において、露光に用いる光は、例えばi線(波長365nm)、g線(波長436nm)、h線(波長405nm)、又はこれらを混合させた光を用いることができる。そのほか、紫外線、KrFレーザ光、又はArFレーザ光等を用いることもできる。また、液浸露光技術により露光を行ってもよい。また、露光に用いる光として、極端紫外(EUV:Extreme Ultra-violet)光、又はX線を用いてもよい。また、露光に用いる光に換えて、電子ビームを用いることもできる。 In the photolithography method, the light used for exposure can be, for example, i-line (wavelength: 365 nm), g-line (wavelength: 436 nm), h-line (wavelength: 405 nm), or a mixture of these. In addition, ultraviolet rays, KrF laser light, ArF laser light, etc. can also be used. Alternatively, exposure may be performed using immersion exposure technology. Further, as the light used for exposure, extreme ultraviolet (EUV) light or X-rays may be used. Furthermore, an electron beam can be used instead of the light used for exposure.
薄膜のエッチングには、ドライエッチング法、ウェットエッチング法、又はサンドブラスト法等を用いることができる。 A dry etching method, a wet etching method, a sandblasting method, or the like can be used for etching the thin film.
まず、図4(A)に示すように、基板(図示せず)上に絶縁層171を形成する。続いて、絶縁層171上に導電層172、及び導電層179を形成し、導電層172、及び導電層179を覆うように絶縁層171上に絶縁層173を形成する。続いて、絶縁層173上に絶縁層174を形成し、絶縁層174上に絶縁層175を形成する。
First, as shown in FIG. 4A, an insulating
基板としては、少なくとも後の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有する基板を用いることができる。例えばガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、又は有機樹脂基板、シリコン又は炭化シリコン等を材料とした単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウム等の化合物半導体基板、SOI基板等の半導体基板を用いることができる。 As the substrate, a substrate having at least enough heat resistance to withstand subsequent heat treatment can be used. For example, semiconductors such as glass substrates, quartz substrates, sapphire substrates, ceramic substrates, organic resin substrates, single crystal semiconductor substrates made of silicon or silicon carbide, polycrystalline semiconductor substrates, compound semiconductor substrates such as silicon germanium, SOI substrates, etc. A substrate can be used.
続いて、絶縁層175、絶縁層174、及び絶縁層173に、導電層172に達する開口を形成する。続いて、当該開口を埋め込むように、プラグ176を形成する。
Subsequently, openings reaching the
続いて、プラグ176上、及び絶縁層175上に、後に導電層151R、導電層151G、導電層151B、及び導電層151Cとなる導電膜151fを形成する。導電膜151fとして、例えば金属材料を用いることができる。
Subsequently, a
続いて、導電膜151cf上にレジストマスク191を形成する。レジストマスク191は、感光性材料(フォトレジスト)を塗布し、露光及び現像を行うことで形成できる。
Subsequently, a resist
続いて、図4(B)に示すように、例えばレジストマスク191と重ならない領域の導電膜151fを除去する。これにより、導電層151が形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 4B, for example, the
続いて、図4(C)に示すように、レジストマスク191を除去する。レジストマスク191は、例えば、酸素プラズマを用いたアッシングにより除去できる。
Subsequently, as shown in FIG. 4C, the resist
続いて、図4(D)に示すように、導電層151R上、導電層151G上、導電層151B上、導電層151C上、及び絶縁層175上に、後に絶縁層156R、絶縁層156G、絶縁層156B、及び絶縁層156Cとなる絶縁膜156fを形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 4D, an insulating
絶縁膜156fには、酸化絶縁膜、窒化絶縁膜、酸化窒化絶縁膜、又は窒化酸化絶縁膜等の無機絶縁膜、例えば、酸化窒化シリコンを用いることができる。
As the insulating
続いて、図4(E)に示すように、絶縁膜156fを加工することにより、絶縁層156R、絶縁層156G、絶縁層156B、及び絶縁層156Cを形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 4E, the insulating
続いて、図5(A)に示すように、導電層151R上、導電層151G上、導電層151B上、導電層151C上、絶縁層156R上、絶縁層156G上、絶縁層156B上、絶縁層156C上、及び絶縁層175上に、導電膜152fを形成する。導電膜152fとして、例えば導電性酸化物を用いることができる。導電膜152fは積層であってもよい。
Subsequently, as shown in FIG. 5A, the
続いて、図5(B)に示すように、導電膜152fを加工し、導電層152R、導電層152G、導電層152B、及び導電層152Cを形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 5B, the
続いて、図5(C)に示すように、EL膜103Rfを、導電層152R上、導電層152G上、導電層152B上、及び絶縁層175上に形成する。なお、図5(C)に示すように、導電層152C上には、EL膜103Rfを形成していない。
Subsequently, as shown in FIG. 5C, an EL film 103Rf is formed over the
続いて、図5(C)に示すように、犠牲膜158f、マスク膜159Rfを形成する。 Subsequently, as shown in FIG. 5C, a sacrificial film 158f and a mask film 159Rf are formed.
EL膜103Rf上に犠牲膜158Rfを設けることで、表示装置の作製工程中にEL膜103Rfが受けるダメージを低減し、発光デバイスの信頼性を高めることができる。 By providing the sacrificial film 158Rf over the EL film 103Rf, damage to the EL film 103Rf during the manufacturing process of a display device can be reduced, and the reliability of the light-emitting device can be improved.
犠牲膜158Rfには、EL膜103Rfの加工条件に対する耐性の高い膜、具体的には、EL膜103Rfとのエッチングの選択比が大きい膜を用いる。マスク膜159Rfには、犠牲膜158Rfとのエッチングの選択比が大きい膜を用いる。 As the sacrificial film 158Rf, a film having high resistance to the processing conditions of the EL film 103Rf, specifically, a film having a high etching selectivity with respect to the EL film 103Rf is used. For the mask film 159Rf, a film having a high etching selectivity with respect to the sacrificial film 158Rf is used.
また、犠牲膜158Rf及びマスク膜159Rfは、EL膜103Rfの耐熱温度よりも低い温度で形成する。犠牲膜158Rf及びマスク膜159Rfを形成する際の基板温度としては、それぞれ、代表的には、200℃以下、好ましくは150℃以下、より好ましくは120℃以下、より好ましくは100℃以下、さらに好ましくは80℃以下である。 Further, the sacrificial film 158Rf and the mask film 159Rf are formed at a temperature lower than the allowable temperature limit of the EL film 103Rf. The substrate temperature when forming the sacrificial film 158Rf and the mask film 159Rf is typically 200°C or lower, preferably 150°C or lower, more preferably 120°C or lower, more preferably 100°C or lower, and even more preferably is below 80°C.
犠牲膜158Rf及びマスク膜159Rfには、ウェットエッチング法により除去できる膜を用いることが好ましい。 It is preferable to use films that can be removed by wet etching as the sacrificial film 158Rf and the mask film 159Rf.
なお、EL膜103Rf上に接して形成される犠牲膜158Rfは、マスク膜159Rfよりも、EL膜103Rfへのダメージが少ない形成方法を用いて形成されることが好ましい。例えば、スパッタリング法よりも、ALD法又は真空蒸着法が好ましい。 Note that the sacrificial film 158Rf formed in contact with the EL film 103Rf is preferably formed using a formation method that causes less damage to the EL film 103Rf than the mask film 159Rf. For example, ALD method or vacuum evaporation method is preferable to sputtering method.
犠牲膜158Rf及びマスク膜159Rfとしては、それぞれ、例えば、金属膜、合金膜、金属酸化物膜、半導体膜、有機絶縁膜、及び、無機絶縁膜等のうち一種又は複数種を用いることができる。 As the sacrificial film 158Rf and the mask film 159Rf, for example, one or more of a metal film, an alloy film, a metal oxide film, a semiconductor film, an organic insulating film, an inorganic insulating film, etc. can be used.
犠牲膜158Rf及びマスク膜159Rfには、それぞれ、例えば、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、チタン、アルミニウム、イットリウム、ジルコニウム、及びタンタル等の金属材料、又は該金属材料を含む合金材料を用いることができる。特に、アルミニウム又は銀等の低融点材料を用いることが好ましい。犠牲膜158Rf及びマスク膜159Rfの一方又は双方に紫外線を遮蔽することが可能な金属材料を用いることで、EL膜103Rfに紫外線が照射されることを抑制でき、EL膜103Rfの劣化を抑制できるため、好ましい。 The sacrificial film 158Rf and the mask film 159Rf each contain, for example, gold, silver, platinum, magnesium, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, palladium, titanium, aluminum, yttrium, zirconium, tantalum, or the like. A metal material or an alloy material containing the metal material can be used. In particular, it is preferable to use a low melting point material such as aluminum or silver. By using a metal material capable of blocking ultraviolet rays for one or both of the sacrificial film 158Rf and the mask film 159Rf, irradiation of the EL film 103Rf with ultraviolet rays can be suppressed, and deterioration of the EL film 103Rf can be suppressed. ,preferable.
また、犠牲膜158Rf及びマスク膜159Rfには、それぞれ、In-Ga-Zn酸化物、酸化インジウム、In-Zn酸化物、In-Sn酸化物、インジウムチタン酸化物(In-Ti酸化物)、インジウムスズ亜鉛酸化物(In-Sn-Zn酸化物)、インジウムチタン亜鉛酸化物(In-Ti-Zn酸化物)、インジウムガリウムスズ亜鉛酸化物(In-Ga-Sn-Zn酸化物)、シリコンを含むインジウムスズ酸化物等の金属酸化物を用いることができる。 In addition, the sacrificial film 158Rf and the mask film 159Rf contain In-Ga-Zn oxide, indium oxide, In-Zn oxide, In-Sn oxide, indium titanium oxide (In-Ti oxide), and indium titanium oxide, respectively. Contains tin zinc oxide (In-Sn-Zn oxide), indium titanium zinc oxide (In-Ti-Zn oxide), indium gallium tin zinc oxide (In-Ga-Sn-Zn oxide), silicon Metal oxides such as indium tin oxide can be used.
なお、上記金属酸化物においてガリウムに代えて元素M(Mは、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、又はマグネシウムから選ばれた一種又は複数種)を用いてもよい。 In addition, in place of gallium in the above metal oxide, element M (M is aluminum, silicon, boron, yttrium, copper, vanadium, beryllium, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium) , tantalum, tungsten, or magnesium).
犠牲膜158Rf及びマスク膜159Rfとしては、例えば、シリコン又はゲルマニウム等の半導体材料を用いることが、半導体の製造プロセスと親和性が高いため好ましい。又は、上記半導体材料を含む化合物を用いることができる。 As the sacrificial film 158Rf and the mask film 159Rf, it is preferable to use a semiconductor material such as silicon or germanium because it has high affinity with the semiconductor manufacturing process. Alternatively, a compound containing the above semiconductor material can be used.
また、犠牲膜158Rf及びマスク膜159Rfとしては、それぞれ、各種無機絶縁膜を用いることができる。特に、酸化絶縁膜は、窒化絶縁膜に比べてEL膜103Rfとの密着性が高く好ましい。 Moreover, various inorganic insulating films can be used as the sacrificial film 158Rf and the mask film 159Rf, respectively. In particular, an oxide insulating film is preferable because it has higher adhesion to the EL film 103Rf than a nitride insulating film.
続いて、図5(C)に示すように、レジストマスク190Rを形成する。レジストマスク190Rは、感光性材料(フォトレジスト)を塗布し、露光及び現像を行うことで形成できる。
Subsequently, as shown in FIG. 5C, a resist
レジストマスク190Rは、導電層152Rと重なる位置に設ける。レジストマスク190Rは、導電層152Cと重なる位置にも設けることが好ましい。これにより、導電層152Cが表示装置の作製工程中にダメージを受けることを抑制できる。
The resist
続いて、図5(D)に示すように、レジストマスク190Rを用いて、マスク膜159Rfの一部を除去し、マスク層159Rを形成する。マスク層159Rは、導電層152R上と、導電層152C上と、に残存する。その後、レジストマスク190Rを除去する。続いて、マスク層159Rをマスク(ハードマスクともいう)に用いて、犠牲膜158Rfの一部を除去し、犠牲層158Rを形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 5D, a portion of the mask film 159Rf is removed using a resist
ウェットエッチング法を用いることで、ドライエッチング法を用いる場合に比べて、犠牲膜158Rf及びマスク膜159Rfの加工時に、EL膜103Rfに加わるダメージを低減できる。ウェットエッチング法を用いる場合、例えば、現像液、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液(TMAH)、希フッ酸、シュウ酸、リン酸、酢酸、硝酸、又はこれらの混合液体を用いた薬液等を用いることが好ましい。 By using the wet etching method, damage to the EL film 103Rf can be reduced when processing the sacrificial film 158Rf and the mask film 159Rf, compared to the case where the dry etching method is used. When using the wet etching method, for example, a developer, aqueous tetramethylammonium hydroxide solution (TMAH), dilute hydrofluoric acid, oxalic acid, phosphoric acid, acetic acid, nitric acid, or a chemical solution using a mixed liquid thereof may be used. preferable.
また、犠牲膜158Rfの加工においてドライエッチング法を用いる場合は、エッチングガスに酸素を含むガスを用いないことで、EL膜103Rfの劣化を抑制できる。 Furthermore, when dry etching is used to process the sacrificial film 158Rf, deterioration of the EL film 103Rf can be suppressed by not using a gas containing oxygen as the etching gas.
レジストマスク190Rは、レジストマスク191と同様の方法で除去できる。
The resist
続いて、図5(D)に示すように、EL膜103Rfを加工して、EL層103Rを形成する。例えば、マスク層159R及び犠牲層158Rをハードマスクに用いて、EL膜103Rfの一部を除去し、EL層103Rを形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 5(D), the EL film 103Rf is processed to form an
これにより、図5(D)に示すように、導電層152R上に、EL層103R、犠牲層158R、及び、マスク層159Rの積層構造が残存する。また、導電層152G及び導電層152Bは露出する。
As a result, as shown in FIG. 5D, the stacked structure of the
EL膜103Rfの加工は、異方性エッチングにより行うことが好ましい。特に、異方性のドライエッチングが好ましい。又は、ウェットエッチングを用いてもよい。 The EL film 103Rf is preferably processed by anisotropic etching. In particular, anisotropic dry etching is preferred. Alternatively, wet etching may be used.
ドライエッチング法を用いる場合は、エッチングガスに酸素を含むガスを用いないことで、EL膜103Rfの劣化を抑制できる。 When dry etching is used, deterioration of the EL film 103Rf can be suppressed by not using a gas containing oxygen as the etching gas.
また、エッチングガスに酸素を含むガスを用いてもよい。エッチングガスが酸素を含むことで、エッチングの速度を速めることができる。したがって、エッチング速度を十分な速さに維持しつつ、低パワーの条件でエッチングを行うことができる。このため、EL膜103Rfに与えるダメージを抑制できる。さらに、エッチング時に生じる反応生成物の付着等の不具合を抑制できる。 Further, a gas containing oxygen may be used as the etching gas. When the etching gas contains oxygen, the etching speed can be increased. Therefore, etching can be performed under low power conditions while maintaining a sufficient etching rate. Therefore, damage to the EL film 103Rf can be suppressed. Furthermore, problems such as adhesion of reaction products that occur during etching can be suppressed.
ドライエッチング法を用いる場合、例えば、H2、CF4、C4F8、SF6、CHF3、Cl2、H2O、BCl3、又はHe、Ar等の第18族元素のうち、一種以上を含むガスをエッチングガスに用いることが好ましい。又は、これらの一種以上と、酸素を含むガスをエッチングガスに用いることが好ましい。又は、酸素ガスをエッチングガスに用いてもよい。 When using the dry etching method, for example, one of H2 , CF4 , C4F8 , SF6 , CHF3 , Cl2 , H2O , BCl3 , or Group 18 elements such as He, Ar , etc. It is preferable to use a gas containing the above as an etching gas. Alternatively, it is preferable to use a gas containing one or more of these and oxygen as the etching gas. Alternatively, oxygen gas may be used as the etching gas.
続いて、図6(A)に示すように、後にEL層103GとなるEL膜103Gfを形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 6A, an EL film 103Gf that will later become the
EL膜103Gfは、EL膜103Rfの形成に用いることができる方法と同様の方法で形成できる。また、EL膜103Gfは、EL膜103Rfと同様の構成とすることができる。 The EL film 103Gf can be formed by a method similar to the method that can be used to form the EL film 103Rf. Further, the EL film 103Gf can have the same configuration as the EL film 103Rf.
続いて、犠牲膜158Gfとマスク膜159Gfとを順に形成する。その後、レジストマスク190Gを導電層152Gと重なる位置に形成する。犠牲膜158Gf及びマスク膜159Gfの材料及び形成方法は、犠牲膜158Rf及びマスク膜159Rfに適用できる条件と同様である。レジストマスク190Gの材料及び形成方法は、レジストマスク190Rに適用できる条件と同様である。
Subsequently, a sacrificial film 158Gf and a mask film 159Gf are formed in this order. After that, a resist
続いて、図6(B)に示すように、レジストマスク190Gを用いて、マスク膜159Gfの一部を除去し、マスク層159Gを形成する。マスク層159Gは、導電層152G上に残存する。その後、レジストマスク190Gを除去する。続いて、マスク層159Gをマスクに用いて、犠牲膜158Gfの一部を除去し、犠牲層158Gを形成する。続いて、EL膜103Gfを加工して、EL層103Gを形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 6B, a portion of the mask film 159Gf is removed using a resist
続いて、図6(C)に示すように、EL膜103Bfを形成する。EL膜103Bfは、EL膜103Rfの形成に用いることができる方法と同様の方法で形成できる。また、EL膜103Bfは、EL膜103Rfと同様の構成とすることができる。 Subsequently, as shown in FIG. 6C, an EL film 103Bf is formed. The EL film 103Bf can be formed by a method similar to the method that can be used to form the EL film 103Rf. Furthermore, the EL film 103Bf can have the same configuration as the EL film 103Rf.
続いて、図6(C)に示すように、犠牲膜158Bfとマスク膜159Bfとを順に形成する。その後、レジストマスク190Bを導電層152Bと重なる位置に形成する。犠牲膜158Bf及びマスク膜159Bfの材料及び形成方法は、犠牲膜158Rf及びマスク膜159Rfに適用できる条件と同様である。レジストマスク190Bの材料及び形成方法は、レジストマスク190Rに適用できる条件と同様である。
Subsequently, as shown in FIG. 6C, a sacrificial film 158Bf and a mask film 159Bf are sequentially formed. After that, a resist
続いて、図6(D)に示すように、レジストマスク190Bを用いて、マスク膜159Bfの一部を除去し、マスク層159Bを形成する。マスク層159Bは、導電層152B上に残存する。その後、レジストマスク190Bを除去する。続いて、マスク層159Bをマスクに用いて、犠牲膜158Bfの一部を除去し、犠牲層158Bを形成する。続いて、EL膜103Bfを加工して、EL層103Bを形成する。例えば、マスク層159B及び犠牲層158Bをハードマスクに用いて、EL膜103Bfの一部を除去し、EL層103Bを形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 6D, a portion of the mask film 159Bf is removed using a resist
これにより、導電層152B上に、EL層103B、犠牲層158B、及び、マスク層159Bの積層構造が残存する。また、マスク層159R、及びマスク層159Gは露出する。
As a result, the laminated structure of the
なお、EL層103R、EL層103G、EL層103Bの側面は、それぞれ、被形成面に対して垂直又は概略垂直であることが好ましい。例えば、被形成面と、これらの側面との成す角度を、60度以上90度以下とすることが好ましい。
Note that the side surfaces of the
上記のように、フォトリソグラフィ法を用いて形成したEL層103R、EL層103G、及びEL層103Bのうち隣接する2つの間の距離は、8μm以下、5μm以下、3μm以下、2μm以下、又は、1μm以下にまで狭めることができる。ここで、当該距離とは、例えば、EL層103R、EL層103G、及びEL層103Bのうち、隣接する2つの対向する端部の間の距離で規定できる。このように、島状の有機化合物層の間の距離を狭めることで、高い精細度と、大きな開口率を有する表示装置を提供できる。また、隣り合う発光デバイス間における第1の電極同士の距離も、狭めることができ、例えば10μm以下、8μm以下、5μm以下、3μm以下、2μm以下とすることができる。なお、隣り合う発光デバイス間における第1の電極同士の距離は2μm以上5μm以下であることが好ましい。
As described above, the distance between two adjacent EL layers 103R, 103G, and 103B formed using the photolithography method is 8 μm or less, 5 μm or less, 3 μm or less, 2 μm or less, or It can be narrowed down to 1 μm or less. Here, the distance can be defined as, for example, the distance between two adjacent opposing ends of the
続いて、図7(A)に示すように、マスク層159R、マスク層159G、及びマスク層159Bを除去することが好ましい。
Subsequently, as shown in FIG. 7A, the
マスク層の除去工程には、マスク層の加工工程と同様の方法を用いることができる。特に、ウェットエッチング法を用いることで、ドライエッチング法を用いる場合に比べて、マスク層を除去する際に、EL層103に加わるダメージを低減できる。
For the mask layer removal step, a method similar to the mask layer processing step can be used. In particular, by using the wet etching method, damage to the
また、マスク層を、水又はアルコール等の溶媒に溶解させることで除去してもよい。アルコールとしては、エチルアルコール、メチルアルコール、イソプロピルアルコール(IPA)、又はグリセリン等が挙げられる。 Alternatively, the mask layer may be removed by dissolving it in a solvent such as water or alcohol. Examples of the alcohol include ethyl alcohol, methyl alcohol, isopropyl alcohol (IPA), and glycerin.
マスク層を除去した後に、表面に吸着する水を除去するため、乾燥処理を行ってもよい。例えば、不活性ガス雰囲気又は減圧雰囲気下における加熱処理を行うことができる。加熱処理は、基板温度として50℃以上200℃以下、好ましくは60℃以上150℃以下、より好ましくは70℃以上120℃以下の温度で行うことができる。減圧雰囲気とすることで、より低温で乾燥が可能であるため好ましい。 After removing the mask layer, a drying process may be performed to remove water adsorbed on the surface. For example, heat treatment can be performed under an inert gas atmosphere or a reduced pressure atmosphere. The heat treatment can be performed at a substrate temperature of 50°C or higher and 200°C or lower, preferably 60°C or higher and 150°C or lower, and more preferably 70°C or higher and 120°C or lower. A reduced pressure atmosphere is preferable because drying can be performed at a lower temperature.
続いて、図7(B)に示すように、無機絶縁膜125fを形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 7(B), an inorganic
続いて、図7(C)に示すように、無機絶縁膜125f上に、後に絶縁層127となる絶縁膜127fを形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 7C, an insulating
無機絶縁膜125f及び絶縁膜127fを形成する際の基板温度としては、それぞれ、60℃以上、80℃以上、100℃以上、又は、120℃以上、かつ、200℃以下、180℃以下、160℃以下、150℃以下、又は140℃以下であることが好ましい。
The substrate temperature when forming the inorganic
無機絶縁膜125fとしては、上記の基板温度の範囲で、3nm以上、5nm以上、又は、10nm以上、かつ、200nm以下、150nm以下、100nm以下、又は、50nm以下の厚さの絶縁膜を形成することが好ましい。
As the inorganic
無機絶縁膜125fは、例えば、ALD法を用いて形成することが好ましい。ALD法を用いることで、成膜ダメージを小さくすることができ、また、被覆性の高い膜を成膜可能なため好ましい。無機絶縁膜125fとしては、例えば、ALD法を用いて、酸化アルミニウム膜を形成することが好ましい。
The inorganic
絶縁膜127fは、前述の湿式の成膜方法を用いて形成することが好ましい。絶縁膜127fは、例えば、スピンコートにより、感光性材料を用いて形成することが好ましく、より具体的には、アクリル樹脂を含む感光性の樹脂組成物を用いて形成することが好ましい。
The insulating
続いて、露光を行って、絶縁膜127fの一部に、可視光線又は紫外線を感光させる。絶縁層127は、導電層152R、導電層152G、及び導電層152Bのいずれか2つに挟まれる領域、及び、導電層152Cの周囲に形成される。
Subsequently, exposure is performed to expose a portion of the insulating
絶縁膜127fへの露光領域によって、後に形成する絶縁層127の幅を制御できる。本実施の形態では、絶縁層127が導電層151の上面と重なる部分を有するように加工する。
The width of the insulating
露光に用いる光は、i線(波長365nm)を含むことが好ましい。また、露光に用いる光は、g線(波長436nm)、及びh線(波長405nm)の少なくとも一方を含んでいてもよい。 The light used for exposure preferably includes i-line (wavelength: 365 nm). Further, the light used for exposure may include at least one of the g-line (wavelength: 436 nm) and the h-line (wavelength: 405 nm).
続いて、図8(A)に示すように、現像を行って、絶縁膜127fの露光させた領域を除去し、絶縁層127aを形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 8A, development is performed to remove the exposed region of the insulating
続いて、図8(B)に示すように、絶縁層127aをマスクとして、エッチング処理を行って、無機絶縁膜125fの一部を除去し、犠牲層158R、犠牲層158G、及び犠牲層158Bの一部の膜厚を薄くする。これにより、絶縁層127aの下に、無機絶縁層125が形成される。また、犠牲層158R、犠牲層158G、及び犠牲層158Bの膜厚が薄い部分の表面が露出する。なお、以下では、絶縁層127aをマスクに用いたエッチング処理を、第1のエッチング処理ということがある。
Subsequently, as shown in FIG. 8B, etching is performed using the insulating
第1のエッチング処理は、ドライエッチング又はウェットエッチングによって行うことができる。なお、無機絶縁膜125fを、犠牲層158R、犠牲層158G、及び犠牲層158Bと同様の材料を用いて成膜していた場合、第1のエッチング処理を一括で行うことができるため、好ましい。
The first etching process can be performed by dry etching or wet etching. Note that it is preferable that the inorganic
ドライエッチングを行う場合、塩素系のガスを用いることが好ましい。塩素系ガスとしては、Cl2、BCl3、SiCl4、及びCCl4等を、単独又は2以上のガスを混合して用いることができる。また、上記塩素系ガスに、酸素ガス、水素ガス、ヘリウムガス、及びアルゴンガス等を、単独又は2以上のガスを混合して、適宜添加できる。ドライエッチングを用いることにより、犠牲層158R、犠牲層158G、及び犠牲層158Bの膜厚が薄い領域を、良好な面内均一性で形成できる。
When performing dry etching, it is preferable to use a chlorine-based gas. As the chlorine-based gas, Cl 2 , BCl 3 , SiCl 4 , CCl 4 , etc. can be used alone or in a mixture of two or more gases. Furthermore, oxygen gas, hydrogen gas, helium gas, argon gas, and the like can be appropriately added to the chlorine-based gas alone or in a mixture of two or more gases. By using dry etching, thin regions of the
ドライエッチング装置としては、高密度プラズマ源を有するドライエッチング装置を用いることができる。高密度プラズマ源を有するドライエッチング装置は、例えば、誘導結合型プラズマ(ICP:Inductively Coupled Plasma)エッチング装置を用いることができる。又は、平行平板型電極を有する容量結合型プラズマ(CCP:Capacitively Coupled Plasma)エッチング装置を用いることができる。 As the dry etching apparatus, a dry etching apparatus having a high-density plasma source can be used. As the dry etching apparatus having a high-density plasma source, for example, an inductively coupled plasma (ICP) etching apparatus can be used. Alternatively, a capacitively coupled plasma (CCP) etching apparatus having parallel plate electrodes can be used.
また、第1のエッチング処理をウェットエッチングで行うことが好ましい。ウェットエッチング法を用いることで、ドライエッチング法を用いる場合に比べて、EL層103R、EL層103G、及びEL層103Bに加わるダメージを低減できる。例えば、ウェットエッチングは、アルカリ溶液または酸溶液を用いて行うことができる。
Further, it is preferable that the first etching process is performed by wet etching. By using the wet etching method, damage to the
第1のエッチング処理では、犠牲層158R、犠牲層158G、及び犠牲層158Bを完全に除去せず、膜厚が薄くなった状態でエッチング処理を停止することが好ましい。このように、EL層103R、EL層103G、及びEL層103B上に、対応する犠牲層158R、犠牲層158G、及び犠牲層158Bを残存させておくことで、後の工程の処理で、EL層103R、EL層103G、及びEL層103Bが損傷することを防ぐことができる。
In the first etching process, it is preferable that the
続いて、基板全体に露光を行い、可視光線又は紫外線を絶縁層127aに照射することが好ましい。当該露光のエネルギー密度は、0mJ/cm2より大きく、800mJ/cm2以下とすることが好ましく、0mJ/cm2より大きく、500mJ/cm2以下とすることがより好ましい。現像後にこのような露光を行うことで、絶縁層127aの透明度を向上させることができる場合がある。また、後の工程における、絶縁層127aをテーパ形状に変形させる加熱処理に必要とされる基板温度を低下させることができる場合がある。
Subsequently, it is preferable that the entire substrate is exposed to light and the insulating
ここで、犠牲層158R、犠牲層158G、及び犠牲層158Bとして、酸素に対するバリア絶縁層(例えば、酸化アルミニウム膜等)が存在することで、EL層103R、EL層103G、及びEL層103Bに酸素が拡散することを低減できる。
Here, the presence of a barrier insulating layer against oxygen (for example, an aluminum oxide film, etc.) as the
続いて、加熱処理(ポストベークともいう)を行う。加熱処理を行うことで、絶縁層127aを、側面にテーパ形状を有する絶縁層127に変形させることができる(図8(C))。当該加熱処理は、有機化合物層の耐熱温度よりも低い温度で行う。加熱処理は、基板温度として50℃以上200℃以下、好ましくは60℃以上150℃以下、より好ましくは70℃以上130℃以下の温度で行うことができる。加熱雰囲気は、大気雰囲気であってもよく、不活性ガス雰囲気であってもよい。また、加熱雰囲気は、大気圧雰囲気であってもよく、減圧雰囲気であってもよい。これにより、絶縁層127と無機絶縁層125との密着性を向上させ、絶縁層127の耐食性も向上させることができる。
Subsequently, heat treatment (also referred to as post-bake) is performed. By performing the heat treatment, the insulating
第1のエッチング処理にて、犠牲層158R、犠牲層158G、及び犠牲層158Bを完全に除去せず、膜厚が薄くなった状態の犠牲層158R、犠牲層158G、及び犠牲層158Bを残存させておくことで、当該加熱処理において、EL層103R、EL層103G、及びEL層103Bがダメージを受けて劣化することを防ぐことができる。したがって、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
In the first etching process, the
続いて、図9(A)に示すように、絶縁層127をマスクとして、エッチング処理を行って、犠牲層158R、犠牲層158G、及び犠牲層158Bの一部を除去する。これにより、犠牲層158R、犠牲層158G、及び犠牲層158Bそれぞれに開口が形成され、EL層103R、EL層103G、EL層103B、及び導電層152Cの上面が露出する。なお、以下では、このエッチング処理を、第2のエッチング処理ということがある。
Subsequently, as shown in FIG. 9A, etching is performed using the insulating
無機絶縁層125の端部は絶縁層127で覆われている。また、図9(A)では、犠牲層158Gの端部の一部(具体的には、第1のエッチング処理により形成されたテーパ形状の部分)を絶縁層127が覆い、第2のエッチング処理により形成されたテーパ形状の部分は露出している例を示す。
The ends of the inorganic insulating
第2のエッチング処理はウェットエッチングで行う。ウェットエッチング法を用いることで、ドライエッチング法を用いる場合に比べて、EL層103R、EL層103G、及びEL層103Bに加わるダメージを低減できる。ウェットエッチングは、例えばアルカリ溶液または酸性溶液を用いて行うことができる。
The second etching process is performed by wet etching. By using the wet etching method, damage to the
続いて、図9(B)に示すように、EL層103R上、EL層103G上、EL層103B上、導電層152C上、及び絶縁層127上に共通電極155を形成する。共通電極155は、スパッタリング法、又は真空蒸着法等の方法で形成できる。
Subsequently, as shown in FIG. 9B, a
続いて、図9(C)に示すように、共通電極155上に保護層131を形成する。保護層131は、真空蒸着法、スパッタリング法、CVD法、又はALD法等の方法で形成できる。
Subsequently, as shown in FIG. 9C, a
続いて、樹脂層122を用いて、保護層131上に、基板120を貼り合わせることで、表示装置を作製できる。前述のように、本発明の一態様の表示装置の作製方法では、導電層151の側面と重なる領域を有するように絶縁層156を設け、且つ導電層151及び絶縁層156を覆うように導電層152を形成する。これにより、表示装置の歩留まりを高め、また不良の発生を抑制できる。
Subsequently, a display device can be manufactured by bonding the
以上のように、本実施の形態における表示装置の作製方法では、島状のEL層103R、島状のEL層103G、及びEL層103Bは、ファインメタルマスクを用いて形成されるのではなく、膜を一面に成膜した後にフォトリソグラフィ法により加工することで形成されるため、島状の層を均一の厚さで形成できる。また、高精細な表示装置又は高開口率の表示装置を実現できる。また、精細度又は開口率が高く、副画素間の距離が極めて短くても、隣接する副画素において、EL層103R、EL層103G、及び、EL層103Bが互いに接することを抑制できる。したがって、副画素間にリーク電流が発生することを抑制できる。これにより、クロストークを防ぐことができ、コントラストの極めて高い表示装置を実現できる。また、フォトリソグラフィ法を用いて作製されたタンデム型の発光デバイスを有する表示装置であっても、良好な特性の表示装置を提供することができる。
As described above, in the method for manufacturing a display device in this embodiment, the island-shaped
(実施の形態4)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について説明する。
(Embodiment 4)
In this embodiment, a display device that is one embodiment of the present invention will be described.
本実施の形態の表示装置は、高精細な表示装置とすることができる。したがって、本実施の形態の表示装置は、例えば、腕時計型、及び、ブレスレット型等の情報端末機(ウェアラブル機器)の表示部、並びに、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)等のVR向け機器、及び、メガネ型のAR向け機器等の頭部に装着可能なウェアラブル機器の表示部に用いることができる。 The display device of this embodiment can be a high-definition display device. Therefore, the display device of this embodiment can be used, for example, in the display section of information terminals (wearable devices) such as wristwatch-type and bracelet-type devices, VR devices such as head-mounted displays (HMD), and glasses. It can be used in the display section of wearable devices that can be worn on the head, such as AR devices.
また、本実施の形態の表示装置は、高解像度な表示装置又は大型な表示装置とすることができる。したがって、本実施の形態の表示装置は、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型もしくはノート型のパーソナルコンピュータ、コンピュータ用等のモニタ、デジタルサイネージ、及び、パチンコ機等の大型ゲーム機等の比較的大きな画面を備える電子機器の他、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、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、及び、音響再生装置の表示部に用いることができる。 Further, the display device of this embodiment can be a high-resolution display device or a large-sized display device. Therefore, the display device of this embodiment can be used for, for example, relatively large screens such as television devices, desktop or notebook personal computers, computer monitors, digital signage, and large game machines such as pachinko machines. In addition to electronic devices including electronic devices, the present invention can be used in display units of digital cameras, digital video cameras, digital photo frames, mobile phones, portable game machines, personal digital assistants, and sound reproduction devices.
[表示モジュール]
図10(A)に、表示モジュール280の斜視図を示す。表示モジュール280は、表示装置100Aと、FPC290と、を有する。なお、表示モジュール280が有する表示装置は表示装置100Aに限られず、後述する表示装置100B乃至表示装置100Eのいずれかであってもよい。
[Display module]
FIG. 10(A) shows a perspective view of the
表示モジュール280は、基板291及び基板292を有する。表示モジュール280は、表示部281を有する。表示部281は、表示モジュール280における画像を表示する領域であり、後述する画素部284に設けられる各画素からの光を視認できる領域である。
図10(B)に、基板291側の構成を模式的に示した斜視図を示している。基板291上には、回路部282と、回路部282上の画素回路部283と、画素回路部283上の画素部284と、が積層されている。また、基板291上の画素部284と重ならない部分に、FPC290と接続するための端子部285が設けられている。端子部285と回路部282とは、複数の配線により構成される配線部286により電気的に接続されている。
FIG. 10B is a perspective view schematically showing the structure of the
画素部284は、周期的に配列した複数の画素284aを有する。図10(B)の右側に、1つの画素284aの拡大図を示している。画素284aには、先の実施の形態で説明した各種構成を適用できる。
The
画素回路部283は、周期的に配列した複数の画素回路283aを有する。
The
1つの画素回路283aは、1つの画素284aが有する複数の素子の駆動を制御する回路である。
One
回路部282は、画素回路部283の各画素回路283aを駆動する回路を有する。例えば、ゲート線駆動回路、及び、ソース線駆動回路の一方又は双方を有することが好ましい。このほか、演算回路、メモリ回路、及び電源回路等の少なくとも一つを有していてもよい。
The
FPC290は、外部から回路部282にビデオ信号又は電源電位等を供給するための配線として機能する。また、FPC290上にICが実装されていてもよい。
The
表示モジュール280は、画素部284の下側に画素回路部283及び回路部282の一方又は双方が積層された構成とすることができるため、表示部281の開口率(有効表示面積比)を極めて高くすることができる。
Since the
このような表示モジュール280は、極めて高精細であることから、HMD等のVR向け機器又はメガネ型のAR向け機器に好適に用いることができる。例えば、レンズを通して表示モジュール280の表示部を視認する構成の場合であっても、表示モジュール280は極めて高精細な表示部281を有するためにレンズで表示部を拡大しても画素が視認されず、没入感の高い表示を行うことができる。また、表示モジュール280はこれに限られず、比較的小型の表示部を有する電子機器に好適に用いることができる。
Since such a
[表示装置100A]
図11(A)に示す表示装置100Aは、基板301、発光デバイス130R、発光デバイス130G、発光デバイス130B、容量240、及び、トランジスタ310を有する。
[
The
基板301は、図10(A)及び図10(B)における基板291に相当する。トランジスタ310は、基板301にチャネル形成領域を有するトランジスタである。基板301としては、例えば単結晶シリコン基板等の半導体基板を用いることができる。トランジスタ310は、基板301の一部、導電層311、低抵抗領域312、絶縁層313、及び、絶縁層314を有する。導電層311は、ゲート電極として機能する。絶縁層313は、基板301と導電層311の間に位置し、ゲート絶縁層として機能する。低抵抗領域312は、基板301に不純物がドープされた領域であり、ソース又はドレインとして機能する。絶縁層314は、導電層311の側面を覆って設けられる。
The
また、基板301に埋め込まれるように、隣接する2つのトランジスタ310の間に素子分離層315が設けられている。
Furthermore, an
また、トランジスタ310を覆って絶縁層261が設けられ、絶縁層261上に容量240が設けられている。
Further, an insulating
容量240は、導電層241と、導電層245と、これらの間に位置する絶縁層243を有する。導電層241は、容量240の一方の電極として機能し、導電層245は、容量240の他方の電極として機能し、絶縁層243は、容量240の誘電体として機能する。
導電層241は絶縁層261上に設けられ、絶縁層254に埋め込まれている。導電層241は、絶縁層261に埋め込まれたプラグ271によってトランジスタ310のソース又はドレインの一方と電気的に接続されている。絶縁層243は導電層241を覆って設けられる。導電層245は、絶縁層243を介して導電層241と重なる領域に設けられている。
The
容量240を覆って、絶縁層255が設けられ、絶縁層255上に絶縁層174が設けられ、絶縁層174上に絶縁層175が設けられている。絶縁層175上に発光デバイス130R、発光デバイス130G、及び、発光デバイス130Bが設けられている。隣り合う発光デバイスの間の領域には、絶縁物が設けられる。
An insulating
導電層151Rの側面と重なる領域を有するように絶縁層156Rが設けられ、導電層151Gの側面と重なる領域を有するように絶縁層156Gが設けられ、導電層151Bの側面と重なる領域を有するように絶縁層156Bが設けられる。また、導電層151R及び絶縁層156Rを覆うように導電層152Rが設けられ、導電層151G及び絶縁層156Gを覆うように導電層152Gが設けられ、導電層151B及び絶縁層156Bを覆うように導電層152Bが設けられる。EL層103R上には、犠牲層158Rが位置し、EL層103G上には、犠牲層158Gが位置し、EL層103B上には、犠牲層158Bが位置する。
An insulating
導電層151R、導電層151G、及び導電層151Bは、絶縁層243、絶縁層255、絶縁層174、及び絶縁層175に埋め込まれたプラグ256、絶縁層254に埋め込まれた導電層241、及び、絶縁層261に埋め込まれたプラグ271によってトランジスタ310のソース又はドレインの一方と電気的に接続されている。プラグには各種導電材料を用いることができる。
The
また、発光デバイス130R、発光デバイス130G、及び、発光デバイス130B上には保護層131が設けられている。保護層131上には、樹脂層122によって基板120が貼り合わされている。発光デバイス130から基板120までの構成要素についての詳細は、実施の形態2を参照できる。基板120は、図10(A)における基板292に相当する。
Further, a
図11(B)は、図11(A)に示す表示装置100Aの変形例である。図11(B)に示す表示装置は、着色層132R、着色層132G、及び着色層132Bを有し、発光デバイス130が着色層132R、着色層132G、及び着色層132Bのうち一つと重なる領域を有する。図11(B)に示す表示装置において、発光デバイス130は、例えば白色光を発することができる。また、例えば着色層132Rは赤色の光を透過し、着色層132Gは緑色の光を透過し、着色層132Bは青色の光を透過できる。
FIG. 11(B) is a modification of the
[表示装置100B]
図12に、表示装置100Bの斜視図を示し、図13に、表示装置100Bの断面図を示す。
[
FIG. 12 shows a perspective view of the
表示装置100Bは、基板352と基板351とが貼り合わされた構成を有する。図12では、基板352を破線で示している。
The
表示装置100Bは、画素部177、接続部140、回路356、及び配線355等を有する。図12では表示装置100BにIC354及びFPC353が実装されている例を示している。このため、図12に示す構成は、表示装置100Bと、IC(集積回路)と、FPCと、を有する表示モジュールということもできる。ここで、表示装置の基板に、FPC等のコネクタが取り付けられたもの、又は当該基板にICが実装されたものを、表示モジュールと呼ぶ。
The
接続部140は、画素部177の外側に設けられる。接続部140は、単数であっても複数であってもよい。接続部140は、発光デバイスの共通電極と、導電層とが電気的に接続されており、共通電極に電位を供給できる。
The
回路356としては、例えば走査線駆動回路を用いることができる。
As the
配線355は、画素部177及び回路356に信号及び電力を供給する機能を有する。当該信号及び電力は、FPC353を介して外部から、又はIC354から配線355に入力される。
The
図12では、COG(Chip On Glass)方式又はCOF(Chip On Film)方式等により、基板351にIC354が設けられている例を示す。IC354は、例えば走査線駆動回路又は信号線駆動回路等を有するICを適用できる。なお、表示装置100B及び表示モジュールは、ICを設けない構成としてもよい。また、ICを、例えばCOF方式により、FPCに実装してもよい。
FIG. 12 shows an example in which an
図13に、表示装置100Bの、FPC353を含む領域の一部、回路356の一部、画素部177の一部、接続部140の一部、及び、端部を含む領域の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。
In FIG. 13, a part of the area including the
[表示装置100C]
図13に示す表示装置100Cは、基板351と基板352の間に、トランジスタ201、トランジスタ205、赤色の光を発する発光デバイス130R、緑色の光を発する発光デバイス130G、及び、青色の光を発する発光デバイス130B等を有する。
[
A
発光デバイス130R、発光デバイス130G、及び発光デバイス130Bの詳細は実施の形態1を参照できる。
発光デバイス130Rは、導電層224Rと、導電層224R上の導電層151Rと、導電層151R上の導電層152Rと、を有する。発光デバイス130Gは、導電層224Gと、導電層224G上の導電層151Gと、導電層151G上の導電層152Gと、を有する。発光デバイス130Bは、導電層224Bと、導電層224B上の導電層151Bと、導電層151B上の導電層152Bと、を有する。
The
導電層224Rは、絶縁層214に設けられた開口を介して、トランジスタ205が有する導電層222bと接続されている。導電層224Rの端部よりも外側に導電層151Rの端部が位置している。導電層151Rの側面と接する領域を有するように絶縁層156Rが設けられ、導電層151R及び絶縁層156Rを覆うように導電層152Rが設けられる。
The
発光デバイス130Gにおける導電層224G、導電層151G、導電層152G、絶縁層156G、及び発光デバイス130Bにおける導電層224B、導電層151B、導電層152B、絶縁層156Bについては、発光デバイス130Rにおける導電層224R、導電層151R、導電層152R、絶縁層156Rと同様であるため詳細な説明は省略する。
Regarding the
導電層224R、導電層224G、及び導電層224Bには、絶縁層214に設けられた開口を覆うように凹部が形成される。当該凹部には、層128が埋め込まれている。
Recesses are formed in the
層128は、導電層224R、導電層224G、及び導電層224Bの凹部を平坦化する機能を有する。導電層224R、導電層224G、導電層224B及び層128上には、導電層224R、導電層224G、及び導電層224Bと電気的に接続される導電層151R、導電層151G、及び導電層151Bが設けられている。したがって、導電層224R、導電層224G、及び導電層224Bの凹部と重なる領域も発光領域として使用でき、画素の開口率を高めることができる。
The
層128は、絶縁層であってもよく、導電層であってもよい。層128には、各種無機絶縁材料、有機絶縁材料、及び導電材料を適宜用いることができる。特に、層128は、絶縁材料を用いて形成されることが好ましく、有機絶縁材料を用いて形成されることが特に好ましい。層128には、例えば前述の絶縁層127に用いることができる有機絶縁材料を適用できる。
発光デバイス130R、発光デバイス130G、及び発光デバイス130B上には保護層131が設けられている。保護層131と基板352は接着層142を介して接着されている。基板352には、遮光層157が設けられている。発光デバイス130の封止には、固体封止構造又は中空封止構造等が適用できる。図13では、基板352と基板351との間の空間が、接着層142で充填されており、固体封止構造が適用されている。又は、当該空間を不活性ガス(窒素又はアルゴン等)で充填し、中空封止構造を適用してもよい。このとき、接着層142は、発光デバイスと重ならないように設けられていてもよい。また、当該空間を、枠状に設けられた接着層142とは異なる樹脂で充填してもよい。
A
図13では、接続部140が、導電層224R、導電層224G、及び導電層224Bと同一の導電膜を加工して得られた導電層224Cと、導電層151R、導電層151G、及び導電層151Bと同一の導電膜を加工して得られた導電層151Cと、導電層152R、導電層152G、及び導電層152Bと同一の導電膜を加工して得られた導電層152Cと、を有する例を示している。また、図13では、導電層151Cの側面と重なる領域を有するように絶縁層156Cが設けられる例を示している。
In FIG. 13, the
表示装置100Bは、トップエミッション型である。発光デバイスが発する光は、基板352側に射出される。基板352には、可視光に対する透過性が高い材料を用いることが好ましい。画素電極は可視光を反射する材料を含み、対向電極(共通電極155)は可視光を透過する材料を含む。
The
基板351上には、絶縁層211、絶縁層213、絶縁層215、及び絶縁層214がこの順で設けられている。絶縁層211は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層213は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層215は、トランジスタを覆って設けられる。絶縁層214は、トランジスタを覆って設けられ、平坦化層としての機能を有する。なお、ゲート絶縁層の数及びトランジスタを覆う絶縁層の数は限定されず、それぞれ単層であっても2層以上であってもよい。
On the
絶縁層211、絶縁層213、及び絶縁層215としては、それぞれ、無機絶縁膜を用いることが好ましい。
It is preferable to use an inorganic insulating film as each of the insulating
平坦化層として機能する絶縁層214には、有機絶縁層が好適である。
An organic insulating layer is suitable for the insulating
トランジスタ201及びトランジスタ205は、ゲートとして機能する導電層221、ゲート絶縁層として機能する絶縁層211、ソース及びドレインとして機能する導電層222a及び導電層222b、半導体層231、ゲート絶縁層として機能する絶縁層213、並びに、ゲートとして機能する導電層223を有する。
The
基板351の、基板352が重ならない領域には、接続部204が設けられている。接続部204では、配線355が導電層166及び接続層242を介してFPC353と電気的に接続されている。導電層166は、導電層224R、導電層224G、及び導電層224Bと同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、導電層151R、導電層151G、及び導電層151Bと同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、導電層152R、導電層152G、及び導電層152Bと同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、の積層構造である例を示す。接続部204の上面では、導電層166が露出している。これにより、接続部204とFPC353とを接続層242を介して電気的に接続できる。
A connecting
基板352の基板351側の面には、遮光層157を設けることが好ましい。遮光層157は、隣り合う発光デバイスの間、接続部140、及び、回路356等に設けることができる。また、基板352の外側には各種光学部材を配置できる。
It is preferable to provide a
基板351及び基板352としては、それぞれ、基板120に用いることができる材料を適用できる。
Materials that can be used for the
接着層142としては、樹脂層122に用いることができる材料を適用できる。
As the
接続層242としては、異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)、又は異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic Conductive Paste)等を用いることができる。
As the
[表示装置100D]
図14に示す表示装置100Dは、ボトムエミッション型の表示装置である点で、図13に示す表示装置100Aと主に相違する。
[
The
発光デバイスが発する光は、基板351側に射出される。基板351には、可視光に対する透過性が高い材料を用いることが好ましい。一方、基板352に用いる材料の透光性は問わない。
Light emitted by the light emitting device is emitted toward the
基板351とトランジスタ201との間、基板351とトランジスタ205との間には、遮光層317を形成することが好ましい。図14では、基板351上に遮光層317が設けられ、遮光層317上に絶縁層153が設けられ、絶縁層153上にトランジスタ201、205などが設けられている例を示す。
A
発光デバイス130Rは、導電層112Rと、導電層112R上の導電層126Rと、導電層126R上の導電層129Rと、を有する。
The
発光デバイス130Bは、導電層112Bと、導電層112B上の導電層126Bと、導電層126B上の導電層129Bと、を有する。
導電層112R、112B、126R、126B、129R、129Bには、それぞれ、可視光に対する透過性が高い材料を用いる。第2の電極102には可視光を反射する材料を用いることが好ましい。
The
なお、図14では、発光デバイス130Gを図示していないが、発光デバイス130Gも設けられている。
Although the
また、図14などでは、層128の上面が平坦部を有する例を示すが、層128の形状は、特に限定されない。
Further, although FIG. 14 and the like show an example in which the upper surface of the
[表示装置100E]
図15に示す表示装置100Eは、図13に示す表示装置100Bの変形例であり、着色層132R、着色層132G、及び着色層132Bを有する点で、表示装置100Bと主に相違する。
[
The
表示装置100Eにおいて、発光デバイス130は、着色層132R、着色層132G、及び着色層132Bのうち一つと重なる領域を有する。着色層132R、着色層132G、及び着色層132Bは、基板352の基板351側の面に設けることができる。着色層132Rの端部、着色層132Gの端部、及び着色層132Bの端部は、遮光層157と重ねることができる。
In the
表示装置100Eにおいて、発光デバイス130は、例えば白色光を発することができる。また、例えば着色層132Rは赤色の光を透過し、着色層132Gは緑色の光を透過し、着色層132Bは青色の光を透過できる。なお、表示装置100Eは、保護層131と接着層142の間に着色層132R、着色層132G、及び着色層132Bを設ける構成としてもよい。
In the
本実施の形態は、他の実施の形態、又は実施例と適宜組み合わせることができる。また、本明細書において、1つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、構成例を適宜組み合わせることが可能である。 This embodiment mode can be combined with other embodiment modes or examples as appropriate. Further, in this specification, when a plurality of configuration examples are shown in one embodiment, the configuration examples can be combined as appropriate.
(実施の形態5)
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器について説明する。
(Embodiment 5)
In this embodiment, an electronic device that is one embodiment of the present invention will be described.
本実施の形態の電子機器は、表示部に本発明の一態様の表示装置を有する。本発明の一態様の表示装置は消費電力が低く、信頼性が高い。したがって、様々な電子機器の表示部に用いることができる。 The electronic device of this embodiment includes the display device of one embodiment of the present invention in the display portion. The display device of one embodiment of the present invention has low power consumption and high reliability. Therefore, it can be used in display units of various electronic devices.
電子機器としては、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型もしくはノート型のパーソナルコンピュータ、コンピュータ用等のモニタ、デジタルサイネージ、パチンコ機等の大型ゲーム機等の比較的大きな画面を備える電子機器の他、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、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、等が挙げられる。 Examples of electronic devices include television devices, desktop or notebook personal computers, computer monitors, digital signage, large game machines such as pachinko machines, and other electronic devices with relatively large screens, as well as digital devices. Examples include cameras, digital video cameras, digital photo frames, mobile phones, portable game machines, personal digital assistants, sound reproduction devices, and the like.
図16(A)乃至図16(D)を用いて、頭部に装着可能なウェアラブル機器の一例を説明する。 An example of a wearable device that can be worn on the head will be described with reference to FIGS. 16(A) to 16(D).
図16(A)に示す電子機器700A、及び、図16(B)に示す電子機器700Bは、それぞれ、一対の表示パネル751と、一対の筐体721と、通信部(図示しない)と、一対の装着部723と、制御部(図示しない)と、撮像部(図示しない)と、一対の光学部材753と、フレーム757と、一対の鼻パッド758と、を有する。
The
表示パネル751には、本発明の一態様の表示装置を適用できる。したがって信頼性が高い電子機器とすることができる。
A display device of one embodiment of the present invention can be applied to the
電子機器700A、及び、電子機器700Bは、それぞれ、光学部材753の表示領域756に、表示パネル751で表示した画像を投影できる。光学部材753は透光性を有するため、使用者は光学部材753を通して視認される透過像に重ねて、表示領域に表示された画像を見ることができる。
The
電子機器700A、及び、電子機器700Bには、撮像部として、前方を撮像することのできるカメラが設けられていてもよい。また、電子機器700A、及び、電子機器700Bは、それぞれ、ジャイロセンサ等の加速度センサを備えることで、使用者の頭部の向きを検知して、その向きに応じた画像を表示領域756に表示することもできる。
The
通信部は無線通信機を有し、当該無線通信機により例えば映像信号を供給できる。なお、無線通信機に代えて、又は無線通信機に加えて、映像信号及び電源電位が供給されるケーブルを接続可能なコネクタを備えていてもよい。 The communication unit has a wireless communication device, and can supply, for example, a video signal by the wireless communication device. Note that instead of or in addition to the wireless communication device, a connector to which a cable to which a video signal and a power supply potential are supplied may be connected may be provided.
また、電子機器700A、及び、電子機器700Bには、バッテリが設けられており、無線及び有線の一方又は双方によって充電できる。
Further, the
筐体721には、タッチセンサモジュールが設けられていてもよい。
The
タッチセンサモジュールとしては、様々なタッチセンサを適用できる。例えば、静電容量方式、抵抗膜方式、赤外線方式、電磁誘導方式、表面弾性波方式、又は光学方式等、種々の方式を採用できる。特に、静電容量方式又は光学方式のセンサを、タッチセンサモジュールに適用することが好ましい。 Various touch sensors can be used as the touch sensor module. For example, various methods can be adopted, such as a capacitance method, a resistive film method, an infrared method, an electromagnetic induction method, a surface acoustic wave method, or an optical method. In particular, it is preferable to apply a capacitive type or optical type sensor to the touch sensor module.
図16(C)に示す電子機器800A、及び、図16(D)に示す電子機器800Bは、それぞれ、一対の表示部820と、筐体821と、通信部822と、一対の装着部823と、制御部824と、一対の撮像部825と、一対のレンズ832と、を有する。
The
表示部820には、本発明の一態様の表示装置を適用できる。したがって信頼性が高い電子機器とすることができる。
A display device of one embodiment of the present invention can be applied to the
表示部820は、筐体821の内部の、レンズ832を通して視認できる位置に設けられる。また、一対の表示部820に異なる画像を表示させることで、視差を用いた3次元表示を行うこともできる。
The
電子機器800A、及び、電子機器800Bは、それぞれ、レンズ832及び表示部820が、使用者の目の位置に応じて最適な位置となるように、これらの左右の位置を調整可能な機構を有していることが好ましい。
The
装着部823により、使用者は電子機器800A又は電子機器800Bを頭部に装着できる。
The mounting
撮像部825は、外部の情報を取得する機能を有する。撮像部825が取得したデータは、表示部820に出力できる。撮像部825には、イメージセンサを用いることができる。また、望遠、及び広角等の複数の画角に対応可能なように複数のカメラを設けてもよい。
The
電子機器800Aは、骨伝導イヤフォンとして機能する振動機構を有していてもよい。
The
電子機器800A、及び、電子機器800Bは、それぞれ、入力端子を有していてもよい。入力端子には映像出力機器等からの映像信号、及び、電子機器内に設けられるバッテリを充電するための電力等を供給するケーブルを接続できる。
The
本発明の一態様の電子機器は、イヤフォン750と無線通信を行う機能を有していてもよい。
An electronic device according to one embodiment of the present invention may have a function of wirelessly communicating with the
また、電子機器がイヤフォン部を有していてもよい。図16(B)に示す電子機器700Bは、イヤフォン部727を有する。イヤフォン部727と制御部とをつなぐ配線の一部は、筐体721又は装着部723の内部に配置されていてもよい。
Furthermore, the electronic device may include an earphone section.
同様に、図16(D)に示す電子機器800Bは、イヤフォン部827を有する。例えば、イヤフォン部827と制御部824とは、互いに有線接続されている構成とすることができる。
Similarly,
このように、本発明の一態様の電子機器としては、メガネ型(電子機器700A、及び、電子機器700B等)と、ゴーグル型(電子機器800A、及び、電子機器800B等)と、のどちらも好適である。
As described above, the electronic devices of one embodiment of the present invention include both glasses type (
図17(A)に示す電子機器6500は、スマートフォンとして用いることのできる携帯情報端末機である。
電子機器6500は、筐体6501、表示部6502、電源ボタン6503、ボタン6504、スピーカ6505、マイク6506、カメラ6507、及び光源6508等を有する。表示部6502はタッチパネル機能を備える。
The
表示部6502に、本発明の一態様の表示装置を適用できる。したがって信頼性が高い電子機器とすることができる。
A display device of one embodiment of the present invention can be applied to the
図17(B)は、筐体6501のマイク6506側の端部を含む断面概略図である。
FIG. 17B is a schematic cross-sectional view including the end of the
筐体6501の表示面側には透光性を有する保護部材6510が設けられ、筐体6501と保護部材6510に囲まれた空間内に、表示パネル6511、光学部材6512、タッチセンサパネル6513、プリント基板6517、及びバッテリ6518等が配置されている。
A light-transmitting
保護部材6510には、表示パネル6511、光学部材6512、及びタッチセンサパネル6513が接着層(図示しない)により固定されている。
A
表示部6502よりも外側の領域において、表示パネル6511の一部が折り返されており、当該折り返された部分にFPC6515が接続されている。FPC6515には、IC6516が実装されている。FPC6515は、プリント基板6517に設けられた端子に接続されている。
In a region outside the
表示パネル6511には本発明の一態様の表示装置を適用できる。このため、極めて軽量な電子機器を実現できる。また、表示パネル6511が極めて薄いため、電子機器の厚さを抑えつつ、大容量のバッテリ6518を搭載することもできる。また、表示パネル6511の一部を折り返して、画素部の裏側にFPC6515との接続部を配置することにより、狭額縁の電子機器を実現できる。
A display device of one embodiment of the present invention can be applied to the
図17(C)にテレビジョン装置の一例を示す。テレビジョン装置7100は、筐体7171に表示部7000が組み込まれている。ここでは、スタンド7173により筐体7171を支持した構成を示している。
FIG. 17(C) shows an example of a television device. A
表示部7000に、本発明の一態様の表示装置を適用できる。したがって信頼性が高い電子機器とすることができる。
A display device of one embodiment of the present invention can be applied to the
図17(C)に示すテレビジョン装置7100の操作は、筐体7171が備える操作スイッチ、及び、別体のリモコン操作機7151により行うことができる。
The
図17(D)に、ノート型パーソナルコンピュータの一例を示す。ノート型パーソナルコンピュータ7200は、筐体7211、キーボード7212、ポインティングデバイス7213、及び外部接続ポート7214等を有する。筐体7211に、表示部7000が組み込まれている。
FIG. 17(D) shows an example of a notebook personal computer. The notebook
表示部7000に、本発明の一態様の表示装置を適用できる。したがって信頼性が高い電子機器とすることができる。
A display device of one embodiment of the present invention can be applied to the
図17(E)及び図17(F)に、デジタルサイネージの一例を示す。 An example of digital signage is shown in FIG. 17(E) and FIG. 17(F).
図17(E)に示すデジタルサイネージ7300は、筐体7301、表示部7000、及びスピーカ7303等を有する。さらに、LEDランプ、操作キー(電源スイッチ、又は操作スイッチを含む)、接続端子、各種センサ、マイクロフォン等を有することができる。
A
図17(F)は円柱状の柱7401に取り付けられたデジタルサイネージ7400である。デジタルサイネージ7400は、柱7401の曲面に沿って設けられた表示部7000を有する。
FIG. 17(F) shows a
図17(E)及び図17(F)において、表示部7000に、本発明の一態様の表示装置を適用できる。したがって信頼性が高い電子機器とすることができる。
In FIGS. 17E and 17F, the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the
表示部7000が広いほど、一度に提供できる情報量を増やすことができる。また、表示部7000が広いほど、人の目につきやすく、例えば、広告の宣伝効果を高めることができる。
The wider the
また、図17(E)及び図17(F)に示すように、デジタルサイネージ7300又はデジタルサイネージ7400は、使用者が所持するスマートフォン等の情報端末機7311又は情報端末機7411と無線通信により連携可能であることが好ましい。
Furthermore, as shown in FIGS. 17(E) and 17(F), the
図18(A)乃至図18(G)に示す電子機器は、筐体9000、表示部9001、スピーカ9003、操作キー9005(電源スイッチ、又は操作スイッチを含む)、接続端子9006、センサ9007(力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの)、マイクロフォン9008、等を有する。
The electronic device shown in FIGS. 18(A) to 18(G) includes a
図18(A)乃至図18(G)に示す電子機器は、様々な機能を有する。例えば、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像等)を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻等を表示する機能、様々なソフトウェア(プログラム)によって処理を制御する機能、無線通信機能、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処理する機能、等を有することができる。 The electronic devices shown in FIGS. 18(A) to 18(G) have various functions. For example, functions that display various information (still images, videos, text images, etc.) on the display unit, touch panel functions, functions that display calendars, dates or times, etc., functions that control processing using various software (programs), It can have a wireless communication function, a function of reading and processing programs or data recorded on a recording medium, and the like.
図18(A)乃至図18(G)に示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。 Details of the electronic device shown in FIGS. 18(A) to 18(G) will be described below.
図18(A)は、携帯情報端末9171を示す斜視図である。携帯情報端末9171は、例えばスマートフォンとして用いることができる。なお、携帯情報端末9171は、スピーカ9003、接続端子9006、又はセンサ9007等を設けてもよい。また、携帯情報端末9171は、文字及び画像情報をその複数の面に表示できる。図18(A)では3つのアイコン9050を表示した例を示している。また、破線の矩形で示す情報9051を表示部9001の他の面に表示することもできる。情報9051の一例としては、電子メール、SNS、電話等の着信の通知、電子メール又はSNS等の題名、送信者名、日時、時刻、バッテリの残量、電波強度等がある。又は、情報9051が表示されている位置にはアイコン9050等を表示してもよい。
FIG. 18(A) is a perspective view showing a
図18(B)は、携帯情報端末9172を示す斜視図である。携帯情報端末9172は、表示部9001の3面以上に情報を表示する機能を有する。ここでは、情報9052、情報9053、情報9054がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。例えば使用者は、洋服の胸ポケットに携帯情報端末9172を収納した状態で、携帯情報端末9172の上方から観察できる位置に表示された情報9053を確認することもできる。
FIG. 18(B) is a perspective view showing the
図18(C)は、タブレット端末9173を示す斜視図である。タブレット端末9173は、一例として、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲーム等の種々のアプリケーションの実行が可能である。タブレット端末9173は、筐体9000の正面に表示部9001、カメラ9002、マイクロフォン9008、スピーカ9003を有し、筐体9000の左側面には操作用のボタンとしての操作キー9005、底面には接続端子9006を有する。
FIG. 18C is a perspective view of the
図18(D)は、腕時計型の携帯情報端末9200を示す斜視図である。携帯情報端末9200は、例えばスマートウォッチ(登録商標)として用いることができる。また、表示部9001はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。また、携帯情報端末9200は、例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。また、携帯情報端末9200は、接続端子9006により、他の情報端末と相互にデータ伝送を行うこと、及び、充電を行うこともできる。なお、充電動作は無線給電により行ってもよい。
FIG. 18(D) is a perspective view showing a wristwatch-type
図18(E)乃至図18(G)は、折り畳み可能な携帯情報端末9201を示す斜視図である。また、図18(E)は携帯情報端末9201を展開した状態、図18(G)は折り畳んだ状態、図18(F)は図18(E)と図18(G)の一方から他方に変化する途中の状態の斜視図である。携帯情報端末9201は、折り畳んだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。携帯情報端末9201が有する表示部9001は、ヒンジ9055によって連結された3つの筐体9000に支持されている。例えば、表示部9001は、曲率半径0.1mm以上150mm以下で曲げることができる。
18(E) to FIG. 18(G) are perspective views showing a foldable
本実施の形態は、他の実施の形態、又は実施例と適宜組み合わせることができる。また、本明細書において、1つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、構成例を適宜組み合わせることが可能である。 This embodiment mode can be combined with other embodiment modes or examples as appropriate. Further, in this specification, when a plurality of configuration examples are shown in one embodiment, the configuration examples can be combined as appropriate.
本実施例では、本発明の一態様の発光デバイスである発光デバイス1と、比較の発光デバイスである比較発光デバイス1との詳しい作製方法と、その初期特性および信頼性について測定を行った結果を示す。
This example describes the detailed manufacturing method of light-emitting
本実施例において用いた主な化合物の構造式を以下に示す。 The structural formulas of the main compounds used in this example are shown below.
(発光デバイス1の作製方法)
まず、ガラス基板上に、基板側からチタン(Ti)を50nm、アルミニウム(Al)を70nm、Tiを6nm積層した後、大気中にて300℃で1時間ベークした。その後、酸化ケイ素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)を10nm、スパッタリング法により成膜し、2mm×2mmの大きさで第1の電極101を形成した。なお、ITSOは陽極として機能し、上記TiとAlの積層構造と共に第1の電極101とみなされる。
(Method for manufacturing light emitting device 1)
First, 50 nm of titanium (Ti), 70 nm of aluminum (Al), and 6 nm of Ti were stacked on a glass substrate from the substrate side, and then baked at 300° C. for 1 hour in the air. Thereafter, a 10 nm film of indium tin oxide containing silicon oxide (ITSO) was formed by sputtering to form a
次に、基板上に発光デバイスを形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄した。 Next, as a pretreatment for forming a light emitting device on the substrate, the surface of the substrate was washed with water.
その後、約1×10-4Pa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60分間の真空焼成を行った後、基板を約30分放冷した。 Thereafter, the substrate was introduced into a vacuum evaporation apparatus whose internal pressure was reduced to approximately 1×10 -4 Pa, and vacuum baking was performed at 170°C for 60 minutes in the heating chamber of the vacuum evaporation apparatus. Cooled separately.
次に、第1の電極101が形成された面が下方となるように、基板を真空蒸着装置内に設けられたホルダーに固定し、無機絶縁膜および第1の電極101上に、蒸着法により上記構造式(i)で表されるN-(ビフェニル-4-イル)-N-[4-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)フェニル]-9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-アミン(略称:PCBBiF)と分子量672でフッ素を含む電子アクセプタ材料(OCHD-003)とを、重量比で1:0.03(=PCBBiF:OCHD-003)となるように10nm共蒸着して正孔注入層111を形成した。
Next, the substrate is fixed to a holder provided in a vacuum evaporation apparatus so that the surface on which the
正孔注入層111上に、PCBBiFを10nm蒸着し正孔輸送層112を形成した。
On the
続いて、正孔輸送層上に、上記構造式(ii)で表される8-(1,1’:4’,1’’-テルフェニル-3-イル)-4-[3-(ジベンゾチオフェン-4-イル)フェニル]-[1]ベンゾフロ[3,2-d]ピリミジン(略称:8mpTP-4mDBtPBfpm)と、上記構造式(iii)で表される9-(2-ナフチル)-9′-フェニル-9H,9′H-3,3′-ビカルバゾール(略称:βNCCP)と、上記構造式(iv)で表される[2-d3-メチル-8-(2-ピリジニル-κN)ベンゾフロ[2,3-b]ピリジン-κC]ビス[2-(5-d3-メチル-2-ピリジニル-κN2)フェニル-κC]イリジウム(III)(略称:Ir(5mppy-d3)2(mbfpypy-d3))とを、重量比で0.6:0.4:0.1(=8mpTP-4mDBtPBfpm:βNCCP:Ir(5mppy-d3)2(mbfpypy-d3))となるように40nm共蒸着して発光層113を形成した。
Subsequently, 8-(1,1':4',1''-terphenyl-3-yl)-4-[3-(dibenzo Thiophen-4-yl)phenyl]-[1]benzofuro[3,2-d]pyrimidine (abbreviation: 8mpTP-4mDBtPBfpm) and 9-(2-naphthyl)-9' represented by the above structural formula (iii) -phenyl-9H,9'H-3,3'-bicarbazole (abbreviation: βNCCP) and [2-d3-methyl-8-(2-pyridinyl-κN)benzofuro] represented by the above structural formula (iv). [2,3-b]pyridine-κC]bis[2-(5-d3-methyl-2-pyridinyl-κN2)phenyl-κC]iridium(III) (abbreviation: Ir(5mppy-d3) 2 (mbfpypy-d3 )) at a weight ratio of 0.6:0.4:0.1 (=8mpTP-4mDBtPBfpm:βNCCP:Ir(5mppy-d3) 2 (mbfpypy-d3)) to emit light.
こののち、上記構造式(v)で表される2-{3-[3-(N-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)-9H-カルバゾール-9-イル]フェニル}ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mPCCzPDBq)を10nmとなるように蒸着して第1の電子輸送層を形成し、上記構造式(vi)で表される2,2′-(1,3-フェニレン)ビス(9-フェニル-1,10-フェナントロリン)(略称:mPPhen2P)を15nmとなるように蒸着して第2の電子輸送層を形成し、電子輸送層114を形成した。なお、第1の電子輸送層は正孔ブロック層としても機能する。
Thereafter, 2-{3-[3-(N-phenyl-9H-carbazol-3-yl)-9H-carbazol-9-yl]phenyl}dibenzo[f,h ] Quinoxaline (abbreviation: 2mPCCzPDBq) is evaporated to a thickness of 10 nm to form a first electron transport layer, and 2,2′-(1,3-phenylene)bis( A second electron transport layer was formed by depositing 9-phenyl-1,10-phenanthroline (abbreviation: mPPhen2P) to a thickness of 15 nm, thereby forming the
続いて、フッ化リチウム(LiF)とイッテルビウム(Yb)と体積比で1:0.5(=LiF:Yb)となるように1.5nm共蒸着して電子注入層115を形成し、その後、銀(Ag)マグネシウム(Mg)とを体積比1:0.1、膜厚25nmとなるように共蒸着して、第2の電極102を形成し、本発明の一態様の発光デバイスを作製した。また、第2の電極102上にはITOをキャップ層として70nm成膜して、光の取り出し効率を向上させている。
Subsequently, an
続いて窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光デバイスが大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業(UV硬化性のシール材を素子の周囲への塗布、発光デバイスには照射しないようにシール材のみにUVを照射する処理、および大気圧下で80℃にて1時間熱処理)を行い、発光デバイス1を形成した。
Next, in a glove box with a nitrogen atmosphere, the light-emitting device is sealed with a glass substrate so that it is not exposed to the atmosphere (a UV-curable sealant is applied around the element, and the light-emitting device is sealed so that it is not irradiated). A
(比較発光デバイス1の作製方法)
比較発光デバイス1は、第1の電極から正孔輸送層までは発光デバイス1と同様に形成した、その後、正孔輸送層上に、上記構造式(vii)で表される8-(ビフェニル-4-イル)-4-[3-(ジベンゾチオフェン-4-イル)フェニル]-[1]ベンゾフロ[3,2-d]ピリミジン(略称:8BP-4mDBtPBfpm)と、上記構造式(viii)で表される9,9’-ジフェニル-9H,9’H-3,3’-ビカルバゾール(略称:PCCP)と、上記構造式(ix)で表される[2-d3-メチル-(2-ピリジニル-κN)ベンゾフロ[2,3-b]ピリジン-κC]ビス[2-(2-ピリジニル-κN)フェニル-κC]イリジウム(III)(略称:Ir(ppy)2(mbfpypy-d3))とを、重量比で0.6:0.4:0.1(=8BP-4mDBtPBfpm:PCCP:Ir(ppy)2(mbfpypy-d3))となるように40nm共蒸着して発光層113を形成した。
(Method for manufacturing comparative light emitting device 1)
Comparative light-emitting
こののち、上記構造式(x)で表される2-[3-(3′-ジベンゾチオフェン-4-イル)ビフェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mDBTBPDBq-II)を20nmとなるように蒸着して第1の電子輸送層を形成し、上記構造式(xi)で表される2,9-ジ(ナフタレン-2-イル)-4,7-ジフェニル-1,10-フェナントロリン(略称:NBPhen)を15nmとなるように蒸着して第2の電子輸送層を形成し、電子輸送層114を形成した。なお、第1の電子輸送層は正孔ブロック層としても機能する。
Thereafter, 2-[3-(3'-dibenzothiophen-4-yl)biphenyl]dibenzo[f,h]quinoxaline (abbreviation: 2mDBTBPDBq-II) represented by the above structural formula (x) was added to a thickness of 20 nm. 2,9-di(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (abbreviation: :NBPhen) to a thickness of 15 nm to form a second electron transport layer, thereby forming the
続いて、フッ化リチウム(LiF)を1nm蒸着して電子注入層115を形成し、その後、銀(Ag)とマグネシウム(Mg)とを体積比1:0.1、膜厚25nmとなるように共蒸着して、第2の電極102を形成し、本発明の一態様の発光デバイスを作製した。また、第2の電極102上にはITOをキャップ層として70nm成膜して、光の取り出し効率を向上させている。
Subsequently, lithium fluoride (LiF) is deposited to a thickness of 1 nm to form an
続いて窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光デバイスが大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業(UV硬化性のシール材を素子の周囲への塗布、発光デバイスには照射しないようにシール材のみにUVを照射する処理、および大気圧下で80℃にて1時間熱処理)を行い、比較発光デバイス1を形成した。
Next, in a glove box with a nitrogen atmosphere, the light-emitting device is sealed with a glass substrate so that it is not exposed to the atmosphere (a UV-curable sealant is applied around the element, and the light-emitting device is sealed so that it is not irradiated). Comparative
発光デバイス1および比較発光デバイス1のデバイス構造を以下に示す。
The device structures of
発光デバイス1および比較発光デバイス1の輝度-電流密度特性を図19に、電流効率-輝度特性を図20に、輝度-電圧特性を図21に、電流密度-電圧特性を図22、発光スペクトルを図23に示した。また、1000cd/cm2付近における電圧、電流、電流密度、CIE色度、電流効率の値を以下に示した。なお、輝度、CIE色度、及び発光スペクトルの測定には分光放射計(トプコン社製、SR-UL1R)を用い、常温で測定した。
The luminance-current density characteristics of Light-emitting
図19乃至図23より、発光デバイス1は、比較発光デバイス1と比較して、効率および駆動電圧の良好な発光デバイスであることがわかる。
It can be seen from FIGS. 19 to 23 that the
続いて、電流密度50mA/cm2における定電流駆動時の駆動時間に対する輝度の変化を測定した結果を図24に示す。図24より、発光デバイス1は比較発光デバイス1の2倍程度の長寿命化を果たしている、寿命の良好な発光デバイスであることがわかった。
Subsequently, FIG. 24 shows the results of measuring changes in brightness with respect to driving time during constant current driving at a current density of 50 mA/cm 2 . From FIG. 24, it was found that the
ここで発光デバイス1は、発光層に、第1の有機化合物として8mpTP-4mDBtPBfpm、第2の有機化合物としてβNCCP、燐光発光物質としてIr(5mppy-d3)2(mbfpypy-d3)を有する、本発明の一態様の発光デバイスである。
Here, the
すなわち、第1の有機化合物である8mpTP-4mDBtPBfpmは、複素芳香環骨格であるベンゾフロピリミジン骨格を有し、芳香族炭化水素基であるターフェニル基を有し、最低三重項励起準位がターフェニル基に由来する有機化合物である。また、第2の有機化合物であるβNCCPは、ビカルバゾール骨格を有し、最低三重項励起エネルギーが2.55eV(2.20eV以上2.65eV以下)の有機化合物である。また、Ir(5mppy-d3)2(mbfpypy-d3)は緑色の燐光を呈する燐光発光物質である。 That is, the first organic compound 8mpTP-4mDBtPBfpm has a benzofuropyrimidine skeleton which is a heteroaromatic ring skeleton, a terphenyl group which is an aromatic hydrocarbon group, and the lowest triplet excited level is terphenyl. It is an organic compound derived from phenyl group. Further, βNCCP, which is the second organic compound, has a bicarbazole skeleton and has a lowest triplet excitation energy of 2.55 eV (2.20 eV or more and 2.65 eV or less). Further, Ir(5mppy-d3) 2 (mbfpypy-d3) is a phosphorescent substance that exhibits green phosphorescence.
βNCCPの最低三重項励起エネルギー準位(T1準位)は、石英基板上にβNCCPを50nm成膜した薄膜を用い、測定温度10Kにて発光スペクトル(燐光スペクトル)を測定することで算出した。測定は、顕微PL装置 LabRAM HR-PL ((株)堀場製作所)を用い、励起光としてHe-Cdレーザ(325nm)を用いた。その結果、βNCCPの発光スペクトル(燐光スペクトル)の最も短波長側のピークは、491nm(2.53eV)であり、最も短波長側の発光端は、486nm(2.55eV)であった。なお、発光端は、発光スペクトル(燐光スペクトル)の最も短波長に観測されるピーク(またはショルダーピーク)の短波長側の傾きが最大となる値において接線を引き、その接線と横軸(波長)あるいはベースラインとの交点から算出した。 The lowest triplet excitation energy level (T 1 level) of βNCCP was calculated by measuring the emission spectrum (phosphorescence spectrum) at a measurement temperature of 10 K using a thin film of βNCCP formed to a thickness of 50 nm on a quartz substrate. The measurement was performed using a microscope PL device LabRAM HR-PL (manufactured by Horiba, Ltd.) and a He-Cd laser (325 nm) as excitation light. As a result, the peak on the shortest wavelength side of the emission spectrum (phosphorescence spectrum) of βNCCP was 491 nm (2.53 eV), and the emission end on the shortest wavelength side was 486 nm (2.55 eV). Note that the emission end is defined by drawing a tangent at the value where the slope of the shortest wavelength side of the peak (or shoulder peak) observed at the shortest wavelength of the emission spectrum (phosphorescence spectrum) is maximum, and then drawing a tangent between that tangent and the horizontal axis (wavelength). Alternatively, it was calculated from the intersection with the baseline.
同様に、PCCPの最低三重項励起エネルギー準位を測定したところ、PCCPの発光スペクトルの最も短波長側の発光端は、454nm(2.73eV)であった。 Similarly, when the lowest triplet excitation energy level of PCCP was measured, the emission end on the shortest wavelength side of the emission spectrum of PCCP was 454 nm (2.73 eV).
なお、発光デバイス1における第1の有機化合物と第2の有機化合物は、緑燐光発光物質を励起することができる励起錯体を形成する。そのうえで第2の有機化合物は、2.55eVと比較的低いT1準位を有するために、過剰に高いエネルギー状態の励起子が生成されない。また、第1の有機化合物においても、最低三重項励起準位がターフェニル基(特にメタ位で置換したターフェニル基が好ましい)に存在することで、第2の有機化合物と同様にT1準位が高すぎず、適度な値となる。このことから発光デバイス1は信頼性の良好な発光デバイスとすることができた。
Note that the first organic compound and the second organic compound in the
一方、比較発光デバイス1において、第1の物質に相当する8BP-4mDBtPBfpmは、複素芳香環骨格であるベンゾフロピリミジン骨格を有し、芳香族炭化水素基であるビフェニル基を有しているが、最低三重項励起準位がビフェニル基に由来せず、ジベンゾチオフェニル基に由来している有機化合物である。そのため、8BP-4mDBtPBfpmのT1準位は8mpTP-4mDBtPBfpmよりも高く、エネルギーの高い励起子が生成される。また、第2の有機化合物に相当するPCCPは、ビカルバゾール骨格を有するが、最低三重項励起エネルギーが2.73eV(2.65eV以上)の有機化合物である。また、Ir(ppy)2(mbfpypy-d3)は、緑色の燐光を呈する燐光発光物質である。
On the other hand, in comparative
βNCCPと同様の方法にて、8mpTP-4mDBtPBfpm、及び8BP-4mDBtPBfpmの最低三重項励起エネルギー準位(T1準位)を測定したところ、8mpTP-4mDBtPBfpmの発光スペクトルの最も短波長側のピークは、500nm(2.48eV)であり、最も短波長側の発光端は、486nm(2.55eV)であった。また、8BP-4mDBtPBfpmの発光スペクトルの最も短波長側のピークは、495nm(2.51eV)であり、最も短波長側の発光端は、482nm(2.57eV)であった。そのため、8mpTP-4mDBtPBfpmは、8BP-4mDBtPBfpmより最低三重項励起エネルギー準位が低い有機化合物であると言える。 When the lowest triplet excitation energy level (T 1 level) of 8mpTP-4mDBtPBfpm and 8BP-4mDBtPBfpm was measured using the same method as βNCCP, the peak on the shortest wavelength side of the emission spectrum of 8mpTP-4mDBtPBfpm was as follows. 500 nm (2.48 eV), and the emission end on the shortest wavelength side was 486 nm (2.55 eV). Furthermore, the peak on the shortest wavelength side of the emission spectrum of 8BP-4mDBtPBfpm was 495 nm (2.51 eV), and the emission end on the shortest wavelength side was 482 nm (2.57 eV). Therefore, it can be said that 8mpTP-4mDBtPBfpm is an organic compound having a lower lowest triplet excitation energy level than 8BP-4mDBtPBfpm.
本実施例では、本発明の一態様の発光デバイスに用いることのできる第1の有機化合物について計算により解析を行った結果について図25乃至図27を用いて説明する。 In this example, the results of computational analysis of the first organic compound that can be used in the light-emitting device of one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 25 to 27.
第1の有機化合物の具体例の一である8mpTP-4mDBtPBfpm(構造式(200))並びに構造式(216)で表される有機化合物、および比較例である8BP-4mDBtPBfpmについて、HOMOの分布、LUMOの分布、および最低三重項励起状態の局在状態に関する解析を行った。 Regarding the organic compounds represented by 8mpTP-4mDBtPBfpm (structural formula (200)) and structural formula (216), which are specific examples of the first organic compound, and 8BP-4mDBtPBfpm, which is a comparative example, the distribution of HOMO, LUMO We analyzed the distribution of and the localization of the lowest triplet excited state.
<計算方法>
HOMOおよびLUMOの分布の解析は、化合物の一重項基底状態(S0)に関して、S0準位が最も低くなる最安定構造における振動(スピン密度)解析により行った。最低三重項励起状態の局在に関する解析は、化合物の最低三重項励起状態(T1)に対して、T1準位が最も低くなる最安定構造におけるスピン密度解析により行った。計算方法は密度汎関数法(DFT:Density Functional Theory)を用いた。DFTで算出される全エネルギーは、ポテンシャルエネルギー、電子間静電エネルギー、電子の運動エネルギーと複雑な電子間の相互作用を全て含む交換相関エネルギーの和で表される。DFTでは、電子密度で表現された一電子ポテンシャルの汎関数(関数の関数の意)で交換相関相互作用を近似しているため、計算は高速である。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。また、基底関数として、6-311G(d,p)を用いた。計算プログラムには、Gaussian 09を用いた。
<Calculation method>
The distribution of HOMO and LUMO was analyzed by vibrational (spin density) analysis in the most stable structure in which the S 0 level is the lowest with respect to the singlet ground state (S 0 ) of the compound. The localization of the lowest triplet excited state was analyzed by spin density analysis in the most stable structure in which the T 1 level is the lowest with respect to the lowest triplet excited state (T 1 ) of the compound. The calculation method used Density Functional Theory (DFT). The total energy calculated by DFT is expressed as the sum of exchange-correlation energy including potential energy, electrostatic energy between electrons, kinetic energy of electrons, and complex interactions between electrons. In DFT, the exchange-correlation interaction is approximated by a functional (meaning a function of functions) of one-electron potential expressed by electron density, so calculation is fast. Here, the weight of each parameter related to exchange and correlation energy was defined using B3LYP, which is a mixed functional. Furthermore, 6-311G(d,p) was used as the basis function. Gaussian 09 was used as the calculation program.
8mpTP-4mDBtPBfpmの解析結果を図25に、構造式(216)で表される有機化合物の解析結果を図26に、8BP-4mDBtPBfpmの解析結果を図27に示す。図25乃至図27において、図中の球は、化合物を構成する原子を表しており、原子の周辺に存在する雲状物は、同密度値を0.003としたときのスピン密度分布を表すものである。図25(A)、図26(A)および図27(A)において、原子の周囲に配置された雲状物は、当該分子におけるLUMOの分布を示す。図25(B)、図26(B)および図27(B)において、原子の周囲に配置された雲状物は、当該分子におけるHOMOの分布を示す。図25(C)、図26(C)および図27(C)において、原子の周囲に配置された雲状物は、当該分子における最低三重項励起状態の局在状態を示す。 The analysis results of 8mpTP-4mDBtPBfpm are shown in FIG. 25, the analysis results of the organic compound represented by structural formula (216) are shown in FIG. 26, and the analysis results of 8BP-4mDBtPBfpm are shown in FIG. 27. In FIGS. 25 to 27, the spheres in the figures represent atoms constituting the compound, and the clouds around the atoms represent the spin density distribution when the same density value is 0.003. It is something. In FIG. 25(A), FIG. 26(A), and FIG. 27(A), clouds arranged around atoms indicate the distribution of LUMO in the molecule. In FIGS. 25(B), 26(B), and 27(B), clouds placed around atoms indicate the HOMO distribution in the molecule. In FIG. 25(C), FIG. 26(C), and FIG. 27(C), clouds arranged around atoms indicate the localized state of the lowest triplet excited state in the molecule.
図25および図26より、8mpTP-4mDBtPBfpmおよび構造式(216)で表される有機化合物において、最低三重項励起状態は、第1の有機化合物の第1の置換基に相当するターフェニル基に局在している。従って、8mpTP-4mDBtPBfpmおよび構造式(216)で表される有機化合物において、最低三重項励起状態が第1の置換基が有する1,1′:4′,1′′-ターフェニル骨格に局在し、8mpTP-4mDBtPBfpmおよび構造式(216)で表される有機化合物のT1準位が1,1′:4′,1′′-ターフェニル骨格に由来することがわかった。 25 and 26, in 8mpTP-4mDBtPBfpm and the organic compound represented by the structural formula (216), the lowest triplet excited state is localized to the terphenyl group corresponding to the first substituent of the first organic compound. There is. Therefore, in 8mpTP-4mDBtPBfpm and the organic compound represented by the structural formula (216), the lowest triplet excited state is localized in the 1,1':4',1''-terphenyl skeleton of the first substituent. However, it was found that the T 1 level of 8mpTP-4mDBtPBfpm and the organic compound represented by the structural formula (216) originates from the 1,1':4',1''-terphenyl skeleton.
一方で、図27より、8BP-4mDBtPBfpmの最低三重項励起状態は、第1の有機化合物の第1の置換基に相当する1,1′-ビフェニル-4-イル基だけでなく、電子輸送性骨格に相当する[1]ベンゾフロ[3,2-d]ピリミジン環にも分布している。従って、8BP-4mDBtPBfpmにおいては、最低三重項励起状態が第1の置換基に局在していないことがわかった。 On the other hand, from FIG. 27, the lowest triplet excited state of 8BP-4mDBtPBfpm is due to not only the 1,1'-biphenyl-4-yl group corresponding to the first substituent of the first organic compound but also the electron transporting property. It is also distributed in the [1]benzofuro[3,2-d]pyrimidine ring corresponding to the skeleton. Therefore, it was found that in 8BP-4mDBtPBfpm, the lowest triplet excited state was not localized in the first substituent.
本実施例では、本発明の一態様の発光デバイスである発光デバイス2と、比較の発光デバイスである比較発光デバイス2との詳しい作製方法と、その初期特性および信頼性について測定を行った結果を示す。
This example describes the detailed manufacturing method of light-emitting
本実施例において用いた主な化合物の構造式を以下に示す。 The structural formulas of the main compounds used in this example are shown below.
(発光デバイス2の作製方法)
まず、ガラス基板上に、基板側から銀(Ag)を100nm、酸化ケイ素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)を10nm、スパッタリング法により順次積層し、2mm×2mmの大きさで第1の電極101を形成した。なお、ITSOは陽極として機能し、上記Agと共に第1の電極101とみなされる。
(Method for manufacturing light emitting device 2)
First, on a glass substrate, from the substrate side, 100 nm of silver (Ag) and 10 nm of indium tin oxide containing silicon oxide (ITSO) were sequentially laminated by sputtering method to form a
次に、基板上に発光デバイスを形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄した。 Next, as a pretreatment for forming a light emitting device on the substrate, the surface of the substrate was washed with water.
その後、約1×10-4Pa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60分間の真空焼成を行った後、基板を約30分放冷した。 Thereafter, the substrate was introduced into a vacuum evaporation apparatus whose internal pressure was reduced to approximately 1×10 -4 Pa, and vacuum baking was performed at 170°C for 60 minutes in the heating chamber of the vacuum evaporation apparatus. Cooled separately.
次に、第1の電極101が形成された面が下方となるように、基板を真空蒸着装置内に設けられたホルダーに固定し、無機絶縁膜および第1の電極101上に、蒸着法により上記構造式(i)で表されるN-(ビフェニル-4-イル)-N-[4-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)フェニル]-9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-アミン(略称:PCBBiF)と分子量672でフッ素を含む電子アクセプタ材料(OCHD-003)とを、重量比で1:0.03(=PCBBiF:OCHD-003)となるように10nm共蒸着して正孔注入層111を形成した。
Next, the substrate is fixed to a holder provided in a vacuum evaporation apparatus so that the surface on which the
正孔注入層111上に、PCBBiFを15nm蒸着し正孔輸送層112を形成した。
On the
続いて、正孔輸送層上に、上記構造式(ii)で表される8-(1,1’:4’,1’’-テルフェニル-3-イル)-4-[3-(ジベンゾチオフェン-4-イル)フェニル]-[1]ベンゾフロ[3,2-d]ピリミジン(略称:8mpTP-4mDBtPBfpm)と、上記構造式(iii)で表される9-(2-ナフチル)-9′-フェニル-9H,9′H-3,3′-ビカルバゾール(略称:βNCCP)と、上記構造式(iv)で表される[2-d3-メチル-8-(2-ピリジニル-κN)ベンゾフロ[2,3-b]ピリジン-κC]ビス[2-(5-d3-メチル-2-ピリジニル-κN2)フェニル-κC]イリジウム(III)(略称:Ir(5mppy-d3)2(mbfpypy-d3))とを、重量比で0.5:0.5:0.1(=8mpTP-4mDBtPBfpm:βNCCP:Ir(5mppy-d3)2(mbfpypy-d3))となるように40nm共蒸着して発光層113を形成した。
Subsequently, 8-(1,1':4',1''-terphenyl-3-yl)-4-[3-(dibenzo Thiophen-4-yl)phenyl]-[1]benzofuro[3,2-d]pyrimidine (abbreviation: 8mpTP-4mDBtPBfpm) and 9-(2-naphthyl)-9' represented by the above structural formula (iii) -phenyl-9H,9'H-3,3'-bicarbazole (abbreviation: βNCCP) and [2-d3-methyl-8-(2-pyridinyl-κN)benzofuro] represented by the above structural formula (iv). [2,3-b]pyridine-κC]bis[2-(5-d3-methyl-2-pyridinyl-κN2)phenyl-κC]iridium(III) (abbreviation: Ir(5mppy-d 3 ) 2 (mbfpypy- d 3 )) in a weight ratio of 0.5:0.5:0.1 (=8mpTP-4mDBtPBfpm:βNCCP:Ir(5mppy-d 3 ) 2 (mbfpypy-d 3 )). A
こののち、上記構造式(v)で表される2-{3-[3-(N-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)-9H-カルバゾール-9-イル]フェニル}ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mPCCzPDBq)を10nmとなるように蒸着して第1の電子輸送層を形成し、上記構造式(vi)で表される2,2′-(1,3-フェニレン)ビス(9-フェニル-1,10-フェナントロリン)(略称:mPPhen2P)を20nmとなるように蒸着して第2の電子輸送層を形成し、電子輸送層114を形成した。なお、第1の電子輸送層は正孔ブロック層としても機能する。
Thereafter, 2-{3-[3-(N-phenyl-9H-carbazol-3-yl)-9H-carbazol-9-yl]phenyl}dibenzo[f,h ] Quinoxaline (abbreviation: 2mPCCzPDBq) is evaporated to a thickness of 10 nm to form a first electron transport layer, and 2,2′-(1,3-phenylene)bis( A second electron transport layer was formed by depositing 9-phenyl-1,10-phenanthroline (abbreviation: mPPhen2P) to a thickness of 20 nm, thereby forming the
続いて、フッ化リチウム(LiF)とイッテルビウム(Yb)と体積比で1:0.5(=LiF:Yb)となるように1.5nm共蒸着して電子注入層115を形成し、その後、銀(Ag)マグネシウム(Mg)とを体積比1:0.1、膜厚15nmとなるように共蒸着して、第2の電極102を形成し、本発明の一態様の発光デバイスを作製した。また、第2の電極102上には上記構造式(xii)で表される4,4′,4′′-(ベンゼン-1,3,5-トリイル)トリ(ジベンゾチオフェン)(略称:DBT3P-II)をキャップ層として70nm成膜して、光の取り出し効率を向上させている。
Subsequently, an
続いて窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光デバイスが大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業(UV硬化性のシール材を素子の周囲への塗布、発光デバイスには照射しないようにシール材のみにUVを照射する処理、および大気圧下で80℃にて1時間熱処理)を行い、発光デバイス2を形成した。
Next, in a glove box with a nitrogen atmosphere, the light-emitting device is sealed with a glass substrate so that it is not exposed to the atmosphere (a UV-curable sealant is applied around the element, and the light-emitting device is sealed so that it is not irradiated). A
(比較発光デバイス2の作製方法)
比較発光デバイス2は、発光デバイス2における8mpTP-4mDBtPBfpmを上記構造式(vii)で表される8-(ビフェニル-4-イル)-4-[3-(ジベンゾチオフェン-4-イル)フェニル]-[1]ベンゾフロ[3,2-d]ピリミジン(略称:8BP-4mDBtPBfpm)に変えた他は、発光デバイス2と同様に作製した。
(Method for manufacturing comparative light emitting device 2)
Comparative
発光デバイス2および比較発光デバイス2のデバイス構造を以下に示す。
The device structures of light emitting
発光デバイス2および比較発光デバイス2の輝度-電流密度特性を図28に、電流効率-輝度特性を図29に、輝度-電圧特性を図30に、電流密度-電圧特性を図31、発光スペクトルを図32に示した。また、1000cd/cm2付近における電圧、電流、電流密度、CIE色度、電流効率の値を以下に示した。なお、輝度、CIE色度、及び発光スペクトルの測定には分光放射計(トプコン社製、SR-UL1R)を用い、常温で測定した。
The brightness-current density characteristics of Light-emitting
図28乃至図32より、発光デバイス2と比較発光デバイス2は、いずれも良好な特性を有する発光デバイスであることがわかる。
It can be seen from FIGS. 28 to 32 that both the
続いて、発光デバイス2と比較発光デバイス2の電流密度50mA/cm2における定電流駆動時の駆動時間に対する輝度の変化を測定した結果を図33に示す。図33より、輝度が10%劣化する時間(LT90)が発光デバイス2は263時間であり、比較発光デバイス2は232時間であり、発光デバイス2は比較発光デバイス2よりも長寿命な発光デバイスであることがわかった。
Next, FIG. 33 shows the results of measuring changes in brightness with respect to driving time during constant current driving at a current density of 50 mA/cm 2 for
ここで発光デバイス2は、発光層に、第1の有機化合物として8mpTP-4mDBtPBfpm、第2の有機化合物としてβNCCP、燐光発光物質としてIr(5mppy-d3)2(mbfpypy-d3)を有する、本発明の一態様の発光デバイスである。
Here, the
すなわち、第1の有機化合物である8mpTP-4mDBtPBfpmは、複素芳香環骨格であるベンゾフロピリミジン骨格を有し、芳香族炭化水素基であるターフェニル基を有し、最低三重項励起準位がターフェニル基に由来する有機化合物である。また、第2の有機化合物であるβNCCPは、ビカルバゾール骨格を有し、最低三重項励起エネルギーが2.55eV(2.20eV以上2.65eV以下)の有機化合物である。また、Ir(5mppy-d3)2(mbfpypy-d3)は緑色の燐光を呈する燐光発光物質である。 That is, the first organic compound 8mpTP-4mDBtPBfpm has a benzofuropyrimidine skeleton which is a heteroaromatic ring skeleton, a terphenyl group which is an aromatic hydrocarbon group, and the lowest triplet excited level is terphenyl. It is an organic compound derived from phenyl group. Further, βNCCP, which is the second organic compound, has a bicarbazole skeleton and has a lowest triplet excitation energy of 2.55 eV (2.20 eV or more and 2.65 eV or less). Further, Ir(5mppy-d 3 ) 2 (mbfpypy-d 3 ) is a phosphorescent substance that exhibits green phosphorescence.
βNCCPの最低三重項励起エネルギー準位(T1準位)は、石英基板上にβNCCPを50nm成膜した薄膜を用い、測定温度10Kにて発光スペクトル(燐光スペクトル)を測定することで算出した。測定は、顕微PL装置 LabRAM HR-PL ((株)堀場製作所)を用い、励起光としてHe-Cdレーザ(325nm)を用いた。その結果、βNCCPの発光スペクトル(燐光スペクトル)の最も短波長側のピークは、491nm(2.53eV)であり、最も短波長側の発光端は、486nm(2.55eV)であった。なお、発光端は、発光スペクトル(燐光スペクトル)の最も短波長に観測されるピーク(またはショルダーピーク)の短波長側の傾きが最大となる値において接線を引き、その接線と横軸(波長)あるいはベースラインとの交点から算出した。 The lowest triplet excitation energy level (T 1 level) of βNCCP was calculated by measuring the emission spectrum (phosphorescence spectrum) at a measurement temperature of 10 K using a thin film of βNCCP formed to a thickness of 50 nm on a quartz substrate. The measurement was performed using a microscope PL device LabRAM HR-PL (manufactured by Horiba, Ltd.) and a He-Cd laser (325 nm) as excitation light. As a result, the peak on the shortest wavelength side of the emission spectrum (phosphorescence spectrum) of βNCCP was 491 nm (2.53 eV), and the emission end on the shortest wavelength side was 486 nm (2.55 eV). Note that the emission end is defined by drawing a tangent at the value where the slope of the shortest wavelength side of the peak (or shoulder peak) observed at the shortest wavelength of the emission spectrum (phosphorescence spectrum) is maximum, and then drawing a tangent between that tangent and the horizontal axis (wavelength). Alternatively, it was calculated from the intersection with the baseline.
なお、発光デバイス2における第1の有機化合物と第2の有機化合物は、緑燐光発光物質を励起することができる励起錯体を形成する。そのうえで第2の有機化合物は、2.55eVと比較的低いT1準位を有するために、過剰に高いエネルギー状態の励起子が生成されない。また、第1の有機化合物においても、最低三重項励起準位がターフェニル基(特にメタ位で置換したターフェニル基が好ましい)に存在することで、第2の有機化合物と同様にT1準位が高すぎず、適度な値となる。このことから発光デバイス2は信頼性の良好な発光デバイスとすることができた。
Note that the first organic compound and the second organic compound in the
一方、比較発光デバイス2において、第1の物質に相当する8BP-4mDBtPBfpmは、複素芳香環骨格であるベンゾフロピリミジン骨格を有し、芳香族炭化水素基であるビフェニル基を有しているが、最低三重項励起準位がビフェニル基に由来せず、ジベンゾチオフェニル基に由来している有機化合物である。そのため、8BP-4mDBtPBfpmのT1準位は8mpTP-4mDBtPBfpmよりも高く、エネルギーの高い励起子が生成される。
On the other hand, in comparative
βNCCPと同様の方法にて、8mpTP-4mDBtPBfpm、及び8BP-4mDBtPBfpmの最低三重項励起エネルギー準位(T1準位)を測定したところ、8mpTP-4mDBtPBfpmの発光スペクトルの最も短波長側のピークは、500nm(2.48eV)であり、最も短波長側の発光端は、486nm(2.55eV)であった。また、8BP-4mDBtPBfpmの発光スペクトルの最も短波長側のピークは、495nm(2.51eV)であり、最も短波長側の発光端は、482nm(2.57eV)であった。そのため、8mpTP-4mDBtPBfpmは、8BP-4mDBtPBfpmより最低三重項励起エネルギー準位が低い物質であると言える。 When the lowest triplet excitation energy level (T 1 level) of 8mpTP-4mDBtPBfpm and 8BP-4mDBtPBfpm was measured using the same method as βNCCP, the peak on the shortest wavelength side of the emission spectrum of 8mpTP-4mDBtPBfpm was as follows. 500 nm (2.48 eV), and the emission end on the shortest wavelength side was 486 nm (2.55 eV). Furthermore, the peak on the shortest wavelength side of the emission spectrum of 8BP-4mDBtPBfpm was 495 nm (2.51 eV), and the emission end on the shortest wavelength side was 482 nm (2.57 eV). Therefore, it can be said that 8mpTP-4mDBtPBfpm is a substance having a lower lowest triplet excitation energy level than 8BP-4mDBtPBfpm.
本実施例では、本発明の一態様の発光デバイスである発光デバイス3と、発光デバイス4との詳しい作製方法と、その初期特性および信頼性について測定を行った結果を示す。
In this example, detailed methods for manufacturing light-emitting
本実施例において用いた主な化合物の構造式を以下に示す。 The structural formulas of the main compounds used in this example are shown below.
(発光デバイス3の作製方法)
まず、ガラス基板上に、基板側から銀(Ag)を100nm、酸化ケイ素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)を10nm、スパッタリング法により順次積層し、2mm×2mmの大きさで第1の電極101を形成した。なお、ITSOは陽極として機能し、上記Agと共に第1の電極101とみなされる。
(Method for manufacturing light emitting device 3)
First, on a glass substrate, from the substrate side, 100 nm of silver (Ag) and 10 nm of indium tin oxide containing silicon oxide (ITSO) were sequentially laminated by sputtering method to form a
次に、基板上に発光デバイスを形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄した。 Next, as a pretreatment for forming a light emitting device on the substrate, the surface of the substrate was washed with water.
その後、約1×10-4Pa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60分間の真空焼成を行った後、基板を約30分放冷した。 Thereafter, the substrate was introduced into a vacuum evaporation apparatus whose internal pressure was reduced to approximately 1×10 -4 Pa, and vacuum baking was performed at 170°C for 60 minutes in the heating chamber of the vacuum evaporation apparatus. Cooled separately.
次に、第1の電極101が形成された面が下方となるように、基板を真空蒸着装置内に設けられたホルダーに固定し、無機絶縁膜および第1の電極101上に、蒸着法により上記構造式(i)で表されるN-(ビフェニル-4-イル)-N-[4-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)フェニル]-9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-アミン(略称:PCBBiF)と分子量672でフッ素を含む電子アクセプタ材料(OCHD-003)とを、重量比で1:0.03(=PCBBiF:OCHD-003)となるように10nm共蒸着して正孔注入層111を形成した。
Next, the substrate is fixed to a holder provided in a vacuum evaporation apparatus so that the surface on which the
正孔注入層111上に、PCBBiFを10nm蒸着し正孔輸送層112を形成した。
On the
続いて、正孔輸送層上に、上記構造式(ii)で表される8-(1,1’:4’,1’’-テルフェニル-3-イル)-4-[3-(ジベンゾチオフェン-4-イル)フェニル]-[1]ベンゾフロ[3,2-d]ピリミジン(略称:8mpTP-4mDBtPBfpm)と、上記構造式(iii)で表される9-(2-ナフチル)-9′-フェニル-9H,9′H-3,3′-ビカルバゾール(略称:βNCCP)と、上記構造式(iv)で表される[2-d3-メチル-8-(2-ピリジニル-κN)ベンゾフロ[2,3-b]ピリジン-κC]ビス[2-(5-d3-メチル-2-ピリジニル-κN2)フェニル-κC]イリジウム(III)(略称:Ir(5mppy-d3)2(mbfpypy-d3))とを、重量比で0.5:0.5:0.1(=8mpTP-4mDBtPBfpm:βNCCP:Ir(5mppy-d3)2(mbfpypy-d3))となるように50nm共蒸着して発光層113を形成した。
Subsequently, 8-(1,1':4',1''-terphenyl-3-yl)-4-[3-(dibenzo Thiophen-4-yl)phenyl]-[1]benzofuro[3,2-d]pyrimidine (abbreviation: 8mpTP-4mDBtPBfpm) and 9-(2-naphthyl)-9' represented by the above structural formula (iii) -phenyl-9H,9'H-3,3'-bicarbazole (abbreviation: βNCCP) and [2-d3-methyl-8-(2-pyridinyl-κN)benzofuro] represented by the above structural formula (iv). [2,3-b]pyridine-κC]bis[2-(5-d3-methyl-2-pyridinyl-κN2)phenyl-κC]iridium(III) (abbreviation: Ir(5mppy-d 3 ) 2 (mbfpypy- d 3 )) in a weight ratio of 0.5:0.5:0.1 (=8mpTP-4mDBtPBfpm:βNCCP:Ir(5mppy-d 3 ) 2 (mbfpypy-d 3 )). A
こののち、上記構造式(v)で表される2-{3-[3-(N-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)-9H-カルバゾール-9-イル]フェニル}ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mPCCzPDBq)を10nmとなるように蒸着して第1の電子輸送層を形成し、上記構造式(vi)で表される2,2′-(1,3-フェニレン)ビス(9-フェニル-1,10-フェナントロリン)(略称:mPPhen2P)を10nmとなるように蒸着して第2の電子輸送層を形成し、電子輸送層114を形成した。なお、第1の電子輸送層は正孔ブロック層としても機能する。
Thereafter, 2-{3-[3-(N-phenyl-9H-carbazol-3-yl)-9H-carbazol-9-yl]phenyl}dibenzo[f,h ] Quinoxaline (abbreviation: 2mPCCzPDBq) is evaporated to a thickness of 10 nm to form a first electron transport layer, and 2,2′-(1,3-phenylene)bis( A second electron transport layer was formed by depositing 9-phenyl-1,10-phenanthroline (abbreviation: mPPhen2P) to a thickness of 10 nm, thereby forming the
続いて、フッ化リチウム(LiF)とイッテルビウム(Yb)と体積比で1:0.5(=LiF:Yb)となるように1.5nm共蒸着して電子注入層115を形成し、その後、銀(Ag)マグネシウム(Mg)とを体積比1:0.1、膜厚25nmとなるように共蒸着して、第2の電極102を形成し、本発明の一態様の発光デバイスを作製した。また、第2の電極102上には上記構造式(xii)で表される4,4′,4′′-(ベンゼン-1,3,5-トリイル)トリ(ジベンゾチオフェン)(略称:DBT3P-II)をキャップ層として70nm成膜して、光の取り出し効率を向上させている。
Subsequently, an
続いて窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光デバイスが大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業(UV硬化性のシール材を素子の周囲への塗布、発光デバイスには照射しないようにシール材のみにUVを照射する処理、および大気圧下で80℃にて1時間熱処理)を行い、発光デバイス3を形成した。
Next, in a glove box with a nitrogen atmosphere, the light-emitting device is sealed with a glass substrate so that it is not exposed to the atmosphere (a UV-curable sealant is applied around the element, and the light-emitting device is sealed so that it is not irradiated). A
(発光デバイス4の作製方法)
発光デバイス4は、発光デバイス3における8mpTP-4mDBtPBfpmを上記構造式(xiii)で表される8-(1,1′:4′,1′′-テルフェニル-3-イル-2,4,5,6,2′,3′,5′,6′,2′′,3′′,4′′,5′′,6′′-d13)-4-[3-(ジベンゾチオフェン-4-イル-1,2,3,6,7,8,9-d7)フェニル-2,4,6-d3]-[1]ベンゾフロ[3,2-d]ピリミジン(略称:8mpTP-4mDBtPBfpm-d23)に変えた他は、発光デバイス3と同様に作製した。
(Method for manufacturing light emitting device 4)
Light-emitting
発光デバイス3および発光デバイス4のデバイス構造を以下に示す。
Device structures of light emitting
発光デバイス3および発光デバイス4の輝度-電流密度特性を図34に、電流効率-輝度特性を図35に、輝度-電圧特性を図36に、電流密度-電圧特性を図37、発光スペクトルを図38に示した。また、2000cd/m2付近における電圧、電流、電流密度、CIE色度、電流効率の値を以下に示した。なお、輝度、CIE色度、及び発光スペクトルの測定には分光放射計(トプコン社製、SR-UL1R)を用い、常温で測定した。
The luminance-current density characteristics of the light-emitting
図34乃至図38より、発光デバイス3と発光デバイス4は、いずれも良好な特性を有する発光デバイスであることがわかる。
It can be seen from FIGS. 34 to 38 that both light-emitting
続いて、発光デバイス3と発光デバイス4の電流密度50mA/cm2における定電流駆動時の駆動時間に対する輝度の変化を測定した結果を図39に示す。図39より、250時間後の輝度が発光デバイス3は初期輝度の90%であり、発光デバイス4は92%であり、発光デバイス3と発光デバイス4はいずれも良好な信頼性を有する発光デバイスであることがわかったが、特に、発光デバイス4はより長寿命な発光デバイスであることがわかった。
Subsequently, FIG. 39 shows the results of measuring changes in brightness with respect to drive time during constant current driving of light emitting
ここで発光デバイス3は、発光層に、第1の有機化合物として8mpTP-4mDBtPBfpm、第2の有機化合物としてβNCCP、燐光発光物質としてIr(5mppy-d3)2(mbfpypy-d3)を有する、本発明の一態様の発光デバイスである。また、発光デバイス4は、発光層に、第1の有機化合物として8mpTP-4mDBtPBfpm-d23、第2の有機化合物としてβNCCP、燐光発光物質としてIr(5mppy-d3)2(mbfpypy-d3)を有する、本発明の一態様の発光デバイスである。
Here, the
すなわち、第1の有機化合物である8mpTP-4mDBtPBfpmまたは8mpTP-4mDBtPBfpm-d23は、複素芳香環骨格であるベンゾフロピリミジン骨格を有し、芳香族炭化水素基であるターフェニル基を有し、最低三重項励起準位がターフェニル基に由来する有機化合物である。また、第2の有機化合物であるβNCCPは、ビカルバゾール骨格を有し、最低三重項励起エネルギーが2.55eV(2.20eV以上2.65eV以下)の有機化合物である。また、Ir(5mppy-d3)2(mbfpypy-d3)は緑色の燐光を呈する燐光発光物質である。 That is, the first organic compound 8mpTP-4mDBtPBfpm or 8mpTP-4mDBtPBfpm-d 23 has a benzofuropyrimidine skeleton that is a heteroaromatic ring skeleton, has a terphenyl group that is an aromatic hydrocarbon group, and has a minimum It is an organic compound whose triplet excited level is derived from a terphenyl group. Further, βNCCP, which is the second organic compound, has a bicarbazole skeleton and has a lowest triplet excitation energy of 2.55 eV (2.20 eV or more and 2.65 eV or less). Further, Ir(5mppy-d 3 ) 2 (mbfpypy-d 3 ) is a phosphorescent substance that exhibits green phosphorescence.
βNCCPの最低三重項励起エネルギー準位(T1準位)は、石英基板上にβNCCPを50nm成膜した薄膜を用い、測定温度10Kにて発光スペクトル(燐光スペクトル)を測定することで算出した。測定は、顕微PL装置 LabRAM HR-PL ((株)堀場製作所)を用い、励起光としてHe-Cdレーザ(325nm)を用いた。その結果、βNCCPの発光スペクトル(燐光スペクトル)の最も短波長側のピークは、491nm(2.53eV)であり、最も短波長側の発光端は、486nm(2.55eV)であった。なお、発光端は、発光スペクトル(燐光スペクトル)の最も短波長に観測されるピーク(またはショルダーピーク)の短波長側の傾きが最大となる値において接線を引き、その接線と横軸(波長)あるいはベースラインとの交点から算出した。 The lowest triplet excitation energy level (T 1 level) of βNCCP was calculated by measuring the emission spectrum (phosphorescence spectrum) at a measurement temperature of 10 K using a thin film of βNCCP formed to a thickness of 50 nm on a quartz substrate. The measurement was performed using a microscope PL device LabRAM HR-PL (manufactured by Horiba, Ltd.) and a He-Cd laser (325 nm) as excitation light. As a result, the peak on the shortest wavelength side of the emission spectrum (phosphorescence spectrum) of βNCCP was 491 nm (2.53 eV), and the emission end on the shortest wavelength side was 486 nm (2.55 eV). Note that the emission end is defined by drawing a tangent at the value where the slope of the shortest wavelength side of the peak (or shoulder peak) observed at the shortest wavelength of the emission spectrum (phosphorescence spectrum) is maximum, and then drawing a tangent between that tangent and the horizontal axis (wavelength). Alternatively, it was calculated from the intersection with the baseline.
なお、発光デバイス3および発光デバイス4における第1の有機化合物と第2の有機化合物は、緑燐光発光物質を励起することができる励起錯体を形成する。そのうえで第2の有機化合物は、2.55eVと比較的低いT1準位を有するために、過剰に高いエネルギー状態の励起子が生成されない。また、第1の有機化合物においても、最低三重項励起準位がターフェニル基(特にメタ位で置換したターフェニル基が好ましい)に存在することで、第2の有機化合物と同様にT1準位が高すぎず、適度な値となる。このことから発光デバイス3および発光デバイス4は信頼性の良好な発光デバイスとすることができた。
Note that the first organic compound and the second organic compound in the
βNCCPと同様の方法にて、8mpTP-4mDBtPBfpm、及び8mpTP-4mDBtPBfpm-d23の最低三重項励起エネルギー準位(T1準位)を測定したところ、8mpTP-4mDBtPBfpmの発光スペクトルの最も短波長側のピークは、500nm(2.48eV)であり、最も短波長側の発光端は、486nm(2.55eV)であった。また、8mpTP-4mDBtPBfpm-d23の発光スペクトルの最も短波長側のピークは、501nm(2.48eV)であり、最も短波長側の発光端は、484nm(2.56eV)であった。 When the lowest triplet excitation energy level (T 1 level) of 8mpTP-4mDBtPBfpm and 8mpTP-4mDBtPBfpm-d 23 was measured using the same method as βNCCP, it was found that The peak was 500 nm (2.48 eV), and the emission end on the shortest wavelength side was 486 nm (2.55 eV). Furthermore, the peak on the shortest wavelength side of the emission spectrum of 8mpTP-4mDBtPBfpm-d 23 was 501 nm (2.48 eV), and the emission end on the shortest wavelength side was 484 nm (2.56 eV).
続いて、8mpTP-4mDBtPBfpmと、8mpTP-4mDBtPBfpm-d23それぞれの2Me-THF溶液を液体窒素により冷却して発光スペクトル及び発光量子収率を測定した結果を示す。 Next, the results of measuring the emission spectra and emission quantum yields of 2Me-THF solutions of 8mpTP-4mDBtPBfpm and 8mpTP-4mDBtPBfpm-d 23 after cooling with liquid nitrogen are shown.
発光スペクトル及び発光量子収率の測定には、絶対PL量子収率測定装置((株)浜松ホトニクス製 C11347-01)を用い、グローブボックス((株)ブライト製 LABstarM13(1250/780)にて、窒素雰囲気下で8mpTP-4mDBtPBfpm及び8mpTP-4mDBtPBfpm-d23それぞれの2Me-THF脱酸素溶液(0.120mmol/L)を石英セルに入れ、密栓し、液体窒素により冷却して測定を行った。8mpTP-4mDBtPBfpmおよび8mpTP-4mDBtPBfpm-d23の発光スペクトルの測定結果を図40に示す。横軸は波長、縦軸は発光強度を表す。 The emission spectrum and emission quantum yield were measured using an absolute PL quantum yield measurement device (C11347-01 manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.) in a glove box (LABstar M13 (1250/780) manufactured by Bright Co., Ltd.). Under a nitrogen atmosphere, 2Me-THF deoxidizing solutions (0.120 mmol/L) of 8mpTP-4mDBtPBfpm and 8mpTP-4mDBtPBfpm-d 23 were placed in a quartz cell, the cells were sealed tightly, and the cells were cooled with liquid nitrogen to perform measurements.8mpTP The measurement results of the emission spectra of -4mDBtPBfpm and 8mpTP-4mDBtPBfpm-d 23 are shown in Figure 40. The horizontal axis represents the wavelength, and the vertical axis represents the emission intensity.
図40に示す通り、いずれの試料においても、蛍光と燐光が混ざった状態の発光スペクトルが観測された。351nm~455nm付近のスペクトルは室温測定及び発光寿命測定結果より、蛍光であることを確認した。また、455nm~660nm付近のスペクトルは低温の測定のみで観測されることから、燐光に由来することを確認した。 As shown in FIG. 40, an emission spectrum in which fluorescence and phosphorescence were mixed was observed in all samples. The spectrum in the vicinity of 351 nm to 455 nm was confirmed to be fluorescence based on room temperature measurements and emission lifetime measurements. Furthermore, since the spectrum in the vicinity of 455 nm to 660 nm was observed only in low-temperature measurements, it was confirmed that it was derived from phosphorescence.
また、発光量子収率の測定結果より、8mpTP-4mDBtPBfpmにおいて、低温(液体窒素で冷却した温度)における、蛍光成分(351nm~455nm)の量子収率(Φf(H))は8.5%であることがわかった。また、燐光成分(455nm~660nm)の量子収率(Φp(H))は10%であることがわかった。 In addition, from the measurement results of the luminescence quantum yield, the quantum yield (Φ f (H)) of the fluorescent component (351 nm to 455 nm) at low temperature (temperature cooled with liquid nitrogen) at 8mpTP-4mDBtPBfpm is 8.5%. It turned out to be. Further, the quantum yield (Φ p (H)) of the phosphorescent component (455 nm to 660 nm) was found to be 10%.
また、発光量子収率の測定結果より、8mpTP-4mDBtPBfpm-d23において、低温(液体窒素で冷却した温度)における、蛍光成分(351nm~455nm)の量子収率(Φf(D))は8.5%であることがわかった。また、燐光成分(455nm~660nm)の量子収率(Φp(D))は15%であることがわかった。 In addition, from the measurement results of the luminescence quantum yield, the quantum yield (Φ f (D)) of the fluorescent component (351 nm to 455 nm) at low temperature (temperature cooled with liquid nitrogen) in 8mpTP-4mDBtPBfpm-d 23 is 8. It was found to be .5%. Further, the quantum yield (Φ p (D)) of the phosphorescent component (455 nm to 660 nm) was found to be 15%.
すなわち、低温(液体窒素で冷却した温度)において、8mpTP-4mDBtPBfpm-d23の燐光成分の量子収率は、8mpTP-4mDBtPBfpmの燐光成分の量子収率の1.5倍の大きさであり、蛍光成分の量子収率はほぼ同じであったことがわかった。 That is, at low temperature (temperature cooled with liquid nitrogen), the quantum yield of the phosphorescent component of 8mpTP-4mDBtPBfpm-d 23 is 1.5 times as large as the quantum yield of the phosphorescent component of 8mpTP-4mDBtPBfpm, and the fluorescence It was found that the quantum yields of the components were almost the same.
また、8mpTP-4mDBtPBfpmと、8mpTP-4mDBtPBfpm-d23それぞれの2-メチルテトラヒドロフラン(2Me-THF)溶液を液体窒素により冷却して発光寿命を測定した結果を示す。 Also shown are the results of measuring the luminescence lifetimes of 2-methyltetrahydrofuran (2Me-THF) solutions of 8mpTP-4mDBtPBfpm and 8mpTP-4mDBtPBfpm-d 23 by cooling them with liquid nitrogen.
発光寿命の測定には、蛍光光度計((株)日本分光製 FP-8600)を用いた。大気下で8mpTP-4mDBtPBfpm及び8mpTP-4mDBtPBfpm-d23それぞれの2Me-THF溶液(0.120mmol/L)を石英セルに入れ、液体窒素により冷却して測定を行った。本測定においては、励起光の波長を320nm、測定する光の波長を515nmとし、溶液の入った石英セルに励起光を30秒程度照射し、励起光をシャッターで遮断してから減衰していく発光の強度を10ms間隔で測定することにより時間分解測定を行った。なお、励起光および測定光のバンド幅は10nmとした。得られた時間減衰曲線を図41に示す。横軸は時間、縦軸は発光強度を表す。 A fluorometer (FP-8600, manufactured by JASCO Corporation) was used to measure the luminescence lifetime. 2Me-THF solutions (0.120 mmol/L) of each of 8mpTP-4mDBtPBfpm and 8mpTP-4mDBtPBfpm-d 23 were placed in a quartz cell under the atmosphere, and the cells were cooled with liquid nitrogen and measured. In this measurement, the wavelength of the excitation light is 320 nm, and the wavelength of the light to be measured is 515 nm.The quartz cell containing the solution is irradiated with the excitation light for about 30 seconds, and the excitation light is blocked by a shutter and then attenuated. Time-resolved measurements were performed by measuring the intensity of light emission at 10 ms intervals. Note that the bandwidth of the excitation light and measurement light was 10 nm. The obtained time decay curve is shown in FIG. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents luminescence intensity.
図41に示す通り、発光強度は単一指数関数的に減衰していることがわかった。得られた減衰曲線から発光寿命を算出した。8mpTP-4mDBtPBfpmの発光寿命は2.8sであった。8mpTP-4mDBtPBfpm-d23の発光寿命は5.3sであった。発光寿命を測定した光の波長は515nmであることから燐光成分の発光寿命であると言える。従って、低温(液体窒素で冷却した温度)において、重水素化体の方が非重水素化体よりも1.9倍、燐光の発光寿命が長いことがわかった。 As shown in FIG. 41, it was found that the emission intensity attenuated monoexponentially. The luminescence lifetime was calculated from the obtained decay curve. The luminescence lifetime of 8mpTP-4mDBtPBfpm was 2.8 s. The luminescence lifetime of 8mpTP-4mDBtPBfpm-d 23 was 5.3 s. Since the wavelength of the light at which the luminescence lifetime was measured was 515 nm, it can be said that this is the luminescence lifetime of the phosphorescent component. Therefore, it was found that at low temperatures (temperatures cooled with liquid nitrogen), the phosphorescence lifetime of the deuterated product was 1.9 times longer than that of the non-deuterated product.
ここで、燐光発光量子収率(Φp)および燐光発光寿命(τp)は有機化合物の最低三重項励起状態(T1)からの輻射遷移速度定数krpと無輻射遷移速度定数knrp、および最低一重項励起状態(S1)から最低三重項励起状態(T1)への項間交差の量子収率(Φisc)から、下記式(1)、および式(2)のように表すことができる。 Here, the phosphorescence quantum yield (Φ p ) and the phosphorescence lifetime (τ p ) are the radiative transition rate constant k rp and the nonradiative transition rate constant k nrp from the lowest triplet excited state (T 1 ) of the organic compound, From the quantum yield (Φ isc ) of intersystem crossing from the lowest singlet excited state (S 1 ) to the lowest triplet excited state (T 1 ), it is expressed as the following formulas (1) and (2). be able to.
この式より、krpおよびknrpは、Φおよびτを用いて各々下記式(3)、および式(4)ように表すことができる。 From this equation, k rp and k nrp can be expressed as the following equations (3) and (4) using Φ and τ, respectively.
ここで、上記測定結果より、重水素化された8mpTP-4mDBtPBfpm-d23の燐光量子収率Φp(D)は、重水素化されていない8mpTP-4mDBtPBfpmの燐光量子収率Φp(H)の1.5倍、8mpTP-4mDBtPBfpm-d23の燐光発光寿命τp(D)は、8mpTP-4mDBtPBfpmの燐光発光寿命τp(H)の1.9倍であることがわかっている。また、8mpTP-4mDBtPBfpm-d23の蛍光量子収率Φf(D)と、8mpTP-4mDBtPBfpmの蛍光量子収率Φf(H)は、ほぼ同じであった。 Here, from the above measurement results, the phosphorescence quantum yield Φ p (D) of deuterated 8mpTP-4mDBtPBfpm-d 23 is equal to the phosphorescence quantum yield Φ p (H) of non-deuterated 8mpTP-4mDBtPBfpm. It has been found that the phosphorescence lifetime τ p (D) of 8mpTP-4mDBtPBfpm-d 23 is 1.9 times the phosphorescence lifetime τ p (H) of 8mpTP-4mDBtPBfpm. Further, the fluorescence quantum yield Φ f (D) of 8mpTP-4mDBtPBfpm-d 23 and the fluorescence quantum yield Φ f (H) of 8mpTP-4mDBtPBfpm were almost the same.
なお、液体窒素で冷却した温度において、蛍光の無輻射遷移の速度定数は、輻射遷移および項間交差の速度定数より非常に小さいため、8mpTP-4mDBtPBfpmおよび8mpTP-4mDBtPBfpm-d23の項間交差の量子収率Φisc(H)およびΦisc(D)は、それぞれの物質の蛍光量子収率(Φf(H)、Φf(D))を用いて、
Φisc(H)=1-Φf(H)
Φisc(D)=1-Φf(D)
と各々表すことができ、Φf(H)およびΦf(D)はほぼ同じ値であったため、Φisc(H)およびΦisc(D)は同じとみなすことができる。
Note that at the temperature cooled with liquid nitrogen, the rate constant of nonradiative transition of fluorescence is much smaller than the rate constant of radiative transition and intersystem crossing. The quantum yields Φ isc (H) and Φ isc (D) are calculated using the fluorescence quantum yields (Φ f (H), Φ f (D)) of each substance,
Φ isc (H) = 1 - Φ f (H)
Φ isc (D) = 1-Φ f (D)
Since Φ f (H) and Φ f (D) were approximately the same value, Φ isc (H) and Φ isc (D) can be considered to be the same.
すなわち、8mpTP-4mDBtPBfpmの燐光量子収率をΦp(H)、速度定数をτp(H)、項間交差の量子収率をΦisc(H)、輻射遷移の速度定数をkrp(H)、無輻射遷移の速度定数をknrp(H)であるとし、8mpTP-4mDBtPBfpm-d23の燐光量子収率をΦp(D)、速度定数をτp(D)、項間交差の量子収率をΦisc(D)、輻射遷移の速度定数をkrp(D)、無輻射遷移の速度定数をknrp(D)とすると、krp(H)は、下式(3-1)、krp(D)は、下式(3-2)、knrp(H)は、下式(4-1)、knrp(D)は、下式(4-2)のように表すことができる。 That is, the phosphorescence quantum yield of 8mpTP-4mDBtPBfpm is Φ p (H), the rate constant is τ p (H), the quantum yield of intersystem crossing is Φ isc (H), and the rate constant of radiative transition is k rp (H). ), the rate constant of nonradiative transition is k nrp (H), the phosphorescence quantum yield of 8mpTP-4mDBtPBfpm-d 23 is Φ p (D), the rate constant is τ p (D), and the quantum of intersystem crossing is When the yield is Φ isc (D), the rate constant of radiative transition is k rp (D), and the rate constant of non-radiative transition is k nrp (D), k rp (H) is expressed by the following formula (3-1). , k rp (D) can be expressed as in the following formula (3-2), k nrp (H) can be expressed as in the following formula (4-1), and k nrp (D) can be expressed as in the following formula (4-2). I can do it.
このように、knrp(D)は、knrp(H)の0.50倍であり、knrp(D)<knrp(H)となり、krp(D)は、krp(H)の0.79倍であり、krp(D)<krp(H)となり、8mpTP-4mDBtPBfpmと比較して、重水素化された8mpTP-4mDBtPBfpm-d23の無輻射遷移の速度定数および輻射遷移の速度定数のどちらも小さくなることがわかったが、輻射遷移の速度定数よりも無輻射遷移の速度定数がより小さくなるため、輻射遷移よりも無輻射遷移の方がより抑制されていることがわかった。 Thus, k nrp (D) is 0.50 times k nrp (H), k nrp ( D) < k nrp (H), and k rp (D) is 0.50 times k nrp (H). 0.79 times, k rp (D) < k rp (H), and compared to 8mpTP-4mDBtPBfpm, the rate constant of nonradiative transition and radiative transition of deuterated 8mpTP-4mDBtPBfpm-d 23 Although both rate constants were found to be small, it was found that the nonradiative transition is more suppressed than the radiative transition because the rate constant of the nonradiative transition is smaller than that of the radiative transition. Ta.
このように、重水素化された有機化合物は、輻射遷移の速度定数と無輻射遷移の速度定数が小さくなるが、無輻射遷移の方がより抑制されることから、結果として生成した三重項励起子をより多く輻射遷移させることができるようになる。輻射遷移は、エネルギー移動に関わる遷移であることから、重水素化された有機化合物は重水素化されていない有機化合物と比較して、励起エネルギーを他の化合物(ここではゲスト材料である燐光発光物質)へ移動させるエネルギー移動効率が向上する。エネルギー移動効率が向上することにより、当該重水素化された有機化合物が劣化することを抑制することが可能となり、当該有機化合物をホスト材料として用いた発光デバイスは、ホスト材料の劣化が抑制され、信頼性の良好な発光デバイスとすることができる。 In this way, deuterated organic compounds have smaller rate constants for radiative transition and non-radiative transition, but since non-radiative transition is more suppressed, the resulting triplet excitation This allows more children to undergo radiative transitions. Radiative transition is a transition that involves energy transfer, so compared to non-deuterated organic compounds, deuterated organic compounds transfer excitation energy to other compounds (here, phosphorescence, which is the guest material). The efficiency of energy transfer to substances) is improved. By improving the energy transfer efficiency, it becomes possible to suppress the deterioration of the deuterated organic compound, and a light emitting device using the organic compound as a host material can suppress the deterioration of the host material. A light-emitting device with good reliability can be obtained.
なお、低温(液体窒素で冷却した温度)において、8mpTP-4mDBtPBfpm-d23の輻射遷移の速度定数krp(D)は、8mpTP-4mDBtPBfpmの輻射遷移の速度定数krp(H)の0.79倍となっているが、無輻射遷移の速度定数knrp(D)はknrp(H)の0.50倍となり、相対的に無輻射遷移の速度定数knrp(D)の方が減少幅が大きい。そのため、輻射遷移の速度定数krp(D)の減少を考慮しても、8mpTP-4mDBtPBfpm-d23において輻射遷移する三重項励起子の割合は大きくなることから、重水素化することでエネルギー移動効率が向上すると言うことができる。 In addition, at low temperature (temperature cooled with liquid nitrogen), the rate constant k rp (D) of radiative transition of 8mpTP-4mDBtPBfpm-d 23 is 0.79 of the rate constant k rp (H) of radiative transition of 8mpTP-4mDBtPBfpm. However, the rate constant of non-radiative transition k nrp (D) is 0.50 times of k nrp (H), and relatively the rate constant of non-radiative transition k nrp (D) decreases by a larger amount. is large. Therefore, even if the decrease in the rate constant k rp (D) of radiative transition is taken into account, the proportion of triplet excitons that undergo radiative transition in 8mpTP-4mDBtPBfpm-d 23 increases, so deuteration causes energy transfer. It can be said that efficiency improves.
また、蛍光量子収率に関しては、8mpTP-4mDBtPBfpm-d23と、8mpTP-4mDBtPBfpmにおいてほとんど差がなかった。また、77Kの低温における無輻射遷移の速度定数は輻射遷移および項間交差の速度定数と比較して非常に小さい。このことから、重水素化することによる8mpTP-4mDBtPBfpm-d23と、8mpTP-4mDBtPBfpmの蛍光発光過程における輻射遷移および無輻射遷移の速度定数には有意差はなく、重水素化を行ったことに関する効果は主として三重項励起子の挙動に影響を及ぼしていると言うことができる。 Furthermore, regarding the fluorescence quantum yield, there was almost no difference between 8mpTP-4mDBtPBfpm-d 23 and 8mpTP-4mDBtPBfpm. Furthermore, the rate constant of nonradiative transition at a low temperature of 77 K is very small compared to the rate constant of radiative transition and intersystem crossing. From this, there is no significant difference in the rate constants of radiative transition and non-radiative transition in the fluorescence emission process of 8mpTP-4mDBtPBfpm-d 23 and 8mpTP-4mDBtPBfpm due to deuteration. It can be said that the effect mainly affects the behavior of triplet excitons.
ここで、8mpTP-4mDBtPBfpmの第1の置換基のみを重水素置換した8mpTP-4mDBtPBfpm-d13(構造式(223))および第2の置換基のみを重水素置換した8mpTP-4mDBtPBfpm-d10(構造式(225))について、同様に測定を行った結果、8mpTP-4mDBtPBfpm-d10(構造式(225))は8mpTP-4mDBtPBfpmと同等の、8mpTP-4mDBtPBfpm-d13(構造式(223))は8mpTP-4mDBtPBfpm-d23と同等の結果を示した。 Here, 8mpTP-4mDBtPBfpm-d 13 (structural formula (223)) in which only the first substituent of 8mpTP-4mDBtPBfpm was substituted with deuterium and 8mpTP-4mDBtPBfpm-d 10 (in which only the second substituent was substituted with deuterium) As a result of the same measurement for Structural Formula (225)), 8mpTP-4mDBtPBfpm-d 10 (Structural Formula (225)) was equivalent to 8mpTP-4mDBtPBfpm, and 8mpTP-4mDBtPBfpm-d 13 (Structural Formula (223)) showed similar results to 8mpTP-4mDBtPBfpm-d 23 .
8mpTP-4mDBtPBfpm-d23と同等の結果を示した8mpTP-4mDBtPBfpm-d13は、第1の有機化合物の第1の置換基のみを重水素置換した有機化合物である。従って、第1の有機化合物は、第1の置換基のみの重水素置換により、りん光発光過程の無輻射遷移を抑制することができることが明らかとなった。これは、第1の有機化合物においては第1の置換基にT1が局在することから、第1の置換基を重水素化することにより、最低三重項励起状態における分子内振動が抑制された結果、第1の有機化合物のT1からの無輻射遷移を抑制することができるためと考えられ、先の結果(蛍光量子収率および蛍光寿命には変化なく、燐光量子収率および燐光寿命のみ変化する)とも一致する。 8mpTP-4mDBtPBfpm-d 13 , which showed the same results as 8mpTP-4mDBtPBfpm-d 23 , is an organic compound in which only the first substituent of the first organic compound is substituted with deuterium. Therefore, it has been revealed that the first organic compound can suppress the non-radiative transition in the phosphorescence process by substituting only the first substituent with deuterium. This is because in the first organic compound, T1 is localized in the first substituent, so by deuterating the first substituent, intramolecular vibrations in the lowest triplet excited state are suppressed. This is thought to be due to the fact that the non-radiative transition from T1 of the first organic compound can be suppressed. ) is also consistent with
また、ホスト材料からゲスト材料へのエネルギー移動効率φETの観点から考えると、エネルギー移動効率φETは以下の数式(5)で表され、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が大きくなり、他の競合する速度定数kr+knr(=1/τ)が相対的に小さくなれば良いことがわかる。 Also, considering from the perspective of the energy transfer efficiency φ ET from the host material to the guest material, the energy transfer efficiency φ ET is expressed by the following formula (5), and in order to increase the energy transfer efficiency φ ET, the energy transfer efficiency φ ET is It can be seen that it is sufficient if the rate constant k h*→g becomes large and the other competing rate constants k r +k nr (=1/τ) become relatively small.
なお、数式(5)において、krは、ホスト材料の発光過程(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、knrは、ホスト材料の非発光過程(熱失活および項間交差)の速度定数を表し、τは、実測されるホスト材料の励起状態の寿命を表す。また、kh*→gはエネルギー移動(フェルスター機構またはデクスター機構)の速度定数を表す。 In Equation (5), k r is the rate constant of the light emission process of the host material (fluorescence when discussing energy transfer from a singlet excited state, and phosphorescence when discussing energy transfer from a triplet excited state). where k nr represents the rate constant of non-luminescent processes (thermal deactivation and intersystem crossing) of the host material, and τ represents the actually measured lifetime of the excited state of the host material. Furthermore, kh *→g represents the rate constant of energy transfer (Förster mechanism or Dexter mechanism).
エネルギー移動の速度定数kh*→gは、重水素化されている有機化合物(8mpTP-4mDBtPBfpm-d23)とされていない有機化合物(8mpTP-4mDBtPBfpm)では、分子の原子配置、スペクトル形状などがほぼ変わらないことから、当該2材料ではほぼ同一である(下記式(6)または(7)参照)。このため、重水素化されている有機化合物とされていない有機化合物との比較においては、発光寿命(りん光寿命)τに大きく影響されることがわかる。 The energy transfer rate constant k h*→g is determined by the atomic arrangement of molecules, spectral shape, etc. in organic compounds that are deuterated (8mpTP-4mDBtPBfpm-d 23 ) and organic compounds that are not deuterated (8mpTP-4mDBtPBfpm). Since there is almost no difference, the two materials are almost the same (see formula (6) or (7) below). Therefore, in a comparison between deuterated organic compounds and non-deuterated organic compounds, it can be seen that the luminescence lifetime (phosphorescence lifetime) τ is greatly affected.
上記のように低温(液体窒素で冷却した温度)で測定された燐光寿命は、重水素化されている有機化合物(8mpTP-4mDBtPBfpm-d23)がされていない有機化合物(8mpTP-4mDBtPBfpm)の1.9倍であった。室温においても重水素化されている有機化合物とされていない有機化合物の燐光寿命に差があると仮定すると、ホスト材料からゲスト材料へのエネルギー移動効率φETの式(5)からも、重水素化されている有機化合物(8mpTP-4mDBtPBfpm-d23)をホスト材料に用いた発光デバイスは、されていない有機化合物(8mpTP-4mDBtPBfpm)をホスト材料に用いた発光デバイスよりもエネルギー移動効率が向上するということができる。 As mentioned above, the phosphorescence lifetime measured at low temperature (temperature cooled with liquid nitrogen) is 1 It was .9 times higher. Assuming that there is a difference in the phosphorescence lifetime of organic compounds that are deuterated and organic compounds that are not deuterated even at room temperature, the energy transfer efficiency from the host material to the guest material φET is determined by equation (5). A light-emitting device using an organic compound (8mpTP-4mDBtPBfpm-d 23 ) that has been modified as a host material has improved energy transfer efficiency than a light-emitting device that uses an organic compound that has not been modified (8mpTP-4mDBtPBfpm) as a host material. It can be said that.
エネルギー移動効率が向上することにより、当該重水素化された有機化合物が劣化することを抑制することが可能となる。これにより、重水素化されている有機化合物をホスト材料として用いた発光デバイスは、重水素化されていない有機化合物をホスト材料に用いた発光デバイスよりもホスト材料の劣化が抑制され、信頼性の良好な発光デバイスとすることができる。 By improving energy transfer efficiency, it becomes possible to suppress deterioration of the deuterated organic compound. As a result, a light-emitting device using a deuterated organic compound as a host material has less deterioration of the host material than a light-emitting device using a non-deuterated organic compound as a host material, and has improved reliability. A good light emitting device can be obtained.
数式(6)はフェルスター機構の、数式(7)はデクスター機構の速度定数kh*→gの式である。 Equation (6) is the equation for the Forster mechanism, and Equation (7) is the equation for the rate constant kh*→g of the Dexter mechanism.
数式(6)において、νは、振動数を表し、f′h(ν)は、ホスト材料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、ゲスト材料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、ホスト材料とゲスト材料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、燐光寿命)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、ホスト材料とゲスト材料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 formula (6), ν represents the vibration frequency, and f′ h (ν) is the normalized emission spectrum of the host material (fluorescence spectrum when discussing energy transfer from the singlet excited state, triplet excited state). (phosphorescence spectrum) when discussing energy transfer from a state, ε g (ν) represents the molar extinction coefficient of the guest material, N represents Avogadro's number, n represents the refractive index of the medium, and R represents the intermolecular distance between the host material and the guest material, τ represents the actually measured lifetime of the excited state (fluorescence lifetime, phosphorescence lifetime), and φ represents the emission quantum yield (energy transfer from the singlet excited state). When discussing the energy transfer from the triplet excited state, it represents the fluorescence quantum yield, and when discussing the energy transfer from the triplet excited state, it represents the phosphorescence quantum yield), and K 2 is the coefficient (0 ~4). Note that in the case of random orientation, K 2 =2/3.
数式(7)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、ホスト材料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、ゲスト材料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、ホスト材料とゲスト材料の分子間距離を表す。 In formula (7), h is Planck's constant, K is a constant with energy dimension, ν represents the frequency, and f′ h (ν) is the normalized luminescence of the host material. represents the spectrum (fluorescence spectrum when discussing energy transfer from the singlet excited state, phosphorescence spectrum when discussing energy transfer from the triplet excited state), and ε′ g (ν) is the normalized It represents the absorption spectrum, L represents the effective molecular radius, and R represents the intermolecular distance between the host material and the guest material.
なお、三重項励起子のエネルギーが高い場合、当該励起子の寿命が長いと劣化が促進されてしまう場合がある。しかし、本発明の一態様においては第1の有機化合物はT1準位が比較的低い材料であることから、三重項励起子の寿命が長くなったことに対する信頼性への影響は小さい。さらに、第1の有機化合物(ホスト材料)における第1の置換基および第2の置換基を重水素化した物質が、無輻射遷移を抑制することから、当該物質から発光材料へのエネルギー移動効率が高まり、発光デバイスの信頼性を向上させることができることがわかった。 Note that when the energy of triplet excitons is high and the lifetime of the excitons is long, deterioration may be accelerated. However, in one embodiment of the present invention, since the first organic compound is a material with a relatively low T 1 level, the longer lifetime of triplet excitons has little effect on reliability. Furthermore, since the substance in which the first substituent and the second substituent in the first organic compound (host material) are deuterated suppresses nonradiative transition, the energy transfer efficiency from the substance to the luminescent material is improved. It was found that the reliability of light emitting devices could be improved.
本実施例では、本発明の一態様の発光デバイスである発光デバイス5乃至発光デバイス7の詳しい作製方法と、その初期特性および信頼性について測定を行った結果を示す。
This example shows a detailed method for manufacturing light-emitting
本実施例において用いた主な化合物の構造式を以下に示す。 The structural formulas of the main compounds used in this example are shown below.
(発光デバイス5の作製方法)
まず、配線が設けられたシリコン基板上に、チタン(Ti)50nm、アルミニウム(Al)70nm、チタン(Ti)6nmをスパッタリング法により順次積層した。これを大気雰囲気中、300℃で1時間加熱処理した。加熱処理後、洗浄したのち、酸化ケイ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10nm成膜した。この積層膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングし、第1の電極を形成した。なお、透明電極は陽極として機能し、上記反射電極と共に第1の電極とみなされる。
(Method for manufacturing light emitting device 5)
First, 50 nm of titanium (Ti), 70 nm of aluminum (Al), and 6 nm of titanium (Ti) were sequentially laminated by sputtering on a silicon substrate provided with wiring. This was heat-treated at 300° C. for 1 hour in an air atmosphere. After heat treatment and cleaning, a 10 nm film of indium tin oxide containing silicon oxide (ITSO) was formed by sputtering. This laminated film was patterned by photolithography to form a first electrode. Note that the transparent electrode functions as an anode and is regarded as a first electrode together with the reflective electrode.
なお、第1の電極面積は4mm2(2mm×2mm)とした。 Note that the area of the first electrode was 4 mm 2 (2 mm x 2 mm).
次に、基板上に発光デバイスを形成するための前処理として、基板を120℃で120秒の熱処理をした後、1,1,1,3,3,3-ヘキサメチルジシラザン(略称:HMDS)を気化して、60℃に加熱した基板に120秒間吹き付ける処理を行った。これにより、第1の電極上に形成する積層膜が、作製工程中において第1の電極から剥がれにくくすることができる。 Next, as a pretreatment for forming a light emitting device on the substrate, the substrate was heat treated at 120°C for 120 seconds, and then 1,1,1,3,3,3-hexamethyldisilazane (abbreviation: HMDS) ) was vaporized and sprayed for 120 seconds onto a substrate heated to 60°C. Thereby, the laminated film formed on the first electrode can be made difficult to peel off from the first electrode during the manufacturing process.
その後、約1×10-4Pa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60分間の真空焼成を行った後、基板を約60分放冷した。 Thereafter, the substrate was introduced into a vacuum evaporation device whose internal pressure was reduced to about 1×10 −4 Pa, and vacuum baking was performed at 170° C. for 60 minutes in the heating chamber of the vacuum evaporation device. Cooled separately.
次に、第1の電極101が形成された面が下方となるように、基板を真空蒸着装置内に設けられたホルダーに固定し、無機絶縁膜および第1の電極101上に、蒸着法により上記構造式(i)で表されるN-(ビフェニル-4-イル)-N-[4-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)フェニル]-9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-アミン(略称:PCBBiF)と分子量672でフッ素を含む電子アクセプタ材料(OCHD-003)とを、重量比で1:0.03(=PCBBiF:OCHD-003)となるように10nm共蒸着して正孔注入層111を形成した。
Next, the substrate is fixed to a holder provided in a vacuum evaporation apparatus so that the surface on which the
正孔注入層111上に、PCBBiFを10nm蒸着し正孔輸送層112を形成した。
On the
続いて、正孔輸送層上に、上記構造式(ii)で表される8-(1,1’:4’,1’’-テルフェニル-3-イル)-4-[3-(ジベンゾチオフェン-4-イル)フェニル]-[1]ベンゾフロ[3,2-d]ピリミジン(略称:8mpTP-4mDBtPBfpm)と、上記構造式(iii)で表される9-(2-ナフチル)-9′-フェニル-9H,9′H-3,3′-ビカルバゾール(略称:βNCCP)と、上記構造式(iv)で表される[2-d3-メチル-8-(2-ピリジニル-κN)ベンゾフロ[2,3-b]ピリジン-κC]ビス[2-(5-d3-メチル-2-ピリジニル-κN2)フェニル-κC]イリジウム(III)(略称:Ir(5mppy-d3)2(mbfpypy-d3))とを、重量比で0.6:0.4:0.1(=8mpTP-4mDBtPBfpm:βNCCP:Ir(5mppy-d3)2(mbfpypy-d3))となるように40nm共蒸着して発光層113を形成した。
Subsequently, 8-(1,1':4',1''-terphenyl-3-yl)-4-[3-(dibenzo Thiophen-4-yl)phenyl]-[1]benzofuro[3,2-d]pyrimidine (abbreviation: 8mpTP-4mDBtPBfpm) and 9-(2-naphthyl)-9' represented by the above structural formula (iii) -phenyl-9H,9'H-3,3'-bicarbazole (abbreviation: βNCCP) and [2-d3-methyl-8-(2-pyridinyl-κN)benzofuro] represented by the above structural formula (iv). [2,3-b]pyridine-κC]bis[2-(5-d3-methyl-2-pyridinyl-κN2)phenyl-κC]iridium(III) (abbreviation: Ir(5mppy-d 3 ) 2 (mbfpypy- d 3 )) at a weight ratio of 0.6:0.4:0.1 (=8mpTP-4mDBtPBfpm:βNCCP:Ir(5mppy-d 3 ) 2 (mbfpypy-d 3 )). A
こののち、上記構造式(v)で表される2-{3-[3-(N-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)-9H-カルバゾール-9-イル]フェニル}ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mPCCzPDBq)を10nmとなるように蒸着して第1の電子輸送層を形成し、上記構造式(vi)で表される2,2′-(1,3-フェニレン)ビス(9-フェニル-1,10-フェナントロリン)(略称:mPPhen2P)を15nmとなるように蒸着して第2の電子輸送層を形成し、電子輸送層114を形成した。
Thereafter, 2-{3-[3-(N-phenyl-9H-carbazol-3-yl)-9H-carbazol-9-yl]phenyl}dibenzo[f,h ] Quinoxaline (abbreviation: 2mPCCzPDBq) is evaporated to a thickness of 10 nm to form a first electron transport layer, and 2,2′-(1,3-phenylene)bis( A second electron transport layer was formed by depositing 9-phenyl-1,10-phenanthroline (abbreviation: mPPhen2P) to a thickness of 15 nm, thereby forming the
続いて、フォトリソグラフィ法による加工を行った。電子輸送層114まで形成された基板を真空蒸着装置から取り出し、大気に暴露したのち、ALD法により酸化アルミニウムを30nmとなるように成膜し、第1の犠牲層を形成した。当該ALD法による酸化アルミニウムの成膜には、トリメチルアルミニウム(略称:TMA)をプリカーサーに用い、水蒸気を酸化剤に用いた。
Subsequently, processing was performed using a photolithography method. After the substrate on which the
第1の犠牲層上にタングステン(W)をスパッタリング法により54nmとなるように成膜して、第2の犠牲層を形成した。 A second sacrificial layer was formed by depositing tungsten (W) to a thickness of 54 nm on the first sacrificial layer by sputtering.
第2の犠牲層上にフォトレジストを塗布し、露光、現像を行って、加工後のフォトレジストが第1の電極を覆い、且つその端部が第1の電極の端部よりも3.5μm外側に3.0μm幅のスリットが位置するような形状となるように加工する。 A photoresist is applied on the second sacrificial layer, exposed to light, and developed so that the processed photoresist covers the first electrode and its end is 3.5 μm wider than the end of the first electrode. It is processed so that it has a shape with a 3.0 μm wide slit located on the outside.
加工したフォトレジストをマスクとして、SF6を含むエッチングガスを用いて第2の犠牲層を加工し、第2の犠牲層をハードマスクとして、フルオロホルム(CHF3)とヘリウム(He)とメタン(CH4)を、CHF3:He:CH4=16.5:118.5:15(流量比)で含むエッチングガスを用いて第1の犠牲層を加工した。こののち、酸素(O2)を含むエッチングガスを用いてEL層(正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層)を加工した。 Using the processed photoresist as a mask, a second sacrificial layer is processed using an etching gas containing SF 6 , and using the second sacrificial layer as a hard mask, fluoroform (CHF 3 ), helium (He), and methane ( The first sacrificial layer was processed using an etching gas containing CH 4 ) at a flow rate ratio of CHF 3 :He:CH 4 =16.5:118.5:15. Thereafter, the EL layer (hole injection layer, hole transport layer, light emitting layer, electron transport layer) was processed using an etching gas containing oxygen (O 2 ).
EL層を加工した後、第2の犠牲層をSF6を含むエッチングガスを用いて取り除き、第1の犠牲層は残した。その後、第1の犠牲層をフッ酸(HF)を含む水溶液を用いて取り除き、電子輸送層を露出させた。 After processing the EL layer, the second sacrificial layer was removed using an etching gas containing SF 6 , leaving the first sacrificial layer. Thereafter, the first sacrificial layer was removed using an aqueous solution containing hydrofluoric acid (HF) to expose the electron transport layer.
第2の電子輸送層を露出させた基板を、1×10-4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、70℃で90分間の真空焼成を行った。 The substrate with the second electron transport layer exposed was introduced into a vacuum evaporation device whose internal pressure was reduced to about 1×10 −4 Pa, and vacuum baked at 70° C. for 90 minutes in a heating chamber inside the vacuum evaporation device. I did it.
続いて、フッ化リチウム(LiF)とイッテルビウム(Yb)と体積比で1:0.5(=LiF:Yb)となるように1.5nm共蒸着して電子注入層115を形成し、その後、銀(Ag)マグネシウム(Mg)とを体積比1:0.1、膜厚25nmとなるように共蒸着して、第2の電極102を形成し、本発明の一態様の発光デバイスを作製した。また、第2の電極上に、キャップ層としてインジウム錫酸化物(ITO)を70nmスパッタリング法により成膜した。
Subsequently, an
続いて窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光デバイスが大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業(UV硬化性のシール材を素子の周囲への塗布、発光デバイスには照射しないようにシール材のみにUVを照射する処理、および大気圧下で80℃にて1時間熱処理)を行い、発光デバイス5を形成した。
Next, in a glove box with a nitrogen atmosphere, the light-emitting device is sealed with a glass substrate so that it is not exposed to the atmosphere (a UV-curable sealant is applied around the element, and the light-emitting device is sealed so that it is not irradiated). A
(発光デバイス6の作製方法)
発光デバイス6は、発光層を、8mpTP-4mDBtPBfpmと、βNCCPと、上記構造式(xiv)で表されるトリス{2-[5-(メチル-d3)-4-フェニル-2-ピリジニル-κN]フェニル-κC}イリジウム(III)(略称:Ir(5m4dppy-d3)3)と、を重量比で0.6:0.4:0.1(=8mpTP-4mDBtPBfpm:βNCCP:Ir(5m4dppy-d3)3)となるように40nm共蒸着して成膜した他は発光デバイス5と同様に作製した。
(Method for manufacturing light emitting device 6)
The
(発光デバイス7の作製方法)
発光デバイス7は、発光デバイス6における8mpTP-4mDBtPBfpmを、上記構造式(xiii)で表される8-(1,1′:4′,1′′-テルフェニル-3-イル-2,4,5,6,2′,3′,5′,6′,2′′,3′′,4′′,5′′,6′′-d13)-4-[3-(ジベンゾチオフェン-4-イル-1,2,3,6,7,8,9-d7)フェニル-2,4,6-d3]-[1]ベンゾフロ[3,2-d]ピリミジン(略称:8mpTP-4mDBtPBfpm-d23)に変えた他は、発光デバイス6と同様に作製した。
(Method for manufacturing light emitting device 7)
The light emitting device 7 replaces 8mpTP-4mDBtPBfpm in the
発光デバイス5乃至発光デバイス7のデバイス構造を以下に示す。
The device structures of light emitting
発光デバイス5乃至発光デバイス7の電流効率-輝度特性を図42に、輝度-電圧特性を図43に、電流効率-電流密度特性を図44に、電流密度-電圧特性を図45に、輝度-電流密度特性を図46に、電界発光スペクトルを図47に、また、主要な初期特性を表9に示す。なお、輝度、CIE色度、及び発光スペクトルの測定には分光放射計(トプコン社製、SR-UL1R)を用い、常温で測定した。
The current efficiency-luminance characteristics of the light-emitting
図42乃至図47および表9より、発光デバイス5乃至発光デバイス7は、いずれも良好な特性を有する発光デバイスであることがわかる。
From FIGS. 42 to 47 and Table 9, it can be seen that light emitting
続いて、発光デバイス5乃至発光デバイス7の電流密度50mA/cm2における定電流駆動時の駆動時間に対する輝度の変化を測定した結果を図48に示す。図48より、発光デバイス5乃至発光デバイス7はいずれも良好な信頼性を有する発光デバイスであることがわかったが、特に、発光デバイス7はより長寿命な発光デバイスであることがわかった。
Next, FIG. 48 shows the results of measuring changes in brightness with respect to driving time during constant current driving at a current density of 50 mA/cm 2 for
ここで発光デバイス5は、発光層に、第1の有機化合物として8mpTP-4mDBtPBfpm、第2の有機化合物としてβNCCP、燐光発光物質としてIr(5mppy-d3)2(mbfpypy-d3)を有する、本発明の一態様の発光デバイスである。また、発光デバイス6は、発光層に、第1の有機化合物として8mpTP-4mDBtPBfpm、第2の有機化合物としてβNCCP、燐光発光物質としてIr(5m4dppy-d3)3を有する、本発明の一態様の発光デバイスである。また、発光デバイス7は、発光層に、第1の有機化合物として8mpTP-4mDBtPBfpm-d23、第2の有機化合物としてβNCCP、燐光発光物質としてIr(5m4dppy-d3)3を有する、本発明の一態様の発光デバイスである。
Here, the
すなわち、第1の有機化合物である8mpTP-4mDBtPBfpmまたは8mpTP-4mDBtPBfpm-d23は、複素芳香環骨格であるベンゾフロピリミジン骨格を有し、芳香族炭化水素基であるターフェニル基を有し、最低三重項励起準位がターフェニル基に由来する有機化合物である。また、第2の有機化合物であるβNCCPは、ビカルバゾール骨格を有し、最低三重項励起エネルギーが2.55eV(2.20eV以上2.65eV以下)の有機化合物である。また、Ir(5mppy-d3)2(mbfpypy-d3)およびIr(5m4dppy-d3)3は緑色の燐光を呈する燐光発光物質である。 That is, the first organic compound 8mpTP-4mDBtPBfpm or 8mpTP-4mDBtPBfpm-d 23 has a benzofuropyrimidine skeleton that is a heteroaromatic ring skeleton, has a terphenyl group that is an aromatic hydrocarbon group, and has a minimum It is an organic compound whose triplet excited level is derived from a terphenyl group. Further, βNCCP, which is the second organic compound, has a bicarbazole skeleton and has a lowest triplet excitation energy of 2.55 eV (2.20 eV or more and 2.65 eV or less). Furthermore, Ir(5mppy-d 3 ) 2 (mbfpypy-d 3 ) and Ir(5m4dppy-d 3 ) 3 are phosphorescent substances that exhibit green phosphorescence.
βNCCPの最低三重項励起エネルギー準位(T1準位)は、石英基板上にβNCCPを50nm成膜した薄膜を用い、測定温度10Kにて発光スペクトル(燐光スペクトル)を測定することで算出した。測定は、顕微PL装置 LabRAM HR-PL ((株)堀場製作所)を用い、励起光としてHe-Cdレーザ(325nm)を用いた。その結果、βNCCPの発光スペクトル(燐光スペクトル)の最も短波長側のピークは、491nm(2.53eV)であり、最も短波長側の発光端は、486nm(2.55eV)であった。なお、発光端は、発光スペクトル(燐光スペクトル)の最も短波長に観測されるピーク(またはショルダーピーク)の短波長側の傾きが最大となる値において接線を引き、その接線と横軸(波長)あるいはベースラインとの交点から算出した。 The lowest triplet excitation energy level (T 1 level) of βNCCP was calculated by measuring the emission spectrum (phosphorescence spectrum) at a measurement temperature of 10 K using a thin film of βNCCP formed to a thickness of 50 nm on a quartz substrate. The measurement was performed using a microscope PL device LabRAM HR-PL (manufactured by Horiba, Ltd.) and a He-Cd laser (325 nm) as excitation light. As a result, the peak on the shortest wavelength side of the emission spectrum (phosphorescence spectrum) of βNCCP was 491 nm (2.53 eV), and the emission end on the shortest wavelength side was 486 nm (2.55 eV). Note that the emission end is defined by drawing a tangent at the value where the slope of the shortest wavelength side of the peak (or shoulder peak) observed at the shortest wavelength of the emission spectrum (phosphorescence spectrum) is maximum, and then drawing a tangent between that tangent and the horizontal axis (wavelength). Alternatively, it was calculated from the intersection with the baseline.
なお、発光デバイス5乃至発光デバイス7における第1の有機化合物と第2の有機化合物は、緑燐光発光物質を励起することができる励起錯体を形成する。そのうえで第2の有機化合物は、2.55eVと比較的低いT1準位を有するために、過剰に高いエネルギー状態の励起子が生成されない。また、第1の有機化合物においても、最低三重項励起準位がターフェニル基(特にメタ位で置換したターフェニル基が好ましい)に存在することで、第2の有機化合物と同様にT1準位が高すぎず、適度な値となる。このことから発光デバイス5乃至発光デバイス7は信頼性の良好な発光デバイスとすることができた。
Note that the first organic compound and the second organic compound in the
βNCCPと同様の方法にて、8mpTP-4mDBtPBfpm、及び8mpTP-4mDBtPBfpm-d23の最低三重項励起エネルギー準位(T1準位)を測定したところ、8mpTP-4mDBtPBfpmの発光スペクトルの最も短波長側のピークは、500nm(2.48eV)であり、最も短波長側の発光端は、486nm(2.55eV)であった。また、8mpTP-4mDBtPBfpm-d23の発光スペクトルの最も短波長側のピークは、501nm(2.48eV)であり、最も短波長側の発光端は、484nm(2.56eV)であった。 When the lowest triplet excitation energy level (T 1 level) of 8mpTP-4mDBtPBfpm and 8mpTP-4mDBtPBfpm-d 23 was measured using the same method as βNCCP, it was found that The peak was 500 nm (2.48 eV), and the emission end on the shortest wavelength side was 486 nm (2.55 eV). Furthermore, the peak on the shortest wavelength side of the emission spectrum of 8mpTP-4mDBtPBfpm-d 23 was 501 nm (2.48 eV), and the emission end on the shortest wavelength side was 484 nm (2.56 eV).
100A 表示装置
100B 表示装置
100C 表示装置
100D 表示装置
100E 表示装置
100 表示装置
101 第1の電極
102 第2の電極
103B EL層
103Bf EL膜
103G EL層
103Gf EL膜
103R EL層
103Rf EL膜
103 EL層
104 共通層
105 絶縁体
110B 副画素
110G 副画素
110R 副画素
110 副画素
111 正孔注入層
112B 導電層
112R 導電層
112 正孔輸送層
113 発光層
114 電子輸送層
115 電子注入層
116 電荷発生層
117 P型層
118 電子リレー層
119 N型層
120 基板
122 樹脂層
125f 無機絶縁膜
125 無機絶縁層
126B 導電層
126R 導電層
127a 絶縁層
127f 絶縁膜
127 絶縁層
128 層
129B 導電層
129R 導電層
130B 発光デバイス
130G 発光デバイス
130R 発光デバイス
130 発光デバイス
131 保護層
132B 着色層
132G 着色層
132R 着色層
140 接続部
141 領域
142 接着層
151B 導電層
151C 導電層
151cf 導電膜
151f 導電膜
151G 導電層
151R 導電層
151 導電層
152B 導電層
152C 導電層
152f 導電膜
152G 導電層
152R 導電層
152 導電層
153 絶縁層
155 共通電極
156B 絶縁層
156C 絶縁層
156f 絶縁膜
156G 絶縁層
156R 絶縁層
156 絶縁層
157 遮光層
158B 犠牲層
158Bf 犠牲膜
158f 犠牲膜
158G 犠牲層
158Gf 犠牲膜
158R 犠牲層
158Rf 犠牲膜
159B マスク層
159Bf マスク膜
159G マスク層
159Gf マスク膜
159R マスク層
159Rf マスク膜
166 導電層
171 絶縁層
172 導電層
173 絶縁層
174 絶縁層
175 絶縁層
176 プラグ
177 画素部
178 画素
179 導電層
190B レジストマスク
190G レジストマスク
190R レジストマスク
191 レジストマスク
201 トランジスタ
204 接続部
205 トランジスタ
211 絶縁層
213 絶縁層
214 絶縁層
215 絶縁層
221 導電層
222a 導電層
222b 導電層
223 導電層
224B 導電層
224C 導電層
224G 導電層
224R 導電層
231 半導体層
240 容量
241 導電層
242 接続層
243 絶縁層
245 導電層
254 絶縁層
255 絶縁層
256 プラグ
261 絶縁層
271 プラグ
280 表示モジュール
281 表示部
282 回路部
283a 画素回路
283 画素回路部
284a 画素
284 画素部
285 端子部
286 配線部
290 FPC
291 基板
292 基板
301 基板
310 トランジスタ
311 導電層
312 低抵抗領域
313 絶縁層
314 絶縁層
315 素子分離層
317 遮光層
351 基板
352 基板
353 FPC
354 IC
355 配線
356 回路
501 第1の電極
502 第2の電極
511 第1の発光ユニット
512 第2の発光ユニット
513 電荷発生層
601 駆動回路
602 画素部
603 ゲート線駆動回路
604 封止基板
605 シール材
607 空間
608 引き回し配線
610 素子基板
611 スイッチング用FET
612 電流制御用FET
613 第1の電極
614 絶縁物
616 EL層
617 第2の電極
618 発光デバイス
623 FET
700A 電子機器
700B 電子機器
721 筐体
723 装着部
727 イヤフォン部
750 イヤフォン
751 表示パネル
753 光学部材
756 表示領域
757 フレーム
758 鼻パッド
800A 電子機器
800B 電子機器
820 表示部
821 筐体
822 通信部
823 装着部
824 制御部
825 撮像部
827 イヤフォン部
832 レンズ
6500 電子機器
6501 筐体
6502 表示部
6503 電源ボタン
6504 ボタン
6505 スピーカ
6506 マイク
6507 カメラ
6508 光源
6510 保護部材
6511 表示パネル
6512 光学部材
6513 タッチセンサパネル
6515 FPC
6516 IC
6517 プリント基板
6518 バッテリ
7000 表示部
7100 テレビジョン装置
7151 リモコン操作機
7171 筐体
7173 スタンド
7200 ノート型パーソナルコンピュータ
7211 筐体
7212 キーボード
7213 ポインティングデバイス
7214 外部接続ポート
7300 デジタルサイネージ
7301 筐体
7303 スピーカ
7311 情報端末機
7400 デジタルサイネージ
7401 柱
7411 情報端末機
9000 筐体
9001 表示部
9002 カメラ
9003 スピーカ
9005 操作キー
9006 接続端子
9007 センサ
9008 マイクロフォン
9050 アイコン
9051 情報
9052 情報
9053 情報
9054 情報
9055 ヒンジ
9171 携帯情報端末
9172 携帯情報端末
9173 タブレット端末
9200 携帯情報端末
9201 携帯情報端末
100A Display device 100B Display device 100C Display device 100D Display device 100E Display device 100 Display device 101 First electrode 102 Second electrode 103B EL layer 103Bf EL film 103G EL layer 103Gf EL film 103R EL layer 103Rf EL film 103 EL layer 104 Common layer 105 Insulator 110B Subpixel 110G Subpixel 110R Subpixel 110 Subpixel 111 Hole injection layer 112B Conductive layer 112R Conductive layer 112 Hole transport layer 113 Light emitting layer 114 Electron transport layer 115 Electron injection layer 116 Charge generation layer 117 P Mold layer 118 Electronic relay layer 119 N-type layer 120 Substrate 122 Resin layer 125f Inorganic insulating film 125 Inorganic insulating layer 126B Conductive layer 126R Conductive layer 127a Insulating layer 127f Insulating film 127 Insulating layer 128 Layer 129B Conductive layer 129R Conductive layer 130B Light emitting device 130G Light emitting device 130R Light emitting device 130 Light emitting device 131 Protective layer 132B Colored layer 132G Colored layer 132R Colored layer 140 Connection portion 141 Region 142 Adhesive layer 151B Conductive layer 151C Conductive layer 151cf Conductive film 151f Conductive film 151G Conductive layer 151R Conductive layer 151 Conductive layer 152B Conductive layer 152C Conductive layer 152f Conductive film 152G Conductive layer 152R Conductive layer 152 Conductive layer 153 Insulating layer 155 Common electrode 156B Insulating layer 156C Insulating layer 156f Insulating film 156G Insulating layer 156R Insulating layer 156 Insulating layer 157 Light shielding layer 158B Sacrificial layer 158Bf Sacrificial film 158f Sacrificial film 158G Sacrificial layer 158Gf Sacrificial film 158R Sacrificial layer 158Rf Sacrificial film 159B Mask layer 159Bf Mask film 159G Mask layer 159Gf Mask film 159R Mask layer 159Rf Mask film 166 Conductive layer 171 Insulating layer 172 Conductive layer 173 Insulating layer 174 Insulating layer 175 Insulating Layer 176 Plug 177 Pixel portion 178 Pixel 179 Conductive layer 190B Resist mask 190G Resist mask 190R Resist mask 191 Resist mask 201 Transistor 204 Connection portion 205 Transistor 211 Insulating layer 213 Insulating layer 214 Insulating layer 215 Insulating layer 221 Conductive layer 222a Conductive layer 222b Conductive Layer 223 Conductive layer 224B Conductive layer 224C Conductive layer 224G Conductive layer 224R Conductive layer 231 Semiconductor layer 240 Capacitor 241 Conductive layer 242 Connection layer 243 Insulating layer 245 Conductive layer 254 Insulating layer 255 Insulating layer 256 Plug 261 Insulating layer 271 Plug 280 Display module 281 Display section 282 Circuit section 283a Pixel circuit 283 Pixel circuit section 284a Pixel 284 Pixel section 285 Terminal section 286 Wiring section 290 FPC
291
354 IC
355
612 Current control FET
613
6516 IC
6517 Printed
Claims (14)
第2の電極と、
発光層と、を有し、
前記発光層は、前記第1の電極と、前記第2の電極との間に位置し、
前記発光層は、第1の有機化合物と、第2の有機化合物と、燐光発光物質と、を有し、
前記第1の有機化合物は、複素芳香環骨格と、芳香族炭化水素基と、を有し、
前記第2の有機化合物は、ビカルバゾール骨格を有し、
前記第1の有機化合物の最低三重項励起状態が前記芳香族炭化水素基に局在し、
前記第2の有機化合物の最低三重項励起準位のエネルギーが2.20eV以上2.65eV以下である発光デバイス。 a first electrode;
a second electrode;
having a light emitting layer;
The light emitting layer is located between the first electrode and the second electrode,
The light-emitting layer includes a first organic compound, a second organic compound, and a phosphorescent substance,
The first organic compound has a heteroaromatic ring skeleton and an aromatic hydrocarbon group,
The second organic compound has a bicarbazole skeleton,
the lowest triplet excited state of the first organic compound is localized in the aromatic hydrocarbon group;
A light emitting device in which the energy of the lowest triplet excited level of the second organic compound is 2.20 eV or more and 2.65 eV or less.
第2の電極と、
発光層と、を有し、
前記発光層は、前記第1の電極と、前記第2の電極との間に位置し、
前記発光層は、第1の有機化合物と、第2の有機化合物と、燐光発光物質と、を有し、
前記第1の有機化合物は、複素芳香環骨格と、置換基とを有し、
前記置換基は、1,1′:4′,1′′-ターフェニル骨格を有し、
前記第2の有機化合物は、ビカルバゾール骨格を有し、
前記第2の有機化合物の最低三重項励起準位のエネルギーが、2.20eV以上2.65eV以下である発光デバイス。 a first electrode;
a second electrode;
having a light emitting layer;
the light emitting layer is located between the first electrode and the second electrode,
The light-emitting layer includes a first organic compound, a second organic compound, and a phosphorescent substance,
The first organic compound has a heteroaromatic ring skeleton and a substituent,
The substituent has a 1,1′:4′,1″-terphenyl skeleton,
The second organic compound has a bicarbazole skeleton,
A light emitting device, wherein the energy of the lowest triplet excited level of the second organic compound is 2.20 eV or more and 2.65 eV or less.
前記置換基がジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格の一方または両方を含む発光デバイス。 In claim 2,
A light emitting device in which the substituent includes one or both of a dibenzofuran skeleton and a dibenzothiophene skeleton.
第2の電極と、
発光層と、を有し、
前記発光層は、前記第1の電極と、前記第2の電極との間に位置し、
前記発光層は、第1の有機化合物と、第2の有機化合物と、燐光発光物質と、を有し、
前記第1の有機化合物は、複素芳香環骨格と、1,1′:4′,1′′-ターフェニル基とを有し、
前記第2の有機化合物は、ビカルバゾール骨格を有し、
前記第2の有機化合物の最低三重項励起準位のエネルギーが、2.20eV以上2.65eV以下である発光デバイス。 a first electrode;
a second electrode;
having a light emitting layer;
the light emitting layer is located between the first electrode and the second electrode,
The light-emitting layer includes a first organic compound, a second organic compound, and a phosphorescent substance,
The first organic compound has a heteroaromatic ring skeleton and a 1,1':4',1''-terphenyl group,
The second organic compound has a bicarbazole skeleton,
A light emitting device, wherein the energy of the lowest triplet excited level of the second organic compound is 2.20 eV or more and 2.65 eV or less.
前記1,1′:4′,1′′-ターフェニル基が3位で前記複素芳香環骨格に置換する発光デバイス。 In claim 6,
A light emitting device, wherein the 1,1':4',1''-terphenyl group is substituted on the heteroaromatic ring skeleton at the 3-position.
前記1,1′:4′,1′′-ターフェニル基が1,3-フェニレン基を介して前記複素芳香環骨格に置換する発光デバイス。 In claim 6,
A light emitting device in which the 1,1':4',1''-terphenyl group is substituted on the heteroaromatic ring skeleton via a 1,3-phenylene group.
前記複素芳香環骨格が縮合環を含む発光デバイス。 In any one of claims 1 to 8,
A light emitting device in which the heteroaromatic ring skeleton includes a fused ring.
前記複素芳香環骨格が、ジアジン骨格を含む発光デバイス。 In any one of claims 1 to 8,
A light emitting device in which the heteroaromatic ring skeleton includes a diazine skeleton.
前記複素芳香環骨格が、縮合環およびジアジン骨格を含む発光デバイス。 In any one of claims 1 to 8,
A light emitting device in which the heteroaromatic ring skeleton includes a fused ring and a diazine skeleton.
前記複素芳香環骨格が、ベンゾフロピリミジン骨格またはトリアジン骨格を有する発光デバイス。 In any one of claims 1 to 8,
A light emitting device in which the heteroaromatic ring skeleton has a benzofuropyrimidine skeleton or a triazine skeleton.
前記第2の有機化合物が、ナフチル基を有する発光デバイス。 In any one of claims 1 to 8,
A light emitting device in which the second organic compound has a naphthyl group.
前記第1の有機化合物の最低三重項励起準位が、前記置換基のみに由来する発光デバイス。 In any one of claims 1 to 8,
A light emitting device in which the lowest triplet excitation level of the first organic compound originates only from the substituent.
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JP2022105076 | 2022-06-29 |
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2023
- 2023-06-12 JP JP2023096193A patent/JP2024007357A/en active Pending
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