JP4906048B2 - LIGHT EMITTING ELEMENT, LIGHT EMITTING DEVICE, AND ELECTRONIC DEVICE - Google Patents

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  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Description

本発明は一対の電極間に複数の層が挟まれた構成を有する発光素子に関し、特に複数の層のうち少なくとも一層として用いることのできる層の構成に関する。   The present invention relates to a light-emitting element having a structure in which a plurality of layers are sandwiched between a pair of electrodes, and more particularly to a structure of a layer that can be used as at least one of the plurality of layers.

エレクトロルミネッセンス素子(発光素子)からの発光を利用した発光装置は、表示用または照明用の装置として注目されている。   A light-emitting device using light emitted from an electroluminescence element (light-emitting element) has attracted attention as a display or illumination device.

発光装置に用いられる発光素子としては、一対の電極間に発光性化合物を含む層が挟まれた構成を有するものがよく知られている。   As a light-emitting element used in a light-emitting device, one having a structure in which a layer containing a light-emitting compound is sandwiched between a pair of electrodes is well known.

このような発光素子では、一方の電極は陽極として、他方の電極は陰極としてそれぞれ機能し、陽極側から注入された正孔と、陰極側から注入された電子とが再結合して励起状態の分子を形成し、それが基底状態に戻るときに光を放出する。   In such a light-emitting element, one electrode functions as an anode and the other electrode functions as a cathode, and holes injected from the anode side and electrons injected from the cathode side are recombined to be in an excited state. It forms a molecule and emits light when it returns to the ground state.

ところで、近年急速に開発が進んだ各種情報処理機器に組み込むための表示用装置においては特に低消費電力化への要求が高く、これを達成するために発光素子の低駆動電圧化が試みられている。また、商品化を踏まえれば、低駆動電圧化のみならず発光素子の長寿命化もまた重要であり、これを達成するための発光素子の開発が進められている。   By the way, display devices to be incorporated into various information processing devices that have been rapidly developed in recent years have a particularly high demand for low power consumption. In order to achieve this, attempts have been made to reduce the driving voltage of light-emitting elements. Yes. In view of commercialization, it is important not only to lower the driving voltage but also to extend the life of the light emitting element, and the development of light emitting elements to achieve this is underway.

例えば特許文献1では、モリブデン酸化物等の仕事関数の高い金属酸化物を陽極に用いることで発光素子の低駆動電圧化する技術について開示されている。また、この特許文献1で開示される技術によって、長寿命化に対する効果も得られる。   For example, Patent Document 1 discloses a technique for reducing a driving voltage of a light emitting element by using a metal oxide having a high work function such as molybdenum oxide for an anode. In addition, the technique disclosed in Patent Document 1 can also provide an effect for extending the life.

しかし、モリブデン酸化物は結晶化しやすいため、結晶化に起因した発光素子の動作不良を十分に低減させることができない。すなわち、モリブデン酸化物が結晶化して凸部を形成することによって平坦性を失ってしまうため、ショートしやすくなり、発光素子の動作不良を引き起こし易いという問題があった。
特開平9−63771号公報
However, since molybdenum oxide is easily crystallized, malfunction of the light-emitting element due to crystallization cannot be sufficiently reduced. In other words, since the molybdenum oxide is crystallized to form the convex portion, the flatness is lost, so that there is a problem that short circuit is easily caused and the light emitting element is likely to malfunction.
JP-A-9-63771

本発明は、化合物の酸化及び結晶化に起因した動作不良を低減できる発光素子を提供することを課題とする。
また、本発明は、駆動電圧が低く、また従来の発光素子よりもさらに長寿命化できる発光素子を提供することを課題とする。
An object of the present invention is to provide a light-emitting element that can reduce malfunction due to oxidation and crystallization of a compound.
It is another object of the present invention to provide a light-emitting element that has a low driving voltage and can have a longer lifetime than conventional light-emitting elements.

本発明の発光素子は、第1の電極と第2の電極との間に、発光物質を含む層を含む複数の層を有し、前記複数の層のうち少なくとも一層は、下記一般式(1)で表されるカルバゾール骨格を有する化合物(カルバゾール誘導体)と、下記一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有することを特徴とする。   The light-emitting element of the present invention has a plurality of layers including a layer containing a light-emitting substance between the first electrode and the second electrode, and at least one of the plurality of layers has the following general formula (1 And a compound (carbazole derivative) having a carbazole skeleton represented by formula (1) and a substance having an electron accepting property with respect to the carbazole derivative represented by the following general formula (1).


(式中、Rは、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のハロアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシル基、置換又は無置換のアリール基、置換または無置換の複素環残基、R〜Rはそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシル基、炭素数1〜20のアシル基、炭素数1〜20のハロアルキル基、炭素数1〜20のジアルキルアミノ基、炭素数1〜20のジアリールアミノ基、置換または無置換の複素環残基、カルバゾリル基を示す。)

Wherein R 1 is hydrogen, halogen, cyano group, alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, haloalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, alkoxyl group having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted aryl group, A substituted or unsubstituted heterocyclic residue, R 2 to R 5, which may be the same or different, each represents hydrogen, halogen, a cyano group, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 20 carbon atoms, C1-C20 acyl group, C1-C20 haloalkyl group, C1-C20 dialkylamino group, C1-C20 diarylamino group, substituted or unsubstituted heterocyclic residue, carbazolyl group Is shown.)

上記のような構成、すなわち、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体と、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを1つの層に共存させることにより、電圧が発光素子に印加される前においても、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体は、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質によって電子を奪われる。つまり一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体は酸化され、そして正孔が発生する。   The structure as described above, that is, a carbazole derivative represented by the general formula (1) and a substance that exhibits electron accepting property with respect to the carbazole derivative represented by the general formula (1) coexist in one layer. Thus, even before the voltage is applied to the light-emitting element, the carbazole derivative represented by the general formula (1) is charged with a substance that exhibits an electron accepting property with respect to the carbazole derivative represented by the general formula (1). Stolen. That is, the carbazole derivative represented by the general formula (1) is oxidized and holes are generated.

よって、「一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体と、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」は、正孔を発生させる機能を有する。   Therefore, the “layer having a carbazole derivative represented by the general formula (1) and a substance having an electron accepting property with respect to the carbazole derivative represented by the general formula (1)” has a function of generating holes. Have.

よって、本発明の発光素子は、
第1の電極と第2の電極との間に複数の層を有し、
前記複数の層は、発光物質を含む層と、少なくとも一層の正孔を発生させる機能を有する層とを含み、
前記正孔を発生させる機能を有する層は、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体と、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有することを特徴とする。
Therefore, the light-emitting element of the present invention is
Having a plurality of layers between the first electrode and the second electrode;
The plurality of layers include a layer containing a luminescent material and a layer having a function of generating at least one hole,
The layer having a function of generating holes has a carbazole derivative represented by the general formula (1) and a substance having an electron accepting property with respect to the carbazole derivative represented by the general formula (1). Features.

そして、「一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体と、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」を設けることによって、「一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体と、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」において、正孔を発生させることができるため、第1または第2の電極を構成する材料として、仕事関数が高い導電膜も仕事関数が低い導電膜も使用することができる。   Then, by providing “a layer having a carbazole derivative represented by the general formula (1) and a substance having an electron accepting property with respect to the carbazole derivative represented by the general formula (1)”, the “general formula ( In the layer having a carbazole derivative represented by 1) and a substance having an electron accepting property with respect to the carbazole derivative represented by the general formula (1), holes can be generated. As a material constituting the second electrode, a conductive film having a high work function or a conductive film having a low work function can be used.

つまり、従来の発光素子においては、陽極から発光物質を含む層に正孔を注入するために陽極として仕事関数が高い導電膜を使用していた。しかし、本発明においては、正孔を発生する機能を有する層が存在しているため、陽極として仕事関数の高い導電膜を用いなくてもよい。   That is, in the conventional light emitting element, a conductive film having a high work function is used as the anode in order to inject holes from the anode into the layer containing the light emitting substance. However, in the present invention, since a layer having a function of generating holes exists, it is not necessary to use a conductive film having a high work function as the anode.

そして、「一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体と、上記一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」は、正孔を発生させる機能を有するため、キャリア密度が上昇する。その結果、導電性が良くなるため、
「一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体と、上記一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」の厚さに依存した駆動電圧の変化が少ない。その為、「一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体と、上記一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」の厚さを変えることによって発光物質を含む層と第1の電極または第2の電極との間の距離を調整することが容易にできる。
The “layer having the carbazole derivative represented by the general formula (1) and the substance having an electron accepting property with respect to the carbazole derivative represented by the general formula (1)” has a function of generating holes. Therefore, the carrier density is increased. As a result, the conductivity is improved,
Change in driving voltage depending on the thickness of “a layer having a carbazole derivative represented by the general formula (1) and a substance having an electron accepting property with respect to the carbazole derivative represented by the general formula (1)” Less is. Therefore, by changing the thickness of the “layer having a carbazole derivative represented by the general formula (1) and a substance having an electron accepting property with respect to the carbazole derivative represented by the general formula (1)” It is easy to adjust the distance between the layer containing a light-emitting substance and the first electrode or the second electrode.

つまり、効率よく外部に発光を取り出せるような長さとなるように、あるいは外部に取り出された発光の色純度が良くなる長さとなるように、発光した光が通る光路の長さ(光路長)を調節することが容易である。また、「一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体と、上記一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」の厚さを厚くすることによって第1の電極の表面の凹凸を緩和し、電極間の短絡を防ぐことを容易にできる。   In other words, the length of the optical path (optical path length) through which the emitted light passes is set so that the length of the emitted light can be efficiently extracted to the outside or the color purity of the emitted light extracted to the outside is improved. Easy to adjust. Further, by increasing the thickness of the “layer having a carbazole derivative represented by the general formula (1) and a substance having an electron accepting property with respect to the carbazole derivative represented by the general formula (1)”, The unevenness of the surface of the first electrode can be relaxed, and a short circuit between the electrodes can be easily prevented.

また、「一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体と、上記一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」は、導電性が良いため、正孔を輸送する機能にも優れている。   In addition, since the “layer having the carbazole derivative represented by the general formula (1) and the substance having an electron accepting property with respect to the carbazole derivative represented by the general formula (1)” has good conductivity, It also has an excellent function of transporting holes.

よって、本発明の発光素子は、
第1の電極と第2の電極との間に複数の層を有し、
前記複数の層は、発光物質を含む層と、少なくとも一層の正孔を輸送する機能を有する層とを含み、
前記正孔を輸送する機能を有する層は、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体と、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有することを特徴とする。
Therefore, the light-emitting element of the present invention is
Having a plurality of layers between the first electrode and the second electrode;
The plurality of layers include a layer containing a light emitting substance, and a layer having a function of transporting at least one hole,
The layer having a function of transporting holes has a carbazole derivative represented by the general formula (1) and a substance having an electron accepting property with respect to the carbazole derivative represented by the general formula (1). Features.

また、本発明の発光素子の上記複数の構成において、
一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体と、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層は、前記発光物質を含む層と前記第1の電極との間に設けられ、
前記第1の電極における電位が前記第2の電極における電位よりも高くなるように電圧を印加すると発光する素子構造となっていることを特徴とする。
Further, in the above-described plurality of configurations of the light emitting device of the present invention,
The layer having the carbazole derivative represented by the general formula (1) and the substance having an electron accepting property with respect to the carbazole derivative represented by the general formula (1) includes the layer containing the light-emitting substance and the first Provided between the electrodes,
The device has a structure in which light is emitted when a voltage is applied so that a potential at the first electrode is higher than a potential at the second electrode.

また、本発明の発光素子の上記複数の構成において、
一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体と、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層は、前記発光物質を含む層と前記第2の電極との間に設けられ、
前記第1の電極における電位が前記第2の電極における電位よりも高くなるように電圧を印加すると発光する素子構造となっていることを特徴とする。
Further, in the above-described plurality of configurations of the light emitting device of the present invention,
The layer having the carbazole derivative represented by the general formula (1) and the substance having an electron accepting property with respect to the carbazole derivative represented by the general formula (1) includes the layer containing the light-emitting substance and the second layer. Provided between the electrodes,
The device has a structure in which light is emitted when a voltage is applied so that a potential at the first electrode is higher than a potential at the second electrode.

また、本発明の発光素子の上記複数の構成において、
一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体と、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層は、前記発光物質を含む層と前記第1の電極との間、及び前記発光物質を含む層と前記第2の電極との間に設けられ、
前記第1の電極における電位が前記第2の電極における電位よりも高くなるように電圧を印加すると発光する素子構造となっていることを特徴とする。
Further, in the above-described plurality of configurations of the light emitting device of the present invention,
The layer having the carbazole derivative represented by the general formula (1) and the substance having an electron accepting property with respect to the carbazole derivative represented by the general formula (1) includes the layer containing the light-emitting substance and the first Between the electrode and between the layer containing the luminescent material and the second electrode,
The device has a structure in which light is emitted when a voltage is applied so that a potential at the first electrode is higher than a potential at the second electrode.

一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質としては、金属酸化物が挙げられる。   A metal oxide is mentioned as a substance which shows electron-accepting property with respect to the carbazole derivative represented by General formula (1).

そして、上記一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質として、金属酸化物のなかでも周期表第4族〜第12族のいずれかの遷移金属の酸化物を用いることが好ましい。   And as a substance which shows an electron-accepting property with respect to the carbazole derivative represented by the above general formula (1), among the metal oxides, oxides of transition metals in any of Groups 4 to 12 of the periodic table are used. It is preferable to use it.

また、上記一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体は、2つのトリフェニルアミン骨格を有している。
そして、モリブデン酸化物(MoOx)、バナジウム酸化物(VOx)、ルテニウム酸化物(RuOx)、タングステン酸化物(WOx)、レニウム酸化物(ReOx)、チタン酸化物(TiOx)、クロム酸化物(CrOx)、ジルコニウム酸化物(ZrOx)、ハフニウム酸化物(HfOx)、タンタル酸化物(TaOx)等の周期表第4族〜第8族のいずれかの遷移金属の酸化物は、このトリフェニルアミン骨格に対して特に電子受容性を示すことがわかっている。
The carbazole derivative represented by the general formula (1) has two triphenylamine skeletons.
And molybdenum oxide (MoOx), vanadium oxide (VOx), ruthenium oxide (RuOx), tungsten oxide (WOx), rhenium oxide (ReOx), titanium oxide (TiOx), chromium oxide (CrOx) , Zirconium oxide (ZrOx), hafnium oxide (HfOx), tantalum oxide (TaOx), etc. Have been shown to be particularly electron-accepting.

よって、上記一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質としては、例えばモリブデン酸化物(MoOx)、バナジウム酸化物(VOx)、ルテニウム酸化物(RuOx)、タングステン酸化物(WOx)、レニウム酸化物(ReOx)、チタン酸化物(TiOx)、クロム酸化物(CrOx)、ジルコニウム酸化物(ZrOx)、ハフニウム酸化物(HfOx)、タンタル酸化物(TaOx)等の周期表第4族〜第8族のいずれかの遷移金属の酸化物を用いることが好ましい。   Accordingly, examples of the substance that exhibits electron acceptability with respect to the carbazole derivative represented by the general formula (1) include molybdenum oxide (MoOx), vanadium oxide (VOx), ruthenium oxide (RuOx), and tungsten oxide. Periodic table such as oxide (WOx), rhenium oxide (ReOx), titanium oxide (TiOx), chromium oxide (CrOx), zirconium oxide (ZrOx), hafnium oxide (HfOx), tantalum oxide (TaOx) It is preferable to use an oxide of any one of Group 4 to Group 8 transition metals.

また、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質として、金属酸化物以外に、例えば、有機化合物としては、7,7,8,8−テトラシアノ−2,3,5,6−テトラフルオロキノジメタン(略称:F4−TCNQ)、クロラニルなど、無機化合物としては、FeCl(塩化鉄(III))、AlCl(塩化アルミニウム)などが挙げられる。 Moreover, as a substance which shows an electron accepting property with respect to the carbazole derivative represented by the general formula (1), in addition to the metal oxide, for example, as an organic compound, 7,7,8,8-tetracyano-2,3 , 5,6-tetrafluoroquinodimethane (abbreviation: F4-TCNQ), chloranil, etc., inorganic compounds include FeCl 3 (iron chloride (III)), AlCl 3 (aluminum chloride) and the like.

また、「一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体と、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」における、電子受容性を示す物質とカルバゾール誘導体との最適な混合モル比は、電子受容性を示す物質/カルバゾール誘導体=0.1〜10、好ましくは0.5〜2である。   In addition, in the “layer having a carbazole derivative represented by the general formula (1) and a substance that exhibits an electron accepting property with respect to the carbazole derivative represented by the general formula (1)”, The optimum mixing molar ratio with the carbazole derivative is a substance exhibiting electron accepting property / carbazole derivative = 0.1 to 10, preferably 0.5 to 2.

なお、前記複数の層は、キャリア注入性の高い物質を有する層やキャリア輸送性の高い物質を有する層等を組み合わせて構成されたものである。前記複数の層の構造については、発光物質を含む層において発光領域が形成されるような構造、つまり発光物質を含む層においてキャリア(担体)の再結合が行われるような構造となっていればよく、目的に応じて前記複数の層の構造を適宜選択することができる。   Note that the plurality of layers are configured by combining a layer having a substance having a high carrier injection property, a layer having a substance having a high carrier transport property, or the like. Regarding the structure of the plurality of layers, a structure in which a light emitting region is formed in a layer containing a light emitting substance, that is, a structure in which recombination of carriers (carriers) is performed in a layer containing a light emitting substance. The structure of the plurality of layers can be appropriately selected depending on the purpose.

また、発光物質を含む層は、単層であっても多層であってもよい。また、多層である場合には、少なくとも一層に発光物質が含まれていればよい。   Further, the layer containing a light-emitting substance may be a single layer or a multilayer. In the case of multiple layers, it is sufficient that at least one layer contains a light-emitting substance.

なお、本発明の発光素子は、発光物質を含む層におけるキャリアの再結合により生じる光が、前記第1及び第2の電極の一方のみから外部に射出する構成としてもよいし、第1及び第2の電極の両方から外部に射出される構成としてもよい。   Note that the light-emitting element of the present invention may have a structure in which light generated by recombination of carriers in a layer containing a light-emitting substance is emitted from only one of the first and second electrodes to the outside. It is good also as a structure inject | emitted outside from both of two electrodes.

第1の電極側から光を射出させる場合には、第1の電極を透光性の材料で形成し、第2の電極側から光を射出させる場合には、第2の電極を透光性の材料で形成し、第1及び第2の電極の両方側から光を射出させる場合には、第1及び第2の電極の両方を透光性の材料で形成すればよい。   When light is emitted from the first electrode side, the first electrode is formed of a light-transmitting material, and when light is emitted from the second electrode side, the second electrode is light-transmissive. When light is emitted from both sides of the first and second electrodes, both the first and second electrodes may be formed of a light-transmitting material.

また本発明の発光素子は基板上に支持されていることが好ましく、該基板について特に制限はなく、従来の発光素子に用いられているもの、例えば、ガラス、石英、透明プラスチックなどからなるもの等を用いることができる。   The light emitting device of the present invention is preferably supported on a substrate, and the substrate is not particularly limited, and those used in conventional light emitting devices, for example, those made of glass, quartz, transparent plastic, etc. Can be used.

本発明の発光装置は、上記に述べた発光素子のいずれかを画素もしくは光源として用いたものである。   The light-emitting device of the present invention uses any of the light-emitting elements described above as a pixel or a light source.

本発明の電子機器は、上記に述べた発光素子のいずれかを画素として用いた発光装置を表示部に用いたものである。   The electronic device of the present invention uses a light emitting device using any of the light emitting elements described above as a pixel for a display portion.

本発明の電子機器は、上記に述べた発光素子のいずれかを光源として用いた発光装置を照明部に用いたものである。   The electronic apparatus of the present invention uses a light-emitting device that uses any of the light-emitting elements described above as a light source for an illumination unit.

本発明の発光素子は、第1の電極と第2の電極の間の複数の層のうち少なくとも1つの層を、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体と、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層とすることによって、金属酸化物で陽極を形成した場合に発生する結晶化に起因した発光素子の動作不良の問題を解決し、かつ低駆動電圧化することができる。   In the light-emitting element of the present invention, at least one layer among the plurality of layers between the first electrode and the second electrode is represented by the carbazole derivative represented by the general formula (1) and the general formula (1). By solving the problem of malfunction of the light-emitting element due to crystallization that occurs when an anode is formed from a metal oxide, by using a layer having a substance that exhibits electron acceptability with respect to the carbazole derivative, In addition, the driving voltage can be reduced.

また、本発明の発光素子は、「一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体と、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」において電圧印加前でも電子の授受が行われるため、「一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体と、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」は非常に導電性の高い膜となる。従って、駆動電圧及び消費電力の小さい電界発光素子を提供することができる。   In addition, the light-emitting element of the present invention has a voltage in a “layer having a carbazole derivative represented by the general formula (1) and a substance having an electron accepting property with respect to the carbazole derivative represented by the general formula (1)”. Since electrons are transferred even before application, “a layer having a carbazole derivative represented by the general formula (1) and a substance having an electron accepting property with respect to the carbazole derivative represented by the general formula (1)” Becomes a highly conductive film. Accordingly, it is possible to provide an electroluminescent element with low driving voltage and low power consumption.

さらに、「一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体と、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」の厚膜化に比例して駆動電圧が上昇することが少ない。   Furthermore, driving is performed in proportion to the increase in film thickness of the “layer having a carbazole derivative represented by the general formula (1) and a substance having an electron accepting property with respect to the carbazole derivative represented by the general formula (1)”. There is little increase in voltage.

よって、「一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体と、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」を電圧上昇を伴うことなく厚膜化して短絡を防止したり、光学設計を最適化することが可能となり、信頼性が高く、発光効率の高い電界発光素子を提供することができる。   Therefore, a “layer having a carbazole derivative represented by the general formula (1) and a substance having an electron accepting property with respect to the carbazole derivative represented by the general formula (1)” is formed without increasing the voltage. Therefore, it is possible to prevent a short circuit and to optimize an optical design, and it is possible to provide an electroluminescent element with high reliability and high light emission efficiency.

さらに、「一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体と、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」は結晶化し難いため、層の結晶化に起因した動作不良の少ない電界発光素子を得ることができる。   Furthermore, since the “layer having the carbazole derivative represented by the general formula (1) and the substance having an electron accepting property with respect to the carbazole derivative represented by the general formula (1)” is difficult to crystallize, Thus, an electroluminescent element with less malfunction due to the fabrication can be obtained.

以下、本発明の一態様について説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、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、本形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。   Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described. However, the present invention can be implemented in many different modes, and those skilled in the art can easily understand that the modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Is done. Therefore, the present invention is not construed as being limited to the description of the embodiment.

(実施の形態1)
本発明の発光素子の一態様について図1を用いて説明する。
(Embodiment 1)
One mode of a light-emitting element of the present invention will be described with reference to FIG.

図1には、第1の電極101と第2の電極102との間に第1の層111、第2の層112、第3の層113、第4の層114、第5の層115を有する発光素子が示されている。   In FIG. 1, a first layer 111, a second layer 112, a third layer 113, a fourth layer 114, and a fifth layer 115 are provided between the first electrode 101 and the second electrode 102. A light-emitting element is shown.

この第1の層は、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体と、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対し電子受容性を示す物質とを混合して形成された層である。この第1の層は、正孔を発生する機能を有するため、以下においては、正孔発生層と呼ぶこととする。
第2の層112は正孔輸送層、第3の層113は発光層、第4の層114は電子輸送層である。そして、第5の層115は、電子を発生する機能を有する層であり、以下においては第5の層を電子発生層と呼ぶこととする。
This first layer is a layer formed by mixing a carbazole derivative represented by the general formula (1) and a substance having an electron accepting property with respect to the carbazole derivative represented by the general formula (1). . Since the first layer has a function of generating holes, it will be referred to as a hole generating layer in the following.
The second layer 112 is a hole transport layer, the third layer 113 is a light emitting layer, and the fourth layer 114 is an electron transport layer. The fifth layer 115 is a layer having a function of generating electrons. Hereinafter, the fifth layer is referred to as an electron generation layer.

第1の電極101の電位が第2の電極102の電位よりも高くなるように第1の電極101と第2の電極102とに電圧を印加したとき、発光層113には、第1の電極101側から正孔が注入され、第2の電極102側から電子が注入される。そして、発光層113に注入された正孔と電子とは再結合する。発光層113には発光物質が含まれており、再結合によって生成された励起エネルギーによって発光物質は励起状態となる。励起状態となった発光物質は、基底状態に戻るときに発光する。   When voltage is applied to the first electrode 101 and the second electrode 102 so that the potential of the first electrode 101 is higher than the potential of the second electrode 102, the light-emitting layer 113 has the first electrode Holes are injected from the 101 side, and electrons are injected from the second electrode 102 side. Then, the holes and electrons injected into the light emitting layer 113 are recombined. The light-emitting layer 113 contains a light-emitting substance, and the light-emitting substance is excited by excitation energy generated by recombination. The luminescent material in the excited state emits light when returning to the ground state.

また、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質は、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して、モル比の値が0.1〜10、より好ましくは0.5〜2(=電子受容性を示す物質/カルバゾール誘導体)となるように含まれていることが好ましい。   In addition, the substance showing electron acceptability with respect to the carbazole derivative represented by the general formula (1) has a molar ratio of 0.1 to 10 with respect to the carbazole derivative represented by the general formula (1). More preferably, it is contained so as to be 0.5 to 2 (= substance showing electron acceptability / carbazole derivative).

一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質としては、金属酸化物が挙げられる。金属酸化物のなかでも、周期表第4族〜第12族のいずれかの遷移金属の酸化物を用いるのが好ましく、モリブデン酸化物(MoOx)、バナジウム酸化物(VOx)、ルテニウム酸化物(RuOx)、タングステン酸化物(WOx)、レニウム酸化物(ReOx)、チタン酸化物(TiOx)、クロム酸化物(CrOx)、ジルコニウム酸化物(ZrOx)、ハフニウム酸化物(HfOx)、タンタル酸化物(TaOx)等の周期表第4族〜第8族のいずれかの遷移金属の酸化物を用いることがさらに好ましい。   A metal oxide is mentioned as a substance which shows electron-accepting property with respect to the carbazole derivative represented by General formula (1). Among metal oxides, it is preferable to use oxides of transition metals of Groups 4 to 12 of the periodic table, such as molybdenum oxide (MoOx), vanadium oxide (VOx), ruthenium oxide (RuOx). ), Tungsten oxide (WOx), rhenium oxide (ReOx), titanium oxide (TiOx), chromium oxide (CrOx), zirconium oxide (ZrOx), hafnium oxide (HfOx), tantalum oxide (TaOx) It is more preferable to use an oxide of a transition metal of any of Groups 4 to 8 of the periodic table.

また、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質として、金属酸化物以外に、例えば、有機化合物としては、7,7,8,8−テトラシアノ−2,3,5,6−テトラフルオロキノジメタン(略称:F4−TCNQ)、クロラニルなど、無機化合物としては、FeCl(塩化鉄(III))、AlCl(塩化アルミニウム)などが挙げられる。 Moreover, as a substance which shows an electron accepting property with respect to the carbazole derivative represented by the general formula (1), in addition to the metal oxide, for example, as an organic compound, 7,7,8,8-tetracyano-2,3 , 5,6-tetrafluoroquinodimethane (abbreviation: F4-TCNQ), chloranil, etc., inorganic compounds include FeCl 3 (iron chloride (III)), AlCl 3 (aluminum chloride) and the like.

また、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質は、一種類を用いても、複数種類を用いてもよい。   Moreover, the substance which shows an electron accepting property with respect to the carbazole derivative represented by General formula (1) may use one type, or may use multiple types.

一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質と一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体とを組み合わせることで、正孔発生層111の結晶化を抑制することができ、結晶化に起因した素子の動作不良を低減することができる。   Inhibition of crystallization of the hole-generating layer 111 by combining a substance having electron acceptability with the carbazole derivative represented by the general formula (1) and the carbazole derivative represented by the general formula (1) Thus, device malfunction due to crystallization can be reduced.

このような構成の正孔発生層111において、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体は、電子受容性を示す物質によって電子を奪われる。つまり、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体は酸化され、そして正孔が発生する。   In the hole generating layer 111 having such a structure, the carbazole derivative represented by the general formula (1) is deprived of electrons by a substance exhibiting electron accepting properties. That is, the carbazole derivative represented by the general formula (1) is oxidized and holes are generated.

また、発光層113は、発光物質を含んでいる。ここで、発光物質とは、発光効率が良好で、所望の波長の発光をし得る物質である。発光層113は、発光物質のみから形成された層であってもよいが、濃度消光を生じる場合は、発光物質の有するエネルギーギャップよりも大きいエネルギーギャップを有する物質からなる層中に、発光物質が分散するように混合された層であることが好ましい。発光層113に発光物質を分散して含ませることで、発光が濃度に起因して消光してしまうことを防ぐことができる。ここで、エネルギーギャップとはLUMO準位とHOMO準位との間のエネルギーギャップをいう。   The light emitting layer 113 includes a light emitting substance. Here, the light-emitting substance is a substance that has good emission efficiency and can emit light of a desired wavelength. The light-emitting layer 113 may be a layer formed only of a light-emitting substance, but when concentration quenching occurs, the light-emitting substance is contained in a layer formed of a substance having an energy gap larger than that of the light-emitting substance. A layer mixed so as to be dispersed is preferable. By including a light-emitting substance in the light-emitting layer 113 in a dispersed manner, light emission can be prevented from being quenched due to concentration. Here, the energy gap refers to an energy gap between the LUMO level and the HOMO level.

発光物質について特に限定はなく、発光効率が良好で、所望の発光波長の発光をし得る物質を用いればよい。   There is no particular limitation on the light-emitting substance, and a substance that has favorable emission efficiency and can emit light with a desired emission wavelength may be used.

例えば、赤色系の発光を得たいときには、4−ジシアノメチレン−2−イソプロピル−6−[2−(1,1,7,7−テトラメチルジュロリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン(略称:DCJTI)、4−ジシアノメチレン−2−メチル−6−[2−(1,1,7,7−テトラメチルジュロリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン(略称:DCJT)、4−ジシアノメチレン−2−tert−ブチル−6−[2−(1,1,7,7−テトラメチルジュロリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン(略称:DCJTB)やペリフランテン、2,5−ジシアノ−1,4−ビス[2−(10−メトキシ−1,1,7,7−テトラメチルジュロリジン−9−イル)エテニル]ベンゼン等、600nmから680nmに発光スペクトルのピークを有する発光を呈する物質を発光物質として用いることができる。   For example, to obtain red light emission, 4-dicyanomethylene-2-isopropyl-6- [2- (1,1,7,7-tetramethyljulolidin-9-yl) ethenyl] -4H-pyran ( Abbreviation: DCJTI), 4-dicyanomethylene-2-methyl-6- [2- (1,1,7,7-tetramethyljulolidin-9-yl) ethenyl] -4H-pyran (abbreviation: DCJT), 4 -Dicyanomethylene-2-tert-butyl-6- [2- (1,1,7,7-tetramethyljulolidin-9-yl) ethenyl] -4H-pyran (abbreviation: DCJTB), periflanthene, 2,5 -Dicyano-1,4-bis [2- (10-methoxy-1,1,7,7-tetramethyljulolidin-9-yl) ethenyl] benzene, etc., emission spectrum from 600 nm to 680 nm Substance which exhibits emission with a peak can be used as a light-emitting substance.

また緑色系の発光を得たいときは、N,N’−ジメチルキナクリドン(略称:DMQd)、クマリン6やクマリン545T、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq)等、500nmから550nmに発光スペクトルのピークを有する発光を呈する物質を発光物質として用いることができる。 When green light emission is desired, N, N′-dimethylquinacridone (abbreviation: DMQd), coumarin 6, coumarin 545T, tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq 3 ), etc., emits light from 500 nm to 550 nm. A substance that emits light having a spectral peak can be used as the light-emitting substance.

また、青色系の発光を得たいときは、9,10−ジ(2−ナフチル)−2−tert−ブチルアントラセン(略称:t−BuDNA)、9,9’−ビアントリル、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPA)、9,10−ビス(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)−4−フェニルフェノラト−ガリウム(略称:BGaq)、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(略称:BAlq)等、420nmから500nmに発光スペクトルのピークを有する発光を呈する物質を発光物質として用いることができる。   When blue light emission is desired, 9,10-di (2-naphthyl) -2-tert-butylanthracene (abbreviation: t-BuDNA), 9,9′-bianthryl, 9,10-diphenylanthracene (Abbreviation: DPA), 9,10-bis (2-naphthyl) anthracene (abbreviation: DNA), bis (2-methyl-8-quinolinolato) -4-phenylphenolato-gallium (abbreviation: BGaq), bis (2 A substance exhibiting light emission having a peak of an emission spectrum from 420 nm to 500 nm, such as -methyl-8-quinolinolato) -4-phenylphenolato-aluminum (abbreviation: BAlq), can be used as the light-emitting substance.

以上のように、蛍光を発光する物質の他、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(CFppy)(pic))、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C’]イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:FIr(acac))、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C’]イリジウム(III)ピコリナート(略称:FIr(pic))、トリス(2−フェニルピリジナト−N,C’)イリジウム(略称:Ir(ppy))等の燐光を発光する物質も発光物質として用いることができる。 As described above, in addition to a substance that emits fluorescence, bis [2- (3 ′, 5′-bis (trifluoromethyl) phenyl) pyridinato-N, C2 ′] iridium (III) picolinate (abbreviation: Ir (CF 3 ppy) 2 (pic)), bis [2- (4 ′, 6′-difluorophenyl) pyridinato-N, C 2 ′] iridium (III) acetylacetonate (abbreviation: FIr (acac)), bis [2 - (4 ', 6'-difluorophenyl) pyridinato -N, C 2'] iridium (III) picolinate (abbreviation: FIr (pic)), tris (2-phenylpyridinato--N, C 2 ') iridium ( A substance that emits phosphorescence, such as abbreviation: Ir (ppy) 3 ), can also be used as the light-emitting substance.

また、発光物質と共に発光層113に含まれ、発光物質を分散状態にするために用いられる物質について特に限定はなく、発光物質として用いる物質のエネルギーギャップ等を勘案して適宜選択すればよい。   There is no particular limitation on a substance that is included in the light-emitting layer 113 together with the light-emitting substance and is used for dispersing the light-emitting substance, and may be appropriately selected in consideration of an energy gap of the substance used as the light-emitting substance.

例えば、9,10−ジ(2−ナフチル)−2−tert−ブチルアントラセン(略称:t−BuDNA)等のアントラセン誘導体、または4,4’−ビス(N−カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)等のカルバゾール誘導体、2,3−ビス(4−ジフェニルアミノフェニル)キノキサリン(略称:TPAQn)、2,3−ビス{4−[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]フェニル}−ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:NPADiBzQn)等のキノキサリン誘導体の他、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ピリジナト]亜鉛(略称:Znpp)、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾオキサゾラト]亜鉛(略称:ZnBOX)等の金属錯体等を発光物質と共に用いることができる。 For example, anthracene derivatives such as 9,10-di (2-naphthyl) -2-tert-butylanthracene (abbreviation: t-BuDNA), or 4,4′-bis (N-carbazolyl) biphenyl (abbreviation: CBP) Carbazole derivatives of 2,3-bis (4-diphenylaminophenyl) quinoxaline (abbreviation: TPAQn), 2,3-bis {4- [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] phenyl} -dibenzo [ In addition to quinoxaline derivatives such as f, h] quinoxaline (abbreviation: NPDiBzQn), bis [2- (2-hydroxyphenyl) pyridinato] zinc (abbreviation: Znpp 2 ), bis [2- (2-hydroxyphenyl) benzoxazola G] A metal complex such as zinc (abbreviation: ZnBOX) or the like can be used together with a light-emitting substance.

正孔輸送層112は、正孔を輸送する機能を有する層であり、本形態の発光素子においては、正孔発生層111から発光層113へ正孔を輸送する機能を有する。
正孔輸送層112を設けることによって、正孔発生層111と発光層113との距離を離すことができ、その結果、正孔発生層111に含まれている金属に起因して発光が消光することを防ぐことができる。
The hole transport layer 112 has a function of transporting holes. In the light-emitting element of this embodiment mode, the hole transport layer 112 has a function of transporting holes from the hole generation layer 111 to the light-emitting layer 113.
By providing the hole transport layer 112, the distance between the hole generation layer 111 and the light emitting layer 113 can be increased, and as a result, the light emission is quenched due to the metal contained in the hole generation layer 111. Can be prevented.

正孔輸送層は、正孔輸送性の高い物質を用いて形成することが好ましく、特に1×10−6cm/Vs以上の正孔移動度を有する物質を用いて形成することが好ましい。
なお、正孔輸送性の高い物質とは、電子よりも正孔の移動度が高く、電子の移動度に対する正孔の移動度の比の値(=正孔移動度/電子移動度)が100よりも大きい物質をいう。
The hole transport layer is preferably formed using a substance having a high hole transport property, and particularly preferably formed using a substance having a hole mobility of 1 × 10 −6 cm 2 / Vs or higher.
Note that a substance having a high hole-transport property has a higher hole mobility than an electron, and the ratio of the hole mobility to the electron mobility (= hole mobility / electron mobility) is 100. Larger than the substance.

正孔輸送層112を形成するのに用いることができる物質の具体例としては、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)、4,4’−ビス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:TPD)、4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4’’−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:MTDATA)、4,4’−ビス{N−[4−(N,N−ジ−m−トリルアミノ)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,N−ジ(m−トリル)アミノ]ベンゼン(略称:m−MTDAB)、4,4’,4’’−トリス(N−カルバゾリル)トリフェニルアミン(略称:TCTA)、フタロシアニン(略称:HPc)、銅フタロシアニン(略称:CuPc)、バナジルフタロシアニン(略称:VOPc)等が挙げられる。 Specific examples of a substance that can be used to form the hole-transport layer 112 include 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: NPB), 4, 4′-bis [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: TPD), 4,4 ′, 4 ″ -tris (N, N-diphenylamino) triphenylamine (abbreviation: TDATA), 4,4 ′, 4 ″ -tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine (abbreviation: MTDATA), 4,4′-bis {N- [4- ( N, N-di-m-tolylamino) phenyl] -N-phenylamino} biphenyl (abbreviation: DNTPD), 1,3,5-tris [N, N-di (m-tolyl) amino] benzene (abbreviation: m -MTDAB), 4,4 ', 4''- Squirrel (N- carbazolyl) triphenylamine (abbreviation: TCTA), phthalocyanine (abbreviation: H 2 Pc), copper phthalocyanine (abbreviation: CuPc), or vanadyl phthalocyanine (abbreviation: VOPc), and the like.

電子輸送層114は、電子を輸送する機能を有する層であり、本形態の発光素子においては、電子発生層115から発光層113へ電子を輸送する機能を有する。電子輸送層114を設けることによって、第2の電極102と発光層113との距離を離すことができ、その結果、第2の電極102に含まれている金属に起因して発光が消光することを防ぐことができる。   The electron transport layer 114 is a layer having a function of transporting electrons. In the light-emitting element of this embodiment mode, the electron transport layer 114 has a function of transporting electrons from the electron generation layer 115 to the light-emitting layer 113. By providing the electron transport layer 114, the distance between the second electrode 102 and the light-emitting layer 113 can be increased, and as a result, light emission is quenched due to the metal contained in the second electrode 102. Can be prevented.

電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を用いて形成することが好ましく、特に1×10−6cm/Vs以上の電子移動度を有する物質を用いて形成することが好ましい。なお、
電子輸送性の高い物質とは、正孔よりも電子の移動度が高く、正孔の移動度に対する電子の移動度の比の値(=電子移動度/正孔移動度)が100よりも大きい物質をいう。
The electron transport layer is preferably formed using a substance having a high electron transport property, and particularly preferably formed using a substance having an electron mobility of 1 × 10 −6 cm 2 / Vs or higher. In addition,
A substance having a high electron-transport property has higher electron mobility than holes, and the ratio of the electron mobility to the hole mobility (= electron mobility / hole mobility) is greater than 100. A substance.

電子輸送層114を形成するのに用いることができる物質の具体例としては、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq)、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Almq)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]−キノリナト)ベリリウム(略称:BeBq)、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(略称:BAlq)、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾオキサゾラト]亜鉛(略称:Zn(BOX))、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾチアゾラト]亜鉛(略称:Zn(BTZ))等の金属錯体の他、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)、1,3−ビス[5−(p−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−(4−エチルフェニル)−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(略称:p−EtTAZ)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)、4,4−ビス(5−メチルベンズオキサゾル−2−イル)スチルベン(略称:BzOs)等が挙げられる。 Specific examples of a substance that can be used for forming the electron-transport layer 114 include tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq 3 ), tris (4-methyl-8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Almq 3). ), Bis (10-hydroxybenzo [h] -quinolinato) beryllium (abbreviation: BeBq 2 ), bis (2-methyl-8-quinolinolato) -4-phenylphenolato-aluminum (abbreviation: BAlq), bis [2- In addition to metal complexes such as (2-hydroxyphenyl) benzoxazolate] zinc (abbreviation: Zn (BOX) 2 ), bis [2- (2-hydroxyphenyl) benzothiazolate] zinc (abbreviation: Zn (BTZ) 2 ) 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole (approximately) Name: PBD), 1,3-bis [5- (p-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazol-2-yl] benzene (abbreviation: OXD-7), 3- (4- tert-butylphenyl) -4-phenyl-5- (4-biphenylyl) -1,2,4-triazole (abbreviation: TAZ), 3- (4-tert-butylphenyl) -4- (4-ethylphenyl) -5- (4-biphenylyl) -1,2,4-triazole (abbreviation: p-EtTAZ), bathophenanthroline (abbreviation: BPhen), bathocuproin (abbreviation: BCP), 4,4-bis (5-methylbenzoxa) And sol-2-yl) stilbene (abbreviation: BzOs).

なお、正孔輸送層112と電子輸送層114とは、それぞれ、上記の物質の他、バイポーラ性の物質を用いて形成してもよい。バイポーラ性の物質とは、電子または正孔のいずれか一方のキャリアの移動度と他方のキャリアの移動度とを比較したときに、一方のキャリアの移動度に対する他方のキャリアの移動度の比の値が100以下、好ましくは10以下である物質をいう。   Note that the hole transport layer 112 and the electron transport layer 114 may be formed using a bipolar substance in addition to the above substances. A bipolar substance is the ratio of the mobility of one carrier to the mobility of the other carrier when the mobility of one of the electrons or holes is compared with the mobility of the other carrier. A substance whose value is 100 or less, preferably 10 or less.

バイポーラ性の物質として、例えば、2,3−ビス(4−ジフェニルアミノフェニル)キノキサリン(略称:TPAQn)、2,3−ビス{4−[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]フェニル}−ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:NPADiBzQn)等が挙げられる。バイポーラ性の物質の中でも特に、正孔及び電子の移動度が1×10−6cm/Vs以上の物質を用いることが好ましい。また同一のバイポーラ性の物質を用いて、正孔輸送層112と電子輸送層114とを形成しても構わない。 As a bipolar substance, for example, 2,3-bis (4-diphenylaminophenyl) quinoxaline (abbreviation: TPAQn), 2,3-bis {4- [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] phenyl } -Dibenzo [f, h] quinoxaline (abbreviation: NPDiBzQn) and the like. Among bipolar substances, it is particularly preferable to use a substance having a hole and electron mobility of 1 × 10 −6 cm 2 / Vs or more. Alternatively, the hole transport layer 112 and the electron transport layer 114 may be formed using the same bipolar substance.

電子発生層115は、電子を発生する層であり、電子輸送性の高い物質およびバイポーラ性の物質から選ばれる少なくとも一の物質と、これらの物質に対し電子供与性を示す物質とを混合して形成することができる。ここで、電子輸送性の高い物質およびバイポーラ性の物質の中でも特に1×10−6cm/Vs以上の電子移動度を有する物質であることが好ましい。 The electron generating layer 115 is a layer that generates electrons, and is formed by mixing at least one substance selected from a substance having a high electron transporting property and a bipolar substance and a substance that exhibits an electron donating property with respect to these substances. Can be formed. Here, among substances having a high electron transporting property and bipolar substances, a substance having an electron mobility of 1 × 10 −6 cm 2 / Vs or more is particularly preferable.

電子輸送性の高い物質およびバイポーラ性の物質については、それぞれ、上記したものを用いることができる。また、電子供与性を示す物質としては、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の中から選ばれた物質、具体的にはリチウム(Li)、カルシウム(Ca)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、マグネシウム(Mg)等を用いることができる。また、アルカリ金属の酸化物またはアルカリ土類金属の酸化物、アルカリ金属の窒化物、アルカリ土類金属の窒化物、アルカリ金属のフッ化物、アルカリ土類金属のフッ化物等、具体的にはリチウム酸化物(LiO)、カルシウム酸化物(CaO)、ナトリウム酸化物(NaO)、カリウム酸化物(KO)、マグネシウム酸化物(MgO)、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF)等から選ばれる少なくとも一の物質も電子供与性を示す物質として用いることができる。 As the substance having a high electron transporting property and the bipolar substance, those described above can be used, respectively. Moreover, as the substance exhibiting electron donating property, a substance selected from alkali metals and alkaline earth metals, specifically, lithium (Li), calcium (Ca), sodium (Na), potassium (K), Magnesium (Mg) or the like can be used. Alkali metal oxides or alkaline earth metal oxides, alkali metal nitrides, alkaline earth metal nitrides, alkali metal fluorides, alkaline earth metal fluorides, etc., specifically lithium Oxide (Li 2 O), calcium oxide (CaO), sodium oxide (Na 2 O), potassium oxide (K 2 O), magnesium oxide (MgO), lithium fluoride (LiF), cesium fluoride At least one substance selected from (CsF), calcium fluoride (CaF 2 ) and the like can also be used as the substance exhibiting electron donating properties.

第1の電極101はインジウム錫酸化物、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物、2〜20atomic%の酸化亜鉛を含む酸化インジウムの他、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)、窒化タンタル等の仕事関数の高い物質を用いて形成してもよいし、アルミニウム、マグネシウム等の仕事関数の低い物質を用いて形成してもよい。   The first electrode 101 includes indium tin oxide, indium tin oxide containing silicon oxide, indium oxide containing 2 to 20 atomic% of zinc oxide, gold (Au), platinum (Pt), nickel (Ni), tungsten (W), chromium (Cr), molybdenum (Mo), iron (Fe), cobalt (Co), copper (Cu), palladium (Pd), or a material having a high work function such as tantalum nitride. Alternatively, it may be formed using a material having a low work function such as aluminum or magnesium.

このように、本形態の発光素子では、物質の仕事関数に依らずに第1の電極101を形成することができる。これは、第1の電極101と発光層113との間に正孔発生層111が設けられている為である。   As described above, in the light-emitting element of this embodiment mode, the first electrode 101 can be formed without depending on the work function of the substance. This is because the hole generating layer 111 is provided between the first electrode 101 and the light emitting layer 113.

また、第2の電極102についても、インジウム錫酸化物、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物、2〜20atomic%の酸化亜鉛を含む酸化インジウムの他、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)、窒化タンタル等の仕事関数の高い物質を用いて形成してもよいし、アルミニウム、またはマグネシウム等の仕事関数の低い物質を用いて形成してもよい。   In addition, for the second electrode 102, in addition to indium tin oxide, indium tin oxide containing silicon oxide, indium oxide containing 2 to 20 atomic% of zinc oxide, gold (Au), platinum (Pt), nickel ( Using a material having a high work function such as Ni), tungsten (W), chromium (Cr), molybdenum (Mo), iron (Fe), cobalt (Co), copper (Cu), palladium (Pd), and tantalum nitride. It may be formed using a substance having a low work function such as aluminum or magnesium.

このように、本形態の発光素子では、物質の仕事関数に依らずに第2の電極102を形成することができる。これは、第2の電極102と発光層113との間に電子発生層115が設けられている為である。   As described above, in the light-emitting element of this embodiment mode, the second electrode 102 can be formed regardless of the work function of the substance. This is because the electron generating layer 115 is provided between the second electrode 102 and the light emitting layer 113.

なお、本形態では、正孔発生層111及び発光層113の他に、正孔輸送層112、電子輸送層114等を有する発光素子について示したが、発光素子の態様は必ずしもこれに限定されるものではない。   Note that in this embodiment mode, a light-emitting element including the hole-transporting layer 112 and the electron-transporting layer 114 in addition to the hole-generating layer 111 and the light-emitting layer 113 has been described; however, the mode of the light-emitting element is not necessarily limited thereto. It is not a thing.

例えば、図3に示すように電子発生層115に換えて電子注入層116を設けた発光素子であってもよい。電子注入層116は、第2の電極102から電子輸送層114へ電子の注入を補助する機能を有する層である。   For example, a light emitting element in which an electron injection layer 116 is provided instead of the electron generation layer 115 as shown in FIG. The electron injection layer 116 is a layer having a function of assisting injection of electrons from the second electrode 102 to the electron transport layer 114.

電子注入層116を設けることによって、第2の電極102と電子輸送層114との間の電子親和力の差が緩和され、電子が注入され易くなる。電子注入層116は、電子輸送層114を形成している物質よりも電子親和力が大きく第2の電極102を形成している物質よりも電子親和力が小さい物質、または電子輸送層114と第2の電極102との間に1〜2nmの薄膜として設けたときにエネルギーバンドが曲がるような物質を用いて形成することが好ましい。   By providing the electron injection layer 116, the difference in electron affinity between the second electrode 102 and the electron transport layer 114 is reduced, and electrons are easily injected. The electron injection layer 116 is a substance having a higher electron affinity than the substance forming the electron transport layer 114 and a lower electron affinity than the substance forming the second electrode 102, or the electron transport layer 114 and the second transport layer 114. It is preferable to use a substance whose energy band is bent when it is provided as a 1 to 2 nm thin film between the electrode 102 and the electrode 102.

電子注入層116を形成するのに用いることのできる物質の具体例として、アルカリ金属またはアルカリ土類金属、アルカリ金属のフッ化物、アルカリ土類金属のフッ化物、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物等の無機物が挙げられる。これらの物質は薄膜として設けたときにエネルギーバンドが曲がるため好ましい。   Specific examples of materials that can be used to form the electron injection layer 116 include alkali metal or alkaline earth metal, alkali metal fluoride, alkaline earth metal fluoride, alkali metal oxide, and alkaline earth. Examples thereof include inorganic substances such as metal oxides. These materials are preferable because the energy band bends when provided as a thin film.

また、無機物の他、BPhen、BCP、p−EtTAZ、TAZ等の電子輸送層114を形成するのに用いることのできる物質も、これらの物質の中から、電子輸送層114の形成に用いる物質よりも電子親和力が大きい物質を選択することによって、電子注入層116を形成する物質として用いることができる。   In addition to inorganic substances, substances that can be used to form the electron transport layer 114 such as BPhen, BCP, p-EtTAZ, and TAZ are also more preferable than those used to form the electron transport layer 114. In addition, by selecting a substance having a high electron affinity, it can be used as a substance for forming the electron injection layer 116.

つまり、電子注入層116における電子親和力が電子輸送層114における電子親和力よりも相対的に大きくなるように、電子注入層116を形成することが好ましい。なお、電子注入層116を設ける場合、第2の電極102は、アルミニウム等の仕事関数の低い物質を用いて形成することが好ましい。   That is, it is preferable to form the electron injection layer 116 so that the electron affinity in the electron injection layer 116 is relatively larger than the electron affinity in the electron transport layer 114. Note that in the case where the electron-injecting layer 116 is provided, the second electrode 102 is preferably formed using a substance having a low work function such as aluminum.

また、発光層113と電子輸送層114との間には、図4に示すように、正孔阻止層117を設けてもよい。正孔阻止層117を設けることによって、正孔が、発光層113を突き抜けて第2の電極102の方に流れていくのを防ぐことができ、キャリアの再結合効率を高めることができる。また、発光層113で生成された励起エネルギーが電子輸送層114等、他の層へ移動してしまうことを防ぐことができる。   Further, a hole blocking layer 117 may be provided between the light emitting layer 113 and the electron transporting layer 114 as shown in FIG. By providing the hole blocking layer 117, holes can be prevented from penetrating through the light emitting layer 113 and flowing toward the second electrode 102, and the carrier recombination efficiency can be increased. In addition, the excitation energy generated in the light emitting layer 113 can be prevented from moving to another layer such as the electron transport layer 114.

正孔阻止層117は、BAlq、OXD−7、TAZ、BPhen等の電子輸送層114を形成するのに用いることのできる物質の中から、特に、発光層113を形成するのに用いる物質よりもイオン化ポテンシャル及び励起エネルギーが大きい物質を選択することによって、形成することができる。   The hole blocking layer 117 is formed of a material that can be used to form the electron transport layer 114 such as BAlq, OXD-7, TAZ, or BPhen, and more particularly than a material that is used to form the light emitting layer 113. It can be formed by selecting a substance having a large ionization potential and excitation energy.

つまり、正孔阻止層117におけるイオン化ポテンシャルが電子輸送層114におけるイオン化ポテンシャルよりも相対的に大きくなるように、正孔阻止層117は形成されていればよい。   That is, the hole blocking layer 117 may be formed so that the ionization potential in the hole blocking layer 117 is relatively larger than the ionization potential in the electron transport layer 114.

同様に、発光層113と正孔輸送層112との間にも、発光層113を突き抜けて第1の電極101の方に電子が流れていくのを阻止するための層を設けても構わない。   Similarly, a layer may be provided between the light emitting layer 113 and the hole transporting layer 112 to prevent electrons from passing through the light emitting layer 113 and flowing toward the first electrode 101. .

なお、正孔輸送層112、電子輸送層114等を設けるか否かについては発明の実施者が適宜選択すればよく、例えば、正孔輸送層112、電子輸送層114を設けなくても金属に起因した消光等の不具合が生じない場合等は、必ずしもこれらの層を設ける必要がない。   Note that whether or not to provide the hole transport layer 112, the electron transport layer 114, and the like may be appropriately selected by the practitioner of the invention. For example, the metal may be formed without the hole transport layer 112 and the electron transport layer 114. These layers are not necessarily provided when there is no problem such as quenching caused by extinction.

以上に述べた本実施の形態の発光素子は、正孔発生層111の厚さに依存した駆動電圧の変化が少ない。その為、正孔発生層111の厚さを変えることによって発光層113と第1の電極101との間の距離を調整することが容易にできる。   In the light-emitting element of this embodiment described above, a change in driving voltage depending on the thickness of the hole generation layer 111 is small. Therefore, the distance between the light emitting layer 113 and the first electrode 101 can be easily adjusted by changing the thickness of the hole generating layer 111.

つまり、効率よく外部に発光を取り出せるような長さとなるように、あるいは外部に取り出された発光の色純度が良くなる長さとなるように、発光した光が通る光路の長さ(光路長)を調節することが容易である。また、正孔発生層111の厚さを厚くすることによって第1の電極101の表面の凹凸を緩和し、電極間の短絡を防ぐことを容易にできる。   In other words, the length of the optical path (optical path length) through which the emitted light passes is set so that the length of the emitted light can be efficiently extracted to the outside or the color purity of the emitted light extracted to the outside is improved. Easy to adjust. In addition, by increasing the thickness of the hole generation layer 111, unevenness on the surface of the first electrode 101 can be relaxed, and a short circuit between the electrodes can be easily prevented.

また、本形態の発光素子は、電子発生層115の厚さに依存した駆動電圧の変化が少ない。その為、電子発生層115の厚さを変えることによって発光した光が通る光路の長さ(光路長)を調整することが容易である。また、電子発生層115の厚さを厚くすることによって第2の電極102の表面の凹凸を緩和し、電極間の短絡を防ぐことを容易にできる。   In the light-emitting element of this embodiment, the change in driving voltage depending on the thickness of the electron generation layer 115 is small. Therefore, it is easy to adjust the length of the optical path (optical path length) through which the emitted light passes by changing the thickness of the electron generating layer 115. In addition, by increasing the thickness of the electron generation layer 115, unevenness on the surface of the second electrode 102 can be relaxed, and a short circuit between the electrodes can be easily prevented.

(実施の形態2)
本発明の発光素子の一態様について図2を用いて説明する。
(Embodiment 2)
One mode of the light-emitting element of the present invention will be described with reference to FIG.

図2には、第1の電極201と第2の電極202との間に、第1の層213と、第2の層212と、第3の層211とを有する発光素子が示されている。第1の層213は、電子輸送層221と、発光層222と、正孔輸送層223と、正孔発生層224とが順に積層されて成る。第2の層212は電子を発生し、第3の層211は正孔を発生する。   FIG. 2 shows a light-emitting element having a first layer 213, a second layer 212, and a third layer 211 between the first electrode 201 and the second electrode 202. . The first layer 213 is formed by sequentially stacking an electron transport layer 221, a light emitting layer 222, a hole transport layer 223, and a hole generation layer 224. The second layer 212 generates electrons, and the third layer 211 generates holes.

ここで、正孔発生層224は発光層222よりも第1の電極201側に設けられており、電子輸送層221は発光層222よりも第2の電極202側に設けられている。第1の電極201の電位が第2の電極202の電位よりも高くなるように第1の電極201と第2の電極202とに電圧を印加すると、第3の層211から第2の電極202へ正孔が注入される。また、第1の層213へは、第2の層212から電子が注入され、第1の電極201から正孔が注入される。第1の層213に注入された電子と正孔とは、発光層222において再結合する。発光層222には発光物質が含まれており、再結合によって生成された励起エネルギーによって発光物質は励起状態となる。励起状態となった発光物質は、基底状態に戻るときに発光する。   Here, the hole generation layer 224 is provided on the first electrode 201 side with respect to the light emitting layer 222, and the electron transport layer 221 is provided on the second electrode 202 side with respect to the light emitting layer 222. When a voltage is applied to the first electrode 201 and the second electrode 202 so that the potential of the first electrode 201 is higher than the potential of the second electrode 202, the third electrode 211 to the second electrode 202 are applied. Holes are injected into. Further, electrons are injected from the second layer 212 and holes are injected from the first electrode 201 into the first layer 213. The electrons and holes injected into the first layer 213 are recombined in the light emitting layer 222. The light-emitting layer 222 contains a light-emitting substance, and the light-emitting substance is excited by excitation energy generated by recombination. The luminescent material in the excited state emits light when returning to the ground state.

第3の層211と正孔発生層224とは、それぞれ、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体と、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対し電子受容性を示す物質とを混合して形成された層である。第3の層211および正孔発生層224において、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体は、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質によって電子を奪われる。つまり一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体は酸化され、そして正孔が発生する。   The third layer 211 and the hole generation layer 224 each include a carbazole derivative represented by the general formula (1) and a substance that exhibits an electron accepting property with respect to the carbazole derivative represented by the general formula (1). It is a layer formed by mixing. In the third layer 211 and the hole-generating layer 224, the carbazole derivative represented by the general formula (1) deprives electrons with a substance having an electron accepting property with respect to the carbazole derivative represented by the general formula (1). Is called. That is, the carbazole derivative represented by the general formula (1) is oxidized and holes are generated.

なお、第3の層211と正孔発生層224とのそれぞれにおいて、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体の中でも特に1×10−6cm/Vs以上の正孔移動度を有するカルバゾール誘導体を用いることが好ましい。また、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質は、一般式(1)で表されるカルバゾール誘導体に対して、モル比の値が0.1〜10、より好ましくは0.5〜2(=電子受容性を示す物質/カルバゾール誘導体)となるように、それぞれの層に含まれていることが好ましい。また、電子受容性を示す物質について特に限定はないが、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、レニウム酸化物等の金属酸化物を用いることが好ましい。これらの金属酸化物と組み合わせることで、第3の層211または正孔発生層224の結晶化を抑制することができ、結晶化に起因した素子の動作不良を低減することができる。 Note that, in each of the third layer 211 and the hole generation layer 224, carbazole having a hole mobility of 1 × 10 −6 cm 2 / Vs or more among the carbazole derivatives represented by the general formula (1). It is preferable to use a derivative. In addition, the substance showing electron acceptability with respect to the carbazole derivative represented by the general formula (1) has a molar ratio of 0.1 to 10 with respect to the carbazole derivative represented by the general formula (1). More preferably, it is contained in each layer so as to be 0.5 to 2 (= substance showing electron acceptability / carbazole derivative). There is no particular limitation on the substance exhibiting electron accepting properties, but it is preferable to use a metal oxide such as molybdenum oxide, vanadium oxide, ruthenium oxide, or rhenium oxide. By combining with these metal oxides, crystallization of the third layer 211 or the hole generation layer 224 can be suppressed, and malfunction of the element due to crystallization can be reduced.

第2の層212は、電子を発生する層であり、電子輸送性の高い物質およびバイポーラ性の物質から選ばれる少なくとも一の物質と、これらの物質に対し電子供与性を示す物質とを混合して形成することができる。   The second layer 212 is a layer that generates electrons, and is a mixture of at least one substance selected from a substance having a high electron transporting property and a bipolar substance, and a substance that exhibits an electron donating property to these substances. Can be formed.

ここで、電子輸送性の高い物質およびバイポーラ性の物質の中でも特に1×10−6cm/Vs以上の電子移動度を有する物質であることが好ましい。電子輸送性の高い物質およびバイポーラ性の物質については、それぞれ、上記したものを用いることができる。 Here, among substances having a high electron transporting property and bipolar substances, a substance having an electron mobility of 1 × 10 −6 cm 2 / Vs or more is particularly preferable. As the substance having a high electron transporting property and the bipolar substance, those described above can be used, respectively.

また、電子供与性を示す物質としては、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の中から選ばれた物質、具体的にはリチウム(Li)、カルシウム(Ca)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、マグネシウム(Mg)等を用いることができる。また、アルカリ金属の酸化物またはアルカリ土類金属の酸化物、アルカリ金属の窒化物、アルカリ土類金属の窒化物、アルカリ金属のフッ化物、アルカリ土類金属のフッ化物等、具体的にはリチウム酸化物(LiO)、カルシウム酸化物(CaO)、ナトリウム酸化物(NaO)、カリウム酸化物(KO)、マグネシウム酸化物(MgO)、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF)等も電子供与性を示す物質として用いることができる。 Moreover, as the substance exhibiting electron donating property, a substance selected from alkali metals and alkaline earth metals, specifically, lithium (Li), calcium (Ca), sodium (Na), potassium (K), Magnesium (Mg) or the like can be used. Alkali metal oxides or alkaline earth metal oxides, alkali metal nitrides, alkaline earth metal nitrides, alkali metal fluorides, alkaline earth metal fluorides, etc., specifically lithium Oxide (Li 2 O), calcium oxide (CaO), sodium oxide (Na 2 O), potassium oxide (K 2 O), magnesium oxide (MgO), lithium fluoride (LiF), cesium fluoride (CsF), calcium fluoride (CaF 2 ), or the like can also be used as a substance exhibiting electron donating properties.

電子輸送層221は、電子を輸送する機能を有する層であり、本形態の発光素子においては、第2の層212から発光層222へ電子を輸送する機能を有する。電子輸送層221を設けることによって、第2の層212と発光層222との距離を離すことができ、その結果、第2の層212に含まれている金属に起因して発光が消光することを防ぐことができる。電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を用いて形成することが好ましく、特に1×10−6cm/Vs以上の電子移動度を有する物質を用いて形成することが好ましい。
電子輸送層221を形成するのに用いることができる物質の具体例については、実施の形態1における電子輸送層114を形成するのに用いることができる物質の具体例についての記載を準用する。
The electron transport layer 221 is a layer having a function of transporting electrons. In the light-emitting element of this embodiment mode, the electron transport layer 221 has a function of transporting electrons from the second layer 212 to the light-emitting layer 222. By providing the electron transport layer 221, the distance between the second layer 212 and the light emitting layer 222 can be increased, and as a result, light emission is quenched due to the metal contained in the second layer 212. Can be prevented. The electron transport layer is preferably formed using a substance having a high electron transport property, and particularly preferably formed using a substance having an electron mobility of 1 × 10 −6 cm 2 / Vs or higher.
For specific examples of the substance that can be used for forming the electron-transport layer 221, the description of the specific examples of the substance that can be used for forming the electron-transport layer 114 in Embodiment 1 is applied mutatis mutandis.

発光層222は、発光物質を含んでいる。発光層222は、発光物質のみから形成された層であってもよいが、濃度消光を生じる場合は、発光物質の有するエネルギーギャップよりも大きいエネルギーギャップを有する物質からなる層中に、発光物質が分散するように混合された層であることが好ましい。発光層222に発光物質を分散して含ませることで、発光が濃度に起因して消光してしまうことを防ぐことができる。なお、発光物質については、実施の形態1における発光物質についての記載を準用する。ここで、発光物質と共に発光層222に含まれ発光物質を分散状態にするために用いられる物質については、実施の形態1に記載の発光物質と共に発光層113に含まれ発光物質を分散状態にするために用いられる物質についての記載を準用する。   The light emitting layer 222 contains a light emitting substance. The light-emitting layer 222 may be a layer formed only of a light-emitting substance, but when concentration quenching occurs, the light-emitting substance is contained in a layer made of a substance having an energy gap larger than that of the light-emitting substance. A layer mixed so as to be dispersed is preferable. By including a light-emitting substance in the light-emitting layer 222 in a dispersed manner, light emission can be prevented from being quenched due to concentration. Note that the description of the light-emitting substance in Embodiment 1 is applied to the light-emitting substance. Here, a substance that is included in the light-emitting layer 222 together with the light-emitting substance and is used for dispersing the light-emitting substance is included in the light-emitting layer 113 together with the light-emitting substance described in Embodiment 1 and the light-emitting substance is dispersed. The description of substances used for this purpose shall apply mutatis mutandis.

正孔輸送層223は、正孔を輸送する機能を有する層であり、本形態の発光素子においては、正孔発生層224から発光層222へ正孔を輸送する機能を有する。正孔輸送層223を設けることによって、正孔発生層224と発光層222との距離を離すことができ、その結果、正孔発生層224に含まれている金属に起因して発光が消光することを防ぐことができる。正孔輸送層223は、正孔輸送性の高い物質を用いて形成することが好ましく、特に1×10−6cm/Vs以上の正孔移動度を有する物質を用いて形成することが好ましい。正孔輸送層223を形成するのに用いることができる物質の具体例については、実施の形態1における正孔輸送層112を形成するのに用いることができる物質の具体例についての記載を準用する。 The hole transport layer 223 is a layer having a function of transporting holes. In the light-emitting element of this embodiment mode, the hole transport layer 223 has a function of transporting holes from the hole generation layer 224 to the light-emitting layer 222. By providing the hole-transporting layer 223, the distance between the hole-generating layer 224 and the light-emitting layer 222 can be increased. As a result, light emission is quenched due to the metal contained in the hole-generating layer 224. Can be prevented. The hole-transport layer 223 is preferably formed using a substance having a high hole-transport property, and particularly preferably formed using a substance having a hole mobility of 1 × 10 −6 cm 2 / Vs or higher. . For specific examples of the substance that can be used for forming the hole-transport layer 223, the description of the specific examples of the substance that can be used for forming the hole-transport layer 112 in Embodiment 1 is applied mutatis mutandis. .

第1の電極201はインジウム錫酸化物、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物、2〜20atomic%の酸化亜鉛を含む酸化インジウムの他、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)、窒化タンタル等の仕事関数の高い物質を用いて形成してもよいし、アルミニウム、マグネシウム等の仕事関数の低い物質を用いて形成してもよい。このように、本形態の発光素子では、物質の仕事関数に依らずに第1の電極201を形成することができる。これは、第1の電極201と発光層222との間に正孔発生層224が設けられている為である。   The first electrode 201 includes indium tin oxide, indium tin oxide containing silicon oxide, indium oxide containing 2 to 20 atomic% of zinc oxide, gold (Au), platinum (Pt), nickel (Ni), and tungsten. (W), chromium (Cr), molybdenum (Mo), iron (Fe), cobalt (Co), copper (Cu), palladium (Pd), or a material having a high work function such as tantalum nitride. Alternatively, it may be formed using a material having a low work function such as aluminum or magnesium. As described above, in the light-emitting element of this embodiment mode, the first electrode 201 can be formed without depending on the work function of the substance. This is because the hole generating layer 224 is provided between the first electrode 201 and the light emitting layer 222.

また、第2の電極202についても、インジウム錫酸化物、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物、2〜20atomic%の酸化亜鉛を含む酸化インジウムの他、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)、窒化タンタル等の仕事関数の高い物質を用いて形成してもよいし、アルミニウム、マグネシウム等の仕事関数の低い物質を用いて形成してもよい。このように、本形態の発光素子では、物質の仕事関数に依らずに第2の電極202を形成することができる。これは、第2の電極202と発光層222との間に第3の層211と第2の層212とが設けられている為である。   In addition, for the second electrode 202, in addition to indium tin oxide, indium tin oxide containing silicon oxide, indium oxide containing 2 to 20 atomic% of zinc oxide, gold (Au), platinum (Pt), nickel ( Using a material having a high work function such as Ni), tungsten (W), chromium (Cr), molybdenum (Mo), iron (Fe), cobalt (Co), copper (Cu), palladium (Pd), and tantalum nitride. You may form using a substance with low work functions, such as aluminum and magnesium. As described above, in the light-emitting element of this embodiment mode, the second electrode 202 can be formed without depending on the work function of the substance. This is because the third layer 211 and the second layer 212 are provided between the second electrode 202 and the light-emitting layer 222.

なお、本形態では、発光物質を含む層である第1の層213が電子輸送層221、発光層222、正孔輸送層223、正孔発生層224を含む多層である発光素子について示したが、発光素子の態様は必ずしもこれに限定されるものではない。   Note that in this embodiment mode, a light-emitting element in which the first layer 213 that includes a light-emitting substance is a multilayer including the electron-transport layer 221, the light-emitting layer 222, the hole-transport layer 223, and the hole-generation layer 224 is described. The mode of the light emitting element is not necessarily limited to this.

例えば、図5に示すように正孔発生層224に換えて正孔注入層225を設けた発光素子であってもよい。正孔注入層225は、第1の電極201から正孔輸送層223へ正孔の注入を補助する機能を有する層である。正孔注入層225を設けることによって、第1の電極201と正孔輸送層223との間のイオン化ポテンシャルの差が緩和され、正孔が注入され易くなる。正孔注入層225は、正孔輸送層223を形成している物質よりもイオン化ポテンシャルが小さく、第1の電極201を形成している物質よりもイオン化ポテンシャルが大きい物質、または正孔輸送層223と第2の電極202との間に1〜2nmの薄膜として設けたときにエネルギーバンドが曲がるような物質を用いて形成することが好ましい。正孔注入層225を形成するのに用いることのできる物質の具体例として、フタロシアニン(略称:HPc)や銅フタロシアニン(CuPc)等のフタロシアニン系の化合物、或いはポリ(エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)水溶液(PEDOT/PSS)等の高分子等が挙げられる。正孔注入層225におけるイオン化ポテンシャルが正孔輸送層223におけるイオン化ポテンシャルよりも相対的に大きくなるように、正孔注入層225を形成することが好ましい。なお、正孔注入層225を設ける場合、第1の電極201は、インジウム錫酸化物等の仕事関数の高い物質を用いて形成することが好ましい。 For example, a light emitting element in which a hole injection layer 225 is provided instead of the hole generation layer 224 as shown in FIG. The hole injection layer 225 is a layer having a function of assisting injection of holes from the first electrode 201 to the hole transport layer 223. By providing the hole injection layer 225, the difference in ionization potential between the first electrode 201 and the hole transport layer 223 is alleviated, and holes are easily injected. The hole injection layer 225 has a lower ionization potential than the material forming the hole transport layer 223 and has a higher ionization potential than the material forming the first electrode 201, or the hole transport layer 223. It is preferable to use a substance whose energy band is bent when it is provided as a 1 to 2 nm thin film between the first electrode 202 and the second electrode 202. Specific examples of a substance that can be used for forming the hole-injection layer 225 include phthalocyanine-based compounds such as phthalocyanine (abbreviation: H 2 Pc) and copper phthalocyanine (CuPc), or poly (ethylenedioxythiophene) / Examples thereof include a polymer such as a poly (styrenesulfonic acid) aqueous solution (PEDOT / PSS). It is preferable to form the hole injection layer 225 so that the ionization potential in the hole injection layer 225 is relatively larger than the ionization potential in the hole transport layer 223. Note that in the case where the hole injection layer 225 is provided, the first electrode 201 is preferably formed using a substance having a high work function such as indium tin oxide.

また、発光層222と電子輸送層221との間には、図6に示すように、正孔阻止層226を設けてもよい。正孔阻止層226を設けることによって、正孔が、発光層222を突き抜けて第2の電極202の方に流れていくのを防ぐことができ、キャリアの再結合効率を高めることができる。また、発光層222で生成された励起エネルギーが電子輸送層221等、他の層へ移動してしまうことを防ぐことができる。   Further, a hole blocking layer 226 may be provided between the light emitting layer 222 and the electron transporting layer 221 as shown in FIG. By providing the hole blocking layer 226, holes can be prevented from penetrating the light emitting layer 222 and flowing toward the second electrode 202, and the carrier recombination efficiency can be increased. In addition, the excitation energy generated in the light-emitting layer 222 can be prevented from moving to another layer such as the electron transport layer 221.

正孔阻止層226は、BAlq、OXD−7、TAZ、BPhen等の電子輸送層221を形成するのに用いることのできる物質の中から、特に、発光層222を形成するのに用いる物質よりもイオン化ポテンシャル及び励起エネルギーが大きい物質を選択することによって、形成することができる。つまり、正孔阻止層226におけるイオン化ポテンシャルが電子輸送層221におけるイオン化ポテンシャルよりも相対的に大きくなるように、正孔阻止層117は形成されていればよい。同様に、発光層222と正孔輸送層223との間にも、電子が発光層222を突き抜けて第1の電極201の方に流れていくのを阻止するための層を設けても構わない。   The hole blocking layer 226 is formed of a material that can be used to form the electron transport layer 221 such as BAlq, OXD-7, TAZ, or BPhen, and more particularly than a material that is used to form the light emitting layer 222. It can be formed by selecting a substance having a large ionization potential and excitation energy. That is, the hole blocking layer 117 may be formed so that the ionization potential in the hole blocking layer 226 is relatively larger than the ionization potential in the electron transport layer 221. Similarly, a layer for preventing electrons from penetrating through the light emitting layer 222 and flowing toward the first electrode 201 may be provided between the light emitting layer 222 and the hole transport layer 223. .

なお、正孔輸送層223、電子輸送層221を設けるか否かについては発明の実施者が適宜選択すればよく、例えば、正孔輸送層223、電子輸送層221を設けなくても金属に起因した消光等の不具合が生じない場合等は、必ずしもこれらの層を設ける必要がない。   Note that whether or not to provide the hole transport layer 223 and the electron transport layer 221 may be selected as appropriate by the practitioner of the invention. For example, even if the hole transport layer 223 and the electron transport layer 221 are not provided, If there is no problem such as quenching, it is not always necessary to provide these layers.

また、以上のような、発光素子において、第2の層212に含まれる電子輸送性の高い物質の電子親和力と、第1の層213に含まれる層のうち第2の層212と接する層に含まれる物質の電子親和力との差は、好ましくは2eV以下、より好ましくは1.5eV以下である。より具体的には、図2に示した発光素子のように、第2の層212と電子輸送層221とが接するときは、第2の層212に含まれる電子輸送性を有する物質と、電子輸送層221に含まれる電子輸送性を有する物質との電子親和力との差が、2eV以下であることが好ましく、1.5eV以下であることがさらに好ましい。このように、第2の層212と第1の層213とを接合させることによって、第2の層212から第1の層213へ効率よく電子を注入することができる。   In the light-emitting element as described above, the electron affinity of the substance having a high electron-transport property included in the second layer 212 and the layer in contact with the second layer 212 among the layers included in the first layer 213 The difference from the electron affinity of the contained substance is preferably 2 eV or less, more preferably 1.5 eV or less. More specifically, when the second layer 212 and the electron transport layer 221 are in contact with each other as in the light-emitting element illustrated in FIG. 2, the electron transporting substance contained in the second layer 212 and the electron The difference in electron affinity from the substance having an electron transporting property contained in the transport layer 221 is preferably 2 eV or less, and more preferably 1.5 eV or less. In this manner, by bonding the second layer 212 and the first layer 213, electrons can be efficiently injected from the second layer 212 to the first layer 213.

以上に述べた本発明の発光素子は、第3の層211及び正孔発生層224の厚さに依存した駆動電圧の変化が少ない素子である。その為、第3の層211若しくは正孔発生層224の厚さを変えることによって発光層222と第1の電極201若しくは第2の電極202との間の距離を調整することが容易にできる。つまり、効率よく外部に発光を取り出せるような長さとなるように、あるいは外部に取り出された発光の色純度が良くなる長さとなるように、発光した光が通る光路の長さ(光路長)を調節することが容易である。また、第3の層211若しくは正孔発生層224の厚さを厚くすることによって第1の電極201若しくは第2の電極202の表面の凹凸を緩和し、電極間の短絡を防ぐことを容易にできる。   The light-emitting element of the present invention described above is an element in which a change in driving voltage depending on the thicknesses of the third layer 211 and the hole generation layer 224 is small. Therefore, the distance between the light emitting layer 222 and the first electrode 201 or the second electrode 202 can be easily adjusted by changing the thickness of the third layer 211 or the hole generation layer 224. In other words, the length of the optical path (optical path length) through which the emitted light passes is set so that the length of the emitted light can be efficiently extracted to the outside or the color purity of the emitted light extracted to the outside is improved. Easy to adjust. In addition, by increasing the thickness of the third layer 211 or the hole generation layer 224, unevenness on the surface of the first electrode 201 or the second electrode 202 can be reduced, and a short circuit between the electrodes can be easily prevented. it can.

(実施の形態3)
本発明の発光素子は、化合物の酸化及び結晶化に起因した動作不良を低減できるものである。また、正孔発生層の厚さを厚くすることによって電極間の短絡を防ぐことができるものである。また、正孔発生層の厚さを変えることで光路長を調整し、発光の外部取り出し効率を高めたり、色純度の良い発光を得ることができるものである。その為、発光装置に設けられた各画素が有する発光素子として本発明の発光素子を用いると、発光素子の動作不良に起因した表示欠陥の少ない良好な発光装置を得ることができる。また、発光装置に設けられた各画素が有する発光素子として本発明の発光素子を用いることで、表示色が良好な画像を提供できる発光装置を得ることができる。また、本発明の発光素子を光源に用いることで、発光素子の動作不良に起因した不具合が少なく良好に照明することができる発光装置を得ることができる。
(Embodiment 3)
The light emitting device of the present invention can reduce malfunction caused by oxidation and crystallization of a compound. Moreover, the short circuit between electrodes can be prevented by increasing the thickness of the hole generating layer. Further, by changing the thickness of the hole generating layer, the optical path length can be adjusted, the efficiency of taking out emitted light can be increased, and light emission with good color purity can be obtained. Therefore, when the light-emitting element of the present invention is used as a light-emitting element included in each pixel provided in the light-emitting device, a favorable light-emitting device with few display defects due to malfunction of the light-emitting element can be obtained. In addition, by using the light-emitting element of the present invention as a light-emitting element included in each pixel provided in the light-emitting device, a light-emitting device that can provide an image with a favorable display color can be obtained. In addition, by using the light-emitting element of the present invention for a light source, a light-emitting device that can be favorably illuminated with few defects due to malfunction of the light-emitting element can be obtained.

本形態では、表示機能を有する発光装置の回路構成および駆動方法について図7〜11を用いて説明する。   In this embodiment, a circuit configuration and a driving method of a light-emitting device having a display function will be described with reference to FIGS.

図7は本発明を適用した発光装置を上面からみた模式図である。図7において、基板6500上には、画素部6511と、ソース信号線駆動回路6512と、書込用ゲート信号線駆動回路6513と、消去用ゲート信号線駆動回路6514とが設けられている。ソース信号線駆動回路6512と、書込用ゲート信号線駆動回路6513と、消去用ゲート信号線駆動回路6514とは、それぞれ、配線群を介して、外部入力端子であるFPC(フレキシブルプリントサーキット)6503と接続している。そして、ソース信号線駆動回路6512と、書込用ゲート信号線駆動回路6513と、消去用ゲート信号線駆動回路6514とは、それぞれ、FPC6503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。またFPC6503にはプリント配線基盤(PWB)6504が取り付けられている。なお、駆動回路部は、上記のように必ずしも画素部6511と同一基板上に設けられている必要はなく、例えば、配線パターンが形成されたFPC上にICチップを実装したもの(TCP)等を利用し、基板外部に設けられていてもよい。   FIG. 7 is a schematic view of a light emitting device to which the present invention is applied as viewed from above. In FIG. 7, a pixel portion 6511, a source signal line driver circuit 6512, a writing gate signal line driver circuit 6513, and an erasing gate signal line driver circuit 6514 are provided over a substrate 6500. The source signal line drive circuit 6512, the write gate signal line drive circuit 6513, and the erase gate signal line drive circuit 6514 are each an FPC (flexible printed circuit) 6503 which is an external input terminal via a wiring group. Connected. The source signal line driver circuit 6512, the writing gate signal line driver circuit 6513, and the erasing gate signal line driver circuit 6514 receive a video signal, a clock signal, a start signal, a reset signal, and the like from the FPC 6503, respectively. . A printed wiring board (PWB) 6504 is attached to the FPC 6503. Note that the driver circuit portion is not necessarily provided over the same substrate as the pixel portion 6511 as described above. For example, an IC chip mounted on an FPC on which a wiring pattern is formed (TCP) or the like is used. It may be used and provided outside the substrate.

画素部6511には、列方向に延びた複数のソース信号線が行方向に並んで配列している。また、電流供給線が行方向に並んで配列している。また、画素部6511には、行方向に延びた複数のゲート信号線が列方向に並んで配列している。また画素部6511には、発光素子を含む一組の回路が複数配列している。   In the pixel portion 6511, a plurality of source signal lines extending in the column direction are arranged side by side in the row direction. In addition, current supply lines are arranged side by side in the row direction. In the pixel portion 6511, a plurality of gate signal lines extending in the row direction are arranged side by side in the column direction. In the pixel portion 6511, a plurality of sets of circuits including light-emitting elements are arranged.

図8は、一画素を動作するための回路を表した図である。図8に示す回路には、第1のトランジスタ901と第2のトランジスタ902と発光素子903とが含まれている。   FIG. 8 is a diagram illustrating a circuit for operating one pixel. The circuit illustrated in FIG. 8 includes a first transistor 901, a second transistor 902, and a light-emitting element 903.

第1のトランジスタ901と、第2のトランジスタ902とは、それぞれ、ゲート電極と、ドレイン領域と、ソース領域とを含む三端子の素子であり、ドレイン領域とソース領域の間にチャネル領域を有する。ここで、ソース領域とドレイン領域とは、トランジスタの構造や動作条件等によって変わるため、いずれがソース領域またはドレイン領域であるかを限定することが困難である。そこで、本形態においては、ソースまたはドレインとして機能する領域を、それぞれ第1電極、第2電極と表記する。   Each of the first transistor 901 and the second transistor 902 is a three-terminal element including a gate electrode, a drain region, and a source region, and has a channel region between the drain region and the source region. Here, since the source region and the drain region vary depending on the structure and operating conditions of the transistor, it is difficult to limit which is the source region or the drain region. Therefore, in this embodiment, regions functioning as a source or a drain are referred to as a first electrode and a second electrode, respectively.

ゲート信号線911と、書込用ゲート信号線駆動回路913とはスイッチ918によって電気的に接続または非接続の状態になるように設けられている。また、ゲート信号線911と、消去用ゲート信号線駆動回路914とはスイッチ919によって電気的に接続または非接続の状態になるように設けられている。また、ソース信号線912は、スイッチ920によってソース信号線駆動回路915または電源916のいずれかに電気的に接続するように設けられている。そして、第1のトランジスタ901のゲートはゲート信号線911に電気的に接続している。また、第1のトランジスタの第1電極はソース信号線912に電気的に接続し、第2電極は第2のトランジスタ902のゲート電極と電気的に接続している。第2のトランジスタ902の第1電極は電流供給線917と電気的に接続し、第2電極は発光素子903に含まれる一の電極と電気的に接続している。なお、スイッチ918は、書込用ゲート信号線駆動回路913に含まれていてもよい。またスイッチ919についても消去用ゲート信号線駆動回路914の中に含まれていてもよい。また、スイッチ920についてもソース信号線駆動回路915の中に含まれていてもよい。   The gate signal line 911 and the writing gate signal line driving circuit 913 are provided so as to be electrically connected or disconnected by a switch 918. The gate signal line 911 and the erasing gate signal line driver circuit 914 are provided so as to be electrically connected or disconnected by a switch 919. The source signal line 912 is provided so as to be electrically connected to either the source signal line driver circuit 915 or the power source 916 by the switch 920. The gate of the first transistor 901 is electrically connected to the gate signal line 911. The first electrode of the first transistor is electrically connected to the source signal line 912, and the second electrode is electrically connected to the gate electrode of the second transistor 902. The first electrode of the second transistor 902 is electrically connected to the current supply line 917, and the second electrode is electrically connected to one electrode included in the light-emitting element 903. Note that the switch 918 may be included in the write gate signal line driver circuit 913. The switch 919 may also be included in the erase gate signal line driver circuit 914. Further, the switch 920 may also be included in the source signal line driver circuit 915.

また画素部におけるトランジスタや発光素子等の配置について特に限定はないが、例えば図9の上面図に表すように配置することができる。図9において、第1のトランジスタ1001の第1電極はソース信号線1004に接続し、第2の電極は第2のトランジスタ1002のゲート電極に接続している。また第2トランジスタ1002の第1電極は電流供給線1005に接続し、第2電極は発光素子の電極1006に接続している。ゲート信号線1003の一部は第1のトランジスタ1001のゲート電極として機能する。   There is no particular limitation on the arrangement of transistors, light-emitting elements, and the like in the pixel portion. For example, they can be arranged as shown in the top view of FIG. In FIG. 9, the first electrode of the first transistor 1001 is connected to the source signal line 1004, and the second electrode is connected to the gate electrode of the second transistor 1002. The first electrode of the second transistor 1002 is connected to the current supply line 1005, and the second electrode is connected to the electrode 1006 of the light emitting element. Part of the gate signal line 1003 functions as a gate electrode of the first transistor 1001.

次に、駆動方法について説明する。図10は時間経過に伴ったフレームの動作について説明する図である。図10において、横方向は時間経過を表し、縦方向はゲート信号線の走査段数を表している。   Next, a driving method will be described. FIG. 10 is a diagram for explaining the operation of a frame over time. In FIG. 10, the horizontal direction represents the passage of time, and the vertical direction represents the number of scanning stages of the gate signal line.

本発明の発光装置を用いて画像表示を行うとき、表示期間においては、画面の書き換え動作と表示動作とが繰り返し行われる。この書き換え回数について特に限定はないが、画像をみる人がちらつき(フリッカ)を感じないように少なくとも1秒間に60回程度とすることが好ましい。ここで、一画面(1フレーム)の書き換え動作と表示動作を行う期間を1フレーム期間という。   When image display is performed using the light emitting device of the present invention, the screen rewriting operation and the display operation are repeatedly performed during the display period. The number of rewrites is not particularly limited, but is preferably at least about 60 times per second so that a person viewing the image does not feel flicker. Here, a period during which one screen (one frame) is rewritten and displayed is referred to as one frame period.

1フレームは、図10に示すように、書き込み期間501a、502a、503a、504aと保持期間501b、502b、503b、504bとを含む4つのサブフレーム501、502、503、504に時分割されている。発光するための信号を与えられた発光素子は、保持期間において発光状態となっている。各々のサブフレームにおける保持期間の長さの比は、第1のサブフレーム501:第2のサブフレーム502:第3のサブフレーム503:第4のサブフレーム504=2:2:2:2=8:4:2:1となっている。これによって4ビット階調を表現することができる。但し、ビット数及び階調数はここに記すものに限定されず、例えば8つのサブフレームを設け8ビット階調を行えるようにしてもよい。 As shown in FIG. 10, one frame is time-divided into four subframes 501, 502, 503, and 504 including a writing period 501a, 502a, 503a, and 504a and a holding period 501b, 502b, 503b, and 504b. . A light emitting element to which a signal for emitting light is given is in a light emitting state in the holding period. The ratio of the length of the holding period in each subframe is as follows: first subframe 501: second subframe 502: third subframe 503: fourth subframe 504 = 2 3 : 2 2 : 2 1 : 2 0 = 8: 4: 2: 1. As a result, 4-bit gradation can be expressed. However, the number of bits and the number of gradations are not limited to those described here. For example, eight subframes may be provided so that 8-bit gradation can be performed.

1フレームにおける動作について説明する。まず、サブフレーム501において、1行目から最終行まで順に書き込み動作が行われる。従って、行によって書き込み期間の開始時間が異なる。書き込み期間501aが終了した行から順に保持期間501bへと移る。当該保持期間において、発光するための信号を与えられている発光素子は発光状態となっている。また、保持期間501bが終了した行から順に次のサブフレーム502へ移り、サブフレーム501の場合と同様に1行目から最終行まで順に書き込み動作が行われる。以上のような動作を繰り返し、サブフレーム504の保持期間504b迄終了する。サブフレーム504における動作を終了したら次のフレームへ移る。このように、各サブフレームにおいて発光した時間の積算時間が、1フレームにおける各々の発光素子の発光時間となる。この発光時間を発光素子ごとに変えて一画素内で様々に組み合わせることによって、明度および色度の異なる様々な表示色を形成することができる。   An operation in one frame will be described. First, in the subframe 501, the write operation is performed in order from the first row to the last row. Therefore, the start time of the writing period differs depending on the row. From the row in which the writing period 501a ends, the storage period 501b is started in order. In the holding period, the light-emitting element to which a signal for emitting light is given is in a light-emitting state. Further, the processing proceeds to the next subframe 502 in order from the row in which the holding period 501b ends, and the writing operation is performed in order from the first row to the last row as in the case of the subframe 501. The operation as described above is repeated until the holding period 504b of the subframe 504 ends. When the operation in the subframe 504 is completed, the process proceeds to the next frame. Thus, the accumulated time of the light emission in each subframe is the light emission time of each light emitting element in one frame. Various display colors having different brightness and chromaticity can be formed by changing the light emission time for each light emitting element and combining them in various ways within one pixel.

サブフレーム504のように、最終行目までの書込が終了する前に、既に書込を終え、保持期間に移行した行における保持期間を強制的に終了させたいときは、保持期間504bの後に消去期間504cを設け、強制的に非発光の状態となるように制御することが好ましい。そして、強制的に非発光状態にした行については、一定期間、非発光の状態を保つ(この期間を非発光期間504dとする。)。そして、最終行目の書込期間が終了したら直ちに、一行目から順に次の(またはフレーム)の書込期間に移行する。これによって、サブフレーム504の書き込み期間と、その次のサブフレームの書き込み期間とが重畳することを防ぐことができる。   When it is desired to forcibly end the holding period in the row that has already finished writing and has shifted to the holding period before the writing up to the last row is completed as in the subframe 504, after the holding period 504b. It is preferable to provide an erasing period 504c and control to forcibly enter a non-light emitting state. Then, the row that is forcibly set to the non-light-emitting state is kept in the non-light-emitting state for a certain period (this period is referred to as a non-light-emitting period 504d). Then, as soon as the writing period of the last row ends, the next (or frame) writing period starts in order from the first row. Accordingly, it is possible to prevent the writing period of the subframe 504 and the writing period of the next subframe from overlapping.

なお、本形態では、サブフレーム501乃至504は保持期間の長いものから順に並んでいるが、必ずしも本実施例のような並びにする必要はなく、例えば保持期間の短いものから順に並べられていてもよいし、または保持期間の長いものと短いものとがランダムに並んでいてもよい。また、サブフレームは、さらに複数のフレームに分割されていてもよい。つまり、同じ映像信号を与えている期間、ゲート信号線の走査を複数回行ってもよい。   In this embodiment, the subframes 501 to 504 are arranged in order from the longest holding period. However, the subframes 501 to 504 are not necessarily arranged as in the present embodiment. For example, the subframes 501 to 504 may be arranged from the shortest holding period. Alternatively, a long holding period and a short holding period may be arranged at random. In addition, the subframe may be further divided into a plurality of frames. That is, the gate signal line may be scanned a plurality of times during the period when the same video signal is applied.

ここで、書込期間および消去期間における、図8で示す回路の動作について説明する。   Here, the operation of the circuit shown in FIG. 8 in the writing period and the erasing period will be described.

まず書込期間における動作について説明する。書込期間において、n行目(nは自然数)のゲート信号線911は、スイッチ918を介して書込用ゲート信号線駆動回路913と電気的に接続し、消去用ゲート信号線駆動回路914とは非接続である。また、ソース信号線912はスイッチ920を介してソース信号線駆動回路と電気的に接続している。ここで、n行目(nは自然数)のゲート信号線911に接続した第1のトランジスタ901のゲートに信号が入力され、第1のトランジスタ901はオンとなる。そして、この時、1列目から最終列目迄のソース信号線に同時に映像信号が入力される。なお、各列のソース信号線912から入力される映像信号は互いに独立したものである。ソース信号線912から入力された映像信号は、各々のソース信号線に接続した第1のトランジスタ901を介して第2のトランジスタ902のゲート電極に入力される。この時第2のトランジスタ902に入力された信号によって、電流供給線917から発光素子903へ供給される電流値が決まる。そして、その電流値に依存して発光素子903は発光または非発光が決まる。例えば、第2のトランジスタ902がPチャネル型である場合は、第2のトランジスタ902のゲート電極にLow Levelの信号が入力されることによって発光素子903が発光する。一方、第2のトランジスタ902がNチャネル型である場合は、第2のトランジスタ902のゲート電極にHigh Levelの信号が入力されることによって発光素子903が発光する。   First, the operation in the writing period will be described. In the writing period, the gate signal line 911 in the n-th row (n is a natural number) is electrically connected to the writing gate signal line driving circuit 913 via the switch 918 and is connected to the erasing gate signal line driving circuit 914. Is disconnected. The source signal line 912 is electrically connected to the source signal line driver circuit through the switch 920. Here, a signal is input to the gate of the first transistor 901 connected to the gate signal line 911 in the n-th row (n is a natural number), and the first transistor 901 is turned on. At this time, video signals are simultaneously input to the source signal lines from the first column to the last column. Note that the video signals input from the source signal lines 912 in each column are independent from each other. A video signal input from the source signal line 912 is input to the gate electrode of the second transistor 902 through the first transistor 901 connected to each source signal line. At this time, a current value supplied from the current supply line 917 to the light-emitting element 903 is determined by a signal input to the second transistor 902. Then, depending on the current value, the light emitting element 903 determines light emission or non-light emission. For example, in the case where the second transistor 902 is a p-channel transistor, the light-emitting element 903 emits light by inputting a low level signal to the gate electrode of the second transistor 902. On the other hand, in the case where the second transistor 902 is an n-channel transistor, the light-emitting element 903 emits light when a high level signal is input to the gate electrode of the second transistor 902.

次に消去期間における動作について説明する。消去期間において、n行目(nは自然数)のゲート信号線911は、スイッチ919を介して消去用ゲート信号線駆動回路914と電気的に接続し、書込用ゲート信号線駆動回路913とは非接続である。また、ソース信号線912はスイッチ920を介して電源916と電気的に接続している。ここで、n行目のゲート信号線911に接続した第1のトランジスタ901のゲートに信号が入力され、第1のトランジスタ901はオンとなる。そして、この時、1列目から最終列目迄のソース信号線に同時に消去信号が入力される。ソース信号線912から入力された消去信号は、各々のソース信号線に接続した第1のトランジスタ901を介して第2のトランジスタ902のゲート電極に入力される。この時第2のトランジスタ902に入力された信号によって、電流供給線917から発光素子903への電流の供給が阻止される。そして、発光素子903は強制的に非発光となる。例えば、第2のトランジスタ902がPチャネル型である場合は、第2のトランジスタ902のゲート電極にHigh Levelの信号が入力されることによって発光素子903は非発光となる。一方、第2のトランジスタ902がNチャネル型である場合は、第2のトランジスタ902のゲート電極にLow Levelの信号が入力されることによって発光素子903は非発光となる。   Next, the operation in the erasing period will be described. In the erasing period, the gate signal line 911 in the n-th row (n is a natural number) is electrically connected to the erasing gate signal line driving circuit 914 via the switch 919, and is connected to the writing gate signal line driving circuit 913. Not connected. The source signal line 912 is electrically connected to the power source 916 through the switch 920. Here, a signal is input to the gate of the first transistor 901 connected to the gate signal line 911 in the n-th row, and the first transistor 901 is turned on. At this time, the erase signal is simultaneously input to the source signal lines from the first column to the last column. The erase signal input from the source signal line 912 is input to the gate electrode of the second transistor 902 through the first transistor 901 connected to each source signal line. At this time, current supplied from the current supply line 917 to the light-emitting element 903 is blocked by a signal input to the second transistor 902. Then, the light emitting element 903 is forced to emit no light. For example, in the case where the second transistor 902 is a p-channel transistor, the light-emitting element 903 does not emit light when a high level signal is input to the gate electrode of the second transistor 902. On the other hand, in the case where the second transistor 902 is an n-channel transistor, the light emitting element 903 does not emit light by inputting a low level signal to the gate electrode of the second transistor 902.

なお、消去期間では、n行目(nは自然数)については、以上に説明したような動作によって消去する為の信号を入力する。しかし、前述のように、n行目が消去期間であると共に、他の行(m行目(mは自然数)とする。)については書込期間となる場合がある。このような場合、同じ列のソース信号線を利用してn行目には消去の為の信号を、m行目には書込の為の信号を入力する必要があるため、以下に説明するような動作させることが好ましい。   In the erasing period, for the nth row (n is a natural number), a signal for erasing is input by the operation as described above. However, as described above, the nth row may be an erasing period and the other row (mth row (m is a natural number)) may be a writing period. In such a case, it is necessary to input a signal for erasure to the n-th row and a signal for writing to the m-th row using the source signal line in the same column. It is preferable to operate as described above.

先に説明した消去期間における動作によって、n行目の発光素子903が非発光となった後、直ちに、ゲート信号線と消去用ゲート信号線駆動回路914とを非接続の状態とすると共に、スイッチ920を切り替えてソース信号線とソース信号線駆動回路915と接続させる。そして、ソース信号線とソース信号線駆動回路915とを接続させると共に、ゲート信号線と書込用ゲート信号線駆動回路913とを接続させる。そして、書込用ゲート信号線駆動回路913からm行目の信号線に選択的に信号が入力され、第1のトランジスタがオンすると共に、ソース信号線駆動回路915からは、1列目から最終列目迄のソース信号線に書込の為の信号が入力される。この信号によって、m行目の発光素子は、発光または非発光となる。   Immediately after the light emitting element 903 in the n-th row does not emit light by the operation in the erasing period described above, the gate signal line and the erasing gate signal line driving circuit 914 are immediately disconnected, and the switch The source signal line and the source signal line driver circuit 915 are connected by switching 920. Then, the source signal line and the source signal line driver circuit 915 are connected, and the gate signal line and the writing gate signal line driver circuit 913 are connected. Then, a signal is selectively input from the writing gate signal line driving circuit 913 to the m-th signal line, the first transistor is turned on, and the source signal line driving circuit 915 receives the final signal from the first column. A signal for writing is input to the source signal lines up to the column. By this signal, the m-th row light emitting element emits light or does not emit light.

以上のようにしてm行目について書込期間を終えたら、直ちに、n+1行目の消去期間に移行する。その為に、ゲート信号線と書込用ゲート信号線駆動回路913を非接続とすると共に、スイッチ920を切り替えてソース信号線を電源916と接続する。また、ゲート信号線と書込用ゲート信号線駆動回路913を非接続とすると共に、ゲート信号線については、消去用ゲート信号線駆動回路914と接続状態にする。そして、消去用ゲート信号線駆動回路914からn+1行目のゲート信号線に選択的に信号を入力して第1のトランジスタに信号をオンする共に、電源916から消去信号が入力される。このようにして、n+1行目の消去期間を終えたら、直ちに、m行目の書込期間に移行する。以下、同様に、消去期間と書込期間とを繰り返し、最終行目の消去期間まで動作させればよい。   Immediately after the writing period for the m-th row is completed as described above, the erasing period for the (n + 1) -th row is started. For this purpose, the gate signal line and the writing gate signal line driving circuit 913 are disconnected, and the switch 920 is switched to connect the source signal line to the power source 916. Further, the gate signal line and the writing gate signal line driving circuit 913 are disconnected, and the gate signal line is connected to the erasing gate signal line driving circuit 914. Then, a signal is selectively input from the erasing gate signal line driving circuit 914 to the gate signal line of the (n + 1) th row to turn on the signal to the first transistor, and an erasing signal is input from the power supply 916. In this way, when the erasing period of the (n + 1) th row is finished, the writing period immediately proceeds to the mth row. Thereafter, similarly, the erasing period and the writing period may be repeated until the erasing period of the last row is operated.

なお、本形態では、n行目の消去期間とn+1行目の消去期間との間にm行目の書込期間を設ける態様について説明したが、これに限らず、n−1行目の消去期間とn行目の消去期間との間にm行目の書込期間を設けてもよい。   In this embodiment, the mode in which the m-th writing period is provided between the n-th erasing period and the (n + 1) -th erasing period has been described. An m-th writing period may be provided between the period and the n-th erasing period.

また、本形態では、サブフレーム504のように非発光期間504dを設けるときおいて、消去用ゲート信号線駆動回路914と或る一のゲート信号線とを非接続状態にすると共に、書込用ゲート信号線駆動回路913と他のゲート信号線とを接続状態にする動作を繰り返している。このような動作は、特に非発光期間を設けないフレームにおいて行っても構わない。   Further, in this embodiment, when the non-light emission period 504d is provided as in the subframe 504, the erasing gate signal line driver circuit 914 and a certain gate signal line are brought into a non-connected state, and writing is performed. The operation of connecting the gate signal line driving circuit 913 and the other gate signal lines is repeated. Such an operation may be performed particularly in a frame in which a non-light emitting period is not provided.

(実施の形態4)
本発明の発光素子を含む発光装置の一態様について、図11の断面図を用いて説明する。
(Embodiment 4)
One mode of a light-emitting device including the light-emitting element of the present invention is described with reference to a cross-sectional view of FIG.

図11において、点線で囲まれているのは、本発明の発光素子12を駆動するために設けられているトランジスタ11である。発光素子12は、第1の電極13と第2の電極14との間に正孔発生層と電子発生層と発光物質を含む層とが積層された層15を有する本発明の発光素子である。トランジスタ11のドレインと第1の電極13とは、第1層間絶縁膜16(16a、16b、16c)を貫通している配線17によって電気的に接続されている。また、発光素子12は、隔壁層18によって、隣接して設けられている別の発光素子と分離されている。このような構成を有する本発明の発光装置は、本形態において、基板10上に設けられている。   In FIG. 11, what is surrounded by a dotted line is a transistor 11 provided to drive the light emitting element 12 of the present invention. The light emitting element 12 is a light emitting element of the present invention having a layer 15 in which a hole generating layer, an electron generating layer, and a layer containing a light emitting substance are stacked between a first electrode 13 and a second electrode 14. . The drain of the transistor 11 and the first electrode 13 are electrically connected by a wiring 17 penetrating the first interlayer insulating film 16 (16a, 16b, 16c). The light emitting element 12 is separated from another light emitting element provided adjacent thereto by a partition wall layer 18. The light-emitting device of the present invention having such a structure is provided over the substrate 10 in this embodiment.

なお、図11に示されたトランジスタ11は、半導体層を中心として基板と逆側にゲート電極が設けられたトップゲート型のものである。但し、トランジスタ11の構造については、特に限定はなく、例えばボトムゲート型のものでもよい。またボトムゲートの場合には、チャネルを形成する半導体層の上に保護膜が形成されたもの(チャネル保護型)でもよいし、或いはチャネルを形成する半導体層の一部が凹状になったもの(チャネルエッチ型)でもよい。なお、21はゲート電極、22はゲート絶縁膜、23は半導体層、24はn型の半導体層、25は電極、26は保護膜である。   Note that the transistor 11 illustrated in FIG. 11 is a top-gate transistor in which a gate electrode is provided on the side opposite to a substrate with a semiconductor layer as a center. However, the structure of the transistor 11 is not particularly limited, and may be, for example, a bottom gate type. In the case of a bottom gate, the semiconductor layer forming a channel may be formed with a protective film (channel protection type), or the semiconductor layer forming the channel may be partially concave ( Channel etch type). Note that 21 is a gate electrode, 22 is a gate insulating film, 23 is a semiconductor layer, 24 is an n-type semiconductor layer, 25 is an electrode, and 26 is a protective film.

また、トランジスタ11を構成する半導体層は、結晶性、非結晶性のいずれのものでもよい。また、セミアモルファス等でもよい。   Further, the semiconductor layer included in the transistor 11 may be either crystalline or non-crystalline. Moreover, a semi-amorphous etc. may be sufficient.

なお、セミアモルファスな半導体とは、次のようなものである。非晶質と結晶構造(単結晶、多結晶を含む)の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第3の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいるものである。また少なくとも膜中の一部の領域には、0.5〜20nmの結晶粒を含んでいる。ラマンスペクトルが520cm−1よりも低波数側にシフトしている。X線回折ではSi結晶格子に由来するとされる(111)、(220)の回折ピークが観測される。未結合手(ダングリングボンド)を終端するために水素またはハロゲンを少なくとも1原子%またはそれ以上含ませている。所謂微結晶半導体(マイクロクリスタル半導体)とも言われている。珪素を含む化合物の気体をグロー放電分解(プラズマCVD)して形成する。珪素を含む化合物の気体としては、SiH、その他にもSi、SiHCl、SiHCl、SiCl、SiFなどを用いることができる。この珪素を含む化合物の気体をH、又は、HとHe、Ar、Kr、Neから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈しても良い。希釈率は2〜1000倍の範囲。圧力は概略0.1Pa〜133Paの範囲、電源周波数は1MHz〜120MHz、好ましくは13MHz〜60MHz。基板加熱温度は300℃以下でよく、好ましくは100〜250℃。膜中の不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は1×1020/cm以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は5×1019/cm以下、好ましくは1×1019/cm以下とする。なお、セミアモルファスなものを有する半導体を用いたTFT(薄膜トランジスタ)の移動度はおよそ1〜10m/Vsecとなる。 The semi-amorphous semiconductor is as follows. A semiconductor having an intermediate structure between amorphous and crystalline (including single crystal and polycrystal) and having a third state that is stable in terms of free energy, has a short-range order, and has a lattice distortion. It contains a crystalline region. Further, at least a part of the region in the film contains crystal grains of 0.5 to 20 nm. The Raman spectrum is shifted to the lower wavenumber side than 520 cm −1 . In X-ray diffraction, diffraction peaks of (111) and (220) that are derived from the Si crystal lattice are observed. In order to terminate dangling bonds (dangling bonds), hydrogen or halogen is contained at least 1 atomic% or more. It is also called a so-called microcrystalline semiconductor (microcrystal semiconductor). It is formed by glow discharge decomposition (plasma CVD) of a compound gas containing silicon. As the gas of the compound containing silicon, SiH 4 , Si 2 H 6 , SiH 2 Cl 2 , SiHCl 3 , SiCl 4 , SiF 4, or the like can be used. The silicon-containing compound gas may be diluted with H 2 , or H 2 and one or more kinds of rare gas elements selected from He, Ar, Kr, and Ne. The dilution rate is in the range of 2 to 1000 times. The pressure is generally in the range of 0.1 Pa to 133 Pa, and the power supply frequency is 1 MHz to 120 MHz, preferably 13 MHz to 60 MHz. The substrate heating temperature may be 300 ° C. or less, preferably 100 to 250 ° C. As an impurity element in the film, impurities of atmospheric components such as oxygen, nitrogen, and carbon are desirably 1 × 10 20 / cm 3 or less, and in particular, the oxygen concentration is 5 × 10 19 / cm 3 or less, preferably 1 × 10 19 / cm 3 or less. Note that the mobility of a TFT (thin film transistor) using a semi-amorphous semiconductor is approximately 1 to 10 m 2 / Vsec.

また、半導体層が結晶性のものの具体例としては、単結晶または多結晶性の珪素、或いはシリコンゲルマニウム等から成るものが挙げられる。これらはレーザー結晶化によって形成されたものでもよいし、例えばニッケル等を用いた固相成長法による結晶化によって形成されたものでもよい。   Further, specific examples of the crystalline semiconductor layer include those made of single crystal or polycrystalline silicon, silicon germanium, or the like. These may be formed by laser crystallization, or may be formed by crystallization by a solid phase growth method using nickel or the like, for example.

なお、半導体層が非晶質の物質、例えばアモルファスシリコンで形成される場合には、トランジスタ11およびその他のトランジスタ(発光素子を駆動するための回路を構成するトランジスタ)は全てNチャネル型トランジスタで構成された回路を有する発光装置であることが好ましい。それ以外については、Nチャネル型またはPチャネル型のいずれか一のトランジスタで構成された回路を有する発光装置でもよいし、両方のトランジスタで構成された回路を有する発光装置でもよい。   Note that in the case where the semiconductor layer is formed of an amorphous material, for example, amorphous silicon, the transistor 11 and other transistors (transistors constituting a circuit for driving a light emitting element) are all configured by N-channel transistors. It is preferable that the light-emitting device have a structured circuit. Other than that, a light-emitting device having a circuit including any one of an N-channel transistor and a P-channel transistor, or a light-emitting device including a circuit including both transistors may be used.

さらに、第1層間絶縁膜16は、図11(A)、(C)に示すように多層でもよいし、または単層でもよい。なお、16aは酸化珪素や窒化珪素のような無機物から成り、16bはアクリルやシロキサン(シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む有機基(例えば、アルキル基、芳香族炭化水素)、又は置換基にフルオロ基、又は、置換基に少なくとも水素を含む有機基とフルオロ基を用いたもの)、塗布成膜可能な酸化珪素等の自己平坦性を有する物質から成る。さらに、16cはアルゴン(Ar)を含む窒化珪素膜から成る。なお、各層を構成する物質については、特に限定はなく、ここに述べたもの以外のものを用いてもよい。また、これら以外の物質から成る層をさらに組み合わせてもよい。このように、第1層間絶縁膜16は、無機物または有機物の両方を用いて形成されたものでもよいし、または無機膜と有機膜のいずれか一で形成されたものでもよい。   Further, the first interlayer insulating film 16 may be a multilayer as shown in FIGS. 11A and 11C, or may be a single layer. Note that 16a is made of an inorganic material such as silicon oxide or silicon nitride, and 16b is an organic group having a skeleton structure composed of a bond of acrylic or siloxane (silicon (Si) and oxygen (O)) and containing at least hydrogen as a substituent. (For example, alkyl groups, aromatic hydrocarbons), or fluoro groups as substituents, or organic groups containing at least hydrogen and fluoro groups as substituents), self-flattened silicon oxide, etc. that can be coated and formed It consists of a substance that has sex. Further, 16c is made of a silicon nitride film containing argon (Ar). In addition, there is no limitation in particular about the substance which comprises each layer, You may use things other than what was described here. Moreover, you may further combine the layer which consists of substances other than these. Thus, the 1st interlayer insulation film 16 may be formed using both an inorganic substance or an organic substance, or may be formed by either one of an inorganic film and an organic film.

隔壁層18は、エッジ部において、曲率半径が連続的に変化する形状であることが好ましい。また隔壁層18は、アクリルやシロキサン、レジスト、酸化珪素等を用いて形成される。なお隔壁層18は、無機膜と有機膜のいずれか一で形成されたものでもよいし、または両方を用いて形成されたものでもよい。   The partition layer 18 preferably has a shape in which the radius of curvature continuously changes at the edge portion. The partition layer 18 is formed using acrylic, siloxane, resist, silicon oxide, or the like. The partition wall layer 18 may be formed of any one of an inorganic film and an organic film, or may be formed using both.

なお、図11(A)、(C)では、第1層間絶縁膜16のみがトランジスタ11と発光素子12の間に設けられた構成であるが、図11(B)のように、第1層間絶縁膜16(16a、16b)の他、第2層間絶縁膜19(19a、19b)が設けられた構成のものであってもよい。図11(B)に示す発光装置においては、第1の電極13は第2層間絶縁膜19を貫通し、配線17と接続している。   Note that in FIGS. 11A and 11C, only the first interlayer insulating film 16 is provided between the transistor 11 and the light emitting element 12, but as shown in FIG. 11B, the first interlayer insulating film 16 is provided. In addition to the insulating film 16 (16a, 16b), the second interlayer insulating film 19 (19a, 19b) may be provided. In the light emitting device shown in FIG. 11B, the first electrode 13 penetrates through the second interlayer insulating film 19 and is connected to the wiring 17.

第2層間絶縁膜19は、第1層間絶縁膜16と同様に、多層でもよいし、または単層でもよい。19aはアクリルやシロキサン(シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む物質)、塗布成膜可能な酸化珪素等の自己平坦性を有する物質から成る。さらに、19bはアルゴン(Ar)を含む窒化珪素膜から成る。なお、各層を構成する物質については、特に限定はなく、ここに述べたもの以外のものを用いてもよい。また、これら以外の物質から成る層をさらに組み合わせてもよい。このように、第2層間絶縁膜19は、無機物または有機物の両方を用いて形成されたものでもよいし、または無機膜と有機膜のいずれか一で形成されたものでもよい。   Similar to the first interlayer insulating film 16, the second interlayer insulating film 19 may be a multilayer or a single layer. 19a is a substance having self-flatness such as acrylic or siloxane (a substance having a skeletal structure composed of a bond of silicon (Si) and oxygen (O) and having at least hydrogen as a substituent), silicon oxide capable of being coated and formed. Consists of. Further, 19b is made of a silicon nitride film containing argon (Ar). In addition, there is no limitation in particular about the substance which comprises each layer, You may use things other than what was described here. Moreover, you may further combine the layer which consists of substances other than these. As described above, the second interlayer insulating film 19 may be formed using both an inorganic material and an organic material, or may be formed of any one of an inorganic film and an organic film.

発光素子12において、第1の電極および第2の電極がいずれも透光性を有する物質で構成されている場合、図11(A)の白抜きの矢印で表されるように、第1の電極13側と第2の電極14側の両方から発光を取り出すことができる。また、第2の電極14のみが透光性を有する物質で構成されている場合、図11(B)の白抜きの矢印で表されるように、第2の電極14側のみから発光を取り出すことができる。この場合、第1の電極13は反射率の高い材料で構成されているか、または反射率の高い材料から成る膜(反射膜)が第1の電極13の下方に設けられていることが好ましい。また、第1の電極13のみが透光性を有する物質で構成されている場合、図11(C)の白抜きの矢印で表されるように、第1の電極13側のみから発光を取り出すことができる。この場合、第2の電極14は反射率の高い材料で構成されているか、または反射膜が第2の電極14の上方に設けられていることが好ましい。   In the light-emitting element 12, when both the first electrode and the second electrode are formed using a light-transmitting substance, the first electrode and the second electrode are represented by the white arrows in FIG. Light emission can be extracted from both the electrode 13 side and the second electrode 14 side. In addition, in the case where only the second electrode 14 is formed using a light-transmitting substance, light emission is extracted only from the second electrode 14 side as represented by a white arrow in FIG. be able to. In this case, it is preferable that the first electrode 13 is made of a material having a high reflectivity, or a film (reflective film) made of a material having a high reflectivity is provided below the first electrode 13. In addition, in the case where only the first electrode 13 is formed using a light-transmitting substance, light emission is extracted only from the first electrode 13 side as represented by a white arrow in FIG. be able to. In this case, it is preferable that the second electrode 14 is made of a highly reflective material, or a reflective film is provided above the second electrode 14.

また、発光素子12は、第1の電極13の電位よりも第2の電極14の電位が高くなるように電圧を印加したときに動作するように層15が積層されたものであってもよいし、或いは、第1の電極13の電位よりも第2の電極14の電位が低くなるように電圧を印加したときに動作するように層15が積層されたものであってもよい。前者の場合、トランジスタ11はNチャネル型トランジスタであり、後者の場合、トランジスタ11はPチャネル型トランジスタである。   In addition, the light emitting element 12 may be one in which the layer 15 is stacked so as to operate when a voltage is applied so that the potential of the second electrode 14 is higher than the potential of the first electrode 13. Alternatively, the layer 15 may be stacked so as to operate when a voltage is applied so that the potential of the second electrode 14 is lower than the potential of the first electrode 13. In the former case, the transistor 11 is an N-channel transistor, and in the latter case, the transistor 11 is a P-channel transistor.

以上のように、本実施の形態では、トランジスタによって発光素子の駆動を制御するアクティブ型の発光装置について説明したが、この他、トランジスタ等の駆動用の素子を特に設けずに発光素子を駆動させるパッシブ型の発光装置であってもよい。図12には本発明を適用して作製したパッシブ型の発光装置の一例の斜視図を示す。図12において、基板951上には、電極952と電極956との間には発光物質を含む層及び電子発生層、正孔発生層が順に積層した層955が設けられている。電極952の端部は絶縁層953で覆われている。そして、絶縁層953上には隔壁層954が設けられている。隔壁層954の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層954の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺(絶縁層953の面方向と同様の方向を向き、絶縁層953と接する辺)の方が上辺(絶縁層953の面方向と同様の方向を向き、絶縁層953と接しない辺)よりも短い。このように、隔壁層954を設けることで、静電気等に起因した発光素子の不良を防ぐことが出来る。
なお、図12において示したものはパッシブ型の発光装置の一例であり、この構成に限定されるものではない。
また、パッシブ型の発光装置においても、低駆動電圧で動作する本発明の発光素子を含むことによって、低消費電力で駆動させることができる。
As described above, in this embodiment mode, an active light-emitting device that controls driving of a light-emitting element using a transistor has been described. In addition to this, a light-emitting element is driven without particularly providing a driving element such as a transistor. A passive light emitting device may be used. FIG. 12 is a perspective view of an example of a passive light emitting device manufactured by applying the present invention. In FIG. 12, a layer 955 in which a layer containing a light-emitting substance, an electron generation layer, and a hole generation layer are sequentially stacked is provided over a substrate 951 between an electrode 952 and an electrode 956. An end portion of the electrode 952 is covered with an insulating layer 953. A partition layer 954 is provided over the insulating layer 953. The side wall of the partition wall layer 954 has an inclination such that the distance between one side wall and the other side wall becomes narrower as it approaches the substrate surface. That is, the cross section in the short side direction of the partition wall layer 954 has a trapezoidal shape, and the bottom side (the side facing the insulating layer 953 in the same direction as the surface direction of the insulating layer 953) is the upper side (surface of the insulating layer 953 The direction is the same as the direction and is shorter than the side not in contact with the insulating layer 953. In this manner, by providing the partition layer 954, defects in the light-emitting element due to static electricity or the like can be prevented.
Note that what is illustrated in FIG. 12 is an example of a passive light-emitting device, and is not limited to this structure.
A passive light emitting device can also be driven with low power consumption by including the light emitting element of the present invention that operates at a low driving voltage.

(実施の形態5)
本発明の発光素子を画素として用いた発光装置は、発光素子の動作不良に起因した表示欠陥の少なく良好に表示動作する。その為、このような発光装置を表示部に適用することによって、表示欠陥に起因した表示画像の誤認等の少ない電子機器を得ることができる。また、本発明の発光素子を光源として用いた発光装置は、発光素子の動作不良に起因した不具合が少なく良好に照明することができる。その為、このような発光装置をバックライト等の照明部として用いることによって、このように本発明の発光装置を実装することによって、発光素子の不具合に起因して局所的に暗部が形成されるような動作不良が低減され、良好に表示することができる。
(Embodiment 5)
A light-emitting device using the light-emitting element of the present invention as a pixel performs a good display operation with few display defects due to a malfunction of the light-emitting element. Therefore, by applying such a light-emitting device to a display portion, an electronic device with few misperceptions of a display image due to display defects can be obtained. In addition, a light-emitting device using the light-emitting element of the present invention as a light source can be favorably illuminated with few defects due to malfunction of the light-emitting element. Therefore, by using such a light emitting device as an illuminating unit such as a backlight, by mounting the light emitting device of the present invention in this way, a dark part is locally formed due to a defect of the light emitting element. Such malfunctions can be reduced and a good display can be achieved.

本発明を適用した発光装置を実装した電子機器の一実施例を図13に示す。   An example of an electronic device in which the light-emitting device to which the present invention is applied is shown in FIG.

図13(A)は、本発明を適用して作製したパーソナルコンピュータであり、本体5521、筐体5522、表示部5523、キーボード5524などによって構成されている。図7に示したような本発明の発光素子を画素として用いた発光装置を表示部として組み込むことでパーソナルコンピュータを完成できる。また、本発明の発光素子を光源として用いた発光装置を、バックライトとして組み込んでもパーソナルコンピュータを完成させることができる。   FIG. 13A illustrates a personal computer manufactured by applying the present invention, which includes a main body 5521, a housing 5522, a display portion 5523, a keyboard 5524, and the like. A personal computer can be completed by incorporating a light-emitting device using the light-emitting element of the present invention as a pixel as shown in FIG. 7 as a display portion. Further, a personal computer can be completed even if a light emitting device using the light emitting element of the present invention as a light source is incorporated as a backlight.

具体的には、図14に示すように、筐体5511と筐体5514とに液晶装置5512と発光装置5513とが嵌め込まれた照明装置を表示部として組み込めばよい。なお、図14において、液晶装置5512には外部入力端子5515が装着されており、発光装置5513は、本発明の発光素子を用いた発光素子アレイ5516と導光板5517とを有する。発光素子アレイ5516は、本発明の発光素子が1列または複数列形成されたものであり、発光素子アレイ5516から発せられる光が導光板によって、導光板の液晶装置5512と対向している面の全面から液晶装置5512側に射出するような構成となっている。   Specifically, as illustrated in FIG. 14, a lighting device in which a liquid crystal device 5512 and a light-emitting device 5513 are fitted in a housing 5511 and a housing 5514 may be incorporated as a display portion. In FIG. 14, an external input terminal 5515 is attached to the liquid crystal device 5512, and the light-emitting device 5513 includes a light-emitting element array 5516 using the light-emitting element of the present invention and a light guide plate 5517. The light-emitting element array 5516 is formed by forming one or a plurality of light-emitting elements according to the present invention. Light emitted from the light-emitting element array 5516 has a surface facing the liquid crystal device 5512 of the light guide plate by the light guide plate. The liquid crystal device 5512 is emitted from the entire surface.

なお、図14で示した発光装置5513は、発光素子アレイと導光板とを有する構成となっているが、この構成に限定されるものではない。たとえば、導光板を設けないで、本発明の発光素子をもっと広い面積に渡って形成して、発光素子から発せられる光を導光板を介さずに直接液晶装置5512側に射出させる構成としてもよい。   Note that the light-emitting device 5513 illustrated in FIG. 14 includes a light-emitting element array and a light guide plate; however, the structure is not limited to this. For example, the light emitting element of the present invention may be formed over a wider area without providing a light guide plate, and light emitted from the light emitting element may be directly emitted to the liquid crystal device 5512 side without passing through the light guide plate. .

図13(B)は、本発明を適用して作製した電話機であり、本体5552には表示部5551と、音声出力部5554、音声入力部5555、操作スイッチ5556、5557、アンテナ5553等によって構成されている。本発明の発光素子を有する発光装置を表示部として組み込むことで電話機を完成できる。   FIG. 13B illustrates a telephone manufactured by applying the present invention. The main body 5552 includes a display portion 5551, an audio output portion 5554, an audio input portion 5555, operation switches 5556 and 5557, an antenna 5553, and the like. ing. A telephone can be completed by incorporating a light-emitting device having the light-emitting element of the present invention as a display portion.

図13(C)は、本発明を適用して作製したテレビ受像機であり、表示部5531、筐体5532、スピーカー5533などによって構成されている。本発明の発光素子を有する発光装置を表示部として組み込むことでテレビ受像機を完成できる。   FIG. 13C illustrates a television set manufactured by applying the present invention, which includes a display portion 5531, a housing 5532, a speaker 5533, and the like. A television receiver can be completed by incorporating a light-emitting device having the light-emitting element of the present invention as a display portion.

以上のように本発明の発光装置は、各種電子機器の表示部として用いるのに非常に適している。なお、電子機器は、本形態で述べたものに限定されるものではなく、ナビゲーション装置等、その他の電子機器であってもよい。   As described above, the light-emitting device of the present invention is very suitable for use as a display portion of various electronic devices. Note that the electronic device is not limited to that described in this embodiment, and may be another electronic device such as a navigation device.

また、上記の電子機器のうち、本発明の発光素子を光源として用いた発光装置をバックライトとして組み込んだ例として、パーソナルコンピュータしか示さなかったが、これはパーソナルコンピュータに限定されるものではなく、バックライトを使用する電子機器であれば、どのような電子機器でも本発明の発光素子を光源として用いることができる。   Further, among the above electronic devices, as an example of incorporating a light emitting device using the light emitting element of the present invention as a light source as a backlight, only a personal computer was shown, but this is not limited to a personal computer, As long as the electronic device uses a backlight, the light-emitting element of the present invention can be used as a light source in any electronic device.

本発明の発光素子に用いるカルバゾール誘導体は、上述した一般式(1)で示される構造を有するものである。Rは、具体的には、水素、またはフッ素、塩素などのハロゲン元素、またはシアノ基、またはメチル基、エチル基、イソプロピル基、シクロヘキシル基などのアルキル基、またはトリフルオロメチル基などのハロアルキル基、またはメトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、シクロヘキシルオキシ基などのアルコキシル基、またはフェニル基、ナフチル基、アントリル基などのアリール基、またはイミダゾリル基、オキサチオリル基、チアゾリル基などの複素環残基、などが挙げられる。R〜Rはそれぞれ同一でも異なっていてもよく、具体的には、水素、またはフッ素、塩素などのハロゲン元素、またはシアノ基、またはメチル基、エチル基、イソプロピル基、シクロヘキシル基などのアルキル基、またはメトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、シクロヘキシルオキシ基などのアルコキシル基、またはアセチル基、アクロイル基、マロニル基、ベンゾイル基、ナフトイル基などのアシル基、またはトリフルオロメチル基などのハロアルキル基、またはジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基などのジアルキルアミノ基、またはジフェニルアミノ基やカルバゾリル基などのジアリールアミノ基、またはイミダゾリル基、オキサチオリル基、チアゾリル基などの複素環残基、などが挙げられる。R〜Rに関して具体例を挙げたが、R〜Rは、これらに限定されるものではない。 The carbazole derivative used for the light-emitting element of the present invention has a structure represented by the general formula (1) described above. Specifically, R 1 represents hydrogen, a halogen element such as fluorine or chlorine, a cyano group, an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, or a cyclohexyl group, or a haloalkyl group such as a trifluoromethyl group. Or an alkoxyl group such as a methoxy group, an ethoxy group, an isopropoxy group, a cyclohexyloxy group, or an aryl group such as a phenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, or a heterocyclic residue such as an imidazolyl group, an oxathiolyl group, a thiazolyl group, Etc. R 2 to R 5 may be the same as or different from each other. Specifically, hydrogen, a halogen element such as fluorine or chlorine, a cyano group, or an alkyl such as a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, or a cyclohexyl group. Group, or alkoxyl group such as methoxy group, ethoxy group, isopropoxy group, cyclohexyloxy group, or acyl group such as acetyl group, acroyl group, malonyl group, benzoyl group, naphthoyl group, or haloalkyl group such as trifluoromethyl group Or a dialkylamino group such as a dimethylamino group, a diethylamino group or a diisopropylamino group, a diarylamino group such as a diphenylamino group or a carbazolyl group, or a heterocyclic residue such as an imidazolyl group, an oxathiolyl group or a thiazolyl group, etc. Be Although the specific example was given regarding R < 1 > -R < 5 >, R < 1 > -R < 5 > is not limited to these.

また本発明に用いるカルバゾール誘導体の具体例としては、一般式(1)におけるR〜Rの構造を適宜変えることにより、例えば、下記構造式(2)〜(76)に示すカルバゾール誘導体等が挙げられる。ただし、本発明で用いるカルバゾール誘導体はこれらに限定されない。 Specific examples of the carbazole derivative used in the present invention include, for example, carbazole derivatives represented by the following structural formulas (2) to (76) by appropriately changing the structures of R 1 to R 5 in the general formula (1). Can be mentioned. However, the carbazole derivative used in the present invention is not limited to these.











































































実施例1において、本発明に用いるカルバゾール誘導体の具体例を複数示したが、本発明に用いるカルバゾール誘導体の合成法としては、種々の反応の適用が可能である。
本実施例では、本発明に用いるカルバゾール誘導体の一例である上記構造式(56)で示したカルバゾール誘導体の合成例を具体的に例示する。ただし、本発明に用いる上記構造式(56)で示したカルバゾール誘導体の合成法は、これに限定されることはない。なお、本実施例で説明する上記構造(56)で表されるカルバゾール誘導体の合成例の合成スキームを下記に示す。
In Example 1, a plurality of specific examples of the carbazole derivative used in the present invention are shown, but various reactions can be applied as a synthesis method of the carbazole derivative used in the present invention.
In this example, a synthesis example of the carbazole derivative represented by the structural formula (56), which is an example of the carbazole derivative used in the present invention, is specifically illustrated. However, the method for synthesizing the carbazole derivative represented by the structural formula (56) used in the present invention is not limited thereto. Note that a synthesis scheme of a synthesis example of the carbazole derivative represented by the structure (56) described in this example is shown below.

アルゴン雰囲気下、N−エチル−3,6−ジブロモカルバゾール16.59g(30mmol)とN−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミン12.09g(66mmol)とを脱水キシレン100mlに溶かした。これに、ヨウ化銅5.7g(30mmol)、トランスシクロヘキサンジアミン22.8g(200mmol)を加え、160℃にて30分間攪拌した。攪拌終了後、リン酸カリウム27.6g(130mmol)を加え、さらに9日間攪拌した。攪拌終了後、室温に戻し、トルエン300mlを加え、析出した物質をろ過した。得られたろ液を濃縮し、これにジエチルエーテルを加え、析出した物質をろ過した。得られたろ液にメタノールを加えると、ビーカーの壁面にタール状のものが析出した。これを一晩静置し、デカンテーションにて液相を除去し、タール状のものを得た。この得られたタール状のものをヘキサン:クロロホルム(1:2)でシリカゲルカラム精製を行い、淡いうぐいす色の粉末である3,6−ビス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]−9−エチルカルバゾール(上記構造式(56);以下、EtCzmP2と記す)が得られた。得られたEtCzmP2を高温度設定300℃、低温度200℃にて昇華精製を行った。昇華精製後の収率は約10%であった。   Under an argon atmosphere, 16.59 g (30 mmol) of N-ethyl-3,6-dibromocarbazole and 12.09 g (66 mmol) of N- (3-methylphenyl) -N-phenylamine were dissolved in 100 ml of dehydrated xylene. To this, 5.7 g (30 mmol) of copper iodide and 22.8 g (200 mmol) of transcyclohexanediamine were added and stirred at 160 ° C. for 30 minutes. After the completion of stirring, 27.6 g (130 mmol) of potassium phosphate was added, and the mixture was further stirred for 9 days. After completion of the stirring, the temperature was returned to room temperature, 300 ml of toluene was added, and the precipitated substance was filtered. The obtained filtrate was concentrated, diethyl ether was added thereto, and the precipitated material was filtered. When methanol was added to the obtained filtrate, a tar-like product was deposited on the wall of the beaker. This was left to stand overnight, and the liquid phase was removed by decantation to obtain a tar-like product. The obtained tar-like product was purified by silica gel column chromatography with hexane: chloroform (1: 2), and 3,6-bis [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino], a light blue powder, was obtained. -9-ethylcarbazole (the above structural formula (56); hereinafter referred to as EtCzmP2) was obtained. The obtained EtCzmP2 was subjected to sublimation purification at a high temperature setting of 300 ° C. and a low temperature of 200 ° C. The yield after sublimation purification was about 10%.

なお、得られたEtCzmP2の分解温度は、熱重量測定−示差熱分析(TG−DTA)測定から310℃であることがわかった。真空蒸着法を用いて成膜したところ、均質な膜の形成が可能であった。   In addition, it turned out that the decomposition temperature of obtained EtCzmP2 is 310 degreeC from the thermogravimetry-differential thermal analysis (TG-DTA) measurement. When a film was formed using a vacuum deposition method, a homogeneous film could be formed.

なお、EtCzmP2の薄膜、および溶液(溶媒はメタノール)について蛍光スペクトルの測定を行ったところ、薄膜の場合には、励起波長(312nm)に対して、435nmに最大ピークを、溶液の場合には、励起波長(290nm)に対して、400nmに最大ピークを有する蛍光スペクトルが得られた(図15)。また、EtCzmP2の薄膜、および溶液(溶媒はメタノール)について紫外・可視領域吸収スペクトルの測定を行ったところ、薄膜の場合には、312nmに、溶液の場合には、303nmに最大吸収波長が得られた(図16)。   In addition, when the fluorescence spectrum was measured for the EtCzmP2 thin film and the solution (solvent is methanol), the maximum peak at 435 nm with respect to the excitation wavelength (312 nm) in the case of the thin film, A fluorescence spectrum having a maximum peak at 400 nm was obtained with respect to the excitation wavelength (290 nm) (FIG. 15). In addition, when an ultraviolet / visible region absorption spectrum was measured for a thin film of EtCzmP2 and a solution (the solvent was methanol), a maximum absorption wavelength was obtained at 312 nm in the case of the thin film and 303 nm in the case of the solution. (FIG. 16).

さらに、光電子分光装置AC−2(理研計器社製)を用いて測定したHOMO準位の値は、−5.18eVであった。また。吸収スペクトル(図16)の吸収端をエネルギーギャップとして、その値をHOMO準位の値に加算することにより見積もったLUMO準位の値は、−1.71eVであった。   Furthermore, the value of the HOMO level measured using the photoelectron spectrometer AC-2 (manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.) was −5.18 eV. Also. The value of the LUMO level estimated by adding the value to the value of the HOMO level using the absorption edge of the absorption spectrum (FIG. 16) as the energy gap was -1.71 eV.

本実施例では、本発明に用いるカルバゾール誘導体の一例である上記構造式(75)で示したカルバゾール誘導体の合成例を具体的に例示する。   In this example, a synthesis example of the carbazole derivative represented by the structural formula (75) which is an example of the carbazole derivative used in the present invention is specifically illustrated.

本実施例では、原材料N−フェニル−3,6−ジブロモカルバゾール12.03g(30mmol)を用いて、上記実施例1と同様な方法にて上記構造式(75)で示されるカルバゾール誘導体である3,6−ビス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(以下、PhCzmP2と記す)が得られた。得られたPhCzmP2を高温度設定290℃、低温度90℃にて昇華精製を行った。昇華精製後の収率は約10%であった。   In this example, a raw material N-phenyl-3,6-dibromocarbazole (12.03 g, 30 mmol) was used, and the carbazole derivative represented by the structural formula (75) 3 was produced in the same manner as in Example 1 above. , 6-bis [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] -9-phenylcarbazole (hereinafter referred to as PhCzmP2) was obtained. The obtained PhCzmP2 was purified by sublimation at a high temperature setting of 290 ° C. and a low temperature of 90 ° C. The yield after sublimation purification was about 10%.

得られたPhCzmP2のH NMRのスペクトルを図17に、図17の二点鎖線(A)で囲まれた領域の拡大図を図18に示す。図17、18において、縦軸はシグナルの相対強度を示し、横軸は、試料と基準試料との共鳴周波数の差を装置発振器の周波数で割った無次元値δを示す。 FIG. 17 shows the 1 H NMR spectrum of the obtained PhCzmP2, and FIG. 18 shows an enlarged view of the region surrounded by the two-dot chain line (A) in FIG. 17 and 18, the vertical axis indicates the relative intensity of the signal, and the horizontal axis indicates a dimensionless value δ obtained by dividing the difference in resonance frequency between the sample and the reference sample by the frequency of the apparatus oscillator.

得られたPhCzmP2のH NMRのデータは以下のとおりである。
H NMR(300MHz、DMSO−d);δ=3.31(s、6H)、6.74(s、2H)、6.75(d、j=6.0、4H)、6.85−6.91(m、6H)、7.08(t、j=7.8、2H)、7.15−7.20(m、6H)、7.33(d、j=8.7、2H)、7.51(t、j=7.2、1H)、7.58−7.68(m、4H)、7.91(s、2H)
The 1 H NMR data of the obtained PhCzmP2 is as follows.
1 H NMR (300 MHz, DMSO-d); δ = 3.31 (s, 6H), 6.74 (s, 2H), 6.75 (d, j = 6.0, 4H), 6.85- 6.91 (m, 6H), 7.08 (t, j = 7.8, 2H), 7.15-7.20 (m, 6H), 7.33 (d, j = 8.7, 2H) ), 7.51 (t, j = 7.2, 1H), 7.58-7.68 (m, 4H), 7.91 (s, 2H)

なお、得られたPhCzmP2の分解温度は、230℃であることがわかった。真空蒸着法を用いて成膜したところ、均質な膜の形成が可能であった。   In addition, it turned out that the decomposition temperature of obtained PhCzmP2 is 230 degreeC. When a film was formed using a vacuum deposition method, a homogeneous film could be formed.

なお、PhCzmP2の薄膜、および溶液(溶媒はメタノール)について蛍光スペクトルの測定を行ったところ、薄膜の場合には、励起波長(308nm)に対して、430nmに最大ピークを、溶液の場合には、励起波長(320nm)に対して、439nmに最大ピークを有する蛍光スペクトルが得られた(図19)。また、PhCzmP2の薄膜、について紫外・可視領域吸収スペクトルの測定を行ったところ、308nmに最大吸収波長が得られた(図20)。   In addition, when the fluorescence spectrum was measured for the thin film of PhCzmP2 and the solution (solvent is methanol), in the case of the thin film, the maximum peak at 430 nm with respect to the excitation wavelength (308 nm), and in the case of the solution, A fluorescence spectrum having a maximum peak at 439 nm was obtained with respect to the excitation wavelength (320 nm) (FIG. 19). Moreover, when the ultraviolet-visible region absorption spectrum was measured for the thin film of PhCzmP2, the maximum absorption wavelength was obtained at 308 nm (FIG. 20).

さらに、上記実施例2と同様な方法にて測定したHOMO準位の値は、−5.40eVであり、LUMO準位の値は、−2.39eVであった。   Further, the value of the HOMO level measured by the same method as in Example 2 was −5.40 eV, and the value of the LUMO level was −2.39 eV.

本実施例では、本発明に用いるカルバゾール誘導体の一例である上記構造式(76)で示したカルバゾール誘導体の合成例を具体的に例示する。   In this example, a synthesis example of the carbazole derivative represented by the structural formula (76) which is an example of the carbazole derivative used in the present invention is specifically illustrated.

本実施例では、原材料N−フェニル−3,6−ジブロモカルバゾール12.03g(30mmol)とジフェニルアミン12.18g(72mmol)を用いて、上記実施例2と同様な方法にて上記構造式(76)で示されるカルバゾール誘導体である3,6−ビス(N,N−ジフェニルアミノ)−9−フェニルカルバゾール(以下、PhCzP2と記す)が得られた。得られたPhCzP2を高温度設定270℃、低温度175℃にて昇華精製を行った。昇華精製後の収率は約50%であった。
得られたPhCzP2のH NMRのスペクトルを図21に、13C NMRのスペクトルを図22に、図22の破線(A)で囲まれた領域の拡大図を図23に示す。図21〜23において、縦軸はシグナルの相対強度を示し、横軸は、試料と基準試料との共鳴周波数の差を装置発振器の周波数で割った無次元値δを示す。
得られたPhCzP2のH NMRと13C NMRのデータは以下のとおりである。
H NMR(300MHz、DMSO−d);δ=6.88−6.95(m、12H)、7.17−7.23(m、10H)、7.35(d、j=4.5、6H)、7.56−7.69(m、5H)、7.97(s、2H)
13C NMR(75MHz、DMSO−d);δ=111.1、119.4、121.6、122.0、123.6、126.4、126.8、127.8、129.3、130.2、136.7、138.2、139.9、148.0
In this example, using the raw materials N-phenyl-3,6-dibromocarbazole 12.03 g (30 mmol) and 12.18 g (72 mmol) of diphenylamine, the structural formula (76) was obtained in the same manner as in Example 2 above. 3,6-bis (N, N-diphenylamino) -9-phenylcarbazole (hereinafter referred to as PhCzP2) was obtained. The obtained PhCzP2 was subjected to sublimation purification at a high temperature setting of 270 ° C. and a low temperature of 175 ° C. The yield after sublimation purification was about 50%.
FIG. 21 shows a 1 H NMR spectrum of the obtained PhCzP2, FIG. 22 shows a 13 C NMR spectrum, and FIG. 23 shows an enlarged view of a region surrounded by a broken line (A) in FIG. 21 to 23, the vertical axis represents the relative intensity of the signal, and the horizontal axis represents a dimensionless value δ obtained by dividing the difference in resonance frequency between the sample and the reference sample by the frequency of the apparatus oscillator.
The data of 1 H NMR and 13 C NMR of the obtained PhCzP2 are as follows.
1 H NMR (300 MHz, DMSO-d); δ = 6.88-6.95 (m, 12H), 7.17-7.23 (m, 10H), 7.35 (d, j = 4.5 , 6H), 7.56-7.69 (m, 5H), 7.97 (s, 2H)
13 C NMR (75 MHz, DMSO-d); δ = 111.1, 119.4, 121.6, 122.0, 123.6, 126.4, 126.8, 127.8, 129.3, 130 .2, 136.7, 138.2, 139.9, 148.0

なお、得られたPhCzP2の分解温度は、TG−DTA測定により365℃であることがわかった。真空蒸着法を用いて成膜したところ、均質な膜の形成が可能であった。   The decomposition temperature of the obtained PhCzP2 was found to be 365 ° C. by TG-DTA measurement. When a film was formed using a vacuum deposition method, a homogeneous film could be formed.

なお、PhCzP2の薄膜、および溶液(溶媒はジクロロメタン)について蛍光スペクトルの測定を行ったところ、薄膜の場合には、励起波長(313nm)に対して、429nmに最大ピークを、溶液の場合には、励起波長(315nm)に対して、435nmに最大ピークを有する蛍光スペクトルが得られた(図24)。また、PhCzP2の薄膜、ジクロロメタン溶液について紫外・可視領域吸収スペクトルの測定を行ったところ、薄膜の場合313nm、溶液の場合305nmに最大吸収波長が得られた(図25)。   In addition, when the fluorescence spectrum was measured for the thin film of PhCzP2 and the solution (the solvent was dichloromethane), in the case of the thin film, the maximum peak at 429 nm with respect to the excitation wavelength (313 nm), and in the case of the solution, A fluorescence spectrum having a maximum peak at 435 nm was obtained with respect to the excitation wavelength (315 nm) (FIG. 24). Further, when the ultraviolet / visible region absorption spectrum of the thin film of PhCzP2 and the dichloromethane solution was measured, the maximum absorption wavelength was obtained at 313 nm for the thin film and 305 nm for the solution (FIG. 25).

さらに、上記実施例2と同様な方法にて測定したHOMO準位の値は、−5.31eVであり、LUMO準位の値は、−2.57eVであった。   Furthermore, the value of the HOMO level measured by the same method as in Example 2 was −5.31 eV, and the value of the LUMO level was −2.57 eV.

本実施例では、実施例3で合成した構造式(75)で示される3,6−ビス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(PhCzmP2)と、それに対して電子受容性を示す物質である酸化モリブデンとを有する層の成膜例を例示する。 In this example, 3,6-bis [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] -9-phenylcarbazole (PhCzmP2) represented by the structural formula (75) synthesized in Example 3 was used. On the other hand, a film formation example of a layer including molybdenum oxide which is a substance exhibiting electron accepting property is illustrated.

まず、ガラス基板を真空蒸着装置内の基板ホルダーに固定する。そして、PhCzmP2と酸化モリブデン(VI)とをそれぞれ別の抵抗加熱式の蒸発源に入れ、真空に引いた状態で、共蒸着法によりPhCzmP2と酸化モリブデンとを含む層を形成した。この時、PhCzmP2と酸化モリブデンの比率が質量比で4:1となるように共蒸着した。したがって、モル比では、PhCzmP2:酸化モリブデン=1.0:1.1となっている。つまり、カルバゾール誘導体であるPhCzmP2に対する酸化モリブデンのモル比の値は1.1となっている。なお、膜厚は100nmとした。 First, a glass substrate is fixed to a substrate holder in a vacuum deposition apparatus. Then, PhCzmP2 and molybdenum oxide (VI) were put in separate resistance heating evaporation sources, and a layer containing PhCzmP2 and molybdenum oxide was formed by a co-evaporation method in a vacuum state. At this time, co-evaporation was performed so that the ratio of PhCzmP2 and molybdenum oxide was 4: 1 by mass. Therefore, the molar ratio is PhCzmP2: molybdenum oxide = 1.0: 1.1. That is, the molar ratio of molybdenum oxide to PhCzmP2 which is a carbazole derivative is 1.1. The film thickness was 100 nm.

このようにして成膜したPhCzmP2と酸化モリブデンとの混合膜の吸収スペクトルを測定した結果を、図26中のAに示す。比較のため、PhCzmP2のみの膜(膜厚90nm)の吸収スペクトルを図26中にBとして合わせて図示した。なお、図26において、縦軸は吸光度、横軸は波長を示す。 The result of measuring the absorption spectrum of the mixed film of PhCzmP2 and molybdenum oxide formed in this manner is shown in A in FIG. For comparison, the absorption spectrum of only the film of PhCzmP2 (thickness 90 nm) is shown as B in FIG. In FIG. 26, the vertical axis represents absorbance and the horizontal axis represents wavelength.

図26からわかる通り、Aの混合膜は、PhCzmP2単独の膜では見られなかった新たな吸収が見られた(図中、破線で囲った部分)。これは、PhCzmP2と酸化モリブデンとの間で電子の授受を行っているためであり、酸化モリブデンがPhCzmP2から電子を受け取り、PhCzmP2にホールが発生しているものと考えられる。 As can be seen from FIG. 26, in the mixed film of A, new absorption that was not observed in the film of PhCzmP2 alone was observed (the part surrounded by a broken line in the figure). This is because electrons are exchanged between PhCzmP2 and molybdenum oxide, and it is considered that molybdenum oxide receives electrons from PhCzmP2 and holes are generated in PhCzmP2.

したがって、本実施例で成膜したPhCzmP2と酸化モリブデンとの混合膜は、キャリアが内在的に発生しているため、発光素子の構造をPhCzmP2と酸化モリブデンとの混合膜を有する構造とすることによって、発光素子の駆動電圧を低減することができる。   Therefore, in the mixed film of PhCzmP2 and molybdenum oxide formed in this example, carriers are generated internally, so that the structure of the light-emitting element has a mixed film of PhCzmP2 and molybdenum oxide. The driving voltage of the light emitting element can be reduced.

本実施例では、実施例4で合成した構造式(76)で示される3,6−ビス(N,N−ジフェニルアミノ)−9−フェニルカルバゾール(PhCzP2)と、それに対して電子受容性を示す物質である酸化モリブデンとを有する層の成膜例を例示する。 In this example, 3,6-bis (N, N-diphenylamino) -9-phenylcarbazole (PhCzP2) represented by the structural formula (76) synthesized in Example 4 and its electron accepting property are shown. A film formation example of a layer including molybdenum oxide as a substance is illustrated.

まず、ガラス基板を真空蒸着装置内の基板ホルダーに固定する。そして、PhCzP2と酸化モリブデン(VI)とをそれぞれ別の抵抗加熱式の蒸発源に入れ、真空に引いた状態で、共蒸着法によりPhCzP2と酸化モリブデンとを含む層(PhCzP2と酸化モリブデンとの混合膜)を形成した。この時、PhCzP2と酸化モリブデンの比率が質量比で4:1となるように共蒸着した。したがって、モル比では、PhCzP2:酸化モリブデン=1.0:1.0となっている。つまり、カルバゾール誘導体であるPhCzP2に対する酸化モリブデンのモル比の値は1.0となっている。なお、膜厚は80nmとした。 First, a glass substrate is fixed to a substrate holder in a vacuum deposition apparatus. Then, in a state where PhCzP2 and molybdenum oxide (VI) are put in separate resistance heating evaporation sources and evacuated, a layer containing PhCzP2 and molybdenum oxide (mixture of PhCzP2 and molybdenum oxide) is formed by a co-evaporation method. Film). At this time, co-evaporation was performed so that the ratio of PhCzP2 and molybdenum oxide was 4: 1 by mass. Therefore, the molar ratio is PhCzP2: molybdenum oxide = 1.0: 1.0. That is, the molar ratio of molybdenum oxide to PhCzP2 which is a carbazole derivative is 1.0. The film thickness was 80 nm.

このようにして成膜したPhCzP2と酸化モリブデンとの混合膜の吸収スペクトルを測定した結果を、図27中のAに示す。比較のため、PhCzP2のみの膜(膜厚90nm)の吸収スペクトルを図27中にBとして合わせて図示した。なお、図27において、縦軸は吸光度、横軸は波長を示す。 The result of measuring the absorption spectrum of the mixed film of PhCzP2 and molybdenum oxide formed in this manner is shown in A of FIG. For comparison, an absorption spectrum of a film of only PhCzP2 (film thickness 90 nm) is shown as B in FIG. In FIG. 27, the vertical axis represents absorbance and the horizontal axis represents wavelength.

図27からわかる通り、Aの混合膜は、PhCzP2単独の膜では見られなかった新たな吸収が見られた(図中、破線で囲った部分)。これは、PhCzP2と酸化モリブデンとの間で電子の授受を行っているためであり、酸化モリブデンがPhCzP2から電子を受け取り、PhCzP2にホールが発生しているものと考えられる。 As can be seen from FIG. 27, in the mixed film of A, new absorption that was not seen in the film of PhCzP2 alone was observed (the part surrounded by a broken line in the figure). This is because electrons are exchanged between PhCzP2 and molybdenum oxide, and it is considered that molybdenum oxide receives electrons from PhCzP2 and holes are generated in PhCzP2.

したがって、本実施例で成膜したPhCzP2と酸化モリブデンとの混合膜は、キャリアが内在的に発生しているため、発光素子の構造をPhCzP2と酸化モリブデンとの混合膜を有する構造とすることによって、発光素子の駆動電圧を低減することができる。   Therefore, in the mixed film of PhCzP2 and molybdenum oxide formed in this example, carriers are generated internally, so that the structure of the light-emitting element has a mixed film of PhCzP2 and molybdenum oxide. The driving voltage of the light emitting element can be reduced.

本実施例では、実施例3で合成した構造式(75)で示される3,6−ビス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(PhCzmP2)と、それに対して電子受容性を示す物質である酸化モリブデンとを有する層を図1の第1の層(正孔発生層)111として用いた発光素子の作製例について例示する。 In this example, 3,6-bis [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] -9-phenylcarbazole (PhCzmP2) represented by the structural formula (75) synthesized in Example 3 was used. An example of manufacturing a light-emitting element in which a layer including molybdenum oxide which is a substance showing an electron accepting property is used as the first layer (hole generation layer) 111 in FIG.

まず、ガラス基板上に第1の電極101として酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)を110nmの膜厚で形成した。ITSOはスパッタリング法によって成膜した。なお、第1の電極101のサイズは2mm×2mmとした。次に第1の電極101上に発光素子を形成するための前処理として、多孔質の樹脂(代表的にはPVA(ポリビニルアルコール)製、ナイロン製など)で基板表面を洗浄し、200℃で1時間熱処理を行い、UVオゾン処理を370秒行った。 First, indium tin oxide containing silicon oxide (ITSO) with a thickness of 110 nm was formed as a first electrode 101 over a glass substrate. ITSO was formed by sputtering. Note that the size of the first electrode 101 was 2 mm × 2 mm. Next, as a pretreatment for forming a light-emitting element over the first electrode 101, the substrate surface is washed with a porous resin (typically, PVA (polyvinyl alcohol), nylon, etc.) at 200 ° C. Heat treatment was performed for 1 hour, and UV ozone treatment was performed for 370 seconds.

次に、正孔発生層111としてPhCzmP2と酸化モリブデンを含む層(PhCzmP2と酸化モリブデンとの混合膜)を40nmの膜厚で形成した。この時、PhCzmP2と酸化モリブデンの比率が質量比で4:2となるように共蒸着することによって、PhCzmP2と酸化モリブデンを含む層を形成した。したがって、モル比では、PhCzmP2:酸化モリブデン=1.0:2.1となっている。つまり、カルバゾール誘導体であるPhCzmP2に対する酸化モリブデンのモル比の値は2.1となっている。   Next, a layer containing PhCzmP2 and molybdenum oxide (a mixed film of PhCzmP2 and molybdenum oxide) with a thickness of 40 nm was formed as the hole-generating layer 111. At this time, a layer containing PhCzmP2 and molybdenum oxide was formed by co-evaporation so that the ratio of PhCzmP2 and molybdenum oxide was 4: 2. Therefore, the molar ratio is PhCzmP2: molybdenum oxide = 1.0: 2.1. That is, the value of the molar ratio of molybdenum oxide to PhCzmP2 which is a carbazole derivative is 2.1.

続いて正孔輸送層112としてNPBを10nmの膜厚で形成した。これらの積層膜上に、発光層113としてAlqとクマリン6の共蒸着膜を40nmの膜厚で形成した。この時、Alqとクマリン6の比率が質量比で1:0.01となるように共蒸着することによって、Alqとクマリン6の共蒸着膜を形成した。 Subsequently, NPB was formed to a thickness of 10 nm as the hole transport layer 112. On these laminated films, a co-deposited film of Alq 3 and coumarin 6 was formed as a light emitting layer 113 with a film thickness of 40 nm. At this time, a co-evaporation film of Alq 3 and coumarin 6 was formed by co-evaporation so that the ratio of Alq 3 and coumarin 6 was 1: 0.01 by mass ratio.

さらに電子輸送層114としてAlqを10nmの膜厚で形成した。そして、電子発生層115としてAlqとLiとの共蒸着膜を30nmの膜厚で形成した。この時、AlqとLiの比率が質量比で1:0.01となるように共蒸着することによって、AlqとLiとの共蒸着膜を形成した。最後に第2の電極102としてAlを200nmの膜厚で形成し、素子を完成させた。なお、正孔発生層111、正孔輸送層112、発光層113、電子輸送層114、電子発生層115、第2の電極102は、いずれも抵抗加熱による真空蒸着法によって成膜した。 Further, Alq 3 was formed to a thickness of 10 nm as the electron transport layer 114. A co-deposited film of Alq 3 and Li was formed as the electron generating layer 115 with a thickness of 30 nm. At this time, a co-evaporation film of Alq 3 and Li was formed by co-evaporation so that the ratio of Alq 3 and Li was 1: 0.01 by mass ratio. Finally, Al was formed to a thickness of 200 nm as the second electrode 102 to complete the element. Note that each of the hole generation layer 111, the hole transport layer 112, the light emitting layer 113, the electron transport layer 114, the electron generation layer 115, and the second electrode 102 was formed by a vacuum evaporation method using resistance heating.

以上のようにして作製した発光素子の第1の電極101と第2の電極102間に7.6Vの電圧を印加したところ、10.5mA/cmの電流密度で電流が流れ、1100cd/mの高輝度が得られた。発光色は、クマリン6に由来する緑色発光であった。また、本実施例の発光素子の電流密度―輝度特性を図28に、電圧―輝度特性を図29に、輝度―電流効率特性を図30にそれぞれ示す。なお、図28において、縦軸は輝度L、横軸は電流密度Jを示し、図29において、縦軸は輝度L、横軸は電圧Vを示し、図30において、縦軸は電流効率η、横軸は輝度Lを示す。これらの結果から、本実施例の発光素子は良好な特性を示すことがわかる。 When a voltage of 7.6 V is applied between the first electrode 101 and the second electrode 102 of the light-emitting element manufactured as described above, a current flows at a current density of 10.5 mA / cm 2 , and 1100 cd / m. A high brightness of 2 was obtained. The emission color was green emission derived from Coumarin 6. 28 shows current density-luminance characteristics, voltage-luminance characteristics in FIG. 29, and luminance-current efficiency characteristics in FIG. 30, respectively. 28, the vertical axis represents luminance L, the horizontal axis represents current density J, and in FIG. 29, the vertical axis represents luminance L, the horizontal axis represents voltage V, and in FIG. 30, the vertical axis represents current efficiency η, The horizontal axis indicates the luminance L. From these results, it can be seen that the light-emitting element of this example exhibits good characteristics.

本実施例では、実施例3で合成した構造式(75)で示される3,6−ビス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(PhCzmP2)と、それに対して電子受容性を示す物質である酸化モリブデンとを有する層を図2の第3の層211及び正孔発生層224として用いた発光素子の作製例について例示する。 In this example, 3,6-bis [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] -9-phenylcarbazole (PhCzmP2) represented by the structural formula (75) synthesized in Example 3 was used. An example of manufacturing a light-emitting element in which a layer containing molybdenum oxide which is a substance exhibiting electron accepting property is used as the third layer 211 and the hole-generating layer 224 in FIG.

まず、ガラス基板上に第1の電極201としてITSOを110nmの膜厚で形成した。ITSOはスパッタリング法によって成膜した。なお、第1の電極201のサイズは2mm×2mmとした。次に第1の電極201上に発光素子を形成するための前処理として、多孔質の樹脂(代表的にはPVA(ポリビニルアルコール)製、ナイロン製など)で基板表面を洗浄し、200℃で1時間熱処理を行い、UVオゾン処理を370秒行った。 First, ITSO with a thickness of 110 nm was formed as a first electrode 201 over a glass substrate. ITSO was formed by sputtering. Note that the size of the first electrode 201 was 2 mm × 2 mm. Next, as pretreatment for forming a light-emitting element over the first electrode 201, the substrate surface is washed with a porous resin (typically, PVA (polyvinyl alcohol), nylon, or the like) at 200 ° C. Heat treatment was performed for 1 hour, and UV ozone treatment was performed for 370 seconds.

次に、正孔発生層224としてPhCzmP2と酸化モリブデンを含む層(PhCzmP2と酸化モリブデンとの混合膜)を40nmの膜厚で形成した。この時、PhCzmP2と酸化モリブデンの比率が質量比で4:2となるように共蒸着することによって、PhCzmP2と酸化モリブデンを含む層を形成した。したがって、モル比では、PhCzmP2:酸化モリブデン=1.0:2.1となっている。つまり、カルバゾール誘導体であるPhCzmP2に対する酸化モリブデンのモル比の値は2.1となっている。   Next, a layer containing PhCzmP2 and molybdenum oxide (a mixed film of PhCzmP2 and molybdenum oxide) with a thickness of 40 nm was formed as the hole-generating layer 224. At this time, a layer containing PhCzmP2 and molybdenum oxide was formed by co-evaporation so that the ratio of PhCzmP2 and molybdenum oxide was 4: 2. Therefore, the molar ratio is PhCzmP2: molybdenum oxide = 1.0: 2.1. That is, the value of the molar ratio of molybdenum oxide to PhCzmP2 which is a carbazole derivative is 2.1.

続いて正孔輸送層223としてNPBを10nmの膜厚で形成した。これらの積層膜上に、発光層222としてAlqとクマリン6の共蒸着膜を40nmの膜厚で形成した。この時、Alqとクマリン6の比率が質量比で1:0.01となるように共蒸着することによって、Alqとクマリン6の共蒸着膜を形成した。 Subsequently, NPB was formed to a thickness of 10 nm as the hole transport layer 223. On these laminated films, a co-deposited film of Alq 3 and coumarin 6 was formed as a light emitting layer 222 with a thickness of 40 nm. At this time, a co-evaporation film of Alq 3 and coumarin 6 was formed by co-evaporation so that the ratio of Alq 3 and coumarin 6 was 1: 0.01 by mass ratio.

さらに電子輸送層221としてAlqを10nmの膜厚で形成した。このようにして、第1の電極201上に正孔発生層224、正孔輸送層223、発光層222、電子輸送層221からなる第1の層213を形成した。 Further, Alq 3 was formed to a thickness of 10 nm as the electron transport layer 221. In this manner, the first layer 213 including the hole generation layer 224, the hole transport layer 223, the light emitting layer 222, and the electron transport layer 221 was formed over the first electrode 201.

そして、電子輸送層221上に電子を発生する第2の層212としてAlqとLiとの共蒸着膜を30nmの膜厚で形成した。この時、AlqとLiの比率が質量比で1:0.01となるように共蒸着することによって、AlqとLiとの共蒸着膜を形成した。続いて正孔を発生する第3の層211としてPhCzmP2と酸化モリブデンを含む層(PhCzmP2と酸化モリブデンとの混合膜)を20nmの膜厚で形成した。この時、PhCzP2と酸化モリブデンの比率が質量比で4:2となるように共蒸着することによって、PhCzmP2と酸化モリブデンを含む層を形成した。したがって、モル比では、PhCzmP2:酸化モリブデン=1.0:2.1となっている。つまり、カルバゾール誘導体であるPhCzmP2に対する酸化モリブデンのモル比の値は2.1となっている。 Then, a co-deposited film of Alq 3 and Li was formed to a thickness of 30 nm as the second layer 212 that generates electrons on the electron transport layer 221. At this time, a co-evaporation film of Alq 3 and Li was formed by co-evaporation so that the ratio of Alq 3 and Li was 1: 0.01 by mass ratio. Subsequently, a layer containing PhCzmP2 and molybdenum oxide (a mixed film of PhCzmP2 and molybdenum oxide) with a thickness of 20 nm was formed as the third layer 211 that generates holes. At this time, a layer containing PhCzmP2 and molybdenum oxide was formed by co-evaporation so that the ratio of PhCzP2 and molybdenum oxide was 4: 2. Therefore, the molar ratio is PhCzmP2: molybdenum oxide = 1.0: 2.1. That is, the value of the molar ratio of molybdenum oxide to PhCzmP2 which is a carbazole derivative is 2.1.

最後に第2の電極202としてAlを200nmの膜厚で形成し、素子を完成させた。なお、正孔発生層224、正孔輸送層223、発光層222、電子輸送層221、第2の層212、第3の層211、第2の電極102は、いずれも抵抗加熱による真空蒸着法によって成膜した。   Finally, Al was formed to a thickness of 200 nm as the second electrode 202 to complete the element. Note that each of the hole generation layer 224, the hole transport layer 223, the light emitting layer 222, the electron transport layer 221, the second layer 212, the third layer 211, and the second electrode 102 is formed by a vacuum evaporation method using resistance heating. Was deposited.

以上のようにして作製した発光素子の第1の電極201と第2の電極202間に電圧を印加すると、クマリン6に由来する緑色の発光が得られ、発光素子として良好に機能することが確認された。   When voltage is applied between the first electrode 201 and the second electrode 202 of the light-emitting element manufactured as described above, green light emission derived from coumarin 6 is obtained, and it is confirmed that the light-emitting element functions well. It was done.

本発明の発光素子の一態様について説明する図。4A and 4B illustrate one embodiment of a light-emitting element of the present invention. 本発明の発光素子の一態様について説明する図。4A and 4B illustrate one embodiment of a light-emitting element of the present invention. 本発明の発光素子の一態様について説明する図。4A and 4B illustrate one embodiment of a light-emitting element of the present invention. 本発明の発光素子の一態様について説明する図。4A and 4B illustrate one embodiment of a light-emitting element of the present invention. 本発明の発光素子の一態様について説明する図。4A and 4B illustrate one embodiment of a light-emitting element of the present invention. 本発明の発光素子の一態様について説明する図。4A and 4B illustrate one embodiment of a light-emitting element of the present invention. 本発明の発光装置の一態様について説明する上面図。FIG. 6 is a top view illustrating one embodiment of a light-emitting device of the present invention. 本発明の発光装置に設けられた画素を駆動する為の回路の一態様について説明する図。4A and 4B each illustrate one embodiment of a circuit for driving pixels provided in a light-emitting device of the present invention. 本発明の発光装置に含まれる画素部の一態様について説明する図。4A and 4B illustrate one embodiment of a pixel portion included in a light-emitting device of the present invention. 本発明の発光装置に含まれる画素を駆動するための駆動方法について説明するフレーム図。4 is a frame diagram illustrating a driving method for driving pixels included in the light-emitting device of the present invention. FIG. 本発明の発光装置の断面の一態様について説明する図。3A and 3B each illustrate one embodiment of a cross section of a light-emitting device of the present invention. 本発明の発光装置の一態様について説明する図。4A and 4B illustrate one embodiment of a light-emitting device of the present invention. 本発明を適用した電子機器の一態様について説明する図。6A and 6B illustrate one embodiment of an electronic device to which the present invention is applied. 本発明を適用した照明装置について説明する図。The figure explaining the illuminating device to which this invention is applied. 本発明に用いるカルバゾール誘導体の蛍光スペクトルを示す図。The figure which shows the fluorescence spectrum of the carbazole derivative used for this invention. 本発明に用いるカルバゾール誘導体の紫外・可視領域吸収スペクトルを示す図。The figure which shows the ultraviolet-visible region absorption spectrum of the carbazole derivative used for this invention. 本発明に用いるカルバゾール誘導体のH NMRスペクトルを示す図。It shows a 1 H NMR spectrum of the carbazole derivative used in the present invention. 本発明に用いるカルバゾール誘導体のH NMRスペクトルの拡大図。Enlarged view of the 1 H NMR spectrum of the carbazole derivative used in the present invention. 本発明に用いるカルバゾール誘導体の蛍光スペクトルを示す図。The figure which shows the fluorescence spectrum of the carbazole derivative used for this invention. 本発明に用いるカルバゾール誘導体の紫外・可視領域吸収スペクトルを示す図。The figure which shows the ultraviolet-visible region absorption spectrum of the carbazole derivative used for this invention. 本発明に用いるカルバゾール誘導体のH NMRスペクトルを示す図。It shows a 1 H NMR spectrum of the carbazole derivative used in the present invention. 本発明に用いるカルバゾール誘導体の13C NMRスペクトルを示す図。The figure which shows the 13 C NMR spectrum of the carbazole derivative used for this invention. 本発明に用いるカルバゾール誘導体の13C NMRスペクトルの拡大図。The enlarged view of the 13 C NMR spectrum of the carbazole derivative used for this invention. 本発明に用いるカルバゾール誘導体の蛍光スペクトルを示す図。The figure which shows the fluorescence spectrum of the carbazole derivative used for this invention. 本発明に用いるカルバゾール誘導体の紫外・可視領域吸収スペクトルを示す図。The figure which shows the ultraviolet-visible region absorption spectrum of the carbazole derivative used for this invention. PhCzmP2と酸化モリブデンとの混合膜の吸収スペクトルとPhCzmP2単独膜の吸収スペクトルとの比較を示す図。The figure which shows the comparison with the absorption spectrum of the mixed film of PhCzmP2 and molybdenum oxide, and the absorption spectrum of a PhCzmP2 single film. PhCzP2と酸化モリブデンとの混合膜の吸収スペクトルとPhCzP2単独膜の吸収スペクトルとの比較を示す図。The figure which shows the comparison with the absorption spectrum of the mixed film of PhCzP2 and molybdenum oxide, and the absorption spectrum of a PhCzP2 independent film | membrane. 実施例7に示す素子の電流密度−輝度特性を示す図。FIG. 10 shows current density-luminance characteristics of the element shown in Example 7. 実施例7に示す素子の電圧−輝度特性を示す図。FIG. 16 shows voltage-luminance characteristics of the element shown in Example 7. 実施例7に示す素子の輝度−電流効率特性を示す図。FIG. 11 shows luminance-current efficiency characteristics of the element shown in Example 7.

符号の説明Explanation of symbols

101 第1の電極
102 第2の電極
111 正孔発生層
112 正孔輸送層
113 発光層
114 電子輸送層
115 電子発生層
116 電子注入層
117 正孔阻止層
201 第1の電極
202 第2の電極
211 第3の層
212 第2の層
213 第1の層
221 電子輸送層
222 発光層
223 正孔輸送層
224 正孔発生層
225 正孔注入層
226 正孔阻止層
6500 基板
6503 FPC
6504 プリント配線基盤
6511 画素部
6512 ソース信号線駆動回路
6513 書込用ゲート信号線駆動回路
6514 消去用ゲート信号線駆動回路
901 トランジスタ
902 トランジスタ
903 発光素子
911 ゲート信号線
912 ソース信号線
913 書込用ゲート信号線駆動回路
914 消去用ゲート信号線駆動回路
915 ソース信号線駆動回路
916 電源
917 電流供給線
918 スイッチ
919 スイッチ
920 スイッチ
1001 トランジスタ
1002 トランジスタ
1003 ゲート信号線
1004 ソース信号線
1005 電流供給線
1006 電極
501 サブフレーム
502 サブフレーム
503 サブフレーム
504 サブフレーム
501a 書き込み期間
501b 保持期間
502a 書き込み期間
502b 保持期間
503a 書き込み期間
503b 保持期間
504a 書き込み期間
504b 保持期間
504c 消去期間
504d 非発光期間
10 基板
11 トランジスタ
12 発光素子
13 第1の電極
14 第2の電極
15 層
16 層間絶縁膜
17 配線
18 隔壁層
19 層間絶縁膜
951 基板
952 電極
956 電極
955 層
953 絶縁層
954 隔壁層
953 絶縁層
5521 本体
5522 筐体
5523 表示部
5524 キーボード
5511 筐体
5512 液晶装置
5513 発光装置
5514 筐体
5515 外部入力端子
5516 発光素子アレイ
5551 表示部
5552 本体
5553 アンテナ
5554 音声出力部
5555 音声入力部
5556 操作スイッチ
5531 表示部
5532 筐体
5533 スピーカー

101 1st electrode 102 2nd electrode 111 Hole generation layer 112 Hole transport layer 113 Light emitting layer 114 Electron transport layer 115 Electron generation layer 116 Electron injection layer 117 Hole blocking layer 201 1st electrode 202 2nd electrode 211 3rd layer 212 2nd layer 213 1st layer 221 Electron transport layer 222 Light emitting layer 223 Hole transport layer 224 Hole generation layer 225 Hole injection layer 226 Hole blocking layer 6500 Substrate 6503 FPC
6504 Printed wiring board 6511 Pixel portion 6512 Source signal line drive circuit 6513 Write gate signal line drive circuit 6514 Erase gate signal line drive circuit 901 Transistor 902 Transistor 903 Light emitting element 911 Gate signal line 912 Source signal line 913 Write gate Signal line drive circuit 914 Erasing gate signal line drive circuit 915 Source signal line drive circuit 916 Power supply 917 Current supply line 918 Switch 919 Switch 920 Switch 1001 Transistor 1002 Transistor 1003 Gate signal line 1004 Source signal line 1005 Current supply line 1006 Electrode 501 Sub Frame 502 Subframe 503 Subframe 504 Subframe 501a Writing period 501b Holding period 502a Writing period 502b Holding period 503a Writing Only period 503b holding period 504a writing period 504b holding period 504c erasing period 504d non-light emitting period 10 substrate 11 transistor 12 light emitting element 13 first electrode 14 second electrode 15 layer 16 interlayer insulating film 17 wiring 18 partition layer 19 interlayer insulating film 951 Substrate 952 Electrode 956 Electrode 955 Layer 953 Insulating layer 954 Partition layer 953 Insulating layer 5521 Main body 5522 Housing 5523 Display portion 5524 Keyboard 5511 Housing 5512 Liquid crystal device 5513 Light emitting device 5514 Housing 5515 External input terminal 5516 Light emitting element array 5551 Display portion 5552 Main body 5553 Antenna 5554 Audio output unit 5555 Audio input unit 5556 Operation switch 5531 Display unit 5532 Housing 5533 Speaker

Claims (7)

第1の電極と第2の電極との間に、発光物質を含む層を含む複数の層を有し、
前記複数の層のうち、前記第1の電極と前記発光物質を含む層との間には、下記構造式
(75)で表されるカルバゾール誘導体と、前記構造式(75)で表されるカルバゾール
誘導体に対して電子受容性を示す金属酸化物とを有することを特徴とする発光素子。
A plurality of layers including a layer containing a light-emitting substance between the first electrode and the second electrode;
Among the plurality of layers, a carbazole derivative represented by the following structural formula (75) and a carbazole represented by the structural formula (75) are provided between the first electrode and the layer containing the light-emitting substance. A light-emitting element including a metal oxide that exhibits an electron-accepting property with respect to a derivative.
請求項1において、
前記金属酸化物は、周期表第4族〜第12族のいずれかの遷移金属の酸化物から選ばれた
一であることを特徴とする発光素子。
In claim 1,
The light-emitting element, wherein the metal oxide is one selected from oxides of transition metals of Groups 4 to 12 of the periodic table.
請求項1において、
前記金属酸化物は、周期表第4族〜第8族のいずれかの遷移金属の酸化物から選ばれた一
であることを特徴とする発光素子。
In claim 1,
The light-emitting element, wherein the metal oxide is one selected from oxides of transition metals of Groups 4 to 8 of the periodic table.
請求項1において、
前記金属酸化物は、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、レニウム酸化物、チタン酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフ
ニウム酸化物、タンタル酸化物から選ばれた一であることを特徴とする発光素子。
In claim 1,
The metal oxide is selected from molybdenum oxide, vanadium oxide, ruthenium oxide, tungsten oxide, rhenium oxide, titanium oxide, chromium oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, and tantalum oxide. A light emitting element characterized by the above.
請求項1乃至4のいずれか一に記載の発光素子を光源に用いた発光装置。 A light-emitting device using the light-emitting element according to claim 1 as a light source. 請求項1乃至4のいずれか一に記載の発光素子を有する画素が設けられた発光装置。 A light-emitting device provided with a pixel having the light-emitting element according to claim 1 . 請求項5または6に記載の発光装置を用いた電子機器。 An electronic apparatus using the light emitting device according to claim 5 .
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