JP7250875B2 - 発光素子 - Google Patents
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Description
明装置に関する。
の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関する。または、本発明の一態様
は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物(コンポジション・オブ・マ
ター)に関する。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野
としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明装置、蓄電装置、記憶
装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる
。
を利用した発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発光素子の基本的な構成は
、一対の電極間に発光性の物質を含む層(EL層)を挟んだ構成である。この素子の電極
間に電圧を印加することにより、発光性の物質からの発光が得られる。
クライトが不要であり、消費電力が少ない等の利点を有する。さらに、薄型軽量に作製で
き、応答速度が高いなどの利点も有する。
けた発光素子(例えば、有機EL素子)の場合、一対の電極間に電圧を印加することによ
り、陰極から電子が、陽極から正孔(ホール)がそれぞれ発光性のEL層に注入され、電
流が流れる。そして、注入された電子及び正孔が再結合することによって発光性の有機化
合物が励起状態となり、励起された発光性の有機化合物から発光を得ることができる。
できる。高分子化合物は、熱的に安定で、塗布法等により容易に均一性に優れた薄膜を形
成することが可能であるため、高分子化合物を用いた発光素子の開発が行われている(例
えば、特許文献1参照)。
状態(T*)があり、一重項励起状態からの発光が蛍光、三重項励起状態からの発光が燐
光と呼ばれている。また、発光素子におけるそれらの統計的な生成比率は、S*:T*=
1:3である。そのため、蛍光を発する化合物(蛍光性化合物)を用いた発光素子より、
燐光を発する化合物(燐光性化合物)を用いた発光素子の方が、高い発光効率を得ること
が可能となる。したがって、三重項励起状態を発光に変換することが可能な燐光性化合物
を用いた発光素子の開発が近年盛んに行われている(例えば、特許文献2参照)。
O準位とのエネルギー差に依存し、該エネルギー差は概ね一重項励起状態のエネルギーに
相当する。燐光性化合物を用いた発光素子においては、三重項励起エネルギーが発光のエ
ネルギーに変換される。そのため、有機化合物が形成する一重項励起状態と三重項励起状
態とでエネルギー差が大きい場合、有機化合物を励起するために必要なエネルギーは、該
エネルギー差に相当するエネルギーの分だけ、発光のエネルギーより高くなってしまう。
有機化合物を励起するために必要なエネルギーと、発光のエネルギーとのエネルギー差は
、発光素子において駆動電圧の上昇として素子特性に影響を与える。そのため、駆動電圧
を低減する手法が探索されている(特許文献3参照)。
ては、高い三重項励起エネルギー準位を有する安定な化合物の開発が困難であるため、未
だ実用化に至っていない。そのため、より安定な蛍光性化合物を用いた発光素子の開発が
行われており、蛍光性化合物を用いた発光素子(蛍光発光素子)の発光効率を高める手法
が探索されている。
化遅延蛍光(Thermally Activated Delayed Fluore
scence:TADF)体が知られている。熱活性化遅延蛍光体では、三重項励起状態
から逆項間交差により一重項励起状態が生成され、一重項励起状態から発光に変換される
。
遅延蛍光体において、三重項励起状態から一重項励起状態が効率よく生成するだけでなく
、一重項励起状態から効率よく発光が得られること、すなわち蛍光量子収率が高いことが
重要となる。しかしながら、この2つを同時に満たす発光材料を設計することは困難であ
る。
化遅延蛍光体の一重項励起エネルギーを、蛍光性化合物へと移動させ、蛍光性化合物から
発光を得る方法が提案されている(特許文献4参照)。
圧を低減するためには、ホスト材料における一重項励起状態と三重項励起状態とのエネル
ギー差が小さいことが好ましい。
起状態から一重項励起状態が効率よく生成することが好ましい。また、ホスト材料の一重
項励起状態から蛍光性化合物の一重項励起状態へ、効率よくエネルギーが移動することが
好ましい。
において、発光効率が高い発光素子を提供することを課題の一とする。または、本発明の
一態様では、消費電力が低減された発光素子を提供することを課題の一とする。または、
本発明の一態様では、新規な発光素子を提供することを課題の一とする。または、本発明
の一態様では、新規な発光装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態
様では、新規な表示装置を提供することを課題の一とする。
ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。上記以外の課題は、明細書等の記載
から自ずと明らかであり、明細書等の記載から上記以外の課題を抽出することが可能であ
る。
は、三重項励起子を一重項励起子に変換し、一重項励起子を有する化合物から発光させる
、あるいは該一重項励起子のエネルギー移動によって蛍光性化合物から発光させることが
できる発光素子である。
って、高分子材料は、少なくとも、第1の高分子鎖と、第2の高分子鎖と、を有し、ゲス
ト材料は、蛍光を呈することができる機能を有し、第1の高分子鎖および第2の高分子鎖
は、それぞれ、第1の骨格と、第2の骨格と、第3の骨格と、を有し、第1の骨格と、第
2の骨格とが、第3の骨格を介して結合し、第1の骨格は、正孔を輸送することができる
機能を有し、第2の骨格は、電子を輸送することができる機能を有し、第1の高分子鎖と
、第2の高分子鎖とは、第1の高分子鎖と、第2の高分子鎖と、で励起錯体を形成する機
能を有する、ことを特徴とする発光素子である。
て、高分子材料は、少なくとも、第1の高分子鎖と、第2の高分子鎖と、を有し、ゲスト
材料は、三重項励起エネルギーを発光に変換することができる機能を有し、第1の高分子
鎖および第2の高分子鎖は、それぞれ、第1の骨格と、第2の骨格と、第3の骨格と、を
有し、第1の骨格と、第2の骨格とが、第3の骨格を介して結合し、第1の骨格は、正孔
を輸送することができる機能を有し、第2の骨格は、電子を輸送することができる機能を
有し、第1の高分子鎖と、第2の高分子鎖とは、第1の高分子鎖と、第2の高分子鎖と、
で励起錯体を形成する機能を有する、ことを特徴とする発光素子である。
少なくとも、第1の高分子鎖と、第2の高分子鎖と、を有し、第1の高分子鎖および第2
の高分子鎖は、それぞれ、第1の骨格と、第2の骨格と、第3の骨格と、第4の骨格と、
を有し、第1の骨格と第2の骨格とが、第3の骨格を介して結合し、第1の骨格は、正孔
を輸送することができる機能を有し、第2の骨格は、電子を輸送することができる機能を
有し、第4の骨格は、蛍光を呈することができる機能を有し、第1の高分子鎖と、第2の
高分子鎖とは、第1の高分子鎖と、第2の高分子鎖と、で励起錯体を形成する機能を有す
る、ことを特徴とする発光素子である。
少なくとも、第1の高分子鎖と、第2の高分子鎖と、を有し、第1の高分子鎖および第2
の高分子鎖は、それぞれ、第1の骨格と、第2の骨格と、第3の骨格と、第4の骨格と、
を有し、第1の骨格と第2の骨格とが、第3の骨格を介して結合し、第1の骨格は、正孔
を輸送することができる機能を有し、第2の骨格は、電子を輸送することができる機能を
有し、第4の骨格は、三重項励起エネルギーを発光に変換することができる機能を有し、
第1の高分子鎖と、第2の高分子鎖とは、第1の高分子鎖と、第2の高分子鎖と、で励起
錯体を形成する機能を有する、ことを特徴とする発光素子である。
て、高分子材料は、少なくとも、第1の高分子鎖と、第2の高分子鎖と、を有し、ゲスト
材料は、蛍光を呈することができる機能を有し、第1の高分子鎖および第2の高分子鎖は
、それぞれ、第1の骨格と、第2の骨格と、第3の骨格と、を有し、第1の骨格と、第2
の骨格とが、第3の骨格を介して結合し、第1の骨格は、π電子過剰型複素芳香族骨格ま
たは芳香族アミン骨格の少なくとも一つを有し、第2の骨格は、π電子不足型複素芳香族
骨格を有し、第1の高分子鎖と、第2の高分子鎖とは、第1の高分子鎖と、第2の高分子
鎖と、で励起錯体を形成する機能を有する、ことを特徴とする発光素子である。
て、高分子材料は、少なくとも、第1の高分子鎖と、第2の高分子鎖と、を有し、ゲスト
材料は、三重項励起エネルギーを発光に変換することができる機能を有し、第1の高分子
鎖および第2の高分子鎖は、それぞれ、第1の骨格と、第2の骨格と、第3の骨格と、を
有し、第1の骨格と、第2の骨格とが、第3の骨格を介して結合し、第1の骨格は、π電
子過剰型複素芳香族骨格または芳香族アミン骨格の少なくとも一つを有し、第2の骨格は
、π電子不足型複素芳香族骨格を有し、第1の高分子鎖と、第2の高分子鎖とは、第1の
高分子鎖と、第2の高分子鎖と、で励起錯体を形成する機能を有する、ことを特徴とする
発光素子である。
少なくとも、第1の高分子鎖と、第2の高分子鎖と、を有し、第1の高分子鎖および第2
の高分子鎖は、それぞれ、第1の骨格と、第2の骨格と、第3の骨格と、第4の骨格と、
を有し、第1の骨格と第2の骨格とが、第3の骨格を介して結合し、第1の骨格は、π電
子過剰型複素芳香族骨格または芳香族アミン骨格の少なくとも一つを有し、第2の骨格は
、π電子不足型複素芳香族骨格を有し、第4の骨格は、蛍光を呈することができる機能を
有し、第1の高分子鎖と、第2の高分子鎖とは、第1の高分子鎖と、第2の高分子鎖と、
で励起錯体を形成する機能を有する、ことを特徴とする発光素子である。
少なくとも第1の高分子鎖と、第2の高分子鎖と、を有し、第1の高分子鎖および第2の
高分子鎖は、それぞれ、第1の骨格と、第2の骨格と、第3の骨格と、第4の骨格と、を
有し、第1の骨格と第2の骨格とが、第3の骨格を介して結合し、第1の骨格は、π電子
過剰型複素芳香族骨格または芳香族アミン骨格の少なくとも一つを有し、第2の骨格は、
π電子不足型複素芳香族骨格を有し、第4の骨格は、三重項励起エネルギーを発光に変換
することができる機能を有し、第1の高分子鎖と、第2の高分子鎖とは、第1の高分子鎖
と、第2の高分子鎖と、で励起錯体を形成する機能を有する、ことを特徴とする発光素子
である。
骨格、またはピロール骨格、の少なくとも一つを有すると好ましい。また、π電子不足型
複素芳香族骨格は、ピリジン骨格、ジアジン骨格、またはトリアジン骨格、の少なくとも
一つを有すると好ましい。また、第3の骨格は、ビフェニル骨格、またはフルオレン骨格
、の少なくとも一つを有すると好ましい。
における第1の骨格と、第2の高分子鎖における第2の骨格と、で励起錯体を形成する機
能を有すると好ましい。また、励起錯体は、室温で熱活性化遅延蛍光を呈する機能を有す
ると好ましい。
ジスタの少なくとも一方と、を有する表示装置である。また、本発明の他の一態様は、当
該表示装置と、筐体またはタッチセンサの少なくとも一方と、を有する電子機器である。
また、本発明の他の一態様は、上記各構成の発光素子と、筐体またはタッチセンサの少な
くとも一方と、を有する照明装置である。また、本発明の一態様は、発光素子を有する発
光装置だけでなく、発光装置を有する電子機器も範疇に含める。従って、本明細書中にお
ける発光装置とは、画像表示デバイス、もしくは光源(照明装置含む)を指す。また、発
光装置にコネクター、例えばFPC(Flexible Printed Circui
t)、TCP(Tape Carrier Package)が取り付けられたモジュー
ル、TCPの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にCOG(C
hip On Glass)方式によりIC(集積回路)が直接実装されたモジュールも
発光装置を含む場合がある。
発光効率が高い発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様により、消費
電力が低減された発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様により、新
規な発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様により、新規な発光装置
を提供することができる。または、本発明の一態様により、新規な表示装置を提供するこ
とができる。
必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書
、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかであり、明細書、図面、請求項などの記載
から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細
を様々に変更し得ることが可能である。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内
容に限定して解釈されない。
実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、
必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
工程順又は積層順を示さない場合がある。そのため、例えば、「第1の」を「第2の」又
は「第3の」などと適宜置き換えて説明することができる。また、本明細書等に記載され
ている序数詞と、本発明の一態様を特定するために用いられる序数詞は一致しない場合が
ある。
指す符号は異なる図面間でも共通して用いる場合がある。
替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変
更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」
という用語に変更することが可能な場合がある。
項状態のことである。また、S1準位は、一重項励起エネルギー準位の最も低い準位であ
り、最も低い一重項励起状態の励起エネルギー準位のことである。また、三重項励起状態
(T*)は、励起エネルギーを有する三重項状態のことである。また、T1準位は、三重
項励起エネルギー準位の最も低い準位であり、最も低い三重項励起状態の励起エネルギー
準位のことである。
る際に可視光領域に発光を与える化合物である。一方、燐光性化合物とは、三重項励起状
態から基底状態へ緩和する際に、室温において可視光領域に発光を与える化合物である。
換言すると燐光性化合物とは、三重項励起エネルギーを可視光へ変換可能な化合物の一つ
である。
光ピーク(ショルダーを含む)とする。また、燐光発光エネルギーまたは三重項励起エネ
ルギーとは、燐光発光の最も短波長側の発光ピーク(ショルダーを含む)とする。なお、
該燐光発光は、低温(例えば、10K)環境下において、時間分解フォトルミネッセンス
法を行うことで観測することができる。
子量が、1×103乃至1×108である重合体である。また、低分子化合物とは、分子
量分布を有さず、分子量が、1×104以下の化合物である。
料および化合物である。すなわち、該構成単位とは、高分子材料および高分子化合物が1
以上有する単位をいう。
共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよく、その他の態様であってもよい。
発光特性および輝度寿命の低下を引き起こす可能性がある。したがって、高分子材料およ
び高分子化合物の末端基は、安定な末端基であると好ましい。該安定な末端基としては、
主鎖と共有結合している基が好ましく、炭素-炭素結合を介してアリール基または複素環
基と結合する基が好ましい。
長領域であり、青色の発光とは該波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有
する発光である。また、緑色の波長領域とは、490nm以上580nm未満の波長領域
であり、緑色の発光とは該波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する発
光である。また、赤色の波長領域とは、580nm以上680nm以下の波長領域であり
、赤色の発光とは該波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する発光であ
る。
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子について、図1乃至図2を用いて以下説
明する。
まず、本発明の一態様の発光素子の構成について、図1(A)(B)及び(C)を用い
て、以下説明する。
に設けられたEL層100を有する。EL層100は、少なくとも発光層130を有する
。
び電子注入層114等の機能層を有する。
02を陰極として説明するが、発光素子150の構成としては、その限りではない。つま
り、電極101を陰極とし、電極102を陽極とし、当該電極間の各層の積層を、逆の順
番にしてもよい。すなわち、陽極側から、正孔注入層111と、発光層130と、電子注
入層114と、が積層する順番とすればよい。
、及び電子注入層114の中から選ばれた少なくとも一つを有する構成とすればよい。あ
るいは、EL層100は、正孔または電子の注入障壁を低減する、正孔または電子の輸送
性を向上する、正孔または電子の輸送性を阻害する、または電極による消光現象を抑制す
る、ことができる等の機能を有する機能層を有する構成としてもよい。なお、機能層はそ
れぞれ単層であっても、複数の層が積層された構成であってもよい。
B)に示す発光層130は、高分子材料131と、ゲスト材料132と、を有する。
31_3と、を有する。骨格131_1と、骨格131_2と、は骨格131_3を介し
て結合または重合している。
機化合物としては、蛍光を発することができる物質(以下、蛍光性化合物ともいう)であ
ると好適である。以下の説明においては、ゲスト材料132として、蛍光性化合物を用い
る構成について説明する。なお、ゲスト材料132を蛍光性化合物として読み替えてもよ
い。
)間に電圧を印加することにより、陰極から電子が、陽極から正孔(ホール)が、それぞ
れEL層100に注入され、電流が流れる。そして、注入された電子及び正孔が再結合す
ることによって、励起子が形成される。キャリア(電子および正孔)の再結合によって生
じる励起子のうち、一重項励起子と三重項励起子の比(以下、励起子生成確率)は、統計
的確率により、1:3となる。そのため、蛍光性化合物を用いた発光素子において、発光
に寄与する一重項励起子が生成する割合は25%であり、発光に寄与しない三重項励起子
が生成する割合は75%となる。したがって、発光に寄与しない三重項励起子を、発光に
寄与する一重項励起子へ変換することが、発光素子の発光効率を向上させるためには重要
である。
できる機能を有すると好ましい。
次に、発光層130の発光機構について、以下説明を行う。
る機能(正孔輸送性)を有する骨格と、骨格131_2として電子を輸送する機能(電子
輸送性)を有する骨格と、を有すると好ましい。あるいは、骨格131_1がπ電子過剰
型複素芳香族骨格または芳香族アミン骨格の少なくとも一つを有し、骨格131_2がπ
電子不足型複素芳香族骨格を有すると好ましい。
の高分子鎖において、励起錯体(励起二量体ともいう)を形成する機能を有する材料であ
る。その中でも、高分子材料131における正孔輸送性を有する骨格と、電子輸送性を有
する骨格とが、同一の構成単位を有する2つの高分子鎖間において、励起錯体を形成する
と好ましい。あるいは、高分子材料131が有するπ電子過剰型複素芳香族骨格または芳
香族アミン骨格の少なくとも一つと、高分子材料131が有するπ電子不足型複素芳香族
骨格とが、同一の構成単位を有する2つの高分子鎖間において、励起錯体を形成すると好
ましい。なお、本明細書等において、同一の構成単位を有する高分子鎖とは、少なくとも
同じ種類の構成単位(ここでは、骨格131_1、骨格131_2及び骨格131_3)
を有する高分子鎖であればよく、各構成単位の結合方向、結合角、結合長などが異なって
いてもよい。また、各構成単位が異なる置換基を有してもよく、各構成単位の間に異なる
骨格を有していてもよい。また、各構成単位の重合法が異なっていてもよい。
高分子鎖とが励起錯体を形成する機能を有する材料である。その中でも、高分子材料13
1において、第1の高分子鎖における正孔輸送性を有する骨格と、第2の高分子鎖におけ
る電子輸送性を有する骨格とが、励起錯体を形成すると好ましい。あるいは、高分子材料
131において、第1の高分子鎖におけるπ電子過剰型複素芳香族骨格または芳香族アミ
ン骨格の少なくとも一つと、第2の高分子鎖におけるπ電子不足型複素芳香族骨格とが、
励起錯体を形成すると好ましい。
2として電子輸送性を有する骨格と、を有することで、2つの高分子鎖間でドナー-アク
セプター型の励起錯体を形成しやすくなり、効率よく励起錯体を形成することができる。
あるいは、高分子材料131が、骨格131_1としてπ電子過剰型複素芳香族骨格また
は芳香族アミン骨格の少なくとも一つと、骨格131_2としてπ電子不足型複素芳香族
骨格と、を有することで、2つの高分子鎖間でドナー-アクセプター型の励起錯体を形成
しやすくなり、効率よく励起錯体を形成することができる。
るよう、電子輸送性を有する骨格と、正孔輸送性を有する骨格と、の共役が低くなる構造
を有することが好ましい。あるいは、π電子過剰型複素芳香族骨格または芳香族アミン骨
格の少なくとも一つと、π電子不足型複素芳香族骨格と、の共役が低くなる構造を有する
ことが好ましい。そうすることで、最高被占軌道(Highest Occupied
Molecular Orbital、HOMOともいう)の分子軌道が分布する領域と
、最低空軌道(Lowest Unoccupied Molecular Orbit
al、LUMOともいう)の分子軌道が分布する領域との重なりを小さくすることができ
る。また、高分子材料131の一重項励起エネルギー準位と三重項励起エネルギー準位と
の差を小さくすることが可能となる。また、高分子材料131の三重項励起エネルギー準
位を高いエネルギーにすることが可能となる。
きる。また、分子軌道によって、分子の電子配置(電子の空間的分布ならびにエネルギー
)を詳細に記述することが可能である。
子鎖にHOMOの分子軌道を有し、他方の高分子鎖にLUMOの分子軌道を有するため、
HOMOの分子軌道とLUMOの分子軌道との重なりが極めて小さい。すなわち、該励起
錯体は、一重項励起エネルギー準位と三重項励起エネルギー準位との差が小さくなる。し
たがって、高分子材料131の2つの高分子鎖間で形成される励起錯体は、三重項励起エ
ネルギー準位と一重項励起エネルギー準位との差が小さく、好ましくは0eVより大きく
0.2eV以下である。
を有する場合、キャリアバランスを容易に制御することが可能となる。そのため、キャリ
ア再結合領域の制御も簡便に行うことができる。そのためには、骨格131_1(正孔輸
送性を有する骨格を有する)と、骨格131_2(電子輸送性を有する骨格を有する)と
、の構成比率は、1:9から9:1(モル比)の範囲が好ましく、骨格131_2(電子
輸送性を有する骨格を有する)が、骨格131_1(正孔輸送性を有する骨格を有する)
より、構成比率が高いことが、さらに好ましい。
準位の相関を図1(C)に示す。なお、図1(C)における表記及び符号は、以下の通り
である。
・Polymer(131_1+131_2):高分子材料131のうち、近接した第1
の高分子鎖における骨格131_1及び第2の高分子鎖における骨格131_2
・Guest(132):ゲスト材料132(蛍光性化合物)
・SH:高分子材料131のS1準位
・TH:高分子材料131のT1準位
・SG:ゲスト材料132(蛍光性化合物)のS1準位
・TG:ゲスト材料132(蛍光性化合物)のT1準位
・SE:励起錯体のS1準位
・TE:励起錯体のT1準位
(蛍光性化合物)は、高分子材料131中に分散される。発光層130の高分子材料13
1のS1準位は、発光層130のゲスト材料132(蛍光性化合物)のS1準位よりも高
いことが好ましい。また、発光層130の高分子材料131のT1準位は、発光層130
のゲスト材料132(蛍光性化合物)のT1準位よりも高いことが好ましい。
て、同一の構成単位を有する2つの高分子鎖間で励起錯体を形成する。励起錯体の最も低
い一重項励起エネルギー準位(SE)と励起錯体の最も低い三重項励起エネルギー準位(
TE)とは、互いに隣接したエネルギー準位となる(図1(C) ルートE3参照)。
た一つの高分子鎖がもう一方の基底状態の高分子鎖と相互作用することによって形成され
る。そして、光を発することによって基底状態になると、励起錯体を形成していた2つの
高分子鎖は、また元の別々の高分子鎖として振る舞う。電気励起の場合は、一方が励起状
態になると、速やかに他方と相互作用することで励起錯体を形成する。あるいは、一方が
正孔を、他方が電子を受け取ることで速やかに励起錯体を形成することができる。この場
合、いずれの高分子鎖においても単一の高分子鎖で励起状態を形成することなく励起錯体
を形成することができるため、発光層130における励起子のほとんどが励起錯体として
存在することが可能となる。励起錯体の励起エネルギー準位(SEおよびTE)は、励起
錯体を形成する高分子材料131単一の高分子鎖の一重項励起エネルギー準位(SH)よ
り低くなるため、より低い励起エネルギーで高分子材料131の励起状態を形成すること
が可能となる。これによって、発光素子150の駆動電圧を低減することができる。
、互いに隣接したエネルギー準位であるため、熱活性化遅延蛍光を呈する機能を有する。
すなわち、励起錯体は三重項励起エネルギーを逆項間交差(アップコンバージョン)によ
って一重項励起エネルギーに変換する機能を有する(図1(C) ルートE4参照)。し
たがって、発光層130で生成した三重項励起エネルギーの一部は励起錯体により一重項
励起エネルギーに変換される。そのためには、励起錯体の一重項励起エネルギー準位(S
E)と三重項励起エネルギー準位(TE)とのエネルギー差は0eVより大きく0.2e
V以下であると好ましい。
起エネルギー準位(SG)より高いことが好ましい。そうすることで、生成した励起錯体
の一重項励起エネルギーは、励起錯体の一重項励起エネルギー準位(SE)からゲスト材
料132の一重項励起エネルギー準位(SG)へエネルギー移動することができる。その
結果、ゲスト材料132が一重項励起状態となり、発光する(図1(C) ルートE5参
照)。
2の蛍光量子収率は高いことが好適であり、具体的には、好ましくは50%以上、より好
ましくは70%以上、さらに好ましくは90%以上である。
体の三重項励起エネルギー準位(TE)が、該励起錯体を形成する高分子材料131単体
の三重項励起エネルギー準位(TH)よりも低いことが好ましい。これにより、高分子材
料131における他の高分子鎖による励起錯体の三重項励起エネルギーのクエンチが生じ
にくくなり、効率よく逆項間交差が発生する。
高分子材料131の一重項励起エネルギー準位と三重項励起エネルギー準位とのエネルギ
ー差が小さいことが好ましい。
励起エネルギー準位(TG)へのエネルギー移動は、ゲスト材料132における一重項基
底状態から三重項励起状態への直接遷移が禁制であることから、主たるエネルギー移動過
程になりにくい。
起エネルギー準位(TG)へ三重項励起エネルギー移動が生じると、三重項励起エネルギ
ーは失活してしまう(図1(C) ルートE6参照)。そのため、ルートE6のエネルギ
ー移動が少ない方が、ゲスト材料132の三重項励起状態の生成効率を低減することがで
き、熱失活を減少することができるため好ましい。そのためには、高分子材料131とゲ
スト材料132との重量比は、ゲスト材料132の重量比が低いことが好ましく、具体的
には高分子材料131に対するゲスト材料132の重量比としては、0.001以上0.
05以下が好適であり、より好ましくは0.001以上0.03以下、さらに好ましくは
0.001以上0.01以下である。
130において三重項励起子が多数生成することになり、熱失活によって発光効率を損ね
てしまう。そのため、ゲスト材料132においてキャリアが直接再結合する過程よりも、
励起錯体の生成過程を経たエネルギー移動過程(図1(C) ルートE4及びE5)の割
合が多い方が、ゲスト材料132の三重項励起状態の生成効率を低減することができ、熱
失活を抑制することができるため好ましい。そのためには、やはり高分子材料131とゲ
スト材料132との重量比は、ゲスト材料132の重量比が低いことが好ましく、具体的
には高分子材料に対するゲスト材料132の重量比としては、0.001以上0.05以
下が好適であり、より好ましくは0.001以上0.03以下、さらに好ましくは0.0
01以上0.01以下である。
ば、高分子材料131の一重項励起エネルギー及び三重項励起エネルギーの双方が効率よ
くゲスト材料132の一重項励起エネルギーに変換されるため、発光素子150は高い発
光効率で発光することが可能となる。
、E4、及びE5の過程を、本明細書等において、ExSET(Exciplex-Si
nglet Energy Transfer)またはExEF(Exciplex-E
nhanced Fluorescence)と呼称する場合がある。別言すると、発光
層130は、励起錯体からゲスト材料132への励起エネルギーの供与がある。
を効率よく得ることができる。
して、熱活性化遅延蛍光(TADF)材料が知られている。TADF材料は、単独で三重
項励起状態から逆項間交差により一重項励起状態を生成し、一重項励起状態から発光を呈
することが可能な材料である。すなわち、TADF材料は、三重項励起状態のエネルギー
の一部を発光に変換することができる機能を有する。
の差が小さく、三重項励起状態をわずかな熱エネルギーによって一重項励起状態に逆項間
交差が可能な材料である。具体的には、三重項励起エネルギー準位と一重項励起エネルギ
ー準位の差が好ましくは0eVより大きく0.2eV以下の材料であり、さらに好ましく
は0eVより大きく0.1eV以下の材料である。
芳香族骨格を有する複素環化合物が挙げられる。該複素環化合物が熱活性化遅延蛍光を呈
する機能を有するためには、π電子過剰型複素芳香族骨格とπ電子不足型複素芳香族骨格
とが、直接結合することで、π電子過剰型複素芳香族骨格のドナー性とπ電子不足型複素
芳香族骨格のアクセプター性を共に強くすることが好ましい。また、π電子過剰型複素芳
香族骨格とπ電子不足型複素芳香族骨格との共役を低下させ、HOMOの分子軌道と、L
UMOの分子軌道との重なりを小さくすることが好ましい。その一方で、HOMOの分子
軌道と、LUMOの分子軌道と、の重なりをある程度有することで、HOMOの分子軌道
とLUMOの分子軌道との遷移確率(振動子強度)を高くすることが好ましい。これによ
って、一重項励起エネルギー準位と三重項励起エネルギー準位との差を小さくすることが
できると共に、一重項励起状態からの発光を効率よく得ることができる。
骨格、フェノキサジン骨格等のπ電子過剰型複素芳香族骨格のように、π電子不足型複素
芳香族骨格との結合する部位において強い捩じれを有し、π電子過剰型複素芳香族骨格と
π電子不足型複素芳香族骨格との共役を低下させる構造が挙げられる。しかしながら、こ
のような捩じれ構造を有する骨格は、分子構造が限られてしまう。
1_1と、電子輸送性を有する骨格131_2と、が骨格131_3を介して結合または
重合することが好ましい。また、高分子材料131は、π電子過剰型複素芳香族骨格また
は芳香族アミン骨格の少なくとも一方と、π電子不足型複素芳香族骨格と、が骨格131
_3を介して結合または重合することが好ましい。なお、骨格131_3の詳細について
は後述する。
次に、高分子材料131と、ゲスト材料132との分子間のエネルギー移動過程の支配
因子について説明する。分子間のエネルギー移動の機構としては、フェルスター機構(双
極子-双極子相互作用)と、デクスター機構(電子交換相互作用)の2つの機構が提唱さ
れている。ここでは、高分子材料131とゲスト材料132との分子間のエネルギー移動
過程について説明するが、高分子材料131が励起錯体を形成する場合も同様である。
フェルスター機構では、エネルギー移動に、分子間の直接的接触を必要とせず、高分子
材料131及びゲスト材料132間の双極子振動の共鳴現象を通じてエネルギー移動が起
こる。双極子振動の共鳴現象によって高分子材料131がゲスト材料132にエネルギー
を受け渡し、励起状態の高分子材料131が基底状態になり、基底状態のゲスト材料13
2が励起状態になる。なお、フェルスター機構の速度定数kh*→gを数式(1)に示す
。
化された発光スペクトル(一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペ
クトル、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光スペクトル)を表し、
εg(ν)は、ゲスト材料132のモル吸光係数を表し、Nは、アボガドロ数を表し、n
は、媒体の屈折率を表し、Rは、高分子材料131とゲスト材料132の分子間距離を表
し、τは、実測される励起状態の寿命(蛍光寿命や燐光寿命)を表し、cは光速を表し、
φは、発光量子収率(一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光量子収率
、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光量子収率)を表し、K2は、
高分子材料131とゲスト材料132の遷移双極子モーメントの配向を表す係数(0から
4)である。なお、ランダム配向の場合はK2=2/3である。
デクスター機構では、高分子材料131とゲスト材料132が軌道の重なりを生じる接
触有効距離に近づき、励起状態の高分子材料131の電子と、基底状態のゲスト材料13
2との電子の交換を通じてエネルギー移動が起こる。なお、デクスター機構の速度定数k
h*→gを数式(2)に示す。
であり、νは、振動数を表し、f’h(ν)は、高分子材料131の規格化された発光ス
ペクトル(一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル、三重項
励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光スペクトル)を表し、ε’g(ν)は
、ゲスト材料132の規格化された吸収スペクトルを表し、Lは、実効分子半径を表し、
Rは、高分子材料131とゲスト材料132の分子間距離を表す。
式(3)で表される。krは、高分子材料131の発光過程(一重項励起状態からのエネ
ルギー移動を論じる場合は蛍光、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐
光)の速度定数を表し、knは、高分子材料131の非発光過程(熱失活や項間交差)の
速度定数を表し、τは、実測される高分子材料131の励起状態の寿命を表す。
度定数kh*→gを大きくし、他の競合する速度定数kr+kn(=1/τ)が相対的に
小さくなれば良いことがわかる。
まず、フェルスター機構によるエネルギー移動を考える。数式(3)に数式(1)を代
入することでτを消去することができる。したがって、フェルスター機構の場合、エネル
ギー移動効率φETは、高分子材料131の励起状態の寿命τに依存しない。また、エネ
ルギー移動効率φETは、発光量子収率φ(一重項励起状態からのエネルギー移動を論じ
ているので、蛍光量子収率)が高い方が良いと言える。一般的に、有機化合物の三重項励
起状態からの発光量子収率は室温において非常に低い。そのため、高分子材料131が三
重項励起状態である場合、フェルスター機構によるエネルギー移動過程は無視でき、高分
子材料131が一重項励起状態である場合のみ考慮すればよい。
じる場合は蛍光スペクトル)とゲスト材料132の吸収スペクトル(一重項基底状態から
一重項励起状態への遷移に相当する吸収)との重なりが大きいことが好ましい。さらに、
ゲスト材料132のモル吸光係数も高い方が好ましい。このことは、高分子材料131の
発光スペクトルと、ゲスト材料132の最も長波長側に現れる吸収帯とが重なることを意
味する。なお、ゲスト材料132における一重項基底状態から三重項励起状態への直接遷
移が禁制であることから、ゲスト材料132において三重項励起状態が係わるモル吸光係
数は無視できる量である。このことから、フェルスター機構によるゲスト材料132の三
重項励起状態へのエネルギー移動過程は無視でき、ゲスト材料132の一重項励起状態へ
のエネルギー移動過程のみ考慮すればよい。すなわち、フェルスター機構においては、高
分子材料131の一重項励起状態からゲスト材料132の一重項励起状態へのエネルギー
移動過程を考えればよい。
kh*→gを大きくするには高分子材料131の発光スペクトル(一重項励起状態からの
エネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル)とゲスト材料132の吸収スペクトル(
一重項基底状態から一重項励起状態への遷移に相当する吸収)との重なりが大きい方が良
いことがわかる。したがって、エネルギー移動効率の最適化は、高分子材料131の発光
スペクトルと、ゲスト材料132の最も長波長側に現れる吸収帯とが重なることによって
実現される。
効率φETは、τに依存することが分かる。デクスター機構は、電子交換に基づくエネル
ギー移動過程であるため、高分子材料131の一重項励起状態からゲスト材料132の一
重項励起状態へのエネルギー移動と同様に、高分子材料131の三重項励起状態からゲス
ト材料132の三重項励起状態へのエネルギー移動も生じる。
ゲスト材料132の三重項励起状態へのエネルギー移動効率は低いことが好ましい。すな
わち、高分子材料131からゲスト材料132へのデクスター機構に基づくエネルギー移
動効率は低いことが好ましく、高分子材料131からゲスト材料132へのフェルスター
機構に基づくエネルギー移動効率は高いことが好ましい。
1の励起状態の寿命τに依存しない。一方、デクスター機構におけるエネルギー移動効率
は、高分子材料131の励起寿命τに依存する。そのため、デクスター機構におけるエネ
ルギー移動効率を低下させるためには、高分子材料131の励起寿命τは短いことが好ま
しい。
からゲスト材料132へのエネルギー移動過程についても、フェルスター機構、及びデク
スター機構の双方の機構によるエネルギー移動が生じる。
ルギードナーとしての機能を有する励起錯体を、2つの高分子鎖間で形成する機能を有す
る高分子材料131を有する発光素子を提供する。高分子材料131における2つの高分
子鎖間で形成される励起錯体は、一重項励起エネルギー準位と、三重項励起エネルギー準
位とが隣接しているという特徴を有する。そのため、発光層130において生成する三重
項励起子から一重項励起子への遷移(逆項間交差)が起こりやすい。したがって、発光層
130において一重項励起子の生成効率を高めることができる。さらに、励起錯体の一重
項励起状態からエネルギーアクセプターとなるゲスト材料132の一重項励起状態へのエ
ネルギー移動を生じやすくするためには、該励起錯体の発光スペクトルと、ゲスト材料1
32の最も長波長側(低エネルギー側)に現れる吸収帯と、が重なると好ましい。そうす
ることで、ゲスト材料132の一重項励起状態の生成効率を高めることができる。
とが好ましく、具体的には、10ns以上50μs以下、より好ましくは10ns以上3
0μs以下である。
好ましい。具体的には、励起錯体が呈する発光のうち、熱活性化遅延蛍光成分が占める割
合は好ましくは5%以上であり、より好ましくは10%以上である。
次に、図1(B)に示す発光層130と異なる構成例について、図2を用いて、以下説
明を行う。
おいて、図1(B)に示す符号と同様の機能を有する箇所には同様の符号を付し、その詳
細な説明は省略する場合がある。
位として、骨格131_1と、骨格131_2と、骨格131_3と、骨格131_4と
、を有する。骨格131_1と、骨格131_2と、は骨格131_3を介して結合また
は重合している。
は、蛍光を発することができる骨格(以下、蛍光性骨格ともいう)であると好適である。
以下の説明においては、骨格131_4として、蛍光性骨格を用いる構成について説明す
る。なお、骨格131_4を蛍光性骨格として読み替えてもよい。
おいては、本実施の形態の構成例1で示したゲスト材料132を、骨格131_4と読み
替えることで説明することができる。また、本実施の形態の構成例1と同様の機能に係わ
る説明は、本実施の形態の構成例1を参酌すればよい。
として正孔輸送性を有する骨格を有し、且つ、骨格131_2として電子輸送性を有する
骨格を有し、2つの高分子鎖間で励起錯体を形成する。そして、該励起錯体から骨格13
1_4へ励起エネルギーが移動することで、骨格131_4から発光が得られる。なお、
該励起錯体から励起エネルギーを受け取る骨格131_4は、励起錯体を形成する2つの
高分子鎖のうち一方が有していてもよく、それ以外の高分子鎖が有していてもよい。
成する励起錯体の三重項励起エネルギー準位から、骨格131_4の三重項励起エネルギ
ー準位へ、三重項励起エネルギー移動が生じると、三重項励起エネルギーは失活してしま
う。そのため、高分子材料131の全構成単位に対する骨格131_4の構成比率は低い
ことが好ましく、具体的には0.1mol%以上5mol%以下が好適であり、より好ま
しくは0.1mol%以上3mol%以下、さらに好ましくは0.1mol%以上1mo
l%以下である。
30において三重項励起子が多数生成することになり、熱失活によって発光効率を損ねて
しまう。そのため、やはり高分子材料131の全構成単位に対する骨格131_4の構成
比率は低いことが好ましく、具体的には0.1mol%以上5mol%以下が好適であり
、より好ましくは0.1mol%以上3mol%以下、さらに好ましくは0.1mol%
以上1mol%以下である。
次に、本発明の一態様に係わる発光素子の構成要素の詳細について、以下説明を行う。
発光層130に用いることができる材料について、それぞれ以下に説明する。
高分子鎖間において、励起錯体を形成する機能を有する材料であれば、特に限定はないが
、π電子過剰型複素芳香族骨格または芳香族アミン骨格の少なくとも一つと、π電子不足
型複素芳香族骨格とを有すると好ましい。すなわち、高分子材料131が、少なくとも骨
格131_1と骨格131_2と骨格131_3とを有し、骨格131_1が、π電子過
剰型複素芳香族骨格または芳香族アミン骨格の少なくとも一つを、骨格131_2がπ電
子不足型複素芳香族骨格を、有すると好ましい。
3級アミンが好ましく、特にトリアリールアミン骨格が好ましい。トリアリールアミン骨
格のアリール基としては、環を形成する炭素数が6乃至13の置換又は無置換のアリール
基が好ましく、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基等が挙げられる。
チオフェン骨格、およびピロール骨格が安定で信頼性が良好なため、当該骨格の中から選
ばれるいずれか一つまたは複数を有することが、好ましい。なお、フラン骨格としてはジ
ベンゾフラン骨格が、チオフェン骨格としてはジベンゾチオフェン骨格が、それぞれ好ま
しい。また、ピロール骨格としては、インドール骨格、カルバゾール骨格が好ましく、3
-(9H-カルバゾール-3-イル)-9H-カルバゾール骨格が特に好ましい。これら
の骨格は置換基を有していても良い。
式(101)乃至(110)で表される骨格である。なお、一般式(105)乃至(10
7)中のXは、酸素原子または硫黄原子を表す。
ピリジン骨格、ジアジン骨格(ピリミジン骨格、ピラジン骨格、ピリダジン骨格)、また
はトリアジン骨格が好ましく、中でもジアジン骨格またはトリアジン骨格は、安定で信頼
性が良好なため、好ましい。
0)で表される骨格である。
ェニル骨格、ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、トリフェニレン骨格、フルオレン骨
格のように、三重項励起エネルギーが2eV以上となるような芳香族炭化水素骨格を用い
ても良い。
電子過剰型複素芳香族骨格または芳香族アミン骨格の少なくとも一方)と、第2の骨格が
有する電子輸送性を有する骨格(具体的にはπ電子不足型複素芳香族骨格)とが、少なく
とも骨格131_3を介して結合または重合することが好ましい。
イル骨格、テルフェニルジイル骨格、ナフタレンジイル骨格、フルオレンジイル骨格、9
,10-ジヒドロアントラセンジイル骨格、フェナントレンジイル骨格、アリーレンビニ
レン骨格(フェニレンビニレン骨格等)が挙げられ、例えば下記一般式(301)乃至(
314)で表される骨格である。
型複素芳香族骨格(具体的には例えばフラン骨格、チオフェン骨格、またはピロール骨格
を有する環)、π電子不足型複素芳香族骨格(具体的には例えばピリジン骨格、ジアジン
骨格、またはトリアジン骨格を有する環)、あるいは上記の一般式(101)乃至(11
0)、一般式(201)乃至(210)、及び一般式(301)乃至(314)は、置換
基を有していてもよい。当該置換基としては、炭素数1乃至炭素数20のアルキル基、ア
ルコキシ基、またはアルキルチオ基、炭素数3乃至炭素数20のシクロアルキル基、また
は炭素数6乃至炭素数18の置換もしくは無置換のアリール基またはアリールオキシ基、
炭素数4乃至炭素数14の複素環化合物基も選択することができる。炭素数1乃至炭素数
20のアルキル基としては具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソ
プロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、
ヘプチル基、オクチル基、デシル基、ラウリル基、2-エチル-ヘキシル基、3-メチル
-ブチル基、などを挙げることができる。また、炭素数1乃至炭素数20のアルコキシ基
としては具体的には、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基
、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基、ラウリル
オキシ基、2-エチルーヘキシルオキシ基、3-メチル-ブトキシ基、イソプロピルオキ
シ基、などを挙げることができる。また、炭素数1乃至炭素数20のアルキルチオ基とし
ては具体的には、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、ブチルチオ基、ペンチルチオ基
、ヘキシルチオ基、ヘプチルチオ基、オクチルチオ基、デシルチオ基、ラウリルチオ基、
2-エチル-ヘキシルチオ基、3-メチル-ブチルチオ基、イソプロピルチオ基、などを
上げることができる。また、炭素数3乃至炭素数20のシクロアルキル基、としては具体
的には、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシ
ル基、ノルボルニル基、ノルアダマンチル基、アダマンチル基、ホモアダマンチル基、ト
リシクロデカニル基、などを挙げることができる。また、炭素数6乃至炭素数18のアリ
ール基としては具体的には、例えば、置換もしくは無置換のフェニル基、ナフチル基、ビ
フェニル基、フルオレニル基、アントラセニル基、ピレニル基、などを挙げることができ
る。また、炭素数6乃至炭素数18のアリールオキシ基としては具体的には、例えば、置
換または無置換のアルコキシフェノキシ基、アルキルフェノキシ基、ナフチルオキシ基、
アントラセニルオキシ基、ピレニルオキシ基、などを挙げることができる。また、炭素数
4乃至炭素数14の複素環化合物基としては具体的には、例えば、置換または無置換のチ
エニル基、ピロリル基、フリル基、ピリジル基、などを挙げることができる。また、上記
置換基は互いに結合して環を形成してもよい。このような例としては、例えば、フルオレ
ン骨格における9位の炭素が置換基としてフェニル基を二つ有する場合、当該フェニル基
同士が結合することによって、スピロフルオレン骨格を形成するような場合が挙げられる
。なお、無置換の場合、合成の容易さや原料の価格の面で有利である。
基を有していてもよく、該置換基は互いに結合して環を形成してもよい。このような例と
しては、例えば、フルオレニル基の9位の炭素が置換基としてフェニル基を二つ有し、当
該フェニル基同士が結合することによって、スピロフルオレン骨格を形成するような場合
が挙げられる。炭素数6乃至炭素数18のアリーレン基としては具体的には、例えば、フ
ェニレン基、ナフチレン基、ビフェニルジイル基、フルオレンジイル基、アントラセンジ
イル基、フェナントレンジイル基、ピレンジイル基、ペリレンジイル基、クリセンジイル
基、アルコキシフェニレン基、などを挙げることができる。なお、該アリーレン基が置換
基を有する場合、当該置換基としては、炭素数1乃至炭素数20のアルキル基、アルコキ
シ基、またはアルキルチオ基、炭素数3乃至20のシクロアルキル基、または炭素数6乃
至炭素数18の置換もしくは無置換のアリール基またはアリールオキシ基、炭素数4乃至
炭素数14の複素環化合物基も選択することができる。炭素数1乃至炭素数20のアルキ
ル基としては具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、
ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、
オクチル基、デシル基、ラウリル基、2-エチル-ヘキシル基、3-メチル-ブチル基、
などを挙げることができる。また、炭素数1乃至炭素数20のアルコキシ基としては具体
的には、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオ
キシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基、ラウリルオキシ基、2
-エチルーヘキシルオキシ基、3-メチル-ブトキシ基、イソプロピルオキシ基、などを
挙げることができる。また、炭素数1乃至炭素数20のアルキルチオ基としては具体的に
は、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、ブチルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチ
オ基、ヘプチルチオ基、オクチルチオ基、デシルチオ基、ラウリルチオ基、2-エチル-
ヘキシルチオ基、3-メチル-ブチルチオ基、イソプロピルチオ基、などを上げることが
できる。また、炭素数3乃至炭素数20のシクロアルキル基としては具体的には、例えば
、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボル
ニル基、ノルアダマンチル基、アダマンチル基、ホモアダマンチル基、トリシクロデカニ
ル基、などを挙げることができる。また、炭素数6乃至炭素数18のアリール基としては
具体的には、例えば、置換もしくは無置換のフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フ
ルオレニル基、アントラセニル基、ピレニル基、などを挙げることができる。また、炭素
数6乃至炭素数18のアリールオキシ基としては具体的には、例えば、置換または無置換
のアルコキシフェノキシ基、アルキルフェノキシ基、ナフチルオキシ基、アントラセニル
オキシ基、ピレニルオキシ基、などを挙げることができる。また、炭素数4乃至炭素数1
4の複素環化合物基としては具体的には、例えば、置換または無置換のチエニル基、ピロ
リル基、フリル基、ピリジル基、などを挙げることができる。
18)で表される基を適用することができる。なお、Arとして用いることのできる基は
これらに限られない。
、アルコキシ基、またはアルキルチオ基、炭素数3乃至炭素数20のシクロアルキル基、
または炭素数6乃至炭素数18の置換もしくは無置換のアリール基またはアリールオキシ
基、炭素数4乃至炭素数14の複素環化合物基のいずれかを表す。炭素数1乃至炭素数2
0のアルキル基としては具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプ
ロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘ
プチル基、オクチル基、デシル基、ラウリル基、2-エチル-ヘキシル基、3-メチル-
ブチル基、などを挙げることができる。また、炭素数1乃至炭素数20のアルコキシ基と
しては具体的には、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、
ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基、ラウリルオ
キシ基、2-エチルーヘキシルオキシ基、3-メチル-ブトキシ基、イソプロピルオキシ
基、などを挙げることができる。また、炭素数1乃至炭素数20のアルキルチオ基として
は具体的には、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、ブチルチオ基、ペンチルチオ基、
ヘキシルチオ基、ヘプチルチオ基、オクチルチオ基、デシルチオ基、ラウリルチオ基、2
-エチル-ヘキシルチオ基、3-メチル-ブチルチオ基、イソプロピルチオ基、などを上
げることができる。また、炭素数3乃至炭素数20のシクロアルキル基、としては具体的
には、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル
基、ノルボルニル基、ノルアダマンチル基、アダマンチル基、ホモアダマンチル基、トリ
シクロデカニル基、などを挙げることができる。また、炭素数6乃至炭素数18のアリー
ル基としては具体的には、例えば、置換もしくは無置換のフェニル基、ナフチル基、ビフ
ェニル基、フルオレニル基、アントラセニル基、ピレニル基、などを挙げることができる
。また、炭素数6乃至炭素数18のアリールオキシ基としては具体的には、例えば、置換
または無置換のアルコキシフェノキシ基、アルキルフェノキシ基、ナフチルオキシ基、ア
ントラセニルオキシ基、ピレニルオキシ基、などを挙げることができる。また、炭素数4
乃至炭素数14の複素環化合物基としては具体的には、例えば、置換または無置換のチエ
ニル基、ピロリル基、フリル基、ピリジル基、などを挙げることができる。さらに、上述
したR1及びR2は置換基を有していてもよく、該置換基は互いに結合して環を形成して
もよい。当該置換基としては、炭素数1乃至炭素数20のアルキル基、アルコキシ基、ま
たはアルキルチオ基、炭素数3乃至炭素数20のシクロアルキル基、または炭素数6乃至
炭素数18の置換もしくは無置換のアリール基またはアリールオキシ基、炭素数4乃至炭
素数14の複素環化合物基も置換基として選択することができる。炭素数1乃至炭素数2
0のアルキル基としては具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプ
ロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘ
プチル基、オクチル基、デシル基、ラウリル基、2-エチル-ヘキシル基、3-メチル-
ブチル基、などを挙げることができる。また、炭素数1乃至炭素数20のアルコキシ基と
しては具体的には、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、
ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基、ラウリルオ
キシ基、2-エチルーヘキシルオキシ基、3-メチル-ブトキシ基、イソプロピルオキシ
基、などを挙げることができる。また、炭素数1乃至炭素数20のアルキルチオ基として
は具体的には、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、ブチルチオ基、ペンチルチオ基、
ヘキシルチオ基、ヘプチルチオ基、オクチルチオ基、デシルチオ基、ラウリルチオ基、2
-エチル-ヘキシルチオ基、3-メチル-ブチルチオ基、イソプロピルチオ基、などを上
げることができる。また、炭素数3乃至炭素数20のシクロアルキル基としては具体的に
は、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基
、ノルボルニル基、ノルアダマンチル基、アダマンチル基、ホモアダマンチル基、トリシ
クロデカニル基、などを挙げることができる。また、炭素数6乃至炭素数18のアリール
基としては具体的には、例えば、置換または無置換のフェニル基、ナフチル基、ビフェニ
ル基、フルオレニル基、アントラセニル基、ピレニル基、などを挙げることができる。ま
た、炭素数6乃至炭素数18のアリールオキシ基としては具体的には、例えば、置換また
は無置換のアルコキシフェノキシ基、アルキルフェノキシ基、ナフチルオキシ基、アント
ラセニルオキシ基、ピレニルオキシ基、などを挙げることができる。また、炭素数4乃至
炭素数14の複素環化合物基としては具体的には、例えば、置換または無置換のチエニル
基、ピロリル基、フリル基、ピリジル基、などを挙げることができる。
至(110)、一般式(201)乃至(210)、一般式(301)乃至(314)、及
びAr、R1、R2が有することができる置換基は、例えば、下記構造式(R-1)乃至
(R-29)で表される基を適用することができる。なお、アルキル基またはアリール基
として用いることのできる基はこれらに限られない。
誘導体、テトラセン誘導体、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、ペ
リレン誘導体、スチルベン誘導体、アクリドン誘導体、クマリン誘導体、フェノキサジン
誘導体、フェノチアジン誘導体などが好ましい。例えば以下に示す材料の置換もしくは無
置換材料を用いることができる。なお、置換基としては、上記の置換基を用いることがで
きる。
,2’-ビピリジン(略称:PAP2BPy)、5,6-ビス[4’-(10-フェニル
-9-アントリル)ビフェニル-4-イル]-2,2’-ビピリジン(略称:PAPP2
BPy)、N,N’-ジフェニル-N,N’-ビス[4-(9-フェニル-9H-フルオ
レン-9-イル)フェニル]ピレン-1,6-ジアミン(略称:1,6FLPAPrn)
、N,N’-ビス(3-メチルフェニル)-N,N’-ビス[3-(9-フェニル-9H
-フルオレン-9-イル)フェニル]ピレン-1,6-ジアミン(略称:1,6mMem
FLPAPrn)、N,N’-ビス[4-(9-フェニル-9H-フルオレン-9-イル
)フェニル]-N,N’-ビス(4-tert-ブチルフェニル)ピレン-1,6-ジア
ミン(略称:1,6tBu-FLPAPrn)、N,N’-ジフェニル-N,N’-ビス
[4-(9-フェニル-9H-フルオレン-9-イル)フェニル]-3,8-ジシクロヘ
キシルピレン-1,6-ジアミン(略称:ch-1,6FLPAPrn)、N,N’-ビ
ス[4-(9H-カルバゾール-9-イル)フェニル]-N,N’-ジフェニルスチルベ
ン-4,4’-ジアミン(略称:YGA2S)、4-(9H-カルバゾール-9-イル)
-4’-(10-フェニル-9-アントリル)トリフェニルアミン(略称:YGAPA)
、4-(9H-カルバゾール-9-イル)-4’-(9,10-ジフェニル-2-アント
リル)トリフェニルアミン(略称:2YGAPPA)、N,9-ジフェニル-N-[4-
(10-フェニル-9-アントリル)フェニル]-9H-カルバゾール-3-アミン(略
称:PCAPA)、ペリレン、2,5,8,11-テトラ(tert-ブチル)ペリレン
(略称:TBP)、4-(10-フェニル-9-アントリル)-4’-(9-フェニル-
9H-カルバゾール-3-イル)トリフェニルアミン(略称:PCBAPA)、N,N’
’-(2-tert-ブチルアントラセン-9,10-ジイルジ-4,1-フェニレン)
ビス[N,N’,N’-トリフェニル-1,4-フェニレンジアミン](略称:DPAB
PA)、N,9-ジフェニル-N-[4-(9,10-ジフェニル-2-アントリル)フ
ェニル]-9H-カルバゾール-3-アミン(略称:2PCAPPA)、N-[4-(9
,10-ジフェニル-2-アントリル)フェニル]-N,N’,N’-トリフェニル-1
,4-フェニレンジアミン(略称:2DPAPPA)、N,N,N’,N’,N’’,N
’’,N’’’,N’’’-オクタフェニルジベンゾ[g,p]クリセン-2,7,10
,15-テトラアミン(略称:DBC1)、クマリン30、N-(9,10-ジフェニル
-2-アントリル)-N,9-ジフェニル-9H-カルバゾール-3-アミン(略称:2
PCAPA)、N-[9,10-ビス(1,1’-ビフェニル-2-イル)-2-アント
リル]-N,9-ジフェニル-9H-カルバゾール-3-アミン(略称:2PCABPh
A)、N-(9,10-ジフェニル-2-アントリル)-N,N’,N’-トリフェニル
-1,4-フェニレンジアミン(略称:2DPAPA)、N-[9,10-ビス(1,1
’-ビフェニル-2-イル)-2-アントリル]-N,N’,N’-トリフェニル-1,
4-フェニレンジアミン(略称:2DPABPhA)、9,10-ビス(1,1’-ビフ
ェニル-2-イル)-N-[4-(9H-カルバゾール-9-イル)フェニル]-N-フ
ェニルアントラセン-2-アミン(略称:2YGABPhA)、N,N,9-トリフェニ
ルアントラセン-9-アミン(略称:DPhAPhA)、クマリン6、クマリン545T
、N,N’-ジフェニルキナクリドン(略称:DPQd)、ルブレン、2,8-ジ-te
rt-ブチル-5,11-ビス(4-tert-ブチルフェニル)-6,12-ジフェニ
ルテトラセン(略称:TBRb)、ナイルレッド、5,12-ビス(1,1’-ビフェニ
ル-4-イル)-6,11-ジフェニルテトラセン(略称:BPT)、2-(2-{2-
[4-(ジメチルアミノ)フェニル]エテニル}-6-メチル-4H-ピラン-4-イリ
デン)プロパンジニトリル(略称:DCM1)、2-{2-メチル-6-[2-(2,3
,6,7-テトラヒドロ-1H,5H-ベンゾ[ij]キノリジン-9-イル)エテニル
]-4H-ピラン-4-イリデン}プロパンジニトリル(略称:DCM2)、N,N,N
’,N’-テトラキス(4-メチルフェニル)テトラセン-5,11-ジアミン(略称:
p-mPhTD)、7,14-ジフェニル-N,N,N’,N’-テトラキス(4-メチ
ルフェニル)アセナフト[1,2-a]フルオランテン-3,10-ジアミン(略称:p
-mPhAFD)、2-{2-イソプロピル-6-[2-(1,1,7,7-テトラメチ
ル-2,3,6,7-テトラヒドロ-1H,5H-ベンゾ[ij]キノリジン-9-イル
)エテニル]-4H-ピラン-4-イリデン}プロパンジニトリル(略称:DCJTI)
、2-{2-tert-ブチル-6-[2-(1,1,7,7-テトラメチル-2,3,
6,7-テトラヒドロ-1H,5H-ベンゾ[ij]キノリジン-9-イル)エテニル]
-4H-ピラン-4-イリデン}プロパンジニトリル(略称:DCJTB)、2-(2,
6-ビス{2-[4-(ジメチルアミノ)フェニル]エテニル}-4H-ピラン-4-イ
リデン)プロパンジニトリル(略称:BisDCM)、2-{2,6-ビス[2-(8-
メトキシ-1,1,7,7-テトラメチル-2,3,6,7-テトラヒドロ-1H,5H
-ベンゾ[ij]キノリジン-9-イル)エテニル]-4H-ピラン-4-イリデン}プ
ロパンジニトリル(略称:BisDCJTM)、5,10,15,20-テトラフェニル
ビスベンゾ[5,6]インデノ[1,2,3-cd:1’,2’,3’-lm]ペリレン
、などが挙げられる。
づくエネルギー移動効率は低いことが好ましい。デクスター機構の速度定数は、二分子間
の距離の指数関数に反比例する。そのため、二分子間の距離がおよそ1nm以下ではデク
スター機構が優勢となり、およそ1nm以上ではフェルスター機構が優勢となる。したが
って、デクスター機構におけるエネルギー移動効率を低下させるためには、高分子材料1
31とゲスト材料132との距離を大きくすることが好ましく、具体的には0.7nm以
上、より好ましくは0.9nm以上、さらに好ましくは1nm以上である。このような観
点から、ゲスト材料132が、高分子材料131との近接を阻害する置換基を有すること
が好ましく、該置換基としては、脂肪族炭化水素が好ましく、より好ましくはアルキル基
、さらに好ましくは分岐を有するアルキル基である。具体的には、ゲスト材料132は、
炭素数2以上のアルキル基を少なくとも2つ以上有すると好ましい。あるいは、ゲスト材
料132は、炭素数3以上10以下の分岐を有するアルキル基を少なくとも2つ以上有す
ると好ましい。あるいは、ゲスト材料132は、炭素数3以上10以下のシクロアルキル
基を少なくとも2つ以上有すると好ましい。
フタレンジイル基、アントラセンジイル基、フェナントレンジイル基、ジヒドロフェナン
トレンジイル基、カルバゾールジイル基、フェノキサジンジイル基、フェノチアジンジイ
ル基、ピレンジイル基、などを含む化合物が挙げられる。
2が有するような発光性の骨格を有すると好ましい。すなわち、例えば、アントラセン、
テトラセン、クリセン、フェナントレン、ピレン、ペリレン、スチルベン、アクリドン、
クマリン、フェノキサジン、フェノチアジンなどの骨格の芳香環から、1個または2個の
水素原子を除いた構造を構成単位として有すると好ましい。発光性の骨格としては、例え
ば下記一般式(401)乃至(410)で表される骨格から水素原子を1個または2個、
除いた骨格である。また、これらの骨格に置換基を設けることが好ましい。また、上述し
たデクスター移動を抑制するためには、置換基として脂肪族炭化水素基を導入しても良く
、好ましくはアルキル基、さらに好ましくは分岐を有するアルキル基である。具体的には
、骨格131_4は、炭素数2以上のアルキル基を少なくとも2つ以上有すると好ましい
。あるいは、炭素数3以上10以下の分岐を有するアルキル基を少なくとも2つ以上有す
ると好ましい。あるいは、炭素数3以上10以下のシクロアルキル基を少なくとも2つ以
上有すると好ましい。
料を有しても良い。例えば、以下の正孔輸送性材料および電子輸送性材料の置換もしくは
無置換の材料を用いることができる。なお、置換基としては、既に挙げた置換基を用いる
ことができる。
×10-6cm2/Vs以上の正孔移動度を有する材料であることが好ましい。具体的に
は、芳香族アミン、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、スチルベン誘導体などを用い
ることができる。また、該正孔輸送性材料は高分子化合物であっても良い。また、高分子
材料131が有する正孔輸送性の骨格や、π電子過剰型複素芳香族骨格、芳香族アミン骨
格を有する高分子化合物であっても良い。
-ジ(p-トリル)-N,N’-ジフェニル-p-フェニレンジアミン(略称:DTDP
PA)、4,4’-ビス[N-(4-ジフェニルアミノフェニル)-N-フェニルアミノ
]ビフェニル(略称:DPAB)、N,N’-ビス{4-[ビス(3-メチルフェニル)
アミノ]フェニル}-N,N’-ジフェニル-(1,1’-ビフェニル)-4,4’-ジ
アミン(略称:DNTPD)、1,3,5-トリス[N-(4-ジフェニルアミノフェニ
ル)-N-フェニルアミノ]ベンゼン(略称:DPA3B)等を挙げることができる。
フェニル)-N-フェニルアミノ]-9-フェニルカルバゾール(略称:PCzDPA1
)、3,6-ビス[N-(4-ジフェニルアミノフェニル)-N-フェニルアミノ]-9
-フェニルカルバゾール(略称:PCzDPA2)、3,6-ビス[N-(4-ジフェニ
ルアミノフェニル)-N-(1-ナフチル)アミノ]-9-フェニルカルバゾール(略称
:PCzTPN2)、3-[N-(9-フェニルカルバゾール-3-イル)-N-フェニ
ルアミノ]-9-フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA1)、3,6-ビス[N-
(9-フェニルカルバゾール-3-イル)-N-フェニルアミノ]-9-フェニルカルバ
ゾール(略称:PCzPCA2)、3-[N-(1-ナフチル)-N-(9-フェニルカ
ルバゾール-3-イル)アミノ]-9-フェニルカルバゾール(略称:PCzPCN1)
等を挙げることができる。
ニル(略称:CBP)、1,3,5-トリス[4-(N-カルバゾリル)フェニル]ベン
ゼン(略称:TCPB)、9-[4-(10-フェニル-9-アントラセニル)フェニル
]-9H-カルバゾール(略称:CzPA)、1,4-ビス[4-(N-カルバゾリル)
フェニル]-2,3,5,6-テトラフェニルベンゼン等を用いることができる。
ナフチル)アントラセン(略称:t-BuDNA)、2-tert-ブチル-9,10-
ジ(1-ナフチル)アントラセン、9,10-ビス(3,5-ジフェニルフェニル)アン
トラセン(略称:DPPA)、2-tert-ブチル-9,10-ビス(4-フェニルフ
ェニル)アントラセン(略称:t-BuDBA)、9,10-ジ(2-ナフチル)アント
ラセン(略称:DNA)、9,10-ジフェニルアントラセン(略称:DPAnth)、
2-tert-ブチルアントラセン(略称:t-BuAnth)、9,10-ビス(4-
メチル-1-ナフチル)アントラセン(略称:DMNA)、2-tert-ブチル-9,
10-ビス[2-(1-ナフチル)フェニル]アントラセン、9,10-ビス[2-(1
-ナフチル)フェニル]アントラセン、2,3,6,7-テトラメチル-9,10-ジ(
1-ナフチル)アントラセン、2,3,6,7-テトラメチル-9,10-ジ(2-ナフ
チル)アントラセン、9,9’-ビアントリル、10,10’-ジフェニル-9,9’-
ビアントリル、10,10’-ビス(2-フェニルフェニル)-9,9’-ビアントリル
、10,10’-ビス[(2,3,4,5,6-ペンタフェニル)フェニル]-9,9’
-ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、2,5,8,11-
テトラ(tert-ブチル)ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロ
ネン等も用いることができる。このように、1×10-6cm2/Vs以上の正孔移動度
を有し、炭素数14乃至炭素数42である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。
族炭化水素としては、例えば、4,4’-ビス(2,2-ジフェニルビニル)ビフェニル
(略称:DPVBi)、9,10-ビス[4-(2,2-ジフェニルビニル)フェニル]
アントラセン(略称:DPVPA)等が挙げられる。
ニルアミン)(略称:PVTPA)、ポリ[N-(4-{N’-[4-(4-ジフェニル
アミノ)フェニル]フェニル-N’-フェニルアミノ}フェニル)メタクリルアミド](
略称:PTPDMA)、ポリ[N,N’-ビス(4-ブチルフェニル)-N,N’-ビス
(フェニル)ベンジジン](略称:Poly-TPD)等の高分子化合物を用いることも
できる。
)-N-フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPBまたはα-NPD)やN,N’-ビ
ス(3-メチルフェニル)-N,N’-ジフェニル-[1,1’-ビフェニル]-4,4
’-ジアミン(略称:TPD)、4,4’,4’’-トリス(カルバゾール-9-イル)
トリフェニルアミン(略称:TCTA)、4,4’,4’’-トリス[N-(1-ナフチ
ル)-N-フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:1’-TNATA)、4,4’
,4’’-トリス(N,N-ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA
)、4,4’,4’’-トリス[N-(3-メチルフェニル)-N-フェニルアミノ]ト
リフェニルアミン(略称:MTDATA)、4,4’-ビス[N-(スピロ-9,9’-
ビフルオレン-2-イル)-N―フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BSPB)、4-
フェニル-4’-(9-フェニルフルオレン-9-イル)トリフェニルアミン(略称:B
PAFLP)、4-フェニル-3’-(9-フェニルフルオレン-9-イル)トリフェニ
ルアミン(略称:mBPAFLP)、N-(9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-
イル)-N-{9,9-ジメチル-2-[N’-フェニル-N’-(9,9-ジメチル-
9H-フルオレン-2-イル)アミノ]-9H-フルオレン-7-イル}フェニルアミン
(略称:DFLADFL)、N-(9,9-ジメチル-2-ジフェニルアミノ-9H-フ
ルオレン-7-イル)ジフェニルアミン(略称:DPNF)、2-[N-(4-ジフェニ
ルアミノフェニル)-N-フェニルアミノ]スピロ-9,9’-ビフルオレン(略称:D
PASF)、4-フェニル-4’-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)ト
リフェニルアミン(略称:PCBA1BP)、4,4’-ジフェニル-4’’-(9-フ
ェニル-9H-カルバゾール-3-イル)トリフェニルアミン(略称:PCBBi1BP
)、4-(1-ナフチル)-4’-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)ト
リフェニルアミン(略称:PCBANB)、4,4’-ジ(1-ナフチル)-4’’-(
9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)トリフェニルアミン(略称:PCBNB
B)、4-フェニルジフェニル-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)アミ
ン(略称:PCA1BP)、N,N’-ビス(9-フェニルカルバゾール-3-イル)-
N,N’-ジフェニルベンゼン-1,3-ジアミン(略称:PCA2B)、N,N’,N
’’-トリフェニル-N,N’,N’’-トリス(9-フェニルカルバゾール-3-イル
)ベンゼン-1,3,5-トリアミン(略称:PCA3B)、N-(4-ビフェニル)-
N-(9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-イル)-9-フェニル-9H-カルバ
ゾール-3-アミン(略称:PCBiF)、N-(1,1’-ビフェニル-4-イル)-
N-[4-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)フェニル]-9,9-ジメ
チル-9H-フルオレン-2-アミン(略称:PCBBiF)、9,9-ジメチル-N-
フェニル-N-[4-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)フェニル]フル
オレン-2-アミン(略称:PCBAF)、N-フェニル-N-[4-(9-フェニル-
9H-カルバゾール-3-イル)フェニル]スピロ-9,9’-ビフルオレン-2-アミ
ン(略称:PCBASF)、2-[N-(9-フェニルカルバゾール-3-イル)-N-
フェニルアミノ]スピロ-9,9’-ビフルオレン(略称:PCASF)、2,7-ビス
[N-(4-ジフェニルアミノフェニル)-N-フェニルアミノ]-スピロ-9,9’-
ビフルオレン(略称:DPA2SF)、N-[4-(9H-カルバゾール-9-イル)フ
ェニル]-N-(4-フェニル)フェニルアニリン(略称:YGA1BP)、N,N’-
ビス[4-(カルバゾール-9-イル)フェニル]-N,N’-ジフェニル-9,9-ジ
メチルフルオレン-2,7-ジアミン(略称:YGA2F)などの芳香族アミン化合物等
を用いることができる。また、3-[4-(1-ナフチル)-フェニル]-9-フェニル
-9H-カルバゾール(略称:PCPN)、3-[4-(9-フェナントリル)-フェニ
ル]-9-フェニル-9H-カルバゾール(略称:PCPPn)、3,3’-ビス(9-
フェニル-9H-カルバゾール)(略称:PCCP)、1,3-ビス(N-カルバゾリル
)ベンゼン(略称:mCP)、3,6-ビス(3,5-ジフェニルフェニル)-9-フェ
ニルカルバゾール(略称:CzTP)、3,6-ジ(9H-カルバゾール-9-イル)-
9-フェニル-9H-カルバゾール(略称:PhCzGI)、2,8-ジ(9H-カルバ
ゾール-9-イル)-ジベンゾチオフェン(略称:Cz2DBT)、4-{3-[3-(
9-フェニル-9H-フルオレン-9-イル)フェニル]フェニル}ジベンゾフラン(略
称:mmDBFFLBi-II)、4,4’,4’’-(ベンゼン-1,3,5-トリイ
ル)トリ(ジベンゾフラン)(略称:DBF3P-II)、1,3,5-トリ(ジベンゾ
チオフェン-4-イル)-ベンゼン(略称:DBT3P-II)、2,8-ジフェニル-
4-[4-(9-フェニル-9H-フルオレン-9-イル)フェニル]ジベンゾチオフェ
ン(略称:DBTFLP-III)、4-[4-(9-フェニル-9H-フルオレン-9
-イル)フェニル]-6-フェニルジベンゾチオフェン(略称:DBTFLP-IV)、
4-[3-(トリフェニレン-2-イル)フェニル]ジベンゾチオフェン(略称:mDB
TPTp-II)等のアミン化合物、カルバゾール化合物、チオフェン化合物、フラン化
合物、フルオレン化合物、トリフェニレン化合物、フェナントレン化合物等を用いること
ができる。ここに述べた物質は、主に1×10-6cm2/Vs以上の正孔移動度を有す
る物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを
用いてもよい。
×10-6cm2/Vs以上の電子移動度を有する材料であることが好ましい。電子を受
け取りやすい材料(電子輸送性を有する材料)としては、含窒素複素芳香族化合物のよう
なπ電子不足型複素芳香族や金属錯体などを用いることができる。具体的には、キノリン
配位子、ベンゾキノリン配位子、オキサゾール配位子、あるいはチアゾール配位子を有す
る金属錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、
ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体などが挙げられる。また、該電子
輸送性材料は高分子化合物であっても良い。また、高分子材料131が有する電子輸送性
の骨格やπ電子不足型複素芳香族骨格を有する高分子化合物であっても良い。
ス(4-メチル-8-キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Almq3)、ビ
ス(10-ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(II)(略称:BeBq2
)、ビス(2-メチル-8-キノリノラト)(4-フェニルフェノラト)アルミニウム(
III)(略称:BAlq)、ビス(8-キノリノラト)亜鉛(II)(略称:Znq)
など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等である。また、この他
ビス[2-(2-ベンゾオキサゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnPBO)
、ビス[2-(2-ベンゾチアゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnBTZ)
などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる
。さらに、金属錯体以外にも、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)や、1,3-ビス[5-(
p-tert-ブチルフェニル)-1,3,4-オキサジアゾール-2-イル]ベンゼン
(略称:OXD-7)、9-[4-(5-フェニル-1,3,4-オキサジアゾール-2
-イル)フェニル]-9H-カルバゾール(略称:CO11)、3-(4-ビフェニリル
)-4-フェニル-5-(4-tert-ブチルフェニル)-1,2,4-トリアゾール
(略称:TAZ)、9-[4-(4,5-ジフェニル-4H-1,2,4-トリアゾール
-3-イル)フェニル]-9H-カルバゾール(略称:CzTAZ1)、2,2’,2’
’-(1,3,5-ベンゼントリイル)トリス(1-フェニル-1H-ベンゾイミダゾー
ル)(略称:TPBI)、2-[3-(ジベンゾチオフェン-4-イル)フェニル]-1
-フェニル-1H-ベンゾイミダゾール(略称:mDBTBIm-II)、バソフェナン
トロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)などの複素環化合物
や、2-[3-(ジベンゾチオフェン-4-イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキ
サリン(略称:2mDBTPDBq-II)、2-[3’-(ジベンゾチオフェン-4-
イル)ビフェニル-3-イル]ジベンゾ[f、h]キノキサリン(略称:2mDBTBP
DBq-II)、2-[3’-(9H-カルバゾール-9-イル)ビフェニル-3-イル
]ジベンゾ[f、h]キノキサリン(略称:2mCzBPDBq)、2-[4-(3,6
-ジフェニル-9H-カルバゾール-9-イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサ
リン(略称:2CzPDBq-III)、7-[3-(ジベンゾチオフェン-4-イル)
フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:7mDBTPDBq-II)、及び
、6-[3-(ジベンゾチオフェン-4-イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサ
リン(略称:6mDBTPDBq-II)、2-[3-(3,9’-ビ-9H-カルバゾ
ール-9-イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mCzCzPD
Bq)、4,6-ビス[3-(フェナントレン-9-イル)フェニル]ピリミジン(略称
:4,6mPnP2Pm)、4,6-ビス[3-(4-ジベンゾチエニル)フェニル]ピ
リミジン(略称:4,6mDBTP2Pm-II)、4,6-ビス[3-(9H-カルバ
ゾール-9-イル)フェニル]ピリミジン(略称:4,6mCzP2Pm)などのジアジ
ン骨格を有する複素環化合物や、2-{4-[3-(N-フェニル-9H-カルバゾール
-3-イル)-9H-カルバゾール-9-イル]フェニル}-4,6-ジフェニル-1,
3,5-トリアジン(略称:PCCzPTzn)などのトリアジン骨格を有する複素環化
合物や、3,5-ビス[3-(9H-カルバゾール-9-イル)フェニル]ピリジン(略
称:35DCzPPy)、1,3,5-トリ[3-(3-ピリジル)フェニル]ベンゼン
(略称:TmPyPB)などのピリジン骨格を有する複素環化合物、4,4’-ビス(5
-メチルベンゾオキサゾール-2-イル)スチルベン(略称:BzOs)などの複素芳香
族化合物も用いることができる。上述した複素環化合物の中でも、ジアジン(ピリミジン
、ピラジン、ピリダジン)骨格、またはピリジン骨格を有する複素環化合物は、安定で信
頼性が良好であり好ましい。また、当該骨格を有する複素環化合物は、電子輸送性が高く
、駆動電圧低減にも寄与する。また、ポリ(2,5-ピリジンジイル)(略称:PPy)
、ポリ[(9,9-ジヘキシルフルオレン-2,7-ジイル)-co-(ピリジン-3,
5-ジイル)](略称:PF-Py)、ポリ[(9,9-ジオクチルフルオレン-2,7
-ジイル)-co-(2,2’-ビピリジン-6,6’-ジイル)](略称:PF-BP
y)のような高分子化合物を用いることもできる。ここに述べた物質は、主に1×10-
6cm2/Vs以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の
高い物質であれば、上記以外の物質を用いても構わない。
たは2個の水素原子を取り除いた構造を有していてもよい。
蛍光体を有してもよい。あるいは、室温で熱活性化遅延蛍光を呈することができる機能を
有する材料を有しても好ましい。なお、熱活性化遅延蛍光体とは、熱活性化による逆項間
交差によって三重項励起状態から一重項励起状態を生成できる材料をいう。例えば、TA
DF材料のように、単独で三重項励起状態から逆項間交差により一重項励起状態を生成で
きる材料を有しても良い。そのような材料は、一重項励起エネルギー準位と三重項励起エ
ネルギー準位との差が0eVより大きく0.2eV以下であると好ましい。
きる。
げられる。また、マグネシウム(Mg)、亜鉛(Zn)、カドミウム(Cd)、スズ(S
n)、白金(Pt)、インジウム(In)、もしくはパラジウム(Pd)等を含む金属含
有ポルフィリンが挙げられる。該金属含有ポルフィリンとしては、例えば、プロトポルフ
ィリン-フッ化スズ錯体(SnF2(Proto IX))、メソポルフィリン-フッ化
スズ錯体(SnF2(Meso IX))、ヘマトポルフィリン-フッ化スズ錯体(Sn
F2(Hemato IX))、コプロポルフィリンテトラメチルエステル-フッ化スズ
錯体(SnF2(Copro III-4Me))、オクタエチルポルフィリン-フッ化
スズ錯体(SnF2(OEP))、エチオポルフィリン-フッ化スズ錯体(SnF2(E
tio I))、オクタエチルポルフィリン-塩化白金錯体(PtCl2OEP)等が挙
げられる。
香環及びπ電子不足型複素芳香環を有する複素環化合物も用いることができる。具体的に
は、2-(ビフェニル-4-イル)-4,6-ビス(12-フェニルインドロ[2,3-
a]カルバゾール-11-イル)-1,3,5-トリアジン(略称:PIC-TRZ)、
2-{4-[3-(N-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)-9H-カルバゾー
ル-9-イル]フェニル}-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン(略称:PC
CzPTzn)、2-[4-(10H-フェノキサジン-10-イル)フェニル]-4,
6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン(略称:PXZ-TRZ)、3-[4-(5-
フェニル-5,10-ジヒドロフェナジン-10-イル)フェニル]-4,5-ジフェニ
ル-1,2,4-トリアゾール(略称:PPZ-3TPT)、3-(9,9-ジメチル-
9H-アクリジン-10-イル)-9H-キサンテン-9-オン(略称:ACRXTN)
、ビス[4-(9,9-ジメチル-9,10-ジヒドロアクリジン)フェニル]スルホン
(略称:DMAC-DPS)、10-フェニル-10H,10’H-スピロ[アクリジン
-9,9’-アントラセン]-10’-オン(略称:ACRSA)等が挙げられる。該複
素環化合物は、π電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有するため、電子
輸送性及び正孔輸送性が高く、好ましい。なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型
複素芳香環とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環のドナー性とπ電子不足型
複素芳香環のアクセプター性が共に強く、一重項励起状態のエネルギー準位と三重項励起
状態のエネルギー準位の差が小さくなるため、特に好ましい。
わせを含んでも良い。2種類の材料の組み合わせとしては、上記の正孔輸送性材料と電子
輸送性材料との組み合わせが好適である。具体的には、亜鉛やアルミニウム系金属錯体の
他、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、キノキ
サリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラ
ン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、
フェナントロリン誘導体などが挙げられる。他の例としては、芳香族アミンやカルバゾー
ル誘導体などが挙げられる。
材料を溶解することが可能な溶媒に対して、溶解性を有する材料であると好ましい。
の発光層と第2の発光層を正孔輸送層側から順に積層して発光層130とする場合、第1
の発光層の高分子材料として正孔輸送性を有する物質を用い、第2の発光層の高分子材料
として電子輸送性を有する物質を用いる構成などがある。
正孔注入層111は、一対の電極の一方(電極101または電極102)からのホール
注入障壁を低減することでホール注入を促進する機能を有し、例えば遷移金属酸化物、フ
タロシアニン誘導体、あるいは芳香族アミンなどによって形成される。遷移金属酸化物と
しては、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物
、マンガン酸化物などが挙げられる。フタロシアニン誘導体としては、フタロシアニンや
金属フタロシアニンなどが挙げられる。芳香族アミンとしてはベンジジン誘導体やフェニ
レンジアミン誘導体などが挙げられる。ポリチオフェンやポリアニリンなどの高分子化合
物を用いることもでき、例えば自己ドープされたポリチオフェンであるポリ(エチレンジ
オキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)などがその代表例である。また、ポリ
ビニルカルバゾール及びその誘導体や、側鎖または主鎖に芳香族アミン骨格またはπ電子
過剰型複素芳香族骨格を有するポリアリーレン及びその誘導体、などが挙げられる。
合材料を有する層を用いることもできる。あるいは、電子受容性を示す材料を含む層と正
孔輸送性材料を含む層の積層を用いても良い。これらの材料間では定常状態、あるいは電
界存在下において電荷の授受が可能である。電子受容性を示す材料としては、キノジメタ
ン誘導体やクロラニル誘導体、ヘキサアザトリフェニレン誘導体などの有機アクセプター
を挙げることができる。具体的には、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、2,3,6,7,
10,11-ヘキサシアノ-1,4,5,8,9,12-ヘキサアザトリフェニレン(略
称:HAT-CN)等の電子吸引基(ハロゲン基やシアノ基)を有する化合物である。ま
た、遷移金属酸化物、例えば第4族から第8族金属の酸化物を用いることができる。具体
的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸
化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムなどである。中でも酸化モリブデンは大気
中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
×10-6cm2/Vs以上の正孔移動度を有する材料であることが好ましい。具体的に
は、発光層130に用いることができる正孔輸送性材料として挙げた芳香族アミン、カル
バゾール誘導体、芳香族炭化水素、スチルベン誘導体などを用いることができる。また、
該正孔輸送性材料は高分子化合物であっても良い。
正孔注入層111と発光層130との間に正孔輸送層を設けてもよい。正孔輸送層は正
孔輸送性材料を含む層であり、正孔注入層111の材料として例示した正孔輸送性材料を
使用することができる。正孔輸送層は正孔注入層111に注入された正孔を発光層130
へ輸送する機能を有するため、正孔注入層111のHOMO準位と同じ、あるいは近いH
OMO準位を有することが好ましい。
。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい
。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層
が二層以上積層してもよい。
発光層130と電子注入層114との間に電子輸送層を設けてもよい。電子輸送層は、
電子注入層114を経て一対の電極の他方(電極101または電極102)から注入され
た電子を発光層130へ輸送する機能を有する。電子輸送性材料としては、正孔よりも電
子の輸送性の高い材料を用いることができ、1×10-6cm2/Vs以上の電子移動度
を有する材料であることが好ましい。電子を受け取りやすい化合物(電子輸送性を有する
材料)としては、含窒素複素芳香族化合物のようなπ電子不足型複素芳香族や金属錯体な
どを用いることができる。具体的には、発光層130に用いることができる電子輸送性材
料として挙げたキノリン配位子、ベンゾキノリン配位子、オキサゾール配位子、あるいは
チアゾール配位子を有する金属錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フ
ェナントロリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体などが挙
げられる。また、ポリフェニレン、ポリフルオレン及びその誘導体などの高分子化合物で
あってもよい。また、1×10-6cm2/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。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電
子輸送層として用いても構わない。また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物
質からなる層が二層以上積層してもよい。
良い。これは上述したような電子輸送性の高い材料に、電子トラップ性の高い物質を少量
添加した層であって、電子キャリアの移動を抑制することによって、キャリアバランスを
調節することが可能となる。このような構成は、発光層を電子が突き抜けてしまうことに
より発生する問題(例えば素子寿命の低下)の抑制に大きな効果を発揮する。
電子注入層114は電極102からの電子注入障壁を低減することで電子注入を促進す
る機能を有し、例えば第1族金属、第2族金属、あるいはこれらの酸化物、ハロゲン化物
、炭酸塩などを用いることができる。また、先に示す電子輸送性材料と、これに対して電
子供与性を示す材料の複合材料を用いることもできる。電子供与性を示す材料としては、
第1族金属、第2族金属、あるいはこれらの酸化物などを挙げることができる。具体的に
は、フッ化リチウム(LiF)、フッ化ナトリウム(NaF)、フッ化セシウム(CsF
)、フッ化カルシウム(CaF2)、リチウム酸化物(LiOx)等のようなアルカリ金
属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。また、フッ化エル
ビウム(ErF3)のような希土類金属化合物を用いることができる。また、電子注入層
114にエレクトライドを用いてもよい。該エレクトライドとしては、例えば、カルシウ
ムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質等が挙げられる。また、電子
注入層114に、電子輸送層で用いることが出来る物質を用いても良い。
材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体によって有機化合物に電子が発
生するため、電子注入性および電子輸送性に優れている。この場合、有機化合物としては
、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、例えば上述した
電子輸送層を構成する物質(金属錯体や複素芳香族化合物等)を用いることができる。電
子供与体としては、有機化合物に対し電子供与性を示す物質であればよい。具体的には、
アルカリ金属やアルカリ土類金属や希土類金属が好ましく、リチウム、セシウム、マグネ
シウム、カルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、アルカリ金属
酸化物やアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリ
ウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いることも
できる。また、テトラチアフルバレン(略称:TTF)等の有機化合物を用いることもで
きる。
それぞれ、蒸着法(真空蒸着法を含む)、インクジェット法、塗布法、ノズルプリント法
、グラビア印刷等の方法で形成することができる。また、上述した、発光層、正孔注入層
、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層には、上述した材料の他、量子ドットなどの
無機化合物を用いてもよい。
型量子ドット、コア型量子ドット、などを用いてもよい。また、2族と16族、13族と
15族、13族と17族、11族と17族、または14族と15族の元素グループを含む
量子ドットを用いてもよい。または、カドミウム(Cd)、セレン(Se)、亜鉛(Zn
)、硫黄(S)、リン(P)、インジウム(In)、テルル(Te)、鉛(Pb)、ガリ
ウム(Ga)、ヒ素(As)、アルミニウム(Al)、等の元素を有する量子ドットを用
いてもよい。
る場合に用いることができる溶媒としては、例えば、ジクロロエタン、トリクロロエタン
、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサン
、アニソール、メチルアニソール等のエーテル系溶媒、トルエン、キシレン、メシチレン
、エチルベンゼン、ヘキシルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶
媒、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン
、ノナン、デカン、ドデカン、ビシクロヘキシル等の脂肪族炭化水素系溶媒、アセトン、
メチルエチルケトン、ベンゾフェノン、アセトフェノン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、
酢酸ブチル、エチルセロソルブアセテート、安息香酸メチル、酢酸フェニル等のエステル
系溶媒、エチレングリコール、グリセリン、ヘキサンジオール等の多価アルコール系溶媒
、イソプロピルアルコール、シクロヘキサノール等のアルコール系溶媒、ジメチルスルホ
キシド等のスルホキシド系溶媒、メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド等のアミド系
溶媒、などを挙げることができる。また、溶媒は、一または複数で用いることができる。
電極101及び電極102は、発光素子の陽極または陰極としての機能を有する。電極
101及び電極102は、金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物や積層体な
どを用いて形成することができる。
成されると好ましい。該導電性材料としては、アルミニウム(Al)またはAlを含む合
金等が挙げられる。Alを含む合金としては、AlとL(Lは、チタン(Ti)、ネオジ
ム(Nd)、ニッケル(Ni)、及びランタン(La)の一つまたは複数を表す)とを含
む合金等が挙げられ、例えばAlとTi、またはAlとNiとLaを含む合金等である。
アルミニウムは、抵抗値が低く、光の反射率が高い。また、アルミニウムは、地殻におけ
る存在量が多く、安価であるため、アルミニウムを用いることによる発光素子の作製コス
トを低減することができる。また、銀(Ag)またはAgと、N(Nは、イットリウム(
Y)、Nd、マグネシウム(Mg)、イッテルビウム(Yb)、Al、Ti、ガリウム(
Ga)、亜鉛(Zn)、インジウム(In)、タングステン(W)、マンガン(Mn)、
スズ(Sn)、鉄(Fe)、Ni、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、イリジウム(Ir
)、または金(Au)の一つまたは複数を表す)とを含む合金等を用いても良い。銀を含
む合金としては、例えば、銀とパラジウムと銅を含む合金、銀と銅を含む合金、銀とマグ
ネシウムを含む合金、銀とニッケルを含む合金、銀と金を含む合金、銀とイッテルビウム
を含む合金等が挙げられる。その他、タングステン、クロム(Cr)、モリブデン(Mo
)、銅、チタンなどの遷移金属を用いることができる。
て取り出される。したがって、電極101及び電極102の少なくとも一方は、光を透過
する機能を有する導電性材料により形成されると好ましい。該導電性材料としては、可視
光の透過率が40%以上100%以下、好ましくは60%以上100%以下であり、かつ
その抵抗率が1×10-2Ω・cm以下の導電性材料が挙げられる。
する導電性材料により形成されても良い。該導電性材料としては、可視光の反射率が20
%以上80%以下、好ましくは40%以上70%以下であり、かつその抵抗率が1×10
-2Ω・cm以下の導電性材料が挙げられる。例えば、導電性を有する金属、合金、導電
性化合物などを1種又は複数種用いて形成することができる。具体的には、例えば、イン
ジウム錫酸化物(Indium Tin Oxide、以下ITO)、珪素または酸化珪
素を含むインジウム錫酸化物(略称:ITSO)、酸化インジウム-酸化亜鉛(Indi
um Zinc Oxide)、チタンを含有した酸化インジウム-錫酸化物、インジウ
ム-チタン酸化物、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウムなどの金属
酸化物を用いることができる。また、光を透過する程度(好ましくは、1nm以上30n
m以下の厚さ)の金属薄膜を用いることができる。金属としては、例えば、AgまたはA
gとAl、AgとMg、AgとAu、AgとYbなどの合金等を用いることができる。
を有し、且つ導電性を有する材料であればよく、例えば上記のようなITOに代表される
酸化物導電体に加えて、酸化物半導体、または有機物を含む有機導電体を含む。有機物を
含む有機導電体としては、例えば、有機化合物と電子供与体(ドナー)とを混合してなる
複合材料、有機化合物と電子受容体(アクセプター)とを混合してなる複合材料等が挙げ
られる。また、グラフェンなどの無機炭素系材料を用いても良い。また、当該材料の抵抗
率としては、好ましくは1×105Ω・cm以下、さらに好ましくは1×104Ω・cm
以下である。
は双方を形成してもよい。
電極より屈折率の高い材料を形成してもよい。このような材料としては、可視光を透過す
る機能を有する材料であればよく、導電性を有する材料であっても有さない材料であって
もよい。例えば、上記のような酸化物導電体に加えて、酸化物半導体、有機物が挙げられ
る。有機物としては、例えば、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、または電
子注入層に例示した材料が挙げられる。また、無機炭素系材料や光が透過する程度の薄膜
の金属も用いることができる。これら屈折率の高い材料を用いて、数nm乃至数十nmの
層を複数積層させてもよい。
(3.8eV以下)材料を有することが好ましい。例えば、元素周期表の第1族又は第2
族に属する元素(リチウム、ナトリウム、セシウム等のアルカリ金属、カルシウム、スト
ロンチウム等のアルカリ土類金属、マグネシウム等)、これら元素を含む合金(例えば、
AgとMg、AlとLi)、ユーロピウム(Eu)、Yb等の希土類金属、これら希土類
金属を含む合金、アルミニウム、銀を含む合金等を用いることができる。
0eV以上)材料を用いることが好ましい。
過する機能を有する導電性材料との積層としてもよい。その場合、電極101及び電極1
02は、各発光層からの所望の光を共振させ、その波長の光を強めることができるように
、光学距離を調整する機能を有することができるため好ましい。
、MBE(Molecular Beam Epitaxy)法、CVD法、パルスレー
ザ堆積法、ALD(Atomic Layer Deposition)法等を適宜用い
ることができる。
また、本発明の一態様に係る発光素子は、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に
作製すればよい。基板上に作製する順番としては、電極101側から順に積層しても、電
極102側から順に積層しても良い。
、又はプラスチックなどを用いることができる。また可撓性基板を用いてもよい。可撓性
基板とは、曲げることができる(フレキシブル)基板のことであり、例えば、ポリカーボ
ネート、ポリアリレート、からなるプラスチック基板等が挙げられる。また、フィルム、
無機蒸着フィルムなどを用いることもできる。なお、発光素子、及び光学素子の作製工程
において支持体として機能するものであれば、これら以外のものでもよい。あるいは、発
光素子、及び光学素子を保護する機能を有するものであればよい。
基板の種類は、特定のものに限定されることはない。その基板の一例としては、半導体基
板(例えば単結晶基板又はシリコン基板)、SOI基板、ガラス基板、石英基板、プラス
チック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する
基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせ
フィルム、繊維状の材料を含むセルロースナノファイバー(CNF)や紙、又は基材フィ
ルムなどがある。ガラス基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウ
ケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどがある。可撓性基板、貼り合わせフィルム、
基材フィルムなどの一例としては、以下のものがあげられる。例えば、ポリエチレンテレ
フタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルホン(
PES)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)に代表されるプラスチックがある。
または、一例としては、アクリル等の樹脂などがある。または、一例としては、ポリプロ
ピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ塩化ビニルなどがある。または、一
例としては、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキシ、無機蒸着フィルム、又は紙
類などがある。
い。または、基板と発光素子との間に剥離層を設けてもよい。剥離層は、その上に発光素
子を一部あるいは全部完成させた後、基板より分離し、他の基板に転載するために用いる
ことができる。その際、耐熱性の劣る基板や可撓性の基板にも発光素子を転載できる。な
お、上述の剥離層には、例えば、タングステン膜と酸化シリコン膜との無機膜の積層構造
の構成や、基板上にポリイミド等の樹脂膜が形成された構成等を用いることができる。
別の基板上に発光素子を配置してもよい。発光素子が転置される基板の一例としては、上
述した基板に加え、セロファン基板、石材基板、木材基板、布基板(天然繊維(絹、綿、
麻)、合成繊維(ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル)若しくは再生繊維(アセテー
ト、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル)などを含む)、皮革基板、又はゴム基板な
どがある。これらの基板を用いることにより、壊れにくい発光素子、耐熱性の高い発光素
子、軽量化された発光素子、または薄型化された発光素子とすることができる。
電気的に接続された電極上に発光素子150を作製してもよい。これにより、FETによ
って発光素子150の駆動を制御するアクティブマトリクス型の表示装置を作製できる。
態において、本発明の一態様について述べる。ただし、本発明の一態様は、これらに限定
されない。つまり、本実施の形態および他の実施の形態では、様々な発明の態様が記載さ
れているため、本発明の一態様は、特定の態様に限定されない。例えば、本発明の一態様
として、発光素子に適用した場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されな
い。例えば、場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様は、発光素子に適
用しなくてもよい。または、例えば、本発明の一態様では、EL層が、高分子材料と、ゲ
スト材料と、を有し、高分子材料は、第1の骨格と第2の骨格とが第3の骨格を介して結
合する構造を有し、高分子材料における第1の高分子鎖と、第2の高分子鎖とが、励起錯
体を形成する場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。場合によっ
ては、または、状況に応じて、本発明の一態様では、例えば、高分子材料の第1の高分子
鎖と、第2の高分子鎖とが、励起錯体を形成しなくてもよい。あるいは、高分子材料にお
ける第1の骨格と第2の骨格とが、第3の骨格を介して結合する構造を有さなくても良い
。または、例えば、本発明の一態様では、高分子材料における第1の骨格が、π電子過剰
型複素芳香族骨格または芳香族アミン骨格の少なくとも一つを有し、第2の骨格が、π電
子不足型複素芳香族骨格を有する場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定さ
れない。場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様では、例えば、第1の
骨格が、π電子過剰型複素芳香族骨格および芳香族アミン骨格を有さなくてもよい。ある
いは、第2の骨格が、π電子不足型複素芳香族骨格を有さなくてもよい。
きる。
本実施の形態においては、実施の形態1に示す構成と異なる構成の発光素子、及び当該
発光素子の発光機構について、図3及び図4を用いて、以下説明を行う。なお、図3(A
)において、図1(A)に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパター
ンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の符号を
付し、その詳細な説明は省略する場合がある。
図3(A)は、本発明の一態様の発光素子152の断面模式図である。
に設けられたEL層100を有する。EL層100は、少なくとも発光層140を有する
。
して機能するとして、以下説明するが、発光素子152の構成としては、逆であっても構
わない。
B)に示す発光層140は、高分子材料141と、ゲスト材料142と、を有する。
41_3と、を有する。骨格141_1と、骨格141_2と、は骨格141_3を介し
て結合または重合している。
機化合物としては、燐光を発することができる物質(以下、燐光性化合物ともいう)であ
ると好適である。以下の説明においては、ゲスト材料142として、燐光性化合物を用い
る構成について説明する。なお、ゲスト材料142を燐光性化合物として読み替えてもよ
い。
次に、発光層140の発光機構について、以下説明を行う。
(正孔輸送性)を有する骨格と、骨格141_2として電子を輸送する機能(電子輸送性
)を有する骨格と、を有すると好ましい。あるいは、骨格141_1がπ電子過剰型複素
芳香族骨格または芳香族アミン骨格の少なくとも一つを有し、骨格141_2がπ電子不
足型複素芳香族骨格を有すると好ましい。
の高分子鎖間において、励起錯体(励起二量体ともいう)を形成する機能を有する材料で
ある。その中でも、高分子材料141における正孔輸送性を有する骨格と、電子輸送性を
有する骨格とが、同一の構成単位を有する2つの高分子鎖間において、励起錯体を形成す
ると好ましい。あるいは、高分子材料141が有するπ電子過剰型複素芳香族骨格または
芳香族アミン骨格の少なくとも一つと、高分子材料141が有するπ電子不足型複素芳香
族骨格とが、同一の構成単位を有する2つの高分子鎖間において、励起錯体を形成すると
好ましい。
高分子鎖とが励起錯体を形成する機能を有する材料である。その中でも、高分子材料14
1において、第1の高分子鎖における正孔輸送性を有する骨格と、第2の高分子鎖におけ
る電子輸送性を有する骨格とが、励起錯体を形成すると好ましい。あるいは、高分子材料
141において、第1の高分子鎖におけるπ電子過剰型複素芳香族骨格または芳香族アミ
ン骨格の少なくとも一つと、第2の高分子鎖におけるπ電子不足型複素芳香族骨格とが、
励起錯体を形成すると好ましい。
2として電子輸送性を有する骨格と、を有することで、2つの高分子鎖間でドナー-アク
セプター型の励起錯体を形成しやすくなり、効率よく励起錯体を形成することができる。
あるいは、高分子材料141が、骨格141_1としてπ電子過剰型複素芳香族骨格また
は芳香族アミン骨格の少なくとも一つと、骨格141_2としてπ電子不足型複素芳香族
骨格と、を有することで、2つの高分子鎖間でドナー-アクセプター型の励起錯体を形成
しやすくなり、効率よく励起錯体を形成することができる。
るよう、電子輸送性を有する骨格と、正孔輸送性を有する骨格と、の共役が低くなる構造
を有することが好ましい。あるいは、π電子過剰型複素芳香族骨格または芳香族アミン骨
格の少なくとも一つと、π電子不足型複素芳香族骨格と、の共役が低くなる構造を有する
ことが好ましい。そうすることで、高分子材料141の一重項励起エネルギー準位と三重
項励起エネルギー準位との差を小さくすることが可能となる。また、高分子材料141の
三重項励起エネルギー準位を高いエネルギーにすることが可能となる。
子鎖にHOMOの分子軌道を有し、他方の高分子鎖にLUMOの分子軌道を有するため、
HOMOの分子軌道とLUMOの分子軌道との重なりが極めて小さい。すなわち、該励起
錯体は、一重項励起エネルギー準位と三重項励起エネルギー準位との差が小さくなる。し
たがって、高分子材料141の2つの高分子鎖間で形成される励起錯体は、三重項励起エ
ネルギー準位と一重項励起エネルギー準位との差が小さく、好ましくは0eVより大きく
0.2eV以下である。
を有する場合、キャリアバランスを容易に制御することが可能となる。そのため、キャリ
ア再結合領域の制御も簡便に行うことができる。そのためには、骨格141_1(正孔輸
送性を有する骨格を有する)と、骨格141_2(電子輸送性を有する骨格を有する)と
、の構成比率は、1:9から9:1(モル比)の範囲が好ましく、骨格141_2(電子
輸送性を有する骨格を有する)が、骨格141_1(正孔輸送性を有する骨格を有する)
より、構成比率が高いことが、さらに好ましい。
準位の相関を図3(C)に示す。なお、図3(C)における表記及び符号は、以下の通り
である。
・Polymer(141_1+141_2):高分子材料141のうち、近接した第1
の高分子鎖における骨格141_1及び第2の高分子鎖における骨格141_2
・Guest(142):ゲスト材料142(燐光性化合物)
・SPH:高分子材料141のS1準位
・TPH:高分子材料141のT1準位
・TPG:ゲスト材料142(燐光性化合物)のT1準位
・SPE:励起錯体のS1準位
・TPE:励起錯体のT1準位
(燐光性化合物)は、高分子材料141中に分散される。発光層140の高分子材料14
1のT1準位は、発光層140のゲスト材料(ゲスト材料142)のT1準位よりも高い
ことが好ましい。
て、同一の構成単位を有する2つの高分子鎖間で励起錯体を形成する。励起錯体の一重項
励起状態の最も低いエネルギー準位(SPE)と励起錯体の三重項励起状態の最も低いエ
ネルギー準位(TPE)とは互いに隣接することになる(図3(C) ルートE7参照)
。
け取ることで速やかに励起錯体を形成する。あるいは、一方が励起状態となると、速やか
に他方と相互作用することで励起錯体を形成する。したがって、発光層140における励
起子のほとんどが励起錯体として存在する。励起錯体の励起エネルギー準位(SPEおよ
びTPE)は、励起錯体を形成する高分子材料141の一重項励起エネルギー準位(SP
H)より低くなるため、より低い励起エネルギーで高分子材料141の励起状態を形成す
ることが可能となる。これによって、発光素子152の駆動電圧を低減することができる
。
(燐光性化合物)の三重項励起状態の最も低いエネルギー準位へ移動させて発光が得られ
る(図3(C)ルートE8、E9参照)。
励起エネルギー準位(TPG)より高いことが好ましい。そうすることで、生成した励起
錯体の一重項励起エネルギーおよび三重項励起エネルギーを、励起錯体の一重項励起エネ
ルギー準位(SPE)および三重項励起エネルギー準位(TPE)からゲスト材料142
の三重項励起エネルギー準位(TPG)へエネルギー移動することができる。
合物)からの発光を、効率よく得ることが可能となる。
、ルートE8、及びルートE9の過程を、本明細書等においてExTET(Excipl
ex-Triplet Energy Transfer)と呼称する場合がある。別言
すると、発光層140は、励起錯体からゲスト材料142への励起エネルギーの供与があ
る。またこの場合、必ずしもTPEからSPEへの逆項間交差効率が高い必要はなく、S
PEのエネルギーを有する一重項励起状態からの発光量子収率が高い必要もないため、材
料を幅広く選択することが可能となる。
、2つの高分子鎖で形成される励起錯体の三重項励起エネルギー準位(TPE)が、該励
起錯体を形成する高分子材料141単体の三重項励起エネルギー準位(TPH)よりも低
いことが好ましい。これにより、高分子材料141における他の高分子鎖による励起錯体
の三重項励起エネルギーのクエンチが生じにくくなり、効率よくゲスト材料142へエネ
ルギー移動が発生する。
としては、実施の形態1と同様にフェルスター機構(双極子-双極子相互作用)と、デク
スター機構(電子交換相互作用)の2つの機構によって説明することができる。フェルス
ター機構およびデクスター機構については、実施の形態1を参酌すればよい。
フェルスター機構によるエネルギー移動においては、エネルギー移動効率φETは、発
光量子収率φ(一重項励起状態からのエネルギー移動を論じている場合は蛍光量子収率)
が高い方が良い。また、高分子材料141の発光スペクトル(一重項励起状態からのエネ
ルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル)とゲスト材料142の吸収スペクトル(一重
項基底状態から三重項励起状態への遷移に相当する吸収)との重なりが大きいことが好ま
しい。さらに、ゲスト材料142のモル吸光係数も高い方が好ましい。このことは、高分
子材料141の発光スペクトルと、ゲスト材料142の最も長波長側に現れる吸収帯とが
重なることを意味する。
るには高分子材料141の発光スペクトル(一重項励起状態からのエネルギー移動を論じ
る場合は蛍光スペクトル)とゲスト材料142の吸収スペクトル(一重項基底状態から三
重項励起状態への遷移に相当する吸収)との重なりが大きい方が良い。したがって、エネ
ルギー移動効率の最適化は、高分子材料141の発光スペクトルと、ゲスト材料142の
最も長波長側に現れる吸収帯とが重なることによって実現される。
からゲスト材料142へのエネルギー移動過程についても、フェルスター機構、及びデク
スター機構の双方の機構によるエネルギー移動が生じる。
ルギードナーとしての機能を有する励起錯体を、2つの高分子鎖間で形成する機能を有す
る高分子材料141を有する発光素子を提供する。高分子材料141における2つの高分
子鎖間で形成される励起錯体は、一重項励起エネルギー準位と、三重項励起エネルギー準
位とが隣接しているという特徴を有する。そのため、発光層140において生成する励起
錯体は、高分子材料141単体より低い励起エネルギーで形成が可能となる。したがって
、発光素子152において駆動電圧を低減することができる。さらに、励起錯体の一重項
励起状態からエネルギーアクセプターとなるゲスト材料142の三重項励起状態へのエネ
ルギー移動を生じやすくするためには、励起錯体の発光スペクトルと、ゲスト材料142
の最も長波長側(低エネルギー側)に現れる吸収帯と、が重なると好ましい。そうするこ
とで、ゲスト材料142の三重項励起状態の生成効率を高めることができる。
次に、図3(B)に示す発光層140と異なる構成例について、図4を用いて、以下説
明を行う。
おいて、図3(B)に示す符号と同様の機能を有する箇所には同様の符号を付し、その詳
細な説明は省略する場合がある。
位として、骨格141_1と、骨格141_2と、骨格141_3と、骨格141_4と
、を有する。骨格141_1と、骨格141_2と、は骨格141_3を介して結合また
は重合している。
は、燐光を発することができる骨格(以下、燐光性骨格ともいう)であると好適である。
以下の説明においては、骨格141_4として、燐光性骨格を用いる構成について説明す
る。なお、骨格141_4を燐光性骨格として読み替えてもよい。
おいては、上記構成例1で示したゲスト材料142を、骨格141_4と読み替えること
で説明することができる。そのため、本実施の形態の構成例1と同様の機能に係わる説明
は、本実施の形態の構成例1を参酌すればよい。
格141_2として電子輸送性を有する骨格と、を有し、2つの高分子鎖間で励起錯体を
形成する。該励起錯体から骨格141_4へ励起エネルギーが移動することで、骨格14
1_4から発光が得られる。
次に、発光層140に用いることのできる材料について、以下説明する。
高分子鎖間において、励起錯体を形成する機能を有する材料であれば、特に限定はないが
、π電子過剰型複素芳香族骨格または芳香族アミン骨格の少なくとも一つと、π電子不足
型複素芳香族骨格とを有すると好ましい。高分子材料141としては、実施の形態1で例
示した材料を用いることができる。
有機金属錯体、あるいは金属錯体が挙げられ、中でも有機イリジウム錯体、例えばイリジ
ウム系オルトメタル錯体が好ましい。オルトメタル化する配位子としては4H-トリアゾ
ール配位子、1H-トリアゾール配位子、イミダゾール配位子、ピリジン配位子、ピリミ
ジン配位子、ピラジン配位子、あるいはイソキノリン配位子などが挙げられる。金属錯体
としては、ポルフィリン配位子を有する白金錯体などが挙げられる。
-メチルフェニル)-4-(2,6-ジメチルフェニル)-4H-1,2,4-トリアゾ
ール-3-イル-κN2]フェニル-κC}イリジウム(III)(略称:Ir(mpp
tz-dmp)3)、トリス(5-メチル-3,4-ジフェニル-4H-1,2,4-ト
リアゾラト)イリジウム(III)(略称:Ir(Mptz)3)、トリス[4-(3-
ビフェニル)-5-イソプロピル-3-フェニル-4H-1,2,4-トリアゾラト]イ
リジウム(III)(略称:Ir(iPrptz-3b)3)、トリス[3-(5-ビフ
ェニル)-5-イソプロピル-4-フェニル-4H-1,2,4-トリアゾラト]イリジ
ウム(III)(略称:Ir(iPr5btz)3)のような4H-トリアゾール骨格を
有する有機金属イリジウム錯体や、トリス[3-メチル-1-(2-メチルフェニル)-
5-フェニル-1H-1,2,4-トリアゾラト]イリジウム(III)(略称:Ir(
Mptz1-mp)3)、トリス(1-メチル-5-フェニル-3-プロピル-1H-1
,2,4-トリアゾラト)イリジウム(III)(略称:Ir(Prptz1-Me)3
)のような1H-トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、fac-トリス
[1-(2,6-ジイソプロピルフェニル)-2-フェニル-1H-イミダゾール]イリ
ジウム(III)(略称:Ir(iPrpmi)3)、トリス[3-(2,6-ジメチル
フェニル)-7-メチルイミダゾ[1,2-f]フェナントリジナト]イリジウム(II
I)(略称:Ir(dmpimpt-Me)3)のようなイミダゾール骨格を有する有機
金属イリジウム錯体や、ビス[2-(4’,6’-ジフルオロフェニル)ピリジナト-N
,C2’]イリジウム(III)テトラキス(1-ピラゾリル)ボラート(略称:FIr
6)、ビス[2-(4’,6’-ジフルオロフェニル)ピリジナト-N,C2’]イリジ
ウム(III)ピコリナート(略称:FIrpic)、ビス{2-[3’,5’-ビス(
トリフルオロメチル)フェニル]ピリジナト-N,C2’}イリジウム(III)ピコリ
ナート(略称:Ir(CF3ppy)2(pic))、ビス[2-(4’,6’-ジフル
オロフェニル)ピリジナト-N,C2’]イリジウム(III)アセチルアセトナート(
略称:FIr(acac))のような電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位
子とする有機金属イリジウム錯体が挙げられる。上述した中でも、4H-トリアゾール骨
格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率にも優れるため、特に好ましい
。
ル-6-フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:Ir(mppm)3)、
トリス(4-t-ブチル-6-フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:I
r(tBuppm)3)、(アセチルアセトナト)ビス(6-メチル-4-フェニルピリ
ミジナト)イリジウム(III)(略称:Ir(mppm)2(acac))、(アセチ
ルアセトナト)ビス(6-tert-ブチル-4-フェニルピリミジナト)イリジウム(
III)(略称:Ir(tBuppm)2(acac))、(アセチルアセトナト)ビス
[4-(2-ノルボルニル)-6-フェニルピリミジナト]イリジウム(III)(略称
:Ir(nbppm)2(acac))、(アセチルアセトナト)ビス[5-メチル-6
-(2-メチルフェニル)-4-フェニルピリミジナト]イリジウム(III)(略称:
Ir(mpmppm)2(acac))、(アセチルアセトナト)ビス{4,6-ジメチ
ル-2-[6-(2,6-ジメチルフェニル)-4-ピリミジニル-κN3]フェニル-
κC}イリジウム(III)(略称:Ir(dmppm-dmp)2(acac))、(
アセチルアセトナト)ビス(4,6-ジフェニルピリミジナト)イリジウム(III)(
略称:Ir(dppm)2(acac))のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリ
ジウム錯体や、(アセチルアセトナト)ビス(3,5-ジメチル-2-フェニルピラジナ
ト)イリジウム(III)(略称:Ir(mppr-Me)2(acac))、(アセチ
ルアセトナト)ビス(5-イソプロピル-3-メチル-2-フェニルピラジナト)イリジ
ウム(III)(略称:Ir(mppr-iPr)2(acac))のようなピラジン骨
格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス(2-フェニルピリジナト-N,C2’)
イリジウム(III)(略称:Ir(ppy)3)、ビス(2-フェニルピリジナト-N
,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(ppy)2(ac
ac))、ビス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(III)アセチルアセトナート
(略称:Ir(bzq)2(acac))、トリス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウ
ム(III)(略称:Ir(bzq)3)、トリス(2-フェニルキノリナト-N,C2
’)イリジウム(III)(略称:Ir(pq)3)、ビス(2-フェニルキノリナト-
N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(pq)2(ac
ac))のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、ビス(2,4-ジフ
ェニル-1,3-オキサゾラト-N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナー
ト(略称:Ir(dpo)2(acac))、ビス{2-[4’-(パーフルオロフェニ
ル)フェニル]ピリジナト-N,C2’}イリジウム(III)アセチルアセトナート(
略称:Ir(p-PF-ph)2(acac))、ビス(2-フェニルベンゾチアゾラト
-N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(bt)2(a
cac))など有機金属イリジウム錯体の他、トリス(アセチルアセトナト)(モノフェ
ナントロリン)テルビウム(III)(略称:Tb(acac)3(Phen))のよう
な希土類金属錯体が挙げられる。上述した中でも、ピリミジン骨格を有する有機金属イリ
ジウム錯体は、信頼性や発光効率にも際だって優れるため、特に好ましい。
メタナト)ビス[4,6-ビス(3-メチルフェニル)ピリミジナト]イリジウム(II
I)(略称:Ir(5mdppm)2(dibm))、ビス[4,6-ビス(3-メチル
フェニル)ピリミジナト](ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:Ir
(5mdppm)2(dpm))、ビス[4,6-ジ(ナフタレン-1-イル)ピリミジ
ナト](ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:Ir(d1npm)2(
dpm))のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、(アセチルアセ
トナト)ビス(2,3,5-トリフェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:I
r(tppr)2(acac))、ビス(2,3,5-トリフェニルピラジナト)(ジピ
バロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:Ir(tppr)2(dpm))、(
アセチルアセトナト)ビス[2,3-ビス(4-フルオロフェニル)キノキサリナト]イ
リジウム(III)(略称:[Ir(Fdpq)2(acac)])のようなピラジン骨
格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス(1-フェニルイソキノリナト-N,C2
’)イリジウム(III)(略称:Ir(piq)3)、ビス(1-フェニルイソキノリ
ナト-N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(piq)
2(acac))のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、2,3,
7,8,12,13,17,18-オクタエチル-21H,23H-ポルフィリン白金(
II)(略称:PtOEP)のような白金錯体や、トリス(1,3-ジフェニル-1,3
-プロパンジオナト)(モノフェナントロリン)ユーロピウム(III)(略称:Eu(
DBM)3(Phen))、トリス[1-(2-テノイル)-3,3,3-トリフルオロ
アセトナト](モノフェナントロリン)ユーロピウム(III)(略称:Eu(TTA)
3(Phen))のような希土類金属錯体が挙げられる。上述した中でも、ピリミジン骨
格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率にも際だって優れるため、特に
好ましい。また、ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、色度の良い赤色発光
が得られる。
材料であればよい。該三重項励起エネルギーを発光に変換できる材料としては、燐光性化
合物の他に、熱活性化遅延蛍光(Thermally activated delay
ed fluorescence:TADF)材料が挙げられる。したがって、燐光性化
合物と記載した部分に関しては、熱活性化遅延蛍光材料と読み替えても構わない。なお、
熱活性化遅延蛍光材料とは、三重項励起エネルギー準位と一重項励起エネルギー準位との
差が小さく、逆項間交差によって三重項励起状態から一重項励起状態へエネルギーを変換
する機能を有する材料である。そのため、三重項励起状態をわずかな熱エネルギーによっ
て一重項励起状態にアップコンバート(逆項間交差)が可能で、一重項励起状態からの発
光(蛍光)を効率よく呈することができる。また、熱活性化遅延蛍光が効率良く得られる
条件としては、三重項励起エネルギー準位と一重項励起エネルギー準位のエネルギー差が
好ましくは0eVより大きく0.2eV以下、さらに好ましくは0eVより大きく0.1
eV以下であることが挙げられる。
1で示した熱活性化遅延蛍光材料を用いることができる。
ウム、または白金系の有機金属錯体、あるいは金属錯体を構成単位として有する高分子化
合物が好ましい。
2が有するような発光性の骨格を有すると好ましい。すなわち、イリジウム、ロジウム、
または白金系の有機金属錯体、あるいは金属錯体などから、1個または2個の水素原子を
取り除いた構造を構成単位として有すると好ましい。
の発光層と第2の発光層を正孔輸送層側から順に積層して発光層140とする場合、第1
の発光層の高分子材料として正孔輸送性を有する物質を用い、第2の発光層の高分子材料
として電子輸送性を有する物質を用いる構成などがある。
材料を有していても良い。具体的には、実施の形態1で例示した材料を用いることができ
る。
ズルプリント法、グラビア印刷等の方法で形成することができる。また、上述した材料の
他、量子ドットなどの無機化合物または高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリ
マー等)を用いてもよい。
いることができる。
本実施の形態では、実施の形態1及び実施の形態2に示す構成と異なる構成の発光素子
の例について、図5乃至図8を用いて以下に説明する。
図5(A)(B)は、本発明の一態様の発光素子を示す断面図である。なお、図5(A
)(B)において、図1(A)に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチ
パターンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の
符号を付し、その詳細な説明は省略する場合がある。
を取り出す下面射出(ボトムエミッション)型の発光素子であってもよく、基板200と
反対方向に光を取り出す上面射出(トップエミッション)型の発光素子であってもよい。
なお、本発明の一態様はこれに限定されず、発光素子が呈する光を基板200の上方およ
び下方の双方に取り出す両面射出(デュアルエミッション)型の発光素子であっても良い
。
01は、光を透過する機能を有することが好ましい。また、電極102は、光を反射する
機能を有することが好ましい。あるいは、発光素子260a及び発光素子260bが、ト
ップエミッション型である場合、電極101は、光を反射する機能を有することが好まし
い。また、電極102は、光を透過する機能を有することが好ましい。
とを有する。また、電極101と電極102との間に、発光層123Bと、発光層123
Gと、発光層123Rと、を有する。また、正孔注入層111と、正孔輸送層112と、
電子輸送層113と、電子注入層114と、を有する。
層101a上の導電層101bと、導電層101a下の導電層101cとを有する。すな
わち、発光素子260bは、導電層101aが、導電層101bと、導電層101cとで
挟持された電極101の構成を有する。
成されてもよく、同じ材料で形成されても良い。電極101が、導電層101aが同じ導
電性材料で挟持される構成を有する場合、エッチング工程によるパターン形成が容易にな
るため好ましい。
ずれか一方のみを有する構成としてもよい。
の形態1で示した電極101または電極102と同様の構成および材料を用いることがで
きる。
領域221G、及び領域221R、の間に隔壁145を有する。隔壁145は、絶縁性を
有する。隔壁145は、電極101の端部を覆い、該電極と重畳する開口部を有する。隔
壁145を設けることによって、各領域の基板200上の電極101を、それぞれ島状に
分離することが可能となる。
互いに重なる領域を有していてもよい。あるいは、発光層123Gと、発光層123Rと
は、隔壁145と重畳する領域において、互いに重なる領域を有していてもよい。あるい
は、発光層123Rと、発光層123Bとは、隔壁145と重畳する領域において、互い
に重なる領域を有していてもよい。
る。該無機材料としては、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シ
リコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等が挙げられる。該有機材料としては、例
えば、アクリル樹脂、またはポリイミド樹脂等の感光性の樹脂材料が挙げられる。
指し、好ましくは酸素が55原子%以上65原子%以下、窒素が1原子%以上20原子%
以下、シリコンが25原子%以上35原子%以下、水素が0.1原子%以上10原子%以
下の範囲で含まれるものをいう。窒化酸化シリコン膜とは、その組成として、酸素よりも
窒素の含有量が多い膜を指し、好ましくは窒素が55原子%以上65原子%以下、酸素が
1原子%以上20原子%以下、シリコンが25原子%以上35原子%以下、水素が0.1
原子%以上10原子%以下の濃度範囲で含まれるものをいう。
る機能を有する発光材料を有することが好ましい。例えば、発光層123Rが赤色を呈す
る機能を有する発光材料を有することで、領域221Rは赤色の発光を呈し、発光層12
3Gが緑色を呈する機能を有する発光材料を有することで、領域221Gは緑色の発光を
呈し、発光層123Bが青色を呈する機能を有する発光材料を有することで、領域221
Bは青色の発光を呈する。このような構成を有する発光素子260aまたは発光素子26
0bを、表示装置の画素に用いることで、フルカラー表示が可能な表示装置を作製するこ
とができる。また、それぞれの発光層の膜厚は、同じであっても良いし、異なっていても
良い。
の発光層は、実施の形態1で示した発光層130、及び実施の形態2で示した発光層14
0のうち少なくとも一つを有することが好ましい。そうすることで、発光効率の良好な発
光素子を作製することができる。
の発光層は、2層以上が積層された構成としても良い。
光層を有し、該発光層を有する発光素子260aまたは発光素子260bを、表示装置の
画素に用いることで、発光効率の高い表示装置を作製することができる。すなわち、発光
素子260aまたは発光素子260bを有する表示装置は、消費電力を低減することがで
きる。
偏光板、反射防止膜等)を設けることで、発光素子260a及び発光素子260bの色純
度を向上させることができる。そのため、発光素子260aまたは発光素子260bを有
する表示装置の色純度を高めることができる。あるいは、発光素子260a及び発光素子
260bの外光反射を低減することができる。そのため、発光素子260aまたは発光素
子260bを有する表示装置のコントラスト比を高めることができる。
態1及び実施の形態2における発光素子の構成を参酌すればよい。
次に、図5(A)(B)に示す発光素子と異なる構成例について、図6(A)(B)を
用いて、以下説明を行う。
)(B)において、図5(A)(B)に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様の
ハッチパターンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、
同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する場合がある。
(A)に示す発光素子262aは、基板200と反対の方向に光を取り出す上面射出(ト
ップエミッション)型の発光素子、図6(B)に示す発光素子262bは、基板200側
に光を取り出す下面射出(ボトムエミッション)型の発光素子である。ただし、本発明の
一態様はこれに限定されず、発光素子が呈する光を発光素子が形成される基板200の上
方および下方の双方に取り出す両面射出(デュアルエミッション)型であっても良い。
と、電極103と、電極104とを有する。また、電極101と電極102との間、及び
電極102と電極103との間、及び電極102と電極104との間に、少なくとも発光
層170を有する。また、正孔注入層111と、正孔輸送層112と、電子輸送層113
と、電子注入層114と、を有する。
、を有する。また、電極103は、導電層103aと、導電層103a上に接する導電層
103bと、を有する。電極104は、導電層104aと、導電層104a上に接する導
電層104bと、を有する。
101と電極102とで挟持された領域222B、電極102と電極103とで挟持され
た領域222G、及び電極102と電極104とで挟持された領域222R、の間に、隔
壁145を有する。隔壁145は、絶縁性を有する。隔壁145は、電極101、電極1
03、及び電極104の端部を覆い、該電極と重畳する開口部を有する。隔壁145を設
けることによって、各領域の基板200上の該電極を、それぞれ島状に分離することが可
能となる。
領域222Rから呈される光が取り出される方向に、それぞれ光学素子224B、光学素
子224G、及び光学素子224Rを有する基板220を有する。各領域から呈される光
は、各光学素子を介して発光素子外部に射出される。すなわち、領域222Bから呈され
る光は、光学素子224Bを介して射出され、領域222Gから呈される光は、光学素子
224Gを介して射出され、領域222Rから呈される光は、光学素子224Rを介して
射出される。
から特定の色を呈する光を選択的に透過する機能を有する。例えば、光学素子224Bを
介して射出される領域222Bから呈される光は、青色を呈する光となり、光学素子22
4Gを介して射出される領域222Gから呈される光は、緑色を呈する光となり、光学素
子224Rを介して射出される領域222Rから呈される光は、赤色を呈する光となる。
カラーフィルタともいう)、バンドパスフィルタ、多層膜フィルタなどを適用できる。ま
た、光学素子に色変換素子を適用することができる。色変換素子は、入射される光を、当
該光の波長より長い波長の光に変換する光学素子である。色変換素子として、量子ドット
を用いる素子であると好適である。量子ドットを用いることにより、表示装置の色再現性
を高めることができる。
を一または複数、重ねて設けてもよい。他の光学素子としては、例えば円偏光板や反射防
止膜などを設けることができる。円偏光板を、表示装置の発光素子が発する光が取り出さ
れる側に設けると、表示装置の外部から入射した光が、表示装置の内部で反射されて、外
部に射出される現象を防ぐことができる。また、反射防止膜を設けると、表示装置の表面
で反射される外光を弱めることができる。これにより、表示装置が発する発光を、鮮明に
観察できる。
色(B)を呈する光、緑色(G)を呈する光、赤色(R)を呈する光、として、それぞれ
破線の矢印で模式的に図示している。
ら発せられる光を遮光する機能を有する。なお、遮光層223を設けない構成としても良
い。
しては、隣接する発光素子から発せられる光の混色を防ぐ機能を有する。遮光層223と
しては、金属、黒色顔料を含んだ樹脂、カーボンブラック、金属酸化物、複数の金属酸化
物の固溶体を含む複合酸化物等を用いることができる。
いて、互いに重なる領域を有していても良い。あるいは、光学素子224Gと、光学素子
224Rとは、遮光層223と重畳する領域において、互いに重なる領域を有していても
良い。あるいは、光学素子224Rと、光学素子224Bとは、遮光層223と重畳する
領域において、互いに重なる領域を有していても良い。
ればよい。
。
発光層170から射出される光は、一対の電極(例えば、電極101と電極102)の
間で共振される。また、発光層170は、射出される光のうち所望の波長の光が強まる位
置に形成される。例えば、電極101の反射領域から発光層170の発光領域までの光学
距離と、電極102の反射領域から発光層170の発光領域までの光学距離と、を調整す
ることにより、発光層170から射出される光のうち所望の波長の光を強めることができ
る。
01b、導電層103b、及び導電層104b)の厚さを調整することで、発光層170
から呈される光のうち所望の波長の光を強めることができる。なお、各領域で正孔注入層
111及び正孔輸送層112のうち、少なくとも一つの厚さを異ならせることで、発光層
170から呈される光を強めても良い。
屈折率が、発光層170の屈折率よりも小さい場合においては、電極101が有する導電
層101bの膜厚を、電極101と電極102との間の光学距離がmBλB/2(mBは
自然数、λBは領域222Bで強める光の波長を、それぞれ表す)となるよう調整する。
同様に、電極103が有する導電層103bの膜厚を、電極103と電極102との間の
光学距離がmGλG/2(mGは自然数、λGは領域222Gで強める光の波長を、それ
ぞれ表す)となるよう調整する。さらに、電極104が有する導電層104bの膜厚を、
電極104と電極102との間の光学距離がmRλR/2(mRは自然数、λRは領域2
22Rで強める光の波長を、それぞれ表す)となるよう調整する。
101乃至電極104の任意の領域を反射領域と仮定することで、発光層170から射出
される光を強める光学距離を導出してもよい。また、発光層170の発光領域を厳密に決
定することは困難な場合、発光層170の任意の領域を発光領域と仮定することで、発光
層170から射出される光を強める光学距離を導出してもよい。
整することで、各電極近傍における光の散乱および光の吸収を抑制し、高い光取り出し効
率を実現することができる。なお、上記構成においては、導電層101b、導電層103
b、導電層104bは、光を透過する機能を有することが好ましい。また、導電層101
b、導電層103b、導電層104b、を構成する材料は、互いに同じであっても良いし
、異なっていても良い。導電層101b、導電層103b、及び導電層104bに同じ材
料を用いる場合、エッチング工程によるパターン形成が容易になるため好ましい。また、
導電層101b、導電層103b、導電層104bは、それぞれ2層以上の層が積層され
た構成であっても良い。
101a、導電層103a、及び導電層104aは、光を反射する機能を有することが好
ましい。また、電極102は、光を透過する機能と、光を反射する機能とを有することが
好ましい。
層101a、導電層103a、導電層104aは、光を透過する機能と、光を反射する機
能と、を有することが好ましい。また、電極102は、光を反射する機能を有することが
好ましい。
3a、または導電層104a、に同じ材料を用いても良いし、異なる材料を用いても良い
。導電層101a、導電層103a、導電層104a、に同じ材料を用いる場合、発光素
子262a及び発光素子262bの製造コストを低減できる。なお、導電層101a、導
電層103a、導電層104aは、それぞれ2層以上の層が積層された構成であっても良
い。
1または実施の形態2で示した構成を有することが好ましい。そうすることで、高い発光
効率を示す発光素子を作製することができる。
化合物及び第2の化合物という、異なる色を呈する機能を有する2種類の発光材料をそれ
ぞれ用いることで、複数の色を含む発光を得ることができる。特に発光層170が呈する
発光により、白色となるよう、各発光層に用いる発光材料を選択すると好ましい。
層が含まれていても良い。
有する発光素子262aまたは発光素子262bを、表示装置の画素に用いることで、発
光効率の高い表示装置を作製することができる。すなわち、発光素子262aまたは発光
素子262bを有する表示装置は、消費電力を低減することができる。
260aまたは発光素子260b、あるいは実施の形態1及び実施の形態2で示した発光
素子の構成を参酌すればよい。
次に、本発明の一態様の発光素子の作製方法について、図7及び図8を用いて以下説明
を行う。なお、ここでは、図6(A)に示す発光素子262aの作製方法について説明す
る。
。
る。
第1のステップは、発光素子の電極(具体的には、電極101を構成する導電層101
a、電極103を構成する導電層103a、及び電極104を構成する導電層104a)
を、基板200上に形成する工程である(図7(A)参照)。
、該導電層を所望の形状に加工することで、導電層101a、導電層103a、及び導電
層104aを形成する。上記光を反射する機能を有する導電層としては、銀とパラジウム
と銅の合金膜(Ag-Pd-Cu膜、またはAPCともいう)を用いる。このように、導
電層101a、導電層103a、及び導電層104aを、同一の導電層を加工する工程を
経て形成することで、製造コストを安くすることができるため好適である。
また、該複数のトランジスタと、導電層101a、導電層103a、及び導電層104a
とを、それぞれ電気的に接続させてもよい。
第2のステップは、電極101を構成する導電層101a上に光を透過する機能を有す
る導電層101bを、電極103を構成する導電層103a上に光を透過する機能を有す
る導電層103bを、電極104を構成する導電層104a上に光を透過する機能を有す
る導電層104bを、形成する工程である(図7(B)参照)。
104a、の上にそれぞれ、光を透過する機能を有する導電層101b、103b、及び
104bを形成することで、電極101、電極103、及び電極104を形成する。上記
の導電層101b、103b、及び104bとしては、ITSO膜を用いる。
に分けて形成してもよい。複数回に分けて形成することで、各領域で適したマイクロキャ
ビティ構造となる膜厚で、導電層101b、103b、及び104bを形成することがで
きる。
第3のステップは、発光素子の各電極の端部を覆う隔壁145を形成する工程である(
図7(C)参照)。
が発光素子の陽極として機能する。本実施の形態では、隔壁145として、ポリイミド樹
脂を用いる。
おそれがないため、さまざまな成膜方法及び微細加工技術を適用できる。本実施の形態で
は、スパッタリング法を用いて反射性の導電層を成膜し、リソグラフィ法を用いて、該導
電層にパターンを形成し、その後ドライエッチング法またはウエットエッチング法を用い
て、該導電層を島状に加工することで、電極101を構成する導電層101a、電極10
3を構成する導電層103a、及び電極104を構成する導電層104a、を形成する。
その後、スパッタリング法を用いて透明性を有する導電膜を成膜し、リソグラフィ法を用
いて、該透明性を有する導電膜にパターンを形成し、その後ウエットエッチング法を用い
て、該透明性を有する導電膜を島状に加工して、電極101、電極103、及び電極10
4を形成する。
第4のステップは、正孔注入層111、正孔輸送層112、発光層170、電子輸送層
113、電子注入層114、及び電極102、を形成する工程である(図8(A)参照)
。
チレンスルホン酸)をスピンコートすることで形成することができる。また、正孔輸送層
112としては、正孔輸送性材料によって形成することができ、例えば、ポリビニルカル
バゾールをスピンコートすることで形成することができる。正孔注入層111及び正孔輸
送層112の形成後に、大気雰囲気下または窒素などの不活性気体雰囲気下で、加熱処理
を行ってもよい。
の中から選ばれる少なくともいずれか一つの発光を呈する高分子材料によって形成するこ
とができる。高分子材料としては、蛍光または燐光を呈する発光性の有機化合物を用いる
ことができる。高分子材料は、溶媒に溶解させることで、例えばスピンコート法等の塗布
法により形成することができる。また、発光層170の形成後に、大気雰囲気下または窒
素などの不活性気体雰囲気下で、加熱処理を行ってもよい。なお、蛍光性または燐光性の
有機化合物をゲスト材料とし、ゲスト材料より励起エネルギーが大きな高分子材料に該ゲ
スト材料を分散してもよい。また、該発光性の有機化合物は、単独で成膜してもよいが、
他の物質と混合して成膜してもよい。また、発光層170として、2層の構成としてもよ
い。その場合、2層の発光層は、それぞれ互いに異なる発光色を呈する発光物質を有する
ことが好ましい。
きる。また、電子注入層114としては、電子注入性の高い物質を成膜することで形成す
ることができる。なお、電子輸送層113および電子注入層114は、蒸着法を用いて形
成することができる。
で形成することができる。また、電極102としては、単層構造、または積層構造として
もよい。
B、領域222G、及び領域222Rを有する発光素子が基板200上に形成される。
第5のステップは、基板220上に遮光層223、光学素子224B、光学素子224
G、及び光学素子224Rを形成する工程である(図8(B)参照)。
板220及び遮光層223上に、光学素子224B、光学素子224G、及び光学素子2
24Rを形成する。光学素子224Bとしては、青色顔料の含んだ樹脂膜を所望の領域に
形成する。また、光学素子224Gとしては、緑色顔料の含んだ樹脂膜を所望の領域に形
成する。また、光学素子224Rとしては、赤色顔料の含んだ樹脂膜を所望の領域に形成
する。
第6のステップは、基板200上に形成された発光素子と、基板220上に形成された
遮光層223、光学素子224B、光学素子224G、及び光学素子224Rと、を貼り
合わせ、シール材を用いて封止する工程である(図示しない)。
いることができる。
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について、図9乃至図19を用いて説明
する。
図9(A)は表示装置600を示す上面図、図9(B)は図9(A)の一点鎖線A-B
、及び一点鎖線C-Dで切断した断面図である。表示装置600は、駆動回路部(信号線
駆動回路部601、及び走査線駆動回路部603)、並びに画素部602を有する。なお
、信号線駆動回路部601、走査線駆動回路部603、及び画素部602は、発光素子の
発光を制御する機能を有する。
シール材605で囲まれた領域607と、引き回し配線608と、FPC609と、を有
する。
入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるFPC609からビデ
オ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではFP
C609しか図示されていないが、FPC609にはプリント配線基板(PWB:Pri
nted Wiring Board)が取り付けられていても良い。
のトランジスタ624とを組み合わせたCMOS回路が形成される。なお、信号線駆動回
路部601または走査線駆動回路部603は、種々のCMOS回路、PMOS回路、また
はNMOS回路を用いることが出来る。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路部を
形成したドライバと画素とを同一の表面上に設けた表示装置を示すが、必ずしもその必要
はなく、駆動回路部を基板上ではなく外部に形成することもできる。
ジスタ612と、電流制御用のトランジスタ612のドレインに電気的に接続された下部
電極613と、を有する。なお、下部電極613の端部を覆って隔壁614が形成されて
いる。隔壁614としては、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることができる。
が形成されるようにする。例えば、隔壁614の材料としてポジ型の感光性アクリルを用
いた場合、隔壁614の上端部のみに曲率半径(0.2μm以上3μm以下)を有する曲
面を持たせることが好ましい。また、隔壁614として、ネガ型の感光性樹脂、またはポ
ジ型の感光性樹脂のいずれも使用することができる。
限定されない。例えば、スタガ型のトランジスタを用いてもよい。また、トランジスタの
極性についても特に限定はなく、Nチャネル型およびPチャネル型のトランジスタを有す
る構造、及びNチャネル型のトランジスタまたはPチャネル型のトランジスタのいずれか
一方のみからなる構造を用いてもよい。また、トランジスタに用いられる半導体膜の結晶
性についても特に限定はない。例えば、非晶質半導体膜、結晶性半導体膜を用いることが
できる。また、半導体材料としては、14族(ケイ素等)半導体、化合物半導体(酸化物
半導体を含む)、有機半導体等を用いることができる。トランジスタとしては、例えば、
エネルギーギャップが2eV以上、好ましくは2.5eV以上、さらに好ましくは3eV
以上の酸化物半導体を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができるた
め好ましい。該酸化物半導体としては、In-Ga酸化物、In-M-Zn酸化物(Mは
、Al、Ga、Y、ジルコニウム(Zr)、La、セリウム(Ce)、Sn、ハフニウム
(Hf)、またはNdを表す)等が挙げられる。
る。なお、下部電極613は、陽極として機能し、上部電極617は、陰極として機能す
る。
法等の種々の方法によって形成される。また、EL層616を構成する材料としては、低
分子化合物、または高分子化合物であっても良い。
形成される。発光素子618は、実施の形態1乃至実施の形態3の構成を有する発光素子
であると好ましい。なお、画素部に複数の発光素子が形成される場合、実施の形態1乃至
実施の形態3に記載の発光素子と、それ以外の構成を有する発光素子の両方が含まれてい
ても良い。
素子基板610、封止基板604、およびシール材605で囲まれた領域607に発光素
子618が備えられた構造になっている。なお、領域607には、充填材が充填されてお
り、不活性気体(窒素やアルゴン等)が充填される場合の他、シール材605に用いるこ
とができる紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂で充填される場合もあり、例えば、PVC(
ポリビニルクロライド)系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、
シリコーン系樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)系樹脂、またはEVA(エチレンビニ
ルアセテート)系樹脂を用いることができる。封止基板には凹部を形成し、そこに乾燥剤
を設けると水分の影響による劣化を抑制することができ、好ましい構成である。
に設けられる。また、封止基板604の下方には、遮光層622が設けられる。光学素子
621及び遮光層622としては、それぞれ、実施の形態3に示す光学素子、及び遮光層
と同様の構成とすればよい。
た、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しにくい材料であることが望ましい。ま
た、封止基板604に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、FRP(Fiber
Reinforced Plastics)、PVF(ポリビニルフロライド)、ポリ
エステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
明する。図18(A)乃至図18(D)は、EL層616の作製方法を説明する断面図で
ある。
610を図示しているが、図9(B)のように絶縁膜上に下部電極613及び隔壁614
が形成された基板を用いてもよい。
液滴684を吐出し、組成物を含む層685を形成する。液滴684は、溶媒を含む組成
物であり、下部電極613上に付着する(図18(B)参照)。
形成する(図18(C)参照)。
(D)参照)。
できるため、材料のロスを削減することができる。また、形状を加工するためのリソグラ
フィ工程なども必要ないために工程も簡略化することができ、低コスト化が達成できる。
くは複数のノズルを有するヘッド等の液滴を吐出する手段を有する手段の総称とする。
、液滴吐出装置1400を説明する概念図である。
3は、ヘッド1405と、ヘッド1412とを有する。
ータ1410で制御することにより予めプログラミングされたパターンに描画することが
できる。
411を基準に行えば良い。あるいは、基板1402の外縁を基準にして基準点を確定さ
せても良い。ここでは、マーカー1411を撮像手段1404で検出し、画像処理手段1
409にてデジタル信号に変換したものをコンピュータ1410で認識して制御信号を発
生させて制御手段1407に送る。
OS)を利用したイメージセンサなどを用いることができる。なお、基板1402上に形
成されるべきパターンの情報は記憶媒体1408に格納されており、この情報を基にして
制御手段1407に制御信号を送り、液滴吐出手段1403の個々のヘッド1405、ヘ
ッド1412を個別に制御することができる。吐出する材料は、材料供給源1413、材
料供給源1414より配管を通してヘッド1405、ヘッド1412にそれぞれ供給され
る。
出口であるノズルを有する構造となっている。図示しないが、ヘッド1412もヘッド1
405と同様な内部構造を有する。ヘッド1405とヘッド1412のノズルを異なるサ
イズで設けると、異なる材料を異なる幅のパターンで同時に描画することができる。また
、一つのヘッドで、複数種の発光材料などをそれぞれ吐出し、パターンを描画することが
できる。また、広領域にパターンを描画する場合は、スループットを向上させるため複数
のノズルより同材料を同時に吐出し、描画することができる。大型基板を用いる場合、ヘ
ッド1405、ヘッド1412は基板上を、図19中に示すX、Y、Zの矢印の方向に自
在に走査し、描画する領域を自由に設定することができ、同じパターンを一枚の基板に複
数描画することができる。
てもよい。組成物を吐出後、乾燥と焼成の一方又は両方の工程を行う。乾燥と焼成の工程
は、両工程とも加熱処理の工程であるが、その目的、温度と時間が異なる。乾燥の工程、
焼成の工程は、常圧下又は減圧下で、レーザ光の照射や瞬間熱アニール、加熱炉などによ
り行う。なお、この加熱処理を行うタイミング、加熱処理の回数は特に限定されない。乾
燥と焼成の工程を良好に行うためには、そのときの温度は、基板の材質及び組成物の性質
に依存する。
する表示装置を得ることができる。
次に、表示装置の別の一例について、図10(A)(B)及び図11を用いて説明を行
う。なお、図10(A)(B)及び図11は、本発明の一態様の表示装置の断面図である
。
電極1006、1007、1008、第1の層間絶縁膜1020、第2の層間絶縁膜10
21、周辺部1042、画素部1040、駆動回路部1041、発光素子の下部電極10
24R、1024G、1024B、隔壁1025、EL層1028、発光素子の上部電極
1026、封止層1029、封止基板1031、シール材1032などが図示されている
。
緑色の着色層1034G、及び青色の着色層1034B)を透明な基材1033に設けて
いる。また、遮光層1035をさらに設けても良い。着色層及び遮光層が設けられた透明
な基材1033は、位置合わせし、基板1001に固定する。なお、着色層、及び遮光層
は、オーバーコート層1036で覆われている。また、図10(A)においては、着色層
を透過する光は赤、緑、青となることから、3色の画素で映像を表現することができる。
着色層1034G、青色の着色層1034B)をゲート絶縁膜1003と第1の層間絶縁
膜1020との間に形成する例を示している。このように、着色層は基板1001と封止
基板1031の間に設けられていても良い。
1034G、青色の着色層1034B)を第1の層間絶縁膜1020と第2の層間絶縁膜
1021との間に形成する例を示している。このように、着色層は基板1001と封止基
板1031の間に設けられていても良い。
光を取り出す構造(ボトムエミッション型)の表示装置としたが、封止基板1031側に
発光を取り出す構造(トップエミッション型)の表示装置としても良い。
トップエミッション型の表示装置の断面図の一例を図12(A)(B)に示す。図12
(A)(B)は、本発明の一態様の表示装置を説明する断面図であり、図10(A)(B
)及び図11に示す駆動回路部1041、周辺部1042等を省略して例示している。
光素子の陽極とを接続する接続電極を作製するまでは、ボトムエミッション型の表示装置
と同様に形成する。その後、電極1022を覆うように、第3の層間絶縁膜1037を形
成する。この絶縁膜は平坦化の役割を担っていても良い。第3の層間絶縁膜1037は第
2の層間絶縁膜と同様の材料の他、他の様々な材料を用いて形成することができる。
極であっても構わない。また、図12(A)(B)のようなトップエミッション型の表示
装置である場合、下部電極1024R、1024G、1024Bは光を反射する機能を有
することが好ましい。また、EL層1028上に上部電極1026が設けられる。上部電
極1026は光を反射する機能と、光を透過する機能を有し、下部電極1024R、10
24G、1024Bと、上部電極1026との間で、マイクロキャビティ構造を採用し、
特定波長における光強度を増加させると好ましい。
R、緑色の着色層1034G、及び青色の着色層1034B)を設けた封止基板1031
で封止を行うことができる。封止基板1031には画素と画素との間に位置するように遮
光層1035を設けても良い。なお、封止基板1031は透光性を有する基板を用いると
好適である。
層を設ける構成を例示したが、これに限定されない。例えば、図12(B)に示すように
、緑色の着色層を設けずに、赤色の着色層1034R、及び青色の着色層1034Bを設
けて、赤、緑、青の3色でフルカラー表示を行う構成としてもよい。図12(A)に示す
ように、発光素子にそれぞれ着色層を設ける構成とした場合、外光反射を抑制できるとい
った効果を奏する。一方で、図12(B)に示すように、緑色の着色層を設けずに、赤色
の着色層、及び青色の着色層を設ける構成とした場合、緑色の発光素子から射出された光
のエネルギー損失が少ないため、消費電力を低くできるといった効果を奏する。
以上に示す表示装置は、3色(赤色、緑色、青色)の副画素を有する構成を示したが、
4色(赤色、緑色、青色、黄色、あるいは赤色、緑色、青色、白色)の副画素を有する構
成としてもよい。図13乃至図15は、下部電極1024R、1024G、1024B、
及び1024Yを有する表示装置の構成である。図13(A)(B)及び図14は、トラ
ンジスタが形成されている基板1001側に光を取り出す構造(ボトムエミッション型)
の表示装置であり、図15(A)(B)は、封止基板1031側に発光を取り出す構造(
トップエミッション型)の表示装置である。
、着色層1034Y)を透明な基材1033に設ける表示装置の例である。また、図13
(B)は、光学素子(着色層1034R、着色層1034G、着色層1034B、着色層
1034Y)をゲート絶縁膜1003と第1の層間絶縁膜1020との間に形成する表示
装置の例である。また、図14は、光学素子(着色層1034R、着色層1034G、着
色層1034B、着色層1034Y)を第1の層間絶縁膜1020と第2の層間絶縁膜1
021との間に形成する表示装置の例である。
1034Bは青色の光を透過する機能を有する。また、着色層1034Yは黄色の光を透
過する機能、あるいは青色、緑色、黄色、赤色の中から選ばれる複数の光を透過する機能
を有する。着色層1034Yが青色、緑色、黄色、赤色の中から選ばれる複数の光を透過
する機能を有するとき、着色層1034Yを透過した光は白色であってもよい。黄色ある
いは白色の発光を呈する発光素子は発光効率が高いため、着色層1034Yを有する表示
装置は、消費電力を低減することができる。
を有する発光素子においても、図12(A)の表示装置と同様に、下部電極1024R、
1024G、1024B、1024Yと、上部電極1026との間で、マイクロキャビテ
ィ構造を有する構成が好ましい。また、図15(A)の表示装置では、着色層(赤色の着
色層1034R、緑色の着色層1034G、青色の着色層1034B、及び黄色の着色層
1034Y)を設けた封止基板1031で封止を行うことができる。
域に発光スペクトルを有する発光となる。黄色は視感度が高い色であるため、黄色の発光
を呈する発光素子は発光効率が高い。すなわち、図15(A)の構成を有する表示装置は
、消費電力を低減することができる。
層を設ける構成を例示したが、これに限定されない。例えば、図15(B)に示すように
、黄色の着色層を設けずに、赤色の着色層1034R、緑色の着色層1034G、及び青
色の着色層1034Bを設けて、赤、緑、青、黄の4色、または赤、緑、青、白の4色で
フルカラー表示を行う構成としてもよい。図15(A)に示すように、発光素子と、該発
光素子にそれぞれ着色層を設ける構成とした場合、外光反射を抑制できるといった効果を
奏する。一方で、図15(B)に示すように、発光素子と、黄色の着色層を設けずに、赤
色の着色層、緑色の着色層、及び青色の着色層を設ける構成とした場合、黄色または白色
の発光素子から射出された光のエネルギー損失が少ないため、消費電力を低くできるとい
った効果を奏する。
次に、本発明の他の一態様の表示装置について、図16に示す。図16は、図9(A)
の一点鎖線A-B、及び一点鎖線C-Dで切断した断面図である。なお、図16において
、図9(B)に示す符号と同様の機能を有する箇所には同様の符号を付し、その詳細な説
明は省略する。
5で囲まれた領域607に、封止層607a、封止層607b、封止層607cを有する
。封止層607a、封止層607b、封止層607cのいずれか一つまたは複数には、例
えば、PVC(ポリビニルクロライド)系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、エ
ポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)系樹脂、またはEVA
(エチレンビニルアセテート)系樹脂等の樹脂を用いることができる。また、酸化シリコ
ン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アル
ミニウム等の無機材料を用いてもよい。封止層607a、封止層607b、封止層607
cを形成することで、水などの不純物による発光素子618の劣化を抑制することができ
好ましい。なお、封止層607a、封止層607b、封止層607cを形成する場合、シ
ール材605を設けなくてもよい。
であってもよく、4つ以上の封止層が形成されてもよい。封止層を多層にすることで、水
などの不純物が、表示装置600の外部から表示装置内部の発光素子618まで侵入する
のを効果的に防ぐことができるため好ましい。なお、封止層が多層の場合、樹脂と無機材
料とを積層させると好ましい構成である。
また、本実施の形態における構成例1乃至構成例4に示す表示装置は、光学素子を有す
る構成を例示したが、本発明の一態様としては、光学素子を設けなくてもよい。
ップエミッション型)の表示装置である。図17(A)は、発光層1028R、発光層1
028G、発光層1028B、を有する表示装置の例である。また、図17(B)は、発
光層1028R、発光層1028G、発光層1028B、発光層1028Y、を有する表
示装置の例である。
光層1028Bは、青色の発光を呈する機能を有する。また、発光層1028Yは、黄色
の発光を呈する機能、または青色、緑色、赤色の中から選ばれる複数の発光を呈する機能
を有する。発光層1028Yが呈する発光は、白色であってもよい。黄色あるいは白色の
発光を呈する発光素子は発光効率が高いため、発光層1028Yを有する表示装置は、消
費電力を低減することができる。
画素に有するため、光学素子となる着色層を設けなくてもよい。
系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、PVB(ポリビニルブ
チラル)系樹脂、またはEVA(エチレンビニルアセテート)系樹脂等の樹脂を用いるこ
とができる。また、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン
、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等の無機材料を用いてもよい。封止層1029を
形成することで、水などの不純物による発光素子の劣化を抑制することができ好ましい。
が形成されてもよい。封止層を多層にすることで、水などの不純物が、表示装置の外部か
ら表示装置内部まで侵入するのを効果的に防ぐことができるため好ましい。なお、封止層
が多層の場合、樹脂と無機材料とを積層させると好ましい構成である。
ため、封止基板1031には、可撓性を有する基板やフィルムを用いることができる。
組み合わせることが可能である。
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を有する表示装置について、図20乃至
図22を用いて説明を行う。
0(B)は、本発明の一態様の表示装置が有する画素回路を説明する回路図である。
図20(A)に示す表示装置は、表示素子の画素を有する領域(以下、画素部802と
いう)と、画素部802の外側に配置され、画素を駆動するための回路を有する回路部(
以下、駆動回路部804という)と、素子の保護機能を有する回路(以下、保護回路80
6という)と、端子部807と、を有する。なお、保護回路806は、設けない構成とし
てもよい。
ことが望ましい。これにより、部品数や端子数を減らすことが出来る。駆動回路部804
の一部、または全部が、画素部802と同一基板上に形成されていない場合には、駆動回
路部804の一部、または全部は、COGやTAB(Tape Automated B
onding)によって、実装することができる。
た複数の表示素子を駆動するための回路(以下、画素回路801という)を有し、駆動回
路部804は、画素を選択する信号(走査信号)を出力する回路(以下、走査線駆動回路
804aという)、画素の表示素子を駆動するための信号(データ信号)を供給するため
の回路(以下、信号線駆動回路804b)などの駆動回路を有する。
端子部807を介して、シフトレジスタを駆動するための信号が入力され、信号を出力す
る。例えば、走査線駆動回路804aは、スタートパルス信号、クロック信号等が入力さ
れ、パルス信号を出力する。走査線駆動回路804aは、走査信号が与えられる配線(以
下、走査線GL_1乃至GL_Xという)の電位を制御する機能を有する。なお、走査線
駆動回路804aを複数設け、複数の走査線駆動回路804aにより、走査線GL_1乃
至GL_Xを分割して制御してもよい。または、走査線駆動回路804aは、初期化信号
を供給することができる機能を有する。ただし、これに限定されず、走査線駆動回路80
4aは、別の信号を供給することも可能である。
端子部807を介して、シフトレジスタを駆動するための信号の他、データ信号の元とな
る信号(画像信号)が入力される。信号線駆動回路804bは、画像信号を元に画素回路
801に書き込むデータ信号を生成する機能を有する。また、信号線駆動回路804bは
、スタートパルス、クロック信号等が入力されて得られるパルス信号に従って、データ信
号の出力を制御する機能を有する。また、信号線駆動回路804bは、データ信号が与え
られる配線(以下、データ線DL_1乃至DL_Yという)の電位を制御する機能を有す
る。または、信号線駆動回路804bは、初期化信号を供給することができる機能を有す
る。ただし、これに限定されず、信号線駆動回路804bは、別の信号を供給することも
可能である。
信号線駆動回路804bは、複数のアナログスイッチを順次オン状態にすることにより、
画像信号を時分割した信号をデータ信号として出力できる。また、シフトレジスタなどを
用いて信号線駆動回路804bを構成してもよい。
介してパルス信号が入力され、データ信号が与えられる複数のデータ線DLの一つを介し
てデータ信号が入力される。また、複数の画素回路801のそれぞれは、走査線駆動回路
804aによりデータ信号のデータの書き込み及び保持が制御される。例えば、m行n列
目の画素回路801は、走査線GL_m(mはX以下の自然数)を介して走査線駆動回路
804aからパルス信号が入力され、走査線GL_mの電位に応じてデータ線DL_n(
nはY以下の自然数)を介して信号線駆動回路804bからデータ信号が入力される。
01の間の配線である走査線GLに接続される。または、保護回路806は、信号線駆動
回路804bと画素回路801の間の配線であるデータ線DLに接続される。または、保
護回路806は、走査線駆動回路804aと端子部807との間の配線に接続することが
できる。または、保護回路806は、信号線駆動回路804bと端子部807との間の配
線に接続することができる。なお、端子部807は、外部の回路から表示装置に電源及び
制御信号、及び画像信号を入力するための端子が設けられた部分をいう。
配線と別の配線とを導通状態にする回路である。
6を設けることにより、ESD(Electro Static Discharge:
静電気放電)などにより発生する過電流に対する表示装置の耐性を高めることができる。
ただし、保護回路806の構成はこれに限定されず、例えば、走査線駆動回路804aに
保護回路806を接続した構成、または信号線駆動回路804bに保護回路806を接続
した構成とすることもできる。あるいは、端子部807に保護回路806を接続した構成
とすることもできる。
よって駆動回路部804を形成している例を示しているが、この構成に限定されない。例
えば、走査線駆動回路804aのみを形成し、別途用意された信号線駆動回路が形成され
た基板(例えば、単結晶半導体膜、多結晶半導体膜で形成された駆動回路基板)を実装す
る構成としても良い。
図20(A)に示す複数の画素回路801は、例えば、図20(B)に示す構成とする
ことができる。
2と、発光素子872と、を有する。
配線(データ線DL_n)に電気的に接続される。さらに、トランジスタ852のゲート
電極は、ゲート信号が与えられる配線(走査線GL_m)に電気的に接続される。
_aという)に電気的に接続され、他方は、トランジスタ852のソース電極及びドレイ
ン電極の他方に電気的に接続される。
気的に接続される。さらに、トランジスタ854のゲート電極は、トランジスタ852の
ソース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続される。
され、他方は、トランジスタ854のソース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続
される。
ができる。
えられ、他方には、低電源電位VSSが与えられる。
査線駆動回路804aにより各行の画素回路801を順次選択し、トランジスタ852を
オン状態にしてデータ信号のデータを書き込む。
保持状態になる。さらに、書き込まれたデータ信号の電位に応じてトランジスタ854の
ソース電極とドレイン電極の間に流れる電流量が制御され、発光素子872は、流れる電
流量に応じた輝度で発光する。これを行毎に順次行うことにより、画像を表示できる。
せてもよい。図21(A)(B)及び図22(A)(B)に画素回路の一例を示す。
03_6)と、容量素子304と、発光素子305と、を有する。また、図21(A)に
示す画素回路には、配線301_1乃至301_5、並びに配線302_1及び配線30
2_2が電気的に接続されている。なお、トランジスタ303_1乃至303_6につい
ては、例えばPチャネル型のトランジスタを用いることができる。
_7を追加した構成である。また、図21(B)に示す画素回路には、配線301_6及
び配線301_7が電気的に接続されている。ここで、配線301_5と配線301_6
とは、それぞれ電気的に接続されていてもよい。なお、トランジスタ303_7について
は、例えばPチャネル型のトランジスタを用いることができる。
08_6)と、容量素子304と、発光素子305と、を有する。また、図22(A)に
示す画素回路には、配線306_1乃至306_3、並びに配線307_1乃至307_
3が電気的に接続されている。ここで配線306_1と配線306_3とは、それぞれ電
気的に接続されていてもよい。なお、トランジスタ308_1乃至308_6については
、例えばPチャネル型のトランジスタを用いることができる。
ランジスタ309_2)と、2つの容量素子(容量素子304_1及び容量素子304_
2)と、発光素子305と、を有する。また、図22(B)に示す画素回路には、配線3
11_1乃至配線311_3、配線312_1、及び配線312_2が電気的に接続され
ている。また、図22(B)に示す画素回路の構成とすることで、例えば、電圧入力-電
流駆動方式(CVCC方式ともいう)とすることができる。なお、トランジスタ309_
1及び309_2については、例えばPチャネル型のトランジスタを用いることができる
。
トリクス方式、または、表示装置の画素に能動素子を有しないパッシブマトリクス方式の
それぞれの方式に適用することができる。
ランジスタだけでなく、さまざまな能動素子(アクティブ素子、非線形素子)を用いるこ
とが出来る。例えば、MIM(Metal Insulator Metal)、又はT
FD(Thin Film Diode)などを用いることも可能である。これらの素子
は、製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる
。または、これらの素子は、素子のサイズが小さいため、開口率を向上させることができ
、低消費電力化や高輝度化をはかることが出来る。
)を用いないパッシブマトリクス型を用いることも可能である。能動素子(アクティブ素
子、非線形素子)を用いないため、製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留
まりの向上を図ることができる。または、能動素子(アクティブ素子、非線形素子)を用
いないため、開口率を向上させることができ、低消費電力化、又は高輝度化などを図るこ
とが出来る。
ができる。
本実施の形態においては、本発明の一態様の発光素子を有する表示装置、及び該表示装
置に入力装置を取り付けた電子機器について、図23乃至図27を用いて説明を行う。
なお、本実施の形態において、電子機器の一例として、表示装置と、入力装置とを合わ
せたタッチパネル2000について説明する。また、入力装置の一例として、タッチセン
サを有する場合について説明する。
B)において、明瞭化のため、タッチパネル2000の代表的な構成要素を示す。
3(B)参照)。また、タッチパネル2000は、基板2510、基板2570、及び基
板2590を有する。なお、基板2510、基板2570、及び基板2590はいずれも
可撓性を有する。ただし、基板2510、基板2570、及び基板2590のいずれか一
つまたは全てが可撓性を有さない構成としてもよい。
できる複数の配線2511を有する。複数の配線2511は、基板2510の外周部にま
で引き回され、その一部が端子2519を構成している。端子2519はFPC2509
(1)と電気的に接続する。また、複数の配線2511は、信号線駆動回路2503s(
1)からの信号を複数の画素に供給することができる。
複数の配線2598とを有する。複数の配線2598は、基板2590の外周部に引き回
され、その一部は端子を構成する。そして、該端子はFPC2509(2)と電気的に接
続される。なお、図23(B)では明瞭化のため、基板2590の裏面側(基板2510
と対向する面側)に設けられるタッチセンサ2595の電極や配線等を実線で示している
。
容量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。
どがある。相互容量方式を用いると同時多点検出が可能となるため好ましい。
サを適用した構成である。
できる、様々なセンサを適用することができる。
る。電極2591は、複数の配線2598のいずれかと電気的に接続し、電極2592は
複数の配線2598の他のいずれかと電気的に接続する。
の四辺形が角部で接続される形状を有する。
配置されている。
き、電極2592と配線2594の交差部の面積ができるだけ小さくなる形状が好ましい
。これにより、電極が設けられていない領域の面積を低減でき、透過率のバラツキを低減
できる。その結果、タッチセンサ2595を透過する光の輝度のバラツキを低減すること
ができる。
る。例えば、複数の電極2591をできるだけ隙間が生じないように配置し、絶縁層を介
して電極2592を、電極2591と重ならない領域ができるように離間して複数設ける
構成としてもよい。このとき、隣接する2つの電極2592の間に、これらとは電気的に
絶縁されたダミー電極を設けると、透過率の異なる領域の面積を低減できるため好ましい
。
次に、図24(A)を用いて、表示装置2501の詳細について説明する。図24(A
)は、図23(B)に示す一点鎖線X1-X2間の断面図に相当する。
子と、該表示素子を駆動する画素回路とを有する。
て説明するが、表示素子はこれに限定されない。例えば、隣接する画素毎に射出する光の
色が異なるように、発光色が異なる発光素子を適用してもよい。
m-2・day-1以下、好ましくは1×10-6g・m-2・day-1以下である可
撓性を有する材料を好適に用いることができる。または、基板2510の熱膨張率と、基
板2570の熱膨張率とが、およそ等しい材料を用いると好適である。例えば、線膨張率
が1×10-3/K以下、好ましくは5×10-5/K以下、より好ましくは1×10-
5/K以下である材料を好適に用いることができる。
基板2510bと、絶縁層2510a及び可撓性基板2510bを貼り合わせる接着層2
510cと、を有する積層体である。また、基板2570は、発光素子への不純物の拡散
を防ぐ絶縁層2570aと、可撓性基板2570bと、絶縁層2570a及び可撓性基板
2570bを貼り合わせる接着層2570cと、を有する積層体である。
ィン、ポリアミド(ナイロン、アラミド等)、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアク
リル、ウレタン、エポキシを用いることができる。また、シロキサン結合を有する樹脂を
含む材料を用いることができる。
は、空気より大きい屈折率を有すると好ましい。また、図24(A)に示すように、封止
層2560側に光を取り出す場合は、封止層2560は光学的な接合層を兼ねることがで
きる。
とにより、基板2510、基板2570、封止層2560、及びシール材で囲まれた領域
に発光素子2550Rを有する構成とすることができる。なお、封止層2560として、
不活性気体(窒素やアルゴン等)を充填してもよい。また、当該不活性気体内に、乾燥剤
を設けて、水分等を吸着させる構成としてもよい。あるいは、アクリルやエポキシ等の樹
脂によって充填してもよい。また、上述のシール材としては、例えば、エポキシ系樹脂や
ガラスフリットを用いるのが好ましい。また、シール材に用いる材料としては、水分や酸
素を透過しない材料を用いると好適である。
ジュール2580Rを有する。
ができるトランジスタ2502tとを有する。なお、トランジスタ2502tは、画素回
路の一部として機能する。また、発光モジュール2580Rは、発光素子2550Rと、
着色層2567Rとを有する。
を有する。発光素子2550Rとして、例えば、実施の形態1乃至実施の形態3に示す発
光素子を適用することができる。
ける光強度を増加させてもよい。
光素子2550Rと着色層2567Rに接する。
2550Rが発する光の一部は着色層2567Rを透過して、図中に示す矢印の方向の発
光モジュール2580Rの外部に射出される。
遮光層2567BMは、着色層2567Rを囲むように設けられている。
例えば、赤色の波長領域の光を透過するカラーフィルタ、緑色の波長領域の光を透過する
カラーフィルタ、青色の波長領域の光を透過するカラーフィルタ、黄色の波長領域の光を
透過するカラーフィルタなどを用いることができる。各カラーフィルタは、様々な材料を
用いて、印刷法、インクジェット法、フォトリソグラフィ技術を用いたエッチング方法な
どで形成することができる。
ジスタ2502tを覆う。なお、絶縁層2521は、画素回路に起因する凹凸を平坦化す
るための機能を有する。また、絶縁層2521に不純物の拡散を抑制できる機能を付与し
てもよい。これにより、不純物の拡散によるトランジスタ2502t等の信頼性の低下を
抑制できる。
550Rが有する下部電極には、該下部電極の端部に重なる隔壁2528が設けられる。
なお、基板2510と、基板2570との間隔を制御するスペーサを、隔壁2528上に
形成してもよい。
とを有する。なお、駆動回路を画素回路と同一の工程で同一基板上に形成することができ
る。
また、配線2511上には、端子2519が設けられる。また、端子2519には、FP
C2509(1)が電気的に接続される。また、FPC2509(1)は、ビデオ信号、
クロック信号、スタート信号、リセット信号等を供給する機能を有する。なお、FPC2
509(1)にはプリント配線基板(PWB)が取り付けられていても良い。
24(A)においては、ボトムゲート型のトランジスタを適用する場合について、例示し
ているが、これに限定されず、例えば、図24(B)に示す、トップゲート型のトランジ
スタを表示装置2501に適用する構成としてもよい。
定はなく、Nチャネル型およびPチャネル型のトランジスタを有する構造、Nチャネル型
のトランジスタまたはPチャネル型のトランジスタのいずれか一方のみからなる構造を用
いてもよい。また、トランジスタ2502t及び2503tに用いられる半導体膜の結晶
性についても特に限定はない。例えば、非晶質半導体膜、結晶性半導体膜を用いることが
できる。また、半導体材料としては、14族の半導体(例えば、ケイ素を有する半導体)
、化合物半導体(酸化物半導体を含む)、有機半導体等を用いることができる。トランジ
スタ2502t及びトランジスタ2503tのいずれか一方または双方に、エネルギーギ
ャップが2eV以上、好ましくは2.5eV以上、さらに好ましくは3eV以上の酸化物
半導体を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができるため好ましい。
当該酸化物半導体としては、In-Ga酸化物、In-M-Zn酸化物(Mは、Al、G
a、Y、Zr、La、Ce、Sn、Hf、またはNdを表す)等が挙げられる。
次に、図24(C)を用いて、タッチセンサ2595の詳細について説明する。図24
(C)は、図23(B)に示す一点鎖線X3-X4間の断面図に相当する。
2592と、電極2591及び電極2592を覆う絶縁層2593と、隣り合う電極25
91を電気的に接続する配線2594とを有する。
を有する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸
化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を用いることができる
。なお、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば膜状
に形成された酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。還元する方法と
しては、熱を加える方法等を挙げることができる。
た後、フォトリソグラフィ法等の様々なパターン形成技術により、不要な部分を除去して
、電極2591及び電極2592を形成することができる。
、シロキサン結合を有する樹脂の他、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウ
ムなどの無機絶縁材料を用いることもできる。
る電極2591と電気的に接続する。透光性の導電性材料は、タッチパネルの開口率を高
めることができるため、配線2594に好適に用いることができる。また、電極2591
及び電極2592より導電性の高い材料は、電気抵抗を低減できるため配線2594に好
適に用いることができる。
る。また、配線2594は電極2592と交差して設けられている。
一対の電極2591を電気的に接続している。
る必要はなく、0度より大きく90度未満の角度をなすように配置されてもよい。
、配線2598の一部は、端子として機能する。配線2598としては、例えば、アルミ
ニウム、金、白金、銀、ニッケル、チタン、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コ
バルト、銅、またはパラジウム等の金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いること
ができる。
を保護してもよい。
。
onductive Film)や、異方性導電ペースト(ACP:Anisotrop
ic Conductive Paste)などを用いることができる。
次に、図25(A)を用いて、タッチパネル2000の詳細について説明する。図25
(A)は、図23(A)に示す一点鎖線X5-X6間の断面図に相当する。
1と、図24(C)で説明したタッチセンサ2595と、を貼り合わせた構成である。
説明した構成の他、接着層2597と、反射防止層2567pと、を有する。
チセンサ2595が表示装置2501に重なるように、基板2590を基板2570に貼
り合わせている。また、接着層2597は、透光性を有すると好ましい。また、接着層2
597としては、熱硬化性樹脂、または紫外線硬化樹脂を用いることができる。例えば、
アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、またはシロキサン系樹脂を用いるこ
とができる。
て、例えば円偏光板を用いることができる。
用いて説明する。
ネル2001は、図25(A)に示すタッチパネル2000と、表示装置2501に対す
るタッチセンサ2595の位置が異なる。ここでは異なる構成について詳細に説明し、同
様の構成を用いることができる部分は、タッチパネル2000の説明を援用する。
示す発光素子2550Rは、トランジスタ2502tが設けられている側に光を射出する
。これにより、発光素子2550Rが発する光の一部は、着色層2567Rを透過して、
図中に示す矢印の方向の発光モジュール2580Rの外部に射出される。
。
チセンサ2595を貼り合わせる。
板2570のいずれか一方または双方を通して射出されればよい。
次に、タッチパネルの駆動方法の一例について、図26(A)(B)を用いて説明を行
う。
(A)では、パルス電圧出力回路2601、電流検出回路2602を示している。なお、
図26(A)では、パルス電圧が与えられる電極2621をX1-X6として、電流の変
化を検知する電極2622をY1-Y6として、それぞれ6本の配線で例示している。ま
た、図26(A)は、電極2621と、電極2622とが重畳することで形成される容量
2603を示している。なお、電極2621と電極2622とはその機能を互いに置き換
えてもよい。
である。X1-X6の配線にパルス電圧が印加されることで、容量2603を形成する電
極2621と電極2622との間に電界が生じる。この電極間に生じる電界が遮蔽等によ
り容量2603の相互容量に変化を生じさせることを利用して、被検知体の近接、または
接触を検出することができる。
での電流の変化を検出するための回路である。Y1-Y6の配線では、被検知体の近接、
または接触がないと検出される電流値に変化はないが、検出する被検知体の近接、または
接触により相互容量が減少する場合には電流値が減少する変化を検出する。なお電流の検
出は、積分回路等を用いて行えばよい。
出力波形のタイミングチャートを示す。図26(B)では、1フレーム期間で各行列での
被検知体の検出を行う。また図26(B)では、被検知体を検出しない場合(非タッチ)
と被検知体を検出する場合(タッチ)との2つの場合について示している。なお、図26
(B)では、Y1-Y6の配線で検出される電流値に対応する電圧値の波形を示している
。
Y6の配線での波形が変化する。被検知体の近接または接触がない場合には、X1-X6
の配線の電圧の変化に応じてY1-Y6の波形が一様に変化する。一方、被検知体が近接
または接触する箇所では、電流値が減少するため、これに対応する電圧値の波形も変化す
る。
することができる。
また、図26(A)ではタッチセンサとして配線の交差部に容量2603のみを設ける
パッシブマトリクス型のタッチセンサの構成を示したが、トランジスタと容量とを有する
アクティブマトリクス型のタッチセンサとしてもよい。アクティブマトリクス型のタッチ
センサに含まれるセンサ回路の一例を図27に示す。
2612と、トランジスタ2613とを有する。
電圧VRESが与えられ、他方が容量2603の一方の電極およびトランジスタ2611
のゲートと電気的に接続する。トランジスタ2611は、ソースまたはドレインの一方が
トランジスタ2612のソースまたはドレインの一方と電気的に接続し、他方に電圧VS
Sが与えられる。トランジスタ2612は、ゲートに信号G1が与えられ、ソースまたは
ドレインの他方が配線MLと電気的に接続する。容量2603の他方の電極には電圧VS
Sが与えられる。
ジスタ2613をオン状態とする電位が与えられることで、トランジスタ2611のゲー
トが接続されるノードnに電圧VRESに対応した電位が与えられる。次に、信号G2と
してトランジスタ2613をオフ状態とする電位が与えられることで、ノードnの電位が
保持される。
ことに伴い、ノードnの電位がVRESから変化する。
ードnの電位に応じてトランジスタ2611に流れる電流、すなわち配線MLに流れる電
流が変化する。この電流を検出することにより、被検知体の近接または接触を検出するこ
とができる。
酸化物半導体層をチャネル領域が形成される半導体層に用いることが好ましい。とくにト
ランジスタ2613にこのようなトランジスタを適用することにより、ノードnの電位を
長期間に亘って保持することが可能となり、ノードnにVRESを供給しなおす動作(リ
フレッシュ動作)の頻度を減らすことができる。
ができる。
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を有する表示モジュール及び電子機器に
ついて、図28乃至図31を用いて説明を行う。
図28に示す表示モジュール8000は、上部カバー8001と下部カバー8002と
の間に、FPC8003に接続されたタッチセンサ8004、FPC8005に接続され
た表示装置8006、フレーム8009、プリント基板8010、バッテリ8011を有
する。
006のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。
006に重畳して用いることができる。また、表示装置8006の対向基板(封止基板)
に、タッチセンサ機能を持たせるようにすることも可能である。また、表示装置8006
の各画素内に光センサを設け、光学式のタッチセンサとすることも可能である。
により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレー
ム8009は、放熱板としての機能を有していてもよい。
号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であって
も良いし、別途設けたバッテリ8011による電源であってもよい。バッテリ8011は
、商用電源を用いる場合には、省略可能である。
加して設けてもよい。
図29(A)乃至図29(G)は、電子機器を示す図である。これらの電子機器は、筐
体9000、表示部9001、スピーカ9003、操作キー9005(電源スイッチ、又
は操作スイッチを含む)、接続端子9006、センサ9007(力、変位、位置、速度、
加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電
場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する
機能を含むもの)、マイクロフォン9008、等を有することができる。また、センサ9
007は、脈拍センサや指紋センサ等のように生体情報を測定する機能を有してもよい。
例えば、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示部に表示する機能、タッ
チセンサ機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア(
プログラム)によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々な
コンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信ま
たは受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して表
示部に表示する機能、等を有することができる。なお、図29(A)乃至図29(G)に
示す電子機器が有することのできる機能はこれらに限定されず、様々な機能を有すること
ができる。また、図29(A)乃至図29(G)には図示していないが、電子機器には、
複数の表示部を有する構成としてもよい。また、該電子機器にカメラ等を設け、静止画を
撮影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を記録媒体(外部またはカメラに内蔵
)に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有していてもよい。
有する表示部9001は、可撓性を有する。そのため、湾曲した筐体9000の湾曲面に
沿って表示部9001を組み込むことが可能である。また、表示部9001はタッチセン
サを備え、指やスタイラスなどで画面に触れることで操作することができる。例えば、表
示部9001に表示されたアイコンに触れることで、アプリケーションを起動することが
できる。
、例えば電話機、手帳又は情報閲覧装置等から選ばれた一つ又は複数の機能を有する。具
体的には、スマートフォンとして用いることができる。なお、携帯情報端末9101は、
スピーカ9003、接続端子9006、センサ9007等を省略して図示しているが、図
29(A)に示す携帯情報端末9100と同様の位置に設けることができる。また、携帯
情報端末9101は、文字や画像情報をその複数の面に表示することができる。例えば、
3つの操作ボタン9050(操作アイコンまたは単にアイコンともいう)を表示部900
1の一の面に表示することができる。また、破線の矩形で示す情報9051を表示部90
01の他の面に表示することができる。なお、情報9051の一例としては、電子メール
やSNS(ソーシャル・ネットワーキング・サービス)や電話などの着信を知らせる表示
、電子メールやSNSなどの題名、電子メールやSNSなどの送信者名、日時、時刻、バ
ッテリの残量、アンテナ受信の強度などがある。または、情報9051が表示されている
位置に、情報9051の代わりに、操作ボタン9050などを表示してもよい。
、表示部9001の3面以上に情報を表示する機能を有する。ここでは、情報9052、
情報9053、情報9054がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。例えば、携
帯情報端末9102の使用者は、洋服の胸ポケットに携帯情報端末9102を収納した状
態で、その表示(ここでは情報9053)を確認することができる。具体的には、着信し
た電話の発信者の電話番号又は氏名等を、携帯情報端末9102の上方から観察できる位
置に表示する。使用者は、携帯情報端末9102をポケットから取り出すことなく、表示
を確認し、電話を受けるか否かを判断できる。
9200は、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信
、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。また、表
示部9001はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うこと
ができる。また、携帯情報端末9200は、通信規格された近距離無線通信を実行するこ
とが可能である。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハン
ズフリーで通話することもできる。また、携帯情報端末9200は、接続端子9006を
有し、他の情報端末とコネクターを介して直接データのやりとりを行うことができる。ま
た接続端子9006を介して充電を行うこともできる。なお、充電動作は接続端子900
6を介さずに無線給電により行ってもよい。
る。また、図29(E)が携帯情報端末9201を展開した状態の斜視図であり、図29
(F)が携帯情報端末9201を展開した状態または折り畳んだ状態の一方から他方に変
化する途中の状態の斜視図であり、図29(G)が携帯情報端末9201を折り畳んだ状
態の斜視図である。携帯情報端末9201は、折り畳んだ状態では可搬性に優れ、展開し
た状態では、継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。携帯情報端末92
01が有する表示部9001は、ヒンジ9055によって連結された3つの筐体9000
に支持されている。ヒンジ9055を介して2つの筐体9000間を屈曲させることによ
り、携帯情報端末9201を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させるこ
とができる。例えば、携帯情報端末9201は、曲率半径1mm以上150mm以下で曲
げることができる。
機ともいう)、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、
デジタルフォトフレーム、携帯電話機(携帯電話、携帯電話装置ともいう)、ゴーグル型
ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再
生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
000に表示部9001が組み込まれている。ここでは、スタンド9301により筐体9
000を支持した構成を示している。
イッチや、別体のリモコン操作機9311により行うことができる。または、表示部90
01にタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部9001に触れることで操作して
もよい。リモコン操作機9311は、当該リモコン操作機9311から出力する情報を表
示する表示部を有していてもよい。リモコン操作機9311が備える操作キー又はタッチ
パネルにより、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部9001に表示される
映像を操作することができる。
により一般のテレビ放送の受信を行うことができる。また、モデムを介して有線又は無線
による通信ネットワークに接続することにより、一方向(送信者から受信者)又は双方向
(送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など)の情報通信を行うことも可能である。
壁もしくは外壁、又は、自動車の内装もしくは外装の曲面に沿って組み込むことも可能で
ある。
を示す。自動車9700は、車体9701、車輪9702、ダッシュボード9703、ラ
イト9704等を有する。本発明の一態様の表示装置又は発光装置等は、自動車9700
の表示部などに用いることができる。例えば、図30(C)に示す表示部9710乃至表
示部9715に本発明の一態様の表示装置又は発光装置等を設けることができる。
ある。本発明の一態様の表示装置又は発光装置等は、電極や配線を、透光性を有する導電
性材料で作製することによって、反対側が透けて見える、いわゆるシースルー状態とする
ことができる。表示部9710や表示部9711がシースルー状態であれば、自動車97
00の運転時にも視界の妨げになることがない。よって、本発明の一態様の表示装置又は
発光装置等を自動車9700のフロントガラスに設置することができる。なお、表示装置
又は発光装置等を駆動するためのトランジスタなどを設ける場合には、有機半導体材料を
用いた有機トランジスタや、酸化物半導体を用いたトランジスタなど、透光性を有するト
ランジスタを用いるとよい。
撮像手段からの映像を表示部9712に映し出すことによって、ピラーで遮られた視界を
補完することができる。表示部9713はダッシュボード部分に設けられた表示装置であ
る。例えば、車体に設けられた撮像手段からの映像を表示部9713に映し出すことによ
って、ダッシュボードで遮られた視界を補完することができる。すなわち、自動車の外側
に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、死角を補い、安全性を高める
ことができる。また、見えない部分を補完する映像を映すことによって、より自然に違和
感なく安全確認を行うことができる。
ている。表示部9721は、ドア部に設けられた表示装置である。例えば、車体に設けら
れた撮像手段からの映像を表示部9721に映し出すことによって、ドアで遮られた視界
を補完することができる。また、表示部9722は、ハンドルに設けられた表示装置であ
る。表示部9723は、ベンチシートの座面の中央部に設けられた表示装置である。なお
、表示装置を座面や背もたれ部分などに設置して、当該表示装置を、当該表示装置の発熱
を熱源としたシートヒーターとして利用することもできる。
ードメーターやタコメーター、走行距離、給油量、ギア状態、エアコンの設定など、その
他様々な情報を提供することができる。また、表示部に表示される表示項目やレイアウト
などは、使用者の好みに合わせて適宜変更することができる。なお、上記情報は、表示部
9710乃至表示部9713、表示部9721、表示部9723にも表示することができ
る。また、表示部9710乃至表示部9715、表示部9721乃至表示部9723は照
明装置として用いることも可能である。また、表示部9710乃至表示部9715、表示
部9721乃至表示部9723は加熱装置として用いることも可能である。
用いて、二次電池を充電することができると好ましい。
オンポリマー電池)等のリチウムイオン二次電池、リチウムイオン電池、ニッケル水素電
池、ニカド電池、有機ラジカル電池、鉛蓄電池、空気二次電池、ニッケル亜鉛電池、銀亜
鉛電池などが挙げられる。
ることで、表示部で映像や情報等の表示を行うことができる。また、電子機器が二次電池
を有する場合、アンテナを、非接触電力伝送に用いてもよい。
511と、軸受部9512と、を有する。また、複数の表示パネル9501は、表示領域
9502と、透光性を有する領域9503と、を有する。
ル9501は、それらの一部が互いに重なるように設けられる。例えば、隣接する2つの
表示パネル9501の透光性を有する領域9503を重ね合わせることができる。複数の
表示パネル9501を用いることで、大画面の表示装置とすることができる。また、使用
状況に応じて、表示パネル9501を巻き取ることが可能であるため、汎用性に優れた表
示装置とすることができる。
1で離間する状態を図示しているが、これに限定されず、例えば、隣接する表示パネル9
501の表示領域9502を隙間なく重ねあわせることで、連続した表示領域9502と
してもよい。
ることを特徴とする。ただし、本発明の一態様の発光素子は、表示部を有さない電子機器
にも適用することができる。また、本実施の形態において述べた電子機器の表示部におい
ては、可撓性を有し、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる構成、または折り
畳み可能な表示部の構成について例示したが、これに限定されず、可撓性を有さず、平面
部に表示を行う構成としてもよい。
ができる。
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を有する発光装置について、図32及び
図33を用いて説明する。
す一点鎖線E-F間に相当する断面図を図32(B)に、それぞれ示す。なお、図32(
A)において、図面の煩雑さを避けるために、構成要素の一部を破線で表示している。
光素子3005と、発光素子3005の外周に設けられた第1の封止領域3007と、第
1の封止領域3007の外周に設けられた第2の封止領域3009と、を有する。
または双方から射出される。図32(A)(B)においては、発光素子3005からの発
光が下方側(基板3001側)に射出される構成について説明する。
1の封止領域3007と、第2の封止領域3009とに、囲まれて配置される二重封止構
造である。二重封止構造とすることで、発光素子3005側に入り込む外部の不純物(例
えば、水、酸素など)を、好適に抑制することができる。ただし、第1の封止領域300
7及び第2の封止領域3009を、必ずしも設ける必要はない。例えば、第1封止領域3
007のみの構成としてもよい。
、基板3001及び基板3003と接して設けられる。ただし、これに限定されず、例え
ば、第1の封止領域3007及び第2の封止領域3009の一方または双方は、基板30
01の上方に形成される絶縁膜、あるいは導電膜と接して設けられる構成としてもよい。
または、第1の封止領域3007及び第2の封止領域3009の一方または双方は、基板
3003の下方に形成される絶縁膜、あるいは導電膜と接して設けられる構成としてもよ
い。
0と、基板220と同様の構成とすればよい。発光素子3005としては、先の実施の形
態に記載の発光素子と同様の構成とすればよい。
スリボン等)を用いればよい。また、第2の封止領域3009としては、樹脂を含む材料
を用いればよい。第1の封止領域3007として、ガラスを含む材料を用いることで、生
産性や封止性を高めることができる。また、第2の封止領域3009として、樹脂を含む
材料を用いることで、耐衝撃性や耐熱性を高めることができる。ただし、第1の封止領域
3007と、第2の封止領域3009とは、これに限定されず、第1の封止領域3007
が樹脂を含む材料で形成され、第2の封止領域3009がガラスを含む材料で形成されて
もよい。
酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化セシウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸
化ホウ素、酸化バナジウム、酸化亜鉛、酸化テルル、酸化アルミニウム、二酸化珪素、酸
化鉛、酸化スズ、酸化リン、酸化ルテニウム、酸化ロジウム、酸化鉄、酸化銅、二酸化マ
ンガン、酸化モリブデン、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化タングステン、酸化ビスマス、
酸化ジルコニウム、酸化リチウム、酸化アンチモン、ホウ酸鉛ガラス、リン酸スズガラス
、バナジン酸塩ガラス又はホウケイ酸ガラス等を含む。赤外光を吸収させるため、少なく
とも一種類以上の遷移金属を含むことが好ましい。
これに加熱処理、またはレーザ照射などを行う。フリットペーストには、上記ガラスフリ
ットと、有機溶媒で希釈した樹脂(バインダとも呼ぶ)とが含まれる。また、ガラスフリ
ットにレーザ光の波長の光を吸収する吸収剤を添加したものを用いても良い。また、レー
ザとして、例えば、Nd:YAGレーザや半導体レーザなどを用いることが好ましい。ま
た、レーザ照射の際のレーザの照射形状は、円形でも四角形でもよい。
アミド(ナイロン、アラミド等)、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアクリル、ウレ
タン、エポキシを用いることができる。また、シロキサン結合を有する樹脂を含む材料を
用いることができる。
にガラスを含む材料を用いる場合、当該ガラスを含む材料と、基板3001との熱膨張率
が近いことが好ましい。上記構成とすることで、熱応力によりガラスを含む材料または基
板3001にクラックが入るのを抑制することができる。
に樹脂を含む材料を用いる場合、以下の優れた効果を有する。
部に近い側に設けられる。発光装置3000は、外周部に向かうにつれ、外力等による歪
みが大きくなる。よって、歪みが大きくなる発光装置3000の外周部側、すなわち第2
の封止領域3009に、樹脂を含む材料によって封止し、第2の封止領域3009よりも
内側に設けられる第1の封止領域3007にガラスを含む材料を用いて封止することで、
外力等の歪みが生じても発光装置3000が壊れにくくなる。
07、及び第2の封止領域3009に囲まれた領域には、第1の領域3011が形成され
る。また、基板3001、基板3003、発光素子3005、及び第1の封止領域300
7に囲まれた領域には、第2の領域3013が形成される。
等の不活性ガスが充填されていると好ましい。あるいは、アクリルやエポキシ等の樹脂が
充填されていると好ましい。なお、第1の領域3011及び第2の領域3013としては
、大気圧状態よりも減圧状態であると好ましい。
装置3000の変形例を示す断面図である。
構成である。それ以外の構成については、図32(B)に示す構成と同じである。
よって水分等を吸着する物質を用いることができる。例えば、乾燥剤3018として用い
ることができる物質としては、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物(酸化
カルシウムや酸化バリウム等)、硫酸塩、金属ハロゲン化物、過塩素酸塩、ゼオライト、
シリカゲル等が挙げられる。
C)(D)を用いて説明する。なお、図33(A)(B)(C)(D)は、図32(B)
に示す発光装置3000の変形例を説明する断面図である。
に、第1の封止領域3007とした構成である。また、図33(A)(B)(C)(D)
に示す発光装置は、図32(B)に示す第2の領域3013の代わりに領域3014を有
する。
ン、アラミド等)、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアクリル、ウレタン、エポキシ
を用いることができる。また、シロキサン結合を有する樹脂を含む材料を用いることがで
きる。
ことができる。
に、基板3015を設ける構成である。
を、発光素子3005の光を取り出す側に設ける構成とすることで、発光素子3005か
らの光の取出し効率を向上させることができる。なお、図33(B)に示すような凹凸を
有する構造の代わりに、拡散板として機能する基板を設けてもよい。
から光を取り出す構造であったのに対し、基板3003側から光を取り出す構造である。
構成は、図33(B)に示す発光装置と同様である。
3015を設けずに、基板3016を設ける構成である。
5の遠い側に位置する第2の凹凸と、を有する。図33(D)に示す構成とすることで、
発光素子3005からの光の取出し効率をさらに、向上させることができる。
による発光素子の劣化が抑制された発光装置を実現することができる。または、本実施の
形態に示す構成を実施することにより、光取出し効率の高い発光装置を実現することがで
きる。
ができる。
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を様々な照明装置及び電子機器に適用す
る一例について、図34及び図35を用いて説明する。
発光領域を有する電子機器、照明装置を実現することができる。
例えば、ダッシュボードや、フロントガラス、天井等に照明を設置することもできる。
機能端末3500の他方の面の斜視図を示している。多機能端末3500は、筐体350
2に表示部3504、カメラ3506、照明3508等が組み込まれている。本発明の一
態様の発光装置を照明3508に用いることができる。
したがって、LEDに代表される点光源と異なり、指向性が少ない発光が得られる。例え
ば、照明3508とカメラ3506とを組み合わせて用いる場合、照明3508を点灯ま
たは点滅させて、カメラ3506により撮像することができる。照明3508としては、
面光源としての機能を有するため、自然光の下で撮影したような写真を撮影することがで
きる。
G)に示す電子機器と同様に、様々な機能を有することができる。
速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、
電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含む
もの)、マイクロフォン等を有することができる。また、多機能端末3500の内部に、
ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、多
機能端末3500の向き(縦か横か)を判断して、表示部3504の画面表示を自動的に
切り替えるようにすることができる。
504に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。
また、表示部3504に近赤外光を発光するバックライト又は近赤外光を発光するセンシ
ング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。なお、表示部35
04に本発明の一態様の発光装置を適用してもよい。
筐体3602の外側に照明3608を有し、筐体3602には、スピーカ3610等が組
み込まれている。本発明の一態様の発光装置を照明3608に用いることができる。
ることで発光することができる。また、筐体3602の内部には、ライト3600からの
発光方法を制御できる電子回路を備えていてもよい。該電子回路としては、例えば、1回
または間欠的に複数回、発光が可能なような回路としてもよいし、発光の電流値を制御す
ることで発光の光量が調整可能なような回路としてもよい。また、照明3608の発光と
同時に、スピーカ3610から大音量の警報音が出力されるような回路を組み込んでもよ
い。
に向けて光、または光と音で威嚇することができる。また、ライト3600にデジタルス
チルカメラ等のカメラ、撮影機能を有する機能を備えてもよい。
は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置を形成することもできる。その他、曲面
を有する筐体を用いることで、発光領域が曲面を有する照明装置8502を形成すること
もできる。本実施の形態で示す発光素子は薄膜状であり、筐体のデザインの自由度が高い
。したがって、様々な意匠を凝らした照明装置を形成することができる。さらに、室内の
壁面に大型の照明装置8503を備えても良い。また、照明装置8501、8502、8
503に、タッチセンサを設けて、電源のオンまたはオフを行ってもよい。
照明装置8504とすることができる。なお、その他の家具の一部に発光素子を用いるこ
とにより、家具としての機能を備えた照明装置とすることができる。
ことができる。なお、適用できる照明装置及び電子機器は、本実施の形態に示したものに
限らず、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
いることができる。
101 電極
101a 導電層
101b 導電層
101c 導電層
102 電極
103 電極
103a 導電層
103b 導電層
104 電極
104a 導電層
104b 導電層
111 正孔注入層
112 正孔輸送層
113 電子輸送層
114 電子注入層
123B 発光層
123G 発光層
123R 発光層
130 発光層
131 高分子材料
131_1 骨格
131_2 骨格
131_3 骨格
131_4 骨格
132 ゲスト材料
140 発光層
141 高分子材料
141_1 骨格
141_2 骨格
141_3 骨格
141_4 骨格
142 ゲスト材料
145 隔壁
150 発光素子
152 発光素子
170 発光層
200 基板
220 基板
221B 領域
221G 領域
221R 領域
222B 領域
222G 領域
222R 領域
223 遮光層
224B 光学素子
224G 光学素子
224R 光学素子
260a 発光素子
260b 発光素子
262a 発光素子
262b 発光素子
301_1 配線
301_5 配線
301_6 配線
301_7 配線
302_1 配線
302_2 配線
303_1 トランジスタ
303_6 トランジスタ
303_7 トランジスタ
304 容量素子
304_1 容量素子
304_2 容量素子
305 発光素子
306_1 配線
306_3 配線
307_1 配線
307_3 配線
308_1 トランジスタ
308_6 トランジスタ
309_1 トランジスタ
309_2 トランジスタ
311_1 配線
311_3 配線
312_1 配線
312_2 配線
600 表示装置
601 信号線駆動回路部
602 画素部
603 走査線駆動回路部
604 封止基板
605 シール材
607 領域
607a 封止層
607b 封止層
607c 封止層
608 配線
609 FPC
610 素子基板
611 トランジスタ
612 トランジスタ
613 下部電極
614 隔壁
616 EL層
617 上部電極
618 発光素子
621 光学素子
622 遮光層
623 トランジスタ
624 トランジスタ
683 液滴吐出装置
684 液滴
685 組成物を含む層
801 画素回路
802 画素部
804 駆動回路部
804a 走査線駆動回路
804b 信号線駆動回路
806 保護回路
807 端子部
852 トランジスタ
854 トランジスタ
862 容量素子
872 発光素子
1001 基板
1002 下地絶縁膜
1003 ゲート絶縁膜
1006 ゲート電極
1007 ゲート電極
1008 ゲート電極
1020 層間絶縁膜
1021 層間絶縁膜
1022 電極
1024B 下部電極
1024G 下部電極
1024R 下部電極
1024Y 下部電極
1025 隔壁
1026 上部電極
1028 EL層
1028B 発光層
1028G 発光層
1028R 発光層
1028Y 発光層
1029 封止層
1031 封止基板
1032 シール材
1033 基材
1034B 着色層
1034G 着色層
1034R 着色層
1034Y 着色層
1035 遮光層
1036 オーバーコート層
1037 層間絶縁膜
1040 画素部
1041 駆動回路部
1042 周辺部
1400 液滴吐出装置
1402 基板
1403 液滴吐出手段
1404 撮像手段
1405 ヘッド
1407 制御手段
1406 空間
1408 記憶媒体
1409 画像処理手段
1410 コンピュータ
1411 マーカー
1412 ヘッド
1413 材料供給源
1414 材料供給源
2000 タッチパネル
2001 タッチパネル
2501 表示装置
2502R 画素
2502t トランジスタ
2503c 容量素子
2503g 走査線駆動回路
2503s 信号線駆動回路
2503t トランジスタ
2509 FPC
2510 基板
2510a 絶縁層
2510b 可撓性基板
2510c 接着層
2511 配線
2519 端子
2521 絶縁層
2528 隔壁
2550R 発光素子
2560 封止層
2567BM 遮光層
2567p 反射防止層
2567R 着色層
2570 基板
2570a 絶縁層
2570b 可撓性基板
2570c 接着層
2580R 発光モジュール
2590 基板
2591 電極
2592 電極
2593 絶縁層
2594 配線
2595 タッチセンサ
2597 接着層
2598 配線
2599 接続層
2601 パルス電圧出力回路
2602 電流検出回路
2603 容量
2611 トランジスタ
2612 トランジスタ
2613 トランジスタ
2621 電極
2622 電極
3000 発光装置
3001 基板
3003 基板
3005 発光素子
3007 封止領域
3009 封止領域
3011 領域
3013 領域
3014 領域
3015 基板
3016 基板
3018 乾燥剤
3500 多機能端末
3502 筐体
3504 表示部
3506 カメラ
3508 照明
3600 ライト
3602 筐体
3608 照明
3610 スピーカ
8000 表示モジュール
8001 上部カバー
8002 下部カバー
8003 FPC
8004 タッチセンサ
8005 FPC
8006 表示装置
8009 フレーム
8010 プリント基板
8011 バッテリ
8501 照明装置
8502 照明装置
8503 照明装置
8504 照明装置
9000 筐体
9001 表示部
9003 スピーカ
9005 操作キー
9006 接続端子
9007 センサ
9008 マイクロフォン
9050 操作ボタン
9051 情報
9052 情報
9053 情報
9054 情報
9055 ヒンジ
9100 携帯情報端末
9101 携帯情報端末
9102 携帯情報端末
9200 携帯情報端末
9201 携帯情報端末
9300 テレビジョン装置
9301 スタンド
9311 リモコン操作機
9500 表示装置
9501 表示パネル
9502 表示領域
9503 領域
9511 軸部
9512 軸受部
9700 自動車
9701 車体
9702 車輪
9703 ダッシュボード
9704 ライト
9710 表示部
9711 表示部
9712 表示部
9713 表示部
9714 表示部
9715 表示部
9721 表示部
9722 表示部
9723 表示部
Claims (3)
- 一対の電極間に発光層を有し、
前記発光層は、高分子材料と、蛍光性化合物と、を有し、
前記高分子材料は、少なくとも、第1の高分子鎖と、第2の高分子鎖と、を有し、
前記第1の高分子鎖および前記第2の高分子鎖は、それぞれ、第1の骨格と、第2の骨格と、第3の骨格と、を有し、
前記第1の骨格と、前記第2の骨格とが、前記第3の骨格を介して結合し、
前記第1の骨格は、正孔を輸送することができる機能を有し、
前記第2の骨格は、電子を輸送することができる機能を有し、
前記高分子材料は、前記第1の高分子鎖と、前記第2の高分子鎖と、で励起錯体を形成する機能を有し、
前記高分子材料のS1準位は、前記蛍光性化合物のS1準位よりも高く、
前記高分子材料のT1準位は、前記蛍光性化合物のT1準位よりも高く、
前記高分子材料の発光スペクトルは、前記蛍光性化合物の吸収スペクトルの最も長波長側に現れる吸収帯と重なりを有する、発光素子。 - 一対の電極間に発光層を有し、
前記発光層は、高分子材料と、蛍光性化合物と、を有し、
前記高分子材料は、少なくとも、第1の高分子鎖と、第2の高分子鎖と、を有し、
前記第1の高分子鎖および前記第2の高分子鎖は、それぞれ、第1の骨格と、第2の骨格と、第3の骨格と、を有し、
前記第1の骨格と、前記第2の骨格とが、前記第3の骨格を介して結合し、
前記第1の骨格は、π電子過剰型複素芳香族骨格または芳香族アミン骨格の少なくとも一つを有し、
前記第2の骨格は、π電子不足型複素芳香族骨格を有し、
前記高分子材料は、前記第1の高分子鎖と、前記第2の高分子鎖と、で励起錯体を形成する機能を有し、
前記高分子材料のS1準位は、前記蛍光性化合物のS1準位よりも高く、
前記高分子材料のT1準位は、前記蛍光性化合物のT1準位よりも高く、
前記高分子材料の発光スペクトルは、前記蛍光性化合物の吸収スペクトルの最も長波長側に現れる吸収帯と重なりを有する、発光素子。 - 請求項1または請求項2において、
前記第3の骨格は、フェニレン骨格、ビフェニルジイル骨格、テルフェニルジイル骨格、ナフタレンジイル骨格、フルオレンジイル骨格、9,10-ジヒドロアントラセンジイル骨格、フェナントレンジイル骨格、またはアリーレンビニレン骨格の少なくとも一つを有する、発光素子。
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