KR101634974B1 - 발광 소자, 발광 장치, 및 전자기기 - Google Patents

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가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Abstract

장수명의 발광 소자를 제공하는 것을 과제로 한다. 특히, 다른 발광색을 나타내는 유기 화합물을 복수 조합하여 그 혼색을 얻는 발광 소자에 있어서, 장수명의 발광 소자를 제공하는 것을 과제로 한다.
양극과 음극의 사이에, 제 1 발광 물질을 포함하는 제 1 발광층을 형성하고, 제 1 발광층에 접하여 제 2 발광 물질을 포함하는 제 2 발광층을 더욱 형성한 2층 구조의 발광층을 구비한 발광 소자에 있어서, 제 1 발광층을, 양극측에 위치하는 층과 음극측에 위치하는 층의 2층으로 분할하고, 양극측에 위치하는 층에는 제 1 발광 물질만 함유시키거나, 또는 50중량% 미만의 제 1 유기 화합물과 50중량% 이상 100중량% 미만의 제 1 발광 물질을 함유시키고, 음극측에 위치하는 층에는 제 2 유기 화합물과 제 1 발광 물질을 함유시키고, 또 제 1 발광층에 접하여 형성되어 있는 제 2 발광층에는 제 2 발광 물질과 제 3 유기 화합물을 함유시킨다.
전류 여기형 발광 소자, 발광 장치, 전자기기, 발광 유닛

Description

발광 소자, 발광 장치, 및 전자기기{Light-emitting element, light emitting device, and electronic device}
본 발명은 전류 여기형 발광 소자에 관한 것이다. 또한, 상기 발광 소자를 가지는 발광 장치, 및 전자기기에 관한 것이다.
최근, 일렉트로루미네선스(Electroluminescence)를 이용한 발광 소자의 연구 개발이 왕성하게 행하여지고 있다. 이 발광 소자의 기본적인 구성은 한 쌍의 전극간에 발광 물질을 포함하는 층을 사이에 둔 것이다. 이 소자에 전압을 인가함으로써, 발광 물질로부터의 발광을 얻을 수 있다.
일렉트로루미네선스를 이용한 발광 소자는 발광 물질이 유기 화합물인지, 무기 화합물인지에 따라 크게 나눌 수 있다.
발광 물질이 유기 화합물인 경우, 발광 소자에 전압을 인가함으로써, 한 쌍의 전극으로부터 전자 및 정공이 각각 발광 물질을 포함하는 층에 주입되어 전류가 흐른다. 그리고, 이 캐리어(전자 및 정공)가 재결합함으로써, 발광 물질이 여기 상태를 형성하고, 그 여기 상태가 기저 상태로 돌아갈 때에 발광한다. 이러한 메커니즘으로부터, 이러한 발광 소자는 전류 여기형 발광 소자라고 불린다.
이와 같이, 유기 화합물을 발광 물질로서 사용한 전류 여기형 발광 소자는 박형 경량으로 제작할 수 있고, 또 저전압으로 구동할 수 있기 때문에, 차세대의 플랫 패널 디스플레이 소자로서 적합하다고 여겨지고 있다. 또한, 상당히 응답 속도가 빠른 것도 특징의 하나이며, 디스플레이에 응용하면 높은 화질을 실현할 수 있는 것도 이점이다.
또, 이 발광 소자는 막 형상으로 형성하는 것이 가능하기 때문에, 대면적의 면 형상의 발광을 용이하게 얻을 수 있다. 이것은 백열전구나 LED로 대표되는 점광원, 또는 형광등으로 대표되는 선광원에서는 얻기 어려운 「면광원」을 용이하게 제작할 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, 조명 등에 응용할 수 있는 면광원으로서의 이용 가치도 높다.
그런데, 이 발광 소자는 발광 물질의 종류에 따라 여러가지 발광색을 제공할 수 있지만, 플랫 패널 디스플레이나 조명에 대한 응용을 고려하면, 백색광을 나타내는 발광 소자의 개발은 중요하다. 백색 발광 소자에 컬러 필터를 조합함으로써, 풀 컬러 디스플레이를 실현할 수 있을 뿐만 아니라, 백색광은 조명에 있어서 가장 수요가 높은 발광색이기 때문이다.
다른 발광색을 나타내는 유기 화합물을 복수 종 조합함으로써, 원하는 색의 발광이나 폭 넓은 스펙트럼을 가지는 발광, 또는 백색 발광을 얻는 것은 가능하다. 그렇지만, 상술한 바와 같은 발광 소자에 있어서의 발광 효율이나 수명은 큰 과제이며, 백색 발광 소자에 있어서도 마찬가지이다.
이러한 문제점을 극복하기 위해서, 예를 들면 특허문헌 1에서는 어떤 특정한 물질을 적용함으로써 백색 발광 소자의 발광 효율이나 수명을 개선하였다. 그렇지만, 실용화를 고려하면, 아직 대책은 불충분하다고 할 수 있다.
또, 다른 발광색을 나타내는 유기 화합물을 복수 종 조합하여 사용하는 발광 소자의 경우, 에너지 이동 등의 영향에 의해 원하는 색의 발광을 얻기 위한 조정이 어려운 경우도 있다.
[특허문헌 1] 일본 공개특허공보 2007-201491호
상기 문제를 감안하여, 본 발명의 일 형태는 장수명의 발광 소자를 제공하는 것을 과제로 한다. 특히, 다른 발광색을 나타내는 유기 화합물을 복수 조합하여 그 혼색을 얻는 발광 소자에 있어서, 장수명의 발광 소자를 제공하는 것을 과제로 한다.
또, 본 발명의 일 형태는 다른 발광색을 나타내는 유기 화합물을 복수 조합하여 그 혼색을 얻는 발광 소자에 있어서, 색의 조정이 용이한 발광 소자를 제공하는 것을 과제로 한다.
또한 본 발명의 일 형태는 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 발광 장치, 또는 전자기기에 적용함으로써, 신뢰성이 높은 발광 장치, 또는 전자기기를 제공하는 것을 과제로 한다. 또한, 표시 품질이 높은 발광장치 또는 전자기기를 제공하는 것을 과제로 한다.
양극과 음극의 사이에, 제 1 발광 물질을 포함하는 제 1 발광층을 형성하고, 제 1 발광층에 접하여 제 2 발광층을 또한 형성한 2층 구조의 발광층을 사용함으로써, 제 1 발광 물질로부터의 발광과 제 2 발광 물질로부터의 발광 양쪽 모두를 얻을 수 있는 발광 소자를 제작할 수 있다.
본 발명자들은 예의 검토를 거듭한 결과, 상기 소자 구성에 있어서, 제 1 발광층을, 양극측에 위치하는 층과 음극측에 위치하는 층의 2층으로 분할하고, 양극 측에 위치하는 층에는 제 1 발광 물질만 함유시키거나, 또는 50중량% 미만의 제 1 유기 화합물과 50중량% 이상 100중량% 미만의 제 1 발광 물질을 함유시키고, 음극측에 위치하는 층에는 제 2 유기 화합물과 제 1 발광 물질을 함유시키고, 또한 제 1 발광층에 접하여 형성되어 있는 제 2 발광층에는 제 2 발광 물질과 제 3 유기 화합물을 함유시킴으로써, 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하였다.
또, 제 1 발광층에 접하여 형성되어 있는 제 2 발광층은 제 2 발광 물질뿐만 아니라 제 3 유기 화합물도 함유시키고 있기 때문에, 캐리어의 수송성을 제어할 수 있다. 이것에 의해, 제 2 발광층은 제 1 발광층의 양극측에 형성할 수도 있고, 음극측에 형성할 수도 있다. 이 때문에, 제 3 유기 화합물은 제 2 발광층에 있어서, 호스트 재료인 것이 바람직하다.
이상으로부터, 본 발명의 일 형태는 양극과 음극의 사이에, 제 1 발광층과, 제 1 발광층의 양극측에 접하여 형성된 제 2 발광층을 가지고, 제 1 발광층은 양극측에 위치하는 층과, 음극측에 위치하는 층으로 이루어지고, 양극측에 위치하는 층은 제 1 유기 화합물과 제 1 발광 물질을 포함하고, 양극측에 위치하는 층에 있어서의 제 1 발광 물질의 함유량은 50중량% 이상 100중량% 미만이며, 음극측에 위치하는 층은 제 2 유기 화합물과 제 1 발광 물질을 포함하고, 음극측에 위치하는 층에 있어서의 제 2 유기 화합물의 함유량은 50중량% 이상 99.9중량% 이하이며, 제 2 발광층은 제 3 유기 화합물과 제 2 발광 물질을 포함하고, 제 2 발광층에 있어서의 제 3 유기 화합물의 함유량은 50중량% 이상 99.9중량% 이하이며, 제 1 발광 물질로부터의 발광과 제 2 발광 물질로부터의 발광을 얻을 수 있는 발광 소자이다.
또, 본 발명의 일 형태는 양극과 음극의 사이에, 제 1 발광층과, 제 1 발광층의 양극측에 접하여 형성된 제 2 발광층을 가지고, 제 1 발광층은 양극측에 위치하는 층과, 음극측에 위치하는 층으로 이루어지고, 양극측에 위치하는 층은 제 1 발광 물질로 이루어지고, 음극측에 위치하는 층은 제 2 유기 화합물과 제 1 발광 물질을 포함하고, 음극측에 위치하는 층에 있어서의 제 2 유기 화합물의 함유량은 50중량% 이상 99.9중량% 이하이며, 제 2 발광층은 제 3 유기 화합물과 제 2 발광 물질을 포함하고, 제 2 발광층에 있어서의 제 3 유기 화합물의 함유량은 50중량% 이상 99.9중량% 이하이며, 제 1 발광 물질로부터의 발광과 제 2 발광 물질로부터의 발광을 얻을 수 있는 발광 소자이다.
이상과 같은 구성에 있어서, 캐리어의 재결합 영역은 발광층의 내부, 특히 제 1 발광층에 있어서의 양극측에 위치하는 층과 음극측에 위치하는 층의 계면 근방인 것이 단파장측의 발광을 유효하게 발현시키기 위해서는 바람직하다. 이 때문에, 본 발명의 일 형태는 상기 발광 소자에 있어서, 양극측에 위치하는 층은 정공 수송성이며, 음극측에 위치하는 층은 전자 수송성이며, 제 2 발광층은 정공 수송성인 발광 소자이다.
또, 본 발명의 일 형태는 상기 구성을 가지는 발광 소자에 있어서, 제 1 발광 물질은 정공 수송성이며, 제 2 유기 화합물은 전자 수송성이며, 제 3 유기 화합물은 정공 수송성인 발광 소자이다.
마찬가지로, 본 발명의 일 형태는 양극과 음극의 사이에, 제 1 발광층과, 제 1 발광층의 음극측에 접하여 형성된 제 2 발광층을 가지고, 제 1 발광층은 양극측 에 위치하는 층과, 음극측에 위치하는 층으로 이루어지고, 양극측에 위치하는 층은 제 1 유기 화합물과 제 1 발광 물질을 포함하고, 양극측에 위치하는 층에 있어서의 제 1 발광 물질의 함유량은 50중량% 이상 100중량% 미만이며, 음극측에 위치하는 층은 제 2 유기 화합물과 제 1 발광 물질을 포함하고, 음극측에 위치하는 층에 있어서의 제 2 유기 화합물의 함유량은 50중량% 이상 99.9중량% 이하이며, 제 2 발광층은 제 2 유기 화합물과 제 2 발광 물질을 포함하고, 제 2 발광층에 있어서의 제 3 유기 화합물의 함유량은 50중량% 이상 99.9중량% 이하이며, 제 1 발광 물질로부터의 발광과 제 2 발광 물질로부터의 발광을 얻을 수 있는 발광 소자이다.
또, 본 발명의 일 형태는 양극과 음극의 사이에, 제 1 발광층과, 제 1 발광층의 음극측에 접하여 형성된 제 2 발광층을 가지고, 제 1 발광층은 양극측에 위치하는 층과, 음극측에 위치하는 층으로 이루어지고, 양극측에 위치하는 층은 제 1 발광 물질로 이루어지고, 음극측에 위치하는 층은 제 2 유기 화합물과 제 1 발광 물질을 포함하고, 음극측에 위치하는 층에 있어서의 제 2 유기 화합물의 함유량은 50중량% 이상 99.9중량% 이하이며, 제 2 발광층은 제 3 유기 화합물과 제 2 발광 물질을 포함하고, 제 2 발광층에 있어서의 제 3 유기 화합물의 함유량은 50중량% 이상 99.9중량% 이하이며, 제 1 발광 물질로부터의 발광과 제 2 발광 물질로부터의 발광을 얻을 수 있는 발광 소자이다.
이상과 같은 구성에 있어서, 캐리어의 재결합 영역은 발광층의 내부, 특히 제 1 발광층에 있어서의 양극측에 위치하는 층과 음극측에 위치하는 층의 계면 근방인 것이 단파장측의 발광을 유효하게 발현시키기 위해서는 바람직하다. 이 때문 에, 본 발명의 일 형태는 상기 발광 소자에 있어서, 양극측에 위치하는 층은 정공 수송성이며, 음극측에 위치하는 층은 전자 수송성이며, 제 2 발광층은 전자 수송성인 발광 소자이다.
또, 본 발명의 일 형태는 상기 발광 소자에 있어서, 제 1 발광 물질은 정공 수송성이며, 제 2 유기 화합물은 전자 수송성이며, 제 3 유기 화합물은 전자 수송성인 발광 소자이다.
또, 본 발명의 일 형태의 구성에 있어서는 제 1 발광 물질이 안트라센과 디아릴아미노기가 아릴렌기를 개재하여 결합되어 있는 화합물인 것이 바람직하고, 특히, 9,10-디아릴안트라센 유도체 중, 9위에 결합하는 아릴기가, 아릴렌기와 디아릴아미노기가 결합하여 이루어지는 아릴기인 물질인 것이 바람직하다. 또한, 이러한 물질로서는 구체적으로는 하기 일반식 (i)로 나타내지는 물질을 들 수 있다.
Figure 112009077897438-pat00001
(단, 식 중 Ar1은 탄소수 6 내지 25의 아릴기, Ar2은 탄소수 6 내지 25의 아릴렌기 중 어느 하나를 나타내고, Ar3, Ar4은 각각 독립으로 탄소수 6 내지 25의 아릴기, 카바졸릴기 중 어느 하나를 나타냄)
이상에서 설명한 바와 같은 구성에 의해, 본 발명의 일 형태의 발광 소자에 있어서의 캐리어의 재결합 영역은 제 1 발광층 내부가 지배적이 되는 경우가 많다. 따라서, 에너지 이동을 고려하면, 제 1 발광층에 있어서의 발광은 제 2 발광층에 있어서의 발광보다도 단파장의 발광인 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 일 형태의 발광 소자에 있어서는 제 1 발광 물질의 발광 피크 파장이, 제 2 발광 물질의 발광 피크 파장보다도 단파장인 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 일 형태의 발광 소자의 구성은 제 1 발광 물질로부터의 발광과 제 2 발광 물질로부터의 발광 양쪽 모두를 얻을 수 있기 때문에, 폭 넓은 스펙트럼을 가지는 발광 소자에 적합하고, 특히 백색 발광 소자에 적합하게 사용할 수 있다. 따라서, 이상에서 설명한 바와 같은 상기 발광 소자에 있어서, 제 1 발광 물질의 발광색과, 제 2 발광 물질의 발광색이, 서로 보색의 관계에 있는 발광 소자도 본 명세서 중에서 개시하는 발명의 일 예이다.
백색광을 고려하면, 더욱 구체적으로는 제 1 발광 물질의 발광색은 청색이며, 제 2 발광 물질의 발광색이 황색인 구성이 바람직하다. 또는 제 1 발광 물질의 발광 피크 파장이 400nm 이상 480nm 미만의 범위에 있고, 제 2 발광 물질의 발광 피크 파장이 540nm 이상 600nm 미만의 범위에 있는 것이 바람직하다.
또, 백색광을 고려한 다른 구성으로 하고, 제 1 발광 물질의 발광색이 청록색이며, 제 2 발광 물질의 발광색이 적색인 것이 바람직하다. 또는 제 1 발광 물질의 발광 피크 파장이 480nm 이상 520nm 미만의 범위에 있고, 제 2 발광 물질의 발광 피크 파장이 600nm 이상 700nm 미만의 범위에 있는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 일 형태의 발광 소자의 구성은 백색광뿐만 아니라 그 밖의 파장의 광의 조합도 가능하다. 따라서, 상기 발광 소자에 있어서, 제 1 발광 물질의 발광색은 청색이며, 제 2 발광 물질의 발광색이 녹색인 발광 소자도 본 명세서 중에서 개시하는 발명의 일 예이다.
또, 이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 일 형태의 발광 소자는 여러가지 발광 장치에 적용할 수 있다. 따라서, 상술한 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 가지는 발광 장치도 본 발명에 포함하는 것으로 한다. 본 명세서 중에서의 발광 장치는 화상 표시 장치, 조명 장치 등을 포함한다. 또한, 발광 소자가 형성된 패널에 커넥터, 예를 들면 FPC(Flexible printed circuit) 또는 TAB(Tape Automated Bonding) 테이프 또는 TCP(Tape Carrier Package)가 장착된 모듈, TAB 테이프나 TCP의 끝에 프린트 배선판이 형성된 모듈, 또는 발광 소자에 COG(Chip On Glass) 방식에 의해 IC(집적 회로)가 직접 형성된 모듈도 모두 발광 장치에 포함하는 것으로 한다.
특히, 본 발명의 일 형태의 발광 소자는 폭 넓은 스펙트럼을 가지는 발광 소자, 또는 백색 발광 소자를 제작하는데도 적합하기 때문에, 상기 발광 장치로서는 조명 장치가 바람직하다.
또, 상술한 본 발명의 일 형태의 발광 장치는 특히 전자기기의 표시부로서 유용하다. 따라서, 본 발명의 일 형태의 발광 장치를 구비한 전자기기도, 본 발명에 포함하는 것으로 한다.
본 발명의 일 형태의 발광 소자를 제작함으로써, 장수명의 발광 소자를 얻을 수 있다. 특히, 다른 발광색을 나타내는 유기 화합물을 복수 조합하여 그 혼색을 얻는 발광 소자에 있어서, 장수명의 발광 소자를 얻을 수 있다.
또, 다른 발광색을 나타내는 유기 화합물을 복수 조합하여 그 혼색을 얻는 발광 소자에 있어서, 색의 조정이 용이한 발광 소자를 얻을 수 있다.
또, 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 발광 장치, 또는 전자기기에 적용함으로써, 신뢰성이 높은 발광 장치, 또는 전자기기를 얻을 수 있다. 또한, 표시 품질의 높은 발광 장치, 또는 전자기기를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 실시형태 및 실시예에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 단, 본 발명은 많은 다른 형태로 실시하는 것이 가능하고, 본 발명의 취지 및 그 범위에서 일탈하지 않고 그 형태 및 상세한 것을 다양하게 변경할 수 있는 것은 당업자이면 용이하게 이해할 수 있다. 따라서, 본 발명은 이하에 나타내는 실시형태 및 실시예의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 개념에 대해서 설명한다. 도 1에 본 발명의 일 형태의 발광 소자의 개념도를 도시한다.
도 1a는 양극(101)과 음극(102)의 사이에, 제 1 발광층(111)과, 제 1 발광층(111)의 양극측에 접하여 형성된 제 2 발광층(112)을 가지고, 제 1 발광층(111)은 양극측에 위치하는 층(121)과, 음극측에 위치하는 층(122)으로 이루어지는 본 발명의 일 형태의 발광 소자의 구성을 도시한 것이다. 양극(101)과 제 2 발광층(112)의 사이에는 정공 주입층이나 정공 수송층이 형성되어 있어도 양호하지만, 반드시 필요한 것은 아니기 때문에, 도 1a에서는 생략하였다. 또한, 음극(102)과 제 1 발광층(111)의 사이에는 전자 주입층이나 전자 수송층이 형성되어 있어도 양호하지만, 반드시 필요한 것은 아니기 때문에, 도 1a에서는 생략하였다.
제 1 발광층(111)에 있어서, 양극측에 위치하는 층(121)은 제 1 발광 물질만 포함하거나, 또는 50중량% 미만의 제 1 유기 화합물과 50중량% 이상 100중량% 미만의 제 1 발광 물질을 포함하고, 음극측에 위치하는 층(122)은 50중량% 이상 99.9중량% 이하의 제 2 유기 화합물과 제 1 발광 물질을 포함하고, 제 1 발광층(111)으로부터는 제 1 발광 물질로부터의 발광을 얻을 수 있다. 한편, 제 2 발광층(112)은 50중량% 이상 99.9중량% 이하의 제 3 유기 화합물과 제 2 발광 물질을 포함하고 있다. 즉, 제 2 발광층(112)으로부터는 제 2 발광 물질로부터의 발광을 얻을 수 있다. 이 발광 소자에 전압을 인가함으로써, 양극(101)으로부터 주입된 정공과 음극(102)으로부터 주입된 전자가 재결합하고, 제 1 발광 물질로부터의 발광과 제 2 발광 물질로부터의 발광 양쪽 모두를 얻을 수 있는 것이 본 발명의 발광 소자이다.
본 발명의 일 형태의 발광 소자에 있어서 중요한 것은 제 1 발광층(111)이, 양극측에 위치하는 층(121)과 음극측에 위치하는 층(122)의 2층으로 분할되어 있고, 또 상기 2층이 모두 제 1 발광 물질을 포함하고 있는 점이다. 그리고, 양극측에 위치하는 층(121)은 제 1 발광 물질에 의해서, 음극측에 위치하는 층(122)은 제 2 유기 화합물을 함유시킴으로써, 제 1 발광층(111) 내부에 있어서의 캐리어의 수송성을 조절하고, 양극측에 위치하는 층(121)과 음극측에 위치하는 층(122)의 계면 근방이 캐리어의 주된 재결합 영역이 되도록 구성한 점도 중요하다. 이러한 구성 으로 함으로써, 캐리어의 재결합은 제 1 발광층(111)의 단부 계면이 아니라 내부에서 일어나게 되기 때문에, 제 1 발광층(111)에 있어서의 캐리어 밸런스는 시간 경과에 따른 변화가 어려워져, 제 1 발광층(111)은 열화되기 어려워진다.
이상의 관점에서, 양극측에 위치하는 층(121)은 정공 수송성을 가지는 제 1 발광 물질에 의해 정공 수송성을 조절하는 것이 바람직하고, 음극측에 위치하는 층(122)은 제 2 유기 화합물을 함유시킴으로써 전자 수송성을 조절하는 것이 바람직하다.
또, 양극측에 위치하는 층(121)에 제 1 유기 화합물을 함유시키는 경우, 제 1 유기 화합물은 양극측에 위치하는 층(121)의 막질을 안정화(예를 들면 결정화의 억제 등)시키는 역할을 한다.
한편, 제 2 발광층(112)은 제 2 발광 물질을 포함하고, 제 1 발광층(111)으로부터의 발광(제 1 발광 물질로부터의 발광)과는 다른 색으로 발광한다. 그리고, 앞에서도 설명한 바와 같이, 캐리어의 주된 재결합 영역은 제 1 발광층(111)에 있어서의 양극측에 위치하는 층(121)과 음극측에 위치하는 층(122)의 계면 근방이기 때문에, 제 2 발광층(112)은 도 1a의 경우, 제 1 발광층(111)까지 정공을 수송하는 기능도 한다. 따라서 제 2 발광층(112)은 제 3 유기 화합물을 또한 함유시킴으로써, 정공 수송성을 조절하는 것이 바람직하다.
여기서, 본 발명의 일 형태의 발광 소자에 있어서는 제 1 발광층(111)에 포함되는 제 1 발광 물질과, 제 2 발광층(112)에 포함되는 제 2 발광 물질 양쪽 모두가 발광할 필요가 있다. 제 2 발광층(112)에 포함되는 제 2 발광 물질은 도 1a에 도시하는 바와 같이, 캐리어의 주된 재결합 영역으로부터는 조금 떨어져 있지만, 양극측에 위치하는 층(121)의 막 두께를 조절함으로써, 일부의 전자가 제 2 발광층(112)에까지 도달한다. 따라서, 제 2 발광 물질도 발광할 수 있다.
또는 제 1 발광 물질의 발광 파장을 제 2 발광 물질의 발광 파장보다도 단파장으로 함으로써, 제 1 발광 물질의 여기 에너지의 일부를 제 2 발광 물질로 에너지 이동시키고, 제 2 발광 물질을 발광시킬 수도 있다. 이 경우, 재결합 영역이 단파장의 광을 발하는 제 1 발광층(111)의 내부이므로, 장파장의 광을 발하는 제 2 발광층(112)에 대한 에너지 이동을 억제할 수 있고, 색을 조정하는 것이 용이해진다. 제 1 발광층 에너지 이동 효율은 물질간의 거리의 6승에 반비례하는 것이 알려져 있으므로, 양극측에 위치하는 층(121)의 막 두께를 조절함으로써, 제 1 발광 물질의 발광과 제 2 발광 물질의 발광의 비율을 조절할 수 있다.
어떤 메커니즘으로 하여도, 양극(101)으로부터 주입된 정공과 음극(102)으로부터 주입된 전자는 제 1 발광층(111) 또는 제 2 발광층(112) 중 어느 하나에 있어서의 여기 상태의 형성에 낭비 없이 분배되어, 발광에 기여하게 된다. 따라서, 본 발명의 일 형태의 발광 소자는 높은 발광 효율을 달성할 수 있다.
한편, 도 1b는 도 1a와는 반대로, 제 2 발광층(112)이 제 1 발광층(111)의 음극측에 접하여 형성된 구성이며, 본 발명의 일 형태의 발광 소자의 구성을 도시한 것이다. 양극(101)과 제 1 발광층(111)의 사이에는 정공 주입층이나 정공 수송층이 형성되어 있어도 양호하지만, 반드시 필요한 것은 아니기 때문에, 도 1b에서는 생략하였다. 또한, 음극(102)과 제 2 발광층(112)의 사이에는 전자 주입층이나 전자 수송층이 형성되어 있어도 양호하지만, 반드시 필요한 것은 아니기 때문에, 도 1b에서는 생략하였다.
제 1 발광층(111)에 있어서, 양극측에 위치하는 층(121)은 제 1 발광 물질만 포함하거나, 또는 50중량% 미만의 제 1 유기 화합물과 50중량% 이상 100중량% 미만의 제 1 발광 물질을 포함하고, 음극측에 위치하는 층(122)은 50중량% 이상 99.9중량% 이하의 제 2 유기 화합물과 제 1 발광 물질을 포함하고, 제 1 발광층(111)으로부터는 제 1 발광 물질로부터의 발광을 얻을 수 있다. 한편, 제 2 발광층(112)은 50중량% 이상 99.9중량% 이하의 제 3 유기 화합물과 제 2 발광 물질을 포함하고 있다. 즉, 제 2 발광층(112)으로부터는 제 2 발광 물질로부터의 발광을 얻을 수 있다. 이 발광 소자에 전압을 인가함으로써, 양극(101)으로부터 주입된 정공과 음극(102)으로부터 주입된 전자가 재결합하고, 제 1 발광 물질로부터의 발광과 제 2 발광 물질로부터의 발광을 얻을 수 있는 것이 본 발명의 일 형태의 발광 소자이다.
제 1 발광층(111)에 대해서는 도 1a의 구성과 동일하고, 양극측에 위치하는 층(121)은 제 1 발광 물질에 의해 정공 수송성을 얻고, 음극측에 위치하는 층(122)은 제 2 유기 화합물을 함유시킴으로써 전자 수송성을 조절하는 것이 바람직하다.
한편, 제 2 발광층(112)은 제 2 발광 물질을 포함하고, 제 1 발광층(111)으로부터의 발광(제 1 발광 물질로부터의 발광)과는 다른 색으로 발광한다. 그리고, 캐리어의 주된 재결합 영역은 양극측에 위치하는 층(121)과 음극측에 위치하는 층(122)의 계면 근방이기 때문에, 제 2 발광층(112)은 도 1b의 경우, 제 1 발광층(111)까지 전자를 수송하는 기능도 한다. 따라서 제 2 발광층(112)은 제 3 유기 화합물을 또한 함유시킴으로써, 전자 수송성을 조절하는 것이 바람직하다.
여기서, 본 발명의 일 형태의 발광 소자에 있어서는 제 1 발광층(111)에 포함되는 제 1 발광 물질과, 제 2 발광층(112)에 포함되는 제 2 발광 물질 양쪽 모두가 발광할 필요가 있다. 제 2 발광층(112)에 포함되는 제 2 발광 물질은 도 1b에 도시하는 바와 같이, 캐리어의 주된 재결합 영역으로부터는 조금 떨어져 있지만, 음극측에 위치하는 층(122)의 막 두께를 조절함으로써, 일부의 정공이 제 2 발광층(112)에까지 도달한다. 따라서, 제 2 발광 물질도 발광할 수 있다.
또는 제 1 발광 물질의 발광 파장을 제 2 발광 물질의 발광 파장보다도 단파장으로 함으로써, 제 1 발광 물질의 여기 에너지를 일부, 제 2 발광 물질로 에너지 이동시키고, 제 2 발광 물질을 발광시킬 수도 있다. 이 경우, 재결합 영역이 단파장의 광을 발하는 제 1 발광층(111)의 내부이므로, 장파장의 광을 발하는 제 2 발광층(112)에 대한 에너지 이동을 억제할 수 있고, 색을 조정하는 것이 용이해진다. 에너지 이동 효율은 물질간의 거리의 6승에 반비례하는 것이 알려져 있으므로, 음극측에 위치하는 층(122)의 막 두께를 조절함으로써, 제 1 발광 물질의 발광과 제 2 발광 물질의 발광의 비율을 조절할 수 있다.
어떤 메커니즘으로 하여도, 양극(101)으로부터 주입된 정공과 음극(102)으로부터 주입된 전자는 제 1 발광층(111) 또는 제 2 발광층(112) 중 어느 하나에 있어서의 여기 상태의 형성에 낭비 없이 분배되어, 발광에 기여하게 된다. 따라서, 본 발명의 일 형태의 발광 소자는 높은 발광 효율을 달성할 수 있다.
또, 본 발명의 일 형태의 발광 소자는 제 1 발광 물질로부터의 발광과 제 2 발광 물질로부터의 발광 양쪽 모두를 얻을 수 있기 때문에, 2색의 광을 혼합한 발광을 얻을 수 있고, 폭 넓은 스펙트럼을 가지는 발광도 얻을 수 있다. 따라서, 백색 발광을 얻을 수도 있다.
이상에서 설명한 바로부터 본 발명의 일 형태의 구성을 적용함으로써, 장수명의 발광 소자를 얻을 수 있다. 특히, 다른 발광색을 나타내는 유기 화합물을 복수 조합하여 그 혼색을 얻는 발광 소자에 있어서, 장수명의 발광 소자를 얻을 수 있다.
또한, 다른 발광색을 나타내는 유기 화합물을 복수 조합하여 그 혼색을 얻는 발광 소자에 있어서, 색의 조정이 용이한 발광 소자를 얻을 수 있다.
이상과 같이 본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 발광 소자의 개념에 대해서 설명했다. 그 다음에, 이하에서는 구체적인 재료도 열거하면서, 본 발명의 일 형태의 발광 소자의 구성에 대해서 더욱 상세하게 설명한다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서 도 1a에서 설명한 본 발명의 일 형태의 발광 소자의 구체적인 구성에 대해서 도 2a를 참조하여 설명한다.
도 2a는 본 발명의 일 형태의 발광 소자의 소자 구조를 모식적으로 도시한 것이며, 양극(201)과 음극(202)의 사이에, 발광 물질을 포함하는 층(203)이 형성되어 있고, 상기 발광 물질을 포함하는 층(203)은 적어도 제 1 발광층(211)과, 제 1 발광층(211)의 양극측에 접하여 형성된 제 2 발광층(212)을 가지고 있다. 제 1 발광층(211)은 양극측에 위치하는 층(221)과 음극측에 위치하는 층(222)으로 구성되 어 있다.
또, 본 실시형태의 발광 소자에 있어서는 양극(201)과 제 2 발광층(212)의 사이에, 정공 주입층(213) 및 정공 수송층(214)이 형성되어 있다. 또한, 음극(202)과 제 1 발광층(211)의 사이에, 전자 수송층(215) 및 전자 주입층(216)이 형성되어 있다. 단, 정공 주입층(213), 정공 수송층(214), 전자 수송층(215), 전자 주입층(216)은 반드시 필요하지는 않다. 또한, 이 층은 복수의 층으로 구성되어도 좋다.
이하에서는 우선, 제 1 발광층(211) 및 제 2 발광층(212)의 구성에 대해서, 구체적으로 설명한다.
제 1 발광층(211)에 있어서, 양극측에 위치하는 층(221)은 제 1 발광 물질만 포함하거나, 또는 제 1 유기 화합물과 50중량% 이상 100중량% 미만의 제 1 발광 물질을 포함하고, 음극측에 위치하는 층(222)은 제 2 유기 화합물과, 제 1 발광 물질을 포함하고, 제 2 유기 화합물의 함유량은 50중량% 이상 99.9중량% 이하이다.
실시형태 1에서도 설명한 바와 같이, 제 1 발광 물질 및 제 2 유기 화합물은 제 1 발광층(211) 내부에 있어서의 캐리어의 수송성을 조절하고, 양극측에 위치하는 층(221)과 음극측에 위치하는 층(222)의 계면 근방이, 캐리어의 주된 재결합 영역이 되도록 구성하는 기능, 즉 캐리어의 밸런스를 취하는 기능을 가진다. 이러한 구성에 의해, 제 1 발광층(211)에 있어서의 캐리어 밸런스는 시간 경과에 따른 변화가 어려워져, 제 1 발광층(211)이 열화되기 어려워지기 때문이다. 또, 양극측에 위치하는 층(221)에 있어서의 제 1 발광 물질은 캐리어의 수송을 하는 동시에, 발 광도 나타내고 있다.
캐리어의 수송성을 조절하기 위해서는 양극측에 위치하는 층(221)에 있어서의 제 1 발광 물질의 함유량이 50중량% 이상인 것이 바람직하다. 더욱 구체적으로는 양극측에 위치하는 층(221)에 있어서의 제 1 발광 물질은 캐리어 수송을 하고 또한 발광도 나타내기 때문에, 그 함유량은 50중량% 이상 100중량% 이하로 한다. 또한, 음극측에 위치하는 층(222)에 있어서의 제 2 유기 화합물의 함유량은 50% 이상인 것이 바람직하다. 더욱 구체적으로는 음극측에 위치하는 층(222)은 제 1 발광 물질을 또한 포함함으로써 발광층으로서 기능하기 때문에, 음극측에 위치하는 층(222)에 있어서의 제 2 유기 화합물의 함유량은 50중량% 이상 99.9중량% 이하로 하면 좋다. 양극측에 위치하는 층(221)에 제 1 유기 화합물을 함유시키는 경우, 제 1 유기 화합물은 양극측에 위치하는 층(221)의 막질을 안정화(예를 들면 결정화의 억제 등)시키는 역할을 한다.
또, 실시형태 1에서도 설명한 바와 같이, 양극측에 위치하는 층(221)과 음극측에 위치하는 층(222)의 계면 근방이 캐리어의 주된 재결합 영역이 되기 때문에, 양극측에 위치하는 층(221)은 정공 수송성인 것이 바람직하고, 음극측에 위치하는 층(222)은 전자 수송성인 것이 바람직하다. 이것을 고려하면, 양극측에 위치하는 층(221)에 있어서의 캐리어의 수송을 하는 제 1 발광 물질은 정공 수송성인 것이 바람직하고, 음극측에 위치하는 층(222)에 있어서의 호스트 재료인 제 2 유기 화합물은 전자 수송성인 것이 바람직하다.
따라서, 제 1 발광 물질은 캐리어의 수송성을 가지고, 음극측에 위치하는 층(222)에 있어서도 발광 중심 물질이 될 수 있는 물질을 선택하면 좋다. 발광은 형광이나 인광 어느쪽이라도 좋다. 또한, 정공 수송성을 가지는 물질인 것이 바람직하기 때문에, 이러한 물질로서는 4-(10-페닐―9-안트릴)-4'-(9-페닐―9H-카바졸-3-일)트리페닐아민(약칭 : PCBAPA), 4-[4-(10-페닐―9-안트릴)페닐]-4'-(9-페닐―9H-카바졸-3-일)트리페닐아민(약칭 : PCBAPBA), 9,10-비스{4-[N-(4-디페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]페닐}-2-tert-부틸안트라센(약칭 : DPABPA), 4-(9H-카바졸-9-일)-4'-(10-페닐―9-안트릴)트리페닐아민(약칭 : YGAPA), 9,10-비스(4-{N-[4-(9-카바졸릴)페닐]-N-페닐아미노}페닐)-2-tert-부틸안트라센(약칭 : YGABPA), 2-tert-부틸―9,10-비스-{4[N-(9-페닐카바졸-3-일)-N-페닐아미노]페닐}안트라센(약칭 : PCABPA), 9-페닐-10-(4-[N-페닐-N-{3-(N-페닐)카바졸릴}]아미노)페닐안트라센(약칭 : PCAPA), 2-{4-[N-페닐-N-(9-페닐카바졸-3-일)아미노]페닐}-9,10-디페닐안트라센(약칭 : 2PCAPPA), 2-(4-{N-[4-(카바졸-9-일)페닐]-N-페닐아미노}페닐)-9,10-디페닐안트라센(약칭 : 2YGAPPA), 2-{4-[N-(4-디페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]페닐}-9,10-디페닐안트라센(약칭 : 2DPAPPA), 4-(10-페닐―9-안트릴)트리페닐아민(약칭 : DPhPA), 4-(10-페닐―9-안트릴)-4'-페닐-트리페닐아민(약칭 : BPAPA) 등을 들 수 있다. 특히, 안트라센과 디아릴아미노기가 아릴렌기를 개재하여 결합되어 있는 화합물은 바람직한 재료이다. 그 중에서도 9,10-디아릴안트라센의 9위의 아릴기가, 아릴렌기와 디아릴아미노기가 결합한 기인 물질, 즉, 하기 일반식 (i)로 나타내지는 물질은 적합하게 사용할 수 있다.
Figure 112009077897438-pat00002
여기서, 식 중 Ar1은 탄소수 6 내지 25의 아릴기, Ar2은 탄소수 6 내지 25의 아릴렌기 중 어느 하나를 나타내고, Ar3, Ar4은 각각 독립으로 탄소수 6 내지 25의 아릴기, 카바졸릴기 중 어느 하나를 나타낸다. Ar3, Ar4는 각각 독립으로 치환기를 가져도 좋고, 이 경우, 상기 치환기로서는 탄소수 1 내지 4의 알킬기, 탄소수 6 내지 25의 아릴기, 또는 카바졸릴기 중 어느 하나를 들 수 있다. 상기 탄소수 6 내지 25의 아릴기로서는 예를 들면, 페닐기, o-비페닐기, m-비페닐기, p-비페닐기, 플루오렌-2-일기, 스피로-9,9'-비플루오렌-2-일기, 나프틸기 등을 들 수 있다. 또한, 탄소수 6 내지 25의 아릴렌기로서는 예를 들면, 벤젠, 나프탈렌, 플루오렌, 스피로플루오렌으로부터 유도되는 2가의 기 등을 들 수 있다. 또한, 탄소수 1 내지 4의 알킬기로서는 예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필 기, 부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기 등을 들 수 있다.
이러한, 제 1 발광 물질로서 적합하게 사용하는 것이 가능한 물질의 예로서는 하기 구조식 (1)로 나타내지는 4-(10-페닐―9-안트릴)-4'-(9-페닐―9H-카바졸-3-일)트리페닐아민(약칭 : PCBAPA), 하기 구조식 (2)로 나타내지는 4-[4-(10-페닐―9-안트릴)페닐]-4'-(9-페닐―9H-카바졸-3-일)트리페닐아민(약칭 : PCBAPBA), 하 기 구조식 (3)으로 나타내지는 N,9-디페닐-N-[4-(10-페닐―9-안트릴)페닐]-9H-카바졸-3-아민(약칭 : PCAPA) 등을 들 수 있다.
Figure 112009077897438-pat00003
제 1 유기 화합물을 양극측에 위치하는 층(221)에서 제 1 발광 물질에 첨가함으로써 제 1 발광 물질의 결정화 등을 억제하고, 양극측에 위치하는 층(221)의 막질을 개선하기 위해서 사용할 수 있다. 이 때문에, 특히 재료에 제한은 없지만, 예를 들면 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약칭 : NPB 또는 α-NPD), N,N'-비스(4-메틸페닐)-N,N'-디페닐-p-페닐렌디아민(약칭 : DTDPPA), 9,10-비스(3,5-디페닐페닐)안트라센(약칭 : DPPA), 4,4'-비스[N-(4-디페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]비페닐(약칭 : DPAB), 4,4'-비스(N-{4-[N'-(3-메틸페닐)-N'-페닐아미노]페닐}-N-페닐아미노)비페닐(약칭 : DNTPD), 1,3,5-트리스[N-(4-디페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]벤젠(약칭 : DPA3B), 3-[N-(9-페닐카바졸-3-일)-N-페닐아미노]- 9-페닐카바졸-(약칭 : PCzPCA1), 3,6-비스[N-(9-페닐카바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카바졸-(약칭 : PCzPCA2), 3-[N-(1-나프틸)-N-(9-페닐카바졸-3-일)아미노]-9-페닐카바졸-(약칭 : PCzPCN1), 4,4'-디(N-카바졸릴)비페닐(약칭 : CBP), 1,3,5-트리스[4-(N-카바졸릴)페닐]벤젠(약칭 : TCPB), 4,4',4''-트리스(N-카바졸릴)트리페닐아민(약칭 : TCTA), 9-[4-(10-페닐―9-안트릴)페닐]-9H-카바졸(약칭 : CzPA), 9-페닐―9'-[4-(10-페닐―9-안트릴)페닐]-3,3'-비(9H-카바졸-)(약칭 : PCCPA), 1,4-비스[4-(N-카바졸릴)페닐]-2,3,5,6-테트라페닐벤젠, 2-tert-부틸―9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭 : t-BuDNA), 2-tert-부틸―9,10-디(1-나프틸)안트라센, 9,10-비스(3,5-디페닐페닐)안트라센(약칭 : DPPA), 2-tert-부틸―9,10-비스(4-페닐페닐)안트라센(약칭 : t-BuDBA), 9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭 : DNA), 9,10-디페닐안트라센(약칭 : DPAnth), 2-tert-부틸안트라센(약칭 : t-BuAnth), 9,10-비스(4-메틸-1-나프틸)안트라센(약칭 : DMNA), 9,10-비스[2-(1-나프틸)페닐]-2-tert-부틸안트라센, 9,10-비스[2-(1-나프틸)페닐]안트라센, 2,3,6,7-테트라메틸-9,10-디(1-나프틸)안트라센, 2,3,6,7-테트라메틸-9,10-디(2-나프틸)안트라센, 9,9'-비안트릴, 10,10'-디페닐-9,9'-비안트릴, 10,10'-비스(2-페닐페닐)-9,9'-비안트릴, 10,10'-비스[(2,3,4,5,6-펜타페닐)페닐]-9,9'-비안트릴, 안트라센, 테트라센, 루브렌, 페릴렌, 2,5,8,11-테트라(tert-부틸)페릴렌, 펜타센, 코로넨, 4,4'-비스(2,2-디페닐비닐)비페닐(약칭 : DPVBi), 9,10-비스[4-(2,2-디페닐비닐)페닐]안트라센(약칭 : DPVPA) 등을 사용할 수 있다. 단, 제 1 발광 물질의 에너지 갭(또는 3중항 에너지)보다 제 1 유기 화합물의-에너지 갭(또는 3중항 에너지)이 작으면, 제 1 발 광 물질로부터 제 1 유기 화합물로 에너지가 이동해 버려, 발광 효율의 저하나, 색 순도의 악화가 일어나는 경우가 있기 때문에, 제 1 유기 화합물은 제 1 발광 물질의 에너지 갭(또는 3중항 에너지)보다 큰 에너지 갭(또는 3중항 에너지)을 가지는 물질을 선택하는 것이 바람직하다.
또, 제 2 유기 화합물의 구체적인 예로서는 트리스(8-퀴놀리노라토)알루미늄(III)(약칭 : Alq), 트리스(4-메틸―8-퀴놀리노라토)알루미늄(III)(약칭 : Almq3), 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리노나토)베릴륨(II)(약칭 : BeBq2), 비스(2-메틸―8-퀴놀리노라토)(4-페닐페노라토)알루미늄(III)(약칭 : BAlq), 비스(8-퀴놀리노라토)아연(II)(약칭 : Znq), 비스[2-(2-벤조옥사졸릴)페노라토]아연(II)(약칭 : ZnPBO), 비스[2-(2-벤조티아졸릴)페노라토]아연(II)(약칭 : ZnBTZ), 2-(4-비페니릴)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸(약칭 : PBD), 1,3-비스[5-(p-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸―2-일]벤젠(약칭 : OXD-7), 3-(4-비페니릴)-4-페닐―5-(4-tert-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸(약칭 : TAZ01), 2,2',2''-(1,3,5-벤젠트리일)-트리스(1-페닐-1H-벤조이미다졸)(약칭 : TPBI), 바소페난트로린(약칭 : BPhen), 바소큐프로인(약칭 : BCP), 9-[4-(5-페닐-1,3,4-옥사디아졸―2-일)페닐]-9H-카바졸-(약칭 : CO11), 9-[4-(10-페닐―9-안트릴)페닐]-9H-카바졸-(약칭 : CzPA), 3,6-디페닐-9-[4-(10-페닐―9-안트릴)페닐]-9H-카바졸-(약칭 : DPCzPA), 9,10-비스(3,5-디페닐페닐)안트라센(약칭 : DPPA), 9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭 : DNA), 2-tert-부틸―9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭 : t-BuDNA), 9,9'-비안 트릴(약칭 : BANT), 9,9'-(스틸벤-3,3'-디일)디페난트렌(약칭 : DPNS), 9,9'-(스틸벤-4,4'-디일)디페난트렌(약칭 : DPNS2), 3,3',3''-(벤젠-1,3,5-트리일)트리피렌(약칭 : TPB3)과 같은 전자 수송성의 화합물이 적합하다. 단, 제 1 발광 물질의 에너지 갭(또는 3중항 에너지)보다 제 2 유기 화합물의 에너지 갭(또는 3중항 에너지)이 작으면, 제 1 발광 물질로부터 제 2 유기 화합물로 에너지가 이동해, 발광 효율의 저하나, 색 순도의 악화가 일어나는 경우가 있기 때문에, 제 2 유기 화합물은 제 1 발광 물질의 에너지 갭(또는 3중항 에너지)보다 큰 에너지 갭(또는 3중항 에너지)을 가지는 물질을 선택하는 것이 바람직하다. 또한, 양극측에 위치하는 층(221)과 음극측에 위치하는 층(222)의 계면은 정공과 전자 양쪽 모두의 밀도가 높은 영역이기 때문에, 제 2 유기 화합물은 산화, 환원 양쪽 모두에 대하여 안정적인 것이 바람직하다. 따라서, 제 2 유기 화합물로서 더욱 바람직한 것은 CzPA, DPCzPA, DPPA, DNA, t-BuDNA, BANT, DPNS, DPNS2, TPB3으로 대표되는 3환 이상 6환 이하의 축합 다환 방향족 화합물이다. 이 중에서도 특히, CzPA, DPCzPA, DPPA, DNA, t-BuDNA, BANT와 같은 안트라센 유도체는 안정적이며, 또 에너지 갭도 크기 때문에, 호스트 재료인 제 2 유기 화합물로서 적합하다. 또한, 제 1 유기 화합물과 제 2 유기 화합물에 동일한 물질을 사용할 수도 있다.
또, 제 1 발광층(211)은 제 1 유기 화합물, 제 2 유기 화합물, 제 1 발광 물질 이외에, 다른 물질을 더욱 포함하여도 좋다.
한편, 제 2 발광층(212)은 제 3 유기 화합물과 제 2 발광 물질을 포함하고 있다. 실시형태 1에서도 설명한 바와 같이, 캐리어의 주된 재결합 영역은 양극측 에 위치하는 층(221)과 음극측에 위치하는 층(222)의 계면 근방이기 때문에, 제 2 발광층(212)은 도 2a의 구성에 있어서, 제 1 발광층(211)까지 정공을 수송하는 기능도 한다. 이 기능을 용이하게 실현시키기 위해서, 제 3 유기 화합물은 제 1 유기 화합물이나 제 2 유기 화합물과 같이, 제 2 발광층(212)에 있어서의 호스트 재료가 되는 것이 바람직하다. 또, 더욱 구체적으로는 제 2 발광층(212)에 있어서의 제 3 유기 화합물의 함유량을, 50중량% 이상 99.9중량% 이하로 하면 좋다.
또, 제 2 발광층(212)이 정공을 수송하는 기능도 하는 것을 고려하면, 제 2 발광층(212)에 있어서의 호스트 재료인 제 3 유기 화합물은 정공 수송성인 것이 바람직하다.
따라서, 제 3 유기 화합물의 구체적인 예로서는 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약칭 : NPB 또는 α-NPD), 4,4'-비스[N-(9,9-디메틸플루오렌-2-일)-N-페닐아미노]비페닐(약칭 : DFLDPBi), N,N'-비스(4-메틸페닐)-N,N'-디페닐-p-페닐렌디아민(약칭 : DTDPPA), 4,4'-비스[N-(4-디페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]비페닐(약칭 : DPAB), 4,4'-비스(N-{4-[N'-(3-메틸페닐)-N'-페닐아미노]페닐}-N-페닐아미노)비페닐(약칭 : DNTPD), 1,3,5-트리스[N-(4-디페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]벤젠(약칭 : DPA3B), N,N'-비스(스피로-9,9'-비플루오렌-2-일)-N,N'-디페닐벤지딘(약칭 : BSPB), 4,4'-비스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]비페닐(약칭 : TPD), 4,4',4''-트리스(N,N-디페닐아미노)트리페닐아민(약칭 : TDATA), 4,4',4''-트리스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트리페닐아민(약칭 : MTDATA), 1,3,5-트리스[N,N-디(m-토릴)아미노]벤젠(약칭 : m-MTDAB), 4,4',4''-트리스(N-카바졸릴)트리페닐아 민(약칭 : TCTA), 9,10-디페닐안트라센(약칭 : DPAnth), N,N-디페닐-9-[4-(10-페닐―9-안트릴)페닐]-9H-카바졸-3-아민(약칭 : CzA1PA), 9-페닐―9'-[4-(10-페닐―9-안트릴)페닐]-3,3'-비(9H-카바졸-)(약칭 : PCCPA), 4-(10-페닐―9-안트릴)트리페닐아민(약칭 : DPhPA), 4-(9H-카바졸-9-일)-4'-(10-페닐―9-안트릴)트리페닐아민(약칭 : YGAPA), N,9-디페닐-N-[4-(10-페닐―9-안트릴)페닐]-9H-카바졸-3-아민(약칭 : PCAPA), N,9-디페닐-N-{4-[4-(10-페닐―9-안트릴)페닐]페닐-9H-카바졸-3-아민(약칭 : PCAPBA), N,9-디페닐-N-(9,10-디페닐-2-안트릴)-9H-카바졸-3-아민(약칭 : 2PCAPA), 6,12-디메톡시-5,11-디페닐크리센, N,N,N',N',N'',N'',N'''N'''-옥타페닐디벤조[g,p]크리센-2,7,10,15-테트라아민(약칭 : DBC1)과 같은 정공 수송성의 화합물이 적합하다. 단, 제 2 발광 물질의 에너지 갭(또는 3중항 에너지)보다 제 3 유기 화합물의 에너지(또는 3중항 에너지)가 작으면, 제 2 발광 물질로부터 제 3 유기 화합물로 에너지가 이동해 버려, 발광 효율의 저하나, 색 순도의 악화가 일어나는 경우가 있기 때문에, 제 3 유기 화합물은 제 2 발광 물질의 에너지 갭(또는 3중항 에너지)보다 큰 에너지 갭(또는 3중항 에너지)을 가지는 물질을 선택하는 것이 바람직하다. 여기에서, DPAnth, CzA1PA, PCCPA, DPhPA, YGAPA, PCAPA, PCAPBA, 2PCAPA와 같은 안트라센 유도체는 안정적이며, 또 에너지 갭도 크기 때문에, 호스트 재료인 제 3 유기 화합물로서 적합하다.
또, 제 2 발광층(212)은 제 3 유기 화합물, 제 2 발광 물질 이외에, 다른 물질을 또한 포함하여도 좋다.
다음에, 제 2 발광 물질에 대해서 설명한다. 제 1 발광층(211)은 제 1 발광 물질을 포함하고, 제 2 발광층(212)은 제 2 발광 물질을 포함하고 있지만, 본 실시형태에서는 제 1 발광 물질과 제 2 발광 물질과는 다른 물질을 사용한다. 이것에 의해, 원하는 색의 발광이나, 폭 넓은 스펙트럼을 가지는 발광, 백색광 등을 얻는 것이 가능해진다.
제 2 발광 물질은 제 1 발광 물질과 다른 물질이면 특히 한정은 없고, 예를 들면 이하에 열거하는 재료로부터 적당히 선택하면 좋다. 청색의 발광을 나타내는 물질로서는 예를 들면 발광 피크 파장이 400nm 이상 480nm 미만에 위치하는 물질을 사용하면 좋고, N,N'-비스[4-(9H-카바졸-9-일)페닐]-N,N'-디페닐스틸벤4,4'-디아민(약칭 : YGA2S), 4-(9H-카바졸-9-일)-4'-(10-페닐―9-안트릴)트리페닐아민(약칭 : YGAPA), 2-(4-{N-[4-(카바졸-9-일)페닐]-N-페닐아미노}페닐)-9,10-디페닐안트라센(약칭 : 2YGAPPA), N,9-디페닐-N-[4-(10-페닐―9-안트릴)페닐]-9H-카바졸-3-아민(약칭 : PCAPA), 페릴렌, 2,5,8,11-테트라-tert-부틸페리렌(약칭 : TBP), 4-(10-페닐―9-안트릴)-4'-(9-페닐―9H-카바졸-3-일)트리페닐아민(약칭 : PCBAPA) 등을 들 수 있다. 또한, 비스[2-(4',6'-디플루오로페닐)피리디나토-N,C2']이리듐(III)테트라키스(1-피라졸릴)보레이트(약칭 : FIr6), 비스[2-(4',6'-디플루오로페닐)피리디나토-N,C2']이리듐(III)피콜리네이트(약칭 : FIrpic)와 같은 인광을 발하는 재료도 사용할 수 있다. 청록색의 발광을 나타내는 물질로서는 예를 들면 발광 피크 파장이 480nm 이상 520nm 미만에 위치하는 물질을 사용하면 좋고, N,N''-(2-tert-부틸안트라센-9,10-디일디-4,1-페닐렌)비스[N,N',N'-트리페닐-1,4-페닐렌디아민] (약칭 : DPABPA), N,9-디페닐-N-[4-(9,10-디페닐-2-안트릴)페닐]-9H-카바졸-3-아민(약칭 : 2PCAPPA), N-[4-(9,10-디페닐-2-안트릴)페닐]-N,N',N'-트리페닐-1,4-페닐렌디아민(약칭 : 2DPAPPA), N,N,N',N',N'',N'',N''',N'''-옥타페닐디벤조[g,p]크리센-2,7,10,15-테트라아민(약칭 : DBC1), 쿠마린30 등을 들 수 있다. 또한, 비스{2-[3',5'-비스(트리플루오로메틸)페닐]피리디나토-N,C2'}이리듐(III)피콜리네이트(약칭 : Ir(CF3ppy)2(pic)), 비스[2-(4',6'-디플루오로페닐)피리디나토-N,C2']이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭 : FIr(acac))와 같은 인광을 발하는 재료도 사용할 수 있다. 황색 발광을 나타내는 물질로서는 예를 들면 발광 피크 파장이 540nm 이상 600nm 미만에 위치하는 물질을 사용하면 좋고, 루브렌, 5,12-비스(1,1'-비페닐―4-일)-6,11-디페닐테트라센(약칭 : BPT), 2-(2-{2-[4-(디메틸아미노)페닐]에테닐}-6-메틸―4H-피란-4-이리덴)프로판디니트릴(약칭 : DCM1), 2-{2-메틸―6-[2-(2,3,6,7-테트라하이드로-1H,5H-벤조[ij]퀴놀리진-9-일)에테닐]-4H-피란-4-이리덴}프로판디니트릴(약칭 : DCM2) 등을 들 수 있다. 또한, 비스(벤조[h]퀴놀리노나토)이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭 : Ir(bzq)2(acac)), 비스(2,4-디페닐-1,3-옥사졸라토-N,C2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭 : Ir(dpo)2(acac)), 비스[2-(4'-퍼플루오로페닐페닐)피리디나토]이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭 : Ir(p-PF-ph)2(acac)), 비스(2-페닐벤조티아졸라토-N,C2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약 칭 : Ir(bt)2(acac))와 같은 인광을 발하는 재료도 사용할 수 있다. 적색의 발광을 나타내는 물질로서는 예를 들면 발광 피크 파장이 600nm 이상 700nm 미만에 위치하는 물질을 사용하면 좋고, N,N,N',N'-테트라키스(4-메틸페닐)테트라센-5,11-디아민(약칭 : p-mPhTD), 7,14-디페닐-N,N,N',N'-테트라키스(4-메틸페닐)아세나프토[1,2-a]플루오란텐-3,10-디아민(약칭 : p-mPhAFD), 2-{2-이소프로필―6-[2-(1,1,7,7-테트라메틸-2,3,6,7-테트라하이드로-1H,5H-벤조[ij]퀴놀리진-9-일)에테닐]-4H-피란-4-이리덴}프로판디니트릴(약칭 : DCJTI), 2-{2-tert-부틸―6-[2-(1,1,7,7-테트라메틸-2,3,6,7-테트라하이드로-1H,5H-벤조[ij]퀴놀리진-9-일)에테닐]-4H-피란-4-이리덴}프로판디니트릴(약칭 : DCJTB), 2-(2,6-비스{2-[4-(디메틸아미노)페닐]에테닐}-4H-피란-4-이리덴)프로판디니트릴(약칭 : BisDCM), 2-{2,6-비스[2-(8-메톡시-1,1,7,7-테트라메틸-2,3,6,7-테트라하이드로-1H,5H-벤조[ij]퀴놀리진-9-일)에테닐]-4H-피란-4-이리덴}프로판디니트릴(약칭 : BisDCJTM) 등을 들 수 있다. 또한, 비스[2-(2'-벤조[4,5-α]티에닐)피리디나토-N,C3 ']이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭 : Ir(btp)2(acac)), 비스(1-페닐이소퀴놀리나토-N,C2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭 : Ir(piq)2(acac)), (아세틸아세토나토)비스[2,3-비스(4-플루오로페닐)퀴녹살리나토]이리듐(III)(약칭 : Ir(Fdpq)2(acac)), 2,3,7,8,12,13,17,18-옥타에틸-21H,23H-포르피린백금(II)(약칭 : PtOEP), 트리스(1,3-디페닐-1,3-프로판디오나토)(모노페난트로린)유로퓸(III)(약칭 : Eu(DBM)3(Phen)), 트리스[1-(2-테노일)-3,3,3-트리플루오로아세토나토](모노페난트로린)유로퓸(III)과 같은 인광을 발하는 재료도 사용할 수 있다. 또, 520nm 내지 540nm의 범위에 있어서는 재료를 열거하지 않았지만, 물론 이 범위의 발광 파장을 가지는 발광 재료(인광을 발하는 재료도 포함함)도 사용하는 것이 가능하다. 예를 들면, 쿠마린545T, N,N'-디페닐퀴나크리돈(약칭 : DPQd), 트리스(2-페닐피리디나토)이리듐(III)(약칭 : Ir(ppy)3) 등을 들 수 있다. 이들 중에서 다른 발광 파장을 가지는 물질을, 발광 소자로부터 원하는 발광색을 얻을 수 있도록 각각 선택해서 사용할 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 형태의 발광 소자에 있어서는 제 1 발광층(211)에 포함되는 제 1 발광 물질과, 제 2 발광층(212)에 포함되는 제 2 발광 물질 양쪽 모두가 발광할 필요가 있다. 제 2 발광층(212)에 포함되는 제 2 발광 물질은 캐리어의 주된 재결합 영역으로부터는 조금 떨어져 있지만, 양극측에 위치하는 층(221)의 막 두께를 조절함으로써, 일부의 전자가 제 2 발광층(212)에까지 도달한다. 따라서, 제 2 발광 물질도 발광할 수 있다.
또, 제 1 발광 물질의 발광 파장을 제 2 발광 물질의 발광 파장보다도 단파장으로 함으로써, 제 1 발광 물질의 여기 에너지의 일부를 제 2 발광 물질로 에너지 이동시키고, 제 2 발광 물질을 발광시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 형태의 발광 소자에 있어서는 제 1 발광 물질의 발광 피크 파장이, 제 2 발광 물질의 발광 피크 파장보다도 단파장인 것이 바람직하다. 또, 에너지 이동 효율은 물질간 의 거리의 6승에 반비례하는 것이 알려져 있으므로, 양극측에 위치하는 층(221)의 막 두께를 조절함으로써, 제 1 발광 물질의 발광과 제 2 발광 물질의 발광의 비율을 조절할 수 있다.
또, 본 발명의 일 형태의 발광 소자의 구성은 제 1 발광 물질로부터의 발광과 제 2 발광 물질로부터의 발광 양쪽 모두를 얻을 수 있기 때문에, 폭 넓은 스펙트럼을 가지는 발광 소자에 적합하고, 특히 백색 발광 소자에 적합하게 사용할 수 있다. 따라서, 이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 일 형태의 발광 소자에 있어서, 제 1 발광 물질의 발광색과, 제 2 발광 물질의 발광색이, 서로 보색의 관계에 있는 발광 소자도 본 발명의 하나다. 보색의 관계로서는 청색과 황색, 또는 청록색과 적색 등을 들 수 있다. 청색, 황색, 청록색, 적색에 발광하는 물질로서는 예를 들면, 먼저 열거한 발광 물질 중에서 적당히 선택하면 좋다.
조합의 예로서는 제 1 발광 물질로서 청색 발광을 나타내는 PCBAPA를, 제 2 발광 물질로서 황색 발광을 나타내는 루브렌을 사용하면, 백색을 얻을 수 있다. 또한 예를 들면, 제 1 발광 물질로서 청록색 발광을 나타내는 2PCAPPA를 사용하고, 제 2 발광 물질로서 적색 발광을 나타내는 BisDCM을 사용해도 백색을 얻을 수 있다. 또, 백색광 이외의 발광색으로서는 예를 들면 제 1 발광 물질로서 청색 발광을 나타내는 2YGAPPA를 사용하고, 제 2 발광 물질로서 적색 발광을 나타내는 BisDCM을 사용하면, 보라색과 같은 중간색을 얻을 수 있다.
여기서, 상술한 바와 같이, 제 1 발광 물질로부터 제 2 발광 물질로의 에너지 이동을 이용하는 것을 고려하면, 제 1 발광 물질의 발광 피크 파장은 제 2 발광 물질의 발광 피크 파장보다도 단파장인 것이 바람직하다.
따라서 예를 들면, 제 1 발광 물질의 발광색이 청색(발광 피크 파장이 400nm 이상 480nm 미만)이며, 제 2 발광 물질의 발광색이 황색(발광 피크 파장이 540nm 이상 600nm 미만)인 구성이 바람직하다. 이것을 고려하면, 제 1 발광 물질로서는 상기한 YGA2S, YGAPA, 2YGAPPA, PCAPA, 페릴렌, TBP, PCBAPA, PCBAPBA, FIr6, FIrpic 등이 적합하고, 제 2 발광 물질로서는 루브렌, BPT, DCM1, DCM2, Ir(bzq)2(acac), Ir(dpo)2(acac), Ir(p-PF-ph)2(acac), Ir(bt)2(acac) 등이 적합하다.
또 예를 들면, 제 1 발광 물질의 발광색이 청록색(발광 피크 파장이 480nm 이상 520nm 미만)이며, 제 2 발광 물질의 발광색이 적색(발광 피크 파장이 600nm 이상 700nm 미만)인 구성이 바람직하다. 이것을 고려하면, 제 1 발광 물질로서는 상기한 DPABPA, 2PCAPPA, 2DPAPPA, DBC1, 쿠마린30, Ir(CF3ppy)2(pic), FIr(acac) 등이 적합하고, 제 2 발광 물질로서는 p-mPhTD, p-mPhAFD, DCJTI, DCJTB, BisDCM, BisDCJTM, Ir(btp)2(acac), Ir(piq)2(acac), Ir(Fdpq)2(acac), PtOEP, Eu(DBM)3(Phen), 트리스[1-(2-테노일)-3,3,3-트리플루오로아세토나토](모노페난트로린)유로퓸(III) 등이 적합하다.
이상에서 설명한 바와 같은 제 1 발광층(211) 및 제 2 발광층(212)의 구성을 적용함으로써, 양극(201)으로부터 주입된 정공과 음극(202)으로부터 주입된 전자는 제 1 발광층(211) 또는 제 2 발광층(212) 중 어느 하나에 있어서의 여기 상태의 형 성에 낭비 없이 분배되어, 발광에 기여하게 된다. 따라서, 본 발명의 일 형태의 발광 소자는 높은 발광 효율을 달성할 수 있다.
다음에, 이하에서는 양극(201), 정공 주입층(213), 정공 수송층(214), 전자 수송층(215), 전자 주입층(216), 음극(202)에 적합하게 사용할 수 있는 재료를 구체적으로 열거한다.
양극(201)으로서는 일함수가 큰(구체적으로는 4.0eV 이상) 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물 등을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 예를 들면, 산화인듐―산화주석(ITO : Indium Tin Oxide), 규소 또는 산화규소를 함유한 산화인듐―산화주석, 산화인듐―산화아연(IZ0 : Indium Zinc Oxide), 산화규소 및 산화주석을 함유한 산화인듐(ITSO : Indium Tin Silicon Oxide), 산화텅스텐 및 산화아연을 함유한 산화인듐(IWZO) 등을 들 수 있다. 이 전기 전도성 금속산화물막은 보통 스퍼터링법에 의해 성막되지만, 졸겔법 등을 응용하여, 잉크젯법, 스핀 코트법 등으로 제작해도 상관없다. 예를 들면, 산화인듐―산화아연(IZO)은 산화인듐에 대하여 1 내지 20wt%의 산화아연을 첨가한 타깃을 사용하여 스퍼터링법에 의해 형성할 수 있다. 또한, 산화텅스텐 및 산화아연을 함유한 산화인듐(IWZO)은 산화인듐에 대하여 산화텅스텐을 0.5 내지 5wt%, 산화아연을 0.1 내지 1wt% 함유한 타깃을 사용하여 스퍼터링법에 의해 형성할 수 있다. 이 밖에, 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 철(Fe), 코발트(Co), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 티타늄(Ti), 또는 금속재료의 공화물(예를 들면, 질화티타늄) 등을 들 수 있다.
또, 양극(201)과 접하는 층으로서, 후술하는 복합 재료를 포함하는 층을 사용한 경우에는 양극(201)으로서, 일함수의 대소에 관계없이, 여러가지 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 예를 들면, 알루미늄(Al), 은(Ag), 알루미늄을 포함하는 합금(예를 들면 Al-Si, Al-Ti, Al-Nd 등) 등을 사용할 수 있다. 또한, 일함수가 작은 재료인, 원소 주기표의 제1족 또는 제2족에 속하는 원소, 즉 리튬(Li)이나 세슘(Cs) 등의 알칼리 금속, 및 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr) 등의 알칼리토류 금속, 및 이들을 포함하는 합금(Mg-Ag, Al-Li), 유로퓸(Eu), 이테르븀(Yb) 등의 희토류 금속 및 이들을 포함하는 합금 등을 사용할 수도 있다. 상기 금속이나 합금은 진공 증착법 또는 스퍼터링법에 의해 형성하는 것이 가능하다. 또한, 페이스트(은 페이스트 등)를 잉크젯법 등에 의해 성막하는 것도 가능하다.
정공 주입층(213)은 정공 주입성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 정공 주입성이 높은 물질로서는 산화몰리브덴이나 산화바나듐, 산화루테늄, 산화텅스텐, 산화망간 등을 사용할 수 있다. 이 밖에, 저분자의 유기 화합물로서는 프탈로시아닌(약칭 : H2Pc), 구리(II)프탈로시아닌(약칭 : CuPc), 바나딜프탈로시아닌(약칭 : VOPc)과 같은 프탈로시아닌계 화합물 외에, NPB(또는 α-NPD), DFLDPBi, DTDPPA, DPAB, DNTPD, DPA3B, BSPB, TPD, TDATA, MTDATA, m-MTDAB, 3-[N-(9-페닐카바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카바졸(약칭 : PCzPCA1), 3,6-비스[N-(9-페닐카바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카바졸(약칭 : PCzPCA2), 3-[N-(1-나프틸)-N-(9-페닐카바 졸-3-일) 아미노]-9-페닐카바졸(약칭 : PCzPCN1) 등의 방향족 아민 화합물을 들 수 있다.
또, 정공 주입층(213)으로서, 정공 수송성이 높은 물질에 억셉터성 물질을 함유시킨 복합 재료를 사용할 수 있다. 또, 정공 수송성이 높은 물질에 억셉터성 물질을 함유시킨 것을 사용함으로써, 전극의 일함수에 관계없이 전극을 형성하는 재료를 선택할 수 있다. 즉, 양극(201)으로서 일함수가 큰 재료뿐만 아니라, 일함수가 작은 재료를 사용할 수 있다. 이 복합 재료는 정공 수송성이 높은 물질과 억셉터 물질을 공증착함으로써 형성할 수 있다.
복합 재료에 사용하는 정공 수송성이 높은 물질로서는 방향족 아민 화합물, 카바졸-유도체, 방향족 탄화수소, 고분자 화합물(올리고머, 덴드리머, 폴리머 등) 등, 여러가지 화합물을 사용할 수 있다. 구체적으로는 1O-6㎠/Vs 이상의 정공 이동도를 가지는 물질인 것이 바람직하다. 단, 전자보다도 정공의 수송성이 높은 물질이면, 이들 이외의 것을 사용해도 좋다. 이하에서는 복합 재료에 사용할 수 있는 정공 수송성이 높은 물질을 구체적으로 열거한다.
정공 수송성이 높은 물질에 사용할 수 있는 유기 화합물로서는 예를 들면 상기한 NPB(또는 α-NPD), DFLDPBi, DTDPPA, DPAB, DNTPD, DPA3B, BSPB, TPD, TDATA, MTDATA, m-MTDAB, PCzPCA1, PCzPCA2, PCzPCN1, TCTA 등의 방향족 아민 화합물이나, 4,4'-디(N-카바졸릴)비페닐(약칭 : CBP), 1,3,5-트리스[4-(N-카바졸릴)페닐]벤젠(약칭 : TCPB), 9-[4-(10-페닐―9-안트릴)페닐]-9H-카바졸(약칭 : CzPA), 1,4-비 스[4-(N-카바졸릴)페닐]-2,3,5,6-테트라페닐벤젠 등의 카바졸-유도체나, DPPA, DNA, t-BuDNA, BANT, DPAnth, 2-tert-부틸―9,10-비스(4-페닐페닐)안트라센(약칭 : t-BuDBA), 2-tert-부틸안트라센(약칭 : t-BuAnth), 9,10-비스(4-메틸-1-나프틸)안트라센(약칭 : DMNA), 9,10-비스[2-(1-나프틸)페닐]-2-tert-부틸안트라센, 9,10-비스[2-(1-나프틸)페닐]안트라센, 2,3,6,7-테트라메틸-9,10-디(1-나프틸)안트라센, 2,3,6,7-테트라메틸-9,10-디(2-나프틸)안트라센, 10,10'-디페닐-9,9'-비안트릴, 10,10'-비스(2-페닐페닐)-9,9'-비안트릴, 10,10'-비스[(2,3,4,5,6-펜타페닐)페닐]-9,9'-비안트릴, 안트라센, 테트라센, 루브렌, 페릴렌, 2,5,8,11-테트라(tert-부틸)페릴렌, 펜타센, 코로넨, 4,4'-비스(2,2-디페닐비닐)비페닐(약칭 : DPVBi), 9,10-비스[4-(2,2-디페닐비닐)페닐]안트라센(약칭 : DPVPA) 등의 방향족 탄화수소 화합물을 들 수 있다.
또, 억셉터성 물질로서는 7,7,8,8-테트라시아노―2,3,5,6-테트라플루오로퀴노디메탄(약칭 : F4-TCNQ), 클로라닐 등의 유기 화합물이나, 천이 금속산화물을 들 수 있다. 또한, 원소 주기표에 있어서의 제4족 내지 제8족에 속하는 금속의 산화물을 들 수 있다. 구체적으로는 산화바나듐, 산화니오브, 산화탄탈, 산화크롬, 산화몰리브덴, 산화텅스텐, 산화망간, 산화레늄은 전자 수용성이 높기 때문에 바람직하다. 이 중에서도 특히, 산화몰리브덴은 대기중에서도 안정적이며, 흡습성이 낮고, 취급하기 쉽기 때문에 바람직하다.
또, 정공 주입층(213)으로서는 고분자 화합물(올리고머, 덴드리머, 폴리머 등)을 사용할 수 있다. 예를 들면, 폴리(N-비닐카바졸)(약칭 : PVK), 폴리(4-비닐트리페닐아민)(약칭 : PVTPA), 폴리[N-(4-{N'-[4-(4-디페닐아미노)페닐]페닐-N'-페닐아미노}페닐)메타크릴아미드](약칭 : PTPDMA), 폴리[N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-비스(페닐)벤지딘](약칭 : Poly-TPD) 등의 고분자 화합물을 들 수 있다. 또한, 폴리(3,4-에틸렌디옥사티오펜)/폴리(스티렌설폰산)(PEDOT/PSS), 폴리아닐린/폴리(스티렌설폰산)(PAni/PSS) 등의 산을 첨가한 고분자 화합물을 사용할 수 있다.
또, 상술한 PVK, PVTPA, PTPDMA, Poly-TPD 등의 고분자 화합물과, 상술한 억셉터성 물질을 사용하여 복합 재료를 형성하고, 정공 주입층(213)으로서 사용해도 좋다.
정공 수송층(214)은 정공 수송성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 정공 수송성이 높은 물질로서는 저분자의 유기 화합물로서는 상기한 NPB(또는 α-NPD), DFLDPBi, BSPB, TPD, TCTA 등의 방향족 아민 화합물을 사용할 수 있다. 여기에 설명한 물질은 주로 1O-6㎠/Vs 이상의 정공 이동도를 가지는 물질이다. 단, 전자보다도 정공의 수송성이 높은 물질이면, 이들 이외의 것을 사용해도 좋다.
또, 정공 수송층(214)으로서, 상술한 PVK, PVTPA, PTPDMA, Poly-TPD 등의 고분자 화합물을 사용할 수도 있다.
전자 수송층(215)은 전자 수송성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 예를 들면, 저분자의 유기 화합물로서, Alq, Almq3, BeBq2, BAlq, Znq, ZnPBO, ZnBTZ와 같은 금속착체나, PBD, OXD-7, TAZ01, TPBI, BCP, BPhen, CO11과 같은 복소환 화합물 을 사용할 수 있다. 또한, CzPA, DPCzPA, TPB3과 같은 축합 다환 방향족 화합물을 사용할 수도 있다. 여기에 설명한 물질은 주로 1O-6㎠/Vs 이상의 전자 이동도를 가지는 물질이다. 또, 정공보다도 전자의 수송성이 높은 물질이면, 상기 이외의 물질을 전자 수송층으로서 사용해도 상관없다.
또, 전자 수송층(215)으로서, 고분자 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들면, 폴리[(9,9-디헥실플루오렌-2,7-디일)-co-(피리딘―3,5-디일)](약칭 : PF-Py), 폴리[(9,9-디옥틸플루오렌-2,7-디일)-co-(2,2'-비피리딘-6,6'-디일)](약칭 : PF-BPy) 등을 사용할 수 있다.
전자 주입층(216)은 전자 주입성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 전자 주입성이 높은 물질로서는 리튬(Li), 세슘(Cs), 칼슘(Ca), 플루오르화리튬(LiF), 플루오르화세슘(CsF), 플루오르화칼슘(CaF2) 등과 같은 알칼리 금속 또는 알칼리토류 금속 또는 이것들의 화합물을 사용할 수 있다. 또는 전자 수송성을 가지는 물질로 이루어지는 층 중에, 도너성의 물질을 함유시킨 것을 사용할 수 있다. 전자 수송성을 가지는 물질로서는 상기한 전자 수송층(215)으로 사용할 수 있는 물질을 사용하면 좋다. 한편, 도너성의 물질로서는 알칼리 금속, 알칼리토류 금속, 또는 이것들의 화합물을 사용할 수 있다. 또는 도너성의 물질로서는 테트라티아나프타센(약칭 : TTN), 디카메틸니케로센(약칭 : DMN)과 같은 유기 화합물을 사용해도 좋다. 도너성의 물질은 공증착에 의해 전자 주입층(216) 중에 함유시킬 수 있다.
음극(202)을 형성하는 물질로서는 일함수가 작은(구체적으로는 3.8eV 이하가 바람직함) 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물 등을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 음극재료의 구체적인 예로서는 원소 주기표의 제1족 또는 제2족에 속하는 원소, 즉 리튬(Li)이나 세슘(Cs) 등의 알칼리 금속, 및 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr) 등의 알칼리토류 금속, 및 이들을 포함하는 합금(Mg-Ag, Al-Li), 유로퓸(Eu), 이테르븀(Yb) 등의 희토류 금속 및 이들을 포함하는 합금 등을 들 수 있다. 또한, 알루미늄(Al)이나 인듐(In), 은(Ag) 또는 이것들의 합금을 사용할 수 있다. 상기한 금속, 합금은 진공 증착법이나 스퍼터링법에 의해 형성하는 것도 가능하다. 또한, 페이스트(은 페이스트 등)를 잉크젯법 등에 의해 성막하는 것도 가능하다.
또, 전자 주입층(216)으로서, 먼저 설명한 바와 같은 전자 수송성을 가지는 물질로 이루어지는 층 중에 도너성의 물질을 함유시킨 것을 적용함으로써, 일함수의 대소에 관계없이, Al, Ag, ITO, 규소 또는 산화규소를 함유한 산화인듐―산화주석 등 여러가지 전기 전도성 화합물을 음극(202)으로서 사용할 수 있다. 이들 전기 전도성 화합물은 스퍼터링법이나 잉크젯법, 스핀 코트법 등을 사용하여 성막하는 것이 가능하다.
또, 양극(201) 또는 음극(202)으로서 도전성 고분자(도전성 폴리머라고도 함)을 포함하는 도전성 조성물을 사용할 수도 있다. 도전성 조성물은 양극 또는 음극으로서 형성하는 경우, 박막에 있어서의 시트 저항이 10000Ω/□ 이하, 파장550nm에 있어서의 투광율이 70% 이상인 것이 바람직하다. 또한, 포함되는 도전성 고분자의 저항율이 0.1Ω·cm 이하인 것이 바람직하다.
도전성 고분자로서는 소위 π전자 공액계 도전성 고분자를 사용할 수 있다. 예를 들면, 폴리아닐린 및 또는 그 유도체, 폴리피롤 및 또는 그 유도체, 폴리티오펜 및 또는 그 유도체, 이들의 2종 이상의 공중합체 등을 들 수 있다.
공액 도전성 고분자의 구체적인 예로서는 폴리피롤, 폴리(3-메틸피롤), 폴리(3-부틸피롤), 폴리(3-옥틸피롤), 폴리(3-데실피롤), 폴리(3,4-디메틸피롤), 폴리(3,4-디부틸피롤), 폴리(3-하이드록시피롤), 폴리(3-메틸―4-하이드록시피롤), 폴리(3-메톡시피롤), 폴리(3-에톡시피롤), 폴리(3-옥톡시피롤), 폴리(3-카복실피롤), 폴리(3-메틸―4-카복실피롤), 폴리N-메틸피롤, 폴리티오펜, 폴리(3-메틸티오펜), 폴리(3-부틸티오펜), 폴리(3-옥틸티오펜), 폴리(3-데실티오펜), 폴리(3-도데실티오펜), 폴리(3-메톡시티오펜), 폴리(3-에톡시티오펜), 폴리(3-옥톡시티오펜), 폴리(3-카복실티오펜), 폴리(3-메틸―4-카복실티오펜), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 폴리아닐린, 폴리(2-메틸아닐린), 폴리(2-옥틸아닐린), 폴리(2-이소부틸아닐린), 폴리(3-이소부틸아닐린), 폴리(2-아닐린설폰산), 폴리(3-아닐린설폰산) 등을 들 수 있다.
상기 도전성 고분자는 단독으로 양극 또는 음극에 사용해도 좋고, 막 특성을 조정하기 위해서 유기 수지를 첨가하여 도전성 조성물로서 사용할 수 있다.
유기 수지로서는 도전성 고분자와 상용 또는 혼합 분산 가능하면 열 변화성 수지이어도 좋고, 열가소성 수지이어도 좋고, 광경화성 수지이어도 좋다. 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지, 폴리이미드, 폴리아미드이미드 등의 폴리이미드계 수지, 폴리아미드6, 폴리아미드6,6, 폴리아미드12, 폴리아미드11 등의 폴리아미드 수지, 폴리플루오르화비닐리덴, 폴리플루오르화비닐, 폴리테트라플루오로에틸렌, 에틸렌테트라플루오로에틸렌코폴리머, 폴리클로로트리플루오로에틸렌 등의 불소수지, 폴리비닐알콜, 폴리비닐에텔, 폴리비닐부티랄, 폴리아세트산비닐, 폴리염화비닐 등의 비닐 수지, 에폭시 수지, 퀴놀렌 수지, 아라미드 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리우레아계 수지, 멜라민 수지, 페놀계 수지, 폴리에테르, 아크릴계 수지 및 이들의 공중합체 등을 들 수 있다.
또, 상기 도전성 고분자 또는 도전성 조성물의 전기 전도도를 조정하기 위해서, 억셉터성 또는 도너성 도펀트를 도핑함으로써, 공액 도전성 고분자의 공액 전자의 산화 환원 전위를 변화시켜도 좋다.
억셉터성 도펀트로서는 할로겐 화합물, 루이스산, 프로톤산, 유기 시아노 화합물, 유기금속 화합물 등을 사용할 수 있다. 할로겐 화합물로서는 염소, 브롬, 요오드, 염화요오드, 브롬화요오드, 플루오르화요오드 등을 들 수 있다. 루이스산으로서는 5플루오르화인, 5플루오르화비소, 5플루오르화안티몬, 3플루오르화붕소, 3염화붕소, 3브롬화붕소 등을 들 수 있다. 프로톤산으로서는 염산, 황산, 질산, 인산, 붕불화수소산, 플루오르화수소산, 과염소산 등의 무기산과, 유기 카복실산, 유기 설폰산 등의 유기산을 들 수 있다. 유기 카복실산 및 유기 설폰산으로서는 상기 카복실산 화합물 및 설폰산 화합물을 사용할 수 있다. 유기 시아노 화합물로서는 공액 결합에 두개 이상의 시아노기를 포함하는 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들면, 테트라시아노에틸렌, 테트라시아노에틸렌옥사이드, 테트라시아노벤젠, 테 트라시아노퀴노디메탄, 테트라시아노아자나플탈렌 등을 들 수 있다.
도너성 도펀트로서는 알칼리 금속, 알칼리토류 금속, 4급 암모늄 화합물 등을 들 수 있다.
상기 도전성 고분자 또는 도전성 조성물을, 물 또는 유기용제(알코올계 용제, 케톤계 용제, 에스테르계 용제, 탄화수소계 용제, 방향족계 용제 등)에 용해시켜서, 습식법에 의해 양극 또는 음극이 되는 박막을 형성할 수 있다.
상기 도전성 고분자 또는 도전성 조성물을 용해하는 용매로서는 특히 한정하지 않고, 상기한 도전성 고분자 및 유기 수지 등의 고분자 수지 화합물을 용해하는 것을 사용하면 좋다. 예를 들면, 물, 메탄올, 에탄올, 프로필렌카보네이트, N-메틸피롤리돈, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 시클로헥사논, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 톨루엔 등의 단독 또는 혼합 용제에 용해하면 좋다.
도전성 고분자 또는 도전성 조성물을 용매에 용해한 용액의 성막은 도포법, 코팅법, 액적 토출법(잉크젯법이라고도 함), 인쇄법 등의 습식법을 사용하여 성막할 수 있다. 용매의 건조는 열처리를 하여도 좋고, 감압하에서 행하여도 좋다. 또한, 유기 수지가 열경화성인 경우에는 또 가열 처리를 하고, 광경화성인 경우는 광 조사 처리를 하면 좋다.
다음에, 본 발명의 일 형태의 발광 소자의 제작 방법에 대해서 설명한다. 발광 물질을 포함하는 층(203)의 형성 방법으로서는 건식법, 습식법을 막론하고, 여러가지 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 진공 증착법, 잉크젯법 또는 스핀 코트법 등을 사용해도 상관없다. 또 각 층마다 다른 성막방법을 사용하여 형성하 여도 상관없다.
예를 들면, 상술한 재료 중, 고분자 화합물은 잉크젯법이나 스핀 코트법 등의 습식법으로 형성할 수 있다. 또한, 저분자의 유기 화합물은 습식법으로 형성할 수도 있고, 진공 증착법 등의 건식법을 사용하여 형성할 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 형태의 발광 소자는 캐리어 밸런스가 시간 경과에 따른 변화가 어려워 장수명을 달성할 수 있다. 또한, 정공과 전자를 낭비 없이 여기 상태의 형성에 이용할 수 있기 때문에, 발광 효율이 높다. 또한, 제 1 발광 물질과 제 2 발광 물질 양쪽 모두를 발광시킬 수 있기 때문에, 폭 넓은 스펙트럼을 가지는 발광, 또는 백색 발광을 얻을 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 제작함으로써, 장수명의 발광 소자를 얻을 수 있다. 특히, 장수명의 백색의 발광 소자를 얻을 수 있다. 특히 발광 소자를 제작함으로써, 발광 효율이 높은 발광 소자를 얻을 수 있다. 특히 발광 효율이 높은 백색의 발광 소자를 얻을 수 있다.
(실시형태 3)
또 본 발명의 일 형태에서는 도 1b에서 설명한 본 발명의 일 형태의 발광 소자의 구체적인 구성에 대해서, 도 2b를 참조하여 설명한다.
도 2b는 본 발명의 일 형태의 발광 소자의 소자 구조를 모식적으로 도시한 것이며, 양극(201)과 음극(202)의 사이에, 발광 물질을 포함하는 층(204)이 형성되어 있고, 상기 발광 물질을 포함하는 층(204)은 적어도 제 1 발광층(211)과, 제 1 발광층(211)의 음극측에 접하여 형성된 제 2 발광층(217)을 가지고 있다. 제 1 발 광층(211)은 양극측에 위치하는 층(221)과 음극측에 위치하는 층(222)으로 구성되어 있다.
또, 본 실시형태 3의 발광 소자에 있어서는 양극(201)과 제 1 발광층(211)의 사이에, 정공 주입층(213) 및 정공 수송층(214)이 형성되어 있다. 또한, 음극(202)과 제 2 발광층(217)의 사이에, 전자 수송층(215) 및 전자 주입층(216)이 형성되어 있다. 단, 정공 주입층(213), 정공 수송층(214), 전자 수송층(215), 전자 주입층(216)은 반드시 필요하지는 않다. 또한, 이 층은 복수의 층으로 구성되어도 좋다.
도 2b에 도시하는 본 실시형태 3의 발광 소자에 있어서, 양극(201), 정공 주입층(213), 정공 수송층(214), 전자 수송층(215), 전자 주입층(216), 음극(202), 제 1 발광층(211)의 구성은 실시형태 2에서 설명한 발광 소자와 같은 것을 적용할 수 있다. 한편, 제 2 발광층(217)의 구성은 실시형태 2에서 설명한 발광 소자의 제 2 발광층(212)과는 다른 것이 바람직하다.
즉, 제 2 발광층(217)은 제 3 유기 화합물과 제 2 발광 물질을 포함하는 점은 실시형태 2와 같지만, 다른 것은 제 1 발광층(211)까지 정공이 아니라 전자를 수송하는 기능을 하는 점이다. 이 기능을 용이하게 실현시키기 위해서, 제 3 유기 화합물은 제 1 유기 화합물이나 제 2 유기 화합물과 같이, 제 2 발광층(217)에 있어서의 호스트 재료가 되는 것이 바람직하다. 즉, 더욱 구체적으로는 제 2 발광층(217)에 있어서의 제 3 유기 화합물의 함유량을, 50중량% 이상 99.9중량% 이하로 하면 좋다. 또한, 제 2 발광층(217)이 전자를 수송하는 기능을 하는 것을 고려하 면, 제 2 발광층(217)에 있어서의 호스트 재료인 제 3 유기 화합물은 전자 수송성인 것이 바람직하다.
따라서, 본 실시형태 3에 있어서의 제 3 유기 화합물의 구체적인 예로서는 제 1 발광층(211)에 있어서의 음극측에 위치하는 층(222)에 포함되는 제 2 유기 화합물과 같이, Alq, Almq3, BeBq2, BAlq, Znq, ZnPBO, ZnBTZ, PBD, OXD-7, TAZ01, TPBI, BPhen, BCP, CO11, CzPA, DPCzPA, DPPA, DNA, t-BuDNA, BANT, DPNS, DPNS2, TPB3과 같은 전자 수송성의 화합물이 적합하다. 특히, CzPA, DPCzPA, DPPA, DNA, t-BuDNA, BANT와 같은 안트라센 유도체는 안정적이며, 또 에너지 갭도 크기 때문에, 호스트 재료인 제 3 유기 화합물로서 적합하다.
또, 제 2 발광층(217)으로부터 제 1 발광층(211)에 대한 정공 주입 장벽을 저감하기 위해서, 제 1 발광층(211)의 음극측에 위치하는 층(222)에 포함되는 제 2 유기 화합물과, 제 2 발광층(217)에 포함되는 제 3 유기 화합물은 동일한 물질인 것이 바람직하다.
또, 제 2 발광 물질로서는 실시형태 2에서 설명한 바와 같은 것을 사용할 수 있다.
또, 제 2 발광층(217)은 제 3 유기 화합물, 제 2 발광 물질 이외에, 다른 물질을 더욱 포함하여도 좋다.
또, 본 발명의 일 형태의 발광 소자에 있어서는 제 1 발광층(211)에 포함되는 제 1 발광 물질과, 제 2 발광층(217)에 포함되는 제 2 발광 물질 양쪽 모두가 발광할 필요가 있다. 제 2 발광층(217)에 포함되는 제 2 발광 물질은 캐리어의 주된 재결합 영역으로부터는 조금 떨어져 있지만, 본 실시형태 3에 있어서는 음극측에 위치하는 층(222)의 막 두께를 조절함으로써, 일부의 정공이 제 2 발광층(217)에까지 도달한다. 따라서, 제 2 발광 물질도 발광할 수 있다.
또, 제 1 발광 물질의 발광 파장을 제 2 발광 물질의 발광 파장보다도 단파장으로 함으로써, 제 1 발광 물질의 여기 에너지의 일부를 제 2 발광 물질로 에너지 이동시키고, 제 2 발광 물질을 발광시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 형태의 발광 소자에 있어서는 제 1 발광 물질의 발광 피크 파장이 제 2 발광 물질의 발광 피크 파장보다도 단파장인 것이 바람직하다. 또, 에너지 이동 효율은 물질간의 거리의 6승에 반비례하는 것이 알려져 있으므로, 음극측에 위치하는 층(222)의 막 두께를 조절함으로써, 제 1 발광 물질의 발광과 제 2 발광 물질의 발광의 비율을 조절할 수 있다.
본 실시형태 3의 발광 소자도, 실시형태 2의 발광 소자와 같이, 캐리어 밸런스가 시간 경과에 따른 변화가 어려워 장수명을 달성할 수 있다. 또한, 정공과 전자를 낭비 없이 여기 상태의 형성에 이용할 수 있기 때문에, 발광 효율이 높다. 또한, 제 1 발광 물질과 제 2 발광 물질 양쪽 모두를 발광시킬 수 있기 때문에, 폭 넓은 스펙트럼을 가지는 발광, 또는 백색 발광을 얻을 수 있다.
(실시형태 4)
본 실시형태 4에서는 실시형태 2나 실시형태 3에서 설명한 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 기판 위에 형성한 경우의 적층순서와 발광 방향에 대해서, 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.
도 3 및 도 4는 양극(301), 음극(302), 및 발광 물질을 포함하는 층(303)으로 구성되는 본 발명의 일 형태의 발광 소자를, 기판(300) 위에 형성한 경우의 모식도이다. 도 3은 기판(300) 위에 양극(301)이, 도 4는 기판(300) 위에 음극(302)이, 각각 형성된 경우의 도면이다. 또, 양극(301), 음극(302), 및 발광 물질을 포함하는 층(303)은 실시형태 2나 실시형태 3에서 설명한 구성을 적용하면 좋다.
발광은 양극(301) 또는 음극(302)의 어느 한쪽 또는 양쪽을 통해서 외부로 추출된다. 따라서, 양극(301) 또는 음극(302)의 어느 한쪽 또는 양쪽은 가시광에 대한 투광성을 가지는 전극이다. 가시광에 대한 투광성을 가지는 전극으로서는 실시형태 2에서 기재한 ITO, IZO, ITSO, IWZO나, 도전성 고분자를 포함하는 도전성 조성물 등이 해당한다. 또한, 금속이나 합금을, 가시광에 대한 투광성을 가질 정도로 박막화하여 형성하여도 좋다.
우선, 양극(301)이 기판(300) 위에 형성되어 있는 경우(도 3)를 설명한다. 양극(301) 및 기판(300)이 가시광에 대한 투광성을 가지고, 음극(302)이 차광성인 경우, 도 3a에 도시하는 바와 같이, 발광은 기판(300)측으로부터 추출된다. 또한, 양극(301) 또는 기판(300)의 적어도 한 쪽이 차광성이며, 음극(302)이 가시광에 대한 투광성을 가지는 경우, 도 3b에 도시하는 바와 같이, 발광은 기판(300)과 반대측으로부터 추출된다. 양극(301), 음극(302), 기판(300) 모두가 가시광에 대한 투광성을 가지는 경우, 도 3c에 도시하는 바와 같이, 발광은 기판(300)측 및 기판(300)과 반대측 양쪽 모두으로부터 추출된다.
다음에, 음극(302)이 기판(300) 위에 형성되어 있는 경우(도 4)를 설명한다. 음극(302) 및 기판(300)이 가시광에 대한 투광성을 가지고, 양극(301)이 차광성인 경우, 도 4a에 도시하는 바와 같이, 발광은 기판(300)측으로부터 추출된다. 또한, 음극(302) 또는 기판(300)의 적어도 한 쪽이 차광성이며, 양극(301)이 가시광에 대한 투광성을 가지는 경우, 도 4b에 도시하는 바와 같이, 발광은 기판(300)과 반대측으로부터 추출된다. 양극(301), 음극(302), 기판(300) 모두가 가시광에 대한 투광성을 가지는 경우, 도 4c에 도시하는 바와 같이, 발광은 기판(300)측 및 기판(300)과 반대측 양쪽 모두으로부터 추출된다.
또, 기판(300)은 발광 소자의 지지체로서 사용할 수 있다. 기판(300)으로서는 예를 들면 유리, 또는 플라스틱 등을 사용할 수 있다. 가시광에 대한 투광성이 필요없는 경우(도 3b나 도 4b의 경우)에는 실리콘 기판이나 금속 호일의 기판 등을 사용할 수도 있다. 또, 발광 소자의 제작 공정에 있어서 지지체로서 기능하는 것이면, 이들 이외의 것이어도 좋다.
또, 본 실시형태에 있어서는 유리, 플라스틱 등으로 이루어지는 기판 위에 발광 소자를 제작하고 있다. 1기판 위에 이러한 발광 소자를 복수 제작함으로써, 패시브 매트릭스형 발광 장치를 제작할 수 있다. 또한, 유리, 플라스틱 등으로 이루어지는 기판 위에, 예를 들면, 박막 트랜지스터(TFT)를 형성하고, TFT와 전기적으로 접속된 전극 위에 발광 소자를 제작해도 좋다. 이것에 의해, TFT에 의해 발광 소자의 구동을 제어하는 액티브 매트릭스형 발광 장치를 제작할 수 있다. 또, TFT의 구조는 특히 한정되지 않는다. 스태거형 TFT이어도 좋고, 역스태거형 TFT이 어도 좋다. 또한, TFT기판에 형성되는 구동용 회로에 대해서도, N형 및 P형의 TFT로 이루어지는 것이어도 좋고, 또는 N형의 TFT 또는 P형의 TFT의 어느 한쪽으로만 이루어지는 것이어도 좋다. 또한, TFT에 사용할 수 있는 반도체막의 결정성에 대해서도 특히 한정되지 않는다. 비정질 반도체막을 사용해도 좋고, 결정성 반도체막을 사용해도 좋다. 또, 발광 소자의 전극에 전기적으로 접속되는 TFT는 상기 전극이 양극인 발광 소자의 경우는 P형의 TFT, 음극인 경우는 N형의 TFT를 사용하는 것이 바람직하다.
(실시형태 5)
실시형태 5에서는 본 발명의 일 형태의 복수의 발광 유닛을 적층한 구성의 발광 소자(이하, 적층형 발광 소자라고 함)의 형태에 대해서, 도 5를 참조하여 설명한다. 이 발광 소자는 양극과 음극의 사이에, 복수의 발광 유닛을 가지는 적층형 발광 소자이다. 각 발광 유닛의 구성으로서는 도 2(실시형태 2 또는 실시형태 3)에서 도시한 발광 물질을 포함하는 층(203)과 같은 구성을 사용할 수 있다. 즉, 실시형태 2 또는 실시형태 3에서 개시한 발광 소자는 1개의 발광 유닛을 가지는 발광 소자이다. 본 실시형태에서는 복수의 발광 유닛을 가지는 발광 소자에 대해서 설명하는 것이다.
도 5에 있어서, 양극(501)과 음극(502)의 사이에는 제 1 발광 유닛(503-1)과 제 2 발광 유닛(503-2)이 적층되어 있다. 양극(501)과 음극(502)으로서는 실시형태 2에서 설명한 바와 같은 것을 적용할 수 있다. 또한, 제 1 발광 유닛(503-1)과 제 2 발광 유닛(503-2)은 같은 구성이어도 좋고, 다른 구성이어도 좋고, 그 구성은 실시형태 2 또는 실시형태 3에서 개시한 발광 물질을 포함하는 층(203)과 같다. 또한, 제 1 발광 유닛(503-1)과 제 2 발광 유닛(503-2)의 어느 한 쪽이 실시형태 2 또는 실시형태 3에서 개시한 발광 물질을 포함하는 층(203)과 같은 구성을 가지면, 다른 쪽은 기타 공지의 구성을 가져도 좋다.
제 1 발광 유닛(503-1)과 제 2 발광 유닛(503-2)의 사이에 있는 전하 발생층(504)은 양극(501)과 음극(502)에 전압을 인가했을 때에, 제 1 발광 유닛(503-1)에 전자를 주입하고, 제 2 발광 유닛(503-2)에 정공을 주입하는 것이면, 어떤 구성이어도 좋다. 단, 전하 발생층(504)의 바람직한 예는, 전자를 주입할 수 있는 층과 정공을 주입할 수 있는 층의 적어도 2층을 가지고, 상기 전자를 주입할 수 있는 층이 제 1 발광 유닛(503-1)에, 상기 정공을 주입할 수 있는 층이 제 2 발광 유닛(503-2)에, 각각 접하고 있는 구성이다. 또한, 정공을 주입할 수 있는 층과 전자를 주입할 수 있는 층의 사이에 전자 수송성이 높은 물질로 이루어지는 층(전자 릴레이층)이 있는 구조이어도 좋다.
상기 전자를 주입할 수 있는 층으로서는 실시형태 2에서 설명한 음극이나 전자 주입층의 구성과 같은 것을 사용할 수 있다. 특히, 실시형태 2에서 설명한 바와 같은 전자 수송성을 가지는 물질로 이루어지는 층 중에 도너성 물질을 함유시킨 복합 재료가 적합하다.
한편, 상기 정공을 주입할 수 있는 층으로서는 실시형태 2에서 설명한 양극이나 정공 주입층의 구성과 같은 것을 사용할 수 있다. 특히, 실시형태 2에서 설명한 바와 같은 정공 수송성을 가지는 물질로 이루어지는 층 중에 억셉터성의 물질 을 함유시킨 복합 재료가 적합하다.
전자 릴레이층에 사용할 수 있는 전자 수송성이 높은 물질로서는 LUMO 준위가 ―5.0eV 이상의 물질을 사용하는 것이 바람직하고, 페릴렌 유도체나 질소함유 축합 방향족 화합물 등을 적합하게 사용할 수 있다. 페릴렌 유도체의 구체적인 예로서는 3,4,9,10-페릴렌테트라카본산 2무수물(약칭 : PTCDA), 3,4,9,10-페릴렌테트라카복시릭비스벤조이미다졸(약칭 : PTCBI), N,N'-디옥틸-3,4,9,10-페릴렌테트라카본산디이미드(약칭 : PTCDI-C8H) 등을 들 수 있다. 또한, 질소함유 축합 방향족 화합물의 구체적인 예로서는 피라지노[2,3-f][1,10]페난트로린-2,3-디카보니트릴(약칭 : PPDN), 2,3,6,7,10,11-헥사시아노-1,4,5,8,9,12-헥사아자트리페니렌(약칭 : HAT(CN)6), 2,3-디페닐피리도[2,3-b]피라진(약칭 : 2PYPR), 2,3-비스(4-플루오로페닐)피리도[2,3-b]피라진(약칭 : F2PYPR) 등을 들 수 있다. 그 밖에도, 퍼플루오로펜타센, 7,7,8,8,―테트라시아노퀴노디메탄(약칭 : TCNQ), 1,4,5,8-나프탈렌테트라카본산 2무수물(약칭 : NTCDA), 구리헥사데카플루오로프탈로시아닌(약칭 : F16CuPc), N,N'-비스(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-펜타데카플루오로옥틸)-1,4,5,8-나프탈렌테트라카본산디이미드(약칭 : NTCDI-C8F), 3',4'-디부틸-5,5''-비스(디시아노메틸렌)-5,5''-디하이드로-2,2' : 5',2''-터티오펜(약칭 : DCMT), 메타노플라렌(예를 들면, [6,6]-페닐C61부틸산메틸에스테르(약칭 : PCBM)) 등을 전자 릴레이층에 사용할 수 있다.
전하 발생층(504)의 구체적인 일 예로서는 예를 들면, 전자 수송성을 가지는 물질인 BPhen에 리튬을 첨가한 층과, 정공 수송성을 가지는 물질인 NPB에 산화몰리브덴을 첨가한 층을, 양극(501)측으로부터 차례로 적층한 구성이나, 이들 층의 사이에 전자 릴레이층인 3,4,9,10-페릴렌테트라카복시릭비스벤조이미다졸(약칭 : PTCBI)을 형성한 구조 등을 들 수 있다.
발광 유닛의 구성의 조합으로서는 한 쪽의 발광 유닛에 있어서, 실시형태 2 또는 실시형태 3에서 설명한 발광 물질을 포함하는 층(203)의 구성을 적용하고, 제 1 발광 물질과 제 2 발광 물질로 청색과 녹색의 발광을 얻은 경우, 다른 쪽의 발광 유닛에 있어서 적색의 발광을 얻으면, 빨강, 초록, 파랑의 광으로 이루어지는 백색광을 본 실시형태에서 설명하는 발광 소자에서는 얻을 수 있다. 한 쪽의 발광 유닛에 있어서 청색의 발광을 얻고, 다른 쪽의 발광 유닛에 있어서 실시형태 2 또는 실시형태 3에서 설명한 발광 물질을 포함하는 층(203)의 구성을 적용해 제 1 발광 물질과 제 2 발광 물질로부터 녹색과 적색의 발광을 얻은 경우도 마찬가지로 빨강, 초록, 파랑의 광으로 이루어지는 백색광을 얻을 수 있다.
예를 들면, 한 쪽의 발광 유닛에 있어서, 실시형태 2 또는 실시형태 3에서 설명한 발광 물질을 포함하는 층(203)의 구성을 적용하고, 제 1 발광 물질에 청색의 형광을 발하는 물질(청색의 형광 발광 물질), 제 2 발광 물질에 녹색의 인광을 발하는 물질(녹색의 인광 발광 물질)을 사용한 경우, 청색의 형광 발광 물질, 또는 제 1 유기 화합물, 제 2 유기 화합물의 3중항 에너지가 녹색의 인광 발광 물질의 3중항 에너지보다 큰 것이 바람직하다. 청색의 형광 발광 물질, 또는 제 1 유기 화합물, 제 2 유기 화합물의 3중항 에너지가 녹색의 인광 발광 물질의 3중항 에너지 보다 작을 경우, 녹색의 인광 발광 물질로부터의 에너지 이동이 일어나고, 3중항 여기자의 무복사 실활(失活)에 의해 인광 발광의 효율이 손실되기 때문이다. 본원의 실시형태에서 발광 물질로서 사용하고 있는 안트라센 유도체는 3중항 에너지가 낮고, 인광 발광의 효율 손실이 현저하게 일어난다고 생각된다. 즉, 발광층에 사용하는 재료나 주변 재료의 3중항 에너지를 고려해야만 하게 된다. 이 때문에 재료가 한정되고 소자 구조도 번잡해진다.
따라서, 한 쪽의 발광 유닛은 형광의 발광, 다른 쪽의 발광 유닛은 인광의 발광으로 나누는 것이 바람직하다. 이것에 의하여, 형광 발광 물질과 인광 발광 물질간의 복잡한 에너지 이동을 고려하지 않고, 효율적으로 유리한 인광 발광을 사용하여, 빨강, 초록, 파랑의 3원색으로 이루어지는 백색광을 나타내는 발광 소자를 얻을 수 있다. 빨강이나 초록의 인광을 발하는 발광 물질에는 양호한 특성을 가지는 것이 개발되어 있기 때문에, 인광을 사용하는 발광 유닛은 빨강이나 초록 등 장파장측의 광을 제공하는 발광 유닛으로 하는 것이 바람직하다. 빨강이나 초록의 인광을 발하는 발광 물질에는 양호한 특성을 가지는 것이 개발되어 있기 때문에, 인광을 사용하는 발광 유닛은 빨강이나 초록 등 장파장측의 광을 제공하는 발광 유닛으로 하는 것이 바람직하다.
또, 제 1 발광 유닛, 제 2 발광 유닛 모두 2종류의 발광 물질로부터 얻어진 광을 발하는 유닛인 경우, 각각의 유닛에 있어서의 발광 물질의 조합을 보색의 관계를 이루는 광을 발하는 물질의 조합으로 하고, 또, 제 1 발광 유닛과 제 2 발광 유닛에서는 발광 물질의 조합을 다른 조합으로 하면(다시 말하면, 제 1 발광 유닛 과 제 2 발광 유닛은 모두, 각각 다른 파장의 광의 조합에 의한 보색을 이용한 백색 발광을 나타내는 발광 유닛으로 함), 구동 시간의 축적에 따른 색의 변화를 억제할 수 있기 때문에, 백색 발광을 나타내는 발광 소자로서 바람직한 구성이다.
본 실시형태 5에서는 2개의 발광 유닛을 가지는 발광 소자에 대해서 설명했지만, 동일하게, 3개 이상의 발광 유닛을 적층한 발광 소자도 제작하는 것이 가능하다. 본 실시형태 5에 관련되는 발광 소자와 같이, 한 쌍의 전극간에 복수의 발광 유닛을 전하 발생층으로 가로막아 배치함으로써, 전류 밀도를 낮게 유지한 채, 고휘도 영역에서의 발광이 가능하고, 이 때문에 장수명 소자를 실현할 수 있다. 또한, 조명을 응용예로 하는 경우는 전극재료의 저항에 의한 전압 강하를 작게 할 수 있으므로, 대면적에서의 균일 발광이 가능해진다. 또한, 저전압 구동이 가능해서 소비 전력이 낮은 발광 장치를 실현할 수 있다.
또, 본 실시형태 5는 다른 실시형태와 적당히 조합하는 것이 가능하다. 예를 들면, 실시형태 4에서 설명한 바와 같은 기판, 적층순이나 발광 방향을 적당히 선택하여, 조합시킬 수 있다.
(실시형태 6)
본 실시형태 6에서는 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 가지는 발광 장치에 대해서, 도 6을 참조하여 설명한다. 또, 도 6a는 발광 장치를 나타내는 상면도, 도 6b는 도 6a를 A-A' 및 B-B'로 절단한 단면도이다. 이 발광 장치는 발광 소자의 발광을 제어함으로써, 점선으로 나타내진 구동 회로부(601; 소스측 구동 회로), 화소부(602), 구동 회로부(603; 게이트측 구동 회로)를 포함하고 있다. 또한, 604는 밀봉기판, 605는 시일재이며, 시일재(605)로 둘러싸인 내측은 공간(607)으로 되어 있다.
또, 리드 배선(608)은 소스측 구동 회로(601) 및 게이트측 구동 회로(603)에 입력되는 신호를 전송하기 위한 배선이며, 외부 입력 단자가 되는 FPC(609; 플렉시블 프린트 서킷)로부터 비디오 신호, 클록 신호, 스타트 신호, 리셋 신호 등을 받는다. 또, 여기에서는 FPC밖에 도시되지 않았지만, 이 FPC에는 프린트 배선기판(PWB)이 장착되어도 좋다. 본 명세서에 있어서의 발광 장치에는 발광 장치 본체뿐만 아니라, 거기에 FPC 또는 PWB가 장착된 상태도 포함하는 것으로 한다.
다음에, 단면 구조에 대해서 도 6b를 참조하여 설명한다. 소자 기판(610) 위에는 구동 회로부 및 화소부가 형성되어 있지만, 여기에서는 구동 회로부인 소스측 구동 회로(601)와, 화소부(602) 중의 하나의 화소가 도시되어 있다.
또, 소스측 구동 회로(601)는 n채널형 TFT(623)와 p채널형 TFT(624)를 조합한 CMOS 회로가 형성된다. 또한, 구동 회로는 여러가지 CMOS 회로, PMOS 회로 또는 NMOS 회로로 형성해도 좋다. 또한, 본 실시형태에서는 기판 위에 구동 회로를 형성한 드라이버 일체형을 나타내지만, 반드시 그럴 필요는 없고, 구동 회로를 기판 위가 아니라 외부에 형성할 수도 있다.
또, 화소부(602)는 스위칭용 TFT(611)와, 전류 제어용 TFT(612)와 그 드레인에 전기적으로 접속된 양극(613)을 포함하는 복수의 화소에 의해 형성된다. 또, 양극(613)의 단부를 덮어 절연물(614)이 형성되어 있다. 여기에서는 포지티브형 감광성 아크릴수지막을 사용함으로써 형성한다.
또, 피복성을 양호한 것으로 하기 위해서, 절연물(614)의 상단부 또는 하단부에 곡률을 가지는 곡면이 형성되도록 한다. 예를 들면, 절연물(614)의 재료로서 포지티브형 감광성 아크릴수지를 사용한 경우, 절연물(614)의 상단부에만 곡률 반경(0.2㎛ 내지 3㎛)을 가지는 곡면을 갖게 하는 것이 바람직하다. 또한, 절연물(614)로서, 광의 조사에 의해 에천트에 불용해성이 되는 네거티브형, 또는 광의 조사에 의해 에천트에 용해성이 되는 포지티브형 모두 사용할 수 있다.
양극(613) 위에는 발광 물질을 포함하는 층(616), 및 음극(617)이 각각 형성되어 있다. 여기에서, 양극(613)에 사용하는 재료로서는 일함수가 큰 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, ITO막, 또는 규소를 함유한 인듐주석산화물막, 2 내지 20wt%의 산화아연을 포함하는 산화인듐막, 질화티타늄막, 크롬막, 텅스텐막, Zn막, Pt막 등의 단층막 외에, 질화티타늄막과 알루미늄을 주성분으로 하는 막과의 적층, 질화티타늄막과 알루미늄을 주성분으로 하는 막과 질화티타늄막과의 3층 구조 등을 사용할 수 있다. 또, 적층 구조로 하면, 배선으로서의 저항도 낮고, 양호한 오믹 콘택트를 취할 수 있어, 더욱 양극으로서 기능시킬 수 있다.
또, 발광 물질을 포함하는 층(616)은 증착 마스크를 사용한 증착법, 잉크젯법, 스핀 코트법 등의 여러가지 방법에 의해 형성된다. 발광 물질을 포함하는 층(616)은 실시형태 2 내지 5에서 개시한 바와 같은 본 발명의 일 형태의 발광 소자의 구성을 가지고 있다.
또, 발광 물질을 포함하는 층(616) 위에 형성된 음극(617)에 사용하는 재료로서는 일함수가 작은 재료(Al, Mg, Li, Ca, 또는 이 합금이나 화합물, Mg-Ag, Mg- In, Al-Li, LiF, CaF2 등)를 사용하는 것이 바람직하다. 또, 발광 물질을 포함하는 층(616)에서 생긴 광이 음극(617)을 투과시키는 경우에는 음극(617)으로 하고, 막 두께를 얇게 한 금속 박막과, 투명 도전막(ITO, 2 내지 20wt%의 산화아연을 포함하는 산화인듐, 규소 또는 산화규소를 함유한 산화인듐―산화주석, 산화아연(ZnO) 등)의 적층을 사용하는 것이 좋다.
또 시일재(605)로 밀봉기판(604)을 소자기판(610)과 접합함으로써, 소자기판(610), 밀봉기판(604), 및 시일재(605)로 둘러싸인 공간(607)에, 실시형태 2 내지 3에서 개시한 본 발명의 일 형태의 발광 소자(618)가 구비된 구조로 되어 있다. 또, 공간(607)에는 충전재가 충전되어 있고, 불활성 기체(질소나 아르곤 등)가 충전되는 경우 외에, 시일재(605)로 충전되는 경우도 있다.
또, 시일재(605)에는 에폭시계 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 이 재료는 될 수 있는 한 수분이나 산소를 투과하지 않는 재료인 것이 바람직하다. 또, 밀봉기판(604)에 사용하는 재료로서 유리 기판이나 석영기판 외에, FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics), PVF(폴리비닐플로라이드), 폴리에스테르 또는 아크릴 등으로 이루어지는 플라스틱 기판을 사용할 수 있다.
이상과 같이 하여, 본 발명의 일 형태의 발광 소자와, 그 발광 소자를 제어하는 수단인 TFT를 가지는 본 발명의 일 형태의 발광 장치를 얻을 수 있다. 본 실시형태 6의 발광 장치는 화상 표시 장치로서 이용할 수 있다.
본 발명의 일 형태의 발광 장치는 장수명의 본 발명의 일 형태의 발광 소자 를 사용하고 있기 때문에, 신뢰성이 높다.
또, 본 발명의 일 형태의 발광 소자는 백색광을 나타낼 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 형태의 백색 발광 소자를 본 실시형태 6의 발광 소자로서 적용함으로써, 백색의 화상 표시 장치를 제작할 수 있다. 또한, 밀봉기판(604) 또는 소자기판(610)에, 빨강·파랑·초록의 컬러 필터를 설치하고, 본 발명의 일 형태의 발광 소자의 백색광을 투과시킴으로써, 광의 3원색인 빨강·파랑·초록의 화소를 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 형태의 발광 장치는 풀 컬러의 화상 표시 장치로서 운용할 수도 있다. 또한, 컬러 필터를 일부의 화소에만 형성하고, 다른 화소에는 컬러 필터를 형성하지 않는 구성으로 함으로써, 빨강·파랑·초록·흰색의 4종의 화소를 형성하고, 풀 컬러의 영상을 낼 수도 있다. 이러한 4종의 화소를 사용하는 방식은 소비 전력 저감에 유효하다.
이상과 같이 본 실시형태에서는 TFT에 의해 발광 소자의 구동을 제어하는 액티브 매트릭스형 발광 장치에 대해서 설명했지만, 이 밖에, 패시브 매트릭스형 발광 장치이어도 좋다. 도 7에는 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 가지는 패시브 매트릭스형 발광 장치를 도시한다. 또, 도 7a는 발광 장치를 나타내는 사시도, 도 7b는 도 7a를 X-Y로 절단한 단면도이다. 도 7에 있어서, 기판(751) 위에는 전극(752)과 전극(756)의 사이에는 발광 물질을 포함하는 층(755)이 형성되어 있다. 발광 물질을 포함하는 층은 상기한 실시형태 2에서 설명한 바와 같은 구성을 적용하면 좋다. 전극(752)의 단부는 절연층(753)으로 덮여 있다. 그리고, 절연층(753) 위에는 격벽층(754)이 형성되어 있다. 격벽층(754)의 측벽은 기판면에 가 까워짐에 따라, 한 쪽의 측벽과 다른 쪽의 측벽의 간격이 좁아지는 경사를 가진다. 즉, 격벽층(754)의 단변 방향의 단면은 사다리꼴형이며, 바닥변(절연층(753)의 면방향과 같은 방향을 향하고, 절연층(753)과 접하는 변)쪽이 상변(절연층(753)의 면방향과 같은 방향을 향하고, 절연층(753)과 접하지 않는 변)보다도 짧다. 이와 같이, 격벽층(754)을 형성함으로써, 정전기 등에 기인한 발광 소자의 불량을 막을 수 있다. 패시브 매트릭스형 발광 장치에 있어서도, 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 포함함으로써, 신뢰성이 높은 발광 장치를 얻을 수 있다.
(실시형태 7)
본 실시형태 7에서는 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 가지는 발광 장치의 일 예로서, 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 백라이트로서 사용한 액정표시 장치를 예시한다.
도 8은 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 백라이트로서 사용한 액정표시 장치의 일 예를 도시한 것이다. 도 8에 도시한 액정표시 장치는 케이스(801), 액정층(802), 백라이트(803), 케이스(804)를 가지고, 액정층(802)은 드라이버 IC(805)와 접속되어 있다. 또한, 백라이트(803)는 실시형태 2 내지 5에서 개시한 바와 같은 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 사용할 수 있고, 단자(806)에 의해, 전류가 공급되고 있다.
본 발명의 일 형태의 발광 소자를 액정표시 장치의 백라이트로서 사용함으로써, 장수명의 백라이트를 얻을 수 있기 때문에, 신뢰성이 높은 액정표시 장치를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 일 형태의 발광 소자는 면 발광의 발광 소자이며 대 면적화도 가능하기 때문에, 백라이트의 대면적화가 가능하고, 액정표시 장치의 대면적화도 가능하게 된다.
(실시형태 8)
본 실시형태 8에서는 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 가지는 발광 장치의 일 예로서, 조명 장치에 대해서 설명한다.
도 9a는 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 가지는 발광 장치를, 조명 장치인 전기스탠드에 적용한 예이다. 도 9a에 도시하는 전기스탠드는 케이스(901)와, 광원(902)을 가지고, 광원(902)으로서, 실시형태 2 내지 5에서 개시한 바와 같은 본 발명의 일 형태의 발광 소자가 사용되고 있다. 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 광원으로서 사용함으로써, 장수명의 광원을 얻을 수 있기 때문에, 신뢰성이 높은 전기스탠드를 얻을 수 있다.
도 9b는 실시형태 2 내지 5에서 개시한 바와 같은 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 가지는 발광 장치를, 실내의 조명 장치(911)에 적용한 예이다. 본 발명의 일 형태의 발광 소자는 대면적화가 가능하기 때문에, 대면적의 조명 장치에 사용할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 실내의 조명 장치(911)에 사용한 방에, 도 6, 도 7 또는 도 8에서 설명한 바와 같은 본 발명의 일 형태의 발광 장치를 화상 표시 장치로서 사용한 텔레비전 장치(912; 상세한 것은 실시형태 9에서 후술)를 설치하고, 공공 방송이나 영화를 감상할 수 있다.
(실시형태 9)
본 실시형태 9에서는 본 발명의 일 형태의 발광 장치를 그 일부에 포함하는 본 발명의 일 형태의 전자기기에 대해서 설명한다. 특히, 본 발명의 일 형태의 발광 장치를 표시부로서 포함하는 본 발명의 일 형태의 전자기기에 대해서 설명한다. 본 발명의 일 형태의 전자기기는 실시형태 6 내지 8에서 개시한 바와 같은 본 발명의 일 형태의 발광 장치를 포함하기 때문에, 신뢰성이 높은 표시부를 가진다.
본 발명의 일 형태의 발광 장치를 가지는 전자기기로서, 비디오카메라, 디지털카메라 등의 카메라, 고글형 디스플레이, 내비게이션 시스템, 음향 재생장치(카오디오, 오디오 컴포넌트 시스템 등), 컴퓨터, 게임기기, 휴대 정보단말(모바일 컴퓨터, 휴대전화, 휴대형 게임기 또는 전자서적 등), 기록 매체를 구비한 화상 재생장치(구체적으로는 Digital Versatile Disc(DVD) 등의 기록 매체를 재생하고, 그 화상을 표시할 수 있는 표시 장치를 구비한 장치) 등을 들 수 있다. 이 전자기기의 구체적인 예를 도 10에 도시한다.
도 10a는 본 발명의 일 형태 텔레비전 장치이며, 케이스(1001), 지지대(1002), 표시부(1003), 스피커부(1004), 비디오 입력 단자(1005) 등을 포함한다. 이 텔레비전 장치에 있어서, 표시부(1003)는 실시형태 6 내지 7에서 개시한 바와 같은 본 발명의 일 형태의 발광 장치로 구성되어 있다. 따라서, 표시부(1003)는 화질의 열화가 적다. 이러한 특징에 의해, 텔레비전 장치에 있어서, 열화 보상 기능 회로나 전원 회로를 대폭적으로 삭감, 또는 축소할 수 있으므로, 케이스(1001)나 지지대(1002)의 소형 경량화를 도모하는 것이 가능하다. 본 발명의 일 형태의 텔레비전 장치는 고신뢰성, 고화질 및 소형 경량화가 도모되어 있으므로, 이것에 의해 주거환경에 적합한 제품을 제공할 수 있다.
도 10b는 본 발명의 일 형태의 컴퓨터이며, 본체(1101), 케이스(1102), 표시부(1103), 키보드(1104), 외부 접속 포트(1105), 포인팅 디바이스(1106) 등을 포함한다. 이 컴퓨터에 있어서, 표시부(1103)는 실시형태 6 내지 7에서 개시한 바와 같은 본 발명의 일 형태의 발광 장치로 구성되어 있다. 본 발명의 일 형태의 컴퓨터는 고신뢰성, 고화질 및 소형 경량화가 도모되어 있으므로, 환경에 적합한 제품을 제공할 수 있다.
도 10c는 본 발명의 일 형태 휴대전화이며, 본체(1201), 케이스(1202), 표시부(1203), 음성 입력부(1204), 음성 출력부(1205), 조작키(1206), 외부 접속 포트(1207), 안테나(1208) 등을 포함한다. 이 휴대전화에 있어서, 표시부(1203)는 실시형태 6 내지 7에서 개시한 바와 같은 본 발명의 일 형태의 광 장치로 구성되어 있다. 따라서, 표시부(1203)는 화질의 열화가 적다. 이러한 특징에 의해, 휴대전화에 있어서, 열화 보상 기능 회로나 전원 회로를 대폭적으로 삭감, 또는 축소할 수 있으므로, 본체(1201)나 케이스(1202)의 소형 경량화를 도모하는 것이 가능하다. 본 발명의 일 형태의 휴대전화는 고신뢰성, 고화질 및 소형 경량화가 도모되어 있으므로, 휴대에 적합한 제품을 제공할 수 있다.
도 10d는 본 발명의 일 형태 카메라이며, 본체(1301), 표시부(1302), 케이스(1303), 외부 접속 포트(1304), 리모트 컨트롤 수신부(1305), 수상부(1306), 배터리(1307), 음성 입력부(1308), 조작키(1309), 접안부(1310) 등을 포함한다. 이 카메라에 있어서, 표시부(1302)는 실시형태 6 내지 7에서 개시한 바와 같은 본 발명의 일 형태의 발광 장치로 구성되어 있다. 따라서, 표시부(1302)는 열화가 적 다. 이러한 특징에 의해, 카메라에 있어서, 열화 보상 기능 회로나 전원 회로를 대폭적으로 삭감, 또는 축소할 수 있으므로, 본체(1301)의 소형 경량화를 도모하는 것이 가능하다. 본 발명의 일 형태의 카메라는 고신뢰성, 고화질 및 소형 경량화가 도모되어 있으므로, 휴대에 적합한 제품을 제공할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 일 형태의 발광 장치의 적용 범위는 지극히 널리, 이 발광 장치를 모든 분야의 전자기기에 적용하는 것이 가능하다. 그리고, 본 발명의 일 형태의 발광 장치를 전자기기에 적용함으로써, 신뢰성이 높은 표시부를 가지는 전자기기를 제공하는 것이 가능해진다.
실시예 1
본 실시예 1에서는 본 발명의 일 형태의 발광 소자의 제작예에 대해서, 도 11을 참조하여 설명한다. 또, 본 실시예에서 사용한 물질의 구조식을 이하에 도시한다.
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(발광 소자(1)의 제작)
발광 소자(1)의 제작예를, 도 11a를 참조하면서 설명한다. 우선, 양극(2001)으로서 110nm의 막 두께로 인듐주석규소산화물(ITSO)이 성막된 유리 기판(2000)을 준비했다. ITSO 표면은 2mm 모서리의 크기로 표면이 노출되도록 주변을 폴리이미드막으로 덮고, 전극 면적은 2mm×2mm로 했다. 이 기판 위에 발광 소자를 형성하기 위한 전처리로서, 기판 표면을 물로 세정하고, 200℃에서 1시간 소성한 후, UV 오존 처리를 370초 행하였다. 그 후, 10-4Pa 정도까지 내부가 감압된 진공 증착 장치에 기판을 도입하고, 진공 증착 장치 내의 가열 실에서, 170℃에서 30분간의 진공 소성을 했다. 그 후, 기판을 30분 정도 방냉했다.
다음에, 양극(2001)이 형성된 면을 아래 쪽이 되도록, 양극(2001)이 형성된 유리 기판(2000)을 진공 증착 장치 내의 성막실에 형성된 기판 홀더에 고정했다. 그리고, 우선 양극(2001) 위에, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약칭 : NPB)과 산화몰리브덴(VI)과 공증착함으로써, 유기 화합물과 무기 화합물을 복합하여 이루어지는 복합 재료로 이루어지는 정공 주입층(2013)을 형성했다. 증착은 저항 가열을 사용했다. 또한, 정공 주입층(2013)의 막 두께는 50nm로 하고, NPB와 산화몰리브덴의 비율은 중량비로 4:1(NPB : 산화몰리브덴)이 되도록 증착 레이트를 조절했다. 또, 공증착법은 1개의 처리실 내에서 복수의 증착원으로부터 동시에 증착을 하는 증착법이다.
다음에, 저항 가열을 사용한 증착법에 의해, NPB를 10㎚의 막 두께로 성막하고, 정공 수송층(2014)을 형성했다.
또, 정공 수송층(2014) 위에, 저항 가열을 사용하여 9-페닐―9'-[4-(10-페닐―9-안트릴)페닐]-3,3'-비(9H-카바졸)(약칭 : PCCPA)과 녹색 발광 물질인 N,9-디페닐-N-(9,10-디페닐-2-안트릴)-9H-카바졸-3-아민(약칭 : 2PCAPA)을 공증착함으로써, 제 2 발광층(2012)을 형성했다. PCCPA와 2PCAPA의 비율은 중량비로 1 : 0.02(PCCPA : 2PCAPA)가 되도록 증착 레이트를 조절했다. 막 두께는 10nm로 했다. 이 제 2 발광층(2012)에 있어서는 2PCAPA가 발광 물질이 되기 때문에, 녹색 발광을 나타내는 발광층이 된다. 또, 제 2 발광층(2012)은 정공 수송성의 층이다.
이 제 2 발광층(2012) 위에, 제 1 발광층(2011)을 형성했다. 우선, 저항 가열을 사용하여 9-[4-(10-페닐―9-안트릴)페닐]-9H-카바졸(약칭 : CzPA)과 청색 발 광 물질인 4-(10-페닐―9-안트릴)-4'-(9-페닐―9H-카바졸-3-일)트리페닐아민(약칭 : PCBAPA)을 공증착함으로써, 제 1 발광층(2011)에 있어서의 양극측에 위치하는 층(2021)을 형성했다. CzPA와 PCBAPA의 비율은 중량비로 1:2(CzPA : PCBAPA)가 되도록 증착 레이트를 조절했다. 이 양극측에 위치하는 층(2021)의 막 두께는 10nm로 했다. 또, CzPA는 전자 수송성, PCBAPA는 정공 수송성의 물질이지만, 이 층에 있어서는 PCBAPA의 비율이 높기 때문에, 양극측에 위치하는 층(2021)은 정공 수송성의 층이 된다.
계속해서, CzPA와 PCBAPA를 공증착함으로써, 제 1 발광층(2011)에 있어서의 음극측에 위치하는 층(2022)을 형성했다. CzPA와 PCBAPA의 비율은 중량비로 1:0.05(CzPA : PCBAPA)가 되도록 증착 레이트를 조절했다. 이 음극측에 위치하는 층(2022)의 막 두께는 20nm로 했다. 이상과 같이 하여 형성된 제 1 발광층(2011)에 있어서는 PCBAPA가 발광 물질이 되기 때문에, 청색 발광을 나타내는 발광층이 된다. 또, 음극측에 위치하는 층(2022)은 CzPA의 비율이 높기 때문에, 전자 수송성을 가지는 층이며, 발광 소자(1)에서는 제 1 발광층(2011)에 있어서의 양극측에 위치하는 층(2021)과 음극측에 위치하는 층(2022)의 계면 근방에 있어서 캐리어의 재결합이 일어날 확률이 높다.
그 후, 저항 가열에 의한 증착법을 사용하여, 트리스(8-퀴놀리노라토)알루미늄(III)(약칭 : Alq)을 10nm 성막하고, 계속해서 바소페난트로린(약칭 : BPhen)을 20nm 성막함으로써, 전자 수송층(2015)을 형성했다.
또 저항 가열에 의한 증착법을 사용하여 전자 수송층(2015) 위에, 플루오르 화리튬(LiF)을 1nm의 막 두께가 되도록 성막함으로써, 전자 주입층(2016)을 형성했다.
마지막으로, 저항 가열에 의한 증착법을 사용하여, 알루미늄을 200nm의 막 두께가 되도록 성막함으로써, 음극(2002)을 형성하고, 발광 소자(1)를 제작했다.
(발광 소자(2)의 제작)
제 1 발광층(2011)에 있어서의 양극측에 위치하는 층(2021)의 CzPA와 PCBAPA의 비율을, 중량비로 1:4(CzPA : PCBAPA)로 한 것 이외에는 발광 소자(1)와 동일하게 성막함으로써, 발광 소자(2)를 제작했다.
(비교 발광 소자(3)의 제작)
비교를 위해서, 제 1 발광층(2011)에 있어서의 양극측에 위치하는 층(2021)의 CzPA와 PCBAPA의 비율을, 중량비로 1:0.1(CzPA : PCBAPA)로 한 것 이외에는 발광 소자(1)와 동일하게 성막함으로써, 비교 발광 소자(3)를 제작했다. 비교 발광 소자(3)는 양극측에 위치하는 층(2021)에 있어서의 CzPA의 비율이, PCBAPA보다 많기 때문에, 비교 발광 소자(3)에 있어서의 양극측에 위치하는 층(2021)의 수송성은 전자 수송성으로 되어 있고, 캐리어의 재결합은 제 1 발광층(2011)과 제 2 발광층(2012)의 계면 근방이 된다.
(발광 소자(1), 발광 소자(2), 비교 발광 소자(3)의 특성 비교)
이상으로부터 얻어진 본 발명의 일 형태의 발광 소자(1), 본 발명의 일 형태의 발광 소자(2), 비교 발광 소자(3)를, 질소 분위기의 글러브 박스(glove box) 내에서, 발광 소자가 대기에 노출되지 않도록 밀봉하는 작업을 한 후, 이 발광 소자 의 동작 특성에 대해서 측정을 했다. 또, 측정은 실온(25℃로 유지된 분위기)에서 행하였다.
발광 소자(1), 발광 소자(2), 비교 발광 소자(3)에, 1mA의 전류를 흘려보냈을 때의 발광 스펙트럼을 도 12에 도시한다. 도 12로부터, 발광 소자(1) 및 발광 소자(2)는 460nm 부근의 청색의 발광이, 510nm의 녹색의 발광에 대하여 반 이상의 강도로 얻어지고, 파랑과 초록의 발광이 밸런스 좋게 얻어지는 것에 대해, 비교 발광 소자(3)에서는 청색의 발광의 강도가 대단히 작게 되어 버렸다. 이와 같이, 실시형태 1에 기재된 발광 소자인 발광 소자(1) 및 발광 소자(2)는 에너지적으로 불리한 단파장측의 광도 밸런스 좋게 얻어지는 색 조정이 용이한 발광 소자인 것을 알 수 있다.
또, 도 13에 발광 소자(1), 발광 소자(2) 및 비교 발광 소자(3)의 전류 밀도-휘도 특성, 도 14에 전압-휘도 특성을 나타냈다. 이 도면으로부터 발광 소자(1) 및 발광 소자(2)는 비교 발광 소자(3)와 비교하여 그 밖의 특성에 있어서 손색 없는 특성을 나타내는 것을 알 수 있다.
(발광 소자(4)의 제작)
발광 소자(2)에 있어서의 양극측에 위치하는 층(2021)의 막 두께를 30nm로 한 것 이외에는 발광 소자(2)와 동일하게 성막함으로써, 발광 소자(4)를 제작했다.
(발광 소자(4)의 특성 평가)
이상으로부터 얻어진 본 발명의 일 형태의 발광 소자(4)를, 질소 분위기의 글러브 박스 내에서, 발광 소자가 대기에 노출되지 않도록 밀봉하는 작업을 한 후, 그 동작 특성에 있어서 측정을 했다. 또, 측정은 실온(25℃로 유지된 분위기)에서 행하였다.
발광 소자(4)에, 1mA의 전류를 흘려보냈을 때의 발광 스펙트럼을 도 15에 도시한다. 도 15로부터, 발광 소자(4)는 460nm 부근의 청색의 발광이, 510nm의 녹색의 발광에 대하여 반 이상의 강도로 얻어지고, 파랑과 초록의 발광이 밸런스 좋게 얻어지는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 실시형태 1에 기재된 발광 소자인 발광 소자(4)는 에너지적으로 불리한 단파장측의 광도 밸런스 좋게 얻어지는 색 조정이 용이한 발광 소자인 것을 알 수 있다.
또, 도 16에 발광 소자(4)의 전류 밀도-휘도 특성, 도 17에 전압-휘도 특성을 나타냈다. 이 도면으로부터 발광 소자(4)는 그 특성에 있어서도 양호한 특성을 나타내는 것을 알 수 있다.
다음에, 발광 소자(4)에 관하여, 초기 휘도를 1000[cd/m2]로 하고, 정전류 구동에 의한 연속 점등 시험을 한 결과를 도 18에 도시한다(세로축은 1000cd/m2를 1O0%로 했을 때의 규격화 휘도임).
도 18의 결과로부터, 발광 소자(4)의 휘도 반감기는 5000 시간 정도로 어림되고, 장수명의 발광 소자인 것을 알 수 있다. 이와 같이, 실시형태 1에 기재된 발광 소자인 발광 소자(4)는 장수명의 발광 소자인 것이 명확해졌다.
(발광 소자(5)의 제작)
발광 소자(4)에 있어서의 양극측에 위치하는 층(2021)을 PCBAPA만으로 이루 어지는 막에 의해 형성한 것 이외에는 발광 소자(4)와 동일하게 성막함으로써, 발광 소자(5)를 제작했다.
(발광 소자(5)의 특성 평가)
이상으로부터 얻어진 본 발명의 일 형태의 발광 소자(5)를, 질소 분위기의 글러브 박스 내에서, 발광 소자가 대기에 노출되지 않도록 밀봉하는 작업을 한 후, 그 동작 특성에 있어서 측정을 했다. 또, 측정은 실온(25℃로 유지된 분위기)에서 행하였다.
발광 소자(5)에, 1mA의 전류를 흘려보냈을 때의 발광 스펙트럼을 도 19에 도시한다. 도 19로부터, 발광 소자(5)는 460nm 부근의 청색의 발광이, 510nm의 녹색의 발광에 대하여 5분의 4 정도의 강도로 얻어지고, 파랑과 초록의 발광이 밸런스 좋게 얻어지는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 실시형태 1에 기재된 발광 소자인 발광 소자(5)는 에너지적으로 불리한 단파장측의 광도 밸런스 좋게 얻어지는 색 조정이 용이한 발광 소자인 것을 알 수 있다.
또, 도 20에 발광 소자(5)의 전류 밀도-휘도 특성, 도 21에 전압-휘도 특성을 나타냈다. 이 도면으로부터 발광 소자(5)는 그 특성에 있어서도 양호한 특성을 나타내는 것을 알 수 있다.
다음에, 발광 소자(5)에 관하여, 초기 휘도를 1000[cd/m2]로 하고, 정전류 구동에 의한 연속 점등 시험을 간 결과를 도 22에 도시한다(세로축은 1000cd/m2을 100%로 했을 때의 규격화 휘도임).
도 22의 결과로부터, 발광 소자(5)의 휘도 반감기는 5000 시간 정도로 어림되고, 장수명의 발광 소자인 것을 알 수 있다. 이와 같이, 실시형태 1에 기재된 발광 소자인 발광 소자(5)는 장수명의 발광 소자인 것이 명확해졌다.
실시예 2
실시예 2에서는 실시예 1의 발광 소자(5)에 있어서의 제 2 발광층을, 루브렌을 발광 물질에 사용하여 황색을 발광하는 발광층으로 한 소자의 제작예 및 동작 특성을 구체적으로 예시한다. 또, 루브렌은 이하와 같은 구조를 가지는 물질이다.
Figure 112009077897438-pat00005
(발광 소자(6)의 제작)
제 2 발광층(2012) 이외에는 실시예 1의 발광 소자(5)와 동일하게 형성했다. 제 2 발광층(2012)은 PCCPA와 황색을 발광하는 발광 물질인 루브렌의 공증착함으로써 형성(중량비는 1:0.01(PCCPA : 루브렌))하고, 그 막 두께를 20nm로 했다. 제 2 발광층(2012)은 루브렌이 발광 물질이 되기 때문에, 황색 발광을 나타내는 발광층이 된다.
(발광 소자(6)의 특성 평가)
이상으로부터 얻어진 본 발명의 일 형태의 발광 소자(6)를, 질소 분위기의 글러브 박스 내에서, 발광 소자가 대기에 노출되지 않도록 밀봉하는 작업을 한 후, 그 동작 특성에 있어서 측정을 했다. 또, 측정은 실온(25℃로 유지된 분위기)에서 행하였다.
발광 소자(6)에, 1mA의 전류를 흘려보냈을 때의 발광 스펙트럼을 도 23에 도시한다. 도 23으로부터, 발광 소자(6)는 460nm 부근의 청색의 발광이, 560nm 부근의 황색 발광보다도 큰 강도로 얻어지고, 청색과 황색의 발광이 함께 밸런스 좋게 얻어지고, 발광 소자(6)는 폭 넓은 발광 스펙트럼을 나타내고 있는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 실시형태 1에 기재된 발광 소자인 발광 소자(6)는 에너지적으로 불리한 단파장측의 광도 밸런스 좋게 얻어지는 색 조정이 용이한 발광 소자인 것을 알 수 있다. 또, 이 발광 소자의 1000cd/m2 부근의 CIE 색도 좌표는 (x=0.29, y=0.30)이며, 백색의 발광을 나타냈다.
또, 도 24에 발광 소자(6)의 전류 밀도-휘도 특성, 도 25에 전압-휘도 특성을 도시했다. 이 도면으로부터 발광 소자(6)는 그 밖의 특성에 있어서도 양호한 특성을 나타내는 것을 알 수 있다.
다음에, 발광 소자(6)에 관하여, 초기 휘도를 1000[cd/m2]로 하고, 정전류 구동에 의한 연속 점등 시험을 한 결과를 도 26에 도시한다(세로축은 1000cd/m2를 100%로 했을 때의 규격화 휘도임).
도 26의 결과로부터, 발광 소자상의 휘도 반감기는 10000 내지 20000 시간 정도로 어림되고, 장수명의 발광 소자인 것을 알 수 있다. 이와 같이, 실시형태 1 에 기재된 발광 소자인 발광 소자(6)는 장수명의 발광 소자인 것이 명확해졌다.
실시예 3
본 실시예에서는 상기한 실시예에서 사용한 재료에 대해서 설명한다.
(합성예 1)
4-(10-페닐―9-안트릴)-4'-(9-페닐―9H-카바졸-3-일)트리페닐아민(약칭 : PCBAPA)의 합성 방법을 구체적으로 설명한다.
Figure 112009077897438-pat00006
[스텝 1 : 9-페닐―9H-카바졸-3-보론산의 합성]
9-페닐―9H-카바졸-3-보론산의 합성 스킴을 (E-1)에 나타낸다.
Figure 112009077897438-pat00007
3-브로모-9-페닐―9H-카바졸 10g(31mmol)을 500mL의 3구 플라스크에 넣고, 플라스크 내를 질소 치환했다. 테트라하이드로프란(THF) 150mL를 플라스크에 첨가 해서, 3-브로모-9-페닐―9H-카바졸을 용해시켰다. 이 용액을 ―80℃로 냉각했다. 이 용액에 n-부틸리튬(1.58mol/L 헥산 용액) 20mL(32mmol)를, 시린지에 의해 적하해서 첨가했다. 적하 종료 후, 용액을 동 온도로 1시간 교반했다. 교반 후, 이 용액에 붕산 트리메틸 3.8mL(34mmol)를 첨가하고, 실온으로 되돌리면서 약 15시간 교반했다. 교반 후, 이 용액에 희염산(1.0mol/L) 약 150mL를 첨가해서, 1시간 교반했다. 교반 후, 이 혼합물의 물층을 아세트산에틸로 추출하고, 추출 용액과 유기층을 합하여, 포화 염화수소 나트륨 수용액으로 세정했다. 유기층을 황산 마그네슘에 의해 건조하고, 건조 후 이 혼합물을 자연 여과했다. 얻어진 여과액을 농축한 바, 담갈색의 유상물(油狀物)을 얻었다. 이 유상물을 감압 건조한 바, 목적물인 담갈색 고체를 7.5g 수율 86%로 얻었다.
[스텝2 : 4-(9-페닐―9H-카바졸-3-일)디페닐아민(약칭 : PCBA)의 합성]
4-(9-페닐―9H-카바졸-3-일)디페닐아민(약칭 : PCBA)의 합성 스킴을 (E-2)에 나타낸다.
Figure 112009077897438-pat00008
4-브로모디페닐아민 6.5g(26mmol), 9-페닐―9H-카바졸-3-보론산 7.5g(26mmol), 트리(o-트릴)포스핀 400mg(1.3mmol)을 500mL 3구 플라스크에 넣고, 플라스크내를 질소 치환했다. 이 혼합물에 톨루엔 10OmL, 에탄올 50mL, 탄산칼륨 수용액(0.2mol/L) 14mL를 첨가했다. 이 혼합물을, 감압하에서 교반하면서 탈기하고, 탈기 후, 아세트산팔라듐(II) 67mg(30mmol)을 첨가했다. 이 혼합물을 100℃ 10시간 환류했다. 환류 후, 이 혼합물의 물층을 톨루엔으로 추출하고, 추출 용액과 유기층을 합하여, 포화 식염수로 세정했다. 유기층을 황산마그네슘에 의해 건조하고, 건조 후 이 혼합물을 자연 여과하고, 얻어진 여과액을 농축한 바, 담갈색의 유상물을 얻었다. 이 유상물을 실리카겔칼럼크로마토그래피(전개 용매 헥산 : 톨루엔=4:6)에 의해 정제하고, 정제 후에 얻어진 백색 고체를 디클로로메탄/헥산으로 재결정하고, 목적물인 백색 고체를 4.9g 수율 45%로 얻었다.
또, 상기 스텝 2에서 얻어진 고체의 핵자기 공명 분광법(1H NMR)을 측정했다. 이하에 측정 데이터를 나타낸다. 또한, 1H NMR 차트를 도 27에 도시한다. 측정 결과에서, 본 합성예에 있어서 PCBA가 얻어진 것을 알 수 있다.
1H NMR(DMSO-d6, 300MHz):δ=6.81-6.86(m, 1H), 7.12(dd, J1=0.9Hz, J2=8.7Hz, 2H), 7.19(d, J=8.7Hz, 2H), 7.23-7.32(m, 3H), 7.37-7.47(m, 3H), 7.51-7.57(m, 1H), 7.61-7.73(m, 7H) 8.28(s, 1H), 8.33(d, J=7.2Hz, 1H), 8.50(d, J=1.5Hz, 1H)
[스텝 3 : PCBAPA의 합성]
PCBAPA의 합성의 합성 스킴을 (E-3)에 나타낸다.
Figure 112009077897438-pat00009
9-(4-브로모페닐)-10-페닐안트라센 7.8g(12mmol), PCBA 4.8g(12mmol), 나트륨 tert-부톡시드 5.2g(52mmol)을 30OmL 3구 플라스크에 넣고, 플라스크 내를 질소 치환했다. 이 혼합물에, 톨루엔 60mL, 트리(tert-부틸)포스핀(10wt% 헥산 용액) 0.30mL를 첨가했다. 이 혼합물을, 감압하에서 교반하면서 탈기하고, 탈기 후, 비스(디벤지리덴아세톤) 팔라듐(0) 136mg(0.24mmol)을 첨가했다. 이 혼합물을, 100℃에서 3시간 교반했다. 교반 후, 이 혼합물에 약 50mL의 톨루엔을 첨가하고, 세라이토(와코쥰야쿠고교가부시키가이샤, 카탈로그 번호 : 531-16855), 알루미나, 플로리딜(와코쥰야쿠고교가부시키가이샤, 카탈로그 번호 : 540-00135)을 통해서 흡인 여과했다. 얻어진 여과액을 농축하여, 황색 고체를 얻었다. 이 고체를 톨루엔과 헥산의 혼합 용매로 결정하고, 목적물인 PCBAPA의 담황색 고체 6.6g, 회수율 75%로 얻었다. 얻어진 담황색 분말형 고체 3.0g을 트레인 서브리메이션법(train sublimation)에 의해 승화 정제했다. 승화 정제 조건은 압력 8.7Pa, 아르곤 가스를 유량 3.0mL/min으로 흘려보내면서, 350℃에서 PCBAPA를 가열했다. 승화 정제 후, PCBAPA의 담황색 고체를 2.7g, 회수율 90%로 얻었다.
또, 상기 스텝 3에서 얻어진 고체의 1H NMR를 측정했다. 이하에 측정 데이터를 나타낸다. 또한, 1H NMR 차트를 도 28에 도시한다. 측정 결과로부터, 본 합성예에 있어서 PCBAPA가 얻어진 것을 알 수 있다.
1H NMR(CDCl3, 300MHz) : δ-7.09-7.14(m, 1H), 7.28-7.72(m, 33H), 7.88(d, J=8.4Hz, 2H), 8.19(d, J=7.2Hz, 1H), 8.37(d, J=1.5Hz, 1H)
도 1은 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 설명하는 도면.
도 2는 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 설명하는 도면.
도 3은 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 설명하는 도면.
도 4는 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 설명하는 도면.
도 5는 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 설명하는 도면.
도 6은 본 발명의 일 형태의 발광 장치를 설명하는 도면.
도 7은 본 발명의 일 형태의 발광 장치를 설명하는 도면.
도 8은 본 발명의 일 형태의 발광 장치를 설명하는 도면.
도 9는 본 발명의 일 형태의 발광 장치를 설명하는 도면.
도 10은 본 발명의 일 형태의 전자기기를 설명하는 도면.
도 11은 실시예의 발광 소자를 설명하는 도면.
도 12는 실시예로 제작한 발광 소자의 발광 스펙트럼을 도시하는 도면.
도 13은 실시예로 제작한 발광 소자의 전류 밀도-휘도 특성.
도 14는 실시예로 제작한 발광 소자의 전압-휘도 특성을 도시하는 도면.
도 15는 실시예로 제작한 발광 소자의 발광 스펙트럼을 도시하는 도면.
도 16은 실시예로 제작한 발광 소자의 전류 밀도-휘도 특성.
도 17은 실시예로 제작한 발광 소자의 전압-휘도 특성을 도시하는 도면.
도 18은 실시예로 제작한 발광 소자의 정전류 구동에 의한 연속 점등 시험을 한 결과를 도시하는 도면.
도 19는 실시예로 제작한 발광 소자의 발광 스펙트럼을 도시하는 도면.
도 20은 실시예로 제작한 발광 소자의 전류 밀도-휘도 특성 도시하는 도면.
도 21은 실시예로 제작한 발광 소자의 전압-휘도 특성을 도시하는 도면.
도 22는 실시예로 제작한 발광 소자의 정전류 구동에 의한 연속 점등 시험을 한 결과를 도시하는 도면.
도 23은 실시예로 제작한 발광 소자의 발광 스펙트럼을 도시하는 도면.
도 24는 실시예로 제작한 발광 소자의 전류 밀도-휘도 특성을 도시하는 도면.
도 25는 실시예로 제작한 발광 소자의 전압-휘도 특성을 도시하는 도면.
도 26은 실시예로 제작한 발광 소자의 정전류 구동에 의한 연속 점등 시험을 한 결과를 도시하는 도면.
도 27은 4-(9-페닐―9H-카바졸-3-일)디페닐아민(약칭 : PCBA)의 1H NMR 차트를 도시하는 도면.
도 28은 4-(10-페닐―9-안트릴)-4'-(9-페닐―9H-카바졸-3-일)트리페닐아민(약칭 : PCBAPA)의 1H NMR 차트를 도시하는 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
101 : 양극
102 : 음극
111 : 제 1 발광층
112 : 제 2 발광층
121 : 양극측에 위치하는 층
122 : 음극측에 위치하는 층
201 : 양극
202 : 음극
203 : 발광 물질을 포함하는 층
204 : 발광 물질을 포함하는 층
211 : 제 1 발광층
212 : 제 2 발광층
213 : 정공 주입층
214 : 정공 수송층
215 : 전자 수송층
216 : 전자 주입층
217 : 제 2 발광층
221 : 양극측에 위치하는 층
222 : 음극측에 위치하는 층
300 : 기판
301 : 양극
302 : 음극
303 : 발광 물질을 포함하는 층
501 : 양극
502 : 음극
503 : 발광 유닛
504 : 전하 발생층

Claims (28)

  1. 양극과 음극 사이의 제 1 발광층; 및
    상기 양극과 상기 음극 사이의 제 2 발광층으로서, 상기 제 1 발광층의 양극 측과 접하는, 상기 제 2 발광층을 포함하고,
    상기 제 1 발광층은 상기 양극 측에 제공된 제 1 층 및 음극 측에 제공된 제 2 층을 포함하고,
    상기 양극 측에 제공된 상기 제 1 층은 제 1 발광 물질을 함유하고,
    상기 음극 측에 제공된 상기 제 2 층은 제 2 유기 화합물 및 상기 제 1 발광 물질을 함유하고,
    상기 음극 측에 제공된 상기 제 2 층의 상기 제 2 유기 화합물의 양은 50wt% 이상 99.9wt% 이하이고,
    상기 제 2 발광층은 제 3 유기 화합물 및 제 2 발광 물질을 함유하고,
    상기 제 2 발광층의 상기 제 3 유기 화합물의 양은 50wt% 이상 99.9wt% 이하인, 발광 소자.
  2. 양극과 음극 사이의 제 1 발광층; 및
    상기 양극과 상기 음극 사이의 제 2 발광층으로서, 상기 제 1 발광층의 양극 측과 접하는, 상기 제 2 발광층을 포함하고,
    상기 제 1 발광층은 상기 양극 측에 제공된 제 1 층 및 음극 측에 제공된 제 2 층을 포함하고,
    상기 양극 측에 제공된 상기 제 1 층은 제 1 유기 화합물 및 제 1 발광 물질을 함유하고,
    상기 양극 측에 제공된 상기 제 1 층의 상기 제 1 발광 물질의 양은 50wt% 이상 100wt% 미만이고,
    상기 음극 측에 제공된 상기 제 2 층은 제 2 유기 화합물 및 상기 제 1 발광 물질을 함유하고,
    상기 음극 측에 제공된 상기 제 2 층의 상기 제 2 유기 화합물의 양은 50wt% 이상 99.9wt% 이하이고,
    상기 제 2 발광층은 제 3 유기 화합물 및 제 2 발광 물질을 함유하고,
    상기 제 2 발광층의 상기 제 3 유기 화합물의 양은 50wt% 이상 99.9wt% 이하인, 발광 소자.
  3. 양극과 음극 사이의 제 1 발광층; 및
    상기 양극과 상기 음극 사이의 제 2 발광층으로서, 상기 제 1 발광층의 음극 측과 접하는, 상기 제 2 발광층을 포함하고,
    상기 제 1 발광층은 양극 측에 제공된 제 1 층 및 상기 음극 측에 제공된 제 2 층을 포함하고,
    상기 양극 측에 제공된 상기 제 1 층은 제 1 발광 물질을 함유하고,
    상기 음극 측에 제공된 상기 제 2 층은 제 2 유기 화합물 및 상기 제 1 발광 물질을 함유하고,
    상기 음극 측에 제공된 상기 제 2 층의 상기 제 2 유기 화합물의 양은 50wt% 이상 99.9wt% 이하이고,
    상기 제 2 발광층은 제 3 유기 화합물 및 제 2 발광 물질을 함유하고,
    상기 제 2 발광층의 상기 제 3 유기 화합물의 양은 50wt% 이상 99.9wt% 이하인, 발광 소자.
  4. 양극과 음극 사이의 제 1 발광층; 및
    상기 양극과 상기 음극 사이의 제 2 발광층으로서, 상기 제 1 발광층의 음극 측과 접하는, 상기 제 2 발광층을 포함하고,
    상기 제 1 발광층은 양극 측에 제공된 제 1 층 및 상기 음극 측에 제공된 제 2 층을 포함하고,
    상기 양극 측에 제공된 상기 제 1 층은 제 1 유기 화합물 및 제 1 발광 물질을 함유하고,
    상기 양극 측에 제공된 상기 제 1 층의 상기 제 1 발광 물질의 양은 50wt% 이상 100wt% 미만이고,
    상기 음극 측에 제공된 상기 제 2 층은 제 2 유기 화합물 및 상기 제 1 발광 물질을 함유하고,
    상기 음극 측에 제공된 상기 제 2 층의 상기 제 2 유기 화합물의 양은 50wt% 이상 99.9wt% 이하이고,
    상기 제 2 발광층은 제 3 유기 화합물 및 제 2 발광 물질을 함유하고,
    상기 제 2 발광층의 상기 제 3 유기 화합물의 양은 50wt% 이상 99.9wt% 이하인, 발광 소자.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 양극 측에 제공된 상기 제 1 층은 정공 수송성을 갖고,
    상기 음극 측에 제공된 상기 제 2 층은 전자 수송성을 갖고,
    상기 제 2 발광층은 정공 수송성을 갖는, 발광 소자.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 발광 물질은 정공 수송성을 갖고,
    상기 제 2 유기 화합물은 전자 수송성을 갖고,
    상기 제 3 유기 화합물은 정공 수송성을 갖는, 발광 소자.
  7. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 양극 측에 제공된 상기 제 1 층은 정공 수송성을 갖고,
    상기 음극 측에 제공된 상기 제 2 층은 전자 수송성을 갖고,
    상기 제 2 발광층은 전자 수송성을 갖는, 발광 소자.
  8. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 발광 물질은 정공 수송성을 갖고,
    상기 제 2 유기 화합물은 전자 수송성을 갖고,
    상기 제 3 유기 화합물은 전자 수송성을 갖는, 발광 소자.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 발광 물질은 일반식 (i)로 표현되고,
    Figure 112009077897438-pat00010
    여기서, Ar1은 탄소수 6 내지 25의 아릴기, Ar2은 탄소수 6 내지 25의 아릴렌기를 나타내고, Ar3 및 Ar4은 각각 독립으로 탄소수 6 내지 25의 아릴기, 카바졸릴기 중 어느 하나를 나타내는, 발광 소자.
  10. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 발광 물질의 발광 피크 파장은 상기 제 2 발광 물질의 발광 피크 파장보다 짧은, 발광 소자.
  11. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 발광 물질의 발광색 및 상기 제 2 발광 물질의 발광색은 서로 보색의 관계에 있는, 발광 소자.
  12. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 발광 물질의 발광색은 청색이고, 상기 제 2 발광 물질의 발광색은 황색이거나,
    상기 제 1 발광 물질의 발광색은 청록색이고, 상기 제 2 발광 물질의 발광색은 적색이거나,
    또는 상기 제 1 발광 물질의 발광색은 청색이고, 상기 제 2 발광 물질의 발광색은 녹색인, 발광 소자.
  13. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 발광 물질의 발광 피크 파장은 400㎚ 이상 480㎚ 미만의 범위에 있고, 상기 제 2 발광 물질의 발광 피크 파장은 540㎚ 이상 600㎚ 미만의 범위에 있는, 발광 소자.
  14. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광 소자는 조명 장치에 내장되는, 발광 소자.
  15. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 양극 측에 제공된 상기 제 1 층은 상기 제 1 발광 물질을 필수적으로 포함하는, 발광 소자.
  16. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 발광 물질로부터의 발광 및 상기 제 2 발광 물질로부터의 발광이 둘 다 얻어질 수 있는, 발광 소자.
  17. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 층은 제 1 유기 화합물을 함유하고,
    상기 제 1 유기 화합물은 상기 제 2 유기 화합물과 다른 화합물인, 발광 소자.
  18. 제 2 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 유기 화합물은 상기 제 2 유기 화합물과 다른 화합물인, 발광 소자.
  19. 양극과 음극 사이의 제 1 발광층;
    상기 양극과 상기 음극 사이의 제 2 발광층으로서, 상기 제 1 발광층의 음극 측과 접하는, 상기 제 2 발광층을 포함하고,
    상기 제 1 발광층은 양극 측에 제공된 제 1 층 및 상기 음극 측에 제공된 제 2 층을 포함하고,
    상기 양극 측에 제공된 상기 제 1 층은 제 1 발광 물질 및 제 1 유기 화합물을 함유하고,
    상기 제 1 발광 물질은 정공 수송성을 갖고,
    상기 양극 측에 제공된 상기 제 1 층의 상기 제 1 발광 물질의 양은 50wt% 이상 100wt% 미만이고,
    상기 음극 측에 제공된 상기 제 2 층은 제 2 유기 화합물 및 상기 제 1 발광 물질을 함유하고,
    상기 음극 측에 제공된 상기 제 2 층의 상기 제 2 유기 화합물의 양은 50wt% 이상 99.9wt% 이하이고,
    상기 제 2 발광층은 제 3 유기 화합물 및 제 2 발광 물질을 함유하고,
    상기 제 2 발광층의 상기 제 3 유기 화합물의 양은 50wt% 이상 99.9wt% 이하이고,
    상기 제 1 유기 화합물은 상기 제 2 유기 화합물과 다른 화합물인, 발광 소자.
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 양극과 음극 사이의 제 1 발광층; 및
    상기 양극과 상기 음극 사이의 제 2 발광층으로서, 상기 제 1 발광층의 음극 측과 접하는, 상기 제 2 발광층을 포함하고,
    상기 제 1 발광층은 양극 측에 제공된 제 1 층 및 상기 음극 측에 제공된 제 2 층을 포함하고,
    상기 양극 측에 제공된 상기 제 1 층은 제 1 발광 물질 및 제 1 유기 화합물을 함유하고,
    상기 음극 측에 제공된 상기 제 2 층은 제 2 유기 화합물 및 상기 제 1 발광 물질을 함유하고,
    상기 음극 측에 제공된 상기 제 2 층의 상기 제 2 유기 화합물의 양은 50wt% 이상 99.9wt% 이하이고,
    상기 제 2 발광층은 제 3 유기 화합물 및 제 2 발광 물질을 함유하고,
    상기 제 2 발광층의 상기 제 3 유기 화합물의 양은 50wt% 이상 99.9wt% 이하이고,
    상기 제 1 유기 화합물은 상기 제 2 유기 화합물과 다른 화합물이고,
    상기 제 1 층은 정공 수송성을 갖고,
    상기 제 2 층은 전자 수송성을 갖는, 발광소자.
  24. 삭제
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1 층 및 상기 제 2 층은 서로 접하는, 발광 소자.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 제 2 층 및 상기 제 2 발광층은 서로 접하는, 발광 소자.
  27. 제 19 항 및 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 발광 물질은 일반식 (i)로 표현되고,
    Figure 112015128147812-pat00039
    여기서, Ar1은 탄소수 6 내지 25의 아릴기, Ar2은 탄소수 6 내지 25의 아릴렌기를 나타내고, Ar3 및 Ar4은 각각 독립으로 탄소수 6 내지 25의 아릴기, 카바졸릴기 중 어느 하나를 나타내는, 발광 소자.
  28. 제 19 항 및 제 23 항 중 어느 한 항에 따른 상기 발광 소자를 포함하는 조명 장치.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012124478A (ja) * 2010-11-19 2012-06-28 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 照明装置
JP5745549B2 (ja) 2011-02-07 2015-07-08 出光興産株式会社 ビスカルバゾール誘導体及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
EP2674429B1 (en) 2011-02-07 2020-12-23 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Biscarbazole derivative and organic electroluminescent element using same
US9299932B2 (en) * 2011-12-28 2016-03-29 Sony Corporation Solid-state assembly of layers and an electric device comprising such assembly
CN103022365B (zh) * 2012-12-18 2015-08-05 中国科学院长春应用化学研究所 白色有机电致发光器件及其制备方法
JP6488082B2 (ja) * 2013-12-02 2019-03-20 株式会社半導体エネルギー研究所 発光装置、電子機器、および照明装置
JP2015153864A (ja) * 2014-02-13 2015-08-24 国立大学法人山形大学 有機膜及びこれを用いた有機電子デバイス
KR102313358B1 (ko) * 2014-07-10 2021-10-18 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
KR102273616B1 (ko) 2014-12-08 2021-07-06 엘지디스플레이 주식회사 유기전계발광소자
KR102193015B1 (ko) 2020-03-11 2020-12-18 주식회사 엘지화학 유기 발광 소자

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004526284A (ja) * 2001-03-14 2004-08-26 ザ、トラスティーズ オブ プリンストン ユニバーシティ 有機発光ダイオード類に基づく青色リン光用の材料および素子
JP2008084913A (ja) * 2006-09-26 2008-04-10 Konica Minolta Holdings Inc 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置および照明装置

Family Cites Families (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03190088A (ja) * 1989-12-20 1991-08-20 Sanyo Electric Co Ltd 有機ｅｌ素子
JPH06158038A (ja) 1992-11-17 1994-06-07 Pioneer Electron Corp 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP3357857B2 (ja) 1998-07-24 2002-12-16 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法
JP4255610B2 (ja) 1999-12-28 2009-04-15 出光興産株式会社 白色系有機エレクトロルミネッセンス素子
JP4630300B2 (ja) 1999-12-28 2011-02-09 出光興産株式会社 白色系有機エレクトロルミネッセンス素子
KR100329571B1 (ko) * 2000-03-27 2002-03-23 김순택 유기 전자 발광소자
JP4382961B2 (ja) 2000-05-02 2009-12-16 富士フイルム株式会社 発光素子
SG115435A1 (en) 2000-12-28 2005-10-28 Semiconductor Energy Lab Luminescent device
TW545080B (en) 2000-12-28 2003-08-01 Semiconductor Energy Lab Light emitting device and method of manufacturing the same
TW518909B (en) 2001-01-17 2003-01-21 Semiconductor Energy Lab Luminescent device and method of manufacturing same
TW519770B (en) 2001-01-18 2003-02-01 Semiconductor Energy Lab Light emitting device and manufacturing method thereof
SG118110A1 (en) 2001-02-01 2006-01-27 Semiconductor Energy Lab Organic light emitting element and display device using the element
CN101397649B (zh) 2001-02-01 2011-12-28 株式会社半导体能源研究所 能够将有机化合物沉积在衬底上的装置
US20030010288A1 (en) 2001-02-08 2003-01-16 Shunpei Yamazaki Film formation apparatus and film formation method
TWI225312B (en) 2001-02-08 2004-12-11 Semiconductor Energy Lab Light emitting device
US7432116B2 (en) 2001-02-21 2008-10-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method and apparatus for film deposition
SG118118A1 (en) 2001-02-22 2006-01-27 Semiconductor Energy Lab Organic light emitting device and display using the same
US6998487B2 (en) 2001-04-27 2006-02-14 Lg Chem, Ltd. Double-spiro organic compounds and organic electroluminescent devices using the same
US6603150B2 (en) 2001-09-28 2003-08-05 Eastman Kodak Company Organic light-emitting diode having an interface layer between the hole-transporting layer and the light-emitting layer
AU2002366136A1 (en) 2001-11-22 2003-06-10 Canon Kabushiki Kaisha Light-emitting element, production method thereof, and light-emitting apparatus
JP4211291B2 (ja) 2002-06-03 2009-01-21 株式会社豊田自動織機 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2004335122A (ja) 2003-04-30 2004-11-25 Takasago Internatl Corp 発光素子
US7037601B2 (en) 2003-05-28 2006-05-02 Eastman Kodak Company White light-emitting device structures
JP2005011734A (ja) 2003-06-20 2005-01-13 Sony Corp 表示素子および表示装置
JP4479171B2 (ja) 2003-06-20 2010-06-09 ソニー株式会社 表示素子
KR100560783B1 (ko) * 2003-09-03 2006-03-13 삼성에스디아이 주식회사 도핑된 발광층을 갖는 유기전계발광소자
JP2005108729A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Sanyo Electric Co Ltd 有機エレクトロルミネッセント素子
JP4547599B2 (ja) 2003-10-15 2010-09-22 奇美電子股▲ふん▼有限公司 画像表示装置
KR20050039674A (ko) 2003-10-24 2005-04-29 펜탁스 가부시키가이샤 백색 유기 전자 발광 소자
GB0329364D0 (en) * 2003-12-19 2004-01-21 Cambridge Display Tech Ltd Optical device
TW200541401A (en) 2004-02-13 2005-12-16 Idemitsu Kosan Co Organic electroluminescent device
JP2005235403A (ja) 2004-02-17 2005-09-02 Hitachi Displays Ltd 有機・ｅｌ表示装置
JP2005317506A (ja) * 2004-03-31 2005-11-10 Sanyo Electric Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス表示装置
DE602005017478D1 (de) 2004-04-07 2009-12-17 Idemitsu Kosan Co Stickstoffhaltiges heterocyclusderivat und organisches elektrolumineszentes element, bei dem dieses verwendung findet
US7192659B2 (en) 2004-04-14 2007-03-20 Eastman Kodak Company OLED device using reduced drive voltage
CN100508238C (zh) 2004-05-11 2009-07-01 Lg化学株式会社 有机电子器件
JP2006049057A (ja) 2004-08-04 2006-02-16 Hitachi Displays Ltd 有機ｅｌ表示装置
KR101163194B1 (ko) * 2004-08-23 2012-07-06 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광소자, 발광장치 및 조명 시스템
WO2006059665A1 (en) 2004-11-30 2006-06-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting element and electronic device using the same
KR101267040B1 (ko) 2004-12-06 2013-05-23 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 복합재료를 사용한 발광소자 및 발광장치, 및 발광소자의 제조방법
JP4655638B2 (ja) * 2005-01-21 2011-03-23 ソニー株式会社 アントラセン誘導体、有機電界発光素子、および表示装置
TWI272036B (en) * 2005-02-23 2007-01-21 Au Optronics Corp Organic electroluminescent devices and display apparatus
US7745019B2 (en) 2005-04-28 2010-06-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting element and light emitting device and method of manufacturing light emitting element
US8017252B2 (en) 2005-06-22 2011-09-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device and electronic appliance using the same
KR20070009306A (ko) 2005-07-15 2007-01-18 삼성에스디아이 주식회사 백색 유기 발광 소자의 제조 방법
KR100806812B1 (ko) 2005-07-25 2008-02-25 엘지.필립스 엘시디 주식회사 유기 ｅｌ 소자 및 그 제조방법
KR100672535B1 (ko) 2005-07-25 2007-01-24 엘지전자 주식회사 유기 ｅｌ 소자 및 그 제조방법
JP5041766B2 (ja) * 2005-09-02 2012-10-03 株式会社半導体エネルギー研究所 アントラセン誘導体、アントラセン誘導体を用いた発光素子、発光装置及び電子機器
EP1928828B1 (en) * 2005-09-02 2012-03-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Anthracene derivative
JP4991737B2 (ja) 2005-10-21 2012-08-01 エルジー・ケム・リミテッド 新規のビナフタレン誘導体、その製造方法およびそれを用いた有機電子素子
US7553558B2 (en) 2005-11-30 2009-06-30 Eastman Kodak Company Electroluminescent device containing an anthracene derivative
CN101931056B (zh) 2006-06-01 2014-07-09 株式会社半导体能源研究所 发光元件、发光器件和电子器件
JP5030742B2 (ja) 2006-11-30 2012-09-19 株式会社半導体エネルギー研究所 発光素子
KR101316752B1 (ko) * 2007-05-31 2013-10-08 삼성디스플레이 주식회사 백색 유기발광소자
US20090053559A1 (en) 2007-08-20 2009-02-26 Spindler Jeffrey P High-performance broadband oled device
EP2031036B1 (en) 2007-08-31 2012-06-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, and electronic appliance
TWI524567B (zh) 2007-09-27 2016-03-01 半導體能源研究所股份有限公司 發光元件，照明裝置，發光裝置，與電子裝置
TWI479710B (zh) 2007-10-19 2015-04-01 Semiconductor Energy Lab 發光裝置
US8877350B2 (en) 2007-12-11 2014-11-04 Global Oled Technology Llc White OLED with two blue light-emitting layers

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004526284A (ja) * 2001-03-14 2004-08-26 ザ、トラスティーズ オブ プリンストン ユニバーシティ 有機発光ダイオード類に基づく青色リン光用の材料および素子
JP2008084913A (ja) * 2006-09-26 2008-04-10 Konica Minolta Holdings Inc 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置および照明装置

Also Published As

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