KR102381111B1

KR102381111B1 - 발광 소자, 디스플레이 모듈, 조명 모듈, 발광 장치, 표시 장치, 전자 기기, 및 조명 장치

Info

Publication number: KR102381111B1
Application number: KR1020210037141A
Authority: KR
Inventors: 츠네노리 스즈키; 쇼고 우에사카; 료헤이 야마오카; 사토시 세오
Original assignee: 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
Priority date: 2013-08-09
Filing date: 2021-03-23
Publication date: 2022-03-30
Also published as: KR102176523B1; US9515278B2; TWI686971B; TW202125871A; JP2015057770A; KR20200127952A; JP7043643B2; KR20210035142A; US20180019445A1; KR20150018408A; TWI727366B; US20170084876A1; US20150041792A1; JP2021073734A; JP2019075592A; TW201941470A; KR102319366B1; JP2021100000A; JP2021068714A; TW202339325A

Abstract

본 발명은 탠덤형 발광 소자에서, 고정세한 디스플레이에 사용되더라도 크로스토크의 발생이 억제될 수 있는 발광 소자를 제공한다.
탠덤 소자에서 중간층의 양극 측에 접하는 층에 2,9-비스(나프탈렌-2-일)-4,7-다이페닐-1,10-페난트롤린(약칭: NBphen)이 포함되는 발광 소자를 제공한다.

Description

발광 소자, 디스플레이 모듈, 조명 모듈, 발광 장치, 표시 장치, 전자 기기, 및 조명 장치{LIGHT-EMITTING ELEMENT, DISPLAY MODULE, LIGHTING MODULE, LIGHT-EMITTING DEVICE, DISPLAY DEVICE, ELECTRONIC DEVICE, AND LIGHTING DEVICE}

본 발명은 물건, 방법, 또는 제조 방법에 관한 것이다. 또는, 본 발명은 프로세스, 기계(machine), 제품(manufacture), 또는 조성물(composition of matter)에 관한 것이다. 특히 본 발명의 일 형태는 반도체 장치, 표시 장치, 발광 장치, 이들의 구동 방법, 또는 이들의 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 일 형태는 유기 화합물을 포함한 발광층을 한 쌍의 전극 사이에 갖는 발광 소자에 관한 것이다. 또한, 상기 발광 소자를 사용한 발광 장치, 및 상기 발광 장치를 사용한 전자 기기에 관한 것이다.

근년, 모바일 기기는 활발히 발전되고 있고, 소형의 영상 재생기, 스마트폰, 태블릿에 제공되는 디스플레이 등에 의하여 언제 어디서든 손쉽게 영상 작품을 즐길 수 있다. 또한, 다운로드나 소형 메모리가 영상 매체로서 확립되어, 그 수요는 점점 증가되고 있다.

모바일 기기에 제공되는 소형 디스플레이에서 고품질 영상을 즐기기 위해서는, 상기 디스플레이가 충분히 고정세(高精細)화된 디스플레이인 것이 요구된다.

그런데, 유기 화합물을 포함한 발광층을 한 쌍의 전극 사이에 갖는 발광 소자(일렉트로루미네선스 소자:EL 소자라고도 함)는 고속 응답 및 직류 저전압 구동이 가능하고, 박형 및 경량으로 제작할 수 있기 때문에, 평판 디스플레이 소자나 모바일 디스플레이용 소자로서 실용화되고 있다.

EL 소자는 한 쌍의 전극과, 상기 전극 사이에 제공된 발광 물질을 포함한 EL층을 가지며, 포함된 발광 물질은, EL층에 전류를 흘림으로써 여기되어 발광한다. 따라서, 이러한 EL 소자에서 높은 발광 강도를 얻기 위해서는, 상응하는 양의 전류를 상기 발광층에 흘려야 하고, 이에 따라 소비 전력도 증가된다. 또한, 흘리는 전류가 높을수록 EL 소자의 열화가 촉진된다.

그래서, 복수의 EL층을 적층시키고 같은 전류 밀도의 전류를 흘리면 단층의 EL층이 사용되는 발광 소자보다 높은 휘도로 발광할 수 있는 발광 소자가 제안되고 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조). 특허 문헌 1에 개시(開示)된 발광 소자는 복수의 발광 유닛이 전하 발생층에 의하여 분할된 구조를 갖는다.

일본국 특개 2003-272860호 공보

특허 문헌 1에 개시된 바와 같이, 복수의 발광 유닛이 전하 발생층에 의하여 분할된 구조를 갖는 발광 소자(이하 탠덤 소자라고 부름)를 사용하여 고정세한 디스플레이를 제작하는 경우, 조명 용도나 화소 사이즈가 큰 디스플레이에서는 생기지 않는 문제가 생기는 경우가 있다. 그러한 문제 중 하나로서, 근접하는 화소간에서의 간섭 현상, 즉 크로스토크를 들 수 있다.

탠덤 소자를 사용하여 디스플레이를 제작하는 경우에는 백색 발광을 얻기 쉽기 때문에, 모든 화소에 동일한 EL층 구조를 적용하고 공진 구조나 컬러 필터를 사용하여 각 화소에서 필요한 발광색을 얻는 풀컬러화 방식이 채용되는 경우가 많다. 즉, 서로 인접하는 화소간에서 EL층의 각 층은 연속된다.

또한, 발광 소자는 한 쌍의 전극 사이에 상기 EL층이 끼워진 구조를 갖고, 액티브 매트릭스형 발광 소자에서 한 쌍의 전극 중 한쪽은 화소마다 분할되고, 다른 쪽은 복수의 화소에서 연속적으로 형성된다. 따라서, 화소의 구동은 화소마다 분할된 한쪽 전극을 제어함으로써 수행된다.

여기서, 복수의 발광 소자에서 연속되는 EL층의 도전성이 부분적으로 크면, 구동하는 소자의 제 1 전극과, 서로 인접하는 화소간에서 공통적으로 존재하는 전극(제 2 전극) 사이에도 전류가 흐르고, 결과적으로 크로스토크가 발생하는 경우가 있다. EL층의 도전성이 부분적으로 크게 되는 요인으로서 전하 발생층이 주목을 받고 있다.

전하 발생층에는, 양극 측의 발광 유닛에 대한 전자 주입성을 개선하기 위하여 리튬이나 세슘 등의 알칼리 금속이 사용된다. 또한, 바소큐프로인(약칭: BCP)이나 바소페난트롤린(약칭: Bphen) 등의 전자 수송 재료는 구동 전압이 낮으며 양호한 특성을 갖는 발광 소자를 구성할 수 있기 때문에 널리 사용되고 있다. 그러나, 이들에 상기 알칼리 금속이 분산되면 도전율이 커지고, 고정세한 디스플레이에서는 크로스토크가 발생한다. 또한, 이들이 혼합되지 않고 접하기만 하더라도 크로스토크가 마찬가지로 발생하는 것도 확인되었다.

알칼리 금속 등을 사용하지 않으면, 발광 유닛에 대한 전자 주입성이 저하되어 구동 전압이 상승된다. 상술한 바와 같이, 탠덤 소자에서 실용에 견딜 수 있는 특성을 손실하지 않으면서 크로스토크를 억제하는 것은 매우 어렵다.

한편, 상기 바소큐프로인(약칭: BCP)이나 바소페난트롤린(약칭: Bphen) 등 구동 특성이 양호한 페난트롤린계 전자 수송 재료를 사용한 발광 소자는, 내열성에 문제가 있는 것이 알려져 있고, 소자 구성에 따라서는 이 문제는 더 큰 문제가 된다.

그래서, 본 발명의 일 형태에서는, 고정세한 디스플레이에 사용되더라도 크로스토크의 발생이 억제될 수 있는 탠덤형 발광 소자를 제공하는 것을 과제로 한다.

또는, 본 발명의 일 형태에서는, 고품질 표시를 실현할 수 있는 탠덤형 발광 소자를 제공하는 것을 과제로 한다.

또는, 본 발명의 일 형태에서는, 고품질 표시와 소비 전력 저감을 둘 다 실현할 수 있는 발광 소자를 제공하는 것을 과제로 한다.

또는, 본 발명의 일 형태에서는, 내열성이 양호한 탠덤 소자를 제공하는 것을 과제로 한다. 또는, 본 발명의 일 형태에서는, 신규 발광 소자를 제공하는 것을 과제로 한다.

또는, 본 발명의 일 형태에서는, 상술한 발광 소자를 사용함으로써 고품질 표시를 실현할 수 있는 디스플레이 모듈, 조명 모듈, 발광 장치, 표시 장치, 전자 기기, 및 조명 장치를 각각 제공하는 것을 목적으로 한다.

또는, 본 발명의 일 형태에서는, 상술한 발광 소자를 사용함으로써 고품질 표시 및 저소비 전력을 둘 다 실현할 수 있는 디스플레이 모듈, 조명 모듈, 발광 장치, 표시 장치, 전자 기기, 및 조명 장치를 각각 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 일 형태에서는, 상술한 발광 소자를 사용함으로써 내열성이 양호한 디스플레이 모듈, 조명 모듈, 발광 장치, 표시 장치, 전자 기기, 및 조명 장치를 각각 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 과제 중 어느 하나를 해결하면 좋은 것으로 한다.

탠덤 소자에서 중간층의 양극 측에 접하는 층에 2,9-비스(나프탈렌-2-일)-4,7-다이페닐-1,10-페난트롤린(약칭: NBphen)이 포함되는 발광 소자를 사용하여 상술한 과제를 해결할 수 있다.

본 발명의 일 형태는, 제 1 전극, 제 2 전극, 및 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 끼워진 EL층을 가지고, 상기 EL층은 복수의 발광 유닛 및 상기 발광 유닛 사이에 끼워진 복수의 전하 발생층을 적어도 갖고, 상기 전하 발생층의 양극 측에 접하는 층에 NBphen이 포함되는 것을 특징으로 하는 발광 소자이다.

또한, 본 발명의 다른 일 형태는, 제 1 전극, 제 2 전극, 및 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 끼워진 EL층을 갖고, 상기 EL층은 양극 측에 형성된 제 1 발광 유닛 및 음극 측에 형성된 제 2 발광 유닛을 갖고, 상기 제 1 발광 유닛과 상기 제 2 발광 유닛 사이에 전하 발생층을 갖고, 상기 제 1 발광 유닛 중 상기 전하 발생층과 접하는 층에 NBphen이 포함되는 것을 특징으로 하는 발광 소자이다.

또한, 본 발명의 다른 일 형태는 상술한 구성에 있어서 상기 전하 발생층에는 전하 발생 영역과 전자 주입 버퍼 영역이 적어도 형성되고, 상기 전자 주입 버퍼 영역은 상기 전하 발생층 중 양극 측에 위치하는 것을 특정으로 하는 발광 소자이다.

또한, 본 발명의 다른 일 형태는 상술한 구성에 있어서 상기 전자 주입 버퍼 영역 중 상기 전하 발생 영역 측에 전자 릴레이 영역을 갖는 발광 소자이다.

또한, 본 발명의 다른 일 형태는 상술한 구성에 있어서 상기 전자 주입 버퍼 영역에 알칼리 금속이 포함되는 발광 소자이다.

또한, 본 발명의 다른 일 형태는 상술한 구성에 있어서 상기 알칼리 금속이 리튬인 발광 소자이다.

또한, 본 발명의 다른 일 형태는 상술한 구성에 있어서 상기 EL층이, 축합 방향족 화합물 또는 축합 복소 방향족 화합물을 포함한 층과, 상기 축합 방향족 화합물 또는 축합 복소 방향족 화합물을 포함한 층에 접하는 NBphen을 포함한 층을 적어도 갖는 것을 특징으로 하는 발광 소자이다.

또한, 본 발명의 다른 일 형태는 상술한 구성에 있어서 상기 EL층이, 3환 이상의 축합환 골격을 갖는 축합 방향족 화합물 또는 축합 복소 방향족 화합물을 포함한 층과, 상기 축합 방향족 화합물 또는 축합 복소 방향족 화합물을 포함한 층에 접하는 NBphen을 포함한 층을 적어도 갖는 것을 특징으로 하는 발광 소자이다.

또한, 본 발명의 다른 일 형태는 상술한 구성에 있어서 상기 축합 방향족 화합물 또는 축합 복소 방향족 화합물을 포함한 층이 축합 복소 방향족 화합물을 포함한 층인 발광 소자이다.

또한, 본 발명의 다른 일 형태는 상술한 구성에 있어서 상기 축합 복소 방향족 화합물을 포함한 층에 포함되는 축합 복소 방향족 화합물은 하나의 축합환 골격 내에 2개의 질소 원자가 포함되는 것을 특징으로 하는 발광 소자이다.

또한, 본 발명의 다른 일 형태는 상술한 구성에 있어서 상기 발광 소자가 인광 발광을 나타내는 것을 특징으로 하는 발광 소자이다.

또한, 본 발명의 다른 일 형태는 상술한 구성에 있어서 상기 축합 복소 방향족 화합물을 포함한 층에 이리듐이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 발광 소자이다.

또한, 본 발명의 다른 일 형태는 상술한 구성에 있어서 상기 이리듐이, 상기 축합 복소 방향족 화합물을 포함한 층의 일부에 포함되고, 상기 NBphen을 포함한 층에 접하는 영역에는 포함되지 않는 것을 특징으로 하는 발광 소자이다.

또한, 본 발명의 일 형태는 상술한 어느 것에 기재된 발광 소자를 갖는 디스플레이 모듈이다.

또한, 본 발명의 일 형태는 상술한 어느 것에 기재된 발광 소자를 갖는 조명 모듈이다.

또한, 본 발명의 일 형태는 상술한 어느 것에 기재된 발광 소자와, 상기 발광 소자를 제어하는 유닛을 구비한 발광 장치이다.

또한, 본 발명의 일 형태는 상술한 어느 것에 기재된 발광 소자를 표시부에 포함하고, 상기 발광 소자를 제어하는 유닛을 구비한 표시 장치이다.

또한, 본 발명의 일 형태는 상술한 어느 것에 기재된 발광 소자를 조명부에 포함하고, 상기 발광 소자를 제어하는 유닛을 구비한 조명 장치이다.

또한, 본 발명의 일 형태는 상술한 어느 것에 기재된 발광 소자를 포함하는 전자 기기이다.

또한, 본 명세서 중에서의 발광 장치란, 발광 소자를 사용한 화상 표시 디바이스를 포함한다. 또한, 발광 소자에 커넥터, 예컨대 이방 도전성 필름 또는 TCP(Tape Carrier Package)가 장착된 모듈, TCP의 끝에 프린트 배선판이 제공된 모듈, 또는 발광 소자에 COG(Chip On Glass) 방식으로 IC(집적 회로)가 직접 실장된 모듈도 모두 발광 장치에 포함되는 것으로 한다. 또한, 조명 기구 등에 사용되는 발광 장치도 포함되는 것으로 한다.

본 발명의 일 형태에서는, 고정세한 디스플레이에 사용되더라도 크로스토크의 발생이 억제될 수 있는 탠덤형 발광 소자를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 형태에서는, 고품질 표시를 실현할 수 있는 탠덤형 발광 소자를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 형태에서는, 고품질 표시 및 소비 전력 저감을 둘 다 실현할 수 있는 발광 소자를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 형태에서는, 내열성이 양호한 탠덤 소자를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 형태는, 상술한 발광 소자를 사용함으로써 고품질 표시를 실현할 수 있는 디스플레이 모듈, 조명 모듈, 발광 장치, 표시 장치, 전자 기기, 및 조명 장치를 각각 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 형태는, 상술한 발광 소자를 사용함으로써 고품질 표시 및 저소비 전력을 실현할 수 있는 디스플레이 모듈, 조명 모듈, 발광 장치, 표시 장치, 전자 기기, 및 조명 장치를 각각 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 형태는, 상술한 발광 소자를 사용함으로써 내열성이 양호한 디스플레이 모듈, 조명 모듈, 발광 장치, 표시 장치, 전자 기기, 및 조명 장치를 각각 제공할 수 있다.

도 1은 발광 소자의 개념도.
도 2는 액티브 매트릭스형 발광 장치의 개념도.
도 3은 액티브 매트릭스형 발광 장치의 개념도.
도 4는 액티브 매트릭스형 발광 장치의 개념도.
도 5는 전자 기기를 도시한 도면.
도 6은 차재(車載) 표시 장치 및 조명 장치를 도시한 도면.
도 7은 전자 기기를 도시한 도면.
도 8은 실시예용 소자 1 및 비교예용 소자 1의 전류 밀도-휘도 특성을 나타낸 도면.
도 9는 실시예용 소자 1 및 비교예용 소자 1의 휘도-전류 효율 특성을 나타낸 도면.
도 10은 실시예용 소자 1 및 비교예용 소자 1의 전압-휘도 특성을 나타낸 도면.
도 11은 실시예용 소자 1 및 비교예용 소자 1의 발광 스펙트럼을 나타낸 도면.
도 12는 실시예용 소자 2 및 비교예용 소자 2를 사용한 표시 장치의 확대 사진.
도 13은 발광 소자의 소자 구조를 설명하는 도면.
도 14는 실시예용 소자 1의 정규화 휘도 시간 변화 특성을 나타낸 도면.

이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 사용하여 자세히 설명한다. 다만, 본 발명은 이하의 설명에 한정되지 않고, 본 발명의 형태 및 자세한 사항은 본 발명의 취지 및 그 범위에서 벗어남이 없이 다양하게 변경될 수 있다는 것은 당업자라면 쉽게 이해할 수 있다. 따라서, 본 발명은 이하에 기재되는 실시형태의 내용에 한정하여 해석되는 것이 아니다.

(실시형태 1)

도 1에 본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자의 개념도를 도시하였다. 도 1에 도시된 발광 소자는 한 쌍의 전극(양극(100), 음극(101)) 사이에 복수(n층)의 발광 유닛을 갖는다. 가장 양극(100) 측의 발광 유닛을 첫 번째 발광 유닛(102k), 가장 음극(101) 측의 발광 유닛을 n번째 발광 유닛(102n)으로 하였다.

도 1에 도시된 발광 소자에는 발광 유닛(첫 번째 발광 유닛(102k)…m번째 발광 유닛(102m)…n번째 발광 유닛(102n)), 전하 발생층(첫 번째 전하 발생층(103k)…m번째 전하 발생층(103m)…n-1번째 전하 발생층(103n-1)), 전하 발생 영역(첫 번째 전하 발생 영역(104k)…m번째 전하 발생 영역(104m)…n-1번째 전하 발생 영역(104n-1)), 전자 주입 버퍼 영역(첫 번째 전자 주입 버퍼 영역(105k)…m번째 전자 주입 버퍼 영역(105m)…n-1번째 전자 주입 버퍼 영역(105n-1)), NBphen을 포함한 층(첫 번째 NBphen을 포함한 층(106k)…m번째 NBphen을 포함한 층(106m)…n-1번째 NBphen을 포함한 층(106n-1)…n번째 NBphen을 포함한 층(106n)) 등이 포함된다.

또한, 복수의 발광 유닛을 총칭하여 발광 유닛(102), 복수의 전하 발생층을 총칭하여 전하 발생층(103), 복수의 전하 발생 영역을 총칭하여 전하 발생 영역(104), 복수의 전자 주입 버퍼 영역을 총칭하여 전자 주입 버퍼 영역(105), 및 복수의 NBphen을 포함한 층을 총칭하여 NBphen을 포함한 층(106)이라고 부르는 경우도 있다. 또한, 양극(100)과 음극(101)에 끼워진 발광 유닛(102)과 발광 유닛 사이에 존재하는 각 전하 발생층(103)을 총칭하여 EL층(110)이라고 한다.

m번째 발광 유닛(102m(m은 자연수임, 1≤m≤n-1))과 m+1번째 발광 유닛(102m+1) 사이에는 m번째 전하 발생층(103m)이 m번째 발광 유닛(102m) 및 m+1번째 발광 유닛(102m+1)의 양쪽과 접하여 제공된다. m번째 전하 발생층(103m)은 m+1번째 발광 유닛(102m+1)과 접하는 m번째 전하 발생 영역(104m)과, m번째 전하 발생 영역(104m) 및 m번째 발광 유닛(102m)의 양쪽과 접하는 m번째 전자 주입 버퍼 영역(105m)으로 이루어진다. 여기서, 전하 발생층(103)은 전원 등과 접속되지 않는 부유 상태에 있다. 또한, 전하 발생 영역(104)은 정공 수송성 물질과 상기 물질에 대한 억셉터성 물질을 포함한다. 전자 주입 버퍼 영역(105)은 전하 발생 영역(104)에서 발생한 전자를 받고, 발광 유닛(102)의 NBphen을 포함한 층(106)에 전자를 보내는 기능을 갖는 층이다.

전자 주입 버퍼 영역(105)은 적어도 알칼리 금속, 특히 0.1nm 내지 5nm의 매우 얇은 리튬층을 양극 측 계면에 갖는다. 이 층이 존재함으로써 전자 주입 장벽이 완화되므로, 전하 발생 영역(104)에서 발생한 전자를 발광 유닛(102)에 원활하게 주입할 수 있게 된다. 또한, 전자 주입 버퍼 영역(105)에서는 상기 리튬층과 전하 발생 영역(104)의 상호 작용을 방지하기 위하여 상기 리튬층과 전하 발생 영역(104) 사이에 전자 릴레이 영역을 형성하여도 좋다. 전자 릴레이 영역은 전하 발생 영역(104)에서 발생한 전자를 효율적으로 발광 유닛(102)에 주입하는 층으로서도 기능한다. 그러므로, 전자 릴레이 영역은 그 LUMO 준위가, 전하 발생 영역(104)에서의 억셉터성 물질의 억셉터 준위와, 상기 전자 릴레이 영역이 소속하는 전하 발생층(103)의 양극 측에 접하는 층(즉, NBphen을 포함한 층(106))의 LUMO 준위 사이에 위치하도록 형성되면 좋다. 구체적으로는, -5.0eV 이상 -3.0eV 이하로 하는 것이 바람직하다. 전자 릴레이 영역은 1nm 내지 40nm, 바람직하게는 1nm 내지 10nm의 두께로 형성하면 좋다.

또한, 발광 유닛(102)은 유기 화합물 및 특정 기능을 갖는 복수의 층을 포함한다. 발광 유닛(102)에서는 상기 복수의 층으로서 발광 물질을 갖는 발광 영역과, NBphen을 포함한 층(106)을 적어도 갖고, m번째 발광 유닛(102m)은 m번째 NBphen을 포함한 층(106m)을 갖는다. 또한, 본 실시형태에서 NBphen을 포함한 층(106)은 각 발광 유닛(102) 중 가장 음극(101) 측에 제공되고, m번째 발광 유닛(102m)이 갖는 m번째 NBphen을 포함한 층(106m)은 m번째 전하 발생층(103m)의 m번째 전자 주입 버퍼 영역(105m)과 접하여 형성된다.

또한, 도 1에는, 발광 유닛이 많이 제공되는 예를 도시하였지만, n=2나 n=3과 같이, 도시된 수보다 적은 발광 유닛을 갖는 발광 소자도 본 발명의 일 형태인 것은 말할 나위 없다. 예를 들어, 발광 유닛(102)이 2층인 경우에는 n=2이고, m번째 발광 유닛(102m)은 첫 번째 발광 유닛(102k)에 상당하고, m+1번째 발광 유닛(102m+1)은 n번째 발광 유닛(102n)에 상당한다.

전하 발생 영역(104)은 상술한 바와 같이 정공 수송성 물질과 억셉터성 물질을 포함한다. 전하 발생 영역(104)은 전극(양극(100)과 음극(101)) 사이에 전압을 인가하였을 때, 상기 억셉터성 물질이 정공 수송성 물질로부터 전자를 뽑아냄으로써 전자 및 정공이 발생한다. m번째 전하 발생 영역(104m)에서 발생한 정공은 m+1번째 발광 유닛(102m+1)에 주입된다. 또한, 동시에 m번째 전하 발생 영역(104m)에서 발생한 전자는 m번째 전자 주입 버퍼 영역(105m)을 통과하여 m번째 발광 유닛(102m)의 NBphen을 포함한 층(m번째 NBphen을 포함한 층(106m))에 주입된다. 전하 발생 영역(104)은 10nm 이상 200nm 이하의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.

전하 발생 영역(104)에 포함되는 억셉터성 물질로서는, 7,7,8,8-테트라사이아노-2,3,5,6-테트라플루오로퀴노다이메탄(약칭: F₄-TCNQ), 클로라닐 등을 들 수 있다. 또한, 전이 금속 산화물을 들 수 있다. 또한, 원소 주기율표에서의 제 4 족 내지 제 8 족에 속하는 금속의 산화물을 들 수 있다. 구체적으로는, 산화 바나듐, 산화 니오븀, 산화 탄탈, 산화 크로뮴, 산화 몰리브덴, 산화 텅스텐, 산화 망간, 산화 레늄은 전자 수용성이 높기 때문에 바람직하다. 이들 중에서도 특히 산화 몰리브덴은 대기 중에서도 안정되고 흡습성이 낮고 취급하기 쉽기 때문에 바람직하다.

정공 수송성 물질로서는, 방향족 아민 화합물, 카바졸 유도체, 방향족 탄화수소, 고분자 화합물(올리고머, 덴드리머, 폴리머 등) 등, 다양한 유기 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 10^-6cm²/Vs 이상의 정공 이동도를 갖는 물질인 것이 바람직하다.

방향족 아민 화합물의 예로서는, N,N'-다이(p-톨릴)-N,N'-다이페닐-p-페닐렌다이아민(약칭: DTDPPA), 4,4'-비스[N-(4-다이페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]바이페닐(약칭: DPAB), N,N'-비스{4-[비스(3-메틸페닐)아미노]페닐}-N,N'-다이페닐-(1,1'-바이페닐)-4,4'-다이아민(약칭: DNTPD), 1,3,5-트리스[N-(4-다이페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]벤젠(약칭: DPA3B) 등을 들 수 있다.

상기 카바졸 유도체의 구체적인 예로서는, 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) 등을 들 수 있다. 또한, 다른 예로서는, 4,4'-다이(N-카바졸일)바이페닐(약칭: CBP), 1,3,5-트리스[4-(N-카바졸일)페닐]벤젠(약칭: TCPB), 9-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카바졸(약칭: CzPA), 1,4-비스[4-(N-카바졸일)페닐]-2,3,5,6-테트라페닐벤젠 등을 들 수 있다.

또한, 방향족 탄화수소의 예로서는, 2-tert-부틸-9,10-다이(2-나프틸)안트라센(약칭: t-BuDNA), 2-tert-부틸-9,10-다이(1-나프틸)안트라센, 9,10-비스(3,5-다이페닐페닐)안트라센(약칭: DPPA), 2-tert-부틸-9,10-비스(4-페닐페닐)안트라센(약칭: t-BuDBA), 9,10-다이(2-나프틸)안트라센(약칭: DNA), 9,10-다이페닐안트라센(약칭: DPAnth), 2-tert-부틸안트라센(약칭: t-BuAnth), 9,10-비스(4-메틸-1-나프틸)안트라센(약칭: DMNA), 2-tert-부틸-9,10-비스[2-(1-나프틸)페닐]안트라센, 9,10-비스[2-(1-나프틸)페닐]안트라센, 2,3,6,7-테트라메틸-9,10-다이(1-나프틸)안트라센, 2,3,6,7-테트라메틸-9,10-다이(2-나프틸)안트라센, 9,9'-바이안트릴, 10,10'-다이페닐-9,9'-바이안트릴, 10,10'-비스(2-페닐페닐)-9,9'-바이안트릴, 10,10'-비스[(2,3,4,5,6-펜타페닐)페닐]-9,9'-바이안트릴, 안트라센, 테트라센, 루브렌, 페릴렌, 2,5,8,11-테트라(tert-부틸)페릴렌 등을 들 수 있다. 또한, 이들 외에 펜타센, 코로넨 등도 사용할 수 있다. 이와 같이, 1×10^-6cm²/Vs 이상의 정공 이동도를 갖고 탄소수 14 내지 42의 방향족 탄화수소를 사용하는 것이 더 바람직하다.

또한, 방향족 탄화수소는 비닐 골격을 갖는 방향족 탄화수소이어도 좋다. 비닐기를 갖는 방향족 탄화수소의 예로서는 4,4'-비스(2,2-다이페닐비닐)바이페닐(약칭: DPVBi), 9,10-비스[4-(2,2-다이페닐비닐)페닐]안트라센(약칭: DPVPA) 등을 들 수 있다.

또한, 폴리(N-비닐카바졸)(약칭: PVK)이나, 폴리(4-비닐트라이페닐아민)(약칭: PVTPA), 폴리[N-(4-{N'-[4-(4-다이페닐아미노)페닐]페닐-N'-페닐아미노}페닐)메타크릴아마이드](약칭: PTPDMA), 폴리[N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-비스(페닐)벤지딘](약칭: Poly-TPD) 등의 고분자 화합물을 사용할 수도 있다.

여기서, 전하 발생 영역(104)에 사용하는 정공 수송성 물질로서 아민 골격을 포함하지 않는 물질을 사용하는 것이 더 바람직한 구성이다. 아민 골격을 포함하지 않는 정공 수송성 물질과 억셉터성 물질을 사용하여 전하 발생 영역(104)을 구성한 경우, 아민 골격을 포함하는 정공 수송성 물질을 사용한 경우와 비교하여, 전하 이동 상호 작용에 기초한 흡수가 발생하기 어려워진다. 또한, 전하 이동 상호 작용에 기초한 흡수가 발생하지 않아도 전하 발생 영역으로서 충분히 기능한다. 이로써, 가시광 영역에 흡수 피크를 갖지 않는 전하 발생 영역으로서 기능하는 층을 형성할 수 있기 때문에, 광 흡수로 인한 발광 효율 저하를 방지할 수 있다.

또한, 아민 골격을 포함하지 않는 정공 수송성 물질로서는 상술한 CBP, TCPB, CzPA, 9-페닐-3-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카바졸(약칭: PCzPA), 1,4-비스[4-(N-카바졸일)페닐]-2,3,5,6-테트라페닐벤젠 등의 카바졸 유도체나, t-BuDNA, DPPA, t-BuDBA, DNA, DPAnth, t-BuAnth, DMNA, 2-tert-부틸-9,10-다이(1-나프틸)안트라센, 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-다이(1-나프틸)안트라센, 2,3,6,7-테트라메틸-9,10-다이(2-나프틸)안트라센, 9,9'-바이안트릴, 10,10'-다이페닐-9,9'-바이안트릴, 10,10'-비스(2-페닐페닐)-9,9'-바이안트릴, 10,10'-비스[(2,3,4,5,6-펜타페닐)페닐]-9,9'-바이안트릴, 안트라센, DPVBi, DPVPA 등의 방향족 탄화수소를 들 수 있다. 또한, PVK 등 카바졸 유도체의 폴리머를 사용하여도 좋다.

또한, 전하 발생 영역(104)에는, 정공 수송성 물질에 대하여 질량비로 0.1 이상 4.0 이하의 비율로 억셉터성 물질을 포함한 복합 재료를 사용하는 것이 바람직하다.

전하 발생 영역(104)은 10nm 이상 200nm 이하의 두께로 형성될 수 있다. 전하 발생 영역(104)을 정공 수송성 물질과 억셉터성 물질의 복합 재료를 사용하여 형성한 경우, 두께를 두껍게 하더라도 도전율의 변화가 작으므로, 전하 발생 영역(104)을 두껍게 함으로 인한 발광 소자의 구동 전압 상승을 억제할 수 있다. 이와 같은 재료를 사용하여 전하 발생 영역(104)을 형성하면, 상기 전하 발생 영역(104)의 두께를 조정함으로써 구동 전압의 상승 없이 발광 소자의 광학 조정이 가능해진다.

전하 발생 영역(104)은 동일한 막 중에 정공 수송성 물질과 억셉터성 물질 양쪽을 포함하는 경우뿐만 아니라, 정공 수송성 물질을 포함한 층과 억셉터성 물질을 포함한 층이 적층된 구조로 할 수도 있다. 다만, 적층 구조의 경우에는 m번째 전하 발생 영역(104m)에서의 정공 수송성 물질을 포함한 층이 m+1번째 발광 유닛(102m+1)과 접하고, 억셉터성 물질을 포함한 층이 m번째 전자 주입 버퍼 영역(105m)과 접하도록 형성된다.

전자 주입 버퍼 영역(105)에는 발광 유닛(102)에 접하도록 알칼리 금속층이 적어도 형성된다. 상기 알칼리 금속으로서는 리튬 및 리튬 화합물이 바람직하고, 구체적인 예로서는 리튬, 불화 리튬, 산화 리튬 등을 들 수 있다. 상기 알칼리 금속층은 크로스토크를 억제하기 위하여 1nm 내지 10nm의 두께로 형성되면 좋다. 또한, 상기 알칼리 금속층은 매우 얇은 층이기 때문에, 화소부 전체면에 연속적으로 형성되지 않아도 좋고, 일부가 분단되어 섬 형상으로 형성되어도 좋다.

전자 주입 버퍼 영역(105)에는, 알칼리 금속층과 전하 발생 영역의 상호 작용을 억제하기 위하여 전자 릴레이 영역이 형성되어도 좋다. 전자 릴레이 영역은 알칼리 금속층과 전하 발생 영역 사이에 형성되며, 전하 발생 영역(104)에서 발생한 전자를 받고, 발광 유닛(102)의 NBphen을 포함한 층(106)에 전자를 보내는 기능도 갖는다. 또한, 적어도 전자 수송성 물질을 포함한다.

여기서, 전자 릴레이 영역은, 상기 전자 릴레이 영역에 포함되는 전자 수송성 물질의 LUMO 준위가, 전하 발생 영역(104)에서의 억셉터성 물질의 억셉터 준위와, NBphen을 포함한 층(106)의 LUMO 준위 사이에 위치하도록 형성된다. 구체적인 에너지 준위의 값으로서는, 전자 릴레이 영역에서의 전자 수송성 물질의 LUMO 준위는 -5.0eV 이상, 바람직하게는 -5.0eV 이상 -3.0eV 이하로 하면 좋다.

또한, 전자 주입 버퍼 영역의 전자 수송성 물질로서는 프탈로사이아닌계 재료 또는 금속-산소 결합과 방향족 배위자를 갖는 금속 착체를 사용하는 것이 바람직하다.

프탈로사이아닌계 재료를 사용하는 경우에는, 구체적으로 CuPc(Copper(II) phthalocyanine), H₂Pc(Phthalocyanine), SnPc(Phthalocyanine tin(II) complex), ZnPc(Phthalocyanine zinc complex), CoPc(Cobalt(II) phthalocyanine, β-form), FePc(Phthalocyanine Iron), 및 PhO-VOPc(Vanadyl 2,9,16,23-tetraphenoxy-29H, 31H-phthalocyanine) 중 어느 것을 사용하는 것이 바람직하다.

금속-산소 결합과 방향족 배위자를 갖는 금속 착체를 사용하는 경우에는, 금속-산소 이중 결합을 갖는 금속 착체를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 금속-산소 결합과 방향족 배위자를 갖는 금속 착체로서도 프탈로사이아닌계 재료가 바람직하다. 구체적으로는, VOPc(Vanadyl phthalocyanine), SnOPc(Phthalocyanine tin(IV) oxide complex) 및 TiOPc(Phthalocyanine titanium oxide complex) 중 어느 것은, 분자 구조적으로 금속-산소 이중 결합이 다른 분자에 대하여 작용하기 쉽고, 억셉터성이 높기 때문에 바람직하다.

또한, 상술한 프탈로사이아닌계 재료로서는, 페녹시기를 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로는 PhO-VOPc 등 페녹시기를 갖는 프탈로사이아닌 유도체가 바람직하다.

전자 릴레이 영역은 도너성 물질을 더 포함하여도 좋다. 도너성 물질로서는, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 금속 및 이들의 화합물(알칼리 금속 화합물(산화 리튬 등의 산화물, 할로겐화물, 탄산 리튬이나 탄산 세슘 등의 탄산염을 포함함), 알칼리 토금속 화합물(산화물, 할로겐화물, 탄산염을 포함함), 또는 희토류 금속 화합물(산화물, 할로겐화물, 탄산염을 포함함)) 외에, 테트라티아나프타센(약칭: TTN), 니켈로센, 데카메틸니켈로센 등의 유기 화합물을 사용할 수 있다. 전자 릴레이 영역에 이들 도너성 물질을 포함시킴으로써, 전자의 이동이 용이해지고, 발광 소자를 보다 저전압으로 구동할 수 있다.

전자 릴레이 영역에 도너성 물질을 포함시키는 경우, 전자 릴레이 영역에 포함되는 전자 수송성 물질로서는 상술한 재료 외에, 전하 발생 영역에 포함되는 억셉터성 물질의 억셉터 준위보다 높은 LUMO 준위를 갖는 물질을 사용할 수 있다. 구체적인 에너지 준위로서는, LUMO 준위를 -5.0eV 이상, 바람직하게는 -5.0eV 이상 -3.0eV 이하의 범위로 한다. 이와 같은 물질의 예로서는, 페릴렌 유도체나 질소 함유 축합 방향족 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 질소 함유 축합 방향족 화합물은, 안정적이기 때문에, 전자 릴레이 영역을 형성하기 위하여 사용하는 재료로서 바람직하다. 또한, 상기 질소 함유 축합 방향족 화합물 중, 사이아노기나 플루오로기 등 전자 흡인기를 갖는 화합물을 사용하는 구성은 전자 릴레이 영역에서 전자를 쉽게 받을 수 있게 되기 때문에 더 바람직하다.

페릴렌 유도체의 구체적인 예로서는, 3,4,9,10-페릴렌테트라카복실릭 다이안하이드라이드(약칭: PTCDA), 3,4,9,10-페릴렌테트라카복실릭 비스벤즈이미다졸(약칭: PTCBI), N,N'-다이옥틸-3,4,9,10-페릴렌테트라카복실릭 다이이미드(약칭: PTCDI-C8H), N,N'-다이헥실-3,4,9,10-페릴렌테트라카복실릭 다이이미드(약칭: Hex PTC) 등을 들 수 있다.

또한, 질소 함유 축합 방향족 화합물의 구체적인 예로서는, 피라지노[2,3-f][1,10]페난트롤린-2,3-다이카보나이트릴(약칭: PPDN), 2,3,6,7,10,11-헥사사이아노-1,4,5,8,9,12-헥사아자트라이페닐렌(약칭: HAT(CN)₆), 2,3-다이페닐피리도[2,3-b]피라진(약칭: 2PYPR), 2,3-비스(4-플루오로페닐)피리도[2,3-b]피라진(약칭: F2PYPR) 등을 들 수 있다.

그 밖에도, 7,7,8,8,-테트라사이아노퀴노다이메탄(약칭: TCNQ), 1,4,5,8,-나프탈렌테트라카복실릭 다이안하이드라이드(약칭: NTCDA), 퍼플루오로펜타센, 구리헥사데카플루오로프탈로사이아닌(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-나프탈렌테트라카복실릭 다이이미드(약칭: NTCDI-C8F), 3',4'-다이부틸-5,5''-비스(다이사이아노메틸렌)-5,5''-다이하이드로-2,2':5',2''-테르티오펜(약칭: DCMT), 메타노풀러렌(예를 들어, [6,6]-페닐C₆₁부티르산 메틸에스테르) 등을 사용할 수 있다.

또한, 전자 릴레이 영역에 도너성 물질을 포함시키는 경우, 전자 수송성 물질과 도너성 물질의 공증착 등의 방법에 의하여 전자 주입 버퍼 영역을 형성하면 좋다. 또한, 도너성 물질을 포함시키는 경우, 전자 릴레이 영역의 두께를 1nm 내지 10nm로 하면 전자 릴레이 영역에 기인하는 크로스토크의 발생을 억제할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 같은 이유를 근거로, 전자 릴레이 영역에는 전자 수송성 물질에 대하여 질량비로 0.001 이상 0.1 이하의 비율로 상기 도너성 물질을 포함시키면 좋다.

각 발광 유닛은 기능이 분리된 복수의 층이 적층됨으로써 구성되고, 발광 물질을 포함한 발광층(미도시)과 NBphen을 포함한 층을 적어도 갖는다.

NBphen을 포함한 층(106)은 전자 수송층의 일부로서 기능하며 전자 주입 버퍼 영역(105)에 접하여 제공된다. 이로써, 고정세한 디스플레이의 경우에도, 인접하는 화소들 사이의 간섭을 유효하게 저감할 수 있다.

전자 수송층은 음극(101) 측에 NBphen을 포함한 층을 갖고, 양극(100) 측에 전자 수송성 물질을 포함한 층을 갖는 층이다. 전자 수송층의 양극 측의 층에 포함되는 전자 수송성 물질로서는, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨(II)(약칭: BeBq₂), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)(4-페닐페놀라토)알루미늄(III)(약칭: BAlq), 비스(8-퀴놀리놀라토)아연(II)(약칭: Znq), 비스[2-(2-벤즈옥사졸일)페놀라토)아연(II)(약칭: ZnPBO), 비스[2-(2-벤조티아졸일)페놀라토]아연(II)(약칭: ZnBTZ) 등의 금속 착체나, 2-(4-바이페닐일)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사다이아졸(약칭: PBD), 3-(4-바이페닐일)-4-페닐-5-(4-tert-부틸페닐)-1,2,4-트라이아졸(약칭: TAZ), 1,3-비스[5-(p-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사다이아졸-2-일]벤젠(약칭: OXD-7), 9-[4-(5-페닐-1,3,4-옥사다이아졸-2-일)페닐]-9H-카바졸(약칭: CO11), 2,2',2''-(1,3,5-벤젠트라이일)트리스(1-페닐-1H-벤즈이미다졸)(약칭: TPBI), 2-[3-(다이벤조티오펜-4-일)페닐]-1-페닐-1H-벤즈이미다졸(약칭: mDBTBIm-II) 등의 폴리아졸 골격을 갖는 복소환 화합물이나, 2-[3-(다이벤조티오펜-4-일)페닐]다이벤조[f,h]퀴녹살린(약칭: 2mDBTPDBq-II), 2-[3'-(다이벤조티오펜-4-일)바이페닐-3-일]다이벤조[f,h]퀴녹살린(약칭: 2mDBTBPDBq-II), 2-[3'-(9H-카바졸-9-일)바이페닐-3-일]다이벤조[f,h]퀴녹살린(약칭: 2mCzBPDBq), 4,6-비스[3-(페난트렌-9-일)페닐]피리미딘(약칭: 4,6mPnP2Pm), 4,6-비스[3-(4-다이벤조티에닐)페닐]피리미딘(약칭: 4,6mDBTP2Pm-II) 등의 다이아진 골격을 갖는 복소환 화합물이나, 3,5-비스[3-(9H-카바졸-9-일)페닐]피리딘(약칭: 35DCzPPy), 1,3,5-트라이[3-(3-피리딜)-페닐]벤젠(약칭: TmPyPB) 등의 피리딘 골격을 갖는 복소환 화합물, CzPA, PCzPA, 3,6-다이페닐-9-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카바졸(약칭: DPCzPA), DPPA, DNA, t-BuDNA, 7-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-7H-다이벤조[c,g]카바졸(약칭: cgDBCzPA) 등의 안트라센 유도체를 들 수 있다. 상술한 것들 중에서도 다이아진 골격을 갖는 복소환 화합물이나 피리딘 골격을 갖는 복소환 화합물은 신뢰성이 양호하여 바람직하다. 특히, 다이아진(피리미딘이나 피라진) 골격을 갖는 복소환 화합물은 전자 수송성이 높고 구동 전압 저감에도 기여한다.

또한, 전자 수송층 중, 양극(100) 측에 형성되는 전자 수송성 물질을 포함한 층(NBphen을 포함한 층의 양극 측에 접하는 층)이, 축합 방향족 화합물 또는 축합 복소 방향족 화합물을 포함한 층이면, 발광 소자의 내열성이 향상되기 때문에 바람직하다. 상기 축합 방향족 화합물 또는 축합 복소 방향족 화합물은 3환 이상의 축합환 골격을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 구성은, NBphen을 포함한 층의 양극 측에 접하는 층이 축합 복소 방향족 화합물인 경우에 더 유효하게 작용한다. 즉, 축합 방향족 화합물보다 불안정한 축합 복소 방향족 화합물을 사용한 경우에도 NBphen을 포함한 층과 적층시킴으로써, 축합 방향족 화합물을 포함한 층과 NBphen을 포함한 층이 적층된 경우와 같은 내열성을 얻을 수 있다. 축합 복소 방향족 화합물로서는 하나의 축합환 골격 내에 2개의 질소 원자가 포함되는 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.

발광 영역은 발광 물질을 포함한 층이며, 전자 수송층에 접하여 형성되어도 좋고, 전자 수송층 내에 형성되어도 좋다. 상기 발광 물질로서는 이하에 나타내는 형광성 화합물 및 인광성 화합물을 적용할 수 있다.

형광성 화합물로서는, 5,6-비스[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-2,2'-바이피리딘(약칭: PAP2BPy), 5,6-비스[4'-(10-페닐-9-안트릴)바이페닐-4-일]-2,2'-바이피리딘(약칭: PAPP2BPy), N,N'-비스[4-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐]-N,N'-다이페닐-피렌-1,6-다이아민(약칭: 1,6FLPAPrn), N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-비스[3-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐]-피렌-1,6-다이아민(약칭: 1,6mMemFLPAPrn), N,N'-비스[4-(9H-카바졸-9-일)페닐]-N,N'-다이페닐스틸벤-4,4'-다이아민(약칭: YGA2S), 4-(9H-카바졸-9-일)-4'-(10-페닐-9-안트릴)트라이페닐아민(약칭: YGAPA), 4-(9H-카바졸-9-일)-4'-(9,10-다이페닐-2-안트릴)트라이페닐아민(약칭: 2YGAPPA), N,9-다이페닐-N-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카바졸-3-아민(약칭: PCAPA), 페릴렌, 2,5,8,11-테트라-tert-부틸페릴렌(약칭: TBP), 4-(10-페닐-9-안트릴)-4'-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트라이페닐아민(약칭: PCBAPA), N,N"-(2-tert-부틸안트라센-9,10-다이일다이-4,1-페닐렌)비스[N,N',N'-트라이페닐-1,4-페닐렌다이아민](약칭: DPABPA), N,9-다이페닐-N-[4-(9,10-다이페닐-2-안트릴)페닐]-9H-카바졸-3-아민(약칭: 2PCAPPA), N-[4-(9,10-다이페닐-2-안트릴)페닐]-N,N',N'-트라이페닐-1,4-페닐렌다이아민(약칭: 2DPAPPA), N,N,N',N',N",N",N''',N'''-옥타페닐다이벤조[g,p]크리센-2,7,10,15-테트라아민(약칭: DBC1), 쿠마린 30, N-(9,10-다이페닐-2-안트릴)-N,9-다이페닐-9H-카바졸-3-아민(약칭: 2PCAPA), N-[9,10-비스(1,1'-바이페닐-2-일)-2-안트릴]-N,9-다이페닐-9H-카바졸-3-아민(약칭: 2PCABPhA), N-(9,10-다이페닐-2-안트릴)-N,N',N'-트라이페닐-1,4-페닐렌다이아민(약칭: 2DPAPA), N-[9,10-비스(1,1'-바이페닐-2-일)-2-안트릴]-N,N',N'-트라이페닐-1,4-페닐렌다이아민(약칭: 2DPABPhA), 9,10-비스(1,1'-바이페닐-2-일)-N-[4-(9H-카바졸-9-일)페닐]-N-페닐안트라센-2-아민(약칭: 2YGABPhA), N,N,9-트라이페닐안트라센-9-아민(약칭: DPhAPhA), 쿠마린 545T, N,N'-다이페닐퀴나크리돈(약칭: DPQd), 루브렌, 5,12-비스(1,1'-바이페닐-4-일)-6,11-다이페닐테트라센(약칭: BPT), 2-(2-{2-[4-(다이메틸아미노)페닐]에테닐}-6-메틸-4H-피란-4-일리덴)프로판다이나이트릴(약칭: DCM1), 2-{2-메틸-6-[2-(2,3,6,7-테트라하이드로-1H,5H-벤조[ij]퀴놀리진-9-일)에테닐]-4H-피란-4-일리덴}프로판다이나이트릴(약칭: DCM2), N,N,N',N'-테트라키스(4-메틸페닐)테트라센-5,11-다이아민(약칭: p-mPhTD), 7,14-다이페닐-N,N,N',N'-테트라키스(4-메틸페닐)아세나프토[1,2-a]플루오란텐-3,10-다이아민(약칭: p-mPhAFD), 2-{2-아이소프로필-6-[2-(1,1,7,7-테트라메틸-2,3,6,7-테트라하이드로-1H,5H-벤조[ij]퀴놀리진-9-일)에테닐]-4H-피란-4-일리덴}프로판다이나이트릴(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-일리덴}프로판다이나이트릴(약칭: DCJTB), 2-(2,6-비스{2-[4-(다이메틸아미노)페닐]에테닐}-4H-피란-4-일리덴)프로판다이나이트릴(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-일리덴}프로판다이나이트릴(약칭: BisDCJTM) 등을 들 수 있다. 1,6FLPAPrn이나 1,6mMemFLPAPrn과 같은 피렌다이아민 화합물로 대표되는 축합 방향족 다이아민 화합물은 정공 트랩성이 높고 발광 효율이나 신뢰성이 뛰어나기 때문에 특히 바람직하다.

형광성 화합물로서는, 열활성화 지연 형광(TADF)을 나타내는 물질도 사용할 수 있다. TADF 재료로서는 이하와 같은 것을 사용할 수 있다.

풀러렌 및 그 유도체, 프로플라빈 등의 아크리딘 유도체, 에오신 등을 들 수 있다. 또한 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 카드뮴(Cd), 주석(Sn), 백금(Pt), 인듐(In), 또는 팔라듐(Pd) 등을 포함하는 금속 함유 포르피린을 들 수 있다. 상기 금속 함유 포르피린으로서는, 예를 들어 이하의 구조식으로 나타내어지는 프로토포르피린-불화 주석 착체(SnF₂(Proto IX)), 메소포르피린-불화 주석 착체(SnF₂(Meso IX)), 헤마토포르피린-불화 주석 착체(SnF₂(Hemato IX)), 코프로포르피린테트라메틸에스테르-불화 주석 착체(SnF₂(Copro III-4Me)), 옥타에틸포르피린-불화 주석 착체(SnF₂(OEP)), 에티오포르피린-불화 주석 착체(SnF₂(Etio I)), 옥타에틸포르피린-염화 백금 착체(PtCl₂OEP) 등을 들 수도 있다.

또한, 이하의 구조식으로 나타내어지는 2-(바이페닐-4-일)-4,6-비스(12-페닐인돌로[2,3-a]카바졸-11-일)-1,3,5-트라이아진(PIC-TRZ) 등의 π전자 과잉형 복소 방향환 및 π전자 부족형 복소 방향환을 갖는 복소환 화합물을 사용할 수도 있다. 상기 복소환 화합물은, π전자 과잉형 복소 방향환 및 π전자 부족형 복소 방향환을 갖기 때문에, 전자 수송성 및 정공 수송성이 높아 바람직하다. 또한, π전자 과잉형 복소 방향환과 π전자 부족형 복소 방향환이 직접 결합된 물질은, π전자 과잉형 복소 방향환의 도너성과 π전자 부족형 복소 방향환의 억셉터성이 함께 강해져서, S₁ 준위와 T₁ 준위의 에너지 차이가 작아지기 때문에 특히 바람직하다.

인광 발광 물질로서는, 트리스{2-[5-(2-메틸페닐)-4-(2,6-다이메틸페닐)-4H-1,2,4-트라이아졸-3-일-κN2]페닐-κC}이리듐(III)(약칭: Ir(mpptz-dmp)₃), 트리스(5-메틸-3,4-다이페닐-4H-1,2,4-트라이아졸라토)이리듐(III)(약칭: Ir(Mptz)₃), 트리스[4-(3-바이페닐)-5-아이소프로필-3-페닐-4H-1,2,4-트라이아졸라토]이리듐(III)(약칭: Ir(iPrptz-3b)₃) 등 4H-트라이아졸 골격을 갖는 유기 금속 이리듐 착체나, 트리스[3-메틸-1-(2-메틸페닐)-5-페닐-1H-1,2,4-트라이아졸라토]이리듐(III)(약칭: Ir(Mptz1-mp)₃), 트리스(1-메틸-5-페닐-3-프로필-1H-1,2,4-트러이아졸라토)이리듐(III)(약칭: Ir(Prptz1-Me)₃) 등 1H-트라이아졸 골격을 갖는 유기 금속 이리듐 착체나, fac-트리스[1-(2,6-다이아이소프로필페닐)-2-페닐-1H-이미다졸]이리듐(III)(약칭: Ir(iPrpmi)₃), 트리스[3-(2,6-다이메틸페닐)-7-메틸이미다조[1,2-f]페난트라이다이나토]이리듐(III)(약칭: Ir(dmpimpt-Me)₃) 등 이미다졸 골격을 갖는 유기 금속 이리듐 착체나, 비스[2-(4',6'-다이플루오로페닐)피리디나토-N,C^2']이리듐(III)테트라키스(1-피라졸일)보레이트(약칭: FIr6), 비스[2-(4',6'-다이플루오로페닐)피리디나토-N,C^2']이리듐(III)피콜리네이트(약칭: FIrpic), 비스{2-[3',5'-비스(트라이플루오로메틸)페닐]피리디나토-N,C^2'}이리듐(III)피콜리네이트(약칭: Ir(CF₃ppy)₂(pic)), 비스[2-(4',6'-다이플루오로페닐)피리디나토-N,C^2']이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: FIracac) 등 전자 흡인기를 갖는 페닐피리딘 유도체를 배위자로 하는 유기 금속 이리듐 착체를 들 수 있다. 이들은 청색의 인광 발광을 나타내는 화합물이고, 440nm 내지 520nm에 발광의 피크를 갖는 화합물이다.

또한, 트리스(4-메틸-6-페닐피리미디나토)이리듐(III)(약칭: Ir(mppm)₃), 트리스(4-t-부틸-6-페닐피리미디나토)이리듐(III)(약칭: Ir(tBuppm)₃), (아세틸아세토나토)비스(6-메틸-4-페닐피리미디나토)이리듐(III)(약칭: Ir(mppm)₂(acac)), 비스[2-(6-tert-부틸-4-피리미딘일-κN3)페닐-κC](2,4-펜탄다이오나토-κ²O,O')이리듐(III)(약칭: Ir(tBuppm)₂(acac)), (아세틸아세토나토)비스[4-(2-노르보르닐)-6-페닐피리미디나토]이리듐(III)(endo-,exo-혼합물)(약칭: [Ir(nbppm)₂(acac)]), (아세틸아세토나토)비스[5-메틸-6-(2-메틸페닐)-4-페닐피리미디나토]이리듐(III)(약칭: Ir(mpmppm)₂(acac)), (아세틸아세토나토)비스(4,6-다이페닐피리미디나토)이리듐(III)(약칭: Ir(dppm)₂(acac)) 등 피리미딘 골격을 갖는 유기 금속 이리듐 착체나, (아세틸아세토나토)비스(3,5-다이메틸-2-페닐피라지나토)이리듐(III)(약칭: Ir(mppr-Me)₂(acac), (아세틸아세토나토)비스(5-아이소프로필-3-메틸-2-페닐피라지나토)이리듐(III)(약칭: Ir(mppr-iPr)₂(acac)) 등 피라진 골격을 갖는 유기 금속 이리듐 착체나, 트리스(2-페닐피리디나토-N,C^2')이리듐(III)(약칭: Ir(ppy)₃), 비스(2-페닐피리디나토-N,C^2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: Ir(ppy)₂(acac)), 비스(벤조[h]퀴놀리나토)이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: Ir(bzq)₂(acac)), 트리스(벤조[h]퀴놀리나토)이리듐(III)(약칭: Ir(bzq)₃), 트리스(2-페닐퀴놀리나토-N,C^2')이리듐(III)(약칭: Ir(pq)₃), 비스(2-페닐퀴놀리나토-N,C^2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: Ir(pq)₂(acac)) 등 피리딘 골격을 갖는 유기 금속 이리듐 착체 외, 트리스(아세틸아세토나토)(모노페난트롤린)테르븀(III)(약칭: Tb(acac)₃(Phen)) 등 희토류 금속 착체를 들 수 있다. 이들은 주로 녹색의 인광 발광을 나타내는 화합물이고, 500nm 내지 600nm에 발광의 피크를 갖는다. 또한, 피리미딘 골격을 갖는 유기 금속 이리듐 착체는 신뢰성이나 발광 효율도 매우 뛰어나기 때문에 특히 바람직하다.

또한, 비스[4,6-비스(3-메틸페닐)피리미디나토](다이아이소부틸일메타나토)이리듐(III)(약칭: Ir(5mdppm)₂(dibm)), 비스[4,6-비스(3-메틸페닐)피리미디나토](다이피발로일메타나토)이리듐(III)(약칭: Ir(5mdppm)₂(dpm)), 비스[4,6-다이(나프탈렌-1-일)피리미디나토](다이피발로일메타나토)이리듐(III)(약칭: Ir(d1npm)₂(dpm)) 등 피리미딘 골격을 갖는 유기 금속 이리듐 착체나, (아세틸아세토나토)비스(2,3,5-트라이페닐피라지나토)이리듐(III)(약칭: Ir(tppr)₂(acac))이나, 비스(2,3,5-트라이페닐피라지나토)(다이피발로일메타나토)이리듐(III)(약칭: Ir(tppr)₂(dpm)), (아세틸아세토나토)비스[2,3-비스(4-플루오로페닐)퀴녹살리나토]이리듐(III)(약칭: Ir(Fdpq)₂(acac)) 등 피라진 골격을 갖는 유기 금속 이리듐 착체나, 트리스(1-페닐아이소퀴놀리나토-N,C^2')이리듐(III)(약칭: Ir(piq)₃), 비스(1-페닐아이소퀴놀리나토-N,C^2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: Ir(piq)₂(acac)) 등 피리딘 골격을 갖는 유기 금속 이리듐 착체 외, 2,3,7,8,12,13,17,18-옥타에틸-21H,23H-포르피린백금(II)(약칭: PtOEP) 등 백금 착체나, 트리스(1,3-다이페닐-1,3-프로판다이오나토)(모노페난트롤린)유로퓸(III)(약칭: Eu(DBM)₃(Phen)), 트리스[1-(2-테노일)-3,3,3-트라이플루오로아세토나토](모노페난트롤린)유로퓸(III)(약칭: Eu(TTA)₃(Phen)) 등 희토류 금속 착체를 들 수 있다. 이들은, 적색의 인광 발광을 나타내는 화합물이고, 600nm 내지 700nm에 발광의 피크를 갖는다. 또한, 피라진 골격을 갖는 유기 금속 이리듐 착체는 색도가 좋은 적색 발광이 얻어진다.

또한, 상술한 인광성 화합물 외, 다양한 인광성 발광 재료를 선택하여 사용하여도 좋다.

또한, 발광 영역은 호스트 재료에 상술한 발광 물질을 분산시킨 구조로 하는 것이 바람직하다. 전자 수송층에 포함되는 전자 수송성 물질에는 상술한 물질 외에 정공 수송성 물질도 사용할 수 있다. 정공 수송성 물질로서는, 전하 발생층에 사용할 수 있는 정공 수송성 물질로서 상술한 것을 사용할 수 있다. 또한, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]바이페닐(약칭: NPB), N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-다이페닐-[1,1'-바이페닐]-4,4'-다이아민(약칭: TPD), 4,4'-비스[N-(스피로-9,9'-바이플루오렌-2-일)-N-페닐아미노]바이페닐(약칭: BSPB), 4-페닐-4'-(9-페닐플루오렌-9-일)트라이페닐아민(약칭: BPAFLP), 4-페닐-3'-(9-페닐플루오렌-9-일)트라이페닐아민(약칭: mBPAFLP), 4-페닐-4'-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트라이페닐아민(약칭: PCBA1BP), 4,4'-다이페닐-4''-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트라이페닐아민(약칭: PCBBi1BP), 4-(1-나프틸)-4'-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트라이페닐아민(약칭: PCBANB), 4,4'-다이(1-나프틸)-4''-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트라이페닐아민(약칭: PCBNBB), 9,9-다이메틸-N-페닐-N-[4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐]-플루오렌-2-아민(약칭: PCBAF), N-페닐-N-[4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐]-스피로-9,9'-바이플루오렌-2-아민(약칭: PCBASF) 등 방향족 아민 골격을 갖는 화합물이나, 1,3-비스(N-카바졸일)벤젠(약칭: mCP), 4,4'-다이(N-카바졸일)바이페닐(약칭: CBP), 3,6-비스(3,5-다이페닐페닐)-9-페닐카바졸(약칭: CzTP), 3,3'-비스(9-페닐-9H-카바졸)(약칭: PCCP) 등 카바졸 골격을 갖는 화합물이나, 4,4',4''-(벤젠-1,3,5-트라이일)트라이(다이벤조티오펜)(약칭: DBT3P-II), 2,8-다이페닐-4-[4-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐]다이벤조티오펜(약칭: DBTFLP-III), 4-[4-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐]-6-페닐다이벤조티오펜(약칭: DBTFLP-IV) 등 티오펜 골격을 갖는 화합물이나, 4,4',4''-(벤젠-1,3,5-트라이일)트라이(다이벤조퓨란)(약칭: DBF3P-II), 4-{3-[3-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐]페닐}다이벤조퓨란(약칭: mmDBFFLBi-II) 등 퓨란 골격을 갖는 화합물은 바람직한 재료이다. 상술한 중에서도 방향족 아민 골격을 갖는 화합물이나 카바졸 골격을 갖는 화합물은 신뢰성이 양호하고 정공 수송성이 높고, 구동 전압 저감에도 기여하기 때문에 특히 바람직하다.

발광 영역은 각 발광 유닛 중에 적어도 1층 있으면 좋고, 서로 상이한 발광 물질 또는/및 호스트 재료를 갖는 발광층, 또는 같은 발광 물질 및 호스트 재료를 가지지만 그 농도가 상이한 발광층이 각 발광 유닛에 복수로 포함되어도 좋다. 물론, 각 발광 유닛의 발광층은 같은 구성이어도 좋고, 다른 구성이어도 좋다.

각 발광 유닛을 구성하는 전자 수송층 및 발광층 외의 층으로서는, 정공 주입성 물질을 포함하며 정공 주입성을 갖는 층(정공 주입층), 정공 수송성 물질을 포함하며 정공 수송성을 갖는 층(정공 수송층), 바이폴러성(전자 수송성 및 정공 수송성을 동시에 갖는 성질) 물질을 포함하며 바이폴러성을 갖는 층 등을 들 수 있다. 상기 층 및 그 외의 다양한 기능층을 적절히 조합하여 각 발광 유닛을 구성할 수 있다. 또한, 음극(101)에 접하는 n번째 발광 유닛(102n)에는, 전자 주입성 물질을 포함하며 전자 주입성을 갖는 층(전자 주입층)이, 음극(101)에 가장 가까운 층으로서 더 제공되어도 좋다. 또한, 첫 번째 발광 유닛(102k)과 양극(100) 사이 및 n번째 발광 유닛(102n)과 음극(101) 사이에는 각각 전하 발생 영역을 제공할 수도 있다.

정공 주입층, 정공 수송층, 및 전자 주입층에 대하여 이하에서 설명한다.

정공 주입층은 정공 주입성 물질을 포함한 층이다. 상기 정공 주입성 물질의 예로서는 산화 몰리브덴, 산화 바나듐, 산화 루테늄, 산화 텅스텐, 산화 망간 등의 금속 산화물을 사용할 수 있다. 또한, 프탈로사이아닌(약칭: H₂Pc), 구리(II) 프탈로사이아닌(약칭: CuPc) 등의 프탈로사이아닌계 화합물을 사용할 수 있다. 또한, PEDOT/PSS(약칭) 등의 고분자를 사용할 수도 있다.

정공 수송층은 정공 수송성 물질을 포함한 층이다. 정공 수송층이 갖는 정공 수송성 물질은 상술한 전하 발생 영역(104)에 포함되는 정공 수송성 물질과 같은 물질을 적용할 수 있다. 따라서, 여기서는 상술한 설명을 원용한다. 또한, 정공 수송층은 단층으로 구성되는 것뿐만 아니라, 상술한 물질로 이루어지는 층이 2층 이상 적층된 구조이어도 좋다.

n번째 발광 유닛(102n)에 제공할 수 있는 전자 주입층은 전자 주입성 물질을 포함한 층이다. 전자 주입성 물질로서는, 불화 리튬(LiF), 불화 세슘(CsF), 불화 칼슘(CaF₂) 등의 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 또는 이들의 화합물을 들 수 있다. 또한, 전자 수송성 물질 중에 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 또는 이들의 화합물을 함유시킨 것(예를 들어, Alq(약칭) 중에 마그네슘(Mg)을 함유시킨 것 등)을 상기 전자 주입성 물질로서 적용할 수도 있다. 이와 같은 구조로 함으로써, 음극(101)으로부터의 전자 주입 효율을 더 높일 수 있다.

첫 번째 발광 유닛(102k)과 양극(100) 사이 또는 n번째 발광 유닛(102n)과 음극(101) 사이에는 전하 발생 영역을 제공할 수도 있다. 첫 번째 발광 유닛(102k)과 양극(100) 사이 또는 n번째 발광 유닛(102n)과 음극(101) 사이에 전하 발생 영역을 제공하는 경우, 전하 발생 영역은 정공 수송성 물질과 억셉터성 물질을 포함한 복합 재료를 사용하여 형성한다. 또한, 전하 발생 영역은, 동일한 막 중에 정공 수송성 물질과 억셉터성 물질을 포함하는 경우뿐만 아니라, 정공 수송성 물질을 포함한 층과 억셉터성 물질을 포함한 층이 적층되어도 좋다. 다만, 적층 구조의 경우에는, 억셉터성 물질을 포함한 층이 양극(100) 또는 음극(101)과 접하는 구조로 한다.

첫 번째 발광 유닛(102k)과 양극(100) 사이 또는 n번째 발광 유닛(102n)과 음극(101) 사이에 전하 발생 영역을 제공함으로써, 전극을 형성하는 물질의 일함수를 고려하지 않아도 양극(100) 또는 음극(101)을 형성할 수 있게 된다. 또한, 첫 번째 발광 유닛(102k)과 양극(100) 사이 또는 n번째 발광 유닛(102n)과 음극(101) 사이에 제공되는 전하 발생 영역에는, 상술한 전하 발생 영역(104)과 같은 구성 및 물질을 적용할 수 있기 때문에, 상술한 설명을 원용한다.

또한, 상술한 층을 적절히 조합하여 적층시킴으로써 각 발광 유닛을 형성할 수 있다. 또한, 각 발광 유닛을 형성하는 방법으로서는, 사용하는 재료에 따라 다양한 방법(예를 들어 진공 증착법 등의 건식법, 잉크젯법이나 스핀 코팅법 등의 습식법 등)을 적용할 수 있다. 각 층에서 서로 다른 제작 방법을 적용하여도 좋다.

양극(100)으로서는, 일함수가 큰(구체적으로는 4.0eV 이상) 금속, 합금, 도전성 화합물, 및 이들의 혼합물 등을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 예를 들어, 산화 인듐-산화 주석(ITO: Indium Tin Oxide), 실리콘 또는 산화 실리콘을 함유한 산화 인듐-산화 주석, 산화 인듐-산화 아연, 산화 텅스텐 및 산화 아연을 함유한 산화 인듐(IWZO) 등을 들 수 있다. 이들 도전성 금속 산화물막은, 일반적으로 스퍼터링법에 의하여 형성되지만, 졸-겔법 등을 응용하여 제작하여도 좋다. 제작 방법의 예로서는 산화 인듐-산화 아연은, 산화 인듐에 대하여 1wt% 내지 20wt%의 산화 아연을 첨가한 타깃을 사용하여 스퍼터링법에 의하여 형성하는 방법 등이 있다. 또한, 산화 텅스텐 및 산화 아연을 함유한 산화 인듐(IWZO)은, 산화 인듐에 대하여 산화 텅스텐을 0.5wt% 내지 5wt％, 산화 아연을 0.1wt% 내지 1wt％ 함유한 타깃을 사용하여 스퍼터링법에 의하여 형성할 수도 있다. 이 외에, 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 크로뮴(Cr), 몰리브덴(Mo), 철(Fe), 코발트(Co), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 또는 금속 재료의 질화물(예를 들어, 질화 티타늄) 등을 들 수 있다. 그래핀을 사용할 수도 있다.

음극(101)으로서는, 일함수가 작은(구체적으로는 3.8eV 이하) 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 이와 같은 음극 재료의 구체적인 예로서는, 리튬(Li)이나 세슘(Cs) 등의 알칼리 금속, 및 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr) 등의 원소 주기율표의 제 1 족 또는 제 2 족에 속하는 원소, 및 이들을 포함하는 합금(MgAg, AlLi), 유로퓸(Eu), 이테르븀(Yb) 등의 희토류 금속 및 이들을 포함하는 합금 등을 들 수 있다. 그러나, 음극(101)과 전자 수송층 사이에 전자 주입층을 제공함으로써 일함수의 대소에 상관없이 Al, Ag, ITO, 실리콘 또는 산화 실리콘을 함유한 산화 인듐-산화 주석 등 다양한 도전성 재료를 음극(101)으로서 사용할 수 있다. 이들 도전성 재료는 스퍼터링법이나 잉크젯법, 스핀 코팅법 등을 사용하여 성막할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 기재된 발광 소자에서는, 양극(100) 및 음극(101) 중 적어도 한쪽이 가시광에 대한 투광성을 가지면 좋다. 투광성은 ITO 등의 투명 전극을 이용하거나 또는 전극의 두께를 얇게 함으로써 확보할 수 있다. 또한, 얇게 형성한 재료와 투명 전극의 적층 구조로 하여도 좋다.

또한, 양극(100)과 발광 유닛 사이 또는 음극(101)과 발광 유닛 사이에, ITO 등 투광성을 갖는 도전 재료를 사용하여, 발광 소자의 광학적 거리를 조절하기 위한 도전층을 형성하여도 좋다.

본 실시형태에 기재된 발광 소자는 복수의 발광 유닛을 갖기 때문에, 각각 발광 유닛에서의 발광이 합성된 광을 얻을 수 있다. 즉, 같은 발광 물질을 포함한 발광층을 갖는 발광 유닛이 복수로 적층되었을 때는, 상기 발광 유닛이 단층으로 구성된 발광 소자와 비교하여, 전류 밀도가 같은 경우에도 큰 휘도를 얻을 수 있다. 또한, 상이한 발광색을 나타내는 발광 물질을 포함한 발광 유닛을 적층하여 본 실시형태의 발광 소자를 제작한 경우에는, 넓은 스펙트럼을 갖는 발광 소자나, 백색 발광을 나타내는 발광 소자를 얻을 수 있다. 백색 발광을 나타내는 발광 소자와 컬러 필터를 사용한 구성을 갖는 디스플레이는 고정세화에도 유리하다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 실시형태의 발광 소자는, 복수의 발광 유닛이 전하 발생 영역으로 분할된 발광 소자를 고정세(예를 들어 서로 인접하는 발광 소자들 사이의 발광 영역간 거리가 40μm 이하)한 디스플레이에 적용하더라도, 인접하는 발광 소자들 사이의 간섭 현상을 구동 전압을 크게 상승시키지 않아도 유효하게 저감하여, 고품질 화상을 제공할 수 있는 디스플레이를 제작할 수 있게 된다. 또한, 복수의 발광 유닛이 전하 발생 영역으로 분할된 발광 소자는 높은 전류 효율이나 넓은 발광 스펙트럼, 또는 백색 발광을 용이하게 실현할 수 있는 발광 소자이다.

(실시형태 2)

본 실시형태에서는, 실시형태 1에 기재된 발광 소자를 사용한 발광 장치에 대하여 설명한다.

본 실시형태에서는, 실시형태 1에 기재된 발광 소자를 사용하여 제작된 발광 장치에 대하여 도 2를 사용하여 설명한다. 또한, 도 2의 (A)는 발광 장치를 도시한 상면도이고, 도 2의 (B)는 도 2의 (A)를 A-B 및 C-D를 따라 자른 단면도다. 상기 발광 장치는, 발광 소자의 발광을 제어하기 위하여, 점선으로 나타낸 구동 회로부(소스선 구동 회로)(601), 화소부(602), 및 구동 회로부(게이트선 구동 회로)(603)를 포함한다. 또한, 부호 604는 밀봉 기판, 부호 605는 실재(sealant)이고, 실재(605)로 둘러싸인 내측은 공간(607)이다.

또한, 리드 배선(608)은, 입력되는 신호를 소스선 구동 회로(601) 및 게이트선 구동 회로(603)로 전송하기 위한 배선이고, 외부 입력 단자가 되는 FPC(Flexible Printed Circuit)(609)로부터 비디오 신호, 클럭 신호, 스타트 신호, 리셋 신호 등을 받는다. 또한, 여기서는 FPC밖에 도시되지 않았지만, 이 FPC에는 프린트 배선 기판(PWB)이 장착되어도 좋다. 본 명세서에서의 발광 장치에는, 발광 장치 본체뿐만 아니라, 이에 FPC 또는 PWB가 장착된 상태도 포함된다.

다음에 단면 구조에 대하여 도 2의 (B)를 사용하여 설명한다. 소자 기판(610) 위에 구동 회로부 및 화소부가 형성되지만 여기서는 구동 회로부인 소스선 구동 회로(601)와, 화소부(602) 중의 한 화소가 도시되었다.

또한, 소스선 구동 회로(601)는 n채널형 TFT(623)와 p채널형 TFT(624)를 조합한 CMOS 회로가 형성된다. 또한, 구동 회로는, 각종 CMOS 회로, PMOS 회로, 또는 NMOS 회로로 형성하여도 좋다. 또한, 본 실시형태에서는, 기판 위에 구동 회로를 형성한 드라이버 일체형을 기재하지만, 반드시 그렇게 할 필요는 없고, 구동 회로를 기판 위가 아닌 외부에 형성할 수도 있다.

또한, 화소부(602)는 스위칭용 TFT(611)와, 전류 제어용 TFT(612)와, 이 드레인에 전기적으로 접속된 제 1 전극(613)을 포함하는 복수의 화소에 의하여 형성된다. 또한, 제 1 전극(613)의 단부를 덮도록 절연물(614)이 형성된다. 여기서는 포지티브형 감광성 아크릴 수지막을 사용함으로써 형성한다.

또한, 피복성을 양호한 것으로 하기 위하여, 절연물(614)의 상단부 또는 하단부에 곡률을 갖는 곡면이 형성되도록 한다. 예를 들어, 절연물(614)의 재료로서 포지티브형 감광성 아크릴을 사용한 경우, 절연물(614)의 상단부에만 곡률 반경(0.2㎛ 내지 3㎛)을 갖는 곡면을 갖게 하는 것이 바람직하다. 또한, 절연물(614)로서, 네거티브형 감광성 수지 및 포지티브형 감광성 수지 중 어느 쪽도 사용할 수 있다.

제 1 전극(613) 위에는, EL층(616) 및 제 2 전극(617)이 각각 형성된다. 여기서, 양극으로서 기능하는 제 1 전극(613)에 사용하는 재료로서는, 일함수가 큰 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, ITO막, 또는 실리콘을 포함한 인듐 주석 산화물막, 2wt% 내지 20wt%의 산화 아연을 포함한 산화 인듐막, 질화 티타늄막, 크로뮴막, 텅스텐막, Zn막, Pt막 등의 단층막 외에, 질화 티타늄막과 알루미늄을 주성분으로 하는 막의 적층, 질화 티타늄막과 알루미늄을 주성분으로 하는 막과 질화 티타늄막과의 3층 구조 등을 사용할 수 있다. 또한, 적층 구조로 하면, 배선으로서의 저항도 낮고, 양호한 오믹 접촉(ohmic contact)이 얻어지고, 양극으로서 기능시킬 수도 있다.

또한, EL층(616)은, 증착 마스크를 사용하는 증착법, 잉크젯법, 스핀 코팅법 등의 각종 방법에 의하여 형성된다. EL층(616)은 실시형태 1에서 설명한 바와 같은 구성을 포함한다. 또한, EL층(616)에 포함되는 다른 물질로서는 저분자 화합물 또는 고분자 화합물(올리고머, 덴드리머를 포함함)이어도 좋다.

더구나 EL층(616) 위에 형성되고, 음극으로서 기능하는 제 2 전극(617)에 사용하는 재료로서는, 일함수가 작은 재료(Al, Mg, Li, Ca, 또는 이들의 합금이나 화합물(MgAg, MgIn, AlLi 등) 등)를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, EL층(616)에서 발생한 광을 제 2 전극(617)을 투과시켜 추출하는 경우에는, 제 2 전극(617)으로서, 막 두께를 얇게 한 금속 박막과, 투명 도전막(ITO, 2wt% 내지 20wt%의 산화 아연을 포함한 산화 인듐, 실리콘을 포함한 인듐 주석 산화물, 산화 아연(ZnO) 등)을 적층한 것을 사용하는 것이 좋다.

또한, 제 1 전극(613), EL층(616), 제 2 전극(617)에 의하여 발광 소자가 형성된다. 상기 발광 소자는 실시형태 1에 기재된 구성을 갖는 발광 소자이다. 또한, 화소부는 복수의 발광 소자가 형성되지만, 본 실시형태에 따른 발광 장치에서는, 실시형태 1에 기재된 발광 소자와, 이 외의 구성을 갖는 발광 소자의 양쪽이 포함되어도 좋다.

더구나 실재(605)에 의하여 밀봉 기판(604)과 소자 기판(610)을 접합시킴으로써, 소자 기판(610), 밀봉 기판(604) 및 실재(605)로 둘러싸인 공간(607)에 발광 소자(618)가 구비된 구조가 된다. 또한, 공간(607)에는 충전재가 충전되어 있지만, 불활성 가스(질소나 아르곤 등)가 충전되는 경우에 더하여, 실재(605)로 충전되는 경우도 있다. 밀봉 기판에는 오목부를 형성하고 그곳에 건조재를 제공하면 수분의 영향으로 인한 열화를 억제할 수 있어 바람직한 구성이 된다.

또한, 실재(605)에는 에폭시계 수지나 글라스 프릿을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 이들 재료에는 수분 또는 산소를 가능한 한 투과시키지 않는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 밀봉 기판(604)에 사용하는 재료로서 유리 기판이나 석영 기판 외에, FRP(Fiber Reinforced Plastics), PVF(폴리비닐플루오라이드), 폴리에스테르 또는 아크릴 등으로 이루어지는 플라스틱 기판을 사용할 수 있다.

상술한 공정을 거쳐 실시형태 1에 기재된 발광 소자를 사용하여 제작된 발광 장치를 얻을 수 있다.

본 실시형태에서의 발광 장치는 실시형태 1에 기재된 발광 소자를 사용하므로 양호한 특성을 갖는 발광 장치를 얻을 수 있다. 구체적으로는 실시형태 1에 기재된 발광 소자는 발광 효율이 양호한 발광 소자이므로, 소비 전력이 저감된 발광 장치로 할 수 있다. 또한, 양산하기 쉬운 발광 소자이므로 저렴한 발광 장치를 제공할 수 있다.

도 3에는 백색 발광을 나타내는 발광 소자를 형성하고 착색층(컬러 필터) 등을 제공함으로써 풀컬러화한 발광 장치의 예를 도시하였다. 도 3의 (A)에는, 기판(1001), 하지 절연막(1002), 게이트 절연막(1003), 게이트 전극(1006, 1007, 1008), 제 1 층간 절연막(1020), 제 2 층간 절연막(1021), 주변부(1042), 화소부(1040), 구동 회로부(1041), 발광 소자의 제 1 전극(1024W, 1024R, 1024G, 1024B), 격벽(1025), EL층(1028), 발광 소자의 제 2 전극(1029), 밀봉 기판(1031), 실재(1032) 등이 도시되었다.

또한, 도 3의 (A)에서는 착색층(적색 착색층(1034R), 녹색 착색층(1034G), 및 청색 착색층(1034B))은 투명 기재(1033)에 제공된다. 또한, 흑색층(블랙 매트릭스)(1035)을 더 제공하여도 좋다. 착색층 및 흑색층이 제공된 투명 기재(1033)는 위치 맞춤을 수행하고, 기판(1001)에 고정된다. 또한, 착색층 및 흑색층은 오버코트층(1036)으로 덮인다. 또한, 도 3의 (A)에서는 착색층을 투과하지 않고 광이 외부로 사출되는 발광층과, 각 색의 착색층을 투과하며 광이 외부로 사출되는 발광층이 있고, 착색층을 투과하지 않는 광은 백색, 착색층을 투과하는 광은 적색, 청색, 녹색이 되므로, 4색의 화소에 의하여 영상을 표현할 수 있다.

도 3의 (B)에서는 착색층(적색 착색층(1034R), 녹색 착색층(1034G), 및 청색 착색층(1034B))을 게이트 절연막(1003)과 제 1 층간 절연막(1020) 사이에 형성하는 예를 도시하였다. 이와 같이 착색층은 기판(1001)과 밀봉 기판(1031) 사이에 제공되어도 좋다.

또한, 상술한 발광 장치에서는, TFT가 형성되는 기판(1001) 측에 광을 추출하는 구조(보텀 이미션형)의 발광 장치로 하였지만, 밀봉 기판(1031) 측에 광을 추출하는 구조(톱 이미션형)의 발광 장치로 하여도 좋다. 톱 이미션형 발광 장치의 단면도를 도 4에 도시하였다. 이 경우, 기판(1001)에는 광을 투과시키지 않는 기판을 사용할 수 있다. TFT와 발광 소자의 양극을 접속시키는 접속 전극을 제작할 공정까지는, 보텀 이미션형 발광 장치와 마찬가지로 형성한다. 그 후, 전극(1022)을 덮도록 제 3 층간 절연막(1037)을 형성한다. 이 절연막은 평탄화의 역할을 하여도 좋다. 제 3 층간 절연막(1037)은 제 2 층간 절연막과 같은 재료 외에, 다양한 기타 재료를 사용하여 형성할 수 있다.

발광 소자의 제 1 전극(1024W, 1024R, 1024G, 1024B)은 여기서는 각각 양극으로 하지만, 음극으로 하여도 좋다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같은 톱 이미션형 발광 장치의 경우, 제 1 전극은 반사 전극으로 하는 것이 바람직하다. EL층(1028)의 구성은 실시형태 1에서 설명한 EL층(110)과 같은 구성으로 하고, 또한 백색 발광을 얻을 수 있는 소자 구조로 한다.

도 4에 도시된 바와 같은 톱 이미션 구조의 경우에는, 착색층(적색 착색층(1034R), 녹색 착색층(1034G), 및 청색 착색층(1034B))이 제공된 밀봉 기판(1031)에 의하여 밀봉할 수 있다. 밀봉 기판(1031)에는 화소와 화소 사이에 위치하도록 흑색층(블랙 매트릭스)(1035)을 제공하여도 좋다. 착색층(적색 착색층(1034R), 녹색 착색층(1034G), 청색 착색층(1034B))이나 흑색층(블랙 매트릭스)은 오버코트층에 의하여 덮여 있어도 좋다. 또한 밀봉 기판(1031)으로서는 투광성을 갖는 기판을 사용하기로 한다.

또한, 여기서는 적색, 녹색, 청색, 및 백색의 4색을 사용하여 풀컬러 표시를 수행하는 예를 기재하였지만, 특별히 이에 한정되지 않고, 적색, 녹색, 및 청색의 3색으로 풀컬러 표시를 수행하여도 좋다.

본 실시형태에서의 발광 장치는 실시형태 1에 기재된 발광 소자를 사용하므로 양호한 특성을 갖는 발광 장치를 얻을 수 있다. 구체적으로는 실시형태 1에 기재된 발광 소자는 발광 효율이 양호한 발광 소자이므로, 소비 전력이 저감된 발광 장치로 할 수 있다. 또한 양산하기 쉬운 발광 소자이므로 저렴한 발광 장치를 제공할 수 있다.

상술한 발광 장치는 매트릭스 형상으로 배치된 다수의 미소한 발광 소자를 각각 제어할 수 있기 때문에, 화상의 표현을 수행하는 표시 장치로서 바람직하게 이용할 수 있는 발광 장치이다.

또한, 본 실시형태는 다른 실시형태와 자유롭게 조합할 수 있다.

(실시형태 3)

본 실시형태에서는, 실시형태 1에 기재된 발광 소자를 일부에 포함하는 전자 기기의 예에 대하여 설명한다. 실시형태 1에 기재된 발광 소자는 발광 효율이 양호하며, 소비 전력이 저감되고, 표시 품질이 양호한 디스플레이를 제공할 수 있는 발광 소자이다. 그 결과, 본 실시형태에 기재된 전자 기기는 표시 품질이 양호하며 소비 전력이 저감된 표시부를 갖는 전자 기기로 할 수 있다.

상기 발광 소자를 적용한 전자 기기로서, 예를 들어, 텔레비전 장치(텔레비전, 또는 텔레비전 수신기라고도 함), 컴퓨터용 등의 모니터, 디지털 카메라나 디지털 비디오 카메라 등의 카메라, 디지털 포토 프레임, 휴대 전화기(휴대 전화, 휴대 전화 장치라고도 함), 휴대형 게임기, 휴대 정보 단말, 음향 재생 장치, 파칭코기 등의 대형 오락기 등을 들 수 있다. 이들 전자 기기의 구체적인 예를 이하에서 기재한다.

도 5의 (A)는 텔레비전 장치의 일례를 도시한 것이다. 텔레비전 장치는 하우징(7101)에 표시부(7103)가 제공되어 있다. 또한, 여기서는 스탠드(7105)에 의하여 하우징(7101)을 지지한 구성을 도시하였다. 표시부(7103)에 의하여 영상을 표시할 수 있고, 표시부(7103)는 실시형태 1에 기재된 발광 소자를 매트릭스 형상으로 배열하여 구성된다.

텔레비전 장치는 하우징(7101)이 구비한 조작 스위치나, 별체의 리모트 컨트롤러(7110)에 의하여 조작할 수 있다. 리모트 컨트롤러(7110)가 구비하는 조작 키(7109)에 의하여, 채널이나 음량을 조작할 수 있고, 표시부(7103)에 표시되는 영상을 조작할 수 있다. 또한, 리모트 컨트롤러(7110)에, 상기 리모트 컨트롤러(7110)로부터 출력하는 정보를 표시하는 표시부(7107)를 제공하는 구성으로 하여도 좋다.

또한, 텔레비전 장치는 수신기나 모뎀 등을 구비한 구성으로 한다. 수신기에 의하여 일반적인 텔레비전 방송을 수신할 수 있고 더구나 모뎀을 통하여 유선 또는 무선으로 통신 네트워크에 접속함으로써, 한 방향(송신자로부터 수신자) 또는 쌍방향(송신자와 수신자간, 또는 수신자들끼리 등)의 정보 통신을 수행할 수도 있다.

도 5의 (B1)은 컴퓨터이며, 본체(7201), 하우징(7202), 표시부(7203), 키보드(7204), 외부 접속 포트(7205), 포인팅 디바이스(7206) 등을 포함한다. 또한, 이 컴퓨터는 실시형태 1에서 설명한 것과 같은 발광 소자를 매트릭스 형상으로 배열하고 표시부(7203)에 사용함으로써 제작된다. 도 5의 (B1)에 도시된 컴퓨터는 도 5의 (B2)와 같은 형태를 가져도 좋다. 도 5의 (B2)에 도시된 컴퓨터는 키보드(7204), 포인팅 디바이스(7206) 대신에 제 2 표시부(7210)가 제공된다. 제 2 표시부(7210)는 터치 패널식이고, 제 2 표시부(7210)에 표시된 입력용 표시를 손가락이나 전용 펜으로 조작함으로써 입력할 수 있다. 또한, 제 2 표시부(7210)는 입력용 표시뿐만 아니라 기타 화상을 표시할 수도 있다. 또한, 표시부(7203)도 터치 패널이라도 좋다. 2개의 화면이 힌지로 연결되어 반으로 접을 수 있기 때문에 수납할 때나 운반할 때에 화면이 손상되거나 파손되는 등의 사고가 발생하는 것도 방지할 수 있다.

도 5의 (C)는 휴대형 게임기이며, 하우징(7301)과 하우징(7302)의 2개의 하우징으로 구성되고, 연결부(7303)에 의하여 개폐할 수 있게 연결된다. 하우징(7301)에는, 실시형태 1에서 설명한 발광 소자를 매트릭스 형상으로 배열하여 제작된 표시부(7304)가 제공되고, 하우징(7302)에는 표시부(7305)가 제공된다. 또한, 도 5의 (C)에 도시된 휴대형 게임기는, 기타 스피커부(7306), 기록 매체 삽입부(7307), LED 램프(7308), 입력 수단(조작 키(7309), 접속 단자(7310), 센서(7311)(힘, 변위, 위치, 속도, 가속도, 각속도, 회전수, 거리, 광, 액체, 자기, 온도, 화학 물질, 음성, 시간, 경도(硬度), 전장(電場), 전류, 전압, 전력, 방사선, 유량, 습도, 경도(傾度), 진동, 냄새, 또는 적외선을 측정하는 기능을 포함하는 것), 마이크로폰(7312)) 등을 구비한다. 휴대형 게임기의 구성은 상술한 구성에 한정되지 않는 것은 말할 나위 없고, 표시부(7304) 및 표시부(7305) 중 한쪽 또는 양쪽에 실시형태 1에 기재된 발광 소자를 매트릭스 형상으로 배열하여 제작된 표시부를 적어도 사용하면 좋고, 기타 부속 설비가 적절히 제공된 구성으로 할 수 있다. 도 5의 (C)에 도시된 휴대형 게임기는, 기록 매체에 기록된 프로그램 또는 데이터를 판독하여 표시부에 표시하는 기능이나, 다른 휴대형 게임기와 무선 통신을 수행하여 정보를 공유하는 기능을 갖는다. 또한, 도 5의 (C)에 도시된 휴대형 게임기가 갖는 기능은 이것에 한정되지 않고, 다양한 기능을 가질 수 있다.

도 5의 (D)는 휴대 전화기의 일례를 도시한 것이다. 휴대 전화기는 하우징(7401)에 제공된 표시부(7402) 외에, 조작 버튼(7403), 외부 접속 포트(7404), 스피커(7405), 마이크로폰(7406) 등을 구비한다. 또한, 휴대 전화기(7400)는 실시형태 1에 기재된 발광 소자를 매트릭스 형상으로 배열하여 제작된 표시부(7402)를 갖는다.

도 5의 (D)에 도시된 휴대 전화기는, 표시부(7402)를 손가락 등으로 터치함으로써 정보를 입력할 수 있는 구성으로 할 수도 있다. 이 경우에는, 전화를 걸거나 또는 메일을 작성하는 등의 조작은 표시부(7402)를 손가락 등으로 터치함으로써 수행할 수 있다.

표시부(7402)의 화면은 주로 3가지 모드가 있다. 제 1 모드는 화상의 표시가 주된 표시 모드이며, 제 2 모드는 문자 등의 정보의 입력이 주된 입력 모드다. 제 3 모드는 표시 모드와 입력 모드의 2개의 모드가 혼합한 표시+입력 모드다.

예를 들어, 전화를 걸거나 또는 메일을 작성하는 경우에는, 표시부(7402)를 문자의 입력이 주된 문자 입력 모드로 하고 화면에 표시시킨 문자를 입력하면 좋다. 이 경우에는, 표시부(7402)의 화면의 대부분에 키보드 또는 번호 버튼을 표시시키는 것이 바람직하다.

또한, 휴대 전화기 내부에 자이로, 가속도 센서 등의 기울기를 검출하는 센서를 갖는 검출 장치를 제공함으로써, 휴대 전화기의 방향(세로인지 가로인지)을 판단하여, 표시부(7402)의 화면 표시를 자동적으로 전환하도록 할 수 있다.

또한, 화면 모드는 표시부(7402)를 터치하거나 또는 하우징(7401)의 조작 버튼(7403)을 조작함으로써 전환된다. 또한, 표시부(7402)에 표시되는 화상의 종류에 따라 전환하도록 할 수도 있다. 예를 들어, 표시부에 표시하는 화상 신호가 동영상 데이터이면 표시 모드, 텍스트 데이터이면 입력 모드로 전환한다.

또한, 입력 모드에서, 표시부(7402)의 광 센서에서 검출되는 신호를 검지한 결과 표시부(7402)의 터치 조작에 의한 입력이 일정 기간 없는 경우에는, 화면의 모드를 입력 모드로부터 표시 모드로 전환하도록 제어하여도 좋다.

표시부(7402)는 이미지 센서로서 기능시킬 수도 있다. 예를 들어, 표시부(7402)에 손바닥이나 손가락으로 터치하여 장문(掌紋)이나 지문 등을 촬상(撮像)함으로써 본인 인증을 수행할 수 있다. 또한, 표시부에 근적외광(近赤外光)을 발광하는 백 라이트 또는 근적외광을 발광하는 센싱용 광원을 사용하면, 손가락 정맥(靜脈), 손바닥 정맥 등을 촬상할 수도 있다.

또한, 본 실시형태에 기재된 구성은 다른 실시형태에 기재된 구성을 조합하여 사용할 수 있다.

상술한 바와 같이, 실시형태 1에 기재된 발광 소자를 구비한 발광 장치의 적용 범위는 매우 넓고 이 발광 장치를 다양한 분야의 전자 기기에 적용할 수 있다. 실시형태 1에 기재된 발광 소자를 사용함으로써, 고품질 표시를 제공하며 소비 전력이 저감된 전자 기기를 얻을 수 있다.

실시형태 1에 기재된 발광 소자는 자동차의 앞창이나 대시보드에도 탑재할 수 있다. 도 6에 실시형태 1에 기재된 발광 소자를 자동차의 앞창이나 대시보드에 사용하는 일 형태를 도시하였다. 표시 영역(5000) 내지 표시 영역(5005)은 실시형태 1에 기재된 발광 소자를 사용하여 제공된다.

표시 영역(5000)과 표시 영역(5001)은 실시형태 1에 기재된 발광 소자를 자동차의 앞창에 탑재한 표시 장치이다. 실시형태 1에 기재된 발광 소자는 제 1 전극과 제 2 전극을 투광성을 갖는 전극으로 제작함으로써 반대 측이 비쳐 보이는, 소위 시스루 상태의 표시 장치로 할 수 있다. 시스루 상태의 표시라면 자동차의 앞창에 설치하더라도 시야를 방해하지 않고 설치할 수 있다. 또한, 구동시키기 위하여 트랜지스터 등을 제공하는 경우에는, 유기 반도체 재료에 의한 유기 트랜지스터나, 산화물 반도체를 사용한 트랜지스터 등 투광성을 갖는 트랜지스터를 사용하면 좋다.

표시 영역(5002)은 필러(pillar) 부분에 제공된 실시형태 1에 기재된 발광 소자를 탑재한 표시 장치이다. 표시 영역(5002)에는 차체에 제공된 촬상 수단으로부터의 영상을 표시함으로써 필러로 차단된 시계(視界)를 보완시킬 수 있다. 또한, 마찬가지로, 대시보드 부분에 제공된 표시 영역(5003)은 차체로 차단된 시계를 자동차의 외측에 제공된 촬상 수단으로부터의 영상을 표시함으로써 사각을 보충하고 안전성을 높일 수 있다. 보이지 않는 부분을 보완하도록 영상을 표시함으로써 더 자연스럽고 위화감을 느끼지 않고 안전을 확인할 수 있다.

표시 영역(5004)이나 표시 영역(5005)은 내비게이션 정보, 스피드미터나 타코미터, 주행 거리, 급유량, 기어 상태, 에어컨디셔너의 설정 등, 기타 다양한 정보를 제공할 수 있다. 표시는 사용자의 기호에 맞춰서 그 표시 항목이나 레이아웃을 적절히 변경할 수 있다. 또한, 이들 정보는 표시 영역(5000) 내지 표시 영역(5003)에도 제공할 수 있다. 또한, 표시 영역(5000) 내지 표시 영역(5005)은 조명 장치로서 사용할 수도 있다.

실시형태 1에 기재된 발광 소자는 발광 효율이 높은 발광 소자로 할 수 있다. 또한, 소비 전력이 작은 발광 소자로 할 수 있다. 그러므로, 표시 영역(5000) 내지 표시 영역(5005)에 큰 화면을 많이 제공하여도 배터리에 부하를 가하는 일이 적고, 쾌적하게 사용할 수 있기 때문에 실시형태 1에 기재된 발광 소자를 사용한 발광 장치 또는 조명 장치는, 차재용의 발광 장치 또는 조명 장치로서 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자는 내열성이 양호한 발광 소자이므로, 여름에 항상 고온이 되는 차재용 표시 장치로서 매우 적합하다.

도 7의 (A) 및 (B)는 폴더형 태블릿 단말의 일례다. 도 7의 (A)는 펼친 상태이며, 태블릿 단말은 하우징(9630), 표시부(9631a), 표시부(9631b), 표시 모드 전환 스위치(9034), 전원 스위치(9035), 전력 절약 모드 전환 스위치(9036), 후크(9033)를 갖는다. 또한, 상기 태블릿 단말은, 실시형태 1에 기재된 발광 소자를 구비한 발광 장치를 표시부(9631a) 및 표시부(9631b)의 한쪽 또는 양쪽에 사용함으로써 제작된다.

표시부(9631a)는 일부를 터치 패널 영역(9632a)으로 할 수 있고, 표시된 조작 키(9637)에 터치함으로써 데이터를 입력할 수 있다. 또한 일례로서 표시부(9631a)에서는 영역의 절반이 표시만 하는 기능을 갖는 구성이고 영역의 나머지 절반이 터치 패널 기능을 갖는 구성을 도시하였지만 상기 구성에 한정되지 않는다. 표시부(9631a)의 모든 영역이 터치 패널 기능을 갖는 구성으로 하여도 좋다. 예를 들어, 표시부(9631a)의 전체면에 키보드 버튼을 표시시켜서 터치 패널로 하고, 표시부(9631b)를 표시 화면으로서 사용할 수 있다.

또한, 표시부(9631b)에서도 표시부(9631a)와 마찬가지로, 표시부(9631b)의 일부를 터치 패널 영역(9632b)으로 할 수 있다. 또한 터치 패널의 키보드 표시 전환 버튼(9639)이 표시되어 있는 위치를 손가락이나 스타일러스 등으로 터치함으로써 표시부(9631b)에 키보드 버튼을 표시시킬 수 있다.

또한, 터치 패널 영역(9632a)과 터치 패널 영역(9632b)에 대하여 동시에 터치 입력할 수도 있다.

또한 표시 모드 전환 스위치(9034)는 세로 표시 또는 가로 표시 등의 표시 방향을 전환하고, 흑백 표시나 컬러 표시의 전환 등을 선택할 수 있다. 전력 절약 모드 전환 스위치(9036)는 태블릿 단말에 내장된 광 센서로 검출되는, 사용 시의 외광의 광량에 따라 표시의 휘도를 최적인 휘도로 할 수 있다. 태블릿 단말은 광 센서뿐만 아니라, 자이로, 가속도 센서 등 기울기를 검출하는 센서 등의 다른 검출 장치를 내장시켜도 좋다.

또한, 도 7의 (A)에서는 표시부(9631b)와 표시부(9631a)의 표시 면적이 같은 예를 도시하였지만 이에 특별히 한정되지 않고 한쪽 사이즈와 다른 쪽 사이즈가 상이하여도 좋고, 표시 품질도 상이하여도 좋다. 예를 들어, 한쪽이 다른 쪽보다 고정세하게 표시할 수 있는 표시 패널로 하여도 좋다.

도 7의 (B)는 닫은 상태이며, 본 실시형태에서의 태블릿 단말에서는, 하우징(9630), 태양 전지(9633), 충방전 제어 회로(9634), 배터리(9635), DCDC 컨버터(9636)를 구비하는 예를 도시하였다. 또한, 도 7의 (B)에서는 충방전 제어 회로(9634)의 일례로서 배터리(9635) 및 DCDC 컨버터(9636)를 갖는 구성에 대하여 도시하였다.

또한, 태블릿 단말은 반으로 접을 수 있기 때문에, 사용하지 않을 때는 하우징(9630)을 닫은 상태로 할 수 있다. 따라서, 표시부(9631a) 및 표시부(9631b)를 보호할 수 있기 때문에 내구성이 뛰어나고 장기 사용의 관점에서 봐도 신뢰성이 뛰어난 태블릿 단말을 제공할 수 있다.

또한, 상기 외에도 도 7의 (A) 및 (B)에 도시된 태블릿 단말은 다양한 정보(정지 화상, 동영상, 텍스트 화상 등)를 표시하는 기능, 달력, 날짜 또는 시각 등을 표시부에 표시시키는 기능, 표시부에 표시시킨 정보를 터치 입력 조작 또는 편집하는 터치 입력 기능, 다양한 소프트웨어(프로그램)에 의하여 처리를 제어하는 기능 등을 가질 수 있다.

태블릿 단말의 표면에 장착된 태양 전지(9633)에 의하여, 전력을 터치 패널, 표시부, 또는 영상 신호 처리부 등에 공급할 수 있다. 또한, 태양 전지(9633)는, 하우징(9630)의 한쪽 면 또는 양쪽 면에 제공되면 배터리(9635)를 효율적으로 충전할 수 있어 바람직하다.

또한, 도 7의 (B)에 도시된 충방전 제어 회로(9634)의 구성 및 동작에 대하여 도 7의 (C)에 도시된 블록도를 사용하여 설명한다. 도 7의 (C)에는 태양 전지(9633), 배터리(9635), DCDC 컨버터(9636), 컨버터(9638), 스위치(SW1) 내지 스위치(SW3), 표시부(9631)가 도시되었고, 배터리(9635), DCDC 컨버터(9636), 컨버터(9638), 스위치(SW1) 내지 스위치(SW3)가 도 7의 (B)에 도시된 충방전 제어 회로(9634)에 대응하는 개소이다.

먼저, 외광에 의하여 태양 전지(9633)로 발전되는 경우의 동작의 예에 대하여 설명한다. 태양 전지에 의하여 발전된 전력은 배터리(9635)를 충전시키기 위한 전압이 되도록 DCDC 컨버터(9636)로 승압 또는 강압된다. 그리고, 표시부(9631)의 동작에 태양 전지(9633)에 의하여 충전된 전력이 사용될 때에는 스위치(SW1)를 온으로 하고, 컨버터(9638)에 의하여 표시부(9631)에 필요한 전압으로 승압 또는 강압한다. 또한, 표시부(9631)에서 표시를 수행하지 않을 때에는, 스위치(SW1)를 오프로 하고, 스위치(SW2)를 온으로 하여 배터리(9635)를 충전하는 구성으로 하면 좋다.

또한, 태양 전지(9633)에 대해서는, 발전 수단의 일례로서 제시하였지만, 발전 수단은 이에 특별히 한정되지 않으며, 압전 소자(피에조 소자(piezoelectric element))나 열전 변환 소자(펠티어 소자(Peltier element)) 등의 다른 발전 수단에 의하여 배터리(9635)를 충전하여도 좋다. 무선(비접촉)으로 전력을 송수신하여 충전하는 무접점 전력 전송 모듈이나, 또한 다른 충전 수단을 조합하여 충전하는 구성으로 하여도 좋고, 발전 수단을 갖지 않아도 좋다.

또한, 상술한 표시부(9631)를 구비하면 도 7에 도시된 형상의 태블릿 단말에 한정되지 않는다.

(실시예 1)

본 실시예에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자(실시예용 소자(1-R, 1-G, 1-B) 및 비교예(비교예용 소자(1-R, 1-G, 1-B))에 대하여 설명한다. 소자 구조는 도 13에 도시하였다. 본 실시예 및 비교예에서는 상기 소자를 사용하여 표시 장치를 제작하고 평가하였다. 표시 장치를 제작하기 위하여, 실시예용 소자 1, 비교예용 소자 1 양쪽에, 컬러 필터와 공진 구조를 사용하여 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소의 3색을 사용하였다. 실시예용 소자(1-R, 1-G, 1-B) 및 비교예용 소자(1-R, 1-G, 1-B)에 사용한 유기 화합물의 구조식을 이하에 나타낸다.

본 실시예의 발광 소자(실시예용 소자(1-R, 1-G, 1-B))의 제작 방법에 대하여 이하에서 설명한다.

(실시예용 소자(1-R, 1-G, 1-B)의 제작 방법)

유리 기판 위에 알루미늄-니켈-란탄 합금막, 티타늄막을 순차적으로 스퍼터링법에 의하여 형성하여 양극(100)을 형성하였다. 또한, 알루미늄-니켈-란탄 합금막의 두께는 200nm로 하고 티타늄막의 두께는 6nm로 하였다. 또한, 전극 면적은 2mm×2mm로 하였다.

다음에, 양극(100) 위에 산화 실리콘을 포함한 인듐 주석 산화물(ITSO)을 스퍼터링법에 의하여 성막하여 제 1 도전층(107)을 형성하였다. 실시예용 소자(1-R), 실시예용 소자(1-G), 및 실시예용 소자(1-B) 각각에서 마이크로 캐비티 효과를 얻기 위하여, 실시예용 소자(1-R)에서는 제 1 도전층(107)의 두께를 75nm, 실시예용 소자(1-G)에서는 제 1 도전층(107)의 두께를 40nm, 실시예용 소자(1-B)에서는 제 1 도전층(107)의 두께를 10nm로 하였다.

다음에 기판 위에 발광 소자를 형성하기 위한 전처리로서 기판 표면을 물로 세정하고 200℃로 1시간 동안 소성한 후 UV 오존 처리를 370초 수행하였다.

그 후, 10^-4Pa 정도까지 내부가 감압된 진공 증착 장치에 기판을 도입하고, 진공 증착 장치 내의 가열실에서 170℃에서 30분 동안 진공 소성을 수행한 후, 기판을 30분 정도 방랭하였다.

이어서, 양극(100)이 형성된 면이 아래 쪽이 되도록, 양극(100)이 형성된 기판을 진공 증착 장치 내에 제공된 기판 홀더에 고정하고, 10^-4Pa 정도까지 감압한 후, 상기 구조식(i)으로 나타내어지는 3-[4-(9-페난트릴)-페닐]-9-페닐-9H-카바졸(약칭: PCPPn)과 산화 몰리브덴(VI)을 양극(100) 위에 저항 가열을 사용한 증착법에 의하여 공증착함으로써 제 1 정공 주입층(111_1)을 형성하였다. 제 1 정공 주입층(111_1)의 두께는 실시예용 소자(1-R)에서는 8.5nm, 실시예용 소자(1-G)에서는 13.5nm, 실시예용 소자(1-B)에서는 5nm로 하였다. PCPPn과 산화 몰리브덴의 비율은 중량비 1:0.5(=PCPPn:산화 몰리브덴)가 되도록 조절하였다. 또한, 공증착법이란 하나의 처리실 내에서 복수의 증발원으로부터 동시에 증착하는 증착법이다.

다음에, 제 1 정공 주입층(111_1) 위에, PCPPn을 10nm의 두께가 되도록 성막하여 제 1 정공 수송층(112_1)을 형성하였다.

또한, 상기 구조식(ii)으로 나타내어지는 9-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카바졸(약칭: CzPA)과, 상기 구조식(iii)으로 나타내어지는 N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-비스[3-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐]피렌-1,6-다이아민(약칭: 1,6mMemFLPAPrn)을 중량비 1:0.05(=CzPA:1,6mMemFLPAPrn)가 되도록 제 1 정공 수송층(112_1) 위에 25nm의 두께가 되도록 공증착하여 제 1 발광층(113_1)을 형성하였다.

그 후, 5nm의 두께가 되도록 CzPA를 성막하고, 상기 구조식(iv)으로 나타내어지는 2,9-비스(나프탈렌-2-일)-4,7-다이페닐-1,10-페난트롤린(약칭: NBphen)을 15nm의 두께가 되도록 성막하여 제 1 전자 수송층(114_1)을 형성하였다. 상술한 제 1 정공 주입층(111_1)으로부터 제 1 전자 수송층(114_1)까지를 제 1 발광 유닛(102_1)이라고 부른다.

제 1 발광 유닛(102_1) 위에 전하 발생층(103)을 형성하였다. 전하 발생층(103)으로서는, 먼저 전자 주입 버퍼 영역(105)의 일부로서, 산화 리튬을 사용하여 리튬층을 0.1nm의 두께가 되도록 형성하였다. 이어서, 전자 릴레이 영역으로서 상기 구조식(v)으로 나타내어지는 구리 프탈로사이아닌(약칭: CuPc)을 2nm의 두께가 되도록 성막하였다. 그 후, 상기 구조식(vi)으로 나타내어지는 4,4',4''-(벤젠-1,3,5-트라이일)트라이(다이벤조티오펜)(약칭: DBT3P-II)과 산화 몰리브덴(VI)을 전하 발생 영역(104)으로서 12.5nm의 두께가 되도록 공증착하였다. DBT3P-II와 산화 몰리브덴의 비율은 중량비 1:0.5(=DBT3P-II:산화 몰리브덴)가 되도록 조절하였다.

전하 발생층(103) 위에 상기 구조식(vii)으로 나타내어지는 4-페닐-4'-(9-페닐플루오렌-9-일)트라이페닐아민(약칭: BPAFLP)을 제 2 정공 수송층(112_2)으로서 20nm의 두께가 되도록 성막하였다.

다음에, 상기 구조식(viii)으로 나타내어지는 2-[3'-(다이벤조티오펜-4-일)바이페닐-3-일]다이벤조[f,h]퀴녹살린(약칭: 2mDBTBPDBq-II)과, 상기 구조식(ix)으로 나타내어지는 4,4'-다이(1-나프틸)-4''-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트라이페닐아민(약칭: PCBNBB)과, 상기 구조식(x)으로 나타내어지는 비스[2-(6-tert-부틸-4-피리미딘일-κN3)페닐-κC](2,4-펜탄다이오나토-κ²O,O')이리듐(III)(약칭: Ir(tBuppm)₂(acac))을 중량비 0.7:0.3:0.06(=2mDBTBPDBq-II:PCBNBB:Ir(tBuppm)₂(acac))이 되도록 20nm의 두께가 되도록 공증착한 후, 2mDBTBPDBq-II와 상기 구조식(xi)으로 나타내어지는 비스{4,6-다이메틸-2-[3-(3,5-다이메틸페닐)-5-페닐-2-피라진일-κN]페닐-κC}(2,6-다이메틸-3,5-헵탄다이오나토-κ²O,O')이리듐(III)(약칭: Ir(dmdppr-P)₂(dibm))을 중량비 1:0.04(=2mDBTBPDBq-II:Ir(dmdppr-P)₂(dibm))가 되도록 20nm의 두께가 되도록 공증착하여 제 2 발광층(113_2)을 형성하였다.

그 후, 제 2 발광층(113_2) 위에 2mDBTBPDBq-II를 30nm의 두께가 되도록 성막하고, NBphen을 15nm의 두께가 되도록 성막하여 제 2 전자 수송층(114_2)을 형성하였다.

제 2 전자 수송층(114_2)을 형성한 후, 불화 리튬(LiF)을 1nm의 두께가 되도록 증착시켜 전자 주입층(115_2)을 형성하고, 마지막에, 음극(101)으로서 은-마그네슘 합금을 15nm의 두께가 되도록 성막하고 나서, 인듐 주석 산화물(ITO)을 70nm의 두께가 되도록 성막함으로써, 본 실시예의 발광 소자(실시예용 소자(1-R, 1-G, 1-B))를 제작하였다. 또한, 제 2 정공 수송층(112_2)으로부터 전자 주입층(115_2)까지가 제 2 발광 유닛(102_2)에 상당한다.

상술한 증착 과정에서 모든 증착에 저항 가열법을 사용하였다.

본 실시예의 비교 발광 소자(비교예용 소자(1-R, 1-G, 1-B))의 제작 방법을 이하에 나타낸다.

(비교예용 소자(1-R, 1-G, 1-B)의 제작 방법)

비교예용 소자(1-R, 1-G, 1-B)는, 실시예용 소자(1-R, 1-G, 1-B)에서의 제 1 정공 주입층(111_1)의 두께를, 비교예용 소자(1-R)에서는 13.5nm가 되도록, 비교예용 소자(1-G)에서는 16nm가 되도록, 비교예용 소자(1-B)에서는 7.5nm가 되도록 하여 형성하였다. 또한, 제 1 전자 수송층(114_1) 및 제 2 전자 수송층(114_2)에 사용되는 NBphen을 대신하여 상기 구조식(xii)으로 나타내어지는 바소페난트롤린(약칭: Bphen)을 사용하여 제작한 이외에는 실시예용 소자(1-R, 1-G, 1-B)와 마찬가지로 제작하였다.

실시예용 소자(1-R, 1-G, 1-B) 및 비교예용 소자(1-R, 1-G, 1-B)를 질소 분위기의 글로브 박스 내에서, 발광 소자가 대기에 노출되지 않도록, 컬러 필터가 형성된 유리 기판에 의하여 밀봉하는 작업(실재를 소자의 주위에 도포하고, 밀봉 시에 UV 처리, 80℃에서 1시간의 가열 처리)을 수행한 후, 이들 발광 소자의 특성에 대하여 측정하였다. 또한, 측정은 실온(25℃로 유지된 분위기)에서 수행하였다.

다음에, 실시예용 소자(1-R, 1-G, 1-B) 및 비교예용 소자(1-R, 1-G, 1-B)의 소자 특성을 측정하는 방법에 대하여 설명한다.

제작한 적색 소자(실시예용 소자(1-R), 비교예용 소자(1-R))에는 컬러 필터층(CF(R))을, 제작한 녹색 소자(실시예용 소자(1-G), 비교예용 소자(1-G))에는 컬러 필터층(CF(G))을, 제작한 청색 소자(실시예용 소자(1-B), 비교예용 소자(1-B))에는 컬러 필터층(CF(B))을 각각 제공하여 소자 특성을 측정하였다.

컬러 필터층(CF(R))은 재료로서 CR-7001W(후지 필름 주식회사(FUJIFILM Corporation) 제조), 컬러 필터층(CF(G))은 재료로서 CG-7001W(후지 필름 주식회사 제조), 컬러 필터층(CF(B))은 재료로서 CB-7001W(후지 필름 주식회사 제조)를 각각 사용하여 유리 기판 위에 도포한 후, 220℃에서 1시간 소성하여 형성하였다. 또한, 막 두께는 1.3μm 내지 1.4μm이었다. 또한, 스핀 코팅법에 의하여 컬러 필터층(CF(R))에서는 회전수 500rpm, 컬러 필터층(CF(G))에서는 회전수 1000rpm, 컬러 필터층(CF(B))에서는 회전수 2000rpm로 유리 기판에 컬러 필터 재료를 도포하였다.

실시예용 소자(1-R, 1-G, 1-B) 및 비교예용 소자(1-R, 1-G, 1-B)에 대한, 전류 밀도-휘도 특성을 도 8에, 휘도-전류 효율 특성을 도 9에, 전압-휘도 특성을 도 10에, 발광 스펙트럼을 도 11에 각각 도시하였다.

상술한 바와 같이, 실시예용 소자(1-R, 1-G, 1-B) 및 비교예용 소자(1-R, 1-G, 1-B)에서의 모든 색의 초기 특성에 큰 차이는 보이지 않았다.

다음에, 실시예용 소자(1-R, 1-G, 1-B)의 신뢰성을 평가하였다. 초기 휘도는 실시예용 소자(1-R)를 655cd/m², 실시예용 소자(1-G)를 1667cd/m², 실시예용 소자(1-B)를 249cd/m²로 설정하고, 전류 밀도가 일정한 조건으로 각 초기 휘도를 100%로 하였을 때의, 구동 시간에 대한 변화의 그래프를 도 14에 나타내었다. 또한, 각각 소자에 설정한 초기 휘도는, 이들 소자를 사용하여 D65 규격의 색도를 갖는 백색 소자를 제작하는 경우에 필요한 휘도 비율의 값으로 하였다.

도 14를 보면, 실시예용 소자(1-R, 1-G, 1-B)는 모두 양호한 신뢰성을 갖는 발광 소자인 것을 알 수 있었다.

다음에, 크로스토크를 평가한 소자(실시예용 소자 2 및 비교예용 소자 2)의 제작 방법을 설명한다.

(실시예용 소자 2의 제작 방법)

크로스토크를 평가하기 위하여, 해상도가 326ppi인 패시브 패널을 제작하였다. RGB 화소를 스트라이프 형상으로 늘어놓은 패널이고 화소 사이즈는 78μm각으로 하였다. 부화소(RGB의 각 화소)는 26μm×78μm로 하고, 개구율은 65.7%로 하였다.

실시예용 소자 2 및 비교예용 소자 2에 사용한 물질에 대하여 이하에서 설명한다. 또한, 실시예용 소자 1 및 비교예용 소자 1에 사용한 재료에 대해서는 상술한 구조식을 참조하기 바란다.

각 화소에서, 양극(100)으로서 알루미늄-니켈-란탄 합금막, 티타늄막을 순차적으로 스퍼터링법에 의하여 형성하였다. 또한, 알루미늄-니켈-란탄 합금막의 두께는 200nm로 하고, 티타늄막의 두께는 6nm로 하였다.

다음에, 산화 실리콘을 포함한 인듐 주석 산화물(ITSO)을 스퍼터링법에 의하여 양극(100) 위에 성막하여 제 1 도전층(107)을 형성하였다. 실시예용 소자 2의 R 화소, G 화소, B 화소 각각에서 마이크로 캐비티 효과를 얻기 위하여, R 화소에서는 제 1 도전층(107)의 두께를 80nm, G 화소에서는 제 1 도전층(107)의 두께를 40nm로 하고, B 화소에서는 제 1 도전층(107)을 제공하지 않았다.

다음에, 양극(100)이 형성된 면이 아래 쪽이 되도록 양극(100)이 형성된 기판을 진공 증착 장치 내에 설치된 기판 홀더에 고정하고 10^-4Pa 정도까지 감압하고 나서, 양극(100) 위에 저항 가열을 사용한 증착법에 의하여, 상기 구조식(xiii)으로 나타내어지는 9-페닐-3-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카바졸(약칭: PCzPA)과 산화 몰리브덴(VI)을 13nm의 두께가 되도록 공증착함으로써 제 1 정공 주입층(111_1)을 형성하였다. PCzPA와 산화 몰리브덴의 비율은 중량비 1:0.5(=PCzPA:산화 몰리브덴)가 되도록 조절하였다. 또한, 공증착법이란 하나의 처리실 내에서 복수의 증발원으로부터 동시에 증착하는 증착법이다.

다음에, 제 1 정공 주입층(111_1) 위에 PCzPA를 20nm의 두께가 되도록 성막하여 제 1 정공 수송층(112_1)을 형성하였다.

또한, 제 1 정공 수송층(112_1) 위에, 상기 구조식(ii)으로 나타내어지는 9-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카바졸(약칭: CzPA)과, 상기 구조식(iii)으로 나타내어지는 N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-비스[3-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐]피렌-1,6-다이아민(약칭: 1,6mMemFLPAPrn)을 중량비 1:0.05(=CzPA:1,6mMemFLPAPrn)가 되도록 30nm의 두께가 되도록 공증착하여 제 1 발광층(113_1)을 형성하였다.

그 후, CzPA를 5nm의 두께가 되도록 성막하고, 상기 구조식(iv)으로 나타내어지는 2,9-비스(나프탈렌-2-일)-4,7-다이페닐-1,10-페난트롤린(약칭: NBphen)을 15nm의 두께가 되도록 성막하여 제 1 전자 수송층(114_1)을 형성하였다. 상술한 제 1 정공 주입층(111_1)으로부터 제 1 전자 수송층(114_1)까지를 제 1 발광 유닛(102_1)이라고 부른다.

제 1 발광 유닛(102_1) 위에 전하 발생층(103)을 형성하였다. 전하 발생층(103)으로서는, 먼저 전자 주입 버퍼 영역(105)의 일부로서, 산화 리튬을 사용하여 리튬층을 0.1nm의 두께가 되도록 형성하였다. 이어서, 전자 릴레이 영역으로서 상기 구조식(v)으로 나타내어지는 구리 프탈로사이아닌(약칭: CuPc)을 2nm의 두께가 되도록 성막하였다. 그 후, PCzPA와 산화 몰리브덴(VI)을 전하 발생 영역(104)으로서 13nm의 두께가 되도록 공증착하였다. PCzPA와 산화 몰리브덴의 비율은 중량비 1:0.5(=PCzPA:산화 몰리브덴)가 되도록 조절하였다.

다음에, 상기 구조식(viii)으로 나타내어지는 2-[3'-(다이벤조티오펜-4-일)바이페닐-3-일]다이벤조[f,h]퀴녹살린(약칭: 2mDBTBPDBq-II)과, 상기 구조식(ix)으로 나타내어지는 4,4'-다이(1-나프틸)-4''-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트라이페닐아민(약칭: PCBNBB)과, 상기 구조식(x)으로 나타내어지는 비스[2-(6-tert-부틸-4-피리미딘일-κN3)페닐-κC](2,4-펜탄다이오나토-κ²O,O')이리듐(III))(약칭: Ir(tBuppm)₂(acac))을 중량비 0.7:0.3:0.06(=2mDBTBPDBq-II:PCBNBB:Ir(tBuppm)₂(acac))이 되도록 20nm의 두께가 되도록 공증착한 후, 2mDBTBPDBq-II와 상기 구조식(xiv)으로 나타내어지는 비스(2,3,5-트라이페닐피라지나토)(다이피발로일메타나토)이리듐(III)(약칭: Ir(tppr)₂(dpm))을 중량비 1:0.06(2mDBTBPDBq-II:Ir(tppr)₂(dpm))이 되도록 20nm의 두께로 공증착하여 제 2 발광층(113_2)을 형성하였다.

그 후, 제 2 발광층(113_2) 위에 2mDBTBPDBq-II를 15nm의 두께가 되도록 성막하고, 상기 구조식(xii)으로 나타내어지는 바소페난트롤린(약칭: Bphen)을 15nm의 두께가 되도록 성막하여 제 2 전자 수송층(114_2)을 형성하였다.

제 2 전자 수송층(114_2)을 형성한 후, 불화 리튬(LiF)을 1nm의 두께가 되도록 증착하여 전자 주입층(115_2)을 형성하고, 마지막에, 음극(101)으로서 은을 15nm의 두께가 되도록 성막하고 나서, PCzPA를 70nm의 두께가 되도록 성막함으로써 실시예용 소자 2를 제작하였다. 또한, 제 2 정공 수송층(112_2)으로부터 전자 주입층(115_2)까지가 제 2 발광 유닛(102_2)에 상당한다.

비교 발광 소자(비교예용 소자 2)의 제작 방법을 이하에서 설명한다.

(비교예용 소자 2의 제작 방법)

비교예용 소자 2에서는, 실시예용 소자 2에서 제 1 전자 수송층(114_1)에 사용되는 NBphen을 대신하여 상기 구조식(xii)으로 나타내어지는 바소페난트롤린(약칭: Bphen)을 사용하여 제작한 이외에는 실시예용 소자 2와 마찬가지로 형성하였다.

실시예용 소자 2 및 비교예용 소자 2를 질소 분위기의 글로브 박스 내에서, 발광 소자가 대기에 노출되지 않도록 컬러 필터가 형성된 유리 기판에 의하여 밀봉하는 작업(실재를 소자의 주위에 도포하고, 밀봉 시에 UV 처리, 80℃에서 1시간의 가열 처리)을 수행한 후, 이들 발광 소자의 특성을 측정하였다. 또한, 측정은 실온(25℃로 유지된 분위기)에서 수행하였다.

도 12에 크로스토크를 평가한 결과를 나타내었다. 도 12는 비교예용 소자 2 및 실시예용 소자 2를 사용하여 제작한 표시 장치를 확대한 사진이다. 위로부터, 적색 화소만을 발광시킨 사진, 녹색 화소만을 발광시킨 사진, 청색 화소만을 발광시킨 사진이다.

비교예용 소자 2를 사용하여 제작된 표시 장치에서는, 발광 화소에 인접하는 화소까지도 약간 발광하는 한편, 실시예용 소자 2를 사용하여 제작된 표시 장치에서는, 발광 화소에 인접하는 화소의 발광은 약한 것을 알 수 있다. 또한, 가장 왼쪽의 발광 열로부터 더 왼쪽으로 인식할 수 있는 화소의 열의 개수가 실시예용 소자 2에서는 적은 것을 알 수 있다.

이 결과를 보면, 본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자는, 화소간의 크로스토크를 유효하게 억제할 수 있다는 것을 알 수 있다. 특히, 화소 간격이 80μm 이하 또는 부화소의 간격이 30μm 이하인 고정세한 표시 장치에서, 본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자는 화소간의 크로스토크를 억제하는 데 효과적이다.

100: 양극
101: 음극
102: 발광 유닛
102_1: 제 1 발광 유닛
102_2: 제 2 발광 유닛
102k: 첫 번째 발광 유닛
102m: m번째 발광 유닛
102m+1: m+1번째 발광 유닛
102n: n번째 발광 유닛
103: 전하 발생층
103k: 첫 번째 전하 발생층
103m: m번째 전하 발생층
103n-1: n-1번째 전하 발생층
104: 전하 발생 영역
104k: 첫 번째 전하 발생 영역
104m: m번째 전하 발생 영역
104n-1: n-1번째 전하 발생 영역
105: 전자 주입 버퍼 영역
105k: 첫 번째 전자 주입 버퍼 영역
105m: m번째 전자 주입 버퍼 영역
105n-1: n-1번째 전자 주입 버퍼 영역
106: NBphen을 포함한 층
106k: 첫 번째 NBphen을 포함한 층
106m: m번째 NBphen을 포함한 층
106n-1: n-1번째 NBphen을 포함한 층
106n: n번째 NBphen을 포함한 층
110: EL층
111_1: 제 1 정공 주입층
112_1: 제 1 정공 수송층
113_1: 제 1 발광층
114_1: 제 1 전자 수송층
112_2: 제 2 정공 수송층
113_2: 제 2 발광층
114_2: 제 2 전자 수송층
115_2: 전자 주입층
601: 구동 회로부(소스선 구동 회로)
602: 화소부
603: 구동 회로부(게이트선 구동 회로)
604: 밀봉 기판
605: 실재
607: 공간
608: 배선
609: FPC(Flexible Printed Circuit)
610: 소자 기판
611: 스위칭용 TFT
612: 전류 제어용 TFT
613: 제 1 전극
614: 절연물
616: EL층
617: 제 2 전극
618: 발광 소자
623: n채널형 TFT
624: p채널형 TFT
625: 건조재
1001: 기판
1002: 하지 절연막
1003: 게이트 절연막
1006: 게이트 전극
1007: 게이트 전극
1008: 게이트 전극
1020: 제 1 층간 절연막
1021: 제 2 층간 절연막
1022: 전극
1024W: 발광 소자의 제 1 전극
1024R: 발광 소자의 제 1 전극
1024G: 발광 소자의 제 1 전극
1024B: 발광 소자의 제 1 전극
1025: 격벽
1028: EL층
1029: 발광 소자의 제 2 전극
1031: 밀봉 기판
1032: 실재
1033: 투명 기재
1034R: 적색 착색층
1034G: 녹색 착색층
1034B: 청색 착색층
1035: 흑색층(블랙 매트릭스)
1036: 오버코트층
1037: 제 3 층간 절연막
1040: 화소부
1041: 구동 회로부
1042: 주변부
5000: 표시 영역
5001: 표시 영역
5002: 표시 영역
5003: 표시 영역
5004: 표시 영역
5005: 표시 영역
7101: 하우징
7103: 표시부
7105: 스탠드
7107: 표시부
7109: 조작 키
7110: 리모트 컨트롤러
7201: 본체
7202: 하우징
7203: 표시부
7204: 키보드
7205: 외부 접속 포트
7206: 포인팅 디바이스
7210: 제 2 표시부
7301: 하우징
7302: 하우징
7303: 연결부
7304: 표시부
7305: 표시부
7306: 스피커부
7307: 기록 매체 삽입부
7308: LED 램프
7309: 조작 키
7310: 접속 단자
7311: 센서
7312: 마이크로폰
7400: 휴대 전화기
7401: 하우징
7402: 표시부
7403: 조작 버튼
7404: 외부 접속 포트
7405: 스피커
7406: 마이크로폰
9033: 후크
9034: 스위치
9035: 전원 스위치
9036: 스위치
9630: 하우징
9631: 표시부
9631a: 표시부
9631b: 표시부
9632a: 터치 패널 영역
9632b: 터치 패널 영역
9633: 태양 전지
9634: 충방전 제어 회로
9635: 배터리
9636: DCDC 컨버터
9637: 조작 키
9638: 컨버터
9639: 버튼

Claims

발광 소자에 있어서,
양극(anode);
음극(cathode);
상기 양극와 상기 음극 사이의 복수의 발광 유닛; 및
상기 복수의 발광 유닛 사이의 중간층을 포함하고,
상기 중간층은 전하 발생층을 포함하고,
상기 복수의 발광 유닛 각각은 상기 중간층과 접하는 양극 측의 층에서 이하의 구조식 (iv):

을 포함하고,
광(light)은 발광 유닛들 각각으로부터 방출된 광의 조합이고,
동일한 발광 물질을 갖는 상기 복수의 발광 유닛이 적층되어 있는, 발광 소자.
발광 소자에 있어서,
양극;
음극;
상기 양극와 상기 음극 사이의 복수의 발광 유닛; 및
상기 복수의 발광 유닛 사이의 억셉터(acceptor) 물질을 포함하는 층을 포함하고,
광은 발광 유닛들 각각으로부터 방출된 광의 조합이고,
동일한 발광 물질을 갖는 상기 복수의 발광 유닛이 적층되어 있고,
상기 복수의 발광 유닛 각각은 리튬과 상기 양극 측 단부에 위치한 층 내의, 이하의 구조식 (iv):

으로 나타내어지는 물질을 포함하는 층을 포함하는, 발광 소자.
발광 소자에 있어서,
양극;
음극;
상기 양극와 상기 음극 사이의 복수의 발광 유닛; 및
상기 복수의 발광 유닛 사이의 억셉터 물질을 포함하는 층을 포함하고,
광은 발광 유닛들 각각으로부터 방출된 광의 조합이고,
동일한 발광 물질을 갖는 상기 복수의 발광 유닛이 적층되어 있고,
상기 복수의 발광 유닛 각각은 산화 리튬과 상기 양극 측 단부에 위치한 층 내의, 이하의 구조식 (iv):

으로 나타내어지는 물질을 포함하는 층을 포함하는, 발광 소자.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 억셉터 물질을 포함하는 층은 정공 수송성(hole-transport) 물질을 더 포함하는, 발광 소자.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 발광 유닛 중 적어도 하나는 금속 착체(metal complex)를 갖는 층을 포함하는, 발광 소자.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 발광 유닛 중 적어도 하나는 다이아진 골격(diazine skeleton)을 갖는 복소환 화합물(heterocyclic compound)을 갖는 층을 포함하는, 발광 소자.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 음극은 리튬을 포함하는, 발광 소자.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 음극은 마그네슘을 포함하는, 발광 소자.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 음극은 이테르븀(ytterbium)을 포함하는, 발광 소자.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광 소자는 마이크로 캐비티 효과(microcavity effect)를 갖는, 발광 소자.
발광 장치에 있어서,
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 발광 소자 및 상기 발광 소자의 전류를 제어하기 위한 트랜지스터를 포함하는, 발광 장치.
제11항에 있어서, 상기 광은 상기 트랜지스터의 반대측으로부터 추출되는, 발광 장치.
발광 장치에 있어서,
적색을 방출하는 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 발광 소자, 녹색을 방출하는 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 발광 소자 및 청색을 방출하는 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 발광 소자를 포함하고,
상기 발광 장치는 적색, 녹색 및 청색의 3색을 이용하여 풀컬러 표시(full color display)를 수행하는, 발광 장치.