KR102575341B1 - 발광 소자, 발광 장치, 전자 기기, 및 조명 장치 - Google Patents

Abstract

발광 효율이 높고 신뢰성이 높은 발광 소자를 제공한다. 발광 소자는 제 1 유기 화합물 및 게스트 재료를 포함한 발광층을 포함한다. 제 1 유기 화합물은 치환 또는 비치환된 카바졸 골격을 갖는다. 발광층에서, 제 1 유기 화합물에서의 수소 원자 중 적어도 하나가 탄소수 1 내지 6의 탄화수소기로 치환된 탄화수소기 치환체의 제 1 유기 화합물에 대한 중량비는 0보다 크고 0.1 이하이다.

Description

발광 소자, 발광 장치, 전자 기기, 및 조명 장치

본 발명의 일 형태는 신규 발광 소자에 관한 것이다. 본 발명의 다른 일 형태는 특정의 불순물을 저감시킨 발광 소자에 관한 것이다. 본 발명의 다른 일 형태는 상기 발광 소자를 각각 포함한 발광 장치, 전자 기기, 및 조명 장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 일 형태는 상술한 기술분야에 한정되지 않는다. 본 발명의 일 형태는 물건, 방법, 또는 제작 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 형태는 공정(process), 기계(machine), 제품(manufacture), 또는 조성물(composition of matter)에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 일 형태는 반도체 장치, 발광 장치, 표시 장치, 조명 장치, 발광 소자, 또는 이들의 제작 방법에 관한 것이다.

유기 화합물을 포함하고 일렉트로루미네선스(EL)를 이용하는 발광 소자(유기 EL 소자)가 실용화되고 있다. 이러한 발광 소자의 기본적인 구조에서는, 한 쌍의 전극 사이에 발광 재료를 포함한 유기 화합물층(EL층)이 개재(介在)되어 있다. 이 소자에 전압을 인가하여 캐리어를 주입하고, 상기 캐리어의 재결합 에너지를 사용함으로써, 발광 재료로부터 발광을 얻을 수 있다.

상술한 발광 소자는 자발광형이기 때문에, 이 발광 소자를 사용한 표시 장치는 시인성이 높고, 백라이트가 불필요하고, 소비전력이 낮다는 등의 이점을 갖는다. 또한, 이러한 발광 소자는, 소자를 얇고 가볍게 형성할 수 있고, 응답 시간이 빠르다는 이점도 갖는다.

유기 EL 소자(OLED)의 경우, 다양한 유기 화합물을 사용하여 발광 소자를 제작한다. 따라서, 각 유기 화합물의 품질은, 유기 화합물 내의 불순물이 발광 소자의 특성에 영향을 미칠 수 있어 중요하다. 특히, 소자의 신뢰성은 불순물에 의하여 영향을 받기 쉽다.

따라서, 특성이 양호한 발광 소자, 특히 신뢰성이 높은 발광 소자를 얻기 위해서는 불순물을 저감하는 것이 중요하다. 특허문헌 1 및 2의 각각에는, 유기 화합물을 포함하는 EL층 내에서 할로젠 화합물의 농도를 일정한 수준 이하로 저감함으로써 신뢰성을 향상시킨 발광 소자가 개시(開示)되어 있다.

국제공개공보 WO2000/41443호 일본 공개특허공보 특개2012-174901호

일부의 불순물은 발광 소자의 특성을 저하시키는 한편, 일부의 불순물은 발광 소자의 특성에 영향을 미치지 않는 것이 알려져 있다. 그러므로, 발광 소자의 특성을 저하시키는 불순물의 종류를 특정하는 것이 중요하다. 또한, 발광 소자에 영향을 미치는 불순물 농도를 특정하는 것이 중요하다. 또한, 불순물이 발광 소자의 특성을 저하시키는 메커니즘은 거의 분명해지지 않았다.

상술한 관점에서, 신규 발광 소자를 제공하는 것을 본 발명의 일 형태의 과제로 한다. 특히, 신뢰성이 높은 발광 소자를 제공하는 것을 과제로 한다. 발광 효율이 높은 발광 소자를 제공하는 것을 본 발명의 일 형태의 또 다른 과제로 한다.

소비전력이 낮은 발광 소자를 제공하는 것을 본 발명의 일 형태의 또 다른 과제로 한다. 신규 발광 장치를 제공하는 것을 본 발명의 일 형태의 또 다른 과제로 한다. 신뢰성이 각각 높은 발광 소자, 발광 장치, 및 전자 기기를 제공하는 것을 본 발명의 일 형태의 또 다른 과제로 한다. 소비전력이 각각 낮은 발광 소자, 발광 장치, 및 전자 기기를 제공하는 것을 본 발명의 일 형태의 또 다른 과제로 한다.

또한, 상술한 과제의 기재는 다른 과제의 존재를 방해하지 않는다. 본 발명의 일 형태에서는 이들 과제 모두가 달성될 필요는 없다. 다른 과제는 명세서 등의 기재로부터 명백해질 것이며 추출될 수 있다.

본 발명의 일 형태는 한 쌍의 전극 사이에 EL층을 포함하는 발광 소자이다. EL층은 적어도 발광층을 포함한다. 발광층은 제 1 유기 화합물 및 탄화수소기 치환체를 포함한다. 제 1 유기 화합물은 치환 또는 비치환된 카바졸 골격을 갖는다. 탄화수소기 치환체는, 제 1 유기 화합물에서의 수소 원자 중 적어도 하나가 탄소수 1 내지 6의 탄화수소기로 치환된 구조를 갖는다. 제 1 유기 화합물에 대한 상기 탄화수소기 치환체의 중량비는 0보다 크고 0.1 이하이다.

상술한 구조에서 탄화수소기 치환체는, 제 1 유기 화합물에서의 수소 원자 중 적어도 하나가 탄소수 1 내지 6의 탄화수소기로 치환된 화합물인 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 탄화수소기 치환체는, 제 1 유기 화합물에서의 카바졸 골격 내의 수소 원자 중 적어도 하나가 탄소수 1 내지 6의 탄화수소기로 치환된 화합물이다. 더욱 바람직하게는 탄화수소기 치환체는, 제 1 유기 화합물에서의 카바졸 골격의 2위치의 수소 원자가 탄소수 1 내지 6의 탄화수소기로 치환된 화합물이다.

상술한 구조의 각각에서, 제 1 유기 화합물은 치환 또는 비치환된 질소 함유 헤테로방향족 고리를 포함하는 것이 바람직하다.

상술한 구조의 각각에서, 발광층은 치환 또는 비치환된 질소 함유 헤테로방향족 고리를 갖는 제 2 유기 화합물을 포함하여도 좋다.

상술한 구조의 각각에서, 제 1 유기 화합물은 하기 일반식(G0)으로 나타내어지는 유기 화합물인 것이 바람직하다.

[화학식 1]

또한, 일반식(G0)에서 A는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 25의 질소 함유 헤테로방향족 고리를 나타내고, Ar는 탄소수 6 내지 13의 아릴렌기를 나타내고, n은 0 또는 1을 나타내고, Cz는 치환 또는 비치환된 카바졸 골격을 나타낸다.

상술한 구조의 각각에서, 제 1 유기 화합물은 하기 일반식(G1)으로 나타내어지는 유기 화합물인 것이 바람직하다.

[화학식 2]

또한, 일반식(G1)에서 A는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 25의 질소 함유 헤테로방향족 고리를 나타내고, Ar는 탄소수 6 내지 13의 아릴렌기를 나타내고, n은 0 또는 1을 나타내고, R¹ 내지 R⁸은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 6의 탄화수소기, 탄소수 3 내지 6의 환식(環式) 탄화수소기, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 25의 방향족 탄화수소기 중 어느 하나를 나타낸다.

상술한 구조의 각각에서, 제 1 유기 화합물은 하기 일반식(G2)으로 나타내어지는 유기 화합물인 것이 바람직하다.

[화학식 3]

또한, 일반식(G2)에서 A는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 25의 질소 함유 헤테로방향족 고리를 나타내고, Ar는 탄소수 6 내지 13의 아릴렌기를 나타내고, n은 0 또는 1을 나타낸다.

상술한 구조의 각각에서, 발광층에서의 제 1 유기 화합물에 대한 탄화수소기 치환체의 중량비는 0보다 크고 0.05 이하인 것이 바람직하고, 0보다 크고 0.025 이하인 것이 더 바람직하다.

상술한 구조의 각각에서, 게스트 재료는 삼중항 여기 에너지를 발광으로 변환하는 것이 바람직하다. 또한, 게스트 재료는 이리듐을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 형태는 상기 구조 중 어느 것을 갖는 발광 소자와, 컬러 필터 및 트랜지스터 중 적어도 하나를 포함하는 표시 장치이다. 본 발명의 다른 일 형태는 상기 표시 장치와, 하우징 및 터치 센서 중 적어도 하나를 포함하는 전자 기기이다. 본 발명의 다른 일 형태는 상술한 구조 중 어느 것을 갖는 발광 소자와, 하우징 및 터치 센서 중 적어도 하나를 포함하는 조명 장치이다. 본 발명의 일 형태의 범주에는 발광 소자를 포함한 발광 장치뿐만 아니라, 발광 장치를 포함한 전자 기기도 포함된다. 따라서, 본 명세서에서 발광 장치란 화상 표시 장치 또는 광원(조명 장치를 포함함)을 말한다. FPC(flexible printed circuit) 또는 TCP(tape carrier package) 등의 커넥터가 발광 소자에 접속된 표시 모듈, TCP 끝에 인쇄 배선판이 제공된 표시 모듈, 및 COG(chip on glass) 방식에 의하여 집적 회로(IC)가 발광 소자에 직접 탑재된 표시 모듈도 본 발명의 일 형태이다.

본 발명의 일 형태는 신규 발광 소자, 특히 신뢰성이 높은 발광 소자를 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태는 발광 효율이 높은 발광 소자를 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태는 소비전력이 낮은 발광 소자를 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태는 신규 발광 소자를 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태는 신규 발광 장치를 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태는 신규 표시 장치를 제공할 수 있다.

또한, 이들 효과의 기재는 다른 효과의 존재를 방해하지 않는다. 본 발명의 일 형태는 상술한 모든 효과를 반드시 가질 필요는 없다. 다른 효과는 명세서, 도면, 및 청구항 등의 기재로부터 명백해질 것이며 추출될 수 있다.

도 1의 (A) 및 (B)는 본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자를 도시한 개략도.
도 2는 본 발명의 일 형태에 따른 재료의 스핀 밀도 분포를 나타낸 것.
도 3은 본 발명의 일 형태에 따른 반응을 도시한 것.
도 4의 (A) 및 (B)는 본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자를 도시한 단면 모식도이고, 도 4의 (C)는 발광층에서의 에너지 준위의 상관을 도시한 도면.
도 5의 (A) 및 (B)는 본 발명의 일 형태에 따른 액티브 매트릭스 발광 장치의 개념도.
도 6의 (A) 및 (B)는 본 발명의 일 형태에 따른 액티브 매트릭스 발광 장치를 각각 도시한 개념도.
도 7은 본 발명의 일 형태에 따른 액티브 매트릭스 발광 장치를 도시한 개념도.
도 8의 (A), (B1), 및 (B2)는 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치를 도시한 개략도.
도 9는 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치를 도시한 회로도.
도 10의 (A) 및 (B)는 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치의 회로도.
도 11은 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치를 도시한 개략도.
도 12는 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치를 도시한 개략도.
도 13의 (A) 및 (B)는 본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기를 도시한 개략도.
도 14의 (A) 내지 (G)는 본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기를 도시한 도면.
도 15의 (A) 내지 (C)는 본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기를 각각 도시한 도면.
도 16의 (A) 내지 (E)는 본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기를 각각 도시한 도면.
도 17의 (A) 내지 (E)는 본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기를 도시한 도면.
도 18의 (A) 내지 (D)는 본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기를 도시한 도면.
도 19의 (A) 및 (B)는 본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기를 도시한 도면.
도 20의 (A) 내지 (C)는 본 발명의 일 형태에 따른 조명 장치를 도시한 도면.
도 21의 (A) 내지 (D)는 본 발명의 일 형태에 따른 조명 장치를 각각 도시한 도면.
도 22의 (A) 내지 (C)는 본 발명의 일 형태에 따른 조명 장치를 도시한 도면.
도 23은 본 발명의 일 형태에 따른 조명 장치를 도시한 도면.
도 24의 (A) 및 (B)는 실시예에서의 화합물의 NMR 차트를 나타낸 것.
도 25는 실시예에서의 MS 스펙트럼을 나타낸 것.
도 26은 실시예에서의 화합물의 흡수 및 발광 스펙트럼을 나타낸 것.
도 27은 실시예에서의 화합물의 흡수 및 발광 스펙트럼을 나타낸 것.
도 28은 실시예에서의 발광 소자를 도시한 개략도.
도 29는 실시예에서의 발광 소자의 전류 효율-휘도 특성을 나타낸 것.
도 30은 실시예에서의 발광 소자의 휘도-전압 특성을 나타낸 것.
도 31은 실시예에서의 발광 소자의 외부 양자 효율-휘도 특성을 나타낸 것.
도 32는 실시예에서의 발광 소자의 전계 발광 스펙트럼을 나타낸 것.
도 33은 실시예에서의 발광 소자의 신뢰성 시험 결과를 나타낸 것.

본 발명의 실시형태 및 실시예에 대하여 도면을 참조하여 이하에서 설명한다. 그러나, 본 발명은 이하의 설명에 한정되지 않고, 본 발명의 취지 및 범위에서 벗어나지 않는 한 형태 및 자세한 사항을 다양하게 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명은 이하의 실시형태 및 실시예의 내용에 한정하여 해석되지 말아야 한다.

또한, 도면 등에 도시된 각 구조의 위치, 크기, 또는 범위 등은 이해를 쉽게 하기 위하여 정확하게 나타내지 않은 경우가 있다. 따라서, 개시된 발명은 도면 등에 개시된 바와 같은 위치, 크기, 또는 범위 등에 반드시 한정되지는 않는다.

또한, 본 명세서 등에서 "제 1" 및 "제 2" 등의 서수는 편의상 사용하는 것이고, 단계의 순서 또는 적층 순서를 나타내는 것은 아니다. 따라서, 예를 들어, "제 1"을 "제 2" 또는 "제 3"으로 적절히 바꿔도 설명이 가능하다. 또한, 본 명세서 등에서의 서수는 본 발명의 일 형태를 특정하는 것과 반드시 같지는 않다.

본 명세서 등에서 도면을 참조하여 본 발명의 형태를 설명하는 데 있어, 상이한 도면의 같은 구성 요소는 같은 부호로 나타내는 경우가 있다.

본 명세서 등에서는, "막" 및 "층"이라는 용어를 서로 교체할 수 있다. 예를 들어, "도전층"이라는 용어를 "도전막"이라는 용어로 바꿀 수 있는 경우가 있다. 또한, "절연막"이라는 용어를 "절연층"이라는 용어로 바꿀 수 있는 경우가 있다.

본 명세서 등에서, 단일항 여기 상태(S^*)란 여기 에너지를 갖는 단일항 상태를 말한다. S1 준위는 단일항 여기 에너지 준위의 가장 낮은 준위, 즉 가장 낮은 단일항 여기 상태(S1 상태)의 여기 에너지 준위를 의미한다. 삼중항 여기 상태(T^*)란 여기 에너지를 갖는 삼중항 상태를 말한다. T1 준위는 삼중항 여기 에너지 준위의 가장 낮은 준위, 즉 가장 낮은 삼중항 여기 상태(T1 상태)의 여기 에너지 준위를 의미한다. 또한, 본 명세서 등에서, "단일항 여기 상태" 및 "단일항 여기 에너지 준위"라는 단순한 표현은 각각 S1 상태 및 S1 준위를 의미하는 경우가 있다. 또한, "삼중항 여기 상태" 및 "삼중항 여기 에너지 준위"라는 표현은 각각 T1 상태 및 T1 준위를 의미하는 경우가 있다.

본 명세서 등에서 형광성 화합물이란, 단일항 여기 상태로부터 기저 상태로 완화될 때에 가시광 영역의 광을 방출하는 물질을 말한다. 인광성 화합물이란, 삼중항 여기 상태로부터 기저 상태로 완화될 때에 실온에서 가시광 영역의 광을 방출하는 물질을 말한다. 즉, 인광성 화합물이란, 삼중항 여기 에너지를 가시광으로 변환할 수 있는 물질을 말한다.

또한, 본 명세서 등에서 실온이란, 0℃ 이상 40℃ 이하의 온도를 말한다.

본 명세서 등에서, 청색의 파장 범위란 400nm 이상 500nm 미만의 파장 범위를 말하고, 청색광은 발광 스펙트럼의 상기 범위에 적어도 하나의 피크를 갖는다. 녹색의 파장 범위란 500nm 이상 580nm 미만의 파장 범위를 말하고, 녹색광은 발광 스펙트럼의 상기 범위에 적어도 하나의 피크를 갖는다. 적색의 파장 범위란 580nm 이상 680nm 이하의 파장 범위를 말하고, 적색광은 발광 스펙트럼의 상기 범위에 적어도 하나의 피크를 갖는다.

(실시형태 1)

본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자에 대하여 이하에서 도 1의 (A) 및 (B), 도 2, 그리고 도 3을 참조하여 설명한다.

<발광 소자의 구조예>

먼저, 본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자의 구조에 대하여 도 1의 (A) 및 (B)를 참조하여 설명한다.

도 1의 (A)는 본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자(150)의 단면 모식도이다.

발광 소자(150)는 한 쌍의 전극(전극(101) 및 전극(102)), 및 상기 한 쌍의 전극 사이의 EL층(100)을 포함한다. EL층(100)은 적어도 발광층(130)을 포함한다.

도 1의 (A)에 도시된 EL층(100)은 발광층(130)에 더하여, 정공 주입층(111), 정공 수송층(112), 전자 수송층(118), 및 전자 주입층(119) 등의 기능층을 포함한다.

본 실시형태에서는, 한 쌍의 전극의 전극(101) 및 전극(102)이 각각 양극 및 음극으로서 기능하는 것으로 가정하여 설명하지만, 발광 소자(150)의 구조는 이에 한정되지 않는다. 즉, 전극(101)이 음극이어도 좋고, 전극(102)이 양극이어도 좋고, 전극들 사이의 층들의 적층 순서가 거꾸로 되어도 좋다. 바꿔 말하면, 양극 측으로부터 정공 주입층(111), 정공 수송층(112), 발광층(130), 전자 수송층(118), 및 전자 주입층(119)이 이 순서대로 적층되어도 좋다.

또한, EL층(100)의 구조는 도 1의 (A)에 도시된 구조에 한정되지 않고, EL층(100)은 적어도 발광층(130)을 포함하고, 정공 주입층(111), 정공 수송층(112), 전자 수송층(118), 및 전자 주입층(119)은 반드시 포함할 필요는 없다. 또는, EL층(100)은 예를 들어, 정공의 주입 장벽 또는 전자의 주입 장벽을 낮추거나, 정공 수송성 또는 전자 수송성을 향상시키거나, 정공 수송성 또는 전자 수송성을 저해하거나, 전극에 의한 소광(quenching) 현상을 억제하거나, 또는 여기자의 확산을 억제할 수 있는 기능층을 포함하여도 좋다. 또한, 기능층은 각각 단층이어도 좋고 적층이어도 좋다.

도 1의 (B)는 도 1의 (A)의 발광층(130)의 예를 도시한 단면 모식도이다. 도 1의 (B)의 발광층(130)은 호스트 재료(131) 및 게스트 재료(132)를 포함한다.

호스트 재료(131)는 적어도 유기 화합물(131_1)을 포함한다. 유기 화합물(131_1)은, 전자를 수송하는 기능(전자 수송성)을 갖는 화합물인 것이 바람직하고, 질소 함유 헤테로방향족 골격을 갖는 화합물인 것이 더 바람직하고, 질소 함유 6원 헤테로방향족 골격을 갖는 화합물인 것이 더욱 바람직하다. 질소 함유 6원 헤테로방향족 골격은 전자 수송성이 높고 안정적이기 때문에 바람직하다.

호스트 재료(131)는 유기 화합물(131_2)을 더 포함하는 것이 바람직하다. 유기 화합물(131_2)은 정공을 수송하는 기능(정공 수송성)을 갖는 화합물인 것이 바람직하다.

유기 화합물(131_1)과 유기 화합물(131_2)의 조합이 전자 수송성을 갖는 화합물과 정공 수송성을 갖는 화합물의 조합인 경우, 그 혼합비에 따라 캐리어 밸런스를 쉽게 제어할 수 있다. 구체적으로는, 전자 수송성을 갖는 화합물 대 정공 수송성을 갖는 화합물의 중량비가 1:9 내지 9:1의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 상술한 구조를 가짐으로써, 캐리어 밸런스 또는 캐리어 재결합 영역(여기자 생성 영역)을 쉽게 제어할 수 있다.

게스트 재료(132)는 발광성 유기 화합물이어도 좋고, 발광성 유기 화합물은 형광을 방출할 수 있는 물질(이하, 형광성 화합물이라고도 함) 또는 인광을 방출할 수 있는 물질(이하, 인광성 화합물이라고도 함)인 것이 바람직하다. 게스트 재료(132)로서 형광성 화합물 또는 인광성 화합물을 사용하는 구조에 대하여 이하에서 설명한다.

발광 소자(150)에 요구되는 특성에는 높은 발광 효율이 있다. 또한, 장기간의 저장 또는 구동에 기인한 발광 효율의 저하가 적은 것, 즉 장수명 또는 높은 신뢰성이 요구되고 있다. 발광 소자(150)가 높은 발광 효율과 높은 신뢰성을 갖기 위해서는, EL층(100)에, 구체적으로는 발광층(130)에, 불순물의 함유량이 적은 유기 화합물이 포함되는 것이 바람직하다. 불순물로서는 예를 들어, 유기 재료 중의 수소 원자가 탄화수소기 또는 할로젠으로 치환된 불순물을 들 수 있다. 특히, EL층(100)에 포함되는 유기 화합물은 할로젠화물의 함유량이 적은 것이 바람직하다.

불순물의 함유량이 적은 발광 소자를 제작하기 위해서는, 발광 소자에 사용하는 유기 화합물의 순도를 높게 하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 유기 화합물은 불순물이 적은 시약(試藥) 또는 순도가 높은 용매를 사용하여 합성되는 것이 바람직하다. 이는, 합성 시에 사용한 시약에 포함되는 불순물이 목적의 유기 화합물에 포함되는 경우가 있기 때문이다. 상기 유기 화합물의 정제로서는 일반적으로 승화 정제를 수행한다. 승화 정제에 의하여, 합성 후에 남은 용매, 또는 할로젠화물 등의 소량의 불순물을 제거할 수 있다.

그러나, 예를 들어 일부의 불순물은, 그 분자 구조가 EL층(100)에 포함되는 유기 화합물의 분자 구조와 비슷하기 때문에, 유기 화합물의 정제 과정에서 제거되기 어렵다. 따라서, 함유량을 저감하기 어려운 이러한 불순물이 유기 화합물에 포함되는 경우가 있다. 발광 소자의 제작 시에 그것에 불순물이 들어가, 발광 소자에 불순물이 포함되는 경우가 있다. 예를 들어, 진공 증착에서의 유기 화합물의 분해에 의하여 생성되는 물질이, 발광 소자에 불순물로서 들어가는 경우가 있다. 또한, 예를 들어 코팅법, 잉크젯법, 또는 인쇄법 등 용매를 사용하는 제작 방법을 채용할 때, 용매 또는 용매 내의 불순물이 발광 소자에 들어가는 경우가 있다. 또한, 발광 소자를 구동할 때 유기 화합물의 분해에 의하여 생성되는 물질이, 발광 소자에 불순물로서 들어가는 경우가 있다. 따라서, 발광 소자에 포함되는 불순물 모두를 제거하는 것은 어렵다.

상술한 바와 같이 불순물이 포함되지 않도록 EL층(100)을 형성하는 것은 어렵지만, 본 발명자들은 농도가 일정한 수준 이하의 불순물은 발광 소자의 특성에 영향을 미치지 않는다는 것을 알아냈다. 구체적으로, 본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자에서는, 발광층(130)이 게스트 재료와, 카바졸 골격을 갖는 유기 화합물을 호스트 재료로서 포함한다. 이 발광 소자에서는, 발광층(130)에 포함되는 상기 호스트 재료에서의 수소 원자 중 적어도 하나가 탄소수 1 내지 6의 탄화수소기로 치환된 구조를 갖고, 불순물로서 기능하는 탄화수소기 치환체의 상기 호스트 재료에 대한 중량비가 0보다 크고 0.1 이하이다.

또한, 탄화수소기 치환체가 메틸기 치환체인 경우, 이 메틸기 치환체는 호스트 재료의 m/z+14n(n은 자연수임)으로 나타내어지는 m/z를 갖는다.

상기 호스트 재료에 대한 탄화수소기 치환체의 중량비는 0보다 크고 0.05 이하인 것이 바람직하고, 0보다 크고 0.025 이하인 것이 더 바람직하다.

카바졸 골격을 갖는 유기 화합물은 T1 준위가 높고 캐리어 수송성이 높기 때문에, 발광 소자에 적합하게 사용된다.

발광 소자에 사용되는 카바졸 골격을 갖는 유기 화합물의 원료로서 기능하는 카바졸 유도체는, 카바졸 골격 내의 수소 원자가 탄소수 1 내지 6의 탄화수소기(대부분의 경우에는 탄소수 1 내지 4의 알킬기, 특히 메틸기)로 치환된 탄화수소기 치환체를 불순물로서 포함하는 경우가 있다. 이는, 상기 탄화수소기 치환체의 물성이 목적의 물질(카바졸 골격을 갖는 유기 화합물 또는 이 유기 화합물의 원료로서 기능하는 카바졸 유도체)의 물성과 비슷하므로, 정제하고 탄화수소기 치환체를 제거하기 어렵기 때문이다.

상술한 바와 같이, 카바졸 골격을 갖는 유기 화합물은 탄화수소기 치환체를 불순물로서 포함하는 경우가 있기 때문에, 발광 소자의 특성에 악영향을 미칠 수가 있다.

<양자(量子) 화학 계산을 사용한 불순물의 영향 해석>

여기서, 카바졸 골격을 갖는 유기 화합물의 탄화수소기 치환체의 발광 소자에서의 영향 해석에 대하여 양자 화학 계산을 사용하여 이하에서 설명한다.

해석에 사용한 카바졸 골격을 각각 갖는 유기 화합물과, 그 명칭을 이하에 나타낸다.

[화학식 4]

발광 소자에서, 35DCzPPy는 전자 수송층 또는 발광층의 재료로서 사용된다. Me-35DCzPPy는 35DCzPPy에 포함되는 불순물로서 생각되는 물질이고, 35DCzPPy의 메틸기 치환체라고 할 수 있다.

35DCzPPy 및 Me-35DCzPPy 각각의 삼중항 여기 상태(T1)에 관하여, T1 준위가 가장 낮은 가장 안정적인 구조와 준안정 구조 각각의 진동(스핀 밀도) 해석을 수행하였다. DFT(density functional theory)를 사용하여 계산하였다. 도 2에 그 결과를 나타내었다. DFT에서, 총에너지는 퍼텐셜 에너지, 전자 간 정전 에너지, 전자의 운동 에너지, 및 복잡한 전자 간의 상호 작용을 모두 포함하는 교환 상관 에너지의 합으로 나타내어진다. 또한, DFT에서는, 전자 밀도의 면에서 나타내어진 하나의 전자 퍼텐셜의 범함수(다른 함수의 함수)로 교환 상관 상호 작용을 근사하므로 고속 계산이 가능해진다. 여기서는, 혼합 범함수인 B3LYP를 사용하여, 교환 상관 에너지에 관련된 각 파라미터의 가중치를 규정하였다. 기저 함수로서는, 6-311G(d, p)를 사용하였다. 계산 프로그램으로서는 Gaussian 09를 사용하였다.

도 2에서, 분자들 중 그늘진 부분은, T1 여기 상태에서 스핀이 존재하는 부분을 나타낸다. 35DCzPPy 및 Me-35DCzPPy의 T1에서의 가장 안정적인 구조들 간의 스핀 밀도 분포에 현저한 차이는 없고, 따라서 스핀이 피리딘 고리 및 페닐렌기로 확장하기 쉬운 것을 알았다. 한편, 35DCzPPy 및 Me-35DCzPPy 각각의 T1에서의 준안정 구조의 스핀은 주로 카바졸 고리로 확장되고, Me-35DCzPPy에서는 스핀이 메틸기로 확장되는 것을 알았다. 또한, 메틸기의 스핀 밀도는 물질 전체의 약 3%이다. 또한, 스핀 밀도의 비율은, 원자들의 스핀 밀도의 절댓값의 합으로부터 계산하였다.

또한, 계산의 절차로서는, 기저 상태(S0 상태)의 가장 안정적인 구조를 초기 구조로 간주하여, T1에서의 가장 안정적인 구조를 다시 계산함으로써 T1에서의 준안정 구조를 얻었다. T1에서의 가장 안정적인 구조는, 피리딘 고리 및 페닐렌기에 T1 여기 상태의 스핀의 전자가 존재하기 쉽도록 초기 구조를 설정함으로써 얻었다. 여기 에너지는 각각, S0 상태에서의 가장 안정적인 구조와, T1에서의 가장 안정적인 구조 및 T1에서의 준안정 구조 각각 사이의 에너지 차이이다. 또한, T1에서의 가장 안정적인 구조를 초기 구조로 간주하여 S0 상태에서의 가장 안정적인 구조를 다시 계산한 경우에도, 구조 및 에너지 값은 위에서 계산한 S0 상태에서의 가장 안정적인 구조와 비슷하였다.

즉, 여기로 인한 Me-35DCzPPy의 기저 상태(S0 상태)로부터 T1 여기 상태로의 구조 변화를 고려하면, 기저 상태와 T1에서의 가장 안정적인 구조 간의 구조 변화는, 기저 상태와 T1에서의 준안정 구조 간의 구조 변화보다 분자의 구부림이 크기 때문에 일어나기 어렵다고 할 수 있다. 또한, Me-35DCzPPy는, T1에서의 가장 안정적인 구조와 T1에서의 준안정 구조 간의 에너지 차이가 0.09eV로 작기 때문에, T1 여기 상태의 Me-35DCzPPy는 T1 여기 상태의 35DCzPPy보다 T1에서의 준안정 구조를 갖기 쉽다고 할 수 있다. 상술한 바와 같이 T1에서의 준안정 구조를 갖는 Me-35DCzPPy의 스핀은 메틸기로 확장되기 때문에, 메틸기를 기점으로서 사용하여 반응이 일어나는 경우가 있다.

다음으로, 양자 화학 계산에 의하여, 2분자에서의 Me-35DCzPPy 내의 메틸기와 피리딘 고리가 상호 작용함으로써 메틸기의 수소 원자가 피리딘 고리로 이동하여 CH₂-35DCzPPy 및 Me-35DCzPPy-H가 생성되는 수소 원자 이동 반응을 해석하였다. 해석에 사용한 반응식 및 해석에 사용한 유기 화합물의 명칭을 이하에 나타낸다.

[화학식 5]

도 3에는, 가장 낮은 삼중항 여기 상태에서의 수소 원자 이동 반응을 해석하여 밝혀진 반응 경로와 에너지 다이어그램을 나타내었다.

도 3에서는, T1 상태의 Me-35DCzPPy 및 기저 상태(S0 상태)의 Me-35DCzPPy가 무한원으로 해리(解離)된 상태의 에너지를 기준으로 사용한다. 이 메틸기의 수소 원자가 피리딘 고리로 이동하는 반응의 활성화 에너지는 0.54eV이고, 반응은 실온에서 일어날 수 있다. 또한, 수소 원자 이동 후의 최종 상태에서 CH₂-35DCzPPy 및 Me-35DCzPPy-H의 각각은 라디칼 상태에 있고, 최종 상태의 에너지는 초기 상태의 에너지보다 낮고 안정적이고, 이 반응은 발열 반응이다. 이를 보면, 발광 소자를 구동시킨 상태의 발광층(여기 상태)에서, 2분자에서의 Me-35DCzPPy 내의 메틸기와 피리딘 고리가 상호 작용하는 분자 배치의 경우에는 수소 원자 이동 반응이 일어날 가능성이 있다.

생성한 라디칼 상태의 CH₂-35DCzPPy 및 라디칼 상태의 Me-35DCzPPy-H는, 발광 소자가 구동되는 동안 전자 또는 정공을 받고, 단일항 기저 상태가 된다. 표 1에는, 전자를 받아 음이온 상태가 된 CH₂-35DCzPPy의 T1 준위와, 정공을 받아 양이온 상태가 된 Me-35DCzPPy-H의 T1 준위의 계산된 값을 나타내었다. Me-35DCzPPy의 T1 준위의 측정값도 나타내었다.

또한, 계산은 Me-35DCzPPy의 T1 준위의 계산과 비슷한 식으로 수행하였다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 수소 원자 이동 반응에 의하여 생성된 음이온 상태의 CH₂-35DCzPPy 및 양이온 상태의 Me-35DCzPPy-H의 T1 준위는 매우 낮다. 따라서, 이는 발광 소자에서 불활성화를 일으킬 수 있다. 바꿔 말하면, 여기 상태의 게스트 재료 또는 여기 상태의 호스트 재료로부터 음이온 상태의 CH₂-35DCzPPy 및 양이온 상태의 Me-35DCzPPy-H로의 여기 에너지 이동이 일어난다. 따라서, 게스트 재료로부터의 발광을 얻을 수 없어 발광 소자의 발광 효율이 저하된다.

상술한 바와 같이, 카바졸 골격 내의 수소 원자가 메틸기로 치환된 화합물을 포함한 발광 소자가 구동되면, 발광 소자에서 불활성화를 일으킬 수 있는 물질이 생성되는 경우가 있기 때문에, 신뢰성에 악영향을 미칠 수가 있다. 따라서, 카바졸 골격 내의 수소 원자가 메틸기로 치환된 화합물의 함유량은 적은 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이, T1 상태의 Me-35DCzPPy의 메틸기의 스핀 밀도는 물질 전체의 약 3%이고, 불활성화를 일으킬 수 있는 물질의 함유량이 게스트 재료와 거의 같은 경우에는 상기 물질에 의하여 발광 소자가 악영향을 받는 것으로 예상된다. 따라서, 불활성화를 일으킬 수 있는 물질의 호스트 재료에 대한 중량비는 0보다 크고 0.1 이하인 것이 바람직하고, 0보다 크고 0.05 이하인 것이 더 바람직하고, 0보다 크고 0.025 이하인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 카바졸 골격 내의 치환기가 메틸기인 경우의 계산을 수행하지만, 상기 반응은 메틸기에 한정되지 않는다. 치환기가 탄화수소기, 적어도 지방족 탄화수소기인 경우, 상기와 비슷한 반응이 일어난다.

또한, 피리딘 골격의 질소와의 반응을 계산하지만, 상기 반응은 피리딘 골격에 한정되지 않는다. 질소 함유 헤테로방향족 고리 화합물의 경우에도 상기와 비슷한 반응이 일어나는 것으로 예상된다. 적어도 질소 함유 6원 헤테로방향족 고리를 포함하는 화합물의 경우에는 상기와 비슷한 반응이 일어난다. 즉, 피리딘 고리, 피리다진 고리, 피리미딘 고리, 피라진 고리, 또는 트라이아진 고리를 포함하는 화합물의 경우에는 상기와 비슷한 반응이 일어난다. 바꿔 말하면, 이는 비공유 전자쌍을 갖는 헤테로방향족 화합물의 경우에 일어나는 현상이다.

상기 반응은, 탄화수소기 치환체가, 발광층의 호스트 재료에서의 수소 원자가 적어도 탄화수소기로 치환된 구조를 갖는 경우에 일어난다.

따라서, 본 발명의 일 형태는, 치환 또는 비치환된 카바졸 골격을 갖는 제 1 유기 화합물을 포함하는 발광층을 포함한 발광 소자이다. 상기 제 1 유기 화합물은 질소 함유 6원 헤테로방향족 고리를 갖는 화합물 또는 비공유 전자쌍을 갖는 헤테로방향족 화합물이다. 또는, 발광 소자는 상기 제 1 유기 화합물뿐만 아니라 제 2 유기 화합물도 포함하는 발광층을 포함한다. 상기 제 2 유기 화합물은 질소 함유 6원 헤테로방향족 고리를 갖는 화합물 또는 비공유 전자쌍을 갖는 헤테로방향족 화합물이다.

또한, 이 계산에서 생성된 라디칼 분자가 전자 또는 정공을 받고 단일항 기저 상태가 되는 경우의 해석을 수행하지만, 라디칼은 일반적으로 반응성이 높기 때문에 발광 소자 내에 생성된 라디칼은 다른 유기 재료(예를 들어, 호스트 재료 및 게스트 재료)와 반응하여 열화를 일으키는 경우가 있다. 라디칼 자체는 여기 에너지가 낮고 소광 인자가 되기 쉬운 것으로 생각된다.

또한, 상기 계산에서는 Me-35DCzPPy의 2개의 분자들 간의 수소 원자 이동 반응의 양자 화학 계산을 수행하지만, 여기 상태, 즉 T1 상태 또는 S1 상태의 Me-35DCzPPy와 기저 상태(S0 상태)의 35DCzPPy 사이에서 상기와 비슷한 반응이 일어나는 것으로 상정하여 양자 화학 계산을 수행하는 경우에는, 상기 계산 결과와 비슷한 결과가 얻어질 수 있다. 이는, 상기가 카바졸 골격과 결합된 메틸기와, 피리딘 골격의 질소 간의 반응이기 때문이다.

상기 수소 원자 이동 반응은 다른 물질의 2분자 간에서도 일어날 수 있다. 카바졸 골격의 수소 원자 중 적어도 하나가 탄소수 1 내지 6의 탄화수소기로 치환된 유기 화합물과, 질소 함유 헤테로방향족 고리를 갖는 유기 화합물이 발광층에 동시에 존재하는 경우, 상기 수소 원자 이동 반응이 일어나는 경우가 있다.

상기 계산으로서는 카바졸 골격과 결합된 메틸기의 반응과 관련하여 양자 화학 계산을 수행하지만, 상기 반응은 카바졸 골격의 치환기에 한정되지 않는다. 스핀이 확장된 골격 위에 치환기로서 탄화수소기가 포함되는 경우에는, 상기와 비슷한 반응이 일어나는 것으로 예상된다.

상기에서는 수소 원자 이동 반응의 양자 화학 계산을 수행하지만, 상술한 바와 같이 Me-35DCzPPy의 T1 상태에서의 메틸기 위에는 스핀이 확장되어 있다. 따라서, 메틸기를 기점으로서 사용한 상기 수소 원자 이동 반응 외의 반응도 일어나는 경우가 있다. 이러한 경우, 상기 수소 원자 이동 반응과 같이 Me-35DCzPPy가 라디칼 분자로 변환되고, 상기 라디칼 분자가 소광 요인이 되어 발광 소자의 열화를 일으킬 수 있다. 따라서, 카바졸 골격 내의 수소 원자가 메틸기로 치환된 화합물의 함유량은 적은 것이 바람직하고, 카바졸 골격 내의 수소 원자가 메틸기로 치환된 화합물의 호스트 재료에 대한 중량비는 0보다 크고 0.1 이하인 것이 바람직하고, 0보다 크고 0.05 이하인 것이 더 바람직하고, 0보다 크고 0.025 이하인 것이 더 바람직하다.

<재료>

다음으로, 본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자의 구성 요소에 대하여 이하에서 자세히 설명한다.

<<발광층>>

발광층(130)은 적어도 호스트 재료(131)를 포함하고, 게스트 재료(132)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 호스트 재료(131)는 유기 화합물(131_1 및 131_2)을 포함하여도 좋다. 발광층(130)에서는, 호스트 재료(131)가 중량비로 가장 많이 존재하고, 게스트 재료(132)가 호스트 재료(131) 내로 분산된다. 게스트 재료(132)가 형광성 화합물인 경우, 발광층(130)의 호스트 재료(131)(유기 화합물(131_1) 및 유기 화합물(131_2))의 S1 준위는, 발광층(130)의 게스트 재료(게스트 재료(132))의 S1 준위보다 높은 것이 바람직하다. 게스트 재료(132)가 인광성 화합물인 경우에는, 발광층(130)의 호스트 재료(131)(유기 화합물(131_1) 및 유기 화합물(131_2))의 T1 준위는, 발광층(130)의 게스트 재료(게스트 재료(132))의 T1 준위보다 높은 것이 바람직하다.

호스트 재료(131)는 카바졸 골격을 갖는 화합물인 것이 바람직하다. 카바졸 유도체의 구체적인 예에는, 3-[N-(4-다이페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]-9-페닐카바졸(약칭: PCzDPA1), 3,6-비스[N-(4-다이페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]-9-페닐카바졸(약칭: PCzDPA2), 3,6-비스[N-(4-다이페닐아미노페닐)-N-(1-나프틸)아미노]-9-페닐카바졸(약칭: PCzTPN2); 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); N,N-다이페닐-9-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카바졸-3-아민(약칭: CzA1PA); 4-(10-페닐-9-안트릴)트라이페닐아민(약칭: DPhPA); 4-(9H-카바졸-9-일)-4'-(10-페닐-9-안트릴)트라이페닐아민(약칭: YGAPA); N,9-다이페닐-N-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카바졸-3-아민(약칭: PCAPA); N,9-다이페닐-N-{4-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]페닐}-9H-카바졸-3-아민(약칭: PCAPBA); N,9-다이페닐-N-(9,10-다이페닐-2-안트릴)-9H-카바졸-3-아민(약칭: 2PCAPA); 9-페닐-3-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카바졸(약칭: PCzPA); 및 3,6-다이페닐-9-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카바졸(약칭: DPCzPA)이 포함된다.

호스트 재료(131)가 유기 화합물(131_1 및 131_2)을 포함하는 경우, 유기 화합물(131_1)은 카바졸 골격을 갖고, 질소 함유 6원 헤테로방향족 골격을 더 갖는 것이 바람직하다. 질소 함유 6원 헤테로방향족 골격의 구체적인 예에는, 피리딘 골격, 다이아진 골격(피라진 골격, 피리미딘 골격, 및 피리다진 골격), 및 트라이아진 골격 중 임의의 것을 갖는 화합물이 포함된다. 질소 함유 헤테로방향족 골격을 갖는 이들 염기성 화합물의 예로서는, 피리딘 유도체, 바이피리딘 유도체, 피리미딘 유도체, 트라이아진 유도체, 퀴녹살린 유도체, 다이벤조퀴녹살린 유도체, 페난트롤린 유도체, 및 푸린 유도체 등의 화합물을 들 수 있다. 유기 화합물(131_1)로서는, 정공보다 전자를 더 수송하는 성질을 갖는 재료(전자 수송성 재료)를 사용할 수 있고, 전자 이동도가 1×10^-6cm²/Vs 이상인 재료가 바람직하다. 또한, 이들 재료는 호스트 재료(131), 즉 발광층의 호스트 재료가 1종류의 재료를 포함하는 경우에도 적합하게 사용될 수 있다.

구체적으로는, 예를 들어 2-[3-(3,9'-바이-9H-카바졸-9-일)페닐]다이벤조[f,h]퀴녹살린(약칭: 2mCzCzPDBq) 및 4,6-비스[3-(9H-카바졸-9-일)페닐]피리미딘(약칭: 4,6mCzP2Pm) 등의 다이아진 골격을 갖는 헤테로고리 화합물; 2-{4-[3-(N-페닐-9H-카바졸-3-일)-9H-카바졸-9-일]페닐}-4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진(약칭: PCCzPTzn) 등의 트라이아진 골격을 갖는 헤테로고리 화합물; 및 3,5-비스[3-(9H-카바졸-9-일)페닐]피리딘(약칭: 35DCzPPy) 등의 피리딘 골격을 갖는 헤테로고리 화합물을 사용할 수 있다. 상기 헤테로고리 화합물 중에서, 트라이아진 골격, 다이아진 골격(피리미딘, 피라진, 피리다진), 또는 피리딘 골격을 갖는 헤테로고리 화합물은 신뢰성이 높고 안정적이기 때문에 바람직하게 사용된다. 또한, 상기 골격을 갖는 헤테로고리 화합물은 전자 수송성이 높아 구동 전압 저감에 기여한다.

유기 화합물(131_1)로서는, 상술한 헤테로방향족 고리 화합물에 더하여 다음의 헤테로방향족 고리 화합물을 사용할 수도 있다.

바소페난트롤린(약칭: BPhen) 및 바소큐프로인(약칭: BCP) 등의 피리딘 골격을 갖는 헤테로고리 화합물; 및 2-[3-(다이벤조싸이오펜-4-일)페닐]다이벤조[f,h]퀴녹살린(약칭: 2mDBTPDBq-II), 2-[3'-(다이벤조싸이오펜-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), 2-[4-(3,6-다이페닐-9H-카바졸-9-일)페닐]다이벤조[f,h]퀴녹살린(약칭: 2CzPDBq-III), 7-[3-(다이벤조싸이오펜-4-일)페닐]다이벤조[f,h]퀴녹살린(약칭: 7mDBTPDBq-II), 6-[3-(다이벤조싸이오펜-4-일)페닐]다이벤조[f,h]퀴녹살린(약칭: 6mDBTPDBq-II), 4,6-비스[3-(페난트렌-9-일)페닐]피리미딘(약칭: 4,6mPnP2Pm), 4,6-비스[3-(4-다이벤조싸이엔일)페닐]피리미딘(약칭: 4,6mDBTP2Pm-II), 1,3,5-트라이[3-(3-피리딜)페닐]벤젠(약칭: TmPyPB) 등의 다이아진 골격을 갖는 헤테로고리 화합물을 들 수 있다. 또한, 폴리(2,5-피리딘다이일)(약칭: PPy), 폴리[(9,9-다이헥실플루오렌-2,7-다이일)-co-(피리딘-3,5-다이일)](약칭: PF-Py), 및 폴리[(9,9-다이옥틸플루오렌-2,7-다이일)-co-(2,2'-바이피리딘-6,6'-다이일)](약칭: PF-BPy) 등의 고분자 화합물을 사용할 수도 있다. 여기서 열거한 물질은 주로 전자 이동도가 1×10^-6cm²/Vs 이상인 물질이다. 그러나, 전자 수송성이 정공 수송성보다 높은 물질이기만 하면, 상술한 물질 외의 임의의 물질을 사용하여도 좋다.

유기 화합물(131_2)은 질소 함유 5원 헤테로고리 골격 또는 3급 아민 골격을 갖는 화합물일 수 있지만, 질소 함유 5원 헤테로고리 골격을 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 피롤 골격 또는 방향족 아민 골격을 들 수 있다. 구체적으로는, 인돌 유도체, 카바졸 유도체, 및 트라이아릴아민 유도체 등을 들 수 있다. 질소 함유 5원 헤테로고리 골격의 예에는 이미다졸 골격, 트라이아졸 골격, 및 테트라졸 골격이 포함된다. 유기 화합물(131_2)로서는, 전자보다 정공을 더 수송하는 성질을 갖는 재료(정공 수송성 재료)를 사용할 수 있고, 정공 이동도가 1×10^-6cm²/Vs 이상인 재료가 바람직하다. 또한, 상기 정공 수송성 재료는 고분자 화합물이어도 좋다. 상술한 카바졸 골격을 갖는 화합물 중에서, 정공 이동도가 1×10^-6cm²/Vs 이상인 화합물도 적합하게 사용할 수 있다.

정공 수송성이 높은 재료로서 사용할 수 있는 방향족 아민 화합물의 구체적인 예에는, 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), 및 1,3,5-트리스[N-(4-다이페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]벤젠(약칭: DPA3B) 등이 포함된다.

다른 예로서는 폴리(N-바이닐카바졸)(약칭: PVK), 폴리(4-바이닐트라이페닐아민)(약칭: PVTPA), 폴리[N-(4-{N'-[4-(4-다이페닐아미노)페닐]페닐-N'-페닐아미노}페닐)메타크릴아마이드](약칭: PTPDMA), 및 폴리[N,N'-비스(4-뷰틸페닐)-N,N'-비스(페닐)벤지딘](약칭: poly-TPD) 등의 고분자 화합물이 있다.

정공 수송성이 높은 재료의 예로서는, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]바이페닐(약칭: NPB 또는 α-NPD), N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-다이페닐-[1,1'-바이페닐]-4,4'-다이아민(약칭: TPD), 4,4',4''-트리스(카바졸-9-일)트라이페닐아민(약칭: TCTA), 4,4',4''-트리스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]트라이페닐아민(약칭: 1'-TNATA), 4,4',4''-트리스(N,N-다이페닐아미노)트라이페닐아민(약칭: TDATA), 4,4',4''-트리스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트라이페닐아민(약칭: MTDATA), 4,4'-비스[N-(스파이로-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), N-(9,9-다이메틸-9H-플루오렌-2-일)-N-{9,9-다이메틸-2-[N'-페닐-N'-(9,9-다이메틸-9H-플루오렌-2-일)아미노]-9H-플루오렌-7-일}페닐아민(약칭: DFLADFL), N-(9,9-다이메틸-2-다이페닐아미노-9H-플루오렌-7-일)다이페닐아민(약칭: DPNF), 2-[N-(4-다이페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]스파이로-9,9'-바이플루오렌(약칭: DPASF), 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), 4-페닐다이페닐-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)아민(약칭: PCA1BP), N,N'-비스(9-페닐카바졸-3-일)-N,N'-다이페닐벤젠-1,3-다이아민(약칭: PCA2B), N,N',N''-트라이페닐-N,N',N''-트리스(9-페닐카바졸-3-일)벤젠-1,3,5-트라이아민(약칭: PCA3B), N-(4-바이페닐)-N-(9,9-다이메틸-9H-플루오렌-2-일)-9-페닐-9H-카바졸-3-아민(약칭: PCBiF), N-(1,1'-바이페닐-4-일)-N-[4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐]-9,9-다이메틸-9H-플루오렌-2-아민(약칭: PCBBiF), 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]스파이로-9,9'-바이플루오렌-2-아민(약칭: PCBASF), 2-[N-(9-페닐카바졸-3-일)-N-페닐아미노]스파이로-9,9'-바이플루오렌(약칭: PCASF), 2,7-비스[N-(4-다이페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]-스파이로-9,9'-바이플루오렌(약칭: DPA2SF), N-[4-(9H-카바졸-9-일)페닐]-N-(4-페닐)페닐아닐린(약칭: YGA1BP), 및 N,N'-비스[4-(카바졸-9-일)페닐]-N,N'-다이페닐-9,9-다이메틸플루오렌-2,7-다이아민(약칭: YGA2F) 등의 방향족 아민 화합물이 있다. 다른 예로서는, 3-[4-(1-나프틸)-페닐]-9-페닐-9H-카바졸(약칭: PCPN), 3-[4-(9-페난트릴)-페닐]-9-페닐-9H-카바졸(약칭: PCPPn), 3,3'-비스(9-페닐-9H-카바졸)(약칭: PCCP), 1,3-비스(N-카바졸릴)벤젠(약칭: mCP), 3,6-비스(3,5-다이페닐페닐)-9-페닐카바졸(약칭: CzTP), 3,6-다이(9H-카바졸-9-일)-9-페닐-9H-카바졸(약칭: PhCzGI), 및 2,8-다이(9H-카바졸-9-일)-다이벤조싸이오펜(약칭: Cz2DBT) 등의 아민 화합물, 카바졸 화합물, 싸이오펜 화합물, 퓨란 화합물, 플루오렌 화합물; 트라이페닐렌 화합물; 및 페난트렌 화합물 등이 있다. 상술한 화합물 중에서, 피롤 골격 또는 방향족 아민 골격을 갖는 화합물은 안정성 및 신뢰성이 높으므로 바람직하다. 또한, 이러한 골격을 갖는 화합물은 정공 수송성이 높아 구동 전압 저감에 기여한다.

유기 화합물(131_2)로서는, 이미다졸 골격, 트라이아졸 골격, 또는 테트라졸 골격 등의 질소 함유 5원 헤테로고리 골격을 갖는 화합물을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 3-(4-바이페닐릴)-4-페닐-5-(4-tert-뷰틸페닐)-1,2,4-트라이아졸(약칭: TAZ), 9-[4-(4,5-다이페닐-4H-1,2,4-트라이아졸-3-일)페닐]-9H-카바졸(약칭: CzTAZ1), 2,2',2''-(1,3,5-벤젠트라이일)트리스(1-페닐-1H-벤즈이미다졸)(약칭: TPBI), 및 2-[3-(다이벤조싸이오펜-4-일)페닐]-1-페닐-1H-벤즈이미다졸(약칭: mDBTBIm-II) 등을 사용할 수 있다.

발광층(130)에서 게스트 재료(132)에 특별한 한정은 없지만, 형광성 화합물로서는, 안트라센 유도체, 테트라센 유도체, 크리센 유도체, 페난트렌 유도체, 피렌 유도체, 페릴렌 유도체, 스틸벤 유도체, 아크리돈 유도체, 쿠마린 유도체, 페녹사진 유도체, 또는 페노싸이아진 유도체 등을 사용하는 것이 바람직하고, 예를 들어 다음 물질 중 임의의 것을 사용할 수 있다.

상기 예에는, 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'-다이페닐-N,N'-비스[4-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐]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-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐]-N,N'-비스(4-tert-뷰틸페닐)피렌-1,6-다이아민(약칭: 1,6tBu-FLPAPrn), N,N'-비스[4-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐]N,N'-다이페닐-3,8-다이사이클로헥실피렌-1,6-다이아민(약칭: ch-1,6FLPAPrn), 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-뷰틸)페릴렌(약칭: TBP), 4-(10-페닐-9-안트릴)-4'-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트라이페닐아민(약칭: PCBAPA), N,N''-(2-tert-뷰틸안트라센-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 6, 쿠마린 545T, N,N'-다이페닐퀴나크리돈(약칭: DPQd), 루브렌, 2,8-다이-tert-뷰틸-5,11-비스(4-tert-뷰틸페닐)-6,12-다이페닐테트라센(약칭: TBRb), Nile red, 5,12-비스(1,1'-바이페닐-4-일)-6,11-다이페닐테트라센(약칭: BPT), 2-(2-{2-[4-(다이메틸아미노)페닐]에텐일}-6-메틸-4H-피란-4-일리덴)프로페인다이나이트릴(약칭: DCM1), 2-{2-메틸-6-[2-(2,3,6,7-테트라하이드로-1H,5H-벤조[ij]퀴놀리진-9-일)에텐일]-4H-피란-4-일리덴}프로페인다이나이트릴(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)에텐일]-4H-피란-4-일리덴}프로페인다이나이트릴(약칭: DCJTI), 2-{2-tert-뷰틸-6-[2-(1,1,7,7-테트라메틸-2,3,6,7-테트라하이드로-1H,5H-벤조[ij]퀴놀리진-9-일)에텐일]-4H-피란-4-일리덴}프로페인다이나이트릴(약칭: DCJTB), 2-(2,6-비스{2-[4-(다이메틸아미노)페닐]에텐일}-4H-피란-4-일리덴)프로페인다이나이트릴(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)에텐일]-4H-피란-4-일리덴}프로페인다이나이트릴(약칭: BisDCJTM), 및 5,10,15,20-테트라페닐비스벤조[5,6]인데노[1,2,3-cd:1',2',3'-lm]페릴렌이 포함된다.

또한, 표 1에 나타낸 바와 같이, 상기 제 1 유기 화합물에 포함되는 탄화수소기 치환체는 T1 준위의 저하를 일으킨다. 따라서, 게스트 재료가 삼중항 여기 에너지를 발광으로 변환하는 기능을 갖는 경우에 본 발명의 일 형태는 더 효과적이다. 삼중항 여기 에너지를 발광으로 변환하는 기능을 갖는 재료로서는, 인광 재료 및 열 활성화 지연 형광(TADF) 재료를 들 수 있고, 이하에서 이들 재료에 대하여 설명한다. 또한, 이들 게스트 재료의 T1 준위가 높은 경우, 구체적으로는 이들 게스트 재료가 450nm 이상 530nm 이하에서 발광 피크를 나타내는 경우에 본 발명의 일 형태는 특히 효과적이다.

게스트 재료(132)(인광성 화합물)로서는, 이리듐, 로듐, 또는 백금계의 유기 금속 착체 또는 금속 착체를 사용할 수 있고, 특히 이리듐계 오쏘 금속 착체 등의 유기 이리듐 착체가 바람직하다. 오쏘 금속화하는 배위자로서는 4H-트라이아졸 배위자, 1H-트라이아졸 배위자, 이미다졸 배위자, 피리딘 배위자, 피리미딘 배위자, 피라진 배위자, 또는 아이소퀴놀린 배위자 등을 들 수 있다. 금속 착체로서는 포르피린 배위자를 갖는 백금 착체 등을 들 수 있다.

청색 또는 녹색의 파장 범위에 발광 피크를 갖는 물질의 예에는 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-트라이아졸레이토)이리듐(III)(약칭: Ir(Mptz)₃), 트리스[4-(3-바이페닐)-5-아이소프로필-3-페닐-4H-1,2,4-트라이아졸레이토]이리듐(III)(약칭: Ir(iPrptz-3b)₃), 및 트리스[3-(5-바이페닐)-5-아이소프로필-4-페닐-4H-1,2,4-트라이아졸레이토]이리듐(III)(약칭: Ir(iPr5btz)₃) 등의 4H-트라이아졸 골격을 갖는 유기 금속 이리듐 착체; 트리스[3-메틸-1-(2-메틸페닐)-5-페닐-1H-1,2,4-트라이아졸레이토]이리듐(III)(약칭: Ir(Mptz1-mp)₃) 및 트리스(1-메틸-5-페닐-3-프로필-1H-1,2,4-트라이아졸레이토)이리듐(III)(약칭: Ir(Prptz1-Me)₃) 등의 1H-트라이아졸 골격을 갖는 유기 금속 이리듐 착체; fac-트리스[1-(2,6-다이아이소프로필페닐)-2-페닐-1H-이미다졸]이리듐(III)(약칭: Ir(iPrpmi)₃) 및 트리스[3-(2,6-다이메틸페닐)-7-메틸이미다조[1,2-f]페난트리디네이토]이리듐(III)(약칭: Ir(dmpimpt-Me)₃) 등의 이미다졸 골격을 갖는 유기 금속 이리듐 착체; 및 비스[2-(4',6'-다이플루오로페닐)피리디네이토-N,C ^2']이리듐(III)테트라키스(1-피라졸릴)보레이트(약칭: FIr6), 비스[2-(4',6'-다이플루오로페닐)피리디네이토-N,C ^2']이리듐(III)피콜리네이트(약칭: FIrpic), 비스{2-[3',5'-비스(트라이플루오로메틸)페닐]피리디네이토-N,C ^2'}이리듐(III)피콜리네이트(약칭: Ir(CF₃ppy)₂(pic)), 및 비스[2-(4',6'-다이플루오로페닐)피리디네이토-N,C ^2']이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: FIr(acac)) 등의 전자 흡인기를 갖는 페닐피리딘 유도체를 배위자로 하는 유기 금속 이리듐 착체가 포함된다. 상술한 재료 중에서, 4H-트라이아졸 골격, 1H-트라이아졸 골격, 또는 이미다졸 골격 등의 질소 함유 5원 헤테로고리 골격을 포함하는 유기 금속 이리듐 착체는 삼중항 여기 에너지, 신뢰성, 및 발광 효율이 높기 때문에 특히 바람직하다.

녹색 또는 황색의 파장 범위에 발광 피크를 갖는 물질의 예에는 트리스(4-메틸-6-페닐피리미디네이토)이리듐(III)(약칭: Ir(mppm)₃), 트리스(4-t-뷰틸-6-페닐피리미디네이토)이리듐(III)(약칭: Ir(tBuppm)₃), (아세틸아세토네이토)비스(6-메틸-4-페닐피리미디네이토)이리듐(III)(약칭: Ir(mppm)₂(acac)), (아세틸아세토네이토)비스(6-tert-뷰틸-4-페닐피리미디네이토)이리듐(III)(약칭: Ir(tBuppm)₂(acac)), (아세틸아세토네이토)비스[4-(2-노보닐)-6-페닐피리미디네이토]이리듐(III)(약칭: Ir(nbppm)₂(acac)), (아세틸아세토네이토)비스[5-메틸-6-(2-메틸페닐)-4-페닐피리미디네이토]이리듐(III)(약칭: Ir(mpmppm)₂(acac)), (아세틸아세토네이토)비스{4,6-다이메틸-2-[6-(2,6-다이메틸페닐)-4-피리미딘일-κN3]페닐-κC}이리듐(III)(약칭: Ir(dmppm-dmp)₂(acac)), (아세틸아세토네이토)비스(4,6-다이페닐피리미디네이토)이리듐(III)(약칭: Ir(dppm)₂(acac)) 등의 피리미딘 골격을 갖는 유기 금속 이리듐 착체; (아세틸아세토네이토)비스(3,5-다이메틸-2-페닐피라지네이토)이리듐(III)(약칭: Ir(mppr-Me)₂(acac)) 및 (아세틸아세토네이토)비스(5-아이소프로필-3-메틸-2-페닐피라지네이토)이리듐(III)(약칭: Ir(mppr-iPr)₂(acac)) 등의 피라진 골격을 갖는 유기 금속 이리듐 착체; 트리스(2-페닐피리디네이토-N,C ^2')이리듐(III)(약칭: Ir(ppy)₃), 비스(2-페닐피리디네이토-N,C ^2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: Ir(ppy)₂(acac)), 비스(벤조[h]퀴놀리네이토)이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: Ir(bzq)₂(acac)), 트리스(벤조[h]퀴놀리네이토)이리듐(III)(약칭: Ir(bzq)₃), 트리스(2-페닐퀴놀리네이토-N,C ^2')이리듐(III)(약칭: Ir(pq)₃), 및 비스(2-페닐퀴놀리네이토-N,C ^2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: Ir(pq)₂(acac)) 등의 피리딘 골격을 갖는 유기 금속 이리듐 착체; 비스(2,4-다이페닐-1,3-옥사졸레이토-N,C ^2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: Ir(dpo)₂(acac)), 비스{2-[4'-(퍼플루오로페닐)페닐]피리디네이토-N,C ^2'}이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: Ir(p-PF-ph)₂(acac)), 및 비스(2-페닐벤조싸이아졸레이토-N,C ^2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: Ir(bt)₂(acac)) 등의 유기 금속 이리듐 착체; 및 트리스(아세틸아세토네이토)(모노페난트롤린)터븀(III)(약칭: Tb(acac)₃(Phen)) 등의 희토류 금속 착체가 포함된다. 상술한 재료 중에서, 피리미딘 골격을 갖는 유기 금속 이리듐 착체는 신뢰성 및 발광 효율이 두드러지게 높기 때문에 특히 바람직하다.

황색 또는 적색의 파장 범위에 발광 피크를 갖는 물질의 예에는 (다이아이소뷰틸릴메타네이토)비스[4,6-비스(3-메틸페닐)피리미디네이토]이리듐(III)(약칭: Ir(5mdppm)₂(dibm)), 비스[4,6-비스(3-메틸페닐)피리미디네이토](다이피발로일메타네이토)이리듐(III)(약칭: Ir(5mdppm)₂(dpm)), 및 비스[4,6-다이(나프탈렌-1-일)피리미디네이토](다이피발로일메타네이토)이리듐(III)(약칭: Ir(d1npm)₂(dpm)) 등의 피리미딘 골격을 갖는 유기 금속 이리듐 착체; (아세틸아세토네이토)비스(2,3,5-트라이페닐피라지네이토)이리듐(III)(약칭: Ir(tppr)₂(acac)), 비스(2,3,5-트라이페닐피라지네이토)(다이피발로일메타네이토)이리듐(III)(약칭: Ir(tppr)₂(dpm)), 및 (아세틸아세토네이토)비스[2,3-비스(4-플루오로페닐)퀴녹살리네이토]이리듐(III)(약칭: Ir(Fdpq)₂(acac)) 등의 피라진 골격을 갖는 유기 금속 이리듐 착체; 트리스(1-페닐아이소퀴놀리네이토-N,C ^2')이리듐(III)(약칭: Ir(piq)₃) 및 비스(1-페닐아이소퀴놀리네이토-N,C ^2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: Ir(piq)₂(acac)) 등의 피리딘 골격을 갖는 유기 금속 이리듐 착체; 2,3,7,8,12,13,17,18-옥타에틸-21H,23H-포르피린 백금(II)(약칭: PtOEP) 등의 백금 착체; 및 트리스(1,3-다이페닐-1,3-프로페인다이오네이토)(모노페난트롤린)유로퓸(III)(약칭: Eu(DBM)₃(Phen)) 및 트리스[1-(2-테노일)-3,3,3-트라이플루오로아세토네이토](모노페난트롤린)유로퓸(III)(약칭: Eu(TTA)₃(Phen)) 등의 희토류 금속 착체가 포함된다. 상술한 재료 중에서, 피리미딘 골격을 갖는 유기 금속 이리듐 착체는 신뢰성 및 발광 효율이 두드러지게 높기 때문에 특히 바람직하다. 또한, 피라진 골격을 갖는 유기 금속 이리듐 착체는 색도가 양호한 적색 발광을 제공할 수 있다.

발광층(130)에 포함되는 발광 재료로서는, 삼중항 여기 에너지를 발광으로 변환할 수 있는 재료이기만 하면 임의의 재료를 사용할 수 있다. 삼중항 여기 에너지를 발광으로 변환할 수 있는 재료의 예로서는 인광 재료에 더하여, 열 활성화 지연 형광(TADF) 재료를 들 수 있다. 따라서, 설명에서의 "인광 재료"를 "열 활성화 지연 형광 재료"로 바꿔도 좋다. 또한, 열 활성화 지연 형광 재료는 삼중항 여기 에너지 준위와 단일항 여기 에너지 준위의 차이가 작고, 역항간 교차에 의하여 삼중항 여기 에너지를 단일항 여기 에너지로 변환하는 기능을 갖는 재료이다. 그러므로, TADF 재료는 삼중항 여기 상태를 적은 열 에너지를 사용하여 단일항 여기 상태로 업컨버트할 수 있고(즉, 역항간 교차가 가능), 단일항 여기 상태로부터 발광(형광)을 효율적으로 나타낼 수 있다. TADF는 삼중항 여기 에너지 준위와 단일항 여기 에너지 준위의 에너지 차이가 바람직하게는 0eV보다 크고 0.2eV 이하, 더 바람직하게는 0eV보다 크고 0.1eV 이하인 조건하에서 효율적으로 얻어진다.

열 활성화 지연 형광 재료가 1종류의 재료로 구성되는 경우, 예를 들어 다음 재료 중 임의의 것을 사용할 수 있다.

먼저, 풀러렌, 그 유도체, 프로플라빈 등의 아크리딘 유도체, 및 에오신 등을 들 수 있다. 또한, 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 카드뮴(Cd), 주석(Sn), 백금(Pt), 인듐(In), 또는 팔라듐(Pd)을 포함하는 포르피린 등의 금속 함유 포르피린을 들 수 있다. 금속 함유 포르피린의 예에는 프로토포르피린-플루오린화 주석 착체(SnF₂(Proto IX)), 메소포르피린-플루오린화 주석 착체(SnF₂(Meso IX)), 헤마토포르피린-플루오린화 주석 착체(SnF₂(Hemato IX)), 코프로포르피린 테트라메틸에스터-플루오린화 주석 착체(SnF₂(Copro III-4Me)), 옥타에틸포르피린-플루오린화 주석 착체(SnF₂(OEP)), 에티오포르피린-플루오린화 주석 착체(SnF₂(Etio I)), 및 옥타에틸포르피린-염화 백금 착체(PtCl₂(OEP))가 포함된다.

1종류의 재료로 구성되는 열 활성화 지연 형광 재료로서는, π-전자 과잉형 헤테로방향족 고리 및 π-전자 부족형 헤테로방향족 고리를 포함하는 헤테로고리 화합물을 사용할 수도 있다. 구체적으로는, 2-(바이페닐-4-일)-4,6-비스(12-페닐인돌로[2,3-a]카바졸-11-일)-1,3,5-트라이아진(약칭: PIC-TRZ), 2-{4-[3-(N-페닐-9H-카바졸-3-일)-9H-카바졸-9-일]페닐}-4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진(약칭: PCCzPTzn), 2-[4-(10H-페녹사진-10-일)페닐]-4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진(약칭: PXZ-TRZ), 3-[4-(5-페닐-5,10-다이하이드로페나진-10-일)페닐]-4,5-다이페닐-1,2,4-트라이아졸(약칭: PPZ-3TPT), 3-(9,9-다이메틸-9H-아크리딘-10-일)-9H-크산텐-9-온(약칭: ACRXTN), 비스[4-(9,9-다이메틸-9,10-다이하이드로아크리딘)페닐]설폰(약칭: DMAC-DPS), 또는 10-페닐-10H,10'H-스파이로[아크리딘-9,9'-안트라센]-10'-온(약칭: ACRSA)을 사용할 수 있다. 상기 헤테로고리 화합물은 π-전자 과잉형 헤테로방향족 고리 및 π-전자 부족형 헤테로방향족 고리를 갖기 때문에 전자 수송성 및 정공 수송성이 높아 바람직하다. π-전자 부족형 헤테로방향족 고리를 갖는 골격 중, 다이아진 골격(피리미딘 골격, 피라진 골격, 또는 피리다진 골격) 및 트라이아진 골격은 안정성 및 신뢰성이 높아 특히 바람직하다. π-전자 과잉형 헤테로방향족 고리를 갖는 골격 중, 아크리딘 골격, 페녹사진 골격, 싸이오펜 골격, 퓨란 골격, 및 피롤 골격은 안정성 및 신뢰성이 높기 때문에, 이들 골격 중 하나 이상이 포함되는 것이 바람직하다. 피롤 골격으로서는, 인돌 골격, 카바졸 골격, 또는 3-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)-9H-카바졸 골격이 특히 바람직하다. 또한, π-전자 과잉형 헤테로방향족 고리가 π-전자 부족형 헤테로방향족 고리에 직접 결합된 물질은, π-전자 과잉형 헤테로방향족 고리의 도너성 및 π-전자 부족형 헤테로방향족 고리의 억셉터성이 둘 다 높아지고, 단일항 여기 에너지 준위와 삼중항 여기 에너지 준위의 차이가 작아지므로 특히 바람직하다.

발광층(130)은 호스트 재료(131) 및 게스트 재료(132) 외의 재료를 포함하여도 좋다.

발광층(130)에 사용할 수 있는 재료의 예는 한정되지 않지만, 안트라센 유도체, 페난트렌 유도체, 피렌 유도체, 크리센 유도체, 및 다이벤조[g,p]크리센 유도체 등의 축합 다환 방향족 화합물이 있다. 축합 다환 방향족 화합물의 구체적인 예에는 9,10-다이페닐안트라센(약칭: DPAnth), 6,12-다이메톡시-5,11-다이페닐크리센, 9,10-비스(3,5-다이페닐페닐)안트라센(약칭: DPPA), 9,10-다이(2-나프틸)안트라센(약칭: DNA), 2-tert-뷰틸-9,10-다이(2-나프틸)안트라센(약칭: t-BuDNA), 9,9'-바이안트릴(약칭: BANT), 9,9'-(스틸벤-3,3'-다이일)다이페난트렌(약칭: DPNS), 9,9'-(스틸벤-4,4'-다이일)다이페난트렌(약칭: DPNS2), 및 1,3,5-트라이(1-피렌일)벤젠(약칭: TPB3)이 포함된다. 이들 물질 및 공지의 물질에서, 게스트 재료(132)의 여기 에너지 준위보다 단일항 여기 에너지 준위 또는 삼중항 여기 에너지 준위가 높은 물질을 하나 이상 선택한다.

예를 들어, 옥사다이아졸 유도체 등의 헤테로방향족 골격을 갖는 화합물을 발광층(130)에 사용할 수 있다. 구체적인 예로서는, 2-(4-바이페닐릴)-5-(4-tert-뷰틸페닐)-1,3,4-옥사다이아졸(약칭: PBD), 1,3-비스[5-(p-tert-뷰틸페닐)-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), 및 4,4'-비스(5-메틸벤즈옥사졸-2-일)스틸벤(약칭: BzOs) 등의 헤테로고리 화합물을 들 수 있다.

또한, 예를 들어 헤테로고리를 갖는 금속 착체(예를 들어, 아연 또는 알루미늄계 금속 착체)를 발광층(130)에 사용할 수 있다. 예로서는, 퀴놀린 배위자, 벤조퀴놀린 배위자, 옥사졸 배위자, 및 싸이아졸 배위자를 갖는 금속 착체를 들 수 있다. 구체적인 예에는, 트리스(8-퀴놀리놀레이토)알루미늄(III)(약칭: Alq), 트리스(4-메틸-8-퀴놀리놀레이토)알루미늄(III)(약칭: Almq₃), 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리네이토)베릴륨(II)(약칭: BeBq₂), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이토)(4-페닐페놀레이토)알루미늄(III)(약칭: BAlq), 및 비스(8-퀴놀리놀레이토)아연(II)(약칭: Znq) 등, 퀴놀린 또는 벤조퀴놀린 골격을 갖는 금속 착체가 포함된다. 또는, 비스[2-(2-벤즈옥사졸릴)페놀레이토]아연(II)(약칭: ZnPBO) 또는 비스[2-(2-벤조싸이아졸릴)페놀레이토]아연(II)(약칭: ZnBTZ) 등의 옥사졸계 또는 싸이아졸계 배위자를 갖는 금속 착체를 사용할 수 있다.

발광층(130)은 2층 이상의 층이 적층된 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 발광층과 제 2 발광층을 정공 수송층 측에서부터 이 순서대로 적층하여 발광층(130)을 형성하는 경우, 제 1 발광층은 정공 수송성을 갖는 물질을 호스트 재료로서 사용하여 형성되고, 제 2 발광층은 전자 수송성을 갖는 물질을 호스트 재료로서 사용하여 형성된다. 제 1 발광층에 포함되는 발광 재료는 제 2 발광층에 포함되는 발광 재료와 같아도 좋고 달라도 좋다. 또한, 이 재료는 같은 색의 광 또는 다른 색의 광을 방출하는 기능을 가져도 좋다. 다른 색의 광을 방출하는 기능을 갖는 발광 재료를 2개의 발광층에 사용하면, 복수의 발광색의 광을 동시에 얻을 수 있다. 특히, 2개의 발광층으로부터의 발광을 조합하여 백색광을 얻을 수 있도록, 발광층의 발광 재료를 선택하는 것이 바람직하다.

또한, 발광층(130)은 증착법(진공 증착법을 포함함), 잉크젯법, 코팅법, 또는 그라비어 인쇄 등에 의하여 형성할 수 있다. 상술한 재료 외에, 퀀텀닷(quantum dot) 등의 무기 화합물 또는 고분자 화합물(예를 들어, 올리고머, 덴드리머, 및 폴리머)을 사용하여도 좋다.

<<정공 주입층>>

정공 주입층(111)은 한 쌍의 전극 중 한쪽(전극(101) 또는 전극(102))으로부터의 정공 주입의 장벽을 저감하여 정공 주입을 촉진하는 기능을 갖고, 예를 들어 전이 금속 산화물, 프탈로사이아닌 유도체, 또는 방향족 아민을 사용하여 형성된다. 전이 금속 산화물로서는, 몰리브데넘 산화물, 바나듐 산화물, 루테늄 산화물, 텅스텐 산화물, 및 망가니즈 산화물 등을 들 수 있다. 프탈로사이아닌 유도체로서는, 프탈로사이아닌 및 금속 프탈로사이아닌 등을 들 수 있다. 방향족 아민으로서는, 벤지딘 유도체 및 페닐렌다이아민 유도체 등을 들 수 있다. 폴리싸이오펜 또는 폴리아닐린 등의 고분자 화합물을 사용할 수도 있고, 그 대표적인 예로서는 자기 도핑된 폴리싸이오펜인 폴리(에틸렌다이옥시싸이오펜)/폴리(스타이렌설폰산)이 있다.

정공 주입층(111)으로서, 정공 수송성 재료와 정공 수송성 재료로부터 전자를 받는 특성을 갖는 재료의 복합 재료를 포함하는 층을 사용할 수도 있다. 또는, 전자 수용성을 갖는 재료를 포함하는 층과 정공 수송성 재료를 포함하는 층의 적층을 사용하여도 좋다. 정상(定常) 상태 또는 전계 존재하에서, 이들 재료 사이를 전하가 이동할 수 있다. 전자 수용성을 갖는 재료의 예로서는, 퀴노다이메테인 유도체, 클로라닐 유도체, 및 헥사아자트라이페닐렌 유도체 등의 유기 억셉터를 들 수 있다. 구체적인 예로서는 7,7,8,8-테트라사이아노-2,3,5,6-테트라플루오로퀴노다이메테인(약칭: F₄-TCNQ), 클로라닐, 또는 2,3,6,7,10,11-헥사사이아노-1,4,5,8,9,12-헥사아자트라이페닐렌(약칭: HAT-CN) 등의 전자 흡인기(할로젠기 또는 사이아노기)를 갖는 화합물이 있다. 또는, 4족 내지 8족 금속의 산화물 등의 전이 금속 산화물을 사용할 수도 있다. 구체적으로는, 산화 바나듐, 산화 나이오븀, 산화 탄탈럼, 산화 크로뮴, 산화 몰리브데넘, 산화 텅스텐, 산화 망가니즈, 또는 산화 레늄 등을 사용할 수 있다. 특히, 산화 몰리브데넘은 대기 중에서 안정적이고 흡습성이 낮으며 취급하기 쉬우므로 바람직하다.

정공 수송성 재료로서는, 전자보다 정공을 더 수송하는 성질을 갖는 재료를 사용할 수 있고, 정공 이동도가 1×10^-6cm²/Vs 이상인 재료가 바람직하다. 구체적으로는, 발광층(130)에 사용할 수 있는 정공 수송성 재료로서 예시한 방향족 아민, 카바졸 유도체, 방향족 탄화수소, 및 스틸벤 유도체 등 중 임의의 것을 사용할 수 있다. 또한, 정공 수송성 재료는 고분자 화합물이어도 좋다.

정공 수송성 재료의 다른 예로서는, 2-tert-뷰틸-9,10-다이(2-나프틸)안트라센(약칭: t-BuDNA), 2-tert-뷰틸-9,10-다이(1-나프틸)안트라센, 9,10-비스(3,5-다이페닐페닐)안트라센(약칭: DPPA), 2-tert-뷰틸-9,10-비스(4-페닐페닐)안트라센(약칭: t-BuDBA), 9,10-다이(2-나프틸)안트라센(약칭: DNA), 9,10-다이페닐안트라센(약칭: DPAnth), 2-tert-뷰틸안트라센(약칭: t-BuAnth), 9,10-비스(4-메틸-1-나프틸)안트라센(약칭: DMNA), 2-tert-뷰틸-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, 및 2,5,8,11-테트라(tert-뷰틸)페릴렌 등의 방향족 탄화수소를 들 수 있다. 다른 예로서는 펜타센 및 코로넨 등이 있다. 정공 이동도가 1×10^-6cm²/Vs 이상이고 탄소수가 14 내지 42인 방향족 탄화수소가 특히 바람직하다.

방향족 탄화수소는 바이닐 골격을 가져도 좋다. 바이닐기를 갖는 방향족 탄화수소의 예로서는 4,4'-비스(2,2-다이페닐바이닐)바이페닐(약칭: DPVBi) 및 9,10-비스[4-(2,2-다이페닐바이닐)페닐]안트라센(약칭: DPVPA) 등이 있다.

다른 예로서는 4-{3-[3-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐]페닐}다이벤조퓨란(약칭: mmDBFFLBi-II), 4,4',4''-(벤젠-1,3,5-트라이일)트라이(다이벤조퓨란)(약칭: DBF3P-II), 1,3,5-트라이(다이벤조싸이오펜-4-일)벤젠(약칭: DBT3P-II), 2,8-다이페닐-4-[4-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐]다이벤조싸이오펜(약칭: DBTFLP-III), 4-[4-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐]-6-페닐다이벤조싸이오펜(약칭: DBTFLP-IV), 및 4-[3-(트라이페닐렌-2-일)페닐]다이벤조싸이오펜(약칭: mDBTPTp-II) 등의 싸이오펜 화합물, 퓨란 화합물, 플루오렌 화합물, 트라이페닐렌 화합물, 및 페난트렌 화합물 등이 있다. 상술한 화합물 중에서, 피롤 골격, 퓨란 골격, 싸이오펜 골격, 또는 방향족 아민 골격을 포함하는 화합물은 안정성 및 신뢰성이 높으므로 바람직하다. 또한, 이러한 골격을 갖는 화합물은 정공 수송성이 높아 구동 전압 저감에 기여한다.

<<정공 수송층>>

정공 수송층(112)은 정공 수송성 재료를 포함하는 층이며 정공 주입층(111)의 재료로서 예시한 정공 수송성 재료들 중 임의의 것을 사용하여 형성할 수 있다. 정공 수송층(112)이 정공 주입층(111)에 주입된 정공을 발광층(130)에 수송하는 기능을 가질 수 있기 위해서는, 정공 수송층(112)의 HOMO(highest occupied molecular orbital) 준위가 정공 주입층(111)의 HOMO 준위와 동등하거나 가까운 것이 바람직하다.

정공 수송성 재료로서는 정공 이동도가 1×10^-6cm²/Vs 이상인 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 다만, 전자 수송성보다 정공 수송성이 높기만 하면 상술한 물질 외의 임의의 물질을 사용하여도 좋다. 정공 수송성이 높은 물질을 포함하는 층은 단층에 한정되지 않고, 상술한 물질을 포함하는 2층 이상의 층을 적층하여도 좋다.

<<전자 수송층>>

전자 수송층(118)은 전자 주입층(119)을 통하여 한 쌍의 전극 중 다른 쪽(전극(101) 또는 전극(102))으로부터 주입된 전자를 발광층(130)에 수송하는 기능을 갖는다. 전자 수송성 재료로서는, 정공보다 전자를 더 수송하는 성질을 갖는 재료를 사용할 수 있고, 전자 이동도가 1×10^-6cm²/Vs 이상인 재료가 바람직하다. 전자를 용이하게 받는 화합물(전자 수송성을 갖는 재료)로서는, 예를 들어 질소 함유 헤테로방향족 화합물 등의 π-전자 부족형 헤테로방향족 화합물 또는 금속 착체 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 발광층(130)에 사용할 수 있는 전자 수송성 재료로서 제시한 피리딘 유도체, 바이피리딘 유도체, 피리미딘 유도체, 트라이아진 유도체, 퀴녹살린 유도체, 다이벤조퀴녹살린 유도체, 페난트롤린 유도체, 트라이아졸 유도체, 벤즈이미다졸 유도체, 및 옥사다이아졸 유도체 등을 들 수 있다. 전자 이동도가 1×10^-6cm²/Vs 이상인 물질이 바람직하다. 또한, 이들 물질 외에, 정공보다 전자를 더 수송하는 성질을 갖는 임의의 물질을 전자 수송층에 사용하여도 좋다. 전자 수송층(118)은 단층에 한정되지 않고, 상술한 물질을 포함하는 2층 이상의 적층을 포함하여도 좋다.

또한, 퀴놀린 배위자, 벤조퀴놀린 배위자, 옥사졸 배위자, 및 싸이아졸 배위자를 갖는 금속 착체 등, 헤테로고리를 갖는 금속 착체를 들 수 있다. 구체적인 예에는, 트리스(8-퀴놀리놀레이토)알루미늄(III)(약칭: Alq), 트리스(4-메틸-8-퀴놀리놀레이토)알루미늄(III)(약칭: Almq₃), 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리네이토)베릴륨(II)(약칭: BeBq₂), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이토)(4-페닐페놀레이토)알루미늄(III)(약칭: BAlq), 및 비스(8-퀴놀리놀레이토)아연(II)(약칭: Znq) 등, 퀴놀린 또는 벤조퀴놀린 골격을 갖는 금속 착체가 포함된다. 또는, 비스[2-(2-벤즈옥사졸릴)페놀레이토]아연(II)(약칭: ZnPBO) 또는 비스[2-(2-벤조싸이아졸릴)페놀레이토]아연(II)(약칭: ZnBTZ) 등의 옥사졸계 또는 싸이아졸계 배위자를 갖는 금속 착체를 사용할 수 있다.

전자 수송층(118)과 발광층(130) 사이에, 전자 캐리어의 이동을 제어하는 층을 제공하여도 좋다. 이는 상술한 전자 수송성이 높은 재료에 전자 트랩성이 높은 물질을 소량 첨가하여 형성된 층이고, 이 층은 전자 캐리어의 이동을 억제하여 캐리어 밸런스를 조절할 수 있다. 이러한 구조는, 전자 수송성 재료의 전자 수송성이 정공 수송성 재료의 정공 수송성보다 크게 높은 경우에 발생하는 문제(예를 들어, 소자 수명의 저하)를 억제하는 데 매우 효과적이다.

<<전자 주입층>>

전자 주입층(119)은 전극(102)으로부터의 전자 주입의 장벽을 저감하여 전자 주입을 촉진하는 기능을 갖고, 예를 들어 1족 금속 또는 2족 금속, 또는 이들 금속 중 임의의 것의 산화물, 할로젠화물, 또는 탄산염을 사용하여 형성될 수 있다. 또는, 전자 수송성 재료(위에 기재함)와 전자 수송성 재료에 대하여 전자를 공여하는 성질을 갖는 재료를 포함하는 복합 재료를 사용할 수도 있다. 전자 공여성을 갖는 재료로서는, 1족 금속, 2족 금속, 및 이들 금속 중 어느 것의 산화물 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 플루오린화 리튬(LiF), 플루오린화 소듐(NaF), 플루오린화 세슘(CsF), 플루오린화 칼슘(CaF₂), 또는 리튬 산화물(LiO_x) 등의 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 또는 그 화합물을 사용할 수 있다. 또는, 플루오린화 어븀(ErF₃)과 같은 희토류 금속 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 전자 주입층(119)에 전자화물(electride)을 사용하여도 좋다. 이 전자화물의 예에는 칼슘 산화물-산화 알루미늄(calcium oxide-aluminum oxide)에 고농도로 전자를 첨가한 물질이 포함된다. 전자 주입층(119)은 전자 수송층(118)에 사용할 수 있는 물질을 사용하여 형성될 수 있다.

또한, 전자 주입층(119)에는, 유기 화합물과 전자 공여체(도너)를 혼합한 복합 재료를 사용하여도 좋다. 이러한 복합 재료는 전자 공여체에 의하여 유기 화합물에서 전자가 발생되기 때문에, 전자 주입성 및 전자 수송성이 우수하다. 이 경우, 유기 화합물은 발생된 전자의 수송에 우수한 재료인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들어, 상술한 전자 수송층(118)을 형성하는 물질(예를 들어, 금속 착체 및 헤테로방향족 화합물)을 사용할 수 있다. 전자 공여체로서는, 유기 화합물에 대하여 전자 공여성을 나타내는 물질을 사용하여도 좋다. 구체적으로는, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 및 희토류 금속이 바람직하고, 리튬, 소듐, 세슘, 마그네슘, 칼슘, 어븀, 및 이터븀 등을 들 수 있다. 또한, 알칼리 금속 산화물 또는 알칼리 토금속 산화물이 바람직하고, 리튬 산화물, 칼슘 산화물, 및 바륨 산화물 등을 들 수 있다. 산화 마그네슘 등의 루이스 염기를 사용할 수도 있다. 테트라싸이아플루발렌(약칭: TTF) 등의 유기 화합물을 사용할 수도 있다.

또한, 상술한 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 및 전자 주입층의 각각은 증착법(진공 증착법을 포함함), 잉크젯법, 코팅법, 또는 그라비어 인쇄법 등에 의하여 형성할 수 있다. 상술한 재료 외에도, 상기 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 및 전자 주입층에는 퀀텀닷 등의 무기 화합물 또는 고분자 화합물(예를 들어, 올리고머, 덴드리머, 및 폴리머)을 사용하여도 좋다.

<<퀀텀닷>>

퀀텀닷은 크기가 수nm 내지 수십nm인 반도체 나노 결정이고, 약 1×10³개 내지 1×10⁶개의 원자를 포함한다. 퀀텀닷의 에너지 이동은 그 크기에 따르기 때문에, 같은 물질로 이루어진 퀀텀닷은 그 크기에 따라 파장이 다른 광을 방출하므로, 퀀텀닷의 크기를 변경함으로써 발광 파장을 쉽게 조정할 수 있다.

퀀텀닷은 발광 스펙트럼의 피크가 좁기 때문에, 색 순도가 높은 발광을 얻을 수 있다. 또한, 퀀텀닷은 이론적인 내부 양자 효율이 거의 100%라고 하고, 형광 유기 화합물의 이론적인 내부 양자 효율, 즉 25%를 크게 웃돌고, 인광 유기 화합물의 이론적인 내부 양자 효율과 동등하다. 따라서, 퀀텀닷을 발광 재료로서 사용함으로써 발광 효율이 높은 발광 소자를 얻을 수 있다. 또한, 무기 재료인 퀀텀닷은 그 본질적인 안정성이 높기 때문에 수명의 관점에서도 양호한 발광 소자를 얻을 수 있다.

퀀텀닷의 재료의 예에는 제 14 족 원소, 제 15 족 원소, 제 16 족 원소, 복수의 제 14 족 원소로 구성된 화합물, 제 4 족 내지 제 14 족 중 어느 것에 속하는 원소와 제 16 족 원소의 화합물, 제 2 족 원소와 제 16 족 원소의 화합물, 제 13 족 원소와 제 15 족 원소의 화합물, 제 13 족 원소와 제 17 족 원소의 화합물, 제 14 족 원소와 제 15 족 원소의 화합물, 제 11 족 원소와 제 17 족 원소의 화합물, 산화 철류, 산화 타이타늄류, 칼코게나이드스피넬류, 및 반도체 클러스터가 포함된다.

구체적인 예에는 셀레늄화 카드뮴; 황화 카드뮴; 텔루륨화 카드뮴; 셀레늄화 아연; 산화 아연; 황화 아연; 텔루륨화 아연; 황화 수은; 셀레늄화 수은; 텔루륨화 수은; 비소화 인듐; 인화 인듐; 비소화 갈륨; 인화 갈륨; 질화 인듐; 질화 갈륨; 안티모니화 인듐; 안티모니화 갈륨; 인화 알루미늄; 비소화 알루미늄; 안티모니화 알루미늄; 셀레늄화 납; 텔루륨화 납; 황화 납; 셀레늄화 인듐; 텔루륨화 인듐; 황화 인듐; 셀레늄화 갈륨; 황화 비소; 셀레늄화 비소; 텔루륨화 비소; 황화 안티모니; 셀레늄화 안티모니; 텔루륨화 안티모니; 황화 비스무트; 셀레늄화 비스무트; 텔루륨화 비스무트; 실리콘; 탄소화 실리콘; 저마늄; 주석; 셀레늄; 텔루륨; 붕소; 탄소; 인; 질화 붕소; 인화 붕소; 비소화 붕소; 질화 알루미늄; 황화 알루미늄; 황화 바륨; 셀레늄화 바륨; 텔루륨화 바륨; 황화 칼슘; 셀레늄화 칼슘; 텔루륨화 칼슘; 황화 베릴륨; 셀레늄화 베릴륨; 텔루륨화 베릴륨; 황화 마그네슘; 셀레늄화 마그네슘; 황화 저마늄; 셀레늄화 저마늄; 텔루륨화 저마늄; 황화 주석; 셀레늄화 주석; 텔루륨화 주석; 산화 납; 플루오린화 구리; 염화 구리; 브로민화 구리; 아이오딘화 구리; 산화 구리; 셀레늄화 구리; 산화 니켈; 산화 코발트; 황화 코발트; 산화 철; 황화 철; 산화 망가니즈; 황화 몰리브데넘; 산화 바나듐; 산화 텅스텐; 산화 탄탈럼; 산화 타이타늄; 산화 지르코늄; 질화 실리콘; 질화 저마늄; 산화 알루미늄; 타이타늄산 바륨; 셀레늄과 아연과 카드뮴의 화합물; 인듐과 비소와 인의 화합물; 카드뮴과 셀레늄과 황의 화합물; 카드뮴과 셀레늄과 텔루륨의 화합물; 인듐과 갈륨과 비소의 화합물; 인듐과 갈륨과 셀레늄의 화합물; 인듐과 셀레늄과 황의 화합물; 구리와 인듐과 황의 화합물; 및 이들의 조합이 포함되지만, 이들에 한정되지 않는다. 조성이 임의의 비율로 나타내어지는, 소위 합금형 퀀텀닷을 사용하여도 좋다. 예를 들어, 카드뮴과 셀레늄과 황의 합금형 퀀텀닷은 원소의 함유 비율을 변경시킴으로써 발광 파장을 변경할 수 있기 때문에 청색광을 얻는데 유효한 수단이다.

퀀텀닷으로서는 코어형 퀀텀닷, 코어 셸 퀀텀닷, 및 코어 멀티셸 퀀텀닷 등 중 임의의 것을 사용할 수 있다. 또한, 더 넓은 밴드 갭을 갖는 다른 무기 재료로 형성된 셸로 코어가 덮이면, 나노 결정의 표면에 존재하는 결함 및 댕글링 본드의 영향을 저감할 수 있다. 이러한 구조는 발광의 양자 효율을 크게 향상시킬 수 있기 때문에 코어 셸 또는 코어 멀티셸 퀀텀닷을 사용하는 것이 바람직하다. 셸의 재료의 예에는 황화 아연 및 산화 아연이 포함된다.

퀀텀닷은 표면 원자의 비율이 높기 때문에 반응성이 높고 응집되기 쉽다. 이 이유로, 퀀텀닷의 표면에는 보호제가 부착되거나 또는 보호기가 제공되는 것이 바람직하다. 상기 보호제가 부착되거나 또는 상기 보호기가 제공됨으로써, 응집을 방지하고 용매에서 용해성을 높일 수 있다. 반응성을 저감하고 전기적 안정성을 향상시킬 수도 있다. 보호제(또는 보호기)의 예에는 폴리옥시에틸렌라우릴에터, 폴리옥시에틸렌스테아릴에터, 및 폴리옥시에틸렌올레일에터 등의 폴리옥시에틸렌알킬에터류; 트라이프로필포스핀, 트라이뷰틸포스핀, 트라이헥실포스핀, 및 트라이옥틸포스핀 등의 트라이알킬포스핀류; 폴리옥시에틸렌 n-옥틸페닐에터 및 폴리옥시에틸렌 n-노닐페닐에터 등의 폴리옥시에틸렌알킬페닐에터류; 트라이(n-헥실)아민, 트라이(n-옥틸)아민, 및 트라이(n-데실)아민 등의 3급 아민류; 트라이프로필포스핀옥사이드, 트라이뷰틸포스핀옥사이드, 트라이헥실포스핀옥사이드, 트라이옥틸포스핀옥사이드, 및 트라이데실포스핀옥사이드 등의 유기 인 화합물; 폴리에틸렌글라이콜다이라우레이트 및 폴리에틸렌글라이콜다이스테아레이트 등의 폴리에틸렌글라이콜다이에스터류; 예를 들어 피리딘류, 루티딘류, 콜리딘류, 및 퀴놀린류 등의 질소 함유 방향족 화합물 등의 유기 질소 화합물; 헥실아민, 옥틸아민, 데실아민, 도데실아민, 테트라데실아민, 헥사데실아민, 및 옥타데실아민 등의 아미노알케인류; 다이뷰틸설파이드 등의 다이알킬설파이드류; 다이메틸설폭사이드 및 다이뷰틸설폭사이드 등의 다이알킬설폭사이드류; 예를 들어 싸이오펜 등의 황 함유 방향족 화합물 등의 유기 황 화합물; 팔미트산, 스테아르산, 및 올레산 등의 고급 지방산; 알코올류; 소르비탄 지방산 에스터류; 지방산 변성 폴리에스터류; 3급 아민 변성 폴리우레탄류; 및 폴리에틸렌이민류가 포함된다.

퀀텀닷의 크기가 작아질수록 그 밴드 갭이 커지기 때문에 원하는 파장의 광을 얻을 수 있도록 그 크기를 적절히 조정한다. 결정 크기가 작아질수록 퀀텀닷으로부터의 발광은 청색 측, 즉 고에너지 측으로 시프트하기 때문에, 퀀텀닷의 크기를 변경함으로써 자외 영역, 가시광 영역, 및 적외 영역의 스펙트럼의 파장 범위에 걸쳐 퀀텀닷의 발광 파장을 조정할 수 있다. 일반적으로 사용되는 퀀텀닷의 크기(직경)의 범위는 0.5nm 내지 20nm, 바람직하게는 1nm 내지 10nm이다. 퀀텀닷의 크기 분포가 작을수록 발광 스펙트럼이 좁아지기 때문에 색 순도가 높은 광을 얻을 수 있다. 퀀텀닷의 형상은 특별히 한정되지 않고, 구상형(spherical shape), 막대 형상, 또는 원형 등이어도 좋다. 막대 형상의 퀀텀닷인 퀀텀 로드는 지향성의 광을 방출하는 기능을 갖기 때문에, 퀀텀 로드를 발광 재료로서 사용함으로써 외부 양자 효율이 더 높은 발광 소자를 얻을 수 있다.

대부분의 유기 EL 소자에서는 발광 재료를 호스트 재료에 분산시켜 발광 재료의 농도 소광을 억제함으로써 발광 효율을 향상시킨다. 호스트 재료는 발광 재료 이상의 단일항 여기 에너지 준위 또는 삼중항 여기 에너지 준위를 갖는 재료일 필요가 있다. 청색 인광 재료를 발광 재료로서 사용하는 경우에는, 삼중항 여기 에너지 준위가 청색 인광 재료 이상이며 수명의 관점에서 우수한 호스트 재료를 개발하는 것이 특히 어렵다. 호스트 재료를 사용하지 않고 퀀텀닷으로 발광층을 구성하더라도 퀀텀닷은 발광 효율을 확보할 수 있기 때문에 수명의 관점에서 양호한 발광 소자를 얻을 수 있다. 퀀텀닷으로 발광층을 구성하는 경우에는, 퀀텀닷은 코어셸 구조(코어 멀티셸 구조를 포함함)를 갖는 것이 바람직하다.

발광층의 발광 재료로서 퀀텀닷을 사용하는 경우, 상기 발광층의 두께를 3nm 내지 100nm, 바람직하게는 10nm 내지 100nm로 하고, 발광층에 퀀텀닷을 1volume% 내지 100volume% 포함시킨다. 다만, 발광층은 퀀텀닷으로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 퀀텀닷을 발광 재료로서 호스트 재료에 분산시킨 발광층을 형성하기 위해서는, 호스트 재료에 퀀텀닷을 분산시키거나, 또는 호스트 재료와 퀀텀닷을 적절한 액체 매체에 용해 또는 분산시킨 다음, 웨트 프로세스(예를 들어, 스핀 코팅법, 캐스팅법, 다이 코팅법, 블레이드 코팅법, 롤 코팅법, 잉크젯법, 인쇄법, 스프레이 코팅법, 커튼 코팅법, 또는 랭뮤어-블로젯법(Langmuir-Blodgett method))를 채용할 수 있다. 인광 재료를 포함한 발광층에 대해서는, 상기 웨트 프로세스뿐만 아니라 진공 증착법도 적합하게 이용할 수 있다.

웨트 프로세스에 사용되는 액체 매체의 예로서는 메틸에틸케톤 및 사이클로헥사논 등의 케톤류; 아세트산 에틸 등의 지방산 에스터류; 다이클로로벤젠 등의 할로젠화 탄화수소류; 톨루엔, 자일렌, 메시틸렌, 및 사이클로헥실벤젠 등의 방향족 탄화수소류; 사이클로헥세인, 데칼린, 및 도데케인 등의 지방족 탄화수소류; 다이메틸폼아마이드(DMF); 또는 다이메틸설폭사이드(DMSO) 등의 유기 용매가 있다.

<<한 쌍의 전극>>

전극(101 및 102)은 각 발광 소자의 양극 및 음극으로서 기능한다. 전극(101 및 102)은 금속, 합금, 또는 도전성 화합물, 또는 그 혼합물 또는 적층 등을 사용하여 형성될 수 있다.

전극(101) 및 전극(102) 중 한쪽은 광을 반사하는 기능을 갖는 도전성 재료를 사용하여 형성되는 것이 바람직하다. 도전성 재료의 예에는 알루미늄(Al) 및 Al을 포함하는 합금 등이 포함된다. Al을 포함하는 합금의 예에는 Al 및 Ti를 포함하는 합금 및 Al, Ni, 및 La를 포함하는 합금 등, Al 및 L(L은 타이타늄(Ti), 네오디뮴(Nd), 니켈(Ni), 및 란타넘(La) 중 하나 이상을 나타냄)을 포함하는 합금이 포함된다. 알루미늄은 저항이 낮고 광의 반사율이 높다. 알루미늄은 지각(地殼)에 대량으로 포함되고 저렴하기 때문에 알루미늄을 사용하여 발광 소자의 제작 비용을 삭감할 수 있다. 또는, Ag, 또는 은(Ag)과 N(N은 이트륨(Y), Nd, 마그네슘(Mg), 이터븀(Yb), Al, Ti, 갈륨(Ga), 아연(Zn), 인듐(In), 텅스텐(W), 망가니즈(Mn), 주석(Sn), 철(Fe), Ni, 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 이리듐(Ir), 또는 금(Au) 중 하나 이상을 나타냄) 등의 합금을 사용할 수 있다. 은을 포함하는 합금의 예에는 은, 팔라듐, 및 구리를 포함하는 합금, 은 및 구리를 포함하는 합금, 은 및 마그네슘을 포함하는 합금, 은 및 니켈을 포함하는 합금, 은 및 금을 포함하는 합금, 및 은 및 이터븀을 포함하는 합금 등이 포함된다. 그 외에 텅스텐, 크로뮴(Cr), 몰리브데넘(Mo), 구리, 또는 타이타늄 등의 전이 금속을 사용할 수 있다.

발광층으로부터 방출되는 광은 전극(101) 및/또는 전극(102)을 통하여 추출된다. 그러므로, 전극(101) 및 전극(102) 중 적어도 한쪽은 광을 투과시키는 기능을 갖는 도전성 재료를 사용하여 형성되는 것이 바람직하다. 상기 도전성 재료로서는, 가시광 투과율이 40% 이상 100% 이하, 바람직하게는 60% 이상 100% 이하이고, 저항률이 1×10^-2Ω·cm 이하인 도전성 재료를 사용할 수 있다.

전극들(101 및 102)의 각각은 광을 투과시키는 기능 및 광을 반사하는 기능을 갖는 도전성 재료를 사용하여 형성되어도 좋다. 상기 도전성 재료로서는, 가시광 반사율이 20% 이상 80% 이하, 바람직하게는 40% 이상 70% 이하이고, 저항률이 1×10^-2Ω·cm 이하인 도전성 재료를 사용할 수 있다. 예를 들어, 도전성의 금속 및 합금, 및 도전성 화합물 등을 1종류 이상 사용할 수 있다. 구체적으로는, 인듐 주석 산화물(이하, ITO라고 함), 실리콘 또는 산화 실리콘을 포함하는 인듐 주석 산화물(ITSO), 산화 인듐-산화 아연(indium zinc oxide), 타이타늄을 포함하는 산화 인듐-주석 산화물, 인듐 타이타늄 산화물, 또는 산화 텅스텐 및 산화 아연을 포함하는 산화 인듐 등의 금속 산화물을 사용할 수 있다. 광을 투과시키는 두께(바람직하게는, 1nm 이상 30nm 이하의 두께)의 금속 박막을 사용할 수도 있다. 금속으로서는, Ag, Ag와 Al의 합금, Ag와 Mg의 합금, Ag와 Au의 합금, 또는 Ag와 Yb의 합금 등을 사용할 수 있다.

본 명세서 등에서는 광을 투과시키는 재료로서, 가시광을 투과시키고 도전성을 갖는 재료를 사용한다. 상기 재료의 예에는 상술한 ITO로 대표되는 산화물 도전체에 더하여, 산화물 반도체, 및 유기 물질을 포함하는 유기 도전체가 포함된다. 유기 물질을 포함하는 유기 도전체의 예에는 유기 화합물과 전자 공여체(도너)를 혼합한 복합 재료, 및 유기 화합물과 전자 수용체(억셉터)를 혼합한 복합 재료가 포함된다. 또는, 그래핀 등의 무기 탄소계 재료를 사용하여도 좋다. 상기 재료의 저항률은 바람직하게는 1×10⁵Ω·cm 이하, 더 바람직하게는 1×10⁴Ω·cm 이하이다.

또는, 전극(101) 및/또는 전극(102)은 이들 재료 중 2개 이상을 적층하여 형성되어도 좋다.

광 추출 효율을 향상시키기 위하여, 광을 투과시키는 기능을 갖는 전극보다 굴절률이 높은 재료를, 상기 전극과 접촉하여 형성하여도 좋다. 이 재료는 가시광을 투과시키는 기능을 갖기만 하면 전기적으로 도전성이어도 좋고 도전성이 아니어도 된다. 상술한 산화물 도전체에 더하여, 산화물 반도체 및 유기 물질을 상기 재료의 예로서 들 수 있다. 유기 물질의 예에는 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 및 전자 주입층의 재료가 포함된다. 또는, 무기 탄소계 재료 또는 광이 투과될 정도로 얇은 금속막을 사용할 수 있다. 또는, 두께가 수nm 내지 수십nm의 층의 적층을 사용하여도 좋다.

전극(101) 또는 전극(102)이 음극으로서 기능하는 경우, 전극은 일함수가 낮은(3.8eV 이하) 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 원소 주기율표의 제 1족 또는 제 2족에 속하는 원소(예를 들어, 리튬, 소듐, 또는 세슘 등의 알칼리 금속, 칼슘 또는 스트론튬 등의 알칼리 토금속, 또는 마그네슘), 이들 원소 중 어느 것을 포함하는 합금(예를 들어, Ag-Mg 또는 Al-Li), 유로퓸(Eu) 또는 Yb 등의 희토류 금속, 이들 희토류 금속 중 어느 것을 포함하는 합금, 또는 알루미늄 및 은을 포함하는 합금 등을 사용할 수 있다.

전극(101) 또는 전극(102)을 양극으로서 사용하는 경우에는, 일함수가 높은(4.0eV 이상) 재료를 사용하는 것이 바람직하다.

전극(101) 및 전극(102)은 광을 반사하는 기능을 갖는 도전성 재료와, 광을 투과시키는 기능을 갖는 도전성 재료의 적층이어도 좋다. 이 경우, 전극(101) 및 전극(102)은, 각 발광층으로부터 방출되는 원하는 파장의 광을 공진시키고 강화시키도록 광로의 길이를 조정하는 기능을 가질 수 있기 때문에 바람직하다.

전극(101) 및 전극(102)의 형성 방법으로서는 스퍼터링법, 증착법, 인쇄법, 코팅법, MBE(molecular beam epitaxy)법, CVD법, 펄스 레이저 퇴적법, 또는 ALD(atomic layer deposition)법 등을 적절히 사용할 수 있다.

<<기판>>

본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자는 유리 또는 플라스틱 등의 기판 위에 형성될 수 있다. 기판 위에 적층하는 방법으로서는, 층들을 전극(101) 측에서부터, 또는 전극(102) 측에서부터 순차적으로 적층하여도 좋다.

본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자를 형성할 수 있는 기판에는, 예를 들어 유리, 석영, 또는 플라스틱 등을 사용할 수 있다. 또는, 플렉시블 기판을 사용할 수 있다. 플렉시블 기판이란 예를 들어, 폴리카보네이트 또는 폴리아릴레이트로 만들어진 플라스틱 기판 등의 구부릴 수 있는 기판을 의미한다. 또는, 필름 또는 무기 증착 필름 등을 사용할 수 있다. 기판이 발광 소자 또는 광학 소자의 제작 공정에서 지지체로서 기능하기만 하면, 또는 발광 소자 또는 광학 소자를 보호하는 기능을 갖기만 하면, 다른 재료를 사용하여도 좋다.

본 명세서 등에서 발광 소자는 예를 들어, 다양한 기판 중 임의의 것을 사용하여 형성될 수 있다. 기판의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 기판의 예에는, 반도체 기판(예를 들어, 단결정 기판 또는 실리콘 기판), SOI 기판, 유리 기판, 석영 기판, 플라스틱 기판, 금속 기판, 스테인리스 스틸 기판, 스테인리스 스틸 포일을 포함하는 기판, 텅스텐 기판, 텅스텐 포일을 포함하는 기판, 플렉시블 기판, 접합 필름, 및 섬유상의 재료를 포함하는 종이, 및 기재 필름 등이 포함된다. 유리 기판의 예로서는 바륨 붕규산염 유리 기판, 알루미노붕규산염 유리 기판, 및 소다 석회 유리 기판 등을 들 수 있다. 플렉시블 기판, 접합 필름, 및 기재 필름 등의 예로서는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에터 설폰(PES), 및 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)으로 대표되는 플라스틱의 기판이 있다. 다른 예로서는 아크릴 등의 수지가 있다. 또한, 폴리프로필렌, 폴리에스터, 폴리플루오린화 바이닐, 및 폴리염화 바이닐 등을 예로서 들 수 있다. 다른 예로서는 폴리아마이드, 폴리이미드, 아라미드, 에폭시, 무기 증착 필름, 및 종이 등이 있다.

또는, 기판으로서 플렉시블 기판을 사용하여 발광 소자를 플렉시블 기판에 직접 제공하여도 좋다. 또는, 기판과 발광 소자 사이에 분리층을 제공하여도 좋다. 분리층은, 분리층 위에 형성된 발광 소자의 일부 또는 전체를 기판으로부터 분리하여 다른 기판으로 전치할 때 사용될 수 있다. 이러한 경우, 내열성이 낮은 기판 또는 플렉시블 기판으로도 발광 소자를 전치할 수 있다. 상술한 분리층에는, 예를 들어 텅스텐막과 산화 실리콘막의 무기막을 포함하는 적층, 또는 기판 위에 폴리이미드 등의 수지막이 형성된 구조를 사용할 수 있다.

바꿔 말하면, 기판을 사용하여 발광 소자를 형성한 후에 발광 소자를 다른 기판으로 전치하여도 좋다. 발광 소자가 전치되는 기판의 예로서는, 상술한 기판에 더하여, 셀로판 기판, 석재 기판, 목재 기판, 천 기판(천연 섬유(예를 들어, 견, 면, 또는 마), 합성 섬유(예를 들어, 나일론, 폴리우레탄, 또는 폴리에스터), 및 재생 섬유(예를 들어, 아세테이트, 큐프라, 레이온, 또는 재생 폴리에스터) 등을 포함함), 피혁 기판, 및 고무 기판 등이 있다. 이러한 기판을 사용하면, 내구성이 높고, 내열성이 높고, 가볍고, 또는 얇은 발광 소자를 형성할 수 있다.

발광 소자(150)는 예를 들어, 상술한 어느 기판 위에 형성된 전계 효과 트랜지스터(FET)에 전기적으로 접속되는 전극 위에 형성되어도 좋다. 이로써, FET가 발광 소자(150)의 구동을 제어하는 액티브 매트릭스 표시 장치를 제작할 수 있다.

본 실시형태에서 상술한 구조는 다른 실시형태에서 설명하는 구조 중 임의의 것과 적절히 조합될 수 있다.

(실시형태 2)

본 실시형태에서는, 실시형태 1에서 설명한 것과는 다른 구조를 갖는 발광 소자, 및 상기 발광 소자의 발광 기구에 대하여 도 4의 (A) 내지 (C)를 참조하여 이하에서 설명한다. 도 4의 (A) 내지 (C)에서, 도 1의 (A)와 비슷한 기능을 갖는 부분은 같은 해치 패턴으로 나타내고, 부호로 나타내지 않은 경우가 있다. 또한, 비슷한 기능을 갖는 부분에는 공통된 부호를 사용하고, 그 부분에 대한 자세한 설명을 생략하는 경우가 있다.

<발광 소자의 구조예 1>

도 4의 (A)는 발광 소자(252)의 단면 모식도이다.

도 4의 (A)에 도시된 발광 소자(252)는 한 쌍의 전극(전극(101) 및 전극(102)) 사이에 복수의 발광 유닛(도 4의 (A)에서는 발광 유닛(106) 및 발광 유닛(110))을 포함한다. 적어도 하나의 발광 유닛은 EL층(100)과 비슷한 구조를 갖는다. 또한, 발광 유닛(106) 및 발광 유닛(110)은 같은 구조를 가져도 좋고 다른 구조를 가져도 좋다.

도 4의 (A)에 도시된 발광 소자(252)에서는, 발광 유닛(106)과 발광 유닛(110)이 적층되어 있고, 발광 유닛(106)과 발광 유닛(110) 사이에는 전하 발생층(115)이 제공되어 있다. 예를 들어, 발광 유닛(106)에 EL층(100)과 비슷한 구조를 사용하는 것이 바람직하다.

발광 소자(252)는 발광층(140) 및 발광층(170)을 포함한다. 발광 유닛(106)은 발광층(170)에 더하여, 정공 주입층(111), 정공 수송층(112), 전자 수송층(113), 및 전자 주입층(114)을 포함한다. 발광 유닛(110)은 발광층(140)에 더하여, 정공 주입층(116), 정공 수송층(117), 전자 수송층(118), 및 전자 주입층(119)을 포함한다.

전하 발생층(115)은, 정공 수송성 재료에 전자 수용체인 억셉터 물질이 첨가된 구조를 가져도 좋고, 전자 수송성 재료에 전자 공여체인 도너 물질이 첨가된 구조를 가져도 좋다. 또는, 이들 구조의 양쪽이 적층되어도 좋다.

전하 발생층(115)이 유기 화합물과 억셉터 물질의 복합 재료를 포함하는 경우, 상기 복합 재료에는, 실시형태 1에서 설명한 정공 주입층(111)에 사용할 수 있는 복합 재료를 사용할 수 있다. 유기 화합물로서는, 방향족 아민 화합물, 카바졸 화합물, 방향족 탄화수소, 및 고분자 화합물(올리고머, 덴드리머, 또는 폴리머 등) 등의 다양한 화합물을 사용할 수 있다. 정공 이동도가 1×10^-6cm²/Vs 이상인 유기 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 다만, 전자 수송성보다 정공 수송성이 높은 물질이기만 하면, 다른 임의의 물질을 사용하여도 좋다. 유기 화합물과 억셉터 물질의 복합 재료는 캐리어 주입성 및 캐리어 수송성이 우수하기 때문에, 저전압 구동 및 저전류 구동을 실현할 수 있다. 또한, 발광 유닛의 양극 측의 면이 전하 발생층(115)에 접촉하는 경우, 전하 발생층(115)은 상기 발광 유닛의 정공 주입층 또는 정공 수송층으로서도 기능할 수 있기 때문에, 상기 발광 유닛에 정공 주입층 또는 정공 수송층이 반드시 포함될 필요는 없다. 또는, 발광 유닛의 음극 측의 면이 전하 발생층(115)에 접촉하는 경우에는, 전하 발생층(115)은 상기 발광 유닛의 전자 주입층 또는 전자 수송층으로서도 기능할 수 있기 때문에, 상기 발광 유닛에 전자 주입층 또는 전자 수송층이 반드시 포함될 필요는 없다.

전하 발생층(115)은, 유기 화합물과 억셉터 물질의 복합 재료를 포함하는 층과, 다른 재료를 포함하는 층의 적층 구조를 가져도 좋다. 예를 들어, 전하 발생층(115)은, 유기 화합물과 억셉터 물질의 복합 재료를 포함하는 층과, 전자 공여성 재료 중에서 선택된 하나의 화합물 및 전자 수송성이 높은 화합물을 포함하는 층의 조합을 사용함으로써 형성되어도 좋다. 또한, 전하 발생층(115)은, 유기 화합물과 억셉터 물질의 복합 재료를 포함하는 층과, 투명 도전성 재료를 포함하는 층의 조합을 사용함으로써 형성되어도 좋다.

발광 유닛(106)과 발광 유닛(108) 사이에 제공되는 전하 발생층(115)은, 전극(101)과 전극(102) 사이에 전압을 인가하였을 때, 한쪽의 발광 유닛에 전자가 주입되고, 다른 쪽의 발광 유닛에 정공이 주입될 수 있기만 하면, 어떤 구조를 가져도 좋다. 예를 들어, 도 6의 (A)에서, 전극(101)의 전위가 전극(102)의 전위보다 높아지도록 전압을 인가하였을 때, 전하 발생층(115)은 발광 유닛(106)에 전자를, 발광 유닛(108)에 정공을 주입한다.

또한, 광 추출 효율의 관점에서, 전하 발생층(115)은 가시광 투과성(구체적으로는, 40% 이상의 가시광 투과율)을 갖는 것이 바람직하다. 전하 발생층(115)은 한 쌍의 전극(전극(101 및 102))보다 도전율이 낮아도 기능한다.

상술한 재료 중 임의의 것을 사용하여 전하 발생층(115)을 형성함으로써, 발광층의 적층에 의하여 일어나는 구동 전압의 상승을 억제할 수 있다.

2개의 발광 유닛을 갖는 발광 소자에 대하여 도 4의 (A)를 참조하여 설명하였지만, 3개 이상의 발광 유닛이 적층된 발광 소자에 비슷한 구조를 적용할 수 있다. 발광 소자(252)에서와 같이, 한 쌍의 전극 사이에서 복수의 발광 유닛을 전하 발생층에 의하여 분할함으로써, 전류 밀도를 낮게 유지하면서 높은 휘도로 광을 방출할 수 있고 수명이 긴 발광 소자를 제공할 수 있다. 또한, 소비전력이 낮은 발광 소자를 실현할 수 있다.

실시형태 1에서 설명한 구조를 복수의 유닛 중 적어도 하나에 사용하면, 발광 효율이 높은 발광 소자 및 신뢰성이 높은 발광 소자를 제공할 수 있다.

또한, 발광 유닛(110)의 발광층이 인광성 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 바꿔 말하면, 발광 유닛(110)에 포함되는 발광층(140)은 인광성 화합물을 포함하고, 발광 유닛(106)에 포함되는 발광층(170)은 실시형태 1에서 설명한 발광층(130)의 구조를 갖는 것이 바람직하다. 이 경우의 발광 소자(252)의 구조예에 대하여 이하에서 설명한다.

발광 유닛(110)에 포함되는 발광층(140)은 도 4의 (B)에 도시된 바와 같이 호스트 재료(141) 및 게스트 재료(142)를 포함한다. 호스트 재료(141)는 유기 화합물(141_1) 및 유기 화합물(141_2)을 포함한다. 이하의 설명에서, 발광층(140)에 포함되는 게스트 재료(142)는 인광성 화합물이다.

<<발광층(140)의 발광 기구>>

다음으로, 발광층(140)의 발광 기구에 대하여 이하에서 설명한다.

발광층(140)에 포함되는 유기 화합물(141_1) 및 유기 화합물(141_2)은 여기 착체를 형성하는 것이 바람직하다.

유기 화합물(141_1)과 유기 화합물(141_2)의 조합은 여기 착체를 형성할 수 있기만 하면 좋지만, 이들 중 한쪽이 정공 수송성을 갖는 화합물이고, 다른 쪽이 전자 수송성을 갖는 화합물인 것이 바람직하다.

도 4의 (C)는, 발광층(140)에서의 유기 화합물(141_1), 유기 화합물(141_2), 및 게스트 재료(142)의 에너지 준위의 상관을 나타낸 것이다. 도 4의 (C)에서의 용어 및 부호가 무엇을 나타내는지는 다음과 같다:

Host(141_1): 유기 화합물(141_1)(호스트 재료);

Host(141_2): 유기 화합물(141_2)(호스트 재료);

Guest(142): 게스트 재료(142)(인광성 화합물);

S_PH1: 유기 화합물(141_1)의 S1 준위(호스트 재료);

T_PH1: 유기 화합물(141_1)의 T1 준위(호스트 재료);

S_PH2: 유기 화합물(141_2)의 S1 준위(호스트 재료);

T_PH2: 유기 화합물(141_2)의 T1 준위(호스트 재료);

T_PG: 게스트 재료(142)의 T1 준위(인광성 화합물);

S_PE: 여기 착체의 S1 준위; 및

T_PE: 여기 착체의 T1 준위.

유기 화합물(141_1) 및 유기 화합물(141_2) 중 한쪽이 정공을 받고 다른 쪽이 전자를 받음으로써, 즉시 여기 착체가 형성된다(도 4의 (C)의 루트 E₁ 참조). 또는, 여기 상태가 된 한쪽 유기 화합물은 다른 쪽 유기 화합물과 즉시 상호 작용하여 여기 착체를 형성한다. 여기 착체의 여기 에너지 준위(S_PE 및 T_PE)는 여기 착체를 형성하는 호스트 재료(유기 화합물(141_1 및 141_2))의 S1 준위(S_PH1 및 S_PH2)보다 낮기 때문에, 호스트 재료(141)의 여기 상태를 더 낮은 여기 에너지로 형성할 수 있다. 이로써, 발광 소자의 구동 전압을 저감할 수 있다.

그리고, 여기 착체의 S_PE와 T_PE 양쪽의 에너지가 게스트 재료(142)(인광성 화합물)의 T1 준위로 이동하여 발광이 얻어진다(도 4의 (C)에서의 루트 E₂ 및 E₃ 참조).

또한, 여기 착체의 T1 준위(T_PE)는, 게스트 재료(142)의 T1 준위(T_PG)보다 높고, 여기 착체를 형성하는 유기 화합물(유기 화합물(141_1) 및 유기 화합물(141_2))의 T1 준위(T_PH1 및 T_PH2) 이하인 것이 바람직하다. 이로써, 형성한 여기 착체의 단일항 여기 에너지 및 삼중항 여기 에너지를 여기 착체의 S1 준위(S_PE) 및 T1 준위(T_PE)로부터 게스트 재료(142)의 T1 준위(T_PG)로 효율적으로 이동시킬 수 있다.

유기 화합물(141_1)과 유기 화합물(141_2)에 의하여 효율적으로 여기 착체를 형성하기 위해서는, 유기 화합물(141_1) 및 유기 화합물(141_2) 중 한쪽의 HOMO 준위가 다른 쪽보다 높고, 유기 화합물(141_1) 및 유기 화합물(141_2) 중 상기 한쪽의 LUMO 준위가 다른 쪽보다 높은 것을 만족시키는 것이 바람직하다.

유기 화합물(141_1)과 유기 화합물(141_2)의 조합이 정공 수송성을 갖는 화합물과 전자 수송성을 갖는 화합물의 조합인 경우, 그 혼합비에 따라 캐리어 밸런스를 쉽게 제어할 수 있다. 구체적으로는, 정공 수송성을 갖는 화합물 대 전자 수송성을 갖는 화합물의 중량비가 1:9 내지 9:1의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 이 구조로 함으로써 캐리어 밸런스를 쉽게 제어할 수 있어, 캐리어 재결합 영역도 쉽게 제어할 수 있다.

또한, 상술한 루트 E₁ 내지 E₃을 거친 과정을 본 명세서 등에서 ExTET(exciplex-triplet energy transfer)라고 하는 경우가 있다. 바꿔 말하면, 발광층(140)에서는, 여기 착체로부터 게스트 재료(142)로 여기 에너지가 주어진다. 이 경우, T_PE로부터 S_PE로의 역항간 교차 효율 및 S_PE로부터의 발광 양자 수율이 반드시 높을 필요는 없기 때문에, 폭넓은 선택지에서 재료를 선택할 수 있다.

ExTET를 이용하면, 발광 효율이 높고 신뢰성이 높은 발광 소자를 얻을 수 있다.

또한, 발광층(170)은, 실시형태 1에서 설명한 발광층(130)의 구조, 및 발광층(140)의 구조 중 임의의 것을 가질 수 있다.

또한, 상술한 각 구조에서, 발광 유닛(106) 및 발광 유닛(110)에 사용하는 게스트 재료의 발광색은 같아도 좋고 달라도 좋다. 같은 색의 광을 방출하는 같은 게스트 재료를 발광 유닛(106) 및 발광 유닛(110)에 사용하는 경우, 발광 소자(252)는 작은 전류값으로 높은 발광 휘도를 나타낼 수 있기 때문에 바람직하다. 다른 색의 광을 방출하는 게스트 재료를 발광 유닛(106) 및 발광 유닛(110)에 사용하는 경우에는, 발광 소자(252)는 다색(多色) 발광을 나타낼 수 있기 때문에 바람직하다. 이 경우, 발광층(140) 및 발광층(170) 중 한쪽 또는 양쪽에 발광 파장이 다른 복수의 발광 재료를 사용함으로써, 발광 피크가 다른 광이 발광 소자(252)로부터의 발광을 합성한다. 즉, 발광 소자(252)의 발광 스펙트럼은 적어도 2개의 극댓값을 갖는다.

상술한 구조는 백색 발광을 얻기 위해서도 적합하다. 발광층(140) 및 발광층(170)이 보색의 광을 방출하는 경우, 백색 발광을 얻을 수 있다. 특히, 연색성이 높은 백색 발광, 또는 적어도 적색, 녹색, 및 청색의 발광을 얻을 수 있도록 게스트 재료를 선택하는 것이 바람직하다.

발광층들(140 및 170) 중 적어도 한쪽이 층들로 더 분할되고, 상기 분할될 층이 다른 발광 재료를 포함하여도 좋다. 즉, 발광층들(140 및 170) 중 적어도 한쪽이 2층 이상의 층으로 구성되어도 좋다. 예를 들어, 제 1 발광층과 제 2 발광층을 정공 수송층 측으로부터 이 순서대로 적층하여 발광층을 형성하는 경우, 제 1 발광층은 정공 수송성을 갖는 재료를 호스트 재료로서 사용하여 형성되고, 제 2 발광층은 전자 수송성을 갖는 재료를 호스트 재료로서 사용하여 형성된다. 이 경우, 제 1 발광층에 포함되는 발광 재료는 제 2 발광층에 포함되는 발광 재료와 같아도 좋고 달라도 좋다. 또한, 이 재료는 같은 색의 광 또는 다른 색의 광을 방출하는 기능을 가져도 좋다. 다른 색의 광을 방출하는 복수의 발광 재료를 사용함으로써, 3원색 또는 4가지 이상의 색으로 이루어지는 연색성이 높은 백색 발광을 얻을 수 있다.

본 실시형태는 다른 실시형태 중 임의의 것과 적절히 조합될 수 있다.

(실시형태 3)

본 실시형태에서는, 실시형태 1 및 실시형태 2에서 설명한 발광 소자를 포함한 발광 장치에 대하여 도 5의 (A) 및 (B)를 참조하여 설명한다.

도 5의 (A)는 발광 장치의 상면도이고, 도 5의 (B)는 도 5의 (A)의 선 A-B 및 선 C-D를 따라 취한 단면도이다. 이 발광 장치는 발광 소자의 발광을 제어하는, 점선으로 나타낸 구동 회로부(소스 측 구동 회로)(601), 화소부(602), 및 구동 회로부(게이트 측 구동 회로)(603)를 포함한다. 또한, 부호 604는 밀봉 기판을 나타내고, 부호 625는 건조제를 나타내고, 부호 605는 실재를 나타낸다. 실재(605)로 둘러싸인 부분은 공간(607)이다.

또한, 리드 배선(608)은 소스 측 구동 회로(601) 및 게이트 측 구동 회로(603)에 입력되는 신호를 전송하며, 외부 입력 단자로서 기능하는 FPC(flexible printed circuit)(609)로부터 비디오 신호, 클럭 신호, 스타트 신호, 및 리셋 신호 등을 받는 배선이다. 여기서는 FPC만을 도시하였지만, FPC에는 인쇄 배선판(PWB)이 장착되어도 좋다. 본 명세서의 발광 장치는 발광 장치 자체뿐만 아니라, FPC 또는 PWB가 제공된 발광 장치도 그 범주에 포함한다.

다음으로, 발광 장치의 단면 구조에 대하여 도 5의 (B)를 참조하여 설명한다. 소자 기판(610) 위에 구동 회로부 및 화소부가 형성되어 있다. 여기서는, 구동 회로부인 소스 측 구동 회로(601)와, 화소부(602)의 하나의 화소를 도시하였다.

소스 측 구동 회로(601)에서는, n채널 TFT(623)와 p채널 TFT(624)를 조합한 CMOS 회로가 형성된다. 구동 회로는 CMOS 회로, PMOS 회로, 또는 NMOS 회로 등의 다양한 회로를 사용하여 형성되어도 좋다. 본 실시형태에서는 기판 위에 구동 회로를 형성한 드라이버 일체형에 대하여 설명하지만, 구동 회로가 기판 위에 반드시 형성될 필요는 없고, 기판 외부에 형성되어도 좋다.

화소부(602)는 스위칭 TFT(611), 전류 제어 TFT(612), 및 전류 제어 TFT(612)의 드레인에 전기적으로 접속된 제 1 전극(613)을 포함한 복수의 화소를 포함한다. 또한, 제 1 전극(613)의 단부를 덮어 절연물(614)이 형성되어 있다. 절연물(614)은 포지티브 감광성 수지막을 사용하여 형성될 수 있다.

절연물(614) 위에 형성되는 막의 피복성을 향상시키기 위하여, 절연물(614)은 그 상단부 또는 하단부에 곡률을 갖는 곡면을 갖도록 형성된다. 예를 들어, 절연물(614)의 재료로서 감광성 아크릴을 사용하는 경우, 절연물(614)의 상단부만이 곡면을 갖는 것이 바람직하다. 상기 곡면의 곡률 반경은 0.2μm 이상 0.3μm 이하인 것이 바람직하다. 절연물(614)로서는, 네거티브 감광성 재료 및 포지티브 감광성 재료 중 어느 쪽이든 사용할 수 있다.

제 1 전극(613) 위에는 EL층(616) 및 제 2 전극(617)이 형성되어 있다. 양극으로서 기능하는 제 1 전극(613)에 사용하는 재료로서는, 일함수가 높은 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, ITO막, 실리콘을 포함하는 인듐 주석 산화물막, 산화 아연을 2wt% 내지 20wt% 포함하는 산화 인듐막, 질화 타이타늄막, 크로뮴막, 텅스텐막, Zn막, 또는 Pt막 등의 단층막, 질화 타이타늄막과 알루미늄을 주성분으로서 포함하는 막의 적층, 또는 질화 타이타늄막, 알루미늄을 주성분으로서 포함하는 막, 및 질화 타이타늄막의 3개의 층을 포함하는 적층 등을 사용할 수 있다. 적층 구조에 의하여 낮은 배선 저항, 양호한 옴 콘택트(ohmic contact), 및 양극으로서의 기능이 실현된다.

EL층(616)은 증착 마스크를 사용한 증착법, 잉크젯법, 및 스핀 코팅법 등의 다양한 방법 중 임의의 것으로 형성된다. EL층(616)에 포함되는 다른 재료로서는, 저분자 화합물 또는 고분자 화합물(올리고머 또는 덴드리머를 포함함)을 사용하여도 좋다.

EL층(616) 위에 형성되고 음극으로서 기능하는 제 2 전극(617)에 사용하는 재료로서는, 일함수가 낮은 재료(예를 들어, Al, Mg, Li, Ca, 또는 이들의 합금 또는 화합물(MgAg, MgIn, 또는 AlLi 등))를 사용하는 것이 바람직하다. EL층(616)에서 발생된 광이 제 2 전극(617)을 통과하는 경우에는, 금속 박막과 투명 도전막(예를 들어, ITO, 산화 아연을 2wt% 이상 20wt% 이하로 포함하는 산화 인듐, 실리콘을 포함하는 인듐 주석 산화물, 또는 산화 아연(ZnO))을 포함하는 적층을 제 2 전극(617)에 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 제 1 전극(613), EL층(616), 및 제 2 전극(617)으로 발광 소자(618)가 형성되어 있다. 발광 소자(618)는 실시형태 1 및 실시형태 2에서 설명한 구조를 갖는 것이 바람직하다. 본 실시형태의 발광 장치에서, 복수의 발광 소자를 포함한 화소부는 실시형태 1 및 실시형태 2에서 설명한 구조를 갖는 발광 소자와, 다른 구조를 갖는 발광 소자의 양쪽을 포함하여도 좋다.

실재(605)로 밀봉 기판(604)을 소자 기판(610)에 접착시킴으로써, 소자 기판(610), 밀봉 기판(604), 및 실재(605)로 둘러싸인 공간(607)에 발광 소자(618)가 제공된다. 공간(607)은 충전재로 충전되어 있다. 충전재는 불활성 가스(질소 또는 아르곤 등), 또는 수지 및/또는 건조제이어도 좋다.

실재(605)에는 에폭시계 수지 또는 유리 프릿(glass frit)을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 재료는 수분 또는 산소를 가능한 한 투과시키지 않는 것이 바람직하다. 밀봉 기판(604)으로서는 유리 기판, 석영 기판, 또는 FRP(fiber reinforced plastic), PVF(polyvinyl fluoride), 폴리에스터, 또는 아크릴 등으로 형성된 플라스틱 기판을 사용할 수 있다.

상술한 바와 같이, 실시형태 1 및 실시형태 2에서 설명한 발광 소자를 포함한 발광 장치를 얻을 수 있다.

<발광 장치의 구조예 2>

도 6의 (A) 및 (B)는 백색 발광을 나타내는 발광 소자 및 착색층(컬러 필터)을 포함한 표시 장치의 예를 각각 도시한 것이다.

도 6의 (A)에는 기판(1001), 하지 절연막(base insulating film)(1002), 게이트 절연막(1003), 게이트 전극(1006, 1007, 및 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, 및 1024B), 격벽(1026), EL층(1028), 발광 소자의 제 2 전극(1029), 밀봉 기판(1031), 및 실재(1032) 등을 도시하였다.

도 6의 (A) 및 (B)에서는, 착색층(적색 착색층(1034R), 녹색 착색층(1034G), 및 청색 착색층(1034B))이 투명 기재(1033)에 제공되어 있다. 흑색층(블랙 매트릭스)(1035)을 추가로 제공하여도 좋다. 착색층 및 흑색층이 제공된 투명 기재(1033)는 위치가 맞추어져(positioned) 기판(1001)에 고정된다. 또한, 착색층 및 흑색층은 오버코트층(1036)으로 덮여 있다. 도 5의 (A)에서, 일부 발광층으로부터 방출된 광은 착색층을 통과하지 않고, 나머지 발광층으로부터 방출된 광은 착색층을 통과한다. 착색층을 통과하지 않는 광은 백색이고, 착색층들 중 어느 하나를 통과하는 광은 적색, 청색, 또는 녹색이기 때문에, 4가지 색의 화소를 사용하여 화상을 표시할 수 있다.

도 6의 (B)는 적색 착색층(1034R), 녹색 착색층(1034G), 및 청색 착색층(1034B)을 게이트 절연막(1003)과 제 1 층간 절연막(1020) 사이에 형성한 예를 도시한 것이다. 도 6의 (B)에 도시된 바와 같이, 착색층은 기판(1001)과 밀봉 기판(1031) 사이에 제공되어도 좋다.

상술한 발광 장치는, TFT가 형성되는 기판(1001) 측으로부터 광이 추출되는 구조(보텀 이미션 구조(bottom emission structure))를 갖지만, 밀봉 기판(1031) 측으로부터 광이 추출되는 구조(톱 이미션 구조(top emission structure))를 가져도 좋다.

<발광 장치의 구조예 3>

도 7은 톱 이미션 구조를 갖는 발광 장치의 단면도이다. 이 경우, 광을 투과시키지 않는 기판을 기판(1001)으로서 사용할 수 있다. TFT와 발광 소자의 양극을 접속시키는 접속 전극을 형성하는 단계까지의 공정은 보텀 이미션 구조를 갖는 발광 장치와 비슷한 식으로 수행된다. 그리고, 제 3 층간 절연막(1037)이 전극(1022)을 덮어 형성된다. 이 절연막은 평탄화 기능을 가져도 좋다. 제 3 층간 절연막(1037)은 제 2 층간 절연막(1021)과 비슷한 재료를 사용하여 형성될 수 있고, 또는 다른 다양한 재료 중 임의의 것을 사용하여 형성될 수 있다.

여기서 발광 소자의 하부 전극들(1025W, 1025R, 1025G, 및 1025B)의 각각은 양극으로서 기능하지만, 음극으로서 기능하여도 좋다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같은 톱 이미션 구조를 갖는 발광 장치의 경우, 하부 전극(1025W, 1025R, 1025G, 및 1025B)은 반사 전극인 것이 바람직하다. 또한, 제 2 전극(1029)은 광을 반사하는 기능과 광을 투과시키는 기능을 갖는 것이 바람직하다. 제 2 전극(1029)과 하부 전극들(1025W, 1025R, 1025G, 및 1025B) 사이에 마이크로캐비티 구조를 사용하여, 특정 파장의 광을 증폭하는 것이 바람직하다. EL층(1028)은, 백색 발광을 얻을 수 있는, 실시형태 2에서 설명한 구조와 비슷한 구조를 갖도록 형성된다.

도 6의 (A) 및 (B), 그리고 도 7에서, 백색 발광을 제공하는 EL층의 구조는 예를 들어, 복수의 발광층을 사용하거나 복수의 발광 유닛을 사용함으로써 실현될 수 있다. 또한, 백색 발광을 제공하는 구조는 상기에 한정되지 않는다.

도 7에 도시된 바와 같은 톱 이미션 구조의 경우, 착색층(적색 착색층(1034R), 녹색 착색층(1034G), 및 청색 착색층(1034B))이 제공된 밀봉 기판(1031)으로 밀봉을 수행할 수 있다. 밀봉 기판(1031)에는 화소들 사이에 위치하는 흑색층(블랙 매트릭스)(1035)이 제공되어도 좋다. 착색층(적색 착색층(1034R), 녹색 착색층(1034G), 및 청색 착색층(1034B))과 흑색층(블랙 매트릭스)(1035)은 오버코트층으로 덮여 있어도 좋다. 또한, 밀봉 기판(1031)으로서는 투광성 기판을 사용한다.

여기서는 적색, 녹색, 청색, 및 백색의 4가지 색을 사용하여 풀 컬러 표시를 수행하는 예를 나타내었지만, 특별한 제한은 없으며, 적색, 녹색, 및 청색의 3가지 색 또는 적색, 녹색, 청색, 및 황색의 4가지 색을 사용하여 풀 컬러 표시를 수행하여도 좋다.

상술한 바와 같이, 실시형태 3 및 실시형태 4에서 설명한 발광 소자를 포함한 발광 장치를 얻을 수 있다.

본 실시형태는 다른 실시형태 중 임의의 것과 적절히 조합될 수 있다.

(실시형태 4)

본 실시형태에서는, 실시형태 1 및 실시형태 2에서 설명한 발광 소자를 포함한 표시 장치의 구체적인 예에 대하여 설명한다. 이하에서 설명하는 표시 장치는 반사형 액정 소자 및 발광 소자의 양쪽을 포함한다. 이 표시 장치는 투과 모드 및 반사 모드로 표시를 수행할 수 있다. 실시형태 1 및 실시형태 2에서 설명한 발광 소자를 사용하는 것이 바람직하다.

<표시 장치의 구조예 1>

도 8의 (A)는 표시 장치(400)의 구조의 예를 도시한 블록도이다. 표시 장치(400)는 표시부(362)에 매트릭스로 배열된 복수의 화소(410)를 포함한다. 표시 장치(400)는 회로(GD) 및 회로(SD)도 포함한다. 또한, 표시 장치(400)는 회로(GD), 및 방향 R로 배열된 복수의 화소(410)에 전기적으로 접속되는 복수의 배선(G1), 복수의 배선(G2), 복수의 배선(ANO), 및 복수의 배선(CSCOM)을 포함한다. 또한, 표시 장치(400)는 회로(SD), 및 방향 C로 배열된 복수의 화소(410)에 전기적으로 접속되는 복수의 배선(S1) 및 복수의 배선(S2)을 포함한다.

화소(410)는 반사형 액정 소자 및 발광 소자를 포함한다. 화소(410)에서, 액정 소자 및 발광 소자는 서로 부분적으로 중첩된다.

도 8의 (B1)은 화소(410)에 포함되는 전극(311b)의 구조예를 도시한 것이다. 전극(311b)은 화소(410)에서의 액정 소자의 반사 전극으로서 기능한다. 전극(311b)은 개구(451)를 갖는다.

도 8의 (B1)에서는, 전극(311b)과 중첩되는 영역의 발광 소자(360)를 파선으로 나타내었다. 발광 소자(360)는 전극(311b)에 포함되는 개구(451)와 중첩된다. 따라서, 발광 소자(360)로부터의 광은 개구(451)를 통하여 표시면 측으로 방출된다.

도 8의 (B1)에서, 방향 R로 인접한 화소(410)는 다른 발광색에 대응한다. 도 8의 (B1)에 도시된 바와 같이, 개구(451)는 방향 R로 서로 인접한 2개의 화소에서 정렬되지 않도록, 전극(311b)에서 다른 위치에 제공되는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 2개의 발광 소자(360)를 서로 떨어지게 할 수 있어, 발광 소자(360)로부터 방출되는 광이 인접한 화소(410)의 착색층으로 들어가는 것(이러한 현상을 크로스토크(crosstalk)라고도 함)을 방지할 수 있다. 또한, 인접한 2개의 발광 소자(360)를 서로 떨어져 배치할 수 있기 때문에, 발광 소자(360)의 EL층을 섀도마스크 등에 의하여 따로따로 형성하는 경우에도, 해상도가 높은 표시 장치가 실현된다.

또는, 도 8의 (B2)에 도시된 배열을 채용하여도 좋다.

개구를 제외한 총면적에 대한 개구(451)의 총면적의 비율이 지나치게 크면, 액정 소자를 사용하여 수행되는 표시가 어두워진다. 개구를 제외한 총면적에 대한 개구(451)의 총면적의 비율이 지나치게 작으면, 발광 소자(360)를 사용하여 수행되는 표시가 어두워진다.

반사 전극으로서 기능하는 전극(311b)에서의 개구(451)의 면적이 지나치게 작으면, 발광 소자(360)로부터 방출되는 광이 효율적으로 추출되지 않는다.

개구(451)는 예를 들어 다각형, 사각형, 타원형, 원형, 십자형, 줄무늬 형상, 슬릿 형상, 또는 체크무늬 형상을 가질 수 있다. 개구(451)는 인접한 화소에 가까워도 좋다. 바람직하게는, 같은 색의 광을 방출하는 다른 화소에 가깝게 개구(451)를 제공하고, 이로써 크로스토크를 억제할 수 있다.

[회로 구성예]

도 9는 화소(410)의 구성예를 도시한 회로도이다. 도 9에는 인접한 2개의 화소(410)를 도시하였다.

화소(410)는 스위치(SW1), 용량 소자(C1), 액정 소자(340), 스위치(SW2), 트랜지스터(M), 용량 소자(C2), 및 발광 소자(360) 등을 포함한다. 화소(410)는 배선(G1), 배선(G2), 배선(ANO), 배선(CSCOM), 배선(S1), 및 배선(S2)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 도 12에는 액정 소자(340)에 전기적으로 접속되는 배선(VCOM1)과, 발광 소자(360)에 전기적으로 접속되는 배선(VCOM2)을 도시하였다.

도 9에는 스위치(SW1 및 SW2)의 각각으로서 트랜지스터를 사용한 예를 도시하였다.

스위치(SW1)의 게이트는 배선(G1)에 접속된다. 스위치(SW1)의 소스 및 드레인 중 한쪽은 배선(S1)에 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 용량 소자(C1)의 한쪽 전극 및 액정 소자(340)의 한쪽 전극에 접속된다. 용량 소자(C1)의 다른 쪽 전극은 배선(CSCOM)에 접속된다. 액정 소자(340)의 다른 쪽 전극은 배선(VCOM1)에 접속된다.

스위치(SW2)의 게이트는 배선(G2)에 접속된다. 스위치(SW2)의 소스 및 드레인 중 한쪽은 배선(S2)에 접속되고, 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 용량 소자(C2)의 한쪽 전극 및 트랜지스터(M)의 게이트에 접속된다. 용량 소자(C2)의 다른 쪽 전극은 트랜지스터(M)의 소스 및 드레인 중 한쪽 및 배선(ANO)에 접속된다. 트랜지스터(M)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 발광 소자(360)의 한쪽 전극에 접속된다. 발광 소자(360)의 다른 쪽 전극은 배선(VCOM2)에 접속된다.

도 10의 (A)는 반도체가 사이에 제공되고 서로 접속된 2개의 게이트를 트랜지스터(M)가 포함하는 예를 도시한 것이다. 이 구조에 의하여, 트랜지스터(M)를 흐르는 전류량을 늘릴 수 있다.

배선(G1)에는 스위치(SW1)의 온/오프 상태를 변경하는 신호를 공급할 수 있다. 배선(VCOM1)에는 소정의 전위를 공급할 수 있다. 배선(S1)에는 액정 소자(340)의 액정 배향을 변경하는 신호를 공급할 수 있다. 배선(CSCOM)에는 소정의 전위를 공급할 수 있다.

배선(G2)에는 스위치(SW2)의 온/오프 상태를 변경하는 신호를 공급할 수 있다. 배선(VCOM2) 및 배선(ANO)에는 발광 소자(360)가 광을 방출할 정도로 차이가 큰 전위를 공급할 수 있다. 배선(S2)에는 트랜지스터(M)의 도통 상태를 변경하는 신호를 공급할 수 있다.

도 10의 (A) 및 (B)의 화소(410)에서는 예를 들어, 배선(G1) 및 배선(S1)에 공급되는 신호에 의하여 화소를 구동하고 액정 소자(340)의 광학 변조를 이용함으로써, 반사 모드로 화상을 표시할 수 있다. 투과 모드로 화상을 표시하는 경우에는, 배선(G2) 및 배선(S2)에 공급되는 신호에 의하여 화소를 구동하고 발광 소자(360)에 의하여 광을 방출시킨다. 양쪽 모드가 동시에 수행되는 경우에는, 배선(G1), 배선(G2), 배선(S1), 및 배선(S2)에 공급되는 신호에 의하여 화소를 구동할 수 있다.

도 9에는 하나의 화소(410)에 하나의 액정 소자(340) 및 하나의 발광 소자(360)를 제공한 예를 도시하였지만, 본 발명의 일 형태는 이 예에 한정되지 않는다. 도 10의 (A)는 하나의 화소(410)에 하나의 액정 소자(340) 및 4개의 발광 소자(360)(발광 소자(360r, 360g, 360b, 및 360w))를 제공한 예를 도시한 것이다. 도 10의 (A)에 도시된 화소(410)는 하나의 화소로 풀 컬러 표시를 수행할 수 있다는 점에서 도 9와 다르다.

도 9의 예에 더하여, 도 10의 (A)의 화소(410)는 배선(G3) 및 배선(S3)에 접속되어 있다.

도 10의 (A)에 도시된 예에서는, 예를 들어 4개의 발광 소자(360)로서 적색(R), 녹색(G), 청색(B), 및 백색(W)을 나타내는 발광 소자를 사용할 수 있다. 또한, 액정 소자(340)로서 백색광을 방출하는 반사형 액정 소자를 사용할 수 있다. 따라서, 반사 모드로 표시를 수행하는 경우에는, 반사율이 높은 백색 표시를 수행할 수 있다. 투과 모드로 표시를 수행하는 경우에는, 연색성 높게 저소비전력으로 화상을 표시할 수 있다.

도 10의 (B)는 화소(410)의 구성예를 도시한 것이다. 화소(410)는 전극(311)에서의 개구와 중첩되는 발광 소자(360w)와, 전극(311) 가까이에 배치된 발광 소자(360r, 360g, 및 360b)를 포함한다. 발광 소자(360r, 360g, 및 360b)는 발광 면적이 실질적으로 같은 것이 바람직하다.

<표시 장치의 구조예 4>

도 11은 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치(300)의 사시 개략도이다. 표시 장치(300)에서는, 기판(351)과 기판(361)이 서로 접합되어 있다. 도 11에서는, 기판(361)을 파선으로 나타내었다.

표시 장치(300)는 표시부(362), 회로부(364), 배선(365), 회로부(366), 및 배선(367) 등을 포함한다. 기판(351)에는 회로부(364), 배선(365), 회로부(366), 배선(367), 및 화소 전극으로서 기능하는 전극(311b) 등이 제공된다. 도 11에서는, IC(373), FPC(372), IC(375), 및 FPC(374)가 기판(351)에 실장되어 있다. 그러므로, 도 11에 도시된 구조를 표시 장치(300), IC(373), FPC(372), IC(375), 및 FPC(374)를 포함한 표시 모듈이라고 할 수 있다.

회로부(364)에는, 예를 들어 주사선 구동 회로로서 기능하는 회로를 사용할 수 있다.

배선(365)은 표시부 및 회로부(364)에 신호 및 전력을 공급하는 기능을 갖는다. 상기 신호 및 전력은, FPC(372)를 통하여 외부로부터, 또는 IC(373)로부터 배선(365)에 입력된다.

도 11에는, COG(chip on glass) 방식 등에 의하여 기판(351)에 IC(373)가 제공된 예를 도시하였다. IC(373)로서는, 주사선 구동 회로 또는 신호선 구동 회로 등으로서 기능하는 IC를 사용할 수 있다. 또한, 예를 들어 표시 장치(300)가 주사선 구동 회로 및 신호선 구동 회로로서 기능하는 회로를 포함하는 경우, 그리고 주사선 구동 회로 및 신호선 구동 회로로서 기능하는 회로가 외부에 제공되고 표시 장치(300)를 구동하기 위한 신호가 FPC(372)를 통하여 입력되는 경우에는, IC(373)를 제공하지 않는 것이 가능하다. 또는 IC(373)를 COF(chip on film) 방식 등에 의하여 FPC(372)에 실장하여도 좋다.

도 12는 표시부(362)의 일부의 확대도를 도시한 것이다. 표시부(362)에서는, 복수의 표시 소자에 포함되는 전극(311b)이 매트릭스로 배치되어 있다. 전극(311b)은 가시광을 반사하는 기능을 갖고, 후술하는 액정 소자(340)의 반사 전극으로서 기능한다.

도 12에 도시된 바와 같이, 전극(311b)은 개구를 갖는다. 발광 소자(360)는 전극(311b)보다 기판(351)에 가깝게 배치되어 있다. 광은, 발광 소자(360)로부터 전극(311b)의 개구를 통하여 기판(361) 측으로 방출된다.

도 12에는, 도 11에 도시된 표시 장치의, FPC(372)를 포함하는 영역의 일부, 회로부(364)를 포함하는 영역의 일부, 표시부(362)를 포함하는 영역의 일부, 회로부(366)를 포함하는 영역의 일부, 및 FPC(374)를 포함하는 영역의 일부의 단면의 예를 도시하였다.

도 12에 도시된 표시 장치는, 표시 패널(700)과 표시 패널(800)이 적층된 구조를 갖는다. 표시 패널(700)은 수지층(701) 및 수지층(702)을 포함한다. 표시 패널(800)은 수지층(201) 및 수지층(202)을 포함한다. 수지층들(702 및 201)은 접착층(50)에 의하여 서로 접합되어 있다. 수지층(701)은 접착층(51)에 의하여 기판(351)에 접합되어 있다. 수지층(202)은 접착층(52)에 의하여 기판(361)에 접합되어 있다.

[표시 패널(700)]

표시 패널(700)은 수지층(701), 절연층(478), 복수의 트랜지스터, 용량 소자(405), 절연층(411), 절연층(412), 절연층(413), 절연층(414), 절연층(415), 발광 소자(360), 스페이서(416), 접착층(417), 착색층(425), 차광층(426), 절연층(476), 및 수지층(702)을 포함한다.

회로부(364)는 트랜지스터(401)를 포함한다. 표시부(362)는 트랜지스터(402) 및 트랜지스터(403)를 포함한다.

각 트랜지스터는 게이트, 절연층(411), 반도체층, 소스, 및 드레인을 포함한다. 게이트와 반도체층은 절연층(411)을 개재하여 서로 중첩된다. 절연층(411)의 일부는 게이트 절연층으로서 기능하고, 절연층(411)의 다른 일부는 용량 소자(405)의 유전체로서 기능한다. 트랜지스터(402)의 소스 또는 드레인으로서 기능하는 도전층은 용량 소자(405)의 한쪽 전극으로서도 기능한다.

도 12에 도시된 트랜지스터는 보텀 게이트 구조를 갖는다. 트랜지스터 구조는 회로부(364)와 표시부(362) 간에서 상이하여도 좋다. 회로부(364) 및 표시부(362)는 복수 종류의 트랜지스터를 각각 포함하여도 좋다.

용량 소자(405)는 한 쌍의 전극과, 그 사이의 유전체를 포함한다. 용량 소자(405)는, 트랜지스터의 게이트와 같은 재료 및 같은 공정을 사용하여 형성된 도전층 및 트랜지스터의 소스 및 드레인과 같은 재료 및 같은 공정을 사용하여 형성된 도전층을 포함한다.

절연층(412), 절연층(413), 및 절연층(414)은 각각 트랜지스터 등을 덮어 제공된다. 트랜지스터 등을 덮는 절연층의 수는 특별히 한정되지 않는다. 절연층(414)은 평탄화층으로서 기능한다. 절연층(412), 절연층(413), 및 절연층(414) 중 적어도 하나는 물 및 수소 등의 불순물의 확산을 억제하는 재료를 사용하여 형성되는 것이 바람직하다. 불순물이 외부로부터 트랜지스터로 확산되는 것을 효과적으로 억제할 수 있어, 표시 장치의 신뢰성이 향상된다.

절연층(414)에 유기 재료를 사용하는 경우, 표시 장치의 단부에서 노출된 절연층(414)을 통하여 표시 장치의 외부로부터 발광 소자(360) 등으로 수분 등의 불순물이 들어갈 수 있다. 불순물이 들어가는 것으로 인하여 발광 소자(360)가 열화되면, 표시 장치가 열화될 수 있다. 이 이유로, 도 12에 도시된 바와 같이, 절연층(414)은 표시 장치의 단부에 위치하지 않는 것이 바람직하다. 도 12의 구조에서는, 유기 재료를 사용하여 형성된 절연층이 표시 장치의 단부에 위치하지 않기 때문에, 불순물이 발광 소자(360)로 들어가는 것을 억제할 수 있다.

발광 소자(360)는 전극(421), EL층(422), 및 전극(423)을 포함한다. 발광 소자(360)는 광학 조정층(424)을 포함하여도 좋다. 발광 소자(360)는, 착색층(425) 측으로 광을 방출시키는 톱 이미션 구조를 갖는다.

트랜지스터, 용량 소자, 및 배선 등을, 발광 소자(360)의 발광 영역과 중첩되도록 배치함으로써, 표시부(362)의 개구율을 높일 수 있다.

전극(421) 및 전극(423) 중 한쪽은 양극으로서 기능하고, 다른 쪽은 음극으로서 기능한다. 전극(421)과 전극(423) 사이에 발광 소자(360)의 문턱 전압보다 높은 전압을 인가하면, 정공이 양극 측으로부터 EL층(422)에 주입되고 전자가 음극 측으로부터 EL층(422)에 주입된다. 주입된 전자 및 정공은 EL층(422)에서 재결합되고 EL층(422)에 포함되는 발광 물질이 광을 방출한다.

전극(421)은 트랜지스터(403)의 소스 또는 드레인에 직접, 또는 도전층을 통하여 전기적으로 접속된다. 화소 전극으로서 기능하는 전극(421)은 발광 소자(360) 각각에 제공되어 있다. 인접한 2개의 전극(421)은 절연층(415)에 의하여 서로 전기적으로 절연되어 있다.

공통 전극으로서 기능하는 전극(423)은 복수의 발광 소자(360)에 의하여 공유된다. 전극(423)에는 고정 전위가 공급된다.

발광 소자(360)는 접착층(417)을 개재하여 착색층(425)과 중첩된다. 스페이서(416)는 접착층(417)을 개재하여 차광층(426)과 중첩된다. 도 12에는, 전극(423)과 차광층(426) 사이에 공간이 제공되는 경우를 도시하였지만, 전극(423)과 차광층(426)은 서로 접촉하여도 좋다. 도 12에 도시된 구조에서는, 스페이서(416)가 기판(351) 측에 제공되어 있지만, 스페이서(416)는 기판(361) 측(예를 들어, 차광층(426)보다 기판(361)에 가까운 위치)에 제공되어도 좋다.

컬러 필터(착색층(425))와 마이크로캐비티 구조(광학 조정층(424))의 조합에 의하여, 표시 장치로부터 색 순도가 높은 광을 추출할 수 있다. 광학 조정층(424)의 두께는 화소의 색깔에 따라 달라지게 한다.

착색층(425)은 특정의 파장 범위의 광을 투과시키는 착색층이다. 예를 들어, 적색, 녹색, 청색, 또는 황색의 파장 범위의 광을 투과시키는 컬러 필터를 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 형태는 컬러 필터 방식에 한정되지 않고, 구분 착색 방식(separate coloring method), 색 변환 방식(color conversion method), 및 퀀텀닷 방식 등을 채용하여도 좋다.

차광층(426)은 인접한 착색층(425)들 사이에 제공된다. 차광층(426)은 인접한 발광 소자(360)로부터 방출되는 광을 차단하여, 인접한 발광 소자(360)들 간에서의 혼색을 억제한다. 여기서, 착색층(425)을 그 단부가 차광층(426)과 중첩되도록 제공함으로써, 광 누설을 저감할 수 있다. 차광층(426)에는 발광 소자(360)로부터 방출된 광을 차단하는 재료를 사용할 수 있다. 또한, 회로부(364) 등, 표시부(362) 외의 영역에 차광층(426)을 제공하면, 도파광(guided light) 등의 원하지 않는 누설을 억제할 수 있어 바람직하다.

수지층(701)의 하나의 표면에는 절연층(478)이 형성되어 있다. 수지층(702)의 하나의 표면에는 절연층(476)이 형성되어 있다. 절연층(476) 및 절연층(478)은 방습성이 높은 것이 바람직하다. 방습성이 높은 한 쌍의 절연층 사이에 발광 소자(360) 및 트랜지스터 등을 제공하면, 이들 소자에 물 등의 불순물이 들어가는 것을 방지할 수 있어 표시 장치의 신뢰성이 높아지기 때문에 바람직하다.

방습성이 높은 절연막의 예에는 질소와 실리콘을 포함하는 막(예를 들어, 질화 실리콘막 및 질화 산화 실리콘막) 및 질소와 알루미늄을 포함하는 막(예를 들어, 질화 알루미늄막)이 포함된다. 또는, 산화 실리콘막, 산화질화 실리콘막, 또는 산화 알루미늄막 등을 사용하여도 좋다.

예를 들어, 방습성이 높은 절연막의 수증기 투과율은 1×10^-5[g/(m²·day)] 이하, 바람직하게는 1×10^-6[g/(m²·day)] 이하, 더 바람직하게는 1×10^-7[g/(m²·day)] 이하, 더욱 바람직하게는 1×10^-8[g/(m²·day)] 이하로 한다.

접속부(406)는 배선(365)을 포함한다. 배선(365)은 트랜지스터의 소스 및 드레인과 같은 재료 및 같은 공정을 사용하여 형성될 수 있다. 접속부(406)는 외부로부터의 신호 및 전위를 회로부(364)에 전달하는 외부 입력 단자에 전기적으로 접속된다. 여기서는, 외부 입력 단자로서 FPC(372)를 제공하는 예에 대하여 설명한다. FPC(372)는 접속층(419)을 통하여 접속부(406)에 전기적으로 접속된다.

접속층(419)은 다양한 종류의 이방성 도전 필름(ACF: anisotropic conductive film) 및 이방성 도전 페이스트(ACP: anisotropic conductive paste) 등 중 임의의 것을 사용하여 형성될 수 있다.

이상이 표시 패널(700)에 대한 설명이다.

[표시 패널(800)]

표시 패널(800)은 수직 전계 모드가 채용된 반사형 액정 표시 장치이다.

표시 패널(800)은 수지층(201), 절연층(578), 복수의 트랜지스터, 용량 소자(505), 배선(367), 절연층(511), 절연층(512), 절연층(513), 절연층(514), 액정 소자(529), 배향막(564a), 배향막(564b), 접착층(517), 절연층(576), 및 수지층(202)을 포함한다.

수지층들(201 및 202)은 접착층(517)에 의하여 서로 접합되어 있다. 수지층(201), 수지층(202), 및 접착층(517)으로 둘러싸인 영역에 액정(563)이 밀봉되어 있다. 기판(361)의 외측 면에는 편광판(599)이 위치한다.

액정 소자(529)는 전극(311b), 전극(562), 및 액정(563)을 포함한다. 전극(311b)은 화소 전극으로서 기능한다. 전극(562)은 공통 전극으로서 기능한다. 전극(311b)과 전극(562) 사이에서 발생하는 전계에 의하여 액정(563)의 배향을 제어할 수 있다. 액정(563)과 전극(311b) 사이에는 배향막(564a)이 제공되어 있다. 액정(563)과 전극(562) 사이에는 배향막(564b)이 제공되어 있다.

수지층(202)에는 절연층(576), 전극(562), 및 배향막(564b) 등이 제공되어 있다.

수지층(201)에는 전극(311b), 배향막(564a), 트랜지스터(501), 트랜지스터(503), 용량 소자(505), 접속부(506), 및 배선(367) 등이 제공되어 있다.

수지층(201) 위에는 절연층(511), 절연층(512), 절연층(513), 및 절연층(514) 등의 절연층이 제공되어 있다.

또한, 트랜지스터(503)의 소스 또는 드레인으로서 기능하는 도전층 중 전극(311b)에 전기적으로 접속되지 않는 부분이, 신호선의 일부로서 기능하여도 좋다. 트랜지스터(503)의 게이트로서 기능하는 도전층은 주사선의 일부로서 기능하여도 좋다.

도 12에는, 트랜지스터(501)가 제공된 회로부(366)의 예를 도시하였다.

트랜지스터를 덮는 절연층들(512 및 513) 중 적어도 한쪽에는, 물 및 수소 등의 불순물의 확산을 억제하는 재료를 사용하는 것이 바람직하다.

절연층(514) 위에는 전극(311b)이 제공되어 있다. 전극(311b)은 절연층(514), 절연층(513), 및 절연층(512) 등에 형성된 개구를 통하여 트랜지스터(503)의 소스 및 드레인 중 한쪽에 전기적으로 접속되어 있다. 전극(311b)은 용량 소자(505)의 한쪽 전극에 전기적으로 접속되어 있다.

표시 패널(800)은 반사형 액정 표시 장치이기 때문에, 가시광을 반사하는 도전성 재료를 전극(311b)에 사용하고, 가시광을 투과시키는 도전성 재료를 전극(562)에 사용한다.

가시광을 투과시키는 도전성 재료에는, 예를 들어 인듐(In), 아연(Zn), 및 주석(Sn) 중 하나를 포함한 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 구체적인 예에는, 산화 인듐, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물, 산화 텅스텐을 포함한 인듐 산화물, 산화 텅스텐을 포함한 인듐 아연 산화물, 산화 타이타늄을 포함한 인듐 산화물, 산화 타이타늄을 포함한 인듐 주석 산화물, 산화 실리콘을 포함한 인듐 주석 산화물(ITSO), 산화 아연, 및 갈륨을 포함한 산화 아연이 포함된다. 또한, 그래핀을 포함한 막을 사용할 수도 있다. 그래핀을 포함한 막은, 예를 들어, 산화 그래핀을 포함한 막을 환원함으로써 형성될 수 있다.

가시광을 반사하는 도전성 재료의 예에는 알루미늄, 은, 및 이들 금속 재료 중 어느 것을 포함한 합금이 포함된다. 금, 백금, 니켈, 텅스텐, 크로뮴, 몰리브데넘, 철, 코발트, 구리, 또는 팔라듐 등의 금속 재료, 또는 이들 금속 재료 중 어느 것을 포함한 합금을 사용할 수도 있다. 또한, 상기 금속 재료 또는 합금에 란타넘, 네오디뮴, 또는 저마늄 등이 첨가되어도 좋다. 또한, 알루미늄과 타이타늄의 합금, 알루미늄과 니켈의 합금, 알루미늄과 네오디뮴의 합금, 또는 알루미늄, 니켈, 및 란타넘의 합금(Al-Ni-La) 등의 알루미늄을 포함한 합금(알루미늄 합금); 또는 은과 구리의 합금, 은, 팔라듐, 및 구리의 합금(Ag-Pd-Cu 또는 APC라고도 함), 또는 은과 마그네슘의 합금 등의 은을 포함한 합금을 사용하여도 좋다.

편광판(599)으로서는, 직선 편광판 또는 원 편광판을 사용할 수 있다. 원 편광판의 예로서는 직선 편광판과 1/4 파장 위상차판을 포함한 적층이 있다. 이러한 구조에 의하여 외광의 반사를 저감할 수 있다. 액정 소자(529)로서 사용되는 액정 소자의 셀 갭, 배향, 및 구동 전압 등을 편광판(599)의 종류에 따라 제어하여, 원하는 콘트라스트를 얻는다.

전극(562)은, 수지층(202)의 단부에 가까운 부분에서 커넥터(543)를 통하여 수지층(201) 측의 도전층에 전기적으로 접속되어 있다. 그러므로, 수지층(201) 측에 배치되는 FPC(374) 또는 IC 등으로부터 전극(562)에 전위 또는 신호를 공급할 수 있다.

커넥터(543)로서는, 예를 들어 도전성 입자를 사용할 수 있다. 도전성 입자로서는 금속 재료로 피복한 유기 수지 또는 실리카 등의 입자를 사용할 수 있다. 금속 재료로서 니켈 또는 금을 사용하면 접촉 저항을 저감할 수 있으므로 바람직하다. 또한, 니켈로 피복하고 금으로 더 피복한 입자 등, 2종류 이상의 금속 재료의 층으로 피복한 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 커넥터(543)로서는, 탄성 변형 또는 소성(塑性) 변형이 가능한 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 도 12에 도시된 바와 같이, 도전성 입자인 커넥터(543)는 세로로 찌부러진 형상을 갖는 경우가 있다. 찌부러진 형상을 가짐으로써, 커넥터(543)와, 커넥터(543)에 전기적으로 접속되는 도전층 사이의 접촉 면적을 크게 할 수 있으므로, 접촉 저항이 저감되고 접속 불량 등의 문제의 발생이 억제된다.

커넥터(543)는 접착층(517)으로 덮이도록 제공되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 접착층(517)이 경화되기 전에 접착층(517)으로 커넥터(543)를 분산시킨다.

수지층(201)의 단부에 가까운 영역에는 접속부(506)가 제공되어 있다. 접속부(506)는 접속층(519)을 통하여 FPC(374)에 전기적으로 접속되어 있다.

이상이 표시 패널(800)에 대한 설명이다.

[표시 소자]

표시면 측에 위치하는 제 1 화소에 포함된 표시 소자로서는, 외광을 반사하여 표시하는 소자를 사용할 수 있다. 이러한 소자는 광원을 포함하지 않기 때문에, 표시 시의 소비전력을 크게 저감할 수 있다. 제 1 화소에 포함되는 표시 소자로서는, 대표적으로 반사형 액정 소자를 사용할 수 있다. 또는, 제 1 화소에 포함되는 표시 소자로서는, MEMS(micro electro mechanical systems) 셔터 소자 또는 광 간섭형 MEMS 소자 외에, 마이크로캡슐 방식, 전기 영동 방식, 일렉트로 웨팅 방식, 또는 전자 분류체(電子粉流體, Electronic Liquid Powder(등록 상표)) 방식 등을 사용한 소자를 사용할 수 있다.

표시면 측과 반대 측에 위치하는 제 2 화소에 포함되는 표시 소자로서는, 광원을 포함하고 이 광원으로부터의 광을 사용하여 표시하는 소자를 사용할 수 있다. 이러한 화소로부터 방출되는 광의 휘도 및 색도는 외광에 의한 영향을 받지 않기 때문에, 색 재현성이 높고(색역이 넓고) 콘트라스트가 높은 화상, 즉 선명한 화상을 표시할 수 있다. 제 2 화소에 포함되는 표시 소자로서는, OLED(organic light-emitting diode), LED(light-emitting diode), 또는 QLED(quantum-dot light-emitting diode) 등의 자발광의 발광 소자를 사용할 수 있다. 또는, 제 2 화소에 포함되는 표시 소자로서, 광원인 백라이트와, 백라이트로부터 방출되는 투과광의 양을 제어하는 투과형 액정 소자의 조합을 사용하여도 좋다.

[액정 소자]

액정 소자는 예를 들어 수직 배향(VA: vertical alignment) 모드를 채용할 수 있다. 수직 배향 모드의 예에는 MVA(multi-domain vertical alignment) 모드, PVA(patterned vertical alignment) 모드, 및 ASV(advanced super view) 모드가 포함된다.

액정 소자는 다양한 모드를 채용할 수 있다. 예를 들어, VA 모드 대신에, TN(twisted nematic) 모드, IPS(in-plane switching) 모드, FFS(fringe field switching) 모드, ASM(axially symmetric aligned micro-cell) 모드, OCB(optically compensated birefringence) 모드, FLC(ferroelectric liquid crystal) 모드, 또는 AFLC(antiferroelectric liquid crystal) 모드 등을 사용한 액정 소자를 사용할 수 있다.

액정 소자는 액정의 광학 변조 작용을 이용하여 광의 투과 또는 비투과를 제어한다. 액정의 광학 변조 작용은 액정에 인가되는 전계(수평 전계, 수직 전계, 및 경사 전계를 포함함)에 의하여 제어된다. 액정 소자에 사용되는 액정으로서는, 서모트로픽 액정, 저분자 액정, 고분자 액정, PDLC(polymer dispersed liquid crystal), 강유전성 액정, 반강유전성 액정, 또는 게스트 호스트 액정 등을 사용할 수 있다. 이들 액정 재료는, 조건에 따라 콜레스테릭상, 스멕틱상, 큐빅상, 키랄 네마틱상, 또는 등방상 등을 나타낸다.

액정 재료로서는, 포지티브형 액정 및 네거티브형 액정 중 어느 쪽을 사용하여도 좋고, 사용되는 모드 또는 설계에 따라 적절한 액정 재료를 사용할 수 있다.

액정의 배향을 조정하기 위하여 배향막을 제공할 수 있다. 수평 전계 모드를 채용하는 경우, 배향막이 불필요한 블루상(blue phase)을 나타내는 액정을 사용하여도 좋다. 블루상은 액정상 중 하나이며, 콜레스테릭 액정의 온도가 상승되면서 콜레스테릭상이 등방상으로 전이하기 직전에 발현한다. 블루상은 좁은 온도 범위에서만 나타나기 때문에, 온도 범위를 향상시키기 위하여 키랄제가 수중량% 이상 점유하도록 혼합된 액정 조성물을 액정층에 사용한다. 블루상을 나타내는 액정과 키랄제를 포함하는 액정 조성물은 응답 시간이 짧으며 광학 등방성을 갖는다. 또한, 블루상을 나타내는 액정과 키랄제를 포함하는 액정 조성물은 배향 처리가 불필요하고 시야각 의존이 작다. 배향막을 제공할 필요가 없기 때문에 러빙 처리가 필요하지 않고, 이에 따라 러빙 처리에 기인하는 정전기 방전 대미지를 방지할 수 있고, 제작 공정에서의 액정 표시 장치의 불량 및 대미지를 저감할 수 있다.

반사형 액정 소자를 사용하는 경우에는, 표시면 측에 편광판을 제공한다. 또한, 표시면 측에 광 확산판을 제공하여 시인성을 향상시키는 것이 바람직하다.

[발광 소자]

발광 소자로서는 자발광 소자를 사용할 수 있고, 전류 또는 전압에 의하여 휘도가 제어되는 소자가 발광 소자의 범주에 포함된다. 예를 들어, LED, QLED, 유기 EL 소자, 또는 무기 EL 소자를 사용할 수 있지만, 실시형태 1 및 실시형태 2에서 설명한 발광 소자 중 임의의 것을 사용하는 것이 바람직하다.

본 실시형태에서는, 특히 발광 소자는 톱 이미션 구조를 갖는 것이 바람직하다. 광을 추출하는 전극으로서는 가시광을 투과시키는 도전막을 사용한다. 광을 추출하지 않는 전극으로서는 가시광을 반사하는 도전막을 사용하는 것이 바람직하다. 발광 소자는 하나의 EL층을 포함하는 싱글 소자이어도 좋고, 복수의 EL층이 전하 발생층을 개재하여 적층된 탠덤 소자이어도 좋다.

EL층은 적어도 발광층을 포함한다. 발광층에 더하여, EL층은 정공 주입성이 높은 물질, 정공 수송성이 높은 물질, 정공 블로킹 재료, 전자 수송성이 높은 물질, 전자 주입성이 높은 물질, 및 바이폴러성을 갖는 물질(전자 수송성 및 정공 수송성이 높은 물질) 등 중 임의의 것을 포함한 하나 이상의 층을 더 포함하여도 좋다.

EL층에는, 실시형태 1에서 설명한 저분자 화합물, 고분자 화합물, 또는 무기 화합물을 사용할 수 있다. EL층에 포함되는 층의 각각은, 증착법(진공 증착법을 포함함), 전사법, 인쇄법, 잉크젯법, 및 코팅법 등 중 임의의 방법에 의하여 형성될 수 있다.

[접착층]

접착층으로서는 반응 경화형 접착제, 열 경화형 접착제, 혐기형 접착제, 및 자외선 경화형 접착제 등의 광 경화형 접착제 등 다양한 경화형 접착제를 사용할 수 있다. 이들 접착제의 예에는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 실리콘(silicone) 수지, 페놀 수지, 폴리이미드 수지, 이미드 수지, 폴리바이닐클로라이드(PVC) 수지, 폴리바이닐뷰티랄(PVB) 수지, 및 에틸렌바이닐아세테이트(EVA) 수지가 포함된다. 특히, 에폭시 수지 등의 투습성이 낮은 재료가 바람직하다. 또는, 2액 혼합형 수지를 사용하여도 좋다. 또는, 접착 시트 등을 사용하여도 좋다.

또한, 상기 수지는 건조제를 포함하여도 좋다. 예를 들어, 알칼리 토금속의 산화물(예를 들어, 산화 칼슘 또는 산화 바륨) 등, 화학 흡착에 의하여 수분을 흡착하는 물질을 사용할 수 있다. 또는, 제올라이트 또는 실리카 겔 등, 물리 흡착에 의하여 수분을 흡착하는 물질을 사용하여도 좋다. 건조제를 포함하면, 소자에 수분 등의 불순물이 들어가는 것을 방지할 수 있기 때문에, 표시 패널의 신뢰성이 향상되어 바람직하다.

또한, 상기 수지에 굴절률이 높은 필러 또는 광 산란 부재를 혼합하면, 광 추출 효율을 향상시킬 수 있어 바람직하다. 예를 들어, 산화 타이타늄, 산화 바륨, 제올라이트, 또는 지르코늄을 사용할 수 있다.

[접속층]

접속층으로서는, ACF(anisotropic conductive film) 또는 ACP(anisotropic conductive paste) 등을 사용할 수 있다.

[착색층]

착색층에 사용할 수 있는 재료의 예에는 금속 재료, 수지 재료, 및 안료 또는 염료를 포함한 수지 재료가 포함된다.

[차광층]

차광층에 사용할 수 있는 재료의 예에는 카본 블랙, 타이타늄 블랙, 금속, 금속 산화물, 및 복수의 금속 산화물의 고용체를 포함한 복합 산화물이 포함된다. 차광층은 수지 재료를 포함한 막이어도 좋고, 금속 등의 무기 재료의 박막이어도 좋다. 착색층의 재료를 포함한 적층막을 차광층에 사용할 수도 있다. 예를 들어, 어떤 색의 광을 투과시키는 착색층의 재료를 포함한 막과, 다른 색의 광을 투과시키는 착색층의 재료를 포함한 막의 적층 구조를 채용할 수 있다. 착색층 및 차광층을 같은 재료를 사용하여 형성하면, 같은 제조 장치를 사용할 수 있고 공정을 간략화할 수 있기 때문에 바람직하다.

본 실시형태에서 설명한 구조는 다른 실시형태에서 설명하는 구조 중 임의의 것과 적절히 조합될 수 있다.

(실시형태 5)

본 실시형태에서는, 실시형태 1 및 실시형태 2에서 설명한 발광 소자를 각각 포함한 전자 기기에 대하여 설명한다. 실시형태 1 및 실시형태 2에서 설명한 발광 소자는 본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자를 포함하기 때문에 발광 효율이 높고 신뢰성이 높고, 따라서 본 실시형태에서 설명하는 전자 기기는 소비전력이 저감되고 신뢰성이 높은 표시부를 각각 포함할 수 있다.

<표시 모듈>

도 13의 (A)에 도시된 표시 모듈(6000)에서는, 상부 커버(6001)와 하부 커버(6002) 사이에, FPC(6005)에 접속된 표시 패널(6006), 프레임(6009), 인쇄 회로 기판(6010), 및 배터리(6011)가 제공되어 있다.

예를 들어, 본 발명의 일 형태를 사용하여 제작된 상술한 표시 장치를 표시 패널(6006)에 사용할 수 있다. 이로써, 높은 수율로 표시 모듈을 제작할 수 있다.

상부 커버(6001) 및 하부 커버(6002)의 형상 및 크기는, 표시 패널(6006)의 크기에 따라 적절히 변경될 수 있다.

표시 패널(6006)과 중첩되도록 터치 패널을 제공하여도 좋다. 터치 패널은 저항막 터치 패널 또는 정전 용량 터치 패널로 할 수 있고, 표시 패널(6006)과 중첩되도록 형성하여도 좋다. 터치 패널을 제공하는 대신에, 표시 패널(6006)이 터치 패널 기능을 가질 수 있다.

프레임(6009)은 표시 패널(6006)을 보호하고, 인쇄 회로 기판(6010)의 동작에 의하여 발생되는 전자기파를 차단하기 위한 전자기 실드로서도 기능한다. 프레임(6009)은 방열판으로서 기능하여도 좋다.

인쇄 회로 기판(6010)은 전원 회로와, 비디오 신호 및 클럭 신호를 출력하기 위한 신호 처리 회로를 갖는다. 전원 회로에 전력을 공급하기 위한 전원으로서, 외부 상용 전원 또는 별도로 제공된 배터리(6011)를 사용하여도 좋다. 상용 전원을 사용하는 경우 배터리(6011)는 생략할 수 있다.

표시 모듈(6000)에, 편광판, 위상차판, 또는 프리즘 시트 등의 부재를 추가적으로 제공할 수 있다.

도 13의 (B)는 광학식 터치 센서를 포함한 표시 모듈(6000)의 단면 개략도이다.

표시 모듈(6000)은 인쇄 회로 기판(6010)에 제공된 발광부(6015) 및 수광부(6016)를 포함한다. 상부 커버(6001) 및 하부 커버(6002)로 둘러싸인 영역에 한 쌍의 도광부(도광부(6017a) 및 도광부(6017b))가 제공된다.

상부 커버(6001) 및 하부 커버(6002)에는, 예를 들어 플라스틱을 사용할 수 있다. 상부 커버(6001) 및 하부 커버(6002)는 각각 얇게(예를 들어, 0.5mm 이상 5mm 이하) 할 수 있다. 이 경우, 표시 모듈(6000)을 상당히 가볍게 할 수 있다. 또한, 상부 커버(6001) 및 하부 커버(6002)를 적은 재료로 제작할 수 있기 때문에, 제작 비용을 삭감할 수 있다.

표시 패널(6006)은 프레임(6009)을 개재하여 인쇄 회로 기판(6010) 및 배터리(6011)와 중첩된다. 표시 패널(6006) 및 프레임(6009)은 도광부(6017a) 및 도광부(6017b)에 고정되어 있다.

발광부(6015)로부터 방출된 광(6018)은, 도광부(6017a)를 통하여 표시 패널(6006) 위를 이동하고, 도광부(6017b)를 통하여 수광부(6016)에 도달한다. 예를 들어, 손가락 또는 스타일러스 등의 검지 대상에 의한 광(6018)의 차단을 터치 동작으로서 검출할 수 있다.

복수의 발광부(6015)는 예를 들어, 표시 패널(6006)의 인접한 2변을 따라 제공된다. 복수의 수광부(6016)는 표시 패널(6006)을 개재하여 발광부(6015)와 대향하여 제공된다. 따라서, 터치 동작의 위치에 관한 정보를 얻을 수 있다.

발광부(6015)로서는, LED 소자 등의 광원을 사용할 수 있다. 발광부(6015)로서는, 사용자에 의하여 시인되지 않고, 사용자에게 무해한 적외선을 방출하는 광원을 사용하는 것이 특히 바람직하다.

수광부(6016)로서는, 발광부(6015)에 의하여 방출되는 광을 받고 전기 신호로 변환하는 광전 소자를 사용할 수 있다. 적외선을 받을 수 있는 포토다이오드를 적합하게 사용할 수 있다.

도광부(6017a 및 6017b)에는, 적어도 광(6018)을 투과시키는 부재를 사용할 수 있다. 도광부(6017a 및 6017b)를 사용함으로써, 발광부(6015) 및 수광부(6016)를 표시 패널(6006) 아래에 배치할 수 있고, 수광부(6016)에 도달한 외광으로 인한 터치 센서의 오동작을 억제할 수 있다. 가시광을 흡수하고 적외선을 투과시키는 수지를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 이는 터치 센서의 오동작을 억제하는 데 더 효과적이다.

본 발명의 일 형태는 적어도 표시 패널(6006)에 사용할 수 있다.

<전자 기기>

도 14의 (A) 내지 (G)는 전자 기기를 도시한 것이다. 이들 전자 기기는 하우징(9000), 표시부(9001), 스피커(9003), 조작 키(9005)(전원 스위치 또는 조작 스위치를 포함함), 접속 단자(9006), 센서(9007)(힘, 변위, 위치, 속도, 가속도, 각속도, 회전 수, 거리, 광, 액체, 자기, 온도, 화학 물질, 소리, 시간, 경도, 전계, 전류, 전압, 전력, 방사선, 유량, 습도, 기울기, 진동, 냄새, 또는 적외선을 측정하거나 검지하는 기능을 갖는 센서), 및 마이크로폰(9008) 등을 포함할 수 있다. 또한, 센서(9007)는 맥박 센서 및 지문 센서와 같이 생체 정보를 측정하는 기능을 가져도 좋다.

도 14의 (A) 내지 (G)에 도시된 전자 기기는 다양한 기능을 가질 수 있다. 도 14의 (A) 내지 (G)에 도시된 전자 기기는 예를 들어, 다양한 데이터(정지 화상, 동영상, 및 텍스트 화상 등)를 표시부에 표시하는 기능, 터치 센서 기능, 달력, 날짜, 및 시간 등을 표시하는 기능, 다양한 소프트웨어(프로그램)로 처리를 제어하는 기능, 무선 통신 기능, 무선 통신 기능으로 다양한 컴퓨터 네트워크에 접속되는 기능, 무선 통신 기능으로 다양한 데이터를 송수신하는 기능, 및 기억 매체에 저장된 프로그램 또는 데이터를 판독하고 표시부에 프로그램 또는 데이터를 표시하는 기능 등의 다양한 기능을 가질 수 있다. 또한, 도 14의 (A) 내지 (G)에 도시된 전자 기기에 제공할 수 있는 기능은 상술한 것에 한정되지 않고, 전자 기기는 다양한 기능을 가질 수 있다. 도 14의 (A) 내지 (G)에는 도시하지 않았지만, 전자 기기는 복수의 표시부를 포함하여도 좋다. 전자 기기는 카메라 등을 가져도 좋고, 정지 화상을 촬영하는 기능, 동영상을 촬영하는 기능, 촬영한 화상을 기억 매체(외부 기억 매체 또는 카메라에 포함되는 기억 매체)에 저장하는 기능, 또는 촬영한 화상을 표시부에 표시하는 기능 등을 가져도 좋다.

도 14의 (A) 내지 (G)에 도시된 전자 기기에 대하여 이하에서 자세히 설명한다.

도 14의 (A)는 휴대 정보 단말기(9100)의 사시도이다. 휴대 정보 단말기(9100)의 표시부(9001)는 플렉시블하다. 그러므로, 구부러진 하우징(9000)의 곡면을 따라 표시부(9001)를 제공할 수 있다. 또한, 표시부(9001)는 터치 센서를 포함하고, 손가락 또는 스타일러스 등으로 화면을 터치함으로써 조작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 표시부(9001)에 표시된 아이콘을 터치하여 애플리케이션을 기동할 수 있다.

도 14의 (B)는 휴대 정보 단말기(9101)의 사시도이다. 휴대 정보 단말기(9101)는 예를 들어, 전화기, 노트, 및 정보 열람 시스템 중 하나 이상으로서 기능한다. 구체적으로는, 휴대 정보 단말기는 스마트폰으로서 사용할 수 있다. 또한, 도 14의 (B)에 나타내지 않은 스피커(9003), 접속 단자(9006), 및 센서(9007) 등을, 도 14의 (A)에 나타낸 휴대 정보 단말기(9100)와 같이 휴대 정보 단말기(9101)에 배치할 수 있다. 휴대 정보 단말기(9101)는 문자 및 화상 정보를 그 복수의 면에 표시할 수 있다. 예를 들어, 3개의 조작 버튼(9050)(조작 아이콘 또는 간단하게 아이콘이라고도 함)을 표시부(9001)의 하나의 면에 표시할 수 있다. 또한, 파선의 직사각형으로 나타낸 정보(9051)를 표시부(9001)의 다른 면에 표시할 수 있다. 정보(9051)의 예에는, 이메일, SNS(social networking service) 메시지, 및 전화 등의 수신을 알리는 표시; 이메일 및 SNS 메시지의 제목 및 송신자; 날짜; 시각; 배터리의 잔량; 및 전파 등의 수신 신호의 강도를 나타내는 표시가 포함된다. 정보(9051)가 표시되는 위치에, 정보(9051) 대신에 조작 버튼(9050) 등을 표시하여도 좋다.

하우징(9000)의 재료로서는, 예를 들어 합금, 플라스틱, 또는 세라믹을 사용할 수 있다. 플라스틱으로서는, 강화 플라스틱을 사용할 수도 있다. 강화 플라스틱의 일종인 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP)은, 경량이며 부식하지 않는다는 이점을 갖는다. 강화 플라스틱의 다른 예에는, 유리 섬유를 포함한 것 및 아라미드 섬유를 포함한 것이 포함된다. 섬유는 큰 충격에 의하여 수지로부터 박리될 가능성이 합금보다 높기 때문에 합금이 바람직하다. 합금에는 알루미늄 합금 및 마그네슘 합금이 포함된다. 특히, 지르코늄, 구리, 니켈, 및 타이타늄을 포함한 비정질 합금(금속 유리라고도 함)은 탄성 강도가 높다는 면에서 우수하다. 이 비정질 합금은 실온에서 유리 전이 영역을 포함하고, 벌크 응고 비정질 합금이라고도 하고 실질적으로 비정질 원자 구조를 갖는다. 응고 주조법(solidification casting method)에 의하여 적어도 일부의 하우징의 주형(鑄型) 내에 합금 재료를 넣고 응고시킴으로써, 일부의 하우징을 벌크 응고 비정질 합금을 사용하여 형성한다. 비정질 합금은 지르코늄, 구리, 니켈, 및 타이타늄에 더하여 베릴륨, 실리콘, 나이오븀, 붕소, 갈륨, 몰리브데넘, 텅스텐, 망가니즈, 철, 코발트, 이트륨, 바나듐, 인, 또는 탄소 등을 포함하여도 좋다. 비정질 합금은 응고 주조법 대신에 진공 증착법, 스퍼터링법, 전해 도금법, 또는 무전해 도금법 등에 의하여 형성되어도 좋다. 비정질 합금은 전체로서 장거리 질서(주기 구조)를 갖지 않는 상태를 유지하기만 하면 미결정 또는 나노 결정을 포함하여도 좋다. 또한, 합금이라는 용어는 단일 고체상 구조를 갖는 완전 고용체 합금과, 2개 이상의 상을 갖는 부분 용체의 양쪽을 말한다. 비정질 합금을 사용한 하우징(9000)은 높은 탄성을 가질 수 있다. 휴대 정보 단말기(9101)가 낙하되고 이 충격으로 일시적으로 변형되더라도 하우징(9000)에 비정질 합금을 사용하면 원래의 형상으로 되돌아가게 되기 때문에 휴대 정보 단말기(9101)의 내충격성을 향상시킬 수 있다.

도 14의 (C)는 휴대 정보 단말기(9102)의 사시도이다. 휴대 정보 단말기(9102)는 표시부(9001)의 3개 이상의 면에 정보를 표시하는 기능을 갖는다. 여기서는, 정보(9052), 정보(9053), 및 정보(9054)가 상이한 면에 표시되어 있다. 예를 들어, 휴대 정보 단말기(9102)의 사용자는, 자신 옷의 가슴 포켓에 휴대 정보 단말기(9102)를 넣은 상태로 표시(여기서는 정보(9053))를 볼 수 있다. 구체적으로는, 착신한 전화의 발신자의 전화번호 또는 이름 등을, 휴대 정보 단말기(9102)의 상방에서 볼 수 있는 위치에 표시한다. 따라서, 사용자는 휴대 정보 단말기(9102)를 포켓에서 꺼내지 않고 표시를 보고, 전화를 받을지 여부를 결정할 수 있다.

도 14의 (D)는 손목시계형 휴대 정보 단말기(9200)의 사시도이다. 휴대 정보 단말기(9200)는 휴대 전화 통화, 이메일, 문장의 열람 및 편집, 음악 재생, 인터넷 통신, 및 컴퓨터 게임 등의 다양한 애플리케이션을 실행할 수 있다. 표시부(9001)의 표시면이 구부러져 있고, 구부러진 표시면에 화상을 표시할 수 있다. 휴대 정보 단말기(9200)는, 기존의 통신 표준에 따른 통신 방식인 근거리 무선 통신을 채용할 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 휴대 정보 단말기와, 무선 통신이 가능한 헤드셋 간의 상호 통신을 수행할 수 있어 핸즈프리 통화가 가능하다. 휴대 정보 단말기(9200)는 접속 단자(9006)를 포함하고, 커넥터를 통하여 다른 정보 단말기에 데이터를 직접 송신하고 다른 정보 단말기로부터 데이터를 직접 수신할 수 있다. 접속 단자(9006)를 통한 충전이 가능하다. 또한, 접속 단자(9006)를 사용하지 않고 무선 급전에 의하여 충전 동작을 수행하여도 좋다.

도 14의 (E), (F), 및 (G)는 폴더블 휴대 정보 단말기(9201)의 사시도이다. 도 14의 (E)는 펼친 휴대 정보 단말기(9201)를 도시한 사시도이다. 도 14의 (F)는 펼치고 있는 중 또는 접고 있는 중의 휴대 정보 단말기(9201)를 도시한 사시도이다. 도 14의 (G)는, 접은 휴대 정보 단말기(9201)를 도시한 사시도이다. 휴대 정보 단말기(9201)는, 접었을 때 휴대가 매우 쉽다. 휴대 정보 단말기(9201)를 펼치면, 이음매 없는 큰 표시 영역의 일람성이 높다. 휴대 정보 단말기(9201)의 표시부(9001)는, 힌지(9055)에 의하여 연결된 3개의 하우징(9000)에 의하여 지지된다. 힌지(9055)를 이용하여 2개의 하우징(9000) 사이의 연결부에서 휴대 정보 단말기(9201)를 접음으로써, 휴대 정보 단말기(9201)를, 펼친 상태에서 접은 상태로 가역적으로 변형할 수 있다. 예를 들어, 휴대 정보 단말기(9201)는 곡률 반경 1mm 이상 150mm 이하로 휘어질 수 있다.

전자 기기의 예로서는 텔레비전 장치(텔레비전 또는 텔레비전 수신기라고도 함), 컴퓨터 등의 모니터, 디지털 카메라 또는 디지털 비디오 카메라 등의 카메라, 디지털 포토 프레임, 휴대 전화기(휴대 전화 또는 휴대 전화 장치라고도 함), 고글형 디스플레이(헤드 마운트 디스플레이), 휴대용 게임기, 휴대 정보 단말기, 음향 재생 장치, 및 파친코기 등의 대형 게임기가 있다.

또한, 본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기는 이차 전지를 포함하여도 좋다. 이차 전지는 비접촉 전력 전송에 의하여 충전될 수 있는 것이 바람직하다.

이차 전지의 예에는 겔 전해질을 사용한 리튬 폴리머 전지(리튬 이온 폴리머 전지) 등의 리튬 이온 이차 전지, 리튬 이온 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 카드뮴 전지, 유기 라디칼 전지, 납 축전지, 공기 이차 전지, 니켈 아연 전지, 및 은 아연 전지가 포함된다.

본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기는 안테나를 포함하여도 좋다. 안테나에 의하여 신호를 수신하면, 전자 기기는 화상 또는 데이터 등을 표시부에 표시할 수 있다. 전자 기기가 이차 전지를 포함하는 경우에는, 안테나를 비접촉 전력 전송에 사용하여도 좋다.

도 15의 (A) 내지 (C)는 폴더블 전자 기기를 도시한 것이다.

도 15의 (A)에 도시된 전자 기기(900)는 하우징(901a), 하우징(901b), 힌지(903), 및 표시부(902) 등을 포함한다. 표시부(902)는 하우징(901a) 및 하우징(901b)에 제공되어 있다.

하우징(901a)과 하우징(901b)은 힌지(903)에 의하여 회전 가능하게 서로 연결되어 있다. 전자 기기(900)는, 하우징(901a)과 하우징(901b)을 닫은 상태와, 도 15의 (A)에 나타낸 바와 같이 이들을 펼친 상태로 변형될 수 있다. 그러므로, 전자 기기는 들고 다닐 때는 휴대성이 높고, 사용 시에는 그 큰 표시 영역 덕분에 시인성이 우수하다.

힌지(903)는, 하우징(901a)과 하우징(901b)을 펼쳤을 때 하우징(901a)과 하우징(901b) 사이의 각도가 소정의 각도보다 크게 되지 않도록 로크 기구를 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 이들이 로크되는(이들이 더 이상 펼치지 않는) 각도는 90° 이상 180° 미만인 것이 바람직하고, 대표적으로는 90°, 120°, 135°, 150°, 또는 175° 등으로 할 수 있다. 이 경우 편리성, 안전성, 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

표시부(902)는 터치 패널로서 기능하고, 손가락 또는 스타일러스 등으로 제어될 수 있다.

하우징(901a) 및 하우징(901b) 중 하나에는 무선 통신 모듈이 제공되고, 인터넷, LAN(local area network), 또는 Wi-Fi(등록 상표) 등의 컴퓨터 네트워크를 통하여 데이터를 송수신할 수 있다.

표시부(902)는 하나의 플렉시블 디스플레이를 사용하여 형성되는 것이 바람직하고, 이 경우, 하우징(901a)과 하우징(901b) 사이에서 화상을 연속적으로 표시할 수 있다. 또한, 하우징들(901a 및 901b)의 각각에 디스플레이가 제공되어도 좋다.

도 15의 (B)에는 휴대용 게임기로서 기능하는 전자 기기(910)를 도시하였다. 전자 기기(910)는 하우징(911a), 하우징(911b), 표시부(912), 힌지(913), 조작 버튼(914a), 및 조작 버튼(914b) 등을 포함한다.

하우징(911b)에는 카트리지(915)를 삽입할 수 있다. 카트리지(915)는 예를 들어 게임 등의 애플리케이션 소프트웨어를 저장하고, 카트리지(915)를 교환함으로써 전자 기기(910)에서 다양한 애플리케이션을 실행할 수 있다.

도 15의 (B)에는 표시부(912)에서 하우징(911a)과 중첩되는 부분의 크기가 표시부(912)에서 하우징(911b)과 중첩되는 부분의 크기와 다른 예를 나타내었다. 구체적으로는, 조작 버튼(914a 및 914b)이 제공된 하우징(911b)과 중첩되는 표시부(912)의 일부보다 하우징(911a)의 표시부(912)의 일부가 크다. 예를 들어, 표시부(912)를 하우징(911a) 측에서는 메인 화면으로서, 하우징(911b) 측에서는 조작 화면으로서 사용하여 표시를 수행함으로써, 다른 목적으로 표시부를 사용할 수 있다.

도 15의 (C)에 도시된 전자 기기(920)에서는, 힌지(923)에 의하여 서로 연결된 하우징(921a)과 하우징(921b)에 걸쳐 플렉시블 표시부(922)가 제공되어 있다.

도 15의 (C)는 하우징(921a) 및 하우징(921b)을 노출시켰을 때 표시부(922)가 크게 만곡되어 펼쳐진 형태를 나타낸 것이다. 예를 들어, 곡률 반경을 1mm 이상 50mm 이하, 바람직하게는 5mm 이상 30mm 이하로 한 상태로 표시부(922)가 유지된다. 하우징(921a)에서 하우징(921b)까지 화소가 연속적으로 배치되어 있기 때문에, 표시부(922)의 일부는 디스플레이가 휘어진 상태로 화상을 표시할 수 있다.

힌지(923)는 상술한 로크 기구를 포함하기 때문에 표시부(922)에 과도한 힘이 가해지지 않아, 표시부(922)가 파손되는 것을 방지할 수 있다. 이 결과, 신뢰성이 높은 전자 기기를 얻을 수 있다.

도 16의 (A)는 하우징(7701), 하우징(7702), 표시부(7703), 조작 키(7704), 렌즈(7705), 및 연결부(7706) 등을 포함한 비디오 카메라를 도시한 것이다. 조작 키(7704) 및 렌즈(7705)는 하우징(7701)에 제공되어 있고, 표시부(7703)는 하우징(7702)에 제공되어 있다. 하우징(7701)과 하우징(7702)은 연결부(7706)로 서로 접속되어 있고, 하우징(7701)과 하우징(7702) 사이의 각도는 연결부(7706)에 의하여 변경될 수 있다. 표시부(7703)에 표시되는 화상을, 연결부(7706)에서의 하우징(7701)과 하우징(7702) 사이의 각도에 따라 전환하여도 좋다.

도 16의 (B)는 하우징(7121), 표시부(7122), 키보드(7123), 및 포인팅 디바이스(7124) 등을 포함한 노트북형 퍼스널 컴퓨터를 도시한 것이다. 또한, 표시부(7122)는 중소형이지만 화소 밀도가 매우 높고 해상도가 높으므로 8k 표시를 실시할 수 있기 때문에, 매우 선명한 화상을 얻을 수 있다.

도 16의 (C)는 헤드 마운트 디스플레이(7200)의 외관도이다.

헤드 마운트 디스플레이(7200)는 장착부(7201), 렌즈(7202), 본체(7203), 표시부(7204), 및 케이블(7205) 등을 포함한다. 장착부(7201)는 배터리(7206)를 포함한다.

케이블(7205)을 통하여 배터리(7206)로부터 본체(7203)에 전력을 공급한다. 본체(7203)는 무선 수신기 등을 포함하여 화상 데이터 등의 영상 데이터를 수신하고 그것을 표시부(7204)에 표시한다. 본체(7203)의 카메라에 의하여 사용자의 눈알 및 눈꺼풀의 움직임을 파악한 다음, 그 파악한 데이터를 사용하여 사용자의 시점(視點)의 좌표를 산출함으로써, 사용자의 눈을 입력 수단으로서 이용한다.

장착부(7201)는 사용자와 접촉되도록 복수의 전극을 포함하여도 좋다. 본체(7203)는 사용자의 눈알의 움직임에 따라 전극을 흐르는 전류를 검지하여 사용자의 눈의 방향을 인식하는 기능을 가져도 좋다. 본체(7203)는 상기 전극을 흐르는 전류를 검지하여 사용자의 맥박을 모니터링하는 기능을 가져도 좋다. 장착부(7201)는 사용자의 생체 정보를 표시부(7204)에 표시할 수 있도록 온도 센서, 압력 센서, 또는 가속도 센서 등의 센서를 포함하여도 좋다. 본체(7203)는 사용자의 머리의 움직임 등을 검지하여 그 사용자의 머리의 움직임 등에 맞추어 표시부(7204)에 표시하는 화상을 바꾸어도 좋다.

도 16의 (D)는 카메라(7300)의 외관도이다. 카메라(7300)는 하우징(7301), 표시부(7302), 조작 버튼(7303), 셔터 버튼(7304), 및 접속부(7305) 등을 포함한다. 카메라(7300)에는 렌즈(7306)를 장착할 수 있다.

접속부(7305)는 전극을 포함하여 이하에서 설명하는 파인더(7400), 또는 스트로보스코프 등을 접속한다.

여기서 카메라(7300)의 렌즈(7306)는 교환을 위하여 하우징(7301)으로부터 떼어 낼 수 있지만 렌즈(7306)는 하우징(7301)에 포함되어도 좋다.

셔터 버튼(7304)을 터치하여 화상을 찍을 수 있다. 또한, 터치 센서를 포함한 표시부(7302)를 조작함으로써 화상을 찍을 수 있다.

표시부(7302)에는, 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치, 또는 터치 센서를 사용할 수 있다.

도 16의 (E)는 파인더(7400)가 접속된 카메라(7300)를 도시한 것이다.

파인더(7400)는 하우징(7401), 표시부(7402), 및 버튼(7403) 등을 포함한다.

하우징(7401)은 카메라(7300)의 접속부(7305)와 연결되는 접속부를 포함하여, 파인더(7400)를 카메라(7300)에 접속할 수 있다. 상기 접속부는 전극을 포함하고, 이 전극을 통하여 카메라(7300)로부터 수신한 화상 등을 표시부(7402)에 표시할 수 있다.

버튼(7403)은 전원 버튼으로서 기능한다. 버튼(7403)에 의하여, 표시부(7402)의 표시의 온/오프를 전환할 수 있다.

도 16의 (D) 및 (E)에서 카메라(7300)와 파인더(7400)는 분리되어 있고 떼어 낼 수 있는 전자 기기이지만, 카메라(7300)의 하우징(7301)은 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치, 또는 터치 센서를 갖는 파인더를 포함하여도 좋다.

도 17의 (A) 내지 (E)는 헤드 마운트 디스플레이(7500) 및 헤드 마운트 디스플레이(7510)의 외관도이다.

헤드 마운트 디스플레이(7500)는 하우징(7501), 2개의 표시부(7502), 조작 버튼(7503), 및 고정 밴드(7504)를 포함한다.

헤드 마운트 디스플레이(7500)는 상술한 헤드 마운트 디스플레이(7200)의 기능을 갖고, 2개의 표시부를 더 포함한다.

2개의 표시부(7502)를 가짐으로써, 사용자는 한쪽 눈으로 하나의 표시부를, 다른 쪽 눈으로 다른 하나의 표시부를 볼 수 있다. 그러므로, 시차(視差)를 사용한 3차원 표시 등을 수행하는 경우에도 고해상도의 화상을 표시할 수 있다. 표시부(7502)는 사용자의 눈을 대략 중심으로 한 원호를 따라 휘어져 있다. 따라서, 사용자의 눈과 표시부의 표시면 사이의 거리가 일정하게 되기 때문에, 사용자는 더 자연스러운 화상을 볼 수 있다. 표시부로부터의 광의 휘도 또는 색도가 사용자가 보는 각도에 따라 변화되는 경우에도, 표시부의 표시면의 법선 방향에 사용자의 눈이 위치하기 때문에, 그 변화의 영향을 실질적으로 무시할 수 있어, 더 현실적인 화상을 표시할 수 있다.

조작 버튼(7503)은 전원 버튼 등으로서 기능한다. 조작 버튼(7503) 외의 버튼을 포함하여도 좋다.

헤드 마운트 디스플레이(7510)는 하우징(7501), 표시부(7502), 고정 밴드(7504), 및 한 쌍의 렌즈(7505)를 포함한다.

사용자는 렌즈(7505)를 통하여 표시부(7502)의 표시를 볼 수 있다. 표시부(7502)는 만곡되는 것이 바람직하다. 만곡된 표시부(7502)는 사용자에게 높은 현실감을 준다.

표시부(7502)에 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치를 사용할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치는 해상도를 높게 할 수 있기 때문에, 도 17의 (E)에 도시된 바와 같이 렌즈(7505)를 사용하여 화상을 확대하여도, 사용자에게 화소가 시인되지 않아, 더 현실적인 화상을 표시할 수 있다.

도 18의 (A)는 텔레비전 장치의 예를 도시한 것이다. 텔레비전 장치(9300)에서는, 하우징(9000)에 표시부(9001)가 제공되어 있다. 여기서는 스탠드(9301)에 의하여 하우징(9000)이 지지되어 있다.

도 18의 (A)에 도시된 텔레비전 장치(9300)는 하우징(9000)의 조작 스위치 또는 별체의 리모트 컨트롤러(9311)로 조작될 수 있다. 표시부(9001)는 터치 센서를 포함하여도 좋다. 텔레비전 장치(9300)는 손가락 등으로 표시부(9001)를 터치함으로써 조작될 수 있다. 리모트 컨트롤러(9311)에는 상기 리모트 컨트롤러(9311)로부터 출력되는 데이터를 표시하는 표시부가 제공되어도 좋다. 리모트 컨트롤러(9311)의 조작 키 또는 터치 패널에 의하여 채널 또는 음량을 제어할 수 있고 표시부(9001)에 표시되는 화상을 제어할 수 있다.

텔레비전 장치(9300)에는 수신기 또는 모뎀 등이 제공된다. 수신기를 사용함으로써, 일반 텔레비전 방송을 수신할 수 있다. 또한, 텔레비전 장치를 모뎀을 통하여 유선 또는 무선으로 통신 네트워크에 접속함으로써, 단방향(송신자로부터 수신자) 또는 쌍방향(송신자와 수신자 사이 또는 수신자들 사이)의 정보 통신을 수행할 수 있다.

본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기 또는 조명 장치는 가요성을 갖기 때문에 집 또는 빌딩의 내벽/외벽의 곡면 또는 자동차의 내장/외장의 곡면을 따라 제공될 수 있다.

도 18의 (B)는 자동차(9700)의 외관도이다. 도 18의 (C)는 자동차(9700)의 운전석을 도시한 것이다. 자동차(9700)는 차체(9701), 차륜(9702), 대시보드(9703), 및 라이트(9704) 등을 포함한다. 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치 또는 발광 장치 등은 자동차(9700)의 표시부 등에 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 18의 (C)에 도시된 표시부(9710 내지 9715)에 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치 또는 발광 장치 등을 사용할 수 있다.

표시부(9710) 및 표시부(9711)는 자동차의 앞유리에 제공된 표시 장치이다. 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치 또는 발광 장치 등은 그 전극 및 배선에 투광성 도전 재료를 사용함으로써 반대 측이 비쳐 보이는 시스루 표시 장치로 할 수 있다. 이러한 시스루 표시부(9710 또는 9711)는 자동차(9700)의 운전 중에 운전자의 시야를 가리지 않는다. 그러므로, 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치 또는 발광 장치 등을 자동차(9700)의 앞유리에 제공할 수 있다. 또한, 표시 장치 또는 발광 장치 등을 구동시키기 위한 트랜지스터 등을 제공하는 경우에는, 유기 반도체 재료를 사용한 유기 트랜지스터 또는 산화물 반도체를 사용한 트랜지스터 등 투광성을 갖는 트랜지스터를 사용하는 것이 바람직하다.

표시부(9712)는 필러 부분에 제공된 표시 장치이다. 예를 들어, 표시부(9712)는 차체에 제공된 촬상 유닛으로 찍은 화상을 표시함으로써, 필러 부분으로 가려진 시야를 보완할 수 있다. 표시부(9713)는 대시보드 부분에 제공된 표시 장치이다. 예를 들어, 표시부(9713)는 차체에 제공된 촬상 유닛으로 찍은 화상을 표시함으로써, 대시보드 부분으로 가려진 시야를 보완할 수 있다. 즉, 차체의 외측에 제공된 촬상 유닛으로 찍은 화상을 표시함으로써, 사각이 없어지고, 안전성이 높아진다. 또한, 운전자에게 보이지 않는 부분을 보완하도록 화상을 표시함으로써, 운전자는 쉽게, 그리고 편하게 안전을 확인할 수 있다.

도 18의 (D)는 운전석과 조수석으로서 벤치 시트를 사용한 자동차 내부를 도시한 것이다. 표시부(9721)는 도어 부분에 제공된 표시 장치이다. 예를 들어, 표시부(9721)는 차체에 제공된 촬상 유닛으로 찍은 화상을 표시함으로써, 도어 부분으로 가려진 시야를 보완할 수 있다. 표시부(9722)는 핸들에 제공된 표시 장치이다. 표시부(9723)는 벤치 시트의 시트면 중앙부에 제공된 표시 장치이다. 또한, 표시 장치를 시트면 또는 등받이에 제공함으로써, 또한 이 표시 장치의 발열을 열원으로서 사용함으로써, 표시 장치를 시트 히터로서 사용할 수 있다.

표시부(9714), 표시부(9715), 및 표시부(9722)는 내비게이션 데이터, 속도계, 태코미터(tachometer), 주행 거리, 연료 미터, 기어 시프트 인디케이터, 및 에어컨디셔너의 설정 등 다양한 종류의 정보를 표시할 수 있다. 표시부의 표시의 항목 또는 레이아웃 등은 사용자가 적절히 자유로이 변경할 수 있다. 상술한 정보는 표시부(9710 내지 9713, 9721, 및 9723)에 표시할 수도 있다. 표시부(9710 내지 9715 및 9721 내지 9723)는 조명 장치로서 사용할 수도 있다. 표시부(9710 내지 9715 및 9721 내지 9723)는 가열 장치로서 사용할 수도 있다.

도 19의 (A) 및 (B)에 도시된 표시 장치(9500)는 복수의 표시 패널(9501), 힌지(9511), 및 베어링(9512)을 포함한다. 복수의 표시 패널(9501)은 표시 영역(9502) 및 광 투과 영역(9503)을 각각 포함한다.

복수의 표시 패널(9501)의 각각은 플렉시블하다. 인접한 2개의 표시 패널(9501)은 서로 부분적으로 중첩되도록 제공된다. 예를 들어, 인접한 2개의 표시 패널(9501)의 광 투과 영역들(9503)을 서로 중첩시킬 수 있다. 복수의 표시 패널(9501)을 사용하여 화면이 큰 표시 장치를 얻을 수 있다. 이 표시 장치는 용도에 따라 표시 패널(9501)을 말 수 있기 때문에 범용성이 높다.

또한, 도 19의 (A) 및 (B)에서는 인접한 표시 패널들(9501)의 표시 영역들(9502)이 서로 분리되어 있지만 이 구조에 한정되지 않고, 예를 들어 인접한 표시 패널들(9501)의 표시 영역들(9502)을 틈 없이 서로 중첩시켜 연속적인 표시 영역(9502)을 얻어도 좋다.

본 실시형태에서 설명한 전자 기기는 어떤 정보를 표시하기 위한 표시부를 갖는다. 다만, 본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자는, 표시부를 갖지 않는 전자 기기에도 사용할 수 있다. 본 실시형태에서 설명한 전자 기기의 표시부가 플렉시블하고, 만곡된 표시면에 표시할 수 있는 구조, 또는 전자 기기의 표시부가 폴더블인 구조에 대하여 예시하였지만, 구조는 이에 한정되지 않고, 전자 기기의 표시부가 플렉시블하지 않고 평면부에 표시하는 구조를 채용하여도 좋다.

본 실시형태에서 설명한 구조는 다른 실시형태에서 설명하는 구조 중 임의의 것과 적절히 조합하여 사용될 수 있다.

(실시형태 6)

본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자를 각각 포함한 발광 장치에 대하여 도 20의 (A) 내지 (C) 및 도 21의 (A) 내지 (D)를 참조하여 설명한다.

<발광 장치>

도 20의 (A)는 본 실시형태에 나타낸 발광 장치(3000)의 사시도이고, 도 20의 (B)는 도 20의 (A)의 일점쇄선 E-F를 따르는 단면도이다. 또한, 도 20의 (A)에서는 도면의 복잡함을 피하기 위하여 구성 요소의 일부를 파선으로 나타내었다.

도 20의 (A) 및 (B)에 도시된 발광 장치(3000)는 기판(3001), 기판(3001) 위의 발광 소자(3005), 발광 소자(3005)의 주위에 제공된 제 1 밀봉 영역(3007), 및 제 1 밀봉 영역(3007)의 주위에 제공된 제 2 밀봉 영역(3009)을 포함한다.

광은 발광 소자(3005)로부터 기판(3001) 및 기판(3003) 중 한쪽 또는 양쪽을 통하여 방출된다. 도 20의 (A) 및 (B)에는 발광 소자(3005)로부터 광이 아래쪽(기판(3001) 측)으로 방출되는 구조를 도시하였다.

도 20의 (A) 및 (B)에 도시된 바와 같이 발광 장치(3000)는 발광 소자(3005)가 제 1 밀봉 영역(3007) 및 제 2 밀봉 영역(3009)으로 둘러싸이는 이중 밀봉 구조를 갖는다. 이중 밀봉 구조에 의하여, 외부로부터 발광 소자(3005)에 불순물(예를 들어, 물 및 산소 등)이 들어가는 것을 바람직하게 억제할 수 있다. 또한, 제 1 밀봉 영역(3007) 및 제 2 밀봉 영역(3009)의 양쪽 모두를 반드시 제공할 필요는 없다. 예를 들어, 제 1 밀봉 영역(3007)만을 제공하여도 좋다.

또한, 도 20의 (B)에서 제 1 밀봉 영역(3007) 및 제 2 밀봉 영역(3009)의 각각은 기판(3001) 및 기판(3003)과 접촉하여 제공되어 있다. 그러나, 이러한 구조에 한정되지 않고, 예를 들어 제 1 밀봉 영역(3007) 및 제 2 밀봉 영역(3009) 중 한쪽 또는 양쪽 모두를 기판(3001) 상에 제공되는 절연막 또는 도전막과 접촉하여 제공하여도 좋다. 또는, 제 1 밀봉 영역(3007) 및 제 2 밀봉 영역(3009) 중 한쪽 또는 양쪽 모두를 기판(3003) 상에 제공되는 절연막 또는 도전막과 접촉하여 제공하여도 좋다.

기판(3001) 및 기판(3003)은 각각, 상술한 실시형태에서 설명한 기판(200) 및 기판(220)과 비슷한 구조를 가질 수 있다. 발광 소자(3005)는 상술한 실시형태에서 설명한 발광 소자 중 임의의 것과 비슷한 구조를 가질 수 있다.

제 1 밀봉 영역(3007)에는 유리를 포함한 재료(예를 들어, 유리 프릿 및 유리 리본 등)를 사용할 수 있다. 제 2 밀봉 영역(3009)에는 수지를 포함한 재료를 사용할 수 있다. 제 1 밀봉 영역(3007)에 유리를 포함한 재료를 사용함으로써, 생산성 및 밀봉성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제 2 밀봉 영역(3009)에 수지를 포함한 재료를 사용함으로써, 내충격성 및 내열성을 향상시킬 수 있다. 다만, 제 1 밀봉 영역(3007) 및 제 2 밀봉 영역(3009)에 사용하는 재료는 이들에 한정되지 않고, 수지를 포함한 재료를 사용하여 제 1 밀봉 영역(3007)을 형성하고, 유리를 포함한 재료를 사용하여 제 2 밀봉 영역(3009)을 형성하여도 좋다.

유리 프릿은 예를 들어, 산화 마그네슘, 산화 칼슘, 산화 스트론튬, 산화 바륨, 산화 세슘, 산화 소듐, 산화 포타슘, 산화 붕소, 산화 바나듐, 산화 아연, 산화 텔루륨, 산화 알루미늄, 이산화 실리콘, 산화 납, 산화 주석, 산화 인, 산화 루테늄, 산화 로듐, 산화 철, 산화 구리, 이산화 망가니즈, 산화 몰리브데넘, 산화 나이오븀, 산화 타이타늄, 산화 텅스텐, 산화 비스무트, 산화 지르코늄, 산화 리튬, 산화 안티모니, 납 붕산염 유리, 인산 주석 유리, 바나듐산염 유리, 또는 붕규산염 유리를 포함하여도 좋다. 유리 프릿은 적외광을 흡수하기 위하여 적어도 1종류의 전이 금속을 포함하는 것이 바람직하다.

상술한 유리 프릿으로서는, 예를 들어 기판에 프릿 페이스트를 도포하고, 가열 처리 또는 레이저 광 조사 등을 실시한다. 프릿 페이스트는 상기 유리 프릿과, 유기 용매로 희석된 수지(바인더라고도 함)를 포함한다. 또한, 유리 프릿에 레이저 광의 파장의 광을 흡수하는 흡수제를 첨가하여도 좋다. 예를 들어, 레이저로서는 Nd:YAG 레이저 또는 반도체 레이저를 사용하는 것이 바람직하다. 레이저 광의 형상은 원형이어도 좋고 사각형이어도 좋다.

수지를 포함하는 상술한 재료로서는, 예를 들어 폴리에스터, 폴리올레핀, 폴리아마이드(예를 들어, 나일론 또는 아라미드), 폴리이미드, 폴리카보네이트, 또는 아크릴 수지, 폴리우레탄, 또는 에폭시 수지를 사용할 수 있다. 또는, 실리콘(silicone) 등 실록산 결합을 갖는 수지를 포함한 재료를 사용할 수 있다.

또한, 제 1 밀봉 영역(3007) 및 제 2 밀봉 영역(3009) 중 한쪽 또는 양쪽 모두에 유리를 포함한 재료를 사용하는 경우, 유리를 포함한 상기 재료는 기판(3001)과 열 팽창률이 가까운 것이 바람직하다. 상술한 구조에 의하여, 열응력으로 인하여 유리를 포함한 재료 또는 기판(3001)에 크랙이 생기는 것을 억제할 수 있다.

예를 들어, 제 1 밀봉 영역(3007)에 유리를 포함한 재료를 사용하고 제 2 밀봉 영역(3009)에 수지를 포함한 재료를 사용하는 경우, 다음과 같은 유리한 효과를 얻을 수 있다.

제 2 밀봉 영역(3009)은 제 1 밀봉 영역(3007)보다, 발광 장치(3000)의 외주부에 가깝게 제공된다. 발광 장치(3000)에서는 외주부를 향할수록 외력 등으로 인한 변형이 커진다. 그러므로, 더 큰 변형이 생기는 발광 장치(3000)의 외주부, 즉 제 2 밀봉 영역(3009)을, 수지를 포함한 재료를 사용하여 밀봉하고, 제 2 밀봉 영역(3009)보다 내측에 제공되는 제 1 밀봉 영역(3007)을 유리를 포함한 재료를 사용하여 밀봉함으로써, 외력 등으로 인한 변형이 생겨도 발광 장치(3000)가 손상되기 어려워진다.

또한, 도 20의 (B)에 도시된 바와 같이 제 1 영역(3011)은 기판(3001), 기판(3003), 제 1 밀봉 영역(3007), 및 제 2 밀봉 영역(3009)으로 둘러싸인 영역에 상당한다. 제 2 영역(3013)은 기판(3001), 기판(3003), 발광 소자(3005), 및 제 1 밀봉 영역(3007)으로 둘러싸인 영역에 상당한다.

제 1 영역(3011) 및 제 2 영역(3013)은 예를 들어 희가스 또는 질소 가스 등의 불활성 가스로 충전되는 것이 바람직하다. 또는, 제 1 영역(3011) 및 제 2 영역(3013)은 아크릴 수지 또는 에폭시 수지 등의 수지로 충전되는 것이 바람직하다. 또한, 제 1 영역(3011) 및 제 2 영역(3013)에 대해서는 대기압 상태보다 감압 상태가 바람직하다.

도 20의 (C)는 도 20의 (B)의 구조의 변형예를 도시한 것이다. 도 20의 (C)는 발광 장치(3000)의 변형예를 도시한 단면도이다.

도 20의 (C)는 기판(3003)의 일부에 제공된 오목부에 건조제(3018)를 제공하는 구조를 도시한 것이다. 그 외의 구성 요소는 도 20의 (B)에 도시한 구조와 같다.

건조제(3018)로서는, 화학 흡착에 의하여 수분 등을 흡착하는 물질 또는 물리 흡착에 의하여 수분 등을 흡착하는 물질을 사용할 수 있다. 건조제(3018)로서 사용할 수 있는 물질의 예에는 알칼리 금속 산화물, 알칼리 토금속 산화물(예를 들어, 산화 칼슘 및 산화 바륨 등), 황산염, 금속 할라이드, 과염소산염, 제올라이트, 및 실리카 겔 등이 포함된다.

다음으로, 도 20의 (B)에 도시된 발광 장치(3000)의 변형예에 대하여 도 21의 (A) 내지 (D)를 참조하여 설명한다. 또한, 도 21의 (A) 내지 (D)는 도 20의 (B)에 도시된 발광 장치(3000)의 변형예를 도시한 단면도이다.

도 21의 (A) 내지 (D)에 도시된 발광 장치들의 각각에서는 제 2 밀봉 영역(3009)이 제공되지 않고, 제 1 밀봉 영역(3007)만이 제공되어 있다. 또한, 도 21의 (A) 내지 (D)에 도시된 발광 장치들의 각각에서는 도 20의 (B)에 도시된 제 2 영역(3013) 대신에 영역(3014)이 제공되어 있다.

영역(3014)에는 예를 들어 폴리에스터, 폴리올레핀, 폴리아마이드(예를 들어 나일론, 아라미드), 폴리이미드, 폴리카보네이트, 또는 아크릴 수지, 폴리우레탄, 또는 에폭시 수지를 사용할 수 있다. 또는, 실리콘(silicone) 등 실록산 결합을 갖는 수지를 포함한 재료를 사용할 수 있다.

영역(3014)에 상술한 재료를 사용하면, 소위 고체 밀봉의 발광 장치를 얻을 수 있다.

도 21의 (B)에 도시된 발광 장치에서는 도 21의 (A)에 도시된 발광 장치의 기판(3001) 측에 기판(3015)이 제공되어 있다.

도 21의 (B)에 도시된 바와 같이 기판(3015)은 요철을 갖는다. 요철을 갖는 기판(3015)을 발광 소자(3005)로부터 방출되는 광이 추출되는 측에 제공하는 구조로 함으로써, 발광 소자(3005)로부터의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 도 21의 (B)에 도시된 요철을 갖는 구조 대신에, 확산판으로서의 기능을 갖는 기판을 제공하여도 좋다.

도 21의 (C)에 도시된 발광 장치에서는, 광이 기판(3001) 측을 통하여 추출되는 도 21의 (A)에 도시된 발광 장치와 달리, 광이 기판(3003) 측을 통하여 추출된다.

도 21의 (C)에 도시된 발광 장치는 기판(3003) 측에 기판(3015)을 포함한다. 그 외의 구성 요소는 도 21의 (B)에 도시된 발광 장치와 같다.

도 21의 (D)에 도시된 발광 장치에서는, 도 21의 (C)에 도시된 발광 장치에 포함되는 기판(3003) 및 기판(3015)이 제공되지 않고, 기판(3016)이 제공되어 있다.

기판(3016)은 발광 소자(3005)에 가깝게 위치하는 제 1 요철 및 발광 소자(3005)로부터 떨어져 위치하는 제 2 요철을 포함한다. 도 21의 (D)에 도시된 구조로 함으로써, 발광 소자(3005)로부터의 광 추출 효율을 더 향상시킬 수 있다.

그러므로, 본 실시형태에서 설명한 구조를 사용함으로써, 수분 및 산소 등의 불순물로 인한 발광 소자의 열화가 억제된 발광 장치를 제공할 수 있다. 또는, 본 실시형태에서 설명한 구조로 함으로써, 광 추출 효율이 높은 발광 장치를 얻을 수 있다.

또한, 본 실시형태에서 설명한 구조는 다른 실시형태에서 설명하는 구조 중 임의의 것과 적절히 조합될 수 있다.

(실시형태 7)

본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자를 다양한 조명 장치 및 전자 기기에 사용하는 예에 대하여 도 22의 (A) 내지 (C) 및 도 23을 참조하여 설명한다.

가요성을 갖는 기판 위에 제작된 본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자를 사용함으로써, 곡면을 갖는 발광 영역을 갖는 전자 기기 또는 조명 장치를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자 적용한 발광 장치는 자동차의 조명에도 사용될 수 있고, 그 예로서는 대시보드, 앞유리, 및 천장 등의 조명이 있다.

도 22의 (A)는 다기능 단말기(3500)의 하나의 면을 도시한 사시도이고, 도 22의 (B)는 다기능 단말기(3500)의 다른 하나의 면을 도시한 사시도이다. 다기능 단말기(3500)의 하우징(3502)에는 표시부(3504), 카메라(3506), 및 조명(3508) 등이 제공되어 있다. 본 발명의 일 형태에 따른 발광 장치를 조명(3508)에 사용할 수 있다.

본 발명의 일 형태에 따른 발광 장치를 포함한 조명(3508)은 면 광원으로서 기능한다. 그러므로, 조명(3508)은 LED로 대표되는 점 광원과 달리, 지향성이 낮은 발광을 제공할 수 있다. 예를 들어, 조명(3508)과 카메라(3506)를 조합하여 사용하면, 조명(3508)을 점등 또는 점멸시켜 카메라(3506)에 의하여 촬상을 수행할 수 있다. 조명(3508)은 면 광원으로서 기능하기 때문에, 자연광하에서 찍은 듯한 사진을 찍을 수 있다.

또한, 도 22의 (A) 및 (B)에 도시된 다기능 단말기(3500)는 도 14의 (A) 내지 (G)에 도시된 전자 기기와 같이 다양한 기능을 가질 수 있다.

하우징(3502)은 스피커, 센서(힘, 변위, 위치, 속도, 가속도, 각속도, 회전 수, 거리, 광, 액체, 자기, 온도, 화학 물질, 소리, 시간, 경도, 전계, 전류, 전압, 전력, 방사선, 유량, 습도, 기울기, 진동, 냄새, 또는 적외선을 측정하는 기능을 갖는 센서), 및 마이크로폰 등을 포함할 수 있다. 자이로스코프 센서 또는 가속도 센서 등의 기울기를 검출하는 센서를 포함한 검출 장치를 다기능 단말기(3500) 내부에 제공하면, 다기능 단말기(3500)의 방향(다기능 단말기가 가로 모드가 되도록 수평으로 놓여 있는지 또는 세로 모드가 되도록 수직으로 놓여 있는지)을 판단하여 표시부(3504)의 화면 표시를 자동적으로 전환할 수 있다.

표시부(3504)는 이미지 센서로서 기능하여도 좋다. 예를 들어, 표시부(3504)가 손바닥 또는 손가락으로 터치되었을 때 장문 또는 지문 등의 화상을 찍음으로써, 개인 인증을 실시할 수 있다. 또한, 근적외광을 방출하는 백라이트 또는 센싱용 광원을 표시부(3504)에 제공함으로써, 손가락 정맥 또는 손바닥 정맥 등의 화상을 찍을 수 있다. 또한, 본 발명의 일 형태에 따른 발광 장치를 표시부(3504)에 사용하여도 좋다.

도 22의 (C)는 보안등(3600)의 사시도이다. 보안등(3600)은 하우징(3602) 외측에 조명(3608)을 포함하고, 하우징(3602)에는 스피커(3610) 등이 제공되어 있다. 본 발명의 일 형태에 따른 발광 소자를 조명(3608)에 사용할 수 있다.

보안등(3600)은 예를 들어 조명(3608)을 잡거나 쥐었을 때 광을 방출한다. 하우징(3602)에는 보안등(3600)으로부터의 발광 방식을 제어할 수 있는 전자 회로가 제공되어도 좋다. 전자 회로는 1회 또는 간헐적으로 여러 번의 발광을 가능하게 하는 회로이어도 좋고, 발광의 전류값을 제어함으로써 발광량을 조정할 수 있는 회로이어도 좋다. 조명(3608)으로부터의 발광과 동시에 스피커(3610)로부터 대음량의 음향 경보가 출력되도록 하는 회로가 제공되어도 좋다.

보안등(3600)은 다양한 방향으로 광을 방출할 수 있기 때문에, 광 또는 광과 소리로 폭한(thug) 등에게 겁을 줄 수 있다. 또한, 보안등(3600)은 디지털 스틸 카메라 등의 카메라를 포함하여 사진 촬영 기능을 가져도 좋다.

도 23은 상기 발광 소자를 실내 조명 장치(8501)에 사용한 예를 도시한 것이다. 상기 발광 소자는 보다 대면적으로 할 수 있기 때문에 대면적의 조명 장치를 형성할 수도 있다. 또한, 곡면을 갖는 하우징을 사용함으로써, 발광 영역이 곡면을 갖는 조명 장치(8502)를 형성할 수도 있다. 본 실시형태에서 설명한 발광 소자는 박막 형태이기 때문에 하우징을 더 자유로이 설계하는 것이 가능하다. 그러므로, 조명 장치를 다양한 형태로 정교하게 설계할 수 있다. 또한, 방의 벽에 대형 조명 장치(8503)를 제공하여도 좋다. 조명 장치의 전원 온/오프를 제어하기 위하여 조명 장치(8501, 8502, 및 8503)에 터치 센서를 제공하여도 좋다.

또한, 발광 소자를 테이블 표면 측에 사용하면, 테이블로서의 기능을 갖는 조명 장치(8504)를 얻을 수 있다. 발광 소자를 다른 가구의 일부로서 사용하면, 그 가구로서의 기능을 갖는 조명 장치를 얻을 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 형태에 따른 발광 장치를 적용함으로써, 조명 장치 및 전자 기기를 얻을 수 있다. 또한, 상기 발광 장치는 본 실시형태에서 설명한 조명 장치 및 전자 기기에 한정되지 않고, 다양한 분야의 전자 기기에 사용될 수 있다.

본 실시형태에서 설명한 구조는 다른 실시형태에서 설명하는 구조 중 임의의 것과 적절히 조합될 수 있다.

(실시예 1)

본 실시예에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 유기 화합물 중 하나인, 3,5-비스[3-(9H-2-메틸카바졸-9-일)페닐]피리딘(약칭: Me-35DCzPPy)(구조식(100))의 합성 방법, 및 이 화합물의 물성에 대하여 설명한다.

<합성예 1>

200mL의 3구 플라스크에, 1.5g(6.4mmol)의 3,5-다이브로모피리딘, 4.3g(14mmol)의 3-(2-메틸-9H-카바졸-9-일)페닐보론산, 0.39g(1.3mmol)의 트라이(o-톨릴)포스핀, 3.5g(26mmol)의 탄산 포타슘, 60mL의 톨루엔, 12mL의 에탄올, 및 6.0mL의 물을 첨가하였다. 이 혼합물을 감압하에서 교반함으로써 탈기하고, 플라스크 내의 공기를 질소로 치환하였다. 이 혼합물에 58mg(0.26mmol)의 아세트산 팔라듐(II)을 첨가하고, 얻어진 혼합물을 질소 기류하에 있어서 80℃에서 44시간 동안 교반하였다. 소정의 시간이 지난 후, 톨루엔으로 추출을 수행하고, 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피(전개 용매: 톨루엔)에 의하여 정제를 수행하여 황색 분말을 얻었다. 이 황색 분말을 아세트산 에틸로 재결정하여 목적의 백색 분말을 2.0g, 수율 54%로 얻었다. 이 합성 스킴을 이하의 (A-1)에 나타낸다.

[화학식 6]

얻어진 백색 분말 2.0g을 트레인 서블리메이션법(train sublimation method)에 의하여 승화 정제하였다. 승화 정제에서는, 압력을 2.2Pa로 하고 아르곤 유량을 10mL/min으로 한 조건하에서 가열을 310℃에서 수행하였다. 승화 정제 후, 목적의 백색 고체를 1.2g, 회수율 60%로 얻었다.

얻어진 고체에 핵자기 공명 분광법(¹H NMR)을 실시하였으며, 그 결과를 이하에 나타낸다.

¹H NMR(클로로폼-d, 300MHz):δ=8.94(d, J=2.0Hz, 2H), 8.14(t, J=1.9Hz, 1H), 8.08-8.12(m, 2H), 8.02(d, J=7.8Hz, 2H), 7.83-7.86(m, 2H), 7.72-7.77(m, 4H), 7.60-7.67(m, 2H), 7.33-7.44(m, 4H), 7.27-7.31(m, 2H), 7.20-7.24(m, 2H), 7.10-7.14(m, 2H).

도 24의 (A) 및 (B)는 얻어진 고체의 ¹H NMR 차트이다. 또한, 도 24의 (B)는 도 24의 (A)의 7.0ppm 내지 9.0ppm의 범위의 부분을 확대하여 나타낸 차트이다. 이 측정 결과에 의하여 목적의 물질인 Me-35DCzPPy가 얻어진 것이 밝혀졌다.

<Me-35DCzPPy의 특성>

다음으로, 본 실시예에서 얻은 Me-35DCzPPy를 액체 크로마토그래피 질량 분석(LC/MS)에 의하여 분석하였다.

LC-MS에 의한 분석에서는, 액체 크로마토그래피(LC) 분리를 ACQUITY UPLC(Waters Corporation 제조)에 의하여 실시하고, 질량 분석법(MS)의 분석을 Xevo G2 Tof MS(Waters Corporation 제조)에 의하여 실시하였다. ACQUITY UPLC BEH C8(2.1×100mm, 1.7μm)을 LC 분리용 칼럼으로서 사용하고, 칼럼 온도는 40℃로 하였다. 이동상 A에는 아세토나이트릴을 사용하고, 이동상 B에는 0.1% 폼산 수용액을 사용하였다. 또한, Me-35DCzPPy를 임의의 농도로 톨루엔에 용해시키고 이 혼합물을 아세토나이트릴로 희석하여 시료를 준비하였다. 그 주입량은 5.0μL로 하였다.

LC 분리에서는, 이동상의 조성을 변화시키는 경사법을 채용하였다. 이동상 A 대 이동상 B의 비율은 측정을 시작하고 0분에서 1분까지는 65:35로 하고, 그 후 측정을 시작하고 10분이 지난 후의 이동상 A 대 이동상 B의 비율이 95:5가 되도록 조성을 변화시켰다. 조성은 선형적으로 변화시켰다.

MS 분석에서는, 전자 분무 이온화(약칭: ESI)법에 의하여 이온화하였다. 이때, 캐필러리 전압(capillary voltage) 및 샘플 콘 전압(sample cone voltage)은 각각 3.0kV 및 30V로 하고, 포지티브 모드에서 검출하였다. 상술한 조건하에서 이온화된 성분을 충돌 셀에서 아르곤 가스와 충돌시켜 프로덕트 이온으로 해리시켰다. 아르곤과 충돌시키기 위한 에너지(충돌 에너지)는 70eV로 하였다. 측정하는 질량 범위는 m/z=100 내지 1200으로 하였다. 해리된 프로덕트 이온의 TOF(time-of-flight) MS에 의한 검출 결과를 도 25에 나타내었다.

도 25의 결과를 보면, Me-35DCzPPy의 프로덕트 이온은 주로 m/z=574, m/z=409, 및 m/z=180 근방에서 검출되는 것을 알 수 있다. 도 25의 결과는 Me-35DCzPPy에서 유래하는 특징을 나타내기 때문에, 혼합물에 포함되는 Me-35DCzPPy를 동정하는 데 중요한 데이터인 것으로 간주할 수 있다.

또한, m/z=574 부근의 프로덕트 이온은, 메틸기가 Me-35DCzPPy로부터 제거된 상태에 있고, C42H28N3^·+(^·+는 라디칼 양이온을 나타냄)로 나타내어지는 라디칼 양이온인 것으로 추정될 수 있다. m/z=409 부근의 프로덕트 이온은, 2-메틸카바졸이 Me-35DCzPPy로부터 제거된 상태에 있고, C30H21N2^·+로 나타내어지는 라디칼 양이온인 것으로 추정될 수 있다. m/z=180 부근의 프로덕트 이온은, Me-35DCzPPy에서의 2-메틸카바졸에서 유래되고 C13H10N^·+로 나타내어지는 라디칼 양이온인 것으로 추정될 수 있다. 이는 Me-35DCzPPy가 2-메틸카바졸 골격을 포함하는 것을 시사한다. 또한, 프로덕트 이온의 양성자화 생성물 또는 탈양성자화 생성물로서 상술한 m/z 값의 ±1이 검출될 가능성이 있다.

다음으로, 도 26에는 톨루엔 용액에서의 Me-35DCzPPy의 흡수 스펙트럼 및 발광 스펙트럼을 나타내었다. 도 27에는 Me-35DCzPPy의 박막의 흡수 스펙트럼 및 발광 스펙트럼을 나타내었다. 고체 박막을 진공 증착법에 의하여 석영 기판 위에 형성하였다. 톨루엔 용액의 흡수 스펙트럼은 자외 가시광 분광 광도계(V550형, JASCO Corporation 제조)를 사용하여 측정하였다. 도 26에 나타낸 톨루엔 용액에서의 Me-35DCzPPy의 흡수 스펙트럼은, 석영 셀의 톨루엔 용액에서의 Me-35DCzPPy의 흡수 스펙트럼으로부터, 석영 셀에 톨루엔만을 넣은 흡수 스펙트럼을 뺌으로써 얻어졌다. 박막의 흡수 스펙트럼은 분광 광도계(U-4100 분광 광도계, Hitachi High-Technologies Corporation 제조)를 사용하여 측정하였다. 발광 스펙트럼은 형광 분광 광도계(FS920, Hamamatsu Photonics K.K. 제조)를 사용하여 측정하였다.

도 26에 나타낸 바와 같이, 톨루엔 용액에서의 Me-35DCzPPy는 323nm 및 338nm 부근에 흡수 피크를 갖고, 373nm(여기 파장: 333nm)에 발광 파장의 피크를 갖는다. 도 27에 나타낸 바와 같이, Me-35DCzPPy의 박막은 210nm, 243nm, 295nm, 326nm, 및 338nm 부근에 흡수 피크를 갖고, 350nm 및 382nm 부근(여기 파장: 300nm)에 발광 파장의 피크를 갖는다. 그러므로, 본 발명의 일 형태인 Me-35DCzPPy는 광을 방출하기 때문에, 발광 재료로서 사용될 수도 있다.

Me-35DCzPPy의 박막의 인광 스펙트럼을 측정하고 그 T1 준위를 구하였다. 이 측정은, 측정 온도 10K에서 PL 현미경 LabRAM HR-PL(HORIBA, Ltd. 제조), 여기 광으로서 He-Cd 레이저(325nm), 및 CCD 검출기를 사용하여 수행하였다. 이 인광의 단파장 측의 제 1 피크는 451nm(2.75eV)이었다. 이에 의하여 Me-35DCzPPy는 T1 준위가 높고, 청색의 인광을 방출하는 발광 중심 물질의 호스트로서 적합하다는 것이 밝혀졌다.

(실시예 2)

본 실시예에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 유기 화합물을 각각 포함한 발광 소자의 제작예와, 상기 발광 소자의 특성에 대하여 설명한다. 도 28은 본 실시예에서 제작한 각 소자의 구조를 도시한 단면도이다. 표 2 및 표 3은 소자의 구조를 자세하게 나타낸 것이다. 또한, 여기서 사용한 화합물의 구조 및 약칭을 이하에서 제시한다. 또한, 다른 유기 화합물에 대해서는 실시예 1 및 실시형태 1을 참조할 수 있다.

본 실시예에서는, 발광 소자 1 내지 6을 제작하였다. 발광 소자 1에서는, 발광층의 호스트 재료 및 전자 수송층으로서 35DCzPPy만을 사용하였다. 발광 소자 2 내지 6의 각각에서는, 발광층의 호스트 재료 및 전자 수송층의 재료의 증착원으로서 35DCzPPy 및 Me-35DCzPPy의 양쪽 모두를 사용하였다. 표 2 및 표 3에는 각 소자에서의 35DCzPPy와 Me-35DCzPPy의 혼합비를 나타내었다.

표 4는 호스트 재료 및 전자 수송층의 재료로서 사용한 35DCzPPy 및 Me-35DCzPPy의 물성값을 나타낸 것이다. 35DCzPPy와 Me-35DCzPPy 사이에서의 물성값의 유일한 차이는 HOMO 준위에서 작은 차이이다.

[화학식 7]

<발광 소자의 제작>

<<발광 소자 1 내지 6의 제작>>

전극(101)으로서, 유리 기판 위에 ITSO막을 두께 70nm로 형성하였다. 전극(101)의 전극 면적은 4mm²(2mm×2mm)로 하였다.

다음으로, 정공 주입층(111)으로서, 전극(101) 위에 1,3,5-트라이(다이벤조싸이오펜-4-일)벤젠(약칭: DBT3P-II) 및 MoO₃을 중량비 DBT3P-II:MoO₃=1:0.5에서 공증착에 의하여 두께 20nm로 퇴적하였다.

다음으로, 정공 수송층(112)으로서, 정공 주입층(111) 위에 9-페닐-9H-3-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)카바졸(약칭: PCCP)을 증착에 의하여 두께 20nm로 퇴적하였다.

다음으로, 발광층(160(1))으로서, 정공 수송층(112) 위에 PCCP, 35DCzPPy, Me-35DCzPPy, 및 트리스{2-[5-(2-메틸페닐)-4-(2,6-다이아이소프로필페닐)-4H-1,2,4-트라이아졸-3-일-κN ²]페닐-κC}이리듐(III)(약칭: Ir(mpptz-diPrp)₃)을 중량비 PCCP:35DCzPPy:Me-35DCzPPy:Ir(mpptz-diPrp)₃=1:0.3×(1-x):0.3x:0.06에서 공증착에 의하여 두께 30nm로 퇴적하고, 이어서 발광층(160(2))으로서, 35DCzPPy, Me-35DCzPPy, 및 Ir(mpptz-diPrp)₃을 중량비 35DCzPPy:Me-35DCzPPy:Ir(mpptz-diPrp)₃=1-x:x:0.06에서 공증착에 의하여 두께 10nm로 퇴적하였다. 또한, 발광층(160(1) 및 160(2))의 각각에서, Ir(mpptz-diPrp)₃은 인광을 방출하는 게스트 재료이다. 또한, 값 x는 발광 소자에 의하여 결정되고, 표 3에는 각 발광 소자의 값 x를 나타내었다.

다음으로, 제 1 전자 수송층(118(1))으로서, 발광층(160(2)) 위에 35DCzPPy 및 Me-35DCzPPy를 중량비 35DCzPPy:Me-35DCzPPy=1-x:x에서 공증착에 의하여 두께 10nm로 퇴적하였다. 그리고, 제 2 전자 수송층(118(2))으로서, 제 1 전자 수송층(118(1)) 위에 바소페난트롤린(약칭: BPhen)을 증착에 의하여 두께 15nm로 퇴적하였다. 또한, 값 x는 각 발광 소자에 의하여 결정되고, 표 3에는 각 발광 소자의 값 x를 나타내었다.

그리고, 전자 주입층(119)으로서, 제 2 전자 수송층(118(2)) 위에 플루오린화 리튬(LiF)을 증착에 의하여 두께 1nm로 퇴적하였다.

다음으로, 전극(102)으로서, 전자 주입층(119) 위에 알루미늄(Al)을 두께 200nm로 퇴적하였다.

다음으로, 질소 분위기를 포함하는 글로브 박스에서, 유기 EL 장치용 실재를 사용하여, 유기 재료를 퇴적한 유리 기판에 밀봉을 위한 유리 기판을 고정함으로써, 발광 소자 1 내지 6을 밀봉하였다. 구체적으로는, 유기 재료가 퇴적된 유리 기판에 퇴적된 유기 재료를 둘러싸도록 실재를 도포하고, 이 기판과 밀봉을 위한 유리 기판을 서로 접합한 후, 파장 365nm의 자외광을 6J/cm²에서 조사하고 80℃에서 1시간 동안 가열 처리하였다. 상기 단계를 거쳐, 발광 소자 1 내지 6을 얻었다.

<발광 소자의 특성>

다음으로, 제작한 발광 소자 1 내지 6의 특성을 측정하였다. 휘도 및 CIE 색도의 측정에는, 색채 휘도계(BM-5A, TOPCON TECHNOHOUSE CORPORATION 제조)를 사용하였다. 전계 발광 스펙트럼의 측정에는, 멀티-채널 분광기(PMA-11, Hamamatsu Photonics K.K. 제조)를 사용하였다.

도 29에는 발광 소자 1 내지 6의 전류 효율-휘도 특성을 나타내었다. 도 30에는 휘도-전압 특성을 나타내었다. 도 31에는 외부 양자 효율-휘도 특성을 나타내었다. 발광 소자의 측정은 실온(23℃로 유지된 분위기)에서 수행하였다.

표 5는 1000cd/m² 부근에서의 발광 소자 1 내지 6의 소자 특성을 나타낸 것이다.

도 32에는 발광 소자 1 내지 6에 2.5mA/cm²의 전류 밀도로 전류를 공급한 경우의 전계 발광 스펙트럼을 나타내었다.

도 29, 도 30, 도 31, 도 32, 및 표 3에 나타낸 바와 같이, 발광 소자 1 내지 6 각각의 최대 외부 양자 효율은 26% 이상이다. 따라서, 발광 소자 1 내지 6은 각각 외부 양자 효율이 매우 높다. 이들 중, Me-35DCzPPy의 함유량이 0인 발광 소자 1의 외부 양자 효율은 특히 높다.

표 5를 보면, 발광 소자 1 내지 6 각각의 1000cd/m² 부근에서의 구동 전압은 4.6V 이하로 청색 인광을 방출하는 발광 소자로서는 낮고, 발광 소자 1 내지 6은 각각 전력 효율이 양호한 것을 알 수 있다. 35DCzPPy 대 Me-35DCzPPy의 혼합비의 차이에 의해서는 구동 전압에 큰 차이는 생기지 않았다.

도 32에 나타낸 바와 같이, 발광 소자 1 내지 6 각각의 전계 발광 스펙트럼은 474nm 및 501nm 부근에 피크를 갖고, 반치 전폭은 약 68nm이기 때문에, 발광 소자 1 내지 6은 담청색의 광을 방출한다. 35DCzPPy 대 Me-35DCzPPy의 혼합비의 차이에 의하여 전계 발광 스펙트럼에 큰 차이가 생기지 않았다.

<발광 소자의 신뢰성>

다음으로, 발광 소자 1 내지 6에 대하여 2.5mA/cm²의 정전류로 구동 시험을 수행하였다. 도 33에 그 결과를 나타내었다. 도 33에 나타낸 바와 같이, 발광 소자 1 내지 4의 열화 곡선은 서로 비슷하고, 발광 소자 1 내지 4 각각의 휘도 반감기는 약 500시간으로 신뢰성이 높은 것을 의미한다. 한편, 35DCzPPy에 대한 Me-35DCzPPy의 비율이 발광 소자 5보다 높은 발광 소자 6은, 발광 소자 5보다 휘도 반감기가 짧다. 발광 소자 5 및 6은 각각 발광 소자 1 내지 4보다 휘도 반감기가 짧다. 즉, 발광 소자 내의 Me-35DCzPPy의 함유율이 35DCzPPy에 대하여 10% 이하인 경우에는 신뢰성에 큰 차이가 없지만, Me-35DCzPPy의 함유율이 35DCzPPy에 대하여 10%보다 큰 경우에는 발광 소자의 신뢰성에 악영향을 미친다. 이는, 상술한 수소 원자 이동 반응의 영향이, Me-35DCzPPy의 함유율이 35DCzPPy에 대하여 10%보다 큰 농도에서 나타나기 때문이라고 생각된다.

이에 의하여, 카바졸 골격 내의 수소 원자가 알킬기로 치환된 유기 화합물의 함유율을 호스트 재료의 10%보다 적게 하는 것이 신뢰성이 높은 발광 소자를 얻는 데 바람직한 것이 시사된다.

50: 접착층, 51: 접착층, 52: 접착층, 100: EL층, 101: 전극, 102: 전극, 106: 발광 유닛, 108: 발광 유닛, 110: 발광 유닛, 111: 정공 주입층, 112: 정공 수송층, 113: 전자 수송층, 114: 전자 주입층, 114-a: 전자 주입층, 114-b: 전자 주입층, 115: 전하 발생층, 116: 정공 주입층, 117: 정공 수송층, 118: 전자 수송층, 119: 전자 주입층, 130: 발광층, 131: 호스트 재료, 131_1: 유기 화합물, 131_2: 유기 화합물, 132: 게스트 재료, 140: 발광층, 141: 호스트 재료, 141_1: 유기 화합물, 141_2: 유기 화합물, 142: 게스트 재료, 150: 발광 소자, 160: 발광층, 170: 발광층, 200: 기판, 201: 수지층, 202: 수지층, 220: 기판, 252: 발광 소자, 300: 표시 장치, 311: 전극, 311b: 전극, 340: 액정 소자, 351: 기판, 360: 발광 소자, 360b: 발광 소자, 360g: 발광 소자, 360r: 발광 소자, 360w: 발광 소자, 361: 기판, 362: 표시부, 364: 회로부, 365: 배선, 366: 회로부, 367: 배선, 372: FPC, 373: IC, 374: FPC, 375: IC, 400: 표시 장치, 401: 트랜지스터, 402: 트랜지스터, 403: 트랜지스터, 404: 발광 소자, 405: 용량 소자, 406: 접속부, 410: 화소, 411: 절연층, 412: 절연층, 413: 절연층, 414: 절연층, 415: 절연층, 416: 스페이서, 417: 접착층, 419: 접착층, 421: 전극, 422: EL층, 423: 전극, 424: 광학 조정층, 425: 착색층, 426: 차광층, 451: 개구, 471: 기판, 472: 기판, 476: 절연층, 478: 절연층, 501: 트랜지스터, 503: 트랜지스터, 505: 용량 소자, 506: 접속부, 511: 절연층, 512: 절연층, 513: 절연층, 514: 절연층, 517: 접착층, 519: 접속층, 529: 액정 소자, 543: 커넥터, 545T: 쿠마린, 562: 전극, 563: 액정, 564a: 배향막, 564b: 배향막, 572: 기판, 576: 절연층, 578: 절연층, 599: 편광판, 600A: ALS 모델, 601: 소스 측 구동 회로, 602: 화소부, 603: 게이트 측 구동 회로, 604: 밀봉 기판, 605: 실재, 607: 공간, 608: 배선, 610: 소자 기판, 611: 스위칭 TFT, 613: 전극, 614: 절연체, 616: EL층, 617: 전극, 618: 발광 소자, 623: n채널 TFT, 624: p채널 TFT, 700: 표시 패널, 701: 수지층, 702: 수지층, 800: 표시 패널, 900: 전자 기기, 901: 하우징, 901a: 하우징, 901b: 하우징, 902: 표시부, 903: 힌지, 910: 전자 기기, 911a: 하우징, 911b: 하우징, 912: 표시부, 913: 힌지, 914a: 조작 버튼, 914b: 조작 버튼, 915: 카트리지, 920: 전자 기기, 921a: 하우징, 921b: 하우징, 922: 표시부, 923: 힌지, 1001: 기판, 1002: 하지 절연막, 1003: 게이트 절연막, 1006: 게이트 전극, 1007: 게이트 전극, 1008: 게이트 전극, 1020: 층간 절연막, 1021: 층간 절연막, 1022: 전극, 1024B: 전극, 1024G: 전극, 1024R: 전극, 1025B: 하부 전극, 1025G: 하부 전극, 1025R: 하부 전극, 1026: 격벽, 1028: EL층, 1029: 전극, 1031: 밀봉 기판, 1032: 실재, 1033: 기재, 1034B: 착색층, 1034G: 착색층, 1034R: 착색층, 1036: 오버코트층, 1037: 층간 절연막, 1040: 화소부, 1041: 구동 회로부, 1042: 주변부, 3000: 발광 장치, 3001: 기판, 3003: 기판, 3005: 발광 소자, 3007: 밀봉 영역, 3009: 밀봉 영역, 3011: 영역, 3013: 영역, 3014: 영역, 3015: 기판, 3016: 기판, 3018: 건조제, 3054: 표시부, 3500: 다기능 단말기, 3502: 하우징, 3504: 표시부, 3506: 카메라, 3508: 조명, 3600: 보안등, 3602: 하우징, 3608: 조명, 3610: 스피커, 6000: 표시 모듈, 6001: 상부 커버, 6002: 하부 커버, 6005: FPC, 6006: 표시 패널, 6009: 프레임, 6010: 인쇄 회로 기판, 6011: 배터리, 6015: 발광부, 6016: 발광부, 6017a: 도광부, 6017b: 도광부, 6018: 광, 7121: 하우징, 7122: 표시부, 7123: 키보드, 7124: 포인팅 디바이스, 7200: 헤드 마운트 디스플레이, 7201: 장착부, 7202: 렌즈, 7203: 본체, 7204: 표시부, 7205: 케이블, 7206: 배터리, 7300: 카메라, 7301: 하우징, 7302: 표시부, 7303: 조작 버튼, 7304: 셔터 버튼, 7305: 접속부, 7306: 렌즈, 7400: 파인더, 7401: 하우징, 7402: 표시부, 7403: 버튼, 7500: 헤드 마운트 디스플레이, 7502: 표시부, 7503: 조작 버튼, 7504: 고정 밴드, 7050: 렌즈, 7510: 헤드 마운트 디스플레이, 7701: 하우징, 7702: 하우징, 7703: 표시부, 7704: 조작 키, 7705: 렌즈, 7706: 연결부, 8501: 조명 장치, 8502: 조명 장치, 8503: 조명 장치, 8504: 조명 장치, 9000: 하우징, 9001: 표시부, 9003: 스피커, 9005: 조작 키, 9006: 접속 단자, 9007: 센서, 9008: 마이크로폰, 9050: 조작 버튼, 9051: 정보, 9052: 정보, 9053: 정보, 9054: 정보, 9055: 힌지, 9100: 휴대 정보 단말기, 9101: 휴대 정보 단말기, 9102: 휴대 정보 단말기, 9200: 휴대 정보 단말기, 9201: 휴대 정보 단말기, 9300: 텔레비전 장치, 9301: 스탠드, 9311: 리모트 컨트롤러, 9500: 표시 장치, 9501: 표시 패널, 9502: 표시 영역, 9503: 영역, 9511: 힌지, 9512: 베어링, 9700: 자동차, 9701: 차체, 9702: 차륜, 9703: 대시보드, 9704: 라이트, 9710: 표시부, 9711: 표시부, 9712: 표시부, 9713: 표시부, 9714: 표시부, 9715: 표시부, 9721: 표시부, 9722: 표시부, 및 9723: 표시부.
본 출원은 2016년 12월 27일에 일본 특허청에 출원된 일련 번호 2016-253548의 일본 특허 출원에 기초하고, 본 명세서에 그 전문이 참조로 통합된다.

Claims (13)

1. 발광 소자로서,
   한 쌍의 전극 사이의 EL층을 포함하고,
   상기 EL층은 발광층을 포함하고,
   상기 발광층은 제 1 유기 화합물 및 탄화수소기 치환체를 포함하고,
   상기 제 1 유기 화합물은 치환 또는 비치환된 카바졸 골격을 포함하고,
   상기 탄화수소기 치환체는, 상기 제 1 유기 화합물에서의 수소 원자 중 적어도 하나가 탄소수 1 내지 6의 탄화수소기로 치환된 구조를 갖고,
   상기 제 1 유기 화합물에 대한 상기 탄화수소기 치환체의 중량비는 0보다 크고 0.025 이하인, 발광 소자.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 탄화수소기 치환체는, 상기 제 1 유기 화합물에서의 상기 카바졸 골격 내의 수소 원자 중 적어도 하나가 탄소수 1 내지 6의 탄화수소기로 치환된 화합물인, 발광 소자.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 탄화수소기 치환체는, 상기 제 1 유기 화합물에서의 상기 카바졸 골격 내의 하나, 2개, 또는 3개의 수소 원자가 탄소수 1 내지 6의 상기 탄화수소기로 치환된 화합물인, 발광 소자.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 탄화수소기 치환체는, 상기 카바졸 골격의 2위치에 탄소수 1 내지 6의 상기 탄화수소기를 적어도 포함하는, 발광 소자.
5. 제 1 항에 있어서,
   탄소수 1 내지 6의 상기 탄화수소기는 메틸기인, 발광 소자.
6. 발광 소자로서,
   한 쌍의 전극 사이의 EL층을 포함하고,
   상기 EL층은 발광층을 포함하고,
   상기 발광층은 제 1 유기 화합물 및 탄화수소기 치환체를 포함하고,
   상기 제 1 유기 화합물은 하기 일반식(G1)으로 나타내어지고,
   

   

   
   A는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 25의 질소 함유 6원 헤테로방향족 고리를 나타내고,
   Ar는 탄소수 6 내지 13의 아릴렌기를 나타내고,
   n은 0 또는 1을 나타내고,
   R¹ 내지 R⁸은 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 6의 탄화수소기, 탄소수 3 내지 6의 환식(環式) 탄화수소기, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 25의 방향족 탄화수소기 중 어느 하나를 나타내고,
   상기 탄화수소기 치환체는, 상기 제 1 유기 화합물에서의 수소 원자 중 적어도 하나가 탄소수 1 내지 6의 탄화수소기로 치환된 구조를 갖고,
   상기 제 1 유기 화합물에 대한 상기 탄화수소기 치환체의 중량비는 0보다 크고 0.1 이하인, 발광 소자.
7. 발광 소자로서,
   한 쌍의 전극 사이의 EL층을 포함하고,
   상기 EL층은 발광층을 포함하고,
   상기 발광층은 제 1 유기 화합물 및 탄화수소기 치환체를 포함하고,
   상기 제 1 유기 화합물은 하기 일반식(G2)으로 나타내어지고,
   

   

   
   A는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 25의 질소 함유 6원 헤테로방향족 고리를 나타내고,
   Ar는 탄소수 6 내지 13의 아릴렌기를 나타내고,
   n은 0 또는 1을 나타내고,
   상기 탄화수소기 치환체는, 상기 제 1 유기 화합물에서의 수소 원자 중 적어도 하나가 탄소수 1 내지 6의 탄화수소기로 치환된 구조를 갖고,
   상기 제 1 유기 화합물에 대한 상기 탄화수소기 치환체의 중량비는 0보다 크고 0.1 이하인, 발광 소자.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
   상기 제 1 유기 화합물에 대한 상기 탄화수소기 치환체의 상기 중량비는 0보다 크고 0.05 이하인, 발광 소자.
9. 제 1 항, 제 6 항, 및 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 발광층은 게스트 재료를 더 포함하고,
   상기 게스트 재료는 삼중항 여기 에너지를 발광으로 변환하는, 발광 소자.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 게스트 재료는 450nm 이상 530nm 이하에서 발광 피크를 나타내는, 발광 소자.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유기 화합물은 질소 함유 6원 헤테로방향족 골격을 포함하는, 발광 소자.
12. 삭제
13. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 질소 함유 6원 헤테로방향족 고리는 피리딘 고리, 피리다진 고리, 피리미딘 고리, 피라진 고리, 또는 트라이아진 고리인, 발광 소자.