KR20100027073A - 발광 소자, 발광 장치 및 전자기기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 3중항 여기자의 에너지를 유효하게 사용하여, 발광 소자의 발광 효율을 향상시키는 것을 목적으로 한다. 또한 발광 소자, 발광 장치 및 전자기기의 소비전력을 저감시키는 것을 목적으로 한다.
단파장의 형광을 발광하는 발광층을, 인광성 화합물을 포함하는 발광층에 끼우는 구성으로 함으로써, 단파장의 형광을 발광하는 발광층에서 생긴 3중항 여기자의 에너지를 유효하게 이용할 수 있다. 또, 형광을 발광하는 발광층의 구성을 연구함으로써, 인광성 화합물을 포함하는 발광층과 형광을 발광하는 발광층의 발광의 밸런스를 향상시킬 수 있다.
인광성 화합물, 형광성 유기 화합물, 3중항 여기 에너지, 전자 수송성, 정공 수송성
Description
본 발명은 일렉트로루미네선스를 이용한 발광 소자에 관한 것이다. 또한 발광 소자를 갖는 발광 장치, 전자기기에 관한 것이다.
최근, 일렉트로루미네선스(Electroluminescence)를 이용한 발광 소자의 연구 개발이 왕성하게 행하여지고 있다. 이 발광 소자의 기본적인 구성은 한 쌍의 전극간에 발광성의 물질을 끼운 것이다. 이 소자에 전압을 인가함으로써, 발광성의 물질로부터의 발광을 얻을 수 있다.
이러한 발광 소자는 자발광형이기 때문에, 액정 모니터와 비교하여 화소의 시인성이 높고, 백라이트가 불필요하다는 등의 이점이 있어, 플랫 패널 디스플레이 소자로서 적합하다고 여겨지고 있다. 또한 이러한 발광 소자는 초경량으로 제작할 수 있는 것도 큰 이점이다. 또한 대단히 응답 속도가 빠른 것도 특징의 하나이다.
또한 이들의 발광 소자는 막 형상으로 형성하는 것이 가능하기 때문에, 대면적의 소자를 형성함으로써, 면 형상의 발광을 용이하게 얻을 수 있다. 이것은 백열전구나 LED로 대표되는 점광원, 또는 형광 등으로 대표되는 선광원에서는 얻기 어려운 특색이기 때문에, 조명 등에 응용할 수 있는 면광원으로서의 이용 가치도 높다.
일렉트로루미네선스를 이용한 발광 소자는 발광성의 물질이 유기 화합물인지, 무기화합물인지에 따라 크게 나눌 수 있다.
발광성의 물질이 유기 화합물일 경우, 발광 소자에 전압을 인가함으로써, 한 쌍의 전극으로부터 전자 및 정공이 각각 발광성의 유기 화합물을 포함하는 층에 주입되어, 전류가 흐른다. 그리고, 이 캐리어(전자 및 정공)가 재결합함으로써, 발광성의 유기 화합물이 여기상태를 형성하고, 그 여기상태가 기저상태로 되돌아올 때에 발광한다. 이러한 메커니즘으로부터, 이러한 발광 소자는 전류 여기형의 발광 소자라고 불린다.
또한, 유기 화합물이 형성하는 여기상태의 종류로서는 1중항 여기상태와 3중항 여기상태가 가능하고, 1중항 여기상태로부터의 발광이 형광, 3중항 여기상태로부터의 발광이 인광이라고 불리고 있다.
이러한 발광 소자에 관해서는 그 소자 특성을 향상시키는데 있어서, 재료에 기인한 문제가 많아, 이들을 극복하기 위해서 소자 구조의 개량이나 재료 개발 등이 행하여지고 있다.
예를 들면 비특허문헌 1에서는 트리플렛 하비스트(Triplet Havesting)라는 방법을 이용하여, 고효율의 발광 소자를 실현하고 있다.
[비특허문헌 1] M.E.Kondakova 외 8명, SID 08 DIGEST, PP219-222(2008)
비특허문헌 1에 기재된 구성에서는 청색 형광성 화합물을 포함하는 발광층(Blue LEL)의 음극측에 황색 인광성 화합물을 포함하는 발광층(Yellow LEL)이 형성되어 있고, 청색 형광성 화합물의 3중항 에너지 중, 일부는 음극측으로 이동해서 Yellow LEL 중의 황색 인광성 화합물을 발광시킬 수 있다. 한편, Blue LEL로부터 양극측으로 이동하는 3중항 에너지에 관해서는 Blue LEL보다도 3중항 여기 에너지가 큰 전자 블록층(EBL)이 Blue LEL의 양극측에 형성되어 있기 때문에, Blue LEL로부터 양극측으로는 이동하지 않는다. 그 결과, 청색 형광성 화합물의 3중항 에너지의 일부는 무방사 과정에 의해 소비되어, 발광에 기여하지 않는다.
따라서, 본 발명의 일 형태에서는 또 3중항 여기자의 에너지를 유효하게 사용하여, 발광 소자의 발광 효율을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
또한 발광 소자, 발광 장치 및 전자기기의 소비전력을 저감시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명자 등은 단파장의 형광을 발광하는 발광층에 대하여 인광을 발광하는 물질(이하, 인광성 화합물이라고 함)을 포함하는 발광층에 끼우는 구성으로 함으로써, 단파장의 형광을 발광하는 발광층에서 생긴 3중항 여기자의 에너지를 유효하게 이용할 수 있는 것을 발견하였다. 또한 단순히 단파장의 형광을 발광하는 발광층에 대하여, 인광성 화합물을 포함하는 발광층에 끼우는 것만으로는 형광을 발광하 는 발광층을 캐리어가 펀치 스루(punch through)하여, 발광 강도의 밸런스가 무너져 버린다. 하지만, 형광을 발광하는 발광층의 구성을 연구함으로써, 인광성 화합물을 포함하는 발광층과 형광을 발광하는 발광층의 발광 강도의 밸런스를 향상시키는 것을 발견하였다.
따라서, 본 발명의 일 형태는 양극과 음극의 사이에, 양극측부터 순차적으로 형성된 제 1 층, 제 2 층, 제 3 층, 제 4 층을 갖고, 제 1 층 및 제 2 층은 정공 수송성이며, 제 3 층 및 제 4 층은 전자 수송성이며, 제 1 층은 제 1 인광성 화합물과 제 1 정공 수송성의 유기 화합물을 갖고, 제 2 층은 제 1 형광성 화합물과 제 2 정공 수송성의 유기 화합물을 갖고, 제 3 층은 제 2 형광성 화합물과 제 1 전자 수송성의 유기 화합물을 갖고, 제 4 층은 제 2 인광성 화합물과 제 2 전자 수송성의 유기 화합물을 갖고, 제 2 정공 수송성의 유기 화합물의 3중항 여기 에너지는 제 1 정공 수송성의 유기 화합물의 3중항 여기 에너지 이상이며, 제 1 전자 수송성의 유기 화합물의 3중항 여기 에너지는 제 2 전자 수송성의 유기 화합물의 3중항 여기 에너지 이상인 것을 특징으로 하는 발광 소자다.
상기 구성에 있어서, 제 1 정공 수송성의 유기 화합물과 제 2 정공 수송성의 유기 화합물이 같은 유기 화합물인 것이 바람직하다. 제 1 정공 수송성의 유기 화합물과 제 2 정공 수송성의 유기 화합물이 같은 유기 화합물이기 때문에, 캐리어의 이동에서의 에너지 장벽이 작아진다.
또한 상기 구성에 있어서, 제 1 전자 수송성의 유기 화합물과 제 2 전자 수송성의 유기 화합물이 같은 유기 화합물인 것이 바람직하다. 제 1 전자 수송성의 유기 화합물과 제 2 전자 수송성의 유기 화합물이 같은 유기 화합물이기 때문에, 캐리어의 이동에서의 에너지 장벽이 작아진다.
또한 상기 구성에 있어서, 제 1 층과 제 2 층의 사이에는 제 1 정공 수송성의 유기 화합물 또는 제 2 정공 수송성의 유기 화합물의 한쪽 또는 양쪽으로 이루어지는 간격층이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한 제 3 층과 제 4 층의 사이에는 제 1 전자 수송성의 유기 화합물 또는 제 2 전자 수송성의 유기 화합물의 한쪽 또는 양쪽으로부터 이루어지는 간격층이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 간격층을 형성함으로써, 제 2 층으로부터 제 1 층 및 제 3 층으로부터 제 4 층으로의 에너지 이동을 조정할 수 있다.
또한 상기 구성에 있어서, 제 2 층의 막 두께와 제 3 층의 막 두께의 합계는 5nm 내지 20nm인 것이 바람직하다. 제 2 층과 제 3 층의 막 두께의 합계가 지나치게 두꺼워지면, 제 1 층 및 제 4 층으로부터의 발광이 약해지고, 제 2 층과 제 3 층의 막 두께의 합계가 지나치게 얇아지면, 제 2 층과 제 3 층의 발광이 약해져 버린다. 이러한 범위의 막 두께로 함으로써, 제 1 층, 제 2 층, 제 3 층, 제 4 층, 각각의 층으로부터의 발광을 밸런스 좋게 얻을 수 있다.
또한 상기 구성에 있어서, 제 2 층에서의 제 1 형광성 화합물의 농도는 0.1wt% 내지 10wt%인 것이 바람직하다. 또한 제 3 층에서의 제 2 형광성 화합물의 농도는 O.1wt% 내지 10wt%인 것이 바람직하다. 이러한 농도범위로 함으로써, 제 2 층이나 제 3 층의 발광이 강해지고 제 1 층이나 제 4 층의 발광이 약해지는 것을 억제하고, 제 1 층, 제 2 층, 제 3 층, 제 4 층, 각각의 층으로부터의 발광을 밸런 스 좋게 얻을 수 있다.
또한 상기 구성에 있어서, 제 1 형광성 유기 화합물과 제 2 형광성 유기 화합물이 같은 유기 화합물인 것이 바람직하다. 제 1 형광성 유기 화합물과 제 2 형광성 유기 화합물이 같은 유기 화합물이기 때문에, 발광 소자의 제작이 용이해진다.
또한 상기 구성에 있어서, 제 1 형광성 유기 화합물 및 제 2 형광성 유기 화합물의 발광색은 청색이며, 제 1 인광성 화합물과 제 2 인광성 화합물의 발광색은 각각 녹색과 적색인 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 함으로써, 백색 발광 소자를 얻을 수 있다.
또한 상기 구성에 있어서, 제 1 인광성 화합물과 제 2 인광성 화합물이 같은 유기 화합물인 것이 바람직하다. 제 1 인광성 화합물과 제 2 인광성 화합물이 같은 유기 화합물이기 때문에, 발광 소자의 제작이 용이해진다.
또한 상기 구성에 있어서, 제 1 형광성 유기 화합물과 제 2 형광성 유기 화합물이 같은 유기 화합물이며, 제 1 인광성 화합물과 제 2 인광성 화합물이 같은 유기 화합물이며, 제 1 인광성 화합물 및 제 2 인광성 화합물의 발광색과, 제 1 형광성 화합물 및 제 2 형광성 화합물의 발광색이 보색의 관계인 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 함으로써, 백색 발광 소자를 얻을 수 있다.
또한 본 발명의 형태는, 상기한 발광 소자를 갖는 발광 장치도 범주에 포함하는 것이다. 본 명세서 중에서의 발광 장치란 화상표시 디바이스, 발광 디바이스, 또는 광원(조명 장치를 포함함)을 포함한다. 또한 발광 소자가 형성된 패널에 커넥터, 예를 들면 FPC(Flexible printed circuit) 또는 TAB(Tape Automated Bonding) 테이프 또는 TCP(Tape Carrier Package)가 장착된 모듈, TAB 테이프나 TCP의 끝에 프린트 배선판이 형성된 모듈, 또는 발광 소자에 COG(Chip On Glass)방식에 의해 IC(집적회로)가 직접 설치된 모듈도 모두 발광 장치에 포함하기로 한다.
또한 본 발명의 형태의 발광 소자를 표시부에 사용한 전자기기도 본 발명의 범주에 포함하기로 한다. 따라서, 본 발명의 형태의 전자기기는 표시부를 갖고, 표시부는 상기한 발광 소자와 발광 소자의 발광을 제어하는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 형태를 적용함으로써, 발광층에서 생긴 1중항 여기자 및 3중항 여기자를 유효하게 사용할 수 있고, 높은 발광 효율의 발광 소자를 실현할 수 있다.
또한 본 발명의 형태를 적용함으로써, 발광 소자, 발광 장치, 전자기기의 소비전력을 저감할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해서 도면을 이용해서 상세하게 설명한다. 단, 본 발명의 형태는 이하의 설명에 한정되지 않고, 본 발명의 취지 및 그 범위에서 일탈하지 않고 그 형태 및 상세를 다양하게 변경할 수 있는 것은 당업자라면 용이하게 이해할 수 있다. 따라서, 본 발명은 이하에 개시하는 실시형태의 기재 내용에 한정해서 해석되는 것은 아니다. 또한, 이하에 설명하는 본 발명의 구성에 있어서, 동일 부분 또는 같은 기능을 갖는 부분에는 동일한 부호를 다른 도면간에 서 공통적으로 사용하고, 그 반복되는 설명은 생략한다.
(실시형태 1)
본 발명의 발광 소자의 일 형태에 대해서 도 1 내지 도 4를 이용해서 이하에 설명한다.
본 발명의 일 형태의 발광 소자는 한 쌍의 전극간에 복수의 층을 갖는다. 본 명세서 중에서, 한 쌍의 전극간에 형성된 복수의 층을 모아, 이하, EL층이라고 한다. EL층은 적어도 발광층을 갖는다.
본 형태에 있어서, 발광 소자는 도 1에 도시하는 바와 같이 제 1 전극(102)과, 제 2 전극(104)과, 제 1 전극(102)과 제 2 전극(104)의 사이에 형성된 EL층(103)으로 구성되어 있다. 또한, 본 형태에서는 제 1 전극(102)은 양극으로서 기능하고, 제 2 전극(104)은 음극으로서 기능하는 것으로 하여, 이하에 설명을 한다. 즉, 제 1 전극(102)쪽이 제 2 전극(104)보다도 전위가 높아지도록, 제 1 전극(102)과 제 2 전극(104)에 전압을 인가하였을 때에, 발광을 얻을 수 있는 것으로 하여, 이하에 설명을 한다.
기판(101)은 발광 소자의 지지체로서 사용할 수 있다. 기판(101)으로서는 예를 들면 유리, 또는 플라스틱 등을 이용할 수 있다. 또한, 발광 소자의 지지체로서 기능하는 것이면, 이들 이외의 것이라도 좋다.
제 1 전극(102)으로서는 일함수가 큰(구체적으로는 4.0eV 이상이 바람직함) 금속, 합금, 전기전도성 화합물, 및 이들의 혼합물 등을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 예를 들면 산화인듐-산화주석(ITO:Indium Tin Oxide), 규소 또 는 산화규소를 함유한 산화인듐-산화주석, 산화인듐-산화아연(IZO:Indium Zinc Oxide), 산화텅스텐 및 산화아연을 함유한 산화인듐(IWZO) 등을 들 수 있다. 이들의 도전성 금속 산화물막은 보통 스퍼터에 의해 성막되지만, 졸겔법 등을 응용해서 제작해도 상관없다. 예를 들면 산화인듐-산화아연(IZO)은 산화인듐에 대하여 1 내지 20wt%의 산화아연을 첨가한 타깃을 이용해서 스퍼터링법에 의해 형성할 수 있다. 또한 산화텅스텐 및 산화아연을 함유한 산화인듐(IWZO)은 산화인듐에 대하여 산화텅스텐을 0.5 내지 5wt%, 산화아연을 0.1 내지 1wt% 함유한 타깃을 이용해서 스퍼터링법에 의해 형성할 수 있다. 이 밖에, 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 철(Fe), 코발트(Co), 동(Cu), 팔라듐(Pd), 또는 금속재료의 질화물(예를 들면 질화티타늄) 등을 들 수 있다.
제 2 전극(104)으로서는 일함수가 작은(구체적으로는 3.8eV 이하가 바람직함) 금속, 합금, 전기전도성 화합물, 및 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 이러한 음극재료의 구체적인 예로서는 원소 주기표의 제1족 또는 제2족에 속하는 원소, 즉 리튬(Li)이나 세슘(Cs) 등의 알칼리금속, 및 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr) 등의 알칼리토류 금속, 및 이들을 포함하는 합금(MgAg, AlLi), 유로퓸(Eu), 이테르븀(Yb) 등의 희토류 금속 및 이들을 포함하는 합금 등을 들 수 있다. 그렇지만, 제 2 전극(104)과 전자 수송층의 사이에, 전자 주입층을 형성함으로써, 일함수의 대소에 관계없이, Al, Ag, ITO, 규소 또는 산화규소를 함유한 산화인듐-산화주석 등 여러가지 도전성 재료를 제 2 전극(104)으로서 이용할 수 있다.
EL층(103)은 층의 적층 구조에 관해서는 특별히 한정되지 않고, 전자 수송성 이 높은 물질 또는 정공 수송성이 높은 물질, 전자 주입성이 높은 물질, 정공 주입성이 높은 물질, 바이폴러성(전자 및 정공의 수송성이 높은 물질)의 물질 등으로 이루어지는 층과, 본 실시형태에서 나타내는 발광층을 적당하게 조합하여 구성하면 좋다. 예를 들면 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 저지층(홀 블로킹층), 전자 수송층, 전자 주입층 등을 실시형태 1에서 나타내는 발광층과 적당하게 조합하여 구성할 수 있다. 각 층을 구성하는 재료에 대해서 이하에 구체적으로 나타낸다. 도 1에서는 일례로서 제 1 전극(102), 정공 수송층(112), 발광층(113), 전자 수송층(114), 제 2 전극(104)이 순차적으로 적층된 구성을 도시하고 있다.
정공 수송층(112)은 정공 수송성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 정공 수송성이 높은 물질로서는 예를 들면 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약칭:NPB 또는 α-NPD)이나 N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1'-비페닐]-4,4'-디아민(약칭:TPD), 4,4',4"-트리스(카르바졸-9-일)트리페닐아민(약칭:TCTA), 4,4',4"-트리스(N,N-디페닐아미노)트리페닐아민(약칭:TDATA), 4,4',4"-트리스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트리페닐아민(약칭:MTDATA), 4,4'-비스[N-(스피로-9,9'-비플루오렌-2-일)-N-페닐아미노]비페닐(약칭:BSPB) 등의 방향족 아민 화합물 등을 사용할 수 있다. 여기에 설명한 물질은 주로 10-6㎠/Vs 이상의 정공 이동도를 갖는 물질이다. 단, 전자보다도 정공의 수송성이 높은 물질이면, 이들 이외의 것을 사용해도 된다. 또한, 정공 수송성이 높은 물질을 포함하는 층은 단층뿐만 아니라, 상기 물질로 이루어지는 층이 2층 이상 적층된 것으로 해도 된다.
또한 정공 수송층(112)으로서, 폴리(N-비닐카르바졸)(약칭:PVK), 폴리(4-비닐트리페닐아민)(약칭:PVTPA), 폴리[N-(4-{N'-[4-(4-디페닐아미노)페닐]페닐-N'-페닐아미노}페닐)메타크릴아미드](약칭:PTPDMA), 폴리[N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-비스(페닐)벤지딘](약칭:Poly-TPD) 등의 고분자 화합물을 사용할 수도 있다.
발광층(113)은 발광성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 본 발명의 일 형태의 발광 소자에 있어서, 발광층(113)은 양극으로서 기능하는 제 1 전극(102)측으로부터 순차적으로 형성된, 제 1 층(121), 제 2 층(122), 제 3 층(123), 제 4 층(124)을 갖는다.
제 1 층(121)은 정공 수송성이며, 제 1 인광을 발광하는 물질(이하, 인광성 화합물이라고 함)과 제 1 정공 수송성의 유기 화합물을 갖는다. 제 1 인광성 화합물의 3중항 여기 에너지는 제 1 정공 수송성의 유기 화합물의 3중항 여기 에너지와 같거나 또는 작다.
제 2 층(122)은 정공 수송성이며, 제 1 형광을 발광하는 물질(이하, 형광성 화합물이라고 함)과 제 2 정공 수송성의 유기 화합물로 갖는다. 제 1 형광성 화합물의 1중항 여기 에너지는 제 2 정공 수송성의 유기 화합물의 1중항 여기 에너지와 같거나 또는 작다.
제 3 층(123)은 전자 수송성이며, 제 2 형광성 화합물과 제 1 전자 수송성의 유기 화합물을 갖는다. 제 2 형광성 화합물의 1중항 여기 에너지는 제 1 전자 수송성의 유기 화합물의 1중항 여기 에너지와 같거나 또는 작다.
제 4 층(124)은 전자 수송성이며, 제 2 인광성 화합물과 제 2 전자 수송성의 유기 화합물을 갖는다. 제 2 인광성 화합물의 3중항 여기 에너지는 제 2 전자 수송성의 유기 화합물의 3중항 여기 에너지와 같거나 또는 작다.
이러한 구성으로 함으로써, 제 1 전극(102)쪽이 제 2 전극(104)보다도 전위가 높아지도록, 제 1 전극(102)과 제 2 전극(104)에 전압을 인가하였을 때에, 제 2 층(122)과 제 3 층(123)의 계면 부근에 재결합 영역이 형성된다.
즉, 도 2에 도시하는 바와 같이 제 1 전극(102)으로부터 주입된 정공은 정공 수송층(112)을 통하여, 제 1 층(121)에 수송된다. 제 1 층(121)은 정공 수송성이기 때문에, 정공은 제 1 층(121)을 지나, 제 2 층(122)에 수송된다. 제 2 층(122)도 정공 수송성이기 때문에, 정공은 제 2 층(122)과 제 3 층(123)의 계면 부근에 수송된다. 한편, 제 2 전극(104)으로부터 주입된 전자는 전자 수송층(114)을 통하여, 제 4 층(124)에 수송된다. 제 4 층(124)은 전자 수송성이기 때문에, 전자는 제 4 층(124)을 통하여, 제 3 층(123)에 수송된다. 제 3 층(123)도 전자 수송성이기 때문에, 전자는 제 3 층(123)과 제 2 층(122)의 계면 부근에 수송된다. 그리고, 제 2 층(122)과 제 3 층(123)의 계면 부근에서, 정공과 전자가 재결합한다. 이 재결합 영역(131)에서는 1중항 여기상태(S*)의 여기자와 3중항 여기상태(T*)의 여기자가 생성하고, 그 통계적인 생성비는 S*:T*=1:3이라고 여겨지고 있다. 1중항 여기상태의 여기자는 제 2 층(122)에 포함되는 제 1 형광성 화합물의 1중항 여기상태 및 제 3 층(123)에 포함되는 제 2 형광성 화합물의 1중항 여기상태로 에너지 이동하고, 제 1 형광성 화합물 및 제 2 형광성 화합물이 발광한다.
한편, 재결합 영역(131)에서 생성한 3중항 여기상태의 여기자는 종래의 발광 소자에서는 발광에 기여하지 않고 없어졌다. 또는, 비특허문헌 1에 기재되는 바와 같이, 그 일부만이 이용되었다.
본 발명의 일 형태의 발광 소자에 있어서, 제 2 정공 수송성의 유기 화합물의 3중항 여기 에너지(기저상태와 3중항 여기상태의 에너지 차이)는 제 1 정공 수송성의 유기 화합물의 3중항 여기 에너지와 같거나 또는 그 이상의 크기이며, 제 1 전자 수송성의 유기 화합물의 3중항 여기 에너지는 제 2 전자 수송성의 유기 화합물의 3중항 여기 에너지와 같거나 또는 그 이상의 크기다. 이러한 구성으로 함으로써, 재결합 영역(131)에서 발생한 3중항 여기상태의 여기 에너지는 제 2 층을 개재하여 제 1 층(121)으로 이동할 수 있고, 상기 여기자로부터 제 1 층(121)에 포함되는 제 1 정공 수송성의 유기 화합물의 3중항 여기상태로의 에너지 이동이 가능해진다. 또한 재결합 영역(131)에서 발생한 3중항 여기상태의 여기 에너지는 제 3 층을 개재하여 제 4 층(124)으로 이동할 수 있고, 상기 여기자로부터 제 4 층(124)에 포함되는 제 2 전자 수송성의 유기 화합물의 3중항 여기상태로의 에너지 이동이 가능해진다.
그 결과, 제 1 정공 수송성의 유기 화합물의 3중항 여기상태로부터, 제 1 인광성 화합물의 3중항 여기상태로 에너지 이동이 일어나고, 제 1 인광성 화합물이 발광한다. 또한 제 2 전자 수송성의 유기 화합물의 3중항 여기상태로부터, 제 2 인광성 화합물의 3중항 여기상태로의 에너지 이동이 일어나고, 제 2 인광성 화합물이 발광한다.
즉, 본 발명의 형태를 적용함으로써, 재결합 영역(131)에서 생성한 1중항 여기상태의 여기자 및 3중항 여기상태의 여기자를 더욱 유효하게 발광에 이용할 수 있다.
본 발명의 일 형태의 발광 소자는 상기한 발광층(113)의 구성을 채용함으로써, 재결합 영역(131)을 발광층(113)의 중앙 부근에 한정하는 것이 가능해지고, 캐리어의 펀치 스루를 억제할 수 있어, 발광 강도 밸런스를 향상시킬 수 있다. 또한 각 층(제 1 층(121), 제 2 층(122), 제 3 층(123), 제 4 층(124))의 막 두께를 각각 조정함으로써, 재결합 영역(131)으로부터의 거리를 조정할 수 있으므로, 또 발광 밸런스를 향상시키는 것이 가능해진다.
또한 상기 구성에 있어서, 제 1 층(121)에 포함되는 제 1 정공 수송성의 유기 화합물과 제 2 층(122)에 포함되는 제 2 정공 수송성의 유기 화합물이 같은 유기 화합물인 것이 바람직하다. 같은 유기 화합물이기 때문에, 재결합 영역(131)에서 발생한 3중항 여기상태의 여기자는 확산되기 쉬워지고, 제 1 층(121)에 포함되는 제 1 정공 수송성의 유기 화합물의 3중항 여기상태로의 에너지 이동이 더욱 스무스하게 행하여진다. 또한 발광 소자의 제작도 용이해진다.
마찬가지로, 제 3 층(123)에 포함되는 제 1 전자 수송성의 유기 화합물과 제 4 층(124)에 포함되는 제 2 전자 수송성의 유기 화합물이 같은 유기 화합물인 것이 바람직하다. 같은 유기 화합물이기 때문에, 재결합 영역(131)에서 발생한 3중항 여기상태의 여기자는 확산되기 쉬워지고, 제 4 층(124)에 포함되는 제 2 전자 수송성의 유기 화합물의 3중항 여기상태로의 에너지 이동이 더욱 스무스하게 행하여진 다. 또한 발광 소자의 제작도 용이해진다.
또한 도 3에 도시하는 바와 같이 제 1 층(121)과 제 2 층(122)의 사이에는 제 1 정공 수송성의 유기 화합물 또는 제 2 정공 수송성의 유기 화합물의 한쪽 또는 양쪽으로부터 이루어지는 간격층(141)이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 도 3에서는 일례로서, 제 2 정공 수송성의 유기 화합물로 이루어지는 간격층(141)을 도시했다. 간격층(141)이 설치됨으로써, 재결합 영역(131)과 제 1 층(121)의 거리를 조정하는 것이 용이해지고, 3중항 여기상태로부터의 에너지의 이동에 따라, 제 1 층(121)으로부터의 발광 강도를 조정하는 것이 용이해진다. 또한 제 2 층(122)에 포함되는 제 1 형광성 화합물의 1중항 여기 에너지가, 푀르스터(Forester) 기구에 의한 에너지 이동에 의해, 제 1 층(121)에 포함되는 제 1 인광성 화합물로 이동해 버리는 것을 막을 수 있다. 또, 간격층(141)으로서, 제 1 정공 수송성의 유기 화합물 또는 제 2 정공 수송성의 유기 화합물의 한쪽 또는 양쪽을 사용함으로써, 3중항 여기상태로부터의 에너지 이동을 스무스하게 행할 수 있다. 또한 용이하게 간격층을 형성할 수 있다.
마찬가지로, 제 3 층(123)과 제 4 층(124)의 사이에는 제 1 전자 수송성의 유기 화합물 또는 제 2 전자 수송성의 유기 화합물의 한쪽 또는 양쪽으로부터 이루어지는 간격층이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 도 3에서는 일례로서, 제 1 전자 수송성의 유기 화합물로 이루어지는 간격층(142)을 도시했다. 간격층이 형성됨으로써, 재결합 영역(131)과 제 4 층(124)의 거리를 조정하는 것이 용이해지고, 3중항 여기상태로부터의 에너지의 이동에 따라, 제 4 층(124)으로부터의 발광 강도 를 조정하는 것이 용이해진다. 또한 제 3 층(123)에 포함되는 제 2 형광성 화합물의 1중항 여기 에너지가, 푀르스터 기구에 의한 에너지 이동에 의해, 제 4 층(124)에 포함되는 제 2 인광성 화합물로 이동해 버리는 것을 막을 수 있다. 또, 간격층으로서, 제 1 전자 수송성의 유기 화합물 또는 제 2 전자 수송성의 유기 화합물의 한쪽 또는 양쪽을 사용함으로써, 3중항 여기상태로부터의 에너지 이동을 스무스하게 행할 수 있다. 또한 용이하게 간격층을 형성할 수 있다.
또한 제 2 층(122)과 제 3 층(123)의 막 두께의 합계는 5nm 이상 20nm 이하인 것이 바람직하다. 제 2 층(122)과 제 3 층(123)의 막 두께가 지나치게 얇으면, 캐리어가 펀치 스루하여 재결합 영역이 넓혀져 버린다. 또한 제 2 층(122)과 제 3 층(123)의 막 두께가 지나치게 두꺼우면, 재결합 영역으로부터의 3중항 여기 에너지가 제 1 층(121) 및 제 4 층(124)까지 오지 않아, 제 1 인광성 화합물 및 제 2 인광성 화합물이 발광하지 않게 되어 버린다. 따라서, 제 2 층(122)과 제 3 층(123)의 막 두께의 합계는 5nm 이상 20nm 이하인 것이 바람직하다.
또한 제 2 층(122)에서의 제 1 형광성 유기 화합물의 농도는 0.1wt% 이상 10wt% 이하인 것이 바람직하다. 제 1 형광성 유기 화합물의 농도가 지나치게 낮으면, 제 1 형광성 화합물로부터의 발광이 약해져 버린다. 또한 제 1 형광성 유기 화합물의 농도가 지나치게 높으면, 재결합 영역으로부터의 3중항 여기 에너지로부터의 에너지를 제 1 형광성 화합물이 수취하여, 발광하지 않고 없어져 버린다. 따라서, 제 2 층(122)에서의 제 1 형광성 유기 화합물의 농도는 0.1wt% 이상 10wt% 이하인 것이 바람직하다.
마찬가지로, 제 3 층(123)에서의 제 2 형광성 유기 화합물의 농도는 0.1wt% 이상 10wt% 이하인 것이 바람직하다. 제 2 형광성 유기 화합물의 농도가 지나치게 낮으면, 제 2 형광성 유기 화합물로부터의 발광이 약해진다. 또한 제 2 형광성 유기 화합물의 농도가 지나치게 높으면, 재결합 영역으로부터의 3중항 여기 에너지로부터의 에너지를 제 2 형광성 유기 화합물이 수취하여, 발광하지 않고 없어져 버린다. 따라서, 제 3 층(123)에서의 제 2 형광성 유기 화합물의 농도는 0.1wt% 이상 10wt% 이하인 것이 바람직하다.
또한 제 2 층(122)에 포함되는 제 1 형광성 유기 화합물과, 제 3 층(123)에 포함되는 제 2 형광성 유기 화합물은 같은 유기 화합물인 것이 바람직하다. 같은 유기 화합물이기 때문에, 재결합 영역(131)에서 생긴 여기자로부터, 제 2 층(122) 및 제 3 층(123)으로의 에너지 이동이 더욱 균등하게 일어난다. 따라서, 발광 밸런스를 향상시킬 수 있다. 또한 발광 소자의 제작도 용이해진다.
또한 본 발명의 일 형태의 발광 소자는 복수의 발광성이 높은 물질로의 발광을 얻을 수 있기 때문에, 백색 발광 소자에 적합하게 사용할 수 있다. 백색 발광 소자에 적용함으로써, 고효율의 백색 발광 소자를 얻을 수 있다.
예를 들면 제 1 형광성 유기 화합물의 발광색과 제 1 인광성 화합물의 발광색을 보색의 관계로 함으로써 백색 발광 소자를 얻을 수 있다. 또한, 제 2 형광성 유기 화합물의 발광색과 제 2 인광성 화합물의 발광색을 보색의 관계로 함으로써 연색성(color rendering)이 우수한 백색 발광 소자를 얻을 수 있다.
또한, 보색이란 혼합하면 무채색이 되는 색끼리의 관계를 설명한다. 즉, 보 색의 관계에 있는 색을 발광하는 물질로부터 얻어진 광을 혼합하면, 백색 발광을 얻을 수 있다.
또한 예를 들면 제 1 형광성 유기 화합물의 발광색과 제 2 인광성 화합물의 발광색을 보색의 관계로 함으로써 백색 발광 소자를 얻을 수 있다. 또한, 제 2 형광성 유기 화합물의 발광색과 제 1 인광성 화합물의 발광색을 보색의 관계로 함으로써 연색성이 우수한 백색 발광 소자를 얻을 수 있다.
또한 제 1 형광성 유기 화합물 및 제 2 형광성 유기 화합물의 발광색은 청색이며, 제 1 인광성 화합물과 제 2 인광성 화합물의 발광색은 각각 녹색과 적색으로 함으로써 연색성이 우수한 백색 발광 소자를 얻을 수 있다.
또한 제 1 형광성 유기 화합물과 제 2 형광성 유기 화합물이 같은 유기 화합물이며, 제 1 인광성 화합물과 제 2 인광성 화합물이 같은 유기 화합물이며, 제 1 인광성 화합물 및 제 2 인광성 화합물의 발광색과, 제 1 형광성 유기 화합물 및 제 2 형광성 유기 화합물의 발광색을 보색의 관계로 함으로써 백색 발광 소자를 얻을 수 있다. 제 1 형광성 유기 화합물과 제 2 형광성 유기 화합물이 같은 유기 화합물이기 때문에, 재결합 영역으로부터, 제 2 층(122) 및 제 3 층(123)으로의 에너지 이동이 더욱 균등하게 일어나고, 발광 밸런스를 향상시킬 수 있다. 또한 발광 소자의 제작도 용이해진다. 또, 제 1 인광성 화합물과 제 2 인광성 화합물을 같은 유기 화합물로 함으로써 더욱 용이하게 백색 발광 소자를 제작할 수 있다.
제 2 층(122) 및 제 3 층(123)에서의 인광성 화합물로서는 여러가지의 재료를 사용할 수 있다. 예를 들면 청색계의 인광성 화합물로서, 비스[2-(4',6'-디플 루오로페닐)피리디나토-N,C2']이리듐(III)테트라키스(1-피라졸릴)보레이트(약칭:FIr6), 비스[2-(4',6'-디플루오로페닐)피리디나토-N,C2']이리듐(III)피콜리네이트(약칭:FIrpic), 비스[2-(3',5'비스트리플루오로메틸페닐)피리디나토-N,C2']이리듐(III)피콜리네이트(약칭:Ir(CF3ppy)2(pic)), 비스[2-(4',6'-디플루오로페닐)피리디나토-N,C2']이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭:FIr(acac)) 등의 유기금속 착체를 들 수 있다. 또한 녹색계의 인광성 화합물로서, 트리스(2-페닐피리디나토-N,C2')이리듐(III)(약칭:Ir(ppy)3), 비스(2-페닐피리디나토-N,C2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭:Ir(ppy)2(acac)), 비스(1,2-디페닐-1H-벤조이미다졸라토)이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭:Ir(pbi)2(acac)), 비스(벤조[h]퀴놀리나토)이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭:Ir(bzq)2(acac)) 등의 유기금속 착체를 들 수 있다. 또한 황색계의 인광성 화합물로서, 비스(2,4-디페닐-1,3-옥사졸라토-N,C2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭:Ir(dpo)2(acac)), 비스[2-(4'-퍼플루오로페닐페닐)피리디나토]이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭:Ir(p-PF-ph)2(acac)), 비스(2-페닐벤조티아졸라토-N,C2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭:Ir(bt)2(acac)) 등의 유기금속 착체를 들 수 있다. 또한 등색계의 인광성 화합물로서, 트리스(2-페닐퀴놀리나토- N,C2')이리듐(III)(약칭:Ir(pq)3), 비스(2-페닐퀴놀리나토-N,C2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭:Ir(pq)2(acac)), (아세틸아세토나토)비스(3,5-디메틸-2-페닐피라지나토)이리듐(III)(약칭:[Ir(mppr-Me)2(acac)] 등의 유기금속 착체를 들 수 있다. 또한 적색계의 인광성 화합물로서, 비스[2-(2'-벤조[4,5-α]티에닐)피리디나토-N,C3']이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭:Ir(btp)2(acac)), 비스(1-페닐이소퀴놀리나토-N,C2')이리듐(III)아세틸아세트네이트(약칭:Ir(piq)2(acac)), (아세틸아세토나토)비스[2,3-비스(4-플루오르페닐)퀴녹살리나토]이리듐(III)(약칭:Ir(Fdpq)2(acac)), 2,3,7,8,12,13,17,18-옥타에틸-21H,23H-포피린백금(II)(약칭:PtOEP) 등의 유기금속 착체를 들 수 있다. 또한 트리스(아세틸아세토나토)(모노페난트로린)터븀(III)(약칭:Tb(acac)3(Phen)), 트리스(1,3-디페닐-1,3-프로판디오나토)(모노페난트로린)유로퓸(III)(약칭:Eu(DBM)3(Phen)), 트리스[1-(2-테노일)-3,3,3-트리플루오로아세토나토](모노페난트로린)유로퓸(III)(약칭:Eu(TTA)3(Phen)) 등의 희토류 금속 착체는 희토류 금속 이온으로부터의 발광(다른 다중도 간의 전자천이)이기 때문에, 인광성 화합물로서 사용할 수 있다.
또한 제 1 층(121) 및 제 4 층(124)에서의 형광성 화합물로서는 여러가지의 재료를 이용할 수 있다. 예를 들면 청색계의 형광성 화합물로서, N,N'-비스[4- (9H-카르바졸-9-일)페닐]-N,N'-디페닐스틸벤-4,4'-디아민(약칭:YGA2S), 4-(9H-카르바졸-9-일)-4'-(10-페닐-9-안트릴)트리페닐아민(약칭:YGAPA), 2,5,8,11-테트라(tert-부틸)페릴렌(약칭:TBP) 등을 들 수 있다. 또한 녹색계의 형광성 화합물로서, N-(9,10-디페닐-2-안트릴)-N,9-디페닐-9H-카르바졸-3-아민(약칭:2PCAPA), N-[9,10-비스(1,1'-비페닐-2-일)-2-안트릴]-N,9-디페닐-9H-카르바졸-3-아민(약칭:2PCABPhA), N-(9,10-디페닐-2-안트릴)-N,N',N'-트리페닐-1,4-페닐렌디아민(약칭:2DPAPA), N-[9,10-비스(1,1'-비페닐-2-일)-2-안트릴]-N,N',N'-트리페닐-1,4-페닐렌디아민(약칭:2DPABPhA), 9,10-비스(1,1'-비페닐-2-일)-N-[4-(9H-카르바졸-9-일)페닐]-N-페닐안트라센-2-아민(약칭:2YGABPhA), N,N,9-트리페닐안트라센-9-아민(약칭:DPhAPhA) 등을 들 수 있다. 또한 황색계의 형광성 화합물로서, 루브렌, 5,12-비스(1,1'-비페닐-4-일)-6,11-디페닐테트라센(약칭:BPT) 등을 들 수 있다. 또한 적색계의 형광성 화합물로서, N,N,N',N'-테트라키스(4-메틸페닐)테트라센-5,11-디아민(약칭:p-mPhTD), 7,13-디페닐-N,N,N',N'-테트라키스(4-메틸페닐)아세나프토[1,2-a]플루오란텐-3,10-디아민(약칭:p-mPhAFD) 등을 들 수 있다.
제 1 층(121) 및 제 2 층(122)에서의 정공 수송성의 유기 화합물로서는 여러가지의 재료를 이용할 수 있다. 예를 들면 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약칭:NPB 또는 α-NPD)이나 N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1'-비페닐]-4,4'-디아민(약칭:TPD), 4,4',4"-트리스(카르바졸-9-일)트리페닐아민(약칭:TCTA), 4,4',4"-트리스(N,N-디페닐아미노)트리페닐아민(약칭:TDATA), 4,4',4"-트리스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트리페닐아민(약칭:MTDATA), 4,4'-비스[N-(스 피로-9,9'-비플루오렌-2-일)-N-페닐아미노]비페닐(약칭:BSPB) 등의 방향족 아민 화합물 등을 이용할 수 있다. 여기에 설명한 물질은 주로 10-6㎠/Vs 이상의 정공 이동도를 갖는 물질이다. 단, 전자보다도 정공의 수송성이 높은 물질이면, 이들 이외의 것을 사용해도 된다. 또한 폴리(N-비닐카르바졸)(약칭:PVK), 폴리(4-비닐트리페닐아민)(약칭:PVTPA), 폴리[N-(4-{N'-[4-(4-디페닐아미노)페닐]페닐-N'-페닐아미노}페닐)메타크릴아미드](약칭:PTPDMA) 또는 폴리[N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-비스(페닐)벤지딘](약칭:Poly-TPD) 등의 고분자 화합물을 사용할 수도 있다.
제 3 층(123) 및 제 4 층(124)에서의 전자 수송성의 유기 화합물로서는 여러가지의 재료를 이용할 수 있다. 예를 들면, 트리스(8-퀴놀리노라토)알루미늄(약칭:Alq), 트리스(4-메틸-8-퀴놀리노라토)알루미늄(약칭:Almq3), 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨(약칭:BeBq2), 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토)(4-페닐페노라토)알루미늄(약칭:BAlq) 등, 퀴놀린 골격 또는 벤조퀴놀린 골격을 갖는 금속 착체 등을 사용할 수 있다. 또한 이 밖에 비스[2-(2-하이드록시페닐)벤조옥사졸라토]아연(약칭:Zn(BOX)2), 비스[2-(2-하이드록시페닐)벤조티아졸라토]아연(약칭:Zn(BTZ)2) 등의 옥사졸계, 티아졸계 배위자를 갖는 금속 착체 등도 사용할 수 있다. 또, 금속 착체 이외에도, 2-(4-비페니릴)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸(약칭:PBD)이나, 1,3-비스[5-(p-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸-2-일]벤젠(약칭:OXD-7), 9-[4-(5-페닐-1,3,4-옥사디아졸-2-일)페닐]카르바졸(약칭:CO11), 바소페난트로린(약칭:BPhen), 바소큐프로인(약칭:BCP) 등도 채용할 수 있다. 여기에 설명한 물질은 주로 10-6㎠/Vs 이상의 전자 이동도를 갖는 물질이다. 또한, 정공보다도 전자의 수송성이 높은 물질이면, 이들 이외의 것을 사용해도 된다. 또한 폴리[(9,9-디헥실플루오렌-2,7-디일)-co-(피리딘-3,5-디일)](약칭:PF-Py), 폴리[(9,9-디옥틸플루오렌-2,7-디일)-co-(2,2'-비피리딘-6,6'-디일)](약칭:PF-BPy) 등의 고분자 화합물을 사용할 수도 있다.
예를 들면 제 1 층에서의 제 1 인광성 화합물로서 적색을 발광하는 (아세틸아세토나토)비스[2,3-비스(4-플루오르페닐)퀴녹살리나토]이리듐(III)(약칭:Ir(Fdpq)2(acac))을 사용하고, 제 1 정공 수송성의 유기 화합물로서 4,4',4"-트리스(카르바졸-9-일)트리페닐아민(약칭:TCTA)을 사용하고, 제 2 층에서의 제 1 형광성 화합물로서 청색을 발광하는 2,5,8,11-테트라(tert-부틸)페릴렌(약칭:TBP)을 사용하고, 제 2 정공 수송성 화합물로서 제 1 정공 수송성의 화합물과 같은 TCTA를 사용하고, 제 3 층에서의 제 2 형광성 화합물로서 제 1 형광성화합물과 같은 TBP를 사용하고, 제 1 전자 수송성의 유기 화합물로서 9-[4-(5-페닐-1,3,4-옥사디아졸-2-일)페닐]카르바졸(약칭:CO11)을 사용하고, 제 4 층에서의 제 2 인광성 화합물로서 녹색을 발광하는 비스(2-페닐피리디나토-N,C2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭:Ir(ppy)2(acac))를 사용하고, 제 2 전자 수송성의 유기 화합물로서 제 1 전자 수송성의 유기 화합물과 같은 CO11을 사용함으로써, 본 발명의 일 형태를 적용한 백색 발광 소자를 얻을 수 있다.
전자 수송층(114)은 전자 수송성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 전자 수송성이 높은 물질로서는 예를 들면 트리스(8-퀴놀리노라토)알루미늄(약칭:Alq), 트리스(4-메틸-8-퀴놀리노라토)알루미늄(약칭:Almq3), 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨(약칭:BeBq2), 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토)(4-페닐페노라토)알루미늄(약칭:BAlq) 등, 퀴놀린 골격 또는 벤조 퀴놀린 골격을 갖는 금속 착체 등을 사용할 수 있다. 또한 이 밖에 비스[2-(2-하이드록시페닐)벤조옥사졸레이트]아연(약칭:Zn(BOX)2), 비스[2-(2-하이드록시페닐)벤조티아졸라토]아연(약칭:Zn(BTZ)2) 등의 옥사졸계, 티아졸계 배위자를 갖는 금속 착체 등도 사용할 수 있다. 또, 금속 착체 이외에도, 2-(4-비페니릴)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸(약칭:PBD)이나, 1,3-비스[5-(p-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸-2-일]벤젠(약칭:OXD-7), 9-[4-(5-페닐-1,3,4-옥사디아졸-2-일)페닐]카르바졸(약칭:CO11), 3-(4-비페니릴)-4-페닐-5-(4-tert-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸(약칭:TAZ), 바소페난트로린(약칭:BPhen), 바소큐프로인(약칭:BCP) 등도 채용할 수 있다. 여기에 설명한 물질은 주로 10-6㎠/Vs 이상의 전자 이동도를 갖는 물질이다. 또한, 정공보다도 전자의 수송성이 높은 물질이면, 상기 이외의 것을 사용해도 된다. 또한 전자 수송층은 단층뿐만 아니라, 상기 물질로 이루어지는 층을 2층 이상 적층한 것으로 해도 된다.
또한 전자 수송층(114)로서, 폴리[(9,9-디헥실플루오렌-2,7-디일)-co-(피리딘-3,5-디일)](약칭:PF-Py), 폴리[(9,9-디옥틸플루오렌-2,7-디일)-co-(2,2'-비피리딘-6,6'-디일)](약칭:PF-BPy) 등의 고분자 화합물을 사용할 수도 있다.
또한 도 4에 도시하는 바와 같이 제 1 전극(102)과 정공 수송층(112)의 사이에 정공 주입층(111)을 형성해도 된다. 정공 주입성이 높은 물질로서는 몰리브덴 산화물이나 바나듐 산화물, 루테늄 산화물, 텅스텐 산화물, 망간 산화물 등을 사용할 수 있다. 이 밖에, 프탈로시아닌(약칭:H2Pc)이나 구리프탈로시아닌(약칭:CuPc) 등의 프탈로시아닌계의 화합물, 또는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(스티렌술폰산)(PEDOT/PSS) 등의 고분자 등에 의해도 정공 주입층을 형성할 수 있다.
또한 정공 주입층(111)으로서, 정공 수송성이 높은 물질에 억셉터성 물질을 함유시킨 복합재료를 사용할 수 있다. 또한, 정공 수송성이 높은 물질에 억셉터성 물질을 함유시킨 것을 사용함으로써, 전극의 일함수에 상관없이 전극을 형성하는 재료를 선택할 수 있다. 즉, 제 1 전극(102)으로서 일함수가 큰 재료뿐만 아니라, 일함수가 작은 재료를 이용할 수 있다. 억셉터성 물질로서는 7,7,8,8-테트라시아노-2,3,5,6-테트라플루오로퀴노디메탄(약칭:F4-TCNQ), 클로라닐 등을 들 수 있다. 또한 천이금속 산화물을 들 수 있다. 또 원소 주기표에서의 제4족 내지 제8족에 속하는 금속의 산화물을 들 수 있다. 구체적으로는 산화바나듐, 산화니오브, 산화탄탈, 산화크롬, 산화몰리브덴, 산화텅스텐, 산화망간, 산화레늄은 전자수용성이 높기 때문에 바람직하다. 이 중에서도 특히, 산화몰리브덴은 대기중에서도 안정적이며, 흡습성이 낮고, 취급하기 쉽기 때문에 바람직하다.
또한, 본 명세서 중에서, 복합이란 단지 2개의 재료를 혼합시킬 뿐만 아니라, 복수의 재료를 혼합함으로써 재료 간에서의 전하의 수수가 행하여질 수 있는 상태가 되는 것을 의미한다.
복합재료에 사용하는 유기 화합물로서는 방향족 아민 화합물, 카르바졸 유도체, 방향족 탄화수소, 고분자 화합물(올리고머, 덴드리머, 폴리머 등) 등, 여러가지의 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 복합재료에 사용하는 유기 화합물로서는 정공 수송성이 높은 유기 화합물인 것이 바람직하다. 구체적으로는 10-6㎠/Vs 이상의 정공 이동도를 갖는 물질인 것이 바람직하다. 단, 전자보다도 정공의 수송성이 높은 물질이면, 이들 이외의 것을 사용해도 된다. 이하에서는 복합재료에 사용할 수 있는 유기 화합물을 구체적으로 열거한다.
예를 들면 방향족 아민 화합물로서는 N,N'-비스(4-메틸페닐)-N,N'-디페닐-p-페닐렌디아민(약칭:DTDPPA), 4,4'-비스[N-(4-디페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]비페닐(약칭:DPAB), 4,4'-비스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]비페닐(약칭:DNTPD), 1,3,5-트리스[N-(4-디페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]벤젠(약칭:DPA3B) 등을 들 수 있다.
복합재료에 사용할 수 있는 카르바졸 유도체로서는 구체적으로는 3-[N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카르바졸(약칭:PCzPCA1), 3,6-비스[N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카르바졸(약칭:PCzPCA2), 3-[N-(1-나프틸)-N-(9-페닐카르바졸-3-일)아미노]-9-페닐카르바졸(약칭:PCzPCN1) 등을 들 수 있다.
또한 복합재료에 사용할 수 있는 카르바졸 유도체로서는 이외에, 4,4'-디(N-카르바졸릴)비페닐(약칭:CBP), 1,3,5-트리스[4-(N-카르바졸릴)페닐]벤젠(약칭 :TCPB), 9-[4-(10-페닐-9-안트라세닐)페닐]-9H-카르바졸(약칭:CzPA), 1,4-비스[4-(N-카르바졸릴)페닐]-2,3,5,6-테트라페닐벤젠 등을 사용할 수 있다.
또한 복합재료에 사용할 수 있는 방향족 탄화수소로서는 예를 들면, 2-tert-부틸-9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭:t-BuDNA), 2-tert-부틸-9,10-디(1-나프틸)안트라센, 9,10-비스(3,5-디페닐페닐)안트라센(약칭:DPPA), 2-tert-부틸-9,10-비스(4-페닐페닐)안트라센(약칭:t-BuDBA), 9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭:DNA), 9,10-디페닐안트라센(약칭:DPAnth), 2-tert-부틸안트라센(약칭:t-BuAnth), 9,10-비스(4-메틸-1-나프틸)안트라센(약칭:DMNA), 9,10-비스[2-(1-나프틸)페닐]-2-tert-부틸안트라센, 9,10-비스[2-(1-나프틸)페닐]안트라센, 2,3,6,7-테트라메틸-9,10-디(1-나프틸)안트라센, 2,3,6,7-테트라메틸-9,10-디(2-나프틸)안트라센, 9,9'-비안트릴, 10,10'-디페닐-9,9'-비안트릴, 10,10'-비스(2-페닐페닐)-9,9'-비안트릴, 10,10'-비스[(2,3,4,5,6-펜타페닐)페닐]-9,9'-비안트릴, 안트라센, 테트라센, 루브렌, 페릴렌, 2,5,8,11-테트라(tert-부틸)페릴렌 등을 들 수 있다. 또한 이 밖에, 펜타센, 코로넨 등도 사용할 수 있다. 이렇게, 1×10-6㎠/Vs 이상의 정공 이동도를 갖고, 탄소수 14 내지 42인 방향족 탄화수소를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 복합재료에 사용할 수 있는 방향족 탄화수소는 비닐 골격을 갖고 있어도 된다. 비닐기를 갖고 있는 방향족 탄화수소로서는 예를 들면 4,4'-비스(2,2-디페닐비닐)비페닐(약칭:DPVBi), 9,10-비스[4-(2,2-디페닐비닐)페닐]안트라센(약칭:DPVPA) 등을 들 수 있다.
또한 폴리(N-비닐카르바졸)(약칭:PVK)이나 폴리(4-비닐트리페닐아민)(약칭:PVTPA) 등의 고분자 화합물을 사용할 수도 있다.
또한 도 4에 도시하는 바와 같이 전자 수송층(114)과 제 2 전극(104)의 사이에, 전자 주입층(115)을 형성해도 된다. 전자 주입층(115)으로서는 불화리튬(LiF), 불화세슘(CsF), 불화칼슘(CaF2) 등과 같은 알칼리 금속 또는 알칼리토류 금속 또는 그러한 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들면 전자 수송성을 갖는 물질로 이루어지는 층 중에 알칼리 금속 또는 알칼리토류 금속 또는 이들의 화합물을 함유시킨 것, 예를 들면 Alq 중에 마그네슘(Mg)을 함유시킨 것 등을 채용할 수 있다. 전자 주입층(115)으로서, 전자 수송성을 갖는 물질로 이루어지는 층 중에 알칼리 금속 또는 알칼리토류 금속을 함유시킨 것을 사용함으로써, 제 2 전극(104)으로부터의 전자 주입이 효율적으로 이루어지기 때문에 더욱 바람직하다.
EL층(103)의 형성 방법으로서는 여러가지의 방법을 이용할 수 있고, 건식법, 습식법의 어느 쪽이라도 사용할 수 있다. 예를 들면 진공증착법, 잉크젯법 또는 스핀 코트법 등 사용하여도 상관없다. 또 각 전극 또는 각 층마다 다른 성막 방법을 채용해서 형성해도 상관없다.
이상과 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 형태의 발광 소자는 제 1 전극(102)과 제 2 전극(104)의 사이에 전위차를 부여함으로써 전류가 흘러, EL층(103)에 있어서 정공과 전자가 재결합하여 발광하는 것이다. 더욱 구체적으로는 EL층(103) 중의 발광층(113)에 있어서 발광 영역이 형성되는 구성으로 되어 있다.
발광은 제 1 전극(102) 또는 제 2 전극(104)의 어느 한쪽 또는 양쪽을 통해서 외부로 추출된다. 따라서, 제 1 전극(102) 또는 제 2 전극(104)의 어느 한쪽 또는 양쪽은 투광성을 갖는 전극이다. 제 1 전극(102)만이 투광성을 갖는 전극일 경우, 도 5a의 화살표로 도시하는 바와 같이 발광은 제 1 전극(102)을 통해서 기판측으로부터 추출된다. 또한 제 2 전극(104)만이 투광성을 갖는 전극일 경우, 도 5b에 도시하는 바와 같이 발광은 제 2 전극(104)을 통과해서 기판과 반대측으로부터 추출된다. 제 1 전극(102) 및 제 2 전극(104)이 모두 투광성을 갖는 전극일 경우, 도 5c의 화살표로 도시하는 바와 같이 발광은 제 1 전극(102) 및 제 2 전극(104)을 통해서, 기판측 및 기판측과 반대측의 양쪽으로부터 추출된다.
또한 제 1 전극(102)과 제 2 전극(104)의 사이에 형성되는 EL층(103)의 구성은 상기한 것에 한정되지는 않는다. 발광 영역과 제 1 전극(102) 또는 제 2 전극(104)이 근접함으로써 생기는 소광(消光)을 막도록, 제 1 전극(102) 및 제 2 전극(104)으로부터 떨어진 부위에 정공과 전자가 재결합하는 발광 영역을 형성한 구성이며, 발광층(113)이 상기한 구성을 갖는 것이라면, 상기 이외의 것이라도 좋다.
즉, EL층(103)의 적층 구조에 관해서는 특별히 한정되지 않고, 전자 수송성이 높은 물질 또는 정공 수송성이 높은 물질, 전자 주입성이 높은 물질, 정공 주입성이 높은 물질, 바이폴러성(전자 및 정공의 수송성이 높은 물질)의 물질, 정공 블록 재료 등으로 이루어지는 층을, 본 발명의 일 형태의 발광층(113)과 자유롭게 조합하여 구성하면 좋다.
도 6에 도시하는 발광 소자는 기판(101) 위에, 음극으로서 기능하는 제 2 전 극(104), EL층(103), 양극으로서 기능하는 제 1 전극(102)이 순차적으로 적층된 구성으로 되어 있다. EL층(103)은 정공 수송층(112), 발광층(113), 전자 수송층(114)을 갖고, 발광층(113)은 제 1 전극(102)측부터 순차적으로, 제 1 층(121), 제 2 층(122), 제 3 층(123), 제 4 층(124)을 갖는다.
본 실시형태에 있어서는 유리, 플라스틱 등으로 이루어지는 기판 위에 발광 소자를 제작하였다. 1기판 위에 이러한 발광 소자를 복수 제작하는 것으로 패시브 매트릭스형의 발광 장치를 제작할 수 있다. 또한 유리, 플라스틱 등으로 이루어지는 기판 위에, 예를 들면 박막 트랜지스터(TFT)를 형성하고, TFT와 전기적으로 접속된 전극 위에 발광 소자를 제작해도 좋다. 이에 따라 TFT에 의해 발광 소자의 구동을 제어하는 액티브 매트릭스형의 발광 장치를 제작할 수 있다. 또한, TFT의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 스태거형의 TFT이어도 좋고, 역스태거형의 TFT이어도 좋다. 또한 TFT기판에 형성되는 구동용 회로에 관해서도, N형 및 P형의 TFT로 이루어지는 것이라도 좋고, 또는 N형 또는 P형의 어느 한쪽으로만 이루어져도 좋다. 또한 TFT에 사용되는 반도체막의 결정성에 관해서도 특별히 한정되지 않는다. 비정질 반도체막을 사용해도 되고, 결정성 반도체막을 사용해도 된다.
본 발명의 일 형태의 발광 소자는 재결합 영역에서 생성한 1중항 여기상태의 여기자와 3중항 여기상태의 여기자를 함께 유효하게 이용함으로써, 높은 발광 효율을 실현할 수 있다.
또한 높은 발광 효율을 얻을 수 있기 때문에, 발광 소자의 소비전력을 저감할 수 있다.
또한, 본 실시형태는 다른 실시형태와 적당하게 조합시키는 것이 가능하다.
(실시형태 2)
본 실시형태는 본 발명의 일 형태에 관계되는 복수의 발광 유닛을 적층한 구성의 발광 소자(적층형 소자)의 형태에 대해서, 도 7을 참조해서 설명한다. 이 발광 소자는 제 1 전극과 제 2 전극의 사이에 복수의 발광 유닛을 갖는 발광 소자다. 발광 유닛으로서는 적어도 발광층을 갖고 있으면 좋고, 실시형태 1에서 제시한 EL층과 같은 구성을 사용할 수 있다. 즉, 실시형태 1에서 나타낸 발광 소자는 1개의 발광 유닛을 갖는 발광 소자이며, 본 실시형태에서는 복수의 발광 유닛을 갖는 발광 소자에 관하여 설명한다.
도 7에 있어서, 제 1 전극(501)과 제 2 전극(502)의 사이에는 제 1 발광 유닛(511)과 제 2 발광 유닛(512)이 적층되어 있고, 제 1 발광 유닛(511)과 제 2 발광 유닛(512)의 사이에는 전하 발생층(513)이 형성되어 있다. 제 1 전극(501)과 제 2 전극(502)은 실시형태 1과 같은 것을 적용할 수 있다. 또한 제 1 발광 유닛(511)과 제 2 발광 유닛(512)은 같은 구성이어도 좋고, 다른 구성이어도 좋고, 실시형태 1에서 기술한 구성을 적용할 수 있다.
전하 발생층(513)에는 유기 화합물과 금속 산화물의 복합재료가 포함되어 있다. 이 유기 화합물과 금속 산화물의 복합재료는 실시형태 1에서 나타낸 복합재료이며, 유기 화합물과 산화바나듐이나 산화몰리브덴이나 산화텅스텐 등의 금속 산화물을 포함한다. 유기 화합물로서는 방향족 아민 화합물, 카르바졸 유도체, 방향족 탄화수소, 고분자 화합물(올리고머, 덴드리머, 폴리머 등) 등, 여러가지의 화합물 을 사용할 수 있다. 또한, 유기 화합물로서는 정공 수송성 유기 화합물로서 정공 이동도가 10-6㎠/Vs 이상인 것을 적용하는 것이 바람직하다. 단, 전자보다도 정공의 수송성이 높은 물질이면, 이들 이외의 것을 사용해도 된다. 유기 화합물과 금속 산화물의 복합재료는 캐리어 주입성, 캐리어 수송성이 뛰어나기 때문에, 저전압 구동, 저전류 구동을 실현할 수 있다.
또한, 전하 발생층(513)은 유기 화합물과 금속 산화물의 복합재료와 다른 재료를 조합하여 형성해도 좋다. 예를 들면 유기 화합물과 금속 산화물의 복합재료를 포함하는 층과, 전자 수송성이 높은 화합물과 상기 전자 수송성이 높은 화합물에 대하여 전자 공여성을 나타내는 물질을 포함하는 층을 조합하여 형성해도 좋다. 또한 유기 화합물과 금속 산화물의 복합재료를 포함하는 층과, 투명 도전막을 조합하여 형성해도 좋다.
어느 것으로 하여도, 제 1 발광 유닛(511)과 제 2 발광 유닛(512)의 사이에 있는 전하 발생층(513)은 제 1 전극(501)과 제 2 전극(502)에 전압을 인가하였을 때에, 한쪽의 발광 유닛에 전자를 주입하고, 다른쪽의 발광 유닛에 정공을 주입하는 것이면 된다. 예를 들면 도 7에 있어서, 제 1 전극(501)의 전위쪽이 제 2 전극(502)의 전위보다도 높아지도록 전압을 인가한 경우, 전하 발생층(513)은 제 1 발광 유닛(511)에 전자를 주입하고, 제 2 발광 유닛(512)에 정공을 주입하는 것이면 된다.
본 실시형태에서는 2개의 발광 유닛을 갖는 발광 소자에 관하여 설명했지만, 3개 이상의 발광 유닛을 적층한 발광 소자에 관해서도, 마찬가지로 적용하는 것이 가능하다. 본 실시형태에 관계되는 발광 소자와 같이, 한 쌍의 전극간에 복수의 발광 유닛을 전하 발생층으로 가로막아 배치하는 것으로 전류 밀도를 낮게 유지한 채, 고휘도영역에서 발광이 가능하고, 이 때문에 장수명의 소자를 실현할 수 있다.
또한, 본 실시형태는 다른 실시형태와 적당하게 조합시키는 것이 가능하다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 갖는 발광 장치에 관하여 설명한다.
본 실시형태에서는 화소부에 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 갖는 발광 장치에 대해서 도 8을 사용하여 설명한다. 또한, 도 8a는 발광 장치를 도시하는 평면도, 도 8b는 도 8a를 A-A' 및 B-B'로 절단한 단면도다. 이 발광 장치는 발광 소자의 발광을 제어하는 것으로서, 점선으로 나타내진 구동회로부(601; 소스측 구동회로), 화소부(602), 구동회로부(603; 게이트측 구동회로)를 포함하고 있다. 또한 604는 밀봉기판, 605는 씰재이며, 씰재(605)로 둘러싸인 내측은 공간(607)으로 되어 있다.
또한, 리드 배선(608)은 소스측 구동회로(601) 및 게이트측 구동회로(603)에 입력되는 신호를 전송하기 위한 배선이며, 외부 입력 단자가 되는 FPC(609; 플렉시블 프린트 서킷)로부터 비디오 신호, 클록 신호, 스타트 신호, 리셋 신호 등을 받는다. 또한, 여기에서는 FPC밖에 도면에 도시되지 않았지만, 이 FPC에는 프린트 배선 기판(PWB)이 장착되어도 된다. 본 명세서에서의 발광 장치에는 발광 장치 본 체뿐만 아니라, 거기에 FPC 또는 PWB가 장착된 상태도 포함하기로 한다.
다음에 단면 구조에 대해서 도 8b를 사용하여 설명한다. 소자기판(610) 위에는 구동회로부 및 화소부가 형성되어 있다. 여기에서는 구동회로부인 소스측 구동회로(601)와 화소부(602) 중의 하나의 화소가 도시되어 있다.
또한, 소스측 구동회로(601)는 N채널형 TFT(623)와 P채널형 TFT(624)를 조합한 CM0S회로가 형성된다. 또한 구동회로는 여러가지의 CM0S회로, PMOS회로 또는 NMOS회로로 형성해도 좋다. 또한 본 실시형태에서는 화소부가 형성된 기판 위에 구동회로를 형성한 드라이버 일체형을 나타내지만, 반드시 그럴 필요는 없고, 구동회로를 화소부가 형성된 기판 위가 아니라 외부에 형성할 수도 있다.
또한 화소부(602)는 스위칭용 TFT(611)와, 전류 제어용 TFT(612)와 그 드레인에 전기적으로 접속된 제 1 전극(613)을 포함하는 복수의 화소에 의해 형성된다. 또한, 제 1 전극(613)의 단부를 덮어 절연물(614)이 형성되어 있다. 여기에서는 포지티브형의 감광성 아크릴수지막을 사용함으로써 형성한다.
또한 발광 소자(608)로의 악영향을 막기 위해서, 절연물(614)의 상단부 또는 하단부에 곡률을 갖는 곡면이 형성되도록 한다. 예를 들면 절연물(614)의 재료로서 포지티브형의 감광성 아크릴을 채용한 경우, 절연물(614)의 상단부에 곡률 반경(0.2㎛ 내지 3㎛)을 갖는 곡면으로 갖게 하는 것이 바람직하다. 또한, 절연물(614)로서, 광의 조사에 의해 에천트에 불용해성이 되는 네거티브형, 또는 광의 조사에 의해 에천트에 용해성이 되는 포지티브형 어느 것이나 사용할 수 있다.
제 1 전극(613) 위에는 EL층(616), 및 제 2 전극(617)이 각각 형성되어 있 다. 여기에서, 제 1 전극(613)에 사용하는 재료로서는 여러가지의 금속, 합금, 전기전도성 화합물, 및 이러한 혼합물을 사용할 수 있다. 제 1 전극(613)을 양극으로서 사용할 경우에는 그 중에서도, 일함수가 큰(일함수 4.0eV 이상) 금속, 합금, 전기전도성 화합물, 및 이들의 혼합물 등을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면 규소를 함유한 산화인듐-산화주석, 산화인듐-산화아연, 질화티타늄막, 크롬막, 텅스텐막, Zn막, Pt막 등의 단층막 외에, 질화티타늄막과 알루미늄을 주성분으로 하는 막과의 적층, 질화티타늄막과 알루미늄을 주성분으로 하는 막과 질화티타늄막의 3층 구조 등을 사용할 수 있다.
또한 EL층(616)은 증착 마스크를 사용한 증착법, 잉크젯법, 스핀 코트법 등의 여러가지의 방법에 의해 형성된다. EL층(616)은 실시형태 1에서 나타낸 발광층을 갖고 있다. 또한 EL층(616)을 구성하는 다른 재료로서는 저분자 화합물, 또는 고분자 화합물(올리고머, 덴드리머를 포함함) 중 어느 것을 사용해도 된다. 또한 EL층(616)에 사용하는 재료로서는 유기 화합물뿐만 아니라, 무기화합물을 사용해도 된다.
또한 제 2 전극(617)에 사용하는 재료로서는 여러가지의 금속, 합금, 전기전도성 화합물, 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 제 2 전극을 음극으로서 사용할 경우에는 그 중에서도, 일함수가 작은(일함수 3.8eV 이하) 금속, 합금, 전기전도성 화합물, 및 이러한 혼합물 등을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면 원소 주기표의 제1족 또는 제2족에 속하는 원소, 즉 리튬(Li)이나 세슘(Cs) 등의 알칼리금속, 및 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr) 등의 알칼리토류 금속, 및 이들을 포함하는 합금(MgAg, AlLi) 등을 들 수 있다. 또한, EL층(616)에서 생긴 광을 제 2 전극(617)을 투과시키는 경우에는 제 2 전극(617)으로서, 막 두께를 얇게 한 금속 박막과, 투명 도전막(산화인듐-산화주석(ITO), 규소 또는 산화규소를 함유한 산화인듐-산화주석, 산화인듐-산화아연(IZO), 산화텅스텐 및 산화아연을 함유한 산화인듐(IWZO) 등)과의 적층을 사용하는 것도 가능하다.
또 씰재(605)로 밀봉기판(604)을 소자기판(610)과 접합함으로써, 소자기판(610), 밀봉기판(604), 및 씰재(605)로 둘러싸인 공간(607)에 발광 소자(618)가 구비된 구조로 되어 있다. 또한, 공간(607)에는 충전재가 충전되어 있고, 불활성 기체(질소나 아르곤 등)가 충전되는 경우 외에, 씰재(605)로 충전되는 경우도 있다.
또한, 씰재(605)에는 에폭시계 수지를 채용하는 것이 바람직하다. 또한 이들의 재료는 가능한 한 수분이나 산소를 투과하지 않는 재료인 것이 바람직하다. 또한 밀봉기판(604)에 사용하는 재료로서 유리 기판이나 석영기판 외에, FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics), PVF(폴리비닐플로라이드), 폴리에스텔 또는 아크릴 등으로 이루어지는 플라스틱 기판을 이용할 수 있다.
이상과 같이 하여, 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 갖는 발광 장치를 얻을 수 있다.
본 발명의 일 형태의 발광 장치는 실시형태 1 내지 실시형태 2에서 나타낸 발광 소자를 갖는다. 이 때문에 발광 효율이 높은 발광 장치를 얻을 수 있다. 또한 발광 장치의 소비전력을 저감할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시형태에서는 박막 트랜지스터에 의해 발광 소자의 구동을 제어하는 액티브 매트릭스형의 발광 장치에 관하여 설명했지만, 이 밖에, 패시브 매트릭스형의 발광 장치이어도 된다. 도 9에는 본 발명의 일 형태를 적용해서 제작한 패시브 매트릭스형의 발광 장치를 나타낸다. 또한, 도 9a는 발광 장치를 도시하는 사시도, 도 9b는 도 9a를 X-Y에서 절단한 단면도이다. 도 9에 있어서, 기판(951) 위에는 전극(952)과 전극(956)의 사이에는 EL층(955)이 형성되어 있다. 전극(952)의 단부는 절연층(953)으로 덮여 있다. 그리고, 절연층(953) 위에는 격벽층(954)이 형성되어 있다. 격벽층(954)의 측벽은 기판면에 가까워짐에 따라, 한쪽 벽과 다른쪽 벽의 간격이 좁아지는 경사를 갖는다. 즉, 격벽층(954)의 단변방향의 단면(斷面)은 사다리꼴 형상이며, 저변(절연층(953)의 면방향과 같은 방향을 향하고, 절연층(953)과 접하는 변)쪽이 상측변(절연층(953)의 면방향과 같은 방향을 향하고, 절연층(953)과 접하지 않는 변)보다도 짧다. 이렇게, 격벽층(954)을 형성함으로써, 음극을 패터닝할 수 있다. 또한 패시브 매트릭스형의 발광 장치에 있어서도, 발광 효율이 높은 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 포함하는 것으로, 소비전력이 낮은 발광 장치를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시형태는 다른 실시형태와 적당하게 조합시키는 것이 가능하다.
(실시형태 4)
본 실시형태에서는 실시형태 3에 나타내는 발광 장치를 그 일부에 포함하는 본 발명의 일 형태의 전자기기에 관하여 설명한다. 본 발명의 일 형태의 전자기기는 실시형태 1 내지 실시형태 2에서 나타낸 발광 소자를 갖고, 발광 효율이 높은 표시부를 갖는다. 또한 소비전력이 낮은 표시부를 갖는다.
본 발명의 일 형태의 발광 장치를 이용해서 제작된 전자기기로서, 비디오카메라, 디지털카메라, 고글형 디스플레이, 내비게이션 시스템, 음향재생장치(카오디오, 오디오 컴포넌트 시스템 등), 컴퓨터, 게임기기, 휴대정보단말(모바일 컴퓨터, 휴대전화, 휴대형 게임기 또는 전자서적 등), 기록 매체를 구비한 화상재생장치(구체적으로는 Digital Versatile Disc(DVD) 등의 기록 매체를 재생하고, 그 화상을 표시할 수 있는 표시장치를 구비한 장치) 등을 들 수 있다. 이들의 전자기기의 구체적인 예를 도 10에 도시한다.
도 10a는 본 실시형태에 관계되는 텔레비전 장치이며, 케이스(9101), 지지대(9102), 표시부(9103), 스피커부(9104), 비디오 입력 단자(9105) 등을 포함한다. 이 텔레비전 장치에 있어서, 표시부(9103)는 실시형태 1 내지 실시형태 2에서 설명한 발광 소자를 매트릭스형으로 배열해서 구성되어 있다. 상기 발광 소자는 발광 효율이 높고, 소비전력이 낮다는 특징을 갖고 있다. 그 발광 소자로 구성되는 표시부(9103)도 같은 특징을 갖기 때문에, 이 텔레비전 장치는 저소비전력화를 도모할 수 있다. 이러한 특징에 의해, 텔레비전 장치에 있어서, 전원회로를 대폭적으로 삭감하거나 또는 축소할 수 있으므로, 케이스(9101)나 지지대(9102)의 소형 경량화를 도모하는 것이 가능하다. 본 실시형태에 관계되는 텔레비전 장치는 저소비전력 및 소형 경량화를 도모할 수 있기 때문에, 이것에 의해 주거환경에 적합한 제품을 제공할 수 있다.
도 10b는 본 실시형태에 관계되는 컴퓨터이며, 본체(9201), 케이스(9202), 표시부(9203), 키보드(9204), 외부 접속 포트(9205), 포인팅 디바이스(9206) 등을 포함한다. 이 컴퓨터에 있어서, 표시부(9203)는 실시형태 1 내지 실시형태 2에서 설명한 발광 소자를 매트릭스형으로 배열해서 구성되어 있다. 상기 발광 소자는 발광 효율이 높고, 소비전력이 낮다는 특징을 갖고 있다. 그 발광 소자로 구성되는 표시부(9203)도 같은 특징을 갖기 때문에, 이 컴퓨터는 저소비전력화를 도모할 수 있다. 이러한 특징에 의해, 컴퓨터에 있어서, 전원회로를 대폭적으로 삭감하거나 또는 축소할 수 있으므로, 본체(9201)나 케이스(9202)의 소형 경량화를 도모하는 것이 가능하다. 본 실시형태에 관계되는 컴퓨터는 저소비전력 및 소형 경량화를 도모할 수 있기 때문에, 환경에 적합한 제품을 제공할 수 있다.
도 10c는 카메라이며, 본체(9301), 표시부(9302), 케이스(9303), 외부 접속 포트(9304), 리모트 컨트롤 수신부(9305), 수상부(9306), 배터리(9307), 음성 입력부(9308), 조작키(9309), 접안부(9310) 등을 포함한다. 이 카메라에 있어서, 표시부(9302)는 실시형태 1 내지 실시형태 2에서 설명한 발광 소자를 매트릭스형으로 배열해서 구성되어 있다. 상기 발광 소자는 발광 효율이 높고, 소비전력이 낮다는 특징을 갖고 있다. 그 발광 소자로 구성되는 표시부(9302)도 같은 특징을 갖기 때문에, 이 카메라는 저소비전력화를 도모할 수 있다. 이러한 특징에 의해, 카메라에 있어서, 전원회로를 대폭적으로 삭감하거나 또는 축소할 수 있으므로, 본체(9301)의 소형 경량화를 도모하는 것이 가능하다. 본 실시형태에 관계되는 카메라는 저소비전력 및 소형 경량화를 도모할 수 있기 때문에, 휴대에 적합한 제품을 제공할 수 있다.
도 10d는 본 실시형태에 관계되는 휴대전화이며, 본체(9401), 케이스(9402), 표시부(9403), 음성 입력부(9404), 음성 출력부(9405), 조작키(9406), 외부 접속 포트(9407), 안테나(9408) 등을 포함한다. 이 휴대전화에 있어서, 표시부(9403)는 실시형태 1 내지 실시형태 2에서 설명한 발광 소자를 매트릭스형으로 배열해서 구성되어 있다. 상기 발광 소자는 발광 효율이 높고, 소비전력이 낮다는 특징을 갖고 있다. 그 발광 소자로 구성되는 표시부(9403)도 같은 특징을 갖기 때문에, 이 휴대전화는 저소비전력화를 도모할 수 있다. 이러한 특징에 의해, 휴대전화에 있어서, 전원회로를 대폭적으로 삭감하거나 또는 축소할 수 있으므로, 본체(9401)나 케이스(9402)의 소형 경량화를 도모하는 것이 가능하다. 본 실시형태에 관계되는 휴대전화는 저소비전력 및 소형 경량화를 도모할 수 있기 때문에, 휴대에 적합한 제품을 제공할 수 있다.
도 16에는 도 10d와는 다른 구성의 휴대전화의 일례를 도시한다. 도 16a가 정면도, 도 16b가 배면도, 도 16c가 전개도다. 도 16에 도시하는 휴대전화는 전화와 휴대 정보단말의 쌍방의 기능을 갖추고 있고, 컴퓨터를 내장하고, 음성통화 이외에도 여러가지 데이터 처리가 가능한 소위 스마트폰이다.
도 16에 도시하는 휴대전화는 케이스(1001 및 1002) 2개의 케이스로 구성되어 있다. 케이스(1001)에는 표시부(1101), 스피커(1102), 마이크로폰(1103), 조작키(1104), 포인팅 디바이스(1105), 카메라용 렌즈(1106), 외부 접속 단자(1107) 등을 구비하고, 케이스(1002)에는 키보드(1201), 외부 메모리 슬롯(1202), 카메라용 렌즈(1203), 라이트(1204), 이어폰 단자(1008) 등을 구비하고 있다. 또한 안테나 는 케이스(1001) 내부에 내장되어 있다.
또한 상기 구성에 덧붙여, 비접촉 IC칩, 소형 기록 장치 등을 내장하여도 된다.
표시부(1101)에는 실시형태 3에서 나타낸 발광 장치를 내장하는 것이 가능하고, 사용 형태에 따라 표시의 방향이 적당하게 변화된다. 표시부(1101)와 동일면 위에 카메라용 렌즈(1106)를 구비하고 있기 때문에, 영상 전화가 가능하다. 또한 표시부(1101)를 파인더로 하여 카메라용 렌즈(1203) 및 라이트(1204)로 정지 화상 및 동영상의 촬영이 가능하다. 스피커(1102) 및 마이크로폰(1103)은 음성통화에 한하지 않고, 영상 전화, 녹음, 재생 등이 가능하다. 조작키(1104)에서는 전화의 착발신, 전자우편 등의 간단한 정보 입력, 화면의 스크롤, 커서 이동 등이 가능하다. 또한 중복된 케이스(1001)와 케이스(1002; 도 16a)는 슬라이드해 도 16c와 같이 전개하고, 휴대 정보단말로서 사용할 수 있다. 이 경우, 키보드(1201), 포인팅 디바이스(1105)를 사용하여 원활한 조작이 가능하다. 외부 접속 단자(1107)는 AC 어댑터 및 USB 케이블 등의 각종 케이블과 접속 가능하고, 충전 및 컴퓨터 등과의 데이터 통신이 가능하다. 또한 외부 메모리 슬롯(1202)에 기록 매체를 삽입하여 더욱 대량의 데이터 보존 및 이동에 대응할 수 있다.
또한 상기 기능에 덧붙여, 적외선 통신 기능, 텔레비전 수신 기능 등을 구비한 것이어도 좋다.
도 11은 음향재생장치, 구체적인 예로서 카오디오이며, 본체(701), 표시부(702), 조작 스위치(703, 704)를 포함한다. 표시부(702)는 실시형태 3의 발광 장치(패시브 매트릭스형 또는 액티브 매트릭스형)로 실현할 수 있다. 또한 이 표시부(702)는 세그먼트 방식의 발광 장치로 형성해도 좋다. 어느 것으로 하여도, 본 발명의 일 형태에 관련되는 발광 소자를 사용함으로써, 차량용 전원(12 내지 42V)을 사용하여, 저소비전력화를 도모하면서, 밝은 표시부를 구성할 수 있다. 또한 본 실시형태에서는 차재용 오디오를 나타내지만, 휴대형이나 가정용의 오디오 장치에 사용해도 된다.
도 12는 음향재생장치의 일 형태로서 디지털 플레이어를 도시하고 있다. 도 12에 도시하는 디지털 플레이어는 본체(710), 표시부(711), 메모리부(712), 조작부(713), 이어폰(714) 등을 포함하고 있다. 또한, 이어폰(714) 대신에 헤드폰이나 무선식 이어폰을 사용할 수 있다. 표시부(711)로서, 실시형태 3의 발광 장치(패시브 매트릭스형 또는 액티브 매트릭스형)로 실현할 수 있다. 또한 이 표시부(711)는 세그먼트 방식의 발광 장치로 형성해도 좋다. 어느 것으로 하여도, 본 발명의 일 형태에 관련되는 발광 소자를 사용함으로써, 이차전지(니켈-수소전지 등)를 사용해도 표시가 가능하고, 저소비전력화를 도모하면서, 밝은 표시부를 구성할 수 있다. 메모리부(712)는 하드디스크나 불휘발성 메모리를 이용하고 있다. 예를 들면 기록 용량이 20 내지 200GB(GB)의 NAND형 불휘발성 메모리를 사용하여, 조작부(713)를 조작함으로써, 영상이나 음성(음악)을 기록, 재생할 수 있다. 또한, 도 11에서의 표시부(702) 및 도 12에서의 표시부(711)는 흑색의 배경으로 백색의 문자를 표시하는 것으로 소비전력을 억제할 수 있다. 이것은 휴대형의 오디오 장치에 있어서 특히 유효하다.
이상과 같이, 본 발명의 일 형태를 적용해서 제작한 발광 장치의 적용 범위는 지극히 넓고, 이 발광 장치를 모든 분야의 전자기기에 적용하는 것이 가능하다. 본 발명의 일 형태를 적용함으로써, 발광 효율이 높고, 저소비전력의 표시부를 갖는 전자기기를 제작하는 것이 가능해진다.
또한 본 발명의 일 형태의 발광 장치는 조명 장치로서 사용할 수도 있다. 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 조명 장치로서 채용하는 예를, 도 13을 사용하여 설명한다.
도 13에는 본 발명의 일 형태에 관계되는 발광 장치를 조명 장치로서 채용한 전자기기의 일례로서, 본 발명의 일 형태를 적용한 발광 장치를 백라이트로서 사용한 액정표시장치를 도시한다. 도 13에 도시한 액정표시장치는 케이스(901), 액정층(902), 백라이트(903), 케이스(904)를 갖고, 액정층(902)은 드라이버 IC(905)와 접속되어 있다. 또한 백라이트(903)는 본 발명의 일 형태를 적용한 발광 장치가 사용되어 있고, 단자(906)에 의해, 전류가 공급되고 있다.
본 발명의 일 형태에 관계되는 발광 장치는 초박형이고 발광 효율이 높고, 저소비전력이기 때문에, 본 발명의 일 형태에 관계되는 발광 장치를 액정표시장치의 백라이트로서 사용함으로써, 표시장치의 초박형화, 저소비전력화도 가능해진다. 또한 본 발명의 일 형태에 관계되는 발광 장치는 면 발광의 조명 장치이며 대면적화도 가능하기 때문에, 백라이트의 대면적화가 가능하고, 액정표시장치의 대면적화도 가능하게 된다.
도 14는 본 발명의 일 형태에 관계되는 발광 장치를, 조명 장치인 전기스탠 드로서 채용한 예다. 도 14에 도시하는 전기스탠드는 케이스(2001)와, 광원(2002)을 갖고, 광원(2002)으로서, 본 발명의 일 형태에 관계되는 발광 장치가 이용되고 있다. 본 발명의 발광 장치는 발광 효율이 높고, 저소비전력이기 때문에, 전기스탠드도 소비전력이 낮다.
도 15는 본 발명의 일 형태를 적용한 발광 장치를, 실내의 조명 장치(3001)로서 채용한 예다. 본 발명의 일 형태에 관계되는 발광 장치는 대면적화도 가능하기 때문에, 대면적의 조명 장치로서 사용할 수 있다. 또한 본 발명의 일 형태에 관계되는 발광 장치는 발광 효율이 높고, 저소비전력이기 때문에, 저소비전력의 조명 장치로서 사용하는 것이 가능해진다. 이렇게, 본 발명의 일 형태를 적용한 발광 장치를, 실내의 조명 장치(3001)로서 사용한 방에, 도 10a에서 설명한 바와 같은 본 발명 일 형태에 관계되는 텔레비전 장치(3002)를 설치해서 공공 방송이나 영화를 감상할 수 있다. 이러한 경우, 양 장치는 저소비전력이므로, 환경에 대한 부하를 저감할 수 있다.
또한, 본 실시형태는 다른 실시형태와 적당하게 조합시키는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 설명하는 도면.
도 2는 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 설명하는 밴드 도면.
도 3은 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 설명하는 밴드 도면.
도 4는 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 설명하는 도면.
도 5는 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 설명하는 도면.
도 6은 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 설명하는 도면.
도 7은 본 발명의 일 형태의 발광 소자를 설명하는 도면.
도 8은 본 발명의 일 형태의 발광 장치를 설명하는 도면.
도 9는 본 발명의 일 형태의 발광 장치를 설명하는 도면.
도 10은 본 발명의 일 형태의 전자기기를 설명하는 도면.
도 11은 본 발명의 일 형태의 전자기기를 설명하는 도면.
도 12는 본 발명의 일 형태의 전자기기를 설명하는 도면.
도 13은 본 발명의 일 형태의 전자기기를 설명하는 도면.
도 14는 본 발명의 일 형태의 조명 장치를 설명하는 도면.
도 15는 본 발명의 일 형태의 조명 장치를 설명하는 도면.
도 16은 본 발명의 일 형태의 전자기기를 설명하는 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명 *
101 : 기판 102 : 제 1 전극
103 : EL층 104 : 제 2 전극
111 : 정공 주입층 112 : 정공 수송층
113 : 발광층 114 : 전자 수송층
115 : 전자 주입층 121 : 제 1 층
122 : 제 2 층 123 : 제 3 층
124 : 제 4 층 131 : 재결합 영역
141 : 간격층 142 : 간격층
501 : 제 1 전극 502 : 제 2 전극
511 : 제 1 발광 유닛 512 : 제 2 발광 유닛
513 : 전하 발생층 601 : 구동회로부(소스측 구동회로)
602 : 화소부 603 : 구동회로부(게이트측 구동회로)
604 : 밀봉기판 605 : 씰재
607 : 공간 608 : 배선
609 : FPC(플렉시블 프린트 서킷) 610 : 소자기판
611 : 스위칭용 TFT 612 : 전류 제어용 TFT
613 : 제 1 전극 614 : 절연물
616 : EL층 617 : 제 2 전극
618 : 발광 소자 623 : N채널형 TFT
624 : P채널형 TFT 701 : 본체
702 : 표시부 703 : 조작 스위치
710 : 본체 711 : 표시부
712 : 메모리부 713 : 조작부
714 : 이어폰 901 : 케이스
902 : 액정층 903 : 백라이트
904 : 케이스 905 : 드라이버 IC
906 : 단자 951 : 기판
952 : 전극 953 : 절연층
954 : 격벽층 955 : EL층
956 : 전극 1001 : 케이스
1002 : 케이스 1101 : 표시부
1102 : 스피커 1103 : 마이크로폰
1104 : 조작키 1105 : 포인팅 디바이스
1106 : 카메라용 렌즈 1107 : 외부 접속 단자
1108 : 이어폰 단자 1201 : 키보드
1202 : 외부 메모리 슬롯 1203 : 카메라용 렌즈
1204 : 라이트 2O01 : 케이스
2002 : 광원 3001 : 조명장치
3002 : 텔레비전장치 9101 : 케이스
9102 : 지지대 9103 : 표시부
9104 : 스피커부 9105 : 비디오 입력 단자
9201 : 본체 9202 : 케이스
9203 : 표시부 9204 : 키보드
9205 : 외부 접속 포트 9206 : 포인팅 디바이스
9301 : 본체 9302 : 표시부
9303 : 케이스 9304 : 외부 접속 포트
9305 : 리모트 컨트롤 수신부 9306 : 수상부
9307 : 배터리 9308 : 음성 입력부
9309 : 조작키 9310 : 접안부
9401 : 본체 9402 : 케이스
9403 : 표시부 9404 : 음성 입력부
9405 : 음성 출력부 9406 : 조작키
9407 : 외부 접속 포트 9408 : 안테나
Claims (39)
- 양극과 음극 사이에, 양극측 상에 순차적으로 형성된 제 1 층; 제 2 층; 제 3 층; 및 제 4 층을 포함하고,상기 제 1 층은 제 1 인광성 화합물 및 정공 수송성을 갖는 제 1 유기 화합물을 포함하고,상기 제 2 층은 제 1 형광성 유기 화합물 및 정공 수송성을 갖는 제 2 유기 화합물을 포함하고,상기 제 3 층은 제 2 형광성 유기 화합물 및 전자 수송성을 갖는 제 1 유기 화합물을 포함하고,상기 제 4 층은 제 2 인광성 화합물 및 전자 수송성을 갖는 제 2 유기 화합물을 포함하고,정공 수송성을 갖는 상기 제 2 유기 화합물의 3중항 여기 에너지는 정공 수송성을 갖는 상기 제 1 유기 화합물의 3중항 여기 에너지 이상이고,전자 수송성을 갖는 상기 제 1 유기 화합물의 3중항 여기 에너지는 전자 수송성을 갖는 상기 제 2 유기 화합물의 3중항 여기 에너지 이상인, 발광 소자.
- 제 1 항에 있어서,정공 수송성을 갖는 상기 제 1 유기 화합물과 정공 수송성을 갖는 상기 제 2 유기 화합물은 동일한 유기 화합물인, 발광 소자.
- 제 1 항에 있어서,전자 수송성을 갖는 상기 제 1 유기 화합물과 전자 수송성을 갖는 상기 제 2 유기 화합물은 동일한 유기 화합물인, 발광 소자.
- 제 1 항에 있어서,정공 수송성을 갖는 상기 제 1 유기 화합물 또는 정공 수송성을 갖는 상기 제 2 유기 화합물의 한쪽 또는 양쪽으로 이루어지는 간격층이 상기 제 1 층과 상기 제 2 층 사이에 형성되는, 발광 소자.
- 제 1 항에 있어서,전자 수송성을 갖는 상기 제 1 유기 화합물 또는 전자 수송성을 갖는 상기 제 2 유기 화합물의 한쪽 또는 양쪽으로 이루어지는 간격층이 상기 제 3 층과 상기 제 4 층 사이에 형성되는, 발광 소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 층 및 상기 제 3 층의 총 두께는 5nm 이상 및 20nm 이하인, 발광 소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 층의 상기 제 1 형광성 화합물의 농도는 0.1wt% 이상 및 10wt% 이하인, 발광 소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 3 층의 상기 제 2 형광성 화합물의 농도는 0.1wt% 이상 및 10wt% 이하인, 발광 소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 형광성 화합물 및 상기 제 2 형광성 화합물은 동일한 유기 화합물인, 발광 소자.
- 제 9 항에 있어서,상기 제 1 형광성 화합물 및 상기 제 2 형광성 화합물의 발광색은 청색이고,상기 제 1 인광성 화합물의 발광색은 녹색이고 상기 제 2 인광성 화합물의 발광색은 적색인, 발광 소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 인광성 화합물 및 상기 제 2 인광성 화합물은 동일한 유기 화합물인, 발광 소자.
- 제 11 항에 있어서,상기 제 1 인광성 화합물 및 상기 제 2 인광성 화합물의 발광색과 상기 제 1 형광성 화합물 및 상기 제 2 형광성 화합물의 발광색은 서로 보색인, 발광 소자.
- 제 1 항에 따른 발광 소자를 포함하는 발광 장치.
- 제 1 인광성 화합물 및 정공 수송성을 갖는 제 1 유기 화합물을 포함하는, 양극 상의 제 1 층;제 1 형광성 유기 화합물 및 정공 수송성을 갖는 제 2 유기 화합물을 포함하는, 상기 제 1 층 상의 제 2 층;제 2 형광성 유기 화합물 및 전자 수송성을 갖는 제 1 유기 화합물을 포함하는, 상기 제 2 층 상의 제 3 층;제 2 인광성 화합물 및 전자 수송성을 갖는 제 2 유기 화합물을 포함하는, 상기 제 3 층 상의 제 4 층을 포함하고,정공 수송성을 갖는 상기 제 2 유기 화합물의 3중항 여기 에너지는 정공 수송성을 갖는 상기 제 1 유기 화합물의 3중항 여기 에너지 이상이고,전자 수송성을 갖는 상기 제 1 유기 화합물의 3중항 여기 에너지는 전자 수송성을 갖는 상기 제 2 유기 화합물의 3중항 여기 에너지 이상인, 발광 소자.
- 제 14 항에 있어서,정공 수송성을 갖는 상기 제 1 유기 화합물과 정공 수송성을 갖는 상기 제 2 유기 화합물은 동일한 유기 화합물인, 발광 소자.
- 제 14 항에 있어서,전자 수송성을 갖는 상기 제 1 유기 화합물과 전자 수송성을 갖는 상기 제 2 유기 화합물은 동일한 유기 화합물인, 발광 소자.
- 제 14 항에 있어서,정공 수송성을 갖는 상기 제 1 유기 화합물 또는 정공 수송성을 갖는 상기 제 2 유기 화합물의 한쪽 또는 양쪽으로 이루어지는 간격층이 상기 제 1 층과 상기 제 2 층 사이에 형성되는, 발광 소자.
- 제 14 항에 있어서,전자 수송성을 갖는 상기 제 1 유기 화합물 또는 전자 수송성을 갖는 상기 제 2 유기 화합물의 한쪽 또는 양쪽으로 이루어지는 간격층이 상기 제 3 층과 상기 제 4 층 사이에 형성되는, 발광 소자.
- 제 14 항에 있어서,상기 제 2 층 및 상기 제 3 층의 총 두께는 5nm 이상 및 20nm 이하인, 발광 소자.
- 제 14 항에 있어서,상기 제 2 층의 상기 제 1 형광성 화합물의 농도는 0.1wt% 이상 및 10wt% 이하인, 발광 소자.
- 제 14 항에 있어서,상기 제 3 층의 상기 제 2 형광성 화합물의 농도는 0.1wt% 이상 및 10wt% 이하인, 발광 소자.
- 제 14 항에 있어서,상기 제 1 형광성 화합물 및 상기 제 2 형광성 화합물은 동일한 유기 화합물인, 발광 소자.
- 제 22 항에 있어서,상기 제 1 형광성 화합물 및 상기 제 2 형광성 화합물의 발광색은 청색이고,상기 제 1 인광성 화합물의 발광색은 녹색이고 상기 제 2 인광성 화합물의 발광색은 적색인, 발광 소자.
- 제 14 항에 있어서,상기 제 1 인광성 화합물 및 상기 제 2 인광성 화합물은 동일한 유기 화합물 인, 발광 소자.
- 제 14 항에 있어서,상기 제 1 인광성 화합물 및 상기 제 2 인광성 화합물의 발광색과 상기 제 1 형광성 화합물 및 상기 제 2 형광성 화합물의 발광색은 서로 보색인, 발광 소자.
- 제 14 항에 따른 발광 소자를 포함하는 발광 장치.
- 제 1 전극;상기 제 1 전극 위의 제 1 발광 유닛;상기 제 1 발광 유닛 위에 형성된 전하 발생층;상기 전하 발생층 위의 제 2 발광 유닛; 및상기 제 2 발광 소자 위의 제 2 전극을 포함하고,상기 제 1 및 제 2 발광 유닛들 각각은,제 1 층;상기 제 1 층 위의 제 2 층;상기 제 2 층 위의 제 3 층; 및상기 제 3 층 위의 제 4 층을 포함하고,상기 제 1 층은 제 1 인광성 화합물 및 정공 수송성을 갖는 제 1 유기 화합물을 포함하고,상기 제 2 층은 제 1 형광성 유기 화합물 및 정공 수송성을 갖는 제 2 유기 화합물을 포함하고,상기 제 3 층은 제 2 형광성 유기 화합물 및 전자 수송성을 갖는 제 1 유기 화합물을 포함하고,상기 제 4 층은 제 2 인광성 화합물 및 전자 수송성을 갖는 제 2 유기 화합물을 포함하고,정공 수송성을 갖는 상기 제 2 유기 화합물의 3중항 여기 에너지는 정공 수송성을 갖는 상기 제 1 유기 화합물의 3중항 여기 에너지 이상이고,전자 수송성을 갖는 상기 제 1 유기 화합물의 3중항 여기 에너지는 전자 수송성을 갖는 상기 제 2 유기 화합물의 3중항 여기 에너지 이상인, 발광 소자.
- 제 27 항에 있어서,정공 수송성을 갖는 상기 제 1 유기 화합물과 정공 수송성을 갖는 상기 제 2 유기 화합물은 동일한 유기 화합물인, 발광 소자.
- 제 27 항에 있어서,전자 수송성을 갖는 상기 제 1 유기 화합물과 전자 수송성을 갖는 상기 제 2 유기 화합물은 동일한 유기 화합물인, 발광 소자.
- 제 27 항에 있어서,정공 수송성을 갖는 상기 제 1 유기 화합물 또는 정공 수송성을 갖는 상기 제 2 유기 화합물의 한쪽 또는 양쪽으로 이루어지는 간격층이 상기 제 1 층과 상기 제 2 층 사이에 형성되는, 발광 소자.
- 제 27 항에 있어서,전자 수송성을 갖는 상기 제 1 유기 화합물 또는 전자 수송성을 갖는 상기 제 2 유기 화합물의 한쪽 또는 양쪽으로 이루어지는 간격층이 상기 제 3 층과 상기 제 4 층 사이에 형성되는, 발광 소자.
- 제 27 항에 있어서,상기 제 2 층 및 상기 제 3 층의 총 두께는 5nm 이상 및 20nm 이하인, 발광 소자.
- 제 27 항에 있어서,상기 제 2 층의 상기 제 1 형광성 화합물의 농도는 0.1wt% 이상 및 10wt% 이하인, 발광 소자.
- 제 27 항에 있어서,상기 제 3 층의 상기 제 2 형광성 화합물의 농도는 0.1wt% 이상 및 10wt% 이하인, 발광 소자.
- 제 27 항에 있어서,상기 제 1 형광성 화합물 및 상기 제 2 형광성 화합물은 동일한 유기 화합물인, 발광 소자.
- 제 27 항에 있어서,상기 제 1 형광성 화합물 및 상기 제 2 형광성 화합물의 발광색은 청색이고,상기 제 1 인광성 화합물의 발광색은 녹색이고 상기 제 2 인광성 화합물의 발광색은 적색인, 발광 소자.
- 제 27 항에 있어서,상기 제 1 인광성 화합물 및 상기 제 2 인광성 화합물은 동일한 유기 화합물인, 발광 소자.
- 제 37 항에 있어서,상기 제 1 인광성 화합물 및 상기 제 2 인광성 화합물의 발광색과 상기 제 1 형광성 화합물 및 상기 제 2 형광성 화합물의 발광색은 서로 보색인, 발광 소자.
- 제 27 항에 따른 발광 소자를 포함하는 발광 장치.
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