KR20200022421A - 발광 소자, 발광 장치 및 전자 기기 - Google Patents

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가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Abstract

본 발명은 상이한 발광색을 나타내는 발광층을 적층시킨 다색 발광 소자에서 색을 조절하기 쉬운 발광 소자를 제공한다. 또한, 저렴하고 발광 효율이 양호한 다색 발광 소자를 제공한다.
상이한 발광색을 나타내는 적어도 2층의 발광층이 접하여 형성된 발광 소자에서 상기 2층의 발광층으로부터의 광을 모두 여기 착체로부터 얻는 발광 소자를 제공한다. 또한, 상기 여기 착체가 지연 형광을 발하는 발광 소자를 제공한다.

Description

발광 소자, 발광 장치 및 전자 기기{LIGHT-EMITTING ELEMENT, LIGHT-EMITTING DEVICE AND ELECTRONIC APPLIANCE}
본 발명은 유기 화합물을 발광 물질로서 사용한 발광 소자, 표시 장치, 발광 장치, 전자 기기, 및 조명 장치에 관한 것이다.
근년에 들어, 유기 화합물을 사용한 일렉트로루미네선스(EL: Electroluminescence)를 이용한 발광 소자(유기 EL 소자)의 연구 개발이 활발히 행해지고 있다. 이들 발광 소자의 기본적인 구성은, 한 쌍의 전극 사이에 발광 물질을 포함한 유기 화합물층(EL층)을 끼운 것이다. 이 소자에 전압을 인가함으로써 발광 물질로부터의 발광을 얻을 수 있다.
이와 같은 발광 소자는 자기 발광형이기 때문에, 액정 디스플레이에 비하여 화소의 시인성(視認性)이 높고, 백 라이트가 불필요한 등의 이점이 있어 플랫 패널 디스플레이 소자로서 적합하다고 생각되고 있다. 또한, 이와 같은 발광 소자를 사용한 디스플레이는 박형 경량으로 제작할 수 있다는 점도 큰 이점이다. 더구나, 응답 속도가 굉장히 빠른 것도 특징 중 하나다.
이들 발광 소자는 발광층을 이차원으로 연속적으로 형성할 수 있기 때문에 면 형상으로 발광을 얻을 수 있다. 따라서 대면적의 소자를 쉽게 형성할 수 있다. 이 특성은 백열 전구나 LED로 대표되는 점 광원 또는 형광등으로 대표되는 선 광원에서는 얻기 힘든 특성이므로, 조명 등에 응용할 수 있는 면 광원으로서의 이용 가치도 높다.
상기 발광 소자를 조명으로서 사용하기 위해서는 백색 발광을 얻는 것이 중요하다. 백색 발광은 일반적으로 상이한 발광 스펙트럼을 갖는 복수의 발광 중심 물질로부터의 광이 합성된 발광을 나타내는 다색 발광 소자를 응용함으로써 얻을 수 있다.
특허 문헌 1에서는 발광층을 복수로 적층한 발광 소자에서 색을 조절하기 위한 층을 새롭게 사용하는 구성이 기재되었지만 이와 같은 구성에서는 구성 요소가 증가되기 때문에 비용면에서 불리하게 된다.
일본국 특개2010-033780호 공보
상술한 다색 발광 소자에서 상이한 파장을 갖는 발광을 동시에 얻는다는 것은 상이한 에너지 준위로부터의 발광을 동시에 얻는다는 것과 같은 뜻이다. 하지만 상이한 에너지 준위로부터의 발광에는 반드시 고저(高低)가 존재하고 결과적으로 에너지 이동이 발생할 가능성이 있다.
그러므로 이와 같은 소자에서 원하는 발광색을 얻는 경우에는 에너지 이동을 고려한 치밀한 소자 설계가 필요하게 되지만 이를 달성하기 위해서는 많은 시간과 노력(勞力)이 든다.
그래서 본 발명에서는 상이한 발광색의 발광층을 적층한 다색 발광 소자에서 색을 조절하기 쉬운 발광 소자를 제공하는 것을 과제로 한다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태에서는 저렴하고 발광 효율이 양호한 다색 발광 소자를 제공하는 것을 과제로 한다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태에서는 색을 조절하기 쉽고 또한 저렴하고 발광 효율이 양호한 다색 발광 소자를 제공하는 것을 과제로 한다.
또한, 본 발명의 일 형태는 상술한 발광 소자를 사용함으로써 저렴하게 제조할 수 있는 발광 장치, 표시 장치, 전자 기기, 및 조명 장치를 각각 제공하는 것을 과제로 한다.
또한, 본 발명의 일 형태는 상술한 발광 소자를 사용함으로써 소비 전력이 저감된 발광 장치, 표시 장치, 전자 기기, 및 조명 장치를 각각 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명은 상술한 과제 중 어느 하나를 구현하면 좋은 것으로 한다.
상이한 발광색을 나타내는 적어도 2층의 발광층이 접하여 형성된 발광 소자에서 상기 발광층으로부터의 광을 모두 여기 착체로부터 얻는 것으로 상술한 과제를 해결할 수 있다.
즉 본 발명의 구성 중 하나는 제 1 전극과, 제 2 전극과, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극에 끼워진 EL층을 갖고, 상기 EL층은 제 1 발광층과 제 2 발광층이 적층된 발광층을 적어도 갖고, 상기 제 1 발광층은 제 1 유기 화합물과 제 2 유기 화합물을 포함하고, 상기 제 2 발광층은 제 3 유기 화합물과 제 4 유기 화합물을 포함하고, 상기 제 1 유기 화합물과 상기 제 2 유기 화합물은 제 1 여기 착체를 형성하는 조합이고, 상기 제 3 유기 화합물과 상기 제 4 유기 화합물은 제 2 여기 착체를 형성하는 조합인 발광 소자다.
여기 착체가 아닌 발광 물질을 사용한 일반적인 발광 소자에서는 발광 물질끼리, 호스트 물질끼리, 및 발광 물질과 호스트 물질에서 밴드 갭이나 삼중항 여기 준위의 차이에 따라 에너지 이동이 발생하기 때문에 복수의 발광층에서 발광을 얻기 위해서는 소자 구조나 도핑 농도 등 발광 소자의 조정이 복잡해진다. 한편, 여기 착체끼리의 에너지 이동은 발생하기 어렵기 때문에 본 구성을 갖는 발광 소자에서는 양쪽 발광층으로부터 쉽게 발광을 얻을 수 있다.
또한, 여기 착체는 일중항 여기 준위와 삼중항 여기 준위가 근접하는 상태에 있기 때문에 삼중항 여기 상태로부터 일중항 여기 상태로의 역(逆)항간 교차가 일어나기 쉽고 지연 형광을 나타내기 쉬운 상태다. 지연 형광은 삼중항 여기 상태를 형광으로 변환(變換)할 수 있기 때문에 발광 소자의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 지연 형광을 효율적으로 나타내기 위해서는 일중항 여기 상태와 삼중항 여기 상태의 차이가 0.2eV 이하, 바람직하게는 0.1eV 이하인 것이 바람직하다.
그리고 본 발명의 다른 구성은 상술한 구성을 갖는 발광 소자에서 상기 제 1 여기 착체가 지연 형광을 나타내는 발광 소자다.
또한, 본 발명의 다른 구성은 상술한 구성을 갖는 발광 소자에서 상기 제 2 여기 착체가 지연 형광을 나타내는 발광 소자다.
또한, 본 발명의 다른 구성은 상기 구성을 갖는 발광 소자에서 상기 제 1 여기 착체와 상기 제 2 여기 착체 양쪽 모두가 지연 형광을 나타내는 발광 소자다.
또한, 본 발명의 다른 구성은 상술한 구성을 갖는 발광 소자에서 외부 양자 효율이 5% 이상인 발광 소자다.
또한, 상기 발광 소자는 재결합 영역을 각 발광층의 계면으로 함으로써 어느 발광층도 효율 좋게 발광시킬 수 있다. 또한, 여기 착체를 형성하는 2개의 물질은 하나가 전자 수송성이고 다른 하나가 정공 수송성임으로써 여기 착체를 형성하는 데에 유리하다. 또한, 하나가 전자 수송성이고 다른 하나가 정공 수송성이면 2개의 물질의 혼합 비율에 의하여 각 발광층의 수송성을 간편하게 제어할 수 있고 재결합 영역의 조정을 쉽게 수행할 수 있다.
즉 본 발명의 다른 구성은 상술한 구성을 갖는 발광 소자에서 상기 발광층에서의 전자와 정공의 재결합 영역이 상기 제 1 발광층과 상기 제 2 발광층의 계면인 발광 소자다.
또한, 본 발명의 다른 구성은 상기 구성을 갖는 발광 소자에서 상기 제 1 유기 화합물과 상기 제 2 유기 화합물은 하나가 전자 수송성을 갖는 물질이고 다른 하나가 정공 수송성을 갖는 물질이고, 상기 제 3 유기 화합물과 상기 제 4 유기 화합물은 하나가 전자 수송성을 갖는 물질이고 다른 하나가 정공 수송성을 갖는 물질인 발광 소자다.
또한, 본 발명의 다른 구성은 상기 구성을 갖는 발광 소자에서, 제 1 전극과 제 2 전극 중 하나가 양극으로서 기능하고 다른 하나가 음극으로서 기능하고, 제 1 발광층과 제 2 발광층 중 양극으로서 기능하는 전극 측에 위치하는 발광층은 정공 수송성을 갖는 물질을 많이 포함하고, 음극으로서 기능하는 전극 측에 위치하는 발광층은 전자 수송성을 갖는 물질을 많이 포함하는 발광 소자다.
또한, 상기 발광 소자는 각각 여기 착체의 발광 파장이 상이함으로써 각각 여기 착체로부터의 발광색이 합성된 다색 발광의 발광 소자로 할 수 있고 상기 발광을 보색 관계를 이루도록 함으로써 백색 발광을 얻을 수 있다.
즉 본 발명의 다른 구성은 상기 구성을 갖는 발광 소자에서 상기 제 1 여기 착체와 상기 제 2 여기 착체는 각각 상이한 파장에 피크를 갖는 광을 발하는 발광 소자다.
또한, 본 발명의 다른 구성은 상기 구성을 갖는 발광 소자에서 발광 스펙트럼에 2개의 피크를 갖는 발광 소자다.
또한, 본 발명의 다른 구성은 상기 구성을 갖는 발광 소자에서 백색 발광을 나타내는 발광 소자다.
또한, 여기 착체는 상기 여기 착체를 형성하는 2종류의 물질 중 하나를 변환함으로써도 발광 파장을 변화시킬 수 있다. 즉 복수의 발광층에서 여기 착체를 구성하는 하나의 물질은 공통하여 사용할 수 있어 구성 요소를 삭감함으로써 더 간편하게 또한 저렴하게 소자를 제작할 수 있다.
즉 본 발명의 다른 구성은 상기 구성을 갖는 발광 소자에서 제 1 유기 화합물과 제 2 유기 화합물 중 하나와 제 3 유기 화합물과 제 4 유기 화합물 중 하나가 같은 물질인 발광 소자다.
또한, 본 발명의 다른 구성은 상기 구성을 갖는 발광 소자와 발광 소자를 제어하는 수단을 구비한 발광 모듈이다.
또한, 본 발명의 다른 구성은 상기 구성을 갖는 발광 소자를 표시부에 갖고 발광 소자를 제어하는 수단을 구비한 표시 모듈이다.
또한, 본 발명의 다른 구성은 상기 구성을 갖는 발광 소자를 갖는 조명 장치다.
또한, 본 발명의 다른 구성은 상기 구성을 갖는 발광 소자와 상기 발광 소자를 제어하는 수단을 구비한 발광 장치다.
또한, 본 발명의 다른 구성은 상기 구성을 갖는 발광 소자를 표시부에 갖고 발광 소자를 제어하는 수단을 구비한 표시 장치다.
또한, 본 발명의 다른 구성은 상기 구성을 갖는 발광 소자를 갖는 전자 기기다.
또한, 본 명세서 중에서의 발광 장치란 발광 소자를 사용한 화상 표시 디바이스를 포함한다. 또한, 발광 소자에 커넥터, 예를 들어, 이방 도전성 필름 또는 TCP(Tape Carrier Package)가 장착된 모듈, TCP의 끝에 프린트 배선판이 제공된 모듈, 또는 발광 소자에 COG(Chip On Glass) 방식으로 IC(집적 회로)가 직접 실장된 모듈도 모두 다 발광 장치에 포함되는 것으로 한다. 또한, 조명 기구 등에 사용되는 발광 장치도 포함되는 것으로 한다.
본 발명의 일 형태에서는 상이한 발광색의 발광층을 적층시킨 다색 발광 소자에서 색을 조절하기 쉬운 발광 소자를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태에서는 저렴하고 발광 효율이 양호한 다색 발광 소자를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태에서는 색을 조절하기 쉽고 또한 저렴하고 발광 효율이 양호한 다색 발광 소자를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태에서는 상술한 발광 소자를 사용함으로써 저렴하게 제조할 수 있는 발광 장치, 표시 장치, 전자 기기, 및 조명 장치를 각각 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태는 상술한 발광 소자를 사용함으로써 소비 전력이 저감된 발광 장치, 표시 장치, 전자 기기, 및 조명 장치를 각각 제공할 수 있다.
도 1은 발광 소자의 개념도.
도 2는 액티브 매트릭스형 발광 장치의 개념도.
도 3은 패시브 매트릭스형 발광 장치의 개념도.
도 4는 액티브 매트릭스형 발광 장치의 개념도.
도 5는 액티브 매트릭스형 발광 장치의 개념도.
도 6은 조명 장치의 개념도.
도 7은 전자 기기를 도시한 도면.
도 8은 전자 기기를 도시한 도면.
도 9는 조명 장치를 도시한 도면.
도 10은 조명 장치를 도시한 도면.
도 11은 차재(車載) 표시 장치 및 조명 장치를 도시한 도면.
도 12는 전자 기기를 도시한 도면.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 사용하여 자세히 설명한다. 다만, 본 발명은 이하의 설명에 한정되지 않고, 본 발명의 취지 및 그 범위에서 벗어남이 없이 그 형태 및 자세한 사항을 다양하게 변경할 수 있는 것은 당업자라면 쉽게 이해할 수 있다. 따라서, 본 발명은 이하에 기재되는 실시형태의 내용에 한정하여 해석되는 것이 아니다.
(실시형태 1)
복수의 발광 물질로부터 광을 얻는 다색 발광 소자로서는 한 층의 발광층 내에 발광 중심 물질을 복수로 포함시킨 것, 발광층을 복수로 적층시키고 각각 발광층에 상이한 발광 중심 물질을 포함시킨 것, 상이한 발광 중심 물질이 포함된 발광층 사이에 중간층을 배치한 것 등이 제안되고 있다.
이들 중 중간층을 사용한 소자 외는 발광 중심 물질 사이에서 직접 또는 호스트 재료를 개재(介在)하여 에너지 이동이 발생하고 발광 효율이나 발광색에 큰 영향을 주는 것이 알려져 있다.
이 에너지 이동은 소자 구조, 호스트 재료나 발광 중심 물질의 선택, 첨가물의 유무나 그 양 등에 의하여 제어되지만 그들의 조정에는 큰 노력이 요구된다.
또한, 중간층을 사용한 소자는 성막하는 층수가 많아져 비용이 증대되거나 구동 전압이 높게 되는 등 단점을 갖는다.
그리고 본 발명의 일 형태에서는 제 1 발광층 및 제 2 발광층을 적층시키고 각각 발광층으로부터 상이한 파장을 갖는 광이 제공되고， 상기 광이 합성된 발광을 나타내는 다색 발광 소자에서 상기 발광층으로부터 얻을 수 있는 광이 여기 착체로부터의 발광인 발광 소자를 제공한다.
도 1에 본 실시형태에서의 발광 소자의 모식도를 도시하였다. 본 실시형태에 따른 발광 소자는 제 1 전극(101)과 제 2 전극(102) 사이에 EL층(103)이 끼워진 구조를 갖는다. 제 1 전극(101) 및 제 2 전극(102) 중 하나가 양극으로서 기능하고 다른 하나가 음극으로서 기능한다. 도 1에서는 제 1 전극(101)이 양극으로서 기능하고 제 2 전극(102)이 음극으로서 기능하는 것으로 하여 설명한다.
EL층(103)은 적어도 발광층(113)을 갖는다. EL층(103)에서의 그 외의 층은 특별히 한정되지 않지만 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같은 정공 주입층(111), 정공 수송층(112), 전자 수송층(114), 및 전자 주입층(115) 등을 갖는다.
발광층(113)은 제 1 발광층(113a)과 제 2 발광층(113b)으로 구성된다. 제 1 발광층(113a)은 제 1 유기 화합물과 제 2 유기 화합물을 적어도 포함하고 제 2 발광층(113b)은 제 3 유기 화합물과 제 4 유기 화합물을 적어도 포함한다. 또한, 제 1 발광층(113a)은 제 1 유기 화합물과 제 2 유기 화합물만으로 구성되어도 좋다. 마찬가지로, 제 2 발광층(113b)은 제 3 유기 화합물과 제 4 유기 화합물만으로 구성되어도 좋다.
여기서 여기 착체는 2종류의 물질로 이루어진 여기 상태다. 여기 착체는 예를 들어, 광 여기인 경우 여기 상태가 된 한 분자가 기저 상태인 다른 한 물질을 들임으로써 형성된다. 따라서 광을 발함으로써 기저 상태가 되면 다시 원래의 물질로서 기능한다. 그러므로 여기 착체로서의 기저 상태는 존재하지 않고 여기 착체로의 에너지 이동은 원리적으로 일어나지 않는다. 이로써 발광층 사이의 에너지 이동이 억제된 본 실시형태에 따른 발광 소자는 에너지 이동에 기인하는 복잡한 소자 구조의 조정을 필요로 하지 않고 간편하게 양 발광층으로부터 원하는 발광을 얻을 수 있다.
여기 착체는 상술한 바와 같이 2종류의 유기 화합물로 구성된다. 따라서 제 1 발광층(113a)은 제 1 유기 화합물 및 제 2 유기 화합물, 제 2 발광층(113b)은 제 3 유기 화합물 및 제 4 유기 화합물을 적어도 갖는다. 또한, 제 1 유기 화합물과 제 2 유기 화합물의 조합 및 제 3 유기 화합물과 제 4 유기 화합물의 조합은 각각 적어도 여기 착체가 형성되는 조합인 것으로 한다.
이들 2종류의 유기 화합물의 조합으로서는 하나를 전자를 받기 쉬운 화합물(전자 수송성을 갖는 재료), 다른 하나를 정공을 받기 쉬운 화합물(정공 수송성을 갖는 재료)로 하는 것이 여기 착체를 형성하는 데 유리하므로 바람직한 구성이다.
또한, 이들 2종류의 유기 화합물은 하나가 전자 수송성을 갖는 재료, 다른 하나가 정공 수송성을 갖는 재료라면 그 발광층 내에서의 함유량비를 조정함으로써 발광층(113)의 캐리어 밸런스(carrier balance)를 쉽게 조정할 수 있다.
본 실시형태의 발광 소자는 캐리어의 재결합 영역을 제 1 발광층(113a)과 제 2 발광층(113b)의 계면 근방으로 함으로써 밸런스 좋게 제 1 발광층(113a)과 제 2 발광층(113b)에 여기 에너지를 분배시킬 수 있고 각 발광층으로부터의 발광을 쉽게 얻을 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 제 1 유기 화합물 내지 제 4 유기 화합물의 조합을 전자를 받기 쉬운 화합물(전자 수송성을 갖는 재료)과 정공을 받기 쉬운 화합물(정공 수송성을 갖는 재료)의 조합으로 하여 그 혼합 비율을 조정함으로써 재결합 영역을 제 1 발광층(113a)과 제 2 발광층(113b)의 계면에 형성하도록 쉽게 제어할 수 있다. 또한, 재결합 영역의 위치를 어긋나게 함으로써 각 발광층으로부터의 발광 강도를 제어할 수도 있기 때문에 발광 소자의 발광 스펙트럼을 쉽게 조정할 수 있다. 캐리어의 재결합 영역을 제 1 발광층(113a)과 제 2 발광층(113b)의 계면 근방으로 하기 위해서는 제 1 발광층(113a)과 제 2 발광층(113b) 중 양극에 가까운 쪽을 정공 수송성의 층, 음극에 가까운 쪽을 전자 수송성의 층으로 하면 좋다. 또한, 정공 수송성의 층으로 하기 위해서는 정공 수송성을 갖는 재료를 많이 포함시키고 전자 수송성의 층으로 하기 위해서는 전자 수송성을 갖는 재료를 많이 포함시키면 좋다.
또한, 여기 착체는 상기 여기 착체를 형성하는 2종류의 물질 중 얕은 쪽(절대값이 작은 쪽)인 HOMO 준위와 깊은 쪽(절대값이 큰 쪽)인 LUMO 준위 사이의 에너지 차이에서 유래하는 발광을 나타낸다. 그러므로 제 1 유기 화합물과 제 2 유기 화합물의 조합 및 제 3 유기 화합물과 제 4 유기 화합물의 조합 중 한쪽 물질이 같은 물질이라도 제 1 발광층과 제 2 발광층으로 상이한 파장을 갖는 발광을 얻을 수 있다. 제 1 발광층과 제 2 발광층에서 여기 착체를 구성하는 한쪽 물질을 공통화시킴으로써 상기 발광 소자를 구성하는 재료의 종류가 적게 되고 더 간편하고 저렴하게 제조할 수 있어 양산에 적합한 발광 소자로 할 수 있다. 또한, 제 1 발광층과 제 2 발광층 계면에서의 캐리어의 주입 장벽이 저감되기 때문에 소자의 장수명화에도 기여한다.
여기서 유기 화합물이 형성하는 여기 상태의 종류로서는 일중항 여기 상태와 삼중항 여기 상태가 있고, 일중항 여기 상태(S1)로부터의 발광이 형광, 삼중항 여기 상태(T1)로부터의 발광이 인광이라고 불리고 있다. 또한, 상기 발광 소자에서의 그 통계적인 생성 비율은 S1:T1＝1:3이라고 생각되고 있다. 그러므로 삼중항 여기 상태를 발광으로 변환할 수 있는 인광성 화합물을 사용한 발광 소자는 형광성 화합물을 사용한 발광 소자보다 높은 발광 효율을 구현할 수 있기 때문에 인광성 화합물을 사용한 발광 소자의 개발이 근년 활발히 행해지고 있다.
하지만 한편으로 현재 이용되고 있는 인광성 화합물은 대부분이 이리듐 등의 희소 금속을 중심 금속으로 한 착체이고 그 비용이나 공급의 안정성에 대하여 불안이 있다.
삼중항 여기 에너지를 발광으로 변환할 수 있는 발광 기구로서 상기 인광 외에 지연 형광이 있다. 이것은 삼중항 여기 상태가 역항간 교차를 일으킴으로써 일중항 여기 상태로 업컨버트(upconvert)됨으로써 발광을 나타내는 기구다. 지연 형광을 이용함으로써 형광 발광의 내부 양자 효율의 한계로 되어 있는 25%를 넘어 형광 발광을 얻을 수도 있다.
이 지연 형광은 일중항 여기 상태와 삼중항 여기 상태가 근접되면 될수록 일어나기 쉽다. 여기 착체는 일중항 여기 상태와 삼중항 여기 상태가 근접된 상태이므로 지연 형광을 나타내기 쉽다. 지연 형광을 효율 좋게 나타내는 여기 착체를 사용함으로써 본 실시형태의 발광 소자는 삼중항 여기 상태도 발광에 기여시킬 수 있게 되어 발광 효율이 높은 발광 소자를 제공하는 것이 가능하게 된다. 또한, 지연 형광은 약간의 가열(자기 발열도 포함함)에 의하여 역항간 교차의 효율을 향상시킨 소위 열활성화 지연 형광(TADF)도 포함하는 것으로 한다. 지연 형광을 효율적으로 발현시키기 위해서는 일중항 여기 상태와 삼중항 여기 상태의 에너지 차이를 0eV 내지 0.2eV로 하는 것이 바람직하다. 더 바람직한 구성은 상기 에너지 차이가 0eV 내지 0.1eV인 구성이다.
또한, 어느 한쪽의 발광층이 지연 형광을 발하는 발광층이면 발광 효율의 향상 효과를 얻을 수 있지만 양쪽의 발광층에서 지연 형광을 발하는 구성인 것이 더 바람직하다.
지연 형광이 발현하는 발광 소자인 경우 외부 양자 효율이 지연 형광을 거의 나타내지 않는 형광 발광 소자의 이론적 한계라고 알려져 있는 5%(일중항 여기 상태의 생성률 25%×광 추출 효율 20%)를 넘어서 나타내는 경우가 있다. 본 실시형태에 따른 발광 소자의 구성을 갖는 발광 소자에서 외부 양자 효율 5%를 넘는 효율을 나타내는 발광 소자는 지연 형광을 효율 좋게 나타낸다고 추정할 수 있다.
또한, 다른 관점에서 여기 착체의 PL 양자 수율 Φp로부터 헤아릴 수 있는 EL 내부 양자 효율 Φe1(=Φp×25%(EL에서의 일중항 여기 상태의 생성률))이 발광 소자의 내부 양자 효율 Φe2(외부 양자 효율÷20%(광 추출 효율))보다 작으면 지연 형광을 효율 좋게 나타낸다고 할 수 있다. Φe2가 Φe1의 2배 정도이면 본 실시형태에 따른 발광 소자를 사용한 효과를 더 나타낼 수 있기 때문에 바람직한 구성이다.
상술한 구성을 갖는 본 실시형태에 따른 발광 소자는 제 1 발광층과 제 2 발광층으로 각각 발광 파장이 상이한 발광을 나타내는 여기 착체로부터의 광을 얻음으로써 다색 발광의 발광 소자로 할 수 있다. 이와 같은 발광 소자의 발광 스펙트럼은 적어도 2개 이상의 피크를 갖는다.
또한, 본 실시형태에서의 제 1 발광층과 제 2 발광층을 접하도록 형성하여도 서로 에너지 이동을 일으키기 어렵기 때문에 발광 밸런스를 조정하기 쉬운 발광 소자다.
그러므로 발광색의 제어가 중요한 백색 발광을 나타내는 발광 소자로서 바람직하게 이용할 수 있고 조명을 위한 발광 소자로서 더 유효하다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 실시형태에 따른 발광 소자는 발광층에 여기 착체를 사용함으로써 발광층 사이의 에너지 이동이 발생하기 어렵고 발광 소자의 색을 쉽게 조절할 수 있는 발광 소자로 할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따른 발광 소자는 여기 착체로부터의 발광을 이용하므로 지연 형광을 발현하기 쉽다. 지연 형광을 이용함으로써 삼중항 여기 에너지를 발광으로 변환할 수 있기 때문에 발광 효율이 높은 발광 소자로 할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따른 발광 소자는 여기 착체를 사용함으로써 발광층 사이에서의 에너지 이동이 발생하기 어렵고 또한 지연 형광을 얻기 쉽다. 따라서 색을 쉽게 조절할 수 있고 발광 효율이 양호한 발광 소자로 할 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는 실시형태 1에서 설명한 발광 소자의 자세한 구조 예에 대하여 도 1을 사용하여 이하에 설명한다.
본 실시형태에 따른 발광 소자는 한 쌍의 전극간에 복수 층으로 이루어진 EL층을 갖는다. 본 실시형태에서 발광 소자는 제 1 전극(101), 제 2 전극(102), 및 제 1 전극(101)과 제 2 전극(102) 사이에 제공된 EL층(103)으로 구성되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는 제 1 전극(101)은 양극으로서 기능하고 제 2 전극(102)은 음극으로서 기능하는 것으로 하고 이하에 설명한다. 즉 제 1 전극(101)이 제 2 전극(102)보다 전위가 높게 되도록 제 1 전극(101)과 제 2 전극(102)에 전압을 인가하였을 때에 발광을 얻을 수 있는 구성으로 되어 있다.
제 1 전극(101)은 양극으로서 기능하기 때문에 일함수가 큰(구체적으로는 4.0eV 이상) 금속, 합금, 도전성 화합물, 및 이들의 혼합물 등을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 예를 들어, 산화 인듐-산화 주석(ITO: Indium Tin Oxide), 실리콘 또는 산화 실리콘을 함유한 산화 인듐-산화 주석, 산화 인듐-산화 아연, 산화 텅스텐 및 산화 아연을 함유한 산화 인듐(IWZO) 등을 들 수 있다. 이들의 도전성 금속 산화물막은, 일반적으로는 스퍼터링법에 의하여 형성되지만, 졸-겔법 등을 응용하여 형성하여도 상관없다. 제작 방법의 예로서는 산화 인듐-산화 아연은, 산화 인듐에 대하여 1wt% 내지 20wt%의 산화 아연을 가한 타깃을 사용하여 스퍼터링법에 의하여 형성하는 방법 등이 있다. 또한, 산화 텅스텐 및 산화 아연을 함유한 산화 인듐(IWZO)은, 산화 인듐에 대하여 산화 텅스텐을 0.5wt% 내지 5wt%, 산화 아연을 0.1wt% 내지 1wt% 함유한 타깃을 사용하여 스퍼터링법에 의하여 형성할 수도 있다. 이 외, 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 크로뮴(Cr), 몰리브데넘(Mo), 철(Fe), 코발트(Co), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 또는 금속 재료의 질화물(예를 들어, 질화 티타늄) 등을 들 수 있다. 그래핀을 사용할 수도 있다. 또한 후술하는 복합 재료를 EL층(103)에서의 제 1 전극(101)과 접하는 층으로 사용함으로써 일함수에 상관없이 전극 재료를 선택할 수 있게 된다.
EL층(103)의 적층 구조에 대해서는 발광층(113)이 실시형태 1에 기재된 바와 같은 구성이 되면 다른 것은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층, 캐리어 블록층, 중간층 등을 적절히 조합하여 구성할 수 있다. 본 실시형태에서, 정공 주입층(111), 정공 수송층(112), 발광층(113), 전자 수송층(114), 및 전자 주입층(115)이 제 1 전극(101) 위에 순차적으로 적층된 구성을 갖는 EL층(103)에 대하여 설명한다. 각층을 구성하는 재료에 대하여 이하에 구체적으로 기재한다.
정공 주입층(111)은, 정공 주입성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 몰리브데넘 산화물이나 바나듐 산화물, 루테늄 산화물, 텅스텐 산화물, 망간 산화물 등을 사용할 수 있다. 이 외, 프탈로사이아닌(약칭: H2Pc)이나 구리프탈로사이아닌(CuPC) 등의 프탈로사이아닌계의 화합물, 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) 등의 방향족 아민 화합물, 또는 폴리(3,4-에틸렌다이옥시티오펜)/폴리(스타이렌설폰산)(PEDOT/PSS) 등의 고분자 등에 의해서도 정공 주입층(111)을 형성할 수 있다.
또한, 정공 주입층(111)으로서, 정공 수송성을 갖는 재료에 억셉터성 물질을 함유시킨 복합 재료를 사용할 수 있다. 또한, 정공 수송성을 갖는 재료에 억셉터성 물질을 함유시킨 것을 사용함으로써 전극의 일함수에 의거하지 않고 전극을 형성하는 재료를 선택할 수 있다. 즉, 제 1 전극(101)으로서 일함수가 큰 재료뿐만 아니라 일함수가 작은 재료도 사용할 수 있게 된다. 억셉터성 물질로서는 7,7,8,8-테트라사이아노-2,3,5,6-테트라플루오로퀴노다이메탄(약칭: F4-TCNQ), 클로라닐 등을 들 수 있다. 또한, 천이 금속 산화물을 들 수 있다. 또한 원소 주기율표에서의 제 4족 내지 제 8족에 속하는 금속 산화물을 들 수 있다. 구체적으로는, 산화 바나듐, 산화 니오븀, 산화 탄탈럼, 산화 크로뮴, 산화 몰리브데넘, 산화 텅스텐, 산화 망간, 산화 레늄은 전자 수용성이 높기 때문에 바람직하다. 이들 중에서도 특히, 산화 몰리브데넘은 대기 중에서도 안정적이고, 흡습성이 낮으며, 취급하기 쉽기 때문에 바람직하다.
복합 재료에 사용하는 정공 수송성을 갖는 재료로서는, 방향족 아민 화합물, 카바졸 유도체, 방향족 탄화 수소, 고분자 화합물(올리고머, 덴드리머, 폴리머 등) 등, 다양한 유기 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 복합 재료에 사용하는 유기 화합물로서는, 정공 수송성이 높은 유기 화합물인 것이 바람직하다. 구체적으로는 10-6cm2/Vs 이상의 정공 이동도를 갖는 물질인 것이 바람직하다. 이하에서는, 복합 재료에서의 정공 수송성을 갖는 재료로서 사용할 수 있는 유기 화합물을 구체적으로 열거한다.
예를 들어, 방향족 아민 화합물로서는, N,N'-다이(p-톨릴)-N,N'-다이페닐-p-페닐렌다이아민(약칭: DTDPPA), 4,4'-비스[N-(4-다이페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]바이페닐(약칭: DPAB), N,N'-비스{4-[비스(3-메틸페닐)아미노]페닐}-N,N'-다이페닐-(1,1'=바이페닐)-4,4'-다이아민(약칭: DNTPD), 1,3,5-트리스[N-(4-다이페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]벤젠(약칭: DPA3B) 등을 들 수 있다.
복합 재료에 사용할 수 있는 카바졸 유도체로서는, 구체적으로는, 3-[N-(9-페닐카바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카바졸(약칭: PCzPCA1), 3,6-비스[N-(9-페닐카바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카바졸(약칭: PCzPCA2), 3-[N-(1-나프틸)-N-(9-페닐카바졸-3-일)아미노]-9-페닐카바졸(약칭: PCzPCN1) 등을 들 수 있다.
또한, 복합 재료에 사용할 수 있는 카바졸 유도체로서는 상술한 것 외에, 4,4'-다이(N-카바졸릴)바이페닐(약칭: CBP), 1,3,5-트리스[4-(N-카바졸릴)페닐]벤젠(약칭: TCPB), 9-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카바졸(약칭: CzPA), 1,4-비스[4-(N-카바졸릴)페닐]-2,3,5,6-테트라페닐벤젠 등을 사용할 수 있다.
또한, 복합 재료에 사용할 수 있는 방향족 탄화 수소로서는 예를 들어, 2-tert-부틸-9,10-다이(2-나프틸)안트라센(약칭: t-BuDNA), 2-tert-부틸-9,10-다이(1-나프틸)안트라센, 9,10-비스(3,5-다이페닐페닐)안트라센(약칭: DPPA), 2-tert-부틸-9,10-비스(4-페닐페닐)안트라센(약칭: t-BuDBA), 9,10-다이(2-나프틸)안트라센(약칭: DNA), 9,10-다이페닐안트라센(약칭: DPAnth), 2-tert-부틸안트라센(약칭: t-BuAnth), 9,10-비스(4-메틸-1-나프틸)안트라센(약칭: DMNA), 2-tert-부틸-9,10-비스[2-(1-나프틸)페닐]안트라센, 9,10-비스[2-(1-나프틸)페닐]안트라센, 2,3,6,7-테트라메틸-9,10-다이(1-나프틸)안트라센, 2,3,6,7-테트라메틸-9,10-다이(2-나프틸)안트라센, 9,9'-바이안트릴, 10,10'-다이페닐-9,9'-바이안트릴, 10,10'-비스(2-페닐페닐)-9,9'-바이안트릴, 10,10'-비스[(2,3,4,5,6-펜타페닐)페닐]-9,9'-바이안트릴, 안트라센, 테트라센, 루브렌, 페릴렌, 2,5,8,11-테트라(tert-부틸)페릴렌 등을 들 수 있다. 또한, 이들 외에, 펜타센, 코로넨 등도 사용할 수 있다. 이와 같이 1×10-6cm2/Vs 이상의 정공 이동도를 갖고, 탄소수가 14 내지 42인 방향족 탄화 수소를 사용하는 것이 더 바람직하다.
또한, 복합 재료에 사용할 수 있는 방향족 탄화 수소는, 비닐 골격을 가져도 좋다. 비닐기를 갖는 방향족 탄화 수소로서는 예를 들어, 4,4'-비스(2,2-다이페닐비닐)바이페닐(약칭: DPVBi), 9,10-비스[4-(2,2-다이페닐비닐)페닐]안트라센(약칭: DPVPA) 등을 들 수 있다.
또한, 폴리(N-비닐카바졸)(약칭: PVK)이나 폴리(4-비닐트리페닐아민)(약칭: PVTPA), 폴리[N-(4-{N'-[4-(4-다이페닐아미노)페닐]페닐-N'-페닐아미노}페닐)메타크릴아미드](약칭: PTPDMA), 폴리[N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-비스(페닐)벤지다인(약칭: Poly-TPD) 등의 고분자 화합물을 사용할 수도 있다.
정공 주입층을 형성함으로써 정공 주입성이 양호하게 되고 구동 전압이 작은 발광 소자를 얻을 수 있다.
정공 수송층(112)은 정공 수송성을 갖는 재료를 포함하는 층이다. 정공 수송성을 갖는 재료로서는 예를 들어, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]바이페닐(약칭: NPB)이나, N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-다이페닐-[1,1'-바이페닐]-4,4'-다이아민(약칭: TPD), 4,4',4''-트리스(N,N-다이페닐아미노)트리페닐아민(약칭: TDATA), 4,4',4''-트리스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트리페닐아민(약칭: MTDATA), 4,4'-비스[N-(스피로-9,9'-바이플루오렌-2-일)-N-페닐아미노]바이페닐(약칭 : BSPB), 4-페닐-4'-(9-페닐플루오렌-9-일)트리페닐아민(약칭: BPAFLP) 등의 방향족 아민 화합물 등을 사용할 수 있다. 여기에 기재된 물질은, 정공 수송성이 높고 주로 10-6cm2/Vs 이상의 정공 이동도를 갖는 물질이다. 또한, 상술한 복합 재료에서의 정공 수송성을 갖는 재료로서 든 유기 화합물도 정공 수송층(112)에 사용할 수 있다. 또한, 폴리(N-비닐카바졸)(약칭: PVK)이나 폴리(4-비닐트리페닐아민)(약칭: PVTPA) 등의 고분자 화합물을 사용할 수도 있다. 또한, 정공 수송성을 갖는 재료를 포함하는 층은 단층뿐만 아니라, 상기 물질로 이루어지는 층이 2층 이상 적층한 것으로 하여도 좋다.
발광층(113)은 실시형태 1에서 설명한 발광층(113)의 구성을 갖는다. 즉 제 1 전극 측으로부터 제 1 발광층(113a), 제 2 발광층(113b)이 적층되어 구성된다. 또한, 제 1 발광층(113a)에는 제 1 유기 화합물과 제 2 유기 화합물이 포함되고 제 2 발광층(113b)에는 제 3 유기 화합물과 제 4 유기 화합물이 포함된다. 본 실시형태에 따른 발광 소자의 특징은 제 1 유기 화합물과 제 2 유기 화합물은 제 1 여기 착체를 형성하는 조합으로 하고, 제 3 유기 화합물과 제 4 유기 화합물은 제 2 여기 착체를 형성하는 조합으로 하는 데에 있다. 그리고 제 1 여기 착체 및 제 2 여기 착체로부터 발광을 얻는 구성을 갖는다.
상술한 제 1 유기 화합물, 제 2 유기 화합물, 제 3 유기 화합물, 및 제 4 유기 화합물로서 사용할 수 있는 재료로서는 실시형태 1에 기재된 조건을 만족시키는 바와 같은 조합이라면 특별히 한정은 없고 각종 캐리어 수송 재료를 선택할 수 있다.
예를 들어, 전자 수송성을 갖는 재료(전자를 받기 쉬운 화합물)로서는 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨(II)(약칭: BeBq2), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)(4-페닐페놀라토)알루미늄(Ⅲ)(약칭: BAlq), 비스(8-퀴놀리놀라토)아연(II)(약칭: Znq), 비스[2-(2-벤족사졸릴)페놀라토]아연(II)(약칭: ZnPBO), 비스[2-(2-벤조티아졸릴)페놀라토]아연(II)(약칭: ZnBTZ) 등의 금속 착체나, 2-(4-바이페닐릴)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사다이아졸(약칭: PBD), 3-(4-바이페닐릴)-4-페닐-5-(4-tert-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸(약칭: TAZ), 1,3-비스[5-(p-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사다이아졸-2-일]벤젠(약칭: OXD-7), 9-[4-(5-페닐-1,3,4-옥사다이아졸-2-일)페닐]-9H-카바졸(약칭: CO11), 2,2',2''-(1,3,5-벤젠트리일)트리스(1-페닐-1H-벤즈이미다졸)(약칭: TPBI), 2-[3-(다이벤조티오펜-4-일)페닐]-1-페닐-1H-벤즈이미다졸(약칭: mDBTBIm-II) 등의 폴리아졸 골격을 갖는 복소환 화합물이나, 2-[3-(다이벤조티오펜-4-일)페닐]다이벤조[f,h]퀴녹살린(약칭: 2mDBTPDBq-II), 2-[3'-(다이벤조티오펜-4-일)바이페닐-3-일]다이벤조[f,h]퀴녹살린(약칭: 2mDBTBPDBq-II), 2-[3'-(9H-카바졸-9-일)바이페닐-3-일]다이벤조[f,h]퀴녹살린(약칭: 2mCzBPDBq), 4,6-비스[3-(페난트렌-9-일)페닐]피리미다인(약칭: 4,6mPnP2Pm), 4,6-비스[3-(4-다이벤조티에닐)페닐]피리미다인(약칭: 4,6mDBTP2Pm-II) 등의 다이아진 골격을 갖는 복소환 화합물이나, 3,5-비스[3-(9H-카바졸-9-일)페닐]피리다인(약칭: 35DCzPPy), 1,3,5-트리[3-(3-피리다일)-페닐]벤젠(약칭: TmPyPB) 등의 피리다인 골격을 갖는 복소환 화합물을 들 수 있다. 상술한 재료 중에서도 다이아진 골격을 갖는 복소환 화합물이나 피리다인 골격을 갖는 복소환 화합물은 신뢰성이 양호하여 바람직하다. 특히 다이아진(피리미다인이나, 피라진) 골격을 갖는 복소환 화합물은 전자 수송성이 높고, 구동 전압 저감에도 기여한다.
또한, 정공 수송성을 갖는 재료(정공을 받기 쉬운 화합물)로서는 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]바이페닐(약칭: NPB), N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-다이페닐-[1,1'-바이페닐]-4,4'-다이아민(약칭: TPD), 4,4'-비스[N-(스피로-9,9'-바이플루오렌-2-일)-N-페닐아미노]바이페닐(약칭: BSPB), 4-페닐-4'-(9-페닐플루오렌-9-일)트리페닐아민(약칭: BPAFLP), 4-페닐-3'-(9-페닐플루오렌-9-일)트리페닐아민(약칭: mBPAFLP), 4-페닐-4'-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트리페닐아민(약칭: PCBA1BP), 4,4'-다이페닐-4''-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트리페닐아민(약칭: PCBBi1BP), 4-(1-나프틸)-4'-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트리페닐아민(약칭: PCBANB), 4,4'-다이(1-나프틸)-4''-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트리페닐아민(약칭: PCBNBB), 9,9-다이메틸-N-페닐-N-[4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐]-플루오렌-2-아민(약칭: PCBAF), N-페닐-N-[4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐]-스피로-9,9'-바이플루오렌-2-아민(약칭: PCBASF) 등의 방향족 아민 골격을 갖는 화합물이나, 1,3-비스(N-카바졸릴)벤젠(약칭: mCP), 4,4'-다이(N-카바졸릴)바이페닐(약칭: CBP), 3,6-비스(3,5-다이페닐페닐)-9-페닐카바졸(약칭: CzTP), 3,3'-비스(9-페닐-9H-카바졸)(약칭: PCCP) 등의 카바졸 골격을 갖는 화합물이나, 4,4',4''-(벤젠-1,3,5-트리일)트리(다이벤조티오펜)(약칭: DBT3P-II), 2,8-다이페닐-4-[4-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐]다이벤조티오펜(약칭: DBTFLP-III), 4-[4-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐]-6-페닐다이벤조티오펜(약칭: DBTFLP-IV) 등의 티오펜 골격을 갖는 화합물이나, 4,4',4''-(벤젠-1,3,5-트리일)트리(다이벤조퓨란)(약칭: DBF3P-II), 4-{3-[3-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐]페닐}다이벤조퓨란(약칭: mmDBFFLBi-II) 등의 퓨란 골격을 갖는 화합물을 들 수 있다. 상술한 재료 중에서도 방향족 아민 골격을 갖는 화합물이나 카바졸 골격을 갖는 화합물은 신뢰성이 양호하고 정공 수송성이 높고, 구동 전압 저감에도 기여하기 때문에 바람직하다.
또한 상술된 캐리어 수송 재료 외, 공지의 물질 중에서 캐리어 수송 재료를 사용하여도 좋다. 또한, 형성되는 여기 착체는 조합하는 화합물 중 얕은 쪽인 HOMO 준위와 깊은 쪽인 LUMO 준위 사이의 에너지 차이에서 유래하는 발광을 나타내므로 제 1 유기 화합물과 제 2 유기 화합물의 조합 및 제 3 유기 화합물과 제 4 유기 화합물의 조합은 원하는 발광 파장을 갖는 발광이 구현되는 조합을 선택한다. 또한, 제 1 유기 화합물과 제 2 유기 화합물 중 한쪽과, 제 3 유기 화합물과 제 4 유기 화합물 중 한쪽이 같은 물질이라도 좋다. 이 경우, 발광 소자를 구성하는 재료의 종류를 삭감할 수 있고 비용면에서 유리하다.
또한, 이들 조합 중 하나를 전자 수송성을 갖는 재료, 다른 하나를 정공 수송성을 갖는 재료로 함으로써 여기 착체의 형성에 유리하게 된다. 또한, 각 화합물의 함유량을 변경시킴으로써 발광층의 수송성을 쉽게 조정할 수 있고 재결합 영역의 제어도 간편하게 수행할 수 있다. 정공 수송성을 갖는 재료와 전자 수송성을 갖는 재료의 함유량비는 정공 수송성을 갖는 재료:전자 수송성을 갖는 재료=1:9~9:1로 하면 좋다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 발광층(113)은 진공 증착법으로의 공증착이나 혼합 용액을 사용한 잉크젯법이나 스핀 코팅법, 딥 코트법 등을 사용하여 제작할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 양극 측에 제 1 발광층(113a)이 형성되고, 음극 측에 제 2 발광층(113b)이 형성되는 구성을 설명하였지만, 적층 순서는 반대라도 상관없다. 즉 양극 측에 제 2 발광층(113b)이 형성되고 음극 측에 제 1 발광층(113a)이 형성되어도 좋다.
상술한 기재 외의 발광층(113)의 구성, 효과는 실시형태 1에 기재된 구성이나 효과와 같기 때문에 실시형태 1의 기재를 참조하면 좋다.
전자 수송층(114)은 전자 수송성을 갖는 재료를 포함한 층이다. 예를 들어, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(약칭: Alq), 트리스(4-메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄(약칭: Almq3), 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨(약칭: BeBq2), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)(4-페닐페놀라토)알루미늄(약칭: BAlq) 등, 퀴놀린 골격 또는 벤조퀴놀린 골격을 갖는 금속 착체 등으로 이루어진 층이다. 또한, 이 외, 비스[2-(2-하이드록시페닐)벤즈옥사졸라토]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. 또한, 금속 착체 외에도, 2-(4-바이페닐릴)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사다이아졸(약칭: PBD)이나, 1,3-비스[5-(p-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사다이아졸-2-일]벤젠(약칭: OXD-7), 3-(4-바이페닐릴)-4-페닐-5-(4-tert-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸(약칭: TAZ), 바소페난트롤린(약칭: BPhen), 바소큐프로인(약칭: BCP) 등도 사용할 수 있다. 여기에 기재된 물질은, 전자 수송성이 높고 주로 10-6cm2/Vs 이상의 전자 이동도를 갖는 물질이다. 또한, 상술한 전자 수송성을 갖는 호스트 재료를 전자 수송층(114)에 사용하여도 좋다.
또한, 전자 수송층(114)은 단층뿐만 아니라, 상술한 물질로 이루어지는 층이 2층 이상 적층된 것으로 하여도 좋다.
또한, 전자 수송층과 발광층 사이에 전자 캐리어의 이동을 제어하는 층을 제공하여도 좋다. 이것은 상술한 바와 같은 전자 수송성이 높은 재료에 전자 트랩성이 높은 물질을 약간 첨가한 층이며, 전자 캐리어의 이동을 억제함으로써, 캐리어 밸런스를 조절할 수 있다. 이와 같은 구성은 발광층을 전자가 통과함으로써 생기는 문제(예를 들어, 소자 수명의 저하)를 억제하는 데 큰 효과를 발휘한다.
또한, 전자 수송층(114)과 제 2 전극(102) 사이에, 제 2 전극(102)에 접하도록 전자 주입층(115)을 제공하여도 좋다. 전자 주입층(115)으로서는 불화 리튬(LiF), 불화 세슘(CsF), 불화 칼슘(CaF2) 등과 같은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 또는 이들의 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들어, 전자 수송성을 갖는 물질로 이루어지는 층 중에 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 또는 이들의 화합물을 함유시킨 것을 사용할 수 있다. 또한, 전자 주입층(115)으로서, 전자 수송성을 갖는 물질로 이루어지는 층 중에 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속을 함유시킨 것을 사용함으로써, 제 2 전극(102)으로부터의 전자 주입이 효율적으로 행해지기 때문에 더 바람직하다.
제 2 전극(102)을 형성하는 물질로서는 일함수가 작은(구체적으로는 3.8eV 이하) 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 이와 같은 음극 재료의 구체적인 예로서는, 리튬(Li)이나 세슘(Cs) 등의 알칼리 금속, 및 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr) 등의 원소 주기율표의 제 1족 또는 제 2족에 속하는 원소, 및 이들을 포함하는 합금(MgAg, AlLi), 유로퓸(Eu), 이테르븀(Yb) 등의 희토류 금속 및 이들을 포함하는 합금 등을 들 수 있다. 하지만, 제 2 전극(102)과 전자 수송층 사이에 전자 주입층을 제공함으로써 일함수의 대소에 상관없이 Al, Ag, ITO, 실리콘 또는 산화 실리콘을 함유한 산화 인듐-산화 주석 등 다양한 도전성 재료를 제 2 전극(102)으로서 사용할 수 있다. 이들 도전성 재료는 스퍼터링법이나 잉크젯법, 스핀 코팅법 등을 사용하여 성막할 수 있다.
또한, 건식법 또는 습식법에 상관없이, 다양한 방법을 사용하여 EL층(103)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 진공 증착법, 잉크젯법 또는 스핀 코팅법 등을 사용하여도 상관없다. 또한, 각 전극 또는 각 층마다 상이한 성막 방법을 사용하여 형성하여도 상관없다.
전극에 대해서도, 졸-겔법을 사용하여 습식법으로 형성하여도 좋고, 금속 재료의 페이스트를 사용하여 습식법으로 형성하여도 좋다. 또한, 스퍼터링법이나 진공 증착법 등의 건식법을 사용하여 형성하여도 좋다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 발광 소자는, 제 1 전극(101)과 제 2 전극(102) 사이에 생긴 전위 차이에 의하여 전류가 흐르고, 발광성이 높은 물질을 포함하는 층인 발광층(113)에서 정공과 전자가 재결합하여 발광하는 것이다. 즉, 발광층(113)에 발광 영역이 형성되는 구성을 갖는다.
발광은, 제 1 전극(101) 또는 제 2 전극(102) 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 통하여 외부로 추출된다. 따라서, 제 1 전극(101) 또는 제 2 전극(102) 중 어느 한쪽 또는 양쪽은, 투광성을 갖는 전극으로 이루어진다. 제 1 전극(101)만이 투광성을 갖는 전극인 경우에는, 발광이 제 1 전극(101)을 통하여 추출된다. 또한, 제 2 전극(102)만이 투광성을 갖는 전극인 경우에는, 발광이 제 2 전극(102)을 통하여 추출된다. 제 1 전극(101) 및 제 2 전극(102) 양쪽 모두가 투광성을 갖는 전극인 경우에는, 발광이 제 1 전극(101) 및 제 2 전극(102)을 통하여 양쪽으로부터 추출된다.
또한, 제 1 전극(101)과 제 2 전극(102) 사이에 제공되는 층의 구성은, 상술한 구성에 한정되지 않는다. 하지만, 발광 영역과 전극이나 캐리어 주입층에 사용되는 금속이 근접함으로써 생기는 소광이 억제되도록, 제 1 전극(101) 및 제 2 전극(102)으로부터 떨어진 부위에 정공과 전자가 재결합하는 발광 영역이 제공된 구성이 바람직하다.
또한, 발광층(113)에 접하는 정공 수송층이나 전자 수송층, 특히 발광층(113)에서의 발광 영역에 가까운 쪽에 접하는 캐리어 수송층은, 발광층에서 생성된 여기자로부터의 에너지 이동을 억제하기 위하여, 그 밴드갭이 발광층에 포함되는 여기 착체의 밴드갭보다 큰 밴드갭을 갖는 물질로 구성되는 것이 바람직하다.
본 실시형태에 따른 발광 소자는 유리, 플라스틱 등으로 이루어진 기판 위에 제작되면 좋다. 기판 위에 제작하는 순서로서는 제 1 전극(101) 측으로부터 순차적으로 적층하여도 좋고, 제 2 전극(102) 측으로부터 순차적으로 적층하여도 좋다. 발광 장치는 한 발광 소자가 한 기판 위에 형성된 것이라도 좋지만, 복수의 발광 소자가 한 기판 위에 형성되어도 좋다. 한 기판 위에 이와 같은 발광 소자를 복수로 형성함으로써 소자가 분할된 조명 장치나 패시브 매트릭스형 발광 장치를 제작할 수 있다. 또한, 유리, 플라스틱 등으로 이루어진 기판 위에, 예를 들어, 박막 트랜지스터(TFT)를 형성하고, TFT와 전기적으로 접속된 전극 위에 발광 소자를 제작하여도 좋다. 이로써 TFT에 의하여 발광 소자의 구동을 제어하는 액티브 매트릭스형 발광 장치를 제작할 수 있다. 또한, TFT의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 스태거형 TFT라도 좋고, 역 스태거형 TFT라도 좋다. 또한, TFT에 사용하는 반도체의 결정성에 대해서도 특별히 한정되지 않고, 비정질 반도체를 사용하여도 좋고, 결정성 반도체를 사용하여도 좋다. 또한, TFT 기판에 형성되는 구동용 회로에 대해서도, N형 및 P형의 TFT로 이루어지는 것이라도 좋고, 또는 N형의 TFT 또는 P형의 TFT 중 어느 하나로만 이루어지는 것이라도 좋다.
또한, 본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는 실시형태 1 및 실시형태 2에 기재된 발광 소자를 사용한 발광 장치에 대하여 설명한다.
본 실시형태에서는 실시형태 1 및 실시형태 2에 기재된 발광 소자를 사용하여 제작된 발광 장치에 대하여 도 2를 사용하여 설명한다. 또한, 도 2a는 발광 장치를 도시한 상면도, 도 2b는 도 2a를 A-B 및 C-D로 절단한 단면도다. 이 발광 장치는, 발광 소자의 발광을 제어하는 것으로서, 점선으로 나타내어진 구동 회로부(소스선 구동 회로)(601), 화소부(602), 구동 회로부(게이트선 구동 회로)(603)를 포함한다. 또한, 부호 604는 봉지 기판이고, 부호 605는 실재고, 실재(605)로 둘러싸인 내측은 공간(607)을 나타낸다.
또한, 리드 배선(608)은 소스선 구동 회로(601) 및 게이트선 구동 회로(603)에 입력되는 신호를 전송하기 위한 배선이며, 외부 입력 단자가 되는 FPC(플렉시블 프린트 서킷)(609)로부터 비디오 신호, 클록 신호, 스타트 신호, 리셋 신호 등을 받는다. 또한, 여기서는 FPC만이 도시되었지만, 이 FPC에는 프린트 배선 기판(PWB)이 제공되어도 좋다. 본 명세서에 따른 발광 장치는 발광 장치 본체뿐만 아니라 FPC 또는 PWB가 이것에 제공된 상태를 포함한 것으로 한다.
다음에 단면 구조에 대하여 도 2b를 사용하여 설명한다. 소자 기판(610) 위에는 구동 회로부 및 화소부가 형성되어 있지만, 여기서는 구동 회로부인 소스선 구동 회로(601)와 화소부(602) 중의 한 화소가 도시되어 있다.
또한, 소스선 구동 회로(601)는 n채널형 TFT(623)와 p채널형 TFT(624)를 조합한 CMOS 회로가 형성된다. 또한, 구동 회로는, 각종 CMOS 회로, PMOS 회로, 또는 NMOS 회로로 형성하여도 좋다. 또한, 본 실시형태에서는, 기판 위에 구동 회로를 형성한 드라이버 일체형을 기재하였지만, 반드시 그렇게 할 필요는 없고, 구동 회로를 기판 위가 아닌 외부에 형성할 수도 있다.
또한, 화소부(602)는 스위칭용 TFT(611)와, 전류 제어용 TFT(612)와, 이들 드레인에 전기적으로 접속된 제 1 전극(613)을 포함하는 복수의 화소에 의하여 형성된다. 또한, 제 1 전극(613)의 단부를 덮도록 절연물(614)이 형성되어 있다. 여기서는 포지티브형 감광성 아크릴 수지막을 사용함으로써 형성한다.
또한, 피복성을 양호한 것으로 하기 위하여, 절연물(614)의 상단부 또는 하단부에 곡률을 갖는 곡면이 형성되도록 한다. 예를 들어, 절연물(614)의 재료로서 포지티브형 감광성 아크릴을 사용한 경우, 절연물(614)의 상단부에만 곡률 반경(0.2μm~3μm)을 갖는 곡면을 갖게 하는 것이 바람직하다. 또한, 절연물(614)로서, 네거티브형의 감광성 수지, 또는 포지티브형의 감광성 수지 중 어느 쪽도 사용할 수 있다.
제 1 전극(613) 위에는, EL층(616) 및 제 2 전극(617)이 각각 형성되어 있다. 여기서, 양극으로서 기능하는 제 1 전극(613)에 사용하는 재료로서는, 일함수가 큰 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, ITO막, 또는 실리콘을 함유한 인듐 주석 산화물막, 2wt%~20wt%의 산화 아연을 함유한 산화 인듐막, 질화 티타늄막, 크로뮴막, 텅스텐막, Zn막, Pt막 등의 단층막 외에, 질화 티타늄막과 알루미늄을 주성분으로 하는 막의 적층, 질화 티타늄막과 알루미늄을 주성분으로 하는 막과 질화 티타늄막과의 3층 구조 등을 사용할 수 있다. 또한, 적층 구조로 하면, 배선으로서의 저항도 낮고, 양호한 오믹 접촉(ohmic contact)이 얻어지고, 또한 양극으로서 기능시킬 수 있다.
또한, EL층(616)은, 증착 마스크를 사용하는 증착법, 잉크젯법, 스핀 코팅법 등의 각종 방법에 의하여 형성된다. EL층(616)은 실시형태 1 및 실시형태 2에서 설명한 바와 같은 구성을 포함한다. 또한, EL층(616)을 구성하는 다른 재료로서는, 저분자 화합물 또는 고분자 화합물(올리고머, 덴드리머를 포함함)이라도 좋다.
또한, EL층(616) 위에 형성되고, 음극으로서 기능하는 제 2 전극(617)에 사용하는 재료로서는, 일함수가 작은 재료(Al, Mg, Li, Ca, 또는 이들의 합금이나 화합물(MgAg, MgIn, AlLi 등) 등)를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, EL층(616)에서 발생한 광의 추출을 제 2 전극(617)을 투과시킴으로써 수행하는 경우에는, 제 2 전극(617)으로서, 막 두께를 얇게 한 금속 박막과, 투명 도전막(ITO, 2wt%~20wt%의 산화 아연을 포함하는 산화 인듐, 실리콘을 함유한 인듐 주석 산화물, 산화 아연(ZnO) 등)과의 적층을 사용하는 것이 좋다.
또한, 제 1 전극(613), EL층(616), 제 2 전극(617)에 의하여 발광 소자가 형성된다. 상기 발광 소자는 실시형태 1 또는 실시형태 2의 구성을 갖는 발광 소자다. 또한, 화소부는 복수의 발광 소자가 형성되어 이루어져 있지만, 본 실시형태에 따른 발광 장치에서는, 실시형태 1 또는 실시형태 2에 기재된 발광 소자와, 그 외의 구성을 갖는 발광 소자의 양쪽이 포함되어도 좋다.
더구나 실재(605)에 의하여 봉지 기판(604)을 소자 기판(610)과 붙임으로써, 소자 기판(610), 봉지 기판(604), 및 실재(605)로 둘러싸인 공간(607)에 발광 소자(618)가 구비된 구조가 된다. 또한, 공간(607)에는 충전재가 충전되어 있지만, 불활성 기체(질소나 아르곤 등)가 충전되는 경우 외에, 실재(605)로 충전되는 경우도 있다. 봉지 기판에는 오목부를 형성하고 그곳에 건조재(625)를 제공하면 수분의 영향으로 인한 열화를 억제할 수 있어 바람직한 구성이다.
또한, 실재(605)에는 에폭시계 수지나 글라스 프릿을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 이들 재료에는 수분이나 산소를 가능한 한 투과시키지 않는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 봉지 기판(604)에 사용하는 재료로서 유리 기판이나 석영 기판 외에, FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics), PVF(폴리비닐플루오라이드), 폴리에스테르 또는 아크릴 등으로 이루어지는 플라스틱 기판을 사용할 수 있다.
상술한 공정을 거쳐 실시형태 1 또는 실시형태 2에 기재된 발광 소자를 사용하여 제작된 발광 장치를 얻을 수 있다.
본 실시형태에서의 발광 장치는, 실시형태 1 또는 실시형태 2에 기재된 발광 소자가 사용되기 때문에, 양호한 특성을 구비한 발광 장치를 얻을 수 있다. 구체적으로는, 실시형태 1 또는 실시형태 2에 기재된 발광 소자는 발광 효율이 양호한 발광 소자이고 소비 전력이 저감된 발광 장치로 할 수 있다. 또한, 실시형태 1 또는 실시형태 2에 기재된 발광 소자는 제조하기 쉬운 발광 소자이므로 저렴한 발광 장치를 제공할 수 있다.
도 3에는 백색 발광을 나타내는 발광 소자를 형성하고 착색층(컬러 필터) 등을 제공함으로써 풀컬러화한 발광 장치의 예를 도시하였다. 도 3a에는, 기판(1001), 하지 절연막(1002), 게이트 절연막(1003), 게이트 전극(1006), 게이트 전극(1007), 게이트 전극(1008), 제 1 층간 절연막(1020), 제 2 층간 절연막(1021), 주변부(1042), 화소부(1040), 구동 회로부(1041), 발광 소자의 제 1 전극(1024W), 발광 소자의 제 1 전극(1024R), 발광 소자의 제 1 전극(1024G), 발광 소자의 제 1 전극(1024B), 격벽(1025), EL층(1028), 발광 소자의 제 2 전극(1029), 봉지 기판(1031), 실재(1032) 등이 도시되어 있다.
또한, 도 3a에서는 착색층(적색 착색층(1034R), 녹색 착색층(1034G), 및 청색 착색층(1034B))은 투명 기재(1033)에 제공된다. 또한, 흑색층(블랙 매트릭스)(1035)을 더 제공하여도 좋다. 착색층 및 흑색층이 제공된 투명 기재(1033)는 위치 맞춤을 하고 기판(1001)에 고정된다. 또한, 착색층 및 흑색층은 오버 코트층(1036)으로 덮인다. 또한, 도 3a에서는 광을 착색층을 투과시키지 않고 외부로 추출하는 발광층과, 광을 각 색의 착색층을 투과시켜 외부로 추출하는 발광층이 있고, 착색층을 투과하지 않는 광은 백색, 착색층을 투과하는 광은 적색, 청색, 녹색이 되므로, 4색의 화소를 사용하여 영상을 표현할 수 있다.
도 3b에서는 착색층(적색 착색층(1034R), 녹색 착색층(1034G), 및 청색 착색층(1034B))을 게이트 절연막(1003)과 제 1 층간 절연막(1020) 사이에 형성하는 예를 도시하였다. 이와 같이 착색층은 기판(1001)과 봉지 기판(1031) 사이에 제공되어도 좋다.
또한, 상술에서 설명한 발광 장치는 TFT가 형성되어 있는 기판(1001) 측으로부터 광을 추출하는 구조(보텀 이미션형)를 갖는 발광 장치로 하였지만, 봉지 기판(1031) 측으로부터 광을 추출하는 구조(톱 이미션형)를 갖는 발광 장치로 하여도 좋다. 톱 이미션형 발광 장치의 단면도를 도 4에 도시하였다. 이 경우, 기판(1001)은 광을 투과하지 않는 기판을 사용할 수 있다. TFT와 발광 소자의 양극을 접속시키는 접속 전극을 제작하는 단계까지는 보텀 이미션형 발광 장치와 마찬가지로 형성한다. 그 후, 제 3 층간 절연막(1037)을 전극(1022)을 덮도록 형성한다. 이 절연막은 평탄화의 역할을 하여도 좋다. 제 3 층간 절연막(1037)은 제 2 층간 절연막과 같은 재료 외, 다른 공지의 재료를 사용하여 형성할 수 있다.
발광 소자의 제 1 전극(1024W), 발광 소자의 제 1 전극(1024R), 발광 소자의 제 1 전극(1024G) 및 발광 소자의 제 1 전극(1024B)은 여기서는 양극으로 하지만, 음극으로 하여도 좋다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같은 톱 이미션형 발광 장치의 경우, 제 1 전극은 반사 전극으로 하는 것이 바람직하다. EL층(1028)의 구성은 실시형태 1 또는 실시형태 2에서 설명한 EL층(103)과 같은 구성으로 하고, 또한 백색 발광을 얻을 수 있는 소자 구조로 한다.
도 4에 도시된 바와 같은 톱 이미션 구조의 경우에는, 착색층(적색 착색층(1034R), 녹색 착색층(1034G), 및 청색 착색층(1034B))이 제공된 봉지 기판(1031)에 의하여 밀봉시킬 수 있다. 봉지 기판(1031)에는 화소와 화소 사이에 위치하도록 흑색층(블랙 매트릭스)(1035)이 제공되어도 좋다. 착색층(적색 착색층(1034R), 녹색 착색층(1034G), 및 청색 착색층(1034B))이나 흑색층(블랙 매트릭스)은 오버 코트층(1036)으로 덮여 있어도 좋다. 또한, 봉지 기판(1031)은 투광성을 갖는 기판을 사용한다.
또한, 여기서는 적색, 녹색, 청색, 및 백색의 4색을 사용하여 풀컬러 표시를 수행하는 예를 기재하였지만, 특별히 한정되지 않고, 적색, 녹색, 및 청색의 3색으로 풀컬러 표시를 수행하여도 좋다.
본 실시형태에 따른 발광 장치는 실시형태 1 또는 실시형태 2에 기재된 발광 소자를 사용하므로 양호한 특성을 구비한 발광 장치를 얻을 수 있다. 구체적으로는 실시형태 1 또는 실시형태 2에 기재된 발광 소자는 발광 효율이 양호한 발광 소자이고 소비 전력이 저감된 발광 장치로 할 수 있다. 또한, 실시형태 1 또는 실시형태 2에 기재된 발광 소자는 제조하기가 쉬운 발광 소자이므로 저렴한 발광 장치를 제공할 수 있다.
여기까지는, 액티브 매트릭스형 발광 장치에 대하여 설명하였지만, 이하에서는 패시브 매트릭스형 발광 장치에 대하여 설명한다. 도 5에는 본 발명을 적용하여 제작한 패시브 매트릭스형 발광 장치를 도시하였다. 또한, 도 5a는 발광 장치를 도시한 사시도, 도 5b는 도 5a를 X-Y를 따라 절단한 단면도다. 도 5에서, 기판(951) 위에서, 전극(952)과 전극(956) 사이에는 EL층(955)이 제공되어 있다. 전극(952)의 단부는 절연층(953)으로 덮여 있다. 그리고, 절연층(953) 위에는 격벽층(954)이 제공되어 있다. 격벽층(954)의 측벽은, 기판면에 가까워질수록, 한쪽의 측벽과 다른 한쪽의 측벽의 간격이 좁아지도록 경사진다. 즉, 격벽층(954)의 짧은 변 방향의 단면은 사다리꼴 형상이고, 저변(절연층(953)의 면 방향과 같은 방향을 향하고, 절연층(953)과 접하는 변)이 상변(절연층(953)의 면 방향과 같은 방향을 향하고, 절연층(953)과 접하지 않은 변)보다도 짧다. 이와 같이, 격벽층(954)을 제공함으로써, 정전기 등에 기인한 발광 소자의 불량을 방지할 수 있다. 또한 패시브 매트릭스형 발광 장치에서도 실시형태 1 또는 실시형태 2에 기재된 발광 효율이 양호한 발광 소자가 사용되어 소비 전력이 저감된 발광 장치로 할 수 있다. 또한, 실시형태 1 또는 실시형태 2에 기재된 발광 소자는 제조하기 쉬운 발광 소자이므로 저렴한 발광 장치를 제공할 수 있다.
상술에서 설명한 발광 장치는, 매트릭스 형상으로 배치된 다수의 미소한 발광 소자를 각각 제어할 수 있기 때문에, 화상을 표현하는 표시 장치로서 적합하게 이용할 수 있는 발광 장치다.
또한, 본 실시형태는 다른 실시형태와 자유롭게 조합할 수 있다.
(실시형태 4)
본 실시형태에서는 실시형태 1 또는 실시형태 2에 기재된 발광 소자를 조명 장치로서 사용하는 예를 도 6을 참조하면서 설명한다. 도 6b는 조명 장치의 상면도이고, 도 6a는 도 6b를 e-f를 따라 절단한 단면도다.
본 실시형태에서의 조명 장치는, 지지체인 투광성을 갖는 기판(400) 위에, 제 1 전극(401)이 형성되어 있다. 제 1 전극(401)은 실시형태 1에서의 제 1 전극(101)에 상당한다. 제 1 전극(401) 측으로부터 발광을 추출하는 경우, 제 1 전극(401)은 투광성을 갖는 재료에 의하여 형성한다.
제 2 전극(404)에 전압을 공급하기 위한 패드(412)가 기판(400) 위에 형성된다.
제 1 전극(401) 위에는 EL층(403)이 형성되어 있다. EL층(403)은 실시형태 1에서의 EL층(103)의 구성에 상당한다. 또한, 이들 구성에 대해서는, 상기 기재를 참조하면 좋다.
EL층(403)을 덮도록 제 2 전극(404)을 형성한다. 제 2 전극(404)은 실시형태 1에서의 제 2 전극(102)에 상당한다. 발광을 제 1 전극(401) 측으로부터 추출하는 경우, 제 2 전극(404)은 반사율이 높은 재료에 의하여 형성된다. 제 2 전극(404)은 패드(412)와 접속함으로써 전압이 공급된다.
이상과 같이, 본 실시형태에 기재되는 조명 장치는 제 1 전극(401), EL층(403), 및 제 2 전극(404)을 갖는 발광 소자를 갖는다. 상기 발광 소자는 발광 효율이 높은 발광 소자이기 때문에, 본 실시형태에서의 조명 장치는 소비 전력이 작은 조명 장치로 할 수 있다. 또한, 실시형태 1 또는 실시형태 2에 기재된 발광 소자는 제조하기 쉬운 발광 소자이므로 저렴한 조명 장치를 제공할 수 있다.
상술한 구성을 갖는 발광 소자를, 실재(405) 및 실재(406)를 사용하여 봉지 기판(407)을 고착시키고, 밀봉함으로써 조명 장치가 완성된다. 실재(405) 및 실재(406)는 어느 하나만 사용하여도 상관없다. 또한, 내측의 실재(406)(도 6b에는 도시되지 않았음)에는 건조제를 혼합시킬 수도 있고, 이에 따라, 수분을 흡착시킬 수 있어 신뢰성의 향상으로 이어진다.
또한, 패드(412)와 제 1 전극(401)의 일부를 실재(405) 및 실재(406) 밖으로 신장시켜 제공함으로써, 외부 입력 단자로 할 수 있다. 또한, 그 위에 컨버터 등을 탑재한 IC칩(420) 등을 제공하여도 좋다.
상술한 본 실시형태에 기재된 조명 장치는 EL 소자에 실시형태 1 또는 실시형태 2에 기재된 발광 소자를 가지므로 소비 전력이 작은 조명 장치로 할 수 있다. 또한, 구동 전압이 낮은 조명 장치로 할 수 있다. 또한, 실시형태 1 또는 실시형태 2에 기재된 발광 소자는 제조하기가 쉬운 발광 소자이므로 저렴한 발광 장치를 제공할 수 있다.
(실시형태 5)
본 실시형태에서는 실시형태 1 또는 실시형태 2에 기재된 발광 소자를 그 일부에 포함한 전자 기기의 예에 대하여 설명한다. 실시형태 1 또는 실시형태 2에 기재된 발광 소자는 발광 효율이 양호하고 소비 전력이 저감된 발광 소자다. 결과적으로 본 실시형태에 기재된 전자 기기는 소비 전력이 저감된 발광부를 갖는 전자 기기로 할 수 있다. 또한, 실시형태 1 또는 실시형태 2에 기재된 발광 소자는 제조하기 쉬운 발광 소자이므로 저렴한 전자 기기 장치를 제공할 수 있다.
상술한 발광 소자를 적용한 전자 기기로서, 예를 들어, 텔레비전 장치(텔레비전, 또는 텔레비전 수신기라고도 함), 컴퓨터용 등의 모니터, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라, 디지털 포토 프레임, 휴대 전화기(휴대 전화, 휴대 전화 장치라고도 함), 휴대형 게임기, 휴대 정보 단말, 음향 재생 장치, 파칭코기 등의 대형 게임기 등을 들 수 있다. 이들 전자 기기의 구체적인 예를 이하에 기재한다.
도 7a는 텔레비전 장치의 일례를 도시한 것이다. 텔레비전 장치는 하우징(7101)에 표시부(7103)가 내장되어 있다. 또한, 여기서는 스탠드(7105)에 의하여 하우징(7101)을 지지한 구성을 도시하였다. 표시부(7103)에 의하여 영상을 표시할 수 있고, 표시부(7103)는 실시형태 1 및 실시형태 2에 기재된 발광 소자를 매트릭스 형상으로 배열하여 구성되어 있다. 상기 발광 소자는 발광 효율이 양호한 발광 소자로 할 수 있다. 또한 구동 전압이 작은 발광 소자로 할 수 있다. 또한, 수명이 긴 발광 소자로 할 수 있다. 따라서, 상기 발광 소자로 구성되는 표시부(7103)를 갖는 텔레비전 장치는 소비 전력이 저감된 텔레비전 장치로 할 수 있다. 또한, 구동 전압이 작은 텔레비전 장치로 할 수 있다. 또한, 저렴한 텔레비전 장치로 할 수 있다.
텔레비전 장치는 하우징(7101)이 구비한 조작 스위치나, 별체의 리모트 컨트롤 조작기(7110)에 의하여 조작할 수 있다. 리모트 컨트롤 조작기(7110)가 구비하는 조작 키(7109)에 의하여, 채널이나 음량의 조작을 수행할 수 있고, 표시부(7103)에 표시되는 영상을 조작할 수 있다. 또한, 리모트 컨트롤 조작기(7110)에, 상기 리모트 컨트롤 조작기(7110)로부터 출력하는 정보를 표시하는 표시부(7107)를 제공하는 구성으로 하여도 좋다.
또한, 텔레비전 장치는 수신기나 모뎀 등을 구비한 구성으로 한다. 수신기에 의하여 일반적인 텔레비전 방송을 수신할 수 있고 더구나 모뎀을 통하여 유선 또는 무선에 의한 통신 네트워크에 접속함으로써, 한 방향(송신자로부터 수신자) 또는 쌍방향(송신자와 수신자간, 또는 수신자끼리 등)의 정보 통신을 할 수도 있다.
도 7b는 컴퓨터이며, 본체(7201), 하우징(7202), 표시부(7203), 키보드(7204), 외부 접속 포트(7205), 포인팅 디바이스(7206) 등을 포함한다. 또한, 이 컴퓨터는 실시형태 1 또는 실시형태 2에서 설명한 바와 같은 발광 소자를 매트릭스 형상으로 배열하고 표시부(7203)에 사용함으로써 제작된다. 도 7b에 도시된 컴퓨터는 도 7c와 같은 형태라도 좋다. 도 7c에 도시된 컴퓨터는 키보드(7204), 포인팅 디바이스(7206) 대신에 제 2 표시부(7210)가 제공되어 있다. 제 2 표시부(7210)는 터치 패널식이고, 제 2 표시부(7210)에 표시된 입력용 표시를 손가락이나 전용 펜으로 조작함으로써 입력할 수 있다. 또한, 제 2 표시부(7210)는 입력용 표시뿐만 아니라 다른 화상을 표시시킬 수도 있다. 또한, 표시부(7203)도 터치 패널이라도 좋다. 2개의 화면이 힌지로 연결되어 반으로 접을 수 있기 때문에 수납할 때나 운반할 때 화면이 손상되거나 파손되는 등의 사고가 발생하는 것도 방지할 수 있다. 또한, 이 컴퓨터는 실시형태 1 및 실시형태 2에 기재된 발광 소자를 매트릭스 형상으로 배열하고 표시부(7203)에 사용함으로써 제작된다. 상기 발광 소자는 발광 효율이 양호한 발광 소자로 할 수 있다. 그러므로 상기 발광 소자로 구성되는 표시부(7203)를 갖는 컴퓨터는 소비 전력이 저감된 컴퓨터로 할 수 있다. 또한, 저렴한 컴퓨터로 할 수 있다.
도 7d는 휴대형 게임기이며, 하우징(7301)과 하우징(7302)의 2개의 하우징으로 구성되고, 연결부(7303)에 의하여 개폐할 수 있도록 연결된다. 하우징(7301)에는, 실시형태 1 및 실시형태 2에서 설명한 발광 소자를 매트릭스 형상으로 배열하여 제작된 표시부(7304)가 내장되고, 하우징(7302)에는 표시부(7305)가 내장되어 있다. 또한, 도 7d에 도시된 휴대형 게임기는, 그 외 스피커부(7306), 기록 매체 삽입부(7307), LED 램프(7308), 입력 수단(조작 키(7309), 접속 단자(7310), 센서(7311)(힘, 변위, 위치, 속도, 가속도, 각속도, 회전수, 거리, 광, 액체, 자기, 온도, 화학 물질, 음성, 시간, 경도(硬度), 전장(電場), 전류, 전압, 전력, 방사선, 유량, 습도, 경도(傾度), 진동, 냄새, 또는 적외선을 측정하는 기능을 포함하는 것), 마이크로폰(7312)) 등을 구비한다. 물론, 휴대형 게임기의 구성은 상술한 구성에 한정되지 않고, 적어도 표시부(7304) 및 표시부(7305) 중 양쪽 또는 한쪽에 실시형태 1 및 실시형태 2에 기재된 발광 소자를 매트릭스 형상으로 배열하여 제작된 표시부를 사용하면 좋고, 기타 부속 설비가 적절히 제공된 구성으로 할 수 있다. 도 7d에 도시된 휴대형 게임기는, 기록 매체에 기록되는 프로그램 또는 데이터를 판독하여 표시부에 표시하는 기능이나, 다른 휴대형 게임기와 무선 통신을 수행하여 정보를 공유하는 기능을 갖는다. 또한, 도 7d에 도시된 휴대형 게임기가 갖는 기능은 이것에 한정되지 않고, 다양한 기능을 가질 수 있다. 상술한 바와 같은 표시부(7304)를 갖는 휴대형 게임기는, 표시부(7304)에 사용되는 발광 소자가 양호한 발광 효율을 갖기 때문에, 소비 전력이 저감된 휴대형 게임기로 할 수 있다. 또한 표시부(7304)에 사용되어 있는 발광 소자가 낮은 구동 전압으로 구동시킬 수 있기 때문에 구동 전압이 작은 휴대형 게임기로 할 수 있다. 또한, 실시형태 1 또는 실시형태 2에 기재된 발광 소자는 제조하기가 쉬운 발광 소자이므로 저렴한 휴대형 게임기를 제공할 수 있다.
도 7e는 휴대 전화기의 일례를 도시한 것이다. 휴대 전화기는 하우징(7401)에 내장된 표시부(7402) 외 조작 버튼(7403), 외부 접속 포트(7404), 스피커(7405), 마이크(7406) 등을 구비한다. 또한, 휴대 전화기(7400)는 실시형태 1 및 실시형태 2에 기재된 발광 소자를 매트릭스 형상으로 배열하여 제작된 표시부(7402)를 갖는다. 상기 발광 소자는 발광 효율이 양호한 발광 소자로 할 수 있다. 또한, 구동 전압이 작은 발광 소자로 할 수 있다. 또한 수명이 긴 발광 소자로 할 수 있다. 그러므로 상기 발광 소자로 구성되는 표시부(7402)를 갖는 휴대 전화기는 소비 전력이 저감된 휴대 전화기로 할 수 있다. 또한, 구동 전압이 작은 휴대 전화기로 할 수 있다. 또한, 실시형태 1 또는 실시형태 2에 기재된 발광 소자는 제조하기가 쉬운 발광 소자이므로 저렴한 휴대 전화기를 제공할 수 있다.
도 7e에 도시된 휴대 전화기는, 표시부(7402)를 손가락 등으로 터치함으로써, 정보를 입력할 수 있는 구성으로 할 수도 있다. 이 경우에는, 전화를 걸거나 또는 메일을 작성하는 등의 조작은 표시부(7402)를 손가락 등으로 터치함으로써 수행할 수 있다.
표시부(7402)의 화면은 주로 3가지 모드가 있다. 제 1 모드는 화상의 표시가 주된 표시 모드이며, 제 2 모드는 문자 등의 정보의 입력이 주된 입력 모드다. 제 3 모드는 표시 모드와 입력 모드의 2개의 모드를 혼합한 표시+입력 모드다.
예를 들어, 전화를 걸거나 또는 메일을 작성하는 경우에는, 표시부(7402)를 문자의 입력이 주된 문자 입력 모드로 하고 화면에 표시시킨 문자의 입력 조작을 수행하면 좋다. 이 경우에는, 표시부(7402)의 화면 중 거의 모두에 키보드 또는 번호 버튼을 표시시키는 것이 바람직하다.
또한, 휴대 전화기 내부에 자이로, 가속도 센서 등의 기울기를 검출하는 센서를 갖는 검출 장치를 제공함으로써, 휴대 전화기의 방향(세로인지 가로인지)을 판단하여, 표시부(7402)의 화면 표시를 자동적으로 전환하도록 할 수 있다.
또한, 화면 모드는 표시부(7402)를 터치하거나 또는 하우징(7401)의 조작 버튼(7403)을 조작함으로써 전환된다. 또한, 표시부(7402)에 표시되는 화상의 종류에 따라 전환하도록 할 수도 있다. 예를 들어, 표시부에 표시하는 화상 신호가 동영상 데이터이면 표시 모드, 텍스트 데이터이면 입력 모드로 전환된다.
또한, 입력 모드에서 표시부(7402)의 터치 조작에 의한 입력이 일정 기간 없는 경우에는, 표시부(7402)의 광 센서로 검출되는 신호를 검지하여 화면의 모드를 입력 모드로부터 표시 모드로 전환하도록 제어하여도 좋다.
표시부(7402)는 이미지 센서로서 기능시킬 수도 있다. 예를 들어, 표시부(7402)에 손바닥이나 손가락으로 터치하여 장문(掌紋)이나 지문 등을 촬상(撮像)함으로써 본인 인증을 수행할 수 있다. 또한, 표시부에 근적외광(近赤外光)을 발광하는 백 라이트 또는 근적외광을 발광하는 센싱용 광원을 사용하면, 손가락 정맥(靜脈), 손바닥 정맥 등을 촬상할 수도 있다.
또한, 본 실시형태에 기재된 구성은 실시형태 1 내지 실시형태 4에 기재된 구성을 적절히 조합하여 사용할 수 있다.
상술한 바와 같이 실시형태 1 및 실시형태 2에 기재된 발광 소자를 구비한 발광 장치의 적용 범위는 매우 넓고, 이 발광 장치를 다양한 분야의 전자 기기에 적용할 수 있다. 실시형태 1 및 실시형태 2에 기재된 발광 소자를 사용함으로써 소비 전력이 저감된 전자 기기를 얻을 수 있다. 또한, 실시형태 1 또는 실시형태 2에 기재된 발광 소자는 제조하기가 쉬운 발광 소자이므로 저렴한 전자 기기를 제공할 수 있다.
도 8은 실시형태 1 및 실시형태 2에 기재된 발광 소자를 백 라이트에 적용한 액정 표시 장치의 일례다. 도 8에 도시된 액정 표시 장치는 하우징(901), 액정층(902), 백 라이트 유닛(903) 및 하우징(904)을 갖고 액정층(902)은 드라이버 IC(905)와 접속되어 있다. 또한, 백 라이트 유닛(903)에는 실시형태 1 및 실시형태 2에 기재된 발광 소자가 사용되고 단자(906)에 의하여, 전류가 공급된다.
실시형태 1 및 실시형태 2에 기재된 발광 소자를 액정 표시 장치의 백 라이트에 적용함으로써, 소비 전력이 저감된 백 라이트를 얻을 수 있다. 또한, 실시형태 2에 기재된 발광 소자를 사용함으로써 면 발광의 조명 장치를 제작할 수 있고 또한 대면적화도 가능하다. 이로써 백 라이트의 대면적화가 가능하고, 액정 표시 장치의 대면적화도 가능하게 된다. 더구나, 실시형태 2에 기재된 발광 소자가 적용된 발광 장치는 종래에 비하여 두께를 얇게 할 수 있기 때문에, 표시 장치의 박형화도 가능하게 된다.
도 9는, 실시형태 1 및 실시형태 2에 기재된 발광 소자를, 조명 장치인 전기 스탠드에 사용한 예다. 도 9에 도시된 전기 스탠드는 하우징(2001) 및 광원(2002)을 갖고, 광원(2002)으로서 실시형태 4에 기재된 조명 장치가 사용된다.
도 10은 실시형태 1 및 실시형태 2에 기재된 발광 소자를 실내의 조명 장치(3001)로서 사용한 예다. 실시형태 1 및 실시형태 2에 기재된 발광 소자는 소비 전력이 저감된 발광 소자이기 때문에, 소비 전력이 저감된 조명 장치로 할 수 있다. 또한, 실시형태 1 및 실시형태 2에 기재된 발광 소자는 대면적화가 가능하기 때문에 대면적의 조명 장치로서 사용할 수 있다. 또한, 실시형태 1 및 실시형태 2에 기재된 발광 소자는 박형이기 때문에 박형화된 조명 장치로서 사용할 수 있다.
실시형태 1 및 실시형태 2에 기재된 발광 소자는 자동차의 앞창이나 데쉬보드(dashboard)에도 탑재할 수 있다. 도 11에 실시형태 2에 기재된 발광 소자를 자동차의 앞창이나 데쉬보드에 사용하는 일 형태를 도시하였다. 표시(5000) 내지 표시(5005)는 실시형태 1 및 실시형태 2에 기재된 발광 소자를 사용하여 제공된 표시다.
표시(5000)와 표시(5001)는 실시형태 1 및 실시형태 2에 기재된 발광 소자를 자동차의 앞창에 탑재한 표시 장치다. 실시형태 1 및 실시형태 2에 기재된 발광 소자는 제 1 전극과 제 2 전극을 투광성을 갖는 전극으로 제작함으로써 반대 측이 비쳐 보이는 소위 시스루 상태의 표시 장치로 할 수 있다. 시스루 상태의 표시라면 자동차의 앞창에 설치하더라도 시야를 저해하지 않고 설치할 수 있다. 또한, 구동시키기 위하여 트랜지스터 등을 제공하는 경우에는, 유기 반도체 재료에 의한 유기 트랜지스터나, 산화물 반도체를 사용한 트랜지스터 등 투광성을 갖는 트랜지스터를 사용하면 좋다.
표시(5002)는 필러(pillar) 부분에 설치된 실시형태 1 및 실시형태 2에 기재된 발광 소자를 탑재한 표시 장치다. 표시(5002)에는 차체에 제공된 촬상 수단으로부터의 영상을 표시함으로써 필러로 차단된 시계를 보완시킬 수 있다. 또한, 마찬가지로, 데쉬보드 부분에 제공된 표시(5003)는 차체로 인하여 차단된 시계를 자동차의 외측에 제공된 촬상 수단으로부터의 영상을 표시함으로써 사각을 보충하고 안전성을 높일 수 있다. 보이지 않는 부분을 보완하도록 영상을 표시함으로써 더 자연스럽고 위화감이 없이 안전을 확인할 수 있다.
표시(5004)나 표시(5005)는 내비게이션 정보, 스피드미터(speedometer)나 태코미터(tachometer), 주행 거리, 급유량, 기어 상태, 에어컨디셔너의 설정 등, 이들 외에도 다양한 정보를 제공할 수 있다. 표시는 사용자의 기호에 맞춰서 적절히 그 표시 항목이나 레이아웃(layout)을 변경할 수 있다. 또한, 이들 정보는 표시(5000) 내지 표시(5003)에도 제공할 수 있다. 또한, 표시(5000) 내지 표시(5005)는 조명 장치로서 사용할 수도 있다.
실시형태 1 및 실시형태 2에 기재된 발광 소자는 발광 효율이 높은 발광 소자로 할 수 있다. 또한, 소비 전력이 작은 발광 장치로 할 수 있다. 따라서 표시(5000) 내지 표시(5005)에 큰 화면을 다수 설치하더라도 배터리에 부하를 가하는 경우가 적고 쾌적하게 사용할 수 있기 때문에 실시형태 1 및 실시형태 2에 기재된 발광 소자를 사용한 발광 장치 또는 조명 장치는, 차재용의 발광 장치 또는 조명 장치로서 적합하게 사용할 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 폴더형 태블릿형 단말의 일례다. 도 12a는 펼친 상태이며, 태블릿형 단말은 하우징(9630), 표시부(9631a), 표시부(9631b), 표시 모드 전환 스위치(9034), 전원 스위치(9035), 전력 절약 모드 전환 스위치(9036), 후크(9033), 조작 스위치(9038)를 갖는다. 또한, 상기 태블릿형 단말은, 실시형태 1 및 실시형태 2에 기재된 발광 소자를 구비한 발광 장치를 표시부(9631a), 표시부(9631b)의 한쪽 또는 양쪽에 사용함으로써 제작된다.
표시부(9631a)는 일부를 터치 패널 영역(9632a)으로 할 수 있고, 표시된 조작 키(9637)에 터치함으로써 데이터를 입력할 수 있다. 또한 일례로서 표시부(9631a)에서는 영역의 반이 표시만 하는 기능을 갖는 구성이고 영역의 나머지 반이 터치 패널 기능을 갖는 구성을 도시하였지만, 상기 구성에 한정되지 않는다. 표시부(9631a)의 모든 영역이 터치 패널 기능을 갖는 구성으로 하여도 좋다. 예를 들어, 표시부(9631a)의 전체면에 키보드 버튼을 표시시켜서 터치 패널로 하고, 표시부(9631b)를 표시 화면으로서 사용할 수 있다.
또한, 표시부(9631b)에서도 표시부(9631a)와 마찬가지로, 표시부(9631b)의 일부를 터치 패널 영역(9632b)으로 할 수 있다. 또한 터치 패널의 키보드 표시 전환 버튼(9639)이 표시되어 있는 위치를 손가락이나 스타일러스 등으로 터치함으로써 표시부(9631b)에 키보드 버튼을 표시시킬 수 있다.
또한, 터치 패널 영역(9632a)과 터치 패널 영역(9632b)에 대하여 동시에 터치 입력할 수도 있다.
또한 표시 모드 전환 스위치(9034)는 세로 표시 또는 가로 표시 등의 표시 방향을 전환하고, 흑백 표시나 컬러 표시의 전환 등을 선택할 수 있다. 전력 절약 모드 전환 스위치(9036)는 태블릿형 단말에 내장된 광 센서로 검출되는 사용시의 외광의 광량에 따라 표시의 휘도를 최적인 휘도로 할 수 있다. 태블릿형 단말은 광 센서뿐만 아니라, 자이로, 가속도 센서 등 기울기를 검출하는 센서 등의 다른 검출 장치를 내장시켜도 좋다.
또한, 도 12a에서는 표시부(9631b)와 표시부(9631a)의 표시 면적이 같은 예를 도시하였지만 특별히 한정되지 않고 한쪽 사이즈와 다른 한쪽 사이즈가 상이하여도 좋고, 표시 품질도 상이하여도 좋다. 예를 들어, 한쪽이 다른 한쪽보다 고정세하게 표시할 수 있는 표시 패널로 하여도 좋다.
도 12b는 닫은 상태이며, 본 실시형태에서의 태블릿형 단말에서는, 하우징(9630), 태양 전지(9633), 충방전 제어 회로(9634), 배터리(9635), DCDC 컨버터(9636)를 구비하는 예를 도시하였다. 또한, 도 12b에는 충방전 제어 회로(9634)의 일례로서 배터리(9635), DCDC 컨버터(9636)를 갖는 구성을 도시하였다.
또한, 태블릿형 단말은 반으로 접을 수 있기 때문에, 사용하지 않을 때는 하우징(9630)을 닫은 상태로 할 수 있다. 따라서, 표시부(9631a), 표시부(9631b)를 보호할 수 있기 때문에 내구성이 뛰어나고 장기 사용의 관점에서 봐도 신뢰성이 뛰어난 태블릿형 단말을 제공할 수 있다.
또한, 상술한 외에도 도 12a 및 도 12b에 도시된 태블릿형 단말은 다양한 정보(정지 화상, 동영상, 텍스트 화상 등)를 표시하는 기능, 달력, 날짜 또는 시각 등을 표시부에 표시시키는 기능, 표시부에 표시시킨 정보를 터치 입력 조작 또는 편집하는 터치 입력 기능, 다양한 소프트 웨어(프로그램)에 의하여 처리를 제어하는 기능 등을 가질 수 있다.
태블릿형 단말의 표면에 장착된 태양 전지(9633)에 의하여, 전력을 터치 패널, 표시부, 또는 영상 신호 처리부 등에 공급할 수 있다. 또한, 태양 전지(9633)는 하우징(9630)의 한쪽 면 또는 양쪽 면에 제공되면 배터리(9635)를 효율적으로 충전할 수 있는 구성으로 할 수 있기 때문에 바람직하다.
또한, 도 12b에 도시된 충방전 제어 회로(9634)의 구성 및 동작에 대하여 도 12c에 블록도를 도시하여 설명한다. 도 12c에는 태양 전지(9633), 배터리(9635), DCDC 컨버터(9636), 컨버터(9638), 스위치(SW1) 내지 스위치(SW3), 표시부(9631)가 도시되어 있지만, 배터리(9635), DCDC 컨버터(9636), 컨버터(9638), 스위치(SW1) 내지 스위치(SW3)가 도 12b에 도시된 충방전 제어 회로(9634)에 대응하는 개소에 상당한다.
먼저, 외광에 의하여 태양 전지(9633)로 발전되는 경우의 동작예에 대하여 설명한다. 태양 전지에 의하여 발전된 전력은 배터리(9635)를 충전시키기 위한 전압이 되도록 DCDC 컨버터(9636)로 승압 또는 강압된다. 그리고, 표시부(9631)의 동작에 태양 전지(9633)에 의하여 충전된 전력이 사용될 때에는 스위치(SW 1)를 온으로 하고, 컨버터(9638)로 표시부(9631)에 필요한 전압으로 승압 또는 강압된다. 또한, 표시부(9631)에서 표시를 수행하지 않을 때에는, 스위치(SW 1)를 오프로 하며, 스위치(SW 2)를 온으로 하여 배터리(9635)를 충전하는 구성으로 하면 좋다.
또한, 태양 전지(9633)에 대해서는, 발전 수단의 일례로서 제시하였지만, 발전 수단은 특별히 한정되지 않으며, 압전 소자(피에조 소자(piezoelectric element))나 열전 변환 소자(펠티어 소자(Peltier element)) 등의 다른 발전 수단에 의하여 배터리(9635)를 충전하는 구성이라도 좋다. 무선(비접촉)으로 전력을 송수신하여 충전하는 무접점 전력 전송 모듈이나, 또한 다른 충전 수단을 조합하여 충전하는 구성으로 하여도 좋고, 발전 수단을 갖지 않아도 좋다.
또한, 상술한 표시부(9631)를 구비하면 도 12에 도시된 형상의 태블릿형 단말에 한정되지 않는다.
101: 제 1 전극
102: 제 2 전극
103: EL층
111: 정공 주입층
112: 정공 수송층
113: 발광층
113a: 제 1 발광층
113b: 제 2 발광층
114: 전자 수송층
115: 전자 주입층
400: 기판
401: 제 1 전극
403: EL층
404: 제 2 전극
405: 실재
406: 실재
407: 봉지 기판
412: 패드
420: IC칩
601: 구동 회로부(소스선 구동 회로)
602: 화소부
603: 구동 회로부(게이트선 구동 회로)
604: 봉지 기판
605: 실재
607: 공간
608: 배선
609: FPC(플렉시블 프린트 서킷)
610: 소자 기판
611: 스위칭용 TFT
612: 전류 제어용 TFT
613: 제 1 전극
614: 절연물
616: EL층
617: 제 2 전극
618: 발광 소자
623: n채널형 TFT
624: p채널형 TFT
625: 건조재
901: 하우징
902: 액정층
903: 백 라이트 유닛
904: 하우징
905: 드라이버 IC
906: 단자
951: 기판
952: 전극
953: 절연층
954: 격벽층
955: EL층
956: 전극
1001: 기판
1002: 하지 절연막
1003: 게이트 절연막
1006: 게이트 전극
1007: 게이트 전극
1008: 게이트 전극
1020: 제 1 층간 절연막
1021: 제 2 층간 절연막
1022: 전극
1024W: 발광 소자의 제 1 전극
1024R: 발광 소자의 제 1 전극
1024G: 발광 소자의 제 1 전극
1024B: 발광 소자의 제 1 전극
1025: 격벽
1028: EL층
1029: 발광 소자의 제 2 전극
1031: 봉지 기판
1032: 실재
1033: 투명 기재
1034R: 적색 착색층
1034G: 녹색 착색층
1034B: 청색 착색층
1035: 흑색층(블랙 매트릭스)
1036: 오버 코트층
1037: 제 3 층간 절연막
1040: 화소부
1041: 구동 회로부
1042: 주변부
2001: 하우징
2002: 광원
3001: 조명 장치
5000: 표시
5001: 표시
5002: 표시
5003: 표시
5004: 표시
5005: 표시
7101: 하우징
7103: 표시부
7105: 스탠드
7107: 표시부
7109: 조작 키
7110: 리모트 컨트롤 조작기
7201: 본체
7202: 하우징
7203: 표시부
7204: 키보드
7205: 외부 접속 포트
7206: 포인팅 디바이스
7210: 제 2 표시부
7301: 하우징
7302: 하우징
7303: 연결부
7304: 표시부
7305: 표시부
7306: 스피커부
7307: 기록 매체 삽입부
7308: LED 램프
7309: 조작 키
7310: 접속 단자
7311: 센서
7401: 하우징
7402: 표시부
7403: 조작 버튼
7404: 외부 접속 포트
7405: 스피커
7406: 마이크
7400: 휴대 전화기
9033: 후크
9034: 스위치
9035: 전원 스위치
9036: 스위치
9038: 조작 스위치
9630: 하우징
9631: 표시부
9631a: 표시부
9631b: 표시부
9632a: 터치 패널 영역
9632b: 터치 패널 영역
9633: 태양 전지
9634: 충방전 제어 회로
9635: 배터리
9636: DCDC 컨버터
9637: 조작 키
9638: 컨버터
9639: 버튼

Claims (12)

  1. 발광 소자로서,
    제1 전극;
    상기 제1 전극 위의 제1 발광층으로서, 상기 제1 발광층은 제1 유기 화합물과 제2 유기 화합물의 혼합물을 포함하는, 상기 제1 발광층;
    상기 제1 발광층 위의 제2 발광층으로서, 상기 제2 발광층은 상기 제1 유기 화합물과 제3 유기 화합물의 혼합물을 포함하는, 상기 제2 발광층; 및
    상기 제2 발광층 위의 제2 전극
    을 포함하고,
    상기 제2 유기 화합물은 상기 제1 유기 화합물과 제1 여기 착체를 형성할 수 있고,
    상기 제3 유기 화합물은 상기 제1 유기 화합물과 제2 여기 착체를 형성할 수 있고,
    상기 제1 여기 착체의 제1 발광 피크와 상기 제2 여기 착체의 제2 발광 피크는 서로 상이한, 발광 소자.
  2. 발광 소자로서,
    제1 전극;
    상기 제1 전극 위의 제1 발광층으로서, 상기 제1 발광층은 제1 유기 화합물과 제2 유기 화합물의 혼합물을 포함하는, 상기 제1 발광층;
    상기 제1 발광층 위의 제2 발광층으로서, 상기 제2 발광층은 상기 제1 유기 화합물과 제3 유기 화합물의 혼합물을 포함하는, 상기 제2 발광층; 및
    상기 제2 발광층 위의 제2 전극
    을 포함하고,
    상기 제1 발광층은 상기 제2 발광층과 접하고,
    상기 제2 유기 화합물은 상기 제1 유기 화합물과 제1 여기 착체를 형성할 수 있고,
    상기 제3 유기 화합물은 상기 제1 유기 화합물과 제2 여기 착체를 형성할 수 있고,
    상기 제1 여기 착체의 제1 발광 피크와 상기 제2 여기 착체의 제2 발광 피크는 서로 상이한, 발광 소자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 발광층에서, 상기 제2 유기 화합물에 대한 상기 제1 유기 화합물의 함유량비는 1:9 내지 9:1인, 발광 소자.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 발광층에서, 상기 제3 유기 화합물에 대한 상기 제1 유기 화합물의 함유량비는 1:9 내지 9:1인, 발광 소자.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 유기 화합물은 전자 수송성을 갖는, 발광 소자.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 여기 착체 및 상기 제2 여기 착체 중 하나의 일중항 여기 준위와 삼중항 여기 준위의 에너지 차이는 0.2eV 이하인, 발광 소자.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 여기 착체 및 상기 제2 여기 착체 중 하나는 지연 형광을 나타내는, 발광 소자.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 발광 소자의 발광 스펙트럼은 2개의 피크를 갖는, 발광 소자.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 발광 소자의 발광 스펙트럼은 상기 제1 여기 착체와 상기 제2 여기 착체 양쪽 모두의 지연 형광을 포함하는, 발광 소자.
  10. 발광 장치로서,
    제1항 또는 제2항에 따른 발광 소자를 포함하는, 발광 장치.
  11. 발광 장치로서,
    제1항 또는 제2항에 따른 발광 소자; 및
    상기 발광 소자를 제어하는 수단
    을 포함하는, 발광 장치.
  12. 전자 기기로서,
    제11항에 따른 발광 장치를 포함하는, 전자 기기.
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