TWI532822B - 利用磷光之發光裝置,電子裝置及照明裝置 - Google Patents

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Description

利用磷光之發光裝置,電子裝置及照明裝置
本發明的一個具體實施方式係關於一種利用磷光發光的發光裝置。該發光裝置藉由具備具有包含能夠將三重激發態能轉換成發光的有機金屬銥錯合物的EL層的發光元件來得到磷光發光。另外,本發明的一個具體實施方式係關於一種利用磷光發光的電子裝置及照明裝置。
有機化合物藉由吸收光成為激發態。並且,藉由該激發態,有些情況發生各種反應(光化學反應),或有些情況則產生發光(luminescence)。因此有機化合物應用於各種用途。
作為光化學反應的一個例子,已知有單態氧與不飽和有機分子的反應(加氧(oxygen addition))(例如,參照非專利文獻1)。因為氧分子的基態是三重態,所以單態的氧(單態氧)不藉由直接光激發而產生。但是,在其他三重激發態分子的存在下產生單態氧,而可以發生加氧反應。此時,能夠形成三重激發態分子的化合物被稱為光敏劑。
如上所述,為了產生單態氧,需要使用能夠藉由光激發形成三重激發態分子的光敏劑。但是,因為通常的有機化合物之基態是單態,所以光激發至三重激發態分子是禁制躍遷,故不容易產生三重激發態分子。因此,作為這種 光敏劑,需求容易發生從單重激發態到三重激發態的系間跨越(intersystem crossing)的化合物(或者,允許光激發直接躍遷至三重激發態的禁制躍遷之化合物)。換言之,這種化合物可以用作光敏劑,可以說是有益的。
另外,這種化合物常常發射磷光。磷光是指於多重態的不同能量之間躍遷而產生的發光,在通常的有機化合物中,磷光是指當從三重激發態回到單重基態時產生的發光(另一方面,當從單重激發態回到單重基態時的發光被稱為螢光)。作為能夠發射磷光的化合物,即能夠將三重激發態轉換成發光的化合物(以下,稱為磷光化合物)的應用領域,可以舉出以有機化合物為發光物質的發光元件。
這種發光元件的結構是在電極之間設置包含作為發光物質的有機化合物之發光層的簡單結構。這種發光元件具有薄型輕量、高速回應性及直流低電壓驅動等的特性,由此作為下一代的平板顯示元件而受到關注。另外,使用這種發光元件的顯示器還具有優異的對比度、清晰的影像品質及廣視角的特徵。
以有機化合物為發光物質的發光元件的發光機理是載子注入型。換言之,藉由將發光層夾在電極之間並施加電壓,從電極注入的電子和電洞重新結合,使發光物質成為激發態,當該激發態回到基態時發光。並且,作為激發態的種類,與上述光激發的情況同樣,可以是單重激發態(S)和三重激發態(T)。此外,在發光元件中,單重激發態和三重激發態的統計學上的生成比率被認為是S: T=1:3。
在將單重激發態轉換成發光的化合物(以下稱為螢光化合物)中,在室溫下僅觀察到來自單重激發態的發光(螢光),而觀察不到來自三重激發態的發光(磷光)。因此,基於S:T=1:3的關係,使用螢光化合物的發光元件中的內部量子效率(所產生的光子相對於所注入的載子的比率)的理論極限被認為是25%。
另一方面,如果使用含有上述磷光化合物的發光元件,則內部量子效率在理論上可以提高到75%至100%。換言之,發光效率可以為含有螢光化合物的發光元件之3倍至4倍。根據這些理由,為了實現高效率的發光元件,近年來對使用磷光化合物的發光元件的開發積極地進行(例如,參照非專利文獻2)。尤其是,作為磷光化合物,以銥等為中心金屬的有機金屬錯合物由於其高磷光量子產率而已受到關注。
[參考文獻]
[非專利文獻1]井上晴夫(Inoue, Haruo)以及3名,基本化學歷程,光化學I (Basic Chemistry Course PHOTOCHEMISTRY I)(Maruzen Co., Ltd.出版),第106-110頁)
[非專利文獻2]Zhang, Guo-Lin以及5名,Gaodeng Xuexiao Huaxue Xuebao(高等學校化學學報)(2004), vol.25, No.3, p.397-400
本發明的一個具體實施方式的目的之一是提供一種新的利用磷光發光的發光裝置。另外,本發明的一個具體實施方式的目的之一是提供一種利用磷光發光的電子裝置及照明裝置。
本發明的一個具體實施方式是一種包含磷光有機金屬銥錯合物的發光裝置,其中在第4位置具有芳基的嘧啶之第3位置的氮配位至銥,嘧啶在第2、5和6位置中的任一者具有烷基或芳基,並且嘧啶的第4位置的芳基的鄰位與銥鍵結而具有鄰位金屬化的結構。
另外,具有上述結構的磷光有機金屬銥錯合物是具有以下述通式(G1)表示的結構的磷光有機金屬銥錯合物。
(在式中,Ar表示經取代或未經取代的芳基,R1至R3分別獨立地表示氫、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷基和經取代或未經取代之具有6至10個碳原子的芳基中的任一者。注意,R1至R3中的至少一者表示經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷基或經取代或未經取代之具有6至10個碳原子的芳基)。
另外,本發明的另一個具體實施方式是一種包含磷光有機金屬銥錯合物的發光裝置,其中在第2位置元具有芳 基的1,3,5-三嗪之第1位置的氮配位至銥,1,3,5-三嗪在第4或6位置具有取代基,並且芳基的鄰位與銥鍵結而具有鄰位金屬化的結構。
另外,具有上述結構的磷光有機金屬銥錯合物是具有以下述通式(G2)表示的結構的磷光有機金屬銥錯合物。
(在式中,Ar表示經取代或未經取代的芳基,R4和R5分別獨立地表示氫、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷氧基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷硫基、鹵基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的鹵代烷基和經取代或未經取代之具有6至10個碳原子的芳基中的任一者。注意,R4和R5中的至少一者表示經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷氧基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷硫基、鹵基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的鹵代烷基和經取代或未經取代之具有6至10個碳原子的芳基中的任一者)。
另外,具有以通式(G1)及(G2)表示的結構且在該結構中形成最低三重激發態的磷光有機金屬銥錯合物能夠高效地發射磷光,所以是較佳的。
在此,作為具有以上述通式(G1)表示的結構的磷光有機金屬銥錯合物,明確而言,以下述通式(G3)表示的磷光有機金屬銥錯合物是較佳的。
(在式中,Ar表示經取代或未經取代的芳基,R1至R3分別獨立地表示氫、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷基和經取代或未經取代之具有6至10個碳原子的芳基中的任一者。注意,R1至R3中的至少一者表示經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷基或經取代或未經取代之具有6至10個碳原子的芳基。另外,L表示單陰離子配體)。
另外,作為具有以上述通式(G2)表示的結構的磷光有機金屬銥錯合物,明確而言,以下述通式(G4)表示的磷光有機金屬銥錯合物是較佳的。
(在式中,Ar表示經取代或未經取代的芳基,R4和 R5分別獨立地表示氫、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷氧基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷硫基、鹵基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的鹵代烷基和經取代或未經取代之具有6至10個碳原子的芳基中的任一者。注意,R4和R5中的至少一者表示經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷氧基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷硫基、鹵基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的鹵代烷基和經取代或未經取代之具有6至10個碳原子的芳基中的任一者。另外,L表示單陰離子配體)。
此外,以上述通式(G3)或通式(G4)中的單陰離子配體L較佳為是具有β-二酮結構的單陰離子雙齒螯合配體、具有羧基的單陰離子雙齒螯合配體、具有酚式羥基的單陰離子雙齒螯合配體和兩個配體元素都是氮的單陰離子雙齒螯合配體中的任一者。單陰離子配體L特別佳的是以下述結構式(L1)至(L7)中任一者表示的單陰離子配體。因為這些配體的配位能力高,且可以低廉地得到,所以是有用的。
(在式中,R21至R58分別獨立地表示氫、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷基、鹵基、乙烯基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的鹵代烷基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷氧基和經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷硫基中之任一者。另外,A1至A4分別獨立地表示氮、與氫鍵結的sp2混成碳或與取代基R鍵結的sp2混成碳中之任一者。取代基R表示具有1至4個碳原子的烷基、鹵基、具有1至4個碳原子的鹵代烷基或苯基中之任一者)。
另外,作為具有以上述通式(G1)表示的結構的磷光有機金屬銥錯合物,明確而言,以下述通式(G5)表示的磷光有機金屬銥錯合物是較佳的。
(在式中,Ar表示經取代或未經取代的芳基,R1至R3分別獨立地表示氫、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷基和經取代或未經取代之具有6至10個碳原子的芳基中的任一者。注意,R1至R3中的至少一者表示經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷基或經取代或未經取代之具有6至10個碳原子的芳基)。
另外,作為具有以上述通式(G2)表示的結構的磷光有機金屬銥錯合物,明確而言,以下述通式(G6)表示的磷光有機金屬銥錯合物是較佳的。
(在式中,Ar表示經取代或未經取代的芳基,R4和R5分別獨立地表示氫、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷氧基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷硫基、鹵基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的鹵代烷基和經取代或未經取代之具有6至10個碳原子的 芳基中的任一者。注意,R4和R5中的至少一者表示經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷氧基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷硫基、鹵基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的鹵代烷基和經取代或未經取代之具有6至10個碳原子的芳基中的任一者)。
另外,作為具有以上述通式(G1)至(G6)表示的結構的磷光有機金屬銥錯合物,明確而言,以下述結構式(100)至(104)中任一者表示的磷光有機金屬銥錯合物是較佳的。
另外,因為上述磷光有機金屬銥錯合物能夠發射磷光,換言之,能夠將三重激發態能轉換成發光且呈現發光,所以藉由將包含磷光有機金屬銥錯合物的發光元件應用於發光裝置來可以實現高效率化,從而是非常有效的。因此,本發明亦包括使用本發明之一個具體實施方式之有機金屬錯合物的發光元件。
另外,本發明的另一個具體實施方式的發光裝置具有在一對電極之間插置EL層而形成的發光元件。此外,包括在EL層中的發光層較佳為包含上述磷光有機金屬銥錯合物(客體材料)、第一有機化合物和第二有機化合物。此時,例如,藉由選擇具有電子捕捉性的化合物作為第一有機化合物,選擇具有電洞捕捉性的化合物作為第二有機化合物,則發光層內的複合效率得到提高,而可以實現低耗電量化。
或者,較佳為包括在EL層中的發光層包含上述磷光有機金屬銥錯合物(客體材料)、第一有機化合物和第二有機化合物,並且第一有機化合物和第二有機化合物的組合較佳形成激基複合物(exciplex)。因為在該發光元件中,可以藉由利用激基複合物的發射光譜與磷光化合物的吸收光譜的重疊的能量轉移來提高能量轉移效率,所以藉由將該發光元件應用於發光裝置,可以實現低耗電量化。
換言之,上述發光裝置具有如下結構:EL層設置在一對電極之間,該EL層包含磷光有機金屬銥錯合物、第 一有機化合物和第二有機化合物,在磷光有機金屬銥錯合物中,在第4位置具有芳基的嘧啶之第3位置的氮配位至銥,嘧啶在第2、5和6位置中的任一者具有烷基或芳基,並且嘧啶的第4位置的芳基的鄰位與銥鍵結而具有鄰位金屬化的結構,並且,第一有機化合物和第二有機化合物形成激基複合物。
另外,上述發光裝置的其他態樣是一種具有如下結構的發光裝置:EL層設置在一對電極之間,該EL層包含磷光有機金屬銥錯合物、第一有機化合物和第二有機化合物,在磷光有機金屬銥錯合物中,在第2位置具有芳基的1,3,5-三嗪之第1位置的氮配位至銥,1,3,5-三嗪在第4或6位置具有取代基,並且芳基的鄰位與銥鍵結而具有鄰位金屬化的結構,並且,第一有機化合物和第二有機化合物形成激基複合物。
再者,本發明的另一個具體實施方式的發光裝置具有發光元件(所謂的串聯型發光元件),該發光元件在一對電極之間層疊多個包含上述磷光有機金屬銥錯合物的EL層而插置電荷產生層。另外,串聯型發光元件可以在保持低電流密度的同時實現高亮度區域中的發光。因為可以保持低電流密度,可以實現長壽命元件,從而藉由將該發光元件應用於發光裝置,可以進行低電壓驅動,並且實現低耗電量化。
就是說,上述發光裝置具有如下結構:多個EL層設置在一對電極之間,該多個EL層中的至少一層(較佳為 一、二或三層)包含磷光有機金屬銥錯合物,其中在第4位置具有芳基的嘧啶之第3位置的氮配位至銥,所述嘧啶在第2、5和6位置中的任一者具有烷基或芳基,並且嘧啶的第4位置的芳基的鄰位與所述銥鍵結而具有鄰位金屬化的結構。
另外,上述發光裝置的其他態樣是一種具有如下結構的發光裝置:EL層設置在一對電極之間,該多個EL層中的至少一層(較佳為一、二或三層)包含磷光有機金屬銥錯合物,其中在第2位置具有芳基的1,3,5-三嗪之第1位置的氮配位至銥,所述1,3,5-三嗪在位第4或6位置具有取代基,並且所述芳基的鄰位與所述銥鍵結而具有鄰位金屬化的結構。
另外,本發明還包括具有串聯型發光元件的發光裝置,其具有如下結構中任一者:從包含磷光有機金屬銥錯合物的EL層得到磷光發光的結構;多個EL層具有至少一層不包含磷光有機金屬銥錯合物的EL層的結構;以及多個EL層具有包含磷光有機金屬銥錯合物且得到磷光發光的EL層和不包含磷光有機金屬銥錯合物且得到螢光發光的EL層二者的結構。
此外,本發明的另一個具體實施方式的發光裝置包括在一對電極之間插置包含上述磷光有機金屬銥錯合物的EL層而形成的發光元件。另外,該一對電極中的一方電極用作反射電極,另一方電極用作半透射.半反射電極,並且,以使每個發光元件發射波長不同的光的方式調節兩 個電極之間的光程。藉由將這種發光元件應用於發光裝置(所謂的微腔結構的發光裝置),可以加強特定波長的正面方向的發光強度,從而可以實現低耗電量化。該結構是當將其應用於使用三或更多種顏色的像素的彩色顯示器(影像顯示裝置)時特別有效的。
換言之,上述發光裝置包括第一發光元件,其具有:反射電極、以與反射電極接觸的方式形成的第一透明導電層、以與第一透明導電層接觸的方式形成的EL層及以與EL層接觸的方式形成的半透射.半反射電極;第二發光元件,其具有:反射電極、以與反射電極接觸的方式形成的第二透明導電層、以與第二透明導電層接觸的方式形成的EL層及以與EL層接觸的方式形成的半透射.半反射電極;以及第三發光元件,其具有:反射電極、以與反射電極接觸的方式形成的EL層及以與EL層接觸的方式形成的半透射.半反射電極。該EL層包含磷光有機金屬銥錯合物,其中,在第4位置具有芳基的嘧啶之第3位置的氮配位至銥,嘧啶在第2、5和6位置中的任一者具有烷基或芳基,並且嘧啶的第4位置的芳基的鄰位與銥鍵結而具有鄰位金屬化的結構。並且,藉由將第一透明導電層和第二透明導電層的總厚度分別設定為所希望的總厚度,使得從第一發光元件發射波長比第二發光元件長的光,從第二發光元件發射波長比第三發光元件長的光。
另外,上述發光裝置的另一態樣是包括下列的發光裝置:第一發光元件,其具有:反射電極、以與反射電極接 觸的方式形成的第一透明導電層、以與第一透明導電層接觸的方式形成的EL層及以與EL層接觸的方式形成的半透射.半反射電極;第二發光元件,其具有:反射電極、以與反射電極接觸的方式形成的第二透明導電層、以與第二透明導電層接觸的方式形成的EL層及以與EL層接觸的方式形成的半透射.半反射電極;以及第三發光元件,其具有:反射電極、以與反射電極接觸的方式形成的EL層及以與EL層接觸的方式形成的半透射.半反射電極。該EL層包含磷光有機金屬銥錯合物,其中,在第2位置具有芳基的1,3,5-三嗪之第1位置的氮配位至銥,1,3,5-三嗪在第4或6位置具有取代基,並且芳基的鄰位與銥鍵結而具有鄰位金屬化的結構。並且,藉由將第一透明導電層和第二透明導電層的總厚度分別設定為所希望的總厚度,使得從第一發光元件發射波長比第二發光元件長的光,從第二發光元件發射波長比第三發光元件長的光。
另外,組合上述微腔結構的發光裝置和上面所說明的串聯型發光元件而構成的發光裝置也包括在本發明中。
此外,本發明的其他具體實施方式不僅包括具有發光元件的發光裝置,而且還包括具有發光裝置的電子裝置及照明裝置。因此,本說明書中的發光裝置是指影像顯示裝置、發光裝置或光源(例如照明裝置)。另外,發光裝置還包括如下模組:發光裝置連接至連接器諸如FPC(Flexible printed circuit:撓性印刷電路)、TAB(Tape Automated Bonding:載帶自動接合)帶或TCP(Tape Carrier Package:載帶封裝)的模組;將印刷線路板設置於TAB帶或TCP端部的模組;或者藉由COG(Chip On Glass:玻璃上晶片)方式將IC(積體電路)直接安裝到發光元件上的模組。
本發明的一個具體實施方式可以提供一種新的利用磷光發光的發光裝置。另外,本發明的一個具體實施方式可以提供一種利用磷光發光的電子裝置及照明裝置。
下面,參照圖式詳細地說明本發明的具體實施方式和實施例。但是,本發明不侷限於以下說明的內容,其態樣及詳細內容在不脫離本發明的宗旨及其範圍的情況下可以被變換為各種各樣的形式。因此,本發明不應該被解釋為僅限定在下面所示的具體實施方式和實施例所記載的內容中。
(具體實施方式1)
在本具體實施方式中,作為能夠應用於利用磷光發光的發光裝置的發光元件,參照圖1對將磷光有機金屬銥錯合物用於發光層的發光元件進行說明。
在本具體實施方式所示的發光元件中,如圖1所示,在一對電極(第一電極(陽極)101與第二電極(陰極)103)之間夾有包括發光層113的EL層102,EL層102除了發光層113之外,還包括電洞注入層111、電洞傳輸 層112、電子傳輸層114、電子注入層115、電荷產生層(E)116等。
藉由對這種發光元件施加電壓,從第一電極101一側注入的電洞和從第二電極103一側注入的電子在發光層113中重新結合以使磷光有機金屬銥錯合物成為激發態。並且,當該處於激發態的磷光有機金屬銥錯合物回到基態時發光。像這樣,本發明的一個具體實施方式的磷光有機金屬銥錯合物用作發光元件中的發光物質。
另外,EL層102中的電洞注入層111是包含電洞傳輸性高的物質和受體物質的層。由於受體物質從電洞傳輸性高的物質抽出電子,由此產生電洞。因此,電洞經由電洞傳輸層112從電洞注入層111注入到發光層113。
另外,電荷產生層(E)116是包含電洞傳輸性高的物質和受體物質的層。由於受體物質從電洞傳輸性高的物質抽出電子,因此被抽出的電子經由電子傳輸層114從具有電子注入性的電子注入層115注入到發光層113。
下面,對製造本具體實施方式所示的發光元件的具體例子進行說明。
作為第一電極(陽極)101及第二電極(陰極)103,可以使用金屬、合金、導電化合物及它們的混合物等。明確而言,可以使用氧化銦-氧化錫(ITO:Indium Tin Oxide)、包含矽或氧化矽的氧化銦-氧化錫、氧化銦-氧化鋅(Indium Zinc Oxide)、包含氧化鎢及氧化鋅的氧化銦、金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr) 、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)、和鈦(Ti)。此外,還可以使用屬於元素週期表中第1族或第2族的元素,例如鹼金屬諸如鋰(Li)或銫(Cs)等、鹼土金屬諸如鈣(Ca)或鍶(Sr)等、鎂(Mg)、及包含它們的合金(MgAg、AlLi)、稀土金屬諸如銪(Eu)或鐿(Yb)等、包含它們的合金及石墨烯等。另外,第一電極(陽極)101及第二電極(陰極)103可以藉由濺射法、蒸鍍法(包括真空蒸鍍法)等來形成。
作為用於電洞注入層111、電洞傳輸層112及電荷產生層(E)116的電洞傳輸性高的物質,例如可以舉出芳香胺化合物,例如4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯胺基]聯苯(簡稱:NPB或α-NPD)、N,N’-雙(3-甲基苯基)-N,N’-二苯基-[1,1’-聯苯基]-4,4’-二胺(簡稱:TPD)、4,4’,4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(簡稱:TCTA)、4,4’,4”-三(N,N-二苯胺基)三苯胺(簡稱:TDATA)、4,4’,4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯胺基]三苯胺(簡稱:MTDATA)、和4,4’-雙[N-(螺-9,9’-二茀-2-基)-N-苯胺基]聯苯(簡稱:BSPB);3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯胺基]-9-苯基咔唑(簡稱:PCzPCA1)、3,6-雙[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯胺基]-9-苯基咔唑(簡稱:PCzPCA2);3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)胺基]-9-苯基咔唑(簡稱:PCzPCN1)等。除上述以外,還可以使用下列咔唑衍生物和類似物:4,4’-二(N-咔唑基)聯苯(簡稱:CBP)、1,3,5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(簡稱:TCPB)、和9- [4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡稱:CzPA)等。這些物質主要是各自具有10-6 cm2/Vs或更高的電洞遷移率的物質。然而,還可以使用除上述材料之外的物質,只要該物質的電洞傳輸性高於電子傳輸性。
再者,還可以使用例如聚(N-乙烯咔唑)(簡稱:PVK)、聚(4-乙烯基三苯胺)(簡稱:PVTPA)、聚[N-(4-{N’-[4-(4-二苯胺基)苯基]苯基-N’-苯胺基}苯基)甲基丙烯醯胺](簡稱:PTPDMA)、或聚[N,N’-雙(4-丁基苯基)-N,N’-雙(苯基)聯苯胺](簡稱:Poly-TPD)等高分子化合物。
另外,作為用於電洞注入層111及電荷產生層(E)116的受體物質,可以舉出過渡金屬氧化物或屬於元素週期表中第4族至第8族中任一者的金屬的氧化物。明確地說,氧化鉬是特別佳的。
發光層113包含作為用作發光物質的客體材料之磷光有機金屬銥錯合物,及作為主體材料之三重激發態能比該磷光有機金屬銥錯合物的三重激發態能高的物質。
另外,上述磷光有機金屬銥錯合物是一種磷光有機金屬銥錯合物,其中在第4位置具有芳基的嘧啶之第3位置的氮配位至銥,嘧啶在第2、5和6位置中的任一者具有烷基或芳基,並且嘧啶的第4位置的芳基的鄰位與銥鍵結而具有鄰位金屬化的結構。並且,磷光有機金屬銥錯合物具有以下述通式(G1)表示的結構。
(在式中,Ar表示經取代或未經取代的芳基,R1至R3分別獨立地表示氫、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷基和經取代或未經取代之具有6至10個碳原子的芳基中的任一者。注意,R1至R3中的至少一者表示經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷基或經取代或未經取代之具有6至10個碳原子的芳基)。
再者,作為上述磷光有機金屬銥錯合物,也可以使用一種以下述通式(G2)表示的磷光有機金屬銥錯合物,在該磷光有機金屬銥錯合物中,在第2位置具有芳基的1,3,5-三嗪之第1位置的氮配位至銥,1,3,5-三嗪在第4或6位置具有取代基,並且芳基的鄰位與銥鍵結而具有鄰位金屬化的結構。
(在式中,Ar表示經取代或未經取代的芳基,R4和R5分別獨立地表示氫、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷氧基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷硫基、鹵基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的 鹵代烷基和經取代或未經取代之具有6至10個碳原子的芳基中的任一者。注意,R4和R5中的至少一者表示經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷氧基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷硫基、鹵基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的鹵代烷基和經取代或未經取代之具有6至10個碳原子的芳基中的任一者)。
在此,具有以通式(G1)或(G2)表示的結構且在該結構中形成最低三重激發態的磷光有機金屬銥錯合物能夠高效地發射磷光,所以是較佳的。為了實現這種態樣,例如,以使得該結構的最低三重激發態能相等於或低於涵蓋在該磷光有機金屬銥錯合物內的其他骨架(其他配體)的最低三重激發態能之方式,選擇該其他骨架(其他配體)。藉由採用這種結構,不管該結構以外的骨架(配體),也最後在該結構中形成最低三重激發態能,因此可以得到來源自該結構的磷光發光。從而,可以得到高效率的磷光發光。例如,可以舉出具有該結構的乙烯基聚合物作為側鏈等。
另外,作為具有以上述通式(G1)表示的結構的磷光有機金屬銥錯合物,以下述通式(G3)表示的磷光有機金屬銥錯合物是較佳的。
(在式中,Ar表示經取代或未經取代的芳基,R1至R3分別獨立地表示氫、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷基和經取代或未經取代之具有6至10個碳原子的芳基中的任一者。注意,R1至R3中的至少一者表示經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷基或經取代或未經取代之具有6至10個碳原子的芳基。另外,L表示單陰離子配體)。
另外,作為具有以上述通式(G2)表示的結構的磷光有機金屬銥錯合物,以下述通式(G4)表示的磷光有機金屬銥錯合物是較佳的。
(在式中,Ar表示經取代或未經取代的芳基,R4和R5分別獨立地表示氫、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷氧基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷硫基、鹵基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的鹵代烷基和經取代或未經取代之具有6至10個碳原子的芳基中的任一者。注意,R4和R5中的至少一者表示經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷基、經取代或未 經取代之具有1至4個碳原子的烷氧基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷硫基、鹵基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的鹵代烷基和經取代或未經取代之具有6至10個碳原子的芳基中的任一者。另外,L表示單陰離子配體)。
此外,以上述通式(G3)或通式(G4)中的單陰離子配體L較佳為是具有β-二酮結構的單陰離子雙齒螯合配體、具有羧基的單陰離子雙齒螯合配體、具有酚式羥基的單陰離子雙齒螯合配體和兩個配體元素都是氮的單陰離子雙齒螯合配體中的任一者。單陰離子配體L特別佳的是以下述結構式(L1)至(L7)中任一者表示的單陰離子配體。因為這些配體的配位能力高,且可以低廉地得到,所以是有用的。
(在式中,R21至R58分別獨立地表示氫、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷基、鹵基、乙烯基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的鹵代烷基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷氧基和經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷硫基中之任一者。另外,A1至A4分別獨立地表示氮、與氫鍵結的sp2混成碳和與取代基R鍵結的sp2混成碳中之任一者。取代基R表示具有1至4個碳原子的烷基、鹵基、具有1至4個碳原子的鹵代烷基和苯基中之任一者)。
另外,作為具有以上述通式(G1)表示的結構的磷光有機金屬銥錯合物,以下述通式(G5)表示的磷光有機金屬銥錯合物是較佳的。
(在式中,Ar表示經取代或未經取代的芳基,R1至R3分別獨立地表示氫、經取代或未經取代之具有1至4個 碳原子的烷基和經取代或未經取代之具有6至10個碳原子的芳基中的任一者。注意,R1至R3中的至少一者表示經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷基或經取代或未經取代之具有6至10個碳原子的芳基)。
另外,作為具有以上述通式(G2)表示的結構的磷光有機金屬銥錯合物,以下述通式(G6)表示的磷光有機金屬銥錯合物是較佳的。
(在式中,Ar表示經取代或未經取代的芳基,R4和R5分別獨立地表示氫、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷氧基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷硫基、鹵基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的鹵代烷基和經取代或未經取代之具有6至10個碳原子的芳基中的任一者。注意,R4和R5中的至少一者表示經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷氧基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷硫基、鹵基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的鹵代烷基和經取代或未經取代之具有6至10個碳原子的芳基中的任一者)。
另外,作為具有以上述通式(G1)至(G6)表示的結構的磷光有機金屬銥錯合物,明確而言,以下述結構式(100)至(106)中任一者表示的磷光有機金屬銥錯合物是較佳的。
另外,用來分散上述磷光有機金屬銥錯合物中任一者 的物質(即,主體材料)的較佳範例是如下:具有芳基胺骨架的化合物,諸如4-苯基-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(簡稱:PCBA1BP)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)胺基]-9-苯基咔唑(簡稱:PCzPCN1)、2,3-雙(4-二苯基胺基苯基)喹噁啉(簡稱:TPAQn)和NPB;咔唑衍生物,諸如CBP和4,4’,4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(簡稱:TCTA);含氮雜芳族化合物,諸如2-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]二苯並[f,h]喹噁啉(簡稱:2mDBTPDBq-II)、2-[3’-(二苯並噻吩-4-基)聯苯-3-基]二苯並[f,h]喹噁啉(簡稱:2mDBTBPDBq-II)或2-[4-(3,6-二苯基-9H-咔唑-9-基)苯基]二苯並[f,h]喹噁啉(簡稱:2CzPDBq-III);和金屬錯合物,諸如雙[2-(2-羥基苯基)吡啶]鋅(簡稱:Znpp2)、雙[2-(2-羥基苯基)苯並噁唑]鋅(簡稱:Zn(BOX)2)、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(4-苯基苯酚)鋁(簡稱:BAlq)和三(8-羥基喹啉)鋁(簡稱:Alq3)等。或者,也可使用高分子化合物諸如PVK。
另外,當發光層113包含上述磷光有機金屬銥錯合物(客體材料)和主體材料時,從而,可以從該發光層113得到發光效率高的磷光發光。
電子傳輸層114是包含電子傳輸性高的物質的層。作為電子傳輸層114,可以使用金屬錯合物,諸如Alq3、三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁(簡稱:Almq3)、雙(10-羥基苯並[h]-羥基喹啉)鈹(簡稱:BeBq2)、BAlq、 Zn(BOX)2或雙[2-(2-羥基苯基)-苯並噻唑]鋅(簡稱:Zn(BTZ)2)等。或者,也可以使用雜芳族化合物,諸如2-(4-聯苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(簡稱:PBD)、1,3-雙[5-(對叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2-基]苯(簡稱:OXD-7)、3-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-5-(4-聯苯基)-1,2,4-三唑(簡稱:TAZ)、3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-聯苯基)-1,2,4-三唑(簡稱:p-EtTAZ)、紅啡啉(簡稱:Bphen)、浴銅靈(簡稱:BCP)、或4,4’-雙(5-甲基苯並噁唑-2-基)二苯乙烯(簡稱:BzOs)。另外,或者,還可以使用高分子化合物,諸如聚(2,5-吡啶二基)(簡稱:PPy)、聚[(9,9-二己基茀-2,7-二基)-共-(吡啶-3,5-二基)](簡稱:PF-Py)、或聚[(9,9-二辛基茀-2,7-二基)-共-(2,2’-聯吡啶-6,6’-二基)](簡稱:PF-BPy)。在此所述的物質主要是電子遷移率為10-6 cm2/Vs或更高的物質。另外,除了上述物質之外,只要是電洞傳輸性比電子傳輸性高的物質,就可以用作電子傳輸層。
另外,作為電子傳輸層114,不僅採用單層,而且可以採用由上述物質構成的層之二或多層的疊層。
電子注入層115是包含電子注入性高的物質的層。作為電子注入層115,可以使用鹼金屬、鹼土金屬或它們的化合物,例如氟化鋰(LiF)、氟化銫(CsF)、氟化鈣(CaF2)或鋰氧化物(LiOx)。或者,可以使用例如氟化鉺(ErF3)的稀土金屬化合物。另外,或者,也可以使用上 述構成電子傳輸層114的物質。
或者,也可以將有機化合物與電子供體(供體)混合而成的複合材料用於電子注入層115。這種複合材料的電子注入性及電子傳輸性高,因為電子供體使得電子產生在有機化合物中。在此情況下,有機化合物較佳為是在傳輸所產生的電子方面性能優異的材料。具體地,例如,可以使用如上所述的構成電子傳輸層114的物質(例如,金屬錯合物和雜芳族化合物等)。作為電子供體,可使用對該有機化合物呈現電子給予性的物質。具體地,較佳為使用鹼金屬、鹼土金屬和稀土金屬,可以舉出鋰、銫、鎂、鈣、鉺、鐿等。另外,較佳為使用鹼金屬氧化物或鹼土金屬氧化物,例如可以舉出鋰氧化物、鈣氧化物、鋇氧化物等。或者,可以使用例如氧化鎂的路易士鹼。或者,也可以使用例如四硫富瓦烯(簡稱:TTF)的有機化合物。
另外,上述電洞注入層111、電洞傳輸層112、發光層113、電子傳輸層114、電子注入層115和電荷產生層(E)116分別可以藉由例如蒸鍍法(例如真空蒸鍍法)、噴墨法、或塗敷法的方法形成。
在上述發光元件中,因為在第一電極101和第二電極103之間產生的電位差而產生電流,並且因為在EL層102中電洞和電子重新結合而發光。然後,該發光穿過第一電極101和第二電極103中的任一者或兩者取出到外部。因此,第一電極101和第二電極103中的任一者或兩者為具有透光性的電極。
因為如上所說明的發光元件可以得到來源於磷光有機金屬銥錯合物的磷光發光,所以與使用螢光化合物的發光元件相比,可以實現更高效率的發光元件。
另外,本具體實施方式所示的發光元件是發光元件的結構的一個例子,但是也可以將其他具體實施方式所示的其他結構的發光元件應用於本發明的一個具體實施方式的發光裝置。此外,對於包括上述發光元件的發光裝置,可以製造被動矩陣型發光裝置和主動矩陣型發光裝置。還可以製造在其他具體實施方式所說明的包括與上述發光元件不同的發光元件之發光元件的微腔結構的發光裝置。上述發光裝置的每一者均包括在本發明中。
另外,在製造主動矩陣型發光裝置的情況下,對TFT的結構沒有特別的限制。例如,可以適當地使用交錯型TFT或反交錯型TFT。此外,形成在TFT基板上的驅動電路可以由n型TFT和p型TFT兩者形成或僅由n型TFT或p型TFT形成。並且,對用於TFT的半導體膜的結晶性也沒有特別的限制。例如,可以使用非晶形半導體膜、結晶形半導體膜、氧化物半導體膜等。
另外,本具體實施方式所示的結構可以與其他具體實施方式所示的結構中任一者適當地組合。
(具體實施方式2)
在本具體實施方式中,作為本發明的一個具體實施方式說明一種發光元件,其中,除了磷光有機金屬銥錯合物 之外,還將二或多種有機化合物用於發光層。
本具體實施方式所示的發光元件具有如圖2所示那樣的在一對電極(陽極201與陰極202)之間包括EL層203的結構。另外,EL層203至少具有發光層204,且EL層203還可以包括電洞注入層、電洞傳輸層、電子傳輸層、電子注入層、電荷產生層(E)等。此外,作為電洞注入層、電洞傳輸層、電子傳輸層、電子注入層、和電荷產生層(E),可以使用具體實施方式1所示的物質。
本具體實施方式所示的發光層204包括使用具體實施方式1所示的磷光有機金屬銥錯合物的磷光化合物205、第一有機化合物206及第二有機化合物207。另外,磷光化合物205是發光層204中的客體材料。此外,第一有機化合物206和第二有機化合物207在發光層204中含量較多的一者為發光層204中的主體材料。
當發光層204具有將上述客體材料分散到主體材料的結構時,可以抑制發光層的結晶化。另外,可以抑制由於客體材料的高濃度導致的濃度猝滅,因而發光元件具有較高的發光效率。
另外,第一有機化合物206和第二有機化合物207的每一者的三重激發態能的能階(T1能階)較佳高於磷光化合物205的T1能階。這是因為如下緣故:如果第一有機化合物206(或第二有機化合物207)的T1能階低於磷光化合物205的T1能階,則第一有機化合物206(或第二有機化合物207)使有助於發光的磷光化合物205的三 重激發態能猝滅(quench),而導致發光效率的降低。
在此,為了提高從主體材料到客體材料的能量轉移效率,考慮到分子之間的能量轉移機理,福斯特(Förster)機理(偶極-偶極交互作用)及德克斯特(Dexter)機理(電子交換交互作用)。根據這些機理,較佳的是,主體材料的發射光譜(從單重激發態的能量轉移中的螢光光譜,及從三重激發態的能量轉移中的磷光光譜)與客體材料的吸收光譜(更詳細地說,最長波長(最低能量)一側的吸收帶的光譜)的重疊的部分大。但是,通常難以使主體材料的螢光光譜與客體材料的最長波長(最低能量)一側的吸收帶的光譜重疊。這是因為如下緣故:因為主體材料的磷光光譜位於比螢光光譜較長波長(較低能量)一側,所以如果主體材料的螢光光譜與客體材料的最長波長(最低能量)一側的吸收帶的光譜重疊,則主體材料的T1能階低於磷光化合物的T1能階,而導致上述猝滅的問題;另一方面,為了避免猝滅的問題,當將主體材料的T1能階設定為高於磷光化合物的T1能階時,主體材料的螢光光譜偏移到較短波長(較高能量)一側,因此該螢光光譜不與客體材料的最長波長(最低能量)一側的吸收帶的光譜有任何重疊。從而,通常,難以將主體材料的螢光光譜與客體材料的最長波長(最低能量)一側的吸收帶的吸收光譜重疊並最大限度地提高主體材料的從單重激發態的能量轉移。
於是,在本具體實施方式中,第一有機化合物和第二 有機化合物的組合較佳形成激基複合物(也稱為“exciplex”)。此時,當在發光層204中的載子(電子及電洞)重新結合時,第一有機化合物206和第二有機化合物207形成激基複合物。因此,在發光層204中,第一有機化合物206的螢光光譜及第二有機化合物207的螢光光譜轉換為位於較長波長一側的激基複合物的發射光譜。並且,如果以使激基複合物的發射光譜與客體材料的吸收光譜的重疊部分變大的方式選擇第一有機化合物和第二有機化合物,則可以最大限度地提高從單重激發態的能量轉移。另外,關於三重激發態,也可以認為產生來自激基複合物的能量轉移,而不產生來自主體材料的能量轉移。
作為磷光化合物205,使用具體實施方式1所示的磷光有機金屬銥錯合物。另外,作為第一有機化合物206和第二有機化合物207的組合,只要是產生激基複合物的組合即可,但是,較佳為容易接受電子的化合物(電子捕捉性化合物)和容易接受電洞的化合物(電洞捕捉性化合物)之組合。
作為容易接受電子的化合物,較佳為使用缺π電子型雜芳族化合物,諸如含氮雜芳族化合物。例如,可以舉出喹噁啉衍生物或二苯並喹噁啉衍生物,其範例包括2-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]二苯並[f,h]喹噁啉(簡稱:2mDBTPDBq-II)、2-[3’-(二苯並噻吩-4-基)聯苯-3-基]二苯並[f,h]喹噁啉(簡稱:2mDBTBPDBq-II)、2-[4-(3,6-二苯基-9H-咔唑-9-基)苯基]二苯並[f,h]喹噁啉(簡稱 :2CzPDBq-III)、7-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]二苯並[f,h]喹噁啉(簡稱:7mDBTPDBq-II)、和6-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]二苯並[f,h]喹噁啉(簡稱:6mDBTPDBq-II)。
作為容易接受電洞的化合物,較佳為使用富π電子型雜芳族化合物(例如,咔唑衍生物或吲哚衍生物)或芳香胺化合物。例如,可以舉出4-苯基-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(簡稱:PCBA1BP)、4,4’-二(1-萘基)-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(簡稱:PCBNBB)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)胺基]-9-苯基咔唑(簡稱:PCzPCN1)、4,4’,4”-三[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]三苯胺(簡稱:1’-TNATA)、2,7-雙[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]-螺環-9,9’-聯茀(簡稱:DPA2SF)、N,N’-雙(9-苯基咔唑-3-基)-N,N’-二苯基苯-1,3-二胺(簡稱:PCA2B)、N-(9,9-二甲基-2-N’,N’-二苯基胺基-9H-茀-7-基)二苯基胺(簡稱:DPNF)、N,N’,N”-三苯基-N,N’,N”-三(9-苯基咔唑-3-基)苯-1,3,5-三胺(簡稱:PCA3B)、2-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基胺基]螺環-9,9’-聯茀(簡稱:PCASF)、2-[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]螺環-9,9’-聯茀(簡稱:DPASF)、N,N’-雙[4-(咔唑-9-基)苯基]-N,N’-二苯基-9,9-二甲基茀-2,7-二胺(簡稱:YGA2F)、4,4’-雙[N-(3-甲基苯基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱:TPD)、4,4’-雙[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱:DPAB)、N-( 9,9-二甲基-9H-茀-2-基)-N-{9,9-二甲基-2-[N’-苯基-N’-(9,9-二甲基-9H-茀-2-基)胺基]-9H-茀-7-基}-苯基胺(簡稱:DFLADFL)、3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基胺基]-9-苯基咔唑(簡稱:PCzPCA1)、3-[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]-9-苯基咔唑(簡稱:PCzDPA1)、3,6-雙[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]-9-苯基咔唑(簡稱:PCzDPA2)、4,4’-雙(N-{4-[N’-(3-甲基苯基)-N’-苯基胺基]苯基}-N-苯基胺基)聯苯(簡稱:DNTPD)、3,6-雙[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-(1-萘基)胺基]-9-苯基咔唑(簡稱:PCzTPN2)、和3,6-雙[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基胺基]-9-苯基咔唑(簡稱:PCzPCA2)。
上述第一有機化合物206和第二有機化合物207的組合不侷限於上述範例,只要是能夠形成激基複合物的組合,該激基複合物的發射光譜與磷光化合物205的吸收光譜重疊,與磷光化合物205的吸收光譜的峰值相比,該激基複合物的發射光譜的峰值位於較長波長,即可。
另外,在由容易接受電子的化合物和容易接受電洞的化合物構成第一有機化合物206和第二有機化合物207時,可以根據其混合比控制載子平衡。明確而言,較佳第一有機化合物和第二有機化合物的比例為1:9至9:1。
因為本具體實施方式所示的發光元件能夠由於利用激基複合物的發射光譜與磷光化合物的吸收光譜的重疊的能量轉移而提高能量轉移效率,所以可以實現外部量子效率高的發光元件。
另外,作為包括在本發明中的其他結構,也可以使用電洞捕捉性的主體分子及電子捕捉性的主體分子作為磷光化合物205(客體材料)以外的該二種有機化合物來形成發光層204,以便得到將電洞和電子導入到存在於兩種主體分子中的客體分子中而使客體分子成為激發態的現象(即,Guest Coupled with Complementary Hosts:GCCH,客體與互補主體的偶合)。
此時,作為具有電洞捕捉性的主體分子及具有電子捕捉性的主體分子,分別可以使用上述容易接受電洞的化合物及容易接受電子的化合物。
另外,本具體實施方式所示的發光元件是發光元件的結構的一個例子,但是也可以將其他具體實施方式所示的其他結構的發光元件應用於本發明的一個方式的發光裝置。此外,作為包括上述發光元件的發光裝置,可以製造被動矩陣型發光裝置和主動矩陣型發光裝置。還可以製造在其他具體實施方式所說明的包括與上述發光元件不同的發光元件的發光元件的微腔結構的發光裝置。上述發光裝置的每一者均包括在本發明中。
另外,在主動矩陣型發光裝置的情況下,對TFT的結構沒有特別的限制。例如,可以適當地使用交錯型TFT或反交錯型TFT。此外,形成在上的驅動電路可以由n型TFT和p型TFT兩者形成或僅由n型TFT或p型TFT形成。並且,對用於TFT的半導體膜的結晶性也沒有特別的限制。例如,可以使用非晶形半導體膜、結晶形半導體膜 、氧化物半導體膜等。
另外,本具體實施方式所示的結構可以與其他具體實施方式所示的結構適當地組合而實施。
(具體實施方式3)
在本具體實施方式中,作為本發明的一個具體實施方式,對插置電荷產生層之具有多個EL層的結構的發光元件(以下,稱為串聯型發光元件)進行說明。
本具體實施方式所示的發光元件是如圖3A所示那樣的在一對電極(第一電極301與第二電極304)之間具有多個EL層(第一EL層302(1)和第二EL層302(2))的串聯型發光元件。
在本具體實施方式中,第一電極301是用作陽極的電極,第二電極304是用作陰極的電極。另外,第一電極301及第二電極304可以採用與具體實施方式1類似的結構。此外,雖然多個EL層(第一EL層302(1)和第二EL層302(2))可以具有與具體實施方式1或具體實施方式2所示的結構類似的結構,但是也可以上述EL層中的任一者具有與具體實施方式1或具體實施方式2所示的結構類似的結構。換言之,第一EL層302(1)和第二EL層302(2)既可以具有相同結構,又可以具有不同的結構,作為其結構,可以應用與具體實施方式1或具體實施方式2類似的結構。
另外,在多個EL層(第一EL層302(1)和第二EL層 302(2))之間設置有電荷產生層(I)305。電荷產生層(I)305具有如下功能:當對第一電極301和第二電極304施加電壓時,將電子注入到一方的EL層中,且將電洞注入到另一方的EL層中。在本具體實施方式中,當施加電壓以使第一電極301的電位高於第二電極304的電位時,電荷產生層(I)305將電子注入到第一EL層302(1)中,且將電洞注入到第二EL層302(2)中。
另外,從光提取效率的觀點來看,電荷產生層(I)305較佳為具有透射可見光的性質(明確而言,電荷產生層(I)305的可見光的透射率為40%或更高)。另外,電荷產生層(I)305即使在其導電率小於第一電極301或第二電極304也發揮作用。
電荷產生層(I)305既可以具有對電洞傳輸性高的有機化合物添加有電子受體(受體)的結構,又可以具有對電子傳輸性高的有機化合物添加有電子供體(供體)的結構。或者,也可以層疊有這兩種結構。
在採用對電洞傳輸性高的有機化合物添加有電子受體的結構的情況下,作為電洞傳輸性高的有機化合物,例如可以使用芳族胺化合物,諸如NPB、TPD、TDATA、MTDATA或4,4’-雙[N-(螺-9,9’-聯茀-2-基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱:BSPB)等。在此所述的物質主要是電洞遷移率為10-6 cm2/Vs或更高的物質。但是,仍可以使用上述物質之外的物質,只要該物質是電洞傳輸性比電子傳輸性高的有機化合物。
另外,作為電子供體,可以舉出7,7,8,8-四氰基-2,3,5,6-四氟喹啉並二甲烷(簡稱:F4-TCNQ)、氯醌等。或者,還可以舉出過渡金屬氧化物。又或者,可以舉出屬於元素週期表中第4族至第8族的金屬的氧化物。明確而言,較佳為使用氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化錳或氧化錸,這是因為它們具有高電子接受性。尤其,較佳為使用氧化鉬,因為氧化鉬在大氣中穩定且其吸濕性低,所以容易進行處理。
另一方面,在採用對電子傳輸性高的有機化合物添加有電子供體的結構的情況下,作為電子傳輸性高的有機化合物,例如可以使用具有喹啉骨架或苯並喹啉骨架的金屬錯合物,諸如Alq、Almq3、BeBq2或BAlq等。或者,還可以使用具有噁唑基配體或噻唑基配體的金屬錯合物,諸如Zn(BOX)2或Zn(BTZ)2。又或者,還可以使用PBD、OXD-7、TAZ、Bphen、BCP等以取代金屬錯合物。在此所述的物質主要是電子遷移率為10-6 cm2/Vs或更高的物質。另外,仍可以使用上述物質之外的物質,只要該物質是電子傳輸性比電洞傳輸性高的有機化合物。
另外,作為電子供體,可以使用鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、屬於元素週期表中第2或13族的金屬及它們的氧化物和碳酸鹽。明確而言,較佳為使用鋰(Li)、銫(Cs)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鐿(Yb)、銦(In)、氧化鋰、碳酸銫等。或者,也可以將例如四硫萘並萘(tetrathianaphthacene)的有機化合物用作電子供體。
另外,藉由使用上述材料形成電荷產生層(I)305,可以抑制層疊EL層造成的驅動電壓的增大。
雖然在本具體實施方式中,對具有兩個EL層的發光元件進行說明,但是,如圖3B所示那樣,本發明可以同樣地應用於層疊n個(注意,n是3或更多)EL層的發光元件。如根據本具體實施方式的發光元件那樣,當在一對電極之間具有多個EL層時,藉由將電荷產生層(I)設置在EL層與EL層之間,可以在保持低電流密度的同時實現高亮度區域中的發光。因為可以保持低電流密度,所以可以實現長壽命元件。另外,當此發光元件應用於照明時,因為可以減少由於電極材料的電阻導致的電壓下降,所以可以實現大面積的均勻發光。此外,可以實現能夠進行低電壓驅動且耗電量低的發光裝置。
此外,藉由使各EL層發射互不相同顏色的光,可以使發光元件整體發射所需顏色的光。例如,在具有兩個EL層的發光元件中,使第一EL層的發光顏色和第二EL層的發光顏色處於補色關係,因此整體發光元件可以得到白色發光的發光元件。注意,詞語“補色關係”表示當顏色混合時得到非彩色的顏色關係。也就是說,藉由將從發射具有補色關係的顏色的光的物質得到的光混合,可以得到白色發光。
另外,具有三個EL層的發光元件的情況也與此同樣,例如,當第一EL層的發射色是紅色,第二EL層的發射色是綠色,第三EL層的發射色是藍色時,發光元件整 體可以得到白色發光。
注意,本具體實施方式所示的結構可以與其他具體實施方式所示的任何結構適當地組合而實施。
(具體實施方式4)
在本具體實施方式中,作為本發明的一個具體實施方式的利用磷光發光的發光裝置,對使用磷光有機金屬銥錯合物的發光裝置進行說明。
本具體實施方式所示的發光裝置具有利用一對電極之間的光的共振效應的光學微諧振腔(micro optical resonator)(微腔)結構。如圖4所示,發光裝置具有多個發光元件,該發光元件中之一者包括在一對電極(反射電極401與半透射.半反射電極402)之間具有至少一個EL層405的結構。另外,EL層405具有至少一個用作發光區域的發光層404,除此之外,EL層405還可以包括電洞注入層、電洞傳輸層、電子傳輸層、電子注入層、電荷產生層(E)等。此外,在發光層404中,包含本發明的一個具體實施方式的磷光有機金屬銥錯合物。
在本具體實施方式中,如圖4所示,對包括具有不同結構的發光元件(第一發光元件(R)410R、第二發光元件(G)410G和第三發光元件(B)410B)而構成的發光裝置進行說明。
第一發光元件(R)410R具有在反射電極401上依次層疊有如下層的結構:第一透明導電層403a;其一部分包 括第一發光層(B)404B、第二發光層(G)404G和第三發光層(R)404R的EL層405;以及半透射.半反射電極402。另外,第二發光元件(G)410G具有在反射電極401上依次層疊有第二透明導電層403b、EL層405以及半透射.半反射電極402的結構。另外,第三發光元件(B)410B具有在反射電極401上依次層疊有EL層405及半透射.半反射電極402的結構。
另外,上述發光元件(第一發光元件(R)410R、第二發光元件(G)410G、第三發光元件(B)410B)都具有反射電極401、EL層405以及半透射.半反射電極402。此外,第一發光層(B)404B發射在420nm至480nm的波長區域中具有峰值的光(λB)。第二發光層(G)404G發射在500nm至550nm的波長區域中具有峰值的光(λG)。第三發光層(R)404R發射在600nm至760nm的波長區域中具有峰值的光(λR)。由此,在任何發光元件(第一發光元件(R)410R、第二發光元件(G)410G及第三發光元件(B)410B)中,由第一發光層(B)404B、第二發光層(G)404G及第三發光層(R)404R發射的光均相互重疊,因而可以發射涵蓋可見光區的寬(broad)的發射光譜。注意,上述波長滿足λBGR的關係。
本具體實施方式所示的各發光元件分別具有在反射電極401與半透射.半反射電極402之間夾有EL層405的結構。並且從包括在EL層405中的各發光層向全方向射 出的發光由具有光學微諧振腔(微腔)的功能的反射電極401和半透射.半反射電極402共振。另外,反射電極401使用具有反射性的導電材料形成,且使用可見光反射率為40%至100%,較佳為70%至100%,並且電阻率為1×10-2 Ωcm或更低的膜。另外,半透射.半反射電極402使用具有反射性的導電材料和具有透光性的導電材料形成,且使用可見光反射率為20%至80%,較佳為40%至70%,並且電阻率為1×10-2 Ωcm或更低的膜。
另外,在本具體實施方式中,藉由使分別設置在第一發光元件(R)410R和第二發光元件(G)410G中的透明導電層(第一透明導電層403a、第二透明導電層403b)的厚度彼此不同,來改變每個發光元件之反射電極401與半透射.半反射電極402之間的光程。換言之,在從各發光元件的各發光層發射的寬的發射光譜中,在反射電極401與半透射.半反射電極402之間共振的波長的光變強並可以使其中的不共振的波長的光衰減。所以藉由每個元件改變反射電極401與半透射.半反射電極402之間的光程,可以取出不同波長的光。
另外,在第一發光元件(R)410R中從反射電極401到半透射.半反射電極402的總厚度為mλR/2(注意,m是自然數),在第二發光元件(G)410G中從反射電極401到半透射.半反射電極402的總厚度為mλG/2(注意,m是自然數),並且在第三發光元件(B)410B中從反射電極401到半透射.半反射電極402的總厚度為mλB/2 (注意,m是自然數)。
如上所述,從第一發光元件(R)410R主要取出在包括於EL層405中的第三發光層(R)404R中發射的光(λR),從第二發光元件(G)410G主要取出在包括於EL層405中的第二發光層(G)404G中發射的光(λG),並且從第三發光元件(B)410B主要取出在包括於EL層405中的第一發光層(B)404B中發射的光(λB)。另外,從各發光元件取出的光分別從半透射.半反射電極402一側射出。
另外,在上述結構中,嚴格而言,可以將從反射電極401到半透射.半反射電極402的總厚度稱為從反射電極401中的反射區域到半透射.半反射電極402中的反射區域的總厚度。但是,難以嚴格地決定反射電極401和半透射.半反射電極402中的反射區域的位置,所以藉由假定反射電極401和半透射.半反射電極402中的任意的位置為反射區域來可以充分地獲得上述效果。
接著,在第一發光元件(R)410R中,藉由將從反射電極401到第三發光層(R)404R的光程調節為所希望的厚度((2m’+1)λR/4(注意,m’是自然數)),可以放大來自第三發光層(R)404R的發光。因為來自第三發光層(R)404R的發光中的由反射電極401反射而回來的光(第一反射光)與從第三發光層(R)404R直接入射到半透射.半反射電極402的光(第一入射光)相互干擾。所以藉由將從反射電極401到第三發光層(R)404R的光程調 節為所希望的值((2m’+1)λR/4(注意,m’是自然數)),可以使第一反射光與第一入射光的相位一致,從而可以放大來自第三發光層(R)404R的發光。
另外,嚴格而言,可以將反射電極401與第三發光層(R)404R之間的光程稱為反射電極401中的反射區域與第三發光層(R)404R中的發光區域之間的光程。但是,難以嚴格地決定反射電極401中的反射區域和第三發光層(R)404R中的發光區域的位置,所以藉由假定反射電極401中的任意的位置為反射區域且假定第三發光層(R)404R中的任意的位置為發光區域,來可以充分地獲得上述效果。
接著,在第二發光元件(G)410G中,藉由將從反射電極401到第二發光層(G)404G的光程調節為所希望的厚度((2m”+1)λG/4(注意,m”是自然數)),可以放大來自第二發光層(G)404G的發光。因為來自第二發光層(G)404G的發光中的由反射電極401反射而回來的光(第二反射光)與從第二發光層(G)404G直接入射到半透射.半反射電極402的光(第二入射光)相互干擾。所以藉由將從反射電極401到第二發光層(G)404G的光程調節為所希望的值((2m”+1)λG/4(注意,m”是自然數)),可以使第二反射光與第二入射光的相位一致,從而可以放大來自第二發光層(G)404G的發光。
另外,嚴格而言,可以將反射電極401與第二發光層(G)404G之間的光程稱為反射電極401中的反射區域與 第二發光層(G)404G中的發光區域之間的光程。但是,難以嚴格地決定反射電極401中的反射區域和第二發光層(G)404G中的發光區域的位置,所以藉由假定反射電極401中的任意的位置為反射區域且假定第二發光層(G)404G中的任意的位置為發光區域,來可以充分地獲得上述效果。
接著,在第三發光元件(B)410B中,藉由將從反射電極401到第一發光層(B)404B的光程調節為所希望的厚度((2m’”+1)λB/4(注意,m’”是自然數)),可以放大來自第一發光層(B)404B的發光。因為來自第一發光層(B)404B的發光中的由反射電極401反射而回來的光(第三反射光)與從第一發光層(B)404B直接入射到半透射.半反射電極402的光(第三入射光)相互干擾。所以藉由將從反射電極401到第一發光層(B)404B的光程調節為所希望的值((2m’”+1)λB/4(注意,m’”是自然數)),可以使第三反射光與第三入射光的相位一致,從而可以放大來自第一發光層(B)404B的發光。
另外,在第三發光元件中,嚴格而言,可以將反射電極401與第一發光層(B)404B之間的光程稱為反射電極401中的反射區域與第一發光層(B)404B中的發光區域之間的光程。但是,難以嚴格地決定反射電極401中的反射區域和第一發光層(B)404B中的發光區域的位置,所以藉由假定反射電極401中的任意的位置為反射區域且假定第一發光層(B)404B中的任意的位置為發光區域,來 可以充分地獲得上述效果。
另外,在上述結構中,示出每個發光元件具有在EL層中包括多個發光層的結構,但是本發明不侷限於此;例如,也可以採用如下結構:將上述結構與具體實施方式3所說明的串聯型發光元件組合,將電荷產生層插置在設置有多個EL層的發光元件,且在各EL層中形成一個或多個發光層。
本具體實施方式所示的發光裝置具有微腔結構,即使具有相同的EL層,也能夠提取因發光元件而異之不同的波長的光,因此不需要分別形成R、G、和B色的發光元件。從而,根據容易實現高解析顯示器等的理由,從實現全彩色顯示器的角度來看上述結構是有利的。另外,因為能夠加強特定波長的正面方向的發光強度,所以可以實現低耗電量化。該結構是當將其應用於使用三種顏色以上的像素的彩色顯示器(影像顯示裝置)時特別有效的,但是也可以將其用於照明等的用途。
(具體實施方式5)
在本具體實施方式中,作為本發明的一個具體實施方式的利用磷光發光的發光裝置,對具有將磷光有機金屬銥錯合物用於發光層的發光元件的發光裝置進行說明。
另外,本發明的一個具體實施方式的利用磷光發光的發光裝置既可以是被動矩陣型發光裝置,又可以是主動矩陣型發光裝置。此外,可以將其他具體實施方式所說明的 發光元件應用於本具體實施方式所示的發光裝置。
在本具體實施方式中,作為本發明的一個具體實施方式的利用磷光發光的發光裝置,參照圖5A和圖5B對主動矩陣型發光裝置進行說明。
另外,圖5A是示出發光裝置的俯視圖,圖5B是沿圖5A中的虛線A-A’切割的剖面圖。根據本具體實施方式的主動矩陣型發光裝置具有設置在元件基板501上的像素部502、驅動電路部(源極線驅動電路)503以及驅動電路部(閘極線驅動電路)504。將像素部502、驅動電路部503及驅動電路部504由密封材料505密封在元件基板501與密封基板506之間。
此外,在元件基板501上設置引導佈線507。引導佈線507是置用來連接對驅動電路部503及驅動電路部504傳達來自外部的信號(例如,視頻信號、時脈信號、起始信號和重設信號)或電位的外部輸入端子。在此,示出設置FPC(軟性印刷電路)508作為外部輸入端子的例子。另外,雖然在此只表示FPC 508,但是該FPC也可以安裝有印刷線路板(PWB)。本說明書中的發光裝置不僅包括發光裝置本身,而且還包括安裝有FPC或PWB的發光裝置。
接著,參照圖5B說明剖面結構。在元件基板501上形成有驅動電路部及像素部,在此示出源極線驅動電路的驅動電路部503及像素部502。
驅動電路部503示出形成有n通道型TFT 509和p通 道型TFT 510的組合之CMOS電路的例子。另外,驅動電路部也可以使用含有TFT的各種電路形成,例如CMOS電路、PMOS電路或NMOS電路。此外,在本具體實施方式中,雖然示出將驅動電路形成在基板上的驅動器綜合型,但是驅動電路不一定要形成在基板上,也可以將驅動電路形成在外部而不形成在基板上。
此外,像素部502由包括開關用TFT 511、電流控制用TFT 512、及與電流控制用TFT 512的佈線(源極電極或汲極電極)電連接的第一電極(陽極)513的多個像素形成。另外,以覆蓋第一電極(陽極)513的端部的方式形成有絕緣物514。在此,使用正型光敏性丙烯酸樹脂形成絕緣物514。
另外,為了提高層疊在絕緣物514上的膜的覆蓋率,較佳在絕緣物514的上端部或下端部形成具有曲率的曲面。例如,在使用正型光敏性丙烯酸樹脂作為絕緣物514的材料的情況,較佳為使絕緣物514的上端部具備具有曲率半徑(0.2μm至3μm)的曲面。此外,可以使用藉由光照射而變成不溶於蝕刻劑的負型光敏性材料或藉由光照射而變成溶於蝕刻劑的正型光敏性材料以形成絕緣物514。不侷限於有機化合物,可以使用有機化合物或無機化合物(諸如氧化矽或氧氮化矽)。
在第一電極(陽極)513上層疊形成有EL層515及第二電極(陰極)516。在EL層515中至少設置有發光層,且在發光層中包含磷光有機金屬銥錯合物。另外,在 EL層515中,除了發光層之外,可以適當地設置電洞注入層、電洞傳輸層、電子傳輸層、電子注入層、電荷產生層等。
另外,由第一電極(陽極)513、EL層515及第二電極(陰極)516的疊層結構形成發光元件517。作為用於第一電極(陽極)513、EL層515及第二電極(陰極)516的材料,可以使用具體實施方式1所示的材料。此外,雖然在此未圖示,但是第二電極(陰極)516與作為外部輸入端子的FPC 508電連接。
此外,雖然在圖5B所示的剖面圖中僅示出一個發光元件517,但是,在像素部502中以矩陣形狀配置有多個發光元件。在像素部502中分別選擇性地形成能夠得到三種(R、G、和B)發光的發光元件,以可以形成能夠進行全彩色顯示的發光裝置。此外,也可以藉由與濾色片組合來實現能夠進行全彩色顯示的發光裝置。
再者,藉由利用密封材料505將密封基板506與元件基板501貼合在一起,得到在由元件基板501、密封基板506及密封材料505圍繞的空間518中具備有發光元件517的結構。空間518可填充有惰性氣體(例如氮或氬)或密封材料505。
另外,作為密封材料505,較佳為使用環氧類樹脂。另外,這些材料較佳為是儘量不透過水分、氧的材料。此外,作為用於密封基板506的材料,可以使用玻璃基板、石英基板、或由FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics:玻 璃纖維強化塑膠)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯或丙烯酸樹脂等構成的塑膠基板。
藉由上述步驟,可以得到利用磷光發光的主動矩陣型發光裝置。
另外,本具體實施方式所示的結構可以與其他具體實施方式所示的結構適當地組合。
(具體實施方式6)
在本具體實施方式中,參照圖6A至圖6D對使用發光裝置的各種各樣的電子裝置的例子進行說明。所述之發光裝置係利用磷光發光,且為本發明的一個具體實施方式。
作為應用發光裝置的電子裝置,例如可以舉出電視機(也稱為電視或電視接收機)、用於電腦等的顯示器、相機(例如數位相機或數位攝像機)、數位相框、行動電話機(也稱為行動電話、行動電話裝置)、可攜式遊戲機、可攜式資訊終端機、音頻再現裝置、和例如彈珠台的大型遊戲機。圖6A至圖6D示出這些電子裝置的具體例子。
圖6A示出電視機的一個例子。在電視機7100中,外殼7101組裝有顯示部7103。由顯示部7103能夠顯示影像,並可以將發光裝置用於顯示部7103。此外,在此示出利用支架7105支撐外殼7101的結構。
可以藉由利用外殼7101所具備的操作開關或分開的遙控器7110進行電視機7100的操作。藉由利用遙控器 7110所具備的操作鍵7109,可以進行頻道及音量的操作,並可以對在顯示部7103上顯示的影像進行操作。此外,也可以採用在遙控器7110中設置顯示從該遙控器7110輸出的資訊的顯示部7107的結構。
另外,電視機7100採用具備接收機及數據機等的結構。可以藉由接收機接收一般的電視廣播。再者,當將電視機7100經由數據機以有線或無線方式連接到通信網路時,可以進行單向(從發送者到接收者)或雙向(在發送者和接收者之間或在接收者之間等)的資訊通信。
圖6B示出電腦,包括主體7201、外殼7202、顯示部7203、鍵盤7204、外部連接埠7205、指向裝置7206等。此外,該電腦是藉由將發光裝置用於其顯示部7203來製造的。
圖6C示出可攜式遊戲機,包括外殼7301和外殼7302的兩個外殼,並且藉由連接部7303連接而使該可攜式遊戲機可以打開或摺疊。外殼7301組裝有顯示部7304,而外殼7302組裝有顯示部7305。此外,圖6C所示的可攜式遊戲機還具備揚聲器部7306、記錄媒體插入部7307、LED燈7308、輸入單元(操作鍵7309、連接端子7310、感測器7311(具有可測定如下功能之感測器:力量、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉動頻率、距離、光、液、磁、溫度、化學物質、聲音、時間、硬度、電場、電流、電壓、電力、輻射線、流量、濕度、斜率、振動、氣味或紅外線)、和麥克風7312)等。當然,可攜式 遊戲機的結構不侷限於上述結構,只要在顯示部7304及顯示部7305至少一者中使用發光裝置即可,此外,還可以適當地設置其他輔助設備。圖6C所示的可攜式遊戲機具有如下功能:讀出儲存在記錄媒體中的程式或資料並將其顯示在顯示部上;以及藉由與其他可攜式遊戲機進行無線通信而實現資訊共用。另外,圖6C所示的可攜式遊戲機的功能不侷限於此,而可以具有各種各樣的其他功能。
圖6D示出行動電話機的一個例子。行動電話機7400組裝有在外殼7401中的顯示部7402、操作按鈕7403、外部連接埠7404、揚聲器7405、麥克風7406等。另外,將發光裝置用於顯示部7402以製造行動電話機7400。
圖6D所示的行動電話機7400可以用手指等觸摸顯示部7402以輸入資訊至該行動電話機7400。此外,可以用手指等觸摸顯示部7402來進行例如打電話或書寫電子郵件的操作。
顯示部7402的螢幕主要有如下三個模式:第一是以影像顯示為主的顯示模式;第二是以例如文字資訊輸入為主的輸入模式;第三是混合顯示模式與輸入模式的兩個模式的顯示及輸入模式。
例如,在打電話或書寫電子郵件的情況下,將顯示部7402設定為以文字輸入為主的文字輸入模式使得以進行顯示在螢幕的文字的輸入操作。在此情況下,較佳的是,在顯示部7402的螢幕的大多部分上顯示鍵盤或號碼按鈕。
另外,藉由在行動電話機7400內部設置具有陀螺儀 和加速度感測器等檢測傾斜度的感測器的檢測裝置,判斷行動電話機7400的方向,而可以對顯示部7402的螢幕顯示進行自動切換(判斷行動電話機是水平或垂直置放而切換成橫幅模式或縱幅模式)。
藉由觸摸顯示部7402或對外殼7401的操作按鈕7403進行操作,可切換螢幕模式。也可以根據顯示在顯示部7402上的影像種類而切換螢幕模式。例如,當顯示在顯示部上的影像信號為動態影像的資料時,將螢幕模式切換成顯示模式,而當顯示在顯示部上的信號為文字資料時,將螢幕模式切換成輸入模式。
另外,當輸入模式時,當在一定期間中沒有顯示部7402的觸摸操作輸入但由顯示部7402中的光感測器檢測到信號時,也可以控制將螢幕模式從輸入模式切換成顯示模式。
還可以將顯示部7402用作影像感測器。例如,藉由用手掌或手指觸摸顯示部7402,來拍攝掌紋、指紋等,而可以進行身份識別。此外,藉由在顯示部中使用發射近紅外光的背光或感測光源,也可以拍攝手指靜脈、手掌靜脈等的影像。
藉由上述步驟,可以應用本發明的一個具體實施方式的發光裝置而得到電子裝置。發光裝置的應用範圍極為寬,而可以應用於所有領域的電子裝置。
另外,本具體實施方式所示的結構可以與其他具體實施方式所示的結構適當地組合。
(具體實施方式7)
在本具體實施方式中,參照圖7對應用本發明的一個具體實施方式的利用磷光發光的發光裝置的照明裝置的例子進行說明。
圖7是將發光裝置用於室內照明裝置8001的例子。另外,因為發光裝置可以實現大面積化,所以也可以形成大面積的照明裝置。此外,也可以藉由使用具有曲面的外殼來形成發光區域具有曲面的照明裝置8002。包括在本具體實施方式所示的照明裝置中的發光元件為薄膜狀,外殼的設計的自由度高。因此,可以各種方式形成精心設計的照明裝置。再者,室內的牆面也可以具備大型的照明裝置8003。
另外,藉由將發光裝置用於桌子的表面,可以提供具有桌子的功能的照明裝置8004。此外,藉由將發光裝置用於其他傢俱的一部分,可以提供具有傢俱的功能的照明裝置。
如上所述,可以得到應用發光裝置的各種各樣的照明裝置。另外,這種照明裝置包括在本發明的具體實施方式中。
另外,本具體實施方式所示的結構可以與其他具體實施方式所示的結構適當地組合。
實施例1
在本實施例中,參照圖8對將磷光有機金屬銥錯合物[Ir(dptzn)2(acac)](結構式(103))用於發光層的發光元件1進行說明。另外,下面示出在本實施例中使用的材料的化學式。
《發光元件1的製造》
首先,在由玻璃製造的基板1100上藉由濺射法形成包含氧化矽的氧化錫銦(ITSO),由此形成用作陽極的第 一電極1101。另外,將其厚度設定為110nm,且將其電極面積設定為2mm×2mm。
接著,作為用來在基板1100上形成發光元件1的預處理,使用水對基板表面進行洗滌,在200℃下進行1小時的焙燒,然後進行370秒鐘的UV臭氧處理。
然後,在將基板放入到其內部被減壓到約10-4 Pa的真空蒸鍍裝置中,並在真空蒸鍍裝置內的加熱室中,在170℃下進行30分鐘的真空焙燒之後,對基板1100進行約30分鐘的冷卻。
接著,以使形成有第一電極1101的面朝下的方式將基板1100固定到設置在真空蒸鍍裝置內的支架。在本實施例中,說明如下情況,即藉由真空蒸鍍法,依次形成構成EL層1102的電洞注入層1111、電洞傳輸層1112、發光層1113、電子傳輸層1114及電子注入層1115。
在使真空裝置的內部減壓到10-4 Pa之後,藉由共蒸鍍1,3,5-三(二苯並噻吩-4-基)苯(簡稱:DBT3P-II)和氧化鉬(VI),使DBT3P-II(簡稱):氧化鉬的質量比為4:2,如此在第一電極1101上形成電洞注入層1111。將其厚度設定為40nm。另外,共蒸鍍是指使多個不同的物質從不同的蒸發源同時蒸發的蒸鍍法。
接著,藉由蒸鍍20nm厚的4-苯基-4’-(9-苯基茀-9-基)三苯胺(簡稱:BPAFLP),來形成電洞傳輸層1112。
接著,在電洞傳輸層1112上形成發光層1113。共蒸 鍍2-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]二苯並[f,h]喹噁啉(簡稱:2mDBTPDBq-II)、4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱:NPB)、和(乙醯丙酮)雙(2,4-二苯基-1,3,5-三嗪)銥(III)(簡稱:[Ir(dptzn)2(acac)]),使2mDBTPDBq-II(簡稱):NPB(簡稱):[Ir(dptzn)2(acac)](簡稱)的質量比為0.8:0.2:0.01,由此形成發光層1113。將其厚度設定為40nm。
接著,藉由在發光層1113上蒸鍍10nm厚的2-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]二苯並[f,h]喹噁啉(簡稱:2mDBTPDBq-II)之後,還蒸鍍20nm厚的紅菲繞啉(簡稱:Bphen),形成電子傳輸層1114。再者,藉由在電子傳輸層1114上蒸鍍1nm厚的氟化鋰,以形成電子注入層1115。
最後,在電子注入層1115上蒸鍍200nm厚的鋁膜來形成用作陰極的第二電極1103,而得到發光元件1。另外,作為上述蒸鍍過程中的蒸鍍,都採用電阻加熱法。
表1示出藉由上述步驟得到的發光元件1的元件結構。
此外,在氮氛圍的手套箱中密封所製造的發光元件1,以使發光元件1不暴露於大氣(明確地說,將密封材料塗敷在元件的周圍,並且,當密封時以80℃進行1小時的熱處理)。
《發光元件1的工作特性》
對所製造的發光元件1的工作特性進行測量。另外,在室溫(保持為25℃的氛圍)下進行測量。
首先,圖9示出發光元件1的亮度-電流效率特性。另外,在圖9中,縱軸表示電流效率(cd/A),橫軸表示亮度(cd/m2)。此外,圖10示出發光元件1的電壓-亮度特性。另外,在圖10中,縱軸表示亮度(cd/m2),橫軸表示電壓(V)。此外,下面的表2示出約1000cd/m2的發光元件1的主要特性的起始值。
以上述結果可知,因為在本實施例中製造的發光元件1展現高外部量子效率,所以表示具有高發光效率。並且可知,關於色純度,此發光元件呈現優異色純度的橙色發光。
此外,圖11示出以25mA/cm2的電流密度供應電流至發光元件時的發射光譜。如圖11所示,發光元件1的發 射光譜在583nm具有峰值,由此可知,發射光譜是來源於磷光有機金屬銥錯合物[Ir(dptzn)2(acac)](簡稱)的發光。
實施例2
在本實施例中,製造將磷光有機金屬銥錯合物[Ir(dppm)2(acac)](結構式(100))用於發光層的發光元件2,對其工作特性和可靠性進行測量。另外,本實施例中製造的發光元件2可以使用與在實施例1中製造的發光元件1同樣的方法製造,惟使用2-[3’-(二苯並噻吩-4-基)聯苯-3-基]二苯並[f,h]喹噁啉(簡稱:2mDBTBPDBq-II)代替用於實施例1中的發光層及電子傳輸層的2mDBTPDBq-II;使用4,4’-二(1-萘基)-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(簡稱:PCBNBB)代替用於實施例1中的發光層的NPB;以及發光層中的質量比與發光元件1的情況的質量比部分地不同。所以關於製造方法的說明參照實施例1,省略其說明。此外,以下示出在本實施例中使用的新的物質的結構式。
下面的表3示出在本實施例中製造的發光元件2的元件結構。
《發光元件2的工作特性》
對所製造的發光元件2的工作特性進行測量。另外,在室溫(保持為25℃的氛圍)下進行測量。
首先,圖16示出發光元件2的亮度-電流效率特性。另外,在圖16中,縱軸表示電流效率(cd/A),橫軸表 示亮度(cd/m2)。此外,圖17示出發光元件2的電壓-亮度特性。另外,在圖17中,縱軸表示亮度(cd/m2),橫軸表示電壓(V)。此外,下面的表4示出約1000cd/m2的發光元件2的主要特性的起始值。
由上述結果可知,因為在本實施例中製造的發光元件2展現高外部量子效率,所以表示具有高發光效率。並且可知,關於色純度,此發光元件呈現優異色純度的橙色發光。
此外,圖18示出以25mA/cm2的電流密度供應電流至發光元件2時的發射光譜。如圖18所示,發光元件2的發射光譜在591nm具有峰值,由此可知,發射光譜是來源於磷光有機金屬銥錯合物[Ir(dppm)2(acac)]的發光。
另外,圖19示出發光元件2的可靠性測試的結果。在圖19中,縱軸表示起始亮度為100%時的歸一化亮度(%),橫軸表示元件的驅動時間(h)。此外,在可靠性測試中,將起始亮度設定為5000cd/m2,並且在電流密度恆定的條件下驅動發光元件2。其結果,發光元件2的1700小時後的亮度保持初始亮度的約90%。
由此可知,發光元件2具有高可靠性。另外可知,藉由將本發明的磷光有機金屬銥錯合物用於發光元件,可以 得到長壽命的發光元件。
實施例3
在本實施例中,製造將磷光有機金屬銥錯合物[Ir(tBuppm)2(acac)](結構式(105))用於發光層的發光元件3,對其工作特性和可靠性進行測量。另外,由於本實施例中製造的發光元件3除了用於發光層及電子傳輸層的材料、質量比和厚度等與發光元件1部分不同之外,其他都相同,所以可以使用與在實施例1中製造的發光元件1同樣的方法製造。所以關於製造方法的說明參照實施例1,省略其說明。
下面的表5示出在本實施例中製造的發光元件3的元件結構。
《發光元件3的工作特性》
對所製造的發光元件3的工作特性進行測量。另外,在室溫(保持為25℃的氛圍)下進行測量。
首先,圖20示出發光元件3的亮度-電流效率特性。另外,在圖20中,縱軸表示電流效率(cd/A),橫軸表 示亮度(cd/m2)。此外,圖21示出發光元件3的電壓-亮度特性。另外,在圖21中,縱軸表示亮度(cd/m2),橫軸表示電壓(V)。此外,下面的表6示出約1000cd/m2的發光元件3的主要特性的起始值。
由上述結果可知,因為在本實施例中製造的發光元件3展現高外部量子效率,所以表示具有高發光效率。並且可知,關於色純度,此發光元件呈現優異色純度的綠色發光。
此外,圖22示出以25mA/cm2的電流密度供應電流至發光元件3時的發射光譜。如圖22所示,發光元件3的發射光譜在548nm具有峰值,由此可知,發射光譜是來源於磷光有機金屬銥錯合物[Ir(tBuppm)2(acac)]的發光。
另外,圖23示出發光元件3的可靠性測試的結果。在圖23中,縱軸表示起始亮度為100%時的歸一化亮度(%),橫軸表示元件的驅動時間(h)。此外,在可靠性測試中,將起始亮度設定為5000cd/m2,並且在電流密度恆定的條件下驅動發光元件3。其結果,發光元件3的300小時後的亮度保持初始亮度的約90%。
由此可知,發光元件3具有高可靠性。另外可知,藉由將本發明的磷光有機金屬銥錯合物用於發光元件,可以 得到長壽命的發光元件。
實施例4
在本實施例中,製造將磷光有機金屬銥錯合物[Ir(tBuppm)2(acac)](結構式(105))用於發光層的圖30所示的發光元件4,並對其工作特性和可靠性進行測量。另外,在本實施例中製造的發光元件4是具體實施方式3所說明的插置電荷產生層之具有多個EL層的結構的發光元件(以下,稱為串聯型發光元件)。此外,下面示出在本實施例中使用的材料的化學式。
《發光元件4的製造》
首先,在由玻璃製造的基板3000上藉由濺射法形成包含氧化矽的氧化錫銦(ITSO),由此形成用作陽極的第一電極3001。另外,將其厚度設定為110nm,且將其電極面積設定為2mm×2mm。
接著,作為用來在基板3000上形成發光元件4的預處理,使用水對基板表面進行洗滌,在200℃下進行1小時的焙燒,然後進行370秒鐘的UV臭氧處理。
然後,在將基板放入到其內部被減壓到約10-4 Pa的 真空蒸鍍裝置中,並在真空蒸鍍裝置的加熱室中,在170℃下進行30分鐘的真空焙燒之後,對基板3000進行約30分鐘的冷卻。
接著,以使形成有第一電極3001的面朝下的方式將基板3000固定到設置在真空蒸鍍裝置內的支架。在本實施例中,說明如下情況:在藉由真空蒸鍍法,依次形成構成第一EL層3002a的第一電洞注入層3011a、第一電洞傳輸層3012a、第一發光層3013a、第一電子傳輸層3014a及第一電子注入層3015a;形成第一電荷產生層;形成構成第二EL層3002b的第二電洞注入層3011b、第二電洞傳輸層3012b、第二發光層3013b、第二電子傳輸層3014b及第二電子注入層3015b;形成第二電荷產生層;及形成構成第三EL層3002c的第三電洞注入層3011c、第三電洞傳輸層3012c、第三發光層3013c、第三電子傳輸層3014c及第三電子注入層3015c。
在將真空裝置內減壓到10-4 Pa之後,藉由共蒸鍍1,3,5-三(二苯並噻吩-4-基)-苯(簡稱:DBT3P-II)和氧化鉬(VI),使DBT3P-II(簡稱):氧化鉬的質量比為1:0.5,如此在第一電極3001上形成第一電洞注入層3011a。將厚度設定為26.6nm。另外,共蒸鍍是指使多個不同的物質從不同的蒸發源同時蒸發的蒸鍍法。
接著,藉由蒸鍍20nm厚的4-苯基-4’-(9-苯基茀-9-基)三苯胺(簡稱:BPAFLP),來形成第一電洞傳輸層3012a。
接著,在第一電洞傳輸層3012a上形成第一發光層3013a。共蒸鍍2-[3’-(二苯並噻吩-4-基)聯苯-3-基]二苯並[f,h]喹噁啉(簡稱:2mDBTBPDBq-II)、4,4’-二(1-萘基)-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(簡稱:PCBNBB)和雙(2,3,5-三苯基吡嗪)(二新戊醯甲烷)銥(III)(簡稱:[Ir(tppr)2(dpm)]),使2mDBTBPDBq-II(簡稱):PCBNBB(簡稱):[Ir(tppr)2(dpm)](簡稱)的質量比為0.8:0.2:0.06,由此形成第一發光層3013a。將厚度設定為40nm。
接著,藉由在第一發光層3013a上蒸鍍5nm厚的2mDBTPDBq-II(簡稱)之後,還蒸鍍10nm厚的紅菲繞啉(簡稱:Bphen),形成第一電子傳輸層3014a。再者,藉由在第一電子傳輸層3014a上蒸鍍0.1nm厚的氧化鋰(Li2O),形成第一電子注入層3015a。
接著,藉由在第一電子注入層3015a上蒸鍍厚度為2nm的酞菁銅(簡稱:CuPc),來形成第一電荷產生層3016a。
接著,藉由在第一電荷產生層3016a上共蒸鍍DBT3P-II(簡稱)和氧化鉬(VI),使DBT3P-II(簡稱):氧化鉬的質量比為0.5:0.5,由此形成第二電洞注入層3011b。將厚度設定為3.3nm。
接著,藉由蒸鍍10nm厚的9-[4-(9-苯基咔唑-3-基)]苯基-10-苯基蒽(縮寫:PCzPA),形成第二電洞傳輸層3012b。
接著,在第二電洞傳輸層3012b上形成第二發光層3013b。共蒸鍍CzPA(簡稱)和N,N’-雙(3-甲基苯基)-N,N’-雙[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]芘-1,6-二胺(簡稱:1,6mMemFLPAPrn),使CzPA(簡稱):1,6mMemFLPAPrn(簡稱)的質量比為1:0.05,由此形成第二發光層3013b。將厚度設定為30nm。
接著,藉由在第二發光層3013b上蒸鍍5nm厚的CzPA(簡稱)之後,還蒸鍍10nm厚的Bphen(簡稱),如此以形成第二電子傳輸層3014b。再者,藉由在第二電子傳輸層3014b上蒸鍍0.1nm厚的氧化鋰(Li2O),以形成第二電子注入層3015b。
接著,藉由在第二電子注入層3015b上蒸鍍厚度為2nm的酞菁銅(簡稱:CuPc),來形成第二電荷產生層3016b。
接著,藉由在第二電荷產生層3016b上共蒸鍍DBT3P-II(簡稱)和氧化鉬(VI),使DBT3P-II(簡稱):氧化鉬的質量比為1:0.5,由此形成第三電洞注入層3011c。將厚度設定為50nm。
接著,藉由蒸鍍20nm厚的BPAFLP(簡稱),以形成第三電洞傳輸層3012c。
接著,在第三電洞傳輸層3012c上形成第三發光層3013c。依下列方式形成第三發光層3013c:以30nm的厚度共蒸鍍2mDBTBPDBq-II(簡稱)、PCBNBB(簡稱)和(乙醯丙酮)雙(6-叔丁基-4-苯基嘧啶)銥(III)(簡 稱:[Ir(tBuppm)2(acac)]),使2mDBTBPDBq-II(簡稱):PCBNBB(簡稱):[Ir(tBuppm)2(acac)]的質量比為0.8:0.2:0.06,之後以10nm的厚度共蒸鍍2mDBTBPDBq-II(簡稱)、PCBNBB(簡稱)和[Ir(dppm)2(acac)](簡稱),使2mDBTBPDBq-II(簡稱):PCBNBB(簡稱):[Ir(dppm)2(acac)]的質量比為0.8:0.2:0.06。
接著,藉由在第三發光層3013c上蒸鍍15nm厚的2mDBTPDBq-II(簡稱)之後,還蒸鍍15nm厚的Bphen(簡稱),以形成第三電子傳輸層3014c。再者,藉由在第三電子傳輸層3014c上蒸鍍1nm厚的氟化鋰(LiF),如此形成第三電子注入層3015c。
最後,在第三電子注入層3015c上蒸鍍200nm厚的鋁膜來形成用作陰極的第二電極3003,而得到發光元件4。另外,作為上述蒸鍍過程中的蒸鍍,都採用電阻加熱法。
表7示出藉由上述步驟得到的發光元件4的元件結構。
此外,在氮氛圍的手套箱中密封所製造的發光元件4,以使發光元件4不暴露於大氣(明確地說,將密封材料塗敷在元件的周圍,並且,當密封時以80℃進行1小時的熱處理)。
《發光元件4的工作特性》
對所製造的發光元件4的工作特性進行測量。另外,在室溫(保持為25℃的氛圍)下進行測量。
首先,圖24示出發光元件4的亮度-電流效率特性。另外,在圖24中,縱軸表示電流效率(cd/A),橫軸表示亮度(cd/m2)。此外,圖25示出發光元件4的電壓-亮度特性。另外,在圖25中,縱軸表示亮度(cd/m2),橫軸表示電壓(V)。此外,下面的表8示出約1000cd/m2 的發光元件4的主要特性的起始值。
由上述結果可知,因為在本實施例中製造的發光元件4展現高外部量子效率,所以表示具有高發光效率。並且,由色度(x,y)可知,發光元件4發射色溫為約3000K的黃白色發光(電燈泡色)。
此外,圖26示出以25mA/cm2的電流密度供應電流至發光元件4時的發射光譜。如圖26所示,發光元件4的發射光譜在470nm、549nm、和618nm分別具有峰值,由此可知,發射光譜是來源於包含在各發光層中的磷光有機金屬銥錯合物的發光。另外,根據該光譜而算出的一般顯色指數(Ra)為90,呈現非常高的顯色性。
另外,圖27示出發光元件4的可靠性測試的結果。在圖27中,縱軸表示起始亮度為100%時的歸一化亮度(%),橫軸表示元件的驅動時間(h)。此外,在可靠性測試中,將起始亮度設定為5000cd/m2,並且在電流密度恆定的條件下驅動發光元件4。其結果,發光元件4的120小時後的亮度保持初始亮度的約96%。
由此可知,發光元件4具有高可靠性。另外可知,藉由將本發明的磷光有機金屬銥錯合物用於發光元件,得到長壽命的發光元件。
(參考例)
以下,對在本實施例中使用的磷光有機金屬銥錯合物的合成方法進行說明。
《合成例1》
在合成例1中,具體地例示以具體實施方式1的結構式(100)表示的本發明的一個具體實施方式的有機金屬錯合物(乙醯丙酮)雙(4,6-二苯基嘧啶)銥(III)(簡稱:[Ir(dppm)2(acac)])的合成例。另外,下面示出[Ir(dppm)2(acac)]的結構。
<步驟1:4,6-二苯基嘧啶(簡稱:Hdppm)的合成>
首先,在安裝有回流管的茄形燒瓶中放入5.02g的4,6-二氯嘧啶、8.29g的苯基硼酸、7.19g的碳酸鈉、0.29g的雙(三苯基膦)鈀(II)二氯化物(簡稱:Pd(PPh3)2Cl2)、20mL的水和20mL的乙腈,並使用氬置換燒瓶內部的空氣。藉由對該反應容器照射60分鐘微波(2.45GHz,100W)來進行加熱。此時,在燒瓶中再放入2.08g的苯基硼酸、1.79g的碳酸鈉、0.070g的 Pd(PPh3)2Cl2、5mL的水和5mL的乙腈,並對混合物再次照射60分鐘微波(2.45GHz,100W)來進行加熱。然後,對該溶液添加水,並使用二氯甲烷萃取有機層。使用水對所得到的萃取液進行洗滌,使用硫酸鎂進行乾燥。在進行乾燥之後過濾溶液。在蒸餾而去除溶液的溶劑之後,藉由將二氯甲烷用作展開溶劑的矽膠柱層析法純化所得到的殘渣,從而得到嘧啶衍生物Hdppm(黃白色粉末,產率為38%)。另外,使用微波合成裝置(由CEM公司製造,Discover)進行微波照射。下面示出步驟1的合成流程(a-1)。
<步驟2:二-μ-氯-雙[雙(4,6-二苯基嘧啶)銥(III)](簡稱:[Ir(dppm)2Cl]2)的合成>
接著,在安裝有回流管的茄形燒瓶中放入15mL的2-乙氧基乙醇、5mL的水、1.10g的藉由上述步驟1得到的Hdppm、0.69g的氯化銥水合物(IrCl3.H2O),並使用氬置換茄形燒瓶內部的空氣。然後,照射1小時微波(2.45GHz,100W),使其產生反應。在蒸餾而去除溶劑之後,過濾所得到的殘渣,然後使用乙醇進行洗滌,從而得到雙核錯合物[Ir(dppm)2Cl]2(紅褐色粉末,產率為88%) 。下面示出步驟2的合成流程(a-2)。
<步驟3:(乙醯丙酮)雙(4,6-二苯基嘧啶)銥(III)(簡稱:[Ir(dppm)2(acac)])的合成>
再者,在安裝有回流管的茄形燒瓶中放入40mL的2-乙氧基乙醇、1.44g的藉由上述步驟2得到的[Ir(dppm)2Cl]2、0.30g的乙醯丙酮及1.07g的碳酸鈉,並使用氬置換茄形燒瓶內部的空氣。然後,照射60分鐘微波(2.45GHz,100W),使其產生反應。蒸餾而去除溶劑,將所得到的殘渣溶解於二氯甲烷中,進行過濾以去除不溶物。依次使用水及飽和食鹽水對所得到的濾液進行洗滌,並使用硫酸鎂進行乾燥。在進行乾燥之後過濾溶液。在蒸餾而去除該溶液的溶劑之後,藉由使用二氯甲烷:醋酸乙酯=50:1(體積比)為展開溶劑的矽膠柱層析法純化所 得到的殘渣。然後藉由使用二氯甲烷和己烷的混合溶劑再結晶化,得到目的物的橙色粉末(產率為65%)。下面示出步驟3的合成流程(a-3)。
下面示出利用核磁共振分光法(1H-NMR)對藉由上述步驟3得到的橙色粉末進行分析的結果。另外,圖12示出1H-NMR譜。根據其結果可知,在本合成例1中得到以上述結構式(100)表示的磷光有機金屬銥錯合物[Ir(dppm)2(acac)]。
1H-NMR δ(CDCl3):1.83(s,6H),5.29(s,1H),6.48(d,2H),6.80(t,2H),6.90(t,2H),7.55-7.63(m,6H),7.77(d,2H),8.17(s,2H),8.24(d,4H),9.17(s,2H)。
《合成例2》
在合成例2中,具體地例示以具體實施方式1的結構式(101)表示的磷光有機金屬銥錯合物的(乙醯丙酮)雙(6-甲基-4-苯基嘧啶)銥(III)(簡稱:[Ir(mppm)2(acac)])的合成例。另外,下面示出[Ir(mppm)2(acac)]的結構。
<步驟1:4-甲基-6-苯基嘧啶(簡稱:Hmppm)的合成>
首先,在安裝有回流管的茄形燒瓶中放入4.90g的4-氯-6-甲基嘧啶、4.80g的苯基硼酸、4.03g的碳酸鈉、0.16g的雙(三苯基膦)鈀(II)二氯化物(簡稱:Pd(PPh3)2Cl2)、20mL的水和10mL的乙腈,並使用氬置換燒瓶內部的空氣。藉由對該反應容器照射60分鐘微波(2.45GHz,100W)來進行加熱。此時,在燒瓶中再放入2.28g的苯基硼酸、2.02g的碳酸鈉、0.082g的Pd(PPh3)2Cl2、5mL的水和10mL的乙腈,並對混合物再次照射60分鐘微波(2.45GHz,100W)來進行加熱。然後,對該溶液添加水,並使用二氯甲烷進行萃取。依次使用飽和碳酸鈉水溶液、水、及飽和食鹽水對所得到的萃取 液進行洗滌,使用硫酸鎂進行乾燥。在進行乾燥之後過濾溶液。在蒸餾而去除溶液的溶劑之後,藉由使用二氯甲烷:醋酸乙酯=9:1(體積比)為展開溶劑的矽膠柱層析法純化所得到的殘渣,從而得到目的的嘧啶衍生物Hmppm(橙色油狀物,產率為46%)。另外,使用微波合成裝置(由CEM公司製造,Discover)進行微波照射。下面示出步驟1的合成流程(b-1)。
<步驟2:二-μ-氯-雙[雙(6-甲基-4-苯基嘧啶)銥(III)](簡稱:[Ir(mppm)2Cl]2)的合成>
接著,在安裝有回流管的茄形燒瓶中放入15mL的2-乙氧基乙醇、5mL的水、1.51g的藉由上述步驟1得到的Hmppm、和1.26g的氯化銥水合物(IrCl3.H2O),並使用氬置換茄形燒瓶內部的空氣。然後,照射1小時微波(2.45GHz,100W),使其產生反應。在蒸餾而去除溶劑之後,藉由使用乙醇對所得到的殘渣進行洗滌並進行過濾,從而得到雙核錯合物[Ir(mppm)2Cl]2(暗綠色粉末,產率為77%)。下面示出步驟2的合成流程(b-2)。
<步驟3:(乙醯丙酮)雙(6-甲基-4-苯基嘧啶)銥(III)(簡稱:[Ir(mppm)2(acac)])的合成>
再者,在安裝有回流管的茄形燒瓶中放入40mL的2-乙氧基乙醇、1.84g的藉由上述步驟2得到的雙核錯合物[Ir(mppm)2Cl]2、0.48g的乙醯丙酮及1.73g的碳酸鈉,並使用氬置換茄形燒瓶內部的空氣。然後,照射60分鐘微波(2.45GHz,100W),使其產生反應。蒸餾而去除溶劑,將所得到的殘渣溶解於二氯甲烷中,進行過濾以去除不溶物。依次使用水及飽和食鹽水對所得到的濾液進行洗滌,並使用硫酸鎂進行乾燥。在進行乾燥之後過濾溶液。在蒸餾而去除溶液的溶劑之後,藉由使用二氯甲烷:醋酸乙酯=4:1(體積比)為展開溶劑的矽膠柱層析法純化所得到的殘渣。然後藉由使用二氯甲烷和己烷的混合溶劑進行再結晶化,得到目的物的黃色粉末(產率為44%)。下面示出步驟3的合成流程(b-3)。
下面示出利用核磁共振分光法(1H-NMR)對藉由上述步驟3得到的黃色粉末進行分析的結果。另外,圖13示出1H-NMR譜。根據其結果可知,在本合成例2中得到以上述結構式(101)表示的磷光有機金屬銥錯合物[Ir(mppm)2(acac)]。
1H-NMR δ(CDCl3):1.78(s,6H),2.81(s,6H),5.24(s,1H),6.37(d,2H),6.77(t,2H),6.85(t,2H),7.61-7.63(m,4H),8.97(s,2H)。
《合成例3》
在合成例3中,具體地例示以具體實施方式1的結構式(102)表示的磷光有機金屬銥錯合物的三(4,6-二苯基嘧啶)銥(III)(簡稱:[Ir(dppm)3])的合成例。另外, 下面示出[Ir(dppm)3]的結構。
將1.17g的藉由上述合成例1的步驟1得到的配體Hdppm和0.49g的三(乙醯丙酮)銥(III)放在安裝有三向旋塞的反應容器中,並使用氬置換反應容器內部的空氣。然後,以250℃的溫度進行45.5小時的加熱以使進行反應。將反應物溶解於二氯甲烷中,並過濾該溶液。蒸餾而去除所得到的濾液的溶劑,藉由矽膠柱層析法進行純化。首先使用二氯甲烷然後使用醋酸乙酯作為展開溶劑。蒸餾而去除所得到的餾分的溶劑,得到紅色固體(產率為41%)。藉由使用二氯甲烷和己烷的混合溶劑使所得到的固體再結晶化,得到目的物的紅色粉末(產率為11%)。下面示出合成例3的合成流程(c-1)。
下面示出利用核磁共振分光法(1H-NMR)對藉由上述步驟得到的紅色粉末進行分析的結果。另外,圖14示出1H-NMR譜。根據其結果可知,在本合成例3中得到以上述結構式(102)表示的磷光有機金屬銥錯合物[Ir(dppm)3]。
1H-NMR δ(CDCl3):6.88-7.04(m,9H),7.51-7.54(m,9H),7.90(d,3H),8.07(d,3H),8.09(d,3H),8.21(s,3H),8.46(s,3H)。
《合成例4》
在合成例4中,具體地例示以具體實施方式1的結構式(103)表示的磷光有機金屬銥錯合物的(乙醯丙酮)雙(2,4-二苯基-1,3,5-三嗪)銥(III)(簡稱:[Ir(dptzn)2(acac)])的合成例。另外,下面示出 [Ir(dptzn)2(acac)](簡稱)的結構。
<步驟1:2,4-二苯基-1,3,5-三嗪(簡稱:Hdptzn)的合成>
首先,將9.63g的苄脒鹽酸鹽和10.19g的Gold試劑(別名:(二甲基胺基亞甲基胺基亞甲基)二甲基氯化銨,Sigma-Aldrich公司製造)放在燒瓶中,並使用氮置換燒瓶內部的空氣。以120℃的溫度對該反應容器進行3小時的加熱,使其起反應。對該反應溶液添加水,並進行過濾。使用甲醇對所得到的殘餘物進行洗滌,得到目的的三嗪衍生物Hdptzn(簡稱)(白色粉末,產率為30%)。以下述(d-1)表示步驟1的合成流程。
<步驟2:二-μ-氯-雙[雙(2,4-二苯基-1,3,5-三嗪)銥(III)](簡稱:[Ir(dptzn)2CL]2)的合成>
接著,將15mL的2-乙氧基乙醇、5mL的水、2.51g的藉由上述步驟1得到的Hdptzn和1.18g的氯化銥水合物(IrCl3.H2O)放在安裝有回流管的燒瓶中,並使用氬置換燒瓶內部的空氣。然後,照射30分鐘微波(2.45GHz,100W),使其起反應。對反應溶液進行過濾,並使用乙醇對所得到的殘餘物進行洗滌,得到雙核錯合物[Ir(dptzn)2Cl]2(簡稱)(褐色粉末,產率為44%)。以下述(d-2)表示步驟2的合成流程。
<步驟3:(乙醯丙酮)雙[2,4-二苯基-1,3,5-三嗪)銥(III)(簡稱:[Ir(dptzn)2(acac)])的合成>
並且,將20mL的2-乙氧基乙醇、1.21g的藉由上述 步驟2得到的雙核錯合物[Ir(dptzn)2Cl]2(簡稱)、0.27mL的乙醯丙酮、0.92g的碳酸鈉放在安裝有回流管的茄形燒瓶中,並使用氬置換燒瓶內部的空氣。然後,照射30分鐘微波(2.45GHz,100W),使其起反應。對反應溶液添加二氯甲烷,並進行過濾。蒸餾而去除濾液的溶劑之後,利用以己烷和二氯甲烷的混合溶劑(體積比為1/25)為展開溶劑的快速管柱層析(矽膠)純化所得到的殘渣,來得到橙色粉末的磷光有機金屬銥錯合物[Ir(dptzn)2(acac)](簡稱)(產率為10%)。以下述(d-3)表示步驟3的合成流程。
下面示出利用核磁共振分光法(1H-NMR)對藉由上述步驟3得到的橙色粉末進行分析的結果。另外,圖15示出1H-NMR譜。根據其結果可知,在本合成例4中得到以上述結構式(103)表示的磷光有機金屬銥錯合物[Ir(dptzn)2(acac)]。
1H-NMR δ(CDCl3):1.85(s,6H),5.31(s,1H),6.56(dd,2H),6.88-6.99(m,4H),7.58-7.68(m,6H),8.23(dd,2H),8.72(dd,4H),9.13(s2H)。
《合成例5》
在合成例5中,具體地例示以具體實施方式1的結構式(105)表示的磷光有機金屬銥錯合物的(乙醯丙酮)雙(6-叔丁基-4-苯基嘧啶)銥(III)(簡稱:[Ir(tBuppm)2(acac)])的合成例。另外,下面示出[Ir(tBuppm)2(acac)](簡稱)的結構。
<步驟1:4-叔丁基-6-苯基嘧啶(簡稱:HtBuppm)的合成>
首先,在安裝有回流管的茄形燒瓶中放入22.5g的4,4-二甲基-1-苯基戊烷-1,3-二酮及50g的甲醯胺,並使用 氮置換燒瓶內部的空氣。藉由對該反應容器進行加熱,使反應溶液回流5小時。然後,將該溶液注入到氫氧化鈉水溶液中,並使用二氯甲烷萃取有機層。使用水及飽和食鹽水對所得到的有機層進行洗滌,並使用硫酸鎂進行乾燥。過濾乾燥之後的溶液。在蒸餾而去除溶液的溶劑之後,藉由使用己烷:醋酸乙酯=10:1(體積比)為展開溶劑的矽膠柱層析法純化所得到的殘渣,得到嘧啶衍生物HtBuppm(無色油狀物,產率為14%)。以下述(e-1)表示步驟1的合成流程。
<步驟2:二-μ-氯-雙[雙(6-叔丁基-4-苯基嘧啶)銥(III)](簡稱:[Ir(tBuppm)2Cl]2)的合成>
接著,在安裝有回流管的茄形燒瓶中放入15mL的2-乙氧基乙醇、5mL的水、1.49g的藉由上述步驟1得到的HtBuppm及1.04g的氯化銥水合物(IrCl3.H2O),並使用氬置換燒瓶內部的空氣。然後,照射1小時微波(2.45GHz,100W)以使其起反應。在蒸餾而去除該溶劑之後,抽濾所得到的殘渣,並使用乙醇進行洗滌,以得到雙核錯合物[Ir(tBuppm)2Cl]2(黃綠色粉末,產率為73%)。以下述(e-2)表示步驟2的合成流程。
<步驟3:(乙醯丙酮)雙(6-叔丁基-4-苯基嘧啶)銥(III)(簡稱:[Ir(tBuppm)2(acac)])的合成>
再者,在安裝有回流管的茄形燒瓶中放入40mL的2-乙氧基乙醇、1.61g的藉由上述步驟2得到的雙核錯合物[Ir(tBuppm)2Cl]2、0.36g的乙醯丙酮及1.27g的碳酸鈉,並使用氬置換燒瓶內部的空氣。然後,照射60分鐘微波(2.45GHz,100W),使其起反應。蒸餾而去除溶劑,使用乙醇抽濾所得到的殘渣,並使用水和乙醇對該殘渣進行洗滌。將所得到的固體溶解於二氯甲烷,並利用依次層疊有矽藻土(日本和光純藥工業株式會社,目錄號碼:537-02305)、氧化鋁、和矽藻土的助濾劑過濾混合物。蒸餾而去除溶劑,藉由使用二氯甲烷和己烷的混合溶劑使所得到的固體再結晶,得到黃色粉末的目的物(產率為68%) 。以下述(e-3)表示步驟3的合成流程。
下面示出利用核磁共振分光法(1H-NMR)對藉由上述步驟3得到的黃色粉末進行分析的結果。另外,圖28示出1H-NMR譜。根據其結果可知,在本合成例5中得到以上述結構式(105)表示的磷光有機金屬銥錯合物[Ir(tBuppm)2(acac)]。
1H-NMR δ(CDCl3):1.50(s,18H),1.79(s,6H),5.26(s,1H),6.33(d,2H),6.77(t,2H),6.85(t,2H),7.70(d,2H),7.76(s,2H),9.02(s,2H)。
《合成例6》
在合成例6中,具體地例示用於實施例4的N,N’-雙 (3-甲基苯基)-N,N’-雙[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]芘-1,6-二胺(縮寫:1,6mMemFLPAPrn)的合成例。另外,下面示出1,6mMemFLPAPrn(簡稱)的結構。
<步驟1:3-甲基苯基-3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基胺(縮寫:mMemFLPA)的合成>
在200mL的三頸燒瓶中放入3.2g(8.1mmol)的9-(3-溴苯基)-9-苯基茀、2.3g(24.1mmol)的叔丁醇鈉,並使用氮置換燒瓶內部的空氣。對該混合物添加40.0mL的甲苯、0.9mL(8.3mmol)的間-甲苯胺及0.2mL的三(叔丁基)膦的10%己烷溶液。將該混合物的溫度設定為60℃,於混合物中添加44.5mg(0.1mmol)的雙(二亞苄基丙酮)鈀(0),將該混合物的溫度上升至80℃,並攪拌2.0小時。在攪拌之後,經過矽酸鎂(Florisil)(日本和光純藥工業株式會社,目錄號碼:540-00135)、矽藻土(日 本和光純藥工業株式會社,目錄號碼:531-16855)和氧化鋁進行抽濾,獲得濾液。將濾液濃縮得到固體,然後藉由使用比例為1:1的己烷與甲苯為展開溶劑的矽膠柱層析法純化該固體,並使用甲苯和己烷的混合溶劑使該固體再結晶,從而以82%的產率得到2.8g的白色固體。以下述(f-1)表示上述步驟1的合成流程。
<步驟2:N,N’-雙(3-甲基苯基)-N,N’-雙[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]芘-1,6-二胺(縮寫:1,6mMemFLPAPrn)的合成>
在100mL的三口燒瓶中放入0.6g(1.7mmol)的1,6-二溴芘、1.4g(3.4mmol)的3-甲基苯基-3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基胺及0.5g(5.1mmol)的叔丁醇鈉,使用氮置換燒瓶中的空氣。對該混合物添加21.0mL的甲苯及0.2mL的三(叔丁基)膦的10%己烷溶液。將該混合物的溫度設定為60℃,對該混合物添加34.9mg(0.1mmol)的雙(二亞苄基丙酮)鈀(0),將該混合物的溫度升高到80℃,然後攪拌3.0小時。在攪拌之後,在該混合物中添 加400mL的甲苯並進行加熱。繼續在該混合物較熱的狀態下,經由矽酸鎂、矽藻土和氧化鋁對該混合物進行抽濾,來獲得濾液。將所得到的濾液濃縮獲得固體,然後藉由使用己烷與甲苯的比例為3:2為展開溶劑的矽膠柱層析法純化該固體以獲得黃色固體。使用甲苯和己烷的混合溶劑使所得到的黃色固體再結晶,從而以67%的產率得到1.2g的目的的黃色固體。
藉由梯度昇華法,對1.0g的所得到的黃色固體進行昇華純化。在昇華純化中,在壓力為2.2Pa且氬氣體流量為5.0mL/min的條件下以317℃的溫度加熱黃色固體。在進行昇華純化之後,以93%的產率獲得1.0g的目的物的黃色固體。以下述(f-2)表示上述步驟2的合成流程。
下面示出利用核磁共振分光法(1H-NMR)對藉由上述步驟2得到的黃色粉末進行分析的結果。另外,圖29A和圖29B示出1H-NMR譜。根據其結果,確認到上述化合物是N,N’-雙(3-甲基苯基)-N,N’-雙[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]芘-1,6-二胺(縮寫:1,6mMemFLPAPrn)。
1H-NMR(CDCl3,300MHz):δ=2.21(s,6H),6.67(d,J=7.2Hz,2H),6.74(d,J=7.2Hz,2H),7.17-7.23(m,34H),7.62(d,J=7.8Hz,4H),7.74(d,J=7.8Hz,2H),7.86(d,J=9.0Hz,2H),8.04(d,J=8.7Hz,4H)。
實施例5
在本實施例5中,具體地例示在具體實施方式1中以結構式(106)表示的磷光有機金屬銥錯合物(3-乙基-2,4-戊二酮)雙(4,6-二苯基嘧啶)銥(III)(簡稱:[Ir(dppm)2(eacac)])的合成例。另外,下面示出[Ir(dppm)2(eacac)](簡稱)的結構。
<步驟1:(3-乙基-2,4-戊二酮)雙(4,6-二苯基嘧啶)銥 (III)(簡稱:[Ir(dppm)2(eacac)])的合成>
首先,將30mL的2-乙氧基乙醇、2.16g的雙核錯合物[Ir(dppm)2Cl]2和2.00g的3-乙基-2,4-戊二酮、3.40g的碳酸鈉放在安裝有回流管的茄形燒瓶中,並使用氮置換燒瓶內部的空氣。然後,此溶液在室溫下攪拌48小時,接著以100℃的溫度加熱13小時。蒸餾而去除溶劑,對所得到的殘渣添加乙醇並進行抽濾,先後使用水和乙醇對所得到的固體進行洗滌,使用二氯甲烷和乙醇的混合溶劑使該固體再結晶兩次。藉由將二氯甲烷用作展開溶劑的快速管柱層析法純化所得到的固體。再者,藉由使用二氯甲烷和乙醇的混合溶劑進行再結晶,得到橙色粉末的磷光有機金屬銥錯合物[Ir(dppm)2(eacac)](簡稱)(產率為1%)。以下述(g-1)表示步驟1的合成流程。
另外,下面示出利用核磁共振分光法(1H-NMR)對藉由上述步驟1得到的橙色粉末進行分析的結果。根據其結果可知,在本實施例5中得到以上述結構式(106)表示的磷光有機金屬銥錯合物[Ir(dppm)2(eacac)]。
1H-NMR δ(CDCl3):1.04(t,3H),1.95(s,6H),2.27-2.30(m,2H),6.46(d,2H),6.79(t,2H),6.89(t,2H),7.56-7.62(m,6H),7.78(d,2H),8.18(s,2H),8.24(d,4H),9.18(s,2H)。
接著,利用紫外可見(UV)吸收光譜對[Ir(dppm)2(eacac)](簡稱)進行分析。在UV光譜的測量中,使用紫外可見分光光度計(日本分光株式會社製造的V550型),使用二氯甲烷溶液(0.085mmol/L),並在室溫下進行測量。另外,測量[Ir(dppm)2(eacac)](簡稱)的發射光譜。在發射光譜的測量中,使用螢光光度計(FS920,由日本濱松光子學株式會社(Hamamatsu Photonics K.K.)製造),使用經脫氣的二氯甲烷溶液(0.085mmol/L),並在室溫下進行測量。圖31示出測量結果。橫軸表示波長,縱軸表示吸收強度及發光強度。
如圖31所示,磷光有機金屬銥錯合物[Ir(dppm)2(eacac)](簡稱)在604nm具有發光峰值,並且從二氯甲烷溶液觀察到橙色的發光。
101‧‧‧第一電極
102‧‧‧EL層
103‧‧‧第二電極
111‧‧‧電洞注入層
112‧‧‧電洞傳輸層
113‧‧‧發光層
114‧‧‧電子傳輸層
115‧‧‧電子注入層
116‧‧‧電荷產生層
201‧‧‧陽極
202‧‧‧陰極
203‧‧‧EL層
204‧‧‧發光層
205‧‧‧磷光化合物
206‧‧‧第一有機化合物
207‧‧‧第二有機化合物
301‧‧‧第一電極
302(1)‧‧‧第一EL層
302(2)‧‧‧第二EL層
304‧‧‧第二電極
305‧‧‧電荷產生層(I)
401‧‧‧反射電極
402‧‧‧半透射.半反射電極
403a‧‧‧第一透明導電層
403b‧‧‧第二透明導電層
404B‧‧‧第一發光層(B)
404G‧‧‧第二發光層(G)
404R‧‧‧第三發光層(R)
405‧‧‧EL層
410R‧‧‧第一發光元件(R)
410G‧‧‧第二發光元件(G)
410B‧‧‧第三發光元件(B)
501‧‧‧元件基板
502‧‧‧像素部
503‧‧‧驅動電路部(源極線驅動電路)
504‧‧‧驅動電路部(閘極線驅動電路)
505‧‧‧密封材料
506‧‧‧密封基板
507‧‧‧佈線
508‧‧‧FPC(軟性印刷電路)
509‧‧‧n通道型TFT
510‧‧‧p通道型TFT
511‧‧‧開關用TFT
512‧‧‧電流控制用TFT
513‧‧‧第一電極(陽極)
514‧‧‧絕緣物
515‧‧‧EL層
516‧‧‧第二電極(陰極)
517‧‧‧發光元件
518‧‧‧空間
1100‧‧‧基板
1101‧‧‧第一電極
1102‧‧‧EL層
1103‧‧‧第二電極
1111‧‧‧電洞注入層
1112‧‧‧電洞傳輸層
1113‧‧‧發光層
1114‧‧‧電子傳輸層
1115‧‧‧電子注入層
7100‧‧‧電視機
7101‧‧‧外殼
7103‧‧‧顯示部
7105‧‧‧支架
7107‧‧‧顯示部
7109‧‧‧操作鍵
7110‧‧‧遙控器
7201‧‧‧主體
7202‧‧‧外殼
7203‧‧‧顯示部
7204‧‧‧鍵盤
7205‧‧‧外部連接埠
7206‧‧‧指向裝置
7301‧‧‧外殼
7302‧‧‧外殼
7303‧‧‧連接部
7304‧‧‧顯示部
7305‧‧‧顯示部
7306‧‧‧揚聲器部
7307‧‧‧記錄媒體插入部
7308‧‧‧LED燈
7309‧‧‧操作鍵
7310‧‧‧連接端子
7311‧‧‧感測器
7312‧‧‧麥克風
7400‧‧‧行動電話機
7401‧‧‧外殼
7402‧‧‧顯示部
7403‧‧‧操作按鈕
7404‧‧‧外部連接埠
7405‧‧‧揚聲器
7406‧‧‧麥克風
8001‧‧‧照明裝置
8002‧‧‧照明裝置
8003‧‧‧照明裝置
8004‧‧‧照明裝置
3000‧‧‧基板
3001‧‧‧第一電極
3002a‧‧‧第一EL層
3002b‧‧‧第二EL層
3002c‧‧‧第三EL層
3003‧‧‧第二電極
3011a‧‧‧第一電洞注入層
3011b‧‧‧第二電洞注入層
3011c‧‧‧第三電洞注入層
3012a‧‧‧第一電洞傳輸層
3012b‧‧‧第二電洞傳輸層
3012c‧‧‧第三電洞傳輸層
3013a‧‧‧第一發光層
3013b‧‧‧第二發光層
3013c‧‧‧第三發光層
3014a‧‧‧第一電子傳輸層
3014b‧‧‧第二電子傳輸層
3014c‧‧‧第三電子傳輸層
3015a‧‧‧第一電子注入層
3015b‧‧‧第二電子注入層
3015c‧‧‧第三電子注入層
3016a‧‧‧第一電荷產生層
3016b‧‧‧第二電荷產生層
在圖式中:圖1是說明發光元件的結構的圖;圖2是說明發光元件的結構的圖;圖3A和圖3B是說明發光元件的結構的圖;圖4是說明發光裝置的圖;圖5A和圖5B是說明發光裝置的圖;圖6A至圖6D是說明電子裝置的圖;圖7是說明照明裝置的圖;圖8是說明發光元件的圖;圖9是示出發光元件1的亮度-電流效率特性的圖;圖10是示出發光元件1的電壓-亮度特性的圖;圖11是示出發光元件1的發射光譜的圖;圖12是結構式(100)的磷光有機金屬銥錯合物的1H-NMR譜;圖13是結構式(101)的磷光有機金屬銥錯合物的1H-NMR譜;圖14是結構式(102)的磷光有機金屬銥錯合物的1H-NMR譜;圖15是結構式(103)的磷光有機金屬銥錯合物的1H-NMR譜;圖16是示出發光元件2的亮度-電流效率特性的圖;圖17是示出發光元件2的電壓-亮度特性的圖;圖18是示出發光元件2的發射光譜的圖;圖19是示出發光元件2的可靠性的圖; 圖20是示出發光元件3的亮度-電流效率特性的圖;圖21是示出發光元件3的電壓-亮度特性的圖;圖22是示出發光元件3的發射光譜的圖;圖23是示出發光元件3的可靠性的圖;圖24是示出發光元件4的亮度-電流效率特性的圖;圖25是示出發光元件4的電壓-亮度特性的圖;圖26是示出發光元件4的發射光譜的圖;圖27是示出發光元件4的可靠性的圖;圖28是結構式(105)的磷光有機金屬銥錯合物的1H-NMR譜;圖29A和圖29B是1,6mMemFLPAPrn(簡稱)的1H-NMR譜;圖30是說明發光元件的圖;圖31是以結構式(106)表示的磷光有機金屬銥錯合物的紫外.可見吸收光譜及發射光譜。
101‧‧‧第一電極
102‧‧‧EL層
103‧‧‧第二電極
111‧‧‧電洞注入層
112‧‧‧電洞傳輸層
113‧‧‧發光層
114‧‧‧電子傳輸層
115‧‧‧電子注入層
116‧‧‧電荷產生層

Claims (20)

  1. 一種發光裝置,其包括:發光層,其包含具有嘧啶配體的銥錯合物、第一有機化合物、和第二有機化合物,其中:該嘧啶配體的第4位置具有芳基,該嘧啶配體之第3位置的氮係配位至銥,該嘧啶配體在第2、5和6位置中的任一者具有烷基或芳基,與該嘧啶配體的第4位置鍵結的該芳基的鄰位與該銥鍵結,該第一有機化合物具有電子捕捉性,該第二有機化合物具有電洞捕捉性,該第一有機化合物和該第二有機化合物可彼此形成激基複合物(exciplex),及該激基複合物的發射光譜與該銥錯合物的吸收光譜重疊。
  2. 根據申請專利範圍第1項之發光裝置,其中:該銥錯合物以下式中的任一者表示: L表示單陰離子配體;Ar表示經取代或未經取代的芳基;R1至R3分別地表示氫、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷基、和經取代或未經取代之具有6至10個碳原子的芳基中的任一者;及R1至R3中的至少一者表示經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷基、或者經取代或未經取代之具有6至10個碳原子的芳基。
  3. 根據申請專利範圍第2項之發光裝置,其中:該單陰離子配體以下式(L1)至(L7)中的任一者表示: R21至R58分別地表示氫、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷基、鹵基、乙烯基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的鹵烷基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷氧基、和經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷硫基中的任一者;及A1至A4分別地表示氮;與氫鍵結的sp2混成碳;及與具有1至4個碳原子的烷基、鹵基、具有1至4個碳原子的鹵烷基、和苯基中的任一者鍵結的sp2混成碳中之任一者。
  4. 根據申請專利範圍第1項之發光裝置,其中該銥錯合物以下式中的任一者表示:
  5. 根據申請專利範圍第1項之發光裝置,其另外包括第二發光層。
  6. 根據申請專利範圍第1項之發光裝置,其另外包括:反射電極;在該反射電極上且與之接觸的透明導電層;及在該透明導電層上的半透射.半反射電極,其中該發光層係位在該透明導電層與該半透射.半反射電極之間。
  7. 根據申請專利範圍第6項之發光裝置,其另外包括第二發光層,其中該第二發光層係位在該透明導電層與該發光層之間,或位在該發光層與該半透射.半反射電極之間。
  8. 根據申請專利範圍第1項之發光裝置,其另外包括:第一電極,在該第一電極上的第二發光層;在該第二發光層上的電荷產生層;及在該電荷產生層上的第二電極,其中該發光層係位在該電荷產生層與該第二電極之間。
  9. 一種電子裝置,其包含根據申請專利範圍第1項之發光裝置。
  10. 一種照明裝置,其包含根據申請專利範圍第1項之發光裝置。
  11. 一種發光裝置,其包括: 發光層,其包含具有1,3,5-三嗪配體的銥錯合物、第一有機化合物、和第二有機化合物,其中:該1,3,5-三嗪配體之第2位置具有芳基,該1,3,5-三嗪配體之第1位置的氮配位至銥,該1,3,5-三嗪配體在第4或6位置具有取代基,與該1,3,5-三嗪配體的第2位置鍵結的該芳基的鄰位與該銥鍵結,該第一有機化合物具有電子捕捉性,該第二有機化合物具有電洞捕捉性,該第一有機化合物和該第二有機化合物可彼此形成激基複合物(exciplex),及該激基複合物的發射光譜與該銥錯合物的吸收光譜重疊。
  12. 根據申請專利範圍第11項之發光裝置,其中:該銥錯合物以下式中的任一者表示: L表示單陰離子配體; Ar表示經取代或未經取代的芳基;R4和R5分別地表示氫、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷氧基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷硫基、鹵基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的鹵烷基、和經取代或未經取代之具有6至10個碳原子的芳基中的任一者;及R4和R5中的至少一者表示經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷氧基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷硫基、鹵基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的鹵烷基、和經取代或未經取代之具有6至10個碳原子的芳基中的任一者。
  13. 根據申請專利範圍第12項之發光裝置,其中:該單陰離子配體以下式(L1)至(L7)中的任一者表示: R21至R58分別地表示氫、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷基、鹵基、乙烯基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的鹵烷基、經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷氧基、和經取代或未經取代之具有1至4個碳原子的烷硫基中的任一者;及A1至A4分別地表示氮;與氫鍵結的sp2混成碳;及與具有1至4個碳原子的烷基、鹵基、具有1至4個碳原子的鹵烷基、和苯基中的任一者鍵結的sp2混成碳中之任一者。
  14. 根據申請專利範圍第11項之發光裝置,其中該銥錯合物以下式中任一者表示:
  15. 根據申請專利範圍第11項之發光裝置,其另外包括第二發光層。
  16. 根據申請專利範圍第11項之發光裝置,其另外包括:反射電極;在該反射電極上且與之接觸的透明導電層;在該透明導電層上的半透射.半反射電極,其中該發光層係位在該透明導電層與該半透射.半反射電極之間。
  17. 根據申請專利範圍第16項之發光裝置,其另外包括第二發光層,其中該第二發光層係位在該透明導電層與該發光層之間,或位在該發光層與該半透射.半反射電極之間。
  18. 根據申請專利範圍第11項之發光裝置,其另外包括:第一電極,在該第一電極上的第二發光層;在該第二發光層上的電荷產生層;及 在該電荷產生層上的第二電極,其中該發光層係位在該電荷產生層與該第二電極之間。
  19. 一種電子裝置,其包含根據申請專利範圍第11項之發光裝置。
  20. 一種照明裝置,其包含根據申請專利範圍第11項之發光裝置。
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