WO2023175442A1 - 表示装置、電子機器 - Google Patents

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WO2023175442A1
WO2023175442A1 PCT/IB2023/052111 IB2023052111W WO2023175442A1 WO 2023175442 A1 WO2023175442 A1 WO 2023175442A1 IB 2023052111 W IB2023052111 W IB 2023052111W WO 2023175442 A1 WO2023175442 A1 WO 2023175442A1
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WO
WIPO (PCT)
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layer
emitting device
light emitting
electrode
unit
Prior art date
Application number
PCT/IB2023/052111
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
池田隆之
川上祥子
大澤信晴
長坂顕
渡部剛吉
石本拓矢
久保田ゆう子
高畑正利
Original Assignee
株式会社半導体エネルギー研究所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社半導体エネルギー研究所 filed Critical 株式会社半導体エネルギー研究所
Publication of WO2023175442A1 publication Critical patent/WO2023175442A1/ja

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    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09FDISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/19Tandem OLEDs
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10OLED displays

Definitions

  • One embodiment of the present invention relates to a display device, an electronic device, or a semiconductor device.
  • one embodiment of the present invention is not limited to the above technical field.
  • the technical field of one embodiment of the invention disclosed in this specification and the like relates to products, methods, or manufacturing methods.
  • one aspect of the present invention relates to a process, machine, manufacture, or composition of matter. Therefore, more specifically, the technical fields of one embodiment of the present invention disclosed in this specification include semiconductor devices, display devices, light-emitting devices, power storage devices, storage devices, driving methods thereof, or manufacturing methods thereof; can be cited as an example.
  • Examples of organic thin films that can provide excellent electron injection and electron transport properties when used in the electron injection layer of an organic EL device include a hexahydropyrimidopyrimidine compound and a second material that transports electrons.
  • a single film or a laminated film of a film containing a hexahydropyrimidopyrimidine compound and a film containing a second material is known (Patent Document 1).
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a novel display device that is excellent in convenience, usefulness, and reliability.
  • one of the challenges is to provide a new electronic device that is convenient, useful, or reliable.
  • one of the objects is to provide a new display device, a new electronic device, or a new semiconductor device.
  • One embodiment of the present invention is a display device including a first light-emitting device and a second light-emitting device.
  • the first light emitting device comprises a first electrode, a second electrode, a first unit, a second unit and a first intermediate layer, the first unit comprising a first electrode and a second electrode. Sandwiched therebetween, the first unit includes a first luminescent material. A second unit is sandwiched between the second electrode and the first unit, and the second unit includes a second luminescent material. Further, the first intermediate layer is sandwiched between the second unit and the first unit, the first intermediate layer includes the first layer and the second layer, and the first layer is sandwiched between the second unit and the first unit. 2 units and a second layer.
  • the first layer contains an organic compound or transition metal oxide containing a halogen group or a cyano group, and the second layer contains an organic compound that exhibits electron injection properties.
  • a second light emitting device is adjacent to the first light emitting device, the second light emitting device comprising a third electrode, a fourth electrode, a third unit, a fourth unit and a second intermediate layer.
  • the third electrode has a gap between it and the first electrode.
  • the third unit is sandwiched between the third electrode and the fourth electrode, and the third unit includes a third luminescent material.
  • a fourth unit is sandwiched between the fourth electrode and the third unit, and the fourth unit includes a fourth luminescent material.
  • the second intermediate layer is sandwiched between the fourth unit and the third unit, and the second intermediate layer has a region between it and the first intermediate layer. The region separates the first intermediate layer and the second intermediate layer, and the region overlaps the gap.
  • the second intermediate layer includes a third layer and a fourth layer, the third layer is sandwiched between the fourth unit and the fourth layer, and the third layer includes a halogen group or a cyano group.
  • the fourth layer contains an organic compound that exhibits electron injection properties, and the organic compound that exhibits electron injection properties is represented by general formula (G0).
  • A is a substituted or unsubstituted aryl skeleton having 6 to 30 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heteroaryl skeleton having 2 to 30 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 4. .
  • the solubility in water of the organic compound exhibiting electron injection properties is 1,1'-pyridine-2,6-diyl-bis(1,3 , 4,6,7,8-hexahydro-2H-pyrimido[1,2-a]pyrimidine) whose solubility in water is 1/10 or less.
  • the organic compound exhibiting electron injection properties has a solubility in water at a weight fraction of greater than 0 and less than 4.0 ⁇ 10 ⁇ 4 at 1 atm and 300 K.
  • the above display device has:
  • one embodiment of the present invention is the above display device, wherein the organic compound exhibiting electron injection properties is represented by general formula (G1).
  • R 1 to R 16 are substituted or unsubstituted 1 to 4 1,3,4,6,7,8-hexahydro-2H-pyrimide [1,2-a ] pyrimidino group, others are hydrogen, substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 4 to 10 carbon atoms A polycyclic cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heteroaromatic hydrocarbon group having 2 to 30 carbon atoms; In (G1), any hydrogen may be deuterium.
  • a chemical containing water can be used in the manufacturing process of a display device. Further, it is possible to suppress an increase in the driving voltage of the light emitting device due to the use of a water-containing chemical. Further, for example, a microfabrication technique using a water-containing agent can be employed. Additionally, the second intermediate layer can be separated from the first intermediate layer using microfabrication techniques. Furthermore, the current flowing between the first intermediate layer and the second intermediate layer can be suppressed. Further, it is possible to suppress the occurrence of a phenomenon in which an adjacent second light emitting device unintentionally emits light due to the operation of the first light emitting device. Further, a display device with low driving voltage can be provided. Furthermore, a display device with low power consumption can be provided. As a result, a novel display device with excellent convenience, usefulness, and reliability can be provided.
  • one embodiment of the present invention is the above display device including a first functional layer and a second functional layer.
  • the first functional layer overlaps the second functional layer, and the first functional layer includes a first pixel circuit and a second pixel circuit.
  • the second functional layer also includes a first light emitting device and a second light emitting device.
  • the first light emitting device is electrically connected to the first pixel circuit
  • the second light emitting device is electrically connected to the second pixel circuit.
  • one embodiment of the present invention is the above display device including a first pixel and a second pixel.
  • the first pixel is adjacent to a second pixel, the first pixel includes a first light emitting device and a first pixel circuit, and the second pixel includes a second light emitting device and a second pixel circuit. Be prepared.
  • the first light emitting device is electrically connected to the first pixel circuit
  • the second light emitting device is electrically connected to the second pixel circuit.
  • one embodiment of the present invention is an electronic device including the above-described display device, a sensor, an operation button, a speaker, or a microphone.
  • the light-emitting device in this specification includes an image display device using a light-emitting device.
  • a module in which a connector such as an anisotropic conductive film or TCP (Tape Carrier Package) is attached to a light emitting device a module in which a printed wiring board is provided at the end of TCP, or a COG (Chip On Glass) method in a light emitting device
  • a light emitting device may also include a module on which an IC (integrated circuit) is directly mounted.
  • lighting equipment and the like may include a light emitting device.
  • a novel display device that is highly convenient, useful, and reliable can be provided. Further, according to one aspect of the present invention, it is possible to provide a novel electronic device with excellent convenience, usefulness, and reliability. Furthermore, a new display device can be provided. Moreover, a new electronic device can be provided.
  • FIGS. 1A and 1B are diagrams illustrating the configuration of a light emitting device according to an embodiment.
  • 2A and 2B are diagrams illustrating the configuration of a light emitting device according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of a display device according to an embodiment.
  • 5A to 5C are diagrams illustrating the configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the configuration of a display device according to an embodiment.
  • 7A to 7C are diagrams illustrating the configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIGS. 8A and 8B are diagrams illustrating an active matrix light emitting device according to an embodiment.
  • FIGS. 9A and 9B are diagrams illustrating an active matrix light emitting device according to an embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an active matrix light emitting device according to an embodiment.
  • FIGS. 11A and 11B are diagrams illustrating a passive matrix light emitting device according to an embodiment.
  • 12A and 12B are diagrams illustrating a lighting device according to an embodiment.
  • 13A to 13D are diagrams illustrating an electronic device according to an embodiment.
  • 14A to 14C are diagrams illustrating an electronic device according to an embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a lighting device according to an embodiment.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating a lighting device according to an embodiment.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating an in-vehicle display device and a lighting device according to an embodiment.
  • FIGS. 18A to 18C are diagrams illustrating an electronic device according to an embodiment.
  • 19A and 19B are diagrams illustrating the configuration of a display device according to an example.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating current density-luminance characteristics of the light emitting device according to the example.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating the brightness-current efficiency characteristics of the light emitting device according to the example.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating voltage-luminance characteristics of the light emitting device according to the example.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating voltage-current characteristics of the light emitting device according to the example.
  • FIG. 24 is a diagram illustrating the emission spectrum of the light emitting device according to the example.
  • 25A and 25B are diagrams illustrating the configuration of a display device according to an example.
  • FIG. 26A and 26B are diagrams illustrating the configuration of a display device according to an example.
  • FIG. 27 is a diagram illustrating current density-luminance characteristics of the light emitting device according to the example.
  • FIG. 28 is a diagram illustrating the luminance-current efficiency characteristics of the light emitting device according to the example.
  • FIG. 29 is a diagram illustrating voltage-luminance characteristics of the light emitting device according to the example.
  • FIG. 30 is a diagram illustrating voltage-current characteristics of the light emitting device according to the example.
  • FIG. 31 is a diagram illustrating the emission spectrum of the light emitting device according to the example.
  • 32A and 32B are diagrams illustrating the configuration of a display device according to an example.
  • 33A and 33B are diagrams illustrating the configuration of a display device according to an example.
  • FIG. 34 is a diagram illustrating current density-luminance characteristics of the light emitting device according to the example.
  • FIG. 35 is a diagram illustrating the brightness-current efficiency characteristics of the light emitting device according to the example.
  • FIG. 36 is a diagram illustrating voltage-luminance characteristics of the light emitting device according to the example.
  • FIG. 37 is a diagram illustrating voltage-current characteristics of the light emitting device according to the example.
  • FIG. 38 is a diagram illustrating the emission spectrum of the light emitting device according to the example.
  • FIG. 39 is a diagram illustrating the driving voltage of the light emitting device according to the example.
  • FIG. 40 is a diagram illustrating current density-luminance characteristics of the light emitting device according to the example.
  • FIG. 40 is a diagram illustrating current density-luminance characteristics of the light emitting device according to the example.
  • FIG. 41 is a diagram illustrating the luminance-current efficiency characteristics of the light emitting device according to the example.
  • FIG. 42 is a diagram illustrating voltage-luminance characteristics of the light emitting device according to the example.
  • FIG. 43 is a diagram illustrating voltage-current characteristics of the light emitting device according to the example.
  • FIG. 44 is a diagram illustrating the emission spectrum of the light emitting device according to the example.
  • FIG. 45 is a diagram illustrating the change over time in the normalized luminance of the light emitting device according to the example.
  • a display device includes a first light-emitting device and a second light-emitting device.
  • the first light emitting device comprises a first electrode, a second electrode, a first unit, a second unit and a first intermediate layer, the first unit comprising a first electrode and a second electrode. Sandwiched therebetween, the first unit includes a first luminescent material.
  • a second unit is sandwiched between the second electrode and the first unit, and the second unit includes a second luminescent material.
  • the first intermediate layer is sandwiched between the second unit and the first unit, the first intermediate layer includes the first layer and the second layer, and the first layer is sandwiched between the second unit and the first unit. 2 units and a second layer.
  • the first layer contains an organic compound or transition metal oxide containing a halogen group or a cyano group
  • the second layer contains an organic compound that exhibits electron injection properties.
  • a second light emitting device is adjacent to the first light emitting device, the second light emitting device comprising a third electrode, a fourth electrode, a third unit, a fourth unit and a second intermediate layer.
  • the third electrode has a gap between it and the first electrode.
  • the third unit is sandwiched between the third electrode and the fourth electrode, and the third unit includes a third luminescent material.
  • a fourth unit is sandwiched between the fourth electrode and the third unit, and the fourth unit includes a fourth luminescent material.
  • the second intermediate layer is sandwiched between the fourth unit and the third unit, and the second intermediate layer has a region between it and the first intermediate layer. The region separates the first intermediate layer and the second intermediate layer, and the region overlaps the gap.
  • the second intermediate layer includes a third layer and a fourth layer, the third layer is sandwiched between the fourth unit and the fourth layer, and the third layer includes a halogen group or a cyano group.
  • the fourth layer contains an organic compound that exhibits electron injection properties, and the organic compound that exhibits electron injection properties is represented by general formula (G0).
  • A is a substituted or unsubstituted aryl skeleton having 6 to 30 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heteroaryl skeleton having 2 to 30 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 4. .
  • ⁇ electrons can be supplied from the second layer to the first unit.
  • holes can be supplied from the first layer to the second unit.
  • carriers can move through the second layer.
  • a second layer with good film quality can be provided.
  • a chemical containing water can be used in the manufacturing process of the display device. Further, it is possible to suppress an increase in the driving voltage of the light emitting device due to the use of a water-containing chemical. Further, for example, a microfabrication technique using a water-containing agent can be employed. Additionally, the second intermediate layer can be separated from the first intermediate layer using microfabrication techniques. Furthermore, the current flowing between the first intermediate layer and the second intermediate layer can be suppressed.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view illustrating the structure of a light-emitting device 550X of one embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view illustrating a structure of a light-emitting device 550X of one embodiment of the present invention, which is different from the structure explained using FIG. 1A.
  • a light emitting device 550X described in this embodiment includes an electrode 551X, an electrode 552X, a unit 103X, a unit 103X2, and an intermediate layer 106X (see FIG. 1A).
  • Unit 103X is sandwiched between electrode 551X and electrode 552X, and unit 103X includes a first luminescent material EM1.
  • Intermediate layer 106X is sandwiched between unit 103X2 and unit 103X.
  • Unit 103X2 is sandwiched between electrode 552X and unit 103X, and unit 103X2 includes a second luminescent material EM2.
  • the intermediate layer 106X has a function of supplying electrons to the anode side and holes to the cathode side by applying a voltage. Further, the intermediate layer 106X can be called a charge generation layer.
  • Intermediate layer 106X includes layer 106X1 and layer 106X2.
  • Layer 106X1 is sandwiched between unit 103X2 and layer 106X2.
  • ⁇ Configuration example of layer 106X1>> For example, a material whose hole mobility is 1 ⁇ 10 ⁇ 3 cm 2 /Vs or less when the square root of the electric field strength [V/cm] is 600 can be used for the layer 106X1. Further, a film having an electrical resistivity of 1 ⁇ 10 4 [ ⁇ cm] or more and 1 ⁇ 10 7 [ ⁇ cm] or less can be used for the layer 106X1. Preferably, the layer 106X1 has an electrical resistivity of 5 ⁇ 10 4 [ ⁇ cm] or more and 1 ⁇ 10 7 [ ⁇ cm] or less, more preferably 1 ⁇ 10 5 [ ⁇ cm] or more. It has an electrical resistivity of 1 ⁇ 10 7 [ ⁇ cm] or less.
  • a substance AM1 having electron-accepting properties can be used for the layer 106X1.
  • Substance AM1 with electron accepting property Organic and inorganic compounds can be used for the electron-accepting substance AM1.
  • the substance AM1 having electron-accepting properties can extract electrons from an adjacent hole-transporting layer or a material having hole-transporting properties by applying an electric field.
  • a compound having an electron-withdrawing group (halogen group or cyano group) can be used as the electron-accepting substance AM1.
  • an organic compound having electron-accepting properties is easily vapor-deposited and can be easily formed into a film. Thereby, the productivity of the light emitting device 550X can be increased.
  • a compound such as HAT-CN in which an electron-withdrawing group is bonded to a condensed aromatic ring having a plurality of heteroatoms is thermally stable and is therefore preferable.
  • [3]radialene derivatives having an electron-withdrawing group are preferable because they have very high electron-accepting properties.
  • ⁇ , ⁇ ', ⁇ ''-1,2,3-cyclopropane triylidenetris [4-cyano-2,3,5,6-tetrafluorobenzeneacetonitrile]
  • ⁇ , ⁇ ', ⁇ ''-1,2,3-cyclopropane triylidene tris [2,6-dichloro-3,5-difluoro-4-(trifluoromethyl)benzeneacetonitrile]
  • ⁇ , ⁇ ', ⁇ ''-1,2 , 3-cyclopropane triylidene tris [2,3,4,5,6-pentafluorobenzeneacetonitrile], etc.
  • transition metal oxides such as molybdenum oxide, vanadium oxide, ruthenium oxide, tungsten oxide, and manganese oxide can be used as the electron-accepting substance AM1.
  • phthalocyanine compounds or complex compounds such as phthalocyanine (abbreviation: H2Pc ) and copper phthalocyanine (abbreviation: CuPc), 4,4'-bis[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]
  • Aromatic compounds such as biphenyl (abbreviation: DPAB), N,N'-bis[4-bis(3-methylphenyl)aminophenyl]-N,N'-diphenyl-4,4'-diaminobiphenyl (abbreviation: DNTPD)
  • a compound having an amine skeleton can be used.
  • PEDOT/PSS polystyrene sulfonic acid
  • a composite material including a substance AM1 having an electron-accepting property and a material having a hole-transporting property can be used for the layer 106X1.
  • compounds with aromatic amine skeletons, carbazole derivatives, aromatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons with vinyl groups, and polymer compounds (oligomers, dendrimers, polymers, etc.) are used to transport holes in composite materials. It can be used for materials with properties. Further, a material having a hole mobility of 1 ⁇ 10 ⁇ 6 cm 2 /Vs or more can be suitably used as a material having hole transport properties of a composite material. For example, a material having hole transport properties that can be used for the layer 112X described in Embodiment 2 can be used for the composite material.
  • a substance having a relatively deep highest occupied molecular orbital (HOMO) level can be suitably used as a material having hole transport properties in a composite material.
  • the HOMO level is preferably ⁇ 5.7 eV or more and ⁇ 5.4 eV or less.
  • Examples of compounds having an aromatic amine skeleton include N,N'-di(p-tolyl)-N,N'-diphenyl-p-phenylenediamine (abbreviation: DTDPPA), 4,4'-bis[N- (4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]biphenyl (abbreviation: DPAB), DNTPD, 1,3,5-tris[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]benzene (abbreviation: DPA3B) ), etc. can be used.
  • DTDPPA N,N'-di(p-tolyl)-N,N'-diphenyl-p-phenylenediamine
  • DPAB 4,4'-bis[N- (4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]biphenyl
  • DNTPD 1,3,5-tris[N-(4-diphen
  • carbazole derivatives include 3-[N-(9-phenylcarbazol-3-yl)-N-phenylamino]-9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCA1), 3,6-bis[N-(9- phenylcarbazol-3-yl)-N-phenylamino]-9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCA2), 3-[N-(1-naphthyl)-N-(9-phenylcarbazol-3-yl)amino]- 9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCN1), 4,4'-di(N-carbazolyl)biphenyl (abbreviation: CBP), 1,3,5-tris[4-(N-carbazolyl)phenyl]benzene (abbreviation: TCPB) ), 9-[4-(10-phenyl-9-anthracenyl)phenyl
  • aromatic hydrocarbons examples include 2-tert-butyl-9,10-di(2-naphthyl)anthracene (abbreviation: t-BuDNA), 2-tert-butyl-9,10-di(1-naphthyl) Anthracene, 9,10-bis(3,5-diphenylphenyl)anthracene (abbreviation: DPPA), 2-tert-butyl-9,10-bis(4-phenylphenyl)anthracene (abbreviation: t-BuDBA), 9, 10-di(2-naphthyl)anthracene (abbreviation: DNA), 9,10-diphenylanthracene (abbreviation: DPAnth), 2-tert-butylanthracene (abbreviation: t-BuAnth), 9,10-bis(4-methyl -1-naphthyl)anthracene (abbreviation: DMNA
  • aromatic hydrocarbons having a vinyl group examples include 4,4'-bis(2,2-diphenylvinyl)biphenyl (abbreviation: DPVBi), 9,10-bis[4-(2,2- diphenylvinyl)phenyl]anthracene (abbreviation: DPVPA), etc. can be used.
  • DPVBi 4,4'-bis(2,2-diphenylvinyl)biphenyl
  • DPVPA 9,10-bis[4-(2,2- diphenylvinyl)phenyl]anthracene
  • polymer compounds include poly(N-vinylcarbazole) (abbreviation: PVK), poly(4-vinyltriphenylamine) (abbreviation: PVTPA), poly[N-(4- ⁇ N'-[4- (4-diphenylamino)phenyl]phenyl-N'-phenylamino ⁇ phenyl)methacrylamide] (abbreviation: PTPDMA), poly[N,N'-bis(4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl) ) benzidine] (abbreviation: Poly-TPD), etc. can be used.
  • PVK poly(N-vinylcarbazole)
  • PVTPA poly(4-vinyltriphenylamine)
  • PTPDMA poly[N-(4- ⁇ N'-[4- (4-diphenylamino)phenyl]phenyl-N'-phenylamino ⁇ phenyl)methacrylamide]
  • a substance having any one of a carbazole skeleton, a dibenzofuran skeleton, a dibenzothiophene skeleton, and an anthracene skeleton can be suitably used as a material having a hole transporting property of a composite material.
  • an aromatic amine having a substituent containing a dibenzofuran ring or a dibenzothiophene ring, an aromatic monoamine having a naphthalene ring, or a substance comprising an aromatic monoamine in which a 9-fluorenyl group is bonded to the nitrogen of the amine via an arylene group. it can be used for composite materials having hole transport properties. Note that by using a substance having an N,N-bis(4-biphenyl)amino group, the reliability of the light emitting device 550X can be improved.
  • BnfABP N-(4-biphenyl)-6,N-diphenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-amine
  • BnfABP N,N-bis( 4-biphenyl)-6-phenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-amine
  • BBABnf 4,4'-bis(6-phenylbenzo[b]naphtho[1,2 -d]furan-8-yl)-4''-phenyltriphenylamine
  • BnfBB1BP N,N-bis(4-biphenyl)benzo[b]naphtho[1,2-d]furan-6- Amine
  • BBABnf (6) N,N-bis(4-biphenyl)benzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-amine
  • a composite material containing a substance AM1 having electron-accepting properties, a material having hole-transporting properties, and an alkali metal fluoride or an alkaline earth metal fluoride can be used.
  • a composite material in which the atomic ratio of fluorine atoms is 20% or more can be suitably used.
  • the refractive index of the layer 106X1 can be lowered.
  • a layer with a low refractive index can be formed inside the light emitting device 550X.
  • the external quantum efficiency of the light emitting device 550X can be improved.
  • Layer 106X2 contains an organic compound represented by general formula (G0).
  • substituent A is a substituted or unsubstituted aryl skeleton having 6 to 30 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heteroaryl skeleton having 2 to 30 carbon atoms, and n is , is an integer between 1 and 4.
  • an aryl skeleton or a heteroaryl skeleton having a skeleton represented by the following structural formulas (A-1) to (A-30) can be used as the substituent A.
  • the organic compound represented by the general formula (G0) can be said to exhibit electron injection properties.
  • holes can be supplied from the layer 106X1 to the unit 103X2.
  • carriers can move through layer 106X2.
  • the layer 106X2 with good film quality can be provided.
  • the substituents of the above aryl group or heteroaryl group include, for example, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 6 carbon atoms.
  • An aromatic hydrocarbon group having 30 or more carbon atoms, a substituted or unsubstituted heteroaromatic hydrocarbon group having 2 or more carbon atoms and 30 or less carbon atoms, etc. can be used.
  • examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, and an n-hexyl group.
  • examples of the cycloalkyl group include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and an adamantyl group.
  • examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, a biphenyl group, a fluorenyl group, and a spirofluorenyl group.
  • aromatic hydrocarbon group a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms can be used, such as a phenyl group, a naphthyl group, a biphenyl group, a fluorenyl group, and a spirofluor group. Examples include an olenyl group.
  • heteroaromatic hydrocarbon group a substituted or unsubstituted heteroaromatic ring having 1 or more and 30 or less carbon atoms can be used.
  • the solubility of the organic compound represented by the general formula (G0) in water is 1,1'-pyridine-2,6-diyl-bis(1,3,4,6,7 , 8-hexahydro-2H-pyrimido[1,2-a]pyrimidine) (abbreviation: hpp2Py) is preferably 1/10 or less, more preferably 1/100 or less.
  • the structural formula of hpp2Py is shown below.
  • the organic compound represented by the general formula (G0) has a solubility in water at a weight fraction of preferably greater than 0 and less than 4.0 ⁇ 10 ⁇ 4 at 1 atmosphere and a temperature of 300 K, More preferably, the solubility is greater than 0 and less than 2.2 ⁇ 10 ⁇ 5 . Note that, in this specification, the value obtained by dividing the weight of the solute by the weight of the solution is defined as solubility.
  • Layer 106X2 contains an organic compound represented by general formula (G1).
  • R 1 to R 16 are substituted or unsubstituted 1 to 4 1,3,4,6,7,8-hexahydro-2H-pyrimide [1,2-a ] pyrimidino group, others are hydrogen, substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 4 to 10 carbon atoms A polycyclic cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heteroaromatic hydrocarbon group having 2 to 30 carbon atoms; In (G1), any hydrogen may be deuterium.
  • the layer 106X2 with good film quality can be provided.
  • a chemical containing water can be used in the manufacturing process of a light emitting device. Further, it is possible to suppress an increase in the driving voltage of the light emitting device due to the use of a water-containing chemical. Further, for example, a microfabrication technique using a water-containing agent can be employed. Further, a display device with low driving voltage can be provided. Furthermore, a display device with low power consumption can be provided.
  • a novel display device with excellent convenience, usefulness, and reliability can be provided.
  • a drug containing water and phosphoric acid a drug containing water and tetramethylammonium hydroxide, etc. can be used in the production process.
  • an organic compound having the structural formula below 1-(9,9'-spirobi[9H-fluoren]-2-yl)-1,3,4,6,7,8-hexahydro-2H- Pyrimido[1,2-a]pyrimidine (abbreviation: 2hppSF), 1,1'-(9,9'-spirobi[9H-fluorene]-2,7-diyl)bis(1,3,4,6,7 , 8-hexahydro-2H-pyrimido[1,2-a]pyrimidine) (abbreviation: 2,7hpp2SF), etc. can be used for the layer 106X2.
  • Layer 106X2 also includes layer 106X21 and layer 106X22 (see FIG. 1B). Layer 106X21 is sandwiched between layer 106X22 and unit 103X.
  • the layer 106X21 contains an organic compound represented by the above general formula (G0).
  • Layer 106X22 includes metal.
  • a Group 13 element or the like can be used for layer 106X22.
  • aluminum can be used for layer 106X22.
  • aluminum can be used for layer 106X22.
  • Intermediate layer 106X comprises layer 106X3, which is sandwiched between layer 106X1 and layer 106X2 (see FIGS. 1A and 1B).
  • Layer 106X3 includes a material having electron transport properties.
  • Layer 106X3 can be referred to as an electronic relay layer.
  • the layer adjacent to the anode side of layer 106X3 can be moved away from the layer adjacent to the cathode side of layer 106X3.
  • the interaction between the layer in contact with the anode side of layer 106X3 and the layer in contact with the cathode side of layer 106X3 can be reduced. Electrons can be smoothly supplied to the layer in contact with the anode side of the layer 106X3.
  • LUMO lowest unoccupied molecular orbital
  • a material having a LUMO level in the range of ⁇ 5.0 eV or more, preferably ⁇ 5.0 eV or more and ⁇ 3.0 eV or less can be used for the layer 106X3.
  • a phthalocyanine-based material can be used for the layer 106X3.
  • a phthalocyanine-based material can be used for the layer 106X3.
  • copper phthalocyanine (abbreviation: CuPc) or a metal complex having a metal-oxygen bond and an aromatic ligand can be used for layer 106X3.
  • a light emitting device 550X described in this embodiment includes an electrode 551X, an electrode 552X, a unit 103X, a unit 103X2, and an intermediate layer 106X (see FIG. 1A).
  • Unit 103X is sandwiched between electrode 552X and electrode 551X, and unit 103X includes luminescent material EM1. Note that the unit 103X has a function of emitting the light ELX1.
  • FIG. 1A shows an example in which the light ELX1 is emitted from the electrode 552X side, the light ELX1 may be emitted from the electrode 551X side.
  • Unit 103X2 is sandwiched between electrode 552X and unit 103X, and unit 103X2 includes luminescent material EM2. Note that the unit 103X2 has a function of emitting the light ELX2.
  • the light emitting device 550X has a plurality of stacked units between the electrode 551X and the electrode 552X.
  • the number of units to be stacked is not limited to two, and three or more units can be stacked.
  • the configuration including a plurality of stacked units sandwiched between the electrode 551X and the electrode 552X and an intermediate layer 106X sandwiched between the plurality of units is referred to as a stacked light emitting device or a tandem light emitting device. Sometimes called a device.
  • unit 103X has a single layer structure or a laminated structure.
  • unit 103X includes layer 111X, layer 112X, and layer 113X (see FIG. 1A). Layer 111X is sandwiched between layer 112X and layer 113X.
  • a layer selected from functional layers such as a light emitting layer, a hole transport layer, an electron transport layer, a carrier block layer, etc. can be used for the unit 103X.
  • a layer selected from functional layers such as a hole injection layer, an electron injection layer, an exciton blocking layer, and a charge generation layer can be used for the unit 103X.
  • a material with hole transport properties can be used for layer 112X.
  • the layer 112X can be called a hole transport layer.
  • the layer 112X preferably uses a material having a larger band gap than the light-emitting material included in the layer 111X. Thereby, energy transfer from excitons generated in the layer 111X to the layer 112X can be suppressed.
  • a material having a hole mobility of 1 ⁇ 10 ⁇ 6 cm 2 /Vs or more can be suitably used as a material having hole transport properties.
  • an amine compound or an organic compound having a ⁇ -electron-excessive heteroaromatic ring skeleton can be used as the material having hole transport properties.
  • a compound having an aromatic amine skeleton, a compound having a carbazole skeleton, a compound having a thiophene skeleton, a compound having a furan skeleton, etc. can be used.
  • a compound having an aromatic amine skeleton or a compound having a carbazole skeleton is preferable because it has good reliability, high hole transportability, and contributes to reducing the driving voltage.
  • Examples of compounds having an aromatic amine skeleton include 4,4'-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl (abbreviation: NPB), N,N'-diphenyl-N,N' -bis(3-methylphenyl)-4,4'-diaminobiphenyl (abbreviation: TPD), N,N'-bis(9,9'-spirobi[9H-fluoren]-2-yl)-N,N' -diphenyl-4,4'-diaminobiphenyl (abbreviation: BSPB), 4-phenyl-4'-(9-phenylfluoren-9-yl)triphenylamine (abbreviation: BPAFLP), 4-phenyl-3'-( 9-phenylfluoren-9-yl)triphenylamine (abbreviation: mBPAFLP), 4-phenyl-4'-(9-phenyl-9H-
  • Examples of compounds having a carbazole skeleton include 1,3-bis(N-carbazolyl)benzene (abbreviation: mCP), 4,4'-di(N-carbazolyl)biphenyl (abbreviation: CBP), 3,6-bis (3,5-diphenylphenyl)-9-phenylcarbazole (abbreviation: CzTP), 3,3'-bis(9-phenyl-9H-carbazole) (abbreviation: PCCP), etc. can be used.
  • mCP 1,3-bis(N-carbazolyl)benzene
  • CBP 4,4'-di(N-carbazolyl)biphenyl
  • CzTP 3,6-bis (3,5-diphenylphenyl)-9-phenylcarbazole
  • PCCP 3,3'-bis(9-phenyl-9H-carbazole)
  • Examples of compounds having a thiophene skeleton include 4,4',4''-(benzene-1,3,5-triyl)tri(dibenzothiophene) (abbreviation: DBT3P-II), 2,8-diphenyl-4 -[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]dibenzothiophene (abbreviation: DBTFLP-III), 4-[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]- 6-phenyldibenzothiophene (abbreviation: DBTFLP-IV), etc. can be used.
  • DBT3P-II 4,4',4''-(benzene-1,3,5-triyl)tri(dibenzothiophene)
  • DBTFLP-III 2,8-diphenyl-4 -[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)pheny
  • Examples of compounds having a furan skeleton include 4,4',4''-(benzene-1,3,5-triyl)tri(dibenzofuran) (abbreviation: DBF3P-II), 4- ⁇ 3-[3- (9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]phenyl ⁇ dibenzofuran (abbreviation: mmDBFFLBi-II), etc. can be used.
  • DBF3P-II 4,4',4''-(benzene-1,3,5-triyl)tri(dibenzofuran)
  • mmDBFFLBi-II 4- ⁇ 3-[3- (9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]phenyl ⁇ dibenzofuran
  • ⁇ Configuration example of layer 113X>> For example, a material having an electron transporting property, a material having an anthracene skeleton, a mixed material, or the like can be used for the layer 113X. Further, the layer 113X can be called an electron transport layer. Note that a structure in which a material having a larger band gap than the light-emitting material included in the layer 111X is used for the layer 113X is preferable. Thereby, energy transfer from excitons generated in the layer 111X to the layer 113X can be suppressed.
  • a metal complex or an organic compound having a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring skeleton can be used as the material having electron transport properties.
  • metal complexes include bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinato) beryllium(II) (abbreviation: BeBq 2 ), bis(2-methyl-8-quinolinolato)(4-phenylphenolato)aluminum(III) (abbreviation: BAlq), bis(8-quinolinolato)zinc(II) (abbreviation: Znq), bis[2-(2-benzooxazolyl)phenolato]zinc(II) (abbreviation: ZnPBO), bis[2- (2-benzothiazolyl)phenolato]zinc(II) (abbreviation: ZnBTZ), etc. can be used.
  • Examples of the organic compound having a ⁇ electron-deficient heteroaromatic ring skeleton include a heterocyclic compound having a polyazole skeleton, a heterocyclic compound having a diazine skeleton, a heterocyclic compound having a pyridine skeleton, a heterocyclic compound having a triazine skeleton, etc. Can be used.
  • a heterocyclic compound having a diazine skeleton or a heterocyclic compound having a pyridine skeleton is preferable because of its good reliability.
  • a heterocyclic compound having a diazine (pyrimidine or pyrazine) skeleton has high electron transport properties and can reduce the driving voltage.
  • heterocyclic compound having a polyazole skeleton examples include 2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole (abbreviation: PBD), 3-(4 -biphenylyl)-4-phenyl-5-(4-tert-butylphenyl)-1,2,4-triazole (abbreviation: TAZ), 1,3-bis[5-(p-tert-butylphenyl)-1 , 3,4-oxadiazol-2-yl]benzene (abbreviation: OXD-7), 9-[4-(5-phenyl-1,3,4-oxadiazol-2-yl)phenyl]-9H -Carbazole (abbreviation: CO11), 2,2',2''-(1,3,5-benzentriyl)tris(1-phenyl-1H-benzimidazole) (abbreviation: TPBI), 2-[3-
  • heterocyclic compound having a diazine skeleton examples include 2-[3-(dibenzothiophen-4-yl)phenyl]dibenzo[f,h]quinoxaline (abbreviation: 2mDBTPDBq-II), 2-[3'-(dibenzothiophen-4-yl)phenyl] Thiophen-4-yl)biphenyl-3-yl]dibenzo[f,h]quinoxaline (abbreviation: 2mDBTBPDBq-II), 2-[3'-(9H-carbazol-9-yl)biphenyl-3-yl]dibenzo[ f, h] Quinoxaline (abbreviation: 2mCzBPDBq), 4,6-bis[3-(phenanthren-9-yl)phenyl]pyrimidine (abbreviation: 4,6mPnP2Pm), 4,6-bis[3-(4-dibenzothienyl) )
  • heterocyclic compound having a pyridine skeleton examples include 3,5-bis[3-(9H-carbazol-9-yl)phenyl]pyridine (abbreviation: 35DCzPPy), 1,3,5-tri[3-(3 -pyridyl)phenyl]benzene (abbreviation: TmPyPB), etc. can be used.
  • heterocyclic compound having a triazine skeleton examples include 2-[3'-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)biphenyl-3-yl]-4,6-diphenyl-1,3, 5-triazine (abbreviation: mFBPTzn), 2-(biphenyl-4-yl)-4-phenyl-6-(9,9'-spirobi[9H-fluoren]-2-yl)-1,3,5-triazine (abbreviation: BP-SFTzn), 2- ⁇ 3-[3-(benzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-yl)phenyl]phenyl ⁇ -4,6-diphenyl-1,3, 5-triazine (abbreviation: mBnfBPTzn), 2- ⁇ 3-[3-(benzo[b]naphtho[1,2-d]furan-6-yl)phenyl]phenyl ⁇
  • An organic compound having an anthracene skeleton can be used for layer 113X.
  • organic compounds containing both an anthracene skeleton and a heterocyclic skeleton can be suitably used.
  • an organic compound containing both an anthracene skeleton and a nitrogen-containing five-membered ring skeleton can be used for the layer 113X.
  • an organic compound containing both a nitrogen-containing five-membered ring skeleton containing two heteroatoms in the ring and an anthracene skeleton can be used for the layer 113X.
  • a pyrazole ring, imidazole ring, oxazole ring, thiazole ring, etc. can be suitably used for the heterocyclic skeleton.
  • an organic compound containing both an anthracene skeleton and a nitrogen-containing six-membered ring skeleton can be used for the layer 113X.
  • an organic compound containing both a nitrogen-containing six-membered ring skeleton containing two heteroatoms in the ring and an anthracene skeleton can be used for the layer 113X.
  • a pyrazine ring, a pyrimidine ring, a pyridazine ring, etc. can be suitably used for the heterocyclic skeleton.
  • composition of mixed material Furthermore, a material that is a mixture of multiple types of substances can be used for the layer 113X. Specifically, a mixed material containing an alkali metal, an alkali metal compound, or an alkali metal complex, and a substance having electron transport properties can be used for the layer 113X. Note that it is more preferable that the HOMO level of the material having electron transporting properties is ⁇ 6.0 eV or higher.
  • the mixed material can be suitably used for the layer 113X.
  • a composite material of a substance having electron-accepting properties and a material having hole-transporting properties can be used for the layer 104X.
  • a composite material of a substance having electron-accepting properties and a substance having a relatively deep HOMO level HM1 of ⁇ 5.7 eV or more and ⁇ 5.4 eV or less can be used for the layer 104X (FIG. 2A reference).
  • the reliability of the light emitting device can be improved by using such a composite material in the layer 113X in combination with the configuration in which the composite material is used in the layer 104X.
  • the configuration in which the mixed material is used for the layer 113X and the composite material is used in the layer 104X is preferable to combine with the configuration in which a material having hole transport properties is used in the layer 112X.
  • a material having a HOMO level HM2 in the range of ⁇ 0.2 eV or more and 0 eV or less with respect to the relatively deep HOMO level HM1 can be used for the layer 112X (see FIG. 2A).
  • the reliability of the light emitting device can be improved.
  • the above light emitting device may be referred to as a Recombination-Site Tailoring Injection structure (ReSTI structure).
  • a configuration in which the alkali metal, alkali metal compound, or alkali metal complex exists with a concentration difference (including the case of 0) in the thickness direction of the layer 113X is preferable.
  • a metal complex containing an 8-hydroxyquinolinato structure can be used.
  • a methyl substituted product for example, a 2-methyl substituted product or a 5-methyl substituted product
  • a metal complex containing an 8-hydroxyquinolinato structure can also be used.
  • 8-hydroxyquinolinato-lithium abbreviation: Liq
  • 8-hydroxyquinolinato-sodium abbreviation: Naq
  • monovalent metal ion complexes especially lithium complexes, are preferred, and Liq is more preferred.
  • ⁇ Configuration example 1 of layer 111X>> For example, a luminescent material or a luminescent material and a host material can be used in layer 111X. Further, the layer 111X can be called a light emitting layer. Note that a configuration in which the layer 111X is arranged in a region where holes and electrons recombine is preferable. Thereby, energy generated by carrier recombination can be efficiently converted into light and emitted.
  • the layer 111X is placed away from the metal used for the electrodes and the like. This makes it possible to suppress the quenching phenomenon caused by the metal used for the electrodes and the like.
  • the distance from the reflective electrode or the like to the layer 111X is adjusted and the layer 111X is arranged at an appropriate position according to the emission wavelength.
  • the light spectrum can be narrowed by intensifying the light of a predetermined wavelength.
  • bright luminescent colors and strong intensity can be obtained.
  • a microresonator structure microcavity
  • a microresonator structure can be configured by arranging the layer 111X at an appropriate position between electrodes and the like.
  • a fluorescent material for example, a fluorescent material, a phosphorescent material, or a material exhibiting thermally activated delayed fluorescence (TADF) (also referred to as a TADF material) can be used as the luminescent material.
  • TADF thermally activated delayed fluorescence
  • Fluorescent materials can be used in layer 111X.
  • the fluorescent materials listed below can be used for the layer 111X.
  • the present invention is not limited thereto, and various known fluorescent light-emitting substances can be used for the layer 111X.
  • fused aromatic diamine compounds represented by pyrene diamine compounds such as 1,6FLPAPrn, 1,6mMemFLPAPrn, and 1,6BnfAPrn-03 are preferable because they have high hole-trapping properties and excellent luminous efficiency or reliability.
  • N-[4-(9,10-diphenyl-2-anthryl)phenyl]-N,N',N'-triphenyl-1,4-phenylenediamine abbreviation: 2DPAPPA
  • N,N,N' , N', N'', N'', N''', N'''-octaphenyldibenzo[g,p]chrysene-2,7,10,15-tetraamine abbreviation: DBC1
  • DBC1 dibenzo[g,p]chrysene-2,7,10,15-tetraamine
  • 2PCAPA coumarin 30, 9,10-diphenyl-2-[N-phenyl-N-(9-phenyl-carbazol-3-yl)-amino]-anthracene
  • 2PCAPA N-[9,10-bis(biphenyl-2- yl)-2-anthryl]-N,9-diphenyl-9H-
  • DCM1 2-(2- ⁇ 2-[4-(dimethylamino)phenyl]ethenyl ⁇ -6-methyl-4H-pyran-4-ylidene)propanedinitrile
  • DCM2 2- ⁇ 2-methyl- 6-[2-(2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[ij]quinolidin-9-yl)ethenyl]-4H-pyran-4-ylidene ⁇ propanedinitrile
  • DCM2 N,N,N',N'-tetrakis(4-methylphenyl)tetracene-5,11-diamine
  • p-mPhTD 7,14-diphenyl-N,N,N',N'-tetrakis( 4-methylphenyl)acenaphtho[1,2-a]fluoranthene-3,10-diamine
  • p-mPhAFD 2- ⁇ 2-is
  • a phosphorescent material can be used in layer 111X.
  • a phosphorescent material illustrated below can be used for the layer 111X. Note that the present invention is not limited thereto, and various known phosphorescent materials can be used for the layer 111X.
  • organometallic iridium complexes having a 4H-triazole skeleton organometallic iridium complexes having a 1H-triazole skeleton, organometallic iridium complexes having an imidazole skeleton, organometallic iridium complexes having a phenylpyridine derivative having an electron-withdrawing group as a ligand.
  • a complex, an organometallic iridium complex having a pyrimidine skeleton, an organometallic iridium complex having a pyrazine skeleton, an organometallic iridium complex having a pyridine skeleton, a rare earth metal complex, a platinum complex, etc. can be used for the layer 111X.
  • organometallic iridium complexes having a 4H-triazole skeleton include tris ⁇ 2-[5-(2-methylphenyl)-4-(2,6-dimethylphenyl)-4H-1,2,4-triazole -3-yl- ⁇ N2]phenyl- ⁇ C ⁇ iridium(III) (abbreviation: [Ir(mpptz-dmp) 3 ]), tris(5-methyl-3,4-diphenyl-4H-1,2,4-triazolato) ) Iridium(III) (abbreviation: [Ir(Mptz) 3 ]), Tris[4-(3-biphenyl)-5-isopropyl-3-phenyl-4H-1,2,4-triazolato]iridium(III) ( Abbreviation: [Ir(iPrptz-3b) 3 ]), etc. can be used.
  • organometallic iridium complexes having a 1H-triazole skeleton examples include tris[3-methyl-1-(2-methylphenyl)-5-phenyl-1H-1,2,4-triazolato]iridium(III) ( Abbreviation: [Ir(Mptz1-mp) 3 ]), tris(1-methyl-5-phenyl-3-propyl-1H-1,2,4-triazolato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(Prptz1-Me) ) 3 ]), etc. can be used.
  • organometallic iridium complexes having an imidazole skeleton examples include fac-tris[1-(2,6-diisopropylphenyl)-2-phenyl-1H-imidazole]iridium(III) (abbreviation: [Ir(iPrpim) 3 ]), tris[3-(2,6-dimethylphenyl)-7-methylimidazo[1,2-f]phenanthridinato]iridium(III) (abbreviation: [Ir(dmpimpt-Me) 3 ]), etc. can be used.
  • organometallic iridium complexes having a phenylpyridine derivative having an electron-withdrawing group as a ligand include bis[2-(4',6'-difluorophenyl)pyridinato-N,C2 ' ]iridium(III).
  • Tetrakis(1-pyrazolyl)borate (abbreviation: FIr6), bis[2-(4',6'-difluorophenyl)pyridinato-N,C2 ' ]iridium(III) picolinate (abbreviation: FIrpic), bis ⁇ 2- [3',5'-bis(trifluoromethyl)phenyl]pyridinato-N,C2 ' ⁇ iridium(III) picolinate (abbreviation: [Ir( CF3ppy ) 2 (pic)]), bis[2-( 4',6'-difluorophenyl)pyridinato-N, C2' ]iridium(III) acetylacetonate (abbreviation: FIracac), etc. can be used.
  • FIrpic bis[2-(4',6'-difluorophenyl)pyridinato-N,C2 ' ]iridium(III)
  • organometallic iridium complexes having a pyrimidine skeleton examples include tris(4-methyl-6-phenylpyrimidinato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(mppm) 3 ]), tris(4-t-butyl -6-phenylpyrimidinato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(tBuppm) 3 ]), (acetylacetonato)bis(6-methyl-4-phenylpyrimidinato)iridium(III) (abbreviation: [ Ir(mppm) 2 (acac)]), (acetylacetonato)bis(6-tert-butyl-4-phenylpyrimidinato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(tBuppm) 2 (acac)]), (acetylacetonato)bis[6-(2-norbornyl
  • organometallic iridium complexes having a pyrazine skeleton examples include (acetylacetonato)bis(3,5-dimethyl-2-phenylpyrazinato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(mppr-Me) 2 ( acac)]), (acetylacetonato)bis(5-isopropyl-3-methyl-2-phenylpyrazinato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(mppr-iPr) 2 (acac)]), etc. Can be used.
  • organometallic iridium complexes having a pyridine skeleton examples include tris(2-phenylpyridinato-N,C 2' )iridium(III) (abbreviation: [Ir(ppy) 3 ]), bis(2-phenylpyridinato-N,C 2' )iridium(III) (abbreviation: [Ir(ppy) 3 ]), Pyridinato-N,C 2' )iridium(III) acetylacetonate (abbreviation: [Ir(ppy) 2 (acac)]), bis(benzo[h]quinolinato)iridium(III) acetylacetonate (abbreviation: [Ir(bzz) 2 (acac)]), tris(benzo[h]quinolinato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(bzz) 3 ]), tris(2-phenylquinolinato-N,C 2' ) Iridium
  • rare earth metal complex examples include tris(acetylacetonato)(monophenanthroline)terbium(III) (abbreviation: [Tb(acac) 3 (Phen)]).
  • organometallic iridium complexes having a pyrimidine skeleton are outstandingly superior in reliability or luminous efficiency.
  • organometallic iridium complexes having a pyrimidine skeleton examples include (diisobutyrylmethanato)bis[4,6-bis(3-methylphenyl)pyrimidinato]iridium(III) (abbreviation: [Ir(5mdppm) 2 (dibm )]), bis[4,6-bis(3-methylphenyl)pyrimidinato](dipivaloylmethanato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(5mdppm) 2 (dpm)]), bis[4,6 -di(naphthalen-1-yl)pyrimidinato](dipivaloylmethanato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(d1npm) 2 (dpm)]), etc. can be used.
  • organometallic iridium complexes having a pyrazine skeleton examples include (acetylacetonato)bis(2,3,5-triphenylpyrazinato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(tppr) 2 (acac)]) ), bis(2,3,5-triphenylpyrazinato)(dipivaloylmethanato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(tppr) 2 (dpm)]), (acetylacetonato)bis[2 , 3-bis(4-fluorophenyl)quinoxalinato]iridium(III) (abbreviation: [Ir(Fdpq) 2 (acac)]), etc. can be used.
  • organometallic iridium complexes having a pyridine skeleton examples include tris(1-phenylisoquinolinato-N,C 2' )iridium(III) (abbreviation: [Ir(piq) 3 ]), bis(1-phenyl Isoquinolinato-N,C 2' ) iridium (III) acetylacetonate (abbreviation: [Ir(piq) 2 (acac)]), etc. can be used.
  • rare earth metal complexes examples include tris(1,3-diphenyl-1,3-propanedionato) (monophenanthroline) europium(III) (abbreviation: [Eu(DBM) 3 (Phen)]), tris[ 1-(2-Thenoyl)-3,3,3-trifluoroacetonato] (monophenanthroline) europium (III) (abbreviation: [Eu(TTA) 3 (Phen)]), etc. can be used.
  • platinum complex for example, 2,3,7,8,12,13,17,18-octaethyl-21H,23H-porphyrin platinum (II) (abbreviation: PtOEP), etc. can be used.
  • an organometallic iridium complex having a pyrazine skeleton can emit red light with a chromaticity that can be used favorably in display devices.
  • TADF material can be used for layer 111X.
  • S1 level of the host material is preferably higher than the S1 level of the TADF material.
  • T1 level of the host material is preferably higher than the T1 level of the TADF material.
  • the TADF material illustrated below can be used as the luminescent material. Note that the material is not limited to this, and various known TADF materials can be used.
  • the difference between the S1 level and the T1 level is small, and reverse intersystem crossing (upconversion) from a triplet excited state to a singlet excited state is possible with a small amount of thermal energy.
  • a singlet excited state can be efficiently generated from a triplet excited state.
  • triplet excitation energy can be converted into luminescence.
  • exciplexes also called exciplexes, exciplexes, or exciplexes
  • the difference between the S1 level and the T1 level is extremely small, and the triplet excitation energy is compared to the singlet excitation energy. It functions as a TADF material that can be converted into
  • an index of the T1 level a phosphorescence spectrum observed at a low temperature (for example, 77K to 10K) may be used.
  • draw a tangent at the short wavelength side of the fluorescence spectrum set the energy of the wavelength of the extrapolated line as the S1 level, draw a tangent at the short wavelength side of the phosphorescent spectrum, and use the extrapolation.
  • the difference between the S1 level and the T1 level is preferably 0.3 eV or less, and more preferably 0.2 eV or less.
  • fullerene and its derivatives, acridine and its derivatives, eosin derivatives, etc. can be used as the TADF material.
  • metal-containing porphyrins containing magnesium (Mg), zinc (Zn), cadmium (Cd), tin (Sn), platinum (Pt), indium (In), or palladium (Pd) can be used in TADF materials. can.
  • protoporphyrin-tin fluoride complex SnF 2 (Proto IX)
  • mesoporphyrin-tin fluoride complex SnF 2 (Meso IX)
  • hematoporphyrin-tin fluoride complex whose structural formula is shown below.
  • a heterocyclic compound having one or both of a ⁇ -electron-rich heteroaromatic ring and a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring can be used in the TADF material.
  • the heterocyclic compound has a ⁇ -electron-rich heteroaromatic ring and a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring, it has high electron-transporting properties and hole-transporting properties, and is therefore preferable.
  • a pyridine skeleton, a diazine skeleton (pyrimidine skeleton, pyrazine skeleton, pyridazine skeleton), and a triazine skeleton are preferred because they are stable and have good reliability.
  • a benzofuropyrimidine skeleton, a benzothienopyrimidine skeleton, a benzofuropyrazine skeleton, and a benzothienopyrazine skeleton are preferred because they have high electron-accepting properties and good reliability.
  • the skeletons having a ⁇ -electron-rich heteroaromatic ring at least one of the acridine skeleton, phenoxazine skeleton, phenothiazine skeleton, furan skeleton, thiophene skeleton, and pyrrole skeleton is stable and reliable. It is preferable to have.
  • the furan skeleton is preferably a dibenzofuran skeleton
  • the thiophene skeleton is preferably a dibenzothiophene skeleton.
  • an indole skeleton, a carbazole skeleton, an indolocarbazole skeleton, a bicarbazole skeleton, and a 3-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)-9H-carbazole skeleton are particularly preferable.
  • a substance in which a ⁇ -electron-rich heteroaromatic ring and a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring are directly bonded has both the electron-donating property of the ⁇ -electron-rich heteroaromatic ring and the electron-accepting property of the ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring. This is particularly preferable because thermally activated delayed fluorescence can be efficiently obtained because the energy difference between the S1 level and the T1 level becomes small.
  • an aromatic ring to which an electron-withdrawing group such as a cyano group is bonded may be used.
  • an aromatic amine skeleton, a phenazine skeleton, etc. can be used.
  • examples of the ⁇ -electron-deficient skeleton include a xanthene skeleton, a thioxanthene dioxide skeleton, an oxadiazole skeleton, a triazole skeleton, an imidazole skeleton, an anthraquinone skeleton, a boron-containing skeleton such as phenylborane or boranethrene, and a nitrile such as benzonitrile or cyanobenzene. or a cyano group, a carbonyl skeleton such as benzophenone, a phosphine oxide skeleton, a sulfone skeleton, etc. can be used.
  • a ⁇ -electron-deficient skeleton and a ⁇ -electron-excessive skeleton can be used in place of at least one of the ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring and the ⁇ -electron-rich heteroaromatic ring.
  • a material having carrier transport properties can be used as the host material.
  • a material having a hole transporting property, a material having an electron transporting property, a substance exhibiting thermally activated delayed fluorescence (TADF), a material having an anthracene skeleton, a mixed material, etc. can be used as the host material.
  • TADF thermally activated delayed fluorescence
  • a material having an anthracene skeleton a mixed material, etc.
  • a configuration in which a material having a larger band gap than the luminescent material included in the layer 111X is used as the host material is preferable. Thereby, energy transfer from excitons to the host material occurring in the layer 111X can be suppressed.
  • a material having a hole mobility of 1 ⁇ 10 ⁇ 6 cm 2 /Vs or more can be suitably used as a material having hole transport properties.
  • a material having hole transport properties that can be used for the layer 112X can be used as the host material.
  • a metal complex or an organic compound having a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring skeleton can be used as a material having electron transport properties.
  • a material having electron transporting properties that can be used for the layer 113X can be used as the host material.
  • An organic compound having an anthracene skeleton can be used as the host material.
  • an organic compound having an anthracene skeleton is suitable. Thereby, a light emitting device with good luminous efficiency and durability can be realized.
  • an organic compound having an anthracene skeleton an organic compound having a diphenylanthracene skeleton, particularly an organic compound having a 9,10-diphenylanthracene skeleton is preferable because it is chemically stable.
  • the host material has a carbazole skeleton because hole injection and transport properties are enhanced.
  • the HOMO level is about 0.1 eV shallower than that of carbazole, making it easier for holes to enter, and it is also preferable because it has excellent hole transportability and high heat resistance. It is.
  • a benzofluorene skeleton or a dibenzofluorene skeleton may be used instead of the carbazole skeleton.
  • 6-[3-(9,10-diphenyl-2-anthryl)phenyl]-benzo[b]naphtho[1,2-d]furan abbreviation: 2mBnfPPA
  • 9-phenyl-10-[4-( 9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)biphenyl-4'-yl]anthracene abbreviation: FLPPA
  • 9-(1-naphthyl)-10-[4-(2-naphthyl)phenyl]anthracene abbreviation: ⁇ N- ⁇ NPAnth
  • 9-phenyl-3-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazole abbreviation: PCzPA
  • 9-[4-(10-phenyl-9-anthracenyl)phenyl ]-9H-carbazole abbreviation: CzPA
  • CzPA, cgDBCzPA, 2mBnfPPA, and PCzPA exhibit very good properties.
  • TADF material can be used as the host material.
  • triplet excitation energy generated in the TADF material can be converted into singlet excitation energy by reverse intersystem crossing. Additionally, excitation energy can be transferred to the luminescent material.
  • the TADF material functions as an energy donor and the luminescent material functions as an energy acceptor. Thereby, the light emitting efficiency of the light emitting device can be increased.
  • the S1 level of the TADF material is higher than the S1 level of the fluorescent material.
  • the T1 level of the TADF material is preferably higher than the S1 level of the fluorescent substance. Therefore, the T1 level of the TADF material is preferably higher than the T1 level of the fluorescent material.
  • a TADF material that emits light that overlaps with the wavelength of the lowest energy absorption band of the fluorescent substance. This is preferable because the excitation energy can be smoothly transferred from the TADF material to the fluorescent substance, and luminescence can be efficiently obtained.
  • the fluorescent substance has a protective group around the luminophore (skeleton that causes luminescence) of the fluorescent substance.
  • the protecting group is preferably a substituent having no ⁇ bond, preferably a saturated hydrocarbon, specifically an alkyl group having 3 or more and 10 or less carbon atoms, a substituted or unsubstituted cyclo group having 3 or more and 10 or less carbon atoms.
  • Examples include an alkyl group and a trialkylsilyl group having 3 to 10 carbon atoms, and it is more preferable to have a plurality of protecting groups. Since substituents that do not have a ⁇ bond have poor carrier transport function, the distance between the TADF material and the luminophore of the fluorescent substance can be increased with little effect on carrier transport or carrier recombination. .
  • the term "luminophore” refers to an atomic group (skeleton) that causes luminescence in a fluorescent substance.
  • the luminophore preferably has a skeleton having a ⁇ bond, preferably contains an aromatic ring, and preferably has a fused aromatic ring or a fused heteroaromatic ring.
  • fused aromatic ring or fused heteroaromatic ring examples include a phenanthrene skeleton, a stilbene skeleton, an acridone skeleton, a phenoxazine skeleton, a phenothiazine skeleton, and the like.
  • fluorescent substances having a naphthalene skeleton, anthracene skeleton, fluorene skeleton, chrysene skeleton, triphenylene skeleton, tetracene skeleton, pyrene skeleton, perylene skeleton, coumarin skeleton, quinacridone skeleton, or naphthobisbenzofuran skeleton are preferable because they have a high fluorescence quantum yield. .
  • TADF material that can be used as a luminescent material can be used as the host material.
  • a material that is a mixture of multiple types of substances can be used as the host material.
  • a material having an electron transporting property and a material having a hole transporting property can be used as a mixed material.
  • Example 2 of composition of mixed material A material mixed with a phosphorescent substance can be used as the host material.
  • the phosphorescent substance can be used as an energy donor that provides excitation energy to the fluorescent substance when the fluorescent substance is used as the luminescent substance.
  • a mixed material containing a material that forms an exciplex can be used for the host material.
  • a material in which the emission spectrum of the exciplex formed overlaps with the wavelength of the lowest energy absorption band of the luminescent substance can be used as the host material. Thereby, energy transfer becomes smooth and luminous efficiency can be improved. Alternatively, the driving voltage can be suppressed. With such a configuration, it is possible to efficiently obtain light emission using ExTET (Exciplex-Triplet Energy Transfer), which is energy transfer from an exciplex to a light-emitting substance (phosphorescent material).
  • ExTET Exciplex-Triplet Energy Transfer
  • a phosphorescent substance can be used as at least one of the materials forming the exciplex. This makes it possible to utilize inverse intersystem crossing. Alternatively, triplet excitation energy can be efficiently converted to singlet excitation energy.
  • the HOMO level of the material having hole transporting properties is higher than the HOMO level of the material having electron transporting properties.
  • the LUMO level of the material having hole transporting properties is higher than the LUMO level of the material having electron transporting properties.
  • the formation of an exciplex is determined by comparing, for example, the emission spectrum of a material with hole-transporting properties, the emission spectrum of a material with electron-transporting properties, and the emission spectrum of a mixed film made by mixing these materials. This can be confirmed by observing the phenomenon that the emission spectrum of each material shifts to longer wavelengths (or has a new peak on the longer wavelength side).
  • the transient PL life of the mixed film is calculated as follows: This can be confirmed by observing differences in transient response, such as having a longer-life component than the transient PL life of each material, or having a larger proportion of delayed components.
  • the above-mentioned transient PL may be read as transient electroluminescence (EL).
  • Unit 103X2 includes layer 111X2, layer 112X2, and layer 113X2. Layer 111X2 is sandwiched between layer 112X2 and layer 113X2.
  • unit 103X The configuration that can be used for unit 103X can be used for unit 103X2.
  • unit 103X2 the same configuration as unit 103X can be used for unit 103X2.
  • a unit 103X that emits red light and green light and a unit 103X2 that emits blue light can be stacked and used. Thereby, it is possible to provide a light emitting device that emits light of a desired color. For example, a light emitting device that emits white light can be provided.
  • each layer of the electrode 551X, the electrode 552X, the unit 103X, the intermediate layer 106X, and the unit 103X2 can be formed using a dry method, a wet method, a vapor deposition method, a droplet discharge method, a coating method, a printing method, or the like. . Also, different methods can be used to form each feature.
  • the light emitting device 550X can be manufactured using a vacuum evaporation device, an inkjet device, a coating device such as a spin coater, a gravure printing device, an offset printing device, a screen printing device, or the like.
  • the electrodes can be formed using a wet method or a sol-gel method using a paste of a metal material.
  • an indium oxide-zinc oxide film can be formed by a sputtering method using a target in which 1 wt% or more and 20 wt% or less of zinc oxide is added to indium oxide.
  • indium oxide containing tungsten oxide and zinc oxide (indium oxide) containing tungsten oxide and zinc oxide ( IWZO) film can be formed.
  • a light emitting device 550X described in this embodiment includes an electrode 551X, an electrode 552X, a unit 103X, a unit 103X2, and an intermediate layer 106X (see FIG. 1A). Note that, for example, the structures described in Embodiment 1 and Embodiment 2 can be used for unit 103X, unit 103X2, and intermediate layer 106X.
  • Light emitting device 550X also has layer 104X, which is sandwiched between electrode 551X and unit 103X.
  • a conductive material can be used for electrode 551X.
  • a film containing a metal, an alloy, or a conductive compound can be used for the electrode 551X in a single layer or a stacked layer.
  • a film that efficiently reflects light can be used for the electrode 551X.
  • an alloy containing silver and copper, an alloy containing silver and palladium, or a metal film such as aluminum can be used for the electrode 551X.
  • a metal film that transmits part of the light and reflects the other part of the light can be used for the electrode 551X.
  • a microresonator structure microwave cavity
  • light of a predetermined wavelength can be extracted more efficiently than other light.
  • light with a narrow half-value width of the spectrum can be extracted. Or you can extract brightly colored light.
  • a film that transmits visible light can be used for the electrode 551X.
  • a metal film, an alloy film, a conductive oxide film, or the like that is thin enough to transmit light can be used for the electrode 551X in a single layer or a stacked layer.
  • a material having a work function of 4.0 eV or more can be suitably used for the electrode 551X.
  • a conductive oxide containing indium can be used. Specifically, it contains indium oxide, indium oxide-tin oxide (abbreviation: ITO), indium oxide-tin oxide containing silicon or silicon oxide (abbreviation: ITSO), indium oxide-zinc oxide, tungsten oxide, and zinc oxide. Indium oxide (abbreviation: IWZO) or the like can be used.
  • a conductive oxide containing zinc can be used.
  • zinc oxide, zinc oxide added with gallium, zinc oxide added with aluminum, etc. can be used.
  • gold Au
  • platinum Pt
  • nickel Ni
  • tungsten W
  • Cr chromium
  • Mo molybdenum
  • iron Fe
  • Co cobalt
  • Cu copper
  • palladium Pd
  • a nitride of a metal material for example, titanium nitride
  • graphene can be used.
  • ⁇ Configuration example 1 of layer 104X>> A material with hole injection properties can be used for layer 104X. Further, the layer 104X can be called a hole injection layer. Thereby, holes can be easily injected from, for example, the electrode 551X. Alternatively, the driving voltage of the light emitting device 550X can be reduced.
  • Organic and inorganic compounds can be used as materials with electron-accepting properties.
  • a substance having electron-accepting properties can extract electrons from an adjacent hole-transporting layer or a material having hole-transporting properties by applying an electric field.
  • the electron-accepting substance AM1 that can be used for the layer 106X1 can be used for the layer 104X.
  • a composite material including a substance having electron-accepting properties and a material having hole-transporting properties can be used for the layer 104X.
  • a material with a large work function but also a material with a small work function can be used for the electrode 551X.
  • the material used for the electrode 551X can be selected from a wide range of materials regardless of the work function.
  • compounds with aromatic amine skeletons, carbazole derivatives, aromatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons with vinyl groups, and polymer compounds (oligomers, dendrimers, polymers, etc.) are used to transport holes in composite materials. It can be used for materials with properties. Further, a material having a hole mobility of 1 ⁇ 10 ⁇ 6 cm 2 /Vs or more can be suitably used as a material having hole transport properties of a composite material. For example, a material having hole transport properties that can be used for the layer 112X can be used for the composite material.
  • a substance having a relatively deep HOMO level can be suitably used as a material having hole transporting properties in a composite material.
  • the HOMO level is preferably ⁇ 5.7 eV or more and ⁇ 5.4 eV or less.
  • the reliability of the light emitting device 550X can be improved.
  • a composite material that can be used for layer 106X1 can be used for layer 104X.
  • a composite material containing a substance having electron-accepting properties, a material having hole-transporting properties, and an alkali metal fluoride or an alkaline earth metal fluoride may be used as a material having hole-injecting properties. I can do it.
  • a composite material in which the atomic ratio of fluorine atoms is 20% or more can be suitably used. This allows the refractive index of the layer 104X to be lowered. Alternatively, a layer with a low refractive index can be formed inside the light emitting device 550X. Alternatively, the external quantum efficiency of the light emitting device 550X can be improved.
  • a light emitting device 550X described in this embodiment includes an electrode 551X, an electrode 552X, a unit 103X, a unit 103X2, and an intermediate layer 106X (see FIG. 1A). Note that, for example, the structures described in Embodiment 1 and Embodiment 2 can be used for unit 103X, unit 103X2, and intermediate layer 106X.
  • Light emitting device 550X also has layer 105X, which is sandwiched between electrode 552X and unit 103X2.
  • a conductive material can be used for electrode 552X.
  • a material containing a metal, an alloy, or a conductive compound can be used for the electrode 552X in a single layer or a laminated layer.
  • the material that can be used for the electrode 551X described in Embodiment 3 can be used for the electrode 552X.
  • a material having a smaller work function than the electrode 551X can be suitably used for the electrode 552X.
  • a material having a work function of 3.8 eV or less is preferable.
  • elements belonging to Group 1 of the Periodic Table of Elements elements belonging to Group 2 of the Periodic Table of Elements, rare earth metals, and alloys containing these can be used for the electrode 552X.
  • An alloy of aluminum and silver or an alloy of aluminum and lithium can be used for electrode 552X.
  • ⁇ Configuration example 1 of layer 105X>> a material having electron injection properties can be used for the layer 105X. Further, the layer 105X can be called an electron injection layer.
  • a substance having electron-donating properties can be used for the layer 105X.
  • a composite material of a substance having electron-donating properties and a material having electron-transporting properties can be used for the layer 105X.
  • electride can be used for layer 105X.
  • electrons can be easily injected from the electrode 552X.
  • the material used for the electrode 552X can be selected from a wide range of materials regardless of the work function. Specifically, indium oxide-tin oxide containing Al, Ag, ITO, silicon, or silicon oxide can be used for the electrode 552X.
  • the driving voltage of the light emitting device 550X can be reduced.
  • Substance with electron donating property For example, alkali metals, alkaline earth metals, rare earth metals, or compounds thereof (oxides, halides, carbonates, etc.) can be used as the electron-donating substance.
  • organic compounds such as tetrathianaphthacene (abbreviation: TTN), nickelocene, decamethylnickelocene, etc. can also be used as the electron-donating substance.
  • Alkali metal compounds include lithium oxide, lithium fluoride (LiF), cesium fluoride (CsF), lithium carbonate, cesium carbonate, and 8-hydroxyquinolinate-lithium (abbreviation). :Liq), etc. can be used.
  • Calcium fluoride (CaF 2 ), etc. can be used as the alkaline earth metal compound (including oxides, halides, and carbonates).
  • a material that is a composite of multiple types of substances can be used as a material that has electron injection properties.
  • a substance with electron-donating properties and a material with electron-transporting properties can be used in a composite material.
  • a metal complex or an organic compound having a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring skeleton can be used as a material having electron transport properties.
  • a material having an electron transporting property that can be used for the layer 113X can be used for the layer 105X.
  • a material having an electron transporting property with a microcrystalline alkali metal fluoride can be used in a composite material.
  • a material having an electron transporting property with a microcrystalline alkaline earth metal fluoride can be used in the composite material.
  • a composite material containing 50 wt % or more of an alkali metal fluoride or an alkaline earth metal fluoride can be suitably used.
  • a composite material containing an organic compound having a bipyridine skeleton can be suitably used. This allows the refractive index of the layer 105X to be lowered. Alternatively, the external quantum efficiency of the light emitting device 550X can be improved.
  • a composite material including a first organic compound with a lone pair of electrons and a first metal can be used for layer 105X. Further, it is preferable that the total number of electrons of the first organic compound and the number of electrons of the first metal is an odd number.
  • the molar ratio of the first metal to 1 mole of the first organic compound is preferably 0.1 or more and 10 or less, more preferably 0.2 or more and 2 or less, and even more preferably 0.2 or more and 0.8 or less. be.
  • the first organic compound including the lone pair of electrons can interact with the first metal to form a single occupied molecular orbital (SOMO). Further, when electrons are injected from the electrode 552X to the layer 105X, a barrier between the two can be reduced.
  • SOMO occupied molecular orbital
  • the spin density measured using electron spin resonance (ESR) is preferably 1 ⁇ 10 16 spins/cm 3 or more, more preferably 5 ⁇ 10 16 spins/cm 3 or more, and even more preferably A composite material that is 1 ⁇ 10 17 spins/cm 3 or higher can be used for layer 105X.
  • Organic compound with lone pair of electrons For example, a material having electron transporting properties can be used in an organic compound having a lone pair of electrons.
  • a compound having an electron-deficient heteroaromatic ring can be used.
  • a compound having at least one of a pyridine ring, a diazine ring (pyrimidine ring, pyrazine ring, pyridazine ring), and a triazine ring can be used. Thereby, the driving voltage of the light emitting device 550X can be reduced.
  • the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) level of the organic compound having a lone pair of electrons is preferably ⁇ 3.6 eV or more and ⁇ 2.3 eV or less.
  • the HOMO level and LUMO level of an organic compound can generally be estimated by CV (cyclic voltammetry), photoelectron spectroscopy, optical absorption spectroscopy, inverse photoelectron spectroscopy, or the like.
  • BPhen 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline
  • NBPhen 2,9-di(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline
  • HATNA diquinoxalino [2,3-a:2',3'-c]phenazine
  • TmPPPyTz 2,4,6-tris[3'-(pyridin-3-yl)biphenyl-3-yl]-1,3 , 5-triazine
  • TmPPPyTz 2,2'-(1,3-phenylene)bis(9-phenyl-1,10-phenanthroline)
  • mPPhen2P 2,2'-(1,3-phenylene)bis(9-phenyl-1,10-phenanthroline
  • mPPhen2P 2,2'-(1,3-phenylene)bis(9-phenyl-1,10-phenanthroline
  • mPPhen2P 2,2'-(1,3-
  • copper phthalocyanine can be used in organic compounds with lone pairs of electrons. Note that the number of electrons in copper phthalocyanine is an odd number.
  • group metals aluminum (Al) and indium (In) are odd-numbered groups in the periodic table.
  • the elements of Group 11 have a lower melting point than the elements of Group 7 or Group 9, and are suitable for vacuum evaporation.
  • Ag is preferred because of its low melting point.
  • the moisture resistance of the light emitting device 550X can be improved.
  • a composite material of a first metal and a first organic compound that are in an even group in the periodic table may be used for the layer 105X. I can do it.
  • iron (Fe) a Group 8 metal, is an even group in the periodic table.
  • Electrode For example, a material obtained by adding a high concentration of electrons to a mixed oxide of calcium and aluminum can be used as a material having electron injection properties.
  • Example 4 of composition of composite material Furthermore, a material that is a composite of multiple types of substances can be used as a material that has electron injection properties.
  • a material that is a composite of multiple types of substances can be used as a material that has electron injection properties.
  • the structure described in Embodiment 1 that can be used for layer 106X2 can be used for layer 105X.
  • a light emitting device 550X described in this embodiment includes an electrode 551X, an electrode 552X, and a unit 103X (see FIG. 2B). Unit 103X is sandwiched between electrode 551X and electrode 552X. Light emitting device 550X also includes layer 104X and layer 105X, with layer 104X sandwiched between electrode 551X and unit 103X, and layer 105X sandwiched between electrode 552X and unit 103X. Note that a light-emitting device 550X of one embodiment of the present invention described using FIG. 2B does not include the intermediate layer 106X and the unit 103X2.
  • Embodiment 2 can be used for the unit 103X.
  • the structure described in Embodiment 3 can be used for the electrode 551X and the layer 104X.
  • ⁇ Configuration example 4 of layer 105X>> A material having electron injection properties can be used for the layer 105X.
  • the structure described in Embodiment 1 that can be used for layer 106X2 can be used for layer 105X.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the structure of a display device 700 according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a structure of a display device 700 of one embodiment of the present invention, which is different from the structure explained using FIG. 3.
  • a device manufactured using a metal mask or an FMM fine metal mask, high-definition metal mask
  • a device with an MM (metal mask) structure is sometimes referred to as a device with an MML (metal maskless) structure.
  • the distance between adjacent light emitting devices is, for example, less than 10 ⁇ m, 5 ⁇ m or less, 3 ⁇ m or less, 2 ⁇ m or less, 1.5 ⁇ m or less, 1 ⁇ m or less, or 0.5 ⁇ m or less. can be narrowed down to.
  • the distance between adjacent light emitting devices is narrowed to 500 nm or less, 200 nm or less, 100 nm or less, or even 50 nm or less. You can also do that.
  • the aperture ratio is 40% or more, 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, or even 90% or more, but less than 100%. It can also be achieved.
  • the display device 700 described in this embodiment includes a light-emitting device 550X(i,j) and a light-emitting device 550Y(i,j) (see FIG. 3).
  • the display device 700 includes a substrate 510 and a functional layer 520.
  • the functional layer 520 includes an insulating film 521, and the light emitting device 550X (i, j) and the light emitting device 550Y (i, j) are formed on the insulating film 521.
  • Functional layer 520 is sandwiched between substrate 510 and light emitting device 550X(i,j).
  • the light emitting device 550X(i,j) includes an electrode 551X(i,j), an electrode 552X(i,j), a unit 103X(i,j), a unit 103X2(i,j), and an intermediate layer 106X( i, j). It also includes a layer 104X(i,j) and a layer 105X(i,j).
  • the light-emitting device 550X described in Embodiments 1 to 4 can be used as the light-emitting device 550X(i,j).
  • a configuration that can be used for electrode 551X can be used for electrode 551X (i, j), and a configuration that can be used for electrode 552X can be used for electrode 552X (i, j).
  • a configuration that can be used for unit 103X can be used for unit 103X(i,j), and a configuration that can be used for unit 103X2 can be used for unit 103X2(i, j).
  • the configuration that can be used for the intermediate layer 106X can be used for the intermediate layer 106X(i,j).
  • a structure that can be used for the layer 104X can be used for the layer 104X(i,j), and a structure that can be used for the layer 105X can be used for the layer 105X(i,j).
  • Light emitting device 550Y(i,j) is adjacent to light emitting device 550X(i,j).
  • the light emitting device 550Y(i,j) includes an electrode 551Y(i,j), an electrode 552Y(i,j), a unit 103Y(i,j), a unit 103Y2(i,j), and an intermediate layer 106Y( i, j). It also includes a layer 104Y(i,j) and a layer 105Y(i,j).
  • Electrode 551Y(i,j) is adjacent to electrode 551X(i,j), and a gap 551XY(i,j) is provided between electrode 551Y(i,j) and electrode 551X(i,j). Note that the potential supplied to the electrode 551Y(i,j) may be the same as or different from that of the electrode 551X(i,j). By supplying different potentials, the light emitting device 550Y(i,j) can be driven under different conditions from the light emitting device 550X(i,j).
  • Electrode 552Y(i,j) overlaps electrode 551Y(i,j).
  • Unit 103Y(i,j) is sandwiched between electrode 551Y(i,j) and electrode 552Y(i,j), and unit 103Y2(i,j) is sandwiched between electrode 552Y(i,j) and unit 103Y( i, j). Further, the intermediate layer 106Y(i,j) is sandwiched between the unit 103Y2(i,j) and the unit 103Y(i,j), and the intermediate layer 106Y(i,j) is sandwiched between the intermediate layer 106X(i,j ) is provided with a region 106XY.
  • Region 106XY separates intermediate layer 106X(i,j) and intermediate layer 106Y(i,j), and region 106XY overlaps gap 551XY(i,j).
  • the unit 103Y(i,j) includes a layer 111Y(i,j), a layer 112Y(i,j), and a layer 113Y(i,j).
  • the unit 103Y2(i,j) includes a layer 111Y2(i,j), a layer 112Y2(i,j), and a layer 113Y2(i,j).
  • Layer 104Y(i,j) is sandwiched between unit 103Y(i,j) and electrode 551Y(i,j), and layer 105Y(i,j) is sandwiched between electrode 552Y(i,j) and unit 103Y2(i , j).
  • the structure of light-emitting device 550X described in Embodiments 1 to 4 can be used for light-emitting device 550Y(i,j).
  • a configuration that can be used for electrode 551X can be used for electrode 551Y(i,j), and a configuration that can be used for electrode 552X can be used for electrode 552Y(i,j).
  • a configuration that can be used for unit 103X can be used for unit 103Y(i,j), and a configuration that can be used for unit 103X2 can be used for unit 103Y2(i,j).
  • the structure that can be used for the intermediate layer 106X can be used for the intermediate layer 106Y(i,j).
  • a structure that can be used for the layer 104X can be used for the layer 104Y(i,j), and a structure that can be used for the layer 105X can be used for the layer 105Y(i,j).
  • part of the configuration of the light emitting device 550X(i,j) can be used as part of the configuration of the light emitting device 550Y(i,j).
  • part of the conductive film that can be used for the electrode 552X(i,j) can be used for the electrode 552Y(i,j). This allows some of the configurations to be made common. Furthermore, the manufacturing process can be simplified.
  • a configuration that emits light of a hue different from that of the light emitted by the light emitting device 550X(i,j) can be used for the light emitting device 550Y(i,j).
  • the hue of the light ELY1 emitted by the unit 103Y(i,j) can be made different from the hue of the light ELX1.
  • the hue of the light ELY2 emitted by the unit 103Y2(i,j) can be made different from the hue of the light ELX2.
  • a configuration that emits light of the same hue as that of the light emitted by the light emitting device 550X (i, j) can be used for the light emitting device 550Y (i, j).
  • both light emitting device 550X(i,j) and light emitting device 550Y(i,j) may emit white light. Note that by placing a colored layer overlapping the light emitting device 550X (i, j), light of a predetermined hue can be extracted from white light. Further, another colored layer can be placed over the light emitting device 550Y(i,j) to extract light of another predetermined hue from the white light.
  • both the light emitting device 550X(i,j) and the light emitting device 550Y(i,j) may emit blue light.
  • a color conversion layer can be placed over the light emitting device 550X(i,j) to convert blue light into light of a predetermined hue.
  • another color conversion layer can be placed over the light emitting device 550Y(i,j) to convert blue light to light of another predetermined hue. Blue light can be converted into green light or red light, for example.
  • the display device 700 described in this embodiment includes an insulating film 528 (see FIG. 3).
  • the insulating film 528 has openings, one opening overlaps the electrode 551X(i,j), and the other opening overlaps the electrode 551Y(i,j). Furthermore, the insulating film 528 overlaps the gap 551XY(i,j).
  • the gap 551XY(i,j) sandwiched between the electrode 551X(i,j) and the electrode 551Y(i,j) has, for example, a groove-like shape. As a result, a step is formed along the groove. Further, a disconnected or thin portion is formed between the film deposited on the gap 551XY(i,j) and the film deposited on the electrode 551X(i,j).
  • the disconnected or thin film portions are formed along the steps, layer 106X1(i,j) and layer 106Y1(i,j). ) is formed in the region 106XY1 (i, j). Further, a disconnected or thin portion is formed in a region 106XY2(i,j) sandwiched between layer 106X2(i,j) and layer 106Y2(i,j).
  • the current flowing through the region 106XY can be suppressed.
  • the current flowing through the region 106XY1(i,j) can be suppressed.
  • the current flowing between the intermediate layer 106X(i,j) and the intermediate layer 106Y(i,j) can be suppressed.
  • the display device 700 described in this embodiment includes a light-emitting device 550X(i,j) and a light-emitting device 550Y(i,j) (see FIG. 4).
  • Light emitting device 550Y(i,j) is adjacent to light emitting device 550X(i,j).
  • the display device 700 has a part or all of the structure of the light emitting device 550X(i,j) or the light emitting device 550Y(i,j) removed in the portion overlapping with the gap 551XY(i,j), and
  • This display device 700 is different from the display device 700 described using FIG. 3 in that an insulating film 528_1, an insulating film 528_2, and an insulating film 528_3 are provided instead of the insulating film 528.
  • an insulating film 528_1, an insulating film 528_2, and an insulating film 528_3 are provided instead of the insulating film 528.
  • the insulating film 528_1 has openings, one of which overlaps with the electrode 551X(i,j), and the other opening overlaps with the electrode 551Y(i,j) (see FIG. 4). Further, the insulating film 528_1 includes an opening that overlaps the gap 551XY(i,j).
  • insulating film 528_2 has openings, one opening overlaps the electrode 551X(i,j), and the other opening overlaps the electrode 551Y(i,j). Further, the insulating film 528_2 overlaps with the gap 551XY(i,j).
  • the insulating film 528_2 includes a region in contact with the layer 104X(i,j), the unit 103X(i,j), the intermediate layer 106X(i,j), and the unit 103X2(i,j).
  • the insulating film 528_2 includes a region in contact with the layer 104Y(i,j), the unit 103Y(i,j), the intermediate layer 106Y(i,j), and the unit 103Y2(i,j).
  • the insulating film 528_2 includes a region in contact with the insulating film 521.
  • the insulating film 528_3 has openings, one opening overlaps the electrode 551X(i,j), and the other opening overlaps the electrode 551Y(i,j). Further, the insulating film 528_3 fills a groove formed in a region overlapping with the gap 551XY(i,j).
  • the current flowing through the region 106XY can be suppressed.
  • the current flowing through the region 106XY1(i,j) can be suppressed.
  • the size of the step that occurs between the top surface of unit 103X2 (i, j) and the top surface of unit 103Y2 (i, j) can be reduced.
  • one conductive film can be used for the electrode 552X(i,j) and the electrode 552Y(i,j).
  • part or all of the structure of the light emitting device 550X(i,j) or the light emitting device 550Y(i,j) may be removed from the portion overlapping with the gap 551XY(i,j). I can do it.
  • a first insulating film that will later become the insulating film 528_1 is formed on a film that will later become the unit 103Y2 (i, j).
  • an opening overlapping the gap 551XY(i,j) is formed in the first insulating film using a photolithography method.
  • part or all of the structure of the light emitting device 550Y(i,j) is removed from the region overlapping the gap 551XY(i,j).
  • a dry etching method can be used. As a result, a groove is formed in the region overlapping the gap 551XY(i,j).
  • a second insulating film that will become the insulating film 528_2 is formed using, for example, atomic layer deposition (ALD).
  • ALD atomic layer deposition
  • an insulating film 528_3 is formed using, for example, a photosensitive polymer, and the groove formed in the region overlapping with the gap 551XY(i,j) is filled.
  • openings overlapping with the electrodes 551Y(i,j) are formed in the first insulating film and the second insulating film, thereby forming the insulating film 528_1 and the insulating film 528_2. do.
  • layer 105Y(i,j) and electrode 552Y(i,j) are successively formed on unit 103Y2(i,j).
  • FIG. 5 is a diagram illustrating the configuration of an apparatus according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 5A is a top view of an apparatus according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 5B is a top view illustrating a portion of FIG. 5A.
  • FIG. 5C is a cross-sectional view along cutting line X1-X2, cutting line X3-X4, and a set of pixels 703 (i, j) shown in FIG. 5A.
  • FIG. 6 is a circuit diagram illustrating the configuration of a device according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the configuration of an apparatus according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 7A is a cross-sectional view of an apparatus according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 7B is a cross-sectional view of an apparatus according to one embodiment of the present invention having a different configuration from the apparatus described using FIG. 7A.
  • FIG. 7C is a cross-sectional view of a light emitting device that can be used in the apparatus shown in FIG. 7B.
  • a variable whose value is an integer of 1 or more may be used as a sign.
  • (p) which includes a variable p that takes an integer value of 1 or more, may be used as part of a code that specifies any one of the maximum p components.
  • (m, n) which includes a variable m and a variable n that take an integer value of 1 or more, may be used as a part of a code that specifies one of the maximum m ⁇ n components.
  • a display device 700 according to one embodiment of the present invention has a region 231 (see FIG. 5A).
  • Region 231 includes a set of pixels 703(i,j).
  • a set of pixels 703(i, j) comprises pixel 702X(i,j) (see FIGS. 5B and 5C).
  • Pixel 702X(i,j) includes a pixel circuit 530X(i,j) and a light emitting device 550X(i,j).
  • Light emitting device 550X(i,j) is electrically connected to pixel circuit 530X(i,j).
  • the light-emitting devices described in Embodiments 1 to 4 can be used as the light-emitting device 550X(i,j).
  • the display device 700 has a function of displaying images.
  • the display device 700 of one embodiment of the present invention includes a functional layer 540 and a functional layer 520 (see FIG. 5C).
  • Functional layer 540 overlaps functional layer 520.
  • Functional layer 540 includes light emitting devices 550X(i,j).
  • the functional layer 520 includes a pixel circuit 530X(i,j) and wiring (see FIG. 5C).
  • the pixel circuit 530X(i,j) is electrically connected to the wiring.
  • a conductive film provided in the opening 591X or 591Y of the functional layer 520 can be used for the wiring.
  • the wiring electrically connects the terminal 519B and the pixel circuit 530X (i, j).
  • the conductive material CP electrically connects the terminal 519B and the flexible printed circuit board FPC1.
  • the display device 700 of one embodiment of the present invention includes a driver circuit GD and a driver circuit SD (see FIG. 5A).
  • the drive circuit GD supplies a first selection signal and a second selection signal.
  • the drive circuit SD supplies a first control signal and a second control signal.
  • the wiring includes a conductive film G1(i), a conductive film G2(i), a conductive film S1(j), a conductive film S2(j), a conductive film ANO, a conductive film VCOM2, and a conductive film V0 (see FIG. 6). .
  • the conductive film G1(i) is supplied with the first selection signal, and the conductive film G2(i) is supplied with the second selection signal.
  • the conductive film S1(j) is supplied with the first control signal, and the conductive film S2(j) is supplied with the second control signal.
  • Pixel circuit 530X(i,j) is electrically connected to conductive film G1(i) and conductive film S1(j).
  • the conductive film G1(i) supplies a first selection signal
  • the conductive film S1(j) supplies a first control signal.
  • Pixel circuit 530X(i,j) drives light emitting device 550X(i,j) based on the first selection signal and the first control signal. Furthermore, the light emitting device 550X(i,j) emits light.
  • One electrode of the light emitting device 550X(i,j) is electrically connected to the pixel circuit 530X(i,j), and the other electrode is electrically connected to the conductive film VCOM2.
  • the pixel circuit 530X(i,j) includes a switch SW21, a switch SW22, a transistor M21, a capacitor C21, and a node N21.
  • Transistor M21 has a gate electrode electrically connected to node N21, a first electrode electrically connected to light emitting device 550X(i,j), and a second electrode electrically connected to conductive film ANO. and an electrode.
  • the switch SW21 has a first terminal electrically connected to the node N21, a second terminal electrically connected to the conductive film S1(j), and a potential of the conductive film G1(i).
  • a gate electrode having a function of controlling a conductive state or a non-conductive state.
  • the switch SW22 includes a first terminal electrically connected to the conductive film S2(j), and a gate electrode having a function of controlling a conductive state or a non-conductive state based on the potential of the conductive film G2(i). , is provided.
  • Capacitor C21 includes a conductive film electrically connected to node N21 and a conductive film electrically connected to the second electrode of switch SW22.
  • the image signal can be stored in the node N21.
  • the potential of node N21 can be changed using switch SW22.
  • the intensity of light emitted by light emitting device 550X(i,j) can be controlled using the potential of node N21.
  • the pixel circuit 530X(i,j) includes a switch SW23, a node N22, and a capacitor C22.
  • the switch SW23 has a first terminal electrically connected to the conductive film V0, a second terminal electrically connected to the node N22, and a conductive state or a non-conductive state based on the potential of the conductive film G2(i).
  • a gate electrode having a function of controlling a conduction state.
  • Capacitor C22 includes a conductive film electrically connected to node N21 and a conductive film electrically connected to node N22.
  • the first electrode of the transistor M21 is electrically connected to the node N22.
  • Pixel 702X(i,j) includes a light emitting device 550X(i,j) and a pixel circuit 530X(i,j) (see FIG. 7A).
  • Functional layer 540 includes a light emitting device 550X(i,j) and a colored layer CFX
  • functional layer 520 includes a pixel circuit 530X(i,j).
  • the light emitting device 550X (i, j) is a top emission type light emitting device, and the light emitting device 550X (i, j) emits light ELX to the side where the functional layer 520 is not disposed.
  • the colored layer CFX transmits a portion of the light emitted by the light emitting device 550X(i,j). For example, it is possible to transmit a portion of white light and extract blue light, green light, or red light. Note that a color conversion layer may be used instead of the colored layer CFX. Thereby, light with a short wavelength can be converted into light with a long wavelength.
  • pixel 702X(i,j) ⁇ Configuration example 2 of pixel 702X(i,j)>>
  • the pixel 702X(i,j) described using FIG. 7B includes a bottom emission type light emitting device.
  • Light emitting device 550X(i,j) emits light ELX to the side where functional layer 520 is arranged.
  • the functional layer 520 includes a region 520T, and the region 520T transmits the light ELX. Further, the functional layer 520 includes a colored layer CFX, and the colored layer CFX overlaps the region 520T.
  • ⁇ Configuration example 2 of light emitting device ⁇ a light emitting device having the same configuration as the light emitting device 550X described using FIG. 7C can be used as the light emitting device 550X(i,j).
  • a light emitting device 550X described in this embodiment includes an electrode 551X, an electrode 552X, a unit 103X, a unit 103X2, a unit 103X3, an intermediate layer 106X, and an intermediate layer 106XX.
  • Unit 103X is sandwiched between electrode 551X and electrode 552X, unit 103X2 is sandwiched between electrode 552X and unit 103X, and unit 103X3 is sandwiched between electrode 552X and unit 103X2. Moreover, the intermediate layer 106X is sandwiched between the unit 103X2 and the unit 103X, and the intermediate layer 106XX is sandwiched between the unit 103X3 and the unit 103X2.
  • Unit 103X has a function of emitting light ELX1, unit 103X2 has a function of emitting light ELX21 and light ELX22, and unit 103X3 has a function of emitting light ELX3.
  • the intermediate layer 106X has a function of supplying electrons to the unit 103X and supplying holes to the unit 103X2. Further, the intermediate layer 106XX has a function of supplying electrons to the unit 103X2 and supplying holes to the unit 103X3.
  • the structure that can be used for the light-emitting device 550X described in Embodiments 1 to 4 can be used for the electrode 551X, the electrode 552X, the unit 103X, and the unit 103X2. Further, a configuration that can be used for the unit 103X can be used for the unit 103X3, and a configuration that can be used for the intermediate layer 106X can be used for the intermediate layer 106XX. For example, a luminescent material that emits blue light can be used for layer 111X and layer 111X3.
  • layers 111X21 and 111X22 can be used in unit 103X2.
  • Layer 111X21 and layer 111X22 both contain a luminescent material.
  • a luminescent material that emits red light can be used for layer 111X21.
  • a luminescent material that emits yellow light can be used for the layer 111X22.
  • FIG. 8A is a top view showing the light emitting device
  • FIG. 8B is a cross-sectional view taken along AB and CD in FIG. 8A.
  • This light emitting device has a pixel section 602 and a drive circuit section for controlling light emission of the light emitting device, and the drive circuit section includes a source line drive circuit 601 and a gate line drive circuit 603. Further, the light emitting device includes a sealing substrate 604 and a sealant 605, and the sealant 605 surrounds a space 607.
  • the routing wiring 608 is a wiring for transmitting signals input to the source line driving circuit 601 and the gate line driving circuit 603, and is used to transmit video signals, clock signals, Receives start signals, reset signals, etc.
  • a printed wiring board PWB
  • the light emitting device includes not only the light emitting device main body but also a state in which an FPC or PWB is attached to the light emitting device.
  • a drive circuit section and a pixel section are formed on the element substrate 610, and here, a source line drive circuit 601, which is the drive circuit section, and one pixel in the pixel section 602 are shown.
  • the element substrate 610 is manufactured using a substrate made of glass, quartz, organic resin, metal, alloy, semiconductor, etc., as well as a plastic substrate made of FRP (Fiber Reinforced Plastics), PVF (Polyvinyl Fluoride), polyester, acrylic resin, etc. do it.
  • FRP Fiber Reinforced Plastics
  • PVF Polyvinyl Fluoride
  • the structure of the transistor used in the pixel or the drive circuit is not particularly limited. For example, it may be an inverted staggered transistor or a staggered transistor. Further, a top gate type transistor or a bottom gate type transistor may be used.
  • the semiconductor material used for the transistor is not particularly limited, and for example, silicon, germanium, silicon carbide, gallium nitride, etc. can be used. Alternatively, an oxide semiconductor containing at least one of indium, gallium, and zinc, such as an In-Ga-Zn-based metal oxide, may be used.
  • the crystallinity of the semiconductor material used for the transistor is not particularly limited, and it may be either an amorphous semiconductor, a semiconductor with crystallinity (a microcrystalline semiconductor, a polycrystalline semiconductor, a single crystal semiconductor, or a semiconductor partially having a crystalline region). may also be used. It is preferable to use a semiconductor having crystallinity because deterioration of transistor characteristics can be suppressed.
  • oxide semiconductors are preferably used in semiconductor devices such as transistors used in touch sensors and the like that will be described later.
  • the oxide semiconductor preferably contains at least indium (In) or zinc (Zn). In addition, it must be an oxide semiconductor containing an oxide expressed as an In-M-Zn-based oxide (M is a metal such as Al, Ti, Ga, Ge, Y, Zr, Sn, La, Ce, or Hf). is more preferable.
  • M is a metal such as Al, Ti, Ga, Ge, Y, Zr, Sn, La, Ce, or Hf.
  • the semiconductor layer has a plurality of crystal parts, the c-axes of the crystal parts are oriented perpendicular to the surface on which the semiconductor layer is formed, or the top surface of the semiconductor layer, and there are grain boundaries between adjacent crystal parts. It is preferable to use an oxide semiconductor film that does not have.
  • a base film In order to stabilize the characteristics of the transistor, it is preferable to provide a base film.
  • an inorganic insulating film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, and a silicon nitride oxide film can be used, and it can be formed as a single layer or in a stacked manner.
  • the base film is formed using sputtering method, CVD (Chemical Vapor Deposition) method (plasma CVD method, thermal CVD method, MOCVD (Metal Organic CVD) method, etc.), ALD (Atomic Layer Deposition) method. Formed using method, coating method, printing method, etc. can. Note that the base film does not need to be provided if it is not necessary.
  • the FET 623 represents one of the transistors formed in the source line drive circuit 601.
  • the drive circuit may be formed of various CMOS circuits, PMOS circuits, or NMOS circuits.
  • this embodiment shows a driver-integrated type in which a drive circuit is formed on a substrate, this is not necessarily necessary, and the drive circuit can be formed outside instead of on the substrate.
  • the pixel portion 602 is formed of a plurality of pixels including a switching FET 611, a current control FET 612, and a first electrode 613 electrically connected to the drain thereof, but is not limited to this.
  • the pixel portion may be a combination of three or more FETs and a capacitive element.
  • an insulator 614 is formed to cover the end of the first electrode 613.
  • it can be formed by using a positive photosensitive acrylic resin film.
  • a curved surface having a curvature is formed at the upper end or the lower end of the insulator 614.
  • a positive photosensitive acrylic resin is used as the material for the insulator 614, it is preferable that only the upper end of the insulator 614 have a curved surface having a radius of curvature (0.2 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less).
  • a negative photosensitive resin or a positive photosensitive resin can be used as the insulator 614.
  • An EL layer 616 and a second electrode 617 are formed on the first electrode 613, respectively.
  • the material used for the first electrode 613 that functions as an anode it is desirable to use a material with a large work function.
  • a single layer such as an ITO film, an indium tin oxide film containing silicon, an indium oxide film containing 2 wt% or more and 20 wt% or less of zinc oxide, a titanium nitride film, a chromium film, a tungsten film, a Zn film, or a Pt film.
  • a stacked structure of a titanium nitride film and a film mainly composed of aluminum, a three-layer structure of a titanium nitride film, a film mainly composed of aluminum, and a titanium nitride film, etc. can be used. Note that if the layered structure is used, the resistance as a wiring is low, good ohmic contact can be made, and furthermore, it can function as an anode.
  • the EL layer 616 is formed by various methods such as a vapor deposition method using a vapor deposition mask, an inkjet method, and a spin coating method.
  • the EL layer 616 includes the structure described in any one of Embodiments 1 to 4. Further, other materials constituting the EL layer 616 may be low molecular compounds or high molecular compounds (including oligomers and dendrimers).
  • the material used for the second electrode 617 formed on the EL layer 616 and functioning as a cathode may be a material with a small work function (Al, Mg, Li, Ca, or an alloy or compound thereof (MgAg, MgIn, It is preferable to use AlLi, etc.).
  • the second electrode 617 is a thin metal film and a transparent conductive film (ITO, 2 wt% or more and 20 wt% or less). It is preferable to use a lamination with indium oxide containing zinc oxide, indium tin oxide containing silicon, zinc oxide (ZnO), etc.).
  • the first electrode 613, the EL layer 616, and the second electrode 617 constitute a light-emitting device.
  • the light-emitting device is the light-emitting device described in any one of Embodiments 1 to 4. Note that a plurality of light-emitting devices are formed in the pixel portion, and the light-emitting device in this embodiment has the light-emitting device described in any one of Embodiments 1 to 4 and other structures. Both of the light emitting devices may be mixed.
  • the sealing substrate 604 by bonding the sealing substrate 604 to the element substrate 610 using a sealant 605, a structure is created in which a light emitting device 618 is provided in a space 607 surrounded by the element substrate 610, the sealing substrate 604, and the sealant 605.
  • the space 607 is filled with a filler, and in addition to being filled with an inert gas (nitrogen, argon, etc.), it may also be filled with a sealing material.
  • an inert gas nitrogen, argon, etc.
  • epoxy resin or glass frit for the sealing material 605. Further, it is desirable that these materials are as impervious to moisture and oxygen as possible. Further, as a material for the sealing substrate 604, in addition to a glass substrate or a quartz substrate, a plastic substrate made of FRP (Fiber Reinforced Plastics), PVF (Polyvinyl Fluoride), polyester, acrylic resin, or the like can be used.
  • FRP Fiber Reinforced Plastics
  • PVF Polyvinyl Fluoride
  • polyester acrylic resin, or the like
  • a protective film may be provided over the second electrode 617.
  • the protective film may be formed of an organic resin film or an inorganic insulating film. Further, a protective film may be formed to cover the exposed portion of the sealing material 605. Further, the protective film can be provided to cover the exposed side surfaces of the surfaces and side surfaces of the pair of substrates, the sealing layer, the insulating layer, and the like.
  • the protective film can be made of a material that is difficult for impurities such as water to pass through. Therefore, diffusion of impurities such as water from the outside to the inside can be effectively suppressed.
  • oxides, nitrides, fluorides, sulfides, ternary compounds, metals, or polymers can be used.
  • oxides, nitrides, fluorides, sulfides, ternary compounds, metals, or polymers can be used.
  • nitride Materials containing silicon, strontium titanate, tantalum oxide, titanium oxide, zinc oxide, niobium oxide, zirconium oxide, tin oxide, yttrium oxide, cerium oxide, scandium oxide, erbium oxide, vanadium oxide or indium oxide, or aluminum nitride, nitride Materials containing hafnium, silicon nitride, tantalum nitride, titanium nitride, niobium nitride, molybdenum nitride, zirconium nitride or gallium nitride, etc., nitrides containing titanium and aluminum, oxides containing titanium and aluminum, oxides containing aluminum and zinc , sulfides containing manganese and zinc, sulfides containing cerium and strontium, oxides containing erbium and aluminum, oxides containing yttrium and zirconium, and the like can be used.
  • the protective film is preferably formed using a film forming method that provides good step coverage.
  • a film forming method that provides good step coverage.
  • One such method is an atomic layer deposition (ALD) method. It is preferable to use a material that can be formed using an ALD method for the protective film.
  • ALD atomic layer deposition
  • a protective film that is dense, has fewer defects such as cracks or pinholes, or has a uniform thickness can be formed. Furthermore, damage to the processed member when forming the protective film can be reduced.
  • a protective film using an ALD method it is possible to form a uniform protective film with few defects even on a surface having a complicated uneven shape or on the top, side, and back surfaces of a touch panel.
  • a light-emitting device manufactured using the light-emitting device described in any one of Embodiments 1 to 4 can be obtained.
  • the light-emitting device in this embodiment uses the light-emitting device described in any one of Embodiments 1 to 4, a light-emitting device with good characteristics can be obtained. Specifically, since the light-emitting device described in any one of Embodiments 1 to 4 has good luminous efficiency, it is possible to provide a light-emitting device with low power consumption.
  • FIG. 9 shows an example of a full-color light-emitting device in which a light-emitting device that emits white light is formed and a colored layer (color filter) or the like is provided.
  • FIG. 9A shows a substrate 1001, a base insulating film 1002, a gate insulating film 1003, a gate electrode 1006, a gate electrode 1007, a gate electrode 1008, a first interlayer insulating film 1020, a second interlayer insulating film 1021, a peripheral part 1042, and a pixel.
  • a portion 1040, a drive circuit portion 1041, an electrode 1024W of a light emitting device, an electrode 1024R, an electrode 1024G, an electrode 1024B, a partition 1025, an EL layer 1028, an electrode 1029 of a light emitting device, a sealing substrate 1031, a sealing material 1032, etc. are illustrated. .
  • the colored layers (red colored layer 1034R, green colored layer 1034G, and blue colored layer 1034B) are provided on a transparent base material 1033. Further, a black matrix 1035 may be further provided. A transparent base material 1033 provided with a colored layer and a black matrix is aligned and fixed to the substrate 1001. Note that the colored layer and the black matrix 1035 are covered with an overcoat layer 1036. In addition, in FIG. 9A, the colored layers (red colored layer 1034R, green colored layer 1034G, and blue colored layer 1034B) are provided on a transparent base material 1033. Further, a black matrix 1035 may be further provided. A transparent base material 1033 provided with a colored layer and a black matrix is aligned and fixed to the substrate 1001. Note that the colored layer and the black matrix 1035 are covered with an overcoat layer 1036. In addition, in FIG.
  • FIG. 9B shows an example in which colored layers (a red colored layer 1034R, a green colored layer 1034G, and a blue colored layer 1034B) are formed between the gate insulating film 1003 and the first interlayer insulating film 1020.
  • the colored layer may be provided between the substrate 1001 and the sealing substrate 1031.
  • the light emitting device described above has a structure (bottom emission type) in which light is extracted to the substrate 1001 side where the FET is formed, but a structure (top emission type) in which light emission is extracted to the sealing substrate 1031 side. ) may be used as a light emitting device.
  • FIG. 10 shows a cross-sectional view of a top emission type light emitting device.
  • a substrate that does not transmit light can be used as the substrate 1001.
  • the manufacturing process is similar to that of a bottom emission type light emitting device until the connection electrode that connects the FET and the anode of the light emitting device is manufactured.
  • a third interlayer insulating film 1037 is formed to cover the electrode 1022. This insulating film may play the role of planarization.
  • the third interlayer insulating film 1037 can be formed using the same material as the second interlayer insulating film, as well as other known materials.
  • the electrode 1024W, electrode 1024R, electrode 1024G, and electrode 1024B of the light emitting device are assumed to be anodes here, they may be cathodes. Further, in the case of a top emission type light emitting device as shown in FIG. 10, it is preferable that the electrode 1024W, the electrode 1024R, the electrode 1024G, and the electrode 1024B be reflective electrodes.
  • the configuration of the EL layer 1028 is the same as that described for the unit 103X in any one of Embodiments 1 to 4, and has an element structure that allows white light emission.
  • sealing can be performed using a sealing substrate 1031 provided with colored layers (a red colored layer 1034R, a green colored layer 1034G, and a blue colored layer 1034B).
  • a black matrix 1035 may be provided on the sealing substrate 1031 so as to be located between pixels.
  • the colored layers (red colored layer 1034R, green colored layer 1034G, blue colored layer 1034B) or the black matrix 1035 may be covered with an overcoat layer.
  • the sealing substrate 1031 is a transparent substrate.
  • full-color display is performed using four colors, red, green, blue, and white, there is no particular limitation. Display may also be performed.
  • a microcavity structure can be suitably applied to a top emission type light emitting device.
  • a light emitting device having a microcavity structure can be obtained by using the first electrode as a reflective electrode and the second electrode as a semi-transmissive/semi-reflective electrode.
  • At least an EL layer is provided between the reflective electrode and the semi-transparent/semi-reflective electrode, and at least a light-emitting layer serving as a light-emitting region is provided.
  • the reflective electrode is a film having a visible light reflectance of 40% to 100%, preferably 70% to 100%, and a resistivity of 1 ⁇ 10 ⁇ 2 ⁇ cm or less.
  • the semi-transparent/semi-reflective electrode is a film having a visible light reflectance of 20% to 80%, preferably 40% to 70%, and a resistivity of 1 ⁇ 10 ⁇ 2 ⁇ cm or less. shall be.
  • Light emitted from the light emitting layer included in the EL layer is reflected by the reflective electrode and the semi-transparent/semi-reflective electrode, and resonates.
  • the optical distance between the reflective electrode and the semi-transparent/semi-reflective electrode can be changed by changing the thickness of the transparent conductive film, the above-mentioned composite material, carrier transport material, or the like.
  • the reflective electrode and the semi-transmissive/semi-reflective electrode it is possible to intensify the light at the resonant wavelength and attenuate the light at the non-resonant wavelength.
  • the light reflected by the reflective electrode causes a large interference with the light (first incident light) that directly enters the semi-transmissive/semi-reflective electrode from the light-emitting layer. It is preferable to adjust the optical distance between the electrode and the light emitting layer to (2n-1) ⁇ /4 (where n is a natural number of 1 or more, and ⁇ is the wavelength of the light emission to be amplified). By adjusting the optical distance, the phases of the first reflected light and the first incident light can be matched to further amplify the light emission from the light emitting layer.
  • the EL layer may have a structure having a plurality of light emitting layers or a structure having a single light emitting layer, and for example, in combination with the structure of the tandem light emitting device described above,
  • the present invention may be applied to a structure in which a plurality of EL layers are provided in one light emitting device with a charge generation layer sandwiched therebetween, and each EL layer is provided with one or more light emitting layers.
  • microcavity structure By having a microcavity structure, it is possible to increase the intensity of light emitted in the front direction at a specific wavelength, thereby reducing power consumption.
  • a microcavity structure tailored to the wavelength of each color in all subpixels. A light emitting device with good characteristics can be obtained.
  • the light-emitting device in this embodiment uses the light-emitting device described in any one of Embodiments 1 to 4, a light-emitting device with good characteristics can be obtained. Specifically, since the light-emitting device described in any one of Embodiments 1 to 4 has good luminous efficiency, it is possible to provide a light-emitting device with low power consumption.
  • FIG. 11 shows a passive matrix light emitting device manufactured by applying the present invention.
  • FIG. 11A is a perspective view showing the light emitting device
  • FIG. 11B is a cross-sectional view taken along X-Y in FIG. 11A.
  • an EL layer 955 is provided on a substrate 951 between an electrode 952 and an electrode 956.
  • the end of the electrode 952 is covered with an insulating layer 953.
  • a partition layer 954 is provided on the insulating layer 953.
  • the side walls of the partition layer 954 have an inclination such that the distance between one side wall and the other side wall becomes narrower as the side wall approaches the substrate surface.
  • the cross section of the partition layer 954 in the short side direction is trapezoidal, and the bottom side (the side facing in the same direction as the surface direction of the insulating layer 953 and touching the insulating layer 953) is closer to the top side (the side facing the surface of the insulating layer 953). (the side that faces the same direction as the side that does not touch the insulating layer 953).
  • the light-emitting device described in any one of Embodiments 1 to 4 is used in a passive matrix light-emitting device, and the light-emitting device is a highly reliable light-emitting device or a light-emitting device with low power consumption. can do.
  • the light-emitting device described above is a light-emitting device that can be suitably used as a display device that expresses images, since it is possible to individually control a large number of minute light-emitting devices arranged in a matrix.
  • FIG. 12B is a top view of the illumination device
  • FIG. 12A is a sectional view taken along e-f in FIG. 12B.
  • a first electrode 401 is formed on a light-transmitting substrate 400 that is a support.
  • the first electrode 401 corresponds to the electrode 551X in any one of the first to fourth embodiments.
  • the first electrode 401 is formed of a light-transmitting material.
  • a pad 412 for supplying voltage to the second electrode 404 is formed on the substrate 400.
  • An EL layer 403 is formed on the first electrode 401.
  • the EL layer 403 has a configuration that combines the layer 104X, the unit 103X, and the layer 105X in any one of Embodiments 1 to 4, or a configuration that combines the layer 104X, the unit 103X, the intermediate layer 106X, the unit 103X2, and the layer 105X. Equivalent to etc. In addition, please refer to the said description regarding these structures.
  • a second electrode 404 is formed covering the EL layer 403.
  • the second electrode 404 corresponds to the electrode 552X in any one of the first to fourth embodiments.
  • the second electrode 404 is formed of a material with high reflectance. A voltage is supplied to the second electrode 404 by connecting it to the pad 412 .
  • the lighting device described in this embodiment includes a light-emitting device including the first electrode 401, the EL layer 403, and the second electrode 404. Since the light-emitting device is a light-emitting device with high luminous efficiency, the lighting device in this embodiment can be a lighting device with low power consumption.
  • the lighting device is completed by fixing and sealing the substrate 400 on which the light emitting device having the above configuration is formed and the sealing substrate 407 using the sealant 405 and the sealant 406. Either one of the sealing material 405 and the sealing material 406 may be used. Furthermore, a desiccant can be mixed into the inner sealing material 406 (not shown in FIG. 12B), which can absorb moisture and improve reliability.
  • the lighting device described in this embodiment uses the light-emitting device described in any one of Embodiments 1 to 4 as an EL element, and can have low power consumption. .
  • Embodiment 9 an example of an electronic device including a part of the light-emitting device described in any one of Embodiments 1 to 4 will be described.
  • the light-emitting device described in any one of Embodiments 1 to 4 has good luminous efficiency and low power consumption.
  • the electronic device described in this embodiment can have a light emitting portion with low power consumption.
  • Examples of electronic equipment to which the above-described light-emitting device is applied include television devices (also referred to as televisions or television receivers), computer monitors, digital cameras, digital video cameras, digital photo frames, and mobile phones (mobile phones, etc.). Examples include mobile phone devices (also referred to as mobile phone devices), portable game machines, personal digital assistants, audio playback devices, and large game machines such as pachinko machines. Specific examples of these electronic devices are shown below.
  • FIG. 13A shows an example of a television device.
  • the television device includes a display portion 7103 built into a housing 7101. Further, here, a configuration in which the housing 7101 is supported by a stand 7105 is shown. An image can be displayed on the display portion 7103, and the display portion 7103 is configured by arranging the light-emitting devices described in any one of Embodiments 1 to 4 in a matrix.
  • the television device can be operated using an operation switch included in the housing 7101 or a separate remote controller 7110.
  • An operation key 7109 included in the remote controller 7110 can be used to control the channel or volume, and can also control the image displayed on the display section 7103.
  • a display section 7107 may be provided on the remote control operating device 7110 to display information to be output.
  • the television device is configured to include a receiver, a modem, or the like.
  • the receiver can receive general television broadcasts, and can be connected to a wired or wireless communication network via a modem, allowing one-way (sender to receiver) or two-way (sender to receiver) It is also possible to communicate information between recipients or between recipients.
  • FIG. 13B shows a computer, which includes a main body 7201, a housing 7202, a display portion 7203, a keyboard 7204, an external connection port 7205, a pointing device 7206, and the like.
  • this computer is manufactured by arranging the light-emitting devices described in any one of Embodiments 1 to 4 in a matrix and using them in the display portion 7203.
  • the computer in FIG. 13B may have a form as shown in FIG. 13C.
  • the computer in FIG. 13C is provided with a second display portion 7210 instead of the keyboard 7204 and pointing device 7206.
  • the second display section 7210 is a touch panel type, and input can be performed by operating the input display displayed on the second display section 7210 with a finger or a special pen.
  • the second display section 7210 can display not only input images but also other images.
  • the display portion 7203 may also be a touch panel.
  • FIG. 13D shows an example of a mobile terminal.
  • the mobile terminal includes a display portion 7402 built into a housing 7401, as well as operation buttons 7403, an external connection port 7404, a speaker 7405, a microphone 7406, and the like. Note that the mobile terminal includes a display portion 7402 in which the light-emitting devices described in any one of Embodiments 1 to 4 are arranged in a matrix.
  • the mobile terminal shown in FIG. 13D can also be configured so that information can be input by touching the display portion 7402 with a finger or the like. In this case, operations such as making a phone call or composing an email can be performed by touching the display portion 7402 with a finger or the like.
  • the screen of the display section 7402 mainly has three modes.
  • the first is a display mode that mainly displays images, and the second is an input mode that mainly inputs information such as characters.
  • the third mode is a display+input mode, which is a mixture of two modes: a display mode and an input mode.
  • the display unit 7402 may be set to a character input mode that mainly inputs characters, and the user may input the characters displayed on the screen. In this case, it is preferable to display a keyboard or number buttons on most of the screen of the display section 7402.
  • the orientation of the mobile terminal (vertical or horizontal) can be determined and the screen display on the display unit 7402 can be adjusted. It can be configured to switch automatically.
  • switching of the screen mode is performed by touching the display portion 7402 or operating the operation button 7403 on the housing 7401. Further, it is also possible to switch depending on the type of image displayed on the display section 7402. For example, if the image signal to be displayed on the display section is video data, the mode is switched to display mode, and if it is text data, the mode is switched to input mode.
  • the screen mode is switched from the input mode to the display mode. May be controlled.
  • the display portion 7402 can also function as an image sensor.
  • personal authentication can be performed by touching the display portion 7402 with a palm or finger and capturing an image of a palm print, fingerprint, or the like.
  • a backlight that emits near-infrared light or a sensing light source that emits near-infrared light is used in the display section, it is also possible to image finger veins, palm veins, and the like.
  • FIG. 14A is a schematic diagram showing an example of a cleaning robot.
  • the cleaning robot 5100 has a display 5101 placed on the top, a plurality of cameras 5102 placed on the side, a brush 5103, and an operation button 5104. Although not shown, the bottom surface of the cleaning robot 5100 is provided with tires, a suction port, and the like.
  • the cleaning robot 5100 is also equipped with various sensors such as an infrared sensor, an ultrasonic sensor, an acceleration sensor, a piezo sensor, an optical sensor, and a gyro sensor. Additionally, the cleaning robot 5100 is equipped with wireless communication means.
  • the cleaning robot 5100 is self-propelled, can detect dirt 5120, and can suck the dirt from a suction port provided on the bottom surface.
  • the cleaning robot 5100 can analyze the image taken by the camera 5102 and determine the presence or absence of obstacles such as walls, furniture, or steps. Furthermore, if an object such as wiring that is likely to become entangled with the brush 5103 is detected through image analysis, the rotation of the brush 5103 can be stopped.
  • the display 5101 can display the remaining battery power, the amount of suctioned dust, and the like.
  • the route traveled by the cleaning robot 5100 may be displayed on the display 5101. Further, the display 5101 may be a touch panel and the operation buttons 5104 may be provided on the display 5101.
  • the cleaning robot 5100 can communicate with a portable electronic device 5140 such as a smartphone. Images captured by camera 5102 can be displayed on portable electronic device 5140. Therefore, the owner of the cleaning robot 5100 can know the state of the room even from outside the home. Furthermore, the display on the display 5101 can also be checked on a portable electronic device 5140 such as a smartphone.
  • the light-emitting device of one embodiment of the present invention can be used for the display 5101.
  • the robot 2100 shown in FIG. 14B includes a calculation device 2110, a microphone 2102, an upper camera 2103, a speaker 2104, a display 2105, a lower camera 2106, an obstacle sensor 2107, and a movement mechanism 2108.
  • the microphone 2102 has a function of detecting the user's speaking voice, environmental sounds, and the like. Furthermore, the speaker 2104 has a function of emitting sound. Robot 2100 can communicate with a user using microphone 2102 and speaker 2104.
  • Display 2105 has a function of displaying various information.
  • the robot 2100 can display information desired by the user on the display 2105.
  • the display 2105 may include a touch panel. Further, the display 2105 may be a removable information terminal, and by installing it at a fixed position on the robot 2100, charging and data exchange are possible.
  • the upper camera 2103 and the lower camera 2106 have a function of capturing images around the robot 2100. Further, the obstacle sensor 2107 can detect the presence or absence of an obstacle in the direction of movement of the robot 2100 when the robot 2100 moves forward using the moving mechanism 2108.
  • the robot 2100 uses an upper camera 2103, a lower camera 2106, and an obstacle sensor 2107 to recognize the surrounding environment and can move safely.
  • the light-emitting device of one embodiment of the present invention can be used for the display 2105.
  • FIG. 14C is a diagram illustrating an example of a goggle-type display.
  • the goggle type display includes, for example, a housing 5000, a display section 5001, a speaker 5003, an LED lamp 5004, operation keys (including a power switch or an operation switch), a connection terminal 5006, a sensor 5007 (force, displacement, position, speed, Measuring acceleration, angular velocity, rotational speed, distance, light, liquid, magnetism, temperature, chemical substances, sound, time, hardness, electric field, current, voltage, power, radiation, flow rate, humidity, tilt, vibration, odor, or infrared rays a microphone 5008, a display section 5002, a support section 5012, an earphone 5013, and the like.
  • a sensor 5007 force, displacement, position, speed, Measuring acceleration, angular velocity, rotational speed, distance, light, liquid, magnetism, temperature, chemical substances, sound, time, hardness, electric field, current, voltage, power, radiation, flow rate, humidity
  • the light-emitting device of one embodiment of the present invention can be used for the display portion 5001 and the display portion 5002.
  • FIG. 15 is an example in which the light emitting device described in any one of Embodiments 1 to 4 is used in a desk lamp that is a lighting device.
  • the desk lamp shown in FIG. 15 has a housing 2001 and a light source 2002, and the lighting device described in Embodiment 8 may be used as the light source 2002.
  • FIG. 16 is an example in which the light-emitting device described in any one of Embodiments 1 to 4 is used as an indoor lighting device 3001. Since the light-emitting device described in any one of Embodiments 1 to 4 has high luminous efficiency, a lighting device with low power consumption can be obtained. Furthermore, since the light-emitting device described in any one of Embodiments 1 to 4 can be made to have a large area, it can be used as a large-area lighting device. Further, since the light emitting device described in any one of Embodiments 1 to 4 is thin, it can be used as a thin lighting device.
  • the light emitting device described in any one of Embodiments 1 to 4 can also be mounted on a windshield or dashboard of an automobile.
  • FIG. 17 shows an embodiment in which the light-emitting device described in any one of Embodiments 1 to 4 is used for a windshield or a dashboard of an automobile.
  • Display areas 5200 to 5203 are display areas provided using the light-emitting device described in any one of Embodiments 1 to 4.
  • Display area 5200 and display area 5201 are display devices equipped with the light-emitting device described in any one of Embodiments 1 to 4 provided on a windshield of an automobile.
  • the first electrode and the second electrode are made of light-transmitting electrodes, so that the opposite side can be seen through, a so-called see-through device. It can be a light emitting device in any state. If the display is see-through, it can be installed on the windshield of a car without obstructing the view.
  • a light-transmitting transistor such as an organic transistor made of an organic semiconductor material or a transistor made of an oxide semiconductor is preferably used.
  • the display area 5202 is a display device equipped with the light-emitting device described in any one of Embodiments 1 to 4 provided in a pillar portion.
  • a display area 5203 provided on the dashboard portion can compensate for blind spots and improve safety by projecting images from an imaging means installed outside the vehicle to compensate for the visibility obstructed by the vehicle body. I can do it.
  • safety confirmation can be performed more naturally and without any discomfort.
  • the display area 5203 can provide various information by displaying navigation information, speed or rotation, mileage, remaining fuel amount, gear status, air conditioning settings, and the like.
  • the display items or layout can be changed as appropriate according to the user's preference. Note that this information can also be provided in the display areas 5200 to 5202. Further, the display areas 5200 to 5203 can also be used as a lighting device.
  • FIGS. 18A to 18C a foldable portable information terminal 9310 is shown in FIGS. 18A to 18C.
  • FIG. 18A shows a portable information terminal 9310 in an expanded state.
  • FIG. 18B shows the mobile information terminal 9310 in a state in the process of changing from one of the unfolded state and the folded state to the other.
  • FIG. 18C shows the portable information terminal 9310 in a folded state.
  • the portable information terminal 9310 has excellent portability in the folded state, and has excellent display visibility in the unfolded state due to its wide seamless display area.
  • the display panel 9311 is supported by three housings 9315 connected by hinges 9313.
  • the display panel 9311 may be a touch panel (input/output device) equipped with a touch sensor (input device).
  • the mobile information terminal 9310 can be reversibly transformed from an expanded state to a folded state.
  • the light-emitting device of one embodiment of the present invention can be used for the display panel 9311.
  • the range of application of the light-emitting device including the light-emitting device described in any one of Embodiments 1 to 4 is extremely wide, and this light-emitting device can be applied to electronic devices in all fields. be.
  • an electronic device with low power consumption can be obtained.
  • a display device 700-A of one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 19 to 24.
  • FIG. 19A is a diagram illustrating the configuration of the display device 700-A
  • FIG. 19B is a diagram illustrating the configuration of the light emitting device 550X.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating the current density-luminance characteristics of the light emitting device 1A.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating the luminance-current efficiency characteristics of the light emitting device 1A.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating the voltage-luminance characteristics of the light emitting device 1A.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating the voltage-current characteristics of the light emitting device 1A.
  • FIG. 24 is a diagram illustrating the emission spectrum when the light emitting device 1A emits light at a brightness of 1000 cd/m 2 .
  • FIG. 25A is a diagram illustrating the configuration of the display device 700-B
  • FIG. 25B is a diagram illustrating the configuration of the light emitting device 550X.
  • FIG. 26A is a diagram illustrating the configuration of the display device 700-A
  • FIG. 26B is a diagram illustrating the configuration of the light emitting device 550X.
  • FIG. 27 is a diagram illustrating current density-luminance characteristics of a comparison device.
  • FIG. 28 is a diagram illustrating the luminance-current efficiency characteristics of the comparison device.
  • FIG. 29 is a diagram illustrating the voltage-luminance characteristics of the comparison device.
  • FIG. 30 is a diagram illustrating the voltage-current characteristics of the comparison device.
  • FIG. 31 is a diagram illustrating the emission spectrum when the comparative device emits light at a luminance of 1000 cd/m 2 .
  • FIG. 32A is a diagram illustrating the configuration of the display device 700-B
  • FIG. 32B is a diagram illustrating the configuration of the light emitting device 550X.
  • FIG. 39 is a diagram illustrating the driving voltage of the light emitting device according to the example.
  • a display device 700-A described in this example includes a light-emitting device 550X and a light-emitting device 550Y (see FIGS. 19A and 19B).
  • Light emitting device 550Y is adjacent to light emitting device 550X and has a gap therebetween.
  • the light emitting device 550X has an electrode 551X, an electrode 552X, a unit 103X, a unit 103X2, and an intermediate layer 106X.
  • the unit 103X is sandwiched between the electrode 551X and the electrode 552X
  • the unit 103X2 is sandwiched between the electrode 552X and the unit 103X
  • the intermediate layer 106X is sandwiched between the unit 103X2 and the unit 103X
  • the unit 103X is It is in contact with the intermediate layer 106X.
  • Light emitting device 550X also has layer 105X, which is sandwiched between electrode 552X and unit 103X2.
  • the light emitting device 550Y includes an electrode 551Y, an electrode 552Y, a unit 103Y, a unit 103Y2, and an intermediate layer 106Y.
  • the electrode 551Y has a gap 551XY between it and the electrode 551X
  • the unit 103Y is sandwiched between the electrode 551Y and the electrode 552Y
  • the unit 103Y2 is sandwiched between the electrode 552Y and the unit 103Y
  • the intermediate layer 106Y is
  • the unit 103Y is sandwiched between the unit 103Y2 and the unit 103Y
  • the unit 103Y is in contact with the intermediate layer 106Y.
  • the light emitting device 550Y also has a layer 105Y, which is sandwiched between the electrode 552Y and the unit 103Y2.
  • the unit 103Y has a gap between it and the unit 103X, and the gap overlaps with the gap 551XY.
  • the manufactured light emitting device 1A described in this example has the same configuration as the light emitting device 550X (see FIG. 19B).
  • Table 1 shows the configuration of the light emitting device 1A. Further, the structural formula of the material used in the light emitting device described in this example is shown below. Note that in the tables of this example, subscripts and superscripts are written in standard size for convenience. For example, subscripts used in abbreviations and superscripts used in units are written in standard size in tables. These descriptions in the table can be read with reference to the description in the specification.
  • a light emitting device 1A described in this example was manufactured using a method having the following steps.
  • a reflective film REFX was formed. Specifically, it was formed by a sputtering method using an alloy (abbreviation: APC) containing silver (Ag), palladium (Pd), and copper (Cu) as a target.
  • APC alloy
  • Ag silver
  • Pd palladium
  • Cu copper
  • the reflective film REFX includes APC and has a thickness of 100 nm.
  • an electrode 551X was formed on the reflective film REFX. Specifically, it was formed by a sputtering method using indium oxide-tin oxide (abbreviation: ITSO) containing silicon or silicon oxide as a target.
  • ITSO indium oxide-tin oxide
  • the electrode 551X includes ITSO, has a thickness of 100 nm, and an area of 4 mm 2 (2 mm x 2 mm).
  • the base material on which the electrode 551X was formed was washed with water, baked at 200° C. for 1 hour, and then subjected to UV ozone treatment for 370 seconds. Thereafter, the base material was introduced into a vacuum evaporation device whose internal pressure was reduced to about 10 ⁇ 4 Pa, and vacuum baking was performed at 170° C. for 30 minutes in a heating chamber within the vacuum evaporation device. Thereafter, the base material was allowed to cool for about 30 minutes.
  • layer 104X was formed on electrode 551X. Specifically, the material was codeposited using a resistance heating method.
  • PCBBiF -2-amine
  • OCHD-003 electron-accepting material
  • layer 112X1 was formed on layer 104X. Specifically, the material was deposited using a resistance heating method.
  • the layer 112X1 includes PCBBiF and has a thickness of 60 nm.
  • layer 111X was formed on layer 112X1. Specifically, the material was codeposited using a resistance heating method.
  • layer 113X11 was formed on layer 111X. Specifically, the material was deposited using a resistance heating method.
  • the layer 113 and has a thickness of 10 nm.
  • layer 113X12 was formed on layer 113X11. Specifically, the material was deposited using a resistance heating method.
  • the layer 113X12 includes 2,2'-(1,3-phenylene)bis(9-phenyl-1,10-phenanthroline) (abbreviation: mPPhen2P) and has a thickness of 15 nm.
  • layer 106X2 was formed on layer 113X12. Specifically, the material was codeposited using a resistance heating method.
  • layer 106X3 was formed over layer 106X2. Specifically, the material was deposited using a resistance heating method.
  • the layer 106X3 includes copper phthalocyanine (abbreviation: CuPc) and has a thickness of 2 nm.
  • layer 106X1 was formed on layer 106X3. Specifically, the material was codeposited using a resistance heating method.
  • layer 112X2 was formed on layer 106X1. Specifically, the material was deposited using a resistance heating method.
  • the layer 112X2 includes PCBBiF and has a thickness of 40 nm.
  • layer 111X2 was formed on layer 112X2. Specifically, the material was codeposited using a resistance heating method.
  • layer 113X21 was formed on layer 111X2. Specifically, the material was deposited using a resistance heating method.
  • the layer 113X21 includes 2mPCCzPDBq and has a thickness of 20nm.
  • layer 113X22 was formed on layer 113X21. Specifically, the material was deposited using a resistance heating method.
  • the layer 113X22 includes mPPhen2P and has a thickness of 20 nm.
  • Step 15-1 After the sample was taken out of the vacuum evaporation apparatus and exposed to the atmosphere, a sacrificial layer SCR1 was formed on the layer 113X22 in step 15-1. Specifically, the film was formed by an ALD method using trimethylaluminum (abbreviation: TMA) as a precursor and water vapor as an oxidizing agent.
  • TMA trimethylaluminum
  • the sacrificial layer SCR1 contains aluminum oxide and has a thickness of 30 nm.
  • Step 15-2 a sacrificial layer SCR2 was formed on the sacrificial layer SCR1. Specifically, a composite oxide containing indium, gallium, zinc, and oxygen (abbreviation: IGZO) was used as a target to form a film by a sputtering method.
  • IGZO composite oxide containing indium, gallium, zinc, and oxygen
  • the sacrificial layer SCR2 includes IGZO and has a thickness of 50 nm.
  • a resist is formed using a photoresist on the sacrificial layer SCR2, and using a lithography method, the sacrificial layer SCR2, sacrificial layer SCR1, layer 113X22, layer 113X21, layer 111X2, layer 112X2, layer 106X1, layer 106X3, layer 106X2, layer 113X12, layer 113X11, layer 111X1, layer 112X1 and layer 104X were processed into a predetermined shape.
  • CHF 3 trifluoromethane
  • He helium
  • the sacrificial layer SCR1 was processed using an etching gas containing the following ratio. After that, the etching conditions were changed and the laminated films from layer 104X to layer 113X22 were processed into a predetermined shape. Specifically, the processing was performed using an etching gas containing oxygen (abbreviation: O 2 ).
  • a shape in which a slit was formed in a region of the laminated film that did not overlap with the electrode 551X was adopted. Specifically, a slit with a width of 3 ⁇ m was formed at a position 3.5 ⁇ m away from the end of the electrode 551X in a region overlapping with the gap 551XY between the electrode 551X and the electrode 551Y (see FIG. 19B). As a result, a gap is formed in the region 106XY.
  • step 15-4 the sacrificial layer SCR2, the sacrificial layer SCR1, and the resist were removed to expose the layer 113X22.
  • the base material was introduced into a vacuum evaporation device whose internal pressure was reduced to about 10 ⁇ 4 Pa, and vacuum baking was performed at 110° C. for 1 hour in a heating chamber within the vacuum evaporation device. Thereafter, the base material was allowed to cool for about 30 minutes.
  • layer 105X was formed on layer 113X22. Specifically, the material was codeposited using a resistance heating method.
  • LiF lithium fluoride
  • Yb ytterbium
  • an electrode 552X was formed on the layer 105X. Specifically, the material was codeposited using a resistance heating method.
  • Ag silver
  • Mg magnesium
  • a layer CAP was formed on the electrode 552X. Specifically, the material was deposited using a resistance heating method.
  • the layer CAP contains 4,4',4''-(benzene-1,3,5-triyl)tri(dibenzothiophene) (abbreviation: DBT3P-II) and has a thickness of 70 nm.
  • ⁇ Operating characteristics of light emitting device 1A ⁇ When power was supplied, the light emitting device 1A emitted light ELX and light ELX2 (see FIG. 19B). The operating characteristics of the light emitting device 1A were measured at room temperature (see FIGS. 20 to 24). Note that a spectroradiometer (manufactured by Topcon, SR-UL1R) was used to measure the brightness, CIE chromaticity, and emission spectrum.
  • Table 2 shows the main initial characteristics when the manufactured light-emitting device emits light at a luminance of about 1000 cd/m 2 .
  • the light emitting device 1A exhibited good characteristics.
  • the driving voltage of the light emitting device 1A was comparable to that of the comparative device 1B described in the next item of this example, Reference Example 1.
  • the comparison device 1B produced by applying steps 15-1 to 15-4 No increase in driving voltage was observed in the light-emitting device 1A that had been prepared (see FIG. 39).
  • the light emitting device 1A has high resistance to atmospheric components exposed in steps 15-1 to 15-4.
  • the intermediate layer containing 2.7 hpp2SF has high resistance to the microfabrication technology applied in steps 15-1 to 15-4.
  • the intermediate layer containing 2,7 hpp2SF has high resistance to, for example, the water and the phosphoric acid-containing agent exposed in step 15-3.
  • the manufactured comparison display device 700-B described in this reference example includes a light-emitting device 550X and a light-emitting device 550Y (see FIG. 25A).
  • Light emitting device 550Y is adjacent to light emitting device 550X.
  • the display device 700-A is different from the display device 700-A described in Example 1 in that the light-emitting device 550Y does not have a gap between the light-emitting device 550Y and the light-emitting device 550X.
  • the comparative device 1B produced has the same configuration as the light emitting device 550X (see FIG. 25B).
  • comparison device 1B ⁇ Configuration of comparison device 1B ⁇
  • the configuration of comparison device 1B is the same as that of light emitting device 1A, except that no gap is formed between adjacent comparison devices (see Table 1).
  • Comparative device 1B described in this reference example was produced using a method having the following steps. Note that the method for manufacturing comparative device 1B differs from the method for manufacturing light emitting device 1A in that the step of forming a slit between unit 103X2 and unit 103Y2 was not applied, and layer 105X was formed on unit 103X2. In other words, a method of proceeding to the 16th step after completing the 14th step was applied, without applying steps 15-1 to 15-4.
  • the manufactured comparison display device 700-A described in this reference example includes a light-emitting device 550X and a light-emitting device 550Y (see FIG. 26A).
  • Light emitting device 550Y is adjacent to light emitting device 550X and has a gap therebetween.
  • the manufactured comparison device 3A described in this reference example has the same configuration as the light emitting device 550X (see FIG. 26B).
  • Table 3 shows the configuration of the comparison device 3A.
  • the comparative device 3A has a different configuration from the light emitting device 1A in the intermediate layer 106X and the layer 106X2. Specifically, it differs from the light emitting device 1A in that the intermediate layer 106X does not include the layer 106X3 and that the layer 106X2 contains Li instead of 2.7hpp2SF.
  • Comparative device 3A described in this reference example was produced using a method having the following steps.
  • the method for manufacturing the comparative device 3A includes using mPPhen2P and Li instead of mPPhen2P and 2,7hpp2SF in the eighth step, and not applying the step of forming the layer 106X3 in the ninth step.
  • This method differs from the manufacturing method of the light emitting device 1A in that the layer 106X1 is formed on the layer 106X2. In other words, a method of proceeding to the 10th step after completing the 8th step was applied.
  • different parts will be explained in detail, and the above explanation will be cited for parts using similar methods.
  • layer 106X2 was formed on layer 113X12. Specifically, the material was codeposited using a resistance heating method.
  • layer 106X1 was formed on layer 106X2. Specifically, the material was codeposited using a resistance heating method.
  • comparison device 3A emitted light ELX and light ELX2 (see FIG. 26B).
  • the operating characteristics of comparative device 3A were measured at room temperature (see FIGS. 27 to 31). Note that a spectroradiometer (manufactured by Topcon, SR-UL1R) was used to measure the brightness, CIE chromaticity, and emission spectrum.
  • Table 2 shows the main initial characteristics when the manufactured comparison device was caused to emit light at a luminance of about 1000 cd/m 2 .
  • Comparison device 3A has a higher driving voltage than comparison device 3B. Furthermore, in the comparison between the comparative device 3A and the comparative device 3B, an increase in the driving voltage was observed in steps 15-1 to 15-4. Further, the comparison device 3A has low resistance to atmospheric components exposed in steps 15-1 to 15-4. Further, it cannot be said that the intermediate layer using mPPhen2P and Li has sufficient resistance to the microfabrication technology applied in steps 15-1 to 15-4.
  • the manufactured comparison display device 700-B described in this reference example includes a light-emitting device 550X and a light-emitting device 550Y (see FIG. 32A).
  • Light emitting device 550Y is adjacent to light emitting device 550X. Note that this display device 700-A is different from the display device 700-A described in Reference Example 2 in that the light-emitting device 550Y does not have a gap between it and the light-emitting device 550X.
  • the comparative device 3B produced has the same configuration as the light emitting device 550X (see FIG. 32B).
  • comparison device 3B The configuration of comparison device 3B is the same as that of comparison device 3A, except that no gap is formed between adjacent comparison devices (see Table 3).
  • Comparative device 3B described in this reference example was produced using a method having the following steps. Note that the method for manufacturing comparative device 3B differs from the method for manufacturing comparative device 3A in that the step of forming a slit between unit 103X2 and unit 103Y2 was not applied, and layer 105X was formed on unit 103X2. In other words, a method of proceeding to the 16th step after completing the 14th step was applied, without applying steps 15-1 to 15-4.
  • the manufactured comparison display device 700-A described in this reference example includes a light-emitting device 550X and a light-emitting device 550Y (see FIG. 19A).
  • Light emitting device 550Y is adjacent to light emitting device 550X and has a gap therebetween.
  • the manufactured comparative device 4A described in this reference example has the same configuration as the light emitting device 550X (see FIG. 19B).
  • Table 4 shows the configuration of the comparison device 4A.
  • the comparative device 4A has a different configuration from the light emitting device 1A in the layer 106X2.
  • the layer 106 -a]pyrimidine) abbreviation: hpp2Py
  • mPPhen2P which differs from the light emitting device 1A.
  • Comparative device 4A described in this reference example was produced using a method having the following steps.
  • the method for manufacturing the comparative device 4A differs from the method for manufacturing the light emitting device 1A in that mPPhen2P and hpp2Py were used instead of mPPhen2P and 2,7hpp2SF in the eighth step.
  • mPPhen2P and hpp2Py were used instead of mPPhen2P and 2,7hpp2SF in the eighth step.
  • layer 106X2 was formed on layer 113X12. Specifically, the material was codeposited using a resistance heating method.
  • comparison device 4A emitted light ELX and light ELX2 (see FIG. 19B).
  • the operating characteristics of the light emitting device 1A were measured at room temperature (see FIGS. 27 to 31).
  • a spectroradiometer manufactured by Topcon, SR-UL1R was used to measure the brightness, CIE chromaticity, and emission spectrum.
  • Table 2 shows the main initial characteristics when the manufactured comparison device was caused to emit light at a luminance of about 1000 cd/m 2 .
  • Comparison device 4A has a higher driving voltage than comparison device 4B. Furthermore, in the comparison between the comparative device 4A and the comparative device 4B, an increase in the driving voltage was observed in steps 15-1 to 15-4. Furthermore, the comparison device 4A has low resistance to atmospheric components exposed in steps 15-1 to 15-4. Further, it cannot be said that the intermediate layer using mPPhen2P and hpp2Py has sufficient resistance to the microfabrication technology applied in steps 15-1 to 15-4.
  • the manufactured comparison display device 700-B described in this reference example includes a light-emitting device 550X and a light-emitting device 550Y (see FIG. 25A).
  • Light emitting device 550Y is adjacent to light emitting device 550X. Note that this display device 700-A is different from the display device 700-A described in Reference Example 4 in that the light-emitting device 550Y does not have a gap between it and the light-emitting device 550X.
  • the comparative device 4B produced has the same configuration as the light emitting device 550X (see FIG. 25B).
  • comparison device 4B ⁇ Configuration of comparison device 4B>>
  • the configuration of comparison device 4B is the same as that of comparison device 4A, except that no gap is formed between adjacent comparison devices (see Table 4).
  • Comparative device 4B described in this reference example was produced using a method having the following steps. Note that the method for manufacturing comparative device 4B differs from the method for manufacturing comparative device 4A in that the step of forming a slit between unit 103X2 and unit 103Y2 was not applied, and layer 105X was formed on unit 103X2. In other words, a method of proceeding to the 16th step after completing the 14th step was applied, without applying steps 15-1 to 15-4.
  • a display device 700-B which is one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 33 to 38.
  • FIG. 33 is a diagram illustrating the configuration of the light emitting device 550X.
  • FIG. 34 is a diagram illustrating the current density-luminance characteristics of the light emitting device 2B.
  • FIG. 35 is a diagram illustrating the luminance-current efficiency characteristics of the light emitting device 2B.
  • FIG. 36 is a diagram illustrating the voltage-luminance characteristics of the light emitting device 2B.
  • FIG. 37 is a diagram illustrating the voltage-current characteristics of the light emitting device 2B.
  • FIG. 38 is a diagram illustrating an emission spectrum when the light emitting device 2B emits light at a brightness of 1000 cd/m 2 .
  • the manufactured display device 700-B described in this example includes a light-emitting device 550X and a light-emitting device 550Y (see FIG. 33A).
  • Light emitting device 550Y is adjacent to light emitting device 550X.
  • the display device 700-A is different from the display device 700-A described in Example 1 in that the light-emitting device 550Y does not have a gap between the light-emitting device 550Y and the light-emitting device 550X.
  • the manufactured light emitting device 2B has the same configuration as the light emitting device 550X (see FIG. 33B).
  • Table 5 shows the configuration of the light emitting device 2B.
  • the layer 106X2 has a different configuration from that of the light emitting device 1A. Specifically, it differs from the light emitting device 1A in that it has a structure in which a layer 106X21 and a layer 106X22 are laminated in place of the layer 106X2.
  • Light emitting device 2B described in this reference example was manufactured using a method having the following steps.
  • the method for manufacturing the light emitting device 2B is that in the eighth step, a layer 106X21 is formed instead of the layer 106X2, and that the layer 106X22 is formed after the eighth step and before proceeding to the ninth step.
  • This differs from the manufacturing method of the light emitting device 1A in that the step 8-2 was applied and the layer 105X was formed on the unit 103X2 without applying the step of forming a slit between the unit 103X2 and the unit 103Y2.
  • a method of proceeding to the 16th step after completing the 14th step was applied, without applying steps 15-1 to 15-4.
  • different parts will be explained in detail, and the above explanation will be cited for parts using similar methods.
  • Step 8-2 a layer 106X22 was formed on the layer 106X21. Specifically, the material was deposited using a resistance heating method.
  • the layer 106X22 includes aluminum (Al) and has a thickness of 0.5 nm.
  • layer 106X3 was formed over layer 106X22. Specifically, the material was deposited using a resistance heating method.
  • the layer 106X3 includes CuPc and has a thickness of 2 nm.
  • Table 2 shows the main initial characteristics when the manufactured light-emitting device emits light at a luminance of about 1000 cd/m 2 .
  • light emitting device 2B exhibited good characteristics. For example, light emitting device 2B was driven at a lower voltage than comparative device 1B. Furthermore, the light emitting device 2B exhibited high current efficiency equivalent to that of the comparative device 1B. Therefore, 2,7hpp2SF and Al can be suitably used for the tandem intermediate layer. Further, the intermediate layer of a tandem light emitting device can be realized without using an alkali metal or an alkaline earth metal. Furthermore, high resistance to atmospheric components, water-containing chemicals, microfabrication processes, etc. can be expected.
  • 2,7hpp2SF ⁇ Solubility test of 2,7hpp2SF> 1.16 mg of 1,1'-(9,9'-spirobi[9H-fluorene]-2,7-diyl)bis(1,3,4,6,7,8-hexahydro-2H-pyrimide[1, 2-a]pyrimidine) (abbreviation: 2,7hpp2SF) was placed in a sample bottle (capacity 20 mL), and 0.5 mL of water was added. This mixture was irradiated with ultrasound for 1 minute. When visually checking to see if there was any undissolved material, white powder was found to be precipitated. Furthermore, 0.5 mL of water was added, ultrasonic irradiation was performed for 1 minute, and visual confirmation revealed that a white powder had precipitated. This process was repeated until dissolution was visually confirmed.
  • the weight of 2,7 hpp2SF dissolved in 1.0 mL of water was 0.33 mg or more and less than 0.39 mg.
  • the solubility of 2,7hpp2SF in water can be calculated to be 3.3 ⁇ 10 ⁇ 4 or more and less than 3.9 ⁇ 10 ⁇ 4 in terms of weight fraction.
  • the solubility of 2,7hpp2SF in water is 1,1'-pyridine-2,6-diyl-bis(1,3,4,6,7,8-hexahydro-2H-pyrimide[1,2- a] pyrimidine) (abbreviation: hpp2Py).
  • ⁇ 2hppSF solubility test > 1.08 mg of 1-(9,9'-spirobi[9H-fluoren]-2-yl)-1,3,4,6,7,8-hexahydro-2H-pyrimido[1,2-a]pyrimidine ( Abbreviation: 2hppSF) was placed in a sample bottle (capacity: 100 mL), and 50 mL of water was added. When visually checking to see if there was any undissolved material, white powder was found to be precipitated. Further, when 10 mL of water was added and visually confirmed, no white powder was observed to precipitate.
  • the weight of 2hppSF dissolved in 1.0 mL of water was 0.018 mg or more and less than 0.022 mg.
  • the solubility of 2hppSF in water can be calculated to be 1.8 ⁇ 10 ⁇ 5 or more and less than 2.2 ⁇ 10 ⁇ 5 in terms of weight fraction.
  • the solubility of 2hppSF in water is 1,1'-pyridine-2,6-diyl-bis(1,3,4,6,7,8-hexahydro-2H-pyrimide[1,2-a] pyrimidine) (abbreviation: hpp2Py).
  • hpp2Py 1,1'-pyridine-2,6-diyl-bis(1,3,4,6,7,8-hexahydro-2H-pyrimido[1,2-a]pyrimidine) (abbreviation: hpp2Py) was placed in a sample bottle (capacity: 5 mL), and 1.0 mL of water was added. When I visually checked to see if there was any undissolved material, I found that it had dissolved.
  • the stable structure of an organic compound in the ground state S 0 was calculated using Density Functional Theory (DFT). Note that Gaussian 16 manufactured by Gaussian was used as a quantum chemical calculation program, and a high performance computer (manufactured by HPE, SGI8600) was used for calculation.
  • DFT Density Functional Theory
  • the total energy obtained using DFT represents the complex interactions between electrons in organic compounds. Specifically, the sum of exchange-correlation energy including all of potential energy, interelectronic electrostatic energy, and electron kinetic energy can be expressed. In addition, a functional (meaning a function of functions) of one-electron potential was expressed in terms of electron density, and the exchange-correlation interaction was approximated using this functional. Thereby, the calculation accuracy of DFT is high.
  • B3LYP was applied to the mixed functional to define the weight of each parameter related to exchange and correlation energy.
  • 6-311G was applied to the basis function.
  • 6-311G is a basis function of a triple split valence basis set that uses three shortening functions for each valence orbital.
  • the basis function for example, in the case of a hydrogen atom, 1s to 3s orbits are taken into consideration, and in the case of a carbon atom, 1s to 4s and 2p to 4p orbits are taken into consideration.
  • the p function was added to hydrogen atoms, and the d function was added to non-hydrogen atoms, in order to improve calculation accuracy.
  • a display device 700-A of one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 19 and FIGS. 40 to 45.
  • FIG. 40 is a diagram illustrating current density-luminance characteristics of the light emitting device 5A.
  • FIG. 41 is a diagram illustrating the luminance-current efficiency characteristics of the light emitting device 5A.
  • FIG. 42 is a diagram illustrating voltage-luminance characteristics of the light emitting device 5A.
  • FIG. 43 is a diagram illustrating voltage-current characteristics of the light emitting device 5A.
  • FIG. 44 is a diagram illustrating an emission spectrum when the light emitting device 5A emits light at a brightness of 1000 cd/m 2 .
  • FIG. 45 is a diagram illustrating the change over time in the normalized brightness of the light emitting device 5A when emitting light at a constant current density (50 mA/cm 2 ).
  • the manufactured display device 700-A described in this example includes a light-emitting device 550X and a light-emitting device 550Y (see FIG. 19 and FIG. 19B).
  • Light emitting device 550Y is adjacent to light emitting device 550X and has a gap therebetween.
  • the manufactured light emitting device 5A described in this example has the same configuration as the light emitting device 550X (see FIG. 19B).
  • Table 8 shows the configuration of the light emitting device 5A.
  • the layer 106X2 has a different configuration from that of the light emitting device 1A.
  • the light emitting device 1A differs from the light emitting device 1A in that the layer 106X2 includes 2hppSF instead of 2.7hpp2SF.
  • a light emitting device 5A described in this example was manufactured using a method having the following steps.
  • the method for manufacturing the light emitting device 5A differs from the method for manufacturing the light emitting device 1A in that mPPhen2P and 2hppSF were used instead of mPPhen2P and 2,7hpp2SF in the eighth step.
  • mPPhen2P and 2hppSF were used instead of mPPhen2P and 2,7hpp2SF in the eighth step.
  • layer 106X2 was formed on layer 113X12. Specifically, the material was codeposited using a resistance heating method.
  • Table 9 shows the main initial characteristics when the manufactured light emitting device was caused to emit light at a luminance of about 1000 cd/m 2 . Further, Table 10 shows LT90, which is the elapsed time until the luminance decreases to 90% of the initial luminance when the light emitting device is caused to emit light at a constant current density (50 mA/cm 2 ). Tables 9 and 10 also list characteristics of other light emitting devices whose configurations will be described later.
  • the light emitting device 5A exhibited good characteristics. For example, compared to the comparative device 5B described below, the light emitting device 5A was comparable in drive voltage and current efficiency (see FIGS. 41 to 43). Moreover, compared to the comparative device 5B described later, the light emitting device 5A showed no decrease in driving life (see FIG. 45). In other words, in comparison with comparative device 5B, no increase in drive voltage or decrease in current efficiency was observed in light emitting device 5A manufactured by applying steps 15-1 to 15-4. Furthermore, the light emitting device 5A has high resistance to atmospheric components exposed in steps 15-1 to 15-4. Moreover, the intermediate layer containing 2hppSF has high resistance to the microfabrication technology applied in steps 15-1 to 15-4. Further, the intermediate layer containing 2hppSF has high resistance to, for example, the water and the phosphoric acid-containing agent exposed in step 15-3.
  • the manufactured comparison display device 700-B described in this reference example includes a light-emitting device 550X and a light-emitting device 550Y (see FIG. 25A).
  • Light emitting device 550Y is adjacent to light emitting device 550X. Note that this is different from the display device 700-A described in Example 5 in that the light-emitting device 550Y does not have a gap between it and the light-emitting device 550X.
  • the comparative device 5B produced has the same configuration as the light emitting device 550X (see FIG. 25B).
  • comparison device 5B ⁇ Configuration of comparison device 5B>>
  • the configuration of comparison device 5B is the same as that of light emitting device 5A, except that no gap is formed between adjacent comparison devices (see Table 8).
  • Comparative device 5B described in this reference example was produced using a method having the following steps. Note that the method for manufacturing comparative device 5B differs from the method for manufacturing light emitting device 5A in that the step of forming a slit between unit 103X2 and unit 103Y2 is not applied, and layer 105X is formed on unit 103X2. In other words, a method of proceeding to the 16th step after completing the 14th step was applied, without applying steps 15-1 to 15-4.
  • CFX colored layer

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Abstract

利便性、有用性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供する。第1のタンデム型の発光デバイスと、第2のタンデム型の発光デバイスと、を有する表示装置である。第1のタンデム型の発光デバイスは第1の中間層を備え、第2のタンデム型の発光デバイスは第1のタンデム型の発光デバイスに隣接し、第2のタンデム型の発光デバイスは第2の中間層を備える。第2の中間層は第1の中間層との間に間隙を備え、第2の中間層は電子注入性を発現する有機化合物を含み、電子注入性を発現する有機化合物は、一般式(G0)で表される。ただし、Aは、置換もしくは無置換の炭素数6以上30以下のアリール骨格、または置換もしくは無置換の炭素数2以上30以下のヘテロアリール骨格であり、nは、1以上4以下の整数である。

Description

表示装置、電子機器
本発明の一態様は、表示装置、電子機器または半導体装置に関する。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物(コンポジション・オブ・マター)に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
有機EL素子の電子注入層に用いた場合に、優れた電子注入性、電子輸送性が得られる有機薄膜としては、例えば、ヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物と、電子を輸送する第2材料とを含む単一の膜、またはヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物を含む膜と、第2の材料を含む膜との積層膜が知られている(特許文献1)。
WO2021/045178号パンフレット
本発明の一態様は、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することを課題の一とする。または、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な電子機器を提供することを課題の一とする。または、新規な表示装置、新規な電子機器、または、新規な半導体装置を提供することを課題の一とする。
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
(1)本発明の一態様は、第1の発光デバイスと、第2の発光デバイスと、を有する表示装置である。
第1の発光デバイスは、第1の電極、第2の電極、第1のユニット、第2のユニットおよび第1の中間層を備え、第1のユニットは、第1の電極および第2の電極の間に挟まれ、第1のユニットは、第1の発光性の材料を含む。第2のユニットは、第2の電極および第1のユニットの間に挟まれ、第2のユニットは、第2の発光性の材料を含む。また、第1の中間層は、第2のユニットおよび第1のユニットの間に挟まれ、第1の中間層は、第1の層および第2の層を含み、第1の層は、第2のユニットおよび第2の層の間に挟まれる。第1の層は、ハロゲン基もしくはシアノ基を含む有機化合物または遷移金属酸化物を含み、第2の層は、電子注入性を発現する有機化合物を含む。
第2の発光デバイスは、第1の発光デバイスと隣接し、第2の発光デバイスは、第3の電極、第4の電極、第3のユニット、第4のユニットおよび第2の中間層を備え、第3の電極は、第1の電極との間に間隙を備える。第3のユニットは、第3の電極および第4の電極の間に挟まれ、第3のユニットは、第3の発光性の材料を含む。第4のユニットは、第4の電極および第3のユニットの間に挟まれ、第4のユニットは、第4の発光性の材料を含む。また、第2の中間層は、第4のユニットおよび第3のユニットの間に挟まれ、第2の中間層は、第1の中間層との間に領域を備える。当該領域は、第1の中間層および第2の中間層を分離し、当該領域は間隙と重なる。
第2の中間層は、第3の層および第4の層を含み、第3の層は、第4のユニットおよび第4の層の間に挟まれ、第3の層は、ハロゲン基もしくはシアノ基を含む有機化合物または遷移金属酸化物を含む。第4の層は、電子注入性を発現する有機化合物を含み、電子注入性を発現する有機化合物は、一般式(G0)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
ただし、Aは、置換もしくは無置換の炭素数6以上30以下のアリール骨格、または置換もしくは無置換の炭素数2以上30以下のヘテロアリール骨格であり、nは、1以上4以下の整数である。
これにより、電子を第2の層から第1のユニットに供給することができる。また、正孔を第1の層から第2のユニットに供給することができる。また、キャリアが第2の層を移動できる。また、膜質が良好な第2の層を提供できる。また、駆動電圧の低い表示装置を提供できる。また、消費電力の低い表示装置を提供できる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。
(2)また、本発明の一態様は、電子注入性を発現する有機化合物の水に対する溶解度が、1気圧、300Kにおいて、1,1’−ピリジン−2,6−ジイル−ビス(1,3,4,6,7,8−ヘキサヒドロ−2H−ピリミド[1,2−a]ピリミジン)の水に対する溶解度の1/10以下である、上記の表示装置である。
(3)また、本発明の一態様は、電子注入性を発現する有機化合物が、1気圧、300Kにおいて、水に対して、重量分率で0より大きく4.0×10−4未満の溶解度を有する、上記の表示装置である。
(4)また、本発明の一態様は、電子注入性を発現する有機化合物が、一般式(G1)で表される、上記の表示装置である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
ただし、上記一般式(G1)において、R乃至R16は、置換または無置換の1以上4以下の1,3,4,6,7,8−ヘキサヒドロ−2H−ピリミド[1,2−a]ピリミジノ基を含み、他は水素、置換もしくは無置換の炭素数1乃至6のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数3乃至10のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数4乃至10の多環式シクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数6以上30以下の芳香族炭化水素基または置換もしくは無置換の炭素数2以上30以下の複素芳香族炭化水素基であり、また、一般式(G1)において、水素はいずれも重水素であってもよい。
これにより、水を含む薬剤を表示装置の作製工程に用いることができる。また、水を含む薬剤の使用に伴う発光デバイスの駆動電圧の上昇を抑制することができる。また、例えば、水を含む薬剤を用いた微細加工技術を採用することができる。また、微細加工技術を用いて、第1の中間層から第2の中間層を分離することができる。また、第1の中間層および第2の中間層の間を流れる電流を抑制することができる。また、第1の発光デバイスの動作に伴い、隣接する第2の発光デバイスが意図せず発光してしまう現象の発生を抑制することができる。また、駆動電圧の低い表示装置を提供できる。また、消費電力の低い表示装置を提供できる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。
(5)また、本発明の一態様は、第1の機能層と、第2の機能層と、を有する上記の表示装置である。
第1の機能層は第2の機能層と重なり、第1の機能層は、第1の画素回路および第2の画素回路を含む。また、第2の機能層は第1の発光デバイスおよび第2の発光デバイスを含む。
第1の発光デバイスは第1の画素回路と電気的に接続され、第2の発光デバイスは第2の画素回路と電気的に接続される。
(6)また、本発明の一態様は、第1の画素と、第2の画素と、を有する、上記の表示装置である。
第1の画素は第2の画素と隣接し、第1の画素は、第1の発光デバイスおよび第1の画素回路を備え、第2の画素は第2の発光デバイスおよび第2の画素回路を備える。
第1の発光デバイスは第1の画素回路と電気的に接続され、第2の発光デバイスは第2の画素回路と電気的に接続される。
(7)また、本発明の一態様は、上記の表示装置と、センサ、操作ボタン、スピーカまたはマイクと、を有する電子機器である。
本明細書に添付した図面では、構成要素を機能ごとに分類し、互いに独立したブロックとしてブロック図を示しているが、実際の構成要素は機能ごとに完全に切り分けることが難しく、一つの構成要素が複数の機能に係わることもあり得る。
なお、本明細書中における発光装置とは、発光デバイスを用いた画像表示デバイスを含む。また、発光デバイスにコネクター、例えば異方導電性フィルム又はTCP(Tape Carrier Package)が取り付けられたモジュール、TCPの先にプリント配線板が設けられたモジュール、又は発光デバイスにCOG(Chip On Glass)方式によりIC(集積回路)が直接実装されたモジュールも、発光装置に含む場合がある。さらに、照明器具等は、発光装置を有する場合がある。
本発明の一態様によれば、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。また、本発明の一態様によれば、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な電子機器を提供することができる。また、新規な表示装置を提供することができる。また、新規な電子機器を提供することができる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
図1Aおよび図1Bは、実施の形態に係る発光デバイスの構成を説明する図である。
図2Aおよび図2Bは、実施の形態に係る発光デバイスの構成を説明する図である。
図3は、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図4は、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図5A乃至図5Cは、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図6は、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図7A乃至図7Cは、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図8Aおよび図8Bは、実施の形態に係るアクティブマトリクス型発光装置を説明する図である。
図9Aおよび図9Bは、実施の形態に係るアクティブマトリクス型発光装置を説明する図である。
図10は、実施の形態に係るアクティブマトリクス型発光装置を説明する図である。
図11Aおよび図11Bは、実施の形態に係るパッシブマトリクス型発光装置を説明する図である。
図12Aおよび図12Bは、実施の形態に係る照明装置を説明する図である。
図13A乃至図13Dは、実施の形態に係る電子機器を説明する図である。
図14A乃至図14Cは、実施の形態に係る電子機器を説明する図である。
図15は、実施の形態に係る照明装置を説明する図である。
図16は、実施の形態に係る照明装置を説明する図である。
図17は、実施の形態に係る車載表示装置及び照明装置を説明する図である。
図18A乃至図18Cは、実施の形態に係る電子機器を説明する図である。
図19Aおよび図19Bは、実施例に係る表示装置の構成を説明する図である。
図20は、実施例に係る発光デバイスの電流密度−輝度特性を説明する図である。
図21は、実施例に係る発光デバイスの輝度−電流効率特性を説明する図である。
図22は、実施例に係る発光デバイスの電圧−輝度特性を説明する図である。
図23は、実施例に係る発光デバイスの電圧−電流特性を説明する図である。
図24は、実施例に係る発光デバイスの発光スペクトルを説明する図である。
図25Aおよび図25Bは、実施例に係る表示装置の構成を説明する図である。
図26Aおよび図26Bは、実施例に係る表示装置の構成を説明する図である。
図27は、実施例に係る発光デバイスの電流密度−輝度特性を説明する図である。
図28は、実施例に係る発光デバイスの輝度−電流効率特性を説明する図である。
図29は、実施例に係る発光デバイスの電圧−輝度特性を説明する図である。
図30は、実施例に係る発光デバイスの電圧−電流特性を説明する図である。
図31は、実施例に係る発光デバイスの発光スペクトルを説明する図である。
図32Aおよび図32Bは、実施例に係る表示装置の構成を説明する図である。
図33Aおよび図33Bは、実施例に係る表示装置の構成を説明する図である。
図34は、実施例に係る発光デバイスの電流密度−輝度特性を説明する図である。
図35は、実施例に係る発光デバイスの輝度−電流効率特性を説明する図である。
図36は、実施例に係る発光デバイスの電圧−輝度特性を説明する図である。
図37は、実施例に係る発光デバイスの電圧−電流特性を説明する図である。
図38は、実施例に係る発光デバイスの発光スペクトルを説明する図である。
図39は、実施例に係る発光デバイスの駆動電圧を説明する図である。
図40は、実施例に係る発光デバイスの電流密度−輝度特性を説明する図である。
図41は、実施例に係る発光デバイスの輝度−電流効率特性を説明する図である。
図42は、実施例に係る発光デバイスの電圧−輝度特性を説明する図である。
図43は、実施例に係る発光デバイスの電圧−電流特性を説明する図である。
図44は、実施例に係る発光デバイスの発光スペクトルを説明する図である。
図45は、実施例に係る発光デバイスの規格化輝度の経時変化を説明する図である。
本発明の一態様の表示装置は、第1の発光デバイスと、第2の発光デバイスと、を有する。第1の発光デバイスは、第1の電極、第2の電極、第1のユニット、第2のユニットおよび第1の中間層を備え、第1のユニットは、第1の電極および第2の電極の間に挟まれ、第1のユニットは、第1の発光性の材料を含む。第2のユニットは、第2の電極および第1のユニットの間に挟まれ、第2のユニットは、第2の発光性の材料を含む。また、第1の中間層は、第2のユニットおよび第1のユニットの間に挟まれ、第1の中間層は、第1の層および第2の層を含み、第1の層は、第2のユニットおよび第2の層の間に挟まれる。第1の層は、ハロゲン基もしくはシアノ基を含む有機化合物または遷移金属酸化物を含み、第2の層は、電子注入性を発現する有機化合物を含む。
第2の発光デバイスは、第1の発光デバイスと隣接し、第2の発光デバイスは、第3の電極、第4の電極、第3のユニット、第4のユニットおよび第2の中間層を備え、第3の電極は、第1の電極との間に間隙を備える。第3のユニットは、第3の電極および第4の電極の間に挟まれ、第3のユニットは、第3の発光性の材料を含む。第4のユニットは、第4の電極および第3のユニットの間に挟まれ、第4のユニットは、第4の発光性の材料を含む。また、第2の中間層は、第4のユニットおよび第3のユニットの間に挟まれ、第2の中間層は、第1の中間層との間に領域を備える。当該領域は、第1の中間層および第2の中間層を分離し、当該領域は間隙と重なる。
第2の中間層は、第3の層および第4の層を含み、第3の層は、第4のユニットおよび第4の層の間に挟まれ、第3の層は、ハロゲン基もしくはシアノ基を含む有機化合物または遷移金属酸化物を含む。第4の層は、電子注入性を発現する有機化合物を含み、電子注入性を発現する有機化合物は、一般式(G0)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
ただし、Aは、置換もしくは無置換の炭素数6以上30以下のアリール骨格、または置換もしくは無置換の炭素数2以上30以下のヘテロアリール骨格であり、nは、1以上4以下の整数である。
これにより、電子を第2の層から第1のユニットに供給することができる。また、正孔を第1の層から第2のユニットに供給することができる。また、キャリアが第2の層を移動できる。また、膜質が良好な第2の層を提供できる。また、水を含む薬剤を表示装置の作製工程に用いることができる。また、水を含む薬剤の使用に伴う発光デバイスの駆動電圧の上昇を抑制することができる。また、例えば、水を含む薬剤を用いた微細加工技術を採用することができる。また、微細加工技術を用いて、第1の中間層から第2の中間層を分離することができる。また、第1の中間層および第2の中間層の間を流れる電流を抑制することができる。また、第1の発光デバイスの動作に伴い、隣接する第2の発光デバイスが意図せず発光してしまう現象の発生を抑制することができる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様の発光デバイス550Xの構成について、図1を参照しながら説明する。
図1Aは、本発明の一態様の発光デバイス550Xの構成を説明する断面図である。また、図1Bは、図1Aを用いて説明する構成とは異なる本発明の一態様の発光デバイス550Xの構成を説明する断面図である。
<発光デバイス550Xの構成例1>
本実施の形態で説明する発光デバイス550Xは、電極551X、電極552X、ユニット103X、ユニット103X2および中間層106Xを備える(図1A参照)。ユニット103Xは、電極551Xおよび電極552Xの間に挟まれ、ユニット103Xは第1の発光性の材料EM1を含む。中間層106Xは、ユニット103X2およびユニット103Xの間に挟まれる。
ユニット103X2は、電極552Xおよびユニット103Xの間に挟まれ、ユニット103X2は第2の発光性の材料EM2を含む。
《中間層106Xの構成例》
中間層106Xは、電圧を加えることにより、陽極側に電子を供給し、陰極側に正孔を供給する機能を備える。また、中間層106Xを電荷発生層ということができる。
中間層106Xは、層106X1および層106X2を含む。層106X1は、ユニット103X2および層106X2の間に挟まれる。
《層106X1の構成例》
例えば、正孔移動度が、電界強度[V/cm]の平方根が600であるときに、1×10−3cm/Vs以下である材料を層106X1に用いることができる。また、1×10[Ω・cm]以上1×10[Ω・cm]以下の電気抵抗率を備える膜を、層106X1に用いることができる。また、好ましくは、層106X1は、5×10[Ω・cm]以上1×10[Ω・cm]以下の電気抵抗率を備え、より好ましくは、1×10[Ω・cm]以上1×10[Ω・cm]以下の電気抵抗率を備える。
具体的には、電子受容性を有する物質AM1を層106X1に用いることができる。
[電子受容性を有する物質AM1]
有機化合物および無機化合物を、電子受容性を有する物質AM1に用いることができる。電子受容性を有する物質AM1は、電界の印加により、隣接する正孔輸送層あるいは正孔輸送性を有する材料から電子を引き抜くことができる。
例えば、電子求引基(ハロゲン基またはシアノ基)を有する化合物を、電子受容性を有する物質AM1に用いることができる。なお、電子受容性を有する有機化合物は蒸着が容易で成膜がしやすい。これにより、発光デバイス550Xの生産性を高めることができる。
具体的には、7,7,8,8−テトラシアノ−2,3,5,6−テトラフルオロキノジメタン(略称:F4−TCNQ)、クロラニル、2,3,6,7,10,11−ヘキサシアノ−1,4,5,8,9,12−ヘキサアザトリフェニレン(略称:HAT−CN)、1,3,4,5,7,8−ヘキサフルオロテトラシアノ−ナフトキノジメタン(略称:F6−TCNNQ)、2−(7−ジシアノメチレン−1,3,4,5,6,8,9,10−オクタフルオロ−7H−ピレン−2−イリデン)マロノニトリル、等を用いることができる。
特に、HAT−CNのように複素原子を複数有する縮合芳香環に電子求引基が結合している化合物が、熱的に安定であり好ましい。
また、電子求引基(特にフルオロ基のようなハロゲン基またはシアノ基)を有する[3]ラジアレン誘導体は、電子受容性が非常に高いため好ましい。
具体的には、α,α’,α’’−1,2,3−シクロプロパントリイリデントリス[4−シアノ−2,3,5,6−テトラフルオロベンゼンアセトニトリル]、α,α’,α’’−1,2,3−シクロプロパントリイリデントリス[2,6−ジクロロ−3,5−ジフルオロ−4−(トリフルオロメチル)ベンゼンアセトニトリル]、α,α’,α’’−1,2,3−シクロプロパントリイリデントリス[2,3,4,5,6−ペンタフルオロベンゼンアセトニトリル]、等を用いることができる。
また、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等の遷移金属酸化物を、電子受容性を有する物質AM1に用いることができる。
また、フタロシアニン(略称:HPc)、銅フタロシアニン(略称:CuPc)等のフタロシアニン系の化合物または錯体化合物、4,4’−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DPAB)、N,N’−ビス[4−ビス(3−メチルフェニル)アミノフェニル]−N,N’−ジフェニル−4,4’−ジアミノビフェニル(略称:DNTPD)等の芳香族アミン骨格を有する化合物を用いることができる。
また、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸(略称:PEDOT/PSS)等の高分子等を用いることができる。
[複合材料の構成例1]
また、例えば、電子受容性を有する物質AM1と正孔輸送性を有する材料を含む複合材料を層106X1に用いることができる。
例えば、芳香族アミン骨格を有する化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、ビニル基を有している芳香族炭化水素、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)などを、複合材料の正孔輸送性を有する材料に用いることができる。また、正孔移動度が、1×10−6cm/Vs以上である材料を、複合材料の正孔輸送性を有する材料に好適に用いることができる。例えば、実施の形態2において説明する層112Xに用いることができる正孔輸送性を有する材料を複合材料に用いることができる。
また、比較的深い最高被占軌道(HOMO:Highest occupied molecular orbital)準位を有する物質を、複合材料の正孔輸送性を有する材料に好適に用いることができる。具体的には、HOMO準位が−5.7eV以上−5.4eV以下であると好ましい。これにより、ユニット103X2への正孔の注入を容易にすることができる。また、発光デバイス550Xの信頼性を向上することができる。
芳香族アミン骨格を有する化合物としては、例えば、N,N’−ジ(p−トリル)−N,N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミン(略称:DTDPPA)、4,4’−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DPAB)、DNTPD、1,3,5−トリス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ベンゼン(略称:DPA3B)、等を用いることができる。
カルバゾール誘導体としては、例えば、3−[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA1)、3,6−ビス[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA2)、3−[N−(1−ナフチル)−N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)アミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCN1)、4,4’−ジ(N−カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)、1,3,5−トリス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]ベンゼン(略称:TCPB)、9−[4−(10−フェニル−9−アントラセニル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPA)、1,4−ビス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]−2,3,5,6−テトラフェニルベンゼン、等を用いることができる。
芳香族炭化水素としては、例えば、2−tert−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−BuDNA)、2−tert−ブチル−9,10−ジ(1−ナフチル)アントラセン、9,10−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)アントラセン(略称:DPPA)、2−tert−ブチル−9,10−ビス(4−フェニルフェニル)アントラセン(略称:t−BuDBA)、9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPAnth)、2−tert−ブチルアントラセン(略称:t−BuAnth)、9,10−ビス(4−メチル−1−ナフチル)アントラセン(略称:DMNA)、2−tert−ブチル−9,10−ビス[2−(1−ナフチル)フェニル]アントラセン、9,10−ビス[2−(1−ナフチル)フェニル]アントラセン、2,3,6,7−テトラメチル−9,10−ジ(1−ナフチル)アントラセン、2,3,6,7−テトラメチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン、9,9’−ビアントリル、10,10’−ジフェニル−9,9’−ビアントリル、10,10’−ビス(2−フェニルフェニル)−9,9’−ビアントリル、10,10’−ビス[(2,3,4,5,6−ペンタフェニル)フェニル]−9,9’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、2,5,8,11−テトラ(tert−ブチル)ペリレン、ペンタセン、コロネン、等を用いることができる。
ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、4,4’−ビス(2,2−ジフェニルビニル)ビフェニル(略称:DPVBi)、9,10−ビス[4−(2,2−ジフェニルビニル)フェニル]アントラセン(略称:DPVPA)、等を用いることができる。
高分子化合物としては、例えば、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(略称:PVK)、ポリ(4−ビニルトリフェニルアミン)(略称:PVTPA)、ポリ[N−(4−{N’−[4−(4−ジフェニルアミノ)フェニル]フェニル−N’−フェニルアミノ}フェニル)メタクリルアミド](略称:PTPDMA)、ポリ[N,N’−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N’−ビス(フェニル)ベンジジン](略称:Poly−TPD)、等を用いることができる。
また、例えば、カルバゾール骨格、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格およびアントラセン骨格のいずれかを備える物質を、複合材料の正孔輸送性を有する材料に好適に用いることができる。また、ジベンゾフラン環またはジベンゾチオフェン環を含む置換基を有する芳香族アミン、ナフタレン環を有する芳香族モノアミン、または9−フルオレニル基がアリーレン基を介してアミンの窒素に結合する芳香族モノアミンを備える物質を、複合材料の正孔輸送性を有する材料に用いることができる。なお、N,N−ビス(4−ビフェニル)アミノ基を有する物質を用いると、発光デバイス550Xの信頼性を向上することができる。
これらの材料としては、例えば、N−(4−ビフェニル)−6,N−ジフェニルベンゾ[b]ナフト[1,2−d]フラン−8−アミン(略称:BnfABP)、N,N−ビス(4−ビフェニル)−6−フェニルベンゾ[b]ナフト[1,2−d]フラン−8−アミン(略称:BBABnf)、4,4’−ビス(6−フェニルベンゾ[b]ナフト[1,2−d]フラン−8−イル)−4’’−フェニルトリフェニルアミン(略称:BnfBB1BP)、N,N−ビス(4−ビフェニル)ベンゾ[b]ナフト[1,2−d]フラン−6−アミン(略称:BBABnf(6))、N,N−ビス(4−ビフェニル)ベンゾ[b]ナフト[1,2−d]フラン−8−アミン(略称:BBABnf(8))、N,N−ビス(4−ビフェニル)ベンゾ[b]ナフト[2,3−d]フラン−4−アミン(略称:BBABnf(II)(4))、N,N−ビス[4−(ジベンゾフラン−4−イル)フェニル]−4−アミノ−p−ターフェニル(略称:DBfBB1TP)、N−[4−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]−N−フェニル−4−ビフェニルアミン(略称:ThBA1BP)、4−(2−ナフチル)−4’,4’’−ジフェニルトリフェニルアミン(略称:BBAβNB)、4−[4−(2−ナフチル)フェニル]−4’,4’’−ジフェニルトリフェニルアミン(略称:BBAβNBi)、4,4’−ジフェニル−4’’−(6;1’−ビナフチル−2−イル)トリフェニルアミン(略称:BBAαNβNB)、4,4’−ジフェニル−4’’−(7;1’−ビナフチル−2−イル)トリフェニルアミン(略称:BBAαNβNB−03)、4,4’−ジフェニル−4’’−(7−フェニル)ナフチル−2−イルトリフェニルアミン(略称:BBAPβNB−03)、4,4’−ジフェニル−4’’−(6;2’−ビナフチル−2−イル)トリフェニルアミン(略称:BBA(βN2)B)、4,4’−ジフェニル−4’’−(7;2’−ビナフチル−2−イル)トリフェニルアミン(略称:BBA(βN2)B−03)、4,4’−ジフェニル−4’’−(4;2’−ビナフチル−1−イル)トリフェニルアミン(略称:BBAβNαNB)、4,4’−ジフェニル−4’’−(5;2’−ビナフチル−1−イル)トリフェニルアミン(略称:BBAβNαNB−02)、4−(4−ビフェニリル)−4’−(2−ナフチル)−4’’−フェニルトリフェニルアミン(略称:TPBiAβNB)、4−(3−ビフェニリル)−4’−[4−(2−ナフチル)フェニル]−4’’−フェニルトリフェニルアミン(略称:mTPBiAβNBi)、4−(4−ビフェニリル)−4’−[4−(2−ナフチル)フェニル]−4’’−フェニルトリフェニルアミン(略称:TPBiAβNBi)、4−フェニル−4’−(1−ナフチル)トリフェニルアミン(略称:αNBA1BP)、4,4’−ビス(1−ナフチル)トリフェニルアミン(略称:αNBB1BP)、4,4’−ジフェニル−4’’−[4’−(カルバゾール−9−イル)ビフェニル−4−イル]トリフェニルアミン(略称:YGTBi1BP)、4’−[4−(3−フェニル−9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]トリス(1,1’−ビフェニル−4−イル)アミン(略称:YGTBi1BP−02)、4−[4’−(カルバゾール−9−イル)ビフェニル−4−イル]−4’−(2−ナフチル)−4’’−フェニルトリフェニルアミン(略称:YGTBiβNB)、N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−N−[4−(1−ナフチル)フェニル]−9,9’−スピロビ[9H−フルオレン]−2−アミン(略称:PCBNBSF)、N,N−ビス(ビフェニル−4−イル)−9,9’−スピロビ[9H−フルオレン]−2−アミン(略称:BBASF)、N,N−ビス(ビフェニル−4−イル)−9,9’−スピロビ[9H−フルオレン]−4−アミン(略称:BBASF(4))、N−(1,1’−ビフェニル−2−イル)−N−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−9,9’−スピロビ[9H−フルオレン]−4−アミン(略称:oFBiSF)、N−(4−ビフェニル−4−イル)−N−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)ジベンゾフラン−4−アミン(略称:FrBiF)、N−[4−(1−ナフチル)フェニル]−N−[3−(6−フェニルジベンゾフラン−4−イル)フェニル]−1−ナフチルアミン(略称:mPDBfBNBN)、4−フェニル−4’−(9−フェニルフルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:BPAFLP)、4−フェニル−3’−(9−フェニルフルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:mBPAFLP)、4−フェニル−4’−[4−(9−フェニルフルオレン−9−イル)フェニル]トリフェニルアミン(略称:BPAFLBi)、4−フェニル−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBA1BP)、4,4’−ジフェニル−4’’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBBi1BP)、4−(1−ナフチル)−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBANB)、4,4’−ジ(1−ナフチル)−4’’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBNBB)、N−フェニル−N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−9,9’−スピロビ[9H−フルオレン]−2−アミン(略称:PCBASF)、N−(1,1’−ビフェニル−4−イル)−N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−アミン(略称:PCBBiF)、N,N−ビス(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−9,9’−スピロビ−9H−フルオレン−4−アミン、N,N−ビス(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−9,9’−スピロビ−9H−フルオレン−3−アミン、N,N−ビス(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−9,9’−スピロビ−9H−フルオレン−2−アミン、N,N−ビス(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−9,9’−スピロビ−9H−フルオレン−1−アミン、等を用いることができる。
[複合材料の構成例2]
例えば、電子受容性を有する物質AM1と、正孔輸送性を有する材料と、アルカリ金属のフッ化物またはアルカリ土類金属のフッ化物とを、含む複合材料を用いることができる。特に、原子比率において、フッ素原子が20%以上である複合材料を好適に用いることができる。これにより、層106X1の屈折率を低下することができる。または、発光デバイス550Xの内部に屈折率の低い層を形成することができる。または、発光デバイス550Xの外部量子効率を向上することができる。
《層106X2の構成例1》
層106X2は、一般式(G0)で表される有機化合物を含む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
ただし、一般式(G0)において、置換基Aは、置換もしくは無置換の炭素数6以上30以下のアリール骨格、または置換もしくは無置換の炭素数2以上30以下のヘテロアリール骨格であり、nは、1以上4以下の整数である。例えば、下記の構造式(A−1)乃至構造式(A−30)で表される骨格を有するアリール骨格またはヘテロアリール骨格を、置換基Aに用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
これにより、電子を層106X2からユニット103Xに供給することができる。また、一般式(G0)で表される有機化合物は、電子注入性を発現するということができる。また、正孔を層106X1からユニット103X2に供給することができる。また、キャリアが層106X2を移動できる。また、膜質が良好な層106X2を提供できる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。
なお、上記アリール基またはヘテロアリール基が有する置換基としては、例えば、炭素数1乃至4のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数3乃至10のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数6以上30以下の芳香族炭化水素基または置換もしくは無置換の炭素数2以上30以下の複素芳香族炭化水素基、等を用いることができる。
なお、該アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ヘキシル基などを挙げることができる。また、該シクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基などを挙げることができる。また、該アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基、スピロフルオレニル基などを挙げることができる。
また、該芳香族炭化水素基としては、置換または無置換の炭素数6以上30以下の芳香族炭化水素基を用いることができ、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基、スピロフルオレニル基などを挙げることができる。
また、該複素芳香族炭化水素基としては、置換または無置換の炭素数1以上30以下の複素芳香環を用いることができる。例えば、ピリジン環、ジアジン環(ピリミジン環、ピラジン環、ピリダジン環)、トリアジン環、キノリン環、キノキサリン環、キナゾリン環、ベンゾキナゾリン環、フェナントロリン環、アザフルオランテン環、イミダゾール環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環などを挙げることができる。
[有機化合物の例1]
また、一般式(G0)で表される有機化合物の水に対する溶解度は、1気圧、温度300Kにおいて、1,1’−ピリジン−2,6−ジイル−ビス(1,3,4,6,7,8−ヘキサヒドロ−2H−ピリミド[1,2−a]ピリミジン)(略称:hpp2Py)の水に対する溶解度の1/10以下であると好ましく、1/100以下であるとより好ましい。hpp2Pyの構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
[有機化合物の例2]
また、一般式(G0)で表される有機化合物は、1気圧、温度300Kにおいて、水に対して、重量分率で好ましくは0より大きく4.0×10−4未満の溶解度を有し、より好ましくは0より大きく2.2×10−5未満の溶解度を有すると好ましい。なお、本明細書においては、溶質の重量を溶液の重量で除した値を溶解度とする。
《層106X2の構成例2》
層106X2は、一般式(G1)で表される有機化合物を含む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
ただし、上記一般式(G1)において、R乃至R16は、置換または無置換の1以上4以下の1,3,4,6,7,8−ヘキサヒドロ−2H−ピリミド[1,2−a]ピリミジノ基を含み、他は水素、置換または無置換の炭素数1乃至6のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数3乃至10のシクロアルキル基、置換または無置換の炭素数4乃至10の多環式シクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数6以上30以下の芳香族炭化水素基または置換もしくは無置換の炭素数2以上30以下の複素芳香族炭化水素基であり、また、一般式(G1)において、水素はいずれも重水素であってもよい。
これにより、電子を層106X2からユニット103Xに供給することができる。また、正孔を層106X1からユニット103X2に供給することができる。また、キャリアが層106X2を移動できる。また、膜質が良好な層106X2を提供できる。また、水を含む薬剤を発光デバイスの作製工程に用いることができる。また、水を含む薬剤の使用に伴う発光デバイスの駆動電圧の上昇を抑制することができる。また、例えば、水を含む薬剤を用いた微細加工技術を採用することができる。また、駆動電圧の低い表示装置を提供できる。また、消費電力の低い表示装置を提供できる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。なお、例えば、水およびリン酸を含む薬剤、水および水酸化テトラメチルアンモニウムを含む薬剤などを、作製工程に用いることができる。
具体的には、以下に構造式を示す有機化合物、1−(9,9’−スピロビ[9H−フルオレン]−2−イル)−1,3,4,6,7,8−ヘキサヒドロ−2H−ピリミド[1,2−a]ピリミジン(略称:2hppSF)、1,1’−(9,9’−スピロビ[9H−フルオレン]−2,7−ジイル)ビス(1,3,4,6,7,8−ヘキサヒドロ−2H−ピリミド[1,2−a]ピリミジン)(略称:2,7hpp2SF)等を、層106X2に用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
《層106X2の構成例3》
また、層106X2は、層106X21および層106X22を備える(図1B参照)。層106X21は、層106X22およびユニット103Xの間に挟まれる。
層106X21は、上記一般式(G0)で表される有機化合物を含む。
層106X22は、金属を含む。例えば、第13族の元素などを層106X22に用いることができる。具体的には、アルミニウムを層106X22に用いることができる。
例えば、アルミニウムを層106X22に用いることができる。
《中間層106Xの構成例2》
中間層106Xは層106X3を備え、層106X3は、層106X1および層106X2の間に挟まれる(図1Aおよび図1B参照)。
層106X3は、電子輸送性を有する材料を含む。
《層106X3の構成例》
層106X3を電子リレー層ということができる。層106X3を用いると、層106X3の陽極側に接する層を、層106X3の陰極側に接する層から遠ざけることができる。層106X3の陽極側に接する層と、層106X3の陰極側に接する層の間の相互作用を軽減することができる。層106X3の陽極側に接する層に電子をスムーズに供給することができる。
層106X1に含まれる電子受容性を有する物質AM1の最低空軌道(LUMO:Lowest unoccupied molecular orbital)準位と、層106X2に含まれる物質のLUMO準位の間に、LUMO準位を備える物質を、層106X3に好適に用いることができる。
例えば、−5.0eV以上、好ましくは−5.0eV以上−3.0eV以下の範囲にLUMO準位を備える材料を、層106X3に用いることができる。
具体的には、フタロシアニン系の材料を層106X3に用いることができる。例えば、銅フタロシアニン(略称:CuPc)または、金属−酸素結合および芳香族配位子を有する金属錯体を層106X3に用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態2)
本実施の形態では、本発明の一態様の発光デバイス550Xの構成について、図1を参照しながら説明する。
<発光デバイス550Xの構成例1>
本実施の形態で説明する発光デバイス550Xは、電極551Xと、電極552Xと、ユニット103Xと、ユニット103X2と、中間層106Xと、を有する(図1A参照)。
ユニット103Xは、電極552Xおよび電極551Xの間に挟まれ、ユニット103Xは発光性の材料EM1を含む。なお、ユニット103Xは、光ELX1を射出する機能を備える。図1Aでは、光ELX1が電極552X側から射出される例を示しているが、光ELX1は電極551X側から射出されても良い。
ユニット103X2は、電極552Xおよびユニット103Xの間に挟まれ、ユニット103X2は、発光性の材料EM2を含む。なお、ユニット103X2は、光ELX2を射出する機能を備える。
言い換えると、発光デバイス550Xは、積層された複数のユニットを、電極551Xおよび電極552Xの間に有する。なお、積層する複数のユニットの数は2に限られず、3以上のユニットを積層することができる。なお、電極551Xおよび電極552Xの間に挟まれた積層された複数のユニットと、複数のユニットの間に挟まれた中間層106Xと、を備える構成を、積層型の発光デバイスまたはタンデム型の発光デバイスという場合がある。
これにより、電流密度を低く保ったまま、高輝度の発光を得ることができる。または、信頼性を向上することができる。または、同一の輝度で比較して駆動電圧を低減することができる。または、消費電力を抑制することができる。
《ユニット103Xの構成例1》
ユニット103Xは単層構造または積層構造を備える。例えば、ユニット103Xは、層111X、層112Xおよび層113Xを備える(図1A参照)。層111Xは、層112Xおよび層113Xの間に挟まれる。
例えば、発光層、正孔輸送層、電子輸送層、キャリアブロック層、などの機能層から選択した層を、ユニット103Xに用いることができる。また、正孔注入層、電子注入層、励起子ブロック層および電荷発生層などの機能層から選択した層を、ユニット103Xに用いることができる。
《層112Xの構成例》
例えば、正孔輸送性を有する材料を、層112Xに用いることができる。また、層112Xを正孔輸送層ということができる。なお、層111Xに含まれる発光性の材料より大きいバンドギャップを備える材料を、層112Xに用いる構成が好ましい。これにより、層111Xにおいて生じる励起子から層112Xへのエネルギー移動を、抑制することができる。
[正孔輸送性を有する材料]
正孔移動度が、1×10−6cm/Vs以上である材料を、正孔輸送性を有する材料に好適に用いることができる。
例えば、アミン化合物またはπ電子過剰型複素芳香環骨格を有する有機化合物を、正孔輸送性を有する材料に用いることができる。具体的には、芳香族アミン骨格を有する化合物、カルバゾール骨格を有する化合物、チオフェン骨格を有する化合物、フラン骨格を有する化合物等を用いることができる。特に、芳香族アミン骨格を有する化合物またはカルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与するため好ましい。
芳香族アミン骨格を有する化合物としては、例えば、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB)、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−4,4’−ジアミノビフェニル(略称:TPD)、N,N’−ビス(9,9’−スピロビ[9H−フルオレン]−2−イル)−N,N’−ジフェニル−4,4’−ジアミノビフェニル(略称:BSPB)、4−フェニル−4’−(9−フェニルフルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:BPAFLP)、4−フェニル−3’−(9−フェニルフルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:mBPAFLP)、4−フェニル−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBA1BP)、4,4’−ジフェニル−4’’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBBi1BP)、4−(1−ナフチル)−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBANB)、4,4’−ジ(1−ナフチル)−4’’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBNBB)、9,9−ジメチル−N−フェニル−N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]フルオレン−2−アミン(略称:PCBAF)、N−フェニル−N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−9,9’−スピロビ[9H−フルオレン]−2−アミン(略称:PCBASF)、等を用いることができる。
カルバゾール骨格を有する化合物としては、例えば、1,3−ビス(N−カルバゾリル)ベンゼン(略称:mCP)、4,4’−ジ(N−カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)、3,6−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)−9−フェニルカルバゾール(略称:CzTP)、3,3’−ビス(9−フェニル−9H−カルバゾール)(略称:PCCP)、等を用いることができる。
チオフェン骨格を有する化合物としては、例えば、4,4’,4’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリ(ジベンゾチオフェン)(略称:DBT3P−II)、2,8−ジフェニル−4−[4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]ジベンゾチオフェン(略称:DBTFLP−III)、4−[4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]−6−フェニルジベンゾチオフェン(略称:DBTFLP−IV)、等を用いることができる。
フラン骨格を有する化合物としては、例えば、4,4’,4’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリ(ジベンゾフラン)(略称:DBF3P−II)、4−{3−[3−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]フェニル}ジベンゾフラン(略称:mmDBFFLBi−II)、等を用いることができる。
《層113Xの構成例》
例えば、電子輸送性を有する材料、アントラセン骨格を有する材料および混合材料等を、層113Xに用いることができる。また、層113Xを電子輸送層ということができる。なお、層111Xに含まれる発光性の材料より大きいバンドギャップを有する材料を、層113Xに用いる構成が好ましい。これにより、層111Xにおいて生じる励起子から層113Xへのエネルギー移動を、抑制することができる。
[電子輸送性を有する材料]
例えば、電界強度[V/cm]の平方根が600である条件において、電子移動度が1×10−7cm/Vs以上、5×10−5cm/Vs以下である材料を、電子輸送性を有する材料に好適に用いることができる。これにより、電子輸送層における電子の輸送性を抑制することができる。または、発光層への電子の注入量を制御することができる。または、発光層が電子過多の状態になることを防ぐことができる。
例えば、金属錯体またはπ電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物を、電子輸送性を有する材料に用いることができる。
金属錯体としては、例えば、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(II)(略称:BeBq)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(4−フェニルフェノラト)アルミニウム(III)(略称:BAlq)、ビス(8−キノリノラト)亜鉛(II)(略称:Znq)、ビス[2−(2−ベンゾオキサゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnPBO)、ビス[2−(2−ベンゾチアゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnBTZ)、等を用いることができる。
π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物としては、例えば、ポリアゾール骨格を有する複素環化合物、ジアジン骨格を有する複素環化合物、ピリジン骨格を有する複素環化合物、トリアジン骨格を有する複素環化合物等を用いることができる。特に、ジアジン骨格を有する複素環化合物またはピリジン骨格を有する複素環化合物は、信頼性が良好であり好ましい。また、ジアジン(ピリミジンまたはピラジン)骨格を有する複素環化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧を低減することができる。
ポリアゾール骨格を有する複素環化合物としては、例えば、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)、3−(4−ビフェニリル)−4−フェニル−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、1,3−ビス[5−(p−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、9−[4−(5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CO11)、2,2’,2’’−(1,3,5−ベンゼントリイル)トリス(1−フェニル−1H−ベンゾイミダゾール)(略称:TPBI)、2−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]−1−フェニル−1H−ベンゾイミダゾール(略称:mDBTBIm−II)、等を用いることができる。
ジアジン骨格を有する複素環化合物としては、例えば、2−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mDBTPDBq−II)、2−[3’−(ジベンゾチオフェン−4−イル)ビフェニル−3−イル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mDBTBPDBq−II)、2−[3’−(9H−カルバゾール−9−イル)ビフェニル−3−イル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mCzBPDBq)、4,6−ビス[3−(フェナントレン−9−イル)フェニル]ピリミジン(略称:4,6mPnP2Pm)、4,6−ビス[3−(4−ジベンゾチエニル)フェニル]ピリミジン(略称:4,6mDBTP2Pm−II)、4,8−ビス[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]ベンゾ[h]キナゾリン(略称:4,8mDBtP2Bqn)、等を用いることができる。
ピリジン骨格を有する複素環化合物としては、例えば、3,5−ビス[3−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]ピリジン(略称:35DCzPPy)、1,3,5−トリ[3−(3−ピリジル)フェニル]ベンゼン(略称:TmPyPB)、等を用いることができる。
トリアジン骨格を有する複素環化合物としては、例えば、2−[3’−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)ビフェニル−3−イル]−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(略称:mFBPTzn)、2−(ビフェニル−4−イル)−4−フェニル−6−(9,9’−スピロビ[9H−フルオレン]−2−イル)−1,3,5−トリアジン(略称:BP−SFTzn)、2−{3−[3−(ベンゾ[b]ナフト[1,2−d]フラン−8−イル)フェニル]フェニル}−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(略称:mBnfBPTzn)、2−{3−[3−(ベンゾ[b]ナフト[1,2−d]フラン−6−イル)フェニル]フェニル}−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(略称:mBnfBPTzn−02)、等を用いることができる。
[アントラセン骨格を有する材料]
アントラセン骨格を有する有機化合物を、層113Xに用いることができる。特に、アントラセン骨格と複素環骨格の両方を含む有機化合物を好適に用いることができる。
例えば、アントラセン骨格と含窒素5員環骨格の両方を含む有機化合物を、層113Xに用いることができる。または、2つの複素原子を環に含む含窒素5員環骨格とアントラセン骨格の両方を含む有機化合物を、層113Xに用いることができる。具体的には、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、等を当該複素環骨格に好適に用いることができる。
また、例えば、アントラセン骨格と含窒素6員環骨格の両方を含む有機化合物を、層113Xに用いることができる。または、2つの複素原子を環に含む含窒素6員環骨格とアントラセン骨格の両方を含む有機化合物を、層113Xに用いることができる。具体的には、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環等を当該複素環骨格に好適に用いることができる。
[混合材料の構成例]
また、複数種の物質を混合した材料を、層113Xに用いることができる。具体的には、アルカリ金属、アルカリ金属化合物またはアルカリ金属錯体と、電子輸送性を有する物質とを含む混合材料を、層113Xに用いることができる。なお、電子輸送性を有する材料のHOMO準位が−6.0eV以上であるとより好ましい。
なお、別途説明する複合材料を層104Xに用いる構成と組み合わせて、当該混合材料を層113Xに好適に用いることができる。例えば、電子受容性を有する物質と正孔輸送性を有する材料の複合材料を層104Xに用いることができる。具体的には、電子受容性を有する物質と、−5.7eV以上−5.4eV以下の比較的深いHOMO準位HM1を有する物質との複合材料を、層104Xに用いることができる(図2A参照)。このような複合材料を層104Xに用いる構成と組み合わせて、当該混合材料を層113Xに用いることにより、発光デバイスの信頼性を向上することができる。
また、当該混合材料を層113Xに用いて上記複合材料を層104Xに用いる構成に、さらに、正孔輸送性を有する材料を層112Xに用いる構成を組み合わせると好ましい。例えば、上記比較的深いHOMO準位HM1に対して、−0.2eV以上0eV以下の範囲にHOMO準位HM2を有する物質を、層112Xに用いることができる(図2A参照)。これにより、発光デバイスの信頼性を向上することができる。なお、本明細書等において、上記の発光デバイスをRecombination−Site Tailoring Injection構造(ReSTI構造)と呼称する場合がある。
アルカリ金属、アルカリ金属化合物またはアルカリ金属錯体が、層113Xの厚さ方向において濃度差(0である場合も含む)をもって存在する構成が好ましい。
例えば、8−ヒドロキシキノリナト構造を含む金属錯体を用いることができる。また、8−ヒドロキシキノリナト構造を含む金属錯体のメチル置換体(例えば2−メチル置換体または5−メチル置換体)等を用いることもできる。
8−ヒドロキシキノリナト構造を含む金属錯体としては、8−ヒドロキシキノリナト−リチウム(略称:Liq)、8−ヒドロキシキノリナト−ナトリウム(略称:Naq)等を用いることができる。特に、一価の金属イオンの錯体、中でもリチウムの錯体が好ましく、Liqがより好ましい。
《層111Xの構成例1》
例えば、発光性の材料、または発光性の材料およびホスト材料を、層111Xに用いることができる。また、層111Xを発光層ということができる。なお、正孔と電子が再結合する領域に層111Xを配置する構成が好ましい。これにより、キャリアの再結合により生じるエネルギーを、効率よく光にして射出することができる。
また、電極等に用いる金属から遠ざけて層111Xを配置する構成が好ましい。これにより、電極等に用いる金属による消光現象を抑制することができる。
また、反射性を備える電極等から層111Xまでの距離を調節し、発光波長に応じた適切な位置に、層111Xを配置する構成が好ましい。これにより、電極等が反射する光と、層111Xが射出する光との干渉現象を利用して、振幅を強め合うことができる。また、所定の波長の光を強めて、光のスペクトルを狭線化することができる。また、鮮やかな発光色を強い強度で得ることができる。換言すれば、電極等の間の適切な位置に層111Xを配置して、微小共振器構造(マイクロキャビティ)を構成することができる。
例えば、蛍光発光物質、りん光発光物質または熱活性化遅延蛍光(TADF:Thermally Activated Delayed Fluorescence)を示す物質(TADF材料ともいう)を、発光性の材料に用いることができる。これにより、キャリアの再結合により生じたエネルギーを、発光性の材料から光ELX1として放出することができる(図1A参照)。
[蛍光発光物質]
蛍光発光物質を層111Xに用いることができる。例えば、以下に例示する蛍光発光物質を層111Xに用いることができる。なお、これに限定されず、さまざまな公知の蛍光性発光物質を層111Xに用いることができる。
具体的には、5,6−ビス[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−2,2’−ビピリジン(略称:PAP2BPy)、5,6−ビス[4’−(10−フェニル−9−アントリル)ビフェニル−4−イル]−2,2’−ビピリジン(略称:PAPP2BPy)、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス[4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]ピレン−1,6−ジアミン(略称:1,6FLPAPrn)、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ビス[3−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]ピレン−1,6−ジアミン(略称:1,6mMemFLPAPrn)、N,N’−ビス[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニルスチルベン−4,4’−ジアミン(略称:YGA2S)、4−(9H−カルバゾール−9−イル)−4’−(10−フェニル−9−アントリル)トリフェニルアミン(略称:YGAPA)、4−(9H−カルバゾール−9−イル)−4’−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)トリフェニルアミン(略称:2YGAPPA)、N,9−ジフェニル−N−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:PCAPA)、ペリレン、2,5,8,11−テトラ(tert−ブチル)ペリレン(略称:TBP)、4−(10−フェニル−9−アントリル)−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBAPA)、N,N’’−(2−tert−ブチルアントラセン−9,10−ジイルジ−4,1−フェニレン)ビス(N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン)(略称:DPABPA)、N,9−ジフェニル−N−[4−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCAPPA)、N,N’−(ピレン−1,6−ジイル)ビス[(6,N−ジフェニルベンゾ[b]ナフト[1,2−d]フラン)−8−アミン](略称:1,6BnfAPrn−03)、3,10−ビス[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−2−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10PCA2Nbf(IV)−02)、3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10FrA2Nbf(IV)−02)、等を用いることができる。
特に、1,6FLPAPrnまたは1,6mMemFLPAPrn、1,6BnfAPrn−03のようなピレンジアミン化合物に代表される縮合芳香族ジアミン化合物は、ホールトラップ性が高く、発光効率または信頼性に優れているため好ましい。
また、N−[4−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)フェニル]−N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPAPPA)、N,N,N’,N’,N’’,N’’,N’’’,N’’’−オクタフェニルジベンゾ[g,p]クリセン−2,7,10,15−テトラアミン(略称:DBC1)、クマリン30、9,10−ジフェニル−2−[N−フェニル−N−(9−フェニル−カルバゾール−3−イル)−アミノ]−アントラセン(略称:2PCAPA)、N−[9,10−ビス(ビフェニル−2−イル)−2−アントリル]−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCABPhA)、N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPAPA)、N−[9,10−ビス(ビフェニル−2−イル)−2−アントリル]−N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPABPhA)、9,10−ビス(ビフェニル−2−イル)−N−[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−フェニルアントラセン−2−アミン(略称:2YGABPhA)、N,N,9−トリフェニルアントラセン−9−アミン(略称:DPhAPhA)、クマリン545T、N,N’−ジフェニルキナクリドン(略称:DPQd)、ルブレン、5,12−ビス(1,1’−ビフェニル−4−イル)−6,11−ジフェニルテトラセン(略称:BPT)、等を用いることができる。
また、2−(2−{2−[4−(ジメチルアミノ)フェニル]エテニル}−6−メチル−4H−ピラン−4−イリデン)プロパンジニトリル(略称:DCM1)、2−{2−メチル−6−[2−(2,3,6,7−テトラヒドロ−1H,5H−ベンゾ[ij]キノリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン−4−イリデン}プロパンジニトリル(略称:DCM2)、N,N,N’,N’−テトラキス(4−メチルフェニル)テトラセン−5,11−ジアミン(略称:p−mPhTD)、7,14−ジフェニル−N,N,N’,N’−テトラキス(4−メチルフェニル)アセナフト[1,2−a]フルオランテン−3,10−ジアミン(略称:p−mPhAFD)、2−{2−イソプロピル−6−[2−(1,1,7,7−テトラメチル−2,3,6,7−テトラヒドロ−1H,5H−ベンゾ[ij]キノリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン−4−イリデン}プロパンジニトリル(略称:DCJTI)、2−{2−tert−ブチル−6−[2−(1,1,7,7−テトラメチル−2,3,6,7−テトラヒドロ−1H,5H−ベンゾ[ij]キノリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン−4−イリデン}プロパンジニトリル(略称:DCJTB)、2−(2,6−ビス{2−[4−(ジメチルアミノ)フェニル]エテニル}−4H−ピラン−4−イリデン)プロパンジニトリル(略称:BisDCM)、2−{2,6−ビス[2−(8−メトキシ−1,1,7,7−テトラメチル−2,3,6,7−テトラヒドロ−1H,5H−ベンゾ[ij]キノリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン−4−イリデン}プロパンジニトリル(略称:BisDCJTM)、等を用いることができる。
[りん光発光物質]
りん光発光物質を層111Xに用いることができる。例えば、以下に例示するりん光発光物質を層111Xに用いることができる。なお、これに限定されず、さまざまな公知のりん光性発光物質を層111Xに用いることができる。
例えば、4H−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体、1H−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体、イミダゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体、電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属イリジウム錯体、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、ピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、希土類金属錯体、白金錯体、等を層111Xに用いることができる。
[りん光発光物質(青色)]
4H−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体等としては、例えば、トリス{2−[5−(2−メチルフェニル)−4−(2,6−ジメチルフェニル)−4H−1,2,4−トリアゾール−3−イル−κN2]フェニル−κC}イリジウム(III)(略称:[Ir(mpptz−dmp)])、トリス(5−メチル−3,4−ジフェニル−4H−1,2,4−トリアゾラト)イリジウム(III)(略称:[Ir(Mptz)])、トリス[4−(3−ビフェニル)−5−イソプロピル−3−フェニル−4H−1,2,4−トリアゾラト]イリジウム(III)(略称:[Ir(iPrptz−3b)])、等を用いることができる。
1H−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体等としては、例えば、トリス[3−メチル−1−(2−メチルフェニル)−5−フェニル−1H−1,2,4−トリアゾラト]イリジウム(III)(略称:[Ir(Mptz1−mp)])、トリス(1−メチル−5−フェニル−3−プロピル−1H−1,2,4−トリアゾラト)イリジウム(III)(略称:[Ir(Prptz1−Me)])、等を用いることができる。
イミダゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体等としては、例えば、fac−トリス[1−(2,6−ジイソプロピルフェニル)−2−フェニル−1H−イミダゾール]イリジウム(III)(略称:[Ir(iPrpim)])、トリス[3−(2,6−ジメチルフェニル)−7−メチルイミダゾ[1,2−f]フェナントリジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(dmpimpt−Me)])、等を用いることができる。
電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属イリジウム錯体等としては、例えば、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)テトラキス(1−ピラゾリル)ボラート(略称:FIr6)、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)ピコリナート(略称:FIrpic)、ビス{2−[3’,5’−ビス(トリフルオロメチル)フェニル]ピリジナト−N,C2’}イリジウム(III)ピコリナート(略称:[Ir(CFppy)(pic)])、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:FIracac)、等を用いることができる。
なお、これらは青色のりん光発光を示す化合物であり、440nmから520nmに発光波長のピークを有する化合物である。
[りん光発光物質(緑色)]
ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体等としては、例えば、トリス(4−メチル−6−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppm)])、トリス(4−t−ブチル−6−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tBuppm)])、(アセチルアセトナト)ビス(6−メチル−4−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppm)(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス(6−tert−ブチル−4−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tBuppm)(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス[6−(2−ノルボルニル)−4−フェニルピリミジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(nbppm)(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス[5−メチル−6−(2−メチルフェニル)−4−フェニルピリミジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(mpmppm)(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス(4,6−ジフェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(dppm)(acac)])、等を用いることができる。
ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体等としては、例えば、(アセチルアセトナト)ビス(3,5−ジメチル−2−フェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppr−Me)(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス(5−イソプロピル−3−メチル−2−フェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppr−iPr)(acac)])、等を用いることができる。
ピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体等としては、例えば、トリス(2−フェニルピリジナト−N,C2’)イリジウム(III)(略称:[Ir(ppy)])、ビス(2−フェニルピリジナト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(ppy)(acac)])、ビス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(bzq)(acac)])、トリス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(bzq)])、トリス(2−フェニルキノリナト−N,C2’)イリジウム(III)(略称:[Ir(pq)])、ビス(2−フェニルキノリナト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(pq)(acac)])、[2−d−メチル−8−(2−ピリジニル−κN)ベンゾフロ[2,3−b]ピリジン−κC]ビス[2−(5−d−メチル−2−ピリジニル−κN)フェニル−κC]イリジウム(III)(略称:[Ir(5mppy−d(mbfpypy−d)])、[2−d−メチル−(2−ピリジニル−κN)ベンゾフロ[2,3−b]ピリジン−κC]ビス[2−(2−ピリジニル−κN)フェニル−κC]イリジウム(III)(略称:[Ir(ppy)(mbfpypy−d)])、等を用いることができる。
希土類金属錯体としては、例えば、トリス(アセチルアセトナト)(モノフェナントロリン)テルビウム(III)(略称:[Tb(acac)(Phen)])、などが挙げられる。
なお、これらは主に緑色のりん光発光を示す化合物であり、500nmから600nmに発光波長のピークを有する。また、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性または発光効率において、際だって優れる。
[りん光発光物質(赤色)]
ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体等としては、例えば、(ジイソブチリルメタナト)ビス[4,6−ビス(3−メチルフェニル)ピリミジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(5mdppm)(dibm)])、ビス[4,6−ビス(3−メチルフェニル)ピリミジナト](ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(5mdppm)(dpm)])、ビス[4,6−ジ(ナフタレン−1−イル)ピリミジナト](ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(d1npm)(dpm)])、等を用いることができる。
ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体等としては、例えば、(アセチルアセトナト)ビス(2,3,5−トリフェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tppr)(acac)])、ビス(2,3,5−トリフェニルピラジナト)(ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tppr)(dpm)])、(アセチルアセトナト)ビス[2,3−ビス(4−フルオロフェニル)キノキサリナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(Fdpq)(acac)])、等を用いることができる。
ピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体等としては、例えば、トリス(1−フェニルイソキノリナト−N,C2’)イリジウム(III)(略称:[Ir(piq)])、ビス(1−フェニルイソキノリナト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(piq)(acac)])、等を用いることができる。
希土類金属錯体等としては、例えば、トリス(1,3−ジフェニル−1,3−プロパンジオナト)(モノフェナントロリン)ユーロピウム(III)(略称:[Eu(DBM)(Phen)])、トリス[1−(2−テノイル)−3,3,3−トリフルオロアセトナト](モノフェナントロリン)ユーロピウム(III)(略称:[Eu(TTA)(Phen)])、等を用いることができる。
白金錯体等としては、例えば、2,3,7,8,12,13,17,18−オクタエチル−21H,23H−ポルフィリン白金(II)(略称:PtOEP)、等を用いることができる。
なお、これらは、赤色のりん光発光を示す化合物であり、600nmから700nmに発光のピークを有する。また、ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、表示装置に良好に用いることができる色度の赤色発光が得られる。
[熱活性化遅延蛍光(TADF)を示す物質]
TADF材料を層111Xに用いることができる。TADF材料を発光物質として用いる場合、ホスト材料のS1準位はTADF材料のS1準位より高い方が好ましい。また、ホスト材料のT1準位はTADF材料のT1準位より高いことが好ましい。
例えば、以下に例示するTADF材料を発光性の材料に用いることができる。なお、これに限定されず、さまざまな公知のTADF材料を用いることができる。
なお、TADF材料は、S1準位とT1準位との差が小さく、わずかな熱エネルギーによって三重項励起状態から一重項励起状態に逆項間交差(アップコンバート)できる。これにより、三重項励起状態から一重項励起状態を効率よく生成することができる。また、三重項励起エネルギーを発光に変換することができる。
また、2種類の物質で励起状態を形成する励起錯体(エキサイプレックス、エキシプレックスまたはExciplexともいう)は、S1準位とT1準位との差が極めて小さく、三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーに変換することが可能なTADF材料としての機能を有する。
なお、T1準位の指標としては、低温(例えば77Kから10K)で観測されるりん光スペクトルを用いればよい。TADF材料としては、その蛍光スペクトルの短波長側の裾において接線を引き、その外挿線の波長のエネルギーをS1準位とし、りん光スペクトルの短波長側の裾において接線を引き、その外挿線の波長のエネルギーをT1準位とした際に、そのS1準位とT1準位の差が0.3eV以下であることが好ましく、0.2eV以下であることがさらに好ましい。
例えば、フラーレン及びその誘導体、アクリジン及びその誘導体、エオシン誘導体等をTADF材料に用いることができる。また、マグネシウム(Mg)、亜鉛(Zn)、カドミウム(Cd)、スズ(Sn)、白金(Pt)、インジウム(In)、もしくはパラジウム(Pd)等を含む金属含有ポルフィリンをTADF材料に用いることができる。
具体的には、構造式を以下に示す、プロトポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF(Proto IX))、メソポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF(Meso IX))、ヘマトポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF(Hemato IX))、コプロポルフィリンテトラメチルエステル−フッ化スズ錯体(SnF(Copro III−4Me))、オクタエチルポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF(OEP))、エチオポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF(Etio I))、オクタエチルポルフィリン−塩化白金錯体(PtClOEP)、等を用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
また、例えば、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環の一方または両方を有する複素環化合物をTADF材料に用いることができる。
具体的には、構造式を以下に示す、2−(ビフェニル−4−イル)−4,6−ビス(12−フェニルインドロ[2,3−a]カルバゾール−11−イル)−1,3,5−トリアジン(略称:PIC−TRZ)、9−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−9’−フェニル−9H,9’H−3,3’−ビカルバゾール(略称:PCCzTzn)、2−{4−[3−(N−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−9H−カルバゾール−9−イル]フェニル}−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(略称:PCCzPTzn)、2−[4−(10H−フェノキサジン−10−イル)フェニル]−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(略称:PXZ−TRZ)、3−[4−(5−フェニル−5,10−ジヒドロフェナジン−10−イル)フェニル]−4,5−ジフェニル−1,2,4−トリアゾール(略称:PPZ−3TPT)、3−(9,9−ジメチル−9H−アクリジン−10−イル)−9H−キサンテン−9−オン(略称:ACRXTN)、ビス[4−(9,9−ジメチル−9,10−ジヒドロアクリジン)フェニル]スルホン(略称:DMAC−DPS)、10−フェニル−10H,10’H−スピロ[アクリジン−9,9’−アントラセン]−10’−オン(略称:ACRSA)、等を用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
該複素環化合物は、π電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有するため、電子輸送性及び正孔輸送性が共に高く、好ましい。特に、π電子不足型複素芳香環を有する骨格のうち、ピリジン骨格、ジアジン骨格(ピリミジン骨格、ピラジン骨格、ピリダジン骨格)、およびトリアジン骨格は、安定で信頼性が良好なため好ましい。特に、ベンゾフロピリミジン骨格、ベンゾチエノピリミジン骨格、ベンゾフロピラジン骨格、ベンゾチエノピラジン骨格は電子受容性が高く、信頼性が良好なため好ましい。
また、π電子過剰型複素芳香環を有する骨格の中でも、アクリジン骨格、フェノキサジン骨格、フェノチアジン骨格、フラン骨格、チオフェン骨格、及びピロール骨格は、安定で信頼性が良好なため、当該骨格の少なくとも一を有することが好ましい。なお、フラン骨格としてはジベンゾフラン骨格が、チオフェン骨格としてはジベンゾチオフェン骨格が、それぞれ好ましい。また、ピロール骨格としては、インドール骨格、カルバゾール骨格、インドロカルバゾール骨格、ビカルバゾール骨格、3−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−9H−カルバゾール骨格が特に好ましい。
なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環の電子供与性とπ電子不足型複素芳香環の電子受容性が共に強くなり、S1準位とT1準位のエネルギー差が小さくなるため、熱活性化遅延蛍光を効率よく得られることから特に好ましい。なお、π電子不足型複素芳香環の代わりに、シアノ基のような電子吸引基が結合した芳香環を用いても良い。また、π電子過剰型骨格として、芳香族アミン骨格、フェナジン骨格等を用いることができる。
また、π電子不足型骨格として、キサンテン骨格、チオキサンテンジオキサイド骨格、オキサジアゾール骨格、トリアゾール骨格、イミダゾール骨格、アントラキノン骨格、フェニルボランまたはボラントレン等の含ホウ素骨格、ベンゾニトリルまたはシアノベンゼン等のニトリル基またはシアノ基を有する芳香環または複素芳香環、ベンゾフェノン等のカルボニル骨格、ホスフィンオキシド骨格、スルホン骨格等を用いることができる。
このように、π電子不足型複素芳香環およびπ電子過剰型複素芳香環の少なくとも一方の代わりにπ電子不足型骨格およびπ電子過剰型骨格を用いることができる。
《層111Xの構成例2》
キャリア輸送性を備える材料をホスト材料に用いることができる。例えば、正孔輸送性を有する材料、電子輸送性を有する材料、熱活性化遅延蛍光(TADF:Thermally Activated Delayed Fluorescence)を示す物質、アントラセン骨格を有する材料および混合材料等をホスト材料に用いることができる。なお、層111Xに含まれる発光性の材料より大きいバンドギャップを備える材料を、ホスト材料に用いる構成が好ましい。これにより、層111Xにおいて生じる励起子からホスト材料へのエネルギー移動を、抑制することができる。
[正孔輸送性を有する材料]
正孔移動度が、1×10−6cm/Vs以上である材料を、正孔輸送性を有する材料に好適に用いることができる。例えば、層112Xに用いることができる正孔輸送性を有する材料を、ホスト材料に用いることができる。
[電子輸送性を有する材料]
金属錯体またはπ電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物を、電子輸送性を有する材料に用いることができる。例えば、層113Xに用いることができる電子輸送性を有する材料を、ホスト材料に用いることができる。
[アントラセン骨格を有する材料]
アントラセン骨格を有する有機化合物を、ホスト材料に用いることができる。特に、発光物質に蛍光発光物質を用いる場合において、アントラセン骨格を有する有機化合物は好適である。これにより、発光効率および耐久性が良好な発光デバイスを実現することができる。
アントラセン骨格を有する有機化合物としては、ジフェニルアントラセン骨格、特に9,10−ジフェニルアントラセン骨格を有する有機化合物が化学的に安定であるため好ましい。また、ホスト材料がカルバゾール骨格を有する場合、正孔の注入・輸送性が高まるため好ましい。特に、ホスト材料がジベンゾカルバゾール骨格を含む場合、カルバゾールよりもHOMO準位が0.1eV程度浅くなり、正孔が入りやすくなる上に、正孔輸送性にも優れ、耐熱性も高くなるため好適である。なお、正孔注入・輸送性の観点から、カルバゾール骨格に換えて、ベンゾフルオレン骨格またはジベンゾフルオレン骨格を用いてもよい。
したがって、9,10−ジフェニルアントラセン骨格およびカルバゾール骨格を共に有する物質、9,10−ジフェニルアントラセン骨格およびベンゾカルバゾール骨格を共に有する物質、9,10−ジフェニルアントラセン骨格およびジベンゾカルバゾール骨格を共に有する物質は、ホスト材料として好ましい。
例えば、6−[3−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)フェニル]−ベンゾ[b]ナフト[1,2−d]フラン(略称:2mBnfPPA)、9−フェニル−10−[4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)ビフェニル−4’−イル]アントラセン(略称:FLPPA)、9−(1−ナフチル)−10−[4−(2−ナフチル)フェニル]アントラセン(略称:αN−βNPAnth)、9−フェニル−3−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:PCzPA)、9−[4−(10−フェニル−9−アントラセニル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPA)、7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)、3−[4−(1−ナフチル)−フェニル]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCPN)、等を用いることができる。
特に、CzPA、cgDBCzPA、2mBnfPPA、PCzPAは非常に良好な特性を示す。
[熱活性化遅延蛍光(TADF)を示す物質]
TADF材料をホスト材料に用いることができる。TADF材料をホスト材料に用いると、TADF材料で生成した三重項励起エネルギーを、逆項間交差によって一重項励起エネルギーに変換することができる。さらに、励起エネルギーを発光物質に移動することができる。換言すれば、TADF材料はエネルギードナーとして機能し、発光物質はエネルギーアクセプターとして機能する。これにより、発光デバイスの発光効率を高めることができる。
これは、上記発光物質が蛍光発光物質である場合に、非常に有効である。また、このとき、高い発光効率を得るためには、TADF材料のS1準位は、蛍光発光物質のS1準位より高いことが好ましい。また、TADF材料のT1準位は、蛍光発光物質のS1準位より高いことが好ましい。したがって、TADF材料のT1準位は、蛍光発光物質のT1準位より高いことが好ましい。
また、蛍光発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈するTADF材料を用いることが好ましい。そうすることで、TADF材料から蛍光発光物質への励起エネルギーの移動がスムーズとなり、効率よく発光が得られるため、好ましい。
また、効率よく三重項励起エネルギーから逆項間交差によって一重項励起エネルギーが生成されるためには、TADF材料でキャリア再結合が生じることが好ましい。また、TADF材料で生成した三重項励起エネルギーが蛍光発光物質の三重項励起エネルギーに移動しないことが好ましい。そのためには、蛍光発光物質は、蛍光発光物質が有する発光団(発光の原因となる骨格)の周囲に保護基を有すると好ましい。該保護基としては、π結合を有さない置換基が好ましく、飽和炭化水素が好ましく、具体的には炭素数3以上10以下のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数3以上10以下のシクロアルキル基、炭素数3以上10以下のトリアルキルシリル基が挙げられ、保護基が複数あるとさらに好ましい。π結合を有さない置換基は、キャリアを輸送する機能に乏しいため、キャリア輸送またはキャリア再結合に影響をほとんど与えずに、TADF材料と蛍光発光物質の発光団との距離を遠ざけることができる。
ここで、発光団とは、蛍光発光物質において発光の原因となる原子団(骨格)を指す。発光団は、π結合を有する骨格が好ましく、芳香環を含むことが好ましく、縮合芳香環または縮合複素芳香環を有すると好ましい。
縮合芳香環または縮合複素芳香環としては、フェナントレン骨格、スチルベン骨格、アクリドン骨格、フェノキサジン骨格、フェノチアジン骨格等が挙げられる。特に、ナフタレン骨格、アントラセン骨格、フルオレン骨格、クリセン骨格、トリフェニレン骨格、テトラセン骨格、ピレン骨格、ペリレン骨格、クマリン骨格、キナクリドン骨格、ナフトビスベンゾフラン骨格を有する蛍光発光物質は蛍光量子収率が高いため好ましい。
例えば、発光性の材料に用いることができるTADF材料を、ホスト材料に用いることができる。
[混合材料の構成例1]
また、複数種の物質を混合した材料を、ホスト材料に用いることができる。例えば、電子輸送性を有する材料と正孔輸送性を有する材料を、混合材料に用いることができる。混合材料に含まれる正孔輸送性を有する材料と電子輸送性を有する材料の重量比の値は、(正孔輸送性を有する材料/電子輸送性を有する材料)=(1/19)以上(19/1)以下とすればよい。これにより、層111Xのキャリア輸送性を容易に調整することができる。また、再結合領域の制御も簡便に行うことができる。
[混合材料の構成例2]
りん光発光物質を混合した材料を、ホスト材料に用いることができる。りん光発光物質は、発光物質として蛍光発光物質を用いる際に蛍光発光物質へ励起エネルギーを供与するエネルギードナーとして用いることができる。
[混合材料の構成例3]
励起錯体を形成する材料を含む混合材料を、ホスト材料に用いることができる。例えば、形成される励起錯体の発光スペクトルが、発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なる材料を、ホスト材料に用いることができる。これにより、エネルギー移動がスムーズとなり、発光効率を向上することができる。または、駆動電圧を抑制することができる。このような構成とすることにより、励起錯体から発光物質(燐光材料)へのエネルギー移動であるExTET(Exciplex−Triplet Energy Transfer)を用いた発光を効率よく得ることができる。
励起錯体を形成する材料の少なくとも一方に、りん光発光物質を用いることができる。これにより、逆項間交差を利用することができる。または、三重項励起エネルギーを効率よく一重項励起エネルギーへ変換することができる。
励起錯体を形成する材料の組み合わせとしては、正孔輸送性を有する材料のHOMO準位が電子輸送性を有する材料のHOMO準位以上であると好ましい。または、正孔輸送性を有する材料のLUMO準位が電子輸送性を有する材料のLUMO準位以上であると好ましい。これにより、効率よく励起錯体を形成することができる。なお、材料のLUMO準位およびHOMO準位は、電気化学特性(還元電位および酸化電位)から導出することができる。具体的には、サイクリックボルタンメトリ(CV)測定法を用いて、還元電位および酸化電位を測定することができる。
なお、励起錯体の形成は、例えば正孔輸送性を有する材料の発光スペクトル、電子輸送性を有する材料の発光スペクトル、およびこれら材料を混合した混合膜の発光スペクトルを比較し、混合膜の発光スペクトルが、各材料の発光スペクトルよりも長波長シフトする(あるいは長波長側に新たなピークを持つ)現象を観測することにより確認することができる。あるいは、正孔輸送性を有する材料の過渡フォトルミネッセンス(PL)、電子輸送性を有する材料の過渡PL、及びこれら材料を混合した混合膜の過渡PLを比較し、混合膜の過渡PL寿命が、各材料の過渡PL寿命よりも長寿命成分を有する、あるいは遅延成分の割合が大きくなるなどの過渡応答の違いを観測することにより、確認することができる。また、上述の過渡PLは過渡エレクトロルミネッセンス(EL)と読み替えても構わない。すなわち、正孔輸送性を有する材料の過渡EL、電子輸送性を有する材料の過渡EL及びこれらの混合膜の過渡ELを比較し、過渡応答の違いを観測することによっても、励起錯体の形成を確認することができる。
《ユニット103X2の構成例1》
ユニット103X2は、層111X2、層112X2および層113X2を備える。層111X2は、層112X2および層113X2の間に挟まれる。
ユニット103Xに用いることができる構成を、ユニット103X2に用いることができる。例えば、ユニット103Xと同一の構成をユニット103X2に用いることができる。
《ユニット103X2の構成例2》
また、ユニット103Xとは異なる構成をユニット103X2に用いることができる。例えば、ユニット103Xの発光色とは色相が異なる光を射出する構成を、ユニット103X2に用いることができる。
具体的には、赤色の光および緑色の光を射出するユニット103Xと、青色の光を射出するユニット103X2を積層して用いることができる。これにより、所望の色の光を射出する発光デバイスを提供することができる。例えば、白色の光を射出する発光デバイスを提供することができる。
<発光デバイス550Xの作製方法>
例えば、乾式法、湿式法、蒸着法、液滴吐出法、塗布法または印刷法等を用いて、電極551X、電極552X、ユニット103X、中間層106X、およびユニット103X2の各層を形成することができる。また、異なる方法を各構成の形成に用いることができる。
具体的には、真空蒸着装置、インクジェット装置、スピンコーターなどのコーティング装置、グラビア印刷装置、オフセット印刷装置、スクリーン印刷装置などを用いて発光デバイス550Xを作製することができる。
例えば、金属材料のペーストを用いる湿式法またはゾル−ゲル法を用いて、電極を形成することができる。また、酸化インジウムに対し1wt%以上20wt%以下の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いて、スパッタリング法により、酸化インジウム−酸化亜鉛膜を形成することができる。また、酸化インジウムに対し酸化タングステンを0.5wt%以上5wt%以下、酸化亜鉛を0.1wt%以上1wt%以下含有したターゲットを用いて、スパッタリング法により酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム(IWZO)膜を形成することができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態3)
本実施の形態では、本発明の一態様の発光デバイス550Xの構成について、図1Aを参照しながら説明する。
<発光デバイス550Xの構成例>
本実施の形態で説明する発光デバイス550Xは、電極551Xと、電極552Xと、ユニット103Xと、ユニット103X2と、中間層106Xと、を有する(図1A参照)。なお、例えば、実施の形態1および実施の形態2において説明する構成を、ユニット103X、ユニット103X2および中間層106Xに用いることができる。
また、発光デバイス550Xは層104Xを有し、層104Xは、電極551Xおよびユニット103Xの間に挟まれる。
《電極551Xの構成例》
例えば、導電性材料を電極551Xに用いることができる。具体的には、金属、合金または導電性化合物を含む膜を、単層または積層で電極551Xに用いることができる。
例えば、効率よく光を反射する膜を電極551Xに用いることができる。具体的には、銀および銅等を含む合金、銀およびパラジウム等を含む合金またはアルミニウム等の金属膜を電極551Xに用いることができる。
また、例えば、光の一部を透過し、光の他の一部を反射する金属膜を電極551Xに用いることができる。これにより、微小共振器構造(マイクロキャビティ)を発光デバイス550Xに設けることができる。または、所定の波長の光を他の光より効率よく取り出すことができる。または、スペクトルの半値幅が狭い光を取り出すことができる。または、鮮やかな色の光を取り出すことができる。
また、例えば、可視光について透光性を有する膜を、電極551Xに用いることができる。具体的には、光が透過する程度に薄い金属の膜、合金の膜または導電性酸化物の膜などを、単層または積層で、電極551Xに用いることができる。
特に、4.0eV以上の仕事関数を備える材料を電極551Xに好適に用いることができる。
例えば、インジウムを含む導電性酸化物を用いることができる。具体的には、酸化インジウム、酸化インジウム−酸化スズ(略称:ITO)、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ(略称:ITSO)、酸化インジウム−酸化亜鉛、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム(略称:IWZO)等を用いることができる。
また、例えば、亜鉛を含む導電性酸化物を用いることができる。具体的には、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛、アルミニウムを添加した酸化亜鉛などを用いることができる。
また、例えば、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、または金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)等を用いることができる。または、グラフェンを用いることができる。
《層104Xの構成例1》
正孔注入性を有する材料を、層104Xに用いることができる。また、層104Xを正孔注入層ということができる。これにより、正孔を、例えば、電極551Xから注入しやすくすることができる。または、発光デバイス550Xの駆動電圧を小さくすることができる。
[電子受容性を有する物質]
有機化合物および無機化合物を、電子受容性を有する物質に用いることができる。電子受容性を有する物質は、電界の印加により、隣接する正孔輸送層あるいは正孔輸送性を有する材料から電子を引き抜くことができる。例えば、層106X1に用いることができる電子受容性を有する物質AM1を、層104Xに用いることができる。
[複合材料の構成例1]
また、例えば、電子受容性を有する物質と正孔輸送性を有する材料を含む複合材料を層104Xに用いることができる。これにより、仕事関数が大きい材料だけでなく、仕事関数の小さい材料を電極551Xに用いることができる。または、仕事関数に依らず、広い範囲の材料から、電極551Xに用いる材料を選ぶことができる。
例えば、芳香族アミン骨格を有する化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、ビニル基を有している芳香族炭化水素、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)などを、複合材料の正孔輸送性を有する材料に用いることができる。また、正孔移動度が、1×10−6cm/Vs以上である材料を、複合材料の正孔輸送性を有する材料に好適に用いることができる。例えば、層112Xに用いることができる正孔輸送性を有する材料を複合材料に用いることができる。
また、比較的深いHOMO準位を有する物質を、複合材料の正孔輸送性を有する材料に好適に用いることができる。具体的には、HOMO準位が−5.7eV以上−5.4eV以下であると好ましい。これにより、ユニット103Xへの正孔の注入を容易にすることができる。また、層112Xへの正孔の注入を容易にすることができる。また、発光デバイス550Xの信頼性を向上することができる。例えば、層106X1に用いることができる複合材料を、層104Xに用いることができる。
[複合材料の構成例2]
例えば、電子受容性を有する物質と、正孔輸送性を有する材料と、アルカリ金属のフッ化物またはアルカリ土類金属のフッ化物とを、含む複合材料を、正孔注入性を有する材料に用いることができる。特に、原子比率において、フッ素原子が20%以上である複合材料を好適に用いることができる。これにより、層104Xの屈折率を低下することができる。または、発光デバイス550Xの内部に屈折率の低い層を形成することができる。または、発光デバイス550Xの外部量子効率を向上することができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態4)
本実施の形態では、本発明の一態様の発光デバイス550Xの構成について、図1および図2を参照しながら説明する。
<発光デバイス550Xの構成例1>
本実施の形態で説明する発光デバイス550Xは、電極551Xと、電極552Xと、ユニット103Xと、ユニット103X2と、中間層106Xと、を有する(図1A参照)。なお、例えば、実施の形態1および実施の形態2において説明する構成を、ユニット103X、ユニット103X2および中間層106Xに用いることができる。
また、発光デバイス550Xは層105Xを有し、層105Xは、電極552Xおよびユニット103X2の間に挟まれる。
《電極552Xの構成例》
例えば、導電性材料を電極552Xに用いることができる。具体的には、金属、合金または導電性化合物を含む材料を、単層または積層で電極552Xに用いることができる。
例えば、実施の形態3において説明する電極551Xに用いることができる材料を、電極552Xに用いることができる。特に、電極551Xより仕事関数が小さい材料を電極552Xに好適に用いることができる。具体的には、仕事関数が3.8eV以下である材料が好ましい。
例えば、元素周期表の第1族に属する元素、元素周期表の第2族に属する元素、希土類金属およびこれらを含む合金を、電極552Xに用いることができる。
具体的には、リチウム(Li)、セシウム(Cs)等、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)等、ユウロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)等およびこれらを含む合金、例えばマグネシウムと銀の合金またはアルミニウムとリチウムの合金を、電極552Xに用いることができる。
《層105Xの構成例1》
例えば、電子注入性を有する材料を、層105Xに用いることができる。また、層105Xを電子注入層ということができる。
具体的には、電子供与性を有する物質を、層105Xに用いることができる。または、電子供与性を有する物質と電子輸送性を有する材料を複合した材料を、層105Xに用いることができる。または、エレクトライドを、層105Xに用いることができる。これにより、例えば、電極552Xから電子を注入しやすくすることができる。または、仕事関数が小さい材料だけでなく、仕事関数の大きい材料を電極552Xに用いることができる。または、仕事関数に依らず、広い範囲の材料から、電極552Xに用いる材料を選ぶことができる。具体的には、Al、Ag、ITO、ケイ素または酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズなどを、電極552Xに用いることができる。または、発光デバイス550Xの駆動電圧を小さくすることができる。
[電子供与性を有する物質]
例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属またはこれらの化合物(酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩等)を、電子供与性を有する物質に用いることができる。または、テトラチアナフタセン(略称:TTN)、ニッケロセン、デカメチルニッケロセン等の有機化合物を、電子供与性を有する物質に用いることもできる。
アルカリ金属化合物(酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む)としては、酸化リチウム、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、炭酸リチウム、炭酸セシウム、8−ヒドロキシキノリナト−リチウム(略称:Liq)、等を用いることができる。
アルカリ土類金属化合物(酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む)としては、フッ化カルシウム(CaF)、等を用いることができる。
[複合材料の構成例1]
また、複数種の物質を複合した材料を、電子注入性を有する材料に用いることができる。例えば、電子供与性を有する物質と電子輸送性を有する材料を、複合材料に用いることができる。
[電子輸送性を有する材料]
例えば、電界強度[V/cm]の平方根が600である条件において、電子移動度が1×10−7cm/Vs以上、5×10−5cm/Vs以下である材料を、電子輸送性を有する材料に好適に用いることができる。これにより、発光層への電子の注入量を制御することができる。または、発光層が電子過多の状態になることを防ぐことができる。
金属錯体またはπ電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物を、電子輸送性を有する材料に用いることができる。例えば、層113Xに用いることができる電子輸送性を有する材料を、層105Xに用いることができる。
[複合材料の構成例2]
また、微結晶状態のアルカリ金属のフッ化物と電子輸送性を有する材料を、複合材料に用いることができる。または、微結晶状態のアルカリ土類金属のフッ化物と電子輸送性を有する材料を、複合材料に用いることができる。特に、アルカリ金属のフッ化物またはアルカリ土類金属のフッ化物を50wt%以上含む複合材料を好適に用いることができる。または、ビピリジン骨格を有する有機化合物を含む複合材料を好適に用いることができる。これにより、層105Xの屈折率を低下することができる。または、発光デバイス550Xの外部量子効率を向上することができる。
[複合材料の構成例3]
例えば、非共有電子対を備える第1の有機化合物および第1の金属を含む複合材料を、層105Xに用いることができる。また、第1の有機化合物の電子数と第1の金属の電子数の合計が奇数であると好ましい。また、第1の有機化合物1モルに対する第1の金属のモル比率は、好ましくは0.1以上10以下、より好ましくは0.2以上2以下、さらに好ましくは0.2以上0.8以下である。
これにより、非共有電子対を備える第1の有機化合物は、第1の金属と相互に作用し、半占有軌道(SOMO:Singly Occupied Molecular Orbital)を形成することができる。また、電極552Xから層105Xに電子を注入する場合に、両者の間にある障壁を低減することができる。
また、電子スピン共鳴法(ESR:Electron spin resonance)を用いて測定したスピン密度が、好ましくは1×1016spins/cm以上、より好ましくは5×1016spins/cm以上、さらに好ましくは1×1017spins/cm以上である複合材料を、層105Xに用いることができる。
[非共有電子対を備える有機化合物]
例えば、電子輸送性を有する材料を、非共有電子対を備える有機化合物に用いることができる。例えば、電子不足型複素芳香環を有する化合物を用いることができる。具体的には、ピリジン環、ジアジン環(ピリミジン環、ピラジン環、ピリダジン環)、トリアジン環の少なくとも一つを有する化合物を用いることができる。これにより、発光デバイス550Xの駆動電圧を低減することができる。
なお、非共有電子対を備える有機化合物の最低空軌道(LUMO:Lowest Unoccupied Molecular Orbital)準位が、−3.6eV以上−2.3eV以下であると好ましい。また、一般にCV(サイクリックボルタンメトリ)、光電子分光法、光吸収分光法、逆光電子分光法等により、有機化合物のHOMO準位及びLUMO準位を見積もることができる。
例えば、4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(略称:BPhen)、2,9−ジ(ナフタレン−2−イル)−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(略称:NBPhen)、ジキノキサリノ[2,3−a:2’,3’−c]フェナジン(略称:HATNA)、2,4,6−トリス[3’−(ピリジン−3−イル)ビフェニル−3−イル]−1,3,5−トリアジン(略称:TmPPPyTz)、2,2’−(1,3−フェニレン)ビス(9−フェニル−1,10−フェナントロリン)(略称:mPPhen2P)等を、非共有電子対を備える有機化合物に用いることができる。なお、NBPhenはBPhenと比較して、高いガラス転移温度(Tg)を備え、耐熱性に優れる。
また、例えば、銅フタロシアニンを、非共有電子対を備える有機化合物に用いることができる。なお、銅フタロシアニンの電子数は奇数である。
[第1の金属]
例えば、非共有電子対を備える第1の有機化合物の電子数が偶数である場合、周期表における奇数の族である第1の金属および第1の有機化合物の複合材料を、層105Xに用いることができる。
例えば、第7族の金属であるマンガン(Mn)、第9族の金属であるコバルト(Co)、第11族の金属である銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、第13族の金属であるアルミニウム(Al)、インジウム(In)は、周期表において奇数の族である。なお、第11族の元素は、第7族または第9族元素と比べて融点が低く、真空蒸着に好適である。特に、Agは融点が低く好ましい。また、水または酸素との反応性が乏しい金属を第1の金属に用いることにより、発光デバイス550Xの耐湿性を向上することができる。
なお、電極552Xおよび層105XにAgを用いることにより、層105Xおよび電極552Xの密着性を高めることができる。
また、非共有電子対を備える第1の有機化合物の電子数が奇数である場合、周期表における偶数の族である第1の金属および第1の有機化合物の複合材料を、層105Xに用いることができる。例えば、第8族の金属である鉄(Fe)は、周期表において偶数の族である。
[エレクトライド]
例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質等を、電子注入性を有する材料に用いることができる。
[複合材料の構成例4]
また、複数種の物質を複合した材料を、電子注入性を有する材料に用いることができる。例えば、実施の形態1において説明する、層106X2に用いることができる構成を、層105Xに用いることができる。
<発光デバイス550Xの構成例2>
本実施の形態で説明する発光デバイス550Xは、電極551Xと、電極552Xと、ユニット103Xと、を有する(図2B参照)。ユニット103Xは電極551Xおよび電極552Xの間に挟まれる。また、発光デバイス550Xは、層104Xおよび層105Xを有し、層104Xは電極551Xおよびユニット103Xの間に挟まれ、層105Xは電極552Xおよびユニット103Xの間に挟まれる。なお、図2Bを用いて説明する本発明の一態様の発光デバイス550Xは、中間層106Xおよびユニット103X2を有していない。
なお、例えば、実施の形態2において説明する構成を、ユニット103Xに用いることができる。また、実施の形態3において説明する構成を、電極551Xおよび層104Xに用いることができる。
《層105Xの構成例4》
電子注入性を有する材料を層105Xに用いることができる。例えば、実施の形態1において説明する、層106X2に用いることができる構成を、層105Xに用いることができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態5)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置700の構成について、図3および図4を参照しながら説明する。
図3は、本発明の一態様の表示装置700の構成を説明する断面図である。図4は、図3を用いて説明する構成とは異なる、本発明の一態様の表示装置700の構成を説明する断面図である。
なお、本明細書等において、メタルマスク、またはFMM(ファインメタルマスク、高精細なメタルマスク)を用いて作製されるデバイスをMM(メタルマスク)構造のデバイスと呼称する場合がある。また、本明細書等において、メタルマスク、またはFMMを用いることなく作製されるデバイスをMML(メタルマスクレス)構造のデバイスと呼称する場合がある。
ファインメタルマスクを用いた作製方法では、隣り合う発光デバイスの間隔を、例えば、10μm未満にすることは困難である。ガラス基板上のフォトリソグラフィ法を用いた作製方法では、隣り合う発光デバイスの間隔を、例えば、10μm未満、5μm以下、3μm以下、2μm以下、1.5μm以下、1μm以下、または、0.5μm以下にまで狭めることができる。また、シリコンウエハ上のフォトリソグラフィ法を用いた作製方法では、例えばLSI向けの露光装置を用いて、隣り合う発光デバイスの間隔を、500nm以下、200nm以下、100nm以下、さらには50nm以下にまで狭めることもできる。
これにより、隣り合う発光デバイスの間に存在する非発光領域の面積を大幅に縮小することができる。また、開口率を100%に近づけることが可能となる。例えば、本発明の一態様の表示装置においては、開口率を、40%以上、50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、さらには90%以上であって、100%未満を実現することもできる。
<表示装置700の構成例1>
本実施の形態で説明する表示装置700は、発光デバイス550X(i,j)と、発光デバイス550Y(i,j)とを有する(図3参照)。
また、表示装置700は基板510および機能層520を有する。機能層520は絶縁膜521を備え、発光デバイス550X(i,j)および発光デバイス550Y(i,j)は、絶縁膜521上に形成される。機能層520は、基板510および発光デバイス550X(i,j)の間に挟まれる。
《発光デバイス550X(i,j)の構成例》
発光デバイス550X(i,j)は、電極551X(i,j)と、電極552X(i,j)と、ユニット103X(i,j)と、ユニット103X2(i,j)と、中間層106X(i,j)と、を有する。また、層104X(i,j)および層105X(i,j)を有する。
例えば、実施の形態1乃至実施の形態4において説明する発光デバイス550Xを、発光デバイス550X(i,j)に用いることができる。具体的には、電極551Xに用いることができる構成を電極551X(i,j)に用いることができ、電極552Xに用いることができる構成を電極552X(i,j)に用いることができる。また、ユニット103Xに用いることができる構成をユニット103X(i,j)に用いることができ、ユニット103X2に用いることができる構成をユニット103X2(i,j)に用いることができる。また、中間層106Xに用いることができる構成を中間層106X(i,j)に用いることができる。また、層104Xに用いることができる構成を層104X(i,j)に用いることができ、層105Xに用いることができる構成を層105X(i,j)に用いることができる。
《発光デバイス550Y(i,j)の構成例》
発光デバイス550Y(i,j)は、発光デバイス550X(i,j)に隣接する。発光デバイス550Y(i,j)は、電極551Y(i,j)と、電極552Y(i,j)と、ユニット103Y(i,j)と、ユニット103Y2(i,j)と、中間層106Y(i,j)と、を有する。また、層104Y(i,j)および層105Y(i,j)を有する。
電極551Y(i,j)は電極551X(i,j)に隣接し、電極551Y(i,j)は電極551X(i,j)との間に間隙551XY(i,j)を備える。なお、電極551Y(i,j)に供給する電位は、電極551X(i,j)と同じであっても、異なってもよい。異なる電位を供給することで、発光デバイス550Y(i,j)を発光デバイス550X(i,j)とは異なる条件で駆動することができる。
電極552Y(i,j)は電極551Y(i,j)と重なる。
ユニット103Y(i,j)は、電極551Y(i,j)および電極552Y(i,j)の間に挟まれ、ユニット103Y2(i,j)は、電極552Y(i,j)およびユニット103Y(i,j)の間に挟まれる。また、中間層106Y(i,j)は、ユニット103Y2(i,j)およびユニット103Y(i,j)の間に挟まれ、中間層106Y(i,j)は、中間層106X(i,j)との間に領域106XYを備える。領域106XYは、中間層106X(i,j)および中間層106Y(i,j)を分離し、領域106XYは、間隙551XY(i,j)と重なる。なお、ユニット103Y(i,j)は、層111Y(i,j)、層112Y(i,j)および層113Y(i,j)を備える。また、ユニット103Y2(i,j)は、層111Y2(i,j)、層112Y2(i,j)および層113Y2(i,j)を備える。
層104Y(i,j)は、ユニット103Y(i,j)および電極551Y(i,j)の間に挟まれ、層105Y(i,j)は電極552Y(i,j)およびユニット103Y2(i,j)の間に挟まれる。
例えば、実施の形態1乃至実施の形態4において説明する発光デバイス550Xの構成を、発光デバイス550Y(i,j)に用いることができる。具体的には、電極551Xに用いることができる構成を電極551Y(i,j)に用いることができ、電極552Xに用いることができる構成を電極552Y(i,j)に用いることができる。また、ユニット103Xに用いることができる構成をユニット103Y(i,j)に用いることができ、ユニット103X2に用いることができる構成をユニット103Y2(i,j)に用いることができる。また、中間層106Xに用いることができる構成を中間層106Y(i,j)に用いることができる。また、層104Xに用いることができる構成を層104Y(i,j)に用いることができ、層105Xに用いることができる構成を層105Y(i,j)に用いることができる。
なお、発光デバイス550X(i,j)の構成の一部を発光デバイス550Y(i,j)の構成の一部に用いることができる。例えば、電極552X(i,j)に用いることができる導電膜の一部を電極552Y(i,j)に用いることができる。これにより、構成の一部を共通にすることができる。また、作製工程を簡略化することができる。
また、発光デバイス550X(i,j)が射出する光の色相と異なる色相の光を射出する構成を発光デバイス550Y(i,j)に用いることができる。例えば、ユニット103Y(i,j)が射出する光ELY1の色相を、光ELX1の色相と異ならせることができる。また、ユニット103Y2(i,j)が射出する光ELY2の色相を、光ELX2の色相と異ならせることができる。
また、発光デバイス550X(i,j)が射出する光の色相と同じ色相の光を射出する構成を発光デバイス550Y(i,j)に用いることができる。
例えば、発光デバイス550X(i,j)および発光デバイス550Y(i,j)が、いずれも白色の光を射出してもよい。なお、着色層を発光デバイス550X(i,j)に重ねて配置し、所定の色相の光を白色の光から取り出すことができる。また、別の着色層を発光デバイス550Y(i,j)に重ねて配置し、別の所定の色相の光を白色の光から取り出すことができる。
また、例えば、発光デバイス550X(i,j)および発光デバイス550Y(i,j)が、いずれも青色の光を射出してもよい。なお、色変換層を発光デバイス550X(i,j)に重ねて配置し、青色の光を所定の色相の光に変換することができる。また、別の色変換層を発光デバイス550Y(i,j)に重ねて配置し、青色の光を別の所定の色相の光に変換することができる。青色の光を、例えば緑色の光または赤色の光に変換することができる。
<表示装置700の構成例2>
また、本実施の形態で説明する表示装置700は、絶縁膜528を有する(図3参照)。
《絶縁膜528の構成例》
絶縁膜528は開口部を備え、一の開口部は電極551X(i,j)と重なり、他の開口部は電極551Y(i,j)と重なる。また、絶縁膜528は間隙551XY(i,j)と重なる。
《間隙551XY(i,j)の構成例》
電極551X(i,j)および電極551Y(i,j)の間に挟まれる間隙551XY(i,j)は、例えば、溝状の形状を備える。これにより、当該溝に沿って段差が形成される。また、間隙551XY(i,j)上に堆積する膜と、電極551X(i,j)上に堆積する膜との間に、断絶されたまたは膜厚が薄い部分が形成される。
例えば、加熱蒸着法等の異方性を有する成膜方法を用いると、断絶されたまたは膜厚の薄い部分が、上記段差に沿って、層106X1(i,j)および層106Y1(i,j)の間に挟まれる領域106XY1(i,j)に形成される。また、断絶されたまたは膜厚の薄い部分が、層106X2(i,j)および層106Y2(i,j)の間に挟まれる領域106XY2(i,j)に形成される。
これにより、領域106XYを流れる電流を抑制できる。例えば、領域106XY1(i,j)を流れる電流を抑制できる。また、中間層106X(i,j)および中間層106Y(i,j)の間を流れる電流を抑制できる。また、発光デバイス550X(i,j)の動作に伴い、隣接する発光デバイス550Y(i,j)が意図せず発光してしまう現象の発生を抑制することができる。
<表示装置700の構成例3>
本実施の形態で説明する表示装置700は、発光デバイス550X(i,j)と、発光デバイス550Y(i,j)とを有する(図4参照)。発光デバイス550Y(i,j)は、発光デバイス550X(i,j)に隣接する。
なお、表示装置700は、間隙551XY(i,j)と重なる部分において、発光デバイス550X(i,j)または発光デバイス550Y(i,j)の構成の一部または全部が取り除かれている点および絶縁膜528に換えて、絶縁膜528_1、絶縁膜528_2および絶縁膜528_3を備える点が、図3を用いて説明する表示装置700とは異なる。ここでは、異なる部分について詳細に説明し、同じ構成を備える部分については、上記の説明を援用する。
《絶縁膜528_1の構成例》
絶縁膜528_1は開口部を備え、一の開口部は電極551X(i,j)と重なり、他の開口部は電極551Y(i,j)と重なる(図4参照)。また、絶縁膜528_1は間隙551XY(i,j)と重なる開口部を備える。
《絶縁膜528_2の構成例》
絶縁膜528_2は開口部を備え、一の開口部は電極551X(i,j)と重なり、他の開口部は電極551Y(i,j)と重なる。また、絶縁膜528_2は間隙551XY(i,j)と重なる。
絶縁膜528_2は、層104X(i,j)、ユニット103X(i,j)、中間層106X(i,j)およびユニット103X2(i,j)と接する領域を備える。
また、絶縁膜528_2は、層104Y(i,j)、ユニット103Y(i,j)、中間層106Y(i,j)およびユニット103Y2(i,j)と接する領域を備える。
また、絶縁膜528_2は、絶縁膜521と接する領域を備える。
《絶縁膜528_3の構成例》
絶縁膜528_3は開口部を備え、一の開口部は電極551X(i,j)と重なり、他の開口部は電極551Y(i,j)と重なる。また、絶縁膜528_3は、間隙551XY(i,j)と重なる領域に形成される溝を埋める。
これにより、例えば、中間層106X(i,j)および中間層106Y(i,j)の間を、電気的に絶縁することができる。また、領域106XYを流れる電流を抑制することができる。例えば、領域106XY1(i,j)を流れる電流を抑制できる。また、発光デバイス550X(i,j)の動作に伴い、隣接する発光デバイス550Y(i,j)が意図せず発光してしまう現象の発生を抑制することができる。また、ユニット103X2(i,j)の上面とユニット103Y2(i,j)の上面の間に生じる段差の大きさを低減することができる。また、電極552X(i,j)および電極552Y(i,j)の間において、当該段差に伴う断絶されたまたは膜厚が薄い部分が形成される現象の発生を抑制することができる。また、一の導電膜を電極552X(i,j)および電極552Y(i,j)に用いることができる。
なお、例えば、フォトリソグラフィ法を用いて、発光デバイス550X(i,j)または発光デバイス550Y(i,j)の構成の一部または全部を、間隙551XY(i,j)と重なる部分から取り除くことができる。
具体的には、第1のステップにおいて、後に絶縁膜528_1になる第1の絶縁膜を、後にユニット103Y2(i,j)になる膜上に形成する。
第2のステップにおいて、フォトリソグラフィ法を用いて、間隙551XY(i,j)と重なる開口部を、第1の絶縁膜に形成する。
第3のステップにおいて、当該絶縁膜をレジストに用いて、発光デバイス550Y(i,j)の構成の一部または全部を、間隙551XY(i,j)と重なる領域から取り除く。例えば、ドライエッチング法を用いることができる。これにより、間隙551XY(i,j)と重なる領域に溝が形成される。
第4のステップにおいて、例えば、原子層堆積法(ALD:Atomic Layer Deposition)を用いて、絶縁膜528_2になる第2の絶縁膜を形成する。
第5のステップにおいて、例えば、感光性高分子を用いて、絶縁膜528_3を形成し、間隙551XY(i,j)と重なる領域に形成された溝を埋める。
第6のステップにおいて、フォトリソグラフィ法を用いて、電極551Y(i,j)と重なる開口部を、第1の絶縁膜および第2の絶縁膜に形成し、絶縁膜528_1および絶縁膜528_2を形成する。
第7のステップにおいて、ユニット103Y2(i,j)上に、層105Y(i,j)および電極552Y(i,j)を連続して形成する。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態6)
本実施の形態では、本発明の一態様の装置の構成について、図5乃至図7を参照しながら説明する。
図5は本発明の一態様の装置の構成を説明する図である。図5Aは本発明の一態様の装置の上面図であり、図5Bは図5Aの一部を説明する上面図である。また、図5Cは、図5Aに示す切断線X1−X2、切断線X3−X4、および一組の画素703(i,j)における断面図である。
図6は本発明の一態様の装置の構成を説明する回路図である。
図7は本発明の一態様の装置の構成を説明する図である。図7Aは本発明の一態様の装置の断面図であり、図7Bは図7Aを用いて説明する装置とは異なる構成を備える本発明の一態様の装置の断面図である。また、図7Cは図7Bに示す装置に用いることができる発光デバイスの断面図である。
なお、本明細書において、1以上の整数を値にとる変数を符号に用いる場合がある。例えば、1以上の整数の値をとる変数pを含む(p)を、最大p個の構成要素のいずれかを特定する符号の一部に用いる場合がある。また、例えば、1以上の整数の値をとる変数mおよび変数nを含む(m,n)を、最大m×n個の構成要素のいずれかを特定する符号の一部に用いる場合がある。
<表示装置700の構成例1>
本発明の一態様の表示装置700は、領域231を有する(図5A参照)。領域231は、一組の画素703(i,j)を備える。
《一組の画素703(i,j)の構成例》
一組の画素703(i,j)は、画素702X(i,j)を備える(図5Bおよび図5C参照)。
画素702X(i,j)は、画素回路530X(i,j)および発光デバイス550X(i,j)を備える。発光デバイス550X(i,j)は、画素回路530X(i,j)と電気的に接続される。
《発光デバイスの構成例1》
例えば、実施の形態1乃至実施の形態4において説明する発光デバイスを、発光デバイス550X(i,j)に用いることができる。表示装置700は画像を表示する機能を備える。
<表示装置700の構成例2>
また、本発明の一態様の表示装置700は、機能層540と、機能層520と、を有する(図5C参照)。機能層540は機能層520と重なる。
機能層540は、発光デバイス550X(i,j)を備える。
機能層520は、画素回路530X(i,j)および配線を備える(図5C参照)。画素回路530X(i,j)は、配線と電気的に接続される。例えば、機能層520の開口部591Xまたは開口部591Yに設けられた導電膜を配線に用いることができる。また、配線は、端子519Bおよび画素回路530X(i,j)を電気的に接続する。なお、導電性材料CPは、端子519Bおよびフレキシブルプリント基板FPC1を電気的に接続する。
<表示装置700の構成例3>
また、本発明の一態様の表示装置700は、駆動回路GDおよび駆動回路SDを有する(図5A参照)。
《駆動回路GDの構成例》
駆動回路GDは、第1の選択信号および第2の選択信号を供給する。
《駆動回路SDの構成例》
駆動回路SDは、第1の制御信号および第2の制御信号を供給する。
《配線の構成例》
配線としては、導電膜G1(i)、導電膜G2(i)、導電膜S1(j)、導電膜S2(j)、導電膜ANO、導電膜VCOM2および導電膜V0を含む(図6参照)。
導電膜G1(i)は第1の選択信号を供給され、導電膜G2(i)は第2の選択信号を供給される。
導電膜S1(j)は第1の制御信号を供給され、導電膜S2(j)は第2の制御信号を供給される。
《画素回路530X(i,j)の構成例1》
画素回路530X(i,j)は、導電膜G1(i)および導電膜S1(j)と電気的に接続される。導電膜G1(i)は第1の選択信号を供給し、導電膜S1(j)は第1の制御信号を供給する。
画素回路530X(i,j)は、第1の選択信号および第1の制御信号に基づいて、発光デバイス550X(i,j)を駆動する。また、発光デバイス550X(i,j)は、光を射出する。
発光デバイス550X(i,j)は、一方の電極が画素回路530X(i,j)と電気的に接続され、他方の電極が導電膜VCOM2と電気的に接続される。
《画素回路530X(i,j)の構成例2》
画素回路530X(i,j)は、スイッチSW21、スイッチSW22、トランジスタM21、容量C21およびノードN21を備える。
トランジスタM21は、ノードN21と電気的に接続されるゲート電極と、発光デバイス550X(i,j)と電気的に接続される第1の電極と、導電膜ANOと電気的に接続される第2の電極と、を備える。
スイッチSW21は、ノードN21と電気的に接続される第1の端子と、導電膜S1(j)と電気的に接続される第2の端子と、導電膜G1(i)の電位に基づいて、導通状態または非導通状態を制御する機能を有するゲート電極と、を備える。
スイッチSW22は、導電膜S2(j)と電気的に接続される第1の端子と、導電膜G2(i)の電位に基づいて、導通状態または非導通状態を制御する機能を有するゲート電極と、を備える。
容量C21は、ノードN21と電気的に接続される導電膜と、スイッチSW22の第2の電極と電気的に接続される導電膜を備える。
これにより、画像信号をノードN21に格納することができる。または、ノードN21の電位を、スイッチSW22を用いて、変更することができる。または、発光デバイス550X(i,j)が射出する光の強度を、ノードN21の電位を用いて、制御することができる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な装置を提供することができる。
《画素回路530X(i,j)の構成例3》
画素回路530X(i,j)は、スイッチSW23、ノードN22および容量C22を備える。
スイッチSW23は、導電膜V0と電気的に接続される第1の端子と、ノードN22と電気的に接続される第2の端子と、導電膜G2(i)の電位に基づいて導通状態または非導通状態を制御する機能を有するゲート電極と、を備える。
容量C22は、ノードN21と電気的に接続される導電膜と、ノードN22と電気的に接続される導電膜を備える。
なお、トランジスタM21の第1の電極は、ノードN22と電気的に接続される。
《画素702X(i,j)の構成例1》
画素702X(i,j)は、発光デバイス550X(i,j)および画素回路530X(i,j)を備える(図7A参照)。機能層540は発光デバイス550X(i,j)および着色層CFXを含み、機能層520は画素回路530X(i,j)を含む。
発光デバイス550X(i,j)はトップエミッション型の発光デバイスであり、発光デバイス550X(i,j)は光ELXを機能層520が配置されていない側に射出する。
着色層CFXは、発光デバイス550X(i,j)が射出する光の一部を透過する。例えば、白色の光の一部を透過して、青色の光、緑色の光または赤色の光を取り出すことができる。なお、着色層CFXに換えて色変換層を用いることもできる。これにより、波長の短い光を、波長の長い光に変換することができる。
《画素702X(i,j)の構成例2》
図7Bを用いて説明する画素702X(i,j)は、ボトムエミッション型の発光デバイスを備える。発光デバイス550X(i,j)は光ELXを機能層520が配置されている側に射出する。
機能層520は領域520Tを備え、領域520Tは光ELXを透過する。また、機能層520は着色層CFXを備え、着色層CFXは領域520Tと重なる。
《発光デバイスの構成例2》
例えば、図7Cを用いて説明する発光デバイス550Xと同じ構成を備える発光デバイスを、発光デバイス550X(i,j)に用いることができる。
本実施の形態で説明する発光デバイス550Xは、電極551Xと、電極552Xと、ユニット103Xと、ユニット103X2と、ユニット103X3と、中間層106Xと、中間層106XXと、を有する。
ユニット103Xは、電極551Xおよび電極552Xの間に挟まれ、ユニット103X2は、電極552Xおよびユニット103Xの間に挟まれ、ユニット103X3は、電極552Xおよびユニット103X2の間に挟まれる。また、中間層106Xはユニット103X2およびユニット103Xの間に挟まれ、中間層106XXはユニット103X3およびユニット103X2の間に挟まれる。
ユニット103Xは光ELX1を射出する機能を備え、ユニット103X2は光ELX21および光ELX22を射出する機能を備え、ユニット103X3は光ELX3を射出する機能を備える。中間層106Xは電子をユニット103Xに供給し、正孔をユニット103X2に供給する機能を備える。また、中間層106XXは電子をユニット103X2に供給し、正孔をユニット103X3に供給する機能を備える。
なお、実施の形態1乃至実施の形態4において説明する発光デバイス550Xに用いることができる構成を、電極551X、電極552X、ユニット103X、ユニット103X2に用いることができる。また、ユニット103Xに用いることができる構成を、ユニット103X3に用いることができ、中間層106Xに用いることができる構成を中間層106XXに用いることができる。例えば、青色の光を発する発光性の材料を層111Xおよび層111X3に用いることができる。
《ユニット103X2の構成例》
例えば、層111X21および層111X22をユニット103X2に用いることができる。層111X21および層111X22は、いずれも発光性の材料を含む。例えば、赤色の光を発する発光性の材料を層111X21に用いることができる。また、例えば、黄色の光を発する発光性の材料を層111X22に用いることができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態7)
本実施の形態では、実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一に記載の発光デバイスを用いた発光装置について説明する。
本実施の形態では、実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一に記載の発光デバイスを用いて作製された発光装置について図8を用いて説明する。なお、図8Aは、発光装置を示す上面図、図8Bは図8AをA−BおよびC−Dで切断した断面図である。この発光装置は、発光デバイスの発光を制御するものとして、画素部602および駆動回路部を有し、駆動回路部はソース線駆動回路601およびゲート線駆動回路603を含んでいる。また、発光装置は封止基板604およびシール材605を備え、シール材605は空間607を囲む。
なお、引き回し配線608はソース線駆動回路601及びゲート線駆動回路603に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子609となるFPC(フレキシブルプリントサーキット)からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではFPCしか図示されていないが、このFPCにはプリント配線基板(PWB)が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにFPCもしくはPWBが取り付けられた状態をも含むものとする。
次に、断面構造について図8Bを用いて説明する。素子基板610上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース線駆動回路601と、画素部602中の一つの画素が示されている。
素子基板610はガラス、石英、有機樹脂、金属、合金、半導体などからなる基板の他、FRP(Fiber Reinforced Plastics)、PVF(ポリビニルフロライド)、ポリエステルまたはアクリル樹脂等からなるプラスチック基板を用いて作製すればよい。
画素または駆動回路に用いられるトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、逆スタガ型のトランジスタとしてもよいし、スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート型のトランジスタでもボトムゲート型トランジスタでもよい。トランジスタに用いる半導体材料は特に限定されず、例えば、シリコン、ゲルマニウム、炭化シリコン、窒化ガリウム等を用いることができる。または、In−Ga−Zn系金属酸化物などの、インジウム、ガリウム、亜鉛のうち少なくとも一つを含む酸化物半導体を用いてもよい。
トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体(微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、又は一部に結晶領域を有する半導体)のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
ここで、上記画素または駆動回路に設けられるトランジスタの他、後述するタッチセンサ等に用いられるトランジスタなどの半導体装置には、酸化物半導体を適用することが好ましい。特にシリコンよりもバンドギャップの広い酸化物半導体を適用することが好ましい。シリコンよりもバンドギャップの広い酸化物半導体を用いることで、トランジスタのオフ状態における電流を低減できる。
上記酸化物半導体は、少なくともインジウム(In)又は亜鉛(Zn)を含むことが好ましい。また、In−M−Zn系酸化物(MはAl、Ti、Ga、Ge、Y、Zr、Sn、La、CeまたはHf等の金属)で表記される酸化物を含む酸化物半導体であることがより好ましい。
特に、半導体層として、複数の結晶部を有し、当該結晶部はc軸が半導体層の被形成面、または半導体層の上面に対し垂直に配向し、且つ隣接する結晶部間には粒界を有さない酸化物半導体膜を用いることが好ましい。
半導体層としてこのような材料を用いることで、電気特性の変動が抑制され、信頼性の高いトランジスタを実現できる。
また、上述の半導体層を有するトランジスタはその低いオフ電流により、トランジスタを介して容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。このようなトランジスタを画素に適用することで、各表示領域に表示した画像の階調を維持しつつ、駆動回路を停止することも可能となる。その結果、極めて消費電力の低減された電子機器を実現できる。
トランジスタの特性安定化等のため、下地膜を設けることが好ましい。下地膜としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜などの無機絶縁膜を用い、単層で又は積層して作製することができる。下地膜はスパッタリング法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法(プラズマCVD法、熱CVD法、MOCVD(Metal Organic CVD)法など)、ALD(Atomic Layer Deposition)法、塗布法、印刷法等を用いて形成できる。なお、下地膜は、必要で無ければ設けなくてもよい。
なお、FET623はソース線駆動回路601に形成されるトランジスタの一つを示すものである。また、駆動回路は、種々のCMOS回路、PMOS回路もしくはNMOS回路で形成すれば良い。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を基板上ではなく外部に形成することもできる。
また、画素部602はスイッチング用FET611と、電流制御用FET612とそのドレインに電気的に接続された第1の電極613とを含む複数の画素により形成されているが、これに限定されず、3つ以上のFETと、容量素子とを組み合わせた画素部としてもよい。
なお、第1の電極613の端部を覆って絶縁物614が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成することができる。
また、後に形成するEL層等の被覆性を良好なものとするため、絶縁物614の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物614の材料としてポジ型の感光性アクリル樹脂を用いた場合、絶縁物614の上端部のみに曲率半径(0.2μm以上3μm以下)を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物614として、ネガ型の感光性樹脂、或いはポジ型の感光性樹脂のいずれも使用することができる。
第1の電極613上には、EL層616、および第2の電極617がそれぞれ形成されている。ここで、陽極として機能する第1の電極613に用いる材料としては、仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、ITO膜、またはケイ素を含有したインジウム錫酸化物膜、2wt%以上20wt%以下の酸化亜鉛を含む酸化インジウム膜、窒化チタン膜、クロム膜、タングステン膜、Zn膜、Pt膜などの単層膜の他、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との3層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる。
また、EL層616は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート法等の種々の方法によって形成される。EL層616は、実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一で説明したような構成を含んでいる。また、EL層616を構成する他の材料としては、低分子化合物、または高分子化合物(オリゴマー、デンドリマーを含む)であっても良い。
さらに、EL層616上に形成され、陰極として機能する第2の電極617に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料(Al、Mg、Li、Ca、またはこれらの合金または化合物(MgAg、MgIn、AlLi等)等)を用いることが好ましい。なお、EL層616で生じた光が第2の電極617を透過させる場合には、第2の電極617として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜(ITO、2wt%以上20wt%以下の酸化亜鉛を含む酸化インジウム、ケイ素を含有したインジウム錫酸化物、酸化亜鉛(ZnO)等)との積層を用いるのが良い。
なお、第1の電極613、EL層616および第2の電極617は、発光デバイスを構成している。当該発光デバイスは実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一に記載の発光デバイスである。なお、画素部は複数の発光デバイスが形成されており、本実施の形態における発光装置では、実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一に記載の発光デバイスと、それ以外の構成を有する発光デバイスの両方が混在していても良い。
さらにシール材605で封止基板604を素子基板610と貼り合わせることにより、素子基板610、封止基板604、およびシール材605で囲まれた空間607に発光デバイス618が備えられた構造になっている。なお、空間607には、充填材が充填されており、不活性気体(窒素またはアルゴン等)が充填される場合の他、シール材で充填される場合もある。封止基板には凹部を形成し、そこに乾燥材を設けることで水分の影響による劣化を抑制することができ、好ましい構成である。
なお、シール材605にはエポキシ系樹脂またはガラスフリットを用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分および酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板604に用いる材料としてガラス基板または石英基板の他、FRP(Fiber Reinforced Plastics)、PVF(ポリビニルフロライド)、ポリエステルまたはアクリル樹脂等からなるプラスチック基板を用いることができる。
図8Aおよび図8Bには示されていないが、第2の電極617上に保護膜を設けても良い。保護膜は有機樹脂膜または無機絶縁膜で形成すればよい。また、シール材605の露出した部分を覆うように、保護膜が形成されていても良い。また、保護膜は、一対の基板の表面及び側面、封止層、絶縁層、等の露出した側面を覆って設けることができる。
保護膜には、水などの不純物を透過しにくい材料を用いることができる。したがって、水などの不純物が外部から内部に拡散することを効果的に抑制することができる。
保護膜を構成する材料としては、酸化物、窒化物、フッ化物、硫化物、三元化合物、金属またはポリマー等を用いることができ、例えば、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、ハフニウムシリケート、酸化ランタン、酸化珪素、チタン酸ストロンチウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化イットリウム、酸化セリウム、酸化スカンジウム、酸化エルビウム、酸化バナジウムまたは酸化インジウム等を含む材料または窒化アルミニウム、窒化ハフニウム、窒化珪素、窒化タンタル、窒化チタン、窒化ニオブ、窒化モリブデン、窒化ジルコニウムまたは窒化ガリウム等を含む材料、チタンおよびアルミニウムを含む窒化物、チタンおよびアルミニウムを含む酸化物、アルミニウムおよび亜鉛を含む酸化物、マンガンおよび亜鉛を含む硫化物、セリウムおよびストロンチウムを含む硫化物、エルビウムおよびアルミニウムを含む酸化物、イットリウムおよびジルコニウムを含む酸化物等を含む材料を用いることができる。
保護膜は、段差被覆性(ステップカバレッジ)の良好な成膜方法を用いて形成することが好ましい。このような手法の一つに、原子層堆積(ALD:Atomic Layer Deposition)法がある。ALD法を用いて形成することができる材料を、保護膜に用いることが好ましい。ALD法を用いることで緻密な、クラックまたはピンホールなどの欠陥が低減された、または均一な厚さを備える保護膜を形成することができる。また、保護膜を形成する際に加工部材に与える損傷を、低減することができる。
例えばALD法を用いて保護膜を形成することで、複雑な凹凸形状を有する表面または、タッチパネルの上面、側面及び裏面にまで均一で欠陥の少ない保護膜を形成することができる。
以上のようにして、実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一に記載の発光デバイスを用いて作製された発光装置を得ることができる。
本実施の形態における発光装置は、実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一に記載の発光デバイスを用いているため、良好な特性を備えた発光装置を得ることができる。具体的には、実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一に記載の発光デバイスは発光効率が良好なため、消費電力の小さい発光装置とすることが可能である。
図9には白色発光を呈する発光デバイスを形成し、着色層(カラーフィルタ)等を設けることによってフルカラー化した発光装置の例を示す。図9Aには基板1001、下地絶縁膜1002、ゲート絶縁膜1003、ゲート電極1006、ゲート電極1007、ゲート電極1008、第1の層間絶縁膜1020、第2の層間絶縁膜1021、周辺部1042、画素部1040、駆動回路部1041、発光デバイスの電極1024W、電極1024R、電極1024G、電極1024B、隔壁1025、EL層1028、発光デバイスの電極1029、封止基板1031、シール材1032などが図示されている。
また、図9Aでは着色層(赤色の着色層1034R、緑色の着色層1034G、青色の着色層1034B)は透明な基材1033に設けている。また、ブラックマトリクス1035をさらに設けても良い。着色層及びブラックマトリクスが設けられた透明な基材1033は、位置合わせし、基板1001に固定する。なお、着色層、及びブラックマトリクス1035は、オーバーコート層1036で覆われている。また、図9Aにおいては、光が着色層を透過せずに外部へと出る発光層と、各色の着色層を透過して外部に光が出る発光層とがあり、着色層を透過しない光は白、着色層を透過する光は赤、緑、青となることから、4色の画素で映像を表現することができる。
図9Bでは着色層(赤色の着色層1034R、緑色の着色層1034G、青色の着色層1034B)をゲート絶縁膜1003と第1の層間絶縁膜1020との間に形成する例を示した。このように、着色層は基板1001と封止基板1031の間に設けられていても良い。
また、以上に説明した発光装置では、FETが形成されている基板1001側に光を取り出す構造(ボトムエミッション型)の発光装置としたが、封止基板1031側に発光を取り出す構造(トップエミッション型)の発光装置としても良い。トップエミッション型の発光装置の断面図を図10に示す。この場合、基板1001は光を通さない基板を用いることができる。FETと発光デバイスの陽極とを接続する接続電極を作製するまでは、ボトムエミッション型の発光装置と同様に形成する。その後、第3の層間絶縁膜1037を、電極1022を覆って形成する。この絶縁膜は平坦化の役割を担っていても良い。第3の層間絶縁膜1037は第2の層間絶縁膜と同様の材料の他、他の公知の材料を用いて形成することができる。
発光デバイスの電極1024W、電極1024R、電極1024G、電極1024Bはここでは陽極とするが、陰極であっても構わない。また、図10のようなトップエミッション型の発光装置である場合、電極1024W、電極1024R、電極1024G、電極1024Bを反射電極とすることが好ましい。EL層1028の構成は、実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一においてユニット103Xとして説明したような構成とし、且つ、白色の発光が得られるような素子構造とする。
図10のようなトップエミッションの構造では着色層(赤色の着色層1034R、緑色の着色層1034G、青色の着色層1034B)を設けた封止基板1031で封止を行うことができる。封止基板1031には画素と画素との間に位置するようにブラックマトリクス1035を設けても良い。着色層(赤色の着色層1034R、緑色の着色層1034G、青色の着色層1034B)またはブラックマトリクス1035はオーバーコート層によって覆われていても良い。なお封止基板1031は透光性を有する基板を用いることとする。また、ここでは赤、緑、青、白の4色でフルカラー表示を行う例を示したが特に限定されず、赤、黄、緑、青の4色または赤、緑、青の3色でフルカラー表示を行ってもよい。
トップエミッション型の発光装置では、マイクロキャビティ構造の適用が好適に行える。マイクロキャビティ構造を有する発光デバイスは、第1の電極を反射電極、第2の電極を半透過・半反射電極とすることにより得られる。反射電極と半透過・半反射電極との間には少なくともEL層を有し、少なくとも発光領域となる発光層を有している。
なお、反射電極は、可視光の反射率が40%乃至100%、好ましくは70%乃至100%であり、かつその抵抗率が1×10−2Ω・cm以下の膜であるとする。また、半透過・半反射電極は、可視光の反射率が20%乃至80%、好ましくは40%乃至70%であり、かつその抵抗率が1×10−2Ω・cm以下の膜であるとする。
EL層に含まれる発光層から射出される発光は、反射電極と半透過・半反射電極とによって反射され、共振する。
当該発光デバイスは、透明導電膜または上述の複合材料、キャリア輸送材料などの厚みを変えることで反射電極と半透過・半反射電極の間の光学的距離を変えることができる。これにより、反射電極と半透過・半反射電極との間において、共振する波長の光を強め、共振しない波長の光を減衰させることができる。
なお、反射電極によって反射されて戻ってきた光(第1の反射光)は、発光層から半透過・半反射電極に直接入射する光(第1の入射光)と大きな干渉を起こすため、反射電極と発光層の光学的距離を(2n−1)λ/4(ただし、nは1以上の自然数、λは増幅したい発光の波長)に調節することが好ましい。当該光学的距離を調節することにより、第1の反射光と第1の入射光との位相を合わせ発光層からの発光をより増幅させることができる。
なお、上記構成においてEL層は、複数の発光層を有する構造であっても、単一の発光層を有する構造であっても良く、例えば、上述のタンデム型発光デバイスの構成と組み合わせて、一つの発光デバイスに電荷発生層を挟んで複数のEL層を設け、それぞれのEL層に単数もしくは複数の発光層を形成する構成に適用してもよい。
マイクロキャビティ構造を有することで、特定波長の正面方向の発光強度を強めることが可能となるため、低消費電力化を図ることができる。なお、赤、黄、緑、青の4色の副画素で映像を表示する発光装置の場合、黄色発光による輝度向上効果のうえ、全副画素において各色の波長に合わせたマイクロキャビティ構造を適用できるため良好な特性の発光装置とすることができる。
本実施の形態における発光装置は、実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一に記載の発光デバイスを用いているため、良好な特性を備えた発光装置を得ることができる。具体的には、実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一に記載の発光デバイスは発光効率が良好なため、消費電力の小さい発光装置とすることが可能である。
ここまでは、アクティブマトリクス型の発光装置について説明したが、以下からはパッシブマトリクス型の発光装置について説明する。図11には本発明を適用して作製したパッシブマトリクス型の発光装置を示す。なお、図11Aは、発光装置を示す斜視図、図11Bは図11AをX−Yで切断した断面図である。図11において、基板951上には、電極952と電極956との間にはEL層955が設けられている。電極952の端部は絶縁層953で覆われている。そして、絶縁層953上には隔壁層954が設けられている。隔壁層954の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層954の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺(絶縁層953の面方向と同様の方向を向き、絶縁層953と接する辺)の方が上辺(絶縁層953の面方向と同様の方向を向き、絶縁層953と接しない辺)よりも短い。このように、隔壁層954を設けることで、静電気等に起因した発光デバイスの不良を防ぐことが出来る。また、パッシブマトリクス型の発光装置においても、実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一に記載の発光デバイスを用いており、信頼性の良好な発光装置、又は消費電力の小さい発光装置とすることができる。
以上、説明した発光装置は、マトリクス状に配置された多数の微小な発光デバイスをそれぞれ制御することが可能であるため、画像の表現を行う表示装置として好適に利用できる発光装置である。
また、本実施の形態は他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
(実施の形態8)
本実施の形態では、実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一に記載の発光デバイスを照明装置として用いる例を、図12を参照しながら説明する。図12Bは照明装置の上面図、図12Aは図12Bにおけるe−f断面図である。
本実施の形態における照明装置は、支持体である透光性を有する基板400上に、第1の電極401が形成されている。第1の電極401は実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一における電極551Xに相当する。第1の電極401側から発光を取り出す場合、第1の電極401は透光性を有する材料により形成する。
第2の電極404に電圧を供給するためのパッド412が基板400上に形成される。
第1の電極401上にはEL層403が形成されている。EL層403は実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一における層104X、ユニット103Xおよび層105Xを合わせた構成または層104X、ユニット103X、中間層106X、ユニット103X2および層105Xを合わせた構成などに相当する。なお、これらの構成については当該記載を参照されたい。
EL層403を覆って第2の電極404を形成する。第2の電極404は実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一における電極552Xに相当する。発光を第1の電極401側から取り出す場合、第2の電極404は反射率の高い材料によって形成される。第2の電極404はパッド412と接続することによって、電圧が供給される。
以上、第1の電極401、EL層403、及び第2の電極404を有する発光デバイスを本実施の形態で示す照明装置は有している。当該発光デバイスは発光効率の高い発光デバイスであるため、本実施の形態における照明装置は消費電力の小さい照明装置とすることができる。
以上の構成を有する発光デバイスが形成された基板400と、封止基板407とを、シール材405およびシール材406を用いて固着し、封止することによって照明装置が完成する。シール材405およびシール材406はどちらか一方でもかまわない。また、内側のシール材406(図12Bでは図示せず)には乾燥剤を混ぜることもでき、これにより、水分を吸着することができ、信頼性の向上につながる。
また、パッド412と第1の電極401の一部をシール材405、シール材406の外に伸張して設けることによって、外部入力端子とすることができる。また、その上にコンバーターなどを搭載したICチップ420などを設けても良い。
以上、本実施の形態に記載の照明装置は、EL素子に実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一に記載の発光デバイスを用いており、消費電力の小さい照明装置とすることができる。
(実施の形態9)
本実施の形態では、実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一に記載の発光デバイスをその一部に含む電子機器の例について説明する。実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一に記載の発光デバイスは発光効率が良好であり、消費電力の小さい発光デバイスである。その結果、本実施の形態に記載の電子機器は、消費電力が小さい発光部を有する電子機器とすることが可能である。
上記発光デバイスを適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置(テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう)、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機(携帯電話、携帯電話装置ともいう)、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を以下に示す。
図13Aは、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置は、筐体7101に表示部7103が組み込まれている。また、ここでは、スタンド7105により筐体7101を支持した構成を示している。表示部7103により、映像を表示することが可能であり、表示部7103は、実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一に記載の発光デバイスをマトリクス状に配列して構成されている。
テレビジョン装置の操作は、筐体7101が備える操作スイッチまたは、別体のリモコン操作機7110により行うことができる。リモコン操作機7110が備える操作キー7109により、チャンネルまたは音量の操作を行うことができ、表示部7103に表示される映像を操作することができる。また、表示部7107をリモコン操作機7110に設け、出力する情報を表示してもよい。
なお、テレビジョン装置は、受信機またはモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向(送信者から受信者)または双方向(送信者と受信者間、あるいは受信者同士など)の情報通信を行うことも可能である。
図13Bはコンピュータであり、本体7201、筐体7202、表示部7203、キーボード7204、外部接続ポート7205、ポインティングデバイス7206等を含む。なお、このコンピュータは、実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一に記載の発光デバイスをマトリクス状に配列して表示部7203に用いることにより作製される。図13Bのコンピュータは、図13Cのような形態であっても良い。図13Cのコンピュータは、キーボード7204、ポインティングデバイス7206の代わりに第2の表示部7210が設けられている。第2の表示部7210はタッチパネル式となっており、第2の表示部7210に表示された入力用の表示を指または専用のペンで操作することによって入力を行うことができる。また、第2の表示部7210は入力用表示だけでなく、その他の画像を表示することも可能である。また表示部7203もタッチパネルであっても良い。二つの画面がヒンジで接続されていることによって、収納または運搬をする際に画面を傷つける、破損するなどのトラブルの発生も防止することができる。
図13Dは、携帯端末の一例を示している。携帯端末は、筐体7401に組み込まれた表示部7402の他、操作ボタン7403、外部接続ポート7404、スピーカ7405、マイク7406などを備えている。なお、携帯端末は、実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一に記載の発光デバイスをマトリクス状に配列して作製された表示部7402を有している。
図13Dに示す携帯端末は、表示部7402を指などで触れることで、情報を入力することができる構成とすることもできる。この場合、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は、表示部7402を指などで触れることにより行うことができる。
表示部7402の画面は主として3つのモードがある。第1は、画像の表示を主とする表示モードであり、第2は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第3は表示モードと入力モードの2つのモードが混合した表示+入力モードである。
例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部7402を文字の入力を主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合、表示部7402の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好ましい。
また、携帯端末内部に、ジャイロセンサ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、携帯端末の向き(縦か横か)を判断して、表示部7402の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
また、画面モードの切り替えは、表示部7402を触れること、又は筐体7401の操作ボタン7403の操作により行われる。また、表示部7402に表示される画像の種類によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
また、入力モードにおいて、表示部7402の光センサで検出される信号を検知し、表示部7402のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モードから表示モードに切り替えるように制御してもよい。
表示部7402は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部7402に掌または指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。また、表示部に近赤外光を発光するバックライトまたは近赤外光を発光するセンシング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。
図14Aは、掃除ロボットの一例を示す模式図である。
掃除ロボット5100は、上面に配置されたディスプレイ5101、側面に配置された複数のカメラ5102、ブラシ5103、操作ボタン5104を有する。また図示されていないが、掃除ロボット5100の下面には、タイヤ、吸い込み口等が備えられている。掃除ロボット5100は、その他に赤外線センサ、超音波センサ、加速度センサ、ピエゾセンサ、光センサ、ジャイロセンサなどの各種センサを備えている。また、掃除ロボット5100は、無線による通信手段を備えている。
掃除ロボット5100は自走し、ゴミ5120を検知し、下面に設けられた吸い込み口からゴミを吸引することができる。
また、掃除ロボット5100はカメラ5102が撮影した画像を解析し、壁、家具または段差などの障害物の有無を判断することができる。また、画像解析により、配線などブラシ5103に絡まりそうな物体を検知した場合は、ブラシ5103の回転を止めることができる。
ディスプレイ5101には、バッテリーの残量または、吸引したゴミの量などを表示することができる。掃除ロボット5100が走行した経路をディスプレイ5101に表示させてもよい。また、ディスプレイ5101をタッチパネルとし、操作ボタン5104をディスプレイ5101に設けてもよい。
掃除ロボット5100は、スマートフォンなどの携帯電子機器5140と通信することができる。カメラ5102が撮影した画像は、携帯電子機器5140に表示させることができる。そのため、掃除ロボット5100の持ち主は、外出先からでも、部屋の様子を知ることができる。また、ディスプレイ5101の表示をスマートフォンなどの携帯電子機器5140で確認することもできる。
本発明の一態様の発光装置はディスプレイ5101に用いることができる。
図14Bに示すロボット2100は、演算装置2110、マイクロフォン2102、上部カメラ2103、スピーカ2104、ディスプレイ2105、下部カメラ2106および障害物センサ2107、移動機構2108を備える。
マイクロフォン2102は、使用者の話し声及び環境音等を検知する機能を有する。また、スピーカ2104は、音声を発する機能を有する。ロボット2100は、マイクロフォン2102およびスピーカ2104を用いて、使用者とコミュニケーションをとることが可能である。
ディスプレイ2105は、種々の情報の表示を行う機能を有する。ロボット2100は、使用者の望みの情報をディスプレイ2105に表示することが可能である。ディスプレイ2105は、タッチパネルを搭載していてもよい。また、ディスプレイ2105は取り外しのできる情報端末であっても良く、ロボット2100の定位置に設置することで、充電およびデータの受け渡しを可能とする。
上部カメラ2103および下部カメラ2106は、ロボット2100の周囲を撮像する機能を有する。また、障害物センサ2107は、移動機構2108を用いてロボット2100が前進する際の進行方向における障害物の有無を察知することができる。ロボット2100は、上部カメラ2103、下部カメラ2106および障害物センサ2107を用いて、周囲の環境を認識し、安全に移動することが可能である。本発明の一態様の発光装置はディスプレイ2105に用いることができる。
図14Cはゴーグル型ディスプレイの一例を表す図である。ゴーグル型ディスプレイは、例えば、筐体5000、表示部5001、スピーカ5003、LEDランプ5004、操作キー(電源スイッチ、又は操作スイッチを含む)、接続端子5006、センサ5007(力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい、又は赤外線を測定する機能を含むもの)、マイクロフォン5008、表示部5002、支持部5012、イヤホン5013等を有する。
本発明の一態様の発光装置は表示部5001および表示部5002に用いることができる。
図15は、実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一に記載の発光デバイスを、照明装置である電気スタンドに用いた例である。図15に示す電気スタンドは、筐体2001と、光源2002を有し、光源2002としては、実施の形態8に記載の照明装置を用いても良い。
図16は、実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一に記載の発光デバイスを、室内の照明装置3001として用いた例である。実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一に記載の発光デバイスは発光効率の高い発光デバイスであるため、消費電力の小さい照明装置とすることができる。また、実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一に記載の発光デバイスは大面積化が可能であるため、大面積の照明装置として用いることができる。また、実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一に記載の発光デバイスは、薄型であるため、薄型化した照明装置として用いることが可能となる。
実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一に記載の発光デバイスは、自動車のフロントガラスまたはダッシュボードにも搭載することができる。図17に実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一に記載の発光デバイスを自動車のフロントガラスまたはダッシュボードに用いる一態様を示す。表示領域5200乃至表示領域5203は実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一に記載の発光デバイスを用いて設けられた表示領域である。
表示領域5200と表示領域5201は自動車のフロントガラスに設けられた実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一に記載の発光デバイスを搭載した表示装置である。実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一に記載の発光デバイスは、第1の電極と第2の電極を透光性を有する電極で作製することによって、反対側が透けて見える、いわゆるシースルー状態の発光デバイスとすることができる。シースルー状態の表示であれば、自動車のフロントガラスに設置したとしても、視界の妨げになることなく設置することができる。なお、駆動のためのトランジスタなどを設ける場合には、有機半導体材料による有機トランジスタまたは、酸化物半導体を用いたトランジスタなど、透光性を有するトランジスタを用いると良い。
表示領域5202はピラー部分に設けられた実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一に記載の発光デバイスを搭載した表示装置である。表示領域5202には、車体に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、ピラーで遮られた視界を補完することができる。また、同様に、ダッシュボード部分に設けられた表示領域5203は車体によって遮られた視界を、自動車の外側に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、死角を補い、安全性を高めることができる。見えない部分を補完するように映像を映すことによって、より自然に違和感なく安全確認を行うことができる。
表示領域5203は、ナビゲーション情報、速度または回転、走行距離、燃料残量、ギア状態、空調の設定などを表示することで、様々な情報を提供することができる。表示は使用者の好みに合わせて適宜その表示項目またはレイアウトを変更することができる。なお、これら情報は表示領域5200乃至表示領域5202にも設けることができる。また、表示領域5200乃至表示領域5203は照明装置として用いることも可能である。
また、図18A乃至図18Cに、折りたたみ可能な携帯情報端末9310を示す。図18Aに展開した状態の携帯情報端末9310を示す。図18Bに展開した状態又は折りたたんだ状態の一方から他方に変化する途中の状態の携帯情報端末9310を示す。図18Cに折りたたんだ状態の携帯情報端末9310を示す。携帯情報端末9310は、折りたたんだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。
表示パネル9311はヒンジ9313によって連結された3つの筐体9315に支持されている。なお、表示パネル9311は、タッチセンサ(入力装置)を搭載したタッチパネル(入出力装置)であってもよい。また、表示パネル9311は、ヒンジ9313を介して2つの筐体9315間を屈曲させることにより、携帯情報端末9310を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。本発明の一態様の発光装置を表示パネル9311に用いることができる。
なお、本実施の形態に示す構成は、実施の形態1乃至実施の形態4に示した構成を適宜組み合わせて用いることができる。
以上の様に実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一に記載の発光デバイスを備えた発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。実施の形態1乃至実施の形態4のいずれか一に記載の発光デバイスを用いることにより消費電力の小さい電子機器を得ることができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
本実施例では、本発明の一態様の表示装置700−Aについて、図19乃至図24を参照しながら説明する。
図19Aは表示装置700−Aの構成を説明する図であり、図19Bは発光デバイス550Xの構成を説明する図である。
図20は、発光デバイス1Aの電流密度−輝度特性を説明する図である。
図21は、発光デバイス1Aの輝度−電流効率特性を説明する図である。
図22は、発光デバイス1Aの電圧−輝度特性を説明する図である。
図23は、発光デバイス1Aの電圧−電流特性を説明する図である。
図24は、発光デバイス1Aを1000cd/mの輝度で発光させた際の発光スペクトルを説明する図である。
図25Aは表示装置700−Bの構成を説明する図であり、図25Bは発光デバイス550Xの構成を説明する図である。
図26Aは表示装置700−Aの構成を説明する図であり、図26Bは発光デバイス550Xの構成を説明する図である。
図27は、比較デバイスの電流密度−輝度特性を説明する図である。
図28は、比較デバイスの輝度−電流効率特性を説明する図である。
図29は、比較デバイスの電圧−輝度特性を説明する図である。
図30は、比較デバイスの電圧−電流特性を説明する図である。
図31は、比較デバイスを1000cd/mの輝度で発光させた際の発光スペクトルを説明する図である。
図32Aは表示装置700−Bの構成を説明する図であり、図32Bは発光デバイス550Xの構成を説明する図である。
図39は、実施例に係る発光デバイスの駆動電圧を説明する図である。
<表示装置700−A>
本実施例で説明する表示装置700−Aは、発光デバイス550Xと、発光デバイス550Yと、を有する(図19Aおよび図19B参照)。発光デバイス550Yは、発光デバイス550Xに隣接し、発光デバイス550Xとの間に間隙を備える。
発光デバイス550Xは、電極551X、電極552X、ユニット103X、ユニット103X2および中間層106Xを有する。ユニット103Xは、電極551Xおよび電極552Xの間に挟まれ、ユニット103X2は、電極552Xおよびユニット103Xの間に挟まれ、中間層106Xは、ユニット103X2およびユニット103Xの間に挟まれ、ユニット103Xは、中間層106Xと接する。また、発光デバイス550Xは層105Xを有し、層105Xは電極552Xおよびユニット103X2の間に挟まれる。
発光デバイス550Yは、電極551Y、電極552Y、ユニット103Y、ユニット103Y2および中間層106Yを有する。電極551Yは、電極551Xとの間に間隙551XYを備え、ユニット103Yは、電極551Yおよび電極552Yの間に挟まれ、ユニット103Y2は、電極552Yおよびユニット103Yの間に挟まれ、中間層106Yは、ユニット103Y2およびユニット103Yの間に挟まれ、ユニット103Yは、中間層106Yと接する。また、発光デバイス550Yは層105Yを有し、層105Yは電極552Yおよびユニット103Y2の間に挟まれる。
ユニット103Yは、ユニット103Xとの間に間隙を備え、当該間隙は、間隙551XYと重なる。
<発光デバイス1A>
本実施例で説明する作製した発光デバイス1Aは、発光デバイス550Xと同様の構成を備える(図19B参照)。
《発光デバイス1Aの構成》
発光デバイス1Aの構成を表1に示す。また、本実施例で説明する発光デバイスに用いた材料の構造式を以下に示す。なお、本実施例の表中において、下付き文字および上付き文字は、便宜上、標準の大きさで記載される。例えば、略称に用いる下付き文字および単位に用いる上付き文字は、表中において、標準の大きさで記載される。表中のこれらの記載は、明細書の記載を参酌して読み替えることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
《発光デバイス1Aの作製方法》
下記のステップを有する方法を用いて、本実施例で説明する発光デバイス1Aを作製した。
[第1のステップ]
第1のステップにおいて、反射膜REFXを形成した。具体的には、ターゲットに銀(Ag)、パラジウム(Pd)および銅(Cu)を含む合金(略称:APC)を用いて、スパッタリング法により形成した。
なお、反射膜REFXはAPCを含み、100nmの厚さを備える。
[第2のステップ]
第2のステップにおいて、反射膜REFX上に電極551Xを形成した。具体的には、ターゲットにケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ(略称:ITSO)を用いて、スパッタリング法により形成した。
なお、電極551XはITSOを含み、100nmの厚さと、4mm(2mm×2mm)の面積を備える。
次いで、電極551Xが形成された基材を水で洗浄し、200℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基材を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、170℃で30分間の真空焼成を行った。その後、基材を30分程度放冷した。
[第3のステップ]
第3のステップにおいて、電極551X上に層104Xを形成した。具体的には、抵抗加熱法を用いて材料を共蒸着した。
なお、層104XはN−(1,1’−ビフェニル−4−イル)−N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−アミン(略称:PCBBiF)および電子受容性材料(略称:OCHD−003)を、PCBBiF:OCHD−003=1:0.03(重量比)で含み、10nmの厚さを備える。なお、OCHD−003はフッ素を含み、その分子量は672である。
[第4のステップ]
第4のステップにおいて、層104X上に層112X1を形成した。具体的には、抵抗加熱法を用いて材料を蒸着した。
なお、層112X1はPCBBiFを含み、60nmの厚さを備える。
[第5のステップ]
第5のステップにおいて、層112X1上に層111Xを形成した。具体的には、抵抗加熱法を用いて材料を共蒸着した。
なお、層111Xは4,8−ビス[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]−[1]ベンゾフロ[3,2−d]ピリミジン(略称:4,8mDBtP2Bfpm)、9−(2−ナフチル)−9’−フェニル−9H,9’H−3,3’−ビカルバゾール(略称:βNCCP)および[2−d−メチル−(2−ピリジニル−κN)ベンゾフロ[2,3−b]ピリジン−κC]ビス[2−(2−ピリジニル−κN)フェニル−κC]イリジウム(III)(略称:Ir(ppy)(mbfpypy−d))を、4,8mDBtP2Bfpm:βNCCP:Ir(ppy)(mbfpypy−d)=0.5:0.5:0.1(重量比)で含み、40nmの厚さを備える。
[第6のステップ]
第6のステップにおいて、層111X上に層113X11を形成した。具体的には、抵抗加熱法を用いて材料を蒸着した。
なお、層113X11は2−{3−[3−(N−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−9H−カルバゾール−9−イル]フェニル}ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mPCCzPDBq)を含み、10nmの厚さを備える。
[第7のステップ]
第7のステップにおいて、層113X11上に層113X12を形成した。具体的には、抵抗加熱法を用いて材料を蒸着した。
なお、層113X12は2,2’−(1,3−フェニレン)ビス(9−フェニル−1,10−フェナントロリン)(略称:mPPhen2P)を含み、15nmの厚さを備える。
[第8のステップ]
第8のステップにおいて、層113X12上に層106X2を形成した。具体的には、抵抗加熱法を用いて材料を共蒸着した。
なお、層106X2はmPPhen2Pおよび1,1’−(9,9’−スピロビ[9H−フルオレン]−2,7−ジイル)ビス(1,3,4,6,7,8−ヘキサヒドロ−2H−ピリミド[1,2−a]ピリミジン)(略称:2,7hpp2SF)を、mPPhen2P:2,7hpp2SF=1:1(重量比)で含み、5nmの厚さを備える。
[第9のステップ]
第9のステップにおいて、層106X2上に層106X3を形成した。具体的には、抵抗加熱法を用いて材料を蒸着した。
なお、層106X3は銅フタロシアニン(略称:CuPc)を含み、2nmの厚さを備える。
[第10のステップ]
第10のステップにおいて、層106X3上に層106X1を形成した。具体的には、抵抗加熱法を用いて材料を共蒸着した。
なお、層106X1はPCBBiFおよびOCHD−003を、PCBBiF:OCHD−003=1:0.15(重量比)で含み、10nmの厚さを備える。
[第11のステップ]
第11のステップにおいて、層106X1上に層112X2を形成した。具体的には、抵抗加熱法を用いて材料を蒸着した。
なお、層112X2はPCBBiFを含み、40nmの厚さを備える。
[第12のステップ]
第12のステップにおいて、層112X2上に層111X2を形成した。具体的には、抵抗加熱法を用いて材料を共蒸着した。
なお、層111X2は4,8mDBtP2Bfpm、βNCCPおよびIr(ppy)(mbfpypy−d)を、4,8mDBtP2Bfpm:βNCCP:Ir(ppy)(mbfpypy−d)=0.5:0.5:0.1(重量比)で含み、40nmの厚さを備える。
[第13のステップ]
第13のステップにおいて、層111X2上に層113X21を形成した。具体的には、抵抗加熱法を用いて材料を蒸着した。
なお、層113X21は2mPCCzPDBqを含み、20nmの厚さを備える。
[第14のステップ]
第14のステップにおいて、層113X21上に層113X22を形成した。具体的には、抵抗加熱法を用いて材料を蒸着した。
なお、層113X22はmPPhen2Pを含み、20nmの厚さを備える。
[第15−1のステップ]
試料を真空蒸着装置から取り出し、大気に暴露したのち、第15−1のステップにおいて、層113X22上に犠牲層SCR1を形成した。具体的には、トリメチルアルミニウム(略称:TMA)をプリカーサーに用い、水蒸気を酸化剤に用いて、ALD法により成膜した。
なお、犠牲層SCR1は酸化アルミニウムを含み、30nmの厚さを備える。
[第15−2のステップ]
第15−2のステップにおいて、犠牲層SCR1上に犠牲層SCR2を形成した。具体的には、ターゲットにインジウム、ガリウム、亜鉛および酸素を含む複合酸化物(略称:IGZO)を用いて、スパッタリング法により成膜した。
なお、犠牲層SCR2はIGZOを含み、50nmの厚さを備える。
[第15−3のステップ]
第15−3のステップにおいて、犠牲層SCR2上にフォトレジストを用いてレジストを形成し、リソグラフィ法を用いて、犠牲層SCR2、犠牲層SCR1、層113X22、層113X21、層111X2、層112X2、層106X1、層106X3、層106X2、層113X12、層113X11、層111X1、層112X1および層104Xを所定の形状に加工した。
具体的には、水およびリン酸を含む薬剤を用いて犠牲層SCR2をエッチング加工し、その後、トリフルオロメタン(略称:CHF)とヘリウム(He)を、CHF:He=1:9(流量比)で含むエッチングガスを用いて犠牲層SCR1を加工した。さらにその後、エッチング条件を変更し、層104X乃至層113X22までの積層膜を、所定の形状に加工した。具体的には、酸素(略称:O)を含むエッチングガスを用いて加工した。
所定の形状としては、上記積層膜の電極551Xとは重ならない領域に、スリットが形成された形状を採用した。具体的には、電極551Xおよび電極551Yの間にある間隙551XYと重なる領域に、電極551Xの端部から3.5μm離れた位置に、3μmの幅を備えるスリットを形成した(図19B参照)。これにより、領域106XYに間隙が形成される。
[第15−4のステップ]
第15−4のステップにおいて、犠牲層SCR2、犠牲層SCR1およびレジストを除去し、層113X22が露出した状態に加工した。
次いで、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基材を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、110℃で1時間の真空焼成を行った。その後、基材を30分程度放冷した。
[第16のステップ]
第16のステップにおいて、層113X22上に層105Xを形成した。具体的には、抵抗加熱法を用いて材料を共蒸着した。
なお、層105Xはフッ化リチウム(略称:LiF)およびイッテルビウム(略称:Yb)を、LiF:Yb=2:1(体積比)で含み、1.5nmの厚さを備える。
[第17のステップ]
第17のステップにおいて、層105X上に電極552Xを形成した。具体的には、抵抗加熱法を用いて材料を共蒸着した。
なお、電極552Xは銀(略称:Ag)およびマグネシウム(略称:Mg)を、Ag:Mg=1:0.1(体積比)で含み、15nmの厚さを備える。
[第18のステップ]
第18のステップにおいて、電極552X上に層CAPを形成した。具体的には、抵抗加熱法を用いて材料を蒸着した。
なお、層CAPは4,4’,4’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリ(ジベンゾチオフェン)(略称:DBT3P−II)を含み、70nmの厚さを備える。
《発光デバイス1Aの動作特性》
電力を供給すると発光デバイス1Aは光ELXおよび光ELX2を射出した(図19B参照)。発光デバイス1Aの動作特性を、室温にて測定した(図20乃至図24参照)。なお、輝度、CIE色度および発光スペクトルの測定には、分光放射計(トプコン社製、SR−UL1R)を用いた。
作製した発光デバイスを輝度1000cd/m程度で発光させた場合の主な初期特性を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
発光デバイス1Aは、良好な特性を示すことがわかった。例えば、発光デバイス1Aの駆動電圧は、本実施例の次の項目、参考例1において説明する比較デバイス1Bと同程度であった。また、第15−1のステップ乃至第15−4のステップを適用することなく作製された比較デバイス1Bとの比較において、当該第15−1のステップ乃至第15−4のステップを適用して作製された発光デバイス1Aに、駆動電圧の上昇は認められなかった(図39参照)。また、発光デバイス1Aは、第15−1のステップ乃至第15−4のステップにおいて晒される大気成分に対して、耐性が高い。また、2,7hpp2SFを含む中間層は、第15−1のステップ乃至第15−4のステップにおいて適用される微細加工技術に対して、耐性が高い。また、2,7hpp2SFを含む中間層は、例えば、第15−3のステップにおいて晒される水およびリン酸を含む薬剤に対して、耐性が高い。
(参考例1)
本参考例で説明する作製した比較表示装置700−Bは、発光デバイス550Xと、発光デバイス550Yと、を有する(図25A参照)。発光デバイス550Yは発光デバイス550Xに隣接する。なお、発光デバイス550Yが、発光デバイス550Xとの間に間隙を備えていない点が、実施例1で説明する表示装置700−Aとは異なる。
<比較デバイス1B>
作製した比較デバイス1Bは、発光デバイス550Xと同様の構成を備える(図25B参照)。
《比較デバイス1Bの構成》
比較デバイス1Bの構成は、隣接する他の比較デバイスとの間に間隙が形成されていない点を除いて、発光デバイス1Aの構成と同じである(表1参照)。
《比較デバイス1Bの作製方法》
下記のステップを有する方法を用いて、本参考例で説明する比較デバイス1Bを作製した。なお、比較デバイス1Bの作製方法は、ユニット103X2およびユニット103Y2の間にスリットを形成するステップを適用せず、ユニット103X2上に層105Xを形成した点が、発光デバイス1Aの作製方法とは異なる。換言すれば、第15−1のステップから第15−4のステップまでを適用せず、第14のステップを終えてから第16のステップに進む方法を適用した。
(参考例2)
本参考例で説明する作製した比較表示装置700−Aは、発光デバイス550Xと、発光デバイス550Yと、を有する(図26A参照)。発光デバイス550Yは発光デバイス550Xに隣接し、発光デバイス550Xとの間に間隙を備える。
<比較デバイス3A>
本参考例で説明する作製した比較デバイス3Aは、発光デバイス550Xと同様の構成を備える(図26B参照)。
《比較デバイス3Aの構成》
比較デバイス3Aの構成を表3に示す。なお、比較デバイス3Aは、中間層106Xおよび層106X2において、発光デバイス1Aとは構成が異なる。具体的には、中間層106Xが層106X3を備えていない点および層106X2が2,7hpp2SFに換えてLiを含む点が発光デバイス1Aとは異なる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
《比較デバイス3Aの作製方法》
下記のステップを有する方法を用いて、本参考例で説明する比較デバイス3Aを作製した。なお、比較デバイス3Aの作製方法は、第8のステップにおいて、mPPhen2P並びに2,7hpp2SFに換えて、mPPhen2P並びにLiを用いた点および第9のステップにおいて、層106X3を形成するステップを適用せず、層106X2上に層106X1を形成した点が、発光デバイス1Aの作製方法とは異なる。換言すれば、第8のステップを終えてから第10のステップに進む方法を適用した。ここでは、異なる部分について詳細に説明し、同様の方法を用いた部分については、上記の説明を援用する。
[第8のステップ]
第8のステップにおいて、層113X12上に層106X2を形成した。具体的には、抵抗加熱法を用いて材料を共蒸着した。
なお、層106X2はmPPhen2PおよびLiを、mPPhen2P:Li=1:0.01(重量比)で含み、20nmの厚さを備える。
[第10のステップ]
第10のステップにおいて、層106X2上に層106X1を形成した。具体的には、抵抗加熱法を用いて材料を共蒸着した。
なお、層106X1はPCBBiFおよびOCHD−003を、PCBBiF:OCHD−003=1:0.15(重量比)で含み、10nmの厚さを備える。
《比較デバイス3Aの動作特性》
電力を供給すると比較デバイス3Aは光ELXおよび光ELX2を射出した(図26B参照)。比較デバイス3Aの動作特性を、室温にて測定した(図27乃至図31参照)。なお、輝度、CIE色度および発光スペクトルの測定には、分光放射計(トプコン社製、SR−UL1R)を用いた。
作製した比較デバイスを輝度1000cd/m程度で発光させた場合の主な初期特性を表2に示す。
比較デバイス3Aは、比較デバイス3Bと比較して、駆動電圧が高い。また、比較デバイス3Aおよび比較デバイス3Bの比較において、第15−1のステップ乃至第15−4のステップによる駆動電圧の上昇が認められた。また、比較デバイス3Aは、第15−1のステップ乃至第15−4のステップにおいて晒される大気成分に対して、耐性が低い。また、mPPhen2PおよびLiを用いた中間層は、第15−1のステップ乃至第15−4のステップにおいて適用される微細加工技術に対して、十分な耐性を有しているとは言えない。
(参考例3)
本参考例で説明する作製した比較表示装置700−Bは、発光デバイス550Xと、発光デバイス550Yと、を有する(図32A参照)。発光デバイス550Yは発光デバイス550Xに隣接する。なお、発光デバイス550Yが、発光デバイス550Xとの間に間隙を備えていない点が、参考例2で説明する表示装置700−Aとは異なる。
<比較デバイス3B>
作製した比較デバイス3Bは、発光デバイス550Xと同様の構成を備える(図32B参照)。
《比較デバイス3Bの構成》
比較デバイス3Bの構成は、隣接する他の比較デバイスとの間に間隙が形成されていない点を除いて、比較デバイス3Aの構成と同じである(表3参照)。
《比較デバイス3Bの作製方法》
下記のステップを有する方法を用いて、本参考例で説明する比較デバイス3Bを作製した。なお、比較デバイス3Bの作製方法は、ユニット103X2およびユニット103Y2の間にスリットを形成するステップを適用せず、ユニット103X2上に層105Xを形成した点が、比較デバイス3Aの作製方法とは異なる。換言すれば、第15−1のステップから第15−4のステップまでを適用せず、第14のステップを終えてから第16のステップに進む方法を適用した。
(参考例4)
本参考例で説明する作製した比較表示装置700−Aは、発光デバイス550Xと、発光デバイス550Yと、を有する(図19A参照)。発光デバイス550Yは発光デバイス550Xに隣接し、発光デバイス550Xとの間に間隙を備える。
<比較デバイス4A>
本参考例で説明する作製した比較デバイス4Aは、発光デバイス550Xと同様の構成を備える(図19B参照)。
《比較デバイス4Aの構成》
比較デバイス4Aの構成を表4に示す。なお、比較デバイス4Aは、層106X2において、発光デバイス1Aとは構成が異なる。具体的には、層106X2が2,7hpp2SFに換えて1,1’−ピリジン−2,6−ジイル−ビス(1,3,4,6,7,8−ヘキサヒドロ−2H−ピリミド[1,2−a]ピリミジン)(略称:hpp2Py)およびmPPhen2Pを含む点が発光デバイス1Aとは異なる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000020
《比較デバイス4Aの作製方法》
下記のステップを有する方法を用いて、本参考例で説明する比較デバイス4Aを作製した。なお、比較デバイス4Aの作製方法は、第8のステップにおいて、mPPhen2Pおよび2,7hpp2SFに換えて、mPPhen2Pおよびhpp2Pyを用いた点が、発光デバイス1Aの作製方法とは異なる。ここでは、異なる部分について詳細に説明し、同様の方法を用いた部分については、上記の説明を援用する。
[第8のステップ]
第8のステップにおいて、層113X12上に層106X2を形成した。具体的には、抵抗加熱法を用いて材料を共蒸着した。
なお、層106X2はmPPhen2Pおよびhpp2Pyを、mPPhen2P:hpp2Py=1:1(重量比)で含み、5nmの厚さを備える。
《比較デバイス4Aの動作特性》
電力を供給すると比較デバイス4Aは光ELXおよび光ELX2を射出した(図19B参照)。発光デバイス1Aの動作特性を、室温にて測定した(図27乃至図31参照)。なお、輝度、CIE色度および発光スペクトルの測定には、分光放射計(トプコン社製、SR−UL1R)を用いた。
作製した比較デバイスを輝度1000cd/m程度で発光させた場合の主な初期特性を表2に示す。
比較デバイス4Aは、比較デバイス4Bと比較して、駆動電圧が高い。また、比較デバイス4Aおよび比較デバイス4Bの比較において、第15−1のステップ乃至第15−4のステップによる駆動電圧の上昇が認められた。また、比較デバイス4Aは、第15−1のステップ乃至第15−4のステップにおいて晒される大気成分に対して、耐性が低い。また、mPPhen2Pおよびhpp2Pyを用いた中間層は、第15−1のステップ乃至第15−4のステップにおいて適用される微細加工技術に対して、十分な耐性を有しているとは言えない。
(参考例5)
本参考例で説明する作製した比較表示装置700−Bは、発光デバイス550Xと、発光デバイス550Yと、を有する(図25A参照)。発光デバイス550Yは発光デバイス550Xに隣接する。なお、発光デバイス550Yが、発光デバイス550Xとの間に間隙を備えていない点が、参考例4で説明する表示装置700−Aとは異なる。
<比較デバイス4B>
作製した比較デバイス4Bは、発光デバイス550Xと同様の構成を備える(図25B参照)。
《比較デバイス4Bの構成》
比較デバイス4Bの構成は、隣接する他の比較デバイスとの間に間隙が形成されていない点を除いて、比較デバイス4Aの構成と同じである(表4参照)。
《比較デバイス4Bの作製方法》
下記のステップを有する方法を用いて、本参考例で説明する比較デバイス4Bを作製した。なお、比較デバイス4Bの作製方法は、ユニット103X2およびユニット103Y2の間にスリットを形成するステップを適用せず、ユニット103X2上に層105Xを形成した点が、比較デバイス4Aの作製方法とは異なる。換言すれば、第15−1のステップから第15−4のステップまでを適用せず、第14のステップを終えてから第16のステップに進む方法を適用した。
本実施例では、本発明の一態様の表示装置700−Bについて、図33乃至図38を参照しながら説明する。
図33は、発光デバイス550Xの構成を説明する図である。
図34は、発光デバイス2Bの電流密度−輝度特性を説明する図である。
図35は、発光デバイス2Bの輝度−電流効率特性を説明する図である。
図36は、発光デバイス2Bの電圧−輝度特性を説明する図である。
図37は、発光デバイス2Bの電圧−電流特性を説明する図である。
図38は、発光デバイス2Bを1000cd/mの輝度で発光させた際の発光スペクトルを説明する図である。
<表示装置700−B>
本実施例で説明する作製した表示装置700−Bは、発光デバイス550Xと、発光デバイス550Yと、を有する(図33A参照)。発光デバイス550Yは発光デバイス550Xに隣接する。なお、発光デバイス550Yが、発光デバイス550Xとの間に間隙を備えていない点が、実施例1で説明する表示装置700−Aとは異なる。
<発光デバイス2B>
作製した発光デバイス2Bは、発光デバイス550Xと同様の構成を備える(図33B参照)。
《発光デバイス2Bの構成》
発光デバイス2Bの構成を表5に示す。なお、層106X2において、発光デバイス1Aとは構成が異なる。具体的には、層106X2に換えて、層106X21および層106X22を積層した構成を備える点が発光デバイス1Aとは異なる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000021
《発光デバイス2Bの作製方法》
下記のステップを有する方法を用いて、本参考例で説明する発光デバイス2Bを作製した。なお、発光デバイス2Bの作製方法は、第8のステップにおいて、層106X2に換えて層106X21を形成した点、第8のステップを終えてから第9のステップに進む前に、層106X22を形成する第8−2のステップを適用した点およびユニット103X2およびユニット103Y2の間にスリットを形成するステップを適用せず、ユニット103X2上に層105Xを形成した点が、発光デバイス1Aの作製方法とは異なる。換言すれば、第15−1のステップから第15−4のステップまでを適用せず、第14のステップを終えてから第16のステップに進む方法を適用した。ここでは、異なる部分について詳細に説明し、同様の方法を用いた部分については、上記の説明を援用する。
[第8−2のステップ]
第8−2のステップにおいて、層106X21上に層106X22を形成した。具体的には、抵抗加熱法を用いて材料を蒸着した。
なお、層106X22はアルミニウム(Al)を含み、0.5nmの厚さを備える。
[第9のステップ]
第9のステップにおいて、層106X22上に層106X3を形成した。具体的には、抵抗加熱法を用いて材料を蒸着した。
なお、層106X3はCuPcを含み、2nmの厚さを備える。
《発光デバイス2Bの動作特性》
電力を供給すると発光デバイス2Bは光ELXおよびELX2を射出した(図33B参照)。発光デバイス2Bの動作特性を、室温にて測定した(図34乃至図38参照)。なお、輝度、CIE色度および発光スペクトルの測定には、分光放射計(トプコン社製、SR−UL1R)を用いた。
作製した発光デバイスを輝度1000cd/m程度で発光させた場合の主な初期特性を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000022
発光デバイス2Bは、良好な特性を示すことがわかった。例えば、発光デバイス2Bは、比較デバイス1Bより低い電圧で駆動した。また、発光デバイス2Bは、比較デバイス1Bと同等の高い電流効率を示した。したがって、2,7hpp2SFとAlをタンデムの中間層に好適に用いることができる。また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を用いることなくタンデム型の発光デバイスの中間層を実現できる。また、大気成分、水を含む薬剤、及び微細加工工程等に対する高い耐性が期待できる。
本実施例では、本発明の一態様の表示装置に用いることができる有機化合物の溶解度について説明する。
<2,7hpp2SFの溶解度試験>
1.16mgの1,1’−(9,9’−スピロビ[9H−フルオレン]−2,7−ジイル)ビス(1,3,4,6,7,8−ヘキサヒドロ−2H−ピリミド[1,2−a]ピリミジン)(略称:2,7hpp2SF)を、サンプル瓶(容量20mL)へいれ、水0.5mLを加えた。この混合物へ超音波を1分間照射した。目視で溶け残りがあるか確認したところ、白色粉末の沈殿が確認された。更に0.5mLの水を加え、1分間の超音波照射を行い目視で確認したところ、白色粉末の沈殿が確認された。これを繰り返し目視で溶解が確認されるまで続けた。
合計の水の量が3.0mLまでは、白色粉末の沈殿が確認された。更に0.5mLの水を加えて超音波を照射したところ、白色粉末の沈殿は確認されなかった。
以上の結果から、1.0mLの水に溶解する2,7hpp2SFの重量は0.33mg以上0.39mg未満であることが分かった。なお、水に対する2,7hpp2SFの溶解度は、重量分率で3.3×10−4以上3.9×10−4未満であると換算できる。また、水に対する2,7hpp2SFの溶解度は、水に対する1,1’−ピリジン−2,6−ジイル−ビス(1,3,4,6,7,8−ヘキサヒドロ−2H−ピリミド[1,2−a]ピリミジン)(略称:hpp2Py)の溶解度の1/10以下であった。
<2hppSFの溶解度試験>
1.08mgの1−(9,9’−スピロビ[9H−フルオレン]−2−イル)−1,3,4,6,7,8−ヘキサヒドロ−2H−ピリミド[1,2−a]ピリミジン(略称:2hppSF)を、サンプル瓶(容量100mL)へいれ、水50mLを加えた。目視で溶け残りがあるか確認したところ、白色粉末の沈殿が確認された。更に10mLの水を加え、目視で確認したところ、白色粉末の沈殿は確認されなかった。
以上の結果から、1.0mLの水に溶解する2hppSFの重量は0.018mg以上0.022mg未満であることが分かった。なお、水に対する2hppSFの溶解度は、重量分率で1.8×10−5以上2.2×10−5未満であると換算できる。また、水に対する2hppSFの溶解度は、水に対する1,1’−ピリジン−2,6−ジイル−ビス(1,3,4,6,7,8−ヘキサヒドロ−2H−ピリミド[1,2−a]ピリミジン)(略称:hpp2Py)の溶解度の1/10以下であった。
(参考例6)
<hpp2Pyの溶解度試験>
50.2mgの1,1’−ピリジン−2,6−ジイル−ビス(1,3,4,6,7,8−ヘキサヒドロ−2H−ピリミド[1,2−a]ピリミジン)(略称:hpp2Py)をサンプル瓶(容量5mL)へいれ、水1.0mLを加えた。目視で溶け残りがあるか確認したところ、溶解していた。
以上の結果から、1.0mLの水に溶解するhpp2Pyの重量は50.2mg以上であることが分かった。なお、水に対するhpp2Pyの溶解度は、重量分率で4.8×10−2以上であると換算できる。
本実施例では、本発明の一態様の表示装置に用いることができる有機化合物を、計算科学の手法を用いて評価した結果を説明する。
具体的には、基底状態Sの安定構造における最高被占軌道(HOMO:Highest Occupied Molecular Orbital)と最低空軌道(LUMO:Lowest Unoccupied Molecular Orbital)のエネルギー準位を計算した結果を説明する。
<計算方法>
基底状態Sにおける安定構造の計算方法について説明する。
《基底状態Sにおける安定構造》
本実施例では、有機化合物の基底状態Sにおける安定構造を、密度汎関数法(DFT:Density Functional Theory)を用いて計算した。なお、Gaussian社製Gaussian 16を量子化学計算プログラムに用い、ハイパフォーマンスコンピュータ(HPE社製、SGI8600)を計算に用いた。
DFTを用いて得た全エネルギーは、有機化合物の複雑な電子間の相互作用を表現する。具体的には、ポテンシャルエネルギー、電子間静電エネルギーおよび電子の運動エネルギーの全て含む交換相関エネルギーの和を表現できる。また、一電子ポテンシャルの汎関数(関数の関数の意)を電子密度で表現し、当該汎関数を用いて交換相関相互作用を近似した。これにより、DFTの計算精度は高い。
なお、本実施例では、混合汎関数にB3LYPを適用して、交換と相関エネルギーに係る各パラメータの重みを規定した。
また、基底関数に6−311Gを適用した。6−311Gは、それぞれの原子価軌道に三つの短縮関数を用いるtriple split valence基底系の基底関数である。当該基底関数を適用することにより、例えば、水素原子であれば、1s乃至3sの軌道が考慮され、炭素原子であれば、1s乃至4s、2p乃至4pの軌道が考慮される。また、分極基底系の基底関数として、水素原子にはp関数を、水素原子以外にはd関数を加え、計算精度の向上を図った。
<計算結果>
本実施例では、本発明の一態様の表示装置に用いることができる有機化合物の一例として、以下に構造式を示す有機化合物2hppSF、2,7hpp2SF、(103)および(104)について計算した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
計算結果を表7に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000024
1,3,4,6,7,8−ヘキサヒドロ−2H−ピリミド[1,2−a]ピリミジノ基の数が増えるほど、HOMO準位が上昇した。
本実施例では、本発明の一態様の表示装置700−Aについて、図19および図40乃至図45を参照しながら説明する。
図40は、発光デバイス5Aの電流密度−輝度特性を説明する図である。
図41は、発光デバイス5Aの輝度−電流効率特性を説明する図である。
図42は、発光デバイス5Aの電圧−輝度特性を説明する図である。
図43は、発光デバイス5Aの電圧−電流特性を説明する図である。
図44は、発光デバイス5Aを1000cd/mの輝度で発光させた際の発光スペクトルを説明する図である。
図45は、一定の電流密度(50mA/cm)で発光させた場合における、発光デバイス5Aの規格化輝度の経時変化を説明する図である。
<表示装置700−A>
本実施例で説明する作製した表示装置700−Aは、発光デバイス550Xと、発光デバイス550Yと、を有する(図19および図19B参照)。発光デバイス550Yは発光デバイス550Xに隣接し、発光デバイス550Xとの間に間隙を備える。
<発光デバイス5A>
本実施例で説明する作製した発光デバイス5Aは、発光デバイス550Xと同様の構成を備える(図19B参照)。
《発光デバイス5Aの構成》
発光デバイス5Aの構成を表8に示す。なお、層106X2において、発光デバイス1Aとは構成が異なる。具体的には、層106X2が2,7hpp2SFに換えて2hppSFを含む点が発光デバイス1Aとは異なる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000025
《発光デバイス5Aの作製方法》
下記のステップを有する方法を用いて、本実施例で説明する発光デバイス5Aを作製した。なお、発光デバイス5Aの作製方法は、第8のステップにおいて、mPPhen2Pおよび2,7hpp2SFに換えて、mPPhen2Pおよび2hppSFを用いた点が、発光デバイス1Aの作製方法とは異なる。ここでは、異なる部分について詳細に説明し、同様の方法を用いた部分については、上記の説明を援用する。
[第8のステップ]
第8のステップにおいて、層113X12上に層106X2を形成した。具体的には、抵抗加熱法を用いて材料を共蒸着した。
なお、層106X2はmPPhen2Pおよび2hppSFを、mPPhen2P:2hppSF=1:0.5(重量比)で含み、5nmの厚さを備える。
《発光デバイス5Aの動作特性》
電力を供給すると発光デバイス5Aは光ELXおよび光ELX2を射出した(図19B参照)。発光デバイス5Aの動作特性を、室温にて測定した(図40乃至図45参照)。なお、輝度、CIE色度および発光スペクトルの測定には、分光放射計(トプコン社製、SR−UL1R)を用いた。
作製した発光デバイスを輝度1000cd/m程度で発光させた場合の主な初期特性を表9に示す。また、発光デバイスを一定の電流密度(50mA/cm)で発光させ、輝度が初期輝度の90%に低下するまでの経過時間であるLT90を表10に示す。また、構成を後述する他の発光デバイスの特性も表9および表10に記載する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000027
発光デバイス5Aは、良好な特性を示すことがわかった。例えば、後述する比較デバイス5Bと比較して、発光デバイス5Aは、駆動電圧および電流効率において、同程度であった(図41乃至図43参照)。また、後述する比較デバイス5Bと比較して、発光デバイス5Aは、駆動寿命の低下は認められなかった(図45参照)。換言すると、比較デバイス5Bとの比較において、第15−1のステップ乃至第15−4のステップを適用して作製した発光デバイス5Aに、駆動電圧の上昇および電流効率の低下は認められなかった。また、発光デバイス5Aは、第15−1のステップ乃至第15−4のステップにおいて晒される大気成分に対して、高い耐性を有する。また、2hppSFを含む中間層は、第15−1のステップ乃至第15−4のステップにおいて適用される微細加工技術に対して、高い耐性を有する。また、2hppSFを含む中間層は、例えば、第15−3のステップにおいて晒される水およびリン酸を含む薬剤に対して、高い耐性を有する。
(参考例7)
本参考例で説明する作製した比較表示装置700−Bは、発光デバイス550Xと、発光デバイス550Yと、を有する(図25A参照)。発光デバイス550Yは発光デバイス550Xに隣接する。なお、発光デバイス550Yが、発光デバイス550Xとの間に間隙を備えていない点が、実施例5で説明する表示装置700−Aとは異なる。
<比較デバイス5B>
作製した比較デバイス5Bは、発光デバイス550Xと同様の構成を備える(図25B参照)。
《比較デバイス5Bの構成》
比較デバイス5Bの構成は、隣接する他の比較デバイスとの間に間隙が形成されていない点を除いて、発光デバイス5Aの構成と同じである(表8参照)。
《比較デバイス5Bの作製方法》
下記のステップを有する方法を用いて、本参考例で説明する比較デバイス5Bを作製した。なお、比較デバイス5Bの作製方法は、ユニット103X2およびユニット103Y2の間にスリットを形成するステップを適用せず、ユニット103X2上に層105Xを形成した点が、発光デバイス5Aの作製方法とは異なる。換言すれば、第15−1のステップから第15−4のステップまでを適用せず、第14のステップを終えてから第16のステップに進む方法を適用した。
CFX:着色層、103X:ユニット、103X2:ユニット、103Y:ユニット、103Y2:ユニット、104X:層、104Y:層、105X:層、105Y:層、106X:中間層、106XX:中間層、106X1:層、106X2:層、106X21:層、106X22:層、106X3:層、106XY:領域、106XY1:領域、106XY2:領域、106Y:中間層、106Y1:層、106Y2:層、111X:層、111X2:層、111Y:層、111Y2:層、112X:層、112X2:層、112Y:層、112Y2:層、113X:層、113X2:層、113Y:層、113Y2:層、231:領域、400:基板、401:第1の電極、403:EL層、404:第2の電極、405:シール材、406:シール材、407:封止基板、412:パッド、420:ICチップ、510:基板、520:機能層、520T:領域、521:絶縁膜、528:絶縁膜、528_1:絶縁膜、528_2:絶縁膜、528_3:絶縁膜、540:機能層、550X:発光デバイス、550Y:発光デバイス、551X:電極、551Y:電極、551XY:間隙、552X:電極、552Y:電極、601:ソース線駆動回路、602:画素部、603:ゲート線駆動回路、604:封止基板、605:シール材、607:空間、608:引き回し配線、609:外部入力端子、610:素子基板、611:スイッチング用FET、612:電流制御用FET、613:第1の電極、614:絶縁物、616:EL層、617:第2の電極、618:発光デバイス、623:FET、951:基板、952:電極、953:絶縁層、954:隔壁層、955:EL層、956:電極、1001:基板、1002:下地絶縁膜、1003:ゲート絶縁膜、1006:ゲート電極、1007:ゲート電極、1008:ゲート電極、1020:第1の層間絶縁膜、1021:第2の層間絶縁膜、1022:電極、1024B:電極、1024G:電極、1024R:電極、1024W:電極、1025:隔壁、1028:EL層、1029:電極、1031:封止基板、1032:シール材、1033:基材、1034B:着色層、1034G:着色層、1034R:着色層、1035:ブラックマトリクス、1036:オーバーコート層、1037:第3の層間絶縁膜、1040:画素部、1041:駆動回路部、1042:周辺部、2001:筐体、2002:光源、2100:ロボット、2102:マイクロフォン、2103:上部カメラ、2104:スピーカ、2105:ディスプレイ、2106:下部カメラ、2107:障害物センサ、2108:移動機構、2110:演算装置、3001:照明装置、5000:筐体、5001:表示部、5002:表示部、5003:スピーカ、5004:LEDランプ、5006:接続端子、5007:センサ、5008:マイクロフォン、5012:支持部、5013:イヤホン、5100:掃除ロボット、5101:ディスプレイ、5102:カメラ、5103:ブラシ、5104:操作ボタン、5120:ゴミ、5140:携帯電子機器、5200:表示領域、5201:表示領域、5202:表示領域、5203:表示領域、7101:筐体、7103:表示部、7105:スタンド、7107:表示部、7109:操作キー、7110:リモコン操作機、7201:本体、7202:筐体、7203:表示部、7204:キーボード、7205:外部接続ポート、7206:ポインティングデバイス、7210:第2の表示部、7401:筐体、7402:表示部、7403:操作ボタン、7404:外部接続ポート、7405:スピーカ、7406:マイク、9310:携帯情報端末、9311:表示パネル、9313:ヒンジ、9315:筐体、

Claims (7)

  1.  第1の発光デバイスと、
     第2の発光デバイスと、を有し、
     前記第1の発光デバイスは、第1の電極、第2の電極、第1のユニット、第2のユニットおよび第1の中間層を備え、
     前記第1のユニットは、前記第1の電極および前記第2の電極の間に挟まれ、
     前記第1のユニットは、第1の発光性の材料を含み、
     前記第2のユニットは、前記第2の電極および前記第1のユニットの間に挟まれ、
     前記第2のユニットは、第2の発光性の材料を含み、
     前記第1の中間層は、前記第2のユニットおよび前記第1のユニットの間に挟まれ、
     前記第1の中間層は、第1の層および第2の層を含み、
     前記第1の層は、前記第2のユニットおよび前記第2の層の間に挟まれ、
     前記第1の層は、ハロゲン基もしくはシアノ基を含む有機化合物または遷移金属酸化物を含み、
     前記第2の層は、電子注入性を発現する有機化合物を含み、
     前記第2の発光デバイスは、前記第1の発光デバイスと隣接し、
     前記第2の発光デバイスは、第3の電極、第4の電極、第3のユニット、第4のユニットおよび第2の中間層を備え、
     前記第3の電極は、前記第1の電極との間に間隙を備え、
     前記第3のユニットは、前記第3の電極および前記第4の電極の間に挟まれ、
     前記第3のユニットは、第3の発光性の材料を含み、
     前記第4のユニットは、前記第4の電極および前記第3のユニットの間に挟まれ、
     前記第4のユニットは、第4の発光性の材料を含み、
     前記第2の中間層は、前記第4のユニットおよび前記第3のユニットの間に挟まれ、
     前記第2の中間層は、前記第1の中間層との間に領域を備え、
     前記領域は、前記第1の中間層および前記第2の中間層を分離し、
     前記領域は、前記間隙と重なり、
     前記第2の中間層は、第3の層および第4の層を含み、
     前記第3の層は、前記第4のユニットおよび前記第4の層の間に挟まれ、
     前記第3の層は、ハロゲン基もしくはシアノ基を含む有機化合物または遷移金属酸化物を含み、
     前記第4の層は、前記電子注入性を発現する有機化合物を含み、
     前記電子注入性を発現する有機化合物は、一般式(G0)で表される、表示装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     ただし、Aは、置換もしくは無置換の炭素数6以上30以下のアリール骨格、または置換もしくは無置換の炭素数2以上30以下のヘテロアリール骨格であり、nは、1以上4以下の整数である。
  2.  前記電子注入性を発現する有機化合物の水に対する溶解度は、1気圧、300Kにおいて、1,1’−ピリジン−2,6−ジイル−ビス(1,3,4,6,7,8−ヘキサヒドロ−2H−ピリミド[1,2−a]ピリミジン)の水に対する溶解度の1/10以下である、請求項1に記載の表示装置。
  3.  前記電子注入性を発現する有機化合物は、1気圧、300Kにおいて、水に対して、重量分率で0より大きく4.0×10−4未満の溶解度を有する、請求項1に記載の表示装置。
  4.  前記電子注入性を発現する有機化合物は、一般式(G1)で表される、請求項1に記載の表示装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     ただし、上記一般式(G1)において、R乃至R16は、置換または無置換の1以上4以下の1,3,4,6,7,8−ヘキサヒドロ−2H−ピリミド[1,2−a]ピリミジノ基を含み、他は水素、置換または無置換の炭素数1乃至6のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数3乃至10のシクロアルキル基、置換または無置換の炭素数4乃至10の多環式シクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数6以上30以下の芳香族炭化水素基または置換もしくは無置換の炭素数2以上30以下の複素芳香族炭化水素基であり、また、一般式(G1)において、水素はいずれも重水素であってもよい。
  5.  第1の機能層と、
     第2の機能層と、を有し、
     前記第1の機能層は、前記第2の機能層と重なり、
     前記第1の機能層は、第1の画素回路および第2の画素回路を含み、
     前記第2の機能層は、前記第1の発光デバイスおよび前記第2の発光デバイスを含み、
     前記第1の発光デバイスは、前記第1の画素回路と電気的に接続され、
     前記第2の発光デバイスは、前記第2の画素回路と電気的に接続される、請求項1乃至請求項4のいずれか一に記載の表示装置。
  6.  第1の画素と、
     第2の画素と、を有し、
     前記第1の画素は、前記第2の画素と隣接し、
     前記第1の画素は、前記第1の発光デバイスおよび第1の画素回路を備え、
     前記第2の画素は、前記第2の発光デバイスおよび第2の画素回路を備え、
     前記第1の発光デバイスは、前記第1の画素回路と電気的に接続され、
     前記第2の発光デバイスは、前記第2の画素回路と電気的に接続される、請求項1乃至請求項4のいずれか一に記載の表示装置。
  7.  請求項1乃至請求項4のいずれか一に記載の表示装置と、センサ、操作ボタン、スピーカまたはマイクと、を有する電子機器。
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JP2014082133A (ja) * 2012-10-17 2014-05-08 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光装置
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