DE102023114900A1

DE102023114900A1 - Organische verbindung, licht emittierende vorrichtung und licht empfangende vorrichtung

Info

Publication number: DE102023114900A1
Application number: DE102023114900.8A
Authority: DE
Inventors: Anna Tada; Kyoko Takeda; Sachiko Kawakami; Hiromitsu KIDO
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2022-06-10
Filing date: 2023-06-06
Publication date: 2023-12-21
Also published as: US20230416201A1; KR20230170588A; CN117209415A; JP2023181133A

Abstract

Eine neuartige organische Verbindung, die sehr praktisch, zweckmäßig oder zuverlässig ist, wird bereitgestellt. Die organische Verbindung wird durch eine allgemeine Formel (G1) dargestellt. Es sei angemerkt, dass R¹ bis R⁴ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff (einschließlich Deuterium), eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellen, dass Ar¹ durch eine nachstehende allgemeine Formel (g1-1) dargestellt wird, dass Ar² eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 10 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen darstellt, dass Ar³ durch eine nachstehende allgemeine Formel (g1-2) dargestellt wird, dass α eine substituierte oder nicht substituierte Arylen-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen darstellt und dass n eine ganze Zahl von 0 bis 4 darstellt.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine organische Verbindung, eine Licht emittierende Vorrichtung, eine Licht empfangende Vorrichtung, eine Licht emittierende und Licht empfangende Vorrichtung, eine Licht emittierende Einrichtung, eine Licht emittierende und Licht empfangende Einrichtung, eine Anzeigeeinrichtung, ein elektronisches Gerät, eine Beleuchtungsvorrichtung und eine elektronische Vorrichtung. Es sei angemerkt, dass eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht auf das vorstehende technische Gebiet beschränkt ist. Das technische Gebiet einer Ausführungsform der Erfindung, die in dieser Beschreibung und dergleichen offenbart wird, betrifft einen Gegenstand, ein Verfahren oder ein Herstellungsverfahren. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft einen Prozess, eine Maschine, ein Erzeugnis oder eine Zusammensetzung. Spezifische Beispiele für das technische Gebiet einer Ausführungsform der in dieser Beschreibung offenbarten vorliegenden Erfindung umfassen eine Halbleitervorrichtung, eine Anzeigeeinrichtung, eine Flüssigkristallanzeigeeinrichtung, eine Licht emittierende Einrichtung, eine Beleuchtungsvorrichtung, eine Energiespeichervorrichtung, eine Speichervorrichtung, eine Abbildungsvorrichtung, ein Betriebsverfahren dafür und ein Herstellungsverfahren dafür.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Organische Elektrolumineszenz- (EL-) Vorrichtungen (organische EL-Elemente), typischerweise Licht emittierende Vorrichtungen, Licht empfangende Vorrichtungen sowie Licht emittierende und Licht empfangende Vorrichtungen, die EL mittels einer organischen Verbindung (organische EL) nutzten, kommen in der Praxis zum Einsatz.
Bei der grundlegenden Struktur der Licht emittierenden Vorrichtungen ist beispielsweise eine organische Verbindungsschicht, die ein Licht emittierendes Material enthält (eine EL-Schicht), zwischen einem Paar von Elektroden angeordnet. Ladungsträger werden durch Anlegen einer Spannung an die Vorrichtung injiziert, und die Rekombinationsenergie der Ladungsträger wird genutzt, wodurch eine Lichtemission von dem Licht emittierenden Material erhalten werden kann.
Bei der grundlegenden Struktur der Licht empfangenden Vorrichtungen ist eine organische Verbindungsschicht, die ein photoelektrisches Umwandlungsmaterial enthält (eine Aktivschicht), zwischen einem Paar von Elektroden angeordnet. Diese Vorrichtung absorbiert die Lichtenergie, um Ladungsträger zu erzeugen, wodurch Elektronen von dem photoelektrischen Umwandlungsmaterial erhalten werden können.
Beispielsweise ist ein funktionelles Feld, bei dem ein Pixel, das in einem Anzeigebereich bereitgestellt wird, ein Licht emittierendes Element (eine Licht emittierende Vorrichtung) und ein photoelektrisches Umwandlungselement (eine Licht empfangende Vorrichtung) umfasst, bekannt (Patentdokument 1).
Anzeigen oder Beleuchtungsvorrichtungen, die organische EL-Vorrichtungen umfassen, können, wie vorstehend beschrieben, in geeigneter Weise für verschiedene elektronische Geräte verwendet werden, und die Forschung und Entwicklung von organischen EL-Vorrichtungen sind im Hinblick auf höhere Effizienz oder längere Lebensdauer vorangeschritten.
Obwohl sich die Eigenschaften von organischen EL-Vorrichtungen erheblich verbessert haben, sind höhere Anforderungen für verschiedene Eigenschaften, darunter die Effizienz und die Beständigkeit, noch nicht befriedigt. Um ein Problem, wie z. B. Einbrennen, das immer noch als eigenes Problem für EL bleibt, zu lösen, wird insbesondere vorzugsweise eine Verringerung der Effizienz aufgrund einer Verschlechterung so weit wie möglich verhindert.
Die Verschlechterung hängt wesentlich von einer Emissionszentrumsubstanz und Umgebungsmaterialien dieser ab; deshalb sind organische Verbindungsmaterialien mit guten Eigenschaften aktiv entwickelt worden.
[Referenz]
[Patentdokument]
[Patentdokument 1] Internationale PCT-Veröffentlichung Nr. WO2020/152556
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine neue organische Verbindung bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine organische Verbindung bereitzustellen, die in einem Anregungszustand stabil ist. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine organische Verbindung bereitzustellen, die als Lochtransportmaterial verwendet werden kann. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine organische Verbindung bereitzustellen, die einfach zu synthetisieren ist. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine Licht emittierende Vorrichtung mit langer Betriebslebensdauer bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine Licht emittierende Vorrichtung bereitzustellen, bei der die Änderung der Betriebsspannung gering ist. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine neuartige Licht emittierende Vorrichtung bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, Herstellungskosten einer Licht emittierenden Vorrichtung zu verringern. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine Licht emittierende Einrichtung, ein elektronisches Gerät oder eine Beleuchtungsvorrichtung mit niedrigem Stromverbrauch bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine organische Verbindung bereitzustellen, in der eine Teilstruktur selektiv deuteriert wird. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, ein molekulares Design durchzuführen, mit dem der Grad der Verkomplizierung eines Synthesewegs verringert werden kann und die Temperatur, der Druck und dergleichen zur Synthese verringert werden können, und eine organische Verbindung mit einem derartigen molekularen Design zu synthetisieren.
Es sei angemerkt, dass die Beschreibung dieser Aufgaben dem Vorhandensein weiterer Aufgaben nicht im Wege steht. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es nicht notwendigerweise erforderlich, sämtliche Aufgaben zu erfüllen. Weitere Aufgaben werden aus der Erläuterung der Beschreibung, der Zeichnungen, der Patentansprüche und dergleichen ersichtlich und können davon abgeleitet werden.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine organische Verbindung, die durch eine allgemeine Formel (G1) dargestellt wird.
In der vorstehenden allgemeinen Formel (G1) stellen R¹ bis R⁴ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff (einschließlich Deuterium), eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen dar; Ar¹ wird durch eine nachstehende allgemeine Formel (g1-1) dargestellt; Ar² stellt eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 10 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen dar; Ar³ wird durch eine nachstehende allgemeine Formel (g1-2) dargestellt; α stellt eine substituierte oder nicht substituierte Arylen-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen dar; und n stellt eine ganze Zahl von 0 bis 4 dar.
In der vorstehenden allgemeinen Formel (g1-1) stellt eines von R¹¹ bis R²⁰ eine Bindung an Stickstoff in der allgemeinen Formel (G1) dar, und die anderen stellen jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff (einschließlich Deuterium), eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen dar.
In der vorstehenden allgemeinen Formel (g1-2) stellt eines von R²¹ bis R²⁸ eine Bindung an α oder Stickstoff in der allgemeinen Formel (G1) dar; die anderen stellen jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff (einschließlich Deuterium), eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen dar; und Ar⁴ stellt eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen dar.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine organische Verbindung, die durch eine allgemeine Formel (G1) dargestellt wird.
In der vorstehenden allgemeinen Formel (G1) stellen R¹ bis R⁴ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff (einschließlich Deuterium), eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen dar; Ar¹ wird durch eine nachstehende allgemeine Formel (g1-1) dargestellt; Ar² stellt eine substituierte oder nicht substituierte 1-Naphthyl-Gruppe oder eine substituierte oder nicht substituierte 2-Naphthyl-Gruppe dar; Ar³ wird durch eine nachstehende allgemeine Formel (g1-2) dargestellt; α stellt eine substituierte oder nicht substituierte Arylen-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen dar; und n stellt eine ganze Zahl von 0 bis 4 dar.
In der vorstehenden allgemeinen Formel (g1-1) stellt eines von R¹³ bis R²⁰ eine Bindung an Stickstoff in der allgemeinen Formel (G1) dar; die anderen stellen jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff (einschließlich Deuterium), eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen dar; und R¹¹ und R¹² stellen jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff (einschließlich Deuterium), eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen dar.
In der vorstehenden allgemeinen Formel (g1-2) stellt eines von R²¹ bis R²⁸ eine Bindung an α oder Stickstoff in der allgemeinen Formel (G1) dar; die anderen stellen jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff (einschließlich Deuterium), eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen dar; und Ar⁴ stellt eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen dar.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine organische Verbindung, die durch eine allgemeine Formel (G1) dargestellt wird.
In der vorstehenden allgemeinen Formel (G1) stellen R¹ bis R⁴ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff (einschließlich Deuterium), eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen dar; Ar¹ wird durch eine nachstehende allgemeine Formel (g1-1) dargestellt; Ar² stellt eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 10 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen dar; Ar³ wird durch eine nachstehende allgemeine Formel (g1-2) dargestellt; α stellt eine substituierte oder nicht substituierte Arylen-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen dar; und n stellt eine ganze Zahl von 0 bis 4 dar.
In der vorstehenden allgemeinen Formel (g1-1) stellt eines von R¹¹ bis R²⁰ eine Bindung an Stickstoff in der allgemeinen Formel (G1) dar, und die anderen stellen jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff (einschließlich Deuterium), eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen dar.
In der vorstehenden allgemeinen Formel (g1-2) stellt eines von R²¹ bis R²⁸ eine Bindung an α oder Stickstoff in der allgemeinen Formel (G1) dar; die anderen stellen jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff (einschließlich Deuterium), eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen dar; und Ar⁴ stellt eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 10 bis 30 Kohlenstoffatomen dar.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine organische Verbindung, die durch eine allgemeine Formel (G1-1) dargestellt wird.
In der vorstehenden allgemeinen Formel (G1-1) stellen R¹ bis R⁴ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff (einschließlich Deuterium), eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen dar; Ar¹ wird durch eine nachstehende allgemeine Formel (g1-1) dargestellt; Ar² stellt eine substituierte oder nicht substituierte 1-Naphthyl-Gruppe oder eine substituierte oder nicht substituierte 2-Naphthyl-Gruppe dar; und Ar³ wird durch eine nachstehende allgemeine Formel (g1-2) dargestellt.
In der vorstehenden allgemeinen Formel (g1-1) stellt eines von R¹¹ bis R²⁰ eine Bindung an Stickstoff in der allgemeinen Formel (G1-1) dar, und die anderen stellen jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff (einschließlich Deuterium), eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen dar.
In der vorstehenden allgemeinen Formel (g1-2) stellt eines von R²¹ bis R²⁸ eine Bindung an α oder Stickstoff in der allgemeinen Formel (G1-1) dar; die anderen stellen jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff (einschließlich Deuterium), eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen dar; und Ar⁴ stellt eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen dar.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine organische Verbindung, die durch eine allgemeine Formel (G2) dargestellt wird.
In der vorstehenden allgemeinen Formel (G2) stellen R¹ bis R⁴ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff (einschließlich Deuterium), eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen dar; R²¹, R²² und R²⁴ bis R²⁸ stellen jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff (einschließlich Deuterium), eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen dar; Ar¹ wird durch die nachstehende allgemeine Formel (g1-1) dargestellt; Ar² stellt eine substituierte oder nicht substituierte 1-Naphthyl-Gruppe oder eine substituierte oder nicht substituierte 2-Naphthyl-Gruppe dar; α stellt eine substituierte oder nicht substituierte Arylen-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen dar; Ar⁴ stellt eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen dar; und n stellt eine ganze Zahl von 0 bis 4 dar.
In der vorstehenden allgemeinen Formel (g1-1) stellt eines von R¹³ bis R²⁰ eine Bindung an Stickstoff in der allgemeinen Formel (G2) dar; die anderen stellen jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff (einschließlich Deuterium), eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen dar; und R¹¹ und R¹² stellen jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff (einschließlich Deuterium), eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen dar.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine organische Verbindung, die durch eine allgemeine Formel (G3) dargestellt wird.
In der vorstehenden allgemeinen Formel (G3) stellen R¹ bis R⁴, R¹¹ und R¹² jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff (einschließlich Deuterium), eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen dar; R¹³ bis R¹⁸, R²⁰ bis R²² und R²⁴ bis R²⁸ stellen jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff (einschließlich Deuterium), eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen dar; Ar² stellt eine substituierte oder nicht substituierte 1-Naphthyl-Gruppe oder eine substituierte oder nicht substituierte 2-Naphthyl-Gruppe dar; Ar⁴ stellt eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen dar; α stellt eine substituierte oder nicht substituierte Arylen-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen dar; und n stellt eine ganze Zahl von 0 bis 4 dar.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine organische Verbindung, die durch eine Strukturformel (100) dargestellt wird.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Vorrichtung, die eine beliebige der vorstehenden organischen Verbindungen umfasst. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht empfangende Vorrichtung, die eine beliebige der vorstehenden organischen Verbindungen umfasst.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Einrichtung, die die vorstehende Licht emittierende Vorrichtung und einen Transistor oder ein Substrat umfasst.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein elektronisches Gerät, das die vorstehende Licht emittierende Einrichtung sowie eine Sensoreinheit, eine Eingabeeinheit oder eine Kommunikationseinheit umfasst.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Beleuchtungsvorrichtung, die die vorstehende Licht emittierende Einrichtung und ein Gehäuse umfasst.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine neuartige organische Verbindung bereitstellen. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine organische Verbindung bereitstellen, die einfach zu synthetisieren ist. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine neuartige Licht emittierende Vorrichtung bereitstellen. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Licht emittierende Vorrichtung mit langer Betriebslebensdauer bereitstellen. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Licht emittierende Vorrichtung bereitstellen, bei der die Änderung der Betriebsspannung gering ist. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann Herstellungskosten einer Licht emittierenden Vorrichtung verringern. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Licht emittierende Einrichtung, ein elektronisches Gerät oder eine Beleuchtungsvorrichtung mit niedrigem Stromverbrauch bereitstellen.
Es sei angemerkt, dass die Beschreibung dieser Wirkungen dem Vorhandensein weiterer Wirkungen nicht im Wege steht. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist nicht notwendigerweise alle diesen Wirkungen auf. Weitere Wirkungen werden aus der Erläuterung der Beschreibung, der Zeichnungen, der Patentansprüche und dergleichen ersichtlich und können davon abgeleitet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1A bis 1E stellen jeweils eine Struktur einer Licht emittierenden Vorrichtung dar.
2A und 2B sind eine Draufsicht und eine Querschnittsansicht einer Licht emittierenden Einrichtung.
3A bis 3D stellen jeweils eine Licht emittierende Vorrichtung dar.
4A bis 4E sind Querschnittsansichten, die ein Beispiel für ein Verfahren zur Herstellung einer Licht emittierenden Einrichtung darstellen.
5A bis 5E sind Querschnittsansichten, die das Beispiel für das Verfahren zur Herstellung der Licht emittierenden Einrichtung darstellen.
6A bis 6C sind Querschnittsansichten, die das Beispiel für das Verfahren zur Herstellung der Licht emittierenden Einrichtung darstellen.
7A bis 7C sind Querschnittsansichten, die das Beispiel für das Verfahren zur Herstellung der Licht emittierenden Einrichtung darstellen.
8A bis 8C sind Querschnittsansichten, die das Beispiel für das Verfahren zur Herstellung der Licht emittierenden Einrichtung darstellen.
9A bis 9C sind Querschnittsansichten, die das Beispiel für das Verfahren zur Herstellung der Licht emittierenden Einrichtung darstellen.
10A bis 10C sind Querschnittsansichten, die das Beispiel für das Verfahren zur Herstellung der Licht emittierenden Einrichtung darstellen.
11A bis 11G sind Draufsichten, die jeweils ein Strukturbeispiel eines Pixels darstellen.
12A bis 12I sind Draufsichten, die jeweils ein Strukturbeispiel eines Pixels darstellen.
13A und 13B sind perspektivische Ansichten, die ein Strukturbeispiel eines Anzeigemoduls darstellen.
14A und 14B sind Querschnittsansichten, die jeweils ein Strukturbeispiel einer Licht emittierenden Einrichtung darstellen.
15 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Strukturbeispiel einer Licht emittierenden Einrichtung darstellt.
16A ist eine Querschnittsansicht, die ein Strukturbeispiel einer Licht emittierenden Einrichtung darstellt. 16B und 16C sind Querschnittsansichten, die jeweils ein Strukturbeispiel für einen OS-Transistor darstellen.
17 ist eine Querschnittsansicht, die ein Strukturbeispiel einer Licht emittierenden Einrichtung darstellt.
18A bis 18D sind Querschnittsansichten, die jeweils ein Strukturbeispiel einer Licht emittierenden Einrichtung darstellen.
19A bis 19D stellen jeweils ein Beispiel für ein elektronisches Gerät dar.
20A bis 20F stellen jeweils ein Beispiel für ein elektronisches Gerät dar.
21A bis 21G stellen jeweils ein Beispiel für ein elektronisches Gerät dar.
22 zeigt ein ¹H-NMR-Spektrum einer in einem Beispiel ausgebildeten organischen Verbindung.
23 zeigt die Absorptions- und Emissionsspektren einer in einem Beispiel ausgebildeten organischen Verbindung in einer Toluollösung.
24 zeigt die Absorptions- und Emissionsspektren der in einem Beispiel ausgebildeten organischen Verbindung in einem Dünnfilmzustand.
25 stellt eine Struktur einer Licht emittierenden Vorrichtung in einem Beispiel dar.
26 ist ein Graph, der die Emissionseffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften von Licht emittierenden Vorrichtungen in einem Beispiel zeigt.
27 ist ein Graph, der die Stromeffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtungen in einem Beispiel zeigt.
28 ist ein Graph, der die Leuchtdichte-Spannungs-Eigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtungen in einem Beispiel zeigt.
29 ist ein Graph, der die Stromdichte-Spannungs-Eigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtungen in einem Beispiel zeigt.
30 ist ein Graph, der die externen Quanteneffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtungen in einem Beispiel zeigt.
31 ist ein Graph, der die Emissionsspektren der Licht emittierenden Vorrichtungen in einem Beispiel zeigt.
32 ist ein Graph, der eine von der Betriebsdauer abhängige Änderung der Leuchtdichte der Licht emittierenden Vorrichtungen in einem Beispiel zeigt.
33 ist ein Graph, der die Emissionseffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften von Licht emittierenden Vorrichtungen in einem Beispiel zeigt.
34 ist ein Graph, der die Stromeffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtungen in einem Beispiel zeigt.
35 ist ein Graph, der die Leuchtdichte-Spannungs-Eigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtungen in einem Beispiel zeigt.
36 ist ein Graph, der die Stromdichte-Spannungs-Eigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtungen in einem Beispiel zeigt.
37 ist ein Graph, der die externen Quanteneffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtungen in einem Beispiel zeigt.
38 ist ein Graph, der die Emissionsspektren der Licht emittierenden Vorrichtungen in einem Beispiel zeigt.
39 ist ein Graph, der eine von der Betriebsdauer abhängige Änderung der Leuchtdichte der Licht emittierenden Vorrichtungen in einem Beispiel zeigt.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung
(Ausführungsform 1)
Bei dieser Ausführungsform werden organische Verbindungen und Dünnfilme von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Eine organische Verbindung bei dieser Ausführungsform ist ein Triarylamin-Derivat mit der folgenden Struktur. Das Triarylamin-Derivat, das sowohl eine ausreichend hohe Lochtransporteigenschaft als auch eine breite Energielücke aufweist, kann als Material für eine Licht emittierende und Licht empfangende Vorrichtung sehr geeignet verwendet werden.
<Beispiel 1 der organischen Verbindung>
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine organische Verbindung, die durch eine allgemeine Formel (G1) dargestellt wird.
In der vorstehenden allgemeinen Formel (G1) stellen R¹ bis R⁴ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff (einschließlich Deuterium), eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen dar; Ar¹ wird durch eine nachstehende allgemeine Formel (g1-1) dargestellt; Ar² stellt eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 10 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen dar; Ar³ wird durch eine nachstehende allgemeine Formel (g1-2) dargestellt; α stellt eine substituierte oder nicht substituierte Arylen-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen dar; und n stellt eine ganze Zahl von 0 bis 4 dar.
In der vorstehenden allgemeinen Formel (g1-1) stellt eines von R¹¹ bis R²⁰ eine Bindung an Stickstoff in der allgemeinen Formel (G1) dar, und die anderen stellen jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff (einschließlich Deuterium), eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen dar.
In der vorstehenden allgemeinen Formel (g1-2) stellt eines von R²¹ bis R²⁸ eine Bindung an α oder Stickstoff in der allgemeinen Formel (G1) dar; die anderen stellen jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff (einschließlich Deuterium), eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen dar; und Ar⁴ stellt eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen dar.
Beispiele für die Alkyl-Gruppe, durch die R¹ bis R⁴ und R¹¹ bis R²⁸ in der vorstehenden allgemeinen Formel (G1), der vorstehenden allgemeinen Formel (g1-1) und der vorstehenden allgemeinen Formel (g1-2) substituiert werden, umfassen eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine sec-Butyl-Gruppe, eine Isobutyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine Pentyl-Gruppe, eine Isopentyl-Gruppe, eine sec-Pentyl-Gruppe, eine tert-Pentyl-Gruppe, eine Neopentyl-Gruppe, eine Hexyl-Gruppe, eine Isohexyl-Gruppe, eine 3-Methylpentyl-Gruppe, eine 2-Methylpentyl-Gruppe, eine 2-Ethylbutyl-Gruppe, eine 1,2-Dimethylbutyl-Gruppe und eine 2,3-Dimethylbutyl-Gruppe.
Beispiele für die Cycloalkyl-Gruppe, durch die R¹ bis R⁴ und R¹¹ bis R²⁸ substituiert werden, umfassen eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe, eine 1-Methylcyclohexyl-Gruppe, eine Cycloheptyl-Gruppe, eine Adamantyl-Gruppe und eine Anthryl-Gruppe.
Beispiele für die Aryl-Gruppe, durch die R¹¹ bis R²⁸ substituiert werden, umfassen eine Phenyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Fluorenyl-Gruppe und eine Phenanthrenyl-Gruppe.
Beispiele für die Heteroaryl-Gruppe, durch die R¹¹ bis R²⁸ substituiert werden, umfassen eine Pyridin-yl-Gruppe, eine Pyrimidin-yl-Gruppe, eine Triazin-yl-Gruppe, eine Phenanthrolin-yl-Gruppe, eine Carbazol-yl-Gruppe, eine Pyrrol-yl-Gruppe, eine Thiophen-yl-Gruppe, eine Furan-yl-Gruppe, eine Imidazolyl-Gruppe, eine Bipyridin-yl-Gruppe, eine Bipyrimidin-yl-Gruppe, eine Pyrazin-yl-Gruppe, eine Bipyrazin-yl-Gruppe, eine Chinolin-yl-Gruppe, eine Isochinolin-yl-Gruppe, eine Benzochinolin-yl-Gruppe, eine Chinoxalin-yl-Gruppe, eine Benzochinoxalin-yl-Gruppe, eine Dibenzochinoxalin-yl-Gruppe, eine Azofluorenyl-Gruppe, eine Diazofluoren-yl-Gruppe, eine Benzocarbazol-yl-Gruppe, eine Dibenzocarbazol-yl-Gruppe, eine Dibenzofuran-yl-Gruppe, eine Benzonaphthofuran-yl-Gruppe, eine Dinaphthofuran-yl-Gruppe, eine Dibenzothiophen-yl-Gruppe, eine Benzonaphthothiophen-yl-Gruppe, eine Dinaphthothiophen-yl-Gruppe, eine Benzofuropyridin-yl-Gruppe, eine Benzofuropyrimidin-yl-Gruppe, eine Benzothiopyridin-yl-Gruppe, eine Benzothiopyrimidin-yl-Gruppe, eine Naphthofuropyridin-yl-Gruppe, eine Naphthofuropyrimidin-yl-Gruppe, eine Naphthothiopyridin-yl-Gruppe, eine Naphthothiopyrimidin-yl-Gruppe, eine Dibenzochinoxalin-yl-Gruppe, eine Acridin-yl-Gruppe, eine Xanthen-yl-Gruppe, eine Phenothiazin-yl-Gruppe, eine Phenoxazin-yl-Gruppe, eine Phenazin-yl-Gruppe, eine Triazol-yl-Gruppe, eine Oxazol-yl-Gruppe, eine Oxadiazol-yl-Gruppe, eine Thiazol-yl-Gruppe, eine Thiadiazol-yl-Gruppe, eine Benzimidazol-yl-Gruppe und eine Pyrazol-yl-Gruppe.
Insbesondere werden R¹ bis R⁴ und R¹¹ bis R²⁸ jeweils durch eine beliebige von allgemeinen Formeln (R-1) bis (R-20) dargestellt.
Beispiele für die Aryl-Gruppe, durch die in der vorstehenden allgemeinen Formel (G1) Ar² substituiert wird, umfassen eine Naphthyl-Gruppe, eine Fluorenyl-Gruppe, eine Phenanthrenyl-Gruppe, eine Anthryl-Gruppe, eine Tetracen-yl-Gruppe, eine Benzanthracenyl-Gruppe, eine Triphenylenyl-Gruppe, eine Pyren-yl-Gruppe und eine Spirobi[9H-fluoren]-yl-Gruppe.
Beispiele für die Aryl-Gruppe, durch die in den vorstehenden allgemeinen Formeln (G1), (g1-1) und (g1-2) Ar⁴ substituiert wird, umfassen eine Phenyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Fluorenyl-Gruppe, eine Phenanthrenyl-Gruppe, eine Anthryl-Gruppe, eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe, eine 1-Methylcyclohexyl-Gruppe, eine Cycloheptyl-Gruppe und eine Adamantyl-Gruppe.
Beispiele für die Alkyl-Gruppe, durch die Ar⁴ substituiert wird, umfassen eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine sec-Butyl-Gruppe, eine Isobutyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine Pentyl-Gruppe, eine Isopentyl-Gruppe, eine sec-Pentyl-Gruppe, eine tert-Pentyl-Gruppe, eine Neopentyl-Gruppe, eine Hexyl-Gruppe, eine Isohexyl-Gruppe, eine 3-Methylpentyl-Gruppe, eine 2-Methylpentyl-Gruppe, eine 2-Ethylbutyl-Gruppe, eine 1,2-Dimethylbutyl-Gruppe und eine 2,3-Dimethylbutyl-Gruppe.
Beispiele für die Cycloalkyl-Gruppe, durch die Ar⁴ substituiert wird, umfassen eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe, eine 1-Methylcyclohexyl-Gruppe, eine Cycloheptyl-Gruppe und eine Adamantyl-Gruppe.
Beispiele für die Heteroaryl-Gruppe, durch die in den vorstehenden allgemeinen Formeln (G1), (g1-1) und (g1-2) Ar² und Ar⁴ substituiert werden, umfassen eine Pyridin-yl-Gruppe, eine Pyrimidin-yl-Gruppe, eine Triazin-yl-Gruppe, eine Phenanthrolin-yl-Gruppe, eine Carbazol-yl-Gruppe, eine Pyrrol-yl-Gruppe, eine Thiophen-yl-Gruppe, eine Furan-yl-Gruppe, eine Imidazol-yl-Gruppe, eine Bipyridin-yl-Gruppe, eine Bipyrimidin-yl-Gruppe, eine Pyrazin-yl-Gruppe, eine Bipyrazin-yl-Gruppe, eine Chinolin-yl-Gruppe, eine Isochinolin-yl-Gruppe, eine Benzochinolin-yl-Gruppe, eine Chinoxalin-yl-Gruppe, eine Benzochinoxalin-yl-Gruppe, eine Dibenzochinoxalin-yl-Gruppe, eine Azofluorenyl-Gruppe, eine Diazofluoren-yl-Gruppe, eine Benzocarbazol-yl-Gruppe, eine Dibenzocarbazol-yl-Gruppe, eine Dibenzofuran-yl-Gruppe, eine Benzonaphthofuran-yl-Gruppe, eine Dinaphthofuran-yl-Gruppe, eine Dibenzothiophen-yl-Gruppe, eine Benzonaphthothiophen-yl-Gruppe, eine Dinaphthothiophen-yl-Gruppe, eine Benzofuropyridin-yl-Gruppe, eine Benzofuropyrimidin-yl-Gruppe, eine Benzothiopyridin-yl-Gruppe, eine Benzothiopyrimidin-yl-Gruppe, eine Naphthofuropyridin-yl-Gruppe, eine Naphthofuropyrimidin-yl-Gruppe, eine Naphthothiopyridin-yl-Gruppe, eine Naphthothiopyrimidin-yl-Gruppe, eine Dibenzochinoxalin-yl-Gruppe, eine Acridin-yl-Gruppe, eine Xanthen-yl-Gruppe, eine Phenothiazin-yl-Gruppe, eine Phenoxazin-yl-Gruppe, eine Phenazin-yl-Gruppe, eine Triazol-yl-Gruppe, eine Oxazol-yl-Gruppe, eine Oxadiazol-yl-Gruppe, eine Thiazol-yl-Gruppe, eine Thiadiazol-yl-Gruppe, eine Benzimidazol-yl-Gruppe und eine Pyrazol-yl-Gruppe.
Insbesondere werden Ar² und Ar⁴ jeweils durch eine beliebige von nachstehenden allgemeinen Formeln (Ar-1) bis (Ar-40) dargestellt.
Eine beliebige von nachstehenden (Ar-41) bis (Ar-62) kann als Ar⁴ verwendet werden.
Beispiele für die substituierte oder nicht substituierte Arylen-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, durch die in den vorstehenden allgemeinen Formeln (G1), (g1-1) und (g1-2) α substituiert wird, umfassen eine Phenylen-Gruppe, eine Biphenyl-diyl-Gruppe, eine Naphthalen-diyl-Gruppe, eine Fluorenin-diyl-Gruppe, eine Acenaphthen-diyl-Gruppe, eine Anthracen-diyl-Gruppe, eine Phenanthrendiyl-Gruppe, eine Terphenyl-diyl-Gruppe, eine Triphenylen-diyl-Gruppe, eine Tetracen-diyl-Gruppe, eine Benzanthracen-diyl-Gruppe, eine Pyren-diyl-Gruppe und eine Spirobi[9H-fluoren]-diyl-Gruppe.
<Beispiel 2 der organischen Verbindung>
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine organische Verbindung, die durch eine allgemeine Formel (G1-1) dargestellt wird.
In der vorstehenden allgemeinen Formel (G1-1) stellen R¹ bis R⁴ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff (einschließlich Deuterium), eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen dar; Ar¹ wird durch eine nachstehende allgemeine Formel (g1-1) dargestellt; Ar² stellt eine substituierte oder nicht substituierte 1-Naphthyl-Gruppe oder eine substituierte oder nicht substituierte 2-Naphthyl-Gruppe dar; und Ar³ wird durch eine nachstehende allgemeine Formel (g1-2) dargestellt.
In der vorstehenden allgemeinen Formel (G1-1) kann für Ar¹ (allgemeine Formel (g1-1)), Ar³ (allgemeine Formel (g1-2)) und R¹ bis R⁴ auf die Beschreibung der gleichen Zeichen in <Beispiel 1 der organischen Verbindung> verwiesen werden.
In der allgemeinen Formel (G1-1) stellt Ar² eine substituierte oder nicht substituierte 1-Naphthyl-Gruppe oder eine substituierte oder nicht substituierte 2-Naphthyl-Gruppe dar. Da die 1-Naphthyl-Gruppe senkrecht zu einer benachbarten Phenylen-Gruppe platziert ist, kann die organische Verbindung ohne Substituenten eine große sterische Hinderung und eine hohe Wärmebeständigkeit aufweisen. Die 1-Naphthyl-Gruppe weist vorzugsweise keinen Substituenten auf, was verspricht, eine hohe Ladungsträgertransporteigenschaft zu bieten. Im Gegensatz dazu weist die 2-Naphthyl-Gruppe, die unwahrscheinlich senkrecht zu einer benachbarten Phenylen-Gruppe platziert ist, eine etwas niedrigere Wärmebeständigkeit auf als die 1-Naphthyl-Gruppe. In dem Fall, in dem die Wärmebeständigkeit erhöht werden muss, weist vorzugsweise die 2-Naphthyl-Gruppe selbst einen Substituenten auf, da die Wärmebeständigkeit der organischen Verbindung erhöht werden kann; insbesondere weist die 2-Naphthyl-Gruppe vorzugsweise eine Aryl-Gruppe als Substituenten auf, da die Ladungsträgertransporteigenschaft erhöht werden kann.
<Beispiel 3 der organischen Verbindung>
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine organische Verbindung, die durch eine allgemeine Formel (G2) dargestellt wird.
In der vorstehenden allgemeinen Formel (G2) stellen R¹ bis R⁴ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff (einschließlich Deuterium), eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen dar; R²¹, R²² und R²⁴ bis R²⁸ stellen jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff (einschließlich Deuterium), eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen dar; Ar¹ wird durch eine nachstehende allgemeine Formel (g1-1) dargestellt; Ar² stellt eine substituierte oder nicht substituierte 1-Naphthyl-Gruppe oder eine substituierte oder nicht substituierte 2-Naphthyl-Gruppe dar; α stellt eine substituierte oder nicht substituierte Arylen-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen dar; Ar⁴ stellt eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen dar; und n stellt eine ganze Zahl von 0 bis 4 dar.
In der vorstehenden allgemeinen Formel (G2) kann für Ar¹ (allgemeine Formel (g1-1)), Ar² und Ar³ (allgemeine Formel (g1-2)) Ar⁴, R¹ bis R⁴ und R²¹ bis R²⁸ auf die Beschreibung der gleichen Zeichen in <Beispiel 1 der organischen Verbindung> und <Beispiel 2 der organischen Verbindung> verwiesen werden.
Die Struktur, bei der wie in der vorstehenden allgemeinen Formel (G2) die 3-Position einer Carbazolyl-Gruppe über α, das eine Arylen-Gruppe ist, an Stickstoff gebunden ist, bietet eine organische Verbindung mit hoher Lochtransporteigenschaft.
<Beispiel 4 der organischen Verbindung>
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine organische Verbindung, die durch eine allgemeine Formel (G3) dargestellt wird.
In der vorstehenden allgemeinen Formel (G3) stellen R¹ bis R⁴, R¹¹ und R¹² jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff (einschließlich Deuterium), eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen dar; R¹³ bis R¹⁸, R²⁰ bis R²² und R²⁴ bis R²⁸ stellen jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff (einschließlich Deuterium), eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen dar; Ar² stellt eine substituierte oder nicht substituierte 1-Naphthyl-Gruppe oder eine substituierte oder nicht substituierte 2-Naphthyl-Gruppe dar; Ar⁴ stellt eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen dar; α stellt eine substituierte oder nicht substituierte Arylen-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen dar; und n stellt eine ganze Zahl von 0 bis 4 dar.
In der vorstehenden allgemeinen Formel (G3) kann für Ar², Ar⁴, R¹ bis R⁴, R¹¹ und R¹², R¹³ bis R¹⁸, R²⁰ bis R²² und R²¹ bis R²⁸ auf die Beschreibung der gleichen Zeichen in <Beispiel 1 der organischen Verbindung> bis <Beispiel 3 der organischen Verbindung> verwiesen werden.
Die Struktur, bei der wie in der vorstehenden allgemeinen Formel (G3) die 3-Position einer Carbazolyl-Gruppe über α, das eine Arylen-Gruppe ist, an Stickstoff gebunden ist, bietet eine organische Verbindung mit hoher Lochtransporteigenschaft. Außerdem wird die Struktur, bei der die 2-Position einer Fluorenyl-Gruppe an Stickstoff gebunden ist, bevorzugt, wobei in diesem Fall das HOMO-Niveau nicht zu hoch ist und eine organische Verbindung ein Niveau, das für die Licht emittierende Vorrichtung geeignet ist, aufweisen kann.
Die organische Verbindung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die eine beliebige der Strukturen aufweist, die durch die vorstehenden allgemeinen Formeln (G1), (G1-1), (G2) und (G3) dargestellt werden, wird vorzugsweise zu einem Dünnfilm (auch als organische Verbindungsschicht bezeichnet) geformt, wenn sie für eine Licht emittierende Vorrichtung verwendet wird. Die organische Verbindung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann auch für eine kein Licht emittierende Vorrichtung verwendet werden. Beispiele für die kein Licht emittierende Vorrichtung umfassen eine Licht empfangende Vorrichtung. Das HOMO-Niveau ist vorzugsweise nicht zu hoch, wobei in diesem Fall eine Verhinderung eines Dunkelstroms in der Licht empfangenden Vorrichtung erwartet werden kann, was wahrscheinlich die Empfindlichkeit des Lichtempfangs erhöht.
Beispielsweise kann die organische Verbindung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für eine Licht emittierende Schicht, eine Lochinjektionsschicht, eine Lochtransportschicht, eine Elektronentransportschicht oder eine Cap-Schicht in einer Licht emittierenden Vorrichtung geeignet verwendet werden. Insbesondere kann die organische Verbindung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für eine Lochtransportschicht in einer Licht emittierenden Vorrichtung geeignet verwendet werden.
Die organische Verbindung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Molekülstruktur mit einem hohen LUMO-Niveau auf und weist eine hohe Elektronen blockierende Eigenschaft auf und wird daher vorzugsweise in Kontakt mit einer Licht emittierenden Schicht bereitgestellt. In diesem Fall kann die organische Verbindung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Licht emittierende Vorrichtung mit hoher Emissionseffizienz bereitstellen, da sie als Elektronenblockierschicht dient. Die Elektronenblockierschicht weist eine Lochtransporteigenschaft auf und enthält ein Material, die zum Blockieren von Elektronen geeignet ist. Das LUMO-Niveau der Elektronenblockierschicht, die eine Transportschicht in Kontakt mit einer Licht emittierenden Schicht ist, ist vorzugsweise höher als dasjenige der Licht emittierenden Schicht um größer als oder gleich 0,3 eV. Die organische Verbindung der vorliegenden Erfindung kann als Elektronenblockierschicht geeignet verwendet werden, da sie ein hohes LUMO-Niveau aufweist.
Die Elektronenblockierschicht weist eine Lochtransporteigenschaft auf und kann daher auch als Lochtransportschicht bezeichnet werden. Eine Schicht mit einer Elektronen blockierenden Eigenschaft unter den Lochtransportschichten kann auch als Elektronenblockierschicht bezeichnet werden.
Die Struktur in dem Fall, in dem die organische Verbindung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für eine Licht emittierende Schicht, eine Lochtransportschicht, eine Elektronentransportschicht oder eine Cap-Schicht in einer Licht emittierenden Vorrichtung verwendet wird, oder in dem Fall, in dem die organische Verbindung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für eine Licht empfangende Vorrichtung verwendet wird, wird bei der Ausführungsform 2 ausführlich beschrieben.
<Spezifische Beispiele>
Nachstehend werden spezifische Beispiele für die organische Verbindung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer beliebigen der Strukturen gezeigt, die durch die vorstehenden allgemeinen Formeln (G1), (G1-1), (G2) und (G3) dargestellt werden.
Die organischen Verbindungen, die durch die vorstehenden Strukturformeln (100) bis (133) dargestellt werden, sind Beispiele für die organischen Verbindungen, die durch die allgemeinen Formeln (G1) bis (G5) dargestellt werden. Die organische Verbindung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
<Syntheseverfahren der organischen Verbindung>
Die Beschreibung eines Syntheseverfahrens der nachstehenden allgemeinen Formel (G3) erfolgt im Folgenden, die eine Molekülstruktur aufweist, die sich von derjenigen in der in <Beispiel 1 der organischen Verbindung> vorstehend beschriebenen allgemeinen Formel (G1) dadurch unterscheidet, dass die Substitutionsstellen der Carbazolyl-Gruppe und der Fluorenyl-Gruppe die 3-Position bzw. die 2-Position sind. Es sei angemerkt, dass für die Details der allen Substituenten, wie z. B. R¹, und der Teilstruktur in der allgemeinen Formel (G3) auf die Beschreibung in <Beispiel 4 der organischen Verbindung> verwiesen werden kann.
<Syntheseverfahren der organischen Verbindung, die durch die allgemeine Formel (G3) dargestellt wird>
Die organische Verbindung der vorliegenden Erfindung, die durch die allgemeine Formel (G3) dargestellt wird, kann wie in nachstehenden Syntheseschemas (s-1) und (s-2) synthetisiert werden.
Zuerst wird gemäß dem Syntheseschema (s-1) eine Arylamin-Verbindung (Verbindung 1) mit einer Fluoren-Verbindung (Verbindung 2) gekoppelt, wodurch eine Fluorenylamin-Verbindung (Verbindung 3) erhalten werden kann. Als Nächstes wird gemäß dem Syntheseschema (s-2) die Fluorenylamin-Verbindung (Verbindung 3) mit einer Carbazol-Verbindung (Verbindung 4) gekoppelt, wodurch eine Amin-Zielverbindung, die durch die allgemeine Formel (G3) dargestellt wird, erhalten werden kann. Die Syntheseschemas (s-1) und (s-2) werden nachstehend gezeigt.

Die organische Verbindung der vorliegenden Erfindung, die durch die allgemeine Formel (G3) dargestellt wird, kann wie in nachstehenden Syntheseschemas (s-3) und (s-4) synthetisiert werden.
Gemäß dem Syntheseschema (s-3) wird eine Arylamin-Verbindung (Verbindung 1) mit der Carbazol-Verbindung (Verbindung 4) gekoppelt, wodurch eine Amin-Verbindung (Verbindung 5), die Carbazol enthält, erhalten werden kann. Als Nächstes wird gemäß dem Syntheseschema (s-4) Amin-Verbindung (Verbindung 5), die Carbazol enthält, mit der Fluoren-Verbindung (Verbindung 2) gekoppelt, wodurch eine Amin-Zielverbindung, die durch die allgemeine Formel (G3) dargestellt wird, erhalten werden kann. Die Syntheseschemas (s-3) und (s-4) werden nachstehend gezeigt.
Die organische Verbindung der vorliegenden Erfindung, die durch die allgemeine Formel (G3) dargestellt wird, kann wie in nachstehenden Syntheseschemas (s-5) und (s-6) synthetisiert werden.
Gemäß dem Syntheseschema (s-5) wird eine Aryl-Verbindung (Verbindung 6) mit einer Fluorenylamin-Verbindung (Verbindung 7) gekoppelt, wodurch die Fluorenylamin-Verbindung (Verbindung 3), die Carbazol enthält, erhalten werden kann. Als Nächstes wird eine Kupplung gemäß dem vorstehenden Syntheseschema (s-2) durchgeführt, wodurch eine Amin-Zielverbindung, die durch die allgemeine Formel (G3) dargestellt wird, erhalten werden kann. Das Syntheseschema (s-5) wird nachstehend gezeigt. Die Beschreibung des Syntheseschemas (s-2) ist weggelassen, um eine Wiederholung zu umgehen.
Die organische Verbindung der vorliegenden Erfindung, die durch die allgemeine Formel (G3) dargestellt wird, kann wie in nachstehenden Syntheseschemas (s-6) und (s-7) synthetisiert werden.
Gemäß dem Syntheseschema (s-6) wird eine Fluorenylamin-Verbindung (Verbindung 7) mit der Carbazol-Verbindung (Verbindung 4) gekoppelt, wodurch eine Amin-Verbindung (Verbindung 8), die Carbazol enthält, erhalten werden kann. Als Nächstes wird gemäß dem Syntheseschema (s-7) Amin-Verbindung (Verbindung 5), die Carbazol enthält, mit der Aryl-Verbindung (Verbindung 6) gekoppelt, wodurch eine Amin-Zielverbindung, die durch die allgemeine Formel (G3) dargestellt wird, erhalten werden kann. Die Syntheseschemas (s-6) und (s-7) werden nachstehend gezeigt.

Die organische Verbindung der vorliegenden Erfindung, die durch die allgemeine Formel (G3) dargestellt wird, kann wie in einem nachstehenden Syntheseschema (s-8) und dem vorstehenden Syntheseschema (s-4) synthetisiert werden.
Gemäß dem Syntheseschema (s-8) wird die Aryl-Verbindung (Verbindung 6) mit einer Amin-Verbindung (Verbindung 9), die Carbazol enthält, gekoppelt, wodurch die Amin-Verbindung (Verbindung 5), die Carbazol enthält, erhalten werden kann. Als Nächstes wird eine Kupplung gemäß dem vorstehenden Syntheseschema (s-4) durchgeführt, wodurch eine Amin-Zielverbindung (G1-1) erhalten werden kann. Das Syntheseschema (s-8) wird nachstehend gezeigt. Die Beschreibung des Syntheseschemas (s-4) ist weggelassen, um eine Wiederholung zu umgehen.
Die organische Verbindung der vorliegenden Erfindung, die durch die allgemeine Formel (G3) dargestellt wird, kann wie in einem nachstehenden Syntheseschema (s-9) und dem vorstehenden Syntheseschema (s-7) synthetisiert werden.
Gemäß dem Syntheseschema (s-9) wird die Fluoren-Verbindung (Verbindung 2) mit der Amin-Verbindung (Verbindung 9), die Carbazol enthält, gekoppelt, wodurch die Amin-Verbindung (Verbindung 8), die Carbazol enthält, erhalten werden kann. Als Nächstes wird eine Kupplung gemäß dem vorstehenden Syntheseschema (s-7) durchgeführt, wodurch eine Amin-Zielverbindung, die durch die allgemeine Formel (G3) dargestellt wird, erhalten werden kann. Das Syntheseschema (s-9) wird nachstehend gezeigt. Die Beschreibung des Syntheseschemas (s-7) ist weggelassen, um eine Wiederholung zu umgehen.
In den Syntheseschemas (s-1) bis (s-9) stellen X¹ und X³ jeweils unabhängig voneinander Chlor, Brom, Jod oder eine Triflat-Gruppe dar.
In dem Fall, in dem in den Syntheseschemas (s-1) bis (s-9) die Buchwald-Hartwig-Reaktion unter Verwendung eines Palladiumkatalysators zum Einsatz kommt, kann eine Palladium-Verbindung, wie z. B. Bis(dibenzylidenaceton)palladium(0), Palladium(II)acetat, [1,1'-Bis(diphenylphosphino)ferrocen]palladium(II)dichlorid, Tetrakis(triphenylphosphin)palladium(0) oder Allylpalladium(II)chlorid (dimer), und ein Ligand, wie z. B. Tri(tert-butyl)phosphin, Tri(n-hexyl)phosphin, Tricyclohexylphosphin, Di(1-adamantyl)-n-butylphosphin, 2-Dicyclohexylphosphino-2',6'-dimethoxybiphenyl, Tri(ortho-tolyl)phosphin oder (S)-6,6'-Dimethoxybiphenyl-2,2'-diyl)bis(diisopropylphosphin) (Abkürzung: cBRIDP), verwendet werden.
Bei der Reaktion kann eine organische Base, wie z. B. Natrium-tert-butoxid, eine anorganische Base, wie z. B. Kaliumcarbonat, Cäsiumcarbonat oder Natriumcarbonat, oder dergleichen verwendet werden. Bei der Reaktion kann als Lösungsmittel Toluol, Xylol, Benzol, Tetrahydrofuran, Dioxan oder dergleichen verwendet werden. Reagenzien, die bei der Reaktion verwendet werden können, sind nicht auf die vorstehend beschriebenen Reagenzien beschränkt. Alternativ kann eine Verbindung, in der eine Organozinn-Gruppe an eine Amino-Gruppe gebunden ist, anstelle der Verbindung 1 oder der Verbindung 3 verwendet werden.
In den Syntheseschemas (s-1) bis (s-9) kann die Ullmann-Reaktion unter Verwendung von Kupfer oder einer Kupfer-Verbindung durchgeführt werden. Als Base, die bei der Reaktion zu verwenden ist, kann eine anorganische Base, wie z. B. Kaliumcarbonat, angegeben werden. Als Lösungsmittel, das bei der Reaktion verwendet werden kann, können 1,3-Dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2(1H)pyrimidinon (DMPU), Toluol, Xylol, Benzol und dergleichen angegeben werden. Bei der Ullmann-Reaktion kann dann, wenn die Reaktionstemperatur bei 100 °C oder höher ist, eine Zielsubstanz in kürzerer Zeit und in höherer Ausbeute erhalten werden; deshalb wird vorzugsweise DMPU oder Xylol verwendet, die jeweils einen hohen Siedepunkt aufweisen. Eine Reaktionstemperatur von 150 °C oder höher wird stärker bevorzugt, und daher wird DMPU stärker bevorzugt verwendet. Reagenzien, die bei der Reaktion verwendet werden können, sind nicht auf die vorstehend beschriebenen Reagenzien beschränkt.
Es sei angemerkt, dass die bei dieser Ausführungsform beschriebenen Verbindungen in einer geeigneten Kombination mit einer beliebigen der bei den anderen Ausführungsformen beschriebenen Strukturen verwendet werden können.
(Ausführungsform 2)
Bei dieser Ausführungsform werden Strukturen der Licht emittierenden Vorrichtungen, die eine der bei der Ausführungsform 1 beschriebenen organischen Verbindungen enthält, anhand von 1A bis 1E beschrieben.
<<Grundlegende Struktur der Licht emittierenden Vorrichtung>>
Eine grundlegende Struktur einer Licht emittierenden Vorrichtung wird beschrieben. 1A stellt eine Licht emittierende Vorrichtung (mit einer Single-Struktur) dar, die zwischen einem Paar von Elektroden eine EL-Schicht umfasst, die eine Licht emittierende Schicht umfasst. Insbesondere ist eine organische Verbindungsschicht 103 zwischen einer ersten Elektrode 101 und einer zweiten Elektrode 102 angeordnet.
1B stellt eine Licht emittierende Vorrichtung dar, die eine mehrschichtige Struktur (Tandem-Struktur) aufweist, bei der eine Vielzahl von EL-(organischen Verbindungs-) Schichten (zwei Schichten 103a und 103b in 1B) zwischen einem Paar von Elektroden bereitgestellt wird und eine Ladungserzeugungsschicht 106 zwischen den organischen Verbindungsschichten 103a und 103b bereitgestellt wird. Eine Licht emittierende Vorrichtung mit einer Tandem-Struktur ermöglicht die Herstellung einer Licht emittierenden Einrichtung, die ohne Änderung der Menge an Strom hohe Effizienz aufweist.
Die Ladungserzeugungsschicht 106 weist eine Funktion zum Injizieren von Elektronen in eine der organischen Verbindungsschichten (103a oder 103b) und zum Injizieren von Löchern in die andere der organischen Verbindungsschichten (103b oder 103a) auf, wenn eine Potentialdifferenz zwischen der ersten Elektrode 101 und der zweiten Elektrode 102 verursacht wird. Daher injiziert die Ladungserzeugungsschicht 106 Elektronen in die organische Verbindungsschicht 103a und Löcher in die organische Verbindungsschicht 103b, wenn in 1B eine Spannung derart angelegt wird, dass das Potential der ersten Elektrode 101 höher ist als dasjenige der zweiten Elektrode 102.
Es sei angemerkt, dass die Ladungserzeugungsschicht 106, in Bezug auf die Lichtextraktionseffizienz, vorzugsweise eine Eigenschaft zum Durchlassen von sichtbarem Licht aufweist (im Besonderen weist die Ladungserzeugungsschicht 106 vorzugsweise eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht von 40 % oder mehr auf). Die Ladungserzeugungsschicht 106 arbeitet selbst dann, wenn sie eine niedrigere Leitfähigkeit aufweist als die erste Elektrode 101 oder die zweite Elektrode 102.
1C stellt eine mehrschichtige Struktur der organischen Verbindungsschicht 103 in der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. In diesem Fall wird die erste Elektrode 101 als Anode dienend angesehen und wird die zweite Elektrode 102 als Kathode dienend angesehen. Die organische Verbindungsschicht 103 weist eine Struktur auf, bei der eine Lochinjektionsschicht 111, eine Lochtransportschicht 112, eine Licht emittierende Schicht 113, eine Elektronentransportschicht 114 und eine Elektroneninjektionsschicht 115 in dieser Reihenfolge über der ersten Elektrode 101 übereinander angeordnet sind. Es sei angemerkt, dass die Licht emittierende Schicht 113 eine mehrschichtige Struktur aus einer Vielzahl von Licht emittierenden Schichten, die Licht unterschiedlicher Farben emittieren, aufweisen kann. Beispielsweise können eine Licht emittierende Schicht, die eine Licht emittierende Substanz enthält, die rotes Licht emittiert, eine Licht emittierende Schicht, die eine Licht emittierende Substanz enthält, die grünes Licht emittiert, und eine Licht emittierende Schicht, die eine Licht emittierende Substanz enthält, die blaues Licht emittiert, übereinander angeordnet werden, wobei eine oder keine Schicht, die ein Ladungsträgertransportmaterial enthält, dazwischen liegt. Alternativ können eine Licht emittierende Schicht, die eine Licht emittierende Substanz enthält, die gelbes Licht emittiert, und eine Licht emittierende Schicht, die eine Licht emittierende Substanz enthält, die blaues Licht emittiert, in Kombination verwendet werden. Es sei angemerkt, dass die mehrschichtige Struktur der Licht emittierenden Schicht 113 nicht auf die vorstehende beschränkt ist. Beispielsweise kann die Licht emittierende Schicht 113 eine mehrschichtige Struktur aus einer Vielzahl von Licht emittierenden Schichten, die Licht der gleichen Farbe emittieren, aufweisen. Beispielsweise können eine erste Licht emittierende Schicht, die eine Licht emittierende Substanz enthält, die blaues Licht emittiert, und eine zweite Licht emittierende Schicht, die eine Licht emittierende Substanz enthält, die blaues Licht emittiert, übereinander angeordnet werden, wobei eine oder keine Schicht, die ein Ladungsträgertransportmaterial enthält, dazwischen liegt. Die Struktur, bei der eine Vielzahl von Licht emittierenden Schichten, die Licht der gleichen Farbe emittieren, übereinander angeordnet werden, kann in einigen Fällen eine höhere Zuverlässigkeit erzielen als eine einschichtige Struktur. In dem Fall, in dem eine Vielzahl von EL-Schichten wie bei der in 1B dargestellten Tandem-Struktur bereitgestellt wird, werden die Schichten in jeder EL-Schicht, wie vorstehend beschrieben, der Reihe nach von der Anodenseite aus übereinander angeordnet. Wenn die erste Elektrode 101 die Kathode ist und die zweite Elektrode 102 die Anode ist, wird die Anordnungsreihenfolge der Schichten in der organischen Verbindungsschicht 103 umgekehrt. Insbesondere ist die Schicht 111 über der ersten Elektrode 101, die als Kathode dient, eine Elektroneninjektionsschicht; die Schicht 112 ist eine Elektronentransportschicht; die Schicht 113 ist eine Licht emittierende Schicht; die Schicht 114 ist eine Lochtransportschicht; und die Schicht 115 ist eine Lochinjektionsschicht.
Die Licht emittierende Schicht 113, die in den EL-Schichten (den organischen Verbindungsschichten 103, 103a und 103b) enthalten ist, enthält eine geeignete Kombination aus einer Licht emittierenden Substanz und einer Vielzahl von Substanzen, so dass Fluoreszenzlicht einer erwünschten Farbe oder Phosphoreszenzlicht einer erwünschten Farbe erhalten werden kann. Die Licht emittierende Schicht 113 kann eine mehrschichtige Struktur mit unterschiedlichen Emissionsfarben aufweisen. In diesem Fall sind die Licht emittierenden Substanzen und andere Substanzen zwischen den übereinander angeordneten Licht emittierenden Schichten unterschiedlich. Alternativ kann die Vielzahl von organischen Verbindungsschichten (103a und 103b) in 1B ihre jeweiligen Emissionsfarben aufweisen. Auch in diesem Fall sind die Licht emittierenden Substanzen und andere Substanzen zwischen den Licht emittierenden Schichten unterschiedlich.
Die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine optische Mikroresonator- (Mikrokavitäts-) Struktur aufweisen, wenn beispielsweise in 1C die erste Elektrode 101 eine reflektierende Elektrode ist und die zweite Elektrode 102 eine transflektive Elektrode ist. Daher kann Licht von der Licht emittierenden Schicht 113 in der organischen Verbindungsschicht 103 zwischen den Elektroden zur Resonanz gebracht werden, und Licht, das durch die zweite Elektrode 102 emittiert wird, kann verstärkt werden. Dadurch wird eine hohe Auflösung leicht erzielt. Zusätzlich kann die Emissionsintensität mit einer vorbestimmten Wellenlänge in Richtung der Vorderseite erhöht werden, wodurch der Stromverbrauch verringert werden kann.
Es sei angemerkt, dass dann, wenn die erste Elektrode 101 der Licht emittierenden Vorrichtung eine reflektierende Elektrode ist, die eine mehrschichtige Struktur aus einem reflektierenden leitenden Material und einem lichtdurchlässigen leitenden Material (einem durchsichtigen leitenden Film) aufweist, eine optische Anpassung durch Steuern der Dicke des durchsichtigen leitenden Films durchgeführt werden kann. Insbesondere wird dann, wenn die Wellenlänge von Licht, das von der Licht emittierenden Schicht 113 erhalten wird, λ ist, die optische Weglänge zwischen der ersten Elektrode 101 und der zweiten Elektrode 102 (das Produkt der Dicke und des Brechungsindexes) vorzugsweise auf mλ/2 (m ist eine ganze Zahl von 1 oder mehr) oder einen Wert in der Nähe von mλ/2 eingestellt.
Um erwünschtes Licht (Wellenlänge: λ), das von der Licht emittierenden Schicht 113 erhalten wird, zu verstärken, werden vorzugsweise die optische Weglänge von der ersten Elektrode 101 bis zu einem Bereich der Licht emittierenden Schicht 113, in dem das erwünschte Licht erhalten wird (Licht emittierenden Bereich), und die optische Weglänge von der zweiten Elektrode 102 bis zu dem Bereich der Licht emittierenden Schicht 113, in dem das erwünschte Licht erhalten wird (Licht emittierenden Bereich), jeweils auf (2m'+1)λ/4 (m' ist eine ganze Zahl von 1 oder mehr) oder einen Wert in der Nähe von (2m'+1)λ/4 eingestellt. Hier bezeichnet der Licht emittierende Bereich einen Bereich der Licht emittierenden Schicht 113, in dem Löcher und Elektronen rekombinieren.
Durch eine derartige optische Anpassung kann sich das Spektrum von spezifischem monochromatischem Licht, das aus der Licht emittierenden Schicht 113 erhalten wird, verschmälern und eine Lichtemission mit hoher Farbreinheit kann erhalten werden.
In dem vorstehenden Fall handelt es sich bei der optischen Weglänge zwischen der ersten Elektrode 101 und der zweiten Elektrode 102 genauer gesagt um die Gesamtdicke von einem Reflexionsbereich in der ersten Elektrode 101 bis zu einem Reflexionsbereich in der zweiten Elektrode 102. Es ist jedoch schwierig, die Reflexionsbereiche in der ersten Elektrode 101 und der zweiten Elektrode 102 genau zu bestimmen; daher wird vorausgesetzt, dass die vorstehende Wirkung ausreichend erzielt werden kann, egal wo sich die Reflexionsbereiche in der ersten Elektrode 101 und der zweiten Elektrode 102 befinden. Des Weiteren handelt es sich bei der optischen Weglänge zwischen der ersten Elektrode 101 und der Licht emittierenden Schicht, die das erwünschte Licht emittiert, genauer gesagt um die optische Weglänge zwischen dem Reflexionsbereich in der ersten Elektrode 101 und dem Licht emittierenden Bereich in der Licht emittierenden Schicht, die das erwünschte Licht emittiert. Es ist jedoch schwierig, den Reflexionsbereich in der ersten Elektrode 101 und den Licht emittierenden Bereich in der Licht emittierenden Schicht, die das erwünschte Licht emittiert, genau zu bestimmen; daher wird vorausgesetzt, dass die vorstehende Wirkung ausreichend erzielt werden kann, egal wo sich der Reflexionsbereich und der Licht emittierende Bereich in der ersten Elektrode 101 bzw. der Licht emittierenden Schicht, die das erwünschte Licht emittiert, befinden.
Die in 1D dargestellte Licht emittierende Vorrichtung ist eine Licht emittierende Vorrichtung mit einer Tandem-Struktur. Die Tandem-Struktur ermöglicht einer Licht emittierenden Vorrichtung, Licht mit hoher Leuchtdichte zu emittieren. Des Weiteren verringert die Tandem-Struktur die Strommenge, die zum Erhalten der gleichen Leuchtdichte benötigt wird, im Vergleich zu einer Single-Struktur und kann daher die Zuverlässigkeit verbessern. Außerdem kann der Stromverbrauch verringert werden.
Die in 1E dargestellte Licht emittierende Vorrichtung ist ein Beispiel für die in 1B dargestellte Licht emittierende Vorrichtung mit der Tandem-Struktur und umfasst, wie in 1E dargestellt, drei organische Verbindungsschichten (103a, 103b und 103c), die übereinander angeordnet werden, wobei Ladungserzeugungsschichten (106a und 106b) dazwischen angeordnet sind. Die drei organischen Verbindungsschichten (103a, 103b und 103c) umfassen jeweils Licht emittierende Schichten (113a, 113b und 113c), und die Emissionsfarben der Licht emittierenden Schichten können frei gewählt werden. Beispielsweise kann die Licht emittierende Schicht 113a blaues Licht emittieren, und die Licht emittierende Schicht 113b kann rotes Licht, grünes Licht oder gelbes Licht emittieren und die Licht emittierende Schicht 113c kann blaues Licht emittieren; oder die Licht emittierende Schicht 113a kann rotes Licht emittieren, die Licht emittierende Schicht 113b kann blaues Licht, grünes Licht oder gelbes Licht emittieren, und die Licht emittierende Schicht 113c kann rotes Licht emittieren.
Bei der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei der ersten Elektrode 101 und/oder der zweiten Elektrode 102 um eine lichtdurchlässige Elektrode (z. B. eine durchsichtige Elektrode oder eine transflektive Elektrode). In dem Fall, in dem es sich bei der lichtdurchlässigen Elektrode um eine durchsichtige Elektrode handelt, weist die durchsichtige Elektrode eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht von höher als oder gleich 40 % auf. In dem Fall, in dem es sich bei der lichtdurchlässigen Elektrode um eine transflektive Elektrode handelt, weist die transflektive Elektrode einen Reflexionsgrad für sichtbares Licht von höher als oder gleich 20 % und niedriger als oder gleich 80 %, bevorzugt höher als oder gleich 40 % und niedriger als oder gleich 70 % auf. Diese Elektroden weisen vorzugsweise einen spezifischen Widerstand von 1 × 10^-2 Ωcm oder weniger auf.
Wenn bei der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entweder die erste Elektrode 101 oder die zweite Elektrode 102 eine reflektierende Elektrode ist, ist der Reflexionsgrad für sichtbares Licht der reflektierenden Elektrode höher als oder gleich 40 % und niedriger als oder gleich 100 %, bevorzugt höher als oder gleich 70 % und niedriger als oder gleich 100 %. Diese Elektrode weist vorzugsweise einen spezifischen Widerstand von 1 × 10^-2 Ωcm oder weniger auf.
«Spezifische Struktur der Licht emittierenden Vorrichtung»
Als Nächstes wird eine spezifische Struktur der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Hier wird die Beschreibung unter Verwendung von 1D, die die Tandem-Struktur darstellt, vorgenommen. Es sei angemerkt, dass die Struktur der EL-Schicht auch für die Struktur der Licht emittierenden Vorrichtungen mit einer einschichtigen Struktur in 1A und 1C gilt. Wenn die Licht emittierende Vorrichtung in 1D eine Mikrokavitätsstruktur aufweist, wird die erste Elektrode 101 als reflektierende Elektrode ausgebildet und wird die zweite Elektrode 102 als transflektive Elektrode ausgebildet. Daher kann eine einschichtige Struktur oder eine mehrschichtige Struktur unter Verwendung von einer oder mehreren Arten von erwünschten Elektrodenmaterialien ausgebildet werden. Es sei angemerkt, dass die zweite Elektrode 102 nach der Ausbildung der organischen Verbindungsschicht 103b ausgebildet wird, wobei ein Material angemessen ausgewählt wird.
<Erste Elektrode und zweite Elektrode>
Als Materialien für die erste Elektrode 101 und die zweite Elektrode 102 können beliebige der folgenden Materialien in einer geeigneten Kombination verwendet werden, solange die vorstehenden Funktionen der Elektroden erfüllt werden können. Beispielsweise können ein Metall, eine Legierung, eine elektrisch leitende Verbindung, eine Mischung dieser und dergleichen angemessen verwendet werden. Insbesondere kann ein In-Sn-Oxid (auch als ITO bezeichnet), ein In-Si-Sn-Oxid (auch als ITSO bezeichnet), ein In-Zn-Oxid oder ein In-W-Zn-Oxid verwendet werden. Außerdem ist es möglich, ein Metall, wie z. B. Aluminium (Al), Titan (Ti), Chrom (Cr), Mangan (Mn), Eisen (Fe), Kobalt (Co), Nickel (Ni), Kupfer (Cu), Gallium (Ga), Zink (Zn), Indium (In), Zinn (Sn), Molybdän (Mo), Tantal (Ta), Wolfram (W), Palladium (Pd), Gold (Au), Platin (Pt), Silber (Ag), Yttrium (Y) oder Neodym (Nd), oder eine Legierung zu verwenden, die eine geeignete Kombination aus beliebigen dieser Metalle enthält. Es ist auch möglich, ein Element der Gruppe 1 oder ein Element der Gruppe 2 des Periodensystems gehört und nicht vorstehend beschrieben worden ist (z. B. Lithium (Li), Cäsium (Cs), Calcium (Ca) oder Strontium (Sr)), ein Seltenerdmetall, wie z. B. Europium (Eu) oder Ytterbium (Yb), eine Legierung, die eine geeignete Kombination aus beliebigen dieser Elemente enthält, Graphen oder dergleichen zu verwenden.
Bei der Licht emittierenden Vorrichtung in 1D werden dann, wenn die erste Elektrode 101 die Anode ist, eine Lochinjektionsschicht 111a und eine Lochtransportschicht 112a der organischen Verbindungsschicht 103a durch ein Vakuumverdampfungsverfahren der Reihe nach über der ersten Elektrode 101 angeordnet. Nachdem die organische Verbindungsschicht 103a und die Ladungserzeugungsschicht 106 ausgebildet worden sind, werden eine Lochinjektionsschicht 111b und eine Lochtransportschicht 112b der organischen Verbindungsschicht 103b in ähnlicher Weise der Reihe nach über der Ladungserzeugungsschicht 106 angeordnet.
<Lochinjektionsschicht>
Die Lochinjektionsschichten (111, 111a und 111b) injizieren Löcher von der als Anode dienenden ersten Elektrode 101 und der Ladungserzeugungsschicht (106, 106a und 106b) in die organischen Verbindungsschichten (103, 103a und 103b) und enthalten ein organisches Akzeptormaterial oder ein Material mit einer hohen Lochinjektionseigenschaft.
Das organische Akzeptormaterial ermöglicht, dass Löcher in einer anderen organischen Verbindung erzeugt werden, deren HOMO-Niveau nahe dem LUMO-Niveau des organischen Akzeptormaterials liegt, wenn eine Ladungstrennung zwischen dem organischen Akzeptormaterial und der organischen Verbindung verursacht wird.
Die Werte von HOMO- und LUMO-Niveaus, die in dieser Beschreibung verwendet werden, können durch eine elektrochemische Messung erhalten werden. Typische Beispiele für die elektrochemische Messung umfassen eine Cyclovoltammetrie- (CV-) Messung und eine Differential-Puls-Voltammetrie (DPV-) Messung.
Bei der Cyclovoltammetrie- (CV-) Messung können die Werte (E) von HOMO- und LUMO- Niveaus auf Basis eines Oxidationspeakpotentials (E_pa) und eines Reduktionspeakpotentials (E_pc) berechnet werden, die durch Änderung des Potentials einer Arbeitselektrode in Bezug auf eine Referenzelektrode erhalten werden. Bei der Messung werden ein HOMO-Niveau und ein LUMO-Niveau durch eine Potentialabtastung in positiver Richtung bzw. eine Potentialabtastung in negativer Richtung erhalten. Die Abtastgeschwindigkeit bei der Messung ist 0,1 V/s.
Berechnungsschritte des HOMO-Niveaus und des LUMO-Niveaus werden ausführlich beschrieben. Ein Standard-Oxidations-Reduktions-Peakpotential (E_o) (= E_pa + E_pc)/2) wird aus einem Oxidationspeakpotential (E_pa) und einem Reduktionspeakpotential (E_pc) berechnet, die durch das Cyclovoltammogramm eines Materials erhalten werden. Dann wird das Standard-Oxidations-Reduktions-Peakpotential (E_o) von der Potentialenergie (E_x) der Referenzelektrode in Bezug auf ein Vakuumniveau subtrahiert, wodurch jeder der Werte (E) (= E_x - E_o) von HOMO- und LUMO-Niveaus erhalten werden kann.
Es sei angemerkt, dass in dem vorstehenden Fall die reversible Oxidations-Reduktions-Welle erhalten wird; in dem Fall, in dem eine irreversible Oxidations-Reduktions-Welle erhalten wird, wird das HOMO-Niveau wie folgt berechnet: Es wird angenommen, dass ein Wert, der durch Subtrahieren eines vorbestimmten Wert (0,1 eV) von einem Oxidationspeakpotential (E_pa) erhalten wird, ein Reduktionspeakpotential (E_pc) ist, und ein Standard-Oxidations-Reduktions-Peakpotential (E_o) wird auf eine Dezimalstelle berechnet. Um das LUMO-Niveau zu berechnen, wird es angenommen, dass ein Wert, der durch Addieren eines vorbestimmten Wertes (0,1 eV) zu einem Reduktionspeakpotential (E_pc) erhalten wird, ein Oxidationspeakpotential (E_pa) ist, und ein Standard-Oxidations-Reduktions-Peakpotential (E_o) wird auf eine Dezimalstelle berechnet.
Als organisches Akzeptormaterial kann eine Verbindung mit einer elektronenziehenden Gruppe (beispielsweise einer Halogen-Gruppe oder einer Cyano-Gruppe), wie z. B. ein Chinodimethan-Derivat, ein Chloranil-Derivat und ein Hexaazatriphenylen-Derivat, verwendet werden. Beispiele für das organische Akzeptormaterial umfassen 7,7,8,8-Tetracyano-2,3,5,6-tetrafluorchinodimethan (Abkürzung: F₄-TCNQ), 3,6-Difluor-2,5,7,7,8,8-hexacyanochinodimethan, Chloranil, 2,3,6,7,10,11-Hexacyano-1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylen (Abkürzung: HAT-CN), 1,3,4,5,7,8-Hexafluortetracyano-naphthochinodimethan (Abkürzung: F6-TCNNQ) und 2-(7-Dicyanomethylen-1,3,4,5,6,8,9,10-octafluor-7H-pyren-2-yliden)malononitril. Es sei angemerkt, dass unter organischen Akzeptormaterialien eine Verbindung, in der elektronenziehende Gruppen an kondensierte aromatische Ringe, die jeweils eine Vielzahl von Heteroatomen umfassen, gebunden werden, wie z. B. HAT-CN, besonders bevorzugt wird, da sie eine hohe Akzeptoreigenschaft und eine stabile Filmqualität gegen Hitze aufweist. Zusätzlich wird ein [3]Radialen-Derivat mit einer elektronenziehenden Gruppe (insbesondere einer Cyano-Gruppe oder einer Halogen-Gruppe wie einer Fluor-Gruppe), das eine sehr hohe Elektronenakzeptoreigenschaft aufweist, bevorzugt; spezifische Beispiele umfassen α, α', α'' -1,2,3-Cyclopropantriylidentris[4-cyano-2,3,5,6-tetrafluorbenzolacetonitril], α,α',α''-1,2,3-Cyclopropantriylidentris[2,6-dichlor-3,5-difluor-4-(trifluormethyl)benzolacetonitril] und α, α', α''-1,2,3-Cyclopropantriylidentris[2,3,4,5,6-pentafluorbenzolacetonitril].
Als Material mit einer hohen Lochinjektionseigenschaft kann ein Oxid eines Metalls, das zu der Gruppe 4 bis Gruppe 8 des Periodensystems gehört, (z. B. ein Übergangsmetalloxid, wie z. B. ein Molybdänoxid, ein Vanadiumoxid, ein Rutheniumoxid, ein Wolframoxid oder ein Manganoxid) verwendet werden. Spezifische Beispiele umfassen Molybdänoxid, Vanadiumoxid, Nioboxid, Tantaloxid, Chromoxid, Wolframoxid, Manganoxid und Rheniumoxid. Unter diesen Oxiden ist Molybdänoxid vorzuziehen, da es an der Luft stabil ist, eine geringe hygroskopische Eigenschaft aufweist und leicht zu handhaben ist. Weitere Beispiele umfassen Phthalocyanin (Abkürzung: H₂Pc) und eine auf Phthalocyanin basierende Verbindung, wie z. B. Kupferphthalocyanin (Abkürzung: CuPc).
Weitere Beispiele sind aromatische Amin-Verbindungen, die niedermolekulare Verbindungen sind, wie z. B. 4,4',4''-Tris(N,N-diphenylamino)triphenylamin (Abkürzung: TDATA), 4,4',4"-Tris[N-(3-methylphenyl)-N-phenylamino]triphenylamin (Abkürzung: MTDATA), 4,4'-Bis[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]biphenyl (Abkürzung: DPAB), N,N'-Bis[4-bis(3-methylphenyl)aminophenyl]-N,N'-diphenyl-4,4'-diaminobiphenyl (Abkürzung: DNTPD), 1,3,5-Tris[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]benzol (Abkürzung: DPA3B), 3-[N-(9-Phenylcarbazol-3-yl)-N-phenylamino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzPCA1), 3,6-Bis[N-(9-phenylcarbazol-3-yl)-N-phenylamino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzPCA2) und 3-[N-(1-Naphthyl)-N-(9-phenylcarbazol-3-yl)amino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzPCN1).
Weitere Beispiele sind hochmolekulare Verbindungen (z. B. Oligomere, Dendrimere und Polymere), wie z. B. Poly(N-vinylcarbazol) (Abkürzung: PVK), Poly(4-vinyltriphenylamin) (Abkürzung: PVTPA), Poly[N-(4-{N'-[4-(4-diphenylamino )phenyl]phenyl-N'-phenylamino}phenyl)methacrylamid] (Abkürzung: PTPDMA) und Poly[N,N'-bis(4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)benzidin] (Abkürzung: Poly-TPD). Alternativ kann beispielsweise eine hochmolekulare Verbindung, der eine Säure hinzugefügt ist, verwendet werden, wie z. B. Poly(3,4-ethylendioxythiophen)/(Polystyrolsulfonsäure) (Abkürzung: PEDOT/PSS) oder Polyanilin/(Polystyrolsulfonsäure) (Abkürzung: PAni/PSS).
Als Material mit einer hohen Lochinjektionseigenschaft kann ein gemischtes Material, das ein Lochtransportmaterial und das vorstehend beschriebene organische Akzeptormaterial (Elektronenakzeptormaterial) enthält, verwendet werden. In diesem Fall extrahiert das organische Akzeptormaterial Elektronen von dem Lochtransportmaterial, so dass Löcher in der Lochinjektionsschicht 111 erzeugt werden und die Löcher durch die Lochtransportschicht 112 in die Licht emittierende Schicht 113 injiziert werden. Es sei angemerkt, dass die Lochinjektionsschicht 111 derart ausgebildet werden kann, dass sie eine einschichtige Struktur unter Verwendung eines gemischten Materials, das ein Lochtransportmaterial und ein organisches Akzeptormaterial (Elektronenakzeptormaterial) enthält, oder eine mehrschichtige Struktur aus einer Schicht, die ein Lochtransportmaterial enthält, und einer Schicht, die ein organisches Akzeptormaterial (Elektronenakzeptormaterial) enthält, aufweist.
Das Lochtransportmaterial weist vorzugsweise eine Löcherbeweglichkeit von höher als oder gleich 1 × 10^-6 cm²/Vs in dem Fall auf, in dem die Quadratwurzel der elektrischen Feldstärke [V/cm] 600 ist. Es sei angemerkt, dass auch andere Substanzen verwendet werden können, solange die Substanzen höhere Lochtransporteigenschaften als Elektronentransporteigenschaften aufweisen.
Als Lochtransportmaterial werden Materialien mit einer hohen Lochtransporteigenschaft, wie z. B. eine Verbindung mit einem π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring (z. B. ein Carbazol-Derivat, ein Furan-Derivat und ein Thiophen-Derivat) und ein aromatisches Amin (eine organische Verbindung mit einem aromatischen Amin-Gerüst), bevorzugt. Die Verbindung bei der Ausführungsform 1 weist eine Lochtransporteigenschaft auf und kann daher als Lochtransportmaterial verwendet werden.
Beispiele für das Carbazol-Derivat (eine organische Verbindung mit einem Carbazol-Ring) umfassen ein Bicarbazol-Derivat (z. B. ein 3,3'-Bicarbazol-Derivat) und ein aromatisches Amin mit einer Carbazolyl-Gruppe.
Spezifische Beispiele für das Bicarbazol-Derivat (z. B. ein 3,3'-Bicarbazol-Derivat) umfassen 9,9'-Diphenyl-9H,9'H-3,3'-bicarbazol (Abkürzung: PCCP), 9,9'-Bis(biphenyl-4-yl)-3,3'-bi-9H-carbazol (Abkürzung: BisBPCz), 9,9'-Bis(1,1'-biphenyl-3-yl)-3,3'-bi-9H-carbazol (Abkürzung: BismBPCz), 9-(Biphenyl-3-yl)-9'-(biphenyl-4-yl)-9H,9'H-3,3'-bicarbazol (Abkürzung: mBPCCBP) und 9-(2-Naphthyl)-9'-phenyl-9H,9'H-3,3'-bicarbazol (Abkürzung: βNCCP).
Spezifische Beispiele für das aromatische Amin mit einer Carbazolyl-Gruppe umfassen 4-Phenyl-4'-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBA1BP), N-(4-Biphenyl)-N-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-9-phenyl-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: PCBiF), N-(Biphenyl-4-yl)-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: PCBBiF), N-[4-(9-Phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-bis(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)amin (Abkürzung: PCBFF), N-(1,1'-Biphenyl-4-yl)-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-9,9-dimethyl-9H-fluoren-4-amin, N-[4-(9-Phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-4-amin, N-(1,1'-Biphenyl-4-yl)-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-9,9-diphenyl-9H-fluoren-2-amin, N-(1,1'-Biphenyl-4-yl)-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-9,9-diphenyl-9H-fluoren-4-amin, N-(1,1'-Biphenyl-4-yl)-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-9,9'-spirobi(9H-fluoren)-2-amin, N-(1,1'-Biphenyl-4-yl)-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-9,9'-spirobi(9H-fluoren)-4-amin, N-[4-(9-Phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-N-[1,1':3',1''-terphenyl-4-yl]-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin, N-[4-(9-Phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-N-[1,1':4',1''-terphenyl-4-yl]-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin, N-[4-(9-Phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-N-[1,1':3',1''-terphenyl-4-yl]-9,9-dimethyl-9H-fluoren-4-amin, N-[4-(9-Phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-N-[1,1':4',1''-terphenyl-4-yl]-9,9-dimethyl-9H-fluoren-4-amin, 4,4'-Diphenyl-4"-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBBi1BP), 4-(1-Naphthyl)-4'-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBANB), 4,4'-Di(1-naphthyl)-4"-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBNBB), 4-Phenyldiphenyl-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)amin (Abkürzung: PCA1BP), N,N'-Bis(9-phenylcarbazol-3-yl)-N,N'-diphenylbenzol-1,3-diamin (Abkürzung: PCA2B), N,N',N''-Triphenyl-N,N',N''-tris(9-phenylcarbazol-3-yl)benzol-1,3,5-triamin (Abkürzung: PCA3B), 9,9-Dimethyl-N-phenyl-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]fluoren-2-amin (Abkürzung: PCBAF), N-Phenyl-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-9,9'-spirobi[9H-fluoren]-2-amin (Abkürzung: PCBASF), 3-[N-(9-Phenylcarbazol-3-yl)-N-phenylamino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzPCA1), 3,6-Bis[N-(9-phenylcarbazol-3-yl)-N-phenylamino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzPCA2), 3-[N-(1-Naphthyl)-N-(9-phenylcarbazol-3-yl)amino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzPCN1), 3-[N-(4-Diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzDPA1), 3,6-Bis[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzDPA2), 3,6-Bis[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-(1-naphthyl)amino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzTPN2), 2-[N-(9-Phenylcarbazol-3-yl)-N-phenylamino]spiro-9,9'-bifluoren (Abkürzung: PCASF), N-[4-(9H-Carbazol-9-yl)phenyl]-N-(4-phenyl)phenylanilin (Abkürzung: YGA1BP), N,N'-Bis[4-(carbazol-9-yl)phenyl]-N,N'-diphenyl-9,9-dimethylfluoren-2,7-diamin (Abkürzung: YGA2F), 4,4',4"-Tris(carbazol-9-yl)triphenylamin (Abkürzung: TCTA), N-(9,9-Diphenyl-9H-fluoren-2-yl)-N,9-diphenyl-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: PCAFLP(2)) und N-(9,9-Diphenyl-9H-fluoren-2-yl)-N,9-diphenyl-9H-carbazol-2-amin (Abkürzung: PCAFLP(2)-02).
Weitere Beispiele für das Carbazol-Derivat umfassen 9-[4-(9-Phenyl-9H-carbazol-3-yl)-phenyl]Phenanthren (Abkürzung: PCPPn), 3-[4-(1-Naphthyl)phenyl]-9-phenyl-9H-carbazol (Abkürzung: PCPN), 1,3-Bis(N-carbazolyl)benzol (Abkürzung: mCP), 4,4'-Di(N-carbazolyl)biphenyl (Abkürzung: CBP), 3,6-Bis(3,5-diphenylphenyl)-9-phenylcarbazol (Abkürzung: CzTP), 1,3,5-Tris[4-(N-carbazolyl)phenyl]benzol (Abkürzung: TCPB) und 9-[4-(10-Phenyl-9-anthracenyl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: CzPA).
Spezifische Beispiele für das Furan-Derivat (eine organische Verbindung mit einem Furan-Ring) umfassen 4,4',4"-(Benzol-1,3,5-triyl)tri(dibenzofuran) (Abkürzung: DBF3P-II) und 4-{3-[3-(9-Phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]phenyl}dibenzofuran (Abkürzung: mmDBFFLBi-II).
Spezifische Beispiele für das Thiophen-Derivat (eine organische Verbindung mit einem Thiophen-Ring) umfassen organische Verbindungen mit einem Thiophen-Ring, wie z. B. 4,4',4"-(Benzol-1,3,5-triyl)tri(dibenzothiophen) (Abkürzung: DBT3P-II), 2,8-Diphenyl-4-[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]dibenzothiophen (Abkürzung: DBTFLP-III) und 4-[4-(9-Phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]-6-phenyldibenzothiophen (Abkürzung: DBTFLP-IV).
Spezifische Beispiele für das aromatische Amin umfasst 4,4'-Bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl (Abkürzung: NPB oder α-NPD), N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-4,4'-diaminobiphenyl (Abkürzung: TPD), N,N'-Bis(9,9'-spirobi[9H-fluoren]-2-yl)-N,N'-diphenyl-4,4'-diaminobiphenyl (Abkürzung: BSPB), 4-Phenyl-4'-(9-phenylfluoren-9-yl)triphenylamin (Abkürzung: BPAFLP), 4-Phenyl-3'-(9-phenylfluoren-9-yl)triphenylamin (Abkürzung: mBPAFLP), N-(9,9-Dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-N-{9,9-dimethyl-2-[N'-phenyl-N'-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)amino]-9H-fluoren-7-yl}phenylamin (Abkürzung: DFLADFL), N-(9,9-Dimethyl-2-diphenylamino-9H-fluoren-7-yl)diphenylamin (Abkürzung: DPNF), 2-[N-(4-Diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]spiro-9,9'-bifluoren (Abkürzung: DPASF), 2,7-Bis[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]spiro-9,9'-bifluoren (Abkürzung: DPA2SF), 4,4',4''-Tris[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]triphenylamin (Abkürzung: 1'-TNATA), 4,4',4"-Tris(N,N-diphenylamino)triphenylamin (Abkürzung: TDATA), 4,4',4"-Tris[N-(3-methylphenyl)-N-phenylamino]triphenylamin (Abkürzung: m-MTDATA), N,N'-Di(p-tolyl)-N,N'-diphenyl-p-phenylendiamin (Abkürzung: DTDPPA), 4,4'-Bis[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]biphenyl (Abkürzung: DPAB), DNTPD, 1,3,5-Tris[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]benzol (Abkürzung: DPA3B), N-(4-Biphenyl)-6,N-diphenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-amin (Abkürzung: BnfABP), N,N-Bis(4-biphenyl)-6-phenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-amin (Abkürzung: BBABnf), 4,4'-Bis(6-phenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-yl)-4''-phenyltriphenylamin (Abkürzung: BnfBB1BP), N,N-Bis(4-biphenyl)benzo[b]naphtho[1,2-d]furan-6-amin (Abkürzung: BBABnf(6)), N,N-Bis(4-biphenyl)benzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-amin (Abkürzung: BBABnf(8)), N,N-Bis(4-biphenyl)benzo[b]naphtho[2,3-d]furan-4-amin (Abkürzung: BBABnf(II)(4)), N,N-Bis[4-(dibenzofuran-4-yl)phenyl]-4-amino-p-terphenyl (Abkürzung: DBfBB1TP), N-[4-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]-N-phenyl-4-biphenylamin (Abkürzung: ThBA1BP), 4-(2-Naphthyl)-4',4"-diphenyltriphenylamin (Abkürzung: BBAβNB), 4-[4-(2-Naphthyl)phenyl]-4',4"-diphenyltriphenylamin (Abkürzung: BBAβNBi), 4,4'-Diphenyl-4"-(6;1'-binaphthyl-2-yl)triphenylamin (Abkürzung: BBAαNβNB), 4,4'-Diphenyl-4"-(7;1'-binaphthyl-2-yl)triphenylamin (Abkürzung: BBAαNβNB-03), 4,4'-Diphenyl-4"-(7-phenyl)naphthyl-2-yltriphenylamin (Abkürzung: BBAPβNB-03), 4,4'-Diphenyl-4"-(6;2'-binaphthyl-2-yl)triphenylamin (Abkürzung: BBA(βN2)B), 4,4'-Diphenyl-4"-(7;2'-binaphthyl-2-yl)triphenylamin (Abkürzung: BBA(βN2)B-03), 4,4'-Diphenyl-4"-(4;2'-binaphthyl-1-yl)triphenylamin (Abkürzung: BBAβNαNB), 4,4'-Diphenyl-4"-(5;2'-binaphthyl-1-yl)triphenylamin (Abkürzung: BBAβNαNB-02), 4-(4-Biphenylyl)-4'-(2-naphthyl)-4"-phenyltriphenylamin (Abkürzung: TPBiAβNB), 4-(3-Biphenylyl)-4'-[4-(2-naphthyl)phenyl]-4"-phenyltriphenylamin (Abkürzung: mTPBiAβNBi), 4-(4-Biphenylyl)-4'-[4-(2-naphthyl)phenyl]-4"-phenyltriphenylamin (Abkürzung: TPBiAβNBi), 4-Phenyl-4'-(1-naphthyl)triphenylamin (Abkürzung: αNBA1BP), 4,4'-Bis(1-naphthyl)triphenylamin (Abkürzung: αNBB1BP), 4,4'-Diphenyl-4"-[4'-(carbazol-9-yl)biphenyl-4-yl]triphenylamin (Abkürzung: YGTBi1BP), 4'-[4-(3-Phenyl-9H-carbazol-9-yl)phenyl]tris(biphenyl-4-yl)amin (Abkürzung: YGTBi1BP-02), 4-[4'-(Carbazol-9-yl)biphenyl-4-yl]-4'-(2-naphthyl)-4"-phenyltriphenylamin (Abkürzung: YGTBiβNB), N-[4-(9-Phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-N-[4-(1-naphthyl)phenyl]-9,9'-spirobi[9H-fluoren]-2-amin (Abkürzung: PCBNBSF), N,N-Bis(biphenyl-4-yl)-9,9'-spirobi[9H-fluoren]-2-amin (Abkürzung: BBASF), N,N-Bis(biphenyl-4-yl)-9,9'-spirobi[9H-fluoren]-4-amin (Abkürzung: BBASF(4)), N-(Biphenyl-2-yl)-N-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-9,9'-spirobi[9H-fluoren]-4-amin (Abkürzung: oFBiSF), N-(Biphenyl-4-yl)-N-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)dibenzofuran-4-amin (Abkürzung: FrBiF), N-[4-(1-Naphthyl)phenyl]-N-[3-(6-phenyldibenzofuran-4-yl)phenyl]-1-naphthylamin (Abkürzung: mPDBfBNBN), 4-Phenyl-4'-[4-(9-phenylfluoren-9-yl)phenyl]triphenylamin (Abkürzung: BPAFLBi), N,N-Bis(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-9,9'-spirobi-9H-fluoren-4-amin, N,N-Bis(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-9,9'-spirobi-9H-fluoren-3-amin, N,N-Bis(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-9,9'-spirobi-9H-fluoren-2-amin und A/,A/-Bis(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-9,9'-spirobi-9H-fluoren-1-amin.
Weitere Beispiele für das Lochtransportmaterial umfassen hochmolekulare Verbindungen (z. B. Oligomere, Dendrimere und Polymere), wie z. B. Poly(N-vinylcarbazol) (Abkürzung: PVK), Poly(4-vinyltriphenylamin) (Abkürzung: PVTPA), Poly[N-(4-N'-[4-(4-diphenylamino)phenyl]phenyl-N'-phenylamino}phenyl)methacrylamid] (Abkürzung: PTPDMA) und Poly[N,N'-bis(4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)benzidin] (Abkürzung: Poly-TPD). Alternativ kann beispielsweise eine hochmolekulare Verbindung, der eine Säure hinzugefügt ist, verwendet werden, wie z. B. Poly(3,4-ethylendioxythiophen)/(Polystyrolsulfonsäure) (Abkürzung: PEDOT/PSS) oder Polyanilin/(Polystyrolsulfonsäure) (Abkürzung: PAni/PSS).
Es sei angemerkt, dass das Lochtransportmaterial nicht auf die vorstehenden Beispiele beschränkt ist und ein beliebiges verschiedener bekannter Materialien allein oder in Kombination als Lochtransportmaterial verwendet werden kann.
Die Lochinjektionsschichten (111, 111a und 111b) können durch ein beliebiges der bekannten Filmausbildungsverfahren, wie z. B. ein Vakuumverdampfungsverfahren, ausgebildet werden.
<Lochtransportschicht>
Die Lochtransportschichten (112, 112a und 112b) transportieren die Löcher, die durch die Lochinjektionsschichten (111, 111a und 111b) von den ersten Elektroden 101 injiziert werden, zu den Licht emittierenden Schichten (113, 113a und 113b). Es sei angemerkt, dass die Lochtransportschichten (112, 112a und 112b) jeweils ein Lochtransportmaterial enthalten. Daher können die Lochtransportschichten (112, 112a und 112b) unter Verwendung von Lochtransportmaterialien, die für die Lochinjektionsschichten (111, 111a und 111b) verwendet werden können, ausgebildet werden.
Es sei angemerkt, dass in der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die organische Verbindung, die für die Lochtransportschichten (112, 112a und 112b) verwendet wird, auch für die Licht emittierenden Schichten (113, 113a und 113b) verwendet werden kann. Die gleiche organische Verbindung wird vorzugsweise für die Lochtransportschichten (112, 112a und 112b) und die Licht emittierenden Schichten (113, 113a und 113b) verwendet, wobei in diesem Fall Löcher effizient von den Lochtransportschichten (112, 112a und 112b) zu den Licht emittierenden Schichten (113, 113a und 113b) transportiert werden können.
<Licht emittierende Schicht>
Die Licht emittierenden Schichten (113, 113a und 113b) enthalten eine Licht emittierende Substanz. Es sei angemerkt, dass als Licht emittierende Substanz, die in den Licht emittierenden Schichten (113, 113a und 113b) verwendet werden kann, eine Substanz, deren Emissionsfarbe Blau, Violett, Blauviolett, Grün, Gelbgrün, Gelb, Orange, Rot oder dergleichen ist, in geeigneter Weise verwendet werden kann. Wenn eine Vielzahl von Licht emittierenden Schichten bereitgestellt wird, ermöglicht die Verwendung von unterschiedlichen Licht emittierenden Substanzen für die Licht emittierenden Schichten eine Struktur, die unterschiedliche Emissionsfarben (z. B. eine weiße Lichtemission, die durch eine Kombination von komplementären Emissionsfarben erhalten wird) emittiert. Des Weiteren kann eine Licht emittierende Schicht eine mehrschichtige Struktur aufweisen, die unterschiedliche Licht emittierende Substanzen enthalten.
Die Licht emittierenden Schichten (113, 113a und 113b) können jeweils zusätzlich zu einer Licht emittierenden Substanz (ein Gastmaterial) eine oder mehrere Arten von organischen Verbindungen (z. B. ein Wirtsmaterial) enthalten.
In dem Fall, in dem eine Vielzahl von Wirtsmaterialien in den Licht emittierenden Schichten (113, 113a und 113b) verwendet wird, ist ein zweites Wirtsmaterial, das zusätzlich verwendet wird, vorzugsweise eine Substanz, die eine größere Energielücke aufweist als diejenigen eines bekannten Gastmaterials und ein erstes Wirtsmaterial. Vorzugsweise ist das niedrigste Singulett-Anregungsenergieniveau (S1-Niveau) des zweiten Wirtsmaterials höher als dasjenige des ersten Wirtsmaterials, und das niedrigste Triplett-Anregungsenergieniveau (T1-Niveau) des zweiten Wirtsmaterials ist höher als dasjenige des Gastmaterials. Vorzugsweise ist das niedrigste Triplett-Anregungsenergieniveau (T1-Niveau) des zweiten Wirtsmaterials höher als dasjenige des ersten Wirtsmaterials. Bei einer derartigen Struktur kann ein Exciplex durch die zwei Arten von Wirtsmaterialien gebildet werden. Um einen Exciplex effizient zu bilden, werden besonders vorzugsweise eine Verbindung, die leicht Löcher aufnimmt (ein Lochtransportmaterial), und eine Verbindung, die leicht Elektronen aufnimmt (ein Elektronentransportmaterial), miteinander kombiniert. Bei der vorstehenden Struktur können gleichzeitig eine hohe Effizienz, eine niedrige Spannung und eine lange Lebensdauer erzielt werden.
Als organische Verbindung, die als Wirtsmaterial (einschließlich des ersten Wirtsmaterials und des zweiten Wirtsmaterials) verwendet wird, können organische Verbindungen, wie z. B. die Lochtransportmaterialien, die für die vorstehend beschriebenen Lochtransportschichten (112, 112a und 112b) verwendet werden können, und Elektronentransportmaterialien, die für Elektronentransportschichten (114, 114a und 114b), die nachstehend beschrieben werden, verwendet werden können, verwendet werden, solange sie Anforderungen für das Wirtsmaterial erfüllen, das in der Licht emittierenden Schicht verwendet wird. Ein weiteres Beispiel ist ein Exciplex, der aus zwei oder mehr Arten von organischen Verbindungen (dem ersten Wirtsmaterial und dem zweiten Wirtsmaterial) gebildet wird. Ein Exciplex, dessen Anregungszustand von zwei oder mehr Arten von organischen Verbindungen gebildet wird, weist eine sehr kleine Differenz zwischen dem S1-Niveau und dem T1-Niveau auf und dient als TADF-Material, das die Triplett-Anregungsenergie in die Singulett-Anregungsenergie umwandeln kann. In einem Beispiel für eine bevorzugte Kombination aus zwei oder mehr Arten von organischen Verbindungen, die einen Exciplex bildet, weist eine Verbindung der zwei oder mehr Arten von organischen Verbindungen einen π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring auf und weist die andere Verbindung einen π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring auf. Eine phosphoreszierende Substanz, wie z. B. ein auf Iridium, Rhodium oder Platin basierender metallorganischer Komplex oder ein Metallkomplex, kann als eine Verbindung der Kombination zum Bilden eines Exciplexes verwendet werden. Die bei der Ausführungsform 1 beschriebene organische Verbindung weist eine Elektronentransporteigenschaft auf, und daher kann als erstes Wirtsmaterial effizient verwendet werden. Da die organische Verbindung eine Lochtransporteigenschaft aufweist, kann sie ferner als zweites Wirtsmaterial verwendet werden.
Es gibt keine besondere Beschränkung bezüglich der Licht emittierenden Substanzen, die für die Licht emittierenden Schichten (113, 113a und 113b) verwendet werden können, und eine Licht emittierende Substanz, die die Singulett-Anregungsenergie in Licht im sichtbaren Lichtbereich umwandelt, oder eine Licht emittierende Substanz, die die Triplett-Anregungsenergie in Licht im sichtbaren Lichtbereich umwandelt, kann verwendet werden.
«Licht emittierende Substanz, die die Singulett-Anregungsenergie in Licht umwandelt»
Als Beispiele für die Licht emittierende Substanz, die die Singulett-Anregungsenergie in Licht umwandelt und in den Licht emittierenden Schichten (113, 113a und 113b) verwendet werden kann, können die folgenden Substanzen, die Fluoreszenzlicht emittieren (Fluoreszenzsubstanzen), angegeben werden: ein Pyren-Derivat, ein Anthracen-Derivat, ein Triphenylen-Derivat, ein Fluoren-Derivat, ein Carbazol-Derivat, ein Dibenzothiophen-Derivat, ein Dibenzofuran-Derivat, ein Dibenzochinoxalin-Derivat, ein Chinoxalin-Derivat, ein Pyridin-Derivat, ein Pyrimidin-Derivat, ein Phenanthren-Derivat und ein NaphthalinDerivat. Ein Pyren-Derivat wird besonders bevorzugt, da es eine hohe Emissionsquantenausbeute aufweist. Spezifische Beispiele für das Pyren-Derivat umfassen N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis[3-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]pyren-1,6-diamin (Abkürzung: 1,6mMemFLPAPrn), N,N'-Diphenyl-N,N'-bis[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]pyren-1,6-diamin (Abkürzung: 1,6FLPAPrn), N,N'-Bis(dibenzofuran-2-yl)-N,N'-diphenylpyren-1,6-diamin (Abkürzung: 1,6FrAPrn), N,N'-Bis(dibenzothiophen-2-yl)-N,N'-diphenylpyren-1,6-diamin (Abkürzung: 1,6ThAPrn), N,N'-(Pyren-1,6-diyl)bis[(N-phenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan)-6-amin] (Abkürzung: 1,6BnfAPrn), N,N'-(Pyren-1,6-diyl)bis[(N-phenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan)-8-amin] (Abkürzung: 1,6BnfAPrn-02) und N,N'-(Pyren-1,6-diyl)bis[(6,N-diphenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan)-8-amin] (Abkürzung: 1,6BnfAPrn-03).
Außerdem ist es beispielsweise möglich, 5,6-Bis[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-2,2'-bipyridin (Abkürzung: PAP2BPy), 5,6-Bis[4'-(10-phenyl-9-anthryl)biphenyl-4-yl]-2,2'-bipyridin (Abkürzung: PAPP2BPy), N,N'-Bis[4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl]-N,N'-diphenylstilben-4,4'-diamin (Abkürzung: YGA2S), 4-(9H-Carbazol-9-yl)-4'-(10-phenyl-9-anthryl)triphenylamin (Abkürzung: YGAPA), 4-(9H-Carbazol-9-yl)-4'-(9,10-diphenyl-2-anthryl)triphenylamin (Abkürzung: 2YGAPPA), N,9-Diphenyl-N-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: PCAPA), 4-(10-Phenyl-9-anthryl)-4'-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBAPA), 4-[4-(10-Phenyl-9-anthryl)phenyl]-4'-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBAPBA), Perylen, 2,5,8,11-Tetra-tert-butylperylen (Abkürzung: TBP), N,N''-(2-tert-Butylanthracen-9,10-diyldi-4,1-phenylen)bis(N,N',N'-triphenyl-1,4-phenylendiamin) (Abkürzung: DPABPA), N,9-Diphenyl-N-[4-(9,10-diphenyl-2-anthryl)phenyl]-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: 2PCAPPA) und N-[4-(9,10-Diphenyl-2-anthryl)phenyl]-N,N',N'-triphenyl-1,4-phenylendiamin (Abkürzung: 2DPAPPA) zu verwenden.
Es ist auch möglich, beispielsweise N-[9,10-Bis(biphenyl-2-yl)-2-anthryl]-N,9-diphenyl-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: 2PCABPhA), N-(9,10-Diphenyl-2-anthryl)-N,N',N'-triphenyl-1,4-phenylendiamin (Abkürzung: 2DPAPA), N-[9,10-Bis(biphenyl-2-yl)-2-anthryl]-N,N',N'-triphenyl-1,4-phenylendiamin (Abkürzung: 2DPABPhA), 9,10-Bis(biphenyl-2-yl)-N-[4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl]-N-phenylanthrace-2-amin (Abkürzung: 2YGABPhA), N,N,9-Triphenylanthracen-9-amin (Abkürzung: DPhAPhA), Cumarin 545T, N,N'-Diphenylchinacridon (Abkürzung: DPQd), Rubren, 5,12-Bis(biphenyl-4-yl)-6,11-diphenyltetracen (Abkürzung: BPT), 2-(2-{2-[4-(Dimethylamino)phenyl]ethenyl}-6-methyl-4H-pyran-4-yliden)propanedinitril (Abkürzung: DCM1), 2-{2-Methyl-6-[2-(2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[ij]chinolizin-9-yl)ethenyl]-4H-pyran-4-yliden}propanedinitril (Abkürzung: DCM2), N,N,N',N'-Tetrakis(4-methylphenyl)tetracen-5,11-diamin (Abkürzung: p-mPhTD), 7,14-Diphenyl-N,N,N',N'-tetrakis(4-methylphenyl)acenaphtho[1,2-a]fluoranthen-3,10-diamin (Abkürzung: p-mPhAFD), 2-{2-lsopropyl-6-[2-(1,1,7,7-tetramethyl-2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[ij]chinolizin-9-yl)ethenyl]-4H-pyran-4-yliden}propanedinitril (Abkürzung: DCJTI), 2-{2-tert-Butyl-6-[2-(1,1,7,7-tetramethyl-2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[ij]chinolizin-9-yl)ethenyl]-4H-pyran-4-yliden}propanedinitril (Abkürzung: DCJTB), 2-(2,6-Bis{2-[4-(dimethylamino)phenyl]ethenyl}-4H-pyran-4-yliden)propanedinitril (Abkürzung: BisDCM), 2-{2,6-Bis[2-(8-methoxy-1,1,7,7-tetramethyl-2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[ij]chinolizin-9-yl)ethenyl]-4H-pyran-4-yliden}propanedinitril (Abkürzung: BisDCJTM), 1,6BnfAPrn-03, N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(9-phenyl-9H-carbazol-2-yl)naphtho[2,3-b;6,7-b']bisbenzofuran-3,10-diamin (Abkürzung: 3,10PCA2Nbf(IV)-02) und 3,10-Bis[N-(dibenzofuran-3-yl)-N-phenylamino]naphtho[2,3-b;6,7-b']bisbenzofuran (Abkürzung: 3,10FrA2Nbf(IV)-02) zu verwenden. Insbesondere können beispielsweise Pyrendiaminverbindungen, wie z. B. 1,6FLPAPrn, 1,6mMemFLPAPrn und 1,6BnfAPrn-03 verwendet werden.
«Licht emittierende Substanz, die die Triplett-Anregungsenergie in Licht umwandelt»
Beispiele für die Licht emittierende Substanz, die die Triplett-Anregungsenergie in Licht umwandelt und in der Licht emittierenden Schicht 113 verwendet werden kann, umfassen Substanzen, die Phosphoreszenzlicht emittieren (phosphoreszierende Substanzen), und thermisch aktivierte, verzögerte Fluoreszenz- (thermally activated delayed fluorescent, TADF-) Materialien, die eine thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz aufweisen.
Eine phosphoreszierende Substanz ist eine Verbindung, die Phosphoreszenzlicht, jedoch kein Fluoreszenzlicht bei einer Temperatur von höher als oder gleich einer niedrigen Temperatur (z. B. 77 K) und niedriger als oder gleich Raumtemperatur (d. h. höher als oder gleich 77 K und niedriger als oder gleich 313 K) emittiert. Die phosphoreszierende Substanz enthält vorzugsweise ein Metallelement mit einer großen Spin-Bahn-Wechselwirkung und kann beispielsweise ein metallorganischer Komplex, ein Metallkomplex (Platinkomplex) oder ein Seltenerdmetallkomplex sein. Insbesondere enthält die phosphoreszierende Substanz vorzugsweise ein Übergangsmetallelement. Es wird bevorzugt, dass die phosphoreszierende Substanz ein Platin-Gruppenelement (Ruthenium (Ru), Rhodium (Rh), Palladium (Pd), Osmium (Os), Iridium (Ir) oder Platin (Pt)), insbesondere Iridium, enthält, wobei in diesem Fall die Wahrscheinlichkeit des direkten Übergangs zwischen dem Singulett-Grundzustand und dem Triplett-Anregungszustand erhöht werden kann.
«phosphoreszierende Substanz (von 450 nm bis 570 nm: Blau oder Grün)»
Als Beispiele für eine phosphoreszierende Substanz, die blaues oder grünes Licht emittiert und dessen Emissionsspektrum eine Peakwellenlänge von größer als oder gleich 450 nm und kleiner als oder gleich 570 nm aufweist, können die folgenden Substanzen angegeben werden.
Beispiele umfassen metallorganische Komplexe mit einem 4H-Triazol-Ring, wie z. B. Tris{2-[5-(2-methylphenyl)-4-(2,6-dimethylphenyl)-4H-1,2,4-triazol-3-yl-κN²]phenyl-κC}iridium(III) (Abkürzung: [Ir(mpptz-dmp)₃]), Tris(5-methyl-3,4-diphenyl-4H-1,2,4-triazolato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(Mptz)₃]), Tris[4-(3-biphenyl)-5-isopropyl-3-phenyl-4H-1,2,4-triazolato]iridium(III) (Abkürzung: [Ir(iPrptz-3b)₃]) und Tris[3-(5-biphenyl)-5-isopropyl-4-phenyl-4H-1,2,4-triazolato]iridium(III) (Abkürzung: [Ir(iPr5btz)₃]), metallorganische Komplexe mit einem 1H-Triazol-Ring, wie z. B. Tris[3-methyl-1-(2-methylphenyl)-5-phenyl-1H-1,2,4-triazolato]iridium(III) (Abkürzung: [Ir(Mptz1-mp)₃]) und Tris(1-methyl-5-phenyl-3-propyl-1H-1,2,4-triazolato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(Prptz1-Me)₃]), metallorganische Komplexe mit einem Imidazol-Ring, wie z. B. fac-Tris[1-(2,6-diisopropylphenyl)-2-phenyl-1 H-imidazol]iridium(III) (Abkürzung: [Ir(iPrpim)₃]) und Tris[3-(2,6-dimethylphenyl)-7-methylimidazo[1,2-f]phenanthridinato]iridium(III) (Abkürzung: [Ir(dmpimpt-Me)₃], und metallorganische Komplexe, bei denen ein Phenylpyridin-Derivat mit einer elektronenziehenden Gruppe ein Ligand ist, wie z. B. Bis[2-(4',6'difluorphenyl)pyridinato-N,C^2']iridium(III)tetrakis(1-pyrazolyl)borat (Abkürzung: Flr6), Bis[2-(4',6'-difluorphenyl)pyridinato-N,C²']iridium(III)picolinat (Abkürzung: Flrpic), Bis{2-[3',5'-bis(trifluormethyl)phenyl]pyridinato-N,C²'}iridium(III)picolinat (Abkürzung: [Ir(CF₃ppy)₂(pic)]) und Bis[2-(4',6'-difluorphenyl)pyridinato-N,C^2']iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: Flr(acac)).
«phosphoreszierende Substanz (von 495 nm bis 590 nm: Grün oder Gelb)»
Als Beispiele für eine phosphoreszierende Substanz, die grünes oder gelbes Licht emittiert und deren Emissionsspektrum eine Peakwellenlänge von größer als oder gleich 495 nm und kleiner als oder gleich 590 nm aufweist, können die folgenden Substanzen angegeben werden.
Beispiele der phosphoreszierenden Substanz umfassen metallorganische Iridiumkomplexe mit einem Pyrimidin-Ring, wie z. B. Tris(4-methyl-6-phenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(mppm)₃]), Tris(4-t-butyl-6-phenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(tBuppm)₃]), (Acetylacetonato)bis(6-methyl-4-phenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(mppm)₂(acac)]), (Acetylacetonato)bis(6-tert-butyl-4-phenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(tBuppm)₂(acac)]), (Acetylacetonato)bis[6-(2-norbornyl)-4-phenylpyrimidinato]iridium(III) (Abkürzung: [Ir(nbppm)₂(acac)]), (Acetylacetonato)bis[5-methyl-6-(2-methylphenyl)-4-phenylpyrimidinato]iridium(III) (Abkürzung: [Ir(mpmppm)₂(acac)]), (Acetylacetonato)bis{4,6-dimethyl-2-[6-(2,6-dimethylphenyl)-4-pyrimidinyl-κN³]phenyl-κN²}iridium(III) (Abkürzung: [Ir(dmppm-dmp)₂(acac)]) und (Acetylacetonato)bis(4,6-diphenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(dppm)₂(acac)]), metallorganische Iridiumkomplexe mit einem Pyrazin-Ring, wie z. B. (Acetylacetonato)bis(3,5-dimethyl-2-phenylpyrazinato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(mppr-Me)₂(acac)]) und (Acetylacetonato)bis(5-isopropyl-3-methyl-2-phenylpyrazinato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(mppr-iPr)₂(acac)]), metallorganische Iridiumkomplexe mit einem Pyridin-Ring, wie z. B. Tris(2-phenylpyridinato-N,C^2')iridium(III) (Abkürzung: [Ir(ppy)₃]), Bis(2-phenylpyridinato-N,C^2')iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: [Ir(ppy)₂(acac)]), Bis(benzo[h]chinolinato)iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: [Ir(bzq)₂(acac)]), Tris(benzo[h]chinolinato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(bzq)₃]), Tris(2-phenylchinolinato-N,C^2')iridium(III) (Abkürzung: [Ir(pq)₃]), Bis(2-phenylchinolinato-N,C^2')iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: [Ir(pq)₂(acac)]), Bis[2-(2-pyridinyl-κN)phenyl-κC][2-(4-phenyl-2-pyridinyl-κN)phenyl-κC]iridium(III) (Abkürzung: [Ir(ppy)₂(4dppy)]), Bis[2-(2-pyridinyl-κN)phenyl-κC][2-(4-methyl-5-phenyl-2-pyridinyl-κN)phenyl-κC], [2-d₃-Methyl-8-(2-pyridinyl-κN)benzofuro[2,3-b]pyridin-κC]bis[2-(5-d₃-methyl-2-pyridinyl-κN²)phenyl-κC]iridium(III) (Abkürzung: [Ir(5mppy-d3)₂(mbfpypy-d3)]), [2-(Methyl-d₃)-8-[4-(1-methylethyl-1-d)-2-pyridinyl-κN]benzofuro[2,3-b]pyridin-7-yl-κC]bis[5-(methyl-d₃)-2-[5-(methyl-d₃)-2-pyridinyl-κN]phenyl-κC]iridium(III) (Abkürzung: Ir(5mtpy-d6)₂(mbfpypy-iPr-d4)), [2-d₃-Methyl-(2-pyridinyl-κN)benzofuro[2,3-b]pyridin-κC]bis[2-(2-pyridinyl-κN)phenyl-κC]iridium(III) (Abkürzung: Ir(ppy)₂(mbfpypy-d3)) und [2-(4-Methyl-5-phenyl-2-pyridinyl-κN)phenyl-κC]bis[2-(2-pyridinyl-κN)phenyl-κC]iridium(III) (Abkürzung: Ir(ppy)₂(mdppy)), metallorganische Komplexe, wie z. B. Bis(2,4-diphenyl-1,3-oxazolato-N,C^2')iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: [Ir(dpo)₂(acac)]), Bis{2-[4'-(perfluorphenyl)phenyl]pyridinato-N,C^2'}iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: [Ir(p-PF-ph)₂(acac)]) und Bis(2-phenylbenzothiazolato-N,C^2')iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: [Ir(bt)₂(acac)]), und einen Seltenerdmetallkomplex, wie z. B. Tris(acetylacetonato)(monophenanthrolin)terbium(III) (Abkürzung: [Tb(acac)₃(Phen)]).
«phosphoreszierende Substanz (von 570 nm bis 750nm: Gelb oder Rot)»
Als Beispiele für eine phosphoreszierende Substanz, die gelbes oder rotes Licht emittiert und deren Emissionsspektrum eine Peakwellenlänge von größer als oder gleich 570 nm und kleiner als oder gleich 750 nm aufweist, können die folgenden Substanzen angegeben werden.
Beispiele einer phosphoreszierenden Substanz umfassen metallorganische Komplexe mit einem Pyrimidin-Ring, wie z. B. (Diisobutyrylmethanato)bis[4,6-bis(3-methylphenyl)pyrimidinato]iridium(III) (Abkürzung: [Ir(5mdppm)₂(dibm)]), Bis[4,6-bis(3-methylphenyl)pyrimidinato](dipivaloylmethanato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(5mdppm)₂(dpm)]) und (Dipivaloylmethanato)bis[4,6-di(naphthalen-1-yl)pyrimidinato]iridium(III) (Abkürzung: [Ir(d1npm)₂(dpm)]), metallorganische Komplexe mit einem Pyrazin-Ring, wie z. B. (Acetylacetonato)bis(2,3,5-triphenylpyrazinato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(tppr)₂(acac)]), Bis(2,3,5-triphenylpyrazinato)(dipivaloylmethanato)iridium(III) (Abkürzung: [Ir(tppr)₂(dpm)]), Bis{4,6-dimethyl-2-[3-(3,5-dimethylphenyl)-5-phenyl-2-pyrazinyl-κN]phenyl-κC}(2,6-dimethyl-3,5-heptandionato-κ²O,O')iridium(III) (Abkürzung: [Ir(dmdppr-P)₂(dibm)]), Bis{4,6-dimethyl-2-[5-(4-cyano-2,6-dimethylphenyl)-3-(3,5-dimethylphenyl)-2-pyrazinyl-κN]phenyl-κC}(2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptandionato-κ²O,O')iridium(III) (Abkürzung: [Ir(dmdppr-dmCP)₂(dpm)]), Bis[2-(5-(2,6-dimethylphenyl)-3-(3,5-dimethylphenyl)-2-pyrazinyl-κN)-4,6-dimethylphenyl-κC](2,2',6,6'-tetramethyl-3,5-heptandionato-κ²O,O')iridium(III) (Abkürzung: [Ir(dmdppr-dmp)₂(dpm)]), (Acetylacetonato)bis[2-methyl-3-phenylchinoxalinato-,C^2']iridium(III) (Abkürzung: [Ir(mpq)₂(acac)]), (Acetylacetonato)bis(2,3-diphenylchinoxalinato-N,C^2')iridium(III) (Abkürzung: [Ir(dpq)₂(acac)]) und (Acetylacetonato)bis[2,3-bis(4-fluorphenyl)chinoxalinato]iridium(III) (Abkürzung: [Ir(Fdpq)₂(acac)]), metallorganische Komplexe mit einem Pyridin-Ring, wie z. B. Tris(1-phenylisochinolinato-N,C^2')iridium(III) (Abkürzung: [Ir(piq)₃]), Bis(1-phenylisochinolinato-N,C^2')iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: [Ir(piq)₂(acac)]) und Bis[4,6-dimethyl-2-(2-chinolinyl-κN)phenyl-C](2,4-pentandionato-κ²O,O')iridium(III) (Abkürzung: [Ir(dmpqn)₂(acac)]), einen Platinkomplex, wie z.B. 2,3,7,8,12,13,17,18-Octaethyl-21H,23H-porphyrinplatin(II) (Abkürzung: [PtOEP]), und Seltenerdmetallkomplexe, wie z. B. Tris(1 ,3-diphenyl-1 ,3-propandionato)(monophenanthrolin)europium(III) (Abkürzung: [Eu(DBM)₃(Phen)]) und Tris[1-(2-thenoyl)-3,3,3-trifluoracetonato](monophenanthrolin)europium(III) (Abkürzung: [Eu(TTA)₃(Phen)]).
«TADF-Material»
Als TADF-Material kann ein beliebiges der nachstehend zu beschreibenden Materialien verwendet werden. Das TADF-Material ist ein Material, das eine kleine Differenz zwischen seinem S1-Niveau und seinem T1-Niveau (vorzugsweise von kleiner als oder gleich 0,2 eV) aufweist, das einen Triplett-Anregungszustand in einen Singulett-Anregungszustand aufwärts wandeln kann (d. h., dass ein umgekehrtes Intersystem-Crossing damit möglich ist), wobei eine geringe thermische Energie verwendet wird, und das effizient Licht (Fluoreszenzlicht) von dem Singulett-Anregungszustand emittiert. Die thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz wird unter der Bedingung effizient erhalten, unter der die Energiedifferenz zwischen dem Triplett-Anregungsenergieniveau und dem Singulett-Anregungsenergieniveau größer als oder gleich 0 eV und kleiner als oder gleich 0,2 eV, bevorzugt größer als oder gleich 0 eV und kleiner als oder gleich 0,1 eV ist. Es sei angemerkt, dass sich ein verzögertes Fluoreszenzlicht von dem TADF-Material auf eine Lichtemission bezieht, die ein Spektrum, das demjenigen von normalem Fluoreszenzlicht ähnlich ist, und eine sehr lange Lebensdauer aufweist. Die Lebensdauer ist länger als oder gleich 1 × 10^-6 Sekunden, bevorzugt länger als oder gleich 1 × 10^-3 Sekunden.
Es sei angemerkt, dass das TADF-Material kann auch als Elektronentransportmaterial, Lochtransportmaterial oder Wirtsmaterial verwendet werden.
Beispiele für das TADF-Material umfassen Fulleren, ein Derivat davon, ein Acridin-Derivat, wie z. B. Proflavin, und Eosin. Weitere Beispiele dafür umfassen ein metallhaltiges Porphyrin, wie z. B. ein Porphyrin, das Magnesium (Mg), Zink (Zn), Cadmium (Cd), Zinn (Sn), Platin (Pt), Indium (In) oder Palladium (Pd) enthält. Beispiele für das metallhaltige Porphyrin umfassen einen Protoporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (Abkürzung: SnF₂(Proto IX)), einen Mesoporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (Abkürzung: SnF₂(Meso IX)), einen Hämatoporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (Abkürzung: SnF₂(Hämato IX)), einen Coproporphyrin-Tetramethylester-Zinnfluorid-Komplex (Abkürzung: SnF₂(Copro III-4Me)), einen Octaethylporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (Abkürzung: SnF₂(OEP)), einen Etioporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (Abkürzung: SnF₂(Etio I)) und einen Octaethylporphyrin-Platinchlorid-Komplex (Abkürzung: PtCl₂OEP).
Außerdem kann eine heteroaromatische Verbindung mit einer n-elektronenreichen heteroaromatischen Verbindung und einer π-elektronenarmen heteroaromatischen Verbindung, wie z. B. 2-(Biphenyl-4-yl)-4,6-bis(12-phenylindolo[2,3-a]carbazol-11-yl)-1,3,5-triazin (Abkürzung: PIC-TRZ), 2-{4-[3-(N-Phenyl-9H-carbazol-3-yl)-9H-carbazol-9-yl]phenyl}-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: PCCzPTzn), 2-[4-(10H-Phenoxazin-10-yl)phenyl]-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: PXZ-TRZ), 3-[4-(5-Phenyl-5,10-dihydrophenazin-10-yl)phenyl]-4,5-diphenyl-1,2,4-triazol (Abkürzung: PPZ-3TPT), 3-(9,9-Dimethyl-9H-acridin-10-yl)-9H-xanthen-9-on (Abkürzung: ACRXTN), Bis[4-(9,9-dimethyl-9,10-dihydroacridin)phenyl]sulfon (Abkürzung: DMAC-DPS), 10-Phenyl-10H,10'H-spiro[acridin-9,9'-anthracen]-10'-on (Abkürzung: ACRSA), 4-(9'-Phenyl-3,3'-bi-9H-carbazol-9-yl)benzofuro[3,2-d]pyrimidin (Abkürzung: 4PCCzBfpm), 4-[4-(9'-Phenyl-3,3'-bi-9H-carbazol-9-yl)phenyl]benzofuro[3,2-d]pyrimidin (Abkürzung: 4PCCzPBfpm) oder 9-[3-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl]-9'-phenyl-2,3'-bi-9H-carbazol (Abkürzung: mPCCzPTzn-02), verwendet werden.
Es sei angemerkt, dass eine Substanz, in der eine π-elektronenreiche heteroaromatische Verbindung direkt an einer π-elektronenarmen heteroaromatischen Verbindung gebunden ist, besonders bevorzugt wird, da sowohl die Donatoreigenschaft der π-elektronenreichen heteroaromatischen Verbindung als auch die Akzeptoreigenschaft der π-elektronenarmen heteroaromatischen Verbindung verbessert werden und die Energiedifferenz zwischen dem Singulett-Anregungszustand und dem Triplett-Anregungszustand klein wird. Als TADF-Material kann ein TADF-Material, in dem sich die Singulett- und Triplett-Anregungszustände in einem thermischen Gleichgewicht befinden (TADF100), verwendet werden. Da ein derartiges TADF-Material eine kurze Emissionslebensdauer (Anregungslebensdauer) ermöglicht, kann die Effizienz eines Licht emittierenden Elements in einem hohen Leuchtdichtebereich weniger wahrscheinlich verringert werden.
Zusätzlich zu den vorstehenden ist ein weiteres Beispiel für ein Material mit einer Funktion zum Umwandeln der Triplett-Anregungsenergie in Licht eine Nano-Struktur einer Übergangsmetallverbindung mit einer Perowskit-Struktur. Insbesondere wird eine Nano-Struktur eines Metallhalogenid-Perowskit-Materials bevorzugt. Die Nano-Struktur ist vorzugsweise ein Nanoteilchen oder ein Nanostab.
Als organische Verbindung (z. B. das Wirtsmaterial), die in Kombination mit der vorstehend beschriebenen Licht emittierenden Substanz (dem Gastmaterial) in den Licht emittierenden Schichten (113, 113a, 113b und 113c) verwendet wird, können eine oder mehrere Arten, die aus Substanzen mit einer größeren Energielücke als die Licht emittierende Substanz (das Gastmaterial) ausgewählt werden, verwendet werden.
«Wirtsmaterial für Fluoreszenzlicht»
In dem Fall, in dem die Licht emittierende Substanz, die in den Licht emittierenden Schichten (113, 113a, 113b und 113c) verwendet wird, eine Fluoreszenzsubstanz ist, ist eine organische Verbindung (ein Wirtsmaterial), die in Kombination mit der Fluoreszenzsubstanz verwendet wird, vorzugsweise eine organische Verbindung, die ein hohes Energieniveau eines Singulett-Anregungszustands aufweist und ein niedriges Energieniveau eines Triplett-Anregungszustands aufweist, oder eine organische Verbindung mit einer hohen Fluoreszenzquantenausbeute. Deshalb können beispielsweise das Lochtransportmaterial (es wird vorstehend beschrieben) und das Elektronentransportmaterial (es wird nachstehend beschrieben), die bei dieser Ausführungsform beschrieben werden, verwendet werden, solange sie organische Verbindungen sind, die eine derartige Bedingung erfüllen. Außerdem kann die organische Verbindung verwendet werden, die bei der Ausführungsform 1 beschrieben worden ist.
Im Hinblick auf eine bevorzugte Kombination mit der Licht emittierenden Substanz (der Fluoreszenzsubstanz) umfassen Beispiele für die organische Verbindung (das Wirtsmaterial), einige von denen sich mit den vorstehenden spezifischen Beispielen überlappen, kondensierte polycyclische aromatische Verbindungen, wie z. B. ein Anthracen-Derivat, ein Tetracen-Derivat, ein Phenanthren-Derivat, ein Pyren-Derivat, ein Chrysen-Derivat und ein Dibenzo[g,p]chrysen-Derivat.
Spezifische Beispiele für die organische Verbindung (das Wirtsmaterial), die vorzugsweise in Kombination mit der Fluoreszenzsubstanz verwendet wird, umfassen 9-Phenyl-3-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: PCzPA), 3,6-Diphenyl-9-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: DPCzPA), 3-[4-(1-Naphthyl)phenyl]-9-phenyl-9H-carbazol (Abkürzung: PCPN), 9,10-Diphenylanthracen (Abkürzung: DPAnth), N,N-Diphenyl-9-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: CzA1PA), 4-(10-Phenyl-9-anthryl)triphenylamin (Abkürzung: DPhPA), YGAPA, PCAPA, N,9-Diphenyl-N-{4-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]phenyl}-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: PCAPBA), N-(9,10-Diphenyl-2-anthryl)-N,9-diphenyl-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: 2PCAPA), 6,12-Dimethoxy-5,11-diphenylchrysen, N,N,N',N',N'',N'',N''',N'''-Octaphenyldibenzo[g,p]chrysen-2,7,10,15-tetraamin (Abkürzung: DBC1), 9-[4-(10-Phenyl-9-anthracenyl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: CzPA), 7-[4-(10-Phenyl-9-anthryl)phenyl]-7H-dibenzo[c,g]carbazol (Abkürzung: cgDBCzPA), 6-[3-(9,10-Diphenyl-2-anthryl)phenyl]benzo[b]naphtho[1,2-d]furan (Abkürzung: 2mBnfPPA), 9-Phenyl-10-[4'-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)biphenyl-4-yl]anthracen (Abkürzung: FLPPA), 9,10-Bis(3,5-diphenylphenyl)anthracen (Abkürzung: DPPA), 9,10-Di(2-naphthyl)anthracen (Abkürzung: DNA), 2-tert-Butyl-9,1 0-di(2-naphthyl)anthracen (Abkürzung: t-BuDNA), 9-(1-Naphthyl)-10-(2-naphthyl)anthracen (Abkürzung: α, β-ADN), 2-(10-Phenylanthracen-9-yl)dibenzofuran, 2-(10-Phenyl-9-anthracenyl)benzo[b]naphtho[2,3-d]furan (Abkürzung: Bnf(II)PhA), 9-(1-Naphthyl)-10-[4-(2-naphthyl)phenyl]anthracen (Abkürzung: αN-βNPAnth), 2,9-Di(1-naphthyl)-10-phenylanthracen (Abkürzung: 2αN-αNPhA), 9-(1-Naphthyl)-10-[3-(1-naphthyl)phenyl]anthracen (Abkürzung: αN-mαNPAnth), 9-(2-Naphthyl)-10-[3-(1-naphthyl)phenyl]anthracen (Abkürzung: βN-mαNPAnth), 9-(1-Naphthyl)-10-[4-(1-naphthyl)phenyl]anthracen (Abkürzung: αN-αNPAnth), 9-(2-Naphthyl)-10-[4-(2-naphthyl)phenyl]anthracen (Abkürzung: βN-βNPAnth), 2-(1-Naphthyl)-9-(2-naphthyl)-10-phenylanthracen (Abkürzung: 2αN-βNPhA), 9-(2-Naphthyl)-10-[3-(2-naphthyl)phenyl]anthracen (Abkürzung: βN-mβNPAnth), 1-{4-[10-(Biphenyl-4-yl)-9-anthracenyl]phenyl}-2-ethyl-1H-benzimidazol (Abkürzung: EtBImPBPhA), 9,9'-Bianthryl (Abkürzung: BANT), 9,9'-(Stilben-3,3'-diyl)diphenanthren (Abkürzung: DPNS), 9,9'-(Stilben-4,4'-diyl)diphenanthren (Abkürzung: DPNS2), 1,3,5-Tri(1-pyrenyl)benzol (Abkürzung: TPB3), 5,12-Diphenyltetracen und 5,12-Bis(biphenyl-2-yl)tetracen.
«Wirtsmaterial für phosphoreszierendes Licht»
In dem Fall, in dem die Licht emittierende Substanz, die in den Licht emittierenden Schichten (113, 113a, 113b und 113c) verwendet wird, eine phosphoreszierende Substanz ist, wird eine organische Verbindung mit der Triplett-Anregungsenergie (einer Energiedifferenz zwischen einem Grundzustand und einem Triplett-Anregungszustand), die höher ist als diejenige der Licht emittierenden Substanz, vorzugsweise als organische Verbindung (Wirtsmaterial), die in Kombination mit der phosphoreszierenden Substanz verwendet wird, ausgewählt. Es sei angemerkt, dass dann, wenn eine Vielzahl von organischen Verbindungen (z. B. ein erstes Wirtsmaterial und ein zweites Wirtsmaterial (oder ein Hilfsmaterial)) zum Bilden eines Exciplexes in Kombination mit einer Licht emittierenden Substanz verwendet wird, die Vielzahl von organischen Verbindungen vorzugsweise mit der phosphoreszierenden Substanz gemischt wird. Außerdem kann die bei der Ausführungsform 1 beschriebene organische Verbindung verwendet werden.
Bei einer derartigen Struktur kann eine Lichtemission durch die Exciplex-Triplett-Energieübertragung (exciplex-triplet energy transfer, ExTET), die eine Energieübertragung von einem Exciplex auf eine Licht emittierende Substanz ist, effizient erhalten werden. Es sei angemerkt, dass eine Kombination aus der Vielzahl von organischen Verbindungen, die leicht einen Exciplex bildet, bevorzugt wird, und es ist insbesondere vorzuziehen, eine Verbindung, die leicht Löcher aufnehmen kann (Lochtransportmaterial), und eine Verbindung, die leicht Elektronen aufnehmen kann (Elektronentransportmaterial), zu kombinieren.
In Bezug auf eine bevorzugte Kombination mit der Licht emittierenden Substanz (phosphoreszierender Substanz) umfassen Beispiele für die organischen Verbindungen (das Wirtsmaterial und das Hilfsmaterial), einige von denen sich mit den vorstehenden spezifischen Beispielen überlappen, ein aromatisches Amin (eine organische Verbindung mit einem aromatischen Amin-Gerüst), ein Carbazol-Derivat (eine organische Verbindung mit einem Carbazol-Ring), ein Dibenzothiophen-Derivat (eine organische Verbindung mit einem Dibenzothiophen-Ring), ein Dibenzofuran-Derivat (eine organische Verbindung mit einem Dibenzofuran-Ring), ein Oxadiazol-Derivat (eine organische Verbindung mit einem Oxadiazol-Ring), ein Triazol-Derivat (eine organische Verbindung mit einem Triazol-Ring), ein Benzimidazol-Derivat (eine organische Verbindung mit einem Benzimidazol-Ring), ein Chinoxalin-Derivat (eine organische Verbindung mit einem Chinoxalin-Ring), ein Dibenzochinoxalin-Derivat (eine organische Verbindung mit einem Dibenzochinoxalin-Ring), ein Pyrimidin-Derivat (eine organische Verbindung mit einem Pyrimidin-Ring), ein Triazin-Derivat (eine organische Verbindung mit einem Triazin-Ring), ein Pyridin-Derivat (eine organische Verbindung mit einem Pyridin-Ring), ein Bipyridin-Derivat (eine organische Verbindung mit einem Bipyridin-Ring), ein Phenanthrolin-Derivat (eine organische Verbindung mit einem Phenanthrolin-Ring), ein Furodiazin-Derivat (eine organische Verbindung mit einem Furodiazin-Ring) und auf Zink oder Aluminium basierende Metallkomplexe.
Unter den vorstehenden organischen Verbindungen sind spezifische Beispiele für das aromatische Amin und das Carbazol-Derivat, die organische Verbindungen mit einer hohen Lochtransporteigenschaft sind, gleich wie die spezifische Beispiele für die vorstehend beschriebenen Lochtransportmaterialien, und diese Materialien werden als Wirtsmaterial bevorzugt.
Unter den vorstehenden organischen Verbindungen umfassen spezifische Beispiele für das Dibenzothiophen-Derivat und das Dibenzofuran-Derivat, die organische Verbindungen mit einer hohen Lochtransporteigenschaft sind, 4- {3-[3-(9-Phenyl-9 H-fluoren-9-yl)phenyl]phenyl} d ibenzofu ran (Abkürzung: mmDBFFLBi-II), 4,4',4"-(Benzol-1,3,5-triyl)tri(dibenzofuran) (Abkürzung: DBF3P-II), DBT3P-II, 2,8-Diphenyl-4-[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]dibenzothiophen (Abkürzung: DBTFLP-III), 4-[4-(9-Phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]-6-phenyldibenzothiophen (Abkürzung: DBTFLP-IV) und 4-[3-(Triphenylen-2-yl)phenyl]dibenzothiophen (Abkürzung: mDBTPTp-II). Derartige Derivate werden als Wirtsmaterial bevorzugt.
Weitere Beispiele für bevorzugte Wirtsmaterialien umfassen Metallkomplexe mit einem auf Oxazol basierenden Liganden oder einem auf Thiazol basierenden Liganden, wie z. B. Bis[2-(2-benzoxazolyl)phenolato]zink(II) (Abkürzung: ZnPBO) und Bis[2-(2-benzothiazolyl)phenolato]zink(II) (Abkürzung: ZnBTZ).
Unter den vorstehenden organischen Verbindungen umfassen spezifische Beispiele für das Oxadiazol-Derivat, das Triazol-Derivat, das Benzimidazol-Derivat, das Chinoxalin-Derivat, das Dibenzochinoxalin-Derivat, das Chinazolin-Derivat und das Phenanthrolin-Derivat, die organische Verbindungen mit einer hohen Elektronentransporteigenschaft sind: eine organische Verbindung, die einen heteroaromatischen Ring mit einem Polyazol-Ring umfasst, wie z. B. 2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol (Abkürzung: PBD), 1,3-Bis[5-(p-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol-2-yl]benzol (Abkürzung: OXD-7), 9-[4-(5-Phenyl-1,3,4-oxadiazol-2-yl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: CO11), 3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-(4-tert-butylphenyl)-1,2,4-triazol (Abkürzung: TAZ), 2,2',2''-(1,3,5-Benzoltriyl)tris(1-phenyl-1H-benzimidazol) (Abkürzung: TPBI), 2-[3-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]-1-phenyl-1H-benzimidazol (Abkürzung: mDBTBIm-II) oder 4,4'-Bis(5-methylbenzoxazol-2-yl)stilben (Abkürzung: BzOs); eine organische Verbindung, die einen heteroaromatischen Ring mit einem Pyridin-Ring umfasst, wie z. B. Bathophenanthrolin (Abkürzung: BPhen), Bathocuproin (Abkürzung: BCP), 2,9-Di(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin (Abkürzung: NBPhen), 2,2'-(1,3-Phenylen)bis(9-phenyl-1,10-phenanthrolin) (Abkürzung: mPPhen2P), 2,2'-Biphenyl-4,4'-diylbis(9-phenyl-1,10-phenanthrolin) (Abkürzung: PPhen2BP); 2-[3-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 2mDBTPDBq-II); 2-[3'-(Dibenzothiophen-4-yl)biphenyl-3-yl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 2mDBTBPDBq-II); 2-[3'-(9H-Carbazol-9-yl)biphenyl-3-yl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 2mCzBPDBq); 2-[4-(3,6-Diphenyl-9H-carbazol-9-yl)phenyl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 2CzPDBq-III); 7-[3-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 7mDBTPDBq-II); 6-[3-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 6mDBTPDBq-II); 2-{4-[9,10-Di(2-naphthyl)-2-anthryl]phenyl}-1-phenyl-1 H-benzimidazol (Abkürzung: ZADN); und 2-[4'-(9-Phenyl-9H-carbazol-3-yl)-3,1'-biphenyl-1-yl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 2mpPCBPDBq). Derartige organische Verbindungen werden als Wirtsmaterial bevorzugt.
Unter den vorstehenden organischen Verbindungen umfassen spezifische Beispiele für das Pyridin-Derivat, das Diazin-Derivat (einschließlich des Pyrimidin-Derivats, des Pyrazin-Derivats und des Pyridazin-Derivats), das Triazin-Derivat, und das Furodiazin-Derivat, die organische Verbindungen mit einer hohen Elektronentransporteigenschaft sind, organische Verbindungen, die einen heteroaromatischen Ring mit einem Diazin-Ring umfasst, wie z. B. 4,6-Bis[3-(phenanthren-9-yl)phenyl]pyrimidin (Abkürzung: 4,6mPnP2Pm), 4,6-Bis[3-(4-dibenzothienyl)phenyl]pyrimidin (Abkürzung: 4,6mDBTP2Pm-II), 4,6-Bis[3-(9H-carbazol-9-yl)phenyl]pyrimidin (Abkürzung: 4,6mCzP2Pm), 2-{ 4-[3-(N-Phenyl-9H-carbazol-3-yl)-9H-carbazol-9-yl]phenyl}-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: PCCzPTzn), 9-[3-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl]-9'-phenyl-2,3'-bi-9H-carbazol (Abkürzung: mPCCzPTzn-02), 3,5-Bis[3-(9H-carbazol-9-yl)phenyl]pyridin (Abkürzung: 35DCzPPy), 1,3,5-Tri[3-(3-pyridyl)phenyl]benzol (Abkürzung: TmPyPB), 9,9'-[Pyrimidin-4,6-diylbis(biphenyl-3,3'-diyl)]bis(9H-carbazol) (Abkürzung: 4,6mCzBP2Pm), 2-[3'-(9,9-Dimethyl-9H-fluoren-2-yl)biphenyl-3-yl]-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: mFBPTzn), 8-(Biphenyl-4-yl)-4-[3-(dibenzothiophen-4-yl)phenyl]-[1]benzofuro[3,2-d]pyrimidin (Abkürzung: 8BP-4mDBtPBfpm), 9-[3'-(Dibenzothiophen-4-yl)biphenyl-3-yl]naphtho[1',2':4,5]furo[2,3-b]pyrazin (Abkürzung: 9mDBtBPNfpr), 9-[3'-(Dibenzothiophen-4-yl)biphenyl-4-yl]naphtho[1',2':4,5]furo[2,3-b]pyrazin (Abkürzung: 9pmDBtBPNfpr), 11-[(3'-Dibenzothiophen-4-yl)bipheny-3-yl]phenanthro[9',10':4,5]furo[2,3-b]pyrazin (Abkürzung: 11mDBtBPPnfpr), 11-[3'-(Dibenzothiophen-4-yl)biphenyl-4-yl]phenanthro[9',10':4,5]furo[2,3-b]pyrazin, 11-[3'-(9H-Carbazol-9-yl)biphenyl-3-yl]phenanthro[9',10':4,5]furo[2,3-b]pyrazin, 12-(9'-Phenyl-3,3'-bi-9H-carbazol-9-yl)phenanthro[9',10':4,5]furo[2,3-b]pyrazin (Abkürzung: 12PCCzPnfpr), 9-[(3'-9-Phenyl-9H-carbazol-3-yl)biphenyl-4-yl]naphtho[1',2':4,5]furo[2,3-b]pyrazin (Abkürzung: 9pmPCBPNfpr), 9-(9'-Phenyl-3,3'-bi-9H-carbazol-9-yl)naphtho[1',2':4,5]furo[2,3-b]pyrazin (Abkürzung: 9PCCzNfpr), 10-(9'-Phenyl-3,3'-bi-9H-carbazol-9-yl)naphtho[1',2':4,5]furo[2,3-b]pyrazin (Abkürzung: 10PCCzNfpr), 9-[3'-(6-Phenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-yl)biphenyl-3-yl]naphtho[1',2':4,5]furo[2,3-b]pyrazin (Abkürzung: 9mBnfBPNfpr), 9- {3-[6-(9, 9-Dimethylfluoren-2-yl)d ibenzoth iophen-4-yl]phenyl}naphtho[1',2':4,5]furo[2,3-b]pyrazin (Abkürzung: 9mFDBtPNfpr), 9-[3'-(6-Phenyldibenzothiophen-4-yl)biphenyl-3-yl]naphtho[1',2':4,5]furo[2,3-b]pyrazin (Abkürzung: 9mDBtBPNfpr-02), 9-[3-(9'-Phenyl-3,3'-bi-9H-carbazol-9-yl)phenyl]naphtho[1',2':4,5]furo[2,3-b]pyrazin (Abkürzung: 9mPCCzPNfpr), 9-{(3'-[2,8-Diphenyldibenzothiophen-4-yl)biphenyl-3-yl}naphtho[1',2':4,5]furo[2,3-b]pyrazin, 11-{(3'-[2,8-Diphenyldibenzothiophen-4-yl)biphenyl-3-yl]phenanthro[9',10':4,5]furo[2,3-b]pyrazin, 5-[3-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl]-7,7-dimethyl-5H,7H-indeno[2,1-b]carbazol (Abkürzung: mINc(II)PTzn), 2-[3'-(Triphenylen-2-yl)biphenyl-3-yl]-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: mTpBPTzn), 2-(Biphenyl-4-yl)-4-phenyl-6-(9,9'-spirobi[9H-fluoren]-2-yl)-1,3,5-triazin (Abkürzung: BP-SFTzn), 2,6-Bis(4-naphthalen-1-ylphenyl)-4-[4-(3-pyridyl)phenyl]pyrimidin (Abkürzung: 2,4NP-6PyPPm), 3-[9-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-2-dibenzofuranyl]-9-phenyl-9H-carbazol (Abkürzung: PCDBfTzn), 2-(Biphenyl-3-yl)-4-phenyl-6- f 8-[(1,1':4',1 "-terphenyl)-4-yl]-1-dibenzofuranyl}-1,3,5-triazin (Abkürzung: mBP-TPDBfTzn), 6-(Biphenyl-3-yl)-4-[3,5-bis(9H-carbazol-9-yl)phenyl]-2-phenylpyrimidin (Abkürzung: 6mBP-4Cz2PPm), 4-[3,5-Bis(9H-carbazol-9-yl)phenyl]-2-phenyl-6-(biphenyl-4-yl)pyrimidin (Abkürzung: 6BP-4Cz2PPm), und diese Materialien werden als Wirtsmaterial bevorzugt.
Unter den vorstehenden organischen Verbindungen umfassen spezifische Beispiele für Metallkomplexe, die organische Verbindungen mit einer hohen Elektronentransporteigenschaft sind, auf Zink oder Aluminium basierende Metallkomplexe, wie z. B. Tris(8-chinolinolato)aluminium(III) (Abkürzung: Alq), Tris(4-methyl-8-chinolinolato)aluminium(III) (Abkürzung: Almq₃), Bis(10-hydroxybenzo[h]chinolinolato)beryllium(II) (Abkürzung: BeBq₂), Bis(2-methyl-8-chinolinolato)(4-phenylphenolato)aluminium (III) (Abkürzung: BAIq) und Bis(8-chinolinolato)zink(II) (Abkürzung: Znq), und Metallkomplexe mit einem Chinolin-Ring oder einem Benzochinolin-Ring. Derartige Metallkomplexe werden als Wirtsmaterial bevorzugt.
Außerdem werden hochmolekulare Verbindungen, wie z. B. Poly(2,5-pyridindiyl) (Abkürzung: PPy), Poly[(9,9-dihexylfluoren-2,7-diyl)-co-(pyridin-3,5-diyl)] (Abkürzung: PF-Py) und Poly[(9,9-dioctylfluoren-2,7-diyl)-co-(2,2'-bipyridin-6,6'-diyl)] (Abkürzung: PF-BPy), als Wirtsmaterial bevorzugt.
Ferner können die folgenden organischen Verbindungen mit einem Diazin-Ring, der bipolare Eigenschaften aufweist, einer hohen Lochtransporteigenschaft und einer hohen Elektronentransporteigenschaft, welche als Wirtsmaterial verwendet werden können: 9-Phenyl-9'-(4-phenyl-2-chinazolinyl)-3,3'-bi-9H-carbazol (Abkürzung: PCCzQz), 2-[4'-(9-Phenyl-9H-carbazol-3-yl)-3,1 '-biphenyl-1 -yl]dibenzo[f,ö]chinoxalin (Abkürzung: 2mpPCBPDBq), 5-[3-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl]-7,7-dimethyl-5H,7H-indeno[2,1-b]carbazol (Abkürzung: mlNc(II)PTzn), 11-[4-(Biphenyl-4-yl)-6-phenyl-1,3,5-triazin-2-yl]-11,12-dihydro-12-phenylindolo[2,3-a]carbazol (Abkürzung: BP-Icz(II)Tzn) und 7-[4-(9-Phenyl-9H-carbazol-2-yl)chinazolin-2-yl]-7H-dibenzo[c,g]carbazol (Abkürzung: PC-cgDBCzQz).
<Elektronentransportschicht>
Die Elektronentransportschichten (114, 114a und 114b) transportieren die Elektronen, die durch die nachstehend beschriebenen Elektroneninjektionsschichten (115, 115a und 115b) von der zweiten Elektrode 102 und den Ladungserzeugungsschichten (106, 106a und 106b) injiziert werden, zu den Licht emittierenden Schichten (113, 113a und 113b). Die Wärmebeständigkeit der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann verbessert werden, wenn die übereinander angeordneten Elektronentransportschichten enthalten sind. Das Elektronentransportmaterial, das in den Elektronentransportschichten (114, 114a und 114b) verwendet wird, ist eine Substanz mit einer Elektronenbeweglichkeit von 1 × 10^-6 cm²/Vs oder höher in dem Fall, in dem die Quadratwurzel der elektrischen Feldstärke [V/cm] 600 ist. Es sei angemerkt, dass auch eine andere beliebige Substanz verwendet werden kann, solange die Substanz eine Elektronentransporteigenschaft aufweist, die höher ist als eine Lochtransporteigenschaft. Die Elektronentransportschichten (114, 114a und 114b) können selbst mit einer einschichtigen Struktur funktionieren und können eine mehrschichtige Struktur aufweisen, die zwei oder mehr Schichten umfasst. Wenn ein Photolithographieprozess, der über der Elektronentransportschicht durchgeführt wird, die das vorstehend beschriebene gemischte Material enthält, das eine Wärmebeständigkeit aufweist, durchgeführt wird, kann eine nachteilige Wirkung des Wärmeprozesses auf die Vorrichtungseigenschaften verringert werden.
<<Elektronentransportmaterial>>
Als Elektronentransportmaterial, das für die Elektronentransportschichten (114, 114a und 114b) verwendet werden kann, kann eine organische Verbindung mit einer hohen Elektronentransporteigenschaft verwendet werden, und beispielsweise kann eine heteroaromatische Verbindung verwendet werden. Die heteroaromatische Verbindung bezeichnet eine zyklische Verbindung, die mindestens zwei unterschiedliche Arten von Elementen in einem Ring enthält. Beispiele für cyclische Strukturen umfassen einen dreigliedrigen Ring, einen viergliedrigen Ring, einen fünfgliedrigen Ring, einen sechsgliedrigen Ring und dergleichen, unter denen ein fünfgliedriger Ring und ein sechsgliedriger Ring besonders bevorzugt werden. Die Elemente, die in der heteroaromatischen Verbindung enthalten sind, sind vorzugsweise zusätzlich zu Kohlenstoff eines oder mehrere von Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel. Eine heteroaromatische Verbindung, die Stickstoff enthält (eine stickstoffhaltige heteroaromatische Verbindung), wird besonders bevorzugt, und ein beliebiges von Materialien mit einer hohen Elektronentransporteigenschaft (Elektronentransportmaterialien), wie z. B. eine stickstoffhaltige heteroaromatische Verbindung und eine π-elektronenarmen heteroaromatischen Verbindung mit der stickstoffhaltigen heteroaromatischen Verbindung, wird vorzugsweise verwendet. Die Verbindung bei der Ausführungsform 1 weist eine Lochtransporteigenschaft auf und kann daher als Lochtransportmaterial verwendet werden.
Es sei angemerkt, dass das Elektronentransportmaterial unterschiedlich von den Materialien sein kann, die in der Licht emittierenden Schicht verwendet werden. Nicht sämtliche Exzitonen, die durch Rekombination von Ladungsträgern in der Licht emittierenden Schicht gebildet werden, können zur Lichtemission beitragen, und einige Exzitonen diffundieren in eine Schicht in Kontakt mit der Licht emittierenden Schicht oder eine Schicht in der Nähe der Licht emittierenden Schicht. Um dieses Phänomen zu vermeiden, ist das Energieniveau (das niedrigste Singulett-Anregungsniveau oder das niedrigste Triplett-Anregungsniveau) eines Materials, das für die Schicht in Kontakt mit der Licht emittierenden Schicht oder die Schicht in der Nähe der Licht emittierenden Schicht verwendet wird, vorzugsweise höher als dasjenige eines Materials, das für die Licht emittierende Schicht verwendet wird. Daher ist, um eine in hohem Maße effiziente Vorrichtung zu erhalten, das Elektronentransportmaterial vorzugsweise unterschiedlich von den Materialien, die in der Licht emittierenden Schicht verwendet werden. Deshalb kann dann, wenn ein Material, das sich von den in der Licht emittierenden Schicht verwendeten Materialien unterscheidet, als Elektronentransportmaterial verwendet wird, ein Element mit hoher Effizienz erhalten werden.
Die heteroaromatische Verbindung ist eine organische Verbindung, die mindestens einen heteroaromatischen Ring umfasst.
Der heteroaromatische Ring weist einen beliebigen von einem Pyridin-Ring, einem Diazin-Ring, einem Triazin-Ring, einem Polyazol-Ring, einem Oxazol-Ring, einem Thiazol-Ring und dergleichen auf. Ein heteroaromatischer Ring mit einem Diazin-Ring umfasst einen heteroaromatischen Ring mit einem Pyrimidin-Ring, einem Pyrazin-Ring, einem Pyridazin-Ring oder dergleichen. Ein heteroaromatischer Ring mit einem Polyazol-Ring umfasst einen heteroaromatischen Ring mit einem Imidazol-Ring, einem Triazol-Ring oder einem Oxadiazol-Ring.
Der heteroaromatische Ring umfasst einen kondensierten heteroaromatischen Ring mit einer kondensierten Ringstruktur. Beispiele für den kondensierten heteroaromatischen Ring umfassen einen Chinolin-Ring, einen Benzochinolin-Ring, einen Chinoxalin-Ring, einen Dibenzochinoxalin-Ring, einen Chinazolin-Ring, einen Benzochinazolin-Ring, einen Dibenzochinazolin-Ring, einen Phenanthrolin-Ring, einen Furodiazin-Ring und einen Benzimidazol-Ring.
Beispiele für die heteroaromatische Verbindung mit einer fünfgliedrigen Ringstruktur, die eine heteroaromatische Verbindung ist, die Kohlenstoff und einen oder mehr von Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel enthält, umfassen eine heteroaromatische Verbindung mit einem Imidazol-Ring, eine heteroaromatische Verbindung mit einem Triazol-Ring, eine heteroaromatische Verbindung mit einem Oxazol-Ring, eine heteroaromatische Verbindung mit einem Oxadiazol-Ring, eine heteroaromatische Verbindung mit einem Thiazol-Ring und eine heteroaromatische Verbindung mit einem Benzimidazol-Ring.
Beispiele für die heteroaromatische Verbindung mit einer sechsgliedrigen Ringstruktur, die eine heteroaromatische Verbindung ist, die Kohlenstoff und einen oder mehr von Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel enthält, umfassen eine heteroaromatische Verbindung mit einem heteroaromatischen Ring, wie z. B. einem Pyridin-Ring, einem Diazin-Ring (eines Pyrimidin-Rings, eines Pyrazin-Rings, eines Pyridazin-Rings oder dergleichen), einem Triazin-Ring oder einem Polyazol-Ring. Weitere Beispiele umfassen eine heteroaromatische Verbindung mit einer Bipyridin-Struktur, eine heteroaromatische Verbindung mit einer Terpyridin-Struktur und dergleichen, die in Beispielen für eine heteroaromatische Verbindung, in der Pyridin-Ringe verbunden sind, enthalten sind.
Beispiele für die heteroaromatische Verbindung mit einer kondensierten Ring-Struktur, die die vorstehende sechsgliedrige Ringstruktur teilweise umfasst, umfassen eine heteroaromatische Verbindung mit einem kondensierten heteroaromatischen Ring, wie z. B. einem Chinolin-Ring, einem Benzochinolin-Ring, einem Chinoxalin-Ring, einem Dibenzochinoxalin-Ring, einem Phenanthrolin-Ring, einem Furodiazin-Ring (einschließlich einer Struktur, bei der ein aromatischer Ring mit einem Furan-Ring eines Furodiazin-Rings kondensiert ist) oder einem Benzimidazol-Ring.
Spezifische Beispiele für die vorstehend beschriebene heteroaromatische Verbindung mit einer fünfgliedrigen Ringstruktur (einem Polyazol-Ring (einschließlich eines Imidazol-Rings, eines Triazol-Rings und eines Oxadiazol-Rings), einem Oxazol-Ring, einem Thiazol-Ring oder einem Benzimidazol-Ring) umfassen 2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol (Abkürzung: PBD), 1,3-Bis[5-(p-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol-2-yl]benzol (Abkürzung: OXD-7), 9-[4-(5-Phenyl-1,3,4-oxadiazol-2-yl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: CO11), 3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-(4-tert-butylphenyl)-1,2,4-triazol (Abkürzung: TAZ), 3-(4-tert-Butylphenyl)-4-(4-ethylphenyl)-5-(4-biphenylyl)-1,2,4-triazol (Abkürzung: p-EtTAZ), 2,2',2"-(1,3,5-Benzoltriyl)tris(1-phenyl-1H-benzimidazol) (Abkürzung: TPBI), 2-[3-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]-1-phenyl-1H-benzimidazol (Abkürzung: mDBTBIm-II) und 4,4'-Bis(5-methylbenzoxazol-2-yl)stilben (Abkürzung: BzOs).
Spezifische Beispiele für die vorstehend beschriebene heteroaromatische Verbindung mit einer sechsgliedrigen Ringstruktur (einschließlich eines heteroaromatischen Rings mit einem Pyridin-Ring, einem Diazin-Ring, einem Triazin-Ring oder dergleichen) umfassen: eine heteroaromatische Verbindung, die einen heteroaromatischen Ring mit einem Pyridin-Ring umfasst, wie z. B. 3,5-Bis[3-(9H-carbazol-9-yl)phenyl]pyridin (Abkürzung: 35DCzPPy) oder 1,3,5-Tri[3-(3-pyridyl)phenyl]benzol (Abkürzung: TmPyPB); eine heteroaromatische Verbindung, die einen heteroaromatischen Ring mit einem Triazin-Ring umfasst, wie z. B. 2-{ 4-[3-(N-Phenyl-9H-carbazol-3-yl)-9H-carbazol-9-yl]phenyl}-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: PCCzPTzn), 9-[3-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl]-9'-phenyl-2,3'-bi-9H-carbazol (Abkürzung: mPCCzPTzn-02), 5-[3-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl]-7,7-dimethyl-5H,7H-indeno[2,1-b]carbazol (Abkürzung: mINc(II)PTzn), 2-[3'-(Triphenylen-2-yl)biphenyl-3-yl]-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: mTpBPTzn), 2-(Biphenyl-4-yl)-4-phenyl-6-(9,9'-spirobi[9H-fluoren]-2-yl)-1,3,5-triazin (Abkürzung: BP-SFTzn), 2,6-Bis(4-naphthalen-1-ylphenyl)-4-[4-(3-pyridyl)phenyl]pyrimidin (Abkürzung: 2,4NP-6PyPPm), 3-[9-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-2-dibenzofuranyl]-9-phenyl-9H-carbazol (Abkürzung: PCDBfTzn), 2-(Biphenyl-3-yl)-4-phenyl-6- f 8-[(1,1':4',1 "-terphenyl)-4-yl]-1-dibenzofuranyl}-1,3,5-triazin (Abkürzung: mBP-TPDBfTzn), 2-{3-[3-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]phenyl}-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: mDBtBPTzn) oder mFBPTzn; und eine heteroaromatische Verbindung, die einen heteroaromatischen Ring mit einem Diazin- (Pyrimidin-) Ring umfasst, wie z. B. 4,6-Bis[3-(phenanthren-9-yl)phenyl]pyrimidin (Abkürzung: 4,6mPnP2Pm), 4,6-Bis[3-(4-dibenzothienyl)phenyl]pyrimidin (Abkürzung: 4,6mDBTP2Pm-II), 4,6-Bis[3-(9H-carbazol-9-yl)phenyl]pyrimidin (Abkürzung: 4,6mCzP2Pm), 4,6mCzBP2Pm, 6-(Biphenyl-3-yl)-4-[3,5-bis(9H-carbazol-9-yl)phenyl]-2-phenylpyrimidin (Abkürzung: 6mBP-4Cz2PPm), 4-[3,5-Bis(9H-carbazol-9-yl)phenyl]-2-phenyl-6-(biphenyl-4-yl)pyrimidin (Abkürzung: 6BP-4Cz2PPm), 4-[3-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]-8-(naphthalen-2-yl)-[1]benzofuro[3,2-d]pyrimidin (Abkürzung: 8βN-4mDBtPBfpm), 8BP-4mDBtPBfpm, 9mDBtBPNfpr, 9pmDBtBPNfpr, 3,8-Bis[3-(dibenzothiophen-4-yl)phenyl]benzofuro[2,3-b]pyrazin (Abkürzung: 3,8mDBtP2Bfpr), 4,8-Bis[3-(dibenzothiophen-4-yl)phenyl]-[1]benzofuro[3,2-d]pyrimidin (Abkürzung: 4,8mDBtP2Bfpm), 8-[3'-(Dibenzothiophen-4-yl)biphenil-3-yl]naphtho[1',2':4,5]furo[3,2-d]pyrimidin (Abkürzung: 8mDBtBPNfpm) oder 8-[(2,2'-Binaphthalen)-6-yl]-4-[3-(dibenzothiophen-4-yl)phenyl]-[1]benzofuro[3,2-d]pyrimidin (Abkürzung: 8(βN2)-4mDBtPBfpm). Es sei angemerkt, dass die vorstehenden aromatischen Verbindungen, die einen heteroaromatischen Ring umfassen, eine heteroaromatische Verbindung mit einem kondensierten heteroaromatischen Ring umfassen.
Weitere Beispiele umfassen heteroaromatische Verbindungen, die einen heteroaromatischen Ring mit einem Diazin- (Pyrimidin-) Ring umfasst, wie z. B. 2,2'-(Pyridin-2,6-diyl)bis(4-phenylbenzo[h]chinazolin) (Abkürzung: 2,6(P-Bqn)2Py), 2,2'-(2,2'-Bipyridin-6,6'-diyl)bis(4-phenylbenzo[h]chinazolin) (Abkürzung: 6,6'(P-Bqn)2BPy), 2,2'-(Pyridin-2,6-diyl)bis{4-[4-(2-naphthyl)phenyl]-6-phenylpyrimidin} (Abkürzung: 2,6(NP-PPm)2Py) oder 6-(Biphenyl-3-yl)-4-[3,5-bis(9H-carbazol-9-yl)phenyl]-2-phenylpyrimidin (Abkürzung: 6mBP-4Cz2PPm), und eine heteroaromatische Verbindung, die einen heteroaromatischen Ring mit einem Triazin-Ring umfasst, wie z. B. 2,4,6-Tris[3'-(pyridin-3-yl)biphenyl-3-yl]-1,3,5-triazin (Abkürzung: TmPPPyTz), 2,4,6-Tris(2-pyridyl)-1,3,5-triazin (Abkürzung: 2Py3Tz) oder 2-[3-(2,6-Dimethyl-3-pyridinyl)-5-(9-phenanthrenyl)phenyl]-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: mPn-mDMePyPTzn).
Spezifische Beispiele für die vorstehend beschriebene heteroaromatische Verbindung mit einer kondensierten Ring-Struktur, die eine sechsgliedrige Ringstruktur teilweise umfasst (die heteroaromatische Verbindung mit einer kondensierten Ringstruktur), umfassen eine heteroaromatische Verbindung mit einem Chinoxalin-Ring, wie z. B. Bathophenanthrolin (Abkürzung: BPhen), Bathocuproin (Abkürzung: BCP), 2,9-Di(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin (Abkürzung: NBPhen), 2,2'-(1,3-Phenylen)bis(9-phenyl-1,10-phenanthrolin) (Abkürzung: mPPhen2P), 2,2'-Biphenyl-4,4'-diylbis(9-phenyl-1,10-phenanthrolin) (Abkürzung: PPhen2BP), 2,2'-(Pyridin-2,6-diyl)bis(4-phenylbenzo[h]chinazolin) (Abkürzung: 2,6(P-Bqn)2Py), 2-[3-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 2mDBTPDBq-II), 2-[3'-(Dibenzothiophen-4-yl)biphenyl-3-yl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 2mDBTBPDBq-II), 2-[3'-(9H-Carbazol-9-yl)biphenyl-3-yl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 2mCzBPDBq), 2-[4-(3,6-Diphenyl-9H-carbazol-9-yl)phenyl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 2CzPDBq-III), 7-[3-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 7mDBTPDBq-II), 6-[3-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 6mDBTPDBq-II) oder 2mpPCBPDBq.
Für die Elektronentransportschichten (114, 114a und 114b) kann neben den vorstehend beschriebenen heteroaromatischen Verbindungen ein beliebiger der Metallkomplexe, die nachstehend angegeben werden, verwendet werden. Beispiele für die Metallkomplexe umfassen einen Metallkomplex mit einem Chinolin-Ring oder einem Benzochinolin-Ring, wie z. B. Tris(8-chinolinolato)aluminium(III) (Abkürzung: Alq₃), Almq₃, 8-Chinolinolato-lithium (Abkürzung: Liq), BeBq₂, Bis(2-methyl-8-chinolinolato)(4-phenylphenolato)aluminium(III) (Abkürzung: BAIq) oder Bis(8-chinolinolato)zink(II) (Abkürzung: Znq), und einen Metallkomplex mit einem Oxazol-Ring oder einem Thiazol-Ring, wie z. B. Bis[2-(2-benzoxazolyl)phenolato]zink(II) (Abkürzung: ZnPBO) oder Bis[2-(2-benzothiazolyl)phenolato]zink(II) (Abkürzung: ZnBTZ).
Hochmolekulare Verbindungen, wie z. B. Poly(2,5-pyridindiyl) (Abkürzung: PPy), Poly[(9,9-dihexylfluoren-2,7-diyl)-co-(pyridin-3,5-diyl)] (Abkürzung: PF-Py) und Poly[(9,9-dioctylfluoren-2,7-diyl)-co-(2,2'-bipyridin-6,6'-diyl)] (Abkürzung: PF-BPy), können als Elektronentransportmaterial verwendet werden.
Jede der Elektronentransportschichten (114, 114a und 114b) ist nicht auf eine einzelne Schicht beschränkt und kann eine Schichtanordnung aus zwei oder mehr Schichten sein, die jeweils eine beliebige der vorstehenden Substanzen enthalten.
<Elektroneninjektionsschicht>
Die Elektroneninjektionsschichten (115, 115a und 115b) enthalten eine Substanz mit einer hohen Elektroneninjektionseigenschaft. Die Elektroneninjektionsschichten (115, 115a und 115b) sind Schichten zur Erhöhung der Effizienz der Elektroneninjektion von der zweiten Elektrode 102 und werden vorzugsweise unter Verwendung eines Materials ausgebildet, dessen Wert des LUMO-Niveaus eine kleine Differenz (0,5 eV oder weniger) zur Austrittsarbeit eines Materials, das für die zweite Elektrode 102 verwendet wird, aufweist. Daher können die Elektroneninjektionsschichten 115 unter Verwendung eines Alkalimetalls, eines Erdalkalimetalls oder einer Verbindung davon, wie z. B. Lithium, Cäsium, Lithiumfluorid (LiF), Cäsiumfluorid (CsF), Calciumfluorid (CaF₂), 8-Chinolinolato-Lithium (Abkürzung: Liq), 2-(2-Pyridyl)phenolatolithium (Abkürzung: LiPP), 2-(2-Pyridyl)-3-pyridinolatolithium (Abkürzung: LiPPy), 4-Phenyl-2-(2-pyridyl)phenolatolithium (Abkürzung: LiPPP), Lithiumoxid (LiO_x) oder Cäsiumcarbonat, ausgebildet werden. Es kann auch ein Seltenerdmetall oder eine Verbindung eines Seltenerdmetalls, wie z. B. Erbiumfluorid (ErF₃) oder Ytterbium (Yb), verwendet werden. Um die Elektroneninjektionsschichten (115, 115a und 115b) auszubilden, kann eine Vielzahl von Arten von Materialien, die vorstehend angegeben worden sind, gemischt oder als Filme übereinander angeordnet werden. Ein Elektrid kann ebenfalls für die Elektroneninjektionsschichten (115, 115a und 115b) verwendet werden. Beispiele für das Elektrid umfassen eine Substanz, in der Elektronen mit einer hohen Konzentration zu Calciumoxid-Aluminiumoxid hinzugefügt sind. Es kann auch eine beliebige der vorstehend angegebenen Substanzen verwendet werden, die für die Elektronentransportschichten (114, 114a und 114b) verwendet werden.
Ein gemischtes Material, in dem eine organische Verbindung und ein Elektronendonator (Donator) vermischt sind, kann ebenfalls für die Elektroneninjektionsschichten (115, 115a und 115b) verwendet werden. Ein derartiges gemischtes Material weist eine ausgezeichnete Elektroneninjektionseigenschaft und eine ausgezeichnete Elektronentransporteigenschaft auf, da durch den Elektronendonator Elektronen in der organischen Verbindung erzeugt werden. Hier ist die organische Verbindung vorzugsweise ein Material, das die erzeugten Elektronen ausgezeichnet transportieren kann; insbesondere können beispielsweise die vorstehend beschriebenen Elektronentransportmaterialien, die für die Elektronentransportschichten (114, 114a und 114b) verwendet werden, wie z. B. ein Metallkomplex und eine heteroaromatische Verbindung, verwendet werden. Als Elektronendonator wird eine Substanz verwendet, die eine Elektronendonatoreigenschaft in Bezug auf eine organische Verbindung zeigt. Insbesondere werden ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall und ein Seltenerdmetall bevorzugt, und es werden Lithium, Cäsium, Magnesium, Calcium, Erbium, Ytterbium und dergleichen angegeben. Außerdem werden ein Alkalimetalloxid und ein Erdalkalimetalloxid bevorzugt, und Lithiumoxid, Calciumoxid, Bariumoxid und dergleichen werden angegeben. Alternativ kann eine Lewis-Base, wie z. B. Magnesiumoxid, verwendet werden. Als weitere Alternative kann eine organische Verbindung, wie z. B. Tetrathiafulvalen (Abkürzung: TTF), verwendet werden. Alternativ kann eine Schichtanordnung aus zwei oder mehr von diesen Materialien verwendet werden.
Ein gemischtes Material, in dem eine organische Verbindung und ein Metall vermischt sind, kann ebenfalls für die Elektroneninjektionsschichten (115, 115a und 115b) verwendet werden. Die hier verwendete organische Verbindung weist vorzugsweise ein niedrigstes unbesetztes Molekülorbital- (lowest unoccupied molecular orbital, LUMO-) Niveau von höher als oder gleich -3,6 eV und niedriger als oder gleich -2,3 eV auf. Außerdem wird ein Material mit einem ungeteilten Elektronenpaar bevorzugt.
Daher kann ein gemischtes Material, das durch Mischen eines Metalls und der heteroaromatischen Verbindung erhalten wird, die als Material, das für die Elektronentransportschicht verwendet werden kann, vorstehend angegeben worden sind, als organische Verbindung, die in dem vorstehenden gemischten Material verwendet wird, verwendet werden. Bevorzugte Beispiele für die heteroaromatische Verbindung umfassen Materialien mit einem ungeteilten Elektronenpaar, wie z. B. eine heteroaromatische Verbindung mit einer fünfgliedrigen Ringstruktur (z. B. einem Imidazol-Ring, einem Triazol-Ring, einem Oxazol-Ring, einem Oxadiazol-Ring, einem Thiazol-Ring oder einem Benzimidazol-Ring), eine heteroaromatische Verbindung mit einer sechsgliedrigen Ringstruktur (z. B. einem Pyridin-Ring, einem Diazin-Ring (einschließlich eines Pyrimidin-Rings, eines Pyrazin-Rings, eines Pyridazin-Rings oder dergleichen), einem Triazin-Ring, einem Bipyridin-Ring oder einem Terpyridin-Ring) und eine heteroaromatische Verbindung mit einer kondensierten Ringstruktur, die eine sechsgliedrige Ringstruktur teilweise umfasst (z. B. einem Chinolin-Ring, einem Benzochinolin-Ring, einem Chinoxalin-Ring, einem Dibenzochinoxalin-Ring oder einem Phenanthrolin-Ring). Da die Materialien vorstehend spezifisch beschrieben worden sind, wird ihre Beschreibung hier weggelassen.
Als Metall, das für das vorstehende gemischte Material verwendet wird, wird vorzugsweise ein Übergangsmetall, das zu der Gruppe 5, der Gruppe 7, der Gruppe 9 oder der Gruppe 11 des Periodensystems gehört, oder ein Material, das zu der Gruppe 13 des Periodensystems gehört, verwendet, und Beispiele umfassen Ag, Cu, Al und In. Hier bildet die organische Verbindung mit dem Übergangsmetall ein einfach besetztes Molekülorbital bzw. Singly Occupied Molecular Orbital (SOMO).
Um Licht, das von der Licht emittierenden Schicht 113b erhalten wird, zu verstärken, ist beispielsweise die optische Weglänge zwischen der zweiten Elektrode 102 und der Licht emittierenden Schicht 113b vorzugsweise kleiner als ein Viertel der Wellenlänge λ von Licht, das von der Licht emittierenden Schicht 113b emittiert wird. In diesem Fall kann die optische Weglänge angepasst werden, indem die Dicke der Elektronentransportschicht 114b oder der Elektroneninjektionsschicht 115b geändert wird.
Wenn die Ladungserzeugungsschicht 106 zwischen den zwei EL-Schichten (den organischen Verbindungsschichten 103a und 103b) wie bei der Licht emittierenden Vorrichtung in 1D bereitgestellt wird, kann eine Struktur erhalten werden, bei der eine Vielzahl von EL-Schichten zwischen dem Paar von Elektroden übereinander angeordnet wird (die Struktur wird auch als Tandem-Struktur bezeichnet).
<Ladungserzeugungsschicht>
Die Ladungserzeugungsschicht 106 weist eine Funktion zum Injizieren von Elektronen in die organische Verbindungsschicht 103a und zum Injizieren von Löchern in die organische Verbindungsschicht 103b auf, wenn eine Spannung zwischen der ersten Elektrode (Anode) 101 und der zweiten Elektrode (Kathode) 102 angelegt wird. Die Ladungserzeugungsschicht 106 kann entweder eine p-Typ-Schicht, bei der ein Elektronenakzeptor (Akzeptor) zu einem Lochtransportmaterial hinzugefügt wird, oder eine Elektroneninjektionspufferschicht sein, bei der ein Elektronendonator (Donator) zu einem Elektronentransportmaterial hinzugefügt wird. Alternativ können beide dieser Schichten übereinander angeordnet werden. Des Weiteren kann eine Elektronenweiterleitungsschicht zwischen der p-Typ-Schicht und der Elektroneninjektionspufferschicht bereitgestellt werden. Es sei angemerkt, dass das Ausbilden der Ladungserzeugungsschicht 106 unter Verwendung eines beliebigen der vorstehenden Materialien einen Anstieg der Betriebsspannung, der durch die Schichtanordnung der EL-Schichten verursacht wird, unterdrücken kann.
In dem Fall, in dem die Ladungserzeugungsschicht 106 eine Struktur aufweist, bei der ein Elektronenakzeptor zu einem Lochtransportmaterial, das eine organische Verbindung ist, hinzugefügt wird, kann ein beliebiges der Materialien, die bei dieser Ausführungsform beschrieben werden, als Lochtransportmaterial verwendet werden. Beispiele für den Elektronenakzeptor umfasst 7,7,8,8-Tetracyano-2,3,5,6-tetrafluorchinodimethan (Abkürzung: F₄-TCNQ) und Chloranil. Weitere Beispiele umfassen Oxide von Metallen, die zu der Gruppe 4 bis Gruppe 8 des Periodensystems gehören. Spezifische Beispiele sind Vanadiumoxid, Nioboxid, Tantaloxid, Chromoxid, Molybdänoxid, Wolframoxid, Manganoxid und Rheniumoxid. Des Weiteren kann ein gemischter Film verwendet werden, der durch Mischen von Materialien einer p-Typ-Schicht oder eine Schichtanordnung aus Filmen, die die jeweiligen Materialien enthalten, erhalten wird.
In dem Fall, in dem die Ladungserzeugungsschicht 106 eine Elektroneninjektionspufferschicht ist, bei der ein Elektronendonator zu einem Elektronentransportmaterial hinzugefügt wird, kann ein beliebiges der Materialien, die bei dieser Ausführungsform beschrieben werden, als Elektronentransportmaterial verwendet werden. Als Elektronendonator kann ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall, ein Seltenerdmetall, ein Metall, das zur Gruppe 2 oder Gruppe 13 des Periodensystems gehört, oder ein Oxid oder Carbonat davon verwendet werden. Insbesondere wird vorzugsweise Lithium (Li), Cäsium (Cs), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Ytterbium (Yb), Indium (In), Lithiumoxid (Li₂O), Cäsiumcarbonat oder dergleichen verwendet. Eine organische Verbindung, wie z. B. Tetrathianaphthacen, kann als Elektronendonator verwendet werden.
Wenn in der Ladungserzeugungsschicht 106 eine Elektronenweiterleitungsschicht zwischen einer p-Typ-Schicht und einer Elektroneninjektionspufferschicht bereitgestellt wird, enthält die Elektronenweiterleitungsschicht mindestens eine Substanz mit einer Elektronentransporteigenschaft und weist eine Funktion zum Verhindern einer Wechselwirkung zwischen der Elektroneninjektionspufferschicht und der p-Typ-Schicht und eine Funktion zum leichtgängigen Übertragen von Elektronen auf. Das LUMO-Niveau der Substanz mit einer Elektronentransporteigenschaft in der Elektronenweiterleitungsschicht liegt vorzugsweise zwischen dem LUMO-Niveau der Akzeptorsubstanz in der p-Typ-Schicht und dem LUMO-Niveau der Substanz mit einer Elektronentransporteigenschaft in der Elektronentransportschicht, die in Kontakt mit der Ladungserzeugungsschicht 106 ist. Insbesondere ist das LUMO-Niveau der Substanz mit einer Elektronentransporteigenschaft in der Elektronenweiterleitungsschicht bevorzugt höher als oder gleich -5,0 eV, bevorzugter höher als oder gleich -5,0 eV und niedriger als oder gleich -3,0 eV. Es sei angemerkt, dass als Substanz mit einer Elektronentransporteigenschaft in der Elektronenweiterleitungsschicht vorzugsweise ein auf Phthalocyanin basierendes Material oder ein Metallkomplex, der eine Metall-Sauerstoff-Bindung und einen aromatischen Liganden umfasst, verwendet wird.
Obwohl 1D die Struktur darstellt, bei der zwei organische Verbindungsschichten 103 übereinander angeordnet werden, können drei oder mehr EL-Schichten übereinander angeordnet werden, wobei Ladungserzeugungsschichten jeweils zwischen zwei benachbarten EL-Schichten bereitgestellt werden.
<Cap-Schicht>
Obwohl in 1A bis 1E nicht dargestellt, kann eine Cap-Schicht über der zweiten Elektrode 102 der Licht emittierenden Vorrichtung bereitgestellt werden. Beispielsweise kann ein Material mit einem hohen Brechungsindex für die Cap-Schicht verwendet werden. Wenn die Cap-Schicht über der zweiten Elektrode 102 bereitgestellt wird, kann die Extraktioneffizienz von Licht, das von der zweiten Elektrode 102 emittiert wird, verbessert werden.
Konkrete Beispiele für ein Material, das für die Cap-Schicht verwendet werden kann, umfassen 5,5'-Diphenyl-2,2'-di-5H-[1]benzothieno[3,2-c]carbazol (Abkürzung: BisBTc) und 4,4',4"-(Benzol-1,3,5-triyl)tri(dibenzothiophen) (Abkürzung: DBT3P-II). Außerdem kann die bei der Ausführungsform 1 beschriebene organische Verbindung verwendet werden.
<Substrat>
Die bei dieser Ausführungsform beschriebene Licht emittierende Vorrichtung kann über einem beliebigen verschiedener Substrate ausgebildet werden. Es sei angemerkt, dass die Substratart nicht auf eine bestimmte Art beschränkt ist. Beispiele für das Substrat umfassen Halbleitersubstrate (z. B. ein einkristallines Substrat und ein Siliziumsubstrat), ein SOI-Substrat, ein Glassubstrat, ein Quarzsubstrat, ein Kunststoffsubstrat, ein Metallsubstrat, ein Edelstahlsubstrat, ein Substrat, das eine Edelstahlfolie enthält, ein Wolframsubstrat, ein Substrat, das eine Wolframfolie enthält, ein flexibles Substrat, einen Befestigungsfilm, Papier, das ein Fasermaterial enthält, und einen Basismaterialfilm.
Beispiele für das Glassubstrat umfassen ein Bariumborsilikatglas-Substrat, ein Aluminiumborsilikatglas-Substrat und ein Kalknatronglas-Substrat. Beispiele für das flexible Substrat, den Befestigungsfilm und den Basismaterialfilm umfassen Kunststoffe, typischerweise Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphthalat (PEN) und Polyethersulfon (PES), ein synthetisches Harz, wie z. B. Acrylharz, Polypropylen, Polyester, Polyvinylfluorid, Polyvinylchlorid, Polyamid, Polyimid, Aramid, ein Epoxidharz, einen durch Verdampfung ausgebildeten anorganischen Film und Papier.
Für die Herstellung der Licht emittierenden Vorrichtung dieser Ausführungsform kann ein Gasphasenverfahren, wie z. B. ein Verdampfungsverfahren, oder ein Flüssigphasenverfahren, wie z. B. ein Rotationsbeschichtungsverfahren oder ein Tintenstrahlverfahren, verwendet werden. Wenn ein Verdampfungsverfahren verwendet wird, kann ein physikalisches Gasphasenabscheidungsverfahren (physical vapor deposition method, PVD-Verfahren), wie z. B. ein Sputterverfahren, ein Ionenplattierungsverfahren, ein Ionenstrahlverdampfungsverfahren, ein Molekularstrahlverdampfungsverfahren oder ein Vakuumverdampfungsverfahren, ein chemisches Gasphasenabscheidungsverfahren (chemical vapor deposition method, CVD-Verfahren) oder dergleichen verwendet werden. Insbesondere können die Schichten mit verschiedenen Funktionen (die Lochinjektionsschicht 111, die Lochtransportschicht 112, die Licht emittierende Schicht 113, die Elektronentransportschicht 114 und die Elektroneninjektionsschicht 115), die in den EL-Schichten der Licht emittierenden Vorrichtung enthalten sind, durch ein Verdampfungsverfahren (z. B. ein Vakuumverdampfungsverfahren), ein Beschichtungsverfahren (z. B. ein Tauchbeschichtungsverfahren, ein Düsenbeschichtungsverfahren, ein Stabbeschichtungsverfahren, ein Rotationsbeschichtungsverfahren oder ein Sprühbeschichtungsverfahren), ein Druckverfahren (z. B. ein Tintenstrahlverfahren, einen Siebdruck (Schablonendruck), einen Offset-Druck (Flachdruck), einen Flexodruck (Hochdruck), einen Tiefdruck oder einen Mikrokontaktdruck) oder dergleichen ausgebildet werden.
In dem Fall, in dem ein Filmausbildungsverfahren, wie z. B. ein Beschichtungsverfahren oder ein Druckverfahren, zum Einsatz kommt, kann eine hochmolekulare Verbindung (z. B. ein Oligomer, ein Dendrimer oder ein Polymer), eine mittelmolekulare Verbindung (eine Verbindung zwischen einer niedermolekularen Verbindung und einer hochmolekularen Verbindung mit einem Molekulargewicht von 400 bis 4000), eine anorganische Verbindung (z. B. ein Quantenpunktmaterial) oder dergleichen verwendet werden. Bei dem Quantenpunktmaterial kann es sich um ein gallertartiges Quantenpunktmaterial, ein legiertes Quantenpunktmaterial, ein Kern-Schale-Quantenpunktmaterial, ein Kern-Quantenpunktmaterial oder dergleichen handeln.
Materialien, die für die Schichten (die Lochinjektionsschicht 111, die Lochtransportschicht 112, die Licht emittierende Schicht 113, die Elektronentransportschicht 114 und die Elektroneninjektionsschicht 115), die in der organischen Verbindungsschicht 103 der bei dieser Ausführungsform beschriebenen Licht emittierenden Vorrichtung enthalten sind, verwendet werden können, sind nicht auf die bei dieser Ausführungsform beschriebenen Materialien beschränkt, und andere Materialien können in Kombination verwendet werden, solange die Funktionen der Schichten sichergestellt werden.
Es sei angemerkt, dass in dieser Beschreibung und dergleichen die Begriffe „Schicht“ und „Film“ angemessen miteinander vertauscht werden können.
Die Strukturen, die bei dieser Ausführungsform beschrieben werden, können in einer geeigneten Kombination mit einer beliebigen der Strukturen, die bei den anderen Ausführungsformen beschrieben werden, verwendet werden.
(Ausführungsform 3)
Wie als Beispiel in 2A und 2B dargestellt, wird eine Vielzahl von Licht emittierenden Vorrichtungen, die bei der Ausführungsform 2 beschrieben werden, über einer Isolierschicht 175 ausgebildet, um eine Licht emittierende Einrichtung zu bilden. Bei dieser Ausführungsform wird die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben.
Eine Licht emittierende Einrichtung 1000 umfasst einen Pixelabschnitt 177, in dem eine Vielzahl von Pixeln 178 in einer Matrix angeordnet ist. Das Pixel 178 umfasst ein Subpixel 110R, ein Subpixel 110G und ein Subpixel 110B.
In dieser Beschreibung und dergleichen werden beispielsweise den Subpixeln 110R, 110G und 110B gemeinsame Sachen in einigen Fällen unter Verwendung des kollektiven Begriffs „Subpixel 110“ beschrieben. Bezüglich Komponente, die voneinander unter Verwendung von Buchstaben des Alphabets zu unterscheiden sind, werden den Komponenten gemeinsame Sachen in einigen Fällen unter Verwendung von Bezugszeichen ohne der Buchstaben des Alphabets beschrieben.
Das Subpixel 110R emittiert rotes Licht, das Subpixel 110G emittiert grünes Licht und das Subpixel 110B emittiert blaues Licht. Daher kann ein Bild kann auf dem Pixelabschnitt 177 angezeigt werden. Es sei angemerkt, dass bei dieser Ausführungsform drei Farben von Rot (R), Grün (G) und Blau (B) als Beispiele für Farben von Licht, das von Subpixeln emittiert wird, angegeben werden; jedoch ist die Struktur der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Struktur beschränkt. Das heißt, dass Subpixel einer unterschiedlichen Kombination von Farben zum Einsatz kommen können. Die Anzahl von Subpixeln ist beispielsweise nicht auf drei beschränkt, und vier oder mehr Subpixel können verwendet werden. Beispiele für vier Subpixel umfassen Licht mit vier Farben von R, G, B und Weiß (W) emittierende Subpixel, Licht mit vier Farben von R, G, B und Gelb (Y) emittierende Subpixel und Licht von R, G und B und Infrarotlicht (IR) emittierende vier Subpixel.
In dieser Beschreibung und dergleichen werden die Zeilenrichtung und die Spaltenrichtung in einigen Fällen als X-Richtung bzw. Y-Richtung bezeichnet. Die X-Richtung und die Y-Richtung kreuzen einander und sind beispielsweise senkrecht zueinander.
2A stellt ein Beispiel dar, in dem Subpixel von unterschiedlichen Farben in der X-Richtung angeordnet sind und Subpixel der gleichen Farbe in der Y-Richtung angeordnet sind. Es sei angemerkt, dass Subpixel von unterschiedlichen Farben in der Y-Richtung angeordnet werden können und dass Subpixel der gleichen Farbe in der X-Richtung angeordnet werden können.
Ein Verbindungsabschnitt 140 und ein Bereich 141 können außerhalb des Pixelabschnitts 177 bereitgestellt werden. Beispielsweise ist der Bereich 141 vorzugsweise zwischen dem Pixelabschnitt 177 und dem Verbindungsabschnitt 140 positioniert. Die organischen Verbindungsschicht 103 wird in dem Bereich 141 bereitgestellt. Eine leitfähige Schicht 151C wird in dem Verbindungsabschnitt 140 bereitgestellt.
Obwohl 2A ein Beispiel darstellt, in dem sich der Bereich 141 und der Verbindungsabschnitt 140 auf der rechten Seite des Pixelabschnitts 177 befinden, sind die Positionen des Bereichs 141 und des Verbindungsabschnitts 140 nicht eigens beschränkt. Die Anzahl der Bereichen 141 und die Anzahl der Verbindungsabschnitten 140 können jeweils eins oder mehr sein.
2B ist ein Beispiel für eine Querschnittsansicht entlang der Strichpunktlinie A1-A2 in 2A. Wie in 2B dargestellt, umfasst die Licht emittierende Einrichtung 1000 eine Isolierschicht 171, eine leitfähige Schicht 172 über der Isolierschicht 171, eine Isolierschicht 173 über der Isolierschicht 171 und der leitfähigen Schicht 172, eine Isolierschicht 174 über der Isolierschicht 173 und die Isolierschicht 175 über der Isolierschicht 174. Die Isolierschicht 171 wird vorzugsweise über einem Substrat (nicht dargestellt) bereitgestellt. Eine Öffnung, die die leitfähige Schicht 172 erreicht, wird in den Isolierschichten 175, 174 und 173 bereitgestellt, und ein Anschlusspfropfen 176 wird bereitgestellt, um die Öffnung zu füllen.
In dem Pixelabschnitt 177 wird die Licht emittierende Vorrichtung 130 (eine beliebige von Licht emittierenden Vorrichtungen 130R, 130G und 130B) über der Isolierschicht 175 und dem Anschlusspfropfen 176 bereitgestellt. Eine Schutzschicht 131 wird bereitgestellt, um die Licht emittierende Vorrichtung 130 zu bedecken. Ein Substrat 120 ist mit einer Harzschicht 122 an die Schutzschicht 131 gebunden. Eine anorganische Isolierschicht 125 und eine Isolierschicht 127 über der anorganischen Isolierschicht 125 können zwischen benachbarten Licht emittierenden Vorrichtungen 130 bereitgestellt werden.
Obwohl 2B Querschnitte einer Vielzahl der anorganischen Isolierschichten 125 und einer Vielzahl der Isolierschichten 127 darstellt, sind die anorganischen Isolierschichten 125 miteinander verbunden und die Isolierschichten 127 sind miteinander verbunden, wenn die Licht emittierende Einrichtung 1000 von oben gesehen wird. Das heißt, dass die Isolierschicht 125 und die Isolierschicht 127 Öffnungen oberhalb erster Elektroden aufweisen.
In 2B werden die Licht emittierende Vorrichtung 130R, die Licht emittierende Vorrichtung 130G und die Licht emittierende Vorrichtung 130B jeweils als Licht emittierende Vorrichtung 130 dargestellt. Die Licht emittierenden Vorrichtungen 130R, 130G und 130B emittieren Licht von unterschiedlichen Farben. Beispielsweise kann die Licht emittierende Vorrichtung 130R rotes Licht emittieren, die Licht emittierende Vorrichtung 130G kann grünes Licht emittieren und die Licht emittierende Vorrichtung 130B kann blaues Licht emittieren. Alternativ kann die Licht emittierende Vorrichtung 130R, die Licht emittierende Vorrichtung 130G oder die Licht emittierende Vorrichtung 130B sichtbares Licht einer weiteren Farbe oder Infrarotlicht emittieren.
Es sei angemerkt, dass die organische Verbindungsschicht 103 mindestens eine Licht emittierende Schicht umfasst und weitere Funktionsschichten (eine Lochinjektionsschicht, eine Lochtransportschicht, eine Lochblockierschicht, eine Elektronenblockierschicht, eine Elektronentransportschicht, eine Elektroneninjektionsschicht und dergleichen) umfassen kann. Die organische Verbindungsschicht 103 und eine gemeinsame Schicht 104 können kollektiv Funktionsschichten (eine Lochinjektionsschicht, eine Lochtransportschicht, eine Lochblockierschicht, eine Licht emittierende Schicht, eine Elektronenblockierschicht, eine Elektronentransportschicht, eine Elektroneninjektionsschicht und dergleichen) umfassen, die in einer EL-Schicht enthalten sind, die Licht emittiert.
Die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise eine Licht emittierende Top-Emission-Einrichtung sein, bei der Licht in der einem Substrat entgegengesetzten Richtung emittiert wird, über dem Licht emittierende Vorrichtungen ausgebildet werden. Es sei angemerkt, dass die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Bottom-Emission-Typ sein kann.
Die Licht emittierende Vorrichtung 130R weist eine bei der Ausführungsformen 2 beschriebene Struktur auf. Die Licht emittierende Vorrichtung 130R umfasst die erste Elektrode (Pixelelektrode), die eine leitfähige Schicht 151R und eine leitfähige Schicht 152R umfasst, eine organische Verbindungsschicht 103R über der ersten Elektrode, die gemeinsame Schicht 104 über der organischen Verbindungsschicht 103R und die zweite Elektrode (gemeinsame Elektrode) 102 über der gemeinsamen Schicht 104.
Es sei angemerkt, dass die gemeinsame Schicht 104 nicht notwendigerweise bereitgestellt wird. Die gemeinsame Schicht 104 kann Schäden an die organische Verbindungsschicht 103R verringern, die in einem späteren Schritt verursacht werden. In dem Fall, in dem die gemeinsame Schicht 104 bereitgestellt wird, kann die gemeinsame Schicht 104 als Elektroneninjektionsschicht dienen. In dem Fall, in dem die gemeinsame Schicht 104 als Elektroneninjektionsschicht dient, entspricht eine Schichtanordnung aus der organischen Verbindungsschicht 103R und der gemeinsamen Schicht 104 der bei der Ausführungsform 1 beschriebenen organischen Verbindungsschicht 103.
Jede der Licht emittierenden Vorrichtungen 130 weist eine Struktur wie diejenige auf, die bei der Ausführungsform 2 beschrieben wird, und umfasst die erste Elektrode (Pixelelektrode), die eine leitfähige Schicht 151 und eine leitfähige Schicht 152 umfasst, die organische Verbindungsschicht 103 über der ersten Elektrode, die gemeinsame Schicht 104 über der organischen Verbindungsschicht 103 und die zweite Elektrode (gemeinsame Elektrode) 102 über der gemeinsamen Schicht 104.
Bei der Licht emittierenden Vorrichtung dient eine der Pixelelektrode und der gemeinsamen Elektrode als Anode, und die andere dient als Kathode. Nachfolgend erfolgt die Beschreibung in der Annahme, dass die Pixelelektrode als Anode dient und die gemeinsame Elektrode als Kathode dient, sofern nicht anders festgelegt.
Die organische Verbindungsschicht 103R, die organische Verbindungsschicht 103G und die organische Verbindungsschicht 103B sind inselförmige Schichten, die unabhängig voneinander sind. Alternativ kann eine organische Verbindungsschicht der Licht emittierenden Vorrichtungen einer Emissionsfarbe unabhängig von einer organischen Verbindungsschicht der Licht emittierenden Vorrichtungen einer weiteren Emissionsfarbe sein. Indem die inselförmige organische Verbindungsschicht 103 in jeder der Licht emittierenden Vorrichtungen 130 bereitgestellt wird, kann der Leckstrom zwischen den benachbarten Licht emittierenden Vorrichtungen 130 selbst in einer hochauflösenden Licht emittierenden Einrichtung unterdrückt werden. Dies kann das Nebensprechen verhindern, so dass eine Licht emittierende Einrichtung mit sehr hohem Kontrast erhalten werden kann. Insbesondere kann eine Licht emittierende Einrichtung mit hoher Stromeffizienz bei niedriger Leuchtdichte erhalten werden.
Die organische Verbindungsschicht 103 wird vorzugsweise bereitgestellt, um Ober- und Seitenflächen der ersten Elektrode (Pixelelektrode) der Licht emittierenden Vorrichtung 130 zu bedecken. In diesem Fall kann das Öffnungsverhältnis der Licht emittierenden Einrichtung 1000 im Vergleich zu der Struktur leicht erhöht werden, bei der sich ein Kantenabschnitt der organischen Verbindungsschicht 103 weiter innen befindet als ein Kantenabschnitt der Pixelelektrode. Indem die Seitenfläche der Pixelelektrode der Licht emittierenden Vorrichtung 130 mit der organischen Verbindungsschicht 103 bedeckt wird, kann verhindert werden, dass die Pixelelektrode in Kontakt mit der zweiten Elektrode 102 ist; somit kann ein Kurzschluss der Licht emittierenden Vorrichtung 130 verhindert werden. Des Weiteren kann der Abstand zwischen einem Licht emittierenden Bereich (d. h. ein Bereich, der sich mit der Pixelelektrode überlappt) in der organischen Verbindungsschicht 103 und dem Kantenabschnitt der organischen Verbindungsschicht 103 vergrößert werden. Da der Kantenabschnitt der organischen Verbindungsschicht 103 durch die Verarbeitung beschädigt werden könnte, kann durch Verwendung eines Bereichs, der von dem Kantenabschnitt der organischen Verbindungsschicht 103 entfernt ist, als Licht emittierender Bereich die Zuverlässigkeit der Licht emittierenden Vorrichtung 130 erhöht werden.
Bei der Licht emittierenden Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die erste Elektrode (Pixelelektrode) der Licht emittierenden Vorrichtung eine mehrschichtige Struktur aufweisen. Beispielsweise ist in dem in 2B dargestellten Beispiel die erste Elektrode der Licht emittierenden Vorrichtung 130 eine Schichtanordnung aus der leitfähigen Schicht 151 und der leitfähigen Schicht 152.
In dem Fall, in dem beispielsweise die Licht emittierende Einrichtung 1000 eine Licht emittierende Top-Emission-Einrichtung ist, weist in der Pixelelektrode der Licht emittierenden Vorrichtung 130 die leitfähige Schicht 151 vorzugsweise ein hohes Reflexionsvermögen für sichtbares Licht auf und weist die leitfähige Schicht 152 vorzugsweise eine hohe Durchlässigkeitseigenschaft für sichtbares Licht und eine hohe Austrittsarbeit auf. Je höher das Reflexionsvermögen für sichtbares Licht der Pixelelektrode ist, desto höher ist die Effizienz der Extraktion des von der organischen Verbindungsschicht 103 emittierten Lichts. Je höher die Austrittsarbeit der Pixelelektrode ist, desto leichter ist es, Löcher in die organische Verbindungsschicht 103 zu injizieren, wenn die Pixelelektrode als Anode dient. Folglich kann dann, wenn die Pixelelektrode der Licht emittierenden Vorrichtung 130 eine Schichtanordnung aus der leitfähigen Schicht 151 mit hohem Reflexionsvermögen für sichtbares Licht und der leitfähigen Schicht 152 mit einer hohen Austrittsarbeit ist, die Licht emittierende Vorrichtung 130 eine hohe Lichtextraktionseffizienz und eine niedrige Betriebsspannung aufweisen.
Insbesondere ist beispielsweise das Reflexionsvermögen für sichtbares Licht der leitfähigen Schicht 151 bevorzugt höher als oder gleich 40 % und niedriger als oder gleich 100 %, bevorzugter höher als oder gleich 70 % und niedriger als oder gleich 100 %. Wenn die leitfähige Schicht 152 als Elektrode mit einer Durchlässigkeitseigenschaft für sichtbares Licht verwendet wird, ist beispielsweise die Durchlässigkeit für sichtbares Licht vorzugsweise höher als oder gleich 40 %.
In dem Fall, in dem ein Film, der nach der Ausbildung der Pixelelektrode mit einer mehrschichtigen Struktur ausgebildet wird, beispielsweise durch ein Nassätzverfahren entfernt wird, könnte eine Schichtanordnung mit einer chemischen Lösung, die für das Ätzen verwendet wird, imprägniert werden. Wenn die imprägnierte chemische Lösung die Pixelelektrode erreicht, könnte eine galvanische Korrosion zwischen einer Vielzahl von die Pixelelektrode bildenden Schichten auftreten, was zu einer Verschlechterung der Pixelelektrode führt.
In Anbetracht des Vorstehenden wird die leitfähige Schicht 152 vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie die Ober- und Seitenflächen der leitfähigen Schicht 151 bedeckt. Wenn die leitfähige Schicht 151 mit der leitfähigen Schicht 152 bedeckt ist, erreicht die imprägnierte chemische Lösung nicht die leitfähige Schicht 151; daher kann das Auftreten einer galvanischen Korrosion in der Pixelelektrode verhindert werden. Dies ermöglicht, dass die Licht emittierende Einrichtung 1000 durch ein Verfahren mit hoher Ausbeute hergestellt wird und sie dementsprechend kostengünstig ist. Außerdem kann die Erzeugung eines Defekts in der Licht emittierenden Einrichtung 1000 verhindert werden, was die Licht emittierende Einrichtung 1000 sehr zuverlässig macht.
Ein Metallmaterial kann beispielsweise für die leitfähige Schicht 151 verwendet werden. Insbesondere ist es möglich, beispielsweise ein Metall, wie z. B. Aluminium (Al), Titan (Ti), Chrom (Cr), Mangan (Mn), Eisen (Fe), Kobalt (Co), Nickel (Ni), Kupfer (Cu), Gallium (Ga), Zink (Zn), Indium (In), Zinn (Sn), Molybdän (Mo), Tantal (Ta), Wolfram (W), Palladium (Pd), Gold (Au), Platin (Pt), Silber (Ag), Yttrium (Y) oder Neodym (Nd), oder eine Legierung zu verwenden, die eine geeignete Kombination aus beliebigen dieser Metalle enthält.
Für die leitfähige Schicht 152 kann ein eines oder mehrere von Indium, Zinn, Zink, Gallium, Titan, Aluminium und Silizium enthaltendes Oxid verwendet werden. Beispielsweise wird vorzugsweise ein leitfähiges Oxid verwendet, das eines oder mehrere von Indiumoxid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Zinkoxid, Zinkoxid enthaltend Gallium, Titanoxid, Indiumzinkoxid enthaltend Gallium, Indiumzinkoxid enthaltend Aluminium, Indiumzinnoxid enthaltend Silizium, Indiumzinkoxid enthaltend Silizium und dergleichen enthält. Insbesondere kann Indiumzinnoxid enthaltend Silizium geeignet für die leitfähige Schicht 152 verwendet werden, da es beispielsweise eine Austrittsarbeit von höher als oder gleich 4,0 eV aufweist.
Die leitfähige Schicht 151 und die leitfähige Schicht 152 können jeweils eine Schichtanordnung aus einer Vielzahl von unterschiedliche Materialien enthaltenden Schichten sein. In diesem Fall kann die leitfähige Schicht 151 eine Schicht umfassen, die unter Verwendung eines Materials, das für die leitfähige Schicht 152 verwendet werden kann, wie z. B. eines leitfähigen Oxids, ausgebildet wird. Des Weiteren kann die leitfähige Schicht 152 eine Schicht umfassen, die unter Verwendung eines Materials, das für die leitfähige Schicht 151 verwendet werden kann, wie z. B. ein Metallmaterial, ausgebildet wird. In dem Fall, in dem die leitfähige Schicht 151 eine Schichtanordnung aus zwei oder mehr Schichten ist, kann beispielsweise eine Schicht in Kontakt mit der leitfähigen Schicht 152 das gleiche Material wie eine Schicht der leitfähigen Schicht 152 enthalten, die in Kontakt mit der leitfähigen Schicht 151 ist.
Die leitfähige Schicht 151 weist vorzugsweise einen Endabschnitt mit einer sich verjüngenden Form auf. Insbesondere weist der Endabschnitt der leitfähigen Schicht 151 vorzugsweise eine sich verjüngende Form mit einem Verjüngungswinkel von kleiner als 90° auf. In diesem Fall weist auch die leitfähige Schicht 152, die entlang der Seitenfläche der leitfähigen Schicht 151 bereitgestellt wird, eine sich verjüngende Form auf. Wenn der Endabschnitt der leitfähigen Schicht 152 eine sich verjüngende Form aufweist, kann die Abdeckung mit der organischen Verbindungsschicht 103, die entlang der Seitenfläche der leitfähigen Schicht 152 bereitgestellt wird, verbessert werden.
In dem Fall, in dem die leitfähige Schicht 151 oder die leitfähige Schicht 152 eine mehrschichtige Struktur aufweist, weist mindestens eine der übereinander angeordneten Schichten vorzugsweise eine sich verjüngende Seitenfläche auf. Die übereinander angeordneten Schichten der leitfähigen Schicht/en können unterschiedliche sich verjüngende Formen aufweisen.
3A stellt den Fall dar, in dem die leitfähige Schicht 151 eine mehrschichtige Struktur aus einer Vielzahl von Schichten aufweist, die unterschiedliche Materialien enthalten. Wie in 3A dargestellt, umfasst die leitfähige Schicht 151 eine leitfähige Schicht 151_1, eine leitfähige Schicht 151_2 über der leitfähigen Schicht 151_1 und eine leitfähige Schicht 151_3 über der leitfähigen Schicht 151_2. Mit anderen Worten: Die in 3A dargestellte leitfähige Schicht 151 weist eine dreischichtige Struktur auf. In dem Fall, in dem die leitfähige Schicht 151, wie vorstehend beschrieben, eine Schichtanordnung aus einer Vielzahl von Schichten ist, wird das Reflexionsvermögen für sichtbares Licht von mindestens einer der Schichten, die in der leitfähigen Schicht 151 enthalten sind, höher als dasjenige der leitfähigen Schicht 152 gemacht.
In dem 3A dargestellten Beispiel ist die leitfähige Schicht 151_2 zwischen den leitfähigen Schichten 151_1 und 151_3 angeordnet. Ein Material, dessen Qualität sich weniger wahrscheinlich als diejenige der leitfähigen Schicht 151_2 verändert, wird vorzugsweise für die leitfähigen Schichten 151_1 und 151_3 verwendet. Die leitfähige Schicht 151_1 kann beispielsweise unter Verwendung eines Materials ausgebildet werden, das wegen des Kontakts mit der Isolierschicht 175 weniger wahrscheinlich als das Material für die leitfähige Schicht 151_2 wandert. Die leitfähige Schicht 151_3 kann unter Verwendung eines Materials ausgebildet werden, dessen Oxid einen niedrigeren spezifischen elektrischen Widerstand als ein Oxid des Materials aufweist, das für die leitfähige Schicht 151_2 verwendet wird und das weniger wahrscheinlich als die leitfähige Schicht 151_2 oxidiert wird.
Auf diese Weise kann die Struktur, bei der die leitfähige Schicht 151_2 zwischen den leitfähigen Schichten 151_1 und 151_3 angeordnet ist, die Auswahlmöglichkeiten des Materials für die leitfähige Schicht 151_2 vergrößern. Beispielsweise kann die leitfähige Schicht 151_2 daher ein höheres Reflexionsvermögen für sichtbares Licht aufweisen als die leitfähige Schicht 151_1 und/oder 151_3. Beispielweise kann Aluminium für die leitfähige Schicht 151_2 verwendet werden. Die leitfähige Schicht 151_2 kann unter Verwendung einer Legierung, die Aluminium enthält, ausgebildet werden. Die leitfähige Schicht 151_1 kann unter Verwendung Titan ausgebildet werden; Titan weist ein niedrigeres Reflexionsvermögen für sichtbares Licht als Aluminium auf aber durch den Kontakt mit der Isolierschicht 175 weniger wahrscheinlich als Aluminium wandert. Des Weiteren kann die leitfähige Schicht 151_3 unter Verwendung Titan ausgebildet werden; Titan wird weniger wahrscheinlich als Aluminium oxidiert und ein Oxid von Titan weist einen niedrigeren spezifischen elektrischen Widerstand als Aluminiumoxid auf, obwohl Titan ein niedrigeres Reflexionsvermögen für sichtbares Licht als Aluminium aufweist.
Die leitfähige Schicht 151_3 kann unter Verwendung von Silber oder einer Legierung, die Silber enthält, ausgebildet werden. Silber wird durch sein Reflexionsvermögen für sichtbares Licht, das höher als dasjenige von Titan ist, gekennzeichnet. Außerdem wird Silber dadurch gekennzeichnet, dass es weniger wahrscheinlich als Aluminium oxidiert wird, und Silberoxid wird durch seinen spezifischen elektrischen Widerstand, der niedriger als derjenige von Aluminiumoxid ist, gekennzeichnet. Daher kann die leitfähige Schicht 151_3, die unter Verwendung von Silber oder einer Legierung, die Silber enthält, ausgebildet wird, das Reflexionsvermögen für sichtbares Licht der leitfähigen Schicht 151 geeignet erhöhen und eine Erhöhung des spezifischen elektrischen Widerstands der Pixelelektrode aufgrund der Oxidation der leitfähigen Schicht 151_2 verhindern. Hier kann beispielsweise eine Legierung von Silber, Palladium und Kupfer (Ag-Pd-Cu, auch als APC bezeichnet) als Legierung, die Silber enthält, verwendet werden. Wenn die leitfähige Schicht 151_3 unter Verwendung von Silber oder einer Legierung, die Silber enthält, ausgebildet wird und die leitfähige Schicht 151_2 unter Verwendung von Aluminium ausgebildet wird, kann das Reflexionsvermögen für sichtbares Licht der leitfähigen Schicht 151_3 höher sein als dasjenige der leitfähigen Schicht 151_2. Hier kann die leitfähige Schicht 151_2 unter Verwendung von Silber oder einer Legierung, die Silber enthält, ausgebildet werden. Die leitfähige Schicht 151_1 kann unter Verwendung von Silber oder einer Legierung, die Silber enthält, ausgebildet werden.
Währenddessen weist ein Film, der unter Verwendung von Titan ausgebildet wird, eine bessere Verarbeitbarkeit beim Ätzen auf als ein Film, der unter Verwendung von Silber ausgebildet wird. Daher kann die Verwendung von Titan für die leitfähige Schicht 151_3 die Ausbildung der leitfähigen Schicht 151_3 erleichtern. Es sei angemerkt, dass auch ein Film, der unter Verwendung von Aluminium ausgebildet wird, eine bessere Verarbeitbarkeit beim Ätzen auf als ein Film, der unter Verwendung von Silber ausgebildet wird.
Die leitfähige Schicht 151 mit einer mehrschichtigen Struktur aus einer Vielzahl von Schichten, wie vorstehend beschrieben, kann die Eigenschaften der Licht emittierenden Einrichtung verbessern. Beispielsweise kann die Licht emittierende Einrichtung 1000 eine hohe Lichtextraktionseffizienz und eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen.
Hier kann in dem Fall, in dem die Licht emittierende Vorrichtung 130 eine Mikrokavitätsstruktur aufweist, die Verwendung von Silber oder einer Legierung, die Silber enthält, d. h. einem Material mit hohem Reflexionsvermögen für sichtbares Licht, für die leitfähige Schicht 151_3 die Lichtextraktionseffizienz der Licht emittierenden Einrichtung 1000 vorteilhaft erhöhen.
In Abhängigkeit von dem ausgewählten Material oder dem Verarbeitungsverfahren der leitfähigen Schicht 151 ist eine Seitenfläche der leitfähigen Schicht 151_2 auf einer weiter inneren Seite als Seitenflächen der leitfähigen Schicht 151_1 und der leitfähigen Schicht 151_3 positioniert und ein vorspringender Abschnitt könnte ausgebildet werden, wie in 3A dargestellt. Dies könnte die Abdeckung der leitfähigen Schicht 151 mit der leitfähigen Schicht 152 verringern, um eine Trennung der leitfähigen Schicht 152 zu verursachen.
Daher wird eine Isolierschicht 156 vorzugsweise bereitgestellt, wie in 3A dargestellt. 3A stellt ein Beispiel dar, in dem die Isolierschicht 156 über der leitfähigen Schicht 151_1 derart bereitgestellt, dass sie einen Bereich umfasst, der sich mit der Seitenfläche der leitfähigen Schicht 151_2 überlappt. Eine derartige Struktur kann das Auftreten der Trennung oder eine Verringerung der Dicke der leitfähigen Schicht 152 aufgrund des vorspringenden Abschnitts verhindern; daher können Verbindungsfehler oder eine Erhöhung der Betriebsspannung verhindert werden.
Obwohl 3A die Struktur darstellt, bei der die Seitenfläche der leitfähigen Schicht 151_2 vollständig mit der Isolierschicht 156 bedeckt wird, muss ein Teil der Seitenfläche der leitfähigen Schicht 151_2 nicht notwendigerweise mit der Isolierschicht 156 bedeckt werden. Ein Teil der Seitenfläche der leitfähigen Schicht 151_2 muss auch in einer Pixelelektrode mit einer später beschriebenen Struktur nicht notwendigerweise mit der Isolierschicht 156 bedeckt werden.
Die Isolierschicht 156 weist vorzugsweise eine gekrümmte Oberfläche auf, wie in 3A dargestellt. In diesem Fall tritt beispielsweise eine Trennung in der leitfähigen Schicht 152, die die Isolierschicht 156 bedeckt, weniger wahrscheinlich auf als in dem Fall, in dem die Isolierschicht 156 eine senkrechte Seitenfläche (eine Seitenfläche parallel zur Z-Richtung) aufweist. Außerdem tritt beispielsweise eine Trennung in der leitfähigen Schicht 152, die die Isolierschicht 156 bedeckt, auch in dem Fall, in dem die Seitenfläche der Isolierschicht 156 eine sich verjüngende Form, oder insbesondere eine sich verjüngende Form mit einem Verjüngungswinkel von kleiner als 90°, aufweist, weniger wahrscheinlich auf als in dem Fall, in dem die Isolierschicht 156 eine senkrechte Seitenfläche aufweist. Wie vorstehend beschrieben, kann die Licht emittierende Einrichtung 1000 durch ein Verfahren mit hoher Ausbeute hergestellt werden. Außerdem kann die Licht emittierende Einrichtung 1000 eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen, da die Erzeugung von Defekten darin verhindert wird.
Es sei angemerkt, dass eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt ist. 3B bis 3D stellen weitere Beispiele für die Struktur der ersten Elektrode 101 dar.
3B stellt eine Variationsstruktur der ersten Elektrode 101 in 3A dar, bei der die Isolierschicht 156 die Seitenflächen der leitfähigen Schichten 151_1, 151_2 und 151_3 bedeckt, statt nur die Seitenfläche der leitfähigen Schicht 151_2 zu bedecken.
3C stellt eine Variationsstruktur der ersten Elektrode 101 in 3A dar, bei der die Isolierschicht 156 nicht bereitgestellt wird.
3D stellt eine Variationsstruktur der ersten Elektrode 101 in 3A dar, bei der die leitfähige Schicht 151 keine mehrschichtige Struktur aufweist aber die leitfähige Schicht 152 eine mehrschichtige Struktur aufweist.
Eine leitfähige Schicht 152_1 weist beispielsweise eine höhere Haftung an einer leitfähigen Schicht 152_2 als die Isolierschicht 175 auf. Für die leitfähige Schicht 152_1 kann beispielsweise ein eines oder mehrere von Indium, Zinn, Zink, Gallium, Titan, Aluminium und Silizium enthaltendes Oxid verwendet werden. Beispielsweise wird vorzugsweise ein leitfähiges Oxid verwendet, das eines oder mehrere von Indiumoxid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Zinkoxid, Zinkoxid enthaltend Gallium, Titanoxid, Indiumtitanoxid, Zinktitanat, Aluminiumzinkoxid, Indiumzinkoxid enthaltend Gallium, Indiumzinkoxid enthaltend Aluminium, Indiumzinnoxid enthaltend Silizium, Indiumzinkoxid enthaltend Silizium und dergleichen enthält. Folglich kann eine Ablösung der leitfähigen Schicht 152_2 verhindert werden. Die leitfähige Schicht 152_2 ist nicht in Kontakt mit der Isolierschicht 175.
Die leitfähige Schicht 152_2 ist eine Schicht, deren Reflexionsvermögen für sichtbares Licht (z. B. Reflexionsvermögen in Bezug auf Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge in einem Bereich von größer als oder gleich 400 nm und kleiner als 750 nm) höher ist als dasjenige der leitfähigen Schichten 151, 152_1 und 152_3. Das Reflexionsvermögen für sichtbares Licht der leitfähigen Schicht 152_2 kann beispielsweise höher als oder gleich 70 % und niedriger als oder gleich 100 % sein, und es ist bevorzugt höher als oder gleich 80 % und niedriger als oder gleich 100 %, bevorzugter höher als oder gleich 90 % und niedriger als oder gleich 100 %. Für die leitfähige Schicht 152_2 kann beispielsweise Silber oder eine Legierung, die Silber enthält, verwendet werden. Ein Beispiel für die Legierung, die Silber enthält, ist eine Legierung von Silber, Palladium und Kupfer (APC). Auf die vorstehende Weise kann die Licht emittierende Einrichtung 1000 eine hohe Lichtextraktionseffizienz aufweisen. Es sei angemerkt, dass ein anderes Metall als Silber für die leitfähige Schicht 152_2 verwendet werden kann.
Wenn die leitfähigen Schichten 151 und 152 als Anode dienen, wird vorzugsweise eine Schicht mit einer hohen Austrittsarbeit als leitfähige Schicht 152_3 verwendet. Die leitfähige Schicht 152_3 weist beispielsweise eine höhere Austrittsarbeit als die leitfähige Schicht 152_2 auf. Für die leitfähige Schicht 152_3 kann beispielsweise ein Material, das dem Material, das für die leitfähige Schicht 152_1 verwendet werden kann, ähnlich ist, verwendet werden. Beispielsweise können die leitfähigen Schichten 152_1 und 152_3 unter Verwendung der gleichen Art des Materials ausgebildet werden.
Wenn die leitfähigen Schichten 151 und 152 als Kathode dienen, wird vorzugsweise eine Schicht mit einer niedrigen Austrittsarbeit als leitfähige Schicht 152_3 verwendet. Die leitfähige Schicht 152_3 weist beispielsweise eine niedrigere Austrittsarbeit als die leitfähige Schicht 152_2 auf.
Die leitfähige Schicht 152_3 ist vorzugsweise eine Schicht mit hoher Durchlässigkeit für sichtbares Licht (z. B. Durchlässigkeit in Bezug auf Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge in einem Bereich von größer als oder gleich 400 nm und kleiner als 750 nm). Beispielsweise ist die Durchlässigkeit für sichtbares Licht der leitfähigen Schicht 152_3 vorzugsweise höher als diejenige der leitfähigen Schichten 151 und 152_2. Die Durchlässigkeit für sichtbares Licht der leitfähigen Schicht 152_3 kann beispielsweise höher als oder gleich 60 % und niedriger als oder gleich 100 % sein, und sie ist bevorzugt höher als oder gleich 70 % und niedriger als oder gleich 100 %, bevorzugter höher als oder gleich 80 % und niedriger als oder gleich 100 %. Folglich kann die Menge an Licht, das durch die leitfähige Schicht 152_3 absorbiert wird, unter Licht, das von der organischen Verbindungsschicht 103 emittiert wird, verringert werden. Wie vorstehend beschrieben, kann die leitfähige Schicht 152_2 unter der leitfähigen Schicht 152_3 eine Schicht mit hohem Reflexionsvermögen für sichtbares Licht sein. Daher kann die Licht emittierende Einrichtung 1000 eine hohe Lichtextraktionseffizienz aufweisen.
Als Nächstes wird ein beispielhaftes Verfahren zur Herstellung der Licht emittierenden Einrichtung 1000 mit der in 2A und 2B dargestellten Struktur anhand von 4A bis 4E, 5A bis 5E, 6A bis 6C, 7A bis 7C, 8A bis 8C, 9A bis 9C und 10A bis 10C beschrieben.
[Beispiel 1 für das Herstellungsverfahren]
Dünnfilme, die in der Licht emittierenden Einrichtung enthalten sind (z. B. Isolierfilme, Halbleiterfilme und leitfähige Filme), können durch ein Sputterverfahren, ein chemisches Gasphasenabscheidungs- (CVD-) Verfahren, ein Vakuumverdampfungsverfahren, ein Pulslaserabscheidungs- (pulsed laser deposition, PLD-) Verfahren, ein ALD-Verfahren oder dergleichen. Beispiele für ein CVD-Verfahren umfassen ein plasmaunterstütztes chemisches Gasphasenabscheidungs- (plasma-enhanced chemical vapor deposition, PECVD-) Verfahren und ein thermisches CVD-Verfahren. Ein Beispiel für ein thermisches CVD-Verfahren ist ein metallorganisches CVD- (MOCVD-) Verfahren.
Es können Dünnfilme, die in der Licht emittierenden Einrichtung enthalten sind (z. B. Isolierfilme, Halbleiterfilme und leitfähige Filme), auch durch einen Nassprozess, wie z. B. durch Rotationsbeschichtung, Tauchen, Sprühbeschichtung, Tintenstrahl, Dispensieren, Siebdruck, Offsetdruck, Rakelbeschichtung, Spaltbeschichtung, Walzenbeschichtung, Vorhangbeschichtung oder einer Messerbeschichtung, ausgebildet werden.
Insbesondere kann für die Herstellung der Licht emittierenden Vorrichtung ein Vakuumprozess, wie z. B. ein Verdampfungsverfahren, und ein Lösungsprozess, wie z. B. ein Rotationsbeschichtungsverfahren oder ein Tintenstrahlverfahren, verwendet werden. Beispiele für ein Verdampfungsverfahren umfassen physikalische Gasphasenabscheidungsverfahren (physical vapor deposition methods, PVD-Verfahren), wie z. B. ein Sputterverfahren, ein Ionenplattierungsverfahren, ein Ionenstrahlverdampfungsverfahren, ein Molekularstrahlverdampfungsverfahren und ein Vakuumverdampfungsverfahren, und ein chemisches Gasphasenabscheidungsverfahren (chemical vapor deposition method, CVD-Verfahren) verwendet werden. Insbesondere können die Funktionsschichten (z. B. die Lochinjektionsschicht, die Lochtransportschicht, die Lochblockierschicht, die Licht emittierende Schicht, die Elektronenblockierschicht, die Elektronentransportschicht und die Elektroneninjektionsschicht), die in der organischen Verbindungsschicht enthalten sind, durch ein Verdampfungsverfahren (z. B. ein Vakuumverdampfungsverfahren), ein Beschichtungsverfahren (z. B. ein Tauchbeschichtungsverfahren, ein Düsenbeschichtungsverfahren, ein Stabbeschichtungsverfahren, ein Rotationsbeschichtungsverfahren oder ein Sprühbeschichtungsverfahren), ein Druckverfahren (z. B. Tintenstrahl, Siebdruck (Schablonendruck), Offsetdruck (Flachdruck), Flexodruck (Hochdruck), Tiefdruck oder Mikrokontaktdruck) oder dergleichen ausgebildet werden.
Dünnfilme, die in der Licht emittierenden Einrichtung enthalten sind, können beispielsweise durch ein Photolithographieverfahren verarbeitet werden. Alternativ kann ein Nanoprägeverfahren, ein Sandstrahlverfahren, ein Lift-off-Verfahren oder dergleichen verwendet werden, um Dünnfilme zu verarbeiten. Alternativ können inselförmige Dünnfilme durch ein Filmausbildungsverfahren unter Verwendung einer Abschirmmaske, wie z. B. einer Metallmaske, direkt ausgebildet werden.
Es gibt zwei typische Beispiele für Photolithographieverfahren. Bei einem der Verfahren wird eine Photolackmaske über einem zu verarbeitenden Dünnfilm ausgebildet, der Dünnfilm wird beispielsweise durch Ätzen verarbeitet, und dann wird die Photolackmaske entfernt. Bei dem anderen Verfahren wird ein lichtempfindlicher Dünnfilm ausgebildet und dann durch eine Belichtung und eine Entwicklung zu einer gewünschten Form verarbeitet.
Um Dünnfilme zu ätzen, kann ein Trockenätzverfahren, ein Nassätzverfahren, ein Sandstrahlverfahren oder dergleichen verwendet werden.
Zuerst wird, wie in 4A dargestellt, die Isolierschicht 171 über einem Substrat ausgebildet (nicht dargestellt). Als Nächstes werden die leitfähige Schicht 172 und eine leitfähige Schicht 179 über der Isolierschicht 171 ausgebildet, und die Isolierschicht 173 wird über der Isolierschicht 171 derart ausgebildet, dass die Isolierschicht 173 die leitfähige Schicht 172 und die leitfähige Schicht 179 bedeckt. Dann wird die Isolierschicht 174 über der Isolierschicht 173 ausgebildet, und die Isolierschicht 175 wird über der Isolierschicht 174 ausgebildet.
Als Substrat kann ein Substrat verwendet werden, das eine Wärmebeständigkeit aufweist, die hoch genug ist, um mindestens einer später durchzuführenden Wärmebehandlung standzuhalten. Wenn ein isolierendes Substrat verwendet wird, kann ein Glassubstrat, ein Quarzsubstrat, ein Saphirsubstrat, ein Keramiksubstrat, ein organisches Harzsubstrat oder dergleichen verwendet werden. Alternativ kann ein Halbleitersubstrat, wie z. B. ein einkristallines Halbleitersubstrat oder ein polykristallines Halbleitersubstrat aus Silizium, Siliziumkarbid oder dergleichen; ein Verbundhalbleitersubstrat aus Siliziumgermanium oder dergleichen; oder ein SOI-Substrat, verwendet werden.
Als Nächstes werden, wie in 4A dargestellt, Öffnungen, die die leitfähige Schicht 172 erreichen, in den Isolierschichten 175, 174 und 173 ausgebildet. Dann werden die Anschlusspfropfen 176 ausgebildet, um die Öffnungen zu füllen.
Als Nächstes wird, wie in 4A dargestellt, ein leitfähiger Film 151f, der zu den leitfähigen Schichten 151R, 151G, 151 B und 151C wird, über den Anschlusspfropfen 176 und der Isolierschicht 175 ausgebildet. Der leitfähige Film 151f kann beispielsweise durch ein Sputterverfahren oder Vakuumverdampfungsverfahren ausgebildet werden. Für den leitfähigen Film 151f kann beispielsweise ein Metallmaterial verwendet werden.
Anschließend wird beispielsweise eine Photolackmaske 191 über dem leitfähigen Film 151f ausgebildet, wie in 4A dargestellt. Die Photolackmaske 191 kann durch Auftragen eines photoempfindlichen Materials (Photolack), Belichtung und Entwicklung ausgebildet werden.
Anschließend wird, wie in 4B dargestellt, beispielsweise der leitfähige Film 151f in einem Bereich, der nicht von der Photolackmaske 191 überlappt wird, durch ein Ätzverfahren, insbesondere z. B. ein Trockenätzverfahren, entfernt. Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem der leitfähige Film 151f eine Schicht umfasst, die beispielsweise unter Verwendung eines leitfähigen Oxids, wie z. B. Indiumzinnoxids, ausgebildet wird, die Schicht durch ein Nassätzverfahren entfernt werden kann. Auf diese Weise wird die leitfähige Schicht 151 ausgebildet. In dem Fall, in dem ein Teil des leitfähigen Films 151f beispielsweise durch ein Trockenätzverfahren entfernt wird, kann ein vertiefter Abschnitt (auch als Vertiefung bezeichnet) in einem Bereich der Isolierschicht 175 ausgebildet werden, der nicht von der leitfähigen Schicht 151 überlappt wird.
Als Nächstes wird die Photolackmaske 191 entfernt, wie in 4C dargestellt. Die Photolackmaske 191 kann beispielsweise durch Veraschung unter Verwendung von Sauerstoffplasma entfernt werden. Alternativ können ein Sauerstoffgas und eines von CF₄, C₄F₈, SF₆, CHF₃, Cl₂, H₂O, BCl₃ und einem Element der Gruppe 18, wie z. B. He, verwendet werden. Alternativ kann die Photolackmaske 191 durch Nassätzen entfernt werden.
Dann wird, wie in 4D dargestellt, ein Isolierfilm 156f, der zu einer Isolierschicht 156R, einer Isolierschicht 156G, einer Isolierschicht 156B und einer Isolierschicht 156C wird, über der leitfähigen Schicht 151R, der leitfähigen Schicht 151G, der leitfähigen Schicht 151B, der leitfähigen Schicht 151C und der Isolierschicht 175 ausgebildet. Der Isolierfilm 156f kann beispielsweise durch ein CVD-Verfahren, ein ALD-Verfahren, ein Sputterverfahren oder ein Vakuumverdampfungsverfahren ausgebildet werden.
Für den Isolierfilm 156f kann ein anorganisches Material verwendet werden. Als Isolierfilm 156f kann beispielsweise ein anorganischer Isolierfilm, wie z. B. ein isolierender Oxidfilm, ein isolierender Nitridfilm, ein isolierender Oxynitridfilm oder ein isolierender Nitridoxidfilm, verwendet werden. Beispielsweise kann ein isolierender Oxidfilm, der Silizium enthält, ein isolierender Nitridfilm, der Silizium enthält, ein isolierender Oxynitridfilm, der Silizium enthält, ein isolierender Nitridoxidfilm, der Silizium enthält, oder dergleichen als Isolierfilm 156f verwendet werden. Für den Isolierfilm 156f kann beispielsweise Siliziumoxynitrid verwendet werden.
Anschließend wird, wie in 4E dargestellt, der Isolierfilm 156f verarbeitet, um die Isolierschichten 156R, 156G, 156B und 156C auszubilden. Die Isolierschicht 156 kann ausgebildet werden, indem beispielsweise das Ätzen im Wesentlichen gleichmäßig an der Oberseite des Isolierfilms 156f durchgeführt wird. Ein solches gleichmäßiges Ätzen für die Planarisierung wird auch als Rückätzbehandlung bezeichnet. Es sei angemerkt, dass die Isolierschicht 156 durch ein Photolithographieverfahren ausgebildet werden kann.
Anschließend wird, wie in 5A dargestellt, ein leitfähiger Film 152f, der zu der leitfähigen Schicht 152R, einer leitfähigen Schicht 152G, einer leitfähigen Schicht 152B und einer leitfähigen Schicht 152C wird, über den leitfähigen Schichten 151R, 151G, 151 B und 151C und den Isolierschichten 156R, 156G, 156B, 156C und 175 ausgebildet. Insbesondere wird ein leitfähiger Film 152f beispielsweise derart ausgebildet, dass er die leitfähigen Schichten 151R, 151G, 151 B und 151C und die Isolierschichten 156R, 156G, 156B und 156C bedeckt.
Der leitfähige Film 152f kann beispielsweise durch ein Sputterverfahren oder ein Vakuumverdampfungsverfahren ausgebildet werden. Der leitfähige Film 152f kann durch ein ALD-Verfahren ausgebildet werden. Für den leitfähigen Film 152f kann beispielsweise ein leitfähiges Oxid verwendet werden. Der leitfähige Film 152f kann eine Schichtanordnung aus einem Film, der unter Verwendung eines Metallmaterials ausgebildet wird, und einem Film sein, der unter Verwendung eines leitfähigen Oxids darüber ausgebildet wird. Beispielsweise kann der leitfähige Film 152f eine Schichtanordnung aus einem Film, der unter Verwendung von Titan, Silber oder einer Legierung, die Silber enthält, ausgebildet wird, und einem Film sein, der unter Verwendung eines leitfähigen Oxids darüber ausgebildet wird.
Dann wird, wie in 5B dargestellt, der leitfähige Film 152f beispielsweise durch ein Photolithographieverfahren verarbeitet, wodurch die leitfähigen Schichten 152R, 152G, 152B und 152C ausgebildet werden. Insbesondere wird beispielsweise nach der Ausbildung einer Photolackmaske ein Teil des leitfähigen Films 152f durch ein Ätzverfahren entfernt. Der leitfähige Film 152f kann beispielsweise durch ein Nassätzverfahren entfernt werden. Der leitfähige Film 152f kann durch ein Trockenätzverfahren entfernt werden. Durch die vorstehenden Schritte wird die Pixelelektrode, die die leitfähige Schicht 151 und die leitfähige Schicht 152 umfasst, ausgebildet.
Als Nächstes wird vorzugsweise eine Hydrophobierungsbehandlung an der leitfähigen Schicht 152 durchgeführt. Die Hydrophobierungsbehandlung kann die hydrophilen Eigenschaften der Oberfläche des Objekts zu hydrophoben Eigenschaften verändern oder die hydrophoben Eigenschaften der Oberfläche des Objekts erhöhen. Die Hydrophobierungsbehandlung für die leitfähige Schicht 152 kann die Haftung zwischen der leitfähigen Schicht 152 und der organischen Verbindungsschicht 103, die in einem späteren Schritt ausgebildet wird, erhöhen und eine Filmablösung unterdrücken. Es sei angemerkt, dass die Hydrophobierungsbehandlung nicht notwendigerweise durchgeführt wird.
Als Nächstes wird, wie in 5C dargestellt, ein organischer Verbindungsfilm 103Bf, der zu der organischen Verbindungsschicht 103B wird, über den leitfähigen Schichten 152B, 152G und 152R und der Isolierschicht 175 ausgebildet.
Es sei angemerkt, dass bei der vorliegenden Erfindung der organische Verbindungsfilm 103Bf eine Vielzahl von organischen Verbindungsschichten, die mindestens eine Licht emittierende Schicht umfasst. Für die spezifische Struktur kann auf die Struktur der bei der Ausführungsform 2 beschriebenen Licht emittierenden Vorrichtung 130 verwiesen werden. Die Vielzahl von organischen Verbindungsschichten, die mindestens eine Licht emittierende Schicht umfasst, kann übereinander angeordnet sein, wobei eine Zwischenschicht dazwischen liegt.
Wie in 5C dargestellt, wird der organische Verbindungsfilm 103Bf nicht über der leitfähigen Schicht 152C ausgebildet. Beispielsweise wird eine Maske zum Spezifizieren eines Filmausbildungsbereichs (auch als Bereichmaske, grobe Metallmaske oder dergleichen bezeichnet, um sie von der feinen Metallmaske zu unterscheiden) verwendet, so dass der organische Verbindungsfilm 103Bf nur in einem gewünschten Bereich ausgebildet werden kann. Indem ein Filmausbildungsschritt unter Verwendung einer Bereichmaske und ein Verarbeitungsschritt unter Verwendung einer Photolackmaske zum Einsatz kommen, kann eine Licht emittierende Vorrichtung durch einen relativ leichten Prozess hergestellt werden.
Der organische Verbindungsfilm 103Bf kann beispielsweise durch ein Verdampfungsverfahren, insbesondere ein Vakuumverdampfungsverfahren, ausgebildet werden. Der organische Verbindungsfilm 103Bf kann durch ein Transferverfahren, ein Druckverfahren, ein Tintenstrahlverfahren, ein Beschichtungsverfahren oder dergleichen ausgebildet werden.
Als Nächstes werden, wie in 5D dargestellt, ein Opferfilm 158Bf, der zu einer Opferschicht 158B wird, und ein Maskenfilm 159Bf, der zu einer Maskenschicht 159B wird, über dem organischen Verbindungsfilm 103Bf sequenziell ausgebildet.
Der Opferfilm 158Bf und der Maskenfilm 159Bf können beispielsweise durch ein Sputterverfahren, ein ALD-Verfahren (einschließlich eines thermischen ALD-Verfahrens oder eines PEALD-Verfahrens), ein CVD-Verfahren oder ein Vakuumverdampfungsverfahren ausgebildet werden. Alternativ können der Opferfilm 158Bf und der Maskenfilm 159Bf durch den vorstehend beschriebenen Nassprozess ausgebildet werden.
Der Opferfilm 158Bf und der Maskenfilm 159Bf werden bei einer Temperatur von niedriger als die obere Temperaturgrenze des organischen Verbindungsfilms 103Bf ausgebildet. Die typischen Substrattemperaturen bei der Ausbildung des Opferfilms 158Bf und des Maskenfilms 159Bf sind jeweils niedriger als oder gleich 200 °C, bevorzugt niedriger als oder gleich 150 °C, bevorzugter niedriger als oder gleich 120 °C, noch bevorzugter niedriger als oder gleich 100 °C, sogar noch bevorzugter niedriger als oder gleich 80 °C.
Obwohl diese Ausführungsform ein Beispiel zeigt, in dem ein Maskenfilm mit einer zweischichtigen Struktur aus dem Opferfilm 158Bf und dem Maskenfilm 159Bf ausgebildet wird, kann ein Maskenfilm eine einschichtige Struktur oder eine mehrschichtige Struktur aus drei oder mehr Schichten aufweisen.
Indem der Opferfilm über dem organischen Verbindungsfilm 103Bf bereitgestellt wird, kann Schäden an den organischen Verbindungsfilm 103Bf in dem Herstellungsprozess der Licht emittierenden Einrichtung verringert werden, was zu einer Erhöhung der Zuverlässigkeit der Licht emittierenden Vorrichtung führt.
Als Opferfilm 158Bf wird ein Film, der die hohe Beständigkeit gegen die Prozessbedingungen für den organischen Verbindungsfilm 103Bf aufweist, insbesondere ein Film mit hoher Ätzselektivität bezüglich des organischen Verbindungsfilms 103Bf verwendet. Für den Maskenfilm 159Bf wird ein Film mit hoher Ätzselektivität bezüglich des Opferfilms 158Bf verwendet.
Der Opferfilm 158Bf und der Maskenfilm 159Bf sind vorzugsweise Filme, die durch ein Nassätzverfahren entfernt werden können. Indem ein Nassätzverfahren verwendet wird, können Schäden an dem organischen Verbindungsfilm 103Bf in der Verarbeitung des Opferfilms 158Bf und des Maskenfilms 159Bf im Vergleich zu dem Fall der Verwendung eines Trockenätzverfahrens verringert werden.
In dem Fall, in dem ein Nassätzverfahren zum Einsatz kommt, wird es besonders bevorzugt, dass eine saure chemische Lösung verwendet wird. Als saure chemische Lösung wird vorzugsweise eine chemische Lösung, die eine von Phosphorsäure, Flusssäure, Salpetersäure, Essigsäure, Oxalsäure, Schwefelsäure und dergleichen enthält, oder eine gemischte chemische Lösung (auch als gemischte Säure bezeichnet) verwendet, die zwei oder mehr von diesen Säuren enthält.
Sowohl als Opferfilm 158Bf wie auch als Maskenfilm 159Bf können beispielsweise einer oder mehrere von einem Metallfilm, einem Legierungsfilm, einem Metalloxidfilm, einem Halbleiterfilm, einem organischen Isolierfilm und einem anorganischen Isolierfilm verwendet werden.
Wenn ein Film, der ein Material mit einer Eigenschaft zum Blockieren von Ultraviolettstrahlen enthält, sowohl als Opferfilm 158Bf wie auch als Maskenfilm 159Bf verwendet wird, kann verhindert werden, dass beispielsweise die organische Verbindungsschicht in einem Belichtungsschritt mit Ultraviolettstrahlen bestrahlt wird. Es wird verhindert, dass die organische Verbindungsschicht durch Ultraviolettstrahlen beschädigt wird, so dass die Zuverlässigkeit der Licht emittierenden Vorrichtung verbessert werden kann.
Es sei angemerkt, dass der gleiche Effekt erhalten wird, wenn ein Film, der ein Material mit einer Eigenschaft zum Blockieren von Ultraviolettstrahlen enthält, für einen nachstehend beschriebenen anorganischen Isolierfilm 125f verwendet wird.
Beispielsweise kann für den Opferfilm 158Bf und den Maskenfilm 159Bf jeweils vorzugsweise ein Metallmaterial, wie z. B. Gold, Silber, Platin, Magnesium, Nickel, Wolfram, Chrom, Molybdän, Eisen, Kobalt, Kupfer, Palladium, Titan, Aluminium, Yttrium, Zirconium oder Tantal, oder ein Legierungsmaterial, das ein beliebiges der Metallmaterialien enthält, verwendet werden. Insbesondere wird vorzugsweise ein niedrigschmelzendes Material, wie z. B. Aluminium oder Silber, verwendet.
Der Opferfilm 158Bf und der Maskenfilm 159Bf können jeweils unter Verwendung eines Metalloxids, wie z. B. eines In-Ga-Zn-Oxids, eines Indiumoxids, eines In-Zn-Oxids, eines In-Sn-Oxids, eines Indiumtitanoxids (In-Ti-Oxids), eines Indiumzinnzinkoxids (In-Sn-Zn-Oxids), eines Indiumtitanzinkoxids (In-Ti-Zn-Oxids), eines Indiumgalliumzinnzinkoxids (In-Ga-Sn-Zn-Oxids) oder eines Indiumzinnoxids enthaltend Silizium ausgebildet werden.
Anstelle von vorstehend beschriebenem Gallium kann ein Element M (M ist eines oder mehrere von Aluminium, Silizium, Bor, Yttrium, Kupfer, Vanadium, Beryllium, Titan, Eisen, Nickel, Germanium, Zirconium, Molybdän, Lanthan, Cer, Neodym, Hafnium, Tantal, Wolfram und Magnesium) kann verwendet werden.
Der Opferfilm 158Bf und der Maskenfilm 159Bf werden vorzugsweise unter Verwendung eines Halbleitermaterials, wie z. B. Siliziums oder Germaniums, beispielsweise für ausgezeichnete Kompatibilität mit einem Halbleiterherstellungsprozess ausgebildet. Ein Oxid oder ein Nitrid des Halbleitermaterials kann verwendet werden. Ein nichtmetallisches Material, wie z. B. Kohlenstoff, oder eine Verbindung davon kann verwendet werden. Ein Metall, wie z. B. Titan, Tantal, Wolfram, Chrom oder Aluminium, oder eine Legierung, die mindestens eines von diesen Metallen enthält, kann verwendet werden. Alternativ kann ein Oxid, das das vorstehend beschriebene Metall enthält, wie z. B. Titanoxid oder Chromoxid, oder ein Nitrid, wie z. B. Titannitrid, Chromnitrid oder Tantalnitrid, verwendet werden.
Sowohl als Opferfilm 158Bf wie auch als Maskenfilm 159Bf kann ein beliebiger von verschiedenen anorganischen Isolierfilmen verwendet werden. Insbesondere wird ein isolierender Oxidfilm bevorzugt, da seine Haftung an dem organischen Verbindungsfilm 103Bf höher ist als diejenige eines isolierenden Nitridfilms. Beispielsweise kann ein anorganisches isolierendes Material, wie z. B. Aluminiumoxid, ein Hafniumoxid oder Siliziumoxid, für den Opferfilm 158Bf und den Maskenfilm 159Bf verwendet werden. Als Opferfilm 158Bf und Maskenfilm 159Bf können beispielsweise Aluminiumoxidfilme durch ein ALS-Verfahren ausgebildet werden. Ein ALD-Verfahren wird vorzugsweise verwendet, wobei in diesem Fall Schäden an einer Basis (insbesondere der organischen Verbindungsschicht) verringert werden können.
Der Opferfilm 158Bf und/oder der Maskenfilm 159Bf können unter Verwendung eines organischen Materials ausgebildet werden. Beispielsweise kann ein Material, das in einem Lösungsmittel, das in Bezug auf mindestens den obersten Film des organischen Verbindungsfilms 103Bf chemisch stabil ist, aufgelöst werden kann, als organische Material verwendet werden. Insbesondere kann ein Material, das in Wasser oder Alkohol aufgelöst werden soll, geeignet verwendet werden. Beim Ausbilden eines Films eines derartigen Materials wird es bevorzugt, dass das Material, das in einem Lösungsmittel, wie z. B. Wasser oder einem Alkohol, aufgelöst wird, durch einen Nassprozess aufgetragen wird und dann eine Wärmebehandlung zur Verdampfung des Lösungsmittels durchgeführt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die Wärmebehandlung vorzugsweise in einer Atmosphäre mit reduziertem Druck durchgeführt, wobei in diesem Fall das Lösungsmittel bei einer niedrigen Temperatur in kurzer Zeit entfernt werden kann und eine thermische Beschädigung an dem organischen Verbindungsfilm 103Bf demzufolge verringert werden kann.
Der Opferfilm 158Bf und der Maskenfilm 159Bf können unter Verwendung eines organischen Harzes, wie z. B. Polyvinylalkohol (PVA), Polyvinylbutyral, Polyvinylpyrrolidon, Polyethylenglycol, Polyglycerin, Pullulan, wasserlöslicher Cellulose, einem alkohollöslichen Polyamidharz oder ein Fluorharz wie Perfluorpolymer, ausgebildet werden.
Beispielsweise kann ein organischer Film (z. B. ein PVA-Film), der durch ein Verdampfungsverfahren oder einen beliebigen der vorstehenden Nassprozesse ausgebildet wird, als Opferfilm 158Bf verwendet werden, und ein anorganischer Film (z. B. ein Siliziumnitridfilm), der durch ein Sputterverfahren ausgebildet wird, kann als Maskenfilm 159Bf verwendet werden.
Anschließend wird eine Photolackmaske 190B über dem Maskenfilm 159Bf ausgebildet, wie in 5D dargestellt. Die Photolackmaske 190B kann durch Auftragung eines photoempfindlichen Materials (Photolacks), Belichtung und Entwicklung ausgebildet werden.
Die Photolackmaske 190B kann unter Verwendung eines positiven Photolackmaterials oder eines negatives Photolackmaterials ausgebildet werden.
Die Photolackmaske 190B wird in einer Position bereitgestellt, die sich mit der leitfähigen Schicht 152B überlappt. Die Photolackmaske 190B wird vorzugsweise auch in einer Position bereitgestellt, die sich mit der leitfähigen Schicht 152C überlappt. Dies kann verhindern, dass die leitfähige Schicht 152C während des Herstellungsprozesses der Licht emittierenden Einrichtung beschädigt wird. Es sei angemerkt, dass die Photolackmaske 190B nicht notwendigerweise über der leitfähigen Schicht 152C bereitgestellt werden muss. Die Photolackmaske 190B wird vorzugsweise derart bereitgestellt, dass sie den Bereich von dem Kantenabschnitt des organischen Verbindungsfilms 103Bf bis zum Kantenabschnitt der leitfähigen Schicht 152C (dem Kantenabschnitt, der näher an dem organischen Verbindungsschicht 103Bf liegt) bedeckt, wie in der Querschnittsansicht entlang der Linie B1-B2 in 5C dargestellt.
Als Nächstes wird, wie in 5E dargestellt, ein Teil des Maskenfilms 159Bf unter Verwendung der Photolackmaske 190B entfernt, wodurch die Maskenschicht 159B ausgebildet wird. Die Maskenschicht 159B verbleibt über den leitfähigen Schichten 152B und 152C. Danach wird die Photolackmaske 190B entfernt. Dann wird ein Teil des Opferfilms 158Bf unter Verwendung der Maskenschicht 159B als Maske (auch als Hartmaske bezeichnet) entfernt, wodurch die Opferschicht 158B ausgebildet wird.
Jeder des Opferfilms 158Bf und des Maskenfilms 159Bf kann durch ein Nassätzverfahren oder ein Trockenätzverfahren verarbeitet werden. Der Opferfilm 158Bf und der Maskenfilm 159Bf werden vorzugsweise durch ein Nassätzverfahren verarbeitet.
Indem ein Nassätzverfahren verwendet wird, können Schäden an dem organischen Verbindungsfilm 103Bf in der Verarbeitung des Opferfilms 158Bf und des Maskenfilms 159Bf im Vergleich zu dem Fall der Verwendung eines Trockenätzverfahrens verringert werden. In dem Fall, in dem ein Nassätzverfahren zum Einsatz kommt, wird es besonders bevorzugt, dass eine saure chemische Lösung verwendet wird. In dem Fall, in dem ein Nassätzverfahren zum Einsatz kommt, wird vorzugsweise zum Beispiel eine Entwicklerlösung, eine wässrige Lösung von Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH), verdünnte Flusssäure, Oxalsäure, Phosphorsäure, Essigsäure, Salpetersäure, Flusssäure, Schwefelsäure oder eine chemische Lösung, die eine gemischte Lösung von zwei oder mehr Arten dieser Säuren enthält (auch als gemischte Säure bezeichnet), verwendet.
Da der organische Verbindungsfilm 103Bf bei der Verarbeitung des Maskenfilms 159Bf nicht freigelegt wird, sind die Auswahlmöglichkeiten eines Verarbeitungsverfahrens für den Maskenfilm 159Bf größer als diejenigen für den Opferfilm 158Bf. Insbesondere kann selbst in dem Fall, in dem ein Sauerstoff enthaltendes Gas bei der Verarbeitung des Maskenfilms 159Bf als Ätzgas verwendet wird, eine Verschlechterung des organischen Verbindungsfilms 103Bf unterdrückt werden.
Im Falle der Verwendung eines Trockenätzverfahrens, um den Opferfilm 158Bf zu verarbeiten, kann die Verschlechterung des organischen Verbindungsfilms 103Bf ohne Verwendung eines Gases, das Sauerstoff als Ätzgas enthält, unterdrückt werden. Im Falle der Verwendung eines Trockenätzverfahrens wird vorzugsweise zum Beispiel ein Gas, das CF₄, C₄F₈, SF₆, CHF₃, Cl₂, H₂O, BCl₃ oder ein Element der Gruppe 18, wie z. B. He, enthält, als Ätzgas verwendet.
Die Photolackmaske 190B kann durch ein ähnliches Verfahren wie dasjenige für die Photolackmaske 191 entfernt werden. Zu diesem Zeitpunkt ist der Opferfilm 158Bf auf der äußersten Oberfläche positioniert, und der organische Verbindungsfilm 103Bf wird nicht freigelegt; daher kann verhindert werden, dass der organische Verbindungsfilm 103Bf in dem Schritt zum Entfernen der Photolackmaske 190B beschädigt wird. Außerdem können die Auswahlmöglichkeiten des Verfahrens zum Entfernen der Photolackmaske 190B vergrößert werden.
Als Nächstes wird, wie in 5E dargestellt, der organische Verbindungsfilm 103Bf verarbeitet, so dass die organische Verbindungsschicht 103B ausgebildet wird. Beispielsweise wird ein Teil des organischen Verbindungsfilms 103Bf unter Verwendung der Maskenschicht 159B und der Opferschicht 158B als Hartmaske entfernt, wodurch die organische Verbindungsschicht 103B ausgebildet wird.
Dementsprechend verbleibt, wie in 5E dargestellt, die mehrschichtige Struktur aus der organischen Verbindungsschicht 103B, der Opferschicht 158B und der Maskenschicht 159B über der leitfähigen Schicht 152B. Die leitfähigen Schichten 152G und 152R werden freigelegt.
Der organische Verbindungsfilm 103Bf kann durch Trockenätzen oder Nassätzen verarbeitet werden. In dem Fall, in dem beispielsweise die Verarbeitung durch Trockenätzen durchgeführt wird, kann ein Ätzgas, das Sauerstoff enthält, verwendet werden. Wenn das Ätzgas Sauerstoff enthält, kann die Ätzrate erhöht werden. Daher kann das Ätzen unter einer Bedingung mit niedriger Leistung durchgeführt werden, während eine ausreichend hohe Ätzrate aufrechterhalten wird. Folglich können Schäden an dem organischen Verbindungsfilm 103Bf verhindert werden. Des Weiteren kann ein Defekt, wie z. B. Anhaften eines Reaktionsproduktes, das während des Ätzens erzeugt wird, verhindert werden.
Ein Ätzgas, das keinen Sauerstoff enthält, kann verwendet werden. In diesem Fall kann beispielsweise eine Verschlechterung des organischen Verbindungsfilms 103Bf verhindert werden.
Wie vorstehend beschrieben, wird bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Maskenschicht 159B auf die folgende Weise ausgebildet: Die Photolackmaske 190B wird über dem Maskenfilm 159Bf ausgebildet, und ein Teil des Maskenfilms 159Bf wird unter Verwendung der Photolackmaske 190B entfernt. Danach wird ein Teil des organischen Verbindungsfilms 103Bf unter Verwendung der Maskenschicht 159B als Hartmaske entfernt, so dass die organische Verbindungsschicht 103B ausgebildet wird. Mit anderen Worten: Die organische Verbindungsschicht 103B wird durch die Verarbeitung des organischen Verbindungsfilms 103Bf durch ein Photolithographieverfahren ausgebildet. Es sei angemerkt, dass ein Teil des organischen Verbindungsfilms 103Bf unter Verwendung der Photolackmaske 190B entfernt werden kann. Dann kann die Photolackmaske 190B entfernt werden.
Hier kann eine Hydrophobierungsbehandlung für die leitfähige Schicht 152G nach Bedarf durchgeführt werden. Bei der Verarbeitung des organischen Verbindungsfilms 103Bf verändert sich beispielsweise in einigen Fällen eine Oberfläche der leitfähigen Schicht 152G, um hydrophile Eigenschaften aufzuweisen. Die Hydrophobierungsbehandlung für die leitfähige Schicht 152G kann beispielsweise die Haftung zwischen der leitfähigen Schicht 152G und einer Schicht, die in einem späteren Schritt ausgebildet wird (hier die organische Verbindungsschicht 103G), erhöhen und eine Filmablösung verhindern.
Als Nächstes wird, wie in 6A dargestellt, ein organischer Verbindungsfilm 103Gf, der zu der organischen Verbindungsschicht 103G wird, über der leitfähigen Schicht 152G, der leitfähigen Schicht 152R, der Maskenschicht 159B und der Isolierschicht 175 ausgebildet.
Der organische Verbindungsfilm 103Gf kann durch ein ähnliches Verfahren wie dasjenige zur Ausbildung des organischen Verbindungsfilms 103Bf ausgebildet werden. Der organische Verbindungsfilm 103Gf kann eine ähnliche Struktur wie diejenige des organischen Verbindungsfilms 103Bf aufweisen.
Dann werden, wie in 6B dargestellt, ein Opferfilm 158Gf, der zu einer Opferschicht 158G wird, und ein Maskenfilm 159Gf, der zu einer Maskenschicht 159G wird, über dem organischen Verbindungsfilm 103Gf und der Maskenschicht 159B sequenziell ausgebildet. Danach wird eine Photolackmaske 190G ausgebildet. Die Materialien und die Ausbildungsverfahren des Opferfilms 158Gf und des Maskenfilms 159Gf sind ähnlich wie diejenigen für den Opferfilm 158Bf und den Maskenfilm 159Bf. Das Material und das Ausbildungsverfahren der Photolackmaske 190G sind ähnlich wie diejenigen für die Photolackmaske 190B.
Die Photolackmaske 190G wird in einer Position bereitgestellt, die sich mit der leitfähigen Schicht 152G überlappt.
Anschließend wird, wie in 6C dargestellt, ein Teil des Maskenfilms 159Gf unter Verwendung der Photolackmaske 190G entfernt, wodurch eine Maskenschicht 159G ausgebildet wird. Die Maskenschicht 159G verbleibt über der leitfähigen Schicht 152G. Danach wird die Photolackmaske 190G entfernt. Dann wird ein Teil des Opferfilms 158Gf unter Verwendung der Maskenschicht 159G als Maske entfernt, wodurch die Opferschicht 158G ausgebildet wird. Als Nächstes wird der organische Verbindungsfilm 103Gf verarbeitet, um die organische Verbindungsschicht 103G auszubilden. Beispielsweise wird ein Teil des organischen Verbindungsfilms 103Gf unter Verwendung der Maskenschicht 159G und der Opferschicht 158G als Hartmaske entfernt, um die organische Verbindungsschicht 103G auszubilden.
Dementsprechend verbleibt, wie in 6C dargestellt, die mehrschichtige Struktur aus der organischen Verbindungsschicht 103G, der Opferschicht 158G und der Maskenschicht 159G über der leitfähigen Schicht 152G. Die Maskenschicht 159B und die leitfähige Schicht 152R werden freigelegt.
Beispielsweise kann eine Hydrophobierungsbehandlung für die leitfähige Schicht 152R durchgeführt werden.
Als Nächstes wird, wie in 7A dargestellt, ein organischer Verbindungsfilm 103Rf, der zu der organischen Verbindungsschicht 103R wird, über der leitfähigen Schicht 152R, der Maskenschicht 159G, der Maskenschicht 159B und der Isolierschicht 175 ausgebildet.
Der organische Verbindungsfilm 103Rf kann durch ein ähnliches Verfahren wie dasjenige zur Ausbildung des organischen Verbindungsfilms 103Gf ausgebildet werden. Der organische Verbindungsfilm 103Rf kann eine ähnliche Struktur wie diejenige des organischen Verbindungsfilms 103Gf aufweisen.
Anschließend werden, wie in 7B und 7C dargestellt, eine Opferschicht 158R, ein Maskenschicht 159R und die organische Verbindungsschicht 103R aus einem Opferfilm 158Rf, einem Maskenfilm 159Rf bzw. dem organischen Verbindungsfilm 103Rf unter Verwendung einer Photolackmaske 190R ausgebildet. Für die Ausbildungsverfahren der Opferschicht 158R, der Maskenschicht 159R und der organischen Verbindungsschicht 103R kann die Beschreibung für die organische Verbindungsschicht 103G verwiesen werden.
Es sei angemerkt, dass die Seitenflächen der organischen Verbindungsschichten 103B, 103G und 103R vorzugsweise senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu ihren Bildungsoberflächen sind. Beispielsweise ist der Winkel zwischen den Bildungsoberflächen und diesen Seitenflächen vorzugsweise größer als oder gleich 60° und kleiner als oder gleich 90°.
Der Abstand zwischen zwei benachbarten Schichten unter den organischen Verbindungsschichten 103B, 103G und 103R, die durch ein Photolithographieverfahren ausgebildet werden, wie vorstehend beschrieben, kann auf kleiner als oder gleich 8 µm, kleiner als oder gleich 5 µm, kleiner als oder gleich 3 µm, kleiner als oder gleich 2 µm oder kleiner als oder gleich 1 µm verringert werden. Hier kann der Abstand beispielsweise durch einen Abstand zwischen entgegengesetzten Kantenabschnitten von zwei benachbarten Schichten unter den organischen Verbindungsschichten 103B, 103G und 103R bestimmt werden. Die Verringerung des Abstands zwischen den inselförmigen organischen Verbindungsschichten ermöglicht, eine Licht emittierende Einrichtung mit hoher Auflösung und einem hohen Öffnungsverhältnis bereitzustellen. Außerdem kann der Abstand zwischen den ersten Elektroden von benachbarten Licht emittierenden Vorrichtungen beispielsweise auch auf kleiner als oder gleich 10 µm, kleiner als oder gleich 8 µm, kleiner als oder gleich 5 µm, kleiner als oder gleich 3 µm oder kleiner als oder gleich 2 µm verkürzt werden. Es sei angemerkt, dass der Abstand zwischen den ersten Elektroden von benachbarten Licht emittierenden Vorrichtungen vorzugsweise größer als oder gleich 2 µm und kleiner als oder gleich 5 µm ist.
Als Nächstes werden, wie in 8A dargestellt, die Maskenschichten 159B, 159G und 159R vorzugsweise entfernt.
Diese Ausführungsform zeigt ein Beispiel, in dem die Maskenschichten 159B, 159G und 159R entfernt werden; jedoch ist es möglich, dass die Maskenschichten 159B, 159G und 159R nicht entfernt werden. Beispielsweise schreitet in dem Fall, in dem die Maskenschichten 159B, 159G und 159R das vorstehend beschriebene Material mit einer Eigenschaft zum Blockieren von Ultraviolettstrahlen enthält, der Vorgang vorzugsweise zu dem nächsten Schritt fort, ohne die Maskenschichten 159B, 159G und 159R zu entfernen, wobei in diesem Fall die organische Verbindungsschicht vor einer Lichtbestrahlung (einschließlich einer Beleuchtung) geschützt werden kann.
Der Schritt zum Entfernen der Maskenschichten kann durch ein ähnliches Verfahren wie dasjenige für den Schritt einer Verarbeitung der Maskenschichten durchgeführt werden. Insbesondere können durch Verwendung eines Nassätzverfahrens Schäden, die an die organischen Verbindungsschichten 103B, 103G und 103R zu dem Zeitpunkt zum Entfernen der Maskenschichten verursacht werden, im Vergleich zu dem Fall der Verwendung eines Trockenätzverfahrens verringert werden.
Die Maskenschichten können entfernt werden, indem sie in einem Lösungsmittel, wie z. B. Wasser oder einem Alkohol, aufgelöst werden. Beispiele für einen Alkohol umfassen Ethylalkohol, Methylalkohol, Isopropylalkohol (IPA) und Glycerin.
Nachdem die Maskenschichten entfernt worden sind, kann eine Trocknungsbehandlung durchgeführt werden, um Wasser, das in den organischen Verbindungsschichten 103B, 103G und 103R enthalten ist, und Wasser, das an den Oberflächen der organischen Verbindungsschichten 103B, 103G und 103R adsorbiert wird, zu entfernen. Beispielsweise kann eine Wärmebehandlung in einer inerten Atmosphäre oder in einer Atmosphäre mit reduziertem Druck durchgeführt werden. Die Wärmebehandlung kann bei einer Substrattemperatur von höher als oder gleich 50 °C und niedriger als oder gleich 200 °C, bevorzugt höher als oder gleich 60 °C und niedriger als oder gleich 150 °C, bevorzugter höher als oder gleich 70 °C und niedriger als oder gleich 120 °C durchgeführt werden. Die Wärmebehandlung wird vorzugsweise in einer Atmosphäre mit reduziertem Druck durchgeführt, wobei die Trocknung bei niedrigerer Temperatur möglich ist.
Als Nächstes wird, wie in 8B dargestellt, der anorganische Isolierfilm 125f, der zu der anorganischen Isolierschicht 125 wird, derart ausgebildet, dass er die organischen Verbindungsschichten 103B, 103G und 103R und die Opferschichten 158B, 158G und 158R bedeckt.
Wie nachstehend beschrieben, wird ein Isolierfilm, der zu der Isolierschicht 127 wird, in Kontakt mit der Oberseite des anorganischen Isolierfilms 125f ausgebildet. Daher weist die Oberseite des anorganischen Isolierfilms 125f vorzugsweise eine hohe Affinität für das Material auf, das für den Isolierfilm, der zu der Isolierschicht 127 wird, verwendet wird (z. B. eine ein Acrylharz enthaltende photoempfindliche Harz-Zusammensetzung). Um die Affinität zu verbessern, kann eine Oberflächenbehandlung auf der Oberseite des anorganischen Isolierfilms 125f durchgeführt werden. Insbesondere wird die Oberfläche des anorganischen Isolierfilms 125f vorzugsweise hydrophob gemacht (oder ihre hydrophobe Eigenschaft wird vorzugsweise verbessert). Beispielsweise wird die Behandlung vorzugsweise unter Verwendung eines Silylierungsmittels, wie z. B. Hexamethyldisilazan (HMDS), durchgeführt. Indem auf diese Weise die Oberseite des anorganischen Isolierfilms 125f hydrophob gemacht wird, kann ein Isolierfilm 127f mit vorteilhafter Haftung ausgebildet werden.
Dann wird, wie in 8C dargestellt, ein Isolierfilm 127f, der zu der Isolierschicht 127 wird, über dem anorganischen Isolierfilm 125f ausgebildet.
Der anorganische Isolierfilm 125f und der Isolierfilm 127f werden vorzugsweise durch ein Ausbildungsverfahren ausgebildet, durch das die organischen Verbindungsschichten 103B, 103G und 103R weniger beschädigt werden. Der anorganische Isolierfilm 125f, der in Kontakt mit den Seitenflächen der organischen Verbindungsschichten 103B, 103G und 103R ausgebildet wird, wird besonders bevorzugt durch ein Ausbildungsverfahren ausgebildet, das weniger Schäden an den organischen Verbindungsschichten 103B, 103G und 103R verursacht als das Verfahren zur Ausbildung des Isolierfilms 127f.
Jeder des anorganischen Isolierfilms 125f und des Isolierfilms 127f wird bei einer Temperatur von niedriger als die obere Temperaturgrenze der organischen Verbindungsschichten 103B, 103G und 103R ausgebildet. Wenn der anorganische Isolierfilm 125f bei einer hohen Substrattemperatur ausgebildet wird, kann der ausgebildete anorganische Isolierfilm 125f selbst mit einer kleinen Dicke eine niedrige Verunreinigungskonzentration und eine hohe Sperreigenschaft gegen Wasser und/oder Sauerstoff aufweisen.
Die Substrattemperatur zu dem Zeitpunkt zum Ausbilden des anorganischen Isolierfilms 125f und des Isolierfilms 127f ist bevorzugt höher als oder gleich 60 °C, höher als oder gleich 80 °C, höher als oder gleich 100 °C oder höher als oder gleich 120 °C und niedriger als oder gleich 200 °C, niedriger als oder gleich 180 °C, niedriger als oder gleich 160 °C, niedriger als oder gleich 150 °C oder niedriger als oder gleich 140 °C.
Als anorganischer Isolierfilm 125f wird ein Isolierfilm in einer Dicke von größer als oder gleich 3 nm, größer als oder gleich 5 nm, oder größer als oder gleich 10 nm und kleiner als oder gleich 200 nm, kleiner als oder gleich 150 nm, kleiner als oder gleich 100 nm oder kleiner als oder gleich 50 nm vorzugsweise in dem vorstehend beschriebenen Bereich der Substrattemperatur ausgebildet.
Der anorganische Isolierfilm 125f wird vorzugsweise zum Beispiel durch ein ALD-Verfahren ausgebildet. Ein ALD-Verfahren wird vorzugsweise verwendet, bei dem Abscheidungsschäden verringert werden und ein Film mit guter Abdeckung ausgebildet werden kann. Als anorganischer Isolierfilm 125f wird ein Aluminiumoxidfilm vorzugsweise zum Beispiel durch ein ALD-Verfahren ausgebildet.
Alternativ kann der anorganische Isolierfilm 125f durch ein Sputterverfahren, ein CVD-Verfahren oder ein PECVD-Verfahren ausgebildet werden, welche jeweils eine höhere Abscheidungsrate als ein ALD-Verfahren aufweisen. In diesem Fall kann eine sehr zuverlässige Licht emittierende Einrichtung mit hoher Produktivität hergestellt werden.
Der Isolierfilm 127f wird vorzugsweise durch den vorstehend erwähnten Nassprozess ausgebildet. Der Isolierfilm 127f wird vorzugsweise zum Beispiel durch eine Rotationsbeschichtung unter Verwendung eines photoempfindlichen Materials ausgebildet und insbesondere vorzugsweise unter Verwendung einer ein Acrylharz enthaltenden photoempfindlichen Harz-Zusammensetzung ausgebildet.
Beispielsweise wird der Isolierfilm 127f vorzugsweise unter Verwendung einer Harz-Zusammensetzung ausgebildet, die ein Polymer, ein säurebildendes Mittel und ein Lösungsmittel enthält. Das Polymer wird unter Verwendung eines oder mehrerer Arten von Monomeren ausgebildet und weist eine Struktur auf, bei der eine oder mehrere Arten von Struktureinheiten (auch als Bausteine bezeichnet) regelmäßig oder unregelmäßig wiederholt werden. Als säurebildendes Mittel können eine Verbindung, die durch Lichtbestrahlung eine Säure bildet, und/oder eine Verbindung, die durch Erwärmung eine Säure bildet, verwendet werden. Die Harz-Zusammensetzung kann auch eines oder mehrere von einem photosensibilisierenden Mittel, einem Sensibilisator, einem Katalysator, einem Klebehilfsstoff, einem oberflächenaktiven Mittel und einem Antioxidationsmittel umfassen.
Die Wärmebehandlung (auch als Vorbacken bezeichnet) wird vorzugsweise nach der Ausbildung des Isolierfilms 127f ausgebildet. Die Wärmebehandlung wird bei einer Temperatur von niedriger als die obere Temperaturgrenze der organischen Verbindungsschichten 103B, 103G und 103R durchgeführt. Die Substrattemperatur bei der Wärmebehandlung ist bevorzugt höher als oder gleich 50 °C und niedriger als oder gleich 200 °C, bevorzugter höher als oder gleich 60 °C und niedriger als oder gleich 150 °C, noch bevorzugter höher als oder gleich 70 °C und niedriger als oder gleich 120 °C durchgeführt werden. Folglich kann das Lösungsmittel, das in dem Isolierfilm 127f enthalten ist, entfernt werden.
Dann wird ein Teil des Isolierfilms 127f mit sichtbarem Licht oder Ultraviolettstrahlen belichtet. Hier wird dann, wenn eine positive ein Acrylharz enthaltende photoempfindliche Harz-Zusammensetzung für den Isolierfilm 127f verwendet wird, ein Bereich, in dem die Isolierschicht 127 in einem späteren Schritt nicht ausgebildet wird, mit sichtbarem Licht oder Ultraviolettstrahlen bestrahlt. Die Isolierschicht 127 wird in Bereichen ausgebildet, die zwischen zwei beliebigen der leitfähigen Schichten 152B, 152G und 152R und um die leitfähige Schicht 152C liegen. Daher werden die Oberseiten der leitfähigen Schichten 152B, 152G, 152R und 152C mit sichtbarem Licht oder Ultraviolettstrahlen bestrahlt. Es sei angemerkt, dass dann, wenn ein negatives photoempfindliches Material für den Isolierfilm 127f verwendet wird, der Bereich, in dem die Isolierschicht 127 auszubilden ist, mit sichtbarem Licht oder Ultraviolettstrahlen bestrahlt.
Die Breite der später auszubildenden Isolierschicht 127 kann gemäß dem belichteten Bereich des Isolierfilms 127f gesteuert werden. Bei dieser Ausführungsform wird eine Verarbeitung derart durchgeführt, dass die Isolierschicht 127 einen Abschnitt umfasst, der sich mit der Oberseite der leitfähigen Schicht 151 überlappt.
Hier kann dann, wenn eine isolierende Sperrschicht gegen Sauerstoff (z. B. ein Aluminiumoxidfilm) als eine oder beide der Opferschicht 158 (der Opferschichten 158B, 158G und 158R) und des anorganischen Isolierfilms 125f bereitgestellt wird, die Diffusion von Sauerstoff in die organischen Verbindungsschichten 103B, 103G und 103R unterdrückt werden. Wenn die organische Verbindungsschicht mit Licht (sichtbarem Licht oder Ultraviolettstrahlen) bestrahlt wird, wird die organische Verbindung, die in der organischen Verbindungsschicht enthalten ist, in einen angeregten Zustand versetzt, und eine Reaktion zwischen der organischen Verbindung und Sauerstoff in der Atmosphäre wird in einigen Fällen gefördert. Insbesondere könnte dann, wenn die organische Verbindungsschicht mit Licht (sichtbarem Licht oder Ultraviolettstrahlen) in einer Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre bestrahlt, Sauerstoff an die organische Verbindung, die in der organischen Verbindungsschicht enthalten ist, gebunden werden. Indem die Opferschicht 158 und der anorganische Isolierfilm 125f über der inselförmigen organischen Verbindungsschicht bereitgestellt werden, kann die Bindung von Sauerstoff in der Atmosphäre an die organische Verbindung, die in der organischen Verbindungsschicht enthalten ist, unterdrückt werden.
Als Nächstes wird, wie in 9A dargestellt, eine Entwicklung durchgeführt, um den freiliegenden Bereich des Isolierfilms 127f zu entfernen, wodurch eine Isolierschicht 127a ausgebildet wird. Die Isolierschicht 127a wird in Bereichen, die zwischen zwei beliebigen der leitfähigen Schichten 152B, 152G und 152R liegen, und einem Bereich um die leitfähige Schicht 152C ausgebildet. Hier kann dann, wenn ein Acrylharz für den Isolierfilm 127f verwendet wird, kann eine alkalische Lösung, wie z. B. TMAH, als Entwicklerlösung verwendet werden.
Als Nächstes wird, wie in 9B dargestellt, eine Ätzbehandlung mit der Isolierschicht 127a als Maske durchgeführt, um einen Teil des anorganischen Isolierfilms 125f zu entfernen und die Dicke eines Teils der Opferschichten 158B, 158G und 158R zu verringern. Daher wird die anorganische Isolierschicht 125 unter der Isolierschicht 127a ausgebildet. Es sei angemerkt, dass die Ätzbehandlung zur Verarbeitung des anorganischen Isolierfilms 125f unter Verwendung der Isolierschicht 127a als Maske nachstehend als erste Ätzbehandlung bezeichnet werden kann.
Mit anderen Worten: Die Opferschichten 158B, 158G und 158R werden nicht vollständig durch die erste Ätzbehandlung entfernt, und die Ätzbehandlung wird unterbrochen, wenn die Dicke der Opferschichten 158B, 158G und 158R verringert wird. Die Opferschichten 158B, 158G und 158R verbleiben auf diese Weise über den entsprechenden organischen Verbindungsschichten 103B, 103G und 103R, wodurch verhindert werden kann, dass die organischen Verbindungsschichten 103B, 103G und 103R durch eine Behandlung in einem späteren Schritt beschädigt werden.
Die erste Ätzbehandlung kann durch ein Trockenätzen oder ein Nassätzen durchgeführt werden. Es sei angemerkt, dass der anorganische Isolierfilm 125f vorzugsweise unter Verwendung eines Materials ausgebildet wird, das demjenigen der Opferschichten 158B, 158G und 158R ähnlich ist, wobei in diesem Fall die Verarbeitung des anorganischen Isolierfilms 125f und die Verringerung der Dicke des freiliegenden Teils der Opferschicht 158 durch die erste Ätzbehandlung gleichzeitig durchgeführt werden können.
Durch Ätzen unter Verwendung der Isolierschicht 127a mit einer sich verjüngenden Seitenfläche als Maske können die Seitenfläche der anorganischen Isolierschicht 125 und obere Kantenabschnitte der Seitenflächen der Opferschichten 158B, 158G und 158R relativ leicht eine sich verjüngende Form aufweisen.
In dem Fall, in dem beispielsweise die erste Ätzbehandlung durch ein Trockenätzen durchgeführt wird, kann ein auf Chlor basierendes Gas verwendet werden. Als auf Chlor basierendes Gas kann eines von Cl₂, BCl₃, SiCl₄, CCl₄ und dergleichen oder eine Mischung aus zwei oder mehr von ihnen verwendet werden. Außerdem kann ein Sauerstoffgas, ein Wasserstoffgas, ein Heliumgas, ein Argongas oder dergleichen oder eine Mischung aus zwei oder mehr von ihnen nach Bedarf dem auf Chlor basierenden Gas zugesetzt. Durch das Trockenätzen kann die dünnen Bereiche der Opferschichten 158B, 158G und 158R mit vorteilhafter In-Plane-Gleichmäßigkeit ausgebildet werden.
Die erste Ätzbehandlung kann beispielsweise durch ein Nassätzen durchgeführt werden. Durch Verwendung eines Nassätzens können Schäden an die organischen Verbindungsschichten 103B, 103G und 103R im Vergleich zu dem Fall der Verwendung eines Trockenätzens verringert werden.
Das Nassätzen wird vorzugsweise unter Verwendung einer sauren chemischen Lösung durchgeführt. Als saure chemische Lösung wird vorzugsweise eine chemische Lösung, die eine von Phosphorsäure, Flusssäure, Salpetersäure, Essigsäure, Oxalsäure, Schwefelsäure und dergleichen enthält, oder eine gemischte chemische Lösung (auch als gemischte Säure bezeichnet) verwendet, die zwei oder mehr von diesen Säuren enthält.
Das Nassätzen kann unter Verwendung einer alkalischen Lösung durchgeführt werden. Beispielsweise kann TMAH, das eine alkalische Lösung ist, für das Nassätzen eines Aluminiumoxidfilms verwendet werden. In diesem Fall kann ein Puddle-Nassätzen durchgeführt werden.
Dann wird eine Wärmebehandlung (auch als Nachbacken bezeichnet) durchgeführt. Die Wärmebehandlung kann die Isolierschicht 127a in die Isolierschicht 127 mit einer sich verjüngenden Seitenfläche ändern (siehe 9C). Die Wärmebehandlung wird bei einer Temperatur von niedriger als die obere Temperaturgrenze der organischen Verbindungsschicht durchgeführt. Die Wärmebehandlung kann bei einer Substrattemperatur von höher als oder gleich 50 °C und niedriger als oder gleich 200 °C, bevorzugt höher als oder gleich 60 °C und niedriger als oder gleich 150 °C, bevorzugter höher als oder gleich 70 °C und niedriger als oder gleich 130 °C durchgeführt werden. Die Erwärmungsatmosphäre kann eine Luftatmosphäre oder eine inerte Atmosphäre sein. Außerdem kann die Erwärmungsatmosphäre eine Atmosphäre mit Atmosphärendruck oder eine Atmosphäre mit reduziertem Druck sein. Die Substrattemperatur bei der Wärmebehandlung dieses Schritts ist vorzugsweise höher als diejenige bei der Wärmebehandlung (Vorbacken) nach der Ausbildung des Isolierfilms 127f.
Die Wärmebehandlung kann eine Haftung zwischen der Isolierschicht 127 und der anorganischen Isolierschicht 125 verbessern und eine Korrosionsbeständigkeit der Isolierschicht 127 erhöhen. Des Weiteren kann aufgrund der Änderung der Form der Isolierschicht 127a ein Endabschnitt der anorganischen Isolierschicht 125 mit der Isolierschicht 127 bedeckt werden.
Wenn die Opferschichten 158B, 158G und 158R nicht vollständig durch die erste Ätzbehandlung entfernt werden und die dünner gemachten Opferschichten 158B, 158G und 158R verbleiben, kann verhindert werden, dass die organischen Verbindungsschichten 103B, 103G und 103R bei der Wärmebehandlung beschädigt und verschlechtert werden. Dies erhöht die Zuverlässigkeit der Licht emittierenden Vorrichtung.
Als Nächstes, wie in 10A dargestellt, wird eine Ätzbehandlung mit der Isolierschicht 127 als Maske durchgeführt, um einen Teil der Opferschichten 158B, 158G und 158R zu entfernen. Zu diesem Zeitpunkt wird in einigen Fällen auch ein Teil der anorganischen Isolierschicht 125 entfernt. Durch die Ätzbehandlung werden Öffnungen in den Opferschichten 158B, 158G und 158R ausgebildet, und die Oberseiten der organischen Verbindungsschichten 103B, 103G und 103R und der leitfähigen Schicht 152C in den Öffnungen freigelegt. Es sei angemerkt, dass die Ätzbehandlung zum Freilegen der organischen Verbindungsschichten 103B, 103G und 103R unter Verwendung der Isolierschicht 127 als Maske nachstehend als zweite Ätzbehandlung bezeichnet werden kann.
Die zweite Ätzbehandlung wird durch ein Nassätzen durchgeführt. Durch Verwendung eines Nassätzverfahrens können Schäden an die organischen Verbindungsschichten 103B, 103G und 103R im Vergleich zu dem Fall der Verwendung eines Trockenätzverfahrens verringert werden. Das Nassätzen kann unter Verwendung einer sauren chemischen Lösung oder einer alkalischen Lösung wie in dem Fall der ersten Ätzbehandlung durchgeführt werden.
Eine Wärmebehandlung kann durchgeführt werden, nachdem die organischen Verbindungsschichten 103B, 103G und 103R teilweise freigelegt worden sind. Durch die Wärmebehandlung können beispielsweise Wasser, das in der organischen Verbindungsschicht enthalten ist, und Wasser, das an der Oberfläche der organischen Verbindungsschicht adsorbiert wird, entfernt werden. Die Form der Isolierschicht 127 kann durch die Wärmebehandlung geändert werden. Insbesondere kann die Isolierschicht 127 erweitert werden, um mindestens einen/eine von dem Kantenabschnitt der anorganischen Isolierschicht 125, den Kantenabschnitten der Opferschichten 158B, 158G und 158R sowie die Oberseiten der organischen Verbindungsschichten 103B, 103G und 103R zu bedecken.
10A stellt ein Beispiel dar, in dem ein Teil des Kantenabschnitts der Opferschicht 158G (insbesondere eines durch die erste Ätzbehandlung ausgebildeten sich verjüngenden Abschnitts) mit der Isolierschicht 127 bedeckt wird und ein durch die zweite Ätzbehandlung ausgebildeter sich verjüngender Abschnitt freigelegt wird (siehe 3A).
Die Isolierschicht 127 kann den gesamten Kantenabschnitt der Opferschicht 158G bedecken. Beispielsweise kann der Kantenabschnitt der Isolierschicht 127 herabhängen, um den Kantenabschnitt der Opferschicht 158G zu bedecken. Als weiteres Beispiel kann der Kantenabschnitt der Isolierschicht 127 in Kontakt mit der Oberseite mindestens einer der organischen Verbindungsschichten 103B, 103G und 103R sein.
Als Nächstes wird, wie in 10B dargestellt, eine gemeinsame Elektrode 155 über den organischen Verbindungsschichten 103B, 103G und 103R, der leitfähigen Schicht 152C und der Isolierschicht 127 ausgebildet. Die gemeinsame Elektrode 155 kann durch ein Sputterverfahren, ein Vakuumverdampfungsverfahren oder dergleichen ausgebildet werden. Alternativ kann die gemeinsame Elektrode 155 ausgebildet werden, indem ein Film, der durch ein Verdampfungsverfahren ausgebildet wird, und ein Film, der durch ein Sputterverfahren ausgebildet wird, übereinander angeordnet werden.
Als Nächstes wird, wie in 10C dargestellt, die Schutzschicht 131 über der gemeinsamen Elektrode 155 ausgebildet. Die Schutzschicht 131 kann durch ein Vakuumverdampfungsverfahren, ein Sputterverfahren, ein CVD-Verfahren, ein ALD-Verfahren oder dergleichen ausgebildet werden.
Dann wird das Substrat 120 über der Schutzschicht 131 unter Verwendung der Harzschicht 122 gebunden, wodurch die Licht emittierende Einrichtung hergestellt werden kann. Bei dem Verfahren zur Herstellung der Licht emittierenden Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird, wie vorstehend beschrieben, die Isolierschicht 156 derart ausgebildet, dass sie einen Bereich umfasst, der sich mit der Seitenfläche der leitfähigen Schicht 151 überlappt, und die leitfähige Schicht 152 wird derart ausgebildet, dass sie die leitfähige Schicht 151 und die Isolierschicht 156 bedeckt. Dies kann die Ausbeute der Licht emittierenden Einrichtung erhöhen und die Erzeugung von Defekten verhindern.
Wie vorstehend beschrieben, werden bei dem Verfahren zur Herstellung der Licht emittierenden Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die inselförmigen organischen Verbindungsschichten 103B, 103G und 103R nicht durch Verwendung einer feinen Metallmaske, sondern durch die Verarbeitung eines Films, der an der gesamten Oberfläche ausgebildet wird, ausgebildet; daher können die inselförmigen Schichten derart ausgebildet werden, dass sie eine gleichmäßige Dicke aufweisen. Folglich kann eine hochauflösende Licht emittierende Einrichtung oder eine Licht emittierende Einrichtung mit einem hohen Öffnungsverhältnis erhalten werden. Des Weiteren kann selbst dann, wenn die Auflösung oder das Öffnungsverhältnis hoch ist und der Abstand zwischen den Subpixeln sehr kurz ist, verhindert werden, dass die organischen Verbindungsschichten 103B, 103G und 103R in Kontakt miteinander in den benachbarten Subpixeln sind. Als Ergebnis kann die Erzeugung eines Leckstroms zwischen den Subpixeln verhindert werden. Dies kann das Nebensprechen verhindern, so dass eine Licht emittierende Einrichtung mit sehr hohem Kontrast erhalten werden kann. Außerdem kann selbst eine Licht emittierende Einrichtung, die durch ein Photolithographieverfahren ausgebildete Licht emittierende Tandem-Vorrichtungen umfasst, vorteilhafte Eigenschaften aufweisen.
(Ausführungsform 4)
Bei dieser Ausführungsform wird die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand von 11A bis 11G und 12A bis 12I beschrieben.
[Pixellayout]
Bei dieser Ausführungsform werden Pixellayouts, die sich von derjenigen in 2A und 2B unterscheiden, hauptsächlich beschrieben. Es gibt keine besondere Beschränkung bezüglich der Anordnung von Subpixeln, und verschiedene Verfahren können zum Einsatz kommen. Beispiele für die Anordnung von Subpixeln umfassen eine Streifen-Anordnung, eine S-Streifen-Anordnung, eine Matrix-Anordnung, eine Delta-Anordnung, eine Bayer-Anordnung und eine PenTile-Anordnung.
Bei dieser Ausführungsform entsprechen die Oberseitenformen der Subpixel, die in den Darstellungen gezeigt werden, Oberseitenformen von Licht emittierenden Bereichen.
Beispiele für eine Oberseitenform des Subpixels umfassen Polygone, wie z. B. ein Dreieck, ein Viereck (einschließlich eines Rechtecks und eines Quadrats) und ein Fünfeck; Polygone mit abgerundeten Ecken; eine Ellipse; und einen Kreis.
Die Schaltung, die das Subpixel bildet, ist nicht notwendigerweise innerhalb der Dimensionen des in den Darstellungen dargestellten Subpixels angeordnet und kann außerhalb des Subpixels angeordnet sein.
Bei dem in 11A dargestellten Pixel 178 kommt eine S-Streifen-Anordnung zum Einsatz. Das in 11A dargestellte Pixel 178 umfasst drei Subpixel, nämlich das Subpixel 110R, das Subpixel 110G und das Subpixel 110B.
Das in 11B dargestellte Pixel 178 umfasst das Subpixel 110R, dessen Oberseite eine grobe Trapezform mit abgerundeten Ecken aufweist, das Subpixel 110G, dessen Oberseite eine grobe Dreiecksform mit abgerundeten Ecken aufweist, und das Subpixel 110B, dessen Oberseite eine grobe tetragonale oder eine grobe hexagonale Form mit abgerundeten Ecken aufweist. Das Subpixel 110R weist eine größere Licht emittierende Fläche auf als das Subpixel 110G. Auf diese Weise können die Formen und Größen der Subpixel unabhängig voneinander bestimmt werden. Beispielsweise kann die Größe eines Subpixels, das eine Licht emittierende Vorrichtung mit höherer Zuverlässigkeit umfasst, kleiner sein.
Bei in 11C dargestellten Pixeln 124a und 124b kommt eine PenTile-Anordnung zum Einsatz. 11C stellt ein Beispiel dar, in dem die Pixel 124a, die die Subpixel 110R und 110G umfassen, und die Pixel 124b, die die Subpixel 110G und 110B umfassen, abwechselnd angeordnet sind.
Bei in 11D bis 11F dargestellten Pixeln 124a und 124b kommt eine Delta-Anordnung zum Einsatz. Das Pixel 124a umfasst zwei Subpixel (die Subpixel 110R und 110G) in der oberen Zeile (der ersten Zeile) und ein Subpixel (das Subpixel 110B) in der unteren Zeile (der zweiten Zeile). Das Pixel 124b umfasst ein Subpixel (das Subpixel 110B) in der oberen Zeile (der ersten Zeile) und zwei Subpixel (die Subpixel 110R und 110G) in der unteren Zeile (der zweiten Zeile).
11D stellt ein Beispiel dar, in dem jedes Subpixel eine grobe tetragonale Oberseite mit abgerundeten Ecken aufweist. 11E stellt ein Beispiel dar, in dem jedes Subpixel eine kreisförmige Oberseite aufweist. 11F stelle ein Beispiel dar, in dem jedes Subpixel eine grobe hexagonale Oberseite mit abgerundeten Ecken aufweist.
In 11F ist jedes Subpixel innerhalb eines der dichtest gepackten hexagonalen Bereiche angeordnet. Mit Fokus auf eines der Subpixel wird das Subpixel derart platziert, dass es von sechs Subpixeln umgeben wird. Die Subpixel werden derart angeordnet, dass Subpixel, die Licht der gleichen Farbe emittieren, nicht einander benachbart sind. Mit Fokus auf das Subpixel 110R ist beispielsweise das Subpixel 110R von drei Subpixeln 110G und drei Subpixeln 110B umgeben, die abwechselnd angeordnet sind.
11G stellt ein Beispiel dar, in dem Subpixel von unterschiedlichen Farben auf eine Zickzack-Weise angeordnet werden. Insbesondere werden die Positionen der obersten Seiten von zwei Subpixeln, die in der Spaltenrichtung angeordnet werden (z. B. die Subpixel 110R und 110G oder die Subpixel 110G und 11 0B), in der Draufsicht nicht ausgerichtet.
In den in 11A bis 11G dargestellten Pixeln wird beispielsweise bevorzugt, dass das Subpixel 110R ein Subpixel R ist, das rotes Licht emittiert, das Subpixel 110G ein Subpixel G ist, das grünes Licht emittiert, und das Subpixel 110B ein Subpixel B ist, das blaues Licht emittiert. Es sei angemerkt, dass die Strukturen der Subpixel nicht darauf beschränkt sind und dass die Farben und die Reihenfolge der Subpixel angemessen bestimmt werden können. Beispielsweise kann das Subpixel 110G das Subpixel R sein, das rotes Licht emittiert, und das Subpixel 110R kann das Subpixel G sein, das grünes Licht emittiert.
Bei einem Photolithographieverfahren wird es dann, wenn ein durch eine Verarbeitung auszubildendes Muster feiner wird, schwerer, die Beeinflussung von Lichtbeugung zu ignorieren; daher wird die Treue beim Übertragen eines Photomaskenmusters durch Belichtung verschlechtert, und es wird schwer, eine Photolackmaske in eine gewünschte Form zu verarbeiten. Daher ist es wahrscheinlich, dass selbst mit einem rechteckigen Photomaskenmuster ein Muster mit abgerundeten Ecken ausgebildet wird. Folglich kann die Oberseite eines Subpixels eine polygonale Form mit abgerundeten Ecken, eine elliptische Form, eine Kreisform oder dergleichen aufweisen.
Des Weiteren wird bei dem Verfahren zur Herstellung der Licht emittierenden Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die organische Verbindungsschicht unter Verwendung einer Photolackmaske in eine Inselform verarbeitet. Ein Photolackfilm, der über der organischen Verbindungsschicht ausgebildet wird, muss bei einer Temperatur von niedriger als die obere Temperaturgrenze der organischen Verbindungsschicht ausgehärtet werden. Deshalb wird der Photolackfilm in einigen Fällen in Abhängigkeit von der oberen Temperaturgrenze des Materials der der organischen Verbindungsschicht und der Aushärtungstemperatur des Photolackmaterials nicht ausreichend ausgehärtet. Ein nicht ausreichend ausgehärteter Photolackfilm kann durch eine Verarbeitung eine Form aufweisen, die sich von einer gewünschten Form unterscheidet. Als Ergebnis kann die Oberseite der organischen Verbindungsschicht eine polygonale Form mit abgerundeten Ecken, eine elliptische Form, eine Kreisform oder dergleichen aufweisen. Wenn beispielsweise eine Photolackmaske mit einer quadratischen Oberseite ausgebildet werden soll, kann eine Photolackmaske mit einer kreisförmigen Oberseite ausgebildet werden, und die Oberseite der organischen Verbindungsschicht kann kreisförmig sein.
Um eine gewünschte Oberseite der organischen Verbindungsschicht zu erhalten, kann eine Technik zur vorhergehenden Korrektur eines Maskenmusters, bei der ein übertragenes Muster mit einem Designmuster übereinstimmt (optische Nahbereichskorrektur- bzw. optical proximity correction (OPC-) Technik), verwendet werden. Insbesondere wird bei der OPC-Technik beispielsweise einem Eckabschnitt einer Figur auf einem Maskenmuster ein Muster zur Korrektur hinzugefügt.
Wie in 12A bis 12I dargestellt, kann das Pixel vier Typen von Subpixeln umfassen.
Bei dem in 12A bis 12C dargestellten Pixel 178 kommt eine Streifen-Anordnung zum Einsatz.
12A stellt ein Beispiel dar, in dem jedes Subpixel eine rechteckige Oberseite aufweist. 12B stellt ein Beispiel dar, in dem jedes Subpixel eine Oberseitenform aufweist, die durch die Kombination von zwei Halbkreisen und einem Rechteck ausgebildet wird. 12C stellt ein Beispiel dar, in dem jedes Subpixel eine elliptische Oberseite aufweist.
Bei dem in 12D bis 12F dargestellten Pixel 178 kommt eine Matrix-Anordnung zum Einsatz.
12D stellt ein Beispiel dar, in dem jedes Subpixel eine quadratische Oberseite aufweist. 12E stellt ein Beispiel dar, in dem jedes Subpixel eine im Wesentlichen quadratische Oberseite mit abgerundeten Ecken aufweist. 12F stellt ein Beispiel dar, in dem jedes Subpixel eine kreisförmige Oberseite aufweist.
12G und 12H stellen jeweils ein Beispiel dar, in dem ein Pixel 178 aus zwei Zeilen und drei Spalten besteht.
Das in 12G dargestellte Pixel 178 umfasst drei Subpixel (die Subpixel 110R, 110G und 110B) in der oberen Zeile (der ersten Zeile) und einem Subpixel (einem Subpixel 110W) in der unteren Zeile (der zweiten Zeile). Mit anderen Worten: Das Pixel 178 umfasst das Subpixel 110R in der linken Spalte (der ersten Spalte), das Subpixel 110G in der mittleren Spalte (der zweiten Spalte), das Subpixel 110B in der rechten Spalte (der dritten Spalte) und das Subpixel 110W über diese drei Spalten.
Das in 12H dargestellte Pixel 178 umfasst drei Subpixel (die Subpixel 110R, 110G und 110B) in der oberen Zeile (der ersten Zeile) und drei der Subpixel 110W in der unteren Zeile (der zweiten Zeile). Mit anderen Worten: Das Pixel 178 umfasst die Subpixel 110R und 110W in der linken Spalte (der ersten Spalte), die Subpixel 110G und 110W in der mittleren Spalte (der zweiten Spalte) und die Subpixel 110B und 110W in der rechten Spalte (der dritten Spalte). Indem die Positionen der Subpixel in der oberen Zeile und der unteren Zeile ausgerichtet werden, wie in 12H dargestellt, wird ermöglicht, dass Staub und dergleichen, die beispielsweise in dem Herstellungsprozess hergestellt werden könnten, effizient entfernt werden. Daher kann eine Licht emittierende Einrichtung mit hoher Anzeigequalität bereitgestellt werden.
In dem in 12G und 12H dargestellten Pixel 178 sind die Subpixel 110R, 110G und 110B in einem Streifenmuster angeordnet, wodurch die Anzeigequalität verbessert werden kann.
12l stellt ein Beispiel dar, in dem ein Pixel 178 aus drei Zeilen und zwei Spalten besteht.
Das in dem 12l dargestellte Pixel 178 umfasst das Subpixel 110R in der oberen Zeile (der ersten Zeile), das Subpixel 110G in der mittleren Zeile (der zweiten Zeile), das Subpixel 110B über die erste Zeile und die zweite Zeile und ein Subpixel (das Subpixel 110W) in der unteren Zeile (der dritten Zeile). Mit anderen Worten: Das Pixel 178 umfasst die Subpixel 110R und 110G in der linken Spalte (der ersten Spalte), das Subpixel 110B in der rechten Spalte (der zweiten Spalte) und das Subpixel 110W über diese zwei Spalten.
In dem in 12l dargestellten Pixel 178 sind die Subpixel 110R, 110G und 110B in einem sogenannten S-Streifenmuster angeordnet, wodurch die Anzeigequalität verbessert werden kann.
Das in jeder von 12A bis 12l dargestellte Pixel 178 besteht aus vier Subpixeln, bei denen es sich um Subpixel 110R, 110G, 110B und 110W handelt. Beispielsweise kann das Subpixel 110R ein Subpixel sein, das rotes Licht emittiert, das Subpixel 110G kann ein Subpixel sein, das grünes Licht emittiert, das Subpixel 110B kann ein Subpixel sein, das blaues Licht emittiert, und das Subpixel 110W kann ein Subpixel sein, das weißes Licht emittiert. Es sei angemerkt, dass mindestens eines der Subpixel 110R, 110G, 110B und 110W ein Subpixel sein kann, das zyanfarbenes Licht, magentafarbenes Licht, gelbes Licht oder Nah-Infrarotlicht emittiert.
Wie vorstehend beschrieben, kann bei dem Pixel, das aus Subpixeln besteht, die jeweils die Licht emittierende Vorrichtung umfassen, ein beliebiges von verschiedenen Layouts bei der Licht emittierenden Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen.
Diese Ausführungsform kann nach Bedarf mit den weiteren Ausführungsformen oder Beispielen kombiniert werden. In dem Fall, in dem eine Vielzahl von Strukturbeispielen bei einer Ausführungsform in dieser Beschreibung gezeigt wird, können die Strukturbeispiele nach Bedarf kombiniert werden.
(Ausführungsform 5)
Bei dieser Ausführungsform wird eine Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die Licht emittierende Einrichtung dieser Ausführungsform kann eine hochauflösende Licht emittierende Einrichtung sein. Daher kann die Licht emittierende Einrichtung bei dieser Ausführungsform für Anzeigeabschnitte von Informationsendgeräten (tragbaren Vorrichtungen), wie z. B. Informationsendgeräten in Form einer Armbanduhr oder eines Armreifs, und Anzeigeabschnitte von tragbaren Vorrichtungen, die am Kopf getragen werden können, wie z. B. einer VR-Vorrichtung, wie einem Head-Mounted Display (HMD) bzw. einer am Kopf befestigten Anzeige, und einer brillenartigen AR-Vorrichtung, verwendet werden.
Die Licht emittierende Einrichtung bei dieser Ausführungsform kann eine Licht emittierende Einrichtung mit hoher Definition oder eine große Licht emittierende Einrichtung sein. Dementsprechend kann die Licht emittierende Einrichtung bei dieser Ausführungsform für Anzeigeabschnitte einer Digitalkamera, einer digitalen Videokamera, einem digitalen Photorahmen, einem Mobiltelefon, einer tragbaren Spielkonsole, einem tragbaren Informationsendgerät und einer Audiowiedergabevorrichtung, zusätzlich zu Anzeigeabschnitten von elektronischen Geräten mit einem relativ großen Bildschirm, wie z. B. einem Fernsehgerät, einem Desktop- oder Notebook-PC, einem Monitor eines Computers und dergleichen, einer Digital Signage bzw. digitalen Beschilderung und einem großen Spielautomaten, wie z. B. einem Flipperautomaten, verwendet werden.
[Anzeigemodul]
13A ist eine perspektivische Ansicht eines Anzeigemoduls 280. Das Anzeigemodul 280 umfasst eine Licht emittierende Einrichtung 100A und eine FPC 290. Es sei angemerkt, dass die Licht emittierende Einrichtung, die in dem Anzeigemodul 280 enthalten ist, nicht auf die Licht emittierende Einrichtung 100A beschränkt ist und eine beliebige von Licht emittierenden Einrichtungen 100B und 100C sein kann, die nachstehend beschrieben werden.
Das Anzeigemodul 280 umfasst ein Substrat 291 und ein Substrat 292. Das Anzeigemodul 280 umfasst einen Anzeigeabschnitt 281. Der Anzeigeabschnitt 281 ist ein Bereich des Anzeigemoduls 280, in dem ein Bild angezeigt wird, und ist ein Bereich, in dem Licht, das von Pixeln, die in einem nachstehend beschriebenen Pixelabschnitt 284 bereitgestellt sind, emittiert wird, gesehen werden kann.
13B ist eine perspektivische Ansicht, die die Struktur auf der Seite des Substrats 291 schematisch darstellt. Über dem Substrat 291 sind ein Schaltungsabschnitt 282, ein Pixelschaltungsabschnitt 283 über dem Schaltungsabschnitt 282 und der Pixelabschnitt 284 über dem Pixelschaltungsabschnitt 283 übereinander angeordnet. Außerdem ist ein Anschlussabschnitt 285 zum Verbinden mit der FPC 290 in einem Abschnitt enthalten, der nicht von dem Pixelabschnitt 284 über dem Substrat 291 überlappt wird. Der Anschlussabschnitt 285 und der Schaltungsabschnitt 282 sind über einen Leitungsabschnitt 286, der aus einer Vielzahl von Leitungen ausgebildet wird, elektrisch miteinander verbunden.
Der Pixelabschnitt 284 umfasst eine Vielzahl von Pixeln 284a, die periodisch angeordnet sind. Eine vergrößerte Ansicht eines Pixels 284a wird auf der rechten Seite in 13B dargestellt. Bei den Pixeln 284a kann eine beliebige der bei den vorstehenden Ausführungsformen beschriebenen Strukturen zum Einsatz kommen.
Der Pixelschaltungsabschnitt 283 umfasst eine Vielzahl von Pixelschaltungen 283a, die periodisch angeordnet sind.
Eine Pixelschaltung 283a ist eine Schaltung, die den Betrieb einer Vielzahl von in einem Pixel 284a enthaltenen Elementen steuert. Eine Pixelschaltung 283a kann mit drei Schaltungen, die jeweils eine Lichtemission von einer Licht emittierenden Vorrichtung steuern, bereitgestellt sein. Beispielsweise kann die Pixelschaltung 283a mindestens einen Auswahltransistor, einen Stromsteuertransistor (Treibertransistor) und einen Kondensator für eine Licht emittierende Vorrichtung umfassen. Ein Gate-Signal wird in ein Gate des Auswahltransistors eingegeben, und ein Videosignal wird in einen Anschluss von Source und Drain des Auswahltransistors eingegeben. Mit einer derartigen Struktur wird eine Licht emittierende Aktiv-Matrix-Einrichtung erzielt.
Der Schaltungsabschnitt 282 umfasst eine Schaltung zum Treiben der Pixelschaltungen 283a in dem Pixelschaltungsabschnitt 283. Beispielsweise umfasst der Schaltungsabschnitt 282 vorzugsweise eine Gateleitung-Treiberschaltung und/oder eine Sourceleitung-Treiberschaltung. Der Schaltungsabschnitt 282 kann auch mindestens eine von einer arithmetischen Schaltung, einer Speicherschaltung, einer Stromzufuhrschaltung und dergleichen umfassen.
Die FPC 290 dient als Leitung zum Zuführen eines Videosignals, eines Stromversorgungspotentials oder dergleichen von außen zu dem Schaltungsabschnitt 282. Eine IC kann auf der FPC 290 montiert sein.
Das Anzeigemodul 280 kann eine Struktur aufweisen, bei der der Pixelschaltungsabschnitt 283, und/oder der Schaltungsabschnitt 282 unterhalb des Pixelabschnitts 284 angeordnet sind; daher kann das Öffnungsverhältnis (das effektive Anzeigeflächenverhältnis) des Anzeigeabschnitts 281 signifikant hoch sein. Beispielsweise kann das Öffnungsverhältnis des Anzeigeabschnitts 281 größer als oder gleich 40 % und kleiner als 100 %, bevorzugt größer als oder gleich 50 % und kleiner als oder gleich 95 %, bevorzugter größer als oder gleich 60 % und kleiner als oder gleich 95 % sein. Ferner können die Pixel 284a sehr dicht angeordnet sein, und daher kann der Anzeigeabschnitt 281 eine sehr hohe Auflösung aufweisen. Beispielsweise wird es bevorzugt, dass die Pixel 284a mit einer Auflösung von größer als oder gleich 2000 ppi, bevorzugt größer als oder gleich 3000 ppi, bevorzugter größer als oder gleich 5000 ppi, noch bevorzugter größer als oder gleich 6000 ppi und kleiner als oder gleich 20000 ppi oder kleiner als oder gleich 30000 ppi in dem Anzeigeabschnitt 281 angeordnet sind.
Ein derartiges Anzeigemodul 280 weist eine sehr hohe Auflösung auf und kann daher geeignet für eine VR-Vorrichtung, wie z. B. ein HMD, oder eine brillenartige AR-Vorrichtung verwendet werden. Beispielsweise wird selbst im Falle einer Struktur, bei der der Anzeigeabschnitt des Anzeigemoduls 280 durch eine Linse erkannt wird, verhindert, dass Pixel des sehr hochauflösenden Anzeigeabschnitts 281, der in dem Anzeigemodul 280 enthalten ist, gesehen werden, wenn der Anzeigeabschnitt durch die Linse vergrößert wird, so dass die Anzeige, durch die ein hohes Immersionsgefühl bereitgestellt wird, durchgeführt werden kann. Ohne darauf beschränkt zu sein, kann das Anzeigemodul 280 geeignet für elektronische Geräte, die einen relativ kleinen Anzeigeabschnitt umfassen, verwendet werden. Beispielsweise kann das Anzeigemodul 280 in einem Anzeigeabschnitt eines tragbaren elektronischen Geräts, wie z. B. einer Armbanduhr, vorteilhaft verwendet werden.
[Licht emittierende Einrichtung 100A]
Die in 14A dargestellte Licht emittierende Einrichtung 100A umfasst ein Substrat 301, die Licht emittierenden Vorrichtungen 130R, 130G und 130B, einen Kondensator 240 und einen Transistor 310.
Das Substrat 301 entspricht dem Substrat 291 in 13A und 13B. Der Transistor 310 umfasst einen Kanalbildungsbereich in dem Substrat 301. Als Substrat 301 kann beispielsweise ein Halbleitersubstrat, wie z. B. ein einkristallines Siliziumsubstrat, verwendet werden. Der Transistor 310 umfasst einen Teil des Substrats 301, eine leitfähige Schicht 311, einen niederohmigen Bereich 312, eine Isolierschicht 313 und eine Isolierschicht 314. Die leitfähige Schicht 311 dient als Gate-Elektrode. Die Isolierschicht 313 ist zwischen dem Substrat 301 und der leitfähigen Schicht 311 positioniert und dient als Gate-Isolierschicht. Der niederohmige Bereich 312 ist ein Bereich, in dem das Substrat 301 mit einer Verunreinigung dotiert ist, und dient als Source oder Drain. Die Isolierschicht 314 wird derart bereitgestellt, dass sie eine Seitenfläche der leitfähigen Schicht 311 bedeckt.
Eine Elementisolierschicht 315 wird zwischen zwei benachbarten Transistoren 310 derart bereitgestellt, dass sie in dem Substrat 301 eingebettet ist.
Eine Isolierschicht 261 wird derart bereitgestellt, dass sie den Transistor 310 bedeckt, und der Kondensator 240 wird über der Isolierschicht 261 bereitgestellt.
Der Kondensator 240 umfasst eine leitfähige Schicht 241, eine leitfähige Schicht 245 und eine Isolierschicht 243 zwischen den leitfähigen Schichten 241 und 245. Die leitfähige Schicht 241 dient als eine Elektrode des Kondensators 240, die leitfähige Schicht 245 dient als die andere Elektrode des Kondensators 240, und die Isolierschicht 243 dient als Dielektrikum des Kondensators 240.
Die leitfähige Schicht 241 wird über der Isolierschicht 261 bereitgestellt und ist in einer Isolierschicht 254 eingebettet. Die leitfähige Schicht 241 ist über einen Anschlusspfropfen 271, der in der Isolierschicht 261 eingebettet ist, elektrisch mit einem Anschluss von Source und Drain des Transistors 310 verbunden. Die Isolierschicht 243 ist derart bereitgestellt, dass sie die leitfähige Schicht 241 bedeckt. Die leitfähige Schicht 245 ist in einem Bereich bereitgestellt, der sich mit der leitfähigen Schicht 241 überlappt, wobei die Isolierschicht 243 dazwischen liegt.
Eine Isolierschicht 255 wird derart bereitgestellt, dass sie den Kondensator 240 bedeckt. Die Isolierschicht 174 wird über der Isolierschicht 255 bereitgestellt. Die Isolierschicht 175 wird über der Isolierschicht 174 bereitgestellt. Die Licht emittierenden Vorrichtungen 130R, 130G und 130B werden über der Isolierschicht 175 bereitgestellt. Ein Isolator wird in Bereichen zwischen benachbarten Licht emittierenden Vorrichtungen bereitgestellt. Beispielsweise werden in 14A die anorganische Isolierschicht 125 und die Isolierschicht 127 über der anorganischen Isolierschicht 125 in diesen Bereichen bereitgestellt.
Die Isolierschicht 156R wird derart bereitgestellt, dass sie einen Bereich umfasst, der sich mit der Seitenfläche der leitfähigen Schicht 151R der Licht emittierenden Vorrichtung 130R überlappt. Die Isolierschicht 156G wird derart bereitgestellt, dass sie einen Bereich umfasst, der sich mit der Seitenfläche der leitfähigen Schicht 151G der Licht emittierenden Vorrichtung 130G überlappt. Die Isolierschicht 156B wird derart bereitgestellt, dass sie einen Bereich umfasst, der sich mit der Seitenfläche der leitfähigen Schicht 151B der Licht emittierenden Vorrichtung 130B überlappt. Die leitfähige Schicht 152R wird derart bereitgestellt, dass sie die leitfähige Schicht 151R und die Isolierschicht 156R bedeckt. Die leitfähige Schicht 152G wird derart bereitgestellt, dass sie die leitfähige Schicht 151G und die Isolierschicht 156G bedeckt. Die leitfähige Schicht 152B wird derart bereitgestellt, dass sie die leitfähige Schicht 151B und die Isolierschicht 156B bedeckt. Die Opferschicht 158R ist über der organischen Verbindungsschicht 103R der Licht emittierenden Vorrichtung 130R positioniert. Die Opferschicht 158G ist über der organischen Verbindungsschicht 103G der Licht emittierenden Vorrichtung 130G positioniert. Die Opferschicht 158B ist über der organischen Verbindungsschicht 103B der Licht emittierenden Vorrichtung 130B positioniert.
Die leitfähigen Schichten 151R, 151G und 151B sind jeweils über einen Anschlusspfropfen 256, der in den Isolierschichten 243, 255, 174 und 175 eingebettet ist, die leitfähige Schicht 241, die in der Isolierschicht 254 eingebettet ist, und den Anschlusspfropfen 271, der in der Isolierschicht 261 eingebettet ist, elektrisch mit einem Anschluss von Source und Drain des entsprechenden Transistors 310 verbunden. Die Oberseite der Isolierschicht 175 liegt auf der gleichen Höhe oder im Wesentlichen auf der gleichen Höhe wie die Oberseite des Anschlusspfropfens 256. Ein beliebiges von verschiedenen leitfähigen Materialien kann für die Anschlusspfropfen verwendet werden.
Die Schutzschicht 131 wird über den Licht emittierenden Vorrichtungen 130R, 130G und 130B bereitgestellt. Das Substrat 120 ist an die Schutzschicht 131 mit die Harzschicht 122 gebunden. Auf die Ausführungsform 2 kann für die Details der Licht emittierenden Vorrichtung 130 und der darüber liegenden Komponenten bis zu dem Substrat 120 verwiesen werden. Das Substrat 120 entspricht dem Substrat 292 in 13A.
14B stellt ein Variationsbeispiel der in 14A dargestellten Licht emittierenden Einrichtung 100A dar. Die in 14B dargestellte Licht emittierende Einrichtung umfasst die Farbschichten 132R, 132G und 132B, und jede der Licht emittierenden Vorrichtungen 130 umfasst einen Bereich, der sich mit einer der Farbschichten 132R, 132G und 132B überlappt. Bei der in 14B dargestellten Licht emittierenden Einrichtung kann die Licht emittierende Vorrichtung 130 beispielsweise weißes Licht emittieren. Beispielsweise können die Farbschicht 132R, die Farbschicht 132G und die Farbschicht 132B rotes Licht, grünes Licht bzw. blaues Licht übertragen.
[Licht emittierende Einrichtung 100B]
15 ist eine perspektivische Ansicht der Licht emittierenden Einrichtung 100B, und 16A ist eine Querschnittsansicht der Licht emittierenden Einrichtung 100B.
Bei der Licht emittierenden Einrichtung 100B sind ein Substrat 352 und ein Substrat 351 aneinander befestigt. In 15 wird das Substrat 352 durch eine gestrichelte Linie bezeichnet.
Die Licht emittierende Einrichtung 100B umfasst den Pixelabschnitt 177, den Verbindungsabschnitt 140, eine Schaltung 356, eine Leitung 355 und dergleichen. 15 stellt ein Beispiel dar, in dem eine IC 354 und eine FPC 353 auf die Licht emittierende Einrichtung 100B montiert werden. Daher kann die in 15 dargestellte Struktur als Anzeigemodul angesehen werden, das die Licht emittierende Einrichtung 100B, die integrierte Schaltung (IC) und die FPC umfasst. Hier wird eine Licht emittierende Einrichtung, in der ein Substrat mit einem Verbindungselement, wie z. B. einer FPC, ausgestattet wird oder mit einer IC montiert wird, wird als Anzeigemodul bezeichnet.
Der Verbindungsabschnitt 140 wird außerhalb des Pixelabschnitts 177 bereitgestellt. Der Verbindungsabschnitt 140 kann entlang einer Seite oder einer Vielzahl von Seiten des Pixelabschnitts 177 bereitgestellt werden. Die Anzahl von Verbindungsabschnitten 140 kann eins oder mehr sein. 15 stellt ein Beispiel dar, in dem der Verbindungsabschnitt 140 derart bereitgestellt wird, dass er die vier Seiten des Pixelabschnitts 177 umschließt. An dem Verbindungsabschnitt 140 ist eine gemeinsame Elektrode einer Licht emittierenden Vorrichtung elektrisch mit einer leitfähigen Schicht verbunden, so dass ein Potential der gemeinsamen Elektrode zugeführt werden kann.
Als Schaltung 356 kann beispielsweise eine Abtastleitungstreiberschaltung verwendet werden.
Die Leitung 355 weist eine Funktion zum Zuführen eines Signals und eines Stroms zu dem Pixelabschnitt 177 und der Schaltung 356 auf. Das Signal und der Strom werden von außen über die FPC 353 oder von der IC 354 in die Leitung 355 eingegeben.
15 stellt ein Beispiel dar, in dem die IC 354 durch ein Chip-on-Glass-(COG-) Verfahren, ein Chip-on-Film- (COF-) Verfahren oder dergleichen über dem Substrat 351 bereitgestellt wird. Als IC 354 kann beispielsweise eine IC verwendet werden, die eine Abtastleitungstreiberschaltung, eine Signalleitungstreiberschaltung oder dergleichen umfasst. Es sei angemerkt, dass die Licht emittierende Einrichtung 100B und das Anzeigemodul nicht notwendigerweise mit einer IC versehen sind. Die IC kann alternativ beispielsweise durch ein COF-Verfahren auf der FPC montiert werden.
16A stellt ein Beispiel für Querschnitte eines Teils eines Bereichs, der die FPC 353 umfasst, eines Teils der Schaltung 356, eines Teils des Pixelabschnitts 177, eines Teils des Verbindungsabschnitts 140 und eines Teils eines Bereichs, der einen Kantenabschnitt der Licht emittierenden Einrichtung 100B umfasst, dar.
Die in 16A dargestellte Licht emittierende Einrichtung 100B umfasst einen Transistor 201, einen Transistor 205, die Licht emittierende Vorrichtung 130R, die rotes Licht emittiert, die Licht emittierende Vorrichtung 130G, die grünes Licht emittiert, die Licht emittierende Vorrichtung 130B, die blaues Licht emittiert, und dergleichen zwischen dem Substrat 351 und dem Substrat 352.
Die mehrschichtige Struktur jeder der Licht emittierenden Vorrichtungen 130R, 130G und 130B ist gleich wie diejenige, die in 6A dargestellt wird, mit Ausnahme der Struktur der Pixelelektrode. Für die Details der Licht emittierenden Vorrichtungen kann auf die Ausführungsformen 1 und 2 verwiesen werden.
Die Licht emittierende Vorrichtung 130R umfasst eine leitfähige Schicht 224R, die leitfähige Schicht 151R über der leitfähigen Schicht 224R und die leitfähige Schicht 152R über der leitfähigen Schicht 151R. Die Licht emittierende Vorrichtung 130G umfasst eine leitfähige Schicht 224G, die leitfähige Schicht 151G über der leitfähigen Schicht 224G und der leitfähigen Schicht 152G über der leitfähigen Schicht 151G. Die Licht emittierende Vorrichtung 130B umfasst eine leitfähige Schicht 224B, die leitfähige Schicht 151B über der leitfähigen Schicht 224B und die leitfähige Schicht 152B über der leitfähigen Schicht 151B. Hier können die leitfähigen Schichten 224R, 151R und 152R kollektiv als Pixelelektrode der Licht emittierenden Vorrichtung 130R bezeichnet werden; die leitfähigen Schichten 151R und 152R, mit Ausnahme der leitfähigen Schicht 224R, können auch als Pixelelektrode der Licht emittierenden Vorrichtung 130R bezeichnet werden. Auf ähnliche Weise können die leitfähigen Schichten 224G, 151G und 152G kollektiv als Pixelelektrode der Licht emittierenden Vorrichtung 130G bezeichnet werden; die leitfähigen Schichten 151G und 152G, mit Ausnahme der leitfähigen Schicht 224G, können auch als Pixelelektrode der Licht emittierenden Vorrichtung 130G bezeichnet werden. Die leitfähigen Schichten 224B, 151B und 152B können kollektiv als Pixelelektrode der Licht emittierenden Vorrichtung 130B bezeichnet werden; die leitfähigen Schichten 151B und 152B, mit Ausnahme der leitfähigen Schicht 224B, können auch als Pixelelektrode der Licht emittierenden Vorrichtung 130B bezeichnet werden.
Die leitfähige Schicht 224R ist über die in einer Isolierschicht 214 bereitgestellte Öffnung mit einer leitfähigen Schicht 222b, die in dem Transistor 205 enthalten ist, verbunden. Der Kantenabschnitt der leitfähigen Schicht 151R wird von dem Kantenabschnitt der leitfähigen Schicht 224R nach außen positioniert. Die Isolierschicht 156R wird derart bereitgestellt, dass sie einen Bereich umfasst, der in Kontakt mit der Seitenfläche der leitfähigen Schicht 151R ist, und die leitfähige Schicht 152R wird derart bereitgestellt, dass sie die leitfähige Schicht 151R und die Isolierschicht 156R bedeckt.
Die leitfähigen Schichten 224G, 151G und 152G und die Isolierschicht 156G in der Licht emittierenden Vorrichtung 130G werden nicht ausführlich beschrieben, da sie ähnlich sind wie die leitfähigen Schichten 224R, 151R und 152R bzw. die Isolierschicht 156R in der Licht emittierenden Vorrichtung 130R; das Gleiche gilt für die leitfähigen Schichten 224B, 151B und 152B und die Isolierschicht 156B in der Licht emittierenden Vorrichtung 130B.
Die leitfähigen Schichten 224R, 224G und 224B weisen jeweils einen vertieften Abschnitt auf, der eine in der Isolierschicht 214 bereitgestellte Öffnung bedeckt. Eine Schicht 128 wird in dem vertieften Abschnitt eingebettet.
Die Schicht 128 weist eine Funktion zum Füllen der vertieften Abschnitte der leitfähigen Schichten 224R, 224G und 224B auf, um die Planarität zu erhalten. Über den leitfähigen Schichten 224R, 224G und 224B und der Schicht 128 werden die leitfähigen Schichten 151R, 151G und 151B bereitgestellt, die elektrisch mit den leitfähigen Schichten 224R, 224G bzw. 224B verbunden sind. Daher können die Bereiche, die sich mit den vertieften Abschnitten der leitfähigen Schichten 224R, 224G und 224B überlappen, auch als Licht emittierende Bereiche verwendet werden, wodurch das Öffnungsverhältnis des Pixels erhöht werden kann.
Die Schicht 128 kann eine Isolierschicht oder eine leitfähige Schicht sein. Eines von verschiedenen anorganischen Isoliermaterialien, organischen Isoliermaterialien und leitfähigen Materialien kann für die Schicht 128 angemessen verwendet werden. Insbesondere wird die Schicht 128 vorzugsweise unter Verwendung eines Isoliermaterials ausgebildet und wird insbesondere vorzugsweise unter Verwendung eines organischen Isoliermaterials ausgebildet. Die Schicht 128 kann beispielsweise unter Verwendung eines für die Isolierschicht 127 verwendbaren organischen Isoliermaterials ausgebildet werden.
Die Schutzschicht 131 wird über den Licht emittierenden Vorrichtungen 130R, 130G und 130B bereitgestellt. Die Schutzschicht 131 und das Substrat 352 werden mit einer Klebeschicht 142 aneinander gebunden. Das Substrat 352 wird mit einer lichtundurchlässigen Schicht 157 bereitgestellt. Eine solide Abdichtungsstruktur, eine hohle Abdichtungsstruktur oder dergleichen kann zum Einsatz kommen, um die Licht emittierende Vorrichtung 130 abzudichten. In 16A kommt eine solide Abdichtungsstruktur zum Einsatz, bei der ein Raum zwischen dem Substrat 352 und dem Substrat 351 mit der Klebeschicht 142 gefüllt wird. Alternativ kann der Raum mit einem Inertgas (z. B. Stickstoff oder Argon) gefüllt werden, d. h., dass eine hohle Abdichtungsstruktur zum Einsatz kommen kann. In diesem Fall kann die Klebeschicht 142 derart bereitgestellt werden, dass sie sich mit der Licht emittierenden Vorrichtung nicht überlappen. Alternativ kann der Raum mit einem anderen Harz als der rahmenartigen Klebeschicht 142 gefüllt werden.
16A stellt ein Beispiel dar, in dem der Verbindungsabschnitt 140 eine durch Verarbeitung des gleichen leitfähigen Films wie der leitfähigen Schichten 224R, 224G und 224B erhaltene leitfähige Schicht 224C; die durch Verarbeitung des gleichen leitfähigen Films wie der leitfähigen Schichten 151R, 151G und 151 B erhaltene leitfähige Schicht 151C; und die durch Verarbeitung des gleichen leitfähigen Films wie der leitfähigen Schichten 152R, 152G und 152B erhaltene leitfähige Schicht 152C umfasst. In dem in 16A dargestellten Beispiel wird die Isolierschicht 156C derart bereitgestellt, dass sie einen Bereich umfasst, der sich mit der Seitenfläche der leitfähigen Schicht 151C überlappt.
Die Licht emittierende Einrichtung 100B weist eine Top-Emission-Struktur auf. Licht von der Licht emittierenden Vorrichtung wird in Richtung des Substrats 352 emittiert. Für das Substrat 352 wird vorzugsweise ein Material verwendet, das eine hohe Durchlässigkeitseigenschaft für sichtbares Licht aufweist. Die Pixelelektrode enthält ein Material, das sichtbares Licht reflektiert, und die Gegenelektrode (die gemeinsame Elektrode 155) enthält ein Material, das sichtbares Licht durchlässt.
Der Transistor 201 und der Transistor 205 werden über dem Substrat 351 ausgebildet. Diese Transistoren können unter Verwendung der gleichen Materialien in den gleichen Schritten ausgebildet werden.
Über dem Substrat 351 werden eine Isolierschicht 211, eine Isolierschicht 213, eine Isolierschicht 215 und eine Isolierschicht 214 in dieser Reihenfolge bereitgestellt. Ein Teil der Isolierschicht 211 dient als Gate-Isolierschicht jedes Transistors. Ein Teil der Isolierschicht 213 dient als Gate-Isolierschicht jedes Transistors. Die Isolierschicht 215 wird bereitgestellt, um die Transistoren zu bedecken. Die Isolierschicht 214 wird bereitgestellt, um die Transistoren zu bedecken, und weist eine Funktion als Planarisierungsschicht auf. Es sei angemerkt, dass die Anzahl von Gate-Isolierschichten und die Anzahl von Isolierschichten, die die Transistoren bedecken, nicht beschränkt sind, und sie können jeweils eins oder mehr sein.
Ein Material, durch das Verunreinigungen, wie z. B. Wasser und Wasserstoff, nicht leicht diffundieren, wird vorzugsweise für mindestens eine der Isolierschichten verwendet, die die Transistoren bedecken. Dies liegt daran, dass eine derartige Isolierschicht als Sperrschicht dienen kann. Mit einer derartigen Struktur kann die Diffusion von Verunreinigungen von außen in die Transistoren effektiv unterdrückt werden und kann die Zuverlässigkeit der Licht emittierenden Einrichtung erhöht werden.
Ein anorganischer Isolierfilm wird vorzugweise als jede der Isolierschichten 211, 213 und 215 verwendet. Als anorganischer Isolierfilm kann beispielsweise ein Siliziumnitridfilm, ein Siliziumoxynitridfilm, ein Siliziumoxidfilm, ein Siliziumnitridoxidfilm, ein Aluminiumoxidfilm oder ein Aluminiumnitridfilm verwendet werden. Alternativ kann ein Hafniumoxidfilm, ein Yttriumoxidfilm, ein Zirconiumoxidfilm, ein Galliumoxidfilm, ein Tantaloxidfilm, ein Magnesiumoxidfilm, ein Lanthanoxidfilm, ein Ceroxidfilm, ein Neodymoxidfilm oder dergleichen verwendet werden. Eine Schichtanordnung, die zwei oder mehr der vorstehenden Isolierfilme umfasst, kann auch verwendet werden.
Eine organische Isolierschicht ist für die Isolierschicht 214 geeignet, die als Planarisierungsschicht dient. Beispiele für Materialien, die für die organische Isolierschicht verwendet werden können, umfassen ein Acrylharz, ein Polyimidharz, ein Epoxidharz, ein Polyamidharz, ein Polyimidamidharz, ein Siloxanharz, ein Harz auf Benzocyclobuten-Basis, ein Phenolharz und Vorläufer dieser Harze. Die Isolierschicht 214 kann eine mehrschichtige Struktur aus einer organischen Isolierschicht und einer anorganischen Isolierschicht aufweisen. Die äußersten Schicht der Isolierschicht 214 dient vorzugsweise als Ätzschutzschicht. Dies kann die Ausbildung eines vertieften Abschnitts in der Isolierschicht 214 bei der Verarbeitung der leitfähigen Schicht 224R, 151R, 152R oder dergleichen verhindern. Alternativ kann ein vertiefter Abschnitt in der Isolierschicht 214 bei der Verarbeitung der leitfähigen Schicht 224R, 151R, 152R oder dergleichen bereitgestellt werden.
Die Transistoren 201 und 205 umfassen jeweils eine leitfähige Schicht 221, die als Gate dient, die Isolierschicht 211, die als Gate-Isolierschicht dient, eine leitfähige Schicht 222a und eine leitfähige Schicht 222b, die als Source und Drain dienen, eine Halbleiterschicht 231, die Isolierschicht 213, die als Gate-Isolierschicht dient, und eine leitfähige Schicht 223, die als Gate dient. Hier wird eine Vielzahl von Schichten, die durch Verarbeiten des gleichen leitfähigen Films erhalten werden, durch den gleichen Schraffurmuster dargestellt. Die Isolierschicht 211 ist zwischen der leitfähigen Schicht 221 und der Halbleiterschicht 231 positioniert. Die Isolierschicht 213 ist zwischen der leitfähigen Schicht 223 und der Halbleiterschicht 231 positioniert.
Es gibt keine besondere Beschränkung bezüglich der Struktur der Transistoren, die in der Licht emittierenden Einrichtung dieser Ausführungsform enthalten sind. Beispielsweise kann ein Planartransistor, ein Staggered-Transistor oder ein Inverted-Staggered-Transistor verwendet werden. Es kann ein Top-Gate-Transistor oder ein Bottom-Gate-Transistor verwendet werden. Alternativ können Gates über und unter einer Halbleiterschicht, in der ein Kanal gebildet wird, bereitgestellt sein.
Die Struktur, bei der die Halbleiterschicht, in der ein Kanal gebildet wird, zwischen zwei Gates bereitgestellt ist, wird für die Transistoren 201 und 205 verwendet. Die zwei Gates können miteinander verbunden und mit dem gleichen Signal versorgt werden, um den Transistor zu betreiben. Alternativ kann die Schwellenspannung des Transistors gesteuert werden, indem ein Potential zum Steuern der Schwellenspannung an eines der zwei Gates angelegt wird und ein Potential zum Betreiben an das anderen der zwei Gates angelegt wird.
Es gibt keine besondere Beschränkung bezüglich der Kristallinität eines Halbleitermaterials, das für die Transistoren verwendet wird, und entweder ein amorpher Halbleiter oder ein Halbleiter mit Kristallinität (ein mikrokristalliner Halbleiter, ein polykristalliner Halbleiter, ein einkristalliner Halbleiter oder ein Halbleiter, der teilweise Kristallbereiche umfasst) kann verwendet werden. Vorzugsweise wird ein Halbleiter mit Kristallinität verwendet, wobei in diesem Fall eine Verschlechterung der Transistoreigenschaften verhindert werden kann.
Die Halbleiterschicht des Transistors enthält vorzugsweise ein Metalloxid. Das heißt, dass ein Transistor, der ein Metalloxid in seinem Kanalbildungsbereich enthält (nachstehend auch als OS-Transistor bezeichnet), vorzugsweise in der Licht emittierenden Einrichtung dieser Ausführungsform verwendet wird.
Beispiele für einen Oxidhalbleiter mit Kristallinität umfassen einen kristallinen Oxidhalbleiter mit Ausrichtung bezüglich der c-Achse (c-axis aligned crystalline oxide semiconductor, CAAC-OS), einen nanokristallinen Oxidhalbleiter (nanocrystalline oxide semiconductor, nc-OS) und dergleichen.
Alternativ kann ein Transistor, der Silizium in seinem Kanalbildungsbereich enthält (ein Si-Transistor), verwendet werden. Beispiele für Silizium umfassen einkristallines Silizium, polykristallines Silizium und amorphes Silizium. Im Besonderen kann ein Transistor, der Niedertemperatur-Polysilizium (low temperature polysilicon, LTPS) in einer Halbleiterschicht enthält (nachstehend auch als LTPS-Transistor bezeichnet), verwendet werden. Ein LTPS-Transistor weist eine hohe Feldeffektbeweglichkeit und vorteilhafte Frequenzeigenschaften auf.
Unter Verwendung von Si-Transistoren, wie z. B. LTPS-Transistoren, kann eine Schaltung, die mit einer hohen Frequenz betrieben werden muss (z. B. eine Source-Treiberschaltung), an demselben Substrat wie der Anzeigeabschnitt ausgebildet werden. Dies ermöglicht eine Vereinfachung einer externen Schaltung, die auf die Licht emittierende Einrichtung montiert wird, und eine Verringerung der Kosten von Teilen und Montagekosten.
Ein OS-Transistor weist viel höhere Feldeffektbeweglichkeit auf als ein Transistor, der amorphes Silizium enthält. Außerdem weist der OS-Transistor einen sehr geringen Leckstrom zwischen einer Source und einem Drain im Sperrzustand (nachstehend auch als Sperrstrom bezeichnet) auf, und Ladungen, die in einem Kondensator akkumuliert sind, der in Reihe mit dem Transistor geschaltet ist, können lange Zeit gehalten werden. Des Weiteren kann der Stromverbrauch der Licht emittierenden Einrichtung mit dem OS-Transistor verringert werden.
Um die Leuchtdichte der Licht emittierenden Vorrichtung, die in der Pixelschaltung enthalten ist, zu erhöhen, muss die Menge an Strom, der durch die Licht emittierende Vorrichtung geleitet wird, erhöht werden. Um die Strommenge zu erhöhen, muss die Source-Drain-Spannung eines Treibertransistors, der in der Pixelschaltung enthalten ist, erhöht werden. Ein OS-Transistor weist eine höhere Spannungsfestigkeit zwischen einer Source und einem Drain auf als ein Si-Transistor; somit kann eine hohe Spannung zwischen der Source und dem Drain des OS-Transistors angelegt werden. Daher kann dann, wenn ein OS-Transistor als Treibertransistor in der Pixelschaltung verwendet wird, die Menge an Strom, der durch die Licht emittierende Vorrichtung fließt, erhöht werden, so dass die Leuchtdichte der Licht emittierenden Vorrichtung erhöht werden kann.
Wenn Transistoren in einem Sättigungsbereich arbeiten, kann eine Änderung eines Source-Drain-Stroms bezüglich einer Änderung einer Gate-Source-Spannung in einem OS-Transistor kleiner sein als in einem Si-Transistor. Dementsprechend kann dann, wenn ein OS-Transistor als Treibertransistor in der Pixelschaltung verwendet wird, ein Strom, der zwischen der Source und dem Drain fließt, durch eine Änderung einer Gate-Source-Spannung exakt eingestellt werden; somit kann die Menge an Strom, der durch die Licht emittierende Vorrichtung fließt, gesteuert werden. Folglich kann die Anzahl von Graustufen, die durch die Pixelschaltung ausgedrückt werden, erhöht werden.
Bezüglich der Sättigungseigenschaften eines Stroms, der in dem Fall fließt, in dem Transistoren in einem Sättigungsbereich arbeiten, kann selbst dann, wenn sich die Source-Drain-Spannung eines OS-Transistors allmählich erhöht, ein stabilerer Strom (Sättigungsstrom) durch den OS-Transistor geleitet werden als durch einen Si-Transistor. Daher kann unter Verwendung eines OS-Transistors als Treibertransistor ein stabiler Strom durch Licht emittierende Vorrichtungen geleitet werden, selbst wenn beispielsweise die Strom-Spannung-Eigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtungen variieren. Mit anderen Worten: Wenn der OS-Transistor in dem Sättigungsbereich arbeitet, ändert sich der Source-Drain-Strom kaum mit einer Erhöhung der Source-Drain-Spannung; somit kann die Leuchtdichte der Licht emittierenden Vorrichtung stabil sein.
Wie vorstehend beschrieben, ist es durch Verwendung von OS-Transistoren als Treibertransistoren, die in den Pixelschaltungen enthalten sind, beispielsweise möglich, eine Verschlechterung des Schwarzpegels zu verhindern, die Leuchtdichte zu erhöhen, die Anzahl von Graustufen zu erhöhen, und Schwankungen von Licht emittierenden Vorrichtungen zu unterdrücken.
Beispielsweise enthält die Halbleiterschicht vorzugsweise Indium, M (M ist eine oder mehrere von Gallium, Aluminium, Silizium, Bor, Yttrium, Zinn, Kupfer, Vanadium, Beryllium, Titan, Eisen, Nickel, Germanium, Zirconium, Molybdän, Lanthan, Cer, Neodym, Hafnium, Tantal, Wolfram und Magnesium) und Zink. Insbesondere ist M vorzugsweise eines oder mehrere von Aluminium, Gallium, Yttrium und Zinn.
Für die Halbleiterschicht wird besonders bevorzugt ein Oxid, das Indium (In), Gallium (Ga) und Zink (Zn) enthält (auch als IGZO bezeichnet), verwendet. Vorzugsweise wird ein Oxid, das Indium, Zinn und Zink enthält, verwendet. Vorzugsweise wird ein Oxid, das Indium, Gallium, Zinn und Zink enthält, verwendet. Vorzugsweise wird ein Oxid verwendet, das Indium (In), Aluminium (Al) und Zink (Zn) enthält (auch als IAZO bezeichnet). Vorzugsweise wird ein Oxid verwendet, das Indium (In), Aluminium (Al), Gallium (Ga) und Zink (Zn) enthält (auch als IAGZO bezeichnet).
Wenn die Halbleiterschicht ein In-M-Zn-Oxid ist, ist das Atomverhältnis von In vorzugsweise größer als oder gleich dem Atomverhältnis von M in dem In-M-Zn-Oxid. Beispiele für das Atomverhältnis der Metallelemente in einem derartigen In-M-Zn-Oxid sind In:M:Zn = 1:1:1, 1:1:1,2, 2:1:3, 3:1:2, 4:2:3, 4:2:4,1, 5:1:3, 5:1:6, 5:1:7, 5:1:8, 6:1:6 und 5:2:5 und eine Zusammensetzung in der Nähe von einem beliebigen der vorstehenden Atomverhältnisse. Es sei angemerkt, dass die Nähe des Atomverhältnisses ±30 % eines beabsichtigten Atomverhältnisses mit einschließt.
Beispielsweise ist in dem Fall, in dem ein Atomverhältnis von In:Ga:Zn = 4:2:3 oder eine Zusammensetzung in der Nähe davon beschrieben wird, der Fall enthalten, in dem unter der Annahme, dass der atomare Anteil von In 4 ist, der atomare Anteil von Ga größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich 3 ist und der atomare Anteil von Zn größer als oder gleich 2 und kleiner als oder gleich 4 ist. In dem Fall, in dem ein Atomverhältnis von In:Ga:Zn = 5:1:6 oder eine Zusammensetzung in der Nähe davon beschrieben wird, ist der Fall enthalten, in dem unter der Annahme, dass der atomare Anteil von In 5 ist, der atomare Anteil von Ga größer als 0,1 und kleiner als oder gleich 2 und der atomare Anteil von Zn ist größer als oder gleich 5 und kleiner als oder gleich 7. In dem Fall, in dem ein Atomverhältnis von In:Ga:Zn = 1:1:1 oder eine Zusammensetzung in der Nähe davon beschrieben wird, ist der Fall enthalten, in dem unter der Annahme, dass der atomare Anteil von In 1 ist, der atomare Anteil von Ga größer als 0,1 und kleiner als oder gleich 2 und der atomare Anteil von Zn ist größer als 0,1 und kleiner als oder gleich 2.
Die Transistoren, die in der Schaltung 356 enthalten sind, und die Transistoren, die in dem Pixelabschnitt 177 enthalten sind, können die gleiche Struktur oder unterschiedliche Strukturen aufweisen. Eine Struktur oder zwei oder mehr Arten von Strukturen kann/können für eine Vielzahl von Transistoren, die in der Schaltung 356 enthalten sind, verwendet werden. In ähnlicher Weise kann/können eine Struktur oder zwei oder mehr Arten von Strukturen für eine Vielzahl von Transistoren, die in dem Pixelabschnitt 177 enthalten sind, verwendet werden.
Alle Transistoren, die in dem Pixelabschnitt 177 enthalten sind, können OS-Transistoren sein, oder alle Transistoren, die in dem Pixelabschnitt 177 enthalten sind, können Si-Transistoren sein. Alternativ können einige der Transistoren, die in dem Pixelabschnitt 177 enthalten sind, OS-Transistoren sein, und die anderen können Si-Transistoren sein.
Beispielsweise kann dann, wenn sowohl ein LTPS-Transistor als auch ein OS-Transistor in dem Pixelabschnitt 177 verwendet werden, die Licht emittierende Einrichtung einen niedrigen Stromverbrauch und eine hohe Treiberfähigkeit aufweisen. Es sei angemerkt, dass eine Struktur, bei der ein LTPS-Transistor und ein OS-Transistor in Kombination verwendet werden, in einigen Fällen als LTPO bezeichnet wird. Beispielsweise wird es bevorzugt, dass ein OS-Transistor als Transistor verwendet, der als Schalter zum Steuern einer elektrischen Verbindung zwischen Leitungen dient, und ein LTPS-Transistor als Transistor zum Steuern eines Stroms verwendet wird.
Beispielsweise dient ein Transistor, der in dem Pixelabschnitt 177 enthalten ist, als Transistor zum Steuern eines Stroms, der durch die Licht emittierende Vorrichtung fließt, und kann als Treibertransistor bezeichnet werden. Ein Anschluss von Source und Drain des Treibertransistors ist elektrisch mit der Pixelelektrode der Licht emittierenden Vorrichtung verbunden. Ein LTPS-Transistor wird vorzugsweise als Treibertransistor verwendet. In diesem Fall kann die Menge an Strom, der durch die Licht emittierende Vorrichtung fließt, in der Pixelschaltung erhöht werden.
Ein anderer Transistor, der in dem Pixelabschnitt 177 enthalten ist, dient als Schalter zum Steuern der Auswahl oder Nichtauswahl eines Pixels und kann als Auswahltransistor bezeichnet werden. Ein Gate des Auswahltransistors ist elektrisch mit einer Gate-Leitung verbunden und ein Anschluss von Source und Drain davon ist elektrisch mit einer Source-Leitung (Signalleitung) verbunden. Ein OS-Transistor wird vorzugsweise als Auswahltransistor verwendet. In diesem Fall kann die Graustufe des Pixels selbst mit einer sehr niedrigen Bildfrequenz (z. B. niedriger als oder gleich 1 fps) aufrechterhalten werden; daher kann der Stromverbrauch verringert werden, indem der Treiber beim Anzeigen eines Standbildes gestoppt wird.
Wie vorstehend beschrieben, kann die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung alle von einem hohen Öffnungsverhältnis, einer hohen Auflösung, einer hohen Anzeigequalität und einem niedrigen Stromverbrauch aufweisen.
Es sei angemerkt, dass die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Struktur aufweist, die den OS-Transistor und die Licht emittierende Vorrichtung mit einer metallmaskenlosen (metal maskless, MML-) Struktur umfasst. Diese Struktur kann einen Leckstrom, der durch einen Transistor fließen könnte, und einen Leckstrom, der zwischen benachbarten Licht emittierenden Vorrichtungen fließen könnte (in einigen Fällen als horizontaler Leckstrom oder lateraler Leckstrom bezeichnet) stark verringern. Indem Bilder auf der Licht emittierenden Einrichtung mit dieser Struktur angezeigt werden, kann dem Betrachter eine oder mehrere von der Knackigkeit eines Bildes, der Schärfe eines Bildes, einer hohen Farbsättigung und einem hohen Kontrastverhältnis gebracht werden. Wenn ein Leckstrom, der durch den Transistor fließen könnte, und ein lateraler Leckstrom, der zwischen den Licht emittierenden Vorrichtungen fließen könnte, sehr niedrig sind, kann ein Lichtaustritt bei der Schwarzanzeige (Verschlechterung des Schwarzpegels) oder dergleichen minimiert werden.
Insbesondere wird in dem Fall, in dem bei einer Licht emittierenden Vorrichtung mit einer MML-Struktur eine Side-by-Side- (SBS-) Struktur, bei der es sich um die vorstehend beschriebene Struktur zur separaten Ausbildung oder Farbgebung von Licht emittierenden Schichten handelt, verwendet wird, eine Schicht, die zwischen Licht emittierenden Vorrichtungen bereitgestellt wird (beispielsweise auch als organische Schicht oder gemeinsame Schicht, die zwischen den Licht emittierenden Vorrichtungen im Allgemeinen verwendet wird), getrennt; folglich kann ein seitlicher Leckstrom verhindert werden oder sehr gering sein.
16B und 16C stellen weitere Strukturbeispiele von Transistoren dar.
Transistoren 209 und 210 umfassen jeweils die leitfähige Schicht 221, die als Gate dient, die Isolierschicht 211, die als Gate-Isolierschicht dient, die Halbleiterschicht 231, die einen Kanalbildungsbereich 231i und ein Paar von niederohmigen Bereichen 231n umfasst, die leitfähige Schicht 222a, die mit einem des Paars von niederohmigen Bereichen 231n verbunden ist, die leitfähige Schicht 222b, die mit dem anderen des Paars von niederohmigen Bereichen 231n verbunden ist, eine Isolierschicht 225, die als Gate-Isolierschicht dient, die leitfähige Schicht 223, die als Gate dient, und die Isolierschicht 215, die die leitfähige Schicht 223 bedeckt. Die Isolierschicht 211 ist zwischen der leitfähigen Schicht 221 und dem Kanalbildungsbereich 231i positioniert. Die Isolierschicht 225 ist mindestens zwischen der leitfähigen Schicht 223 und dem Kanalbildungsbereich 231i positioniert. Ferner kann eine Isolierschicht 218, die den Transistor bedeckt, bereitgestellt werden.
16B stellt ein Beispiel des Transistors 209 dar, in dem die Isolierschicht 225 die Ober- und Seitenflächen der Halbleiterschicht 231 bedeckt. Die leitfähige Schicht 222a und die leitfähige Schicht 222b sind über Öffnungen, die in der Isolierschicht 225 und der Isolierschicht 215 bereitgestellt sind, mit den entsprechenden niederohmigen Bereichen 231n verbunden. Eine der leitfähigen Schichten 222a und 222b dient als Source und die andere dient als Drain.
In dem Transistor 210, der in 16C dargestellt wird, überlappt sich die Isolierschicht 225 mit dem Kanalbildungsbereich 231i der Halbleiterschicht 231, nicht mit den niederohmigen Bereichen 231n. Beispielsweise wird die Struktur, die in 16C dargestellt wird, erhalten, indem die Isolierschicht 225 unter Verwendung der leitfähigen Schicht 223 als Maske verarbeitet wird. In 16C wird die Isolierschicht 215 bereitgestellt, um die Isolierschicht 225 und die leitfähige Schicht 223 zu bedecken, und die leitfähige Schicht 222a und die leitfähige Schicht 222b sind über die Öffnungen in der Isolierschicht 215 mit den entsprechenden niederohmigen Bereichen 231n verbunden.
Ein Verbindungsabschnitt 204 ist in einem Bereich des Substrats 351 bereitgestellt, mit dem sich das Substrat 352 nicht überlappt. An dem Verbindungsabschnitt 204 ist die Leitung 355 über eine leitfähige Schicht 166 und eine Verbindungsschicht 242 elektrisch mit der FPC 353 verbunden. Als Beispiel weist der leitfähige Schicht 166 eine mehrschichtige Struktur aus folgenden Filmen auf: ein durch Verarbeitung des gleichen leitfähigen Films wie der leitfähigen Schichten 224R, 224G und 224B erhaltener leitfähiger Film; ein durch Verarbeitung des gleichen leitfähigen Films wie der leitfähigen Schichten 151R, 151G und 151B erhaltener leitfähiger Film; und ein durch Verarbeitung des gleichen leitfähigen Films wie der leitfähigen Schichten 152R, 152G und 152B erhaltener leitfähiger Film. An der Oberseite des Verbindungsabschnitts 204 wird die leitfähige Schicht 166 freigelegt. Daher können der Verbindungsabschnitt 204 und die FPC 353 über die Verbindungsschicht 242 elektrisch miteinander verbunden sein.
Die lichtundurchlässige Schicht 157 wird vorzugsweise auf der Oberfläche des Substrats 352 auf der Seite des Substrats 351 bereitgestellt. Die lichtundurchlässige Schicht 157 kann über einem Bereich zwischen benachbarten Licht emittierenden Vorrichtungen, in dem Verbindungsabschnitt 140, in der Schaltung 356 und dergleichen bereitgestellt werden. Verschiedene optische Teile können an der Außenseite des Substrats 352 angeordnet sein.
Ein Material, das für das Substrat 120 verwendet werden kann, kann für jedes der Substrate 351 und 352 verwendet werden.
Ein Material, das für die Harzschicht 122 verwendet werden kann, kann für die Klebeschicht 142 verwendet werden.
Als Verbindungsschicht 242 kann ein anisotroper leitfähiger Film (anisotropic conductive film, ACF), eine anisotrope leitfähige Paste (anisotropic conductive paste, ACP) oder dergleichen verwendet werden.
[Licht emittierende Einrichtung 100H]
Eine in 17 dargestellte Licht emittierende Einrichtung 100H unterscheidet sich von der in 16A dargestellten Licht emittierenden Einrichtung 100B hauptsächlich dadurch, dass sie eine Bottom-Emission-Struktur aufweist.
Licht von der Licht emittierenden Vorrichtung wird in Richtung des Substrats 351 emittiert. Für das Substrat 351 wird vorzugsweise ein Material verwendet, das eine hohe Durchlässigkeitseigenschaft für sichtbares Licht aufweist. Im Gegensatz dazu gibt es keine Beschränkung bezüglich der Lichtdurchlässigkeitseigenschaft eines für das Substrat 352 verwendeten Materials.
Die lichtundurchlässige Schicht 157 wird vorzugsweise zwischen dem Substrat 351 und dem Transistor 201 und zwischen dem Substrat 351 und dem Transistor 205 ausgebildet. 17 stellt ein Beispiel dar, in dem die lichtundurchlässige Schicht 157 über dem Substrat 351 bereitgestellt wird, eine Isolierschicht 153 über der lichtundurchlässigen Schicht 157 bereitgestellt wird und die Transistoren 201 und 205 und dergleichen werden über der Isolierschicht 153 bereitgestellt.
Die Licht emittierende Vorrichtung 130R umfasst eine leitfähige Schicht 112R, eine leitfähige Schicht 126R über der leitfähigen Schicht 112R, eine leitfähige Schicht 129R über der leitfähigen Schicht 126R und die organische Verbindungsschicht 103R.
Die Licht emittierende Vorrichtung 130B umfasst eine leitfähige Schicht 112B, eine leitfähige Schicht 126B über der leitfähigen Schicht 112B, eine leitfähige Schicht 129B über der leitfähigen Schicht 126B und die organische Verbindungsschicht 103B.
Ein Material mit einer hohen Durchlässigkeitseigenschaft für sichtbares Licht wird für jede der leitfähigen Schichten 112R, 112B, 126R, 126B, 129R und 129B verwendet. Ein Material, das sichtbares Licht reflektiert, wird vorzugsweise für die gemeinsame Elektrode 155 verwendet.
Obwohl in 17 nicht dargestellt, wird die Licht emittierende Vorrichtung 130G auch bereitgestellt.
Obwohl 17 und dergleichen ein Beispiel darstellen, in dem die Oberseite der Schicht 128 einen ebenen Abschnitt aufweist, ist die Form der Schicht 128 nicht eigens beschränkt.
[Licht emittierende Einrichtung 100C]
Die in 18A dargestellte Licht emittierende Einrichtung 100C ist ein Variationsbeispiel der in 16A dargestellten Licht emittierenden Einrichtung 100B und unterscheidet sich von der Licht emittierenden Einrichtung 100B hauptsächlich dadurch, dass die Licht emittierende Einrichtung 100C die Farbschichten 132R, 132G und 132B umfasst.
In der Licht emittierenden Einrichtung 100C umfasst die Licht emittierende Vorrichtung 130 einen Bereich, der sich mit einer der Farbschichten 132R, 132G und 132B überlappt. Die Farbschichten 132R, 132G und 132B können an einer Oberfläche des Substrats 352 auf der Seite des Substrats 351 bereitgestellt werden. Die Kantenabschnitte der Farbschichten 132R, 132G und 132B können sich mit der lichtundurchlässigen Schicht 157 überlappen.
In der Licht emittierenden Einrichtung 100C kann die Licht emittierende Vorrichtung 130 beispielsweise weißes Licht emittieren. Die Farbschicht 132R, die Farbschicht 132G und die Farbschicht 132B können beispielsweise rotes Licht, grünes Licht bzw. blaues Licht übertragen. Es sei angemerkt, dass in der Licht emittierenden Einrichtung 100C die Farbschichten 132R, 132G und 132B zwischen der Schutzschicht 131 und der Klebeschicht 142 bereitgestellt werden können.
Obwohl 16A, 18A und dergleichen ein Beispiel darstellen, in dem die Oberseite der Schicht 128 einen ebenen Abschnitt aufweist, ist die Form der Schicht 128 nicht eigens beschränkt. 18B bis 18D stellen Variationsbeispiele der Schicht 128 dar.
Wie in 18B und 18D dargestellt, kann die Oberseite der Schicht 128 eine derartige Form aufweisen, dass in dem Querschnitt ihre Mitte und die Umgebung davon vertieft sind (d. h. eine Form mit einer konkaven Oberfläche).
Wie in 18C dargestellt, kann die Oberseite der Schicht 128 eine Form aufweisen, in der sich in dem Querschnitt ihr Zentrum und die Umgebung davon wölben, d. h. eine Form mit einer konvexen Oberfläche.
Die Oberseite der Schicht 128 kann eine konvexe Oberfläche und/oder eine konkave Oberfläche aufweisen. Die Anzahl von konvexen Oberflächen und die Anzahl von konkaven Oberflächen, die in der Oberseite der Schicht 128 enthalten sind, sind nicht beschränkt und können jeweils eins oder mehr sein.
Die Höhe der Oberseite der Schicht 128 und die Höhe der Oberseite der leitfähigen Schicht 224R können gleich oder im Wesentlichen gleich sein, oder sie können sich voneinander unterscheiden. Beispielsweise kann die Höhe der Oberseite der Schicht 128 entweder niedriger oder höher als die Höhe der Oberseite der leitfähigen Schicht 224R sein.
18B kann als Darstellung eines Beispiels angesehen werden, in dem die Schicht 128 in den vertieften Abschnitt der leitfähigen Schicht 224R eingepasst wird. Im Gegensatz dazu kann, wie in 18D dargestellt, die Schicht 128 auch außerhalb des vertieften Abschnitts der leitfähigen Schicht 224R existieren, d. h., dass sich die Oberseite der Schicht 128 über den vertieften Abschnitt erstrecken kann.
Diese Ausführungsform kann nach Bedarf mit den weiteren Ausführungsformen oder Beispielen kombiniert werden. In dem Fall, in dem eine Vielzahl von Strukturbeispielen bei einer Ausführungsform in dieser Beschreibung gezeigt wird, können die Strukturbeispiele nach Bedarf kombiniert werden.
(Ausführungsform 6)
Bei dieser Ausführungsform werden elektronische Geräte von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Elektronische Geräte dieser Ausführungsform umfassen die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in ihren Anzeigeabschnitten. Die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist sehr zuverlässig, und ihre Auflösung und Definition können leicht erhöht werden. Daher kann die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für Anzeigeabschnitte von verschiedenen elektronischen Geräten verwendet werden.
Beispiele für die elektronische Geräte umfassen zusätzlich zu elektronischen Geräten mit einem relativ großen Bildschirm, wie beispielsweise einem Fernsehgerät, einem Desktop- oder Notebook-PC, einem Monitor eines Computers und dergleichen, einer Digital Signage und einem großen Spielautomaten, wie z. B. einem Flipperautomaten, eine Digitalkamera, eine digitale Videokamera, einen digitalen Photorahmen, ein Mobiltelefon, eine tragbare Spielkonsole, ein tragbares Informationsendgerät und eine Audiowiedergabevorrichtung.
Insbesondere kann die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine hohe Auflösung aufweisen und kann daher vorteilhaft für ein elektronisches Gerät mit einem relativ kleinen Anzeigeabschnitt verwendet werden. Beispiele für ein derartiges elektronisches Gerät umfassen eine Informationsendgerätvorrichtung in Form einer Armbanduhr oder eines Armreifs (tragbare Vorrichtung) und eine tragbare Vorrichtung, die am Kopf getragen wird, wie z. B. eine VR-Vorrichtung, wie z. B. ein Head-Mounted Display, eine brillenartige AR-Vorrichtung und eine MR-Vorrichtung.
Die Definition der Licht emittierenden Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise so hoch wie HD (Anzahl der Pixel: 1280 × 720), FHD (Anzahl der Pixel: 1920 × 1080), WQHD (Anzahl der Pixel: 2560 × 1440), WQXGA (Anzahl der Pixel: 2560 × 1600), 4K (Anzahl der Pixel: 3840 × 2160) oder 8K (Anzahl der Pixel: 7680 × 4320). Im Besonderen wird eine Definition von 4K, 8K oder höher bevorzugt. Die Pixeldichte (Auflösung) der Licht emittierenden Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt höher als oder gleich 100 ppi, bevorzugter höher als oder gleich 300 ppi, noch bevorzugter höher als oder gleich 500 ppi, noch bevorzugter höher als oder gleich 1000 ppi, noch bevorzugter höher als oder gleich 2000 ppi, noch bevorzugter höher als oder gleich 3000 ppi, noch bevorzugter höher als oder gleich 5000 ppi und sogar noch bevorzugter höher als oder gleich 7000 ppi. Mit einer derartigen Licht emittierenden Einrichtung mit hoher Definition und/oder hoher Auflösung kann das elektronische Gerät einen höheren realistischen Eindruck, eine Tiefenwahrnehmung und dergleichen bei privater Nutzung, wie z. B. beim mobilen Gebrauch oder bei der Nutzung zu Hause, bereitstellen. Es gibt keine besondere Beschränkung bezüglich des Bildschirmverhältnisses (Seitenverhältnisses) der Licht emittierenden Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Beispielsweise ist die Licht emittierende Einrichtung mit verschiedenen Bildschirmverhältnissen, wie z. B. 1:1 (ein Quadrat), 4:3, 16:9 und 16:10, kompatibel.
Das elektronische Gerät bei dieser Ausführungsform kann einen Sensor (einen Sensor mit einer Funktion zum Messen von Kraft, Verschiebung, Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Winkelgeschwindigkeit, Drehzahl, Abstand, Licht, Flüssigkeit, Magnetismus, Temperatur, einer chemischen Substanz, Ton, Zeit, Härte, elektrischem Feld, Strom, Spannung, elektrischer Leistung, Strahlung, Durchflussrate, Feuchtigkeit, Steigungsgrad, Schwingung, eines Geruchs oder Infrarotstrahlen) umfassen.
Das elektronische Gerät bei dieser Ausführungsform kann verschiedene Funktionen aufweisen. Beispielsweise kann das elektronische Gerät bei dieser Ausführungsform eine Funktion zum Anzeigen verschiedener Daten (z. B. eines Standbildes, eines bewegten Bildes und eines Textbildes) auf dem Anzeigeabschnitt, eine Touchscreen-Funktion, eine Funktion zum Anzeigen eines Kalenders, des Datums, der Zeit und dergleichen, eine Funktion zum Ausführen diverser Arten von Softwares (Programmen), eine drahtlose Kommunikationsfunktion und eine Funktion zum Lesen eines Programms oder der Daten, das/die in einem Speichermedium gespeichert ist/sind, aufweisen.
Beispiele für am Kopf montierte tragbare Vorrichtungen werden anhand von 19A bis 19D beschrieben. Diese tragbare Vorrichtungen weist mindestens eine von einer Funktion zum Anzeigen von AR-Inhalten, einer Funktion zum Anzeigen von VR-Inhalten, einer Funktion zum Anzeigen von SR-Inhalten und einer Funktion zum Anzeigen von MR-Inhalten auf. Das elektronische Gerät mit einer Funktion zum Anzeigen von Inhalten von mindestens einer von AR, VR, SR, MR und dergleichen ermöglicht dem Benutzer, ein höheres Immersionsniveau zu erleben.
Ein in 19A dargestelltes elektronisches Gerät 700A und ein in 19B dargestelltes elektronisches Gerät 700B umfassen jeweils ein Paar von Anzeigebildschirmen 751, ein Paar von Gehäusen 721, einen Kommunikationsabschnitt (nicht dargestellt), ein Paar von zu tragenden Abschnitten 723, einen Steuerabschnitt (nicht dargestellt), einen Abbildungsabschnitt (nicht dargestellt), ein Paar von optischen Teilen 753, einen Rahmen 757 und ein Paar von Nasenpads 758.
Die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann für die Anzeigebildschirme 751 verwendet werden. Daher wird ein sehr zuverlässiges elektronisches Gerät erhalten.
Die elektronischen Geräte 700A und 700B können jeweils auf den Anzeigebildschirmen 751 angezeigte Bilder auf Anzeigebereiche 756 der optischen Teile 753 projizieren. Da die optischen Teile 753 eine Lichtdurchlässigkeitseigenschaft aufweisen, kann der Benutzer auf den Anzeigebereichen angezeigte Bilder sehen, die durch die optischen Teile 753 betrachtete Transmissionsbilder überlagern. Folglich sind die elektronischen Geräte 700A und 700B elektronische Geräte, die eine AR-Anzeige ermöglichen.
In den elektronischen Geräten 700A und 700B kann eine Kamera, die zur Abbildung nach vorne geeignet ist, als Abbildungsabschnitt bereitgestellt werden. Des Weiteren wenn die elektronischen Geräte 700A und 700B mit einem Beschleunigungssensor, wie z. B. einem Gyroskopsensor, bereitgestellt werden, kann die Orientierung des Kopfs des Benutzers erkannt werden, und ein Bild entsprechend der Orientierung kann auf den Anzeigebereichen 756 angezeigt werden.
Der Kommunikationsabschnitt umfasst eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung, und beispielsweise kann ein Videosignal von der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung zugeführt werden. Anstelle der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung oder zusätzlich dazu kann ein Verbindungselement, das mit einem Kabel zum Zuführen eines Videosignals und eines Stromversorgungspotentials verbunden sein kann, bereitgestellt werden.
Die elektronischen Geräte 700A und 700B werden mit einer Batterie bereitgestellt, so dass sie kontaktlos und/oder mit Leitung geladen werden kann.
Ein Berührungssensormodul kann in dem Gehäuse 721 bereitgestellt werden. Das Berührungssensormodul weist eine Funktion zum Erkennen einer Berührung an der Außenseite der Gehäuse 721 auf. Indem eine Tippen-Bedienung, eine Gleiten-Bedienung oder dergleichen von dem Benutzer mit dem Berührungssensormodul erkannt wird, werden verschiedene Arten von Verarbeitungen ermöglicht. Beispielsweise kann ein Video durch ein Tippen-Bedienung pausiert oder wiederaufgenommen werden, und es kann durch eine Gleiten-Bedienung schnell vorgespult oder schnell zurückgespult werden. Wenn das Berührungssensormodul wird in jeder der zwei Gehäuse 721 bereitgestellt, können die Bedienungsmöglichkeiten der Operation vergrößert werden.
Verschiedene Berührungssensoren können auf das Berührungssensormodul angewendet werden. Beispielsweise kann eines von Berührungssensoren der folgenden Typen verwendet werden: ein kapazitiver Typ, ein resistiver Typ, ein Infrarot-Typ, ein elektromagnetischer Induktions-Typ, ein oberflächenakkustischer Wellen-Typ und ein optischer Typ. Insbesondere wird ein kapazitiver Sensor oder ein optischer Sensor vorzugsweise für das Berührungssensormodul verwendet.
In dem Fall, in dem ein optischer Berührungssensor verwendet wird, kann eine photoelektrische Umwandlungsvorrichtung (auch als photoelektrisches Umwandlungselement bezeichnet) als Licht empfangendes Element verwendet werden. Ein anorganischer Halbleiter und/oder ein organischer Halbleiter können für eine Aktivschicht der photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung verwendet werden.
Ein in 19C dargestelltes elektronisches Gerät 800A und ein in 19D dargestelltes elektronisches Gerät 800B umfassen jeweils ein Paar von Anzeigeabschnitten 820, ein Gehäuse 821, einen Kommunikationsabschnitt 822, ein Paar von zu tragenden Abschnitten 823, einen Steuerabschnitt 824, ein Paar von Abbildungsabschnitten 825 und ein Paar von Linsen 832.
Die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in den Anzeigeabschnitten 820 verwendet werden. Daher wird ein sehr zuverlässiges elektronisches Gerät erhalten.
Die Anzeigeabschnitte 820 befinden sich innerhalb des Gehäuses 821 derart, dass sie durch die Linsen 832 gesehen werden. Wenn das Paar von Anzeigeabschnitten 820 unterschiedliche Bilder anzeigen, kann eine dreidimensionale Anzeige unter Verwendung einer Parallaxe durchgeführt werden.
Die elektronischen Geräte 800A und 800B können als elektronische Geräte für VR angesehen werden. Der Benutzer, der das elektronische Gerät 800A oder das elektronische Gerät 800B trägt, kann auf den Anzeigeabschnitten 820 angezeigte Bilder durch die Linsen 832 sehen.
Die elektronischen Geräte 800A und 800B umfassen vorzugsweise einen Mechanismus zur Anpassung der lateralen Positionen der Linsen 832 und der Anzeigeabschnitte 820, so dass sich die Linsen 832 und die Anzeigeabschnitte 820 gemäß den Positionen der Augen des Benutzers optimal befinden. Außerdem umfassen die elektronischen Geräte 800A und 800B vorzugsweise einen Mechanismus zum Anpassen des Fokus durch Ändern des Abstands zwischen den Linsen 832 und den Anzeigeabschnitten 820.
Das elektronische Gerät 800A oder das elektronische Gerät 800B kann mit den zu tragenden Abschnitten 823 an dem Kopf des Benutzers montiert werden. Beispielsweise zeigt 19C ein Beispiel, in dem der zu tragende Abschnitt 823 eine Form wie einen Bügel (auch als Verbindung oder dergleichen) von Brillen aufweist; jedoch ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. Der zu tragende Abschnitt 823 kann eine beliebige Form, mit der der Benutzer das elektronische Gerät tragen kann, z. B. eine Form eines Helms oder eines Bandes, aufweisen.
Der Abbildungsabschnitt 825 weist eine Funktion zum Erhalten von Informationen über die Außenumgebung auf. Durch den Abbildungsabschnitt 825 erhaltene Daten können an den Anzeigeabschnitt 820 ausgegeben werden. Ein Bildsensor kann für den Abbildungsabschnitt 825 verwendet werden. Außerdem kann eine Vielzahl von Kameras bereitgestellt werden, um eine Vielzahl von Sichtfeldern, wie z. B. ein Teleskop-Sichtfeld und ein Weitwinkel-Sichtfeld, zu umfassen.
Obwohl ein Beispiel, in dem die Abbildungsabschnitte 825 bereitgestellt werden, hier gezeigt, muss lediglich ein Entfernungssensor (nachstehend auch als Erfassungsabschnitt bezeichnet), der einen Abstand zwischen dem Benutzer und einem Objekt bereitgestellt werden. Mit anderen Worten: Der Abbildungsabschnitt 825 ist eine Ausführungsform des Erfassungsabschnitts. Als Erfassungsabschnitt kann beispielsweise ein Bildsensor oder ein Entfernungsbildsensor, wie z. B. ein LiDAR- (light detection and ranging) Sensor, verwendet werden. Durch Verwendung von durch die Kamera erhaltenen Bildern und durch den Entfernungsbildsensor enthaltenen Bildern können mehr Informationen erhalten werden und wird eine Gestenoperation mit höherer Genauigkeit ermöglicht.
Das elektronische Gerät 800A kann einen Vibrationsmechanismus umfassen, der als Knochenleitungs-Ohrhörer dient. Beispielsweise kann mindestens eines von dem Anzeigeabschnitt 820, dem Gehäuse 821 und dem zu tragenden Abschnitt 823 den Vibrationsmechanismus umfassen. Daher kann der Benutzer Videos und Töne nur durch Tragen des elektronischen Geräts 800A genießen, ohne eine Audiovorrichtung, wie z. B. Kopfhörer, Ohrhörer oder einen Lautsprecher, zusätzlich zu erfordern.
Die elektronischen Geräte 800A und 800B können jeweils einen Eingangsanschluss umfassen. Mit dem Eingangsanschluss kann ein Kabel zum Zuführen eines Videosignals von einer Videoausgabevorrichtung oder dergleichen, des Stroms zum Laden einer in dem elektronischen Gerät bereitgestellten Batterie und dergleichen verbunden sein.
Das elektronische Gerät einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Funktion zur Durchführung der drahtlosen Kommunikation mit Ohrhörern 750 aufweisen. Die Ohrhörer 750 umfassen einen Kommunikationsabschnitt (nicht dargestellt) und weist eine drahtlose Kommunikationsfunktion auf. Die Ohrhörer 750 können mit der drahtlosen Kommunikationsfunktion Informationen (z. B. Audiodaten) von dem elektronischen Gerät empfangen. Beispielsweise weist das elektronische Gerät 700A in 19A eine Funktion zum Übertragen von Informationen auf die Ohrhörer 750 mit der drahtlosen Kommunikationsfunktion auf. Als weiteres Beispiel weist das elektronische Gerät 800A in 19C eine Funktion zum Übertragen von Informationen auf die Ohrhörer 750 mit der drahtlosen Kommunikationsfunktion auf.
Das elektronische Gerät kann einen Ohrhörerabschnitt umfassen. Das elektronische Gerät 700B in 19B umfasst Ohrhörerabschnitte 727. Beispielsweise kann der Ohrhörerabschnitt 727 über eine Leitung mit dem Steuerabschnitt verbunden sein. Ein Teil einer Leitung, die den Ohrhörerabschnitt 727 und den Steuerabschnitt verbindet, kann sich innerhalb des Gehäuses 721 oder des Befestigungsabschnitts 723 befinden.
Ebenfalls umfasst das elektronische Gerät 800B in 19D Ohrhörerabschnitte 827. Beispielsweise kann der Ohrhörerabschnitt 827 über eine Leitung mit dem Steuerabschnitt 824 verbunden sein. Ein Teil einer Leitung, die den Ohrhörerabschnitt 827 und den Steuerabschnitt 824 verbindet, kann sich innerhalb des Gehäuses 821 oder des Befestigungsabschnitts 823 befinden. Alternativ können die Ohrhörerabschnitte 827 und die Befestigungsabschnitte 823 Magnete umfassen. Dies wird bevorzugt, da die Ohrhörerabschnitte 827 durch eine Magnetkraft an den Befestigungsabschnitten 823 befestigt werden können und daher leicht aufbewahrt werden können.
Das elektronische Gerät kann einen Audioausgabeanschluss umfassen, mit dem Ohrhörer, Kopfhörer oder dergleichen angeschlossen sein können. Das elektronische Gerät kann einen Audioeingabeanschluss und/oder einen Audioeingabemechanismus umfassen. Als Audioeingabemechanismus kann beispielsweise eine Tonauffangvorrichtung, wie z. B. ein Mikrofon, verwendet werden. Das elektronische Gerät kann eine Funktion eines Headsets aufweisen, indem es den Audioeingabemechanismus umfasst.
Wie vorstehend beschrieben, sind sowohl das brillenartige Gerät (z. B. die elektronischen Geräte 700A und 700B) als auch das schutzbrillenartige Gerät (z. B. die elektronischen Geräte 800A und 800B) vorteilhaft als elektronisches Gerät einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Das elektronische Gerät einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann drahtgebunden oder drahtlos Informationen auf die Ohrhörer übertragen.
Ein in 20A dargestelltes elektronisches Gerät 6500 ist ein tragbares Informationsendgerät, das als Smartphone verwendet werden kann.
Das elektronische Gerät 6500 umfasst ein Gehäuse 6501, einen Anzeigeabschnitt 6502, einen Einschaltknopf 6503, Knöpfe 6504, einen Lautsprecher 6505, ein Mikrofon 6506, eine Kamera 6507, eine Lichtquelle 6508 und dergleichen. Der Anzeigeabschnitt 6502 weist eine Touchscreen-Funktion auf.
Die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in dem Anzeigeabschnitt 6502 verwendet werden. Daher wird ein sehr zuverlässiges elektronisches Gerät erhalten.
20B ist eine schematische Querschnittsansicht, die einen Kantenabschnitt des Gehäuses 6501 auf der Seite des Mikrofons 6506 aufweist.
Ein Schutzteil 6510 mit einer Lichtdurchlässigkeitseigenschaft wird auf der Seite der Anzeigeoberfläche des Gehäuses 6501 bereitgestellt. Ein Anzeigebildschirm 6511, ein optisches Teil 6512, ein Berührungssensor-Panel 6513, eine gedruckte Leiterplatte 6517, eine Batterie 6518 und dergleichen werden in einem Raum bereitgestellt, der von dem Gehäuse 6501 und dem Schutzteil 6510 umgeben wird.
Der Anzeigebildschirm 6511, das optische Teil 6512 und das Berührungssensor-Panel 6513 sind mit einer Klebeschicht (nicht dargestellt) an dem Schutzteil 6510 befestigt.
Ein Teil des Anzeigebildschirms 6511 ist in einem Bereich außerhalb des Anzeigeabschnitts 6502 zurückgeklappt, und eine FPC 6515 ist mit dem Teil, der zurückgeklappt ist, verbunden. Eine IC 6516 ist auf der FPC 6515 montiert. Die FPC 6515 ist mit einem Anschluss, der auf der gedruckten Leiterplatte 6517 bereitgestellt ist, verbunden.
Die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in dem Anzeigebildschirm 6511 verwendet werden. Daher kann ein sehr leichtes elektronisches Gerät erzielt werden. Da der Anzeigebildschirm 6511 sehr dünn ist, kann die Batterie 6518 mit hoher Kapazität montiert werden, ohne dass dabei die Dicke des elektronischen Geräts erhöht wird. Außerdem ist ein Teil des Anzeigebildschirms 6511 zurückgeklappt, so dass ein Verbindungsabschnitt mit der FPC 6515 auf der Rückseite des Pixelabschnitts bereitgestellt wird, wodurch ein elektronisches Gerät mit einem schmalen Rahmen erzielt werden kann.
20C stellt ein Beispiel für ein Fernsehgerät dar. Bei einem Fernsehgerät 7100 ist ein Anzeigeabschnitt 7000 in einem Gehäuse 7171 eingebaut. Hier wird das Gehäuse 7171 von einem stand 7173.
Die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in dem Anzeigeabschnitt 7000 verwendet werden. Daher wird ein sehr zuverlässiges elektronisches Gerät erhalten.
Eine Bedienung des in 20C dargestellten Fernsehgeräts 7100 kann mit einem im Gehäuse 7171 bereitgestellten Bedienschalter und einer separaten Fernbedienung 7151 durchgeführt werden. Alternativ kann der Anzeigeabschnitt 7000 einen Berührungssensor umfassen, und das Fernsehgerät 7100 kann durch Berührung des Anzeigeabschnitts 7000 mit einem Finger oder dergleichen bedient werden. Die Fernbedienung 7151 kann mit einem Anzeigeabschnitt zum Anzeigen von Informationen, die von der Fernbedienung 7151 ausgegeben werden, bereitgestellt werden. Durch Bedientasten oder einen Touchscreen der Fernbedienung 7151 können die Fernsehsender und die Lautstärke gesteuert werden, und Bilder, die auf dem Anzeigeabschnitt 7000 angezeigt werden, können gesteuert werden.
Es sei angemerkt, dass das Fernsehgerät 7100 einen Empfänger, ein Modem und dergleichen umfasst. Mit dem Empfänger kann allgemeiner Fernsehrundfunk empfangen werden. Wenn das Fernsehgerät über das Modem drahtlos oder nicht drahtlos mit einem Kommunikationsnetzwerk verbunden ist, kann eine unidirektionale (von einem Sender zu einem Empfänger) oder eine bidirektionale (z. B. zwischen einem Sender und einem Empfänger oder zwischen Empfängern) Informationskommunikation durchgeführt werden.
20D stellt ein Beispiel für einen Notebook-PC dar. Der Notebook-PC 7200 umfasst ein Gehäuse 7211, eine Tastatur 7212, eine Zeigevorrichtung 7213, einen externen Verbindungsanschluss 7214 und dergleichen. In dem Gehäuse 7211 ist der Anzeigeabschnitt 7000 eingebaut.
Die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in dem Anzeigeabschnitt 7000 verwendet werden. Daher wird ein sehr zuverlässiges elektronisches Gerät erhalten.
20E und 20F stellen Beispiele für Digital Signage dar.
Eine in 20E dargestellte Digital Signage 7300 umfasst ein Gehäuse 7301, den Anzeigeabschnitt 7000, einen Lautsprecher 7303 und dergleichen. Die Digital Signage 7300 kann auch eine LED-Lampe, Bedienungstasten (einschließlich eines Netzschalters oder eines Bedienungsschalters), einen Verbindungsanschluss, verschiedene Sensoren, ein Mikrofon und dergleichen umfassen.
20F zeigt eine Digital Signage 7400, die an einer zylindrischen Säule 7401 angebracht ist. Die Digital Signage 7400 umfasst den Anzeigeabschnitt 7000, der entlang einer gekrümmten Oberfläche der Säule 7401 bereitgestellt ist.
In 20E und 20F kann die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in dem Anzeigeabschnitt 7000 verwendet werden. Daher wird ein sehr zuverlässiges elektronisches Gerät erhalten.
Eine größere Fläche des Anzeigeabschnitts 7000 kann die Menge an Informationen, die auf einmal bereitgestellt werden können, erhöhen. Der Anzeigeabschnitt 7000 mit einer größeren Fläche erregt mehr Aufmerksamkeit, so dass z. B. die Effektivität der Werbung erhöht werden kann.
Der Touchscreen wird vorzugsweise in dem Anzeigeabschnitt 7000 verwendet, wobei in diesem Fall neben der Anzeige eines Standbildes oder eines bewegten Bildes auf dem Anzeigeabschnitt 7000 eine intuitive Bedienung durch einen Benutzer möglich ist. Außerdem kann in dem Fall einer Anwendung zur Lieferung von Informationen, wie z. B. Routeninformationen oder Verkehrsinformationen, die Benutzerfreundlichkeit durch intuitive Bedienung verbessert werden.
Wie in 20E und 20F dargestellt, ist es vorzuziehen, dass die Digital Signage 7300 oder die Digital Signage 7400 mit einem Informationsendgerät 7311 oder einem Informationsendgerät 7411 wie einem Smartphone, das ein Benutzer besitzt, durch drahtlose Kommunikation interagieren kann. Beispielsweise können Informationen einer auf dem Anzeigeabschnitt 7000 angezeigten Werbung auf einem Bildschirm des Informationsendgeräts 7311 oder des Informationsendgeräts 7411 angezeigt werden. Durch die Bedienung des Informationsendgeräts 7311 oder des Informationsendgeräts 7411 kann ein angezeigtes Bild auf dem Anzeigeabschnitt 7000 umgeschaltet werden.
Es ist möglich, die Digital Signage 7300 oder die Digital Signage 7400 dazu zu bringen, ein Spiel unter Verwendung des Bildschirms des Informationsendgeräts 7311 oder des Informationsendgeräts 7411 als Bedienmittel (Controller) auszuführen. So kann eine unbestimmte Anzahl von Benutzern gleichzeitig am Spiel teilnehmen und es genießen.
Die in 21A bis 21G dargestellten elektronischen Geräte umfassen ein Gehäuse 9000, einen Anzeigeabschnitt 9001, einen Lautsprecher 9003, eine Bedienungstaste 9005 (darunter auch einen Netzschalter oder einen Bedienungsschalter), einen Verbindungsanschluss 9006, einen Sensor 9007 (einen Sensor mit einer Funktion zum Messen von Kraft, Verschiebung, Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Winkelgeschwindigkeit, Drehzahl, Abstand, Licht, Flüssigkeit, Magnetismus, Temperatur, einer chemischen Substanz, Ton, Zeit, Härte, elektrischem Feld, Strom, Spannung, elektrischer Energie, Strahlung, Durchflussrate, Feuchtigkeit, Steigungsgrad, Oszillation, eines Geruchs oder Infrarotstrahlen), ein Mikrofon 9008 und dergleichen.
Die in 21A bis 21G dargestellten elektronischen Geräte weisen verschiedene Funktionen auf. Beispielsweise können die elektronischen Geräte eine Funktion zum Anzeigen verschiedener Informationen (z. B. eines Standbildes, eines bewegten Bildes und eines Textbildes) auf dem Anzeigeabschnitt, eine Touchscreen-Funktion, eine Funktion zum Anzeigen eines Kalenders, des Datums, der Zeit und dergleichen, eine Funktion zum Steuern der Verarbeitung unter Verwendung verschiedener Arten von Software (Programmen), eine drahtlose Kommunikationsfunktion und eine Funktion zum Lesen und Verarbeiten eines Programms oder der Daten, das/die in einem Speichermedium gespeichert ist/sind, aufweisen. Es sei angemerkt, dass die Funktionen der elektronischen Geräte nicht darauf beschränkt sind und die elektronischen Geräte verschiedene Funktionen aufweisen können. Die elektronischen Geräte können eine Vielzahl von Anzeigeabschnitten umfassen. Die elektronischen Geräte können jeweils mit einer Kamera oder dergleichen versehen sein und eine Funktion zum Aufnehmen eines Standbildes oder eines bewegten Bildes, eine Funktion zum Speichern des aufgenommenen Bildes in einem Speichermedium (einem externen Speichermedium oder einem Speichermedium, das in der Kamera eingebaut ist), eine Funktion zum Anzeigen des aufgenommenen Bildes auf dem Anzeigeabschnitt und dergleichen aufweisen.
Nachstehend werden die elektronischen Geräte in 21A bis 21G ausführlich beschrieben.
21A ist eine perspektivische Ansicht eines tragbaren Informationsendgeräts 9171. Beispielsweise kann das tragbare Informationsendgerät 9171 als Smartphone verwendet werden. Es sei angemerkt, dass das tragbare Informationsendgerät 9171 den Lautsprecher 9003, den Verbindungsanschluss 9006, den Sensor 9007 oder dergleichen umfassen kann. Das tragbare Informationsendgerät 9171 kann Texte und Bildinformationen auf seiner Vielzahl von Oberflächen anzeigen. 21A stellt ein Beispiel dar, in dem drei Icons 9050 angezeigt werden. Außerdem können Informationen 9051, die durch gestrichelte Rechtecke dargestellt werden, auf einer anderen Oberfläche des Anzeigeabschnitts 9001 angezeigt werden. Beispiele für die Informationen 9051 umfassen eine Mitteilung der Ankunft einer E-Mail, einer sozialen Netzwerk-(social networking service, SNS-) Nachricht, eines eingehenden Anrufs oder dergleichen, den Betreff und den Absender einer E-Mail, einer SNS-Nachricht oder dergleichen, das Datum, die Zeit, die verbleibende Batterieleistung und die Intensität einer Radiowelle. Alternativ kann das Icon 9050 oder dergleichen an der Stelle angezeigt werden, an der die Informationen 9051 angezeigt werden.
21B ist eine perspektivische Ansicht eines tragbaren Informationsendgeräts 9172. Das tragbare Informationsendgerät 9172 weist eine Funktion zum Anzeigen von Informationen auf drei oder mehr Oberflächen des Anzeigeabschnitts 9001 auf. Hier werden Informationen 9052, Informationen 9053 und Informationen 9054 auf unterschiedlichen Oberflächen angezeigt. Beispielsweise kann der Benutzer des tragbaren Informationsendgeräts 9172 die Informationen 9053 checken, die derart angezeigt werden, dass sie von oberhalb des tragbaren Informationsendgeräts 9172 aus eingesehen werden können, wobei das tragbare Informationsendgerät 9172 in einer Brusttasche seines Kleidungsstücks aufbewahrt wird. Demzufolge kann beispielsweise der Benutzer die Anzeige sehen, ohne das tragbare Informationsendgerät 9172 aus der Tasche zu nehmen, und er kann entscheiden, ob er den Anruf annimmt.
21C ist eine perspektivische Ansicht eines Tablet-Endgeräts 9173. Das Tablet-Endgerät 9173 ist beispielsweise geeignet zum Ausführen verschiedener Applikationen, wie z. B. Mobiltelefongesprächen, das Verschicken und Empfangen von E-Mails, das Ansehen und Bearbeiten von Texten, das Ansehen und Bearbeiten von Texten, das Ansehen und Bearbeiten von Texten und das Ausführen von Computerspielen. Das Tablet-Endgerät 9173 umfasst den Anzeigeabschnitt 9001, die Kamera 9002, das Mikrofon 9008 und den Lautsprecher 9003 an der Vorderseite des Gehäuses 9000; die Bedienungstasten 9005 als Knöpfe zur Bedienung an der linken Seitenfläche des Gehäuses 9000; und den Verbindungsanschluss 9006 an der Unterseite des Gehäuses 9000.
21D ist eine perspektivische Ansicht eines tragbaren Informationsendgeräts 9200 in Form einer Armbanduhr darstellt. Das tragbare Informationsendgerät 9200 kann beispielsweise als Smartwatch (eingetragenes Markenzeichen) verwendet werden. Die Anzeigeoberfläche des Anzeigeabschnitts 9001 ist gekrümmt, und ein Bild kann auf der gekrümmten Anzeigeoberfläche angezeigt werden. Ferner kann gegenseitige Kommunikation zwischen dem tragbaren Informationsendgerät 9200 und z. B. einem Headset, das für drahtlose Kommunikation geeignet ist, durchgeführt werden, und daher ist Freisprech-Telefonate möglich. Das tragbare Informationsendgerät 9200 kann mithilfe des Verbindungsanschlusses 9006 eine gegenseitige Datenübertragung mit einem anderen Informationsendgerät und ein Laden durchführen. Es sei angemerkt, dass der Ladevorgang durch drahtlose Energieversorgung erfolgen kann.
21 E bis 21G sind perspektivische Ansichten eines klappbaren, tragbaren Informationsendgeräts 9201 darstellen. 21E ist eine perspektivische Ansicht, die das geöffnete tragbare Informationsendgerät 9201 zeigt. 21G ist eine perspektivische Ansicht, die das zusammengeklappte tragbare Informationsendgerät 9201 zeigt. 21F ist eine perspektivische Ansicht, die das tragbare Informationsendgerät 9201 zeigt, das von einem der Zustände in 21E und 21G in den anderen versetzt wird. Das tragbare Informationsendgerät 9201 ist sehr gut tragbar, wenn es zusammengeklappt ist. Wenn das tragbare Informationsendgerät 9201 geöffnet ist, ist ein nahtloser großer Anzeigebereich sehr gut durchsuchbar. Der Anzeigeabschnitt 9001 des tragbaren Informationsendgeräts 9201 wird von drei Gehäusen 9000 getragen, die durch Gelenke 9055 miteinander verbunden sind. Beispielsweise kann der Anzeigeabschnitt 9001 mit einem Krümmungsradius von größer als oder gleich 0,1 mm und kleiner als oder gleich 150 mm zusammengeklappt werden.
Diese Ausführungsform kann nach Bedarf mit den weiteren Ausführungsformen oder Beispielen kombiniert werden. In dem Fall, in dem eine Vielzahl von Strukturbeispielen bei einer Ausführungsform in dieser Beschreibung gezeigt wird, können die Strukturbeispiele nach Bedarf kombiniert werden.
[Beispiel 1]
<<Synthesebeispiel 1>>
In dem Synthesebeispiel 1 wird ein Synthesebeispiel von 9,9-Dimethyl-N-[3-(1-naphthyl)phenyl]-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: mPCBNBF), das die durch die nachstehende Strukturformel (100) dargestellte organische Verbindung der vorliegenden Erfindung ist, im Besonderen beschrieben.
<Schritt 1: Synthese von mPCBNBF>
In einen 200 ml Dreihalskolben wurden 2,2 g (4,2 mmol) N-[4-(9-Phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin, 0,97 g (4,2 mmol) 3-(1-Naphthyl)chlorbenzol, 0,96 g (10 mmol) Natrium-tert-butoxid, 35 mg (0,10 mmol) Di-tert-butyl(1-methyl-2,2-diphenylcyclopropyl)phosphin (allgemein bekannter Name: cBRIDP(regR)) und 30 ml Xylol gegeben, und die Luft in dem Kolben wurde durch Stickstoff ersetzt. Nach der Ersetzung durch Stickstoff wurden der Mischung 29 mg (5,0 µmol) Bis(dibenzylidenaceton)palladium(0) hinzugefügt, und ein Rühren wurde 2 Stunden lang unter einem Stickstoffstrom bei 150 °C durchgeführt.
Nach dem Rühren wurden 15 mg (2,5 µmol) Bis(dibenzylidenaceton)palladium(0) und 0,34 g (1,4 mmol) 3-(1-Naphthyl)-chlorbenzol hinzugefügt, und die Mischung wurde 4 Stunden lang bei 150 °C gerührt.
Nach dem Rühren wurde der Mischung Wasser hinzugefügt, und eine Bestrahlung mit Ultraschallwellen wurde durchgeführt; dann wurde der ausgefällte Feststoff durch Saugfiltration gesammelt und mit Toluol, Wasser und Ethanol gewaschen. Der erhaltene Feststoff wurde in erwärmtem Toluol aufgelöst, und die Mischung wurde durch eine Filtration über Celite und Aluminiumoxid gereinigt. Der erhaltene Feststoff wurde aus Toluol und Ethanol umkristallisiert, um 2,8 g eines blassgelben Zielfeststoffs in einer Ausbeute von 77 % zu erhalten.
Durch ein Train-Sublimationsverfahren wurden 2,0 g des erhaltenen Feststoffes gereinigt. Die Sublimationsreinigung wurde durch Erwärmung auf 325 °C unter einem Druck von 4,1 Pa mit einer Argondurchflussrate von 5 ml/min durchgeführt. Nach der Sublimationsreinigung wurden 1,8 g eines blassgelben Zielfeststoffs mit einer Sammelquote von 90 % erhalten. Das Syntheseschema von Schritt 1 wird nachstehend in (A-1) gezeigt.
<Eigenschaften der organischen Verbindung>
Die durch Kernspinresonanz- (¹H-NMR-) Spektroskopie erhaltenen Analyseergebnisse des blassgelben Feststoffs, der in dem Schritt 1 erhalten worden ist, werden nachstehend gezeigt, und das ¹H-NMR-Diagramm wird in 22 gezeigt. Dies offenbart, dass mPCBNBF, das die durch die vorstehende Strukturformel (100) dargestellte organische Verbindung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, in diesem Synthesebeispiel erhalten wurde.
¹H NMR (DMSO-d₆, 300 MHz): δ = 1,41 (s, 6H), 7,11-7,98 (m, 32H), 8,34 (d, J1 = 8,1 Hz, 1H), 8,56 (t, J1 = 0,9 Hz, 1H).
Als Nächstes zeigt 23 die Messergebnisse der Absorptions- und Emissionsspektren von mPCBNBF in einer Toluollösung. Des Weiteren zeigt 24 die Absorptions- und Emissionsspektren des Dünnfilms. Der feste Dünnfilm wurde durch ein Vakuumverdampfungsverfahren über einem Quarzsubstrat ausgebildet. Das Absorptionsspektrum der Toluollösung wurde mit einem UV-VIS-Spektrophotometer (V550, hergestellt von JASCO Corporation) gemessen, und das Spektrum von nur Toluol in einer Quarzzelle wurde subtrahiert. Das Absorptionsspektrum des Dünnfilms wurde mit einem Spektrophotometer (U-4100 Spektrophotometer, hergestellt von Hitachi High-Technologies Corporation) gemessen. Das Emissionsspektrum wurde mit einem Fluoreszenzspektrophotometer (FP-8600, hergestellt von JASCO Corporation) gemessen.
Wie in 23 zu sehen ist, weist mPCBNBF in der Toluollösung einen Absorptionspeak bei 341 nm und Emissionswellenlängenpeaks bei 396 nm und 418 nm (Anregungswellenlänge: 340 nm) auf. Wie in 24 zu sehen ist, weist mPCBNBF in dem Dünnfilm Absorptionspeaks bei 343 nm und 282 nm und Emissionswellenlängenpeaks bei 408 nm und 421 nm (Anregungswellenlänge: 340 nm) auf.
[Beispiel 2]
In diesem Beispiel werden Auswertungsergebnisse der Eigenschaften von hergestellten Licht emittierenden Vorrichtungen (Vorrichtungen 1A bis 1D) von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, die bei den vorstehenden Ausführungsformen beschrieben worden sind.
Strukturformeln von organischen Verbindungen, die für die Vorrichtungen 1A bis 1D verwendet werden, werden nachstehend gezeigt.
In jeder der Vorrichtungen sind, wie in 25 dargestellt, eine Lochinjektionsschicht 911, eine Lochtransportschicht 912, eine Licht emittierende Schicht 913, eine Elektronentransportschicht 914 und eine Elektroneninjektionsschicht 915 in dieser Reihenfolge über einer ersten Elektrode 901 übereinander angeordnet, die über einem Glassubstrat 900 ausgebildet wird, und eine zweite Elektrode 902 ist über der Elektroneninjektionsschicht 915 angeordnet.
<Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung 1A>
Zuerst wurde über dem Glassubstrat 900 Indiumoxid-Zinnoxid, das Silizium oder Siliziumoxid enthält (Abkürzung: ITSO), durch ein Sputterverfahren über dem Glassubstrat 900 abgeschieden, wodurch die erste Elektrode 901 ausgebildet wurde. Die Dicke und die Fläche der ersten Elektrode 901 wurden auf 110 nm bzw. 4 mm² (2 mm × 2 mm) eingestellt.
Als Nächstes wurde bei der Vorbehandlung zum Ausbilden der Licht emittierenden Vorrichtung über dem Substrat eine Oberfläche des Substrats mit Wasser gewaschen, und ein Backen wurde eine Stunde lang bei 200 °C durchgeführt. Dann wurde das Substrat in eine Vakuumverdampfungseinrichtung überführt, in der der Druck auf ungefähr 10^-4 Pa verringert wurde, und ein Vakuumbacken wurde 60 Minuten lang bei 180 °C in einer Heizkammer der Vakuumverdampfungseinrichtung durchgeführt. Danach wurde eine natürliche Abkühlung auf 30 °C oder niedriger durchgeführt.
Dann wurde das Substrat, das mit der ersten Elektrode 901 bereitgestellt war, an einem Substrathalter in der Vakuumverdampfungseinrichtung derart befestigt, dass sich die Oberfläche, an der die erste Elektrode 901 ausgebildet wurde, nach unten richtete. Über der ersten Elektrode 901 wurden N-(Biphenyl-4-yl)-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: PCBBiF) und ein Elektronenakzeptormaterial, das Fluor enthält und ein Molekulargewicht von 672 aufweist (OCHD-003), durch Co-Verdampfung unter Verwendung der Widerstandserwärmung in einer Dicke von 10 nm derart abgeschieden, dass das Gewichtsverhältnis von PCBBiF zu OCHD-003 1:0,03 war, wodurch die Lochinjektionsschicht 911 ausgebildet wurde.
Als Nächstes wurde über der Lochinjektionsschicht 911 PCBBiF durch Verdampfung in einer Dicke von 100 nm als Lochtransportschicht 1 abgeschieden. Anschließend wurde über der Lochtransportschicht 1 N-(1,1'-Biphenyl-3-yl)-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: PCBmBiF) durch Verdampfung unter Verwendung der Widerstandserwärmung in einer Dicke von 40 nm als Lochtransportschicht 2 abgeschieden, wodurch die Lochtransportschicht 912 ausgebildet wurde.
Dann wurden über der Lochtransportschicht 912 11-[4-(Biphenyl-4-yl)-6-phenyl-1,3,5-triazin-2-yl]-11,12-dihydro-12-phenylindolo[2,3-a]carbazol (Abkürzung: BP-Icz(II)Tzn), 3,3'-Bis(9-phenyl-9H-carbazol) (Abkürzung: PCCP) und [2-d3-Methyl-(2-pyridinyl-κN)benzofuro[2,3-b]pyridin-κC]bis[2-(2-pyridinyl-κN)phenyl-κC]iridium(III) (Abkürzung: Ir(ppy)₂(mbfpypy-d3)) durch Co-Verdampfung unter Verwendung der Widerstandserwärmung in einer Dicke von 40 nm derart abgeschieden, dass das Gewichtsverhältnis von BP-Icz(II)Tzn zu PCCP und Ir(ppy)₂(mbfpypy-d3) 0,5:0,5:0,1 war, wodurch die Licht emittierende Schicht 913 ausgebildet wurde.
Danach wurde über der Licht emittierenden Schicht 913 2-[3'-(9,9-Dimethyl-9H-fluoren-2-yl)biphenyl-3-yl]-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: mFBPTzn) durch Verdampfung in einer Dicke von 10 nm abgeschieden, und dann wurden 2-[3-(2,6-Dimethyl-3-pyridinyl)-5-(9-phenanthrenyl)phenyl]-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: mPn-mDMePyPTzn) und 8-Chinolinolato-Lithium (Abkürzung: Liq) durch Co-Verdampfung in einer Dicke von 25 nm derart abgeschieden, dass das Gewichtsverhältnis von mPn-mDMePyPTzn zu Liq 1:1 war, wodurch die Elektronentransportschicht 914 ausgebildet wurde.
Als Nächstes wurde 8-Chinolinolato-Lithium (Abkürzung: Liq) durch Verdampfung in einer Dicke von 1 nm über der Elektronentransportschicht 914 abgeschieden, wodurch die Elektroneninjektionsschicht 915 ausgebildet wurde.
Als Nächstes wurde 200 nm dickes Aluminium (Abkürzung: Al) durch Verdampfung unter Verwendung eines Widerstandserwärmungsverfahrens über der Elektroneninjektionsschicht 915 abgeschieden, um die zweite Elektrode 902 auszubilden, so dass die Vorrichtung 1A hergestellt wurde.
<Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung 1B>
Als Nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung 1B beschrieben.
Die Vorrichtung 1B unterscheidet sich von der Vorrichtung 1A durch die Struktur der Lochtransportschicht 912. Das heißt, dass die Vorrichtung 1 B auf die folgende Weise hergestellt wurde: Über der Lochtransportschicht 1 wurde 9,9-Dimethyl-N-[3-(1-naphthyl)phenyl]-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: mPCBNBF) durch Verdampfung unter Verwendung der Widerstandserwärmung in einer Dicke von 40 nm als Lochtransportschicht 2 abgeschieden.
Andere Komponenten wurden auf eine ähnliche Weise wie diejenige für die Vorrichtung 1A hergestellt.
<Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung 1C>
Als Nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung 1C beschrieben.
Die Vorrichtung 1C unterscheidet sich von der Vorrichtung 1A durch die Struktur der Lochtransportschicht 912. Das heißt, dass die Vorrichtung 1C auf die folgende Weise hergestellt wurde: PCBBiF wurde durch Verdampfung in einer Dicke von 100 nm als Lochtransportschicht 1 abgeschieden; über der Lochtransportschicht 1 wurde OCHD-003 durch Verdampfung in einer Dicke von 1 nm als Lochtransportschicht 2 abgeschieden; dann wurde PCBmBiF durch Verdampfung unter Verwendung der Widerstandserwärmung in einer Dicke von 40 nm abgeschieden, wodurch die Lochtransportschicht 912 ausgebildet wurde.
Andere Komponenten wurden auf eine ähnliche Weise wie diejenige für die Vorrichtung 1A hergestellt.
<Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung 1D>
Als Nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung 1D beschrieben.
Die Vorrichtung 1D unterscheidet sich von der Vorrichtung 1B durch die Struktur der Lochtransportschicht 912. Das heißt, dass die Vorrichtung 1D auf die folgende Weise hergestellt wurde: PCBBiF wurde durch Verdampfung in einer Dicke von 40 nm als Lochtransportschicht 1 abgeschieden; über der Lochtransportschicht 1 wurde OCHD-003 durch Verdampfung in einer Dicke von 1 nm als Lochtransportschicht 2 abgeschieden; dann wurde mPCBNBF durch Verdampfung unter Verwendung der Widerstandserwärmung in einer Dicke von 40 nm abgeschieden, wodurch die Lochtransportschicht 912 ausgebildet wurde.

Andere Komponenten wurden auf eine ähnliche Weise wie diejenige für die Vorrichtung 1B hergestellt. Die Elementstrukturen der Vorrichtungen 1Abis 1D werden in der folgenden Tabelle aufgeführt. [Tabelle 1]

	Filmdicke [nm]	Vorrichtung 1A	Vorrichtung 1B	Vorrichtung 1C	Vorrichtung 1D
zweite Elektrode	200	Al
Elektronen- \| injektionsschicht		Liq
Elektronen- transportschicht 1	25	mPn-mDMePyPTzn: Liq (1:1)
Elektronen- transportschicht 1	10	mFBPTzn
Licht emittierende Schicht	40	BP-Icz(II)Tzn: PCCP: Ir(ppy)₂(mbfpypy-d3) (0,5:0,5:0,1)
Lochtransport- schicht 2	40	PCBmBiF	mPCBNBF	PCBmBiF	mPCBNBF
Lochtransport- schicht 2	1			OCHD-003
Lochtransport- schicht 1	100	PCBBiF
Lochinjektions- schicht \|	10	PCBBiF: OCHD-003 (1 : 0,03)
erste Elektrode	110	ITSO

Auf die vorstehende Weise wurden die Vorrichtungen 1A bis 1D hergestellt.
<Vorrichtungseigenschaften>
Die Vorrichtungen 1A bis 1D wurden unter Verwendung eines Glassubstrats in einem eine Stickstoffatmosphäre enthaltenden Handschuhkasten abgedichtet, um nicht der Luft ausgesetzt zu werden (ein Dichtungsmaterial wurde derart aufgetragen, dass es die Vorrichtungen umschließt, und beim Abdichten wurden eine UV-Behandlung und eine Wärmebehandlung 1 Stunde lang bei 80 °C durchgeführt). Dann wurden die Anfangseigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtungen gemessen.

26 zeigt die Emissionseffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften der Vorrichtungen 1A bis 1D. 27 zeigt die Stromeffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften dieser. 28 zeigt die Leuchtdichte-Spannungs-Eigenschaften dieser. 29 zeigt die Stromdichte-Spannungs-Eigenschaften dieser. 30 zeigt die externen Quanteneffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften dieser. 31 zeigt die Emissionsspektren dieser. Die folgende Tabelle zeigt die Haupteigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtungen bei einer Leuchtdichte von etwa 1000 cd/m². Die Leuchtdichte, die CIE-Chromatizität und die Emissionsspektren wurden mit einem Spektralradiometer (SR-UL1R, hergestellt von TOPCON TECHNOHOUSE CORPORATION) gemessen. Die externe Quanteneffizienz wurde aus der Leuchtdichte und den Emissionsspektren, die mit dem Spektralradiometer gemessen wurden, in der Annahme berechnet, dass die Licht emittierenden Vorrichtungen Lambertschen-Lichtverteilungseigenschaften aufwiesen. [Tabelle 2]

	Spannung (V)	Stromdichte (mA/cm²)	Chromatizität x	Chromatizität y	Stromeffizienz (cd/A)	externe Quanteneffizienz (%)
Vorrichtung 1A	2,80	1,13	0,316	0,647	90,7	23,6
Vorrichtung 1B	2,70	1,01	0,316	0,647	88,9	23,2
Vorrichtung 1C	2,70	1,01	0,317	0,647	89,5	23,3
Vorrichtung 1D	2,70	0,97	0,317	0,646	88,8	23,1

26 bis 30 zeigen, dass die Vorrichtungen 1A bis 1D im Wesentlichen die gleichen Emissionseffizienzeigenschaften aufweisen. 28 und 29 zeigen, dass die Vorrichtung 1B bessere Betriebsspannungseigenschaften als die Vorrichtung 1A aufweist und auch im Wesentlichen die gleichen Betriebsspannungseigenschaften wie die Vorrichtungen 1C und 1 D aufweist, die jeweils eine Vorrichtungsstruktur mit einer verbesserten Lochtransporteigenschaft aufweisen. In 31 weisen die Vorrichtungen 1A bis 1D im Wesentlichen die gleichen Emissionsspektren auf.
Aus dem Vorstehenden kann die Licht emittierende Vorrichtung, die die organische Verbindung mPCBNBF enthält, die durch Substituierung einer Phenyl-Gruppe am Ende von Biphenyl von PCBmBiF durch eine 1-Naphthyl-Gruppe erhalten wird, bei einer niedrigeren Spannung betrieben werden als die Licht emittierende Vorrichtung, die die organische Verbindung PCBmBiF enthält, während die Emissionseigenschaften aufrechterhalten werden.
Des Weiteren enthält die Licht emittierende Vorrichtung, die die organische Verbindung mPCBNBF enthält, die durch Substituierung einer Phenyl-Gruppe am Ende von Biphenyl von PCBmBiF durch eine 1-Naphthyl-Gruppe erhalten wird, kein OCHD-003 in der Lochtransportschicht, aber sie kann im Wesentlichen die gleichen Eigenschaften aufrechterhalten wie die Licht emittierende Vorrichtung, die OCHD-003 in der Lochtransportschicht enthält.
<Ergebnisse des Zuverlässigkeitstests>
Des Weiteren wurde ein Zuverlässigkeitstest an den Vorrichtungen 1A bis 1D durchgeführt. 32 zeigt eine zeitabhängige Änderung der normierten Leuchtdichte beim Betrieb mit einer konstanten Stromdichte (50 [mA/cm²]). In 32 stellt die vertikale Achse die normierte Leuchtdichte (%) dar, und die horizontale Achse stellt die Zeit (h) dar. Der Wert von LT90 (h), bei dem es sich um die Zeit handelt, die abläuft, bis die Messleuchtdichte auf 90 % der Anfangsleuchtdichte verringert wird, war 81 Stunden, 106 Stunden, 95 Stunden und 111 Stunden in der Vorrichtung 1A, der Vorrichtung 1B, der Vorrichtung 1C bzw. der Vorrichtung 1D.
Daher wurde herausgefunden, dass die Vorrichtungen 1B und 1D, die die organische Verbindung mPCBNBF enthalten, eine höhere Zuverlässigkeit aufweisen als die Vorrichtungen 1A und 1C, die die organische Verbindung PCBmBiF enthalten.
Des Weiteren kann die Licht emittierende Vorrichtung, die die organische Verbindung mPCBNBF enthält, die kein OCHD-003 in der Lochtransportschicht enthält, im Wesentlichen die gleichen Eigenschaften aufrechterhalten wie die Licht emittierende Vorrichtung, die OCHD-003 in der Lochtransportschicht enthält.
[Beispiel 3]
In diesem Beispiel werden Auswertungsergebnisse der Eigenschaften von hergestellten Licht emittierenden Vorrichtungen (Vorrichtungen 2A bis 2D) von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, die bei den vorstehenden Ausführungsformen beschrieben worden sind.
Strukturformeln von organischen Verbindungen, die für die Vorrichtungen 2A bis 2D verwendet werden, werden nachstehend gezeigt.
In jeder der Vorrichtungen sind, wie in 25 dargestellt, die Lochinjektionsschicht 911, die Lochtransportschicht 912, die Licht emittierende Schicht 913, die Elektronentransportschicht 914 und die Elektroneninjektionsschicht 915 in dieser Reihenfolge über der ersten Elektrode 901 übereinander angeordnet, die über dem Glassubstrat 900 ausgebildet wird, und die zweite Elektrode 902 ist über der Elektroneninjektionsschicht 915 angeordnet.
<Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung 2A>
Zuerst wurde über dem Glassubstrat 900 Indiumoxid-Zinnoxid, das Silizium oder Siliziumoxid enthält (Abkürzung: ITSO), durch ein Sputterverfahren über dem Glassubstrat 900 abgeschieden, wodurch die erste Elektrode 901 ausgebildet wurde. Die Dicke und die Fläche der ersten Elektrode 901 wurden auf 110 nm bzw. 4 mm² (2 mm × 2 mm) eingestellt.
Als Nächstes wurde bei der Vorbehandlung zum Ausbilden der Licht emittierenden Vorrichtung über dem Substrat eine Oberfläche des Substrats mit Wasser gewaschen, und ein Backen wurde eine Stunde lang bei 200 °C durchgeführt. Dann wurde das Substrat in eine Vakuumverdampfungseinrichtung überführt, in der der Druck auf ungefähr 10^-4 Pa verringert wurde, und ein Vakuumbacken wurde 60 Minuten lang bei 180 °C in einer Heizkammer der Vakuumverdampfungseinrichtung durchgeführt. Danach wurde eine natürliche Abkühlung auf 30 °C oder niedriger durchgeführt.
Dann wurde das Substrat, das mit der ersten Elektrode 901 bereitgestellt war, an einem Substrathalter in der Vakuumverdampfungseinrichtung derart befestigt, dass sich die Oberfläche, an der die erste Elektrode 901 ausgebildet wurde, nach unten richtete. Über der ersten Elektrode 901 wurden N-(Biphenyl-4-yl)-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: PCBBiF) und ein Elektronenakzeptormaterial, das Fluor enthält und ein Molekulargewicht von 672 aufweist (OCHD-003), durch Co-Verdampfung unter Verwendung der Widerstandserwärmung in einer Dicke von 10 nm derart abgeschieden, dass das Gewichtsverhältnis von PCBBiF zu OCHD-003 1:0,03 war, wodurch die Lochinjektionsschicht 911 ausgebildet wurde.
Als Nächstes wurde über der Lochinjektionsschicht 911 PCBBiF durch Verdampfung in einer Dicke von 100 nm als Lochtransportschicht 1 abgeschieden. Anschließend wurde über der Lochtransportschicht 1 N-(1,1'-Biphenyl-3-yl)-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: PCBmBiF) durch Verdampfung unter Verwendung der Widerstandserwärmung in einer Dicke von 40 nm als Lochtransportschicht 2 abgeschieden, wodurch die Lochtransportschicht 912 ausgebildet wurde.
Dann wurden über der Lochtransportschicht 912 8-(Biphenyl-4-yl)-4-[3-(dibenzothiophen-4-yl)phenyl]-[1]benzofuro[3,2-d]pyrimidin (Abkürzung: 8BP-4mDBtPBfpm), 3,3'-Bis(9-phenyl-9H-carbazol) (Abkürzung: PCCP) und [2-d3-Methyl-(2-pyridinyl-κN)benzofuro[2,3-b]pyridin-κC]bis[2-(2-pyridinyl-κN)phenyl-κC]iridium(III) (Abkürzung: Ir(ppy)₂(mbfpypy-d3)) durch Co-Verdampfung unter Verwendung der Widerstandserwärmung in einer Dicke von 40 nm derart abgeschieden, dass das Gewichtsverhältnis von 8BP-4mDBtPBfpm zu PCCP und Ir(ppy)₂(mbfpypy-d3) 0,5:0,5:0,1 war, wodurch die Licht emittierende Schicht 913 ausgebildet wurde.
Danach wurde über der Licht emittierenden Schicht 913 2-[3'-(9,9-Dimethyl-9H-fluoren-2-yl)biphenyl-3-yl]-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: mFBPTzn) durch Verdampfung in einer Dicke von 10 nm abgeschieden, und dann wurden 2-[3-(2,6-Dimethyl-3-pyridinyl)-5-(9-phenanthrenyl)phenyl]-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: mPn-mDMePyPTzn) und 8-Chinolinolato-Lithium (Abkürzung: Liq) durch Co-Verdampfung in einer Dicke von 25 nm derart abgeschieden, dass das Gewichtsverhältnis von mPn-mDMePyPTzn zu Liq 1:1 war, wodurch die Elektronentransportschicht 914 ausgebildet wurde.
Als Nächstes wurde 8-Chinolinolato-Lithium (Abkürzung: Liq) durch Verdampfung in einer Dicke von 1 nm über der Elektronentransportschicht 914 abgeschieden, wodurch die Elektroneninjektionsschicht 915 ausgebildet wurde.
Als Nächstes wurde 200 nm dickes Aluminium (Abkürzung: Al) durch Verdampfung unter Verwendung eines Widerstandserwärmungsverfahrens über der Elektroneninjektionsschicht 915 abgeschieden, um die zweite Elektrode 902 auszubilden, so dass die Vorrichtung 2A hergestellt wurde.
<Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung 2B>
Als Nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung 2B beschrieben.
Die Vorrichtung 2B unterscheidet sich von der Vorrichtung 2A durch die Struktur der Lochtransportschicht 912. Das heißt, dass die Vorrichtung 2B auf die folgende Weise hergestellt wurde: Über der Lochtransportschicht 1 wurde 9,9-Dimethyl-N-[3-(1-naphthyl)phenyl]-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: mPCBNBF) durch Verdampfung unter Verwendung der Widerstandserwärmung in einer Dicke von 40 nm als Lochtransportschicht 2 abgeschieden.
Andere Komponenten wurden auf eine ähnliche Weise wie diejenige für die Vorrichtung 2A hergestellt.
<Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung 2C>
Als Nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung 2C beschrieben.
Die Vorrichtung 2C unterscheidet sich von der Vorrichtung 2A durch die Struktur der Lochtransportschicht 912. Das heißt, dass die Vorrichtung 2C auf die folgende Weise hergestellt wurde: PCBBiF wurde durch Verdampfung in einer Dicke von 100 nm als Lochtransportschicht 1 abgeschieden; über der Lochtransportschicht 1 wurde OCHD-003 durch Verdampfung in einer Dicke von 1 nm als Lochtransportschicht 2 abgeschieden; dann wurde PCBmBiF durch Verdampfung unter Verwendung der Widerstandserwärmung in einer Dicke von 40 nm abgeschieden, wodurch die Lochtransportschicht 912 ausgebildet wurde.
Andere Komponenten wurden auf eine ähnliche Weise wie diejenige für die Vorrichtung 2A hergestellt.
<Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung 2D>
Als Nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung 2D beschrieben.
Die Vorrichtung 2D unterscheidet sich von der Vorrichtung 2B durch die Struktur der Lochtransportschicht 912. Das heißt, dass die Vorrichtung 2D auf die folgende Weise hergestellt wurde: PCBBiF wurde durch Verdampfung in einer Dicke von 100 nm als Lochtransportschicht 1 abgeschieden; über der Lochtransportschicht 1 wurde OCHD-003 durch Verdampfung in einer Dicke von 1 nm als Lochtransportschicht 2 abgeschieden; dann wurde mPCBNBF durch Verdampfung unter Verwendung der Widerstandserwärmung in einer Dicke von 40 nm abgeschieden, wodurch die Lochtransportschicht 912 ausgebildet wurde.

Andere Komponenten wurden auf eine ähnliche Weise wie diejenige für die Vorrichtung 2B hergestellt. Die Elementstrukturen der Vorrichtungen 2A bis 2D werden in der folgenden Tabelle aufgeführt. [Tabelle 3]

	Filmdicke [nm]	Vorrichtung 2A	Vorrichtung 2B	Vorrichtung 2C	Vorrichtung 2D
zweite Elektrode	200	Al
Elektronen- injektionsschicht	1	Liq
Elektronen- transportschicht	25	mPn-mDMePyPTzn: Liq (1:1)
Elektronen- transportschicht	10	mFBPTzn
Licht emittierende Schicht	40	8BP-4mDBtPBfpm: PCCP: Ir(ppy)₂(mbfpypy-d3) (0,5:0,5:0,1)
Lochtransport- schicht 2	40	PCBmBiF	mPCBNBF	PCBmBiF	mPCBNBF
Lochtransport- schicht 2	1	-		OCHD-003
Lochtransport- schicht 1	100	PCBBiF
Lochinjektions- schicht	10	PCBBiF: OCHD-003 (1 : 0,03)
erste Elektrode	110	ITSO

Auf die vorstehende Weise wurden die Vorrichtungen 2A bis 2D hergestellt.
<Vorrichtungseigenschaften>
Die Vorrichtungen 2A bis 2D wurden unter Verwendung eines Glassubstrats in einem eine Stickstoffatmosphäre enthaltenden Handschuhkasten abgedichtet, um nicht der Luft ausgesetzt zu werden (ein Dichtungsmaterial wurde derart aufgetragen, dass es die Vorrichtungen umschließt, und beim Abdichten wurden eine UV-Behandlung und eine Wärmebehandlung 1 Stunde lang bei 80 °C durchgeführt). Dann wurden die Anfangseigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtungen gemessen.

33 zeigt die Emissionseffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften der Vorrichtungen 2A bis 2D. 34 zeigt die Stromeffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften dieser. 35 zeigt die Leuchtdichte-Spannungs-Eigenschaften dieser. 36 zeigt die Stromdichte-Spannungs-Eigenschaften dieser. 37 zeigt die externen Quanteneffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften dieser. 38 zeigt die Emissionsspektren dieser. Die folgende Tabelle zeigt die Haupteigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtungen bei einer Leuchtdichte von etwa 1000 cd/m². Die Leuchtdichte, die CIE-Chromatizität und die Emissionsspektren wurden mit einem Spektralradiometer (SR-UL1R, hergestellt von TOPCON TECHNOHOUSE CORPORATION) gemessen. Die externe Quanteneffizienz wurde aus der Leuchtdichte und den Emissionsspektren, die mit dem Spektralradiometer gemessen wurden, in der Annahme berechnet, dass die Licht emittierenden Vorrichtungen Lambertschen-Lichtverteilungseigenschaften aufwiesen.
[Tabelle 4]

	Spannung (V)	Stromdichte (mA/cm²)	Chromatizität x	Chromatizität y	Stromeffizienz (cd/A)	externe Quanteneffizienz (%)
Vorrichtung 2A	3,20	0,91	0,318	0,646	94,7	24,6
Vorrichtung 2B	3,20	1,25	0,317	0,647	89,9	23,4
Vorrichtung 2C	3,10	1,14	0,318	0,646	93,2	24,2
Vorrichtung 2D	3,10	0,98	0,318	0,646	89,5	23,2

33 bis 37 zeigen, dass die Vorrichtungen 2A bis 2D im Wesentlichen die gleichen Emissionseffizienzeigenschaften aufweisen. 35 und 36 zeigen, dass die Vorrichtung 2B bessere Betriebsspannungseigenschaften als die Vorrichtung 2A aufweist und auch im Wesentlichen die gleichen Betriebsspannungseigenschaften wie die Vorrichtungen 2C und 2D aufweist, die jeweils eine Vorrichtungsstruktur mit einer verbesserten Lochtransporteigenschaft aufweisen. In 38 weisen die Vorrichtungen 2A bis 2D im Wesentlichen die gleichen Emissionsspektren auf.
Aus dem Vorstehenden kann die Licht emittierende Vorrichtung, die die organische Verbindung mPCBNBF enthält, die durch Substituierung einer Phenyl-Gruppe am Ende von Biphenyl von PCBmBiF durch eine 1-Naphthyl-Gruppe erhalten wird, bei einer niedrigeren Spannung betrieben werden als die Licht emittierende Vorrichtung, die die organische Verbindung PCBmBiF enthält, während die Emissionseigenschaften aufrechterhalten werden.
Des Weiteren enthält die Licht emittierende Vorrichtung, die die organische Verbindung mPCBNBF enthält, die durch Substituierung einer Phenyl-Gruppe am Ende von Biphenyl von PCBmBiF durch eine 1-Naphthyl-Gruppe erhalten wird, kein OCHD-003 in der Lochtransportschicht, aber sie kann im Wesentlichen die gleichen Eigenschaften aufrechterhalten wie die Licht emittierende Vorrichtung, die OCHD-003 in der Lochtransportschicht enthält.
<Ergebnisse des Zuverlässigkeitstests>
Des Weiteren wurde ein Zuverlässigkeitstest an den Vorrichtungen 2A bis 2D durchgeführt. 39 zeigt eine zeitabhängige Änderung der normierten Leuchtdichte beim Betrieb mit einer konstanten Stromdichte (50 [mA/cm²]). In 39 stellt die vertikale Achse die normierte Leuchtdichte (%) dar, und die horizontale Achse stellt die Zeit (h) dar. Der Wert von LT90 (h), bei dem es sich um die Zeit handelt, die abläuft, bis die Messleuchtdichte auf 90 % der Anfangsleuchtdichte verringert wird, war 72 Stunden, 101 Stunden, 89 Stunden und 104 Stunden in der Vorrichtung 2A, der Vorrichtung 2B, der Vorrichtung 2C bzw. der Vorrichtung 2D.
Daher wurde herausgefunden, dass die Vorrichtungen 2B und 2D, die die organische Verbindung mPCBNBF enthalten, eine höhere Zuverlässigkeit aufweisen als die Vorrichtungen 2A und 2C, die die organische Verbindung PCBmBiF enthalten.
Des Weiteren kann die Licht emittierende Vorrichtung, die die organische Verbindung mPCBNBF enthält, die kein OCHD-003 in der Lochtransportschicht enthält, im Wesentlichen die gleichen Eigenschaften aufrechterhalten wie die Licht emittierende Vorrichtung, die OCHD-003 in der Lochtransportschicht enthält.
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung mit der Seriennr. 2022-094350, eingereicht beim japanischen Patentamt am 10. Juni 2022, deren gesamter Inhalt hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Offenlegung gemacht sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2020152556 [0009]

Claims

Organische Verbindung, die durch eine allgemeine Formel (G1) dargestellt wird,
wobei R¹ bis R⁴ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellen, wobei Ar¹ durch eine nachstehende allgemeine Formel (g1-1) dargestellt wird, wobei Ar² eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 10 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen darstellt, wobei Ar³ durch eine nachstehende allgemeine Formel (g1-2) dargestellt wird, wobei α eine substituierte oder nicht substituierte Arylen-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen darstellt, wobei n eine ganze Zahl von 0 bis 4 darstellt,
wobei eines von R¹¹ bis R²⁰ eine Bindung an Stickstoff in der allgemeinen Formel (G1) darstellt und die anderen jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen darstellen,
wobei eines von R²¹ bis R²⁸ eine Bindung an α oder Stickstoff in der allgemeinen Formel (G1) darstellt und die anderen jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen darstellen, und wobei Ar⁴ eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellt.
Organische Verbindung nach Anspruch 1, wobei Ar² eine substituierte oder nicht substituierte 1-Naphthyl-Gruppe oder eine substituierte oder nicht substituierte 2-Naphthyl-Gruppe darstellt, wobei eines von R¹³ bis R²⁰ eine Bindung an Stickstoff in der allgemeinen Formel (G1) darstellt und die anderen jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen darstellen, und wobei R¹¹ und R¹² jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellen.
Organische Verbindung nach Anspruch 1, wobei Ar⁴ eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 10 bis 30 Kohlenstoffatomen darstellt.
Organische Verbindung, die durch eine allgemeine Formel (G1-1) dargestellt wird,
wobei R¹ bis R⁴ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellen, wobei Ar¹ durch eine nachstehende allgemeine Formel (g1-1) dargestellt wird, wobei Ar² eine substituierte oder nicht substituierte 1-Naphthyl-Gruppe oder eine substituierte oder nicht substituierte 2-Naphthyl-Gruppe darstellt, wobei Ar³ durch eine nachstehende allgemeine Formel (g1-2) dargestellt wird,
wobei eines von R¹¹ bis R²⁰ eine Bindung an Stickstoff in der allgemeinen Formel (G1-1) darstellt und die anderen jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen darstellen,
wobei eines von R²¹ bis R²⁸ eine Bindung an α oder Stickstoff in der allgemeinen Formel (G1-1) darstellt und die anderen jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen darstellen, und wobei Ar⁴ eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellt.
Organische Verbindung nach Anspruch 1, wobei die organische Verbindung durch eine allgemeine Formel (G2) dargestellt wird,
wobei R²¹, R²² und R²⁴ bis R²⁸ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen darstellen, wobei Ar¹ durch die nachstehende allgemeine Formel (g1-1) dargestellt wird, wobei Ar² eine substituierte oder nicht substituierte 1-Naphthyl-Gruppe oder eine substituierte oder nicht substituierte 2-Naphthyl-Gruppe darstellt, wobei Ar⁴ eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen darstellt,
wobei eines von R¹³ bis R²⁰ eine Bindung an Stickstoff in der allgemeinen Formel (G2) darstellt und die anderen jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen darstellen, und wobei R¹¹ und R¹² jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellen.
Organische Verbindung nach Anspruch 1, wobei die organische Verbindung durch eine allgemeine Formel (G3) dargestellt wird,
wobei R¹¹ und R¹² jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellen, wobei R¹³ bis R¹⁸, R²⁰ bis R²² und R²⁴ bis R²⁸ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Heteroaryl-Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen darstellen, und wobei Ar² eine substituierte oder nicht substituierte 1-Naphthyl-Gruppe oder eine substituierte oder nicht substituierte 2-Naphthyl-Gruppe darstellt.
Organische Verbindung nach Anspruch 1, wobei mindestens ein Deuteriumatom in der allgemeinen Formel (G1) enthalten ist.
Licht emittierende Vorrichtung, die die organische Verbindung nach Anspruch 1 umfasst.
Licht empfangende Vorrichtung, die die organische Verbindung nach Anspruch 1 umfasst.
Organische Verbindung nach Anspruch 4, wobei mindestens ein Deuteriumatom in der allgemeinen Formel (G1-1) enthalten ist.
Licht emittierende Vorrichtung, die die organische Verbindung nach Anspruch 10 umfasst.
Licht empfangende Vorrichtung, die die organische Verbindung nach Anspruch 10 umfasst.
Organische Verbindung, die durch eine Strukturformel (100) dargestellt wird,
Licht emittierende Vorrichtung, die die organische Verbindung nach Anspruch 13 umfasst.
Licht empfangende Vorrichtung, die die organische Verbindung nach Anspruch 13 umfasst.