JP5025182B2 - LIGHT EMITTING ELEMENT, LIGHT EMITTING DEVICE, AND ELECTRONIC DEVICE - Google Patents
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Description
本発明は、電流励起型の発光素子に関する。また、発光素子を有する発光装置、電子機器に関する。 The present invention relates to a current excitation type light emitting element. In addition, the present invention relates to a light-emitting device and an electronic device each having a light-emitting element.
近年、発光性の有機化合物を用いた発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発光素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の有機化合物を含む層を挟んだものである。この素子に電圧を印加することにより、一対の電極から電子およびホールがそれぞれ発光性の有機化合物を含む層に注入され、電流が流れる。そして、それらキャリア(電子およびホール)が再結合することにより、発光性の有機化合物が励起状態を形成し、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。このようなメカニズムから、このような発光素子は、電流励起型の発光素子と呼ばれる。 In recent years, research and development of light-emitting elements using light-emitting organic compounds have been actively conducted. The basic structure of these light-emitting elements is such that a layer containing a light-emitting organic compound is sandwiched between a pair of electrodes. By applying a voltage to this element, electrons and holes are respectively injected from the pair of electrodes into the layer containing a light-emitting organic compound, and a current flows. Then, these carriers (electrons and holes) recombine, whereby the light-emitting organic compound forms an excited state, and emits light when the excited state returns to the ground state. Due to such a mechanism, such a light-emitting element is referred to as a current-excitation light-emitting element.
なお、有機化合物が形成する励起状態の種類としては、一重項励起状態と三重項励起状態が可能であり、一重項励起状態からの発光が蛍光、三重項励起状態からの発光が燐光と呼ばれている。 Note that the excited states formed by the organic compound can be singlet excited state or triplet excited state. Light emission from the singlet excited state is called fluorescence, and light emission from the triplet excited state is called phosphorescence. ing.
このような発光素子は、例えば0.1μm程度の有機薄膜で形成されるため、薄型軽量に作製できることが大きな利点である。また、キャリアが注入されてから発光に至るまでの時間は1μ秒程度あるいはそれ以下であるため、非常に応答速度が速いことも特長の一つである。これらの特性は、フラットパネルディスプレイ素子として好適であると考えられている。 Such a light-emitting element is formed of an organic thin film having a thickness of, for example, about 0.1 μm. In addition, since the time from the injection of the carrier to the light emission is about 1 μsec or less, one of the features is that the response speed is very fast. These characteristics are considered suitable for flat panel display elements.
また、これらの発光素子は膜状に形成されるため、大面積の素子を形成することにより、面状の発光を容易に得ることができる。このことは、白熱電球やLEDに代表される点光源、あるいは蛍光灯に代表される線光源では得難い特色であるため、照明等に応用できる面光源としての利用価値も高い。 In addition, since these light-emitting elements are formed in a film shape, planar light emission can be easily obtained by forming a large-area element. This is a feature that is difficult to obtain with a point light source typified by an incandescent bulb or LED, or a line light source typified by a fluorescent lamp, and therefore has a high utility value as a surface light source applicable to illumination or the like.
ところで、近年急速に開発が進んだ各種情報処理機器に組み込むための表示用装置においては特に低消費電力化への要求が高く、これを達成するために発光素子の低駆動電圧化が試みられている。 By the way, display devices to be incorporated into various information processing devices that have been rapidly developed in recent years have a particularly high demand for low power consumption. In order to achieve this, attempts have been made to reduce the driving voltage of light-emitting elements. Yes.
例えば特許文献1では、酸化バナジウムとα―NPDとを共蒸着した層を用いて、駆動電圧を低減する効果を得ている。
For example, in
しかしながら、酸化バナジウムとα―NPDとを共蒸着した層は、可視光領域である400nm〜800nmに吸収スペクトルのピークが存在する。特に青色領域である150nm〜500nm辺りに大きな吸収を示す。よって、発光物質から得られた発光は、酸化バナジウムとα―NPDとを共蒸着した層に吸収されてしまい、発光の外部取り出し効率が低くなってしまうという問題がある。
そこで本発明では、発光効率が高い発光素子を提供することを課題とする。また、低駆動電圧の発光素子を提供することを課題とする。さらに発光素子を用いて発光装置を作製することにより、消費電力の小さい発光装置を提供することを課題とする。また、発光装置を表示部として用いることにより、消費電力の小さい電子機器を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a light-emitting element with high light emission efficiency. Another object is to provide a light-emitting element with a low driving voltage. Further, it is an object to provide a light-emitting device with low power consumption by manufacturing a light-emitting device using a light-emitting element. Another object is to provide an electronic device with low power consumption by using a light-emitting device as a display portion.
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、有機化合物と無機化合物とを含む複合材料を適用することにより、課題を解決できることを見出した。 As a result of intensive studies, the present inventors have found that the problem can be solved by applying a composite material containing an organic compound and an inorganic compound.
すなわち、本発明の発光素子の一は、一対の電極間に、第1の有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層と、複合材料を含む層に接するように設けられた第2の有機化合物を含む層とを有し、第2の有機化合物は、無機化合物と複合したときに450nm〜800nmの波長領域において吸収スペクトルのピークを有しない有機化合物であることを特徴とする。 That is, one light-emitting element of the present invention is provided between a pair of electrodes so as to be in contact with a layer including a composite material formed by combining the first organic compound and an inorganic compound, and a layer including the composite material. A layer containing a second organic compound, and the second organic compound is an organic compound having no absorption spectrum peak in a wavelength region of 450 nm to 800 nm when combined with an inorganic compound. .
本発明の発光素子の一は、第1の電極と第2の電極との間に、第1の有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層と、複合材料を含む層に接するように設けられた第2の有機化合物を含む層と、発光物質を含む発光層とを有し、第2の有機化合物は、無機化合物と複合したときに450nm〜800nmの波長領域において吸収スペクトルのピークを有しない有機化合物であり、第1の電極の電位の方が第2の電極の電位よりも高くなるように電圧を印加したときに発光物質が発光することを特徴とする。 According to one embodiment of the light-emitting element of the present invention, a layer including a composite material formed by combining a first organic compound and an inorganic compound between a first electrode and a second electrode, and a layer including a composite material The second organic compound includes a layer containing a second organic compound and a light emitting layer containing a light emitting material, and the second organic compound has an absorption spectrum in a wavelength region of 450 nm to 800 nm when combined with an inorganic compound. The light-emitting substance emits light when a voltage is applied so that the potential of the first electrode is higher than the potential of the second electrode.
本発明の発光素子の一は、第1の電極と第2の電極との間に、第1の有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層と、複合材料を含む層に接するように設けられた第2の有機化合物を含む層と、発光物質を含む発光層とを有し、複合材料を含む層は第1の電極と接するように設けられ、第2の有機化合物は、前記無機化合物と複合したときに450nm〜800nmの波長領域において吸収スペクトルのピークを有しない有機化合物であり、第1の電極の電位の方が第2の電極の電位よりも高くなるように電圧を印加したときに発光物質が発光することを特徴とする。 According to one embodiment of the light-emitting element of the present invention, a layer including a composite material formed by combining a first organic compound and an inorganic compound between a first electrode and a second electrode, and a layer including a composite material A layer including a second organic compound provided in contact with the light-emitting layer and a light-emitting layer including a light-emitting substance, and the layer including the composite material is provided in contact with the first electrode; , An organic compound that does not have an absorption spectrum peak in the wavelength region of 450 nm to 800 nm when combined with the inorganic compound, and the voltage is such that the potential of the first electrode is higher than the potential of the second electrode. The luminescent material emits light when sapphire is applied.
本発明の発光素子の一は、一対の電極間に、第1の有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層と、複合材料を含む層に接するように設けられた第2の有機化合物を含む層とが積層された積層体を有し、積層体は450nm〜800nmの波長領域において吸収スペクトルのピークを有しないことを特徴とする。 In a light-emitting element of the present invention, a second layer provided between a pair of electrodes is in contact with a layer including a composite material formed by combining a first organic compound and an inorganic compound, and a layer including the composite material. The layer containing the organic compound is laminated, and the laminate does not have an absorption spectrum peak in a wavelength region of 450 nm to 800 nm.
本発明の発光素子の一は、一対の電極間に、第1の有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層と、複合材料を含む層に接するように設けられた第2の有機化合物を含む層とが積層された積層体を有し、450nm〜800nmの波長領域において複合材料は、膜厚が100nmのときの透過率が80%以上であり、第2の有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料は、膜厚100nmのときの透過率が80%以上であることを特徴とする。 In a light-emitting element of the present invention, a second layer provided between a pair of electrodes is in contact with a layer including a composite material formed by combining a first organic compound and an inorganic compound, and a layer including the composite material. And a layered body in which a layer containing the organic compound is laminated, and in the wavelength region of 450 nm to 800 nm, the composite material has a transmittance of 80% or more when the film thickness is 100 nm, and the second organic compound and A composite material formed by combining an inorganic compound has a transmittance of 80% or more when the film thickness is 100 nm.
本発明の発光素子の一は、一対の電極間に、第1の有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層と、複合材料を含む層に接するように設けられた第2の有機化合物を含む層とが積層された積層体を有し、450nm〜800nmの波長領域において、複合材料の吸光度は式(1)で表される関係を満たし、第2の有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料の吸光度は式(1)で表される関係を満たすことを特徴とする。
本発明の発光素子の一は、第1の電極と第2の電極との間に、第1の有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層と、複合材料を含む層に接するように設けられた第2の有機化合物を含む層と、発光物質を含む発光層とを有し、複合材料を含む層と第2の有機化合物を含む層とが積層された積層体は、450nm〜800nmの波長領域において吸収スペクトルのピークを有さず、第1の電極の電位の方が第2の電極の電位よりも高くなるように電圧を印加したときに発光物質が発光することを特徴とする。 According to one embodiment of the light-emitting element of the present invention, a layer including a composite material formed by combining a first organic compound and an inorganic compound between a first electrode and a second electrode, and a layer including a composite material A stacked body in which a layer including a second organic compound and a light-emitting layer including a light-emitting substance provided so as to be in contact with each other and a layer including a composite material and a layer including a second organic compound are stacked, The luminescent substance emits light when a voltage is applied such that the first electrode has a higher potential than the second electrode without having an absorption spectrum peak in the wavelength region of 450 nm to 800 nm. Features.
本発明の発光素子の一は、第1の電極と第2の電極との間に、第1の有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層と、複合材料を含む層に接するように設けられた第2の有機化合物を含む層と、発光物質を含む発光層とを有し、450nm〜800nmの波長領域において、複合材料は、膜厚が100nmのときの透過率が80%以上であり、第2の有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料は、膜厚が100nmのときの透過率が80%以上であり、第1の電極の電位の方が第2の電極の電位よりも高くなるように電圧を印加したときに発光物質が発光することを特徴とする。 According to one embodiment of the light-emitting element of the present invention, a layer including a composite material formed by combining a first organic compound and an inorganic compound between a first electrode and a second electrode, and a layer including a composite material In the wavelength region of 450 nm to 800 nm, the composite material has a transmittance of 80 nm when the film thickness is 100 nm in a wavelength region of 450 nm to 800 nm. %, And the composite material formed by combining the second organic compound and the inorganic compound has a transmittance of 80% or more when the film thickness is 100 nm, and the potential of the first electrode is the second. The luminescent material emits light when a voltage is applied so as to be higher than the potential of the electrode.
本発明の発光素子の一は、第1の電極と第2の電極との間に、第1の有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層と、複合材料を含む層に接するように設けられた第2の有機化合物を含む層と、発光物質を含む発光層とを有し、複合材料を含む層は第1の電極と接するように設けられ、複合材料を含む層と第2の有機化合物を含む層とが積層された積層体は、450nm〜800nmの波長領域において吸収スペクトルのピークを有さず、第1の電極の電位の方が第2の電極の電位よりも高くなるように電圧を印加したときに発光物質が発光することを特徴とする。 According to one embodiment of the light-emitting element of the present invention, a layer including a composite material formed by combining a first organic compound and an inorganic compound between a first electrode and a second electrode, and a layer including a composite material A layer including a second organic compound provided in contact with the light-emitting layer and a light-emitting layer including a light-emitting substance, the layer including the composite material provided to be in contact with the first electrode, and a layer including the composite material; The stacked body in which the layer containing the second organic compound is stacked does not have an absorption spectrum peak in the wavelength region of 450 nm to 800 nm, and the potential of the first electrode is higher than the potential of the second electrode. The light-emitting substance emits light when a voltage is applied so as to increase.
本発明の発光素子の一は、第1の電極と第2の電極との間に、第1の有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層と、複合材料を含む層に接するように設けられた第2の有機化合物を含む層と、発光物質を含む発光層とを有し、複合材料を含む層は第1の電極と接するように設けられ、450nm〜800nmの波長領域において、複合材料は、膜厚100nmのときの透過率が80%以上であり、第2の有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料は、膜厚100nmのときの透過率が80%以上であり、第1の電極の電位の方が第2の電極の電位よりも高くなるように電圧を印加したときに発光物質が発光することを特徴とする。 According to one embodiment of the light-emitting element of the present invention, a layer including a composite material formed by combining a first organic compound and an inorganic compound between a first electrode and a second electrode, and a layer including a composite material A layer including a second organic compound provided in contact with the light-emitting layer and a light-emitting layer including a light-emitting substance, and the layer including the composite material is provided in contact with the first electrode and has a wavelength region of 450 nm to 800 nm. The composite material has a transmittance of 80% or more when the film thickness is 100 nm, and the composite material formed by combining the second organic compound and the inorganic compound has a transmittance of 80% when the film thickness is 100 nm. As described above, the light-emitting substance emits light when a voltage is applied so that the potential of the first electrode is higher than the potential of the second electrode.
本発明の発光素子の一は、第1の電極と第2の電極との間に、第1の有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層と、複合材料を含む層に接するように設けられた第2の有機化合物を含む層と、発光物質を含む発光層とを有し、複合材料を含む層は第1の電極と接するように設けられ、450nm〜800nmの波長領域において、第複合材料の吸光度は式(1)で表される関係を満たし、第2の有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料の吸光度は式(1)で表される関係を満たし、第1の電極の電位の方が第2の電極の電位よりも高くなるように電圧を印加したときに発光物質が発光することを特徴とする。
上記構成において、第1の有機化合物は、芳香族炭化水素であることが好ましい。特に、アントラセン誘導体であることが好ましい。 In the above structure, the first organic compound is preferably an aromatic hydrocarbon. In particular, an anthracene derivative is preferable.
また、本発明の発光素子の一は、一対の電極間に、第1の有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層と前記複合材料を含む層に接するように設けられた第2の有機化合物を含む層とが積層された積層体を有し、第1の有機化合物は、芳香族炭化水素であることを特徴とする。 One of the light-emitting elements of the present invention is provided between a pair of electrodes so as to be in contact with a layer including a composite material formed by combining the first organic compound and an inorganic compound and the layer including the composite material. A layered body in which a layer containing a second organic compound is stacked is provided, and the first organic compound is an aromatic hydrocarbon.
また、本発明の発光素子の一は、一対の電極間に、第1の有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層と、複合材料を含む層に接するように設けられた第2の有機化合物を含む層とが積層された積層体を有し、第1の有機化合物は、アントラセン誘導体であることを特徴とする。 One of the light-emitting elements of the present invention is provided between a pair of electrodes so as to be in contact with a layer including a composite material formed by combining the first organic compound and an inorganic compound and a layer including the composite material. It has a stacked body in which a layer containing a second organic compound is stacked, and the first organic compound is an anthracene derivative.
上記構成において、第2の有機化合物のイオン化ポテンシャルは、第1の有機化合物のイオン化ポテンシャルよりも大きく、その差は0.5eV以下であることが好ましい。より好ましくは、0.3eV以下であることが好ましい。さらに好ましくは、0.1eV以下であることが好ましい。すなわち、第1の有機化合物のイオン化ポテンシャルをIp(1)とし、第2の有機化合物のイオン化ポテンシャルをIp(2)とすると、下記式で表される関係を満たすことが好ましい。
また、上記構成において、第2の有機化合物は、芳香族炭化水素またはカルバゾール誘導体であることが好ましい。特に、アントラセン誘導体であることが好ましい。 In the above structure, the second organic compound is preferably an aromatic hydrocarbon or a carbazole derivative. In particular, an anthracene derivative is preferable.
また、上記構成において、第2の有機化合物を含む層の膜厚は、1nm〜20nmであることが好ましい。 In the above structure, the thickness of the layer containing the second organic compound is preferably 1 nm to 20 nm.
また、上記構成において、無機化合物は、第1の有機化合物に対して電子受容性を示すことが好ましい。 In the above structure, the inorganic compound preferably exhibits an electron accepting property with respect to the first organic compound.
また、無機化合物は、遷移金属酸化物であることが好ましい。特に、元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物であることが好ましい。さらに好ましくは、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムのいずれかであることが好ましい。
The inorganic compound is preferably a transition metal oxide. In particular, an oxide of a metal belonging to
また、本発明の発光素子の一は、一対の電極間に、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層と、複合材料を含む層に接するように設けられた有機化合物を含む層とを有し、複合材料は450nm〜800nmの波長領域において吸収スペクトルのピークを有しないことを特徴とする。 One of the light-emitting elements of the present invention includes a layer including a composite material formed by combining an organic compound and an inorganic compound between a pair of electrodes, and an organic compound provided so as to be in contact with the layer including the composite material. And the composite material is characterized by having no absorption spectrum peak in a wavelength region of 450 nm to 800 nm.
また、本発明の発光素子の一は、一対の電極間に、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層と、複合材料を含む層に接するように設けられた有機化合物を含む層とを有し、450nm〜800nmの波長領域において、複合材料の膜厚100nmのときの透過率が80%以上であることを特徴とする。 One of the light-emitting elements of the present invention includes a layer including a composite material formed by combining an organic compound and an inorganic compound between a pair of electrodes, and an organic compound provided so as to be in contact with the layer including the composite material. In the wavelength region of 450 nm to 800 nm, the transmittance when the thickness of the composite material is 100 nm is 80% or more.
また、本発明の発光素子の一は、一対の電極間に、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層と、複合材料を含む層に接するように設けられた前記有機化合物を含む層とを有し、450nm〜800nmの波長領域において、複合材料の吸光度は式(1)で表される関係を満たすことを特徴とする。
また、本発明の発光素子の一は、第1の電極と第2の電極との間に、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層と、複合材料を含む層に接するように設けられた有機化合物を含む層と、発光物質を含む発光層とを有し、複合材料は450nm〜800nmの波長領域において吸収スペクトルのピークを有さず、第1の電極の電位の方が第2の電極の電位よりも高くなるように電圧を印加したときに発光物質が発光することを特徴とする。 In one embodiment of the light-emitting element of the present invention, a layer including a composite material formed by combining an organic compound and an inorganic compound and a layer including a composite material are in contact between the first electrode and the second electrode. The composite material has a layer containing an organic compound and a light-emitting layer containing a light-emitting substance, and the composite material does not have an absorption spectrum peak in the wavelength region of 450 nm to 800 nm, and the potential of the first electrode Is characterized in that the light-emitting substance emits light when a voltage is applied so as to be higher than the potential of the second electrode.
また、本発明の発光素子の一は、第1の電極と第2の電極との間に、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層と、複合材料を含む層に接するように設けられた有機化合物を含む層と、発光物質を含む発光層とを有し、450nm〜800nmの波長領域において、複合材料の膜厚100nmのときの透過率が80%以上であり、第1の電極の電位の方が第2の電極の電位よりも高くなるように電圧を印加したときに発光物質が発光することを特徴とする。 In one embodiment of the light-emitting element of the present invention, a layer including a composite material formed by combining an organic compound and an inorganic compound and a layer including a composite material are in contact between the first electrode and the second electrode. And having a layer containing an organic compound and a light emitting layer containing a light emitting substance, and having a transmittance of 80% or more when the thickness of the composite material is 100 nm in a wavelength region of 450 nm to 800 nm, The light-emitting substance emits light when a voltage is applied so that the potential of one electrode is higher than the potential of the second electrode.
また、本発明の発光素子の一は、第1の電極と第2の電極との間に、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層と、複合材料を含む層に接するように設けられた有機化合物を含む層と、発光物質を含む発光層とを有し、複合材料を含む層は第1の電極と接するように設けられ、複合材料は450nm〜800nmの波長領域において吸収スペクトルのピークを有さず、第1の電極の電位の方が第2の電極の電位よりも高くなるように電圧を印加したときに発光物質が発光することを特徴とする。 In one embodiment of the light-emitting element of the present invention, a layer including a composite material formed by combining an organic compound and an inorganic compound and a layer including a composite material are in contact between the first electrode and the second electrode. A layer containing an organic compound and a light emitting layer containing a light emitting substance, the layer containing a composite material is provided so as to be in contact with the first electrode, and the composite material is in a wavelength region of 450 nm to 800 nm. The light-emitting substance emits light when a voltage is applied so that it does not have an absorption spectrum peak and the potential of the first electrode is higher than the potential of the second electrode.
また、本発明の発光素子の一は、第1の電極と第2の電極との間に、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層と、複合材料を含む層に接するように設けられた有機化合物を含む層と、発光物質を含む発光層とを有し、複合材料を含む層は第1の電極と接するように設けられ、450nm〜800nmの波長領域において、複合材料の膜厚100nmのときの透過率が80%以上であり、第1の電極の電位の方が第2の電極の電位よりも高くなるように電圧を印加したときに発光物質が発光することを特徴とする。 In one embodiment of the light-emitting element of the present invention, a layer including a composite material formed by combining an organic compound and an inorganic compound and a layer including a composite material are in contact between the first electrode and the second electrode. A layer containing an organic compound and a light emitting layer containing a light emitting substance, and the layer containing a composite material is provided so as to be in contact with the first electrode, and in the wavelength region of 450 nm to 800 nm, the composite material The light-emitting substance emits light when a voltage is applied such that the transmittance when the film thickness is 100 nm is 80% or more and the potential of the first electrode is higher than the potential of the second electrode. Features.
また、本発明の発光素子の一は第1の電極と第2の電極との間に、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層と、複合材料を含む層に接するように設けられた有機化合物を含む層と、発光物質を含む発光層とを有し、複合材料を含む層は第1の電極と接するように設けられ、450nm〜800nmの波長領域において、複合材料の吸光度は式(1)で表される関係を満たし、第1の電極の電位の方が第2の電極の電位よりも高くなるように電圧を印加したときに発光物質が発光することを特徴とする発光素子。
上記構成において、有機化合物は、芳香族炭化水素であることが好ましい。特に、アントラセン誘導体であることが好ましい。 In the above structure, the organic compound is preferably an aromatic hydrocarbon. In particular, an anthracene derivative is preferable.
また、本発明の発光素子の一は、一対の電極間に、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層と、複合材料を含む層に接するように設けられた前記有機化合物を含む層とを有し、有機化合物は、芳香族炭化水素であることを特徴とする。 In one embodiment of the light-emitting element of the present invention, a layer including a composite material obtained by combining an organic compound and an inorganic compound between a pair of electrodes, and the organic compound provided so as to be in contact with the layer including the composite material And the organic compound is an aromatic hydrocarbon.
また、本発明の発光素子の一は、一対の電極間に、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層と、複合材料を含む層に接するように設けられた有機化合物を含む層とを有し、有機化合物は、アントラセン誘導体であることを特徴とする。 One of the light-emitting elements of the present invention includes a layer including a composite material formed by combining an organic compound and an inorganic compound between a pair of electrodes, and an organic compound provided so as to be in contact with the layer including the composite material. And the organic compound is an anthracene derivative.
また、上記構成において、有機化合物を含む層の膜厚は、1nm〜20nmであることが好ましい。 In the above structure, the thickness of the layer containing an organic compound is preferably 1 nm to 20 nm.
また、上記構成において、無機化合物は、第1の有機化合物に対して電子受容性を示すことが好ましい。 In the above structure, the inorganic compound preferably exhibits an electron accepting property with respect to the first organic compound.
また、無機化合物は、遷移金属酸化物であることが好ましい。特に、元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物であることが好ましい。さらに好ましくは、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムのいずれかであることが好ましい。
The inorganic compound is preferably a transition metal oxide. In particular, an oxide of a metal belonging to
また、本発明は、上述した発光素子を有する発光装置も範疇に含めるものである。本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、発光デバイス、もしくは光源(照明装置含む)を含む。また、発光素子が形成されたパネルにコネクター、例えばFPC(Flexible Printed Circuit)もしくはTAB(Tape Automated Bonding)テープもしくはTCP(Tape Carrier Package)が取り付けられたモジュール、TABテープやTCPの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にCOG(Chip On Glass)方式によりIC(集積回路)が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。 The present invention also includes a light emitting device having the above-described light emitting element. The light-emitting device in this specification includes an image display device, a light-emitting device, or a light source (including a lighting device). A panel in which a light emitting element is formed is provided with a connector such as an FPC (Flexible Printed Circuit) or TAB (Tape Automated Bonding) tape or TCP (Tape Carrier Package), or a printed wiring board at the end of a TAB tape or TCP. The light-emitting device also includes a module provided with an IC or an IC (integrated circuit) directly mounted on a light-emitting element by a COG (Chip On Glass) method.
また、本発明の発光素子を表示部に用いた電子機器も本発明の範疇に含めるものとする。したがって、本発明の電子機器は、表示部を有し、表示部は、上述した発光素子と発光素子の発光を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。 An electronic device using the light-emitting element of the present invention for the display portion is also included in the category of the present invention. Therefore, an electronic device according to the present invention includes a display portion, and the display portion includes the above-described light emitting element and a control unit that controls light emission of the light emitting element.
本発明を適用することにより、発光効率の高い発光素子を得ることができる。 By applying the present invention, a light-emitting element with high emission efficiency can be obtained.
また、本発明を適用することにより、低電圧駆動の発光素子を得ることができる。 In addition, by applying the present invention, a light-emitting element driven at a low voltage can be obtained.
また、本発明を適用することにより、消費電力の小さい発光装置を得ることができる。 In addition, by applying the present invention, a light-emitting device with low power consumption can be obtained.
また、本発明を適用することにより、消費電力の小さい電子機器を得ることができる。 In addition, by applying the present invention, an electronic device with low power consumption can be obtained.
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following description, and it is easily understood by those skilled in the art that modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the embodiments below.
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の発光素子に用いる複合材料について説明する。なお、本明細書中において、複合とは、単に2つの材料を混合させるだけでなく、分子レベルで混合し、これによって材料間での電荷の授受が行われ得る状態になることを言う。
(Embodiment 1)
In this embodiment mode, a composite material used for the light-emitting element of the present invention will be described. Note that in this specification, the term “composite” means that not only two materials are mixed but also mixed at a molecular level so that charge can be transferred between the materials.
本発明で用いる複合材料は、第1の有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料である。複合材料に用いる第1の有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)など、種々の化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる第1の有機化合物としては、正孔輸送性の高い有機化合物であることが好ましい。具体的には、10−6cm2/Vs以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。以下では、複合材料に用いることのできる第1の有機化合物を具体的に列挙する。 The composite material used in the present invention is a composite material formed by combining a first organic compound and an inorganic compound. As the first organic compound used for the composite material, various compounds such as an aromatic amine compound, a carbazole derivative, an aromatic hydrocarbon, and a high molecular compound (oligomer, dendrimer, polymer, or the like) can be used. Note that the first organic compound used for the composite material is preferably an organic compound having a high hole-transport property. Specifically, a substance having a hole mobility of 10 −6 cm 2 / Vs or higher is preferable. Note that other than these substances, any substance that has a property of transporting more holes than electrons may be used. Below, the 1st organic compound which can be used for a composite material is listed concretely.
例えば、芳香族アミン化合物としては、N,N’−ジ(p−トリル)−N,N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミン(略称:DTDPPA)、4,4’−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DPAB)、4,4’−ビス(N−{4−[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]フェニル}−N−フェニルアミノ)ビフェニル(略称:DNTPD)、1,3,5−トリス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ベンゼン(略称:DPA3B)等を挙げることができる。 For example, as an aromatic amine compound, N, N′-di (p-tolyl) -N, N′-diphenyl-p-phenylenediamine (abbreviation: DTDPPA), 4,4′-bis [N- (4- Diphenylaminophenyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: DPAB), 4,4′-bis (N- {4- [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] phenyl} -N-phenyl Amino) biphenyl (abbreviation: DNTPD), 1,3,5-tris [N- (4-diphenylaminophenyl) -N-phenylamino] benzene (abbreviation: DPA3B), and the like can be given.
複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、具体的には、3−[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA1)、3,6−ビス[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA2)、3−[N−(1−ナフチル)−N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)アミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCN1)等を挙げることができる。 Specific examples of the carbazole derivative that can be used for the composite material include 3- [N- (9-phenylcarbazol-3-yl) -N-phenylamino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCA1), 3 , 6-Bis [N- (9-phenylcarbazol-3-yl) -N-phenylamino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCA2), 3- [N- (1-naphthyl) -N- (9- Phenylcarbazol-3-yl) amino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCN1) and the like.
また、4,4’−ジ(N−カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)、1,3,5−トリス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]ベンゼン(略称:TCPB)、9−[4−(N−カルバゾリル)]フェニル−10−フェニルアントラセン(略称:CzPA)、2,3,5,6−トリフェニル−1,4−ビス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]ベンゼン等を用いることができる。 In addition, 4,4′-di (N-carbazolyl) biphenyl (abbreviation: CBP), 1,3,5-tris [4- (N-carbazolyl) phenyl] benzene (abbreviation: TCPB), 9- [4- ( N-carbazolyl)] phenyl-10-phenylanthracene (abbreviation: CzPA), 2,3,5,6-triphenyl-1,4-bis [4- (N-carbazolyl) phenyl] benzene, and the like can be used. .
また、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素としては、例えば、9,10−ジ(ナフタレン−2−イル)−2−tert−ブチルアントラセン(略称:t−BuDNA)、9,10−ジ(ナフタレン−1−イル)−2−tert−ブチルアントラセン、9,10−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)アントラセン(略称:DPPA)、9,10−ジ(4−フェニルフェニル)−2−tert−ブチルアントラセン(略称:t−BuDBA)、9,10−ジ(ナフタレン−2−イル)アントラセン(略称:DNA)、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPAnth)、2−tert−ブチルアントラセン(略称:t−BuAnth)、9,10−ジ(4−メチルナフタレン−1−イル)アントラセン(略称:DMNA)、2−tert−ブチル−9,10−ビス[2−(ナフタレン−1−イル)フェニル]アントラセン、9,10−ビス[2−(ナフタレン−1−イル)フェニル]アントラセン、2,3,6,7−テトラメチル−9,10−ジ(ナフタレン−1−イル)アントラセン、2,3,6,7−テトラメチル−9,10−ジ(ナフタレン−2−イル)アントラセン、9,9’−ビアントリル、10,10’−ジフェニル−9,9’−ビアントリル、10,10’−ジ(2−フェニルフェニル)−9,9’−ビアントリル、10,10’−ビス[(2,3,4,5,6−ペンタフェニル)フェニル]−9,9’−ビアントリル、アントラセン等のアントラセン誘導体、テトラセン、ルブレン、ペリレン、2,5,8,11−テトラ(tert−ブチル)ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。このように、1×10−6cm2/Vs以上の正孔移動度を有し、炭素数14〜42である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。 As an aromatic hydrocarbon that can be used for the composite material, for example, 9,10-di (naphthalen-2-yl) -2-tert-butylanthracene (abbreviation: t-BuDNA), 9,10-di (Naphthalen-1-yl) -2-tert-butylanthracene, 9,10-bis (3,5-diphenylphenyl) anthracene (abbreviation: DPPA), 9,10-di (4-phenylphenyl) -2-tert -Butylanthracene (abbreviation: t-BuDBA), 9,10-di (naphthalen-2-yl) anthracene (abbreviation: DNA), 9,10-diphenylanthracene (abbreviation: DPAnth), 2-tert-butylanthracene (abbreviation) : T-BuAnth), 9,10-di (4-methylnaphthalen-1-yl) anthracene (abbreviation: DMNA), -Tert-butyl-9,10-bis [2- (naphthalen-1-yl) phenyl] anthracene, 9,10-bis [2- (naphthalen-1-yl) phenyl] anthracene, 2,3,6,7 -Tetramethyl-9,10-di (naphthalen-1-yl) anthracene, 2,3,6,7-tetramethyl-9,10-di (naphthalen-2-yl) anthracene, 9,9'-bianthryl, 10,10′-diphenyl-9,9′-bianthryl, 10,10′-di (2-phenylphenyl) -9,9′-bianthryl, 10,10′-bis [(2,3,4,5, 6-pentaphenyl) phenyl] -9,9′-bianthryl, anthracene derivatives such as anthracene, tetracene, rubrene, perylene, 2,5,8,11-tetra (tert-butyl) perylene, etc. It is below. In addition, pentacene, coronene, and the like can also be used. Thus, it is more preferable to use an aromatic hydrocarbon having a hole mobility of 1 × 10 −6 cm 2 / Vs or more and having 14 to 42 carbon atoms.
なお、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、4,4’−ビス(2,2−ジフェニルビニル)ビフェニル(略称:DPVBi)、9,10−ビス[4−(2,2−ジフェニルビニル)フェニル]アントラセン(略称:DPVPA)等が挙げられる。 Note that the aromatic hydrocarbon that can be used for the composite material may have a vinyl skeleton. As the aromatic hydrocarbon having a vinyl group, for example, 4,4′-bis (2,2-diphenylvinyl) biphenyl (abbreviation: DPVBi), 9,10-bis [4- (2,2- Diphenylvinyl) phenyl] anthracene (abbreviation: DPVPA) and the like.
また、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(略称:PVK)やポリ(4−ビニルトリフェニルアミン)(略称:PVTPA)等の高分子化合物を用いることもできる。 Alternatively, a high molecular compound such as poly (N-vinylcarbazole) (abbreviation: PVK) or poly (4-vinyltriphenylamine) (abbreviation: PVTPA) can be used.
また、複合材料に用いる無機化合物としては、遷移金属酸化物が好ましい。また元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物であることが好ましい。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすく好ましい。
As the inorganic compound used for the composite material, a transition metal oxide is preferable. In addition, an oxide of a metal belonging to
なお、複合材料を含む層の製造方法は、湿式法、乾式法を問わず、どのような手法を用いても良い。例えば、複合材料を含む層は、上述した有機化合物と無機化合物との共蒸着で作製することができる。また、上述した有機化合物と金属アルコキシドを含む溶液を塗布し、焼成することによって得ることもできる。なお、酸化モリブデンは真空中で蒸発しやすく、作製プロセスの面からも好ましい。 Note that any method may be used for manufacturing the layer including the composite material regardless of a wet method or a dry method. For example, the layer including the composite material can be manufactured by co-evaporation of the organic compound and the inorganic compound described above. Moreover, it can also obtain by apply | coating and baking the solution containing the organic compound and metal alkoxide which were mentioned above. Molybdenum oxide is easy to evaporate in a vacuum and is preferable from the viewpoint of the manufacturing process.
本発明で用いられる複合材料は、450nm〜800nmの波長領域において吸収ピークを有さない材料である。また、450nm〜800nmの波長領域において、膜厚100nmのときの透過率が80%以上である複合材料である。よって、発光領域からの発光を効率良く、外部へ取り出すことができる。 The composite material used in the present invention is a material having no absorption peak in the wavelength region of 450 nm to 800 nm. In addition, in the wavelength region of 450 nm to 800 nm, the composite material has a transmittance of 80% or more when the film thickness is 100 nm. Therefore, light emitted from the light emitting region can be efficiently extracted outside.
(実施の形態2)
本実施の形態では、実施の形態1で示した第1の有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料に接するように設けられた第2の有機化合物を含む層について説明する。
(Embodiment 2)
In this embodiment, a layer containing a second organic compound provided so as to be in contact with a composite material formed by combining the first organic compound and the inorganic compound described in
複合材料を含む層に接して設けられる第2の有機化合物を含む層に含まれる第2の有機化合物は、複合材料に含まれる無機化合物と複合した場合に、450nm〜800nmの波長領域において吸収ピークを有さない有機化合物である。また、複合材料を含む層における第1の有機化合物と無機化合物との混合比と同じ割合で混合した第2の有機化合物と前記無機化合物を含む複合材料は、450nm〜800nmの波長領域において、膜厚100nmのときの透過率が80%以上である。 The second organic compound contained in the layer containing the second organic compound provided in contact with the layer containing the composite material has an absorption peak in the wavelength region of 450 nm to 800 nm when combined with the inorganic compound contained in the composite material. It is an organic compound that does not have The composite material containing the inorganic compound and the second organic compound mixed at the same ratio as the mixing ratio of the first organic compound and the inorganic compound in the layer containing the composite material is a film in a wavelength region of 450 nm to 800 nm. The transmittance when the thickness is 100 nm is 80% or more.
第2の有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)など、種々の化合物を用いることができる。なお、第2の有機化合物としては、正孔輸送性の高い有機化合物であることが好ましい。具体的には、10−6cm2/Vs以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。以下では、第2の有機化合物を具体的に列挙する。 As the second organic compound, various compounds such as an aromatic amine compound, a carbazole derivative, an aromatic hydrocarbon, and a polymer compound (oligomer, dendrimer, polymer, etc.) can be used. Note that the second organic compound is preferably an organic compound having a high hole-transport property. Specifically, a substance having a hole mobility of 10 −6 cm 2 / Vs or higher is preferable. Note that other than these substances, any substance that has a property of transporting more holes than electrons may be used. Hereinafter, the second organic compound is specifically listed.
例えば、芳香族アミン化合物としては、N,N’−ジ(p−トリル)−N,N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミン(略称:DTDPPA)、4,4’−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DPAB)、4,4’−ビス(N−{4−[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]フェニル}−N−フェニルアミノ)ビフェニル(略称:DNTPD)、1,3,5−トリス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ベンゼン(略称:DPA3B)等を挙げることができる。 For example, as an aromatic amine compound, N, N′-di (p-tolyl) -N, N′-diphenyl-p-phenylenediamine (abbreviation: DTDPPA), 4,4′-bis [N- (4- Diphenylaminophenyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: DPAB), 4,4′-bis (N- {4- [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] phenyl} -N-phenyl Amino) biphenyl (abbreviation: DNTPD), 1,3,5-tris [N- (4-diphenylaminophenyl) -N-phenylamino] benzene (abbreviation: DPA3B), and the like can be given.
また、カルバゾール誘導体としては、具体的には、3−[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA1)、3,6−ビス[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA2)、3−[N−(1−ナフチル)−N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)アミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCN1)等を挙げることができる。 As a carbazole derivative, specifically, 3- [N- (9-phenylcarbazol-3-yl) -N-phenylamino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCA1), 3,6-bis [ N- (9-phenylcarbazol-3-yl) -N-phenylamino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCA2), 3- [N- (1-naphthyl) -N- (9-phenylcarbazole-3- Yl) amino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCN1) and the like.
また、4,4’−ジ(N−カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)、1,3,5−トリス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]ベンゼン(略称:TCPB)、9−[4−(N−カルバゾリル)]フェニル−10−フェニルアントラセン(略称:CzPA)、2,3,5,6−トリフェニル−1,4−ビス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]ベンゼン等を用いることができる。 In addition, 4,4′-di (N-carbazolyl) biphenyl (abbreviation: CBP), 1,3,5-tris [4- (N-carbazolyl) phenyl] benzene (abbreviation: TCPB), 9- [4- ( N-carbazolyl)] phenyl-10-phenylanthracene (abbreviation: CzPA), 2,3,5,6-triphenyl-1,4-bis [4- (N-carbazolyl) phenyl] benzene, and the like can be used. .
また、芳香族炭化水素としては、例えば、9,10−ジ(ナフタレン−2−イル)−2−tert−ブチルアントラセン(略称:t−BuDNA)、9,10−ジ(ナフタレン−1−イル)−2−tert−ブチルアントラセン、9,10−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)アントラセン(略称:DPPA)、9,10−ジ(4−フェニルフェニル)−2−tert−ブチルアントラセン(略称:t−BuDBA)、9,10−ジ(ナフタレン−2−イル)アントラセン(略称:DNA)、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPAnth)、2−tert−ブチルアントラセン(略称:t−BuAnth)、9,10−ジ(4−メチルナフタレン−1−イル)アントラセン(略称:DMNA)、2−tert−ブチル−9,10−ビス[2−(ナフタレン−1−イル)フェニル]アントラセン、9,10−ビス[2−(ナフタレン−1−イル)フェニル]アントラセン、2,3,6,7−テトラメチル−9,10−ジ(ナフタレン−1−イル)アントラセン、2,3,6,7−テトラメチル−9,10−ジ(ナフタレン−2−イル)アントラセン、9,9’−ビアントリル、10,10’−ジフェニル−9,9’−ビアントリル、10,10’−ジ(2−フェニルフェニル)−9,9’−ビアントリル、10,10’−ビス[(2,3,4,5,6−ペンタフェニル)フェニル]−9,9’−ビアントリル、アントラセン等のアントラセン誘導体、テトラセン、ルブレン、ペリレン、2,5,8,11−テトラ(tert−ブチル)ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。このように、1×10−6cm2/Vs以上の正孔移動度を有し、炭素数14〜42である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。 Examples of the aromatic hydrocarbon include 9,10-di (naphthalen-2-yl) -2-tert-butylanthracene (abbreviation: t-BuDNA) and 9,10-di (naphthalen-1-yl). 2-tert-butylanthracene, 9,10-bis (3,5-diphenylphenyl) anthracene (abbreviation: DPPA), 9,10-di (4-phenylphenyl) -2-tert-butylanthracene (abbreviation: t) -BuDBA), 9,10-di (naphthalen-2-yl) anthracene (abbreviation: DNA), 9,10-diphenylanthracene (abbreviation: DPAnth), 2-tert-butylanthracene (abbreviation: t-BuAnth), 9 , 10-di (4-methylnaphthalen-1-yl) anthracene (abbreviation: DMNA), 2-tert-butyl-9,1 -Bis [2- (naphthalen-1-yl) phenyl] anthracene, 9,10-bis [2- (naphthalen-1-yl) phenyl] anthracene, 2,3,6,7-tetramethyl-9,10- Di (naphthalen-1-yl) anthracene, 2,3,6,7-tetramethyl-9,10-di (naphthalen-2-yl) anthracene, 9,9′-bianthryl, 10,10′-diphenyl-9 , 9'-Bianthryl, 10,10'-di (2-phenylphenyl) -9,9'-bianthryl, 10,10'-bis [(2,3,4,5,6-pentaphenyl) phenyl]- Examples include anthracene derivatives such as 9,9′-bianthryl and anthracene, tetracene, rubrene, perylene, 2,5,8,11-tetra (tert-butyl) perylene, and the like. In addition, pentacene, coronene, and the like can also be used. Thus, it is more preferable to use an aromatic hydrocarbon having a hole mobility of 1 × 10 −6 cm 2 / Vs or more and having 14 to 42 carbon atoms.
なお、芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、4,4’−ビス(2,2−ジフェニルビニル)ビフェニル(略称:DPVBi)、9,10−ビス[4−(2,2−ジフェニルビニル)フェニル]アントラセン(略称:DPVPA)等が挙げられる。 The aromatic hydrocarbon may have a vinyl skeleton. As the aromatic hydrocarbon having a vinyl group, for example, 4,4′-bis (2,2-diphenylvinyl) biphenyl (abbreviation: DPVBi), 9,10-bis [4- (2,2- Diphenylvinyl) phenyl] anthracene (abbreviation: DPVPA) and the like.
また、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(略称:PVK)やポリ(4−ビニルトリフェニルアミン)(略称:PVTPA)等の高分子化合物を用いることもできる。 Alternatively, a high molecular compound such as poly (N-vinylcarbazole) (abbreviation: PVK) or poly (4-vinyltriphenylamine) (abbreviation: PVTPA) can be used.
第2の有機化合物を含む層は、複合材料に含まれる無機化合物と複合したときに450nm〜800nmの波長領域において吸収スペクトルのピークを有しない。また、複合材料を含む層における第1の有機化合物と無機化合物との混合比と同じ割合となるよう無機化合物と複合したときに450nm〜800nmの波長領域において、100nmあたりの透過率が80%以上である。そのため、複合材料を含む層と第2の有機化合物を含む層とが接していることにより、複合材料を含む層と第2の有機化合物を含む層との界面において、複合材料を含む層に含まれる無機化合物と第2の有機化合物とが接し、複合材料として存在した場合でも、発光物質からの発光を吸収することなく効率良く透過し、外部取り出し効率を向上させることができる。すなわち、発光効率の高い発光素子を得ることできる。 The layer containing the second organic compound does not have an absorption spectrum peak in the wavelength region of 450 nm to 800 nm when combined with the inorganic compound included in the composite material. Further, the transmittance per 100 nm is 80% or more in a wavelength region of 450 nm to 800 nm when compounded with an inorganic compound so as to have the same ratio as the mixing ratio of the first organic compound and the inorganic compound in the layer containing the composite material. It is. Therefore, when the layer containing the composite material and the layer containing the second organic compound are in contact with each other, the layer containing the composite material is included in the interface between the layer containing the composite material and the layer containing the second organic compound. Even when the inorganic compound and the second organic compound are in contact with each other and exist as a composite material, light can be efficiently transmitted without absorbing light emitted from the light-emitting substance, and external extraction efficiency can be improved. That is, a light emitting element with high luminous efficiency can be obtained.
(実施の形態3)
本発明の発光素子は、一対の電極間に複数の層を有する。当該複数の層は、電極から離れたところに発光領域が形成されるように、つまり電極から離れた部位でキャリア(担体)の再結合が行われるように、キャリア注入性の高い物質やキャリア輸送性の高い物質からなる層を組み合わせて積層されたものである。
(Embodiment 3)
The light-emitting element of the present invention has a plurality of layers between a pair of electrodes. The plurality of layers have a high carrier injection property and carrier transport so that a light emitting region is formed at a position away from the electrode, that is, a carrier (carrier) is recombined at a position away from the electrode. The layers are formed by combining layers made of highly specific materials.
本発明の発光素子の一態様について図1(A)を用いて以下に説明する。 One embodiment of a light-emitting element of the present invention is described below with reference to FIG.
本形態において、発光素子は、第1の電極102と、第1の電極102の上に順に積層した第1の層103、第2の層104、第3の層105、第4の層106と、さらにその上に設けられた第2の電極107とから構成されている。なお、本形態では第1の電極102は陽極として機能し、第2の電極107は陰極として機能するものとして以下説明をする。
In this embodiment, the light-emitting element includes a
基板101上は発光素子の支持体として用いられる。基板101としては、例えばガラス、またはプラスチックなどを用いることができる。なお、発光素子を作製工程において支持体として機能するものであれば、これら以外のものでもよい。
The
第1の電極102としては、さまざまな金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物を用いることができる。例えば、インジウム錫酸化物(ITO:Indium Tin Oxide)、珪素を含有したインジウム錫酸化物、酸化インジウムに2〜20wt%の酸化亜鉛(ZnO)を混合したIZO(Indium Zinc Oxide)の他、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、チタン(Ti)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、アルミニウム(Al)、アルミニウム−シリコン(Al−Si)、アルミニウム−チタン(Al−Ti)、アルミニウム−シリコン−銅(Al−Si−Cu)または金属材料の窒化物(TiN)等、を用いることができるが、第1の電極を陽極として用いる場合には、その中でも、仕事関数の大きい(仕事関数4.0eV以上)などで形成されていることが好ましい。
As the
なお、本発明の発光素子において、第1の電極102は仕事関数の大きい材料に限定されず、仕事関数の小さい材料を用いることもできる。
Note that in the light-emitting element of the present invention, the
第1の層103は、実施の形態1で示した複合材料を含む層である。すなわち、第1の有機化合物と無機化合物とを複合した複合材料を含む層である。
The
第1の層103に含まれる複合材料は、450nm〜800nmの波長領域において吸収スペクトルのピークを有しない。また、第1の層103に含まれる複合材料は、450nm〜800nmの全波長領域にわたって膜厚100nmのときの透過率が80%以上である。よって、発光物質からの発光を効率良く透過し、外部取り出し効率を向上させることができる。すなわち、発光効率の高い発光素子を得ることできる。
The composite material included in the
なお、複合材料を含む層の製造方法は、湿式法、乾式法を問わず、どのような手法を用いても良い。例えば、複合材料を含む層は、上述した有機化合物と無機化合物との共蒸着で作製することができる。また、上述した有機化合物と金属アルコキシドを含む溶液を塗布し、焼成することによって得ることもできる。なお、酸化モリブデンは真空中で蒸発しやすく、作製プロセスの面からも好ましい。 Note that any method may be used for manufacturing the layer including the composite material regardless of a wet method or a dry method. For example, the layer including the composite material can be manufactured by co-evaporation of the organic compound and the inorganic compound described above. Moreover, it can also obtain by apply | coating and baking the solution containing the organic compound and metal alkoxide which were mentioned above. Molybdenum oxide is easy to evaporate in a vacuum and is preferable from the viewpoint of the manufacturing process.
第2の層104は、実施の形態2で示した第2の有機化合物を含む層である。すなわち、第1の層103に含まれる複合材料に含まれる無機化合物と複合したときに450nm〜800nmの波長領域において吸収スペクトルのピークを有しない第2の有機化合物を含む層である。
The
なお、第2の層104に含まれる第2の有機化合物のイオン化ポテンシャルは、第1の層103に含まれる第1の有機化合物のイオン化ポテンシャルよりも大きく、その差は0.5eV以下であることが好ましい。より好ましくは、0.3eV以下であることが好ましい。さらに好ましくは、0.1eV以下であることが好ましい。すなわち、第1の有機化合物のイオン化ポテンシャルをIp(1)とし、第2の有機化合物のイオン化ポテンシャルをIp(2)とすると、下記式で表される関係を満たすことが好ましい。
第2の有機化合物のイオン化ポテンシャルと第1の有機化合物のイオン化ポテンシャルとが上記の式を満たす関係にあることにより、第1の層103から第2の層104へのキャリア注入障壁が小さくなるため、駆動電圧を低減することができる。よって、第1の層103に含まれる第1の有機化合物として芳香族炭化水素等のイオン化ポテンシャルの大きい有機化合物を用いた場合には、第2の層104に用いることのできる第2の有機化合物のイオン化ポテンシャルの範囲が広がり、第2の有機化合物の選択肢が広がる。例えば、第1の層103に含まれる第1の有機化合物として芳香族炭化水素を用い、第2の層104に含まれる第2の有機化合物として、芳香族炭化水素を用いることができる。このように、アミン化合物を含まない発光素子を作製することも可能となる。
Since the ionization potential of the second organic compound and the ionization potential of the first organic compound satisfy the above formula, the carrier injection barrier from the
第1の有機化合物または第2の有機化合物として用いることのできる化合物の具体的なイオン化ポテンシャルの測定値を表1に示す。 Table 1 shows specific measurement values of ionization potentials of compounds that can be used as the first organic compound or the second organic compound.
なお、本明細書中では、イオン化ポテンシャルの測定方法としては、大気中における光電子分光法を用いる。例えば、このような測定に用いられる装置としては、AC−2、理研計器株式会社製がある。測定対象としては、蒸着法によりガラス基板上に形成した薄膜を用いた。 In this specification, photoelectron spectroscopy in the atmosphere is used as a method for measuring the ionization potential. For example, as an apparatus used for such measurement, there are AC-2 and Riken Keiki Co., Ltd. As a measurement object, a thin film formed on a glass substrate by a vapor deposition method was used.
第1の層103に含まれる第1の有機化合物として芳香族炭化水素を用い、第2の層104に含まれる第2の有機化合物として、芳香族炭化水素を用いた場合、耐熱性の高い発光素子を作製することができる。一般に、酸素、窒素、硫黄などのヘテロ原子と炭素との結合が分子内に存在すると、分子骨格の柔軟性が向上するため、ガラス転移温度や融点などの熱物性は低下する。したがって、類似の分子構造であれば、芳香族炭化水素は、芳香族アミン化合物と比較すると、熱物性が高い。よって、類似の分子構造を有する芳香族アミン化合物を用いる場合に比べ、芳香族炭化水素を用いることにより、耐熱性の高い発光素子を得ることができる。
When aromatic hydrocarbon is used as the first organic compound contained in the
また、高いガラス転移温度や高い融点をアミン化合物に付与する場合には、分子量を増大させる必要がある。このため、これまでに、スターバースト型のアミン化合物や、直鎖型のオリゴアミン化合物が合成されてきたが、これらの化合物は合成のステップ数が多く、目的の材料を得るために必要な時間が長く、コストも高い。よって、芳香族炭化水素を用いることにより、同様な耐熱性を有する発光素子を得るのに必要なコストを削減することができる。 In addition, when a high glass transition temperature or a high melting point is imparted to the amine compound, it is necessary to increase the molecular weight. For this reason, starburst type amine compounds and linear oligoamine compounds have been synthesized so far, but these compounds have a large number of synthesis steps and the time required to obtain the desired material. Is long and expensive. Therefore, the use of aromatic hydrocarbons can reduce the cost required to obtain a light-emitting element having similar heat resistance.
また、第1の層103と第2の層104とに含まれる有機化合物が同じ物質である場合、すなわち、第1の有機化合物と第2の有機化合物が同じ物質である場合、第1の層103と第2の層104とのキャリア注入障壁が小さくなるので好ましい。また、第1の層103と第2の層104を蒸着法により形成する場合、連続的に成膜することも可能となるため、工程を簡略化することが可能となり、より生産性を向上させることができる。
In addition, when the organic compounds included in the
なお、第2の層104の膜厚は、1nm〜20nmであることが好ましい。
Note that the thickness of the
なお、図3に示すように、第2の層104と第3の層105との間に、正孔輸送性の高い物質を含む層108を設ける構成としてもよい。正孔輸送性の高い物質としては、例えば4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPBまたはα―NPD)やN,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4’’−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:MTDATA)、4,4’−ビス[N―フェニル−N−(スピロフルオレン−2−イル)]ビフェニル(略称:BSPB)などの芳香族アミン化合物(即ち、ベンゼン環−窒素の結合を有する化合物)等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に10−6cm2/Vs以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。また、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
Note that as illustrated in FIG. 3, a
第3の層105は、発光性の高い物質を含む層である。例えば、N,N’−ジメチルキナクリドン(略称:DMQd)、N,N’−ジフェニルキナクリドン(略称:DPQd)や3−(2−ベンゾチアゾイル)−7−ジエチルアミノクマリン(略称:クマリン6)等の発光性の高い物質とトリス(8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq)や9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)等のキャリア輸送性が高く膜質がよい(つまり結晶化しにくい)物質とを自由に組み合わせて構成される。但し、AlqやDNAは発光性も高い物質であるため、これらの物質を単独で用いた構成とし、第3の層105としても構わない。
The
第4の層106は、電子輸送性の高い物質、例えばトリス(8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq)、トリス(5−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Almq3)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]−キノリナト)ベリリウム(略称:BeBq2)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)−4−フェニルフェノラト−アルミニウム(略称:BAlq)など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等からなる層である。また、この他ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−ベンゾオキサゾラト]亜鉛(略称:Zn(BOX)2)、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−ベンゾチアゾラト]亜鉛(略称:Zn(BTZ)2)などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)や、1,3−ビス[5−(p−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−(4−エチルフェニル)−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(略称:p−EtTAZ)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)なども用いることができる。ここに述べた物質は、主に10−6cm2/Vs以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を第4の層106として用いても構わない。また、第4の層106は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
The
第2の電極107を形成する物質としては、仕事関数の小さい(仕事関数3.8eV以下)金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。このような陰極材料の具体例としては、元素周期表の1族または2族に属する元素、すなわちリチウム(Li)やセシウム(Cs)等のアルカリ金属、およびマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金(Mg:Ag、Al:Li)が挙げられる。しかしながら、第2の電極107と第4の層106との間に、電子注入を促す機能を有する層を、当該第2の電極と積層して設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Al、Ag、ITO、珪素を含むITO等様々な導電性材料を第2の電極107として用いることができる。
As a material for forming the
なお、電子注入を促す機能を有する層としては、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF2)等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属の化合物を用いることができる。また、この他、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有させたもの、例えばAlq中にマグネシウム(Mg)を含有させたもの等を用いることができる。 Note that as a layer having a function of promoting electron injection, an alkali metal or alkaline earth metal compound such as lithium fluoride (LiF), cesium fluoride (CsF), calcium fluoride (CaF 2 ), or the like is used. Can do. In addition, a layer made of a substance having an electron transporting property containing an alkali metal or an alkaline earth metal, for example, a layer containing magnesium (Mg) in Alq can be used.
また、第1の層103、第2の層104、第3の層105、第4の層106の形成方法は、上記のような蒸着法以外の方法でもよい。例えばインクジェット法またはスピンコート法など用いても構わない。また各電極または各層ごとに異なる成膜方法を用いて形成しても構わない。
Further, the
以上のような構成を有する本発明の発光素子は、第1の電極102と第2の電極107との間に生じた電位差により電流が流れ、発光性の高い物質を含む層である第3の層105において正孔と電子とが再結合し、発光するものである。つまり第3の層105に発光領域が形成されるような構成となっている。但し、第3の層105の全てが発光領域として機能する必要はなく、例えば、第3の層105のうち第2の層104側または第4の層106側にのみ発光領域が形成されるようなものであってもよい。
The light-emitting element of the present invention having the above structure is a third layer that contains a highly light-emitting substance because a current flows due to a potential difference generated between the
発光は、第1の電極102または第2の電極107のいずれか一方または両方を通って外部に取り出される。従って、第1の電極102または第2の電極107のいずれか一方または両方は、透光性を有する物質で成る。第1の電極102のみが透光性を有する物質からなるものである場合、図1(A)に示すように、発光は第1の電極102を通って基板側から取り出される。また、第2の電極107のみが透光性を有する物質からなるものである場合、図1(B)に示すように、発光は第2の電極107を通って基板と逆側から取り出される。第1の電極102および第2の電極107がいずれも透光性を有する物質からなるものである場合、図1(C)に示すように、発光は第1の電極102および第2の電極107を通って、基板側および基板と逆側の両方から取り出される。
Light emission is extracted outside through one or both of the
なお第1の電極102と第2の電極107との間に設けられる層の構成は、上記のものには限定されない。発光領域と金属とが近接することによって生じる消光が抑制されるように、第1の電極102および第2の電極107から離れた部位に正孔と電子とが再結合する領域を設けた構成であり、且つ、第1の有機化合物と無機化合物とを複合した複合材料を含む層と、複合材料に含まれる無機化合物と複合したとき450nm〜800nmの波長領域に吸収スペクトルのピークを有しない第2の有機化合物を含む層とが接していれば、上記以外のものでもよい。
Note that the structure of the layers provided between the
つまり、層の積層構造については特に限定されず、電子輸送性の高い物質または正孔輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、正孔注入性の高い物質、バイポーラ性(電子及び正孔の輸送性の高い物質)の物質等から成る層を、第1の有機化合物と無機化合物とを複合した複合材料を含む層および複合材料に含まれる無機化合物と複合したとき450nm〜800nmの波長領域に吸収スペクトルのピークを有しない第2の有機化合物を含む層と、自由に組み合わせて構成すればよい。 In other words, the layered structure of the layers is not particularly limited, and a substance having a high electron transporting property or a substance having a high hole transporting property, a substance having a high electron injecting property, a substance having a high hole injecting property, or a bipolar property (electron and hole) When a layer made of a substance having a high transportability) is combined with a layer containing a composite material in which the first organic compound and an inorganic compound are composited and an inorganic compound contained in the composite material, the wavelength region is 450 nm to 800 nm. And a layer containing a second organic compound that does not have an absorption spectrum peak.
図2に示す発光素子は、陰極として機能する第1の電極302の上に電子輸送性の高い物質からなる第1の層303、発光性の高い物質を含む第2の層304、第4の層306の複合材料に含まれる無機化合物と複合したとき450nm〜800nmの波長領域に吸収スペクトルのピークを有しない第2の有機化合物を含む層である第3の層305、第1の有機化合物と無機化合物とを複合した複合材料を含む層である第4の層306、陽極として機能する第2の電極307とが順に積層された構成となっている。なお、301は基板である。
A light-emitting element illustrated in FIG. 2 includes a
本実施の形態においては、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に発光素子を作製している。一基板上にこのような発光素子を複数作製することで、パッシブ型の発光装置を作製することができる。また、ガラス、プラスチックなどからなる基板以外に、例えば薄膜トランジスタ(TFT)アレイ基板上に発光素子を作製してもよい。これにより、TFTによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス型の発光装置を作製できる。なお、TFTの構造は、特に限定されない。スタガ型のTFTでもよいし逆スタガ型のTFTでもよい。また、TFTアレイ基板に形成される駆動用回路についても、N型およびP型のTFTからなるものでもよいし、若しくはN型またはP型のいずれか一方からのみなるものであってもよい。また、TFTに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定されない。非晶質半導体膜を用いてもよいし、結晶性半導体膜を用いてもよい。 In this embodiment mode, a light-emitting element is manufactured over a substrate made of glass, plastic, or the like. A passive light-emitting device can be manufactured by manufacturing a plurality of such light-emitting elements over one substrate. In addition to a substrate made of glass, plastic, or the like, a light emitting element may be manufactured on a thin film transistor (TFT) array substrate, for example. Thus, an active matrix light-emitting device in which driving of the light-emitting element is controlled by the TFT can be manufactured. Note that the structure of the TFT is not particularly limited. A staggered TFT or an inverted staggered TFT may be used. Also, the driving circuit formed on the TFT array substrate may be composed of N-type and P-type TFTs, or may be composed of only one of N-type and P-type. Further, the crystallinity of a semiconductor film used for the TFT is not particularly limited. An amorphous semiconductor film or a crystalline semiconductor film may be used.
本発明の発光素子は、第1の有機化合物と無機化合物とを複合した複合材料を含む層および複合材料に含まれる無機化合物と複合したとき450nm〜800nmの波長領域に吸収スペクトルのピークを有しない第2の有機化合物を含む層を有する。 The light-emitting element of the present invention does not have a peak of an absorption spectrum in a wavelength region of 450 nm to 800 nm when combined with a layer including a composite material in which the first organic compound and the inorganic compound are combined and an inorganic compound included in the composite material. A layer containing a second organic compound;
複合材料を含む層は、450nm〜800nmの波長領域において吸収スペクトルのピークを有しない。よって、発光物質からの発光を効率良く透過し、外部取り出し効率を向上させることができる。すなわち、発光効率の高い発光素子を得ることできる。 The layer containing the composite material does not have an absorption spectrum peak in the wavelength region of 450 nm to 800 nm. Therefore, light emitted from the light-emitting substance can be efficiently transmitted and external extraction efficiency can be improved. That is, a light emitting element with high luminous efficiency can be obtained.
第2の有機化合物を含む層は、複合材料に含まれる無機化合物と複合したときに450nm〜800nmの波長領域において吸収スペクトルのピークを有しない。よって、第1の層103と第2の層104とが接していることにより、複合材料を含む層と第2の有機化合物を含む層との界面において、複合材料を含む層に含まれる無機化合物と第2の有機化合物とが接し、複合材料として存在した場合でも、発光物質からの発光を吸収することなく効率良く透過し、外部取り出し効率を向上させることができる。すなわち、発光効率の高い発光素子を得ることできる。
The layer containing the second organic compound does not have an absorption spectrum peak in the wavelength region of 450 nm to 800 nm when combined with the inorganic compound included in the composite material. Therefore, when the
また、第1の有機化合物と無機化合物とを複合した複合材料を含む層は、導電性が高い。よって、発光素子の低電圧駆動を実現することができる。 In addition, the layer including the composite material in which the first organic compound and the inorganic compound are combined has high conductivity. Therefore, low voltage driving of the light emitting element can be realized.
また、有機化合物と無機化合物とを複合した複合材料を含む層は導電性が高いため、複合材料を含む層を厚膜化した場合でも、駆動電圧の上昇を抑制することができる。よって、駆動電圧の上昇を抑制しつつ、外部への光の取り出し効率が高くなるように複合材料を含む層の膜厚を最適化することが可能となる。 In addition, since a layer including a composite material in which an organic compound and an inorganic compound are combined has high conductivity, an increase in driving voltage can be suppressed even when the layer including the composite material is thickened. Therefore, it is possible to optimize the thickness of the layer including the composite material so that the efficiency of extracting light to the outside is increased while suppressing an increase in driving voltage.
また、駆動電圧を上昇させることなく、光学設計による色純度の向上を実現することができる。 In addition, the color purity can be improved by optical design without increasing the driving voltage.
また、複合材料を含む層を厚膜化することにより、電極上の凹凸や衝撃等による短絡を防止することができるため、信頼性の高い発光素子を得ることができる。例えば、通常の発光素子の電極間の膜厚が100nm〜150nmであるのに対し、複合材料を含む層を用いた発光素子の電極間の膜厚は、100〜500nm、好ましくは、200〜500nmとすることができる。 In addition, by increasing the thickness of the layer including the composite material, a short circuit due to unevenness or impact on the electrode can be prevented; thus, a highly reliable light-emitting element can be obtained. For example, the film thickness between electrodes of a normal light-emitting element is 100 nm to 150 nm, whereas the film thickness between electrodes of a light-emitting element using a layer containing a composite material is 100 to 500 nm, preferably 200 to 500 nm. It can be.
また、本発明の発光素子に用いる複合材料を含む層は、電極とオーム接触することが可能であり、電極との接触抵抗が小さい。そのため、仕事関数等を考慮することなく、電極材料を選ぶことができる。つまり、電極材料の選択肢が広がる。 In addition, the layer containing the composite material used for the light-emitting element of the present invention can be in ohmic contact with the electrode and has low contact resistance with the electrode. Therefore, the electrode material can be selected without considering the work function or the like. That is, the choice of electrode material is expanded.
(実施の形態4)
本実施の形態では、本発明の発光素子を有する発光装置について説明する。
(Embodiment 4)
In this embodiment mode, a light-emitting device having the light-emitting element of the present invention will be described.
本実施の形態では、画素部に本発明の発光素子を有する発光装置について図33を用いて説明する。なお、図33(A)は、発光装置を示す上面図、図33(B)は図33(A)をA−A’およびB−B’で切断した断面図である。点線で示された601は駆動回路部(ソース側駆動回路)、602は画素部、603は駆動回路部(ゲート側駆動回路)である。また、604は封止基板、605はシール材であり、シール材605で囲まれた内側は、空間607になっている。 In this embodiment mode, a light-emitting device having the light-emitting element of the present invention in a pixel portion will be described with reference to FIG. Note that FIG. 33A is a top view illustrating the light-emitting device, and FIG. 33B is a cross-sectional view taken along lines A-A ′ and B-B ′ of FIG. Reference numeral 601 indicated by a dotted line denotes a driving circuit portion (source side driving circuit), 602 denotes a pixel portion, and 603 denotes a driving circuit portion (gate side driving circuit). Reference numeral 604 denotes a sealing substrate, reference numeral 605 denotes a sealing material, and the inside surrounded by the sealing material 605 is a space 607.
なお、引き回し配線608はソース側駆動回路601及びゲート側駆動回路603に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるFPC(フレキシブルプリントサーキット)609からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではFPCしか図示されていないが、このFPCにはプリント配線基盤(PWB)が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにFPCもしくはPWBが取り付けられた状態をも含むものとする。 Note that the routing wiring 608 is a wiring for transmitting a signal input to the source side driving circuit 601 and the gate side driving circuit 603, and a video signal, a clock signal, an FPC (flexible printed circuit) 609 serving as an external input terminal, Receives start signal, reset signal, etc. Although only the FPC is shown here, a printed wiring board (PWB) may be attached to the FPC. The light-emitting device in this specification includes not only a light-emitting device body but also a state in which an FPC or a PWB is attached thereto.
次に、断面構造について図33(B)を用いて説明する。素子基板610上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路601と、画素部602中の一つの画素が示されている。
Next, a cross-sectional structure will be described with reference to FIG. A driver circuit portion and a pixel portion are formed over the
なお、ソース側駆動回路601はnチャネル型TFT623とpチャネル型TFT624とを組み合わせたCMOS回路が形成される。また、駆動回路を形成するTFTは、種々のCMOS回路、PMOS回路もしくはNMOS回路で形成しても良い。また、本実施例では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を基板上ではなく外部に形成することもできる。
Note that the source side driver circuit 601 is a CMOS circuit in which an n-
また、画素部602はスイッチング用TFT611と、電流制御用TFT612とそのドレインに電気的に接続された第1の電極613とを含む複数の画素により形成される。なお、第1の電極613の端部を覆って絶縁物614が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。
The pixel portion 602 is formed by a plurality of pixels including a switching
また、被覆性を良好なものとするため、絶縁物614の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物614の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物614の上端部のみに曲率半径(0.2μm〜3μm)を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物614として、光の照射によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光の照射によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。 In order to improve the coverage, a curved surface having a curvature is formed at the upper end or the lower end of the insulator 614. For example, when positive photosensitive acrylic is used as a material for the insulator 614, it is preferable that only the upper end portion of the insulator 614 has a curved surface with a curvature radius (0.2 μm to 3 μm). As the insulator 614, either a negative type that becomes insoluble in an etchant by light irradiation or a positive type that becomes soluble in an etchant by light irradiation can be used.
第1の電極613上には、発光物質を含む層616、および第2の電極617がそれぞれ形成されている。ここで、陽極として機能する第1の電極613に用いる材料としては、さまざまな金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物を用いることができる。第1の電極を陽極として用いる場合には、その中でも、仕事関数の大きい(仕事関数4.0eV以上)などで形成されていることが好ましい。例えば、珪素を含有したインジウム錫酸化物、酸化インジウムに2〜20wt%の酸化亜鉛(ZnO)を混合したIZO(Indium Zinc Oxide)、窒化チタン膜、クロム膜、タングステン膜、Zn膜、Pt膜などの単層膜の他、窒化チタンとアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との3層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる。 Over the first electrode 613, a layer 616 containing a light-emitting substance and a second electrode 617 are formed. Here, as a material used for the first electrode 613 functioning as an anode, various metals, alloys, electrically conductive compounds, and mixtures thereof can be used. In the case where the first electrode is used as an anode, it is preferable that the first electrode is formed with a large work function (work function of 4.0 eV or more). For example, indium tin oxide containing silicon, IZO (Indium Zinc Oxide) in which 2 to 20 wt% zinc oxide (ZnO) is mixed with indium oxide, titanium nitride film, chromium film, tungsten film, Zn film, Pt film, etc. In addition to the single layer film, a stack of titanium nitride and a film containing aluminum as a main component, a three-layer structure of a titanium nitride film, a film containing aluminum as a main component, and a titanium nitride film can be used. Note that with a stacked structure, resistance as a wiring is low, good ohmic contact can be obtained, and a function as an anode can be obtained.
また、発光物質を含む層616は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート法等の種々の方法によって形成される。発光物質を含む層616は、実施の形態1で示した複合材料を含む層および実施の形態2で示した第2の有機化合物を含む層を有している。また、発光物質を含む層616を構成する他の材料としては、低分子系材料、中分子材料(オリゴマー、デンドリマーを含む)、または高分子系材料であっても良い。また、発光物質を含む層に用いる材料としては、通常、有機化合物を単層もしくは積層で用いる場合が多いが、本発明においては、有機化合物からなる膜の一部に無機化合物を用いる構成も含めることとする。
The layer 616 containing a light-emitting substance is formed by various methods such as an evaporation method using an evaporation mask, an inkjet method, and a spin coating method. The layer 616 containing a light-emitting substance includes the layer containing the composite material shown in
さらに、発光物質を含む層616上に形成され、陰極として機能する第2の電極617に用いる材料としては、仕事関数の小さい(仕事関数3.8eV以下)金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。このような陰極材料の具体例としては、元素周期表の第1族または第2族に属する元素、すなわちリチウム(Li)やセシウム(Cs)等のアルカリ金属、およびマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金(Mg:Ag、Al:Li)が挙げられる。なお、発光物質を含む層616で生じた光が第2の電極617を透過させる場合には、第2の電極617として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜(ITO、2〜20wt%の酸化亜鉛を含む酸化インジウム、珪素を含有したインジウム錫酸化物、酸化亜鉛(ZnO)等)との積層を用いるのが良い。
Further, as a material used for the second electrode 617 which is formed over the light-emitting substance-containing layer 616 and functions as a cathode, a metal, an alloy, an electrically conductive compound, and a low work function (work function of 3.8 eV or less) These mixtures can be used. Specific examples of such cathode materials include elements belonging to
さらにシール材605で封止基板604を素子基板610と貼り合わせることにより、素子基板610、封止基板604、およびシール材605で囲まれた空間607に発光素子618が備えられた構造になっている。なお、空間607には、充填材が充填されており、不活性気体(窒素やアルゴン等)が充填される場合の他、シール材605で充填される場合もある。
Further, the sealing substrate 604 is bonded to the
なお、シール材605にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板604に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、FRP(Fiberglass−Reinforced Plastics)、PVF(ポリビニルフロライド)、マイラー、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。 Note that an epoxy-based resin is preferably used for the sealant 605. Moreover, it is desirable that these materials are materials that do not transmit moisture and oxygen as much as possible. In addition to a glass substrate or a quartz substrate, a plastic substrate made of FRP (Fiberglass-Reinforced Plastics), PVF (polyvinyl fluoride), Mylar, polyester, acrylic, or the like can be used as a material for the sealing substrate 604.
以上のようにして、本発明の発光素子を有する発光装置を得ることができる。 As described above, a light-emitting device having the light-emitting element of the present invention can be obtained.
本発明の発光装置は、実施の形態1で示した複合材料を含む層および複合材料を含む層に接するように設けられた実施の形態2で示した第2の有機化合物を含む層を有している。そのため、発光領域からの発光を効率良く外部に取り出すことができ、発光効率が高い。また、駆動電圧を低減することができ、消費電力を低減することが可能となる。
The light-emitting device of the present invention includes a layer including the composite material described in
また、本発明の発光装置は、複合材料を含む層を厚くしても駆動電圧の上昇を抑制することができる。よって、複合材料を含む層を厚くして、発光素子の短絡を防止することができる。また、光学設計により発光の外部取り出し効率の向上を実現することができる。よって、消費電力が少なく、信頼性の高い発光装置を得ることができる。 In addition, the light-emitting device of the present invention can suppress an increase in driving voltage even if the layer containing the composite material is thickened. Therefore, the layer containing the composite material can be thickened to prevent a short circuit of the light-emitting element. In addition, it is possible to realize an improvement in the efficiency of taking out emitted light by optical design. Thus, a light-emitting device with low power consumption and high reliability can be obtained.
以上のように、本実施の形態では、トランジスタによって発光素子の駆動を制御するアクティブ型の発光装置について説明したが、この他、トランジスタ等の駆動用の素子を特に設けずに発光素子を駆動させるパッシブ型の発光装置であってもよい。図34には本発明を適用して作製したパッシブ型の発光装置の斜視図を示す。図34において、基板951上には、電極952と電極956との間には発光物質を含む層955が設けられている。電極952の端部は絶縁層953で覆われている。そして、絶縁層953上には隔壁層954が設けられている。隔壁層954の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層954の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺(絶縁層953の面方向と同様の方向を向き、絶縁層953と接する辺)の方が上辺(絶縁層953の面方向と同様の方向を向き、絶縁層953と接しない辺)よりも短い。このように、隔壁層954を設けることで、静電気等に起因した発光素子の不良を防ぐことが出来る。また、パッシブ型の発光装置においても、発光効率が高く、低駆動電圧で動作する本発明の発光素子を含むことによって、低消費電力で駆動させることができる。
As described above, in this embodiment mode, an active light-emitting device that controls driving of a light-emitting element using a transistor has been described. In addition to this, a light-emitting element is driven without particularly providing a driving element such as a transistor. A passive light emitting device may be used. FIG. 34 is a perspective view of a passive light emitting device manufactured by applying the present invention. In FIG. 34, a
(実施の形態5)
本実施の形態では、実施の形態4に示す発光装置をその一部に含む本発明の電子機器について説明する。本発明の電子機器は、実施の形態1に示した複合材料を含む層および複合材料を含む層に接するように設けられた実施の形態2に示した第2の有機化合物を含む層を有し、低消費電力の表示部を有する。また、実施の形態1で示した複合材料を含む層を厚膜化することにより、微小な異物や、外部からの衝撃等による短絡が抑制された信頼性の高い表示部を有する電子機器を提供することも可能である。
(Embodiment 5)
In this embodiment, an electronic device of the present invention including the light-emitting device described in
本発明の発光装置を用いて作製された電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオ、オーディオコンポ等)、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等)、記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはDigital Versatile Disc(DVD)等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置)などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図35に示す。
図35(A)は本発明に係るテレビ装置であり、筐体9101、支持台9102、表示部9103、スピーカー部9104、ビデオ入力端子9105等を含む。このテレビ装置において、表示部9103は、実施の形態2〜6で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、駆動電圧が低いという特徴を有している。また、微小な異物や、外部からの衝撃等による短絡を防止することも可能である。その発光素子で構成される表示部9103も同様の特徴を有するため、このテレビ装置は画質の劣化がなく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、テレビ装置において、劣化補償機能の回路や電源回路を大幅に減らす、若しくは劣化補償機能の回路や電源回路のサイズを小さくすることができるので、筐体9101や支持台9102の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るテレビ装置は、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、それにより住環境に適合した製品を提供することができる。
As an electronic device manufactured using the light emitting device of the present invention, a video camera, a digital camera, a goggle type display, a navigation system, a sound reproducing device (car audio, audio component, etc.), a computer, a game device, a portable information terminal (mobile) Display device capable of playing back a recording medium such as a computer, a mobile phone, a portable game machine, or an electronic book) and a recording medium (specifically, a digital versatile disc (DVD)) and displaying the image And the like). Specific examples of these electronic devices are shown in FIGS.
FIG. 35A illustrates a television device according to the present invention, which includes a
図35(B)は本発明に係るコンピュータであり、本体9201、筐体9202、表示部9203、キーボード9204、外部接続ポート9205、ポインティングマウス9206等を含む。このコンピュータにおいて、表示部9203は、実施の形態2〜6で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、駆動電圧が低いという特徴を有している。また、微小な異物や、外部からの衝撃等による短絡を防止することも可能である。その発光素子で構成される表示部9203も同様の特徴を有するため、このコンピュータは画質の劣化がなく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、コンピュータにおいて、劣化補償機能の回路や電源回路を大幅に減らす、若しくは劣化補償機能の回路や電源回路のサイズを小さくすることができるので、本体9201や筐体9202の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るコンピュータは、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、環境に適合した製品を提供することができる。また、持ち運ぶことも可能となり、持ち運ぶときの外部からの衝撃にも強い表示部を有しているコンピュータを提供することができる。
FIG. 35B illustrates a computer according to the present invention, which includes a
図35(C)は本発明に係る携帯電話であり、本体9401、筐体9402、表示部9403、音声入力部9404、音声出力部9405、操作キー9406、外部接続ポート9407、アンテナ9408等を含む。この携帯電話において、表示部9403は、実施の形態2〜6で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、駆動電圧が低いという特徴を有している。また、微小な異物や、外部からの衝撃等による短絡を防止することも可能である。その発光素子で構成される表示部9403も同様の特徴を有するため、この携帯電話は画質の劣化がなく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、携帯電話において、劣化補償機能の回路や電源回路を大幅に減らす、若しくは劣化補償機能の回路や電源回路のサイズを小さくすることができるので、本体9401や筐体9402の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係る携帯電話は、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、携帯に適した製品を提供することができる。また、携帯したときの衝撃にも強い表示部を有している製品を提供することができる。
FIG. 35C illustrates a cellular phone according to the present invention, which includes a
図35(D)は本発明の係るカメラであり、本体9501、表示部9502、筐体9503、外部接続ポート9504、リモコン受信部9505、受像部9506、バッテリー9507、音声入力部9508、操作キー9509、接眼部9510等を含む。このカメラにおいて、表示部9502は、実施の形態2〜6で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、駆動電圧が低く、微小な異物や、外部からの衝撃等による短絡を防止することができるという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部9502も同様の特徴を有するため、このカメラは画質の劣化がなく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、カメラにおいて、劣化補償機能の回路や電源回路を大幅に減らす、若しくは劣化補償機能の回路や電源回路のサイズを小さくすることができるので、本体9501の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るカメラは、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、携帯に適した製品を提供することができる。また、携帯したときの衝撃にも強い表示部を有している製品を提供することができる。
FIG. 35D illustrates a camera according to the present invention, which includes a main body 9501, a display portion 9502, a
以上の様に、本発明の発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。本発明の発光装置を用いることにより、低消費電力で、信頼性の高い表示部を有する電子機器を提供することが可能となる。 As described above, the applicable range of the light-emitting device of the present invention is so wide that the light-emitting device can be applied to electronic devices in various fields. By using the light-emitting device of the present invention, an electronic device having a display portion with low power consumption and high reliability can be provided.
また、本発明の発光装置は、発光効率の高い発光素子を有しており、照明装置として用いることもできる。本発明の発光素子を照明装置として用いる一態様を図36を用いて説明する。 In addition, the light-emitting device of the present invention includes a light-emitting element with high emission efficiency, and can also be used as a lighting device. One mode in which the light-emitting element of the present invention is used as a lighting device is described with reference to FIG.
図36は、本発明の発光装置をバックライトとして用いた液晶表示装置の一例である。図36に示した液晶表示装置は、筐体901、液晶層902、バックライト903、筐体904を有し、液晶層902は、ドライバIC905と接続されている。また、バックライト903は、本発明の発光装置が用いられおり、端子906により、電流が供給されている。
FIG. 36 illustrates an example of a liquid crystal display device using the light-emitting device of the present invention as a backlight. The liquid crystal display device illustrated in FIG. 36 includes a
本発明の発光装置を液晶表示装置のバックライトとして用いることにより、消費電力の低減されたバックライトが得られる。また、本発明の発光装置は、面発光の照明装置であり大面積化も可能であるため、バックライトの大面積化が可能であり、液晶表示装置の大面積化も可能になる。さらに、発光装置は薄型で低消費電力であるため、表示装置の薄型化、低消費電力化も可能となる。 By using the light emitting device of the present invention as a backlight of a liquid crystal display device, a backlight with reduced power consumption can be obtained. Further, the light-emitting device of the present invention is a surface-emitting illumination device and can have a large area, so that the backlight can have a large area and a liquid crystal display device can have a large area. Further, since the light emitting device is thin and has low power consumption, the display device can be thinned and the power consumption can be reduced.
本実施例では、本発明の発光素子に用いる有機化合物および無機化合物、および複合層の作製方法並びに光学特性について説明する。 In this example, an organic compound and an inorganic compound used for the light-emitting element of the present invention, a method for manufacturing a composite layer, and optical characteristics will be described.
(サンプル1)
まず、石英基板を真空蒸着装置内の基板ホルダーに固定する。そして、DNTPDと酸化モリブデン(VI)とをそれぞれ別の抵抗加熱式の蒸発源に入れ、その後真空装置内を排気し、10−4Pa程度まで減圧した後、共蒸着法によりDNTPDと酸化モリブデンとを含む層を形成した。この時、DNTPDと酸化モリブデンの比率が重量比で2:1となるように共蒸着した。なお、膜厚は100nmとした。
(Sample 1)
First, a quartz substrate is fixed to a substrate holder in a vacuum deposition apparatus. Then, DNTPD and molybdenum oxide (VI) are put in separate resistance heating evaporation sources, then the inside of the vacuum apparatus is evacuated, and the pressure is reduced to about 10 −4 Pa. A layer containing was formed. At this time, the co-evaporation was performed so that the weight ratio of DNTPD to molybdenum oxide was 2: 1. The film thickness was 100 nm.
このようにして成膜したDNTPD−酸化モリブデン複合層(サンプル1)の450nm〜800nmの波長領域における吸収スペクトルを測定した結果を図37に示す。また、透過率を図4に示す。 FIG. 37 shows the result of measuring the absorption spectrum of the DNTPD-molybdenum oxide composite layer (sample 1) thus formed in the wavelength region of 450 nm to 800 nm. The transmittance is shown in FIG.
(比較例1)
(比較サンプル2)
石英基板を真空蒸着装置内の基板ホルダーに固定する。そして、NPBと酸化モリブデン(VI)とをそれぞれ別の抵抗加熱式の蒸発源に入れ、その後真空装置内を排気し、10−4Pa程度まで減圧した後、共蒸着法によりNPBと酸化モリブデンとを含む層を形成した。この時、NPBと酸化モリブデンの比率が重量比で2:0.75となるように共蒸着した。なお、膜厚は100nmとした。
(Comparative Example 1)
(Comparative sample 2)
A quartz substrate is fixed to a substrate holder in a vacuum deposition apparatus. Then, NPB and molybdenum oxide (VI) are put in separate resistance heating type evaporation sources, then the inside of the vacuum apparatus is evacuated and decompressed to about 10 −4 Pa, and then NPB and molybdenum oxide are formed by co-evaporation. A layer containing was formed. At this time, co-evaporation was performed so that the weight ratio of NPB to molybdenum oxide was 2: 0.75. The film thickness was 100 nm.
このようにして成膜したNPB−酸化モリブデン複合層(比較サンプル2)の450nm〜800nmの波長領域における吸収スペクトルを測定した結果を図37に示す。また、透過率を図4に示す。 FIG. 37 shows the result of measuring the absorption spectrum in the wavelength region of 450 nm to 800 nm of the NPB-molybdenum oxide composite layer (Comparative Sample 2) thus formed. The transmittance is shown in FIG.
図4および図37からわかるように、DNTPD−酸化モリブデン複合層は450nm〜800nmの波長領域において吸収ピークを示さず、80%以上の透過率を有しているのに対し、比較例であるNPB−酸化モリブデン混合膜は500nm付近に吸収ピークを有しており、透過率が80%に満たない波長領域がある。 As can be seen from FIGS. 4 and 37, the DNTPD-molybdenum oxide composite layer does not show an absorption peak in the wavelength region of 450 nm to 800 nm and has a transmittance of 80% or more, whereas the NPB which is a comparative example -The molybdenum oxide mixed film has an absorption peak in the vicinity of 500 nm and has a wavelength region where the transmittance is less than 80%.
したがって、本発明の複合材料および複合材料と接して設けられる有機化合物の層は、450nm〜800nmの波長領域において吸収ピークを持たず、高い透過率を有していることがわかる。 Therefore, it can be seen that the composite material of the present invention and the organic compound layer provided in contact with the composite material do not have an absorption peak in the wavelength region of 450 nm to 800 nm and have high transmittance.
本実施例では、本発明の発光素子に用いる有機化合物および無機化合物、および複合材料を含む層の作製方法並びに光学特性について説明する。 In this example, a method for manufacturing a layer including an organic compound and an inorganic compound, and a composite material used for the light-emitting element of the present invention, and optical characteristics will be described.
(サンプル3)
まず、石英基板を真空蒸着装置内の基板ホルダーに固定する。そして、t−BuDNAと酸化モリブデン(VI)とをそれぞれ別の抵抗加熱式の蒸発源に入れ、その後真空装置内を排気し、10−4Pa程度まで減圧した後、共蒸着法によりt−BuDNAと酸化モリブデンとを含む層を形成した。この時、t−BuDNAと酸化モリブデンの比率が重量比で2:1となるように共蒸着した。なお、膜厚は100nmとした。
(Sample 3)
First, a quartz substrate is fixed to a substrate holder in a vacuum deposition apparatus. Then, t-BuDNA and molybdenum oxide (VI) are put in separate resistance heating type evaporation sources, then the inside of the vacuum apparatus is evacuated, and the pressure is reduced to about 10 −4 Pa. And a layer containing molybdenum oxide were formed. At this time, co-evaporation was performed so that the ratio of t-BuDNA to molybdenum oxide was 2: 1 by weight. The film thickness was 100 nm.
(サンプル4)
サンプル3と同様に、石英基板を真空蒸着装置内の基板ホルダーに固定する。そして、DPPAと酸化モリブデン(VI)とをそれぞれ別の抵抗加熱式の蒸発源に入れ、その後真空装置内を排気し、10−4Pa程度まで減圧した後、共蒸着法によりDPPAと酸化モリブデンとを含む層を形成した。この時、DPPAと酸化モリブデンの比率が重量比で2:1となるように共蒸着した。なお、膜厚は100nmとした。
(Sample 4)
Similar to sample 3, the quartz substrate is fixed to the substrate holder in the vacuum deposition apparatus. Then, DPPA and molybdenum oxide (VI) are put in separate resistance heating evaporation sources, then the inside of the vacuum apparatus is evacuated, and the pressure is reduced to about 10 −4 Pa. A layer containing was formed. At this time, co-evaporation was performed such that the ratio of DPPA to molybdenum oxide was 2: 1 by weight. The film thickness was 100 nm.
(サンプル5)
サンプル3と同様に、石英基板を真空蒸着装置内の基板ホルダーに固定する。そして、DNAと酸化モリブデン(VI)とをそれぞれ別の抵抗加熱式の蒸発源に入れ、その後真空装置内を排気し、10−4Pa程度まで減圧した後、共蒸着法によりDNAと酸化モリブデンとを含む層を形成した。この時、DNAと酸化モリブデンの比率が重量比で2:1となるように共蒸着した。なお、膜厚は100nmとした。
(Sample 5)
Similar to sample 3, the quartz substrate is fixed to the substrate holder in the vacuum deposition apparatus. Then, DNA and molybdenum oxide (VI) are put in separate resistance heating type evaporation sources, then the inside of the vacuum apparatus is evacuated, and the pressure is reduced to about 10 −4 Pa. A layer containing was formed. At this time, co-evaporation was performed so that the ratio of DNA to molybdenum oxide was 2: 1 by weight. The film thickness was 100 nm.
(サンプル6)
サンプル3と同様に、石英基板を真空蒸着装置内の基板ホルダーに固定する。そして、DPAnthと酸化モリブデン(VI)とをそれぞれ別の抵抗加熱式の蒸発源に入れ、その後真空装置内を排気し、10−4Pa程度まで減圧した後、共蒸着法によりDPAnthと酸化モリブデンとを含む層を形成した。この時、DPAnthと酸化モリブデンの比率が重量比で2:1となるように共蒸着した。なお、膜厚は100nmとした。
(Sample 6)
Similar to sample 3, the quartz substrate is fixed to the substrate holder in the vacuum deposition apparatus. Then, DPAnth and molybdenum oxide (VI) are put in separate resistance heating type evaporation sources, then the inside of the vacuum apparatus is evacuated, and the pressure is reduced to about 10 −4 Pa. Then, DPAnth and molybdenum oxide are A layer containing was formed. At this time, co-evaporation was performed so that the ratio of DPAnth to molybdenum oxide was 2: 1 by weight. The film thickness was 100 nm.
このようにして成膜した、t−BuDNA−酸化モリブデン複合層(サンプル3)、DPPA−酸化モリブデン複合層(サンプル4)、DNA−酸化モリブデン複合層(サンプル5)、DPAnth−酸化モリブデン複合層(サンプル6)の450nm〜800nmの波長領域における吸収スペクトルを測定した結果を図38に示す。また、透過率を図5に示す。 The t-BuDNA-molybdenum oxide composite layer (sample 3), DPPA-molybdenum oxide composite layer (sample 4), DNA-molybdenum oxide composite layer (sample 5), DPAnth-molybdenum oxide composite layer ( FIG. 38 shows the result of measuring the absorption spectrum of Sample 6) in the wavelength region of 450 nm to 800 nm. The transmittance is shown in FIG.
図5および図38からわかるように、t−BuDNA−酸化モリブデン複合層(サンプル3)、DPPA−酸化モリブデン複合層(サンプル4)、DNA−酸化モリブデン複合層(サンプル5)、DPAnth−酸化モリブデン複合層(サンプル6)はいずれも450nm〜800nmの波長領域において吸収ピークを示さず、80%以上の透過率を有している。 As can be seen from FIGS. 5 and 38, t-BuDNA-molybdenum oxide composite layer (sample 3), DPPA-molybdenum oxide composite layer (sample 4), DNA-molybdenum oxide composite layer (sample 5), DPAnth-molybdenum oxide composite All the layers (sample 6) do not show an absorption peak in the wavelength region of 450 nm to 800 nm and have a transmittance of 80% or more.
したがって、本発明の複合材料および複合材料と接して設けられる有機化合物の層は、450nm〜800nmの波長領域において吸収ピークを持たず、高い透過率を有していることがわかる。 Therefore, it can be seen that the composite material of the present invention and the organic compound layer provided in contact with the composite material do not have an absorption peak in the wavelength region of 450 nm to 800 nm and have high transmittance.
また、有機化合物の層は、複合材料を含む層よりも透過率が高い。よって、複合材料を含む層と複合材料に接して設けられる有機化合物の層の積層体は、80%より大きい透過率を有することがわかる。 In addition, the organic compound layer has a higher transmittance than the layer including the composite material. Therefore, it can be seen that a stacked body of a layer including a composite material and an organic compound layer provided in contact with the composite material has a transmittance of greater than 80%.
また、ランバート・ベールの法則により、吸光度と膜厚の関係は式(11)で表される。
本実施例では、本発明の発光素子についてより具体的に説明する。 In this example, the light-emitting element of the present invention will be described more specifically.
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。 First, indium tin oxide containing silicon oxide was formed over a glass substrate by a sputtering method to form a first electrode. The film thickness was 110 nm and the electrode area was 2 mm × 2 mm.
次に、第1の電極が形成された面が下方となるように、第1の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定した。その後真空装置内を排気し、10−4Pa程度まで減圧した後、第1の電極上に、t−BuDNAと酸化モリブデン(VI)とを共蒸着することにより、複合材料を含む層を形成した。その膜厚は50nmとし、t−BuDNAと酸化モリブデン(VI)との比率は、体積比で酸化モリブデンが10vol%含まれるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。 Next, the substrate on which the first electrode was formed was fixed to a substrate holder provided in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which the first electrode was formed was downward. Thereafter, the inside of the vacuum apparatus was evacuated, and the pressure was reduced to about 10 −4 Pa. Then, t-BuDNA and molybdenum oxide (VI) were co-evaporated on the first electrode to form a layer containing the composite material. . The film thickness was 50 nm, and the ratio of t-BuDNA to molybdenum oxide (VI) was adjusted so as to contain 10 vol% molybdenum oxide by volume. Note that the co-evaporation method is an evaporation method in which evaporation is performed simultaneously from a plurality of evaporation sources in one processing chamber.
次に、複合材料を含む層に接するように、抵抗加熱を用いた蒸着法により、t−BuDNAを10nmの膜厚となるように成膜した。なお、t−BuDNAのイオン化ポテンシャルの値は、5.55eVであった。 Next, t-BuDNA was formed to a thickness of 10 nm by an evaporation method using resistance heating so as to be in contact with the layer containing the composite material. The ionization potential value of t-BuDNA was 5.55 eV.
さらに、AlqとDPQdとを共蒸着することにより、t−BuDNA上に40nmの膜厚の発光層を形成した。ここで、AlqとDPQdとの重量比は、1:0.005(=Alq:DPQd)となるように調節した。これによって、DPQdはAlqから成る層中に分散した状態となる。 Furthermore, a light emitting layer having a thickness of 40 nm was formed on t-BuDNA by co-evaporating Alq and DPQd. Here, the weight ratio of Alq to DPQd was adjusted to be 1: 0.005 (= Alq: DPQd). As a result, DPQd is dispersed in the Alq layer.
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層上にAlqを30nmの膜厚となるように成膜し、電子輸送層を形成した。 Then, using an evaporation method by resistance heating, Alq was deposited on the light emitting layer so as to have a thickness of 30 nm to form an electron transporting layer.
さらに、電子輸送層上に、抵抗加熱による蒸着法によりフッ化リチウムを1nmの膜厚となるように成膜し、電子注入層を形成した。 Further, on the electron transport layer, lithium fluoride was deposited to a thickness of 1 nm by a resistance heating vapor deposition method to form an electron injection layer.
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層上にアルミニウムを200nmの膜厚となるように成膜することにより、第2の電極を形成することで、発光素子1を作製した。
Finally, a
(比較例2)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。
(Comparative Example 2)
First, indium tin oxide containing silicon oxide was formed over a glass substrate by a sputtering method to form a first electrode. The film thickness was 110 nm and the electrode area was 2 mm × 2 mm.
次に、第1の電極が形成された面が下方となるように、第1の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定した。その後真空装置内を排気し、10−4Pa程度まで減圧した後、第1の電極上に、t−BuDNAと酸化モリブデン(VI)とを共蒸着することにより、複合材料を含む層を形成した。その膜厚は50nmとし、t−BuDNAと酸化モリブデン(VI)との比率は、体積比で酸化モリブデンが10vol%含まれるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。 Next, the substrate on which the first electrode was formed was fixed to a substrate holder provided in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which the first electrode was formed was downward. Thereafter, the inside of the vacuum apparatus was evacuated, and the pressure was reduced to about 10 −4 Pa. Then, t-BuDNA and molybdenum oxide (VI) were co-evaporated on the first electrode to form a layer containing the composite material. . The film thickness was 50 nm, and the ratio of t-BuDNA to molybdenum oxide (VI) was adjusted so as to contain 10 vol% molybdenum oxide by volume. Note that the co-evaporation method is an evaporation method in which evaporation is performed simultaneously from a plurality of evaporation sources in one processing chamber.
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、NPBを10nmの膜厚となるように成膜した。 Next, NPB was formed to a thickness of 10 nm by an evaporation method using resistance heating.
さらに、AlqとDPQdとを共蒸着することにより、NPB上に40nmの膜厚の発光層を形成した。ここで、AlqとDPQdとの重量比は、1:0.005(=Alq:DPQd)となるように調節した。これによって、DPQdはAlqから成る層中に分散した状態となる。 Further, a light emitting layer having a thickness of 40 nm was formed on NPB by co-evaporating Alq and DPQd. Here, the weight ratio of Alq to DPQd was adjusted to be 1: 0.005 (= Alq: DPQd). As a result, DPQd is dispersed in the Alq layer.
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層上にAlqを30nmの膜厚となるように成膜し、電子輸送層を形成した。 Then, using an evaporation method by resistance heating, Alq was deposited on the light emitting layer so as to have a thickness of 30 nm to form an electron transporting layer.
さらに、電子輸送層上に、抵抗加熱による蒸着法によりフッ化リチウムを1nmの膜厚となるように成膜し、電子注入層を形成した。 Further, on the electron transport layer, lithium fluoride was deposited to a thickness of 1 nm by a resistance heating vapor deposition method to form an electron injection layer.
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層上にアルミニウムを200nmの膜厚となるように成膜することにより、第2の電極を形成することで、比較発光素子1を作製した。
Finally, a comparative light-emitting
実施例3で作製した発光素子1および比較例2で作製した比較発光素子1の電流―電圧特性を図6に示す。また、輝度―電圧特性を図7に示す。また、電流効率―輝度特性を図8に示す。
FIG. 6 shows current-voltage characteristics of the light-emitting
発光素子1において、1226cd/m2の輝度を得るために必要な電圧は5.6Vであり、その時流れた電流は0.35mA(電流密度は8.63mA/cm2)であった。また、この時の電流効率は14.2cd/Aであった。一方、比較発光素子1においては、1096cd/m2の輝度を得るために必要な電圧は5.8Vであり、その時流れた電流は0.34mA(電流密度は8.57mA/cm2)であった。また、この時の電流効率は12.8cd/Aであった。
In the light-emitting
発光素子1は、比較発光素子1と比べ、電流―電圧特性はほぼ変わらない。しかし、電流効率―輝度特性が向上していることにより、輝度―電圧特性も向上していることがわかる。つまり、一定輝度を得るのに必要な電圧が低減されたことがわかる。
The light-emitting
以上の結果から、本発明を適用することにより、発光効率が向上することがわかった。 From the above results, it was found that the light emission efficiency is improved by applying the present invention.
本実施例では、本発明の発光素子についてより具体的に説明する。 In this example, the light-emitting element of the present invention will be described more specifically.
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。 First, indium tin oxide containing silicon oxide was formed over a glass substrate by a sputtering method to form a first electrode. The film thickness was 110 nm and the electrode area was 2 mm × 2 mm.
次に、第1の電極が形成された面が下方となるように、第1の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定した。その後真空装置内を排気し、10−4Pa程度まで減圧した後、第1の電極上に、t−BuDNAと酸化モリブデン(VI)とを共蒸着することにより、複合材料を含む層を形成した。その膜厚は50nmとし、t−BuDNAと酸化モリブデン(VI)との比率は、体積比で酸化モリブデンが10vol%含まれるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。 Next, the substrate on which the first electrode was formed was fixed to a substrate holder provided in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which the first electrode was formed was downward. Thereafter, the inside of the vacuum apparatus was evacuated, and the pressure was reduced to about 10 −4 Pa. Then, t-BuDNA and molybdenum oxide (VI) were co-evaporated on the first electrode to form a layer containing the composite material. . The film thickness was 50 nm, and the ratio of t-BuDNA to molybdenum oxide (VI) was adjusted so as to contain 10 vol% molybdenum oxide by volume. Note that the co-evaporation method is an evaporation method in which evaporation is performed simultaneously from a plurality of evaporation sources in one processing chamber.
次に、複合材料を含む層に接するように、抵抗加熱を用いた蒸着法により、t−BuDNAを10nmの膜厚となるように成膜した。なお、t−BuDNAのイオン化ポテンシャルの値は、5.55eVであった。 Next, t-BuDNA was formed to a thickness of 10 nm by an evaporation method using resistance heating so as to be in contact with the layer containing the composite material. The ionization potential value of t-BuDNA was 5.55 eV.
さらに、AlqとDPQdとを共蒸着することにより、t−BuDNA上に40nmの膜厚の発光層を形成した。ここで、AlqとDPQdとの重量比は、1:0.005(=Alq:DPQd)となるように調節した。これによって、DPQdはAlqから成る層中に分散した状態となる。 Furthermore, a light emitting layer having a thickness of 40 nm was formed on t-BuDNA by co-evaporating Alq and DPQd. Here, the weight ratio of Alq to DPQd was adjusted to be 1: 0.005 (= Alq: DPQd). As a result, DPQd is dispersed in the Alq layer.
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層上にBPhenを30nmの膜厚となるように成膜し、電子輸送層を形成した。 Thereafter, BPhen was deposited to a thickness of 30 nm on the light-emitting layer using a resistance heating vapor deposition method to form an electron transport layer.
さらに、電子輸送層上に、抵抗加熱による蒸着法によりフッ化リチウムを1nmの膜厚となるように成膜し、電子注入層を形成した。 Further, on the electron transport layer, lithium fluoride was deposited to a thickness of 1 nm by a resistance heating vapor deposition method to form an electron injection layer.
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層上にアルミニウムを200nmの膜厚となるように成膜することにより、第2の電極を形成することで、発光素子2を作製した。
Finally, a
(比較例3)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。
(Comparative Example 3)
First, indium tin oxide containing silicon oxide was formed over a glass substrate by a sputtering method to form a first electrode. The film thickness was 110 nm and the electrode area was 2 mm × 2 mm.
次に、第1の電極が形成された面が下方となるように、第1の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定した。その後真空装置内を排気し、10−4Pa程度まで減圧した後、第1の電極上に、t−BuDNAと酸化モリブデン(VI)とを共蒸着することにより、複合材料を含む層を形成した。その膜厚は50nmとし、t−BuDNAと酸化モリブデン(VI)との比率は、体積比で酸化モリブデンが10vol%含まれるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。 Next, the substrate on which the first electrode was formed was fixed to a substrate holder provided in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which the first electrode was formed was downward. Thereafter, the inside of the vacuum apparatus was evacuated, and the pressure was reduced to about 10 −4 Pa. Then, t-BuDNA and molybdenum oxide (VI) were co-evaporated on the first electrode to form a layer containing the composite material. . The film thickness was 50 nm, and the ratio of t-BuDNA to molybdenum oxide (VI) was adjusted so as to contain 10 vol% molybdenum oxide by volume. Note that the co-evaporation method is an evaporation method in which evaporation is performed simultaneously from a plurality of evaporation sources in one processing chamber.
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、NPBを10nmの膜厚となるように成膜した。 Next, NPB was formed to a thickness of 10 nm by an evaporation method using resistance heating.
さらに、AlqとDPQdとを共蒸着することにより、NPB上に40nmの膜厚の発光層を形成した。ここで、AlqとDPQdとの重量比は、1:0.005(=Alq:DPQd)となるように調節した。これによって、DPQdはAlqから成る層中に分散した状態となる。 Further, a light emitting layer having a thickness of 40 nm was formed on NPB by co-evaporating Alq and DPQd. Here, the weight ratio of Alq to DPQd was adjusted to be 1: 0.005 (= Alq: DPQd). As a result, DPQd is dispersed in the Alq layer.
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層上にBPhenを30nmの膜厚となるように成膜し、電子輸送層を形成した。 Thereafter, BPhen was deposited to a thickness of 30 nm on the light-emitting layer using a resistance heating vapor deposition method to form an electron transport layer.
さらに、電子輸送層上に、抵抗加熱による蒸着法によりフッ化リチウムを1nmの膜厚となるように成膜し、電子注入層を形成した。 Further, on the electron transport layer, lithium fluoride was deposited to a thickness of 1 nm by a resistance heating vapor deposition method to form an electron injection layer.
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層上にアルミニウムを200nmの膜厚となるように成膜することにより、第2の電極を形成することで、比較発光素子2を作製した。
Finally, a comparative light-emitting
実施例4で作製した発光素子2および比較例3で作製した比較発光素子2の電流―電圧特性を図9に示す。また、輝度―電圧特性を図10に示す。また、電流効率―輝度特性を図11に示す。
FIG. 9 shows current-voltage characteristics of the light-emitting
発光素子2において、1233cd/m2の輝度を得るために必要な電圧は4.6Vであり、その時流れた電流は0.36mA(電流密度は8.90mA/cm2)であった。また、この時の電流効率は13.9cd/Aであった。一方、比較発光素子2においては、1179cd/m2の輝度を得るために必要な電圧は4.8Vであり、その時流れた電流は0.38mA(電流密度は9.59mA/cm2)であった。また、この時の電流効率は12.3cd/Aであった。
In the light-emitting
発光素子2は、比較発光素子2と比べ、電流―電圧特性はほぼ変わらない。しかし、電流効率―輝度特性が向上していることにより、輝度―電圧特性も向上していることがわかる。つまり、一定輝度を得るのに必要な電圧が低減されたことがわかる。
The light-emitting
以上の結果から、本発明を適用することにより、発光効率が向上することがわかった。 From the above results, it was found that the light emission efficiency is improved by applying the present invention.
本実施例では、本発明の発光素子についてより具体的に説明する。 In this example, the light-emitting element of the present invention will be described more specifically.
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。 First, indium tin oxide containing silicon oxide was formed over a glass substrate by a sputtering method to form a first electrode. The film thickness was 110 nm and the electrode area was 2 mm × 2 mm.
次に、第1の電極が形成された面が下方となるように、第1の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定した。その後真空装置内を排気し、10−4Pa程度まで減圧した後、第1の電極上に、t−BuDNAと酸化モリブデン(VI)とを共蒸着することにより、複合材料を含む層を形成した。その膜厚は50nmとし、t−BuDNAと酸化モリブデン(VI)との比率は、体積比で酸化モリブデンが10vol%含まれるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。 Next, the substrate on which the first electrode was formed was fixed to a substrate holder provided in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which the first electrode was formed was downward. Thereafter, the inside of the vacuum apparatus was evacuated, and the pressure was reduced to about 10 −4 Pa. Then, t-BuDNA and molybdenum oxide (VI) were co-evaporated on the first electrode to form a layer containing the composite material. . The film thickness was 50 nm, and the ratio of t-BuDNA to molybdenum oxide (VI) was adjusted so as to contain 10 vol% molybdenum oxide by volume. Note that the co-evaporation method is an evaporation method in which evaporation is performed simultaneously from a plurality of evaporation sources in one processing chamber.
次に、複合材料を含む層に接するように、抵抗加熱を用いた蒸着法により、t−BuDBAを10nmの膜厚となるように成膜した。 Next, t-BuDBA was formed to a thickness of 10 nm by an evaporation method using resistance heating so as to be in contact with the layer containing the composite material.
さらに、AlqとDPQdとを共蒸着することにより、t−BuDBA上に40nmの膜厚の発光層を形成した。ここで、AlqとDPQdとの重量比は、1:0.005(=Alq:DPQd)となるように調節した。これによって、DPQdはAlqから成る層中に分散した状態となる。 Furthermore, a light emitting layer having a thickness of 40 nm was formed on t-BuDBA by co-evaporating Alq and DPQd. Here, the weight ratio of Alq to DPQd was adjusted to be 1: 0.005 (= Alq: DPQd). As a result, DPQd is dispersed in the Alq layer.
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層上にAlqを30nmの膜厚となるように成膜し、電子輸送層を形成した。 Then, using an evaporation method by resistance heating, Alq was deposited on the light emitting layer so as to have a thickness of 30 nm to form an electron transporting layer.
さらに、電子輸送層上に、抵抗加熱による蒸着法によりフッ化リチウムを1nmの膜厚となるように成膜し、電子注入層を形成した。 Further, on the electron transport layer, lithium fluoride was deposited to a thickness of 1 nm by a resistance heating vapor deposition method to form an electron injection layer.
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層上にアルミニウムを200nmの膜厚となるように成膜することにより、第2の電極を形成することで、発光素子3を作製した。 Finally, a light emitting element 3 was manufactured by forming a second electrode by depositing aluminum on the electron injection layer so as to have a thickness of 200 nm by using a resistance heating vapor deposition method.
(比較例4)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。
(Comparative Example 4)
First, indium tin oxide containing silicon oxide was formed over a glass substrate by a sputtering method to form a first electrode. The film thickness was 110 nm and the electrode area was 2 mm × 2 mm.
次に、第1の電極が形成された面が下方となるように、第1の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定した。その後真空装置内を排気し、10−4Pa程度まで減圧した後、第1の電極上に、t−BuDNAと酸化モリブデン(VI)とを共蒸着することにより、複合材料を含む層を形成した。その膜厚は50nmとし、t−BuDNAと酸化モリブデン(VI)との比率は、体積比で酸化モリブデンが10vol%含まれるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。 Next, the substrate on which the first electrode was formed was fixed to a substrate holder provided in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which the first electrode was formed was downward. Thereafter, the inside of the vacuum apparatus was evacuated, and the pressure was reduced to about 10 −4 Pa. Then, t-BuDNA and molybdenum oxide (VI) were co-evaporated on the first electrode to form a layer containing the composite material. . The film thickness was 50 nm, and the ratio of t-BuDNA to molybdenum oxide (VI) was adjusted so as to contain 10 vol% molybdenum oxide by volume. Note that the co-evaporation method is an evaporation method in which evaporation is performed simultaneously from a plurality of evaporation sources in one processing chamber.
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、NPBを10nmの膜厚となるように成膜した。 Next, NPB was formed to a thickness of 10 nm by an evaporation method using resistance heating.
さらに、AlqとDPQdとを共蒸着することにより、NPB上に40nmの膜厚の発光層を形成した。ここで、AlqとDPQdとの重量比は、1:0.005(=Alq:DPQd)となるように調節した。これによって、DPQdはAlqから成る層中に分散した状態となる。 Further, a light emitting layer having a thickness of 40 nm was formed on NPB by co-evaporating Alq and DPQd. Here, the weight ratio of Alq to DPQd was adjusted to be 1: 0.005 (= Alq: DPQd). As a result, DPQd is dispersed in the Alq layer.
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層上にAlqを30nmの膜厚となるように成膜し、電子輸送層を形成した。 Then, using an evaporation method by resistance heating, Alq was deposited on the light emitting layer so as to have a thickness of 30 nm to form an electron transporting layer.
さらに、電子輸送層上に、抵抗加熱による蒸着法によりフッ化リチウムを1nmの膜厚となるように成膜し、電子注入層を形成した。 Further, on the electron transport layer, lithium fluoride was deposited to a thickness of 1 nm by a resistance heating vapor deposition method to form an electron injection layer.
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層上にアルミニウムを200nmの膜厚となるように成膜することにより、第2の電極を形成することで、比較発光素子3を作製した。 Finally, a comparative light-emitting element 3 was manufactured by forming a second electrode by depositing aluminum on the electron injection layer so as to have a thickness of 200 nm by using a resistance heating vapor deposition method.
実施例5で作製した発光素子3および比較例4で作製した比較発光素子3の電流―電圧特性を図12に示す。また、輝度―電圧特性を図13に示す。また、電流効率―輝度特性を図14に示す。 FIG. 12 shows current-voltage characteristics of the light-emitting element 3 manufactured in Example 5 and the comparative light-emitting element 3 manufactured in Comparative Example 4. Further, FIG. 13 shows luminance-voltage characteristics. Further, FIG. 14 shows current efficiency-luminance characteristics.
発光素子3において、1063cd/m2の輝度を得るために必要な電圧は5.6Vであり、その時流れた電流は0.31mA(電流密度は7.65mA/cm2)であった。また、この時の電流効率は13.9cd/Aであった。一方、比較発光素子3においては、1027cd/m2の輝度を得るために必要な電圧は5.8Vであり、その時流れた電流は0.32mA(電流密度は8.11mA/cm2)であった。また、この時の電流効率は12.7cd/Aであった。 In the light-emitting element 3, a voltage necessary to obtain a luminance of 1063 cd / m 2 was 5.6 V, and a current flowing at that time was 0.31 mA (current density was 7.65 mA / cm 2 ). Moreover, the current efficiency at this time was 13.9 cd / A. On the other hand, in the comparative light-emitting element 3, the voltage necessary for obtaining a luminance of 1027 cd / m 2 is 5.8 V, and the current flowing at that time is 0.32 mA (current density is 8.11 mA / cm 2 ). It was. The current efficiency at this time was 12.7 cd / A.
発光素子3は、比較発光素子3と比べ、電流―電圧特性はほぼ変わらない。しかし、電流効率―輝度特性が向上していることにより、輝度―電圧特性も向上していることがわかる。つまり、一定輝度を得るのに必要な電圧が低減されたことがわかる。 The light-emitting element 3 has substantially the same current-voltage characteristics as the comparative light-emitting element 3. However, it can be seen that the luminance-voltage characteristics are also improved by improving the current efficiency-luminance characteristics. That is, it can be seen that the voltage required to obtain a constant luminance has been reduced.
以上の結果から、本発明を適用することにより、発光効率が向上することがわかった。 From the above results, it was found that the light emission efficiency is improved by applying the present invention.
本実施例では、本発明の発光素子についてより具体的に説明する。 In this example, the light-emitting element of the present invention will be described more specifically.
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。 First, indium tin oxide containing silicon oxide was formed over a glass substrate by a sputtering method to form a first electrode. The film thickness was 110 nm and the electrode area was 2 mm × 2 mm.
次に、第1の電極が形成された面が下方となるように、第1の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定した。その後真空装置内を排気し、10−4Pa程度まで減圧した後、第1の電極上に、t−BuDBAと酸化モリブデン(VI)とを共蒸着することにより、複合材料を含む層を形成した。その膜厚は50nmとし、t−BuDBAと酸化モリブデン(VI)との比率は、体積比で酸化モリブデンが10vol%含まれるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。 Next, the substrate on which the first electrode was formed was fixed to a substrate holder provided in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which the first electrode was formed was downward. After that, the inside of the vacuum apparatus was evacuated, and the pressure was reduced to about 10 −4 Pa. Then, t-BuDBA and molybdenum oxide (VI) were co-evaporated on the first electrode to form a layer containing the composite material. . The film thickness was 50 nm, and the ratio of t-BuDBA to molybdenum oxide (VI) was adjusted so that 10 vol% of molybdenum oxide was contained by volume. Note that the co-evaporation method is an evaporation method in which evaporation is performed simultaneously from a plurality of evaporation sources in one processing chamber.
次に、複合材料を含む層に接するように、抵抗加熱を用いた蒸着法により、t−BuDBAを10nmの膜厚となるように成膜した。 Next, t-BuDBA was formed to a thickness of 10 nm by an evaporation method using resistance heating so as to be in contact with the layer containing the composite material.
さらに、AlqとDPQdとを共蒸着することにより、t−BuDBA上に40nmの膜厚の発光層を形成した。ここで、AlqとDPQdとの重量比は、1:0.005(=Alq:DPQd)となるように調節した。これによって、DPQdはAlqから成る層中に分散した状態となる。 Furthermore, a light emitting layer having a thickness of 40 nm was formed on t-BuDBA by co-evaporating Alq and DPQd. Here, the weight ratio of Alq to DPQd was adjusted to be 1: 0.005 (= Alq: DPQd). As a result, DPQd is dispersed in the Alq layer.
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層上にAlqを30nmの膜厚となるように成膜し、電子輸送層を形成した。 Then, using an evaporation method by resistance heating, Alq was deposited on the light emitting layer so as to have a thickness of 30 nm to form an electron transporting layer.
さらに、電子輸送層上に、抵抗加熱による蒸着法によりフッ化リチウムを1nmの膜厚となるように成膜し、電子注入層を形成した。 Further, on the electron transport layer, lithium fluoride was deposited to a thickness of 1 nm by a resistance heating vapor deposition method to form an electron injection layer.
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層上にアルミニウムを200nmの膜厚となるように成膜することにより、第2の電極を形成することで、発光素子4を作製した。
Finally, a
(比較例5)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。
(Comparative Example 5)
First, indium tin oxide containing silicon oxide was formed over a glass substrate by a sputtering method to form a first electrode. The film thickness was 110 nm and the electrode area was 2 mm × 2 mm.
次に、第1の電極が形成された面が下方となるように、第1の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定した。その後真空装置内を排気し、10−4Pa程度まで減圧した後、第1の電極上に、t−BuDBAと酸化モリブデン(VI)とを共蒸着することにより、複合材料を含む層を形成した。その膜厚は50nmとし、t−BuDBAと酸化モリブデン(VI)との比率は、体積比で酸化モリブデンが10vol%含まれるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。 Next, the substrate on which the first electrode was formed was fixed to a substrate holder provided in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which the first electrode was formed was downward. After that, the inside of the vacuum apparatus was evacuated, and the pressure was reduced to about 10 −4 Pa. Then, t-BuDBA and molybdenum oxide (VI) were co-evaporated on the first electrode to form a layer containing the composite material. . The film thickness was 50 nm, and the ratio of t-BuDBA to molybdenum oxide (VI) was adjusted so that 10 vol% of molybdenum oxide was contained by volume. Note that the co-evaporation method is an evaporation method in which evaporation is performed simultaneously from a plurality of evaporation sources in one processing chamber.
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、NPBを10nmの膜厚となるように成膜した。 Next, NPB was formed to a thickness of 10 nm by an evaporation method using resistance heating.
さらに、AlqとDPQdとを共蒸着することにより、NPB上に40nmの膜厚の発光層を形成した。ここで、AlqとDPQdとの重量比は、1:0.005(=Alq:DPQd)となるように調節した。これによって、DPQdはAlqから成る層中に分散した状態となる。 Further, a light emitting layer having a thickness of 40 nm was formed on NPB by co-evaporating Alq and DPQd. Here, the weight ratio of Alq to DPQd was adjusted to be 1: 0.005 (= Alq: DPQd). As a result, DPQd is dispersed in the Alq layer.
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層上にAlqを30nmの膜厚となるように成膜し、電子輸送層を形成した。 Then, using an evaporation method by resistance heating, Alq was deposited on the light emitting layer so as to have a thickness of 30 nm to form an electron transporting layer.
さらに、電子輸送層上に、抵抗加熱による蒸着法によりフッ化リチウムを1nmの膜厚となるように成膜し、電子注入層を形成した。 Further, on the electron transport layer, lithium fluoride was deposited to a thickness of 1 nm by a resistance heating vapor deposition method to form an electron injection layer.
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層上にアルミニウムを200nmの膜厚となるように成膜することにより、第2の電極を形成することで、比較発光素子4を作製した。
Finally, a comparative light-emitting
実施例6で作製した発光素子4および比較例5で作製した比較発光素子4の電流―電圧特性を図15に示す。また、輝度―電圧特性を図16に示す。また、電流効率―輝度特性を図17に示す。
FIG. 15 shows current-voltage characteristics of the light-emitting
発光素子4において、1105cd/m2の輝度を得るために必要な電圧は5.6Vであり、その時流れた電流は0.31mA(電流密度は7.86mA/cm2)であった。また、この時の電流効率は14.1cd/Aであった。一方、比較発光素子4においては、1010cd/m2の輝度を得るために必要な電圧は5.8Vであり、その時流れた電流は0.31mA(電流密度は7.87mA/cm2)であった。また、この時の電流効率は12.8cd/Aであった。
In the light-emitting
発光素子4は、比較発光素子4と比べ、電流―電圧特性はほぼ変わらない。しかし、電流効率―輝度特性が向上していることにより、輝度―電圧特性も向上していることがわかる。つまり、一定輝度を得るのに必要な電圧が低減されたことがわかる。
The light-emitting
以上の結果から、本発明を適用することにより、発光効率が向上することがわかった。 From the above results, it was found that the light emission efficiency is improved by applying the present invention.
本実施例では、本発明の発光素子についてより具体的に説明する。 In this example, the light-emitting element of the present invention will be described more specifically.
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。 First, indium tin oxide containing silicon oxide was formed over a glass substrate by a sputtering method to form a first electrode. The film thickness was 110 nm and the electrode area was 2 mm × 2 mm.
次に、第1の電極が形成された面が下方となるように、第1の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定した。その後真空装置内を排気し、10−4Pa程度まで減圧した後、第1の電極上に、t−BuDNAと酸化モリブデン(VI)とを共蒸着することにより、複合材料を含む層を形成した。その膜厚は50nmとし、t−BuDNAと酸化モリブデン(VI)との比率は、重量比で4:1(=t−BuDNA:酸化モリブデン)となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。 Next, the substrate on which the first electrode was formed was fixed to a substrate holder provided in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which the first electrode was formed was downward. Thereafter, the inside of the vacuum apparatus was evacuated, and the pressure was reduced to about 10 −4 Pa. Then, t-BuDNA and molybdenum oxide (VI) were co-evaporated on the first electrode to form a layer containing the composite material. . The film thickness was 50 nm, and the ratio of t-BuDNA to molybdenum oxide (VI) was adjusted to 4: 1 (= t-BuDNA: molybdenum oxide) by weight. Note that the co-evaporation method is an evaporation method in which evaporation is performed simultaneously from a plurality of evaporation sources in one processing chamber.
次に、複合材料を含む層に接するように、抵抗加熱を用いた蒸着法により、t−BuDNAを10nmの膜厚となるように成膜した。なお、t−BuDNAのイオン化ポテンシャルの値は、5.55eVであった。 Next, t-BuDNA was formed to a thickness of 10 nm by an evaporation method using resistance heating so as to be in contact with the layer containing the composite material. The ionization potential value of t-BuDNA was 5.55 eV.
さらに、Alqとクマリン6とを共蒸着することにより、t−BuDNA上に40nmの膜厚の発光層を形成した。ここで、Alqとクマリン6との重量比は、4:0.04(=Alq:クマリン6)となるように調節した。これによって、クマリン6はAlqから成る層中に分散した状態となる。
Furthermore, a light emitting layer having a thickness of 40 nm was formed on t-BuDNA by co-evaporating Alq and
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層上にAlqを30nmの膜厚となるように成膜し、電子輸送層を形成した。 Then, using an evaporation method by resistance heating, Alq was deposited on the light emitting layer so as to have a thickness of 30 nm to form an electron transporting layer.
さらに、電子輸送層上に、抵抗加熱による蒸着法によりフッ化リチウムを1nmの膜厚となるように成膜し、電子注入層を形成した。 Further, on the electron transport layer, lithium fluoride was deposited to a thickness of 1 nm by a resistance heating vapor deposition method to form an electron injection layer.
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層上にアルミニウムを200nmの膜厚となるように成膜することにより、第2の電極を形成することで、発光素子5を作製した。
Finally, a
本実施例では、本発明の発光素子についてより具体的に説明する。 In this example, the light-emitting element of the present invention will be described more specifically.
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。 First, indium tin oxide containing silicon oxide was formed over a glass substrate by a sputtering method to form a first electrode. The film thickness was 110 nm and the electrode area was 2 mm × 2 mm.
次に、第1の電極が形成された面が下方となるように、第1の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定した。その後真空装置内を排気し、10−4Pa程度まで減圧した後、第1の電極上に、t−BuDNAと酸化モリブデン(VI)とを共蒸着することにより、複合材料を含む層を形成した。その膜厚は50nmとし、t−BuDNAと酸化モリブデン(VI)との比率は、重量比で4:1(=t−BuDNA:酸化モリブデン)となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。なお、t−BuDNAのイオン化ポテンシャルの値は、5.55eVであった。 Next, the substrate on which the first electrode was formed was fixed to a substrate holder provided in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which the first electrode was formed was downward. Thereafter, the inside of the vacuum apparatus was evacuated, and the pressure was reduced to about 10 −4 Pa. Then, t-BuDNA and molybdenum oxide (VI) were co-evaporated on the first electrode to form a layer containing the composite material. . The film thickness was 50 nm, and the ratio of t-BuDNA to molybdenum oxide (VI) was adjusted to 4: 1 (= t-BuDNA: molybdenum oxide) by weight. Note that the co-evaporation method is an evaporation method in which evaporation is performed simultaneously from a plurality of evaporation sources in one processing chamber. The ionization potential value of t-BuDNA was 5.55 eV.
次に、複合材料を含む層に接するように、抵抗加熱を用いた蒸着法により、DPPAを10nmの膜厚となるように成膜した。なお、DPPAのイオン化ポテンシャルの値は、5.83eVであった。 Next, DPPA was formed to a thickness of 10 nm by an evaporation method using resistance heating so as to be in contact with the layer containing the composite material. The value of the ionization potential of DPPA was 5.83 eV.
さらに、Alqとクマリン6とを共蒸着することにより、DPPA上に40nmの膜厚の発光層を形成した。ここで、Alqとクマリン6との重量比は、4:0.04(=Alq:クマリン6)となるように調節した。これによって、クマリン6はAlqから成る層中に分散した状態となる。
Furthermore, a light emitting layer having a thickness of 40 nm was formed on DPPA by co-evaporating Alq and
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層上にAlqを30nmの膜厚となるように成膜し、電子輸送層を形成した。 Then, using an evaporation method by resistance heating, Alq was deposited on the light emitting layer so as to have a thickness of 30 nm to form an electron transporting layer.
さらに、電子輸送層上に、抵抗加熱による蒸着法によりフッ化リチウムを1nmの膜厚となるように成膜し、電子注入層を形成した。 Further, on the electron transport layer, lithium fluoride was deposited to a thickness of 1 nm by a resistance heating vapor deposition method to form an electron injection layer.
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層上にアルミニウムを200nmの膜厚となるように成膜することにより、第2の電極を形成することで、発光素子6を作製した。
Finally, a
(比較例6)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。
(Comparative Example 6)
First, indium tin oxide containing silicon oxide was formed over a glass substrate by a sputtering method to form a first electrode. The film thickness was 110 nm and the electrode area was 2 mm × 2 mm.
次に、第1の電極が形成された面が下方となるように、第1の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定した。その後真空装置内を排気し、10−4Pa程度まで減圧した後、第1の電極上に、t−BuDNAと酸化モリブデン(VI)とを共蒸着することにより、複合材料を含む層を形成した。その膜厚は50nmとし、t−BuDNAと酸化モリブデン(VI)との比率は、重量比で4:1(=t−BuDNA:酸化モリブデン)となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。 Next, the substrate on which the first electrode was formed was fixed to a substrate holder provided in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which the first electrode was formed was downward. Thereafter, the inside of the vacuum apparatus was evacuated, and the pressure was reduced to about 10 −4 Pa. Then, t-BuDNA and molybdenum oxide (VI) were co-evaporated on the first electrode to form a layer containing the composite material. . The film thickness was 50 nm, and the ratio of t-BuDNA to molybdenum oxide (VI) was adjusted to 4: 1 (= t-BuDNA: molybdenum oxide) by weight. Note that the co-evaporation method is an evaporation method in which evaporation is performed simultaneously from a plurality of evaporation sources in one processing chamber.
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、NPBを10nmの膜厚となるように成膜した。 Next, NPB was formed to a thickness of 10 nm by an evaporation method using resistance heating.
さらに、Alqとクマリン6とを共蒸着することにより、NPB上に40nmの膜厚の発光層を形成した。ここで、Alqとクマリン6との重量比は、4:0.04(=Alq:クマリン6)となるように調節した。これによって、クマリン6はAlqから成る層中に分散した状態となる。
Furthermore, a light emitting layer having a thickness of 40 nm was formed on NPB by co-evaporating Alq and
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層上にAlqを30nmの膜厚となるように成膜し、電子輸送層を形成した。 Then, using an evaporation method by resistance heating, Alq was deposited on the light emitting layer so as to have a thickness of 30 nm to form an electron transporting layer.
さらに、電子輸送層上に、抵抗加熱による蒸着法によりフッ化リチウムを1nmの膜厚となるように成膜し、電子注入層を形成した。 Further, on the electron transport layer, lithium fluoride was deposited to a thickness of 1 nm by a resistance heating vapor deposition method to form an electron injection layer.
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層上にアルミニウムを200nmの膜厚となるように成膜することにより、第2の電極を形成することで、比較発光素子5を作製した。
Finally, a comparative light-emitting
(比較例7)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。
(Comparative Example 7)
First, indium tin oxide containing silicon oxide was formed over a glass substrate by a sputtering method to form a first electrode. The film thickness was 110 nm and the electrode area was 2 mm × 2 mm.
次に、第1の電極が形成された面が下方となるように、第1の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定した。その後真空装置内を排気し、10−4Pa程度まで減圧した後、第1の電極上に、t−BuDNAと酸化モリブデン(VI)とを共蒸着することにより、複合材料を含む層を形成した。その膜厚は50nmとし、t−BuDNAと酸化モリブデン(VI)との比率は、重量比で4:1(=t−BuDNA:酸化モリブデン)となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。 Next, the substrate on which the first electrode was formed was fixed to a substrate holder provided in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which the first electrode was formed was downward. Thereafter, the inside of the vacuum apparatus was evacuated, and the pressure was reduced to about 10 −4 Pa. Then, t-BuDNA and molybdenum oxide (VI) were co-evaporated on the first electrode to form a layer containing the composite material. . The film thickness was 50 nm, and the ratio of t-BuDNA to molybdenum oxide (VI) was adjusted to 4: 1 (= t-BuDNA: molybdenum oxide) by weight. Note that the co-evaporation method is an evaporation method in which evaporation is performed simultaneously from a plurality of evaporation sources in one processing chamber.
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、4,4’−ビス[N―フェニル−N−(スピロフルオレン−2−イル)]ビフェニル(略称:BSPB)を10nmの膜厚となるように成膜した。 Next, 4,4′-bis [N-phenyl-N- (spirofluoren-2-yl)] biphenyl (abbreviation: BSPB) is formed to a thickness of 10 nm by an evaporation method using resistance heating. Filmed.
さらに、Alqとクマリン6とを共蒸着することにより、BSPB上に40nmの膜厚の発光層を形成した。ここで、Alqとクマリン6との重量比は、4:0.04(=Alq:クマリン6)となるように調節した。これによって、クマリン6はAlqから成る層中に分散した状態となる。
Further, a light emitting layer having a thickness of 40 nm was formed on BSPB by co-evaporating Alq and
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層上にAlqを30nmの膜厚となるように成膜し、電子輸送層を形成した。 Then, using an evaporation method by resistance heating, Alq was deposited on the light emitting layer so as to have a thickness of 30 nm to form an electron transporting layer.
さらに、電子輸送層上に、抵抗加熱による蒸着法によりフッ化リチウムを1nmの膜厚となるように成膜し、電子注入層を形成した。 Further, on the electron transport layer, lithium fluoride was deposited to a thickness of 1 nm by a resistance heating vapor deposition method to form an electron injection layer.
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層上にアルミニウムを200nmの膜厚となるように成膜することにより、第2の電極を形成することで、比較発光素子6を作製した。
Finally, a comparative light-emitting
実施例7で作製した発光素子5、実施例8で作製した発光素子6、比較例6で作製した比較発光素子5、比較例7で作製した比較発光素子6の電流―電圧特性を図18に示す。また、輝度―電圧特性を図19に示す。また、電流効率―輝度特性を図20に示す。
FIG. 18 shows current-voltage characteristics of the light-emitting
発光素子5において、1202cd/m2の輝度を得るために必要な電圧は5.8Vであり、その時流れた電流は0.36mA(電流密度は9.00mA/cm2)であった。また、この時の電流効率は13.4cd/Aであった。発光素子6において、1057cd/m2の輝度を得るために必要な電圧は6.0Vであり、その時流れた電流は0.35mA(電流密度は8.72mA/cm2)であった。また、この時の電流効率は12.1cd/Aであった。一方、比較発光素子5においては、1103cd/m2の輝度を得るために必要な電圧は6.0Vであり、その時流れた電流は0.46mA(電流密度は11.54mA/cm2)であった。また、この時の電流効率は9.6cd/Aであった。比較発光素子6においては、1159cd/m2の輝度を得るために必要な電圧は5.8Vであり、その時流れた電流は0.473mA(電流密度は11.74mA/cm2)であった。また、この時の電流効率は9.9cd/Aであった。
In the light-emitting
発光素子5および発光素子6は、比較発光素子5および比較発光素子6と比べ、電流―電圧特性はほぼ変わらない。しかし、発光素子5および発光素子6は、比較発光素子5および比較発光素子6と比べ、電流効率―輝度特性が向上していることにより、輝度―電圧特性も向上していることがわかる。つまり、一定輝度を得るのに必要な電圧が低減されたことがわかる。
The light-emitting
以上の結果から、本発明を適用することにより、発光素子の駆動電圧を低減できることがわかった。また、発光効率が向上することがわかった。 From the above results, it was found that the driving voltage of the light emitting element can be reduced by applying the present invention. Moreover, it turned out that luminous efficiency improves.
本実施例では、本発明の発光素子についてより具体的に説明する。 In this example, the light-emitting element of the present invention will be described more specifically.
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。 First, indium tin oxide containing silicon oxide was formed over a glass substrate by a sputtering method to form a first electrode. The film thickness was 110 nm and the electrode area was 2 mm × 2 mm.
次に、第1の電極が形成された面が下方となるように、第1の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定した。その後真空装置内を排気し、10−4Pa程度まで減圧した後、第1の電極上に、DNTPDと酸化モリブデン(VI)とを共蒸着することにより、複合材料を含む層を形成した。その膜厚は120nmとし、DNTPDと酸化モリブデン(VI)との比率は、重量比で1:0.67(=DNTPD:酸化モリブデン)となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。 Next, the substrate on which the first electrode was formed was fixed to a substrate holder provided in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which the first electrode was formed was downward. Thereafter, the inside of the vacuum apparatus was evacuated, and the pressure was reduced to about 10 −4 Pa. Then, DNTPD and molybdenum oxide (VI) were co-evaporated on the first electrode, thereby forming a layer containing the composite material. The film thickness was 120 nm, and the weight ratio of DNTPD to molybdenum oxide (VI) was adjusted to 1: 0.67 (= DNTPD: molybdenum oxide). Note that the co-evaporation method is an evaporation method in which evaporation is performed simultaneously from a plurality of evaporation sources in one processing chamber.
次に、複合材料を含む層に接するように、抵抗加熱を用いた蒸着法により、DNTPDを5nmの膜厚となるように成膜した。 Next, DNTPD was formed to a thickness of 5 nm by an evaporation method using resistance heating so as to be in contact with the layer containing the composite material.
さらに、抵抗加熱を用いた蒸着法により、DNTPD上にNPBを5nmの膜厚となるように成膜した。 Further, NPB was deposited on DNTPD to a thickness of 5 nm by a vapor deposition method using resistance heating.
次に、Alqとクマリン6とを共蒸着することにより、NPB上に40nmの膜厚の発光層を形成した。ここで、Alqとクマリン6との重量比は、1:0.005(=Alq:クマリン6)となるように調節した。これによって、クマリン6はAlqから成る層中に分散した状態となる。
Next, Alq and
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層上にAlqを30nmの膜厚となるように成膜し、電子輸送層を形成した。 Then, using an evaporation method by resistance heating, Alq was deposited on the light emitting layer so as to have a thickness of 30 nm to form an electron transporting layer.
さらに、電子輸送層上に、抵抗加熱による蒸着法によりフッ化リチウムを1nmの膜厚となるように成膜し、電子注入層を形成した。 Further, on the electron transport layer, lithium fluoride was deposited to a thickness of 1 nm by a resistance heating vapor deposition method to form an electron injection layer.
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層上にアルミニウムを200nmの膜厚となるように成膜することにより、第2の電極を形成することで、発光素子7を作製した。 Finally, a light emitting element 7 was manufactured by forming a second electrode by depositing aluminum on the electron injection layer so as to have a thickness of 200 nm by using a resistance heating vapor deposition method.
(比較例8)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。
(Comparative Example 8)
First, indium tin oxide containing silicon oxide was formed over a glass substrate by a sputtering method to form a first electrode. The film thickness was 110 nm and the electrode area was 2 mm × 2 mm.
次に、第1の電極が形成された面が下方となるように、第1の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定した。その後真空装置内を排気し、10−4Pa程度まで減圧した後、第1の電極上に、DNTPDと酸化モリブデン(VI)とを共蒸着することにより、複合材料を含む層を形成した。その膜厚は120nmとし、DNTPDと酸化モリブデン(VI)との比率は、重量比で1:0.67(=DNTPD:酸化モリブデン)となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。 Next, the substrate on which the first electrode was formed was fixed to a substrate holder provided in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which the first electrode was formed was downward. Thereafter, the inside of the vacuum apparatus was evacuated, and the pressure was reduced to about 10 −4 Pa. Then, DNTPD and molybdenum oxide (VI) were co-evaporated on the first electrode, thereby forming a layer containing the composite material. The film thickness was 120 nm, and the weight ratio of DNTPD to molybdenum oxide (VI) was adjusted to 1: 0.67 (= DNTPD: molybdenum oxide). Note that the co-evaporation method is an evaporation method in which evaporation is performed simultaneously from a plurality of evaporation sources in one processing chamber.
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、NPBを10nmの膜厚となるように成膜した。 Next, NPB was formed to a thickness of 10 nm by an evaporation method using resistance heating.
次に、Alqとクマリン6とを共蒸着することにより、NPB上に40nmの膜厚の発光層を形成した。ここで、Alqとクマリン6との重量比は、1:0.005(=Alq:クマリン6)となるように調節した。これによって、クマリン6はAlqから成る層中に分散した状態となる。
Next, Alq and
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層上にAlqを30nmの膜厚となるように成膜し、電子輸送層を形成した。 Then, using an evaporation method by resistance heating, Alq was deposited on the light emitting layer so as to have a thickness of 30 nm to form an electron transporting layer.
さらに、電子輸送層上に、抵抗加熱による蒸着法によりフッ化リチウムを1nmの膜厚となるように成膜し、電子注入層を形成した。 Further, on the electron transport layer, lithium fluoride was deposited to a thickness of 1 nm by a resistance heating vapor deposition method to form an electron injection layer.
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層上にアルミニウムを200nmの膜厚となるように成膜することにより、第2の電極を形成することで、比較発光素子7を作製した。 Finally, a comparative light-emitting element 7 was fabricated by forming a second electrode by depositing aluminum on the electron injection layer so as to have a film thickness of 200 nm using an evaporation method using resistance heating.
実施例9で作製した発光素子7および比較例8で作製した比較発光素子7の電流―電圧特性を図21に示す。また、輝度―電圧特性を図22に示す。また、電流効率―輝度特性を図23に示す。 FIG. 21 shows current-voltage characteristics of the light-emitting element 7 manufactured in Example 9 and the comparative light-emitting element 7 manufactured in Comparative Example 8. Further, FIG. 22 shows luminance-voltage characteristics. Further, FIG. 23 shows current efficiency-luminance characteristics.
発光素子7において、1287cd/m2の輝度を得るために必要な電圧は5.6Vであり、その時流れた電流は0.46mA(電流密度は11.59mA/cm2)であった。また、この時の電流効率は11.1cd/Aであった。一方、比較発光素子7においては、1094cd/m2の輝度を得るために必要な電圧は5.8Vであり、その時流れた電流は0.47mA(電流密度は11.74mA/cm2)であった。また、この時の電流効率は9.3cd/Aであった。 In the light-emitting element 7, a voltage necessary to obtain a luminance of 1287 cd / m 2 was 5.6 V, and a current flowing at that time was 0.46 mA (current density was 11.59 mA / cm 2 ). Moreover, the current efficiency at this time was 11.1 cd / A. On the other hand, in the comparative light-emitting element 7, the voltage required to obtain a luminance of 1094 cd / m 2 is 5.8 V, and the current flowing at that time is 0.47 mA (current density is 11.74 mA / cm 2 ). It was. Moreover, the current efficiency at this time was 9.3 cd / A.
発光素子7は、比較発光素子7と比べ、電流―電圧特性はほぼ変わらない。しかし、電流効率―輝度特性が向上していることにより、輝度―電圧特性も向上していることがわかる。つまり、一定輝度を得るのに必要な電圧が低減されたことがわかる。 The light-emitting element 7 has substantially the same current-voltage characteristics as the comparative light-emitting element 7. However, it can be seen that the luminance-voltage characteristics are also improved by improving the current efficiency-luminance characteristics. That is, it can be seen that the voltage required to obtain a constant luminance has been reduced.
以上の結果から、本発明を適用することにより、発光効率が向上することがわかった。 From the above results, it was found that the light emission efficiency is improved by applying the present invention.
本実施例では、本発明の発光素子についてより具体的に説明する。 In this example, the light-emitting element of the present invention will be described more specifically.
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。 First, indium tin oxide containing silicon oxide was formed over a glass substrate by a sputtering method to form a first electrode. The film thickness was 110 nm and the electrode area was 2 mm × 2 mm.
次に、第1の電極が形成された面が下方となるように、第1の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定した。その後真空装置内を排気し、10−4Pa程度まで減圧した後、第1の電極上に、t−BuDNAと酸化モリブデン(VI)とを共蒸着することにより、複合材料を含む層を形成した。その膜厚は20nmとし、t−BuDNAと酸化モリブデン(VI)との比率は、体積比で酸化モリブデンが10vol%含まれるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。 Next, the substrate on which the first electrode was formed was fixed to a substrate holder provided in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which the first electrode was formed was downward. Thereafter, the inside of the vacuum apparatus was evacuated, and the pressure was reduced to about 10 −4 Pa. Then, t-BuDNA and molybdenum oxide (VI) were co-evaporated on the first electrode to form a layer containing the composite material. . The film thickness was 20 nm, and the ratio of t-BuDNA to molybdenum oxide (VI) was adjusted so as to contain 10 vol% molybdenum oxide by volume. Note that the co-evaporation method is an evaporation method in which evaporation is performed simultaneously from a plurality of evaporation sources in one processing chamber.
次に、複合材料を含む層に接するように、抵抗加熱を用いた蒸着法により、t−BuDNAを10nmの膜厚となるように成膜した。 Next, t-BuDNA was formed to a thickness of 10 nm by an evaporation method using resistance heating so as to be in contact with the layer containing the composite material.
さらに、AlqとDPQdとを共蒸着することにより、t−BuDNA上に40nmの膜厚の発光層を形成した。ここで、AlqとDPQdとの重量比は、1:0.005(=Alq:DPQd)となるように調節した。これによって、DPQdはAlqから成る層中に分散した状態となる。 Furthermore, a light emitting layer having a thickness of 40 nm was formed on t-BuDNA by co-evaporating Alq and DPQd. Here, the weight ratio of Alq to DPQd was adjusted to be 1: 0.005 (= Alq: DPQd). As a result, DPQd is dispersed in the Alq layer.
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層上にAlqを30nmの膜厚となるように成膜し、電子輸送層を形成した。 Then, using an evaporation method by resistance heating, Alq was deposited on the light emitting layer so as to have a thickness of 30 nm to form an electron transporting layer.
さらに、電子輸送層上に、抵抗加熱による蒸着法によりフッ化リチウムを1nmの膜厚となるように成膜し、電子注入層を形成した。 Further, on the electron transport layer, lithium fluoride was deposited to a thickness of 1 nm by a resistance heating vapor deposition method to form an electron injection layer.
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層上にアルミニウムを200nmの膜厚となるように成膜することにより、第2の電極を形成することで、発光素子8を作製した。
Finally, a
(比較例9)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。
(Comparative Example 9)
First, indium tin oxide containing silicon oxide was formed over a glass substrate by a sputtering method to form a first electrode. The film thickness was 110 nm and the electrode area was 2 mm × 2 mm.
次に、第1の電極が形成された面が下方となるように、第1の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定した。その後真空装置内を排気し、10−4Pa程度まで減圧した後、第1の電極上に、NPBと酸化モリブデン(VI)とを共蒸着することにより、複合材料を含む層を形成した。その膜厚は20nmとし、NPBと酸化モリブデン(VI)との比率は、体積比で酸化モリブデンが10vol%含まれるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。 Next, the substrate on which the first electrode was formed was fixed to a substrate holder provided in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which the first electrode was formed was downward. Thereafter, the inside of the vacuum apparatus was evacuated, and the pressure was reduced to about 10 −4 Pa. Then, NPB and molybdenum oxide (VI) were co-evaporated on the first electrode to form a layer containing the composite material. The film thickness was 20 nm, and the ratio between NPB and molybdenum oxide (VI) was adjusted so that 10 vol% of molybdenum oxide was contained by volume ratio. Note that the co-evaporation method is an evaporation method in which evaporation is performed simultaneously from a plurality of evaporation sources in one processing chamber.
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、t−BuDNAを10nmの膜厚となるように成膜した。 Next, t-BuDNA was formed to a thickness of 10 nm by an evaporation method using resistance heating.
さらに、AlqとDPQdとを共蒸着することにより、t−BuDNA上に40nmの膜厚の発光層を形成した。ここで、AlqとDPQdとの重量比は、1:0.005(=Alq:DPQd)となるように調節した。これによって、DPQdはAlqから成る層中に分散した状態となる。 Furthermore, a light emitting layer having a thickness of 40 nm was formed on t-BuDNA by co-evaporating Alq and DPQd. Here, the weight ratio of Alq to DPQd was adjusted to be 1: 0.005 (= Alq: DPQd). As a result, DPQd is dispersed in the Alq layer.
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層上にAlqを30nmの膜厚となるように成膜し、電子輸送層を形成した。 Then, using an evaporation method by resistance heating, Alq was deposited on the light emitting layer so as to have a thickness of 30 nm to form an electron transporting layer.
さらに、電子輸送層上に、抵抗加熱による蒸着法によりフッ化リチウムを1nmの膜厚となるように成膜し、電子注入層を形成した。 Further, on the electron transport layer, lithium fluoride was deposited to a thickness of 1 nm by a resistance heating vapor deposition method to form an electron injection layer.
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層上にアルミニウムを200nmの膜厚となるように成膜することにより、第2の電極を形成することで、比較発光素子8を作製した。
Finally, a comparative light-emitting
実施例10で作製した発光素子8および比較例9で作製した比較発光素子8の電流―電圧特性を図24に示す。また、輝度―電圧特性を図25に示す。また、電流効率―輝度特性を図26に示す。
FIG. 24 shows current-voltage characteristics of the light-emitting
発光素子8において、1130cd/m2の輝度を得るために必要な電圧は5.4Vであり、その時流れた電流は0.27mA(電流密度は6.76mA/cm2)であった。また、この時の電流効率は16.7cd/Aであった。一方、比較発光素子8においては、1180cd/m2の輝度を得るために必要な電圧は7.4Vであり、その時流れた電流は0.37mA(電流密度は9.16mA/cm2)であった。また、この時の電流効率は12.9cd/Aであった。
In the light-emitting
発光素子8は、比較発光素子8と比べ、電流―電圧特性が向上している。つまり、電流が流れやすくなっていることがわかる。また、発光素子8は、比較発光素子8と比べ、電流効率―輝度特性が向上している。また、輝度―電圧特性も向上していることがわかる。つまり、一定輝度を得るのに必要な電圧が低減されたことがわかる。
The
比較発光素子8は、複合材料を含む層に含まれる有機化合物としてNPBを用いており、複合材料を含む層に接するように設けられた有機化合物を含む層として、イオン化ポテンシャルの大きい芳香族炭化水素であるt−BuDNAを用いている。比較発光素子8では、複合材料を含む層から複合材料を含む層に接するように設けられた有機化合物を含む層へのキャリア注入障壁が大きいため、駆動電圧が高くなっている。また、比較発光素子8の複合材料を含む層は、450nm〜800nmの波長領域において吸収ピークを有するため、発光領域からの発光が一部吸収されてしまう。
The comparative light-emitting
一方、発光素子8は、複合材料に含まれる第1の有機化合物として、イオン化ポテンシャルの大きい芳香族炭化水素であるt−BuDNAを用いている。そのため、複合材料を含む層に接するように設けられた第2の有機化合物を含む層として、イオン化ポテンシャルの大きい芳香族炭化水素であるt−BuDNAを用いることが可能となる。また、複合材料を含む層と、複合材料を含む層に接するように設けられた層に同じ有機化合物を用いているため、キャリアの注入障壁が小さい。そのため、発光素子の駆動電圧を低減することができる。また、発光素子8の複合材料を含む層は、450nm〜800nmの波長領域において吸収ピークを有さないため、発光領域からの発光を効率良く外部へ取り出すことができる。よって、発光効率を向上させることができる。
On the other hand, the light-emitting
以上の結果から、本発明を適用することにより、発光素子の低電圧駆動が可能となった。また、発光効率が向上させることが可能となった。 From the above results, the light emitting element can be driven at a low voltage by applying the present invention. In addition, luminous efficiency can be improved.
本実施例では、本発明の発光素子についてより具体的に説明する。 In this example, the light-emitting element of the present invention will be described more specifically.
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。 First, indium tin oxide containing silicon oxide was formed over a glass substrate by a sputtering method to form a first electrode. The film thickness was 110 nm and the electrode area was 2 mm × 2 mm.
次に、第1の電極が形成された面が下方となるように、第1の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定した。その後真空装置内を排気し、10−4Pa程度まで減圧した後、第1の電極上に、t−BuDNAと酸化モリブデン(VI)とを共蒸着することにより、複合材料を含む層を形成した。その膜厚は50nmとし、t−BuDNAと酸化モリブデン(VI)との比率は、体積比で酸化モリブデンが10vol%含まれるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。 Next, the substrate on which the first electrode was formed was fixed to a substrate holder provided in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which the first electrode was formed was downward. Thereafter, the inside of the vacuum apparatus was evacuated, and the pressure was reduced to about 10 −4 Pa. Then, t-BuDNA and molybdenum oxide (VI) were co-evaporated on the first electrode to form a layer containing the composite material. . The film thickness was 50 nm, and the ratio of t-BuDNA to molybdenum oxide (VI) was adjusted so as to contain 10 vol% molybdenum oxide by volume. Note that the co-evaporation method is an evaporation method in which evaporation is performed simultaneously from a plurality of evaporation sources in one processing chamber.
次に、複合材料を含む層に接するように、抵抗加熱を用いた蒸着法により、t−BuDNAを10nmの膜厚となるように成膜した。 Next, t-BuDNA was formed to a thickness of 10 nm by an evaporation method using resistance heating so as to be in contact with the layer containing the composite material.
さらに、AlqとDPQdとを共蒸着することにより、t−BuDNA上に40nmの膜厚の発光層を形成した。ここで、AlqとDPQdとの重量比は、1:0.005(=Alq:DPQd)となるように調節した。これによって、DPQdはAlqから成る層中に分散した状態となる。 Furthermore, a light emitting layer having a thickness of 40 nm was formed on t-BuDNA by co-evaporating Alq and DPQd. Here, the weight ratio of Alq to DPQd was adjusted to be 1: 0.005 (= Alq: DPQd). As a result, DPQd is dispersed in the Alq layer.
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層上にAlqを30nmの膜厚となるように成膜し、電子輸送層を形成した。 Then, using an evaporation method by resistance heating, Alq was deposited on the light emitting layer so as to have a thickness of 30 nm to form an electron transporting layer.
さらに、電子輸送層上に、抵抗加熱による蒸着法によりフッ化リチウムを1nmの膜厚となるように成膜し、電子注入層を形成した。 Further, on the electron transport layer, lithium fluoride was deposited to a thickness of 1 nm by a resistance heating vapor deposition method to form an electron injection layer.
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層上にアルミニウムを200nmの膜厚となるように成膜することにより、第2の電極を形成することで、発光素子9を作製した。 Finally, a light emitting element 9 was manufactured by forming a second electrode by depositing aluminum on the electron injection layer so as to have a thickness of 200 nm by using a resistance heating vapor deposition method.
(比較例10)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。
(Comparative Example 10)
First, indium tin oxide containing silicon oxide was formed over a glass substrate by a sputtering method to form a first electrode. The film thickness was 110 nm and the electrode area was 2 mm × 2 mm.
次に、第1の電極が形成された面が下方となるように、第1の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定した。その後真空装置内を排気し、10−4Pa程度まで減圧した後、第1の電極上に、NPBと酸化モリブデン(VI)とを共蒸着することにより、複合材料を含む層を形成した。その膜厚は50nmとし、NPBと酸化モリブデン(VI)との比率は、体積比で酸化モリブデンが10vol%含まれるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。 Next, the substrate on which the first electrode was formed was fixed to a substrate holder provided in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which the first electrode was formed was downward. Thereafter, the inside of the vacuum apparatus was evacuated, and the pressure was reduced to about 10 −4 Pa. Then, NPB and molybdenum oxide (VI) were co-evaporated on the first electrode to form a layer containing the composite material. The film thickness was 50 nm, and the ratio of NPB to molybdenum oxide (VI) was adjusted so that 10 vol% of molybdenum oxide was contained by volume ratio. Note that the co-evaporation method is an evaporation method in which evaporation is performed simultaneously from a plurality of evaporation sources in one processing chamber.
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、t−BuDNAを10nmの膜厚となるように成膜した。 Next, t-BuDNA was formed to a thickness of 10 nm by an evaporation method using resistance heating.
さらに、AlqとDPQdとを共蒸着することにより、t−BuDNA上に40nmの膜厚の発光層を形成した。ここで、AlqとDPQdとの重量比は、1:0.005(=Alq:DPQd)となるように調節した。これによって、DPQdはAlqから成る層中に分散した状態となる。 Furthermore, a light emitting layer having a thickness of 40 nm was formed on t-BuDNA by co-evaporating Alq and DPQd. Here, the weight ratio of Alq to DPQd was adjusted to be 1: 0.005 (= Alq: DPQd). As a result, DPQd is dispersed in the Alq layer.
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層上にAlqを30nmの膜厚となるように成膜し、電子輸送層を形成した。 Then, using an evaporation method by resistance heating, Alq was deposited on the light emitting layer so as to have a thickness of 30 nm to form an electron transporting layer.
さらに、電子輸送層上に、抵抗加熱による蒸着法によりフッ化リチウムを1nmの膜厚となるように成膜し、電子注入層を形成した。 Further, on the electron transport layer, lithium fluoride was deposited to a thickness of 1 nm by a resistance heating vapor deposition method to form an electron injection layer.
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層上にアルミニウムを200nmの膜厚となるように成膜することにより、第2の電極を形成することで、比較発光素子9を作製した。 Finally, a comparative light emitting element 9 was fabricated by forming a second electrode by depositing aluminum on the electron injection layer so as to have a thickness of 200 nm by using a resistance heating vapor deposition method.
実施例11で作製した発光素子9および比較例10で作製した比較発光素子9の電流―電圧特性を図27に示す。また、輝度―電圧特性を図28に示す。また、電流効率―輝度特性を図29に示す。 FIG. 27 shows current-voltage characteristics of the light-emitting element 9 manufactured in Example 11 and the comparative light-emitting element 9 manufactured in Comparative Example 10. In addition, FIG. 28 shows luminance-voltage characteristics. FIG. 29 shows current efficiency-luminance characteristics.
発光素子9において、1009cd/m2の輝度を得るために必要な電圧は5.6Vであり、その時流れた電流は0.30mA(電流密度は7.46mA/cm2)であった。また、この時の電流効率は13.5cd/Aであった。一方、比較発光素子9においては、1295cd/m2の輝度を得るために必要な電圧は7.8Vであり、その時流れた電流は0.50mA(電流密度は12.62mA/cm2)であった。また、この時の電流効率は10.3cd/Aであった。 In the light-emitting element 9, a voltage necessary to obtain a luminance of 1009 cd / m 2 was 5.6 V, and a current flowing at that time was 0.30 mA (current density was 7.46 mA / cm 2 ). Moreover, the current efficiency at this time was 13.5 cd / A. On the other hand, in the comparative light-emitting element 9, the voltage necessary to obtain a luminance of 1295 cd / m 2 is 7.8 V, and the current that flows at that time is 0.50 mA (current density is 12.62 mA / cm 2 ). It was. Moreover, the current efficiency at this time was 10.3 cd / A.
発光素子9は、比較発光素子9と比べ、電流―電圧特性が向上している。つまり、電流が流れやすくなっていることがわかる。また、発光素子9は、比較発光素子9と比べ、電流効率―輝度特性が向上している。また、輝度―電圧特性も向上していることがわかる。つまり、一定輝度を得るのに必要な電圧が低減されたことがわかる。 The light emitting element 9 has improved current-voltage characteristics compared to the comparative light emitting element 9. That is, it can be seen that the current easily flows. In addition, the light emitting element 9 has improved current efficiency-luminance characteristics compared to the comparative light emitting element 9. It can also be seen that the luminance-voltage characteristics are also improved. That is, it can be seen that the voltage required to obtain a constant luminance has been reduced.
比較発光素子9は、複合材料を含む層に含まれる有機化合物としてNPBを用いており、複合材料を含む層に接するように設けられた有機化合物を含む層として、イオン化ポテンシャルの大きい芳香族炭化水素であるt−BuDNAを用いている。比較発光素子9では、複合材料を含む層から複合材料を含む層に接するように設けられた有機化合物を含む層へのキャリア注入障壁が大きいため、駆動電圧が高くなっている。また、比較発光素子9の複合材料を含む層は、450nm〜800nmの波長領域において吸収ピークを有するため、発光領域からの発光が一部吸収されてしまう。 The comparative light-emitting element 9 uses NPB as the organic compound contained in the layer containing the composite material, and the aromatic hydrocarbon having a high ionization potential is used as the layer containing the organic compound provided in contact with the layer containing the composite material. T-BuDNA is used. In the comparative light-emitting element 9, the driving voltage is high because the carrier injection barrier from the layer including the composite material to the layer including the organic compound provided so as to be in contact with the layer including the composite material is large. In addition, since the layer including the composite material of the comparative light-emitting element 9 has an absorption peak in the wavelength region of 450 nm to 800 nm, part of light emitted from the light emitting region is absorbed.
一方、発光素子9は、複合材料に含まれる第1の有機化合物として、イオン化ポテンシャルの大きい芳香族炭化水素であるt−BuDNAを用いている。そのため、複合材料を含む層に接するように設けられた第2の有機化合物を含む層として、イオン化ポテンシャルの大きい芳香族炭化水素であるt−BuDNAを用いることが可能となる。また、複合材料を含む層と、複合材料を含む層に接するように設けられた層に同じ有機化合物を用いているため、キャリアの注入障壁が小さい。そのため、発光素子の駆動電圧を低減することができる。また、発光素子9の複合材料を含む層は、450nm〜800nmの波長領域において吸収ピークを有さないため、発光領域からの発光を効率良く外部へ取り出すことができる。よって、発光効率を向上させることができる。 On the other hand, the light-emitting element 9 uses t-BuDNA, which is an aromatic hydrocarbon having a large ionization potential, as the first organic compound contained in the composite material. Therefore, t-BuDNA, which is an aromatic hydrocarbon having a high ionization potential, can be used as the layer containing the second organic compound provided in contact with the layer containing the composite material. In addition, since the same organic compound is used for the layer including the composite material and the layer provided so as to be in contact with the layer including the composite material, a carrier injection barrier is small. Therefore, the driving voltage of the light emitting element can be reduced. In addition, since the layer including the composite material of the light-emitting element 9 does not have an absorption peak in the wavelength region of 450 nm to 800 nm, light emitted from the light-emitting region can be efficiently extracted outside. Therefore, light emission efficiency can be improved.
以上の結果から、本発明を適用することにより、発光素子の低電圧駆動が可能となった。また、発光効率が向上させることが可能となった。 From the above results, the light emitting element can be driven at a low voltage by applying the present invention. In addition, luminous efficiency can be improved.
本実施例では、本発明の発光素子についてより具体的に説明する。 In this example, the light-emitting element of the present invention will be described more specifically.
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。 First, indium tin oxide containing silicon oxide was formed over a glass substrate by a sputtering method to form a first electrode. The film thickness was 110 nm and the electrode area was 2 mm × 2 mm.
次に、第1の電極が形成された面が下方となるように、第1の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定した。その後真空装置内を排気し、10−4Pa程度まで減圧した後、第1の電極上に、t−BuDNAと酸化モリブデン(VI)とを共蒸着することにより、複合材料を含む層を形成した。その膜厚は150nmとし、t−BuDNAと酸化モリブデン(VI)との比率は、体積比で酸化モリブデンが10vol%含まれるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。 Next, the substrate on which the first electrode was formed was fixed to a substrate holder provided in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which the first electrode was formed was downward. Thereafter, the inside of the vacuum apparatus was evacuated, and the pressure was reduced to about 10 −4 Pa. Then, t-BuDNA and molybdenum oxide (VI) were co-evaporated on the first electrode to form a layer containing the composite material. . The film thickness was 150 nm, and the ratio of t-BuDNA to molybdenum oxide (VI) was adjusted so as to contain 10 vol% molybdenum oxide by volume. Note that the co-evaporation method is an evaporation method in which evaporation is performed simultaneously from a plurality of evaporation sources in one processing chamber.
次に、複合材料を含む層に接するように、抵抗加熱を用いた蒸着法により、t−BuDNAを10nmの膜厚となるように成膜した。 Next, t-BuDNA was formed to a thickness of 10 nm by an evaporation method using resistance heating so as to be in contact with the layer containing the composite material.
さらに、AlqとDPQdとを共蒸着することにより、t−BuDNA上に40nmの膜厚の発光層を形成した。ここで、AlqとDPQdとの重量比は、1:0.005(=Alq:DPQd)となるように調節した。これによって、DPQdはAlqから成る層中に分散した状態となる。 Furthermore, a light emitting layer having a thickness of 40 nm was formed on t-BuDNA by co-evaporating Alq and DPQd. Here, the weight ratio of Alq to DPQd was adjusted to be 1: 0.005 (= Alq: DPQd). As a result, DPQd is dispersed in the Alq layer.
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層上にAlqを30nmの膜厚となるように成膜し、電子輸送層を形成した。 Then, using an evaporation method by resistance heating, Alq was deposited on the light emitting layer so as to have a thickness of 30 nm to form an electron transporting layer.
さらに、電子輸送層上に、抵抗加熱による蒸着法によりフッ化リチウムを1nmの膜厚となるように成膜し、電子注入層を形成した。 Further, on the electron transport layer, lithium fluoride was deposited to a thickness of 1 nm by a resistance heating vapor deposition method to form an electron injection layer.
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層上にアルミニウムを200nmの膜厚となるように成膜することにより、第2の電極を形成することで、発光素子10を作製した。
Finally, a
(比較例11)
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。
(Comparative Example 11)
First, indium tin oxide containing silicon oxide was formed over a glass substrate by a sputtering method to form a first electrode. The film thickness was 110 nm and the electrode area was 2 mm × 2 mm.
次に、第1の電極が形成された面が下方となるように、第1の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定した。その後真空装置内を排気し、10−4Pa程度まで減圧した後、第1の電極上に、NPBと酸化モリブデン(VI)とを共蒸着することにより、複合材料を含む層を形成した。その膜厚は150nmとし、NPBと酸化モリブデン(VI)との比率は、体積比で酸化モリブデンが10vol%含まれるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。 Next, the substrate on which the first electrode was formed was fixed to a substrate holder provided in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which the first electrode was formed was downward. Thereafter, the inside of the vacuum apparatus was evacuated, and the pressure was reduced to about 10 −4 Pa. Then, NPB and molybdenum oxide (VI) were co-evaporated on the first electrode to form a layer containing the composite material. The film thickness was 150 nm, and the ratio between NPB and molybdenum oxide (VI) was adjusted so that 10 vol% molybdenum oxide was contained by volume. Note that the co-evaporation method is an evaporation method in which evaporation is performed simultaneously from a plurality of evaporation sources in one processing chamber.
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、t−BuDNAを10nmの膜厚となるように成膜した。 Next, t-BuDNA was formed to a thickness of 10 nm by an evaporation method using resistance heating.
さらに、AlqとDPQdとを共蒸着することにより、t−BuDNA上に40nmの膜厚の発光層を形成した。ここで、AlqとDPQdとの重量比は、1:0.005(=Alq:DPQd)となるように調節した。これによって、DPQdはAlqから成る層中に分散した状態となる。 Furthermore, a light emitting layer having a thickness of 40 nm was formed on t-BuDNA by co-evaporating Alq and DPQd. Here, the weight ratio of Alq to DPQd was adjusted to be 1: 0.005 (= Alq: DPQd). As a result, DPQd is dispersed in the Alq layer.
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層上にAlqを30nmの膜厚となるように成膜し、電子輸送層を形成した。 Then, using an evaporation method by resistance heating, Alq was deposited on the light emitting layer so as to have a thickness of 30 nm to form an electron transporting layer.
さらに、電子輸送層上に、抵抗加熱による蒸着法によりフッ化リチウムを1nmの膜厚となるように成膜し、電子注入層を形成した。 Further, on the electron transport layer, lithium fluoride was deposited to a thickness of 1 nm by a resistance heating vapor deposition method to form an electron injection layer.
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層上にアルミニウムを200nmの膜厚となるように成膜することにより、第2の電極を形成することで、比較発光素子10を作製した。
Finally, a comparative light-emitting
実施例12で作製した発光素子10および比較例11で作製した比較発光素子10の電流―電圧特性を図30に示す。また、輝度―電圧特性を図31に示す。また、電流効率―輝度特性を図32に示す。
FIG. 30 shows current-voltage characteristics of the light-emitting
発光素子10において、1087cd/m2の輝度を得るために必要な電圧は5.4Vであり、その時流れた電流は0.30mA(電流密度は7.51mA/cm2)であった。また、この時の電流効率は14.5cd/Aであった。一方、比較発光素子1においては、1272cd/m2の輝度を得るために必要な電圧は7.6Vであり、その時流れた電流は0.45mA(電流密度は11.17mA/cm2)であった。また、この時の電流効率は11.4cd/Aであった。
In the light-emitting
発光素子10は、比較発光素子10と比べ、電流―電圧特性が向上している。つまり、電流が流れやすくなっていることがわかる。また、発光素子10は、比較発光素子10と比べ、電流効率―輝度特性が向上している。また、輝度―電圧特性も向上していることがわかる。つまり、一定輝度を得るのに必要な電圧が低減されたことがわかる。
The
比較発光素子10は、複合材料を含む層に含まれる有機化合物としてNPBを用いており、複合材料を含む層に接するように設けられた有機化合物を含む層として、イオン化ポテンシャルの大きい芳香族炭化水素であるt−BuDNAを用いている。比較発光素子10では、複合材料を含む層から複合材料を含む層に接するように設けられた有機化合物を含む層へのキャリア注入障壁が大きいため、駆動電圧が高くなっている。また、比較発光素子10の複合材料を含む層は、450nm〜800nmの波長領域において吸収ピークを有するため、発光領域からの発光が一部吸収されてしまう。
The comparative light-emitting
一方、発光素子10は、複合材料に含まれる第1の有機化合物として、イオン化ポテンシャルの大きい芳香族炭化水素であるt−BuDNAを用いている。そのため、複合材料を含む層に接するように設けられた第2の有機化合物を含む層として、イオン化ポテンシャルの大きい芳香族炭化水素であるt−BuDNAを用いることが可能となる。また、複合材料を含む層と、複合材料を含む層に接するように設けられた層に同じ有機化合物を用いているため、キャリアの注入障壁が小さい。そのため、発光素子の駆動電圧を低減することができる。また、発光素子10の複合材料を含む層は、450nm〜800nmの波長領域において吸収ピークを有さないため、発光領域からの発光を効率良く外部へ取り出すことができる。よって、発光効率を向上させることができる。
On the other hand, the light-emitting
以上の結果から、本発明を適用することにより、発光素子の低電圧駆動が可能となった。また、発光効率が向上させることが可能となった。 From the above results, the light emitting element can be driven at a low voltage by applying the present invention. In addition, luminous efficiency can be improved.
本実施例では、本発明の発光素子についてより具体的に説明する。 In this example, the light-emitting element of the present invention will be described more specifically.
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。 First, indium tin oxide containing silicon oxide was formed over a glass substrate by a sputtering method to form a first electrode. The film thickness was 110 nm and the electrode area was 2 mm × 2 mm.
次に、第1の電極が形成された面が下方となるように、第1の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定した。その後真空装置内を排気し、10−4Pa程度まで減圧した後、第1の電極上に、t−BuDNAと酸化モリブデン(VI)とを共蒸着することにより、複合材料を含む層を形成した。その膜厚は50nmとし、t−BuDNAと酸化モリブデン(VI)との比率は、重量比で4:1(=t−BuDNA:酸化モリブデン)となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。 Next, the substrate on which the first electrode was formed was fixed to a substrate holder provided in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which the first electrode was formed was downward. Thereafter, the inside of the vacuum apparatus was evacuated, and the pressure was reduced to about 10 −4 Pa. Then, t-BuDNA and molybdenum oxide (VI) were co-evaporated on the first electrode to form a layer containing the composite material. . The film thickness was 50 nm, and the ratio of t-BuDNA to molybdenum oxide (VI) was adjusted to 4: 1 (= t-BuDNA: molybdenum oxide) by weight. Note that the co-evaporation method is an evaporation method in which evaporation is performed simultaneously from a plurality of evaporation sources in one processing chamber.
次に、複合材料を含む層に接するように、抵抗加熱を用いた蒸着法により、t−BuDNAを10nmの膜厚となるように成膜した。 Next, t-BuDNA was formed to a thickness of 10 nm by an evaporation method using resistance heating so as to be in contact with the layer containing the composite material.
さらに、9−[4−(N−カルバゾリル)]フェニル−10−フェニルアントラセン(略称:CzPA)と9−(4−{N−[4−(9−カルバゾリル)フェニル]−N−フェニルアミノ}フェニル)−10−フェニルアントラセン(略称:YGAPA)とを共蒸着することにより、t−BuDNA上に30nmの膜厚の発光層を形成した。ここで、CzPAとYGAPAとの重量比は、4:0.16(=CzPA:YGAPA)となるように調節した。 Further, 9- [4- (N-carbazolyl)] phenyl-10-phenylanthracene (abbreviation: CzPA) and 9- (4- {N- [4- (9-carbazolyl) phenyl] -N-phenylamino} phenyl ) -10-phenylanthracene (abbreviation: YGAPA) was co-evaporated to form a light-emitting layer having a thickness of 30 nm on t-BuDNA. Here, the weight ratio of CzPA to YGAPA was adjusted to be 4: 0.16 (= CzPA: YGAPA).
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層上にBPhenを5nm、Alqを30nmの膜厚となるように成膜し、電子輸送層を形成した。 Thereafter, an evaporation method using resistance heating was used to form a film of BPhen with a thickness of 5 nm and Alq with a thickness of 30 nm on the light emitting layer, thereby forming an electron transport layer.
さらに、電子輸送層上に、抵抗加熱による蒸着法によりフッ化リチウムを1nmの膜厚となるように成膜し、電子注入層を形成した。 Further, on the electron transport layer, lithium fluoride was deposited to a thickness of 1 nm by a resistance heating vapor deposition method to form an electron injection layer.
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層上にアルミニウムを200nmの膜厚となるように成膜することにより、第2の電極を形成することで、発光素子11を作製した。 Finally, a light emitting element 11 was manufactured by forming a second electrode by depositing aluminum on the electron injection layer so as to have a film thickness of 200 nm by using a resistance heating vapor deposition method.
実施例13で作製した発光素子11の電流―電圧特性を図39に示す。また、輝度―電圧特性を図40に示す。また、電流効率―輝度特性を図41に示す。 FIG. 39 shows current-voltage characteristics of the light-emitting element 11 manufactured in Example 13. In addition, FIG. 40 shows luminance-voltage characteristics. Further, FIG. 41 shows current efficiency-luminance characteristics.
発光素子11において、1023cd/m2の輝度を得るために必要な電圧は10.6Vであり、その時流れた電流は2.46mA(電流密度は61.5mA/cm2)であった。また、この時の電流効率は1.66cd/Aであり、CIE色度座標は(x,y=0.16,0.13)であり、青色の発光が得られた。 In the light-emitting element 11, a voltage necessary for obtaining a luminance of 1023 cd / m 2 was 10.6 V, and a current flowing at that time was 2.46 mA (current density was 61.5 mA / cm 2 ). In addition, current efficiency at this time was 1.66 cd / A, CIE chromaticity coordinates were (x, y = 0.16, 0.13), and blue light emission was obtained.
発光素子11は、複合材料に含まれる第1の有機化合物として、イオン化ポテンシャルの大きい芳香族炭化水素であるt−BuDNAを用いている。そのため、複合材料を含む層に接するように設けられた第2の有機化合物を含む層として、イオン化ポテンシャルの大きい芳香族炭化水素であるt−BuDNAを用いることが可能となる。また、複合材料を含む層と、複合材料を含む層に接するように設けられた層に同じ有機化合物を用いているため、キャリアの注入障壁が小さい。そのため、発光素子の駆動電圧を低減することができる。また、発光素子11の複合材料を含む層は、450nm〜800nmの波長領域において吸収ピークを有さないため、発光領域からの発光を効率良く外部へ取り出すことができる。よって、発光効率を向上させることができる。 The light emitting element 11 uses t-BuDNA, which is an aromatic hydrocarbon having a large ionization potential, as the first organic compound contained in the composite material. Therefore, t-BuDNA, which is an aromatic hydrocarbon having a high ionization potential, can be used as the layer containing the second organic compound provided in contact with the layer containing the composite material. In addition, since the same organic compound is used for the layer including the composite material and the layer provided so as to be in contact with the layer including the composite material, a carrier injection barrier is small. Therefore, the driving voltage of the light emitting element can be reduced. In addition, since the layer including the composite material of the light-emitting element 11 does not have an absorption peak in the wavelength region of 450 nm to 800 nm, light emitted from the light-emitting region can be efficiently extracted outside. Therefore, light emission efficiency can be improved.
以上の結果から、本発明を適用することにより、発光素子の低電圧駆動が可能となった。また、発光効率が向上させることが可能となった。 From the above results, the light emitting element can be driven at a low voltage by applying the present invention. In addition, luminous efficiency can be improved.
101 基板
102 第1の電極
103 第1の層
104 第2の層
105 第3の層
106 第4の層
107 第2の電極
108 正孔輸送性の高い物質を含む層
302 第1の電極
303 第1の層
304 第2の層
305 第3の層
306 第4の層
307 第2の電極
601 ソース側駆動回路
602 画素部
603 ゲート側駆動回路
604 封止基板
605 シール材
607 空間
608 配線
609 FPC(フレキシブルプリントサーキット)
610 素子基板
611 スイッチング用TFT
612 電流制御用TFT
613 第1の電極
614 絶縁物
616 発光物質を含む層
617 第2の電極
618 発光素子
623 nチャネル型TFT
624 pチャネル型TFT
901 筐体
902 液晶層
903 バックライト
904 筐体
905 ドライバIC
906 端子
951 基板
952 電極
953 絶縁層
954 隔壁層
955 発光物質を含む層
956 電極
9101 筐体
9102 支持台
9103 表示部
9104 スピーカー部
9105 ビデオ入力端子
9201 本体
9202 筐体
9203 表示部
9204 キーボード
9205 外部接続ポート
9206 ポインティングマウス
9401 本体
9402 筐体
9403 表示部
9404 音声入力部
9405 音声出力部
9406 操作キー
9407 外部接続ポート
9408 アンテナ
9501 本体
9502 表示部
9503 筐体
9504 外部接続ポート
9505 リモコン受信部
9506 受像部
9507 バッテリー
9508 音声入力部
9509 操作キー
9510 接眼部
101
610
612 Current control TFT
613 First electrode 614 Insulator 616 Layer containing light emitting substance 617
624 p-channel TFT
901
Claims (10)
第1の有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層と、
前記複合材料を含む層に接する第2の有機化合物を含む層と、
が積層された積層体と、
発光物質を含む層と、
を有し、
前記第1の有機化合物は、芳香族炭化水素であり、芳香族有機アミン化合物と併用するものではなく、
前記複合材料は、450nm〜800nmの波長領域において吸収スペクトルのピークを有しないことを特徴とする発光素子。 Between a pair of electrodes,
A layer containing a composite material formed by combining a first organic compound and an inorganic compound;
A layer containing a second organic compound in contact with the layer containing the composite material;
A laminated body in which
A layer containing a luminescent material;
Have
The first organic compound is an aromatic hydrocarbon, not used in combination with an aromatic organic amine compound,
The light-emitting element, wherein the composite material does not have an absorption spectrum peak in a wavelength region of 450 nm to 800 nm.
前記複合材料は、450nm〜800nmの波長領域において、吸収スペクトルのピークを有せず、かつ膜厚100nmあたりの透過率が80%以上であることを特徴とする発光素子。The light-emitting element, wherein the composite material does not have an absorption spectrum peak in a wavelength region of 450 nm to 800 nm and has a transmittance of 80% or more per 100 nm thickness.
前記第1の有機化合物は、アントラセン誘導体であることを特徴とする発光素子。 In claim 1 or claim 2,
The light-emitting element, wherein the first organic compound is an anthracene derivative.
前記無機化合物は、前記第1の有機化合物に対して電子受容性を示すことを特徴とする発光素子。 In any one of Claims 1 to 2,
The light-emitting element, wherein the inorganic compound exhibits an electron accepting property with respect to the first organic compound.
前記無機化合物は、遷移金属酸化物であることを特徴とする発光素子。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
The light-emitting element, wherein the inorganic compound is a transition metal oxide.
前記無機化合物は、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムのいずれかであることを特徴とする発光素子。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
The light-emitting element, wherein the inorganic compound is any one of vanadium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, chromium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, manganese oxide, and rhenium oxide.
前記無機化合物は、酸化モリブデンであることを特徴とする発光素子。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
The light-emitting element, wherein the inorganic compound is molybdenum oxide.
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