処理中

しばらくお待ちください...

設定

設定

出願の表示

1. WO2020121097 - 発光デバイス、発光装置、電子機器、および照明装置

Document

明 細 書

発明の名称

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004  

先行技術文献

特許文献

0005  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0006   0007   0008  

課題を解決するための手段

0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024  

発明の効果

0025   0026  

図面の簡単な説明

0027  

発明を実施するための形態

0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114   0115   0116   0117   0118   0119   0120   0121   0122   0123   0124   0125   0126   0127   0128   0129   0130   0131   0132   0133   0134   0135   0136   0137   0138   0139   0140   0141   0142   0143   0144   0145   0146   0147   0148   0149   0150   0151   0152   0153   0154   0155   0156   0157   0158   0159   0160   0161   0162   0163   0164   0165   0166   0167   0168   0169   0170   0171   0172   0173   0174   0175   0176   0177   0178   0179   0180   0181  

実施例 1

0182   0183   0184   0185   0186   0187   0188   0189   0190   0191   0192   0193   0194   0195   0196   0197   0198   0199   0200   0201   0202   0203   0204   0205   0206   0207   0208   0209   0210   0211   0212   0213   0214   0215   0216   0217   0218   0219   0220   0221   0222  

符号の説明

0223  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13  

図面

1A   1B   2   3   4   5   6   7A   7B   8A   8B   8C   8D   8E   8F   8G   9A   9B   9C   10A   10B   11A   11B   12   13   14   15   16   17   18   19A   19B   20  

明 細 書

発明の名称 : 発光デバイス、発光装置、電子機器、および照明装置

技術分野

[0001]
本発明の一態様は、発光デバイス、発光装置、電子機器、および照明装置に関する。但し、本発明の一態様は、それらに限定されない。すなわち、本発明の一態様は、物、方法、製造方法、または駆動方法に関する。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物(コンポジション・オブ・マター)に関する。

背景技術

[0002]
一対の電極間にEL層を挟んでなる発光デバイス(発光素子、または有機EL素子ともいう)は、薄型軽量、入力信号に対する高速な応答性、低消費電力などの特性を有することから、これらを適用したディスプレイは、次世代のフラットパネルディスプレイとして注目されている。
[0003]
発光デバイスは、一対の電極間に電圧を印加することにより、各電極から注入された電子およびホールがEL層において再結合し、EL層に含まれる発光物質(有機化合物)が励起状態となり、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。なお、励起状態の種類としては、一重項励起状態(S )と三重項励起状態(T )とがあり、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。また、発光デバイスにおけるそれらの統計的な生成比率は、S :T =1:3であると考えられている。発光物質から得られる発光スペクトルはその発光物質特有のものであり、異なる種類の有機化合物を発光物質として用いることによって、様々な発光色の発光デバイスを得ることができる。
[0004]
この様な発光デバイスに関しては、そのデバイス特性を向上させる為に、デバイス構造の改良や材料開発等が行われているが、発光デバイスの発光効率を向上させるためには、発光デバイスからの光の取出し効率を向上させることが重要である。発光デバイスからの光の取り出し効率を向上させるために、一対の電極間で光の共振効果を利用した微小光共振器(マイクロキャビティ)構造を採用し、特定波長における光強度を増加させる方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。

先行技術文献

特許文献

[0005]
特許文献1 : 特開2012−182127号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0006]
マイクロキャビティ構造を有する発光デバイスにおいて、反射電極および半透過半反射電極には、反射率の高い電極材料を用いるのが好ましい。しかし、両電極間のEL層から発光する光が一般的な可視光領域(400nm~750nm付近)の光である場合、これらの反射率の高い材料を用いて、より反射率を高めるべく膜厚を厚くすると、光の一部が半透過半反射電極に吸収されることによるロスが大きくなり、発光効率が低下するという問題が生じる。そのため、通常の可視光領域の光を発光させる発光デバイスにおいては、半透過半反射電極の膜厚をより薄くすることで高効率化を図っていた。
[0007]
従って、本発明の一態様では、マイクロキャビティ構造を有する発光デバイスにおいて、発光効率を従来よりも向上させることが可能である新規な発光デバイスを提供する。また、マイクロキャビティ構造を有する発光デバイスにおいて、素子の信頼性を高めることができる新規な発光デバイスを提供する。
[0008]
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。

課題を解決するための手段

[0009]
マイクロキャビティ構造を有する発光デバイスにおいて、EL層から発光する光が近赤外領域(750nm~1000nm付近)の発光である場合、発光デバイスの電極に金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)等の反射率の高い材料を用いた場合、半透過半反射電極の膜厚を厚くした特定の膜厚範囲において、可視光領域の光よりも近赤外領域の光に対して高い反射率を示すことがシミュレーションにより明らかになった。なお、本明細書中において、反射電極は、可視光(400nm以上750nm未満の波長の光)または近赤外光(750nm以上1000nm以下の波長の光)に対する反射率が、40%以上100%以下、好ましくは70%以上100%以下であり、半透過半反射電極は、可視光または近赤外光に対する反射率が、20%以上80%以下、好ましくは40%以上70%以下であるとする。
[0010]
そのため、近赤外領域の発光を示すマイクロキャビティ構造を有する発光デバイスにおいて、発光デバイスの反射電極、または反射電極と半透過半反射電極の両方に反射率の高い材料を用い、半透過半反射電極膜厚を20nm以上60nm以下とすることにより、発光効率の高い発光デバイスを得ることができる。
[0011]
なお、上記の範囲で従来よりも電極の膜厚を厚くすることにより、光の吸収を抑えつつ、反射率の高い電極を形成することができ、更に、膜厚を厚くすることに伴い電極の抵抗を下げることができるため、発光効率の高く、かつ駆動電圧を低減させた発光デバイスを得ることができる。
[0012]
本発明の一態様は、第1の電極と第2の電極との間にEL層を有し、第1の電極は反射電極であり、第2の電極は光(特に近赤外領域(750nm以上1000nm以下)の光)の透過および反射の両機能を有する半透過半反射電極であり、EL層から近赤外領域の発光を呈し、第1の電極および第2の電極の一方、または両方は、可視光領域(400nm以上750nm未満)の光(例えば500nmの波長の光)よりも近赤外領域の光(例えば850nmの光)に対して高い反射率を示す発光デバイスである。
[0013]
また、本発明の別の一態様は、第1の電極と第2の電極との間にEL層を有し、第1の電極は反射電極であり、第2の電極は光(特に近赤外領域(750nm以上1000nm以下)の光)の透過および反射の両機能を有する半透過半反射電極であり、EL層から近赤外領域の発光を呈し、第1の電極および第2の電極の一方、または両方は、可視光領域(400nm以上750nm未満)の光(例えば500nmの波長の光)よりも近赤外領域の光(例えば850nmの光)に対して高い反射率を示し、第2の電極は20nm以上60nm以下、好ましくは30nm以上60nm以下、より好ましくは40nm以上50nm以下の膜厚を有する発光デバイスである。
[0014]
なお、上記各構成において、第2の電極に接して有機層を有し、有機層は、1.7以上の屈折率を有することが好ましい。
[0015]
なお、上記構成において、前記有機層の膜厚は、80nm以上160nm以下、より好ましくは80nm以上120nm以下とする。
[0016]
また、本発明の別の一態様は、第1の電極と第2の電極との間にEL層を有し、第1の電極は反射電極であり、第2の電極は半透過半反射電極であり、EL層は、近赤外領域(750nm以上1000nm以下の波長範囲)に発光ピークを示す発光物質を有し、EL層が呈する光は、発光物質の発光ピークよりも長波長である発光デバイスである。
[0017]
なお、上記各構成において、第1の電極または第2の電極は、金(Au)、銀(Ag)、または銅(Cu)の少なくとも一を有することが好ましい。
[0018]
また、上記各構成において、第1の電極は、850nmの波長の光に対して90%以上の反射率を示すことが好ましい。
[0019]
また、上記各構成において、第2の電極は、850nmの波長の光に対して90%以上の反射率を示すことが好ましい。
[0020]
また、上記各構成において、発光物質は、燐光発光物質であることが好ましい。
[0021]
また、上記各構成において、発光物質は、一般式(G1)で表される有機金属錯体であることが好ましい。
[0022]
[化1]


[0023]
上記一般式(G1)中、R ~R 11は、それぞれ独立に、水素または炭素数1以上6以下のアルキル基を表し、R ~R のうち少なくとも2つは、炭素数1以上6以下のアルキル基を表し、R ~R のうち少なくとも2つは、炭素数1以上6以下のアルキル基を表し、Xは、置換または無置換のベンゼン環またはナフタレン環を表し、nは2または3であり、Lはモノアニオン性の配位子を表す。
[0024]
なお、本発明の一態様は、上述した発光デバイスを有する発光装置だけでなく、発光デバイスや発光装置を適用した電子機器(具体的には、発光デバイスや発光装置と、接続端子、または操作キーとを有する電子機器)および照明装置(具体的には、発光デバイスや発光装置と、筐体とを有する照明装置)も範疇に含めるものである。従って、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、もしくは光源(照明装置含む)を指す。また、発光装置にコネクター、例えばFPC(Flexible Printed Circuit)もしくはTCP(Tape Carrier Package)が取り付けられたモジュール、TCPの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光デバイスにCOG(Chip On Glass)方式によりIC(集積回路)が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。

発明の効果

[0025]
本発明の一態様により、マイクロキャビティ構造を有する発光デバイスにおいて、発光効率を従来よりも向上させることが可能である新規な発光デバイスを提供することができる。また、本発明の一態様により、マイクロキャビティ構造を有する発光デバイスにおいて、素子の信頼性を高めることができる新規な発光デバイスを提供することができる。
[0026]
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。

図面の簡単な説明

[0027]
図1A、図1Bは発光デバイスの構造について説明する図である。
図2は発光デバイスの構造について説明する図である。
図3は電極材料の反射率のシミュレーション結果を示す図である。
図4は正面方向に射出されるEL発光スペクトルのシミュレーション結果を示す図である。
図5は正面方向に射出されるEL発光スペクトルの光取り出し効率のシミュレーション結果を示す図である。
図6は正面方向に射出されるEL発光スペクトルのピーク強度のシミュレーション結果を示す図である。
図7A、図7Bは発光装置について説明する図である。
図8A、図8B、図8C、図8D、図8E、図8F、図8Gは電子機器について説明する図である。
図9A、図9B、図9Cは電子機器について説明する図である。
図10A、図10Bは自動車について説明する図である。
図11A、図11Bは照明装置について説明する図である。
図12は発光デバイスについて説明する図である。
図13は発光デバイス1および発光デバイス2の電流密度−放射発散度特性を示す図である。
図14は発光デバイス1および発光デバイス2の電圧−電流密度特性を示す図である。
図15は発光デバイス1および発光デバイス2の電流密度−外部量子効率特性を示す図である。
図16は発光デバイス1および発光デバイス2の電圧−放射発散度特性を示す図である。
図17は発光デバイス1および発光デバイス2の分光放射輝度を示す図である。
図18は有機金属錯体、[Ir(dmdpbq) (dpm)]の発光スペクトルである。
図19は発光デバイス1および発光デバイス2の視野角依存性を示す図である。
図20は発光デバイス1および発光デバイス2の信頼性試験を示す図である。

発明を実施するための形態

[0028]
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が可能である。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。
[0029]
なお、図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
[0030]
また、本明細書等において、図面を用いて発明の構成を説明するにあたり、同じものを指す符号は異なる図面間でも共通して用いる。
[0031]
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様である発光デバイスについて図1および図2を用いて説明する。なお、図1と図2で用いる符号は共通とする。
[0032]
≪発光デバイスの構造≫
図1は、一対の電極間に発光層を含むEL層を有する発光デバイスの一例を示す。具体的には、第1の電極101と第2の電極102との間にEL層103が挟まれた構造を有する。なお、EL層103は、例えば、第1の電極101を陽極とした場合、正孔(ホール)注入層111、正孔(ホール)輸送層112、発光層113、電子輸送層114、電子注入層115が機能層として、順次積層された構造を有する。
[0033]
なお、本発明の一態様である発光デバイスは、微小光共振器(マイクロキャビティ)構造を有しており、一対の電極のうち、一方を反射電極、他方を半透過半反射電極とすることによって反射を繰り返し、電極間の距離(キャビティ長、光路長ともいう)に相当する波長の光を増幅することができる構造となっている。キャビティ長は、EL層や電極の厚さを調整することによって変化させることができる。電極を用いてキャビティ長を調整する場合には、ITOなどの透明電極を用いることができる。EL層103で調整する場合には、キャリア輸送層や、キャリア注入層の厚みを調整することで光路長を制御することができる。
[0034]
発光デバイスの発光方向については、トップエミッション構造であっても、ボトムエミッション構造であっても構わない。例えば、図2に示すような、トップエミッション構造の発光デバイスにおいては、第1の電極101が反射性を有し、第2の電極102が光に対する透過性および反射性の両機能を有する半透過半反射性を有する。具体的には、第1の電極101が反射電極であり、電極の可視光または近赤外光に対する反射率は、40%以上100%以下、好ましくは70%以上100%以下である。また、第2の電極102は、半透過半反射電極であり、電極の可視光または近赤外光に対する反射率は、20%以上80%以下、好ましくは40%以上70%以下である。また、これらの電極は、いずれも抵抗率が1×10 −2Ωcm以下とするのが好ましい。従って、第1の電極101のEL層103との界面(反射領域)から発光層113(発光領域)までの光学距離と、第2の電極102のEL層103との界面(反射領域)から発光層113(発光領域)までの光学距離と、を調整することにより、発光層113から射出される所望の光(波長)の強度を強めることができる。なお、光の取出し効率をより効果的に高めるために、第2の電極102(半透過半反射電極)における、前記反射電極に対する面と反対の面に、分子量300以上1200以下の有機化合物層(有機キャップ層105)が形成されていることが好ましい。
[0035]
発光デバイスにおいて、第2の電極102に接して有機キャップ層105を設けることにより、第2の電極102と空気界面における屈折率差を低減できるため、光取出し効率を向上させることができる。また、有機キャップ層105は分子量300以上1200以下の有機化合物層を用いると良い。また、導電性を有する有機材料であることが好ましい。第2の電極102が半透過半反射電極である場合、ある程度の透光性を維持するため膜厚を薄くする必要があり導電性が悪化する場合がある。そのため有機キャップ層105に導電性を有する材料を用いることで、光取出し効率を向上させつつ、導電性を確保し、発光素子作製の歩留まりを向上させることができる。なお、所望の光の波長領域の吸収が少ない有機化合物を好適に用いることができる。有機キャップ層105には、EL層103に用いた有機化合物を用いることもできる。この場合、EL層103を成膜した成膜装置若しくは成膜室で有機キャップ層105を成膜できるため、簡便に有機キャップ層105を成膜することができる。
[0036]
なお、第1の電極101のEL層103との界面(反射領域)から発光層113(発光領域)までの光学距離は、第1の電極101のEL層103との界面(反射領域)から発光層113(発光領域)までの距離と屈折率との積で表される。また、第2の電極102のEL層103との界面(反射領域)から発光層113(発光領域)までの光学距離は、第2の電極102のEL層103との界面(反射領域)から発光層113(発光領域)までの距離と屈折率との積で表される。
[0037]
そのため、例えば、EL層103の屈折率よりも、第1の電極(反射電極)101の屈折率が小さい場合には、第1の電極101の膜厚を調整して、第1の電極101と第2の電極102との光学距離がmλ/2近傍(mは自然数、λは所望の光の波長を、それぞれ表す)となるよう調整することで、発光層113から射出される所望の光(波長)の強度を強めることができる。なお、正孔注入層111、正孔輸送層112、電子輸送層114、電子注入層115のいずれか一層または複数層の厚さを調整することで、発光層113が呈する光のうち、所望の光(波長)の強度を強めることができる。
[0038]
なお、図2の構成とは別に、第1の電極101を半透過半反射電極とし、第2の電極102を反射電極となるように形成した、ボトムエミッション構造の発光デバイスとしても良い。
[0039]
<第1の電極および第2の電極>
本発明の一態様である発光デバイスは、上述したように第1の電極101および第2の電極102のいずれか一方が、半透過半反射電極であり、他方が反射電極であるという構成を有するのが高い発光効率を得る上で好ましい。
[0040]
このような両電極の機能が満たせるのであれば、以下に示す材料を適宜組み合わせて用いることができる。例えば、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適宜用いることができる。具体的には、In−Sn酸化物(ITOともいう)、In−Si−Sn酸化物(ITSOともいう)、In−Zn酸化物、In−W−Zn酸化物が挙げられる。その他、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、ガリウム(Ga)、亜鉛(Zn)、インジウム(In)、スズ(Sn)、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、パラジウム(Pd)、金(Au)、白金(Pt)、銀(Ag)、イットリウム(Y)、ネオジム(Nd)などの金属、およびこれらを適宜組み合わせて含む合金を用いることもできる。その他、上記例示のない元素周期表の第1族または第2族に属する元素(例えば、リチウム(Li)、セシウム(Cs)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr))、ユウロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)などの希土類金属およびこれらを適宜組み合わせて含む合金、その他グラフェン等を用いることができる。
[0041]
上記に示した材料のうち、反射率の高い材料である、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、およびアルミニウム(Al)について、光の波長に対して反射率がどのような挙動を示すかシミュレーションを行った。その結果を図3に示す。
[0042]
図3の結果から、波長の異なる光に対して、銀(Ag)の反射率はほとんど影響を受けることなく高い反射率を示すが、750nm未満である可視光領域(400nm~750nm付近)の光と比較して750nm以上の近赤外領域(750nm~1000nm付近)の光に対してより高い反射率を示すことがわかった。また、金(Au)や銅(Cu)は、750nm未満である可視光領域(400nm~750nm付近)の光に対しては、低い反射率を示すが、750nm以上の近赤外領域(750nm~1000nm付近)の光に対しては、高い反射率を示すことがわかった。また、発光デバイスの反射電極用の材料として多用されるアルミニウム(Al)は、可視光領域の光に対して高い反射率を示すが、750nm以上の長波長の光、すなわち近赤外領域の光に対して反射率が低下するという結果が得られた。
[0043]
従って、発光デバイスの発光層113から射出される光の波長が750nm以上の長波長の光である場合において、反射電極または半透過半反射電極の電極材料として、金(Au)、銀(Ag)、または銅(Cu)を用いることが好ましいことがわかる。これらの電極材料は、500nmの波長の光より850nmの波長の光に対して高い反射率を示し好ましい。また、これらの電極材料は、850nmの波長において90%以上の反射率を示し好ましい。
[0044]
ここで、図2に示すトップエミッション構造を有する発光デバイス0をモデルとし、半透過・半反射電極である第2の電極102の膜厚変化に伴う正面方向に射出されるEL発光スペクトルの変化について、シミュレーションを行った。結果を図4に示す。また、発光デバイス0の素子構造を以下の表1に示す。なお、発光デバイス0の発光層113は、発光物質として有機金属錯体、[Ir(dmdpbq) (dpm)]を有するため、発光層113から得られる光は、[Ir(dmdpbq) (dpm)]の発光に由来するが、第2の電極102の膜厚変化に伴い、光学調整が必要となるため、波長が800nm付近の発光強度が最大となるように正孔注入層111、電子注入層115、および有機キャップ層105の膜厚については適宜調整している。
[0045]
[表1]


[0046]
図4に示す結果より、発光デバイス0において、第2の電極102の膜厚に応じて光学調整を行った結果、第2の電極102の膜厚を40nmとした時に波長が800nm付近のEL発光スペクトルの発光ピーク強度が最大値を示し、また、第2の電極102の膜厚を30nm以上60nm以下とした時に、狭線化されたEL発光スペクトルが得られた。また、図4に示したシミュレーションの波長範囲における正面方向のEL発光スペクトルの面積と第2の電極102の膜厚の関係を図5に表す。この結果、第2の電極102の膜厚が20nm以上40nm以下の範囲において、正面における光の総量が極大値を示す結果が得られた。また、図4に示したシミュレーションの波長範囲における正面方向のEL発光スペクトルのピーク強度と第2の電極102の膜厚の関係を図6に表す。この結果、第2の電極102の膜厚が20nm以上60nm以下の範囲において、正面におけるEL発光スペクトルのピーク強度が極大値を示す結果が得られた。したがって、第2の電極102の膜厚は、好ましくは20nm以上60nm以下、より好ましくは30nm以上60nm以下、さらに好ましくは30nm以上50nm以下である。
[0047]
また、本シミュレーション結果より、射出される光の波長が750nm以上の光である場合において、有機キャップ層105の膜厚は、80nm以上160nm以下が好ましく、より好ましくは80nm以上120nm以下であることが分かった。
[0048]
なお、これらの電極の作製には、スパッタ法や真空蒸着法を用いることができる。
[0049]
<正孔注入層>
正孔注入層111は、陽極である第1の電極101からEL層103に正孔(ホール)を注入する層であり、有機アクセプター材料や正孔注入性の高い材料を含む層である。
[0050]
有機アクセプター材料は、そのLUMO準位の値とHOMO準位の値が近い他の有機化合物との間で電荷分離させることにより、当該有機化合物に正孔(ホール)を発生させることができる材料である。従って、有機アクセプター材料としては、キノジメタン誘導体やクロラニル誘導体、ヘキサアザトリフェニレン誘導体などの電子吸引基(ハロゲン基やシアノ基)を有する化合物を用いることができる。例えば、7,7,8,8−テトラシアノ−2,3,5,6−テトラフルオロキノジメタン(略称:F −TCNQ)、3,6−ジフルオロ−2,5,7,7,8,8−ヘキサシアノキノジメタン、クロラニル、2,3,6,7,10,11−ヘキサシアノ−1,4,5,8,9,12−ヘキサアザトリフェニレン(略称:HAT−CN)、1,3,4,5,7,8−ヘキサフルオロテトラシアノ−ナフトキノジメタン(略称:F6−TCNNQ)等を用いることができる。なお、有機アクセプター材料の中でも特にHAT−CNは、アクセプター性が高く、熱に対して膜質が安定であるため好適である。その他にも、[3]ラジアレン誘導体は、電子受容性が非常に高いため好ましく、具体的にはα,α’,α’’−1,2,3−シクロプロパントリイリデントリス[4−シアノ−2,3,5,6−テトラフルオロベンゼンアセトニトリル]、α,α’,α’’−1,2,3−シクロプロパントリイリデントリス[2,6−ジクロロ−3,5−ジフルオロ−4−(トリフルオロメチル)ベンゼンアセトニトリル]、α,α’,α’’−1,2,3−シクロプロパントリイリデントリス[2,3,4,5,6−ペンタフルオロベンゼンアセトニトリル]などを用いることができる。
[0051]
また、正孔注入性の高い材料としては、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等の遷移金属酸化物が挙げられる。この他、フタロシアニン(略称:H Pc)や銅フタロシアニン(略称:CuPC)等のフタロシアニン系の化合物、等を用いることができる。
[0052]
また、上記材料に加えて低分子化合物である、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−(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)、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)等の芳香族アミン化合物、等を用いることができる。
[0053]
また、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)である、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(略称:PVK)、ポリ(4−ビニルトリフェニルアミン)(略称:PVTPA)、ポリ[N−(4−{N’−[4−(4−ジフェニルアミノ)フェニル]フェニル−N’−フェニルアミノ}フェニル)メタクリルアミド](略称:PTPDMA)、ポリ[N,N’−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N’−ビス(フェニル)ベンジジン](略称:Poly−TPD)等を用いることができる。または、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)(略称:PEDOT/PSS)、ポリアニリン/ポリ(スチレンスルホン酸)(PAni/PSS)等の酸を添加した高分子系化合物、等を用いることもできる。
[0054]
また、正孔注入性の高い材料としては、正孔輸送性材料とアクセプター性材料(電子受容性材料)を含む複合材料を用いることもできる。この場合、アクセプター性材料により正孔輸送性材料から電子が引き抜かれて正孔注入層111で正孔が発生し、正孔輸送層112を介して発光層113に正孔が注入される。なお、正孔注入層111は、正孔輸送性材料とアクセプター性材料(電子受容性材料)を含む複合材料からなる単層で形成しても良いが、正孔輸送性材料とアクセプター性材料(電子受容性材料)とをそれぞれ別の層で積層して形成しても良い。
[0055]
なお、正孔輸送性材料としては、1×10 −6cm /Vs以上の正孔移動度を有する物質が好ましい。なお、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ることができる。
[0056]
正孔輸送性材料としては、π電子過剰型複素芳香族化合物等の正孔輸送性の高い材料が好ましい。なお、π電子過剰型複素芳香族化合物としては、芳香族アミン骨格を有する、芳香族アミン化合物(トリアリールアミン骨格を有する)、カルバゾール骨格を有するカルバゾール化合物(トリアリールアミン骨格を有さない)、チオフェン化合物(チオフェン骨格を有する化合物)、またはフラン化合物(フラン骨格を有する化合物)などが挙げられる。
[0057]
なお、上記芳香族アミン化合物としては、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)、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’−ビス[N−(スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−イル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BSPB)、4−フェニル−4’−(9−フェニルフルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:BPAFLP)、4−フェニル−3’−(9−フェニルフルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:mBPAFLP)、N−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−N−{9,9−ジメチル−2−[N’−フェニル−N’−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)アミノ]−9H−フルオレン−7−イル}フェニルアミン(略称:DFLADFL)、N−(9,9−ジメチル−2−ジフェニルアミノ−9H−フルオレン−7−イル)ジフェニルアミン(略称:DPNF)、2−[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]スピロ−9,9’−ビフルオレン(略称:DPASF)、2,7−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]−スピロ−9,9’−ビフルオレン(略称:DPA2SF)、4,4’,4’’−トリス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:1’−TNATA)、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:m−MTDATA)、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)、N,N’−ビス{4−[ビス(3−メチルフェニル)アミノ]フェニル}−N,N’−ジフェニル−(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジアミン(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)等が挙げられる。
[0058]
また、カルバゾリル基を有する芳香族アミン化合物としては、4−フェニル−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBA1BP)、N−(4−ビフェニル)−N−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−9−フェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:PCBiF)、N−(1,1’−ビフェニル−4−イル)−N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−アミン(略称:PCBBiF)、4,4’−ジフェニル−4’’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBBi1BP)、4−(1−ナフチル)−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBANB)、4,4’−ジ(1−ナフチル)−4’’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBNBB)、4−フェニルジフェニル−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)アミン(略称:PCA1BP)、N,N’−ビス(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N,N’−ジフェニルベンゼン−1,3−ジアミン(略称:PCA2B)、N,N’,N’’−トリフェニル−N,N’,N’’−トリス(9−フェニルカルバゾール−3−イル)ベンゼン−1,3,5−トリアミン(略称:PCA3B)、9,9−ジメチル−N−フェニル−N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]フルオレン−2−アミン(略称:PCBAF)、N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−ビス(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)アミン(略称:PCBFF)、N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−N−[4−(1−ナフチル)フェニル]−9,9’−スピロビ(9H−フルオレン)−2−アミン(略称:PCBNBSF)、N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−9,9−ジメチル−N−[4−(1−ナフチル)フェニル]−9H−フルオレン−2−アミン(略称:PCBNBF)、N−フェニル−N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−アミン(略称:PCBASF)、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)、3−[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzDPA1)、3,6−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzDPA2)、3,6−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−(1−ナフチル)アミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzTPN2)、2−[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]スピロ−9,9’−ビフルオレン(略称:PCASF)、N−[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−(4−フェニル)フェニルアニリン(略称:YGA1BP)、N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニル−9,9−ジメチルフルオレン−2,7−ジアミン(略称:YGA2F)、4,4’,4’’−トリス(カルバゾール−9−イル)トリフェニルアミン(略称:TCTA)などが挙げられる。
[0059]
また、上記カルバゾール化合物(トリアリールアミン骨格を有さない)としては、3−[4−(9−フェナントリル)−フェニル]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCPPn)、3−[4−(1−ナフチル)−フェニル]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCPN)、1,3−ビス(N−カルバゾリル)ベンゼン(略称:mCP)、4,4’−ジ(N−カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)、3,6−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)−9−フェニルカルバゾール(略称:CzTP)、1,3,5−トリス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]ベンゼン(略称:TCPB)、9−[4−(10−フェニル−9−アントラセニル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPA)等が挙げられる。さらに、ビカルバゾール誘導体(例えば、3,3’−ビカルバゾール誘導体)である、3,3’−ビス(9−フェニル−9H−カルバゾール)(略称:PCCP)、9−(1,1’−ビフェニル−3−イル)−9’−(1,1’−ビフェニル−4−イル)−9H,9’H−3,3’−ビカルバゾール(略称:mBPCCBP)、9−(2−ナフチル)−9’−フェニル−9H,9’H−3,3’−ビカルバゾール(略称:βNCCP)などが挙げられる。
[0060]
また、上記チオフェン化合物(チオフェン骨格を有する化合物)としては、1,3,5−トリ(ジベンゾチオフェン−4−イル)ベンゼン(略称:DBT3P−II)、2,8−ジフェニル−4−[4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]ジベンゾチオフェン(略称:DBTFLP−III)、4−[4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]−6−フェニルジベンゾチオフェン(略称:DBTFLP−IV)などが挙げられる。
[0061]
また、上記フラン化合物(フラン骨格を有する化合物)としては、4,4’,4’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリ(ジベンゾフラン)(略称:DBF3P−II)、4−{3−[3−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]フェニル}ジベンゾフラン(略称:mmDBFFLBi−II)等が挙げられる。
[0062]
その他にも、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(略称:PVK)、ポリ(4−ビニルトリフェニルアミン)(略称:PVTPA)、ポリ[N−(4−{N’−[4−(4−ジフェニルアミノ)フェニル]フェニル−N’−フェニルアミノ}フェニル)メタクリルアミド](略称:PTPDMA)、ポリ[N,N’−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N’−ビス(フェニル)ベンジジン](略称:Poly−TPD)などの高分子化合物を正孔輸送性材料として用いることができる。
[0063]
但し、正孔輸送性材料は、上記に限られることなく公知の様々な材料を1種または複数種組み合わせて正孔輸送性材料として用いてもよい。
[0064]
正孔注入層111に用いるアクセプター性材料としては、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を用いることができる。具体的には、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムが挙げられる。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、扱いやすいため好ましい。その他、上述した有機アクセプターを用いることもできる。
[0065]
なお、正孔注入層111は、公知の様々な成膜方法を用いて形成することができるが、例えば、真空蒸着法を用いて形成することができる。
[0066]
<正孔輸送層>
正孔輸送層112は、正孔注入層111によって、第1の電極101から注入された正孔を発光層113に輸送する層である。なお、正孔輸送層112は、正孔輸送性材料を含む層である。従って、正孔輸送層112には、正孔注入層111に用いることができる正孔輸送性材料を用いることができる。
[0067]
なお、本発明の一態様である発光デバイスにおいて、正孔輸送層112と同じ有機化合物を発光層113に用いることが好ましい。正孔輸送層112と発光層113に同じ有機化合物を用いることで、正孔輸送層112から発光層113へのホールの輸送が効率よく行えるためである。
[0068]
<発光層>
発光層113は、発光物質(有機化合物)を含む層である。なお、発光層113に用いることができる発光物質としては、特に限定は無く、一重項励起エネルギーを可視光領域の発光に変える発光物質(例えば、蛍光発光物質)、または三重項励起エネルギーを可視光領域の発光に変える発光物質(例えば、燐光発光物質やTADF材料など)を用いることができる。但し、本発明の一態様である発光デバイスにおいて、EL層から、750nm以上1000nm以下の波長範囲に発光ピークを有する光を呈する場合には、発光層には、750nm以上1000nm以下の波長範囲に発光ピークを有する有機化合物(有機金属錯体等)を用いることが好ましい。例えば、フタロシアニン化合物(中心金属:アルミニウム、亜鉛等)、ナフタロシアニン化合物、ジオチレン化合物(中心金属:ニッケル)、キノン系化合物、ジイモニウム系化合物、アゾ系化合物等、を用いることもできる。
[0069]
なお、750nm以上1000nm以下の波長範囲に発光ピークを有する有機金属錯体の一例としては、例えば、下記一般式で表される有機金属錯体が挙げられる。
[0070]
[化2]


[0071]
一般式(G1)中、R ~R 11は、それぞれ独立に、水素または炭素数1以上6以下のアルキル基を表し、R ~R のうち少なくとも2つは、炭素数1以上6以下のアルキル基を表し、R ~R のうち少なくとも2つは、炭素数1以上6以下のアルキル基を表し、Xは、置換または無置換のベンゼン環またはナフタレン環を表し、nは2または3であり、Lはモノアニオン性の配位子を表す。
[0072]
一般式(G1)において、炭素数1以上6以下のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、tert−ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、3−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、2−エチルブチル基、1,2−ジメチルブチル基、2,3−ジメチルブチル基等が挙げられる。
[0073]
一般式(G1)において、ベンゼン環またはナフタレン環が置換基を有する場合、当該置換基としては、炭素数1以上6以下のアルキル基が挙げられる。炭素数1以上6以下のアルキル基としては、上述の記載を援用できる。
[0074]
モノアニオン性の配位子としては、β−ジケトン構造を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、カルボキシル基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、フェノール性水酸基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、二つの配位元素がいずれも窒素であるモノアニオン性の二座キレート配位子、シクロメタル化によりイリジウムと金属−炭素結合を形成する二座配位子等が挙げられる。
[0075]
モノアニオン性の配位子は、一般式(L1)~(L8)のいずれか一であることが好ましい。
[0076]
[化3]


[0077]
一般式(L1)~(L8)中、R 51~R 89は、それぞれ独立に、水素又は置換もしくは無置換の炭素数1~6のアルキル基、ハロゲノ基、ビニル基、置換もしくは無置換の炭素数1~6のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~6のアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の炭素数1~6のアルキルチオ基、置換もしくは無置換の炭素数6~13のアリール基を表し、A ~A 13は、それぞれ独立に、窒素、水素と結合するsp 混成炭素、又は置換基を有するsp 混成炭素を表し、当該置換基は、炭素数1~6のアルキル基、ハロゲノ基、炭素数1~6のハロアルキル基、又はフェニル基のいずれかを表す。
[0078]
なお、上記一般式(G1)で表される有機金属錯体の具体例としては、例えば、構造式(100)~構造式(107)に示される有機金属錯体を挙げることができる。ただし、本発明はこれらに限定されない。
[0079]
[化4]


[0080]
なお、発光層113には、上記以外の青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、赤色などの発光色を呈する物質を適宜用いることができる。
[0081]
発光層113は、発光物質(ゲスト材料)および一種または複数種の有機化合物(ホスト材料等)を有する。但し、ここで用いる有機化合物(ホスト材料等)には、発光物質(ゲスト材料)のエネルギーギャップよりも大きなエネルギーギャップを有する物質を用いるのが好ましい。なお、一種または複数種の有機化合物(ホスト材料等)としては、前述の正孔輸送層112に用いることができる正孔輸送性材料や、後述の電子輸送層114に用いることができる電子輸送性材料、等の有機化合物が挙げられる。
[0082]
なお、発光層113において、第1の有機化合物、第2の有機化合物、および発光物質を有する構成とする場合において、第1の有機化合物として電子輸送性材料を用い、第2の有機化合物として正孔輸送性材料を用い、発光物質として燐光発光物質、蛍光発光物質またはTADF材料等を用いることができる。また、このような構成の場合、第1の有機化合物と第2の有機化合物が励起錯体を形成する組み合わせであると、好ましい。
[0083]
また、発光層113の構成としては、異なる発光物質を含む複数の発光層を有することにより、異なる発光色を呈する構成(例えば、補色の関係にある発光色を組み合わせて得られる白色発光)としても良い。その他、一つの発光層が異なる発光物質を複数有する構成としても良い。
[0084]
なお、発光層113に用いることができる発光物質としては、例えば、以下のようなものが挙げられる。
[0085]
まず、一重項励起エネルギーを発光に変える発光物質としては、蛍光を発する物質(蛍光発光物質)が挙げられる。
[0086]
一重項励起エネルギーを発光に変える発光物質である蛍光発光物質としては、例えば、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン誘導体、フルオレン誘導体、カルバゾール誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、フェナントレン誘導体、ナフタレン誘導体などが挙げられる。特にピレン誘導体は発光量子収率が高いので好ましい。ピレン誘導体の具体例としては、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ビス〔3−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル〕ピレン−1,6−ジアミン(略称:1,6mMemFLPAPrn)、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス[4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]ピレン−1,6−ジアミン(略称:1,6FLPAPrn)、N,N’−ビス(ジベンゾフラン−2−イル)−N,N’−ジフェニルピレン−1,6−ジアミン(略称:1,6FrAPrn)、N,N’−ビス(ジベンゾチオフェン−2−イル)−N,N’−ジフェニルピレン−1,6−ジアミン(略称:1,6ThAPrn)、N,N’−(ピレン−1,6−ジイル)ビス[(N−フェニルベンゾ[b]ナフト[1,2−d]フラン)−6−アミン](略称:1,6BnfAPrn)、N,N’−(ピレン−1,6−ジイル)ビス[(N−フェニルベンゾ[b]ナフト[1,2−d]フラン)−8−アミン](略称:1,6BnfAPrn−02)、N,N’−(ピレン−1,6−ジイル)ビス[(6,N−ジフェニルベンゾ[b]ナフト[1,2−d]フラン)−8−アミン](略称:1,6BnfAPrn−03)などが挙げられる。
[0087]
その他にも、5,6−ビス[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−2,2’−ビピリジン(略称:PAP2BPy)、5,6−ビス[4’−(10−フェニル−9−アントリル)ビフェニル−4−イル]−2,2’−ビピリジン(略称:PAPP2BPy)、N,N’−ビス[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニルスチルベン−4,4’−ジアミン(略称:YGA2S)、4−(9H−カルバゾール−9−イル)−4’−(10−フェニル−9−アントリル)トリフェニルアミン(略称:YGAPA)、4−(9H−カルバゾール−9−イル)−4’−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)トリフェニルアミン(略称:2YGAPPA)、N,9−ジフェニル−N−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:PCAPA)、4−(10−フェニル−9−アントリル)−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBAPA)、4−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBAPBA)、ペリレン、2,5,8,11−テトラ(tert−ブチル)ペリレン(略称:TBP)、N,N’’−(2−tert−ブチルアントラセン−9,10−ジイルジ−4,1−フェニレン)ビス[N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン](略称:DPABPA)、N,9−ジフェニル−N−[4−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCAPPA)、N−[4−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)フェニル]−N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPAPPA)等を用いることができる。
[0088]
なお、発光層113に用いることができる一重項励起エネルギーを発光に変える発光物質(蛍光発光物質)としては、上記に示す可視光領域に発光色(発光ピーク)を示す蛍光発光物質に限られず、近赤外光領域の一部に発光色(発光ピーク)を示す蛍光発光物質(例えば、赤色の発光を示す、800nm以上950nm以下の材料)を用いることもできる。
[0089]
次に、三重項励起エネルギーを発光に変える発光物質としては、例えば、燐光を発する物質(燐光発光物質)や熱活性化遅延蛍光を示す熱活性化遅延蛍光(Thermally activated delayed fluorescence:TADF)材料が挙げられる。
[0090]
まず、三重項励起エネルギーを発光に変える発光物質である燐光発光物質としては、例えば、有機金属錯体、金属錯体(白金錯体)、希土類金属錯体等が挙げられる。これらは、物質ごとに異なる発光色(発光ピーク)を示すため、必要に応じて適宜選択して用いる。なお、燐光発光物質のうち、可視光領域に発光色(発光ピーク)を示す材料としては、以下に示す材料が挙げられる。
[0091]
青色または緑色を呈し、発光スペクトルのピーク波長が450nm以上570nm以下(例えば、青色の場合は、450nm以上495nm以下、緑色の場合は、495nm以上570nm以下が好ましい。)である燐光発光物質としては、以下のような物質が挙げられる。
[0092]
例えば、トリス{2−[5−(2−メチルフェニル)−4−(2,6−ジメチルフェニル)−4H−1,2,4−トリアゾール−3−イル−κN ]フェニル−κC}イリジウム(III)(略称:[Ir(mpptz−dmp) ])、トリス(5−メチル−3,4−ジフェニル−4H−1,2,4−トリアゾラト)イリジウム(III)(略称:[Ir(Mptz) ])、トリス[4−(3−ビフェニル)−5−イソプロピル−3−フェニル−4H−1,2,4−トリアゾラト]イリジウム(III)(略称:[Ir(iPrptz−3b) ])、トリス[3−(5−ビフェニル)−5−イソプロピル−4−フェニル−4H−1,2,4−トリアゾラト]イリジウム(III)(略称:[Ir(iPr5btz) ])、のような4H−トリアゾール骨格を有する有機金属錯体、トリス[3−メチル−1−(2−メチルフェニル)−5−フェニル−1H−1,2,4−トリアゾラト]イリジウム(III)(略称:[Ir(Mptz1−mp) ])、トリス(1−メチル−5−フェニル−3−プロピル−1H−1,2,4−トリアゾラト)イリジウム(III)(略称:[Ir(Prptz1−Me) ])のような1H−トリアゾール骨格を有する有機金属錯体、fac−トリス[1−(2,6−ジイソプロピルフェニル)−2−フェニル−1H−イミダゾール]イリジウム(III)(略称:[Ir(iPrpmi) ])、トリス[3−(2,6−ジメチルフェニル)−7−メチルイミダゾ[1,2−f]フェナントリジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(dmpimpt−Me) ])のようなイミダゾール骨格を有する有機金属錯体、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C 2’]イリジウム(III)テトラキス(1−ピラゾリル)ボラート(略称:FIr6)、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C 2’]イリジウム(III)ピコリナート(略称:FIrpic)、ビス{2−[3’,5’−ビス(トリフルオロメチル)フェニル]ピリジナト−N,C 2’}イリジウム(III)ピコリナート(略称:[Ir(CF ppy) (pic)])、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C 2’]イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:FIr(acac))のように電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属錯体等が挙げられる。
[0093]
緑色、黄緑色、または黄色を呈し、発光スペクトルのピーク波長が495nm以上590nm以下である燐光発光物質としては、以下のような物質が挙げられる。(例えば、緑色の場合は、495nm以上570nm以下、黄緑色の場合は、530nm以上570nm以下、黄色の場合は、570nm以上590nm以下が好ましい。)
[0094]
例えば、トリス(4−メチル−6−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppm) ])、トリス(4−t−ブチル−6−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tBuppm) ])、(アセチルアセトナト)ビス(6−メチル−4−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppm) (acac)])、(アセチルアセトナト)ビス(6−tert−ブチル−4−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tBuppm) (acac)])、(アセチルアセトナト)ビス[6−(2−ノルボルニル)−4−フェニルピリミジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(nbppm) (acac)])、(アセチルアセトナト)ビス[5−メチル−6−(2−メチルフェニル)−4−フェニルピリミジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(mpmppm) (acac)])、(アセチルアセトナト)ビス{4,6−ジメチル−2−[6−(2,6−ジメチルフェニル)−4−ピリミジニル−κN ]フェニル−κC}イリジウム(III)(略称:[Ir(dmppm−dmp) (acac)])、(アセチルアセトナト)ビス(4,6−ジフェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(dppm) (acac)])のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、(アセチルアセトナト)ビス(3,5−ジメチル−2−フェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppr−Me) (acac)])、(アセチルアセトナト)ビス(5−イソプロピル−3−メチル−2−フェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppr−iPr) (acac)])のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、トリス(2−フェニルピリジナト−N,C 2’)イリジウム(III)(略称:[Ir(ppy) ])、ビス(2−フェニルピリジナト−N,C 2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(ppy) (acac)])、ビス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(bzq) (acac)])、トリス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(bzq) ])、トリス(2−フェニルキノリナト−N,C 2’)イリジウム(III)(略称:[Ir(pq) ])、ビス(2−フェニルキノリナト−N,C 2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(pq) (acac)])、ビス[2−(2−ピリジニル−κN)フェニル−κC][2−(4−フェニル−2−ピリジニル−κN)フェニル−κC]イリジウム(III)(略称:[Ir(ppy) (4dppy)])、ビス[2−(2−ピリジニル−κN)フェニル−κC][2−(4−メチル−5−フェニル−2−ピリジニル−κN)フェニル−κC]、[2−(4−メチル−5−フェニル−2−ピリジニル−κN)フェニル−κC]ビス[2−(2−ピリジニル−κN)フェニル−κC]イリジウム(略称:[Ir(ppy) (mdppy)])のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、ビス(2,4−ジフェニル−1,3−オキサゾラト−N,C 2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(dpo) (acac)])、ビス{2−[4’−(パーフルオロフェニル)フェニル]ピリジナト−N,C 2’}イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(p−PF−ph) (acac)])、ビス(2−フェニルベンゾチアゾラト−N,C 2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(bt) (acac)])などの有機金属錯体の他、トリス(アセチルアセトナト)(モノフェナントロリン)テルビウム(III)(略称:[Tb(acac) (Phen)])のような希土類金属錯体が挙げられる。
[0095]
黄色、橙色、または赤色を呈し、発光スペクトルのピーク波長が570nm以上750nm以下である燐光発光物質としては、以下のような物質が挙げられる。(例えば、黄色の場合は、570nm以上590nm以下、橙色の場合は、590nm以上620nm以下、赤色の場合は、600nm以上750nm以下が好ましい。)
[0096]
例えば、(ジイソブチリルメタナト)ビス[4,6−ビス(3−メチルフェニル)ピリミジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(5mdppm) (dibm)])、ビス[4,6−ビス(3−メチルフェニル)ピリミジナト](ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(5mdppm) (dpm)])、(ジピバロイルメタナト)ビス[4,6−ジ(ナフタレン−1−イル)ピリミジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(d1npm) (dpm)])のようなピリミジン骨格を有する有機金属錯体、(アセチルアセトナト)ビス(2,3,5−トリフェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tppr) (acac)])、ビス(2,3,5−トリフェニルピラジナト)(ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tppr) (dpm)])、ビス{4,6−ジメチル−2−[3−(3,5−ジメチルフェニル)−5−フェニル−2−ピラジニル−κN]フェニル−κC}(2,6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオナト−κ O,O’)イリジウム(III)(略称:[Ir(dmdppr−P) (dibm)])、ビス{4,6−ジメチル−2−[5−(4−シアノ−2,6−ジメチルフェニル)−3−(3,5−ジメチルフェニル)−2−ピラジニル−κN]フェニル−κC}(2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオナト−κ O,O’)イリジウム(III)(略称:[Ir(dmdppr−dmCP) (dpm)])、ビス{4,6−ジメチル−2−[5−(5−シアノ−2−メチルフェニル)−3−(3,5−ジメチルフェニル)−2−ピラジニル−κN]フェニル−κC}(2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオナト−κ O,O’)イリジウム(III)(略称:[Ir(dmdppr−m5CP) (dpm)])、(アセチルアセトナト)ビス[2−メチル−3−フェニルキノキサリナト−N,C 2’]イリジウム(III)(略称:[Ir(mpq) (acac)])、(アセチルアセトナト)ビス(2,3−ジフェニルキノキサリナト−N,C 2’)イリジウム(III)(略称:[Ir(dpq) (acac)])、(アセチルアセトナト)ビス[2,3−ビス(4−フルオロフェニル)キノキサリナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(Fdpq) (acac)])のようなピラジン骨格を有する有機金属錯体や、トリス(1−フェニルイソキノリナト−N,C 2’)イリジウム(III)(略称:[Ir(piq) ])、ビス(1−フェニルイソキノリナト−N,C 2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(piq) (acac)])、ビス[4,6−ジメチル−2−(2−キノリニル−κN)フェニル−κC](2,4−ペンタンジオナト−κ O,O’)イリジウム(III)(略称:[Ir(dmpqn) (acac)])のようなピリジン骨格を有する有機金属錯体、2,3,7,8,12,13,17,18−オクタエチル−21H,23H−ポルフィリン白金(II)(略称:[PtOEP])のような白金錯体、トリス(1,3−ジフェニル−1,3−プロパンジオナト)(モノフェナントロリン)ユーロピウム(III)(略称:[Eu(DBM) (Phen)])、トリス[1−(2−テノイル)−3,3,3−トリフルオロアセトナト](モノフェナントロリン)ユーロピウム(III)(略称:[Eu(TTA) (Phen)])のような希土類金属錯体が挙げられる。
[0097]
次に、三重項励起エネルギーを発光に変える発光物質であるTADF材料としては、以下に示す材料を用いることができる。なお、TADF材料とは、三重項励起状態をわずかな熱エネルギーによって一重項励起状態にアップコンバート(逆項間交差)が可能で、一重項励起状態からの発光(蛍光)を効率よく呈する材料のことである。また、熱活性化遅延蛍光が効率良く得られる条件としては、三重項励起準位と一重項励起準位のエネルギー差が0eV以上0.2eV以下、好ましくは0eV以上0.1eV以下であることが挙げられる。また、TADF材料における遅延蛍光とは、通常の蛍光と同様のスペクトルを持ちながら、寿命が著しく長い発光をいう。その寿命は、1×10 −6秒以上、好ましくは1×10 −3秒以上である。
[0098]
TADF材料の具体例としては、フラーレンやその誘導体、プロフラビン等のアクリジン誘導体、エオシン等が挙げられる。また、マグネシウム(Mg)、亜鉛(Zn)、カドミウム(Cd)、スズ(Sn)、白金(Pt)、インジウム(In)、もしくはパラジウム(Pd)等を含む金属含有ポルフィリンが挙げられる。金属含有ポルフィリンとしては、例えば、プロトポルフィリン−フッ化スズ錯体(略称:SnF (Proto IX))、メソポルフィリン−フッ化スズ錯体(略称:SnF (Meso IX))、ヘマトポルフィリン−フッ化スズ錯体(略称:SnF (Hemato IX))、コプロポルフィリンテトラメチルエステル−フッ化スズ錯体(略称:SnF (Copro III−4Me))、オクタエチルポルフィリン−フッ化スズ錯体(略称:SnF (OEP))、エチオポルフィリン−フッ化スズ錯体(略称:SnF (Etio I))、オクタエチルポルフィリン−塩化白金錯体(略称:PtCl OEP)等が挙げられる。
[0099]
その他にも、2−(ビフェニル−4−イル)−4,6−ビス(12−フェニルインドロ[2,3−a]カルバゾール−11−イル)−1,3,5−トリアジン(略称:PIC−TRZ)、2−{4−[3−(N−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−9H−カルバゾール−9−イル]フェニル}−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(略称:PCCzPTzn)、2−[4−(10H−フェノキサジン−10−イル)フェニル]−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(略称:PXZ−TRZ)、3−[4−(5−フェニル−5,10−ジヒドロフェナジン−10−イル)フェニル]−4,5−ジフェニル−1,2,4−トリアゾール(略称:PPZ−3TPT)、3−(9,9−ジメチル−9H−アクリジン−10−イル)−9H−キサンテン−9−オン(略称:ACRXTN)、ビス[4−(9,9−ジメチル−9,10−ジヒドロアクリジン)フェニル]スルホン(略称:DMAC−DPS)、10−フェニル−10H,10’H−スピロ[アクリジン−9,9’−アントラセン]−10’−オン(略称:ACRSA)等のπ電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環の一方または両方を有する複素環化合物を用いることもできる。
[0100]
なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環のドナー性とπ電子不足型複素芳香環のアクセプター性が共に強くなり、一重項励起状態と三重項励起状態のエネルギー差が小さくなるため、特に好ましい。
[0101]
発光層113において、上述したような発光物質(一重項励起エネルギーを可視光領域の発光に変える発光物質(例えば、蛍光発光物質)、または三重項励起エネルギーを可視光領域の発光に変える発光物質(例えば、燐光発光物質やTADF材料など))を用いた場合、これらの発光物質(有機化合物)に加えて、との組み合わせが好ましいという観点から、(上記と一部重複有)以下に示す有機化合物を用いることが好ましい。
[0102]
まず、発光物質として蛍光発光物質を用いる場合、アントラセン誘導体、テトラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、ジベンゾ[g,p]クリセン誘導体等の縮合多環芳香族化合物等の有機化合物を組み合わせて用いることが好ましい。
[0103]
具体例としては、9−フェニル−3−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:PCzPA)、3,6−ジフェニル−9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:DPCzPA)、3−[4−(1−ナフチル)−フェニル]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCPN)、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPAnth)、N,N−ジフェニル−9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:CzA1PA)、4−(10−フェニル−9−アントリル)トリフェニルアミン(略称:DPhPA)、YGAPA、PCAPA、N,9−ジフェニル−N−{4−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]フェニル}−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:PCAPBA)、N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCAPA)、6,12−ジメトキシ−5,11−ジフェニルクリセン、N,N,N’,N’,N’’,N’’,N’’’,N’’’−オクタフェニルジベンゾ[g,p]クリセン−2,7,10,15−テトラアミン(略称:DBC1)、9−[4−(10−フェニル−9−アントラセニル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPA)、7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)、6−[3−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)フェニル]−ベンゾ[b]ナフト[1,2−d]フラン(略称:2mBnfPPA)、9−フェニル−10−{4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)−ビフェニル−4’−イル}−アントラセン(略称:FLPPA)、9,10−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(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、2−tert−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−BuDNA)、9,9’−ビアントリル(略称:BANT)、9,9’−(スチルベン−3,3’−ジイル)ジフェナントレン(略称:DPNS)、9,9’−(スチルベン−4,4’−ジイル)ジフェナントレン(略称:DPNS2)、1,3,5−トリ(1−ピレニル)ベンゼン(略称:TPB3)、5,12−ジフェニルテトラセン、5,12−ビス(ビフェニル−2−イル)テトラセンなどが挙げられる。
[0104]
また、発光物質として燐光発光物質を用いる場合、発光物質の三重項励起エネルギー(基底状態と三重項励起状態とのエネルギー差)よりも三重項励起エネルギーの大きい有機化合物と組み合わせることが好ましい。また、このような有機化合物の他に、上述した正孔輸送性の高い有機化合物(第2の有機化合物)と、電子輸送性の高い有機化合物(第1の有機化合物)とを組み合わせて用いても良い。
[0105]
さらに、このような有機化合物の他にも、励起錯体を形成することができる複数の有機化合物(例えば、第1の有機化合物および第2の有機化合物、第1のホスト材料および第2のホスト材料、または、ホスト材料およびアシスト材料等)を用いてもよい。なお、複数の有機化合物を用いて励起錯体を形成させる場合には、正孔を受け取りやすい化合物(正孔輸送性材料)と、電子を受け取りやすい化合物(電子輸送性材料)とを組み合わせることにより効率よく励起錯体を形成することができるので好ましい。また、燐光発光物質と励起錯体が発光層に含まれる構成とすることで、励起錯体から発光物質へのエネルギー移動であるExTET(Exciplex−Triplet Energy Transfer)を効率良く行うことができるため発光効率を高めることができる。なお、蛍光発光物質と励起錯体が発光層に含まれる構成としてもよい。
[0106]
また、上記の材料は、低分子材料や高分子材料と組み合わせて用いてもよい。高分子材料としては、具体的には、ポリ(2,5−ピリジンジイル)(略称:PPy)、ポリ[(9,9−ジヘキシルフルオレン−2,7−ジイル)−co−(ピリジン−3,5−ジイル)](略称:PF−Py)、ポリ[(9,9−ジオクチルフルオレン−2,7−ジイル)−co−(2,2’−ビピリジン−6,6’−ジイル)](略称:PF−BPy)などが挙げられる。また、成膜には、公知の方法(真空蒸着法や塗布法や印刷法など)を適宜用いることができる。
[0107]
<電子輸送層>
電子輸送層114は、後述する電子注入層115によって第2の電極102から注入された電子を発光層113に輸送する層である。なお、電子輸送層114は、電子輸送性材料を含む層である。電子輸送層114に用いる電子輸送性材料は、1×10 −6cm /Vs以上の電子移動度を有する物質が好ましい。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いることができる。また、電子輸送層(114、114a、114b)は、単層でも機能するが、必要に応じて2層以上の積層構造とすることにより、デバイス特性を向上させることもできる。
[0108]
電子輸送層114に用いることができる有機化合物としては、π電子不足型複素芳香族化合物等の電子輸送性の高い材料が好ましい。なお、π電子不足型複素芳香族化合物としては、フロジアジン骨格のフラン環に芳香環としてベンゼン環が縮合した、ベンゾフロジアジン骨格を有する化合物、フロジアジン骨格のフラン環に芳香環としてナフチル環が縮合した、ナフトフロジアジン骨格を有する化合物、フロジアジン骨格のフラン環に芳香環としてフェナントロ環が縮合した、フェナントロフロジアジン骨格を有する化合物、チエノジアジン骨格のチエノ環に芳香環としてベンゼン環が縮合した、ベンゾチエノジアジン骨格を有する化合物、チエノジアジン骨格のチエノ環に芳香環としてナフチル環が縮合した、ナフトチエノジアジン骨格を有する化合物、チエノジアジン骨格のチエノ環に芳香環としてフェナントロ環が縮合した、フェナントロチエノジアジン骨格を有する化合物などが挙げられる。その他にも、キノリン骨格を有する金属錯体、ベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、オキサゾール骨格を有する金属錯体、チアゾール骨格を有する金属錯体等の他、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、キノリン配位子を有するキノリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、その他含窒素複素芳香族化合物などが挙げられる。
[0109]
なお、電子輸送性材料としては、9−[(3’−ジベンゾチオフェン−4−イル)ビフェニル−3−イル]ナフト[1’,2’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン(略称:9mDBtBPNfpr)、9−(9’−フェニル−3,3’−ビ−9H−カルバゾール−9−イル)ナフト[1’,2’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン(略称:9PCCzNfpr)、9−[3−(9’−フェニル−3,3’−ビ−9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]ナフト[1’,2’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン(略称:9mPCCzPNfpr)、9−[3−(9’−フェニル−2,3’−ビ−9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]ナフト[1’,2’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン(略称:9mPCCzPNfpr−02)、10−[(3’−ジベンゾチオフェン−4−イル)ビフェニル−3−イル]ナフト[1’,2’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン(略称:10mDBtBPNfpr)、10−(9’−フェニル−3,3’−ビ−9H−カルバゾール−9−イル)ナフト[1’,2’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン(略称:10PCCzNfpr)、12−[(3’−ジベンゾチオフェン−4−イル)ビフェニル−3−イル]フェナントロ[9’,10’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン(略称:12mDBtBPPnfpr)、9−[4−(9’−フェニル−3,3’−ビ−9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]ナフト[1’,2’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン(略称:9pPCCzPNfpr)、9−[4−(9’−フェニル−2,3’−ビ−9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]ナフト[1’,2’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン(略称:9pPCCzPNfpr−02)、9−[3’−(6−フェニルベンゾ[b]ナフト[1,2−d]フラン−8−イル)ビフェニル−3−イル]ナフト[1’,2’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン(略称:9mBnfBPNfpr)、9−[3’−(6−フェニルジベンゾチオフェン−4−イル)ビフェニル−3−イル]ナフト[1’,2’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン(略称:9mDBtBPNfpr−02)、9−{3−[6−(9,9−ジメチルフルオレン−2−イル)ジベンゾチオフェン−4−イル]フェニル}ナフト[1’,2’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン(略称:9mFDBtPNfpr)、11−(3−ナフト[1’,2’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン−9−イル−フェニル)−12−フェニルインドロ[2,3−a]カルバゾール(略称:9mIcz(II)PNfpr)、3−ナフト[1’,2’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン−9−イル−N,N−ジフェニルベンゼンアミン(略称:9mTPANfpr)、10−[4−(9’−フェニル−3,3’−ビ−9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]ナフト[1’,2’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン(略称:10mPCCzPNfpr)、11−[(3’−ジベンゾチオフェン−4−イル)ビフェニル−3−イル]フェナントロ[9’,10’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン(略称:11mDBtBPPnfpr)、10−[3−(9’−フェニル−3,3’−ビ−9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]ナフト[1’,2’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン(略称:10pPCCzPNfpr)、9−[3−(7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール−7−イル)フェニル]ナフト[1’,2’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン(略称:9mcgDBCzPNfpr)、9−{3’−[6−(ビフェニル−3−イル)ジベンゾチオフェン−4−イル]ビフェニル−3−イル}ナフト[1’,2’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン(略称:9mDBtBPNfpr−03)、9−{3’−[6−(ビフェニル−4−イル)ジベンゾチオフェン−4−イル]ビフェニル−3−イル}ナフト[1’,2’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン(略称:9mDBtBPNfpr−04)、11−[3’−(6−フェニルジベンゾチオフェン−4−イル)ビフェニル−3−イル]フェナントロ[9’,10’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン(略称:11mDBtBPPnfpr−02)等が挙げられる。
[0110]
また、4−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]−8−(ナフタレン−2−イル)−[1]ベンゾフロ[3,2−d]ピリミジン(略称:8βN−4mDBtPBfpm)、8−(1,1’−ビフェニル−4−イル)−4−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]−[1]ベンゾフロ[3,2−d]ピリミジン(略称:8BP−4mDBtPBfpm)、4,8−ビス[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]−[1]ベンゾフロ[3,2−d]ピリミジン(略称:4,8mDBtP2Bfpm)、8−[(2,2’−ビナフタレン)−6−イル]−4−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル−[1]ベンゾフロ[3,2−d]ピリミジン(略称:8(βN2)−4mDBtPBfpm)、3,8−ビス[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]ベンゾフロ[2,3−b]ピラジン(略称:3,8mDBtP2Bfpr)、8−[3’−(ジベンゾチオフェン−4−イル)(1,1’−ビフェニル−3−イル)]ナフト[1’,2’:4,5]フロ[3,2−d]ピリミジン(略称:8mDBtBPNfpm)等を用いることもできる。
[0111]
また、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Alq )、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Almq )、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(II)(略称:BeBq )、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(4−フェニルフェノラト)アルミニウム(III)(略称:BAlq)、ビス(8−キノリノラト)亜鉛(II)(略称:Znq)等の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、ビス[2−(2−ベンゾオキサゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnPBO)、ビス[2−(2−ベンゾチアゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnBTZ)、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾチアゾラト]亜鉛(II)(略称:Zn(BTZ) )等のオキサゾール骨格またはチアゾール骨格を有する金属錯体等を用いることもできる。
[0112]
また、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)、1,3−ビス[5−(p−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、9−[4−(5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CO11)等のオキサジアゾール誘導体、3−(4−ビフェニリル)−4−フェニル−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、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)等のトリアゾール誘導体、2,2’,2’’−(1,3,5−ベンゼントリイル)トリス(1−フェニル−1H−ベンゾイミダゾール)(略称:TPBI)、2−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]−1−フェニル−1H−ベンゾイミダゾール(略称:mDBTBIm−II)等のイミダゾール誘導体(ベンゾイミダゾール誘導体を含む)や、4,4’−ビス(5−メチルベンゾオキサゾール−2−イル)スチルベン(略称:BzOs)などのオキサゾール誘導体、バソフェナントロリン(略称:Bphen)、バソキュプロイン(略称:BCP)、2,9−ビス(ナフタレン−2−イル)−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(略称:NBphen)などのフェナントロリン誘導体、2−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mDBTPDBq−II)、2−[3’−(ジベンゾチオフェン−4−イル)ビフェニル−3−イル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mDBTBPDBq−II)、2−[3’−(9H−カルバゾール−9−イル)ビフェニル−3−イル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mCzBPDBq)、2−[4−(3,6−ジフェニル−9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2CzPDBq−III)、7−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:7mDBTPDBq−II)、及び6−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:6mDBTPDBq−II)等のキノキサリン誘導体、またはジベンゾキノキサリン誘導体、3,5−ビス[3−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]ピリジン(略称:35DCzPPy)、1,3,5−トリ[3−(3−ピリジル)フェニル]ベンゼン(略称:TmPyPB)、等のピリジン誘導体、4,6−ビス[3−(フェナントレン−9−イル)フェニル]ピリミジン(略称:4,6mPnP2Pm)、4,6−ビス[3−(4−ジベンゾチエニル)フェニル]ピリミジン(略称:4,6mDBTP2Pm−II)、4,6−ビス[3−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]ピリミジン(略称:4,6mCzP2Pm)、等のピリミジン誘導体、2−{4−[3−(N−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−9H−カルバゾール−9−イル]フェニル}−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(略称:PCCzPTzn)、mPCCzPTzn−02、9−[3−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)フェニル]−9’−フェニル−2,3’−ビ−9H−カルバゾール(略称:mPCCzPTzn−02)、5−[3−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)フェニル]−7,7−ジメチル−5H,7H−インデノ[2,1−b]カルバゾール(略称:mINc(II)PTzn)、2−{3−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]フェニル}−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(略称:mDBtBPTzn)、等のトリアジン誘導体を用いることができる。
[0113]
また、PPy、PF−Py、PF−BPyのような高分子化合物を用いることもできる。
[0114]
<電子注入層>
電子注入層115は、陰極102からの電子の注入効率を高めるための層であり、陰極102の材料の仕事関数の値と、電子注入層115に用いる材料のLUMO準位の値とを比較した際、その差が小さい(0.5eV以下)材料を用いることが好ましい。従って、電子注入層115には、リチウム、セシウム、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF )、8−(キノリノラト)リチウム(略称:Liq)、2−(2−ピリジル)フェノラトリチウム(略称:LiPP)、2−(2−ピリジル)−3−ピリジノラトリチウム(略称:LiPPy)、4−フェニル−2−(2−ピリジル)フェノラトリチウム(略称:LiPPP)リチウム酸化物(LiO )、炭酸セシウム等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはこれらの化合物を用いることができる。また、フッ化エルビウム(ErF )のような希土類金属化合物を用いることができる。
[0115]
また、図1Bに示す発光デバイスのように、2つのEL層(103a、103b)の間に電荷発生層104を設けることにより、複数のEL層が一対の電極間に積層された構造(タンデム構造ともいう)とすることもできる。なお、本実施の形態において図8Aで説明する、正孔注入層(111)、正孔輸送層(112)、発光層(113)、電子輸送層(114)、電子注入層(115)のそれぞれは、図8Bで説明する、正孔注入層(111a、111b)、正孔輸送層(112a、112b)、発光層(113a、113b)、電子輸送層(114a、114b)、電子注入層(115a、115b)のそれぞれと、機能や用いる材料は共通である。
[0116]
<電荷発生層>
なお、図1Bの発光デバイスにおける電荷発生層104は、第1の電極(陽極)101と第2の電極(陰極)102との間に電圧を印加したときに、EL層103aに電子を注入し、EL層103bに正孔を注入する機能を有する。なお、電荷発生層104は、正孔輸送性材料に電子受容体(アクセプター)が添加された構成であっても、電子輸送性材料に電子供与体(ドナー)が添加された構成であってもよい。また、これらの両方の構成が積層されていても良い。なお、上述した材料を用いて電荷発生層104を形成することにより、EL層が積層された場合における駆動電圧の上昇を抑制することができる。
[0117]
電荷発生層104において、正孔輸送性材料に電子受容体が添加された構成とする場合、正孔輸送性材料としては、本実施の形態で示した材料を用いることができる。また、電子受容体としては、7,7,8,8−テトラシアノ−2,3,5,6−テトラフルオロキノジメタン(略称:F −TCNQ)、クロラニル等を挙げることができる。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を挙げることができる。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、酸化レニウムなどが挙げられる。
[0118]
また、電荷発生層104において、電子輸送性材料に電子供与体が添加された構成とする場合、電子輸送性材料としては、本実施の形態で示した材料を用いることができる。また、電子供与体としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属または希土類金属または元素周期表における第2、第13族に属する金属およびその酸化物、炭酸塩を用いることができる。具体的には、リチウム(Li)、セシウム(Cs)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、イッテルビウム(Yb)、インジウム(In)、酸化リチウム、炭酸セシウムなどを用いることが好ましい。また、テトラチアナフタセンのような有機化合物を電子供与体として用いてもよい。
[0119]
なお、図1Bでは、EL層103が2層積層された構成を示したが、異なるEL層の間に電荷発生層を設けることにより3層以上のEL層の積層構造としてもよい。また、EL層(103、103a、103b)に含まれる発光層113(113a、113b)は、それぞれ発光物質や複数の物質を適宜組み合わせて有しており、所望の発光色を呈する蛍光発光や燐光発光が得られる構成とすることができる。また、発光層113(113a、113b)を複数有する場合は、各発光層の発光色が異なる構成としてもよい。なお、この場合、積層された各発光層に用いる発光物質やその他の物質は、それぞれ異なる材料を用いればよい。例えば、発光層113aを青色、発光層113bを赤色、緑色、または黄色のいずれかとすることができるが、発光層113aを赤色、発光層113bを青色、緑色、または黄色のいずれかとすることもできる。さらに、EL層が3層以上積層された構造を有する場合には、1層目のEL層の発光層(113a)を青色、2層目のEL層の発光層(113b)を赤色、緑色、または黄色のいずれか、3層目のEL層の発光層を青色とすることができ、その他、1層目のEL層の発光層(113a)を赤色、2層目のEL層の発光層(113b)を青色、緑色、または黄色のいずれか、3層目のEL層の発光層を赤色とすることもできる。なお、複数の発光色の輝度や特性を考慮した上で、適宜その他の発光色の組み合わせを用いることができる。
[0120]
<基板>
本実施の形態で示した発光デバイスは、様々な基板上に形成することができる。なお、基板の種類は、特定のものに限定されることはない。基板の一例としては、半導体基板(例えば単結晶基板又はシリコン基板)、SOI基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィルムなどが挙げられる。
[0121]
なお、ガラス基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどが挙げられる。また、可撓性基板、貼り合わせフィルム、基材フィルムなどの一例としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PES)に代表されるプラスチック、アクリル樹脂等の合成樹脂、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、アラミド樹脂、エポキシ樹脂、無機蒸着フィルム、又は紙類などが挙げられる。
[0122]
本実施の形態で示す発光デバイスの作製には、蒸着法などの真空プロセスや、スピンコート法やインクジェット法などの溶液プロセスを用いることができる。蒸着法を用いる場合には、スパッタ法、イオンプレーティング法、イオンビーム蒸着法、分子線蒸着法、真空蒸着法などの物理蒸着法(PVD法)や、化学蒸着法(CVD法)等を用いることができる。特に発光デバイスのEL層に含まれる機能層(正孔注入層(111、111a、111b)、正孔輸送層(112、112a、112b)、発光層(113、113a、113b)、電子輸送層(114、114a、114b)、電子注入層(115、115a、115b)、および電荷発生層(104、104a、104b))については、蒸着法(真空蒸着法等)、塗布法(ディップコート法、ダイコート法、バーコート法、スピンコート法、スプレーコート法等)、印刷法(インクジェット法、スクリーン(孔版印刷)法、オフセット(平版印刷)法、フレキソ(凸版印刷)法、グラビア法、マイクロコンタクト法、ナノインプリント法等)などの方法により形成することができる。
[0123]
なお、本発明の一態様である発光デバイス用組成物を用いて、上述した発光デバイスのEL層に含まれる機能層を形成する場合には、蒸着法を用いることが特に好ましい。例えば、発光層(113、113a、113b)の形成に3種類の材料(発光物質、第1の有機化合物、第2の有機化合物)を用いる場合、蒸着する材料と同じ数(この場合は3つ)の蒸着源を用い、それぞれの蒸着源に第1の有機化合物401、第2の有機化合物402、および発光物質403を備えて共蒸着を行うことにより、基板400表面に3種類の蒸着材料の混合膜である発光層(113、113a、113b)を形成するが、上記3種類の材料のうち、第1の有機化合物と第2の有機化合物とを混合してなる発光デバイス用組成物を用いる場合は、発光層(113、113a、113b)の形成に用いる材料が3種類であっても、2種類の蒸着源を用い、それぞれの蒸着源に発光デバイス用組成物404および光物質405を備えて共蒸着を行うことで、3種類の蒸着源を用いて形成された混合膜と同じ混合膜である発光層(113、113a、113b)を形成することができる。
[0124]
但し、上記発光デバイス用組成物は、実施の形態1で示したように特定の分子構造を有する化合物を混合することにより得られるため、不特定の複数の化合物を混合して一つの蒸着源に備えて蒸着させても、化合物毎に異なる蒸着源に備えて共蒸着を行った場合と同程度の膜質を得ることは困難である。例えば、混合材料の一部が先に蒸着するなどの理由で組成に変化が生じることや、形成される膜の膜質(組成や膜厚等)が所望の状態で得られないといった問題が生じる。また、量産工程においても装置の仕様が複雑になることやメンテナンスの手間が増えるといった不都合も生じる。
[0125]
このように、本発明の一態様である発光デバイス用組成物をEL層の一部、または発光層に用いることは、発光デバイスのデバイス特性や信頼性を維持しつつ生産性の高い発光デバイスの作製が可能となるため好ましいといえる。
[0126]
なお、本実施の形態で示す発光デバイスのEL層(103、103a、103b)を構成する各機能層(正孔注入層(111、111a、111b)、正孔輸送層(112、112a、112b)、発光層(113、113a、113b、113c)、電子輸送層(114、114a、114b)、電子注入層(115、115a、115b)や電荷発生層(104、104a、104b))は、上述した材料に限られることはなく、それ以外の材料であっても各層の機能を満たせるものであれば組み合わせて用いることができる。一例としては、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)、中分子化合物(低分子と高分子の中間領域の化合物:分子量400乃至4000)、無機化合物(量子ドット材料等)等を用いることができる。なお、量子ドット材料としては、コロイド状量子ドット材料、合金型量子ドット材料、コア・シェル型量子ドット材料、コア型量子ドット材料などを用いることができる。
[0127]
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができるものとする。
[0128]
(実施の形態2)
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置について説明する。
[0129]
本発明の一態様である発光デバイスの素子構成を適用することで、アクティブマトリクス型の発光装置やパッシブマトリクス型の発光装置を作製することができる。なお、アクティブマトリクス型の発光装置は、発光デバイスとトランジスタ(FET)とを組み合わせた構成を有する。従って、パッシブマトリクス型の発光装置、アクティブマトリクス型の発光装置は、いずれも本発明の一態様に含まれる。なお、本実施の形態に示す発光装置には、他の実施形態で説明した発光デバイスを適用することが可能である。
[0130]
本実施の形態では、アクティブマトリクス型の発光装置について図7を用いて説明する。
[0131]
なお、図7Aは発光装置を示す上面図であり、図7Bは図7Aを鎖線A−A’で切断した断面図である。アクティブマトリクス型の発光装置は、第1の基板301上に設けられた画素部302、駆動回路部(ソース線駆動回路)303と、駆動回路部(ゲート線駆動回路)(304a、304b)を有する。画素部302および駆動回路部(303、304a、304b)は、シール材305によって、第1の基板301と第2の基板306との間に封止される。
[0132]
また、第1の基板301上には、引き回し配線307が設けられる。引き回し配線307は、外部入力端子であるFPC308と電気的に接続される。なお、FPC308は、駆動回路部(303、304a、304b)に外部からの信号(例えば、ビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等)や電位を伝達する。また、FPC308にはプリント配線基板(PWB)が取り付けられていても良い。なお、これらFPCやのPWBが取り付けられた状態は、発光装置に含まれる。
[0133]
次に、図7Bに断面構造を示す。
[0134]
画素部302は、FET(スイッチング用FET)311、FET(電流制御用FET)312、およびFET312と電気的に接続された第1の電極313を有する複数の画素により形成される。なお、各画素が有するFETの数は、特に限定されることはなく、必要に応じて適宜設けることができる。
[0135]
FET309、310、311、312は、特に限定されることはなく、例えば、スタガ型や逆スタガ型などのトランジスタを適用することができる。また、トップゲート型やボトムゲート型などのトランジスタ構造であってもよい。
[0136]
なお、これらのFET309、310、311、312に用いることのできる半導体の結晶性については特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体(微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、又は一部に結晶領域を有する半導体)のいずれを用いてもよい。なお、結晶性を有する半導体を用いることで、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
[0137]
また、これらの半導体としては、例えば、第14族の元素、化合物半導体、酸化物半導体、有機半導体などを用いることができる。代表的には、シリコンを含む半導体、ガリウムヒ素を含む半導体、インジウムを含む酸化物半導体などを適用することができる。
[0138]
駆動回路部303は、FET309とFET310とを有する。なお、FET309とFET310は、単極性(N型またはP型のいずれか一方のみ)のトランジスタを含む回路で形成されても良いし、N型のトランジスタとP型のトランジスタを含むCMOS回路で形成されても良い。また、外部に駆動回路を有する構成としても良い。
[0139]
第1の電極313の端部は、絶縁物314により覆われている。なお、絶縁物314には、ネガ型の感光性樹脂や、ポジ型の感光性樹脂(アクリル樹脂)などの有機化合物や、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化シリコン等の無機化合物を用いることができる。絶縁物314の上端部または下端部には、曲率を有する曲面を有するのが好ましい。これにより、絶縁物314の上層に形成される膜の被覆性を良好なものとすることができる。
[0140]
第1の電極313上には、EL層315及び第2の電極316が積層形成される。EL層315は、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層等を有する。
[0141]
なお、本実施の形態で示す発光デバイス317の構成は、他の実施の形態で説明した構成や材料を適用することができる。なお、ここでは図示しないが、第2の電極316は外部入力端子であるFPC308に電気的に接続されている。
[0142]
また、図7Bに示す断面図では発光デバイス317を1つのみ図示しているが、画素部302において、複数の発光デバイスがマトリクス状に配置されているものとする。画素部302には、3種類(R、G、B)の発光が得られる発光デバイスをそれぞれ選択的に形成し、フルカラー表示可能な発光装置を形成することができる。また、3種類(R、G、B)の発光が得られる発光デバイスの他に、例えば、ホワイト(W)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)等の発光が得られる発光デバイスを形成してもよい。例えば、3種類(R、G、B)の発光が得られる発光デバイスに上述の数種類の発光が得られる発光デバイスを追加することにより、色純度の向上、消費電力の低減等の効果が得ることができる。また、カラーフィルタと組み合わせることによってフルカラー表示可能な発光装置としてもよい。なお、カラーフィルタの種類としては、赤(R)、緑(G)、青(B)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)等を用いることができる。
[0143]
第1の基板301上のFET(309、310、311、312)や、発光デバイス317は、第2の基板306と第1の基板301とをシール材305により貼り合わせることにより、第1の基板301、第2の基板306、およびシール材305で囲まれた空間318に備えられた構造を有する。なお、空間318には、不活性気体(窒素やアルゴン等)や有機物(シール材305を含む)で充填されていてもよい。
[0144]
シール材305には、エポキシ樹脂やガラスフリットを用いることができる。なお、シール材305には、できるだけ水分や酸素を透過しない材料を用いることが好ましい。また、第2の基板306は、第1の基板301に用いることができるものを同様に用いることができる。従って、他の実施形態で説明した様々な基板を適宜用いることができるものとする。基板としてガラス基板や石英基板の他、FRP(Fiber−Reinforced Plastics)、PVF(ポリビニルフロライド)、ポリエステルまたはアクリル樹脂等からなるプラスチック基板を用いることができる。シール材としてガラスフリットを用いる場合には、接着性の観点から第1の基板301及び第2の基板306はガラス基板であることが好ましい。
[0145]
以上のようにして、アクティブマトリクス型の発光装置を得ることができる。
[0146]
また、アクティブマトリクス型の発光装置を可撓性基板に形成する場合、可撓性基板上にFETと発光デバイスとを直接形成しても良いが、剥離層を有する別の基板にFETと発光デバイスを形成した後、熱、力、レーザ照射などを与えることによりFETと発光デバイスを剥離層で剥離し、さらに可撓性基板に転載して作製しても良い。なお、剥離層としては、例えば、タングステン膜と酸化シリコン膜との無機膜の積層や、ポリイミド等の有機樹脂膜等を用いることができる。また可撓性基板としては、トランジスタを形成することが可能な基板に加え、紙基板、セロファン基板、アラミドフィルム基板、ポリイミドフィルム基板、布基板(天然繊維(絹、綿、麻)、合成繊維(ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル)若しくは再生繊維(アセテート、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル)などを含む)、皮革基板、又はゴム基板などが挙げられる。これらの基板を用いることにより、耐久性や耐熱性に優れ、軽量化および薄型化を図ることができる。
[0147]
また、アクティブマトリクス型の発光装置が有する発光デバイスの駆動は、発光デバイスをパルス状(例えば、kHz、MHz等の周波数を用いる)に発光させ、表示に用いる構成としても良い。上記有機化合物を用いて形成される発光デバイスは、優れた周波数特性を備えるため、発光デバイスを駆動する時間を短縮し、消費電力を低減することができる。また、駆動時間の短縮に伴い発熱が抑制されるため、発光デバイスの劣化を軽減することも可能である。
[0148]
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成を適宜組み合わせて用いることができる。
[0149]
(実施の形態3)
本実施の形態では、本発明の一態様である発光デバイス、本発明の一態様である発光デバイスを有する発光装置を適用して完成させた様々な電子機器や自動車の一例について、説明する。なお、発光装置は、本実施の形態で説明する電子機器において、主に表示部に適用することができる。
[0150]
図8A乃至図8Eに示す電子機器は、筐体7000、表示部7001、スピーカ7003、LEDランプ7004、操作キー7005(電源スイッチ、又は操作スイッチを含む)、接続端子7006、センサ7007(力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい、又は赤外線を測定する機能を含むもの)、マイクロフォン7008、等を有することができる。
[0151]
図8Aはモバイルコンピュータであり、上述したものの他に、スイッチ7009、赤外線ポート7010、等を有することができる。
[0152]
図8Bは記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置(たとえば、DVD再生装置)であり、上述したものの他に、第2表示部7002、記録媒体読込部7011、等を有することができる。
[0153]
図8Cはテレビ受像機能付きデジタルカメラであり、上述したものの他に、アンテナ7014、シャッターボタン7015、受像部7016、等を有することができる。
[0154]
図8Dは携帯情報端末である。携帯情報端末は、表示部7001の3面以上に情報を表示する機能を有する。ここでは、情報7052、情報7053、情報7054がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。例えば使用者は、洋服の胸ポケットに携帯情報端末を収納した状態で、携帯情報端末の上方から観察できる位置に表示された情報7053を確認することもできる。使用者は、携帯情報端末をポケットから取り出すことなく表示を確認し、例えば電話を受けるか否かを判断できる。
[0155]
図8Eは携帯情報端末(スマートフォンを含む)であり、筐体7000に、表示部7001、操作キー7005、等を有することができる。なお、携帯情報端末は、スピーカ9003、接続端子7006、センサ9007等を設けてもよい。また、携帯情報端末は、文字や画像情報をその複数の面に表示することができる。ここでは3つのアイコン7050を表示した例を示している。また、破線の矩形で示す情報7051を表示部7001の他の面に表示することもできる。情報7051の一例としては、電子メール、SNS、電話などの着信の通知、電子メールやSNSなどの題名、送信者名、日時、時刻、バッテリーの残量、アンテナ受信の強度などがある。または、情報7051が表示されている位置にはアイコン7050などを表示してもよい。
[0156]
図8Fは、大型のテレビジョン装置(テレビ、又はテレビジョン受信機ともいう)であり、筐体7000、表示部7001、等を有することができる。また、ここでは、スタンド7018により筐体7000を支持した構成を示している。また、テレビジョン装置の操作は、別体のリモコン操作機7111、等により行うことができる。なお、表示部7001にタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部7001に触れることで操作してもよい。リモコン操作機7111は、当該リモコン操作機7111から出力する情報を表示する表示部を有していてもよい。リモコン操作機7111が備える操作キーまたはタッチパネルにより、チャンネル及び音量の操作を行うことができ、表示部7001に表示される画像を操作することができる。
[0157]
図8A乃至図8Fに示す電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、様々なソフトウエア(プログラム)によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信又は受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能、等を有することができる。さらに、複数の表示部を有する電子機器においては、一つの表示部を主として画像情報を表示し、別の一つの表示部を主として文字情報を表示する機能、または、複数の表示部に視差を考慮した画像を表示することで立体的な画像を表示する機能、等を有することができる。さらに、受像部を有する電子機器においては、静止画を撮影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を自動または手動で補正する機能、撮影した画像を記録媒体(外部又はカメラに内蔵)に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有することができる。なお、図8A乃至図8Fに示す電子機器が有することのできる機能はこれらに限定されず、様々な機能を有することができる。
[0158]
図8Gは、腕時計型の携帯情報端末であり、例えばスマートウォッチとして用いることができる。この腕時計型の携帯情報端末は、筐体7000、表示部7001、操作用ボタン7022、7023、接続端子7024、バンド7025、マイクロフォン7026、センサ7029、スピーカ7030等を有している。表示部7001は、表示面が湾曲しており、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。また、この携帯情報端末は、例えば無線通信可能なヘッドセットとの相互通信によりハンズフリーでの通話が可能である。なお、接続端子7024により、他の情報端末と相互にデータ伝送を行うことや、充電を行うこともできる。充電動作は無線給電により行うこともできる。
[0159]
ベゼル部分を兼ねる筐体7000に搭載された表示部7001は、非矩形状の表示領域を有している。表示部7001は、時刻を表すアイコン7027、その他のアイコン7028等を表示することができる。また、表示部7001は、タッチセンサ(入力装置)を搭載したタッチパネル(入出力装置)であってもよい。
[0160]
なお、図8Gに示すスマートウォッチは、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、様々なソフトウエア(プログラム)によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信又は受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能、等を有することができる。
[0161]
また、筐体7000の内部に、スピーカ、センサ(力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの)、マイクロフォン等を有することができる。
[0162]
なお、本発明の一態様である発光装置は、本実施の形態に示す電子機器の各表示部に用いることができ、長寿命な電子機器を実現できる。
[0163]
また、発光装置を適用した電子機器として、図9A乃至図9Cに示すような折りたたみ可能な携帯情報端末が挙げられる。図9Aには、展開した状態の携帯情報端末9310を示す。また、図9Bには、展開した状態又は折りたたんだ状態の一方から他方に変化する途中の状態の携帯情報端末9310を示す。さらに、図9Cには、折りたたんだ状態の携帯情報端末9310を示す。携帯情報端末9310は、折りたたんだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。
[0164]
表示部9311はヒンジ9313によって連結された3つの筐体9315に支持されている。なお、表示部9311は、タッチセンサ(入力装置)を搭載したタッチパネル(入出力装置)であってもよい。また、表示部9311は、ヒンジ9313を介して2つの筐体9315間を屈曲させることにより、携帯情報端末9310を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。なお、本発明の一態様の発光装置は、表示部9311に用いることができる。また、長寿命な電子機器を実現できる。表示部9311における表示領域9312は折りたたんだ状態の携帯情報端末9310の側面に位置する表示領域である。表示領域9312には、情報アイコンや使用頻度の高いアプリやプログラムのショートカットなどを表示させることができ、情報の確認やアプリなどの起動をスムーズに行うことができる。
[0165]
また、発光装置を適用した自動車について、図10A、図10Bに示す。すなわち、発光装置を、自動車と一体にして設けることができる。具体的には、図10Aに示す自動車の外側のライト5101(車体後部も含む)、タイヤのホイール5102、ドア5103の一部または全体などに適用することができる。また、図10Bに示す自動車の内側の表示部5104、ハンドル5105、シフトレバー5106、座席シート5107、インナーリアビューミラー5108、フロントガラス5109等に適用することができる。その他のガラス窓の一部に適用してもよい。
[0166]
以上のようにして、本発明の一態様である発光装置を適用した電子機器や自動車を得ることができる。なお、その場合には、長寿命な電子機器を実現できる。また、適用できる電子機器や自動車は、本実施の形態に示したものに限らず、あらゆる分野において適用することが可能である。
[0167]
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
[0168]
(実施の形態4)
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置、またはその一部である発光デバイスを適用して作製される照明装置やその応用例について示す。なお、照明装置の構成については、図11を用いて説明する。
[0169]
図11A、図11Bは、照明装置の断面図の一例を示す。なお、図11Aは基板側に光を取り出すボトムエミッション型の照明装置であり、図11Bは、封止基板側に光を取り出すトップエミッション型の照明装置である。
[0170]
図11Aに示す照明装置4000は、基板4001上に発光デバイス4002を有する。また、基板4001の外側に凹凸を有する基板4003を有する。発光デバイス4002は、第1の電極4004と、EL層4005と、第2の電極4006を有する。
[0171]
第1の電極4004は、電極4007と電気的に接続され、第2の電極4006は電極4008と電気的に接続される。また、第1の電極4004と電気的に接続される補助配線4009を設けてもよい。なお、補助配線4009上には、絶縁層4010が形成されている。
[0172]
また、基板4001と封止基板4011は、シール材4012で接着されている。また、封止基板4011と発光デバイス4002の間には、乾燥剤4013が設けられていることが好ましい。なお、基板4003は、図11Aのような凹凸を有するため、発光デバイス4002で生じた光の取り出し効率を向上させることができる。
[0173]
図11Bの照明装置4200は、基板4201上に発光デバイス4202を有する。発光デバイス4202は第1の電極4204と、EL層4205と、第2の電極4206とを有する。
[0174]
第1の電極4204は、電極4207と電気的に接続され、第2の電極4206は電極4208と電気的に接続される。また第2の電極4206と電気的に接続される補助配線4209を設けてもよい。また、補助配線4209の下部に、絶縁層4210を設けてもよい。
[0175]
基板4201と凹凸のある封止基板4211は、シール材4212で接着されている。また、封止基板4211と発光デバイス4202の間にバリア膜4213および平坦化膜4214を設けてもよい。なお、封止基板4211は、図11Bのような凹凸を有するため、発光デバイス4202で生じた光の取り出し効率を向上させることができる。
[0176]
また、これらの照明装置の応用例としては、室内の照明用であるシーリングライトが挙げられる。シーリングライトには、天井直付型や天井埋め込み型等がある。なお、このような照明装置は、発光装置を筐体やカバーと組み合わせることにより構成される。
[0177]
その他にも床面に灯りを照射し、足元の安全性を高めることができる足元灯などへの応用も可能である。足元灯は、例えば、寝室や階段や通路などに使用するのが有効である。その場合、部屋の広さや構造に応じて適宜サイズや形状を変えることができる。また、発光装置と支持台とを組み合わせて構成される据え置き型の照明装置とすることも可能である。
[0178]
また、シート状の照明装置(シート状照明)として応用することも可能である。シート状照明は、壁面に張り付けて使用するため、場所を取らず幅広い用途に用いることができる。なお、大面積化も容易である。なお、曲面を有する壁面や筐体に用いることもできる。
[0179]
なお、上記以外にも室内に備えられた家具の一部に本発明の一態様である発光装置、またはその一部である発光デバイスを適用し、家具としての機能を備えた照明装置とすることができる。以上のように、本発明の一態様である、発光装置を適用した様々な照明装置が得られる。
[0180]
また、本発明の一態様である発光装置、またはその一部である発光デバイスを適用して作製される応用例として、顔認証センサ用の光源、指紋認証用の光源、暗所における人感センサ用の光源、人体の静脈センサ用の光源、生体の飽和血中酸素濃度を測定するセンサ用の光源、酸素化ヘモグロビンの濃度を測定するセンサ用の光源等が挙げられる。その他にも本発明の一態様である発光装置、またはその一部である発光デバイスの特徴を生かした応用例は、本発明の一態様に含まれるものとする。
[0181]
また、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
実施例 1
[0182]
本実施例では、本発明の一態様である発光デバイスを作製し、得られた素子特性について示す。なお、本実施例で作製する発光デバイス1は、発光スペクトルの最大ピーク波長を800nm付近に有する発光が得られるように調整されたマイクロキャビティ構造を有する発光デバイスであり、発光デバイス2は、発光スペクトルの最大ピーク波長を855nm付近に有する発光が得られるように調整されたマイクロキャビティ構造を有する発光デバイスである。
[0183]
以下に、上記の発光デバイスについての具体的な素子構造およびその作製方法を説明する。なお、本実施例で説明する発光デバイスの素子構造を図12に示し、具体的な構成について表2に示す。また、本実施例で用いる材料の化学式を以下に示す。
[0184]
[表2]


[0185]
[化5]


[0186]
≪発光デバイスの作製≫
<発光デバイス1および発光デバイス2の作製>
本実施例で示す発光デバイスは、図12に示すように基板900上に形成された第1の電極901上に正孔注入層911、正孔輸送層912、発光層913、電子輸送層914、電子注入層915が順次積層され、電子注入層915上に第2の電極903が積層された構造を有する。
[0187]
まず、基板900上に第1の電極901を形成した。電極面積は、4mm (2mm×2mm)とした。また、基板900には、ガラス基板を用いた。また、第1の電極901は、反射電極として、銀(Ag)とパラジウム(Pd)と銅(Cu)の合金膜(Ag−Pd−Cu(APC)膜)をスパッタリング法により、100nmの膜厚で成膜した後、透明電極として酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリング法により、10nmの膜厚で成膜して形成した。
[0188]
ここで、前処理として、基板の表面を水で洗浄し、200℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。その後、1×10 −4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度放冷した。
[0189]
次に、第1の電極901上に正孔注入層911を形成した。正孔注入層911は、真空蒸着装置内を1×10 −4Paに減圧した後、1,3,5−トリ(ジベンゾチオフェン−4−イル)ベンゼン(略称:DBT3P−II)と酸化モリブデンとを、DBT3P−II:酸化モリブデン=2:1(質量比)とし、発光デバイス1の場合は膜厚が25nmとなるように、発光デバイス2の場合は膜厚が30nmとなるように、それぞれ共蒸着して形成した。
[0190]
次に、正孔注入層911上に正孔輸送層912を形成した。正孔輸送層912は、N−(1,1’−ビフェニル−4−イル)−N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−アミン(略称:PCBBiF)を用い、膜厚が20nmになるように蒸着して形成した。
[0191]
次に、正孔輸送層912上に発光層913を形成した。
[0192]
発光層913は、2−[3’−(ジベンゾチオフェン−4−イル)ビフェニル−3−イル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mDBTBPDBq−II)およびPCBBiFに加えて、ゲスト材料(燐光発光材料)として、ビス{4,6−ジメチル−2−[3−(3,5−ジメチルフェニル)−2−ベンゾ[g]キノキサリニル−κN]フェニル−κC}(2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオナト−κ O,O’)イリジウム(III)(略称:[Ir(dmdpbq) (dpm)])を用い、重量比が2mDBTBPDBq−II:PCBBiF:[Ir(dmdpbq) (dpm)]=0.7:0.3:0.1となるように共蒸着した。なお、膜厚は、40nmとした。
[0193]
次に、発光層913上に電子輸送層914を形成した。
[0194]
電子輸送層914は、電子輸送性材料である2mDBTBPDBq−IIの膜厚が20nmとなるように蒸着して形成した後、電子輸送性材料である2,9−ビス(ナフタレン−2−イル)−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(略称:NBPhen)を用い、発光デバイス1の場合は膜厚が75nm、発光デバイス2の場合は膜厚が85nmとなるようにそれぞれ蒸着して形成した。
[0195]
次に、電子輸送層914上に電子注入層915を形成した。なお、電子注入層915は、フッ化リチウム(LiF)を用い、膜厚が1nmになるように蒸着して形成した。
[0196]
次に、電子注入層915上に第2の電極903を形成した。第2の電極903は、銀(Ag)とマグネシウム(Mg)との体積比が1:0.1、膜厚が30nmとなるように蒸着して形成した。なお、本実施例において、第2の電極903は、陰極として機能し、また、光を反射する機能と光を透過する機能とを有する半透過半反射電極である。また、本実施例で示した発光デバイスは第2の電極903から光を取り出すトップエミッション型の発光デバイスである。さらに、第2の電極903上には、有機キャップ層904が形成され、取出し効率を向上させている。なお、有機キャップ層904は、屈折率が1.7以上の材料を用いることが好ましく、ここではDBT3P−IIを100nm蒸着して形成した。
[0197]
以上の工程により、基板900上に一対の電極間にEL層を挟んでなる発光デバイスを形成した。なお、上記工程で説明した正孔注入層911、正孔輸送層912、発光層913、電子輸送層914、電子注入層915は、本発明の一態様におけるEL層を構成する機能層である。また、上述した作製方法における蒸着工程では、全て抵抗加熱法による蒸着法を用いた。
[0198]
また、上記に示すように作製した発光デバイスは、別の基板(図示せず)により封止される。なお、別の基板(図示せず)を用いた封止の際は、窒素雰囲気のグローブボックス内において、紫外光により固化するシール剤を塗布した別の基板(図示せず)を基板900上に固定し、基板900上に形成された発光デバイスの周囲にシール剤が付着するよう基板同士を接着させた。封止時には365nmの紫外光を6J/cm 照射しシール剤を固化し、80℃にて1時間熱処理することによりシール剤を安定化させた。
[0199]
≪発光デバイスの動作特性≫
作製した各発光デバイスの動作特性について測定した。なお、測定は室温(25℃に保たれた雰囲気)で行った。また、各発光デバイスの電流密度−放射発散度特性を図13、電圧−電流密度特性を図14、電流密度−外部量子効率特性を図15、電圧−放射発散度特性を図16にそれぞれ示す。また、以下の表3に電流密度が10mA/cm 付近における各発光デバイスの主な初期特性値を示す。なお、放射発散度、放射束、外部量子効率は、デバイスの配光特性がランバーシアン型と仮定し、放射輝度を用いて算出した。
[0200]
[表3]


[0201]
また、各発光デバイスに10mA/cm の電流密度で電流を流した際のEL発光スペクトルを、図17に示す。発光スペクトルの測定には、近赤外分光放射計(SR−NIR トプコン社製)を用いた。図17において、各発光デバイスは、発光層913に含まれる発光ピーク波長が800nm付近である有機金属錯体、[Ir(dmdpbq) (dpm)]の発光に由来するが、各発光デバイスはそれぞれ光学調整された構造を有するため、発光デバイス1は、800nm付近に、発光デバイス2は、855nm付近にそれぞれ発光ピークを有し、各発光デバイスはマイクロキャビティ効果によって狭線化されたEL発光スペクトルを呈している。なお、有機金属錯体、[Ir(dmdpbq) (dpm)]の発光スペクトルを図18に示す。発光スペクトルの測定には、絶対PL量子収率測定装置((株)浜松ホトニクス製 C11347−01)を用い、窒素雰囲気下でジクロロメタン脱酸素溶液(0.010mmol/L)を石英セルに入れ、密栓し、室温で測定を行った。
[0202]
また、図14及び図16より、各発光デバイスは低い電圧で駆動していることが分かる。また、図15より、各発光デバイスは高い効率で発光を示していることがわかる。
[0203]
発光デバイス1は、強いピーク強度を示す発光を呈しており、特に高い発光効率を示している。このように本発明の一態様により、強いピーク強度を有し、高い発光効率を示す発光デバイスを得ることができる。また、発光デバイス2は、発光層913に含まれる有機金属錯体[Ir(dmdpbq) (dpm)]が示す発光ピーク波長よりピーク波長が長波長なEL発光スペクトルを呈している。このように本発明の一態様により発光物質の発光ピーク波長よりも長波長なピーク波長の発光ELスペクトルを呈する発光デバイスを得ることができる。
[0204]
また、各発光デバイスに2.5mA/cm の電流密度で電流を流した際のEL発光スペクトルの視野角依存性を図19に示す。EL発光スペクトルの測定には、PMA−12(浜松ホトニクス社製)を用いた。
[0205]
図19において、発光デバイス1は正面(0°)からの測定で最も強い発光ピーク強度を示し、正面(0°)から側面(90°)の方向へ角度が広がると、発光ピーク強度が弱くなる傾向があることが確認された。一方、発光デバイス2は、正面(0°)からよりも側面方向へ40°の角度からの測定において発光ピーク強度が最大となる傾向があることが確認された。
[0206]
また、図19に示すEL発光スペクトルから、ランバーシアンに対するフォトン数の比を算出したところ、発光デバイス1では39.3%、発光デバイス2では108.4%となった。このフォトン数の比と表3に示すランバーシアン型で仮定した外部量子効率とを掛け合わせることにより、視野角を考慮した正確な外部量子効率の値として、発光デバイス1では3.9%、発光デバイス2では6.1%が得られた。従って、ランバーシアン仮定での外部量子効率と視野角を考慮した外部量子効率の関係から、正面での発光強度は発光デバイス1が強く、全光束での発光強度は発光デバイス2が強いことがわかる。
[0207]
また、有機キャップ層904に用いたDBT3P−IIの屈折率をJ.A.Woolam社製回転補償子型多入射角高速分光エリプソメーター(M−2000U)にて室温で測定した。その結果、DBT3P−IIの633nmの波長における常光屈折率(Ordinary)は1.80であり、異常光屈折率(extraordinary)は1.73であった。
[0208]
また、上記発光デバイス1および2の信頼性試験を行った。測定結果を図20に示す。図20において、縦軸は初期発光強度を100%とした時の規格化強度(%)を示し、横軸は素子の駆動時間(h)を示す。なお、信頼性試験は、電流密度を75mA/cm に設定し、発光デバイスを駆動させて行った。
[0209]
信頼性試験の結果より、発光デバイス1および2は、いずれも高い信頼性を示すことが分かった。これは、近赤外領域に発光を示し、励起状態が安定な、有機金属錯体、[Ir(dmdpbq) (dpm)]を発光デバイスの発光層に用いた効果による。
[0210]
(参考合成例1)
本参考合成例では、実施例1で用いた有機金属錯体、ビス{4,6−ジメチル−2−[3−(3,5−ジメチルフェニル)−2−ベンゾ[g]キノキサリニル−κN]フェニル−κC}(2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオナト−κ O,O’)イリジウム(III)(略称:[Ir(dmdpbq) (dpm)])の合成方法について説明する。
[0211]
[化6]


[0212]
<ステップ1;2,3−ビス−(3,5−ジメチルフェニル)−2−ベンゾ[g]キノキサリン(略称:Hdmdpbq)の合成>
まず、Hdmdpbqを合成した。3,3’,5,5’−テトラメチルベンジル3.20g、2,3−ジアミノナフタレン1.97g、エタノール60mLを、還流管を付けた三口フラスコに入れ、内部を窒素置換した後、90℃で7時間半撹拌した。所定時間経過後、溶媒を留去した。その後、トルエンを展開溶媒とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、目的物を得た(黄色固体、収量3.73g、収率79%)。ステップ1の合成スキームを(a−1)に示す。
[0213]
[化7]


[0214]
ステップ1で得られた黄色固体の核磁気共鳴分光法( H−NMR)による分析結果を下記に示す。この結果から、Hdmdpbqが得られたことがわかった。
[0215]
得られた物質の H NMRデータを以下に示す。 H−NMR.δ(CD Cl ):2.28(s,12H),7.01(s,2H),7.16(s,4H),7.56−7.58(m,2H),8.11−8.13(m,2H),8.74(s,2H).
[0216]
<ステップ2;ジ−μ−クロロ−テトラキス{4,6−ジメチル−2−[3−(3,5−ジメチルフェニル)−2−ベンゾ[g]キノキサリニル−κN]フェニル−κC}ジイリジウム(III)(略称:[Ir(dmdpbq) Cl] )の合成>
次に、2−エトキシエタノール15mL、水5mL、ステップ1で得たHdmdpbq1.81g、及び、塩化イリジウム水和物(IrCl ・H O)(フルヤ金属社製)0.66gを、還流管を付けたナスフラスコに入れ、フラスコ内をアルゴン置換した。その後、マイクロ波(2.45GHz 100W)を2時間照射し、反応させた。所定時間経過後、得られた残渣をメタノールで吸引ろ過、洗浄し、目的物を得た(黒色固体、収量1.76g、収率81%)。ステップ2の合成スキームを(a−2)に示す。
[0217]
[化8]


[0218]
<ステップ3;[Ir(dmdpbq) (dpm)]の合成>
次に、2−エトキシエタノール20mL、ステップ2で得た[Ir(dmdpbq) Cl] 1.75g、ジピバロイルメタン(略称:Hdpm)0.50g、及び、炭酸ナトリウム0.95gを、還流管を付けたナスフラスコに入れ、フラスコ内をアルゴン置換した。その後、マイクロ波(2.45GHz 100W)を3時間照射した。
[0219]
得られた残渣を、メタノールで吸引ろ過した後、水、メタノールで洗浄した。得られた固体を、ジクロロメタンを展開溶媒とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した後、ジクロロメタンとメタノールの混合溶媒にて再結晶することにより、目的物を得た(暗緑色固体、収量0.42g、収率21%)。得られた暗緑色固体0.41gを、トレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製条件は、圧力2.7Pa、アルゴンガスを流量10.5mL/minで流しながら、300℃で暗緑色固体を加熱した。昇華精製後、暗緑色固体を収率78%で得た。ステップ3の合成スキームを(a−3)に示す。
[0220]
[化9]


[0221]
ステップ3で得られた暗緑色固体の核磁気共鳴分光法( H−NMR)による分析結果を下記に示す。この結果から、[Ir(dmdpbq) (dpm)]が得られたことがわかった。
[0222]
得られた物質の H NMRデータを以下に示す。
  H−NMR.δ(CD Cl ):0.75(s,18H),0.97(s,6H),2.01(s,6H),2.52(s,12H),4.86(s,1H),6.39(s,2H),7.15(s,2H),7.31(s,2H),7.44−7.51(m,4H),7.80(d,2H),7.86(s,4H),8.04(d,2H),8.42(s,2H),8.58(s,2H).

符号の説明

[0223]
101:第1の電極、102:第2の電極、103:EL層、103a、103b:EL層、104:電荷発生層、105:有機キャップ層、111、111a、111b:正孔注入層、112、112a、112b:正孔輸送層、113、113a、113b:発光層、114、114a、114b:電子輸送層、115、115a、115b:電子注入層、200R、200G、200B:光学距離、201:第1の基板、202:トランジスタ(FET)、203R、203G、203B、203W:発光デバイス、204:EL層、205:第2の基板、206R、206G、206B:カラーフィルタ、206R’、206G’、206B’:カラーフィルタ、207:第1の電極、208:第2の電極、209:黒色層(ブラックマトリックス)、210R、210G:導電層、301:第1の基板、302:画素部、303:駆動回路部(ソース線駆動回路)、304a、304b:駆動回路部(ゲート線駆動回路)、305:シール材、306:第2の基板、307:引き回し配線、308:FPC、309:FET、310:FET、311:FET、312:FET、313:第1の電極、314:絶縁物、315:EL層、316:第2の電極、317:発光デバイス、318:空間、900:基板、901:第1の電極、902:EL層、903:第2の電極、904:有機キャップ層、911:正孔注入層、912:正孔輸送層、913:発光層、914:電子輸送層、915:電子注入層、4000:照明装置、4001:基板、4002:発光デバイス、4003:基板、4004:第1の電極、4005:EL層、4006:第2の電極、4007:電極、4008:電極、4009:補助配線、4010:絶縁層、4011:封止基板、4012:シール材、4013:乾燥剤、4200:照明装置、4201:基板、4202:発光デバイス、4204:第1の電極、4205:EL層、4206:第2の電極、4207:電極、4208:電極、4209:補助配線、4210:絶縁層、4211:封止基板、4212:シール材、4213:バリア膜、4214:平坦化膜、、5101:ライト、5102:ホイール、5103:ドア、5104:表示部、5105:ハンドル、5106:シフトレバー、5107:座席シート、5108:インナーリアビューミラー、5109:フロントガラス、7000:筐体、7001:表示部、7002:第2表示部、7003:スピーカ、7004:LEDランプ、7005:操作キー、7006:接続端子、7007:センサ、7008:マイクロフォン、7009:スイッチ、7010:赤外線ポート、7011:記録媒体読込部、7014:アンテナ、7015:シャッターボタン、7016:受像部、7018:スタンド、7022、7023:操作用ボタン、7024:接続端子、7025:バンド、7026:マイクロフォン、7029:センサ、7030:スピーカ、7052、7053、7054:情報、9310:携帯情報端末、9311:表示部、9312:表示領域、9313:ヒンジ、9315:筐体

請求の範囲

[請求項1]
 第1の電極と第2の電極との間にEL層を有し、
 前記第1の電極は反射電極であり、前記第2の電極は半透過半反射電極であり、
 前記EL層は、750nm以上1000nm以下の波長範囲に発光ピークを有する光を呈し、
 前記第1の電極および前記第2の電極の一方、または両方は、500nmの波長の光よりも850nmの波長の光に対して高い反射率を示す発光デバイス。
[請求項2]
 第1の電極と第2の電極との間にEL層を有し、
 前記第1の電極は反射電極であり、前記第2の電極は半透過半反射電極であり、
 前記EL層は、750nm以上1000nm以下の波長範囲に発光ピークを有する光を呈し、
 前記第1の電極および前記第2の電極の一方、または両方は、500nmの波長の光よりも850nmの波長の光に対して高い反射率を示し、
 前記第2の電極は20nm以上60nm以下の膜厚を有する発光デバイス。
[請求項3]
 請求項1または請求項2において、
 前記第2の電極に接して前記第2の電極を前記EL層とで挟持する有機層を有し、
 前記有機層は、1.7以上の屈折率を有する発光デバイス。
[請求項4]
 請求項3において、
 前記有機層の膜厚は、80nm以上160nm以下である発光デバイス。
[請求項5]
 第1の電極と第2の電極との間にEL層を有し、
 前記第1の電極は反射電極であり、前記第2の電極は半透過半反射電極であり、
 前記EL層は、750nm以上1000nm以下の波長範囲に発光ピークを有する発光物質を有し、
 前記EL層が呈する光は、前記発光物質の発光ピークよりも長波長である発光デバイス。
[請求項6]
 請求項1乃至請求項5のいずれか一において、
 前記第1の電極または前記第2の電極の少なくとも一方は、金(Au)、銀(Ag)、または銅(Cu)の少なくとも一を有する発光デバイス。
[請求項7]
 請求項1乃至請求項6のいずれか一において、
 前記第1の電極は、850nmの波長の光に対して90%以上の反射率を示す発光デバイス。
[請求項8]
 請求項1乃至請求項7のいずれか一において、
 前記第2の電極は、850nmの波長の光に対して90%以上の反射率を示す発光デバイス。
[請求項9]
 請求項5乃至請求項8のいずれか一において、
 前記発光物質は、燐光発光物質である発光デバイス。
[請求項10]
 請求項5乃至請求項9のいずれか一において、
 前記発光物質は、一般式(G1)で表される有機金属錯体である発光デバイス。
[化1]


 (式中、R ~R 11は、それぞれ独立に、水素または炭素数1以上6以下のアルキル基を表し、R ~R のうち少なくとも2つは、炭素数1以上6以下のアルキル基を表し、R ~R のうち少なくとも2つは、炭素数1以上6以下のアルキル基を表し、Xは、置換または無置換のベンゼン環またはナフタレン環を表し、nは2または3であり、Lはモノアニオン性の配位子を表す。)
[請求項11]
 請求項1乃至請求項10のいずれか一に記載の発光デバイスと、
 FPCと、
 を有する発光装置。
[請求項12]
 請求項11に記載の発光装置と、
 マイク、カメラ、操作用ボタン、外部接続部、または、スピーカの少なくとも一と、
 を有する電子機器。
[請求項13]
 請求項1乃至請求項10のいずれか一に記載の発光デバイスと、
 筐体、またはカバーの少なくとも一と、
 を有する照明装置。

図面

[ 図 1A]

[ 図 1B]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7A]

[ 図 7B]

[ 図 8A]

[ 図 8B]

[ 図 8C]

[ 図 8D]

[ 図 8E]

[ 図 8F]

[ 図 8G]

[ 図 9A]

[ 図 9B]

[ 図 9C]

[ 図 10A]

[ 図 10B]

[ 図 11A]

[ 図 11B]

[ 図 12]

[ 図 13]

[ 図 14]

[ 図 15]

[ 図 16]

[ 図 17]

[ 図 18]

[ 図 19A]

[ 図 19B]

[ 図 20]