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TW202239939A - 有機化合物、發光器件、發光裝置、電子裝置及照明設備 - Google Patents

有機化合物、發光器件、發光裝置、電子裝置及照明設備 Download PDF

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TW202239939A
TW202239939A TW111102196A TW111102196A TW202239939A TW 202239939 A TW202239939 A TW 202239939A TW 111102196 A TW111102196 A TW 111102196A TW 111102196 A TW111102196 A TW 111102196A TW 202239939 A TW202239939 A TW 202239939A
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TW
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layer
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carbon atoms
organic compound
unsubstituted
Prior art date
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TW111102196A
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鳥巣桂都
河野優太
田藍莉
渡部剛吉
大澤信晴
瀬尾哲史
尾坂晴恵
久保田優子
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日商半導體能源研究所股份有限公司
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Abstract

提供一種折射率低的電子傳輸層用材料。提供一種由下述通式(G1)表示的有機化合物。在下述通式(G1)中,Q 1至Q 3中的一個至三個表示N,在Q 1至Q 3中的一個或兩個表示N的情況下,其餘兩個或一個表示CH。另外,R 0表示氫、碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基和由式(G1-1)表示的基中的任一個。R 1至R 15中的至少一個表示包含嘧啶基、吡
Figure 111102196-A0304-1
基和三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個的取代基或未取代基,其餘分別獨立地表示氫、碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基、取代或未取代的成環碳原子數為6至14的芳烴基和取代或未取代的吡啶基中的任一個。

Description

有機化合物、發光器件、發光裝置、電子裝置及照明設備
本發明的一個實施方式係關於一種有機化合物、發光器件、顯示模組、照明模組、顯示裝置、發光裝置、電子裝置、照明設備及電子器件。注意,本發明的一個實施方式不侷限於上述技術領域。本說明書等所公開的發明的一個實施方式的技術領域係關於一種物體、方法或製造方法。另外,本發明的一個實施方式係關於一種製程(process)、機器(machine)、產品(manufacture)或者組合物(composition of matter)。由此,更明確而言,作為本說明書所公開的本發明的一個實施方式的技術領域的一個例子可以舉出半導體裝置、顯示裝置、液晶顯示裝置、發光裝置、照明設備、蓄電裝置、記憶體裝置、攝像裝置、這些裝置的驅動方法或者這些裝置的製造方法。
使用有機化合物且利用電致發光(EL:Electroluminescence)的發光器件(有機EL器件)的實用化非常活躍。在這些發光器件的基本結構中,在一對電極之間夾有包含發光材料的有機化合物層(EL層)。藉由對該元件施加電壓,注入載體,利用該載體的再結合能量,可以獲得來自發光材料的發光。
因為這種發光器件是自發光型發光器件,所以當用於顯示器的像素時比起液晶有可見度更高、不需要背光源等優勢。因此,該發光器件適合於平板顯示器元件。另外,使用這種發光器件的顯示器可以被製造成薄且輕,這也是極大的優點。而且,非常快的回應速度也是其特徵之一。
此外,因為這種發光器件的發光層可以在二維上連續地形成,所以可以獲得面發光。因為該特徵是在利用以白熾燈或LED為代表的點光源或者以螢光燈為代表的線光源中難以得到的,所以作為可應用於照明等的面光源的利用價值也高。
如上所述,可以將使用發光器件的顯示器或照明設備適合用於各種各樣的電子裝置,為了追求具有更良好的特性的發光器件的研究開發日益活躍。
提取效率低是有機EL元件的常見問題之一。尤其是,因鄰層間的折射率不同引起的反射導致的衰減成為元件效率下降的主要原因。為了降低該影響,提出了在EL層內部形成由低折射率材料形成的層的結構(例如,參照非專利文獻1)。
與具有現有結構的發光器件相比,具有該結構的發光器件可以具有更高的光提取效率及外部量子效率,但是很難在不對其他發光器件的重要特性造成不良影響的情況下將這種低折射率的層形成在EL層內部。因為,低折射率與高載體傳輸性或用於發光器件時的可靠性具有權衡關係。這是因為有機化合物中的載體傳輸性或可靠性大多來源於不飽和鍵的存在而具有很多不飽和鍵的有機化合物傾向於具有高折射率。
[專利文獻1] Jaeho Lee等12名,“Synergetic electrode architecture for efficient graphene-based flexible organic light-emitting diodes”,nature COMMUNICATIONS,2016年6月2日,DOI:10.1038/ncomms11791
本發明的一個實施方式的目的是提供一種新穎發光器件用材料或新穎電子傳輸層用材料。本發明的一個實施方式的目的是提供一種折射率低的新穎發光器件用材料或電子傳輸層用材料。本發明的一個實施方式的目的是提供一種折射率低且具有載體傳輸性的新穎發光器件用材料或電子傳輸層用材料。本發明的一個實施方式的目的是提供一種折射率低且具有電子傳輸性的新穎發光器件用材料或電子傳輸層用材料。
本發明的另一個實施方式的目的是提供一種發光效率高的發光器件。本發明的另一個實施方式的目的是提供一種可靠性高的發光器件。本發明的另一個實施方式的目的之一是提供一種功耗低的發光器件、發光裝置、電子裝置、顯示裝置及電子器件。本發明的另一個實施方式的目的是提供一種功耗低且可靠性高的發光器件、發光裝置、電子裝置、顯示裝置及電子器件。
注意,這些目的的記載不妨礙其他目的的存在。本發明的一個實施方式並不一定需要實現所有上述目的。另外,可以從說明書、圖式、申請專利範圍等的記載得知並衍生上述以外的目的。
本發明只要實現上述目的中的任一個即可。
本發明的一個實施方式是由通式(G1)表示的有機化合物。
[化學式1]
Figure 02_image001
在上述通式(G1)中,Q 1至Q 3中的一個至三個表示N,在Q 1至Q 3中的一個或兩個表示N的情況下,其餘兩個或一個表示CH。R 0表示氫、碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基和由式(G1-1)表示的基中的任一個。R 1至R 15中的至少一個表示包含嘧啶基、吡
Figure 111102196-A0304-1
基和三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個的取代基或未取代基,其餘分別獨立地表示氫、碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基、取代或未取代的成環碳原子數為6至14的芳烴基和取代或未取代的吡啶基中的任一個。當具有取代基時,包含嘧啶基、吡
Figure 111102196-A0304-1
基和三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個的取代基或未取代基包括一個或多個取代基,該取代基分別獨立地是碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基、成環碳原子數為6至14的芳烴基和吡啶基中的任一個。注意,由上述通式(G1)表示的有機化合物包括選自碳原子數為1至6的烷基及碳原子數為3至10的脂環基中的多個烴基,相對於分子內的總碳原子數的以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數的比率為10%以上且60%以下。
本發明的一個實施方式是由通式(G2)表示的有機化合物。
[化學式2]
Figure 02_image003
在上述通式(G2)中,Q 1至Q 3中的一個至三個表示N,在Q 1至Q 3中的一個或兩個表示N的情況下,其餘兩個或一個表示CH。R 1至R 15中的至少一個表示包含嘧啶基、吡
Figure 111102196-A0304-1
基和三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個的取代基或未取代基,其餘分別獨立地表示氫、碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基、取代或未取代的成環碳原子數為6至14的芳烴基和取代或未取代的吡啶基中的任一個。當具有取代基時,包含嘧啶基、吡
Figure 111102196-A0304-1
基和三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個的取代基或未取代基包括一個或多個取代基,該取代基分別獨立地是碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基、成環碳原子數為6至14的芳烴基和吡啶基中的任一個。注意,由上述通式(G2)表示的有機化合物包括選自碳原子數為1至6的烷基及碳原子數為3至10的脂環基中的多個烴基,相對於分子內的總碳原子數的以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數的比率為10%以上且60%以下。
本發明的一個實施方式是由通式(G3)表示的有機化合物。
[化學式3]
Figure 02_image005
在上述通式(G3)中,Q 1至Q 3中的一個至三個表示N,在Q 1至Q 3中的一個或兩個表示N的情況下,其餘兩個或一個表示CH。R 2、R 4、R 7、R 9、R 12及R 14中的至少一個表示包含嘧啶基、吡
Figure 111102196-A0304-1
基和三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個的取代基或未取代基,其餘分別獨立地表示氫、碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基、取代或未取代的成環碳原子數為6至14的芳烴基和取代或未取代的吡啶基中的任一個。當具有取代基時,包含嘧啶基、吡
Figure 111102196-A0304-1
基和三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個的取代基或未取代基包括一個或多個取代基,該取代基分別獨立地是碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基、成環碳原子數為6至14的芳烴基和吡啶基中的任一個。注意,由上述通式(G3)表示的有機化合物包括選自碳原子數為1至6的烷基及碳原子數為3至10的脂環基中的多個烴基,相對於分子內的總碳原子數的以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數的比率為10%以上且60%以下。
在上述各結構中,由通式(G1)、通式(G2)及通式(G3)表示的有機化合物中的包含嘧啶基、吡
Figure 111102196-A0304-1
基和三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個的取代基或未取代基較佳為由下述式(G1-2)表示。
[化學式4]
Figure 02_image007
在上述式(G1-2)中,α表示取代或未取代的伸苯基。另外,R 20表示取代或未取代的嘧啶基、取代或未取代的吡
Figure 111102196-A0304-1
基以及取代或未取代的三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個。m表示0至2。注意,在m為2時,多個α可以彼此相同或不同。另外,n表示1或2。注意,在n為2時,多個R 20可以彼此相同或不同。
在上述結構中,R 2及R 4中的一者或兩者較佳為由式(G1-2)表示的基(注意,當R 2及R 4的兩者為由式(G1-2)表示的基時,由式(G1-2)表示的兩個基可以彼此相同或不同)。
在上述各結構中,由通式(G1)、通式(G2)及通式(G3)表示的有機化合物中的包含嘧啶基、吡
Figure 111102196-A0304-1
基和三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個的取代基或未取代基較佳為由式(G1-3)表示。
[化學式5]
Figure 02_image009
在上述式(G1-3)中,R 21表示氫、碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基和由式(G1-3-1)表示的基中的任一個。R 22表示由式(G1-3-1)表示的基。在式(G1-3-1)中,R 23及R 24分別獨立地表示氫、碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基、取代或未取代的嘧啶基、取代或未取代的吡
Figure 111102196-A0304-1
基和取代或未取代的三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個,R 23和R 24中的至少一個表示取代或未取代的嘧啶基、取代或未取代的吡
Figure 111102196-A0304-1
基和取代或未取代的三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個。另外,n表示0至2。注意,在n為2時,多個R 21可以彼此相同或不同。
在上述結構中,R 2和R 4中的一者或兩者較佳為由式(G1-3)表示的基(注意,當R 2及R 4的兩者為由式(G1-3)表示的基時,由式(G1-3)表示的兩個基可以彼此相同或不同)。
在上述各結構中,在由通式(G1)、通式(G2)及通式(G3)表示的有機化合物中的成環碳原子數為6至14的芳烴基包括取代基的情況下,該取代基較佳為碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基、未取代的碳原子數為6至14的芳烴基和被碳原子數為1至6的烷基或碳原子數為3至10的脂環基取代的成環碳原子數為6至14的芳烴基中的任一個。
在上述各結構中,由通式(G1)、通式(G2)及通式(G3)表示的有機化合物中的成環碳原子數為6至14的芳烴基較佳為苯基、萘基、菲基和茀基中的任一個。
在上述各結構中,由通式(G1)、通式(G2)及通式(G3)表示的有機化合物中的成環碳原子數為6至14的芳烴基較佳為由下述式(ra-1)至(ra-16)中的任一個表示。
[化學式6]
Figure 02_image011
在上述各結構中,由通式(G1)、通式(G2)及通式(G3)表示的有機化合物中的取代或未取代的吡啶基較佳為未取代的吡啶基或者被一個或多個甲基取代的吡啶基。
在上述各結構中,由通式(G1)、通式(G2)及通式(G3)表示的有機化合物以及由上述式(G1-3)及式(G1-3-1)表示的包含嘧啶基、吡
Figure 111102196-A0304-1
基和三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個的取代基或未取代基中的脂環基較佳為碳原子數為3至6的環烷基。
在上述各結構中,由通式(G1)、通式(G2)及通式(G3)表示的有機化合物以及由上述式(G1-3)及式(G1-3-1)表示的包含嘧啶基、吡
Figure 111102196-A0304-1
基和三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個的取代基或未取代基中的碳原子數為1至6的烷基較佳為具有碳原子數為3至5的支鏈的烷基。
本發明的另一個實施方式是由通式(G3’)表示的有機化合物。
[化學式7]
Figure 02_image013
在上述通式(G3’)中,Q 1至Q 3中的一個至三個表示N,在Q 1至Q 3中的一個或兩個表示N的情況下,其餘兩個或一個表示CH。另外,R 2是由式(R 2-1)表示的基,R 4、R 7、R 9、R 12及R 14分別獨立地表示由式(r-1)至(r-44)表示的基中的任一個。注意,在式(R 2-1)中,β表示取代或未取代的伸苯基或者取代或未取代的聯苯二基,R 25表示由式(r-1)至(r-24)表示的基中的任一個,n表示1或2。注意,由上述通式(G3’)表示的有機化合物包括選自碳原子數為1至6的烷基及碳原子數為3至10的脂環基中的多個烴基,相對於分子內的總碳原子數的以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數的比率為10%以上且60%以下。
[化學式8]
Figure 02_image015
[化學式9]
Figure 02_image017
[化學式10]
Figure 02_image019
在上述結構中,較佳的是,由上述式(R 2-1)表示的基中的β為由下述式(β-1)至(β-14)中的任一個表示的基。
[化學式11]
Figure 02_image021
另外,本發明的另一個實施方式是由下述結構式(137)和(154)中的任一個表示的有機化合物。
[化學式12]
Figure 02_image023
此外,本發明的另一個實施方式是一種使用上述本發明的一個實施方式的有機化合物的發光器件。此外,不但包含上述有機化合物而且包含客體材料的發光器件也包括在本發明的範疇之內。
此外,一對電極之間的EL層及EL層中的發光層使用本發明的一個實施方式的有機化合物形成的發光器件也包括在本發明的範疇之內。除了上述發光器件之外,本發明還包括包含如下層的發光器件,該層接觸於電極並包含有機化合物(例如,蓋層)。此外,不但包括發光器件之外而且包括電晶體或基板等的發光裝置也包括在發明的範疇內。並且,不但包括上述發光器件而且包括檢測部、輸入部和通訊部等中的任意個的電子裝置或照明設備也包括在發明的範疇內。
此外,本發明的一個實施方式不僅包括具有發光器件的發光裝置,而且還包括具有發光裝置的照明設備。因此,本說明書中的發光裝置是指影像顯示裝置或光源(包括照明設備)。此外,發光裝置還包括如下模組:發光裝置安裝有連接器諸如FPC(Flexible printed circuit:軟性印刷電路)或TCP(Tape Carrier Package:捲帶式封裝)的模組;在TCP端部設置有印刷線路板的模組;或者IC(積體電路)藉由COG(Chip On Glass:晶粒玻璃接合)方式直接安裝到發光器件的模組。
根據本發明的一個實施方式,可以提供一種新穎有機化合物。根據本發明的一個實施方式,可以提供一種具有載體傳輸性的新穎有機化合物。根據本發明的一個實施方式,可以提供一種具有電子傳輸性的新穎有機化合物。根據本發明的一個實施方式,可以提供一種折射率低的有機化合物。根據本發明的一個實施方式,可以提供一種折射率低且具有載體傳輸性的有機化合物。根據本發明的一個實施方式,可以提供一種折射率低且具有電子傳輸性的有機化合物。
根據本發明的另一個實施方式,可以提供一種發光效率高的發光器件。根據本發明的另一個實施方式,可以提供一種可靠性高的發光器件。根據本發明的一個實施方式,可以提供一種功耗低的發光器件、發光裝置、電子裝置、顯示裝置及電子器件。根據本發明的一個實施方式,可以提供一種功耗低且可靠性高的發光器件、發光裝置、電子裝置、顯示裝置及電子器件。
注意,這些效果的記載不妨礙其他效果的存在。此外,本發明的一個實施方式並不需要實現所有上述效果。另外,可以從說明書、圖式、申請專利範圍等的記載得知並衍生上述以外的效果。
以下,參照圖式對本發明的實施方式進行詳細說明。注意,本發明不侷限於以下說明,而所屬技術領域的通常知識者可以很容易地理解一個事實就是其方式及詳細內容在不脫離本發明的精神及其範圍的情況下可以被變換為各種各樣的形式。因此,本發明不應該被解釋為僅限定在以下所示的實施方式所記載的內容中。
實施方式1 作為能夠用於有機EL元件的具有載體傳輸性的有機化合物中的折射率低的材料之一,已知1,1-雙[4-[N,N-二(對甲苯基)胺基]苯基]環己烷(簡稱:TAPC)。在將折射率低的材料用於EL層時可以提高發光器件的外部量子效率,因此可以期待藉由使用TAPC來得到外部量子效率良好的發光器件。然而,由於TAPC的玻璃化轉變點較低,所以對耐熱性有問題。另外,TAPC能夠使電洞流過,但是實質上不能使電子流過。
注意,為了得到折射率低的材料,較佳為在分子內引入原子折射小的原子或者引入分子折射低的取代基。作為分子折射低的取代基,可以舉出飽和烴基及環狀飽和烴基等。
一般而言,載體傳輸性與折射率具有權衡關係,有在提高載體傳輸性時折射率變高的觀念。這是因為有機化合物中的載體傳輸性大多來源於不飽和鍵的存在而具有很多不飽和鍵的有機化合物傾向於具有高折射率。
另外,已知:因為電子傳輸性的有機化合物被要求的LUMO(最低空分子軌域:Lowest Unoccupied Molecular Orbital)能階很低,所以本來與電洞傳輸性的有機化合物相比難以呈現在使用有機EL器件時需要的特性如移動率及穩定性等。因此,對這些特性帶來負面影響的飽和烴基的引入以往被認為不是較佳的。
然而,本案發明人與這些觀念相反地發現一種作為兼作載體傳輸性和低折射率的化合物包含如下有機化合物的發光器件用材料,在該有機化合物中,構成飽和烴基的以sp 3混成軌域形成鍵合的碳原子的比率位於規定範圍內且具有嘧啶骨架、吡
Figure 111102196-A0304-1
骨架、二
Figure 111102196-A0304-1
骨架或三
Figure 111102196-A0304-1
骨架。注意,因為該發光器件用材料具有低折射率的光學特性及電子傳輸性,適合用於發光器件及光電轉換器件等光電子器件的電子傳輸層,所以還可以用作電子傳輸層用材料。注意,該發光器件用材料及電子傳輸層用材料所包含的有機化合物可以藉由調整該有機化合物所包括的取代基中的包含以sp 3混成軌域形成鍵合的碳原子的取代基的數量或其取代位置來在保持高電子傳輸性的同時實現低折射率。另外,在該有機化合物中,藉由將以sp 3混成軌域形成鍵合的碳原子的比率設定為規定範圍內,可以得到除了低折射率和高電子傳輸性之外還具有玻璃化轉變點較高的耐熱性的發光器件用材料及電子傳輸層用材料。
注意,藉由將上述發光器件用材料用於發光器件的EL層,由於低折射率的特性而可以提高EL層的發光提取效率,從而可以提高發光器件的發光效率。
另外,因為上述電子傳輸層用材料具有高電子傳輸性所以適合用於發光器件的EL層的電子傳輸層,並且由於低折射率的特性而可以提高EL層的發光提取效率,從而可以提高發光器件的發光效率。另外,因為本發明的一個實施方式的電子傳輸層用材料具有高電子傳輸性和光(尤其是可見光)透過性,所以適合用於光電轉換器件的電子傳輸層。
該發光器件用材料或電子傳輸層用材料包含有機化合物,在該有機化合物中,包括至少一個包含一個至三個氮原子的六員環的雜芳環,有機化合物的玻璃化轉變點為90℃以上,由有機化合物而成的層的折射率為1.5以上且1.75以下。另外,本發明的一個實施方式是一種包含有機化合物的發光器件用材料或電子傳輸層用材料,所述有機化合物包括至少一個包含一個至三個氮原子的六員環的雜芳環,有機化合物的玻璃化轉變點為90℃以上,有機化合物的相對於分子內的總碳原子數的以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數的比率為10%以上且60%以下。另外,本發明的一個實施方式是一種包含有機化合物的發光器件用材料或電子傳輸層用材料,所述有機化合物包括至少一個包含一個至三個氮原子的六員環的雜芳環,有機化合物的玻璃化轉變點為90℃以上,在利用 1H-NMR對有機化合物進行測量的結果中小於4ppm的信號的積分值為4ppm以上的信號的積分值的1/2倍以上。
注意,上述有機化合物中的雜芳環較佳為三
Figure 111102196-A0304-1
環或二
Figure 111102196-A0304-1
環,更佳為三
Figure 111102196-A0304-1
環或嘧啶環。另外,上述玻璃化轉變點較佳為100℃以上,更佳為110℃以上,進一步較佳為120℃以上。
另外,上述發光器件用材料或電子傳輸層用材料包含有機化合物,在該有機化合物中,包括至少一個包含一個至三個氮原子的六員環的雜芳環,包括成環碳原子數為6至14的多個芳烴環,多個芳烴環中的至少兩個是苯環,包括以sp 3混成軌域形成鍵合的多個烴基,由有機化合物而成的層的相對於455nm以上且465nm以下的範圍內的任意波長的光的尋常光線折射率為1.5以上且1.75以下。注意,上述苯環較佳為單環苯環,亦即為沒有與其他芳香環稠合的苯環。
注意,上述結構所示的以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數的比率影響到有機化合物的折射率。就是說,當以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數變多時,折射率下降,由此可以提高使用該有機化合物的發光器件的光提取效率。
另外,在上述電子傳輸層用材料中,包括至少一個包含一個至三個氮原子的六員環的雜芳環,包括成環碳原子數為6至14的多個芳烴環,多個芳烴環中的至少兩個是苯環,包括以sp 3混成軌域形成鍵合的多個烴基,有機化合物的相對於分子內的總碳原子數的以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數的比率較佳為10%以上且60%以下。
注意,上述結構所示的以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數的比率影響到有機化合物的折射率。就是說,當以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數變多時,折射率下降,由此可以提高使用該有機化合物的發光器件的光提取效率。然而,當以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數過多時,由於在有機化合物的分子間彼此相鄰的分子的LUMO的重疊被阻礙,載體傳輸性(電子傳輸性及注入性等)下降,所以相對於分子內的總碳原子數的以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數的比率較佳為10%以上且60%以下,更佳為20%以上且50%以下。並且,相對於分子內的總碳原子數的以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數的比率較佳為20%以上且40%以下。
另外,在上述電子傳輸層用材料中,包括至少一個包含一個至三個氮原子的六員環的雜芳環,包括成環碳原子數為6至14的多個芳烴環,多個芳烴環中的至少兩個是苯環,包括以sp 3混成軌域形成鍵合的多個烴基,在利用 1H-NMR對有機化合物進行測量的結果中小於4ppm的信號的積分值較佳為4ppm以上的信號的積分值的1/2倍以上。
注意,上述結構所示的以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數的比率影響到有機化合物的折射率。就是說,當以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數變多時,折射率下降,由此可以提高使用該有機化合物的發光器件的光提取效率。此外,當以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數較多時,玻璃化轉變點等耐熱性得到提高,所以是較佳的。然而,當以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數過多時,由於在有機化合物的分子間彼此相鄰的分子的LUMO的重疊被阻礙,載體傳輸性(電子傳輸性及注入性等)下降,所以在利用 1H-NMR對有機化合物進行測量的結果中,來源於烷基和脂環基的質子的小於4ppm的信號的積分值較佳為來源於芳基或雜芳基的4ppm以上的信號的積分值的1/2倍以上且2倍以下,更佳為1倍以上且1.5倍以下。
另外,上述發光器件用材料或電子傳輸層用材料所包含的有機化合物的分子量較佳為500以上且2000以下。在分子量是700以上且1500以下的情況下,熱物性(玻璃化轉變點)較高,在昇華(蒸鍍)時不容易被分解,所以是更佳的。
另外,較佳的是,在上述發光器件用材料或電子傳輸層用材料所包含的有機化合物的分子內,以sp 3混成軌域形成鍵合的烴基都與芳烴環鍵合,LUMO沒有分佈在該烴基所鍵合的芳烴環上,就是說,LUMO分佈在有機化合物的分子內的該烴基所鍵合的芳烴環以外的環上。但是,上述“LUMO沒有分佈在該烴基所鍵合的芳烴環上”意味著:在本說明書中,該烴基所鍵合的烴環的LUMO的分佈密度的等價值(isovalue)小於0.06[electrons/au 3],較佳為小於0.02。
另外,更佳的是,LUMO主要分佈在雜芳環和與其直接鍵合的取代基。由於這種分子,在固體(膜)狀態下位於附近的有機化合物分子的LUMO容易彼此重疊而容易傳輸電子,所以可以被期待驅動電壓的下降。
LUMO的等價值(isovalue)可以藉由Gaussian等分子軌域計算求出。
另外,在上述發光器件用材料或電子傳輸層用材料所包含的有機化合物的分子內,以sp 3混成軌域形成鍵合的烴基所鍵合的芳烴環中的至少一個較佳為苯環。
另外,較佳的是,上述發光器件用材料或電子傳輸層用材料所包含的有機化合物包括至少三個苯環,三個苯環都與六員環的雜芳環鍵合,三個苯環中的兩個苯環是取代或未取代的苯基,且不包括烴基。另外,作為六員環的雜芳環,較佳為三
Figure 111102196-A0304-1
環或嘧啶環。
另外,上述發光器件用材料或電子傳輸層用材料所包含的有機化合物較佳為包括取代或未取代的吡啶基。藉由包括取代或未取代的吡啶基,可以提高從陰極或電子注入層的電子的注入性,所以是較佳的。
另外,上述發光器件用材料或電子傳輸層用材料所包含的有機化合物所包括的以sp 3混成軌域形成鍵合的烴基較佳為烷基或環烷基,另外,該烷基較佳為具有碳原子數為3以上且5以下的支鏈。
注意,在上述發光器件用材料或電子傳輸層用材料中,有機化合物的玻璃化轉變點較佳為90℃以上。另外,玻璃化轉變點更佳為100℃以上,進一步較佳為110℃以上,特別較佳為120℃以上。
接著,以下說明可用於上述發光器件用材料或電子傳輸層用材料所包含的有機化合物的一個實施方式的本發明的一個實施方式的有機化合物。
就是說,本發明的一個實施方式是由通式(G1)表示的有機化合物。
[化學式13]
Figure 02_image025
在上述通式(G1)中,Q 1至Q 3中的一個至三個表示N,在Q 1至Q 3中的一個或兩個表示N的情況下,其餘兩個或一個表示CH。R 0表示氫、碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基和由式(G1-1)表示的基中的任一個。R 1至R 15中的至少一個表示包含嘧啶基、吡
Figure 111102196-A0304-1
基和三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個的取代基或未取代基,其餘分別獨立地表示氫、碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基、取代或未取代的成環碳原子數為6至14的芳烴基和取代或未取代的吡啶基中的任一個。當具有取代基時,包含嘧啶基、吡
Figure 111102196-A0304-1
基和三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個的取代基或未取代基包括一個或多個取代基,該取代基分別獨立地是碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基、成環碳原子數為6至14的芳烴基和吡啶基中的任一個。注意,由上述通式(G1)表示的有機化合物包括選自碳原子數為1至6的烷基及碳原子數為3至10的脂環基中的多個烴基,相對於分子內的總碳原子數的以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數的比率為10%以上且60%以下。
注意,在由上述通式(G1)表示的有機化合物的結構中,以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數的比率影響到有機化合物的折射率。就是說,當以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數變多時,折射率下降,由此可以提高使用該有機化合物的發光器件的光提取效率。此外,當以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數較多時,玻璃化轉變點等耐熱性得到提高,所以是較佳的。然而,當以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數過多時,由於在有機化合物的分子間彼此相鄰的分子的LUMO的重疊被阻礙,載體傳輸性(電子傳輸性及電子注入性等)下降,所以相對於分子內的總碳原子數的以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數的比率較佳為10%以上且60%以下,更佳為20%以上且50%以下。並且,相對於分子內的總碳原子數的以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數的比率較佳為20%以上且40%以下。
另外,在由上述通式(G1)表示的有機化合物僅由包含一個至三個氮原子的六員環的雜芳環、六員環的芳香環(亦即,取代或未取代的苯基)及以sp 3混成軌域形成鍵合的烴基(烷基或脂環基)形成的情況(亦即,不包括稠環的情況)下,折射率變低,載體(電子)傳輸性變高,所以是較佳的。
另外,作為由上述通式(G1)表示的有機化合物中的包含Q 1至Q 3的六員環,可以使用吡啶環、嘧啶環或三
Figure 111102196-A0304-1
環。注意,當將由上述通式(G1)表示的有機化合物用於與發光層接觸的層或活性層時,較佳為使用容易將電子注入到這些層且電子傳輸性良好的三
Figure 111102196-A0304-1
環、吡
Figure 111102196-A0304-1
環及嘧啶環,尤其較佳為使用三
Figure 111102196-A0304-1
環。
另外,作為由上述通式(G1)表示的有機化合物中的取代基(烷基及脂環基)的相對於分子的總數,當考慮合成成本時,更佳為4以上且10以下,為了降低折射率而進一步較佳為6以上。與此同樣,在使用儘可能大的取代基(烷基及脂環基等)時,即便取代基數較少也有效地降低折射率,當考慮合成成本時,烷基的碳原子數更佳為4以上。脂環基的碳原子數更佳為6以上。
另外,作為由上述通式(G1)表示的有機化合物中的成環碳原子數為6至14的芳烴基,可以使用取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的菲基及取代或未取代的茀基。因為可以降低折射率,所以苯基是尤其較佳的。另外,由於萘基、菲基及茀基可以提高玻璃化轉變點,所以是較佳的。另外,藉由由具有支鏈的碳原子數為3至5的烷基或環烷基取代這些成環碳原子數為6至14的芳烴基,可以得到在提高玻璃化轉變點的同時折射率不上升(亦即,維持低折射率)的效果,所以是較佳的。另外,在降低折射率的觀點上,上述成環碳原子數為6至14的芳烴基較佳為被如下基取代:碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基和被碳原子數為1至6的烷基或碳原子數為3至10的脂環基取代的成環碳原子數為6至14的芳烴基中的任一個。例如,如1,3-二(三級丁基)苯基、1,3-二環己基苯基那樣,被碳原子數為1至6的烷基或碳原子數為3至10的脂環基取代的苯基是較佳的。另外,如3-三級丁基-5-[1,3-二(三級丁基)苯基]苯基、3-環己基-5-[1,3-二環己基苯基]苯基那樣,較佳為如下苯基,該苯基被如下基取代:被碳原子數為1至6的烷基或碳原子數為3至10的脂環基取代的苯基。另外,在使用稠環且稠合數為三個以上的情況下,當一個六員環與其他六員環僅在a位以及c位和e位中的至少一個稠合時,該結構可以與聚並苯相比降低折射率,所以是較佳的。例如,可以使菲環的折射率低於蒽環。
另外,作為由上述通式(G1)表示的有機化合物中的碳原子數為1至6的烷基,可以使用甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、三級丁基、戊基、己基等。另外,作為碳原子數為3至10的脂環基,可以使用環丙基、環己基、環癸基、聯環辛基、金剛烷基等。
由上述通式(G1)表示的有機化合物中的部分或全部氫原子可以是重氫原子。在這種情況下,當將該有機化合物用於發光器件的發光層或與發光層接觸的層等中時,可以期待具有較長壽命的元件。另一方面,當所有氫原子都為輕氫時可以抑制合成成本,所以是較佳的。
本發明的另一個實施方式是由通式(G2)表示的有機化合物。
[化學式14]
Figure 02_image003
在上述通式(G2)中,Q 1至Q 3中的一個至三個表示N,在Q 1至Q 3中的一個或兩個表示N的情況下,其餘兩個或一個表示CH。R 1至R 15中的至少一個表示包含嘧啶基、吡
Figure 111102196-A0304-1
基和三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個的取代基或未取代基,其餘分別獨立地表示氫、碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基、取代或未取代的成環碳原子數為6至14的芳烴基和取代或未取代的吡啶基中的任一個。當具有取代基時,包含嘧啶基、吡
Figure 111102196-A0304-1
基和三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個的取代基或未取代基包括一個或多個取代基,該取代基分別獨立地是碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基、成環碳原子數為6至14的芳烴基和吡啶基中的任一個。注意,由上述通式(G2)表示的有機化合物包括選自碳原子數為1至6的烷基及碳原子數為3至10的脂環基中的多個烴基,相對於分子內的總碳原子數的以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數的比率為10%以上且60%以下。
注意,在上述通式(G2)所示的有機化合物的結構中,以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數的比率影響到有機化合物的折射率。就是說,當以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數變多時,折射率下降,由此可以提高使用該有機化合物的發光器件的光提取效率。此外,當以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數較多時,玻璃化轉變點等耐熱性得到提高,所以是較佳的。然而,當以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數過多時,由於在有機化合物的分子間彼此相鄰的分子的LUMO的重疊被阻礙,載體傳輸性(電子傳輸性及注入性等)下降,所以相對於分子內的總碳原子數的以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數的比率較佳為10%以上且60%以下,更佳為20%以上且50%以下。並且,相對於分子內的總碳原子數的以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數的比率較佳為20%以上且40%以下。
另外,在由上述通式(G2)表示的有機化合物僅由包含Q 1至Q 3的六員環的雜芳環、六員環的芳香環(亦即,取代或未取代的苯基)及以sp 3混成軌域形成鍵合的烴基(烷基或脂環基)形成的情況(亦即,不包括稠環的情況)下,折射率變低,載體(電子)傳輸性變高,所以是較佳的。
另外,作為由上述通式(G2)表示的有機化合物中的包含Q 1至Q 3的六員環,可以使用吡啶環、嘧啶環或三
Figure 111102196-A0304-1
環。注意,當將由上述通式(G2)表示的有機化合物用於與發光層接觸的層或活性層時,較佳為使用容易將電子注入到這些層且電子傳輸性良好的三
Figure 111102196-A0304-1
環、吡
Figure 111102196-A0304-1
環及嘧啶環,尤其較佳為使用三
Figure 111102196-A0304-1
環。
另外,作為由上述通式(G2)表示的有機化合物中的取代基(烷基及脂環基)的相對於分子的總數,當考慮合成成本時,更佳為4以上且10以下,為了降低折射率而進一步較佳為6以上。與此同樣,在使用儘可能大的取代基(烷基及脂環基等)時,即便取代基數較少也有效地降低折射率,當考慮合成成本時,烷基的碳原子數更佳為4以上。脂環基的碳原子數更佳為6以上。
另外,作為由上述通式(G2)表示的有機化合物中的成環碳原子數為6至14的芳烴基,可以使用取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的菲基及取代或未取代的茀基。因為可以降低折射率,所以苯基是尤其較佳的。另外,由於萘基、菲基及茀基可以提高玻璃化轉變點,所以是較佳的。另外,藉由由具有支鏈的碳原子數為3至5的烷基或環烷基取代這些成環碳原子數為6至14的芳烴基,可以得到在提高玻璃化轉變點的同時折射率不上升(亦即,維持低折射率)的效果,所以是較佳的。另外,在降低折射率的觀點上,上述成環碳原子數為6至14的芳烴基較佳為被如下基取代:碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基和被碳原子數為1至6的烷基或碳原子數為3至10的脂環基取代的成環碳原子數為6至14的芳烴基中的任一個。例如,如1,3-二(三級丁基)苯基、1,3-二環己基苯基那樣,被碳原子數為1至6的烷基或碳原子數為3至10的脂環基取代的苯基是較佳的。另外,如3-三級丁基-5-[1,3-二(三級丁基)苯基]苯基、3-環己基-5-[1,3-二環己基苯基]苯基那樣,較佳為如下苯基,該苯基被如下基取代:被碳原子數為1至6的烷基或碳原子數為3至10的脂環基取代的苯基。另外,在使用稠環且稠合數為三個以上的情況下,當一個六員環與其他六員環僅在a位以及c位和e位中的至少一個稠合時,該結構可以與聚並苯相比降低折射率,所以是較佳的。例如,可以使菲環的折射率低於蒽環。
另外,作為由上述通式(G2)表示的有機化合物中的碳原子數為1至6的烷基,可以使用甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、三級丁基、戊基、己基等。另外,作為碳原子數為3至10的脂環基,可以使用環丙基、環己基、環癸基、聯環辛基、金剛烷基等。
由上述通式(G2)表示的有機化合物中的部分或全部氫原子可以是重氫原子。在這種情況下,當將該有機化合物用於發光器件的發光層或與發光層接觸的層等中時,可以期待具有較長壽命的元件。另一方面,當所有氫原子都為輕氫時可以抑制合成成本,所以是較佳的。
本發明的另一個實施方式是由通式(G3)表示的有機化合物。
[化學式15]
Figure 02_image005
在上述通式(G3)中,Q 1至Q 3中的一個至三個表示N,在Q 1至Q 3中的一個或兩個表示N的情況下,其餘兩個或一個表示CH。R 2、R 4、R 7、R 9、R 12及R 14中的至少一個表示包含嘧啶基、吡
Figure 111102196-A0304-1
基和三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個的取代基或未取代基,其餘分別獨立地表示氫、碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基、取代或未取代的成環碳原子數為6至14的芳烴基和取代或未取代的吡啶基中的任一個。當具有取代基時,包含嘧啶基、吡
Figure 111102196-A0304-1
基和三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個的取代基或未取代基包括一個或多個取代基,該取代基分別獨立地是碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基、成環碳原子數為6至14的芳烴基和吡啶基中的任一個。注意,由上述通式(G3)表示的有機化合物包括選自碳原子數為1至6的烷基及碳原子數為3至10的脂環基中的多個烴基,相對於分子內的總碳原子數的以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數的比率為10%以上且60%以下。
注意,在上述通式(G3)所示的有機化合物的結構中,以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數的比率影響到有機化合物的折射率。就是說,當以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數變多時,折射率下降,由此可以提高使用該有機化合物的發光器件的光提取效率。此外,當以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數較多時,玻璃化轉變點等耐熱性得到提高,所以是較佳的。然而,當以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數過多時,由於在有機化合物的分子間彼此相鄰的分子的LUMO的重疊被阻礙,載體傳輸性(電子傳輸性及注入性等)下降,所以相對於分子內的總碳原子數的以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數的比率較佳為10%以上且60%以下,更佳為20%以上且50%以下。並且,相對於分子內的總碳原子數的以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數的比率較佳為20%以上且40%以下。
另外,作為由上述通式(G3)表示的有機化合物中的包含Q 1至Q 3的六員環,可以使用吡啶環、嘧啶環或三
Figure 111102196-A0304-1
環。注意,當將由上述通式(G3)表示的有機化合物用於與發光層接觸的層或活性層時,較佳為使用容易將電子注入到這些層且電子傳輸性良好的三
Figure 111102196-A0304-1
環、吡
Figure 111102196-A0304-1
環及嘧啶環,尤其較佳為使用三
Figure 111102196-A0304-1
環。
另外,作為由上述通式(G3)表示的有機化合物中的取代基(烷基及脂環基)的相對於分子的總數,當考慮合成成本時,更佳為4以上且10以下,為了降低折射率而進一步較佳為6以上。與此同樣,在使用儘可能大的取代基(烷基及脂環基等)時,即便取代基數較少也有效地降低折射率,當考慮合成成本時,烷基的碳原子數更佳為4以上。脂環基的碳原子數更佳為6以上。
另外,作為由上述通式(G3)表示的有機化合物中的成環碳原子數為6至14的芳烴基,可以使用取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的菲基及取代或未取代的茀基。因為可以降低折射率,所以苯基是尤其較佳的。另外,由於萘基、菲基及茀基可以提高玻璃化轉變點,所以是較佳的。另外,藉由由具有支鏈的碳原子數為3至5的烷基或環烷基取代這些成環碳原子數為6至14的芳烴基,可以得到在提高玻璃化轉變點的同時折射率不上升(亦即,維持低折射率)的效果,所以是較佳的。另外,在降低折射率的觀點上,上述成環碳原子數為6至14的芳烴基較佳為被如下基取代:碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基和被碳原子數為1至6的烷基或碳原子數為3至10的脂環基取代的成環碳原子數為6至14的芳烴基中的任一個。例如,如1,3-二(三級丁基)苯基、1,3-二環己基苯基那樣,被碳原子數為1至6的烷基或碳原子數為3至10的脂環基取代的苯基是較佳的。另外,如3-三級丁基-5-[1,3-二(三級丁基)苯基]苯基、3-環己基-5-[1,3-二環己基苯基]苯基那樣,較佳為如下苯基,該苯基被如下基取代:被碳原子數為1至6的烷基或碳原子數為3至10的脂環基取代的苯基。另外,在使用稠環且稠合數為三個以上的情況下,當一個六員環與其他六員環僅在a位以及c位和e位中的至少一個稠合時,該結構可以與聚並苯相比降低折射率,所以是較佳的。例如,可以使菲環的折射率低於蒽環。
另外,作為由上述通式(G3)表示的有機化合物中的碳原子數為1至6的烷基,可以使用甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、三級丁基、戊基、己基等。另外,作為碳原子數為3至10的脂環基,可以使用環丙基、環己基、環癸基、聯環辛基、金剛烷基等。
由上述通式(G3)表示的有機化合物中的部分或全部氫原子可以是重氫原子。在這種情況下,當將該有機化合物用於發光器件的發光層或與發光層接觸的層等中時,可以期待具有較長壽命的元件。另一方面,當所有氫原子都為輕氫時可以抑制合成成本,所以是較佳的。
在上述各結構中,由通式(G1)、通式(G2)及通式(G3)表示的有機化合物中的包含嘧啶基、吡
Figure 111102196-A0304-1
基和三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個的取代基或未取代基較佳為由下述式(G1-2)表示。藉由包含由式(G1-2)表示的基,在將其用於發光器件的電子傳輸層時,改善從陰極一側的電子注入,因此是較佳的。此時,藉由使用由通式(G1)、通式(G2)及通式(G3)表示的有機化合物與6-甲基-8-羥基喹啉-鋰(簡稱:Li-6mq)等烷基化合物的混合層,可以進一步降低驅動電壓且提高光提取率,從而發光效率得到提高,所以更為較佳。
[化學式16]
Figure 02_image007
在上述式(G1-2)中,α表示取代或未取代的伸苯基。另外,R 20表示取代或未取代的嘧啶基、取代或未取代的吡
Figure 111102196-A0304-1
基以及取代或未取代的三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個。m表示0至2。注意,在m為2時,多個α可以彼此相同或不同。另外,n表示1或2。注意,在n為2時,多個R 20可以彼此相同或不同。
在上述結構中,由通式(G1)、通式(G2)及通式(G3)表示的有機化合物中的R 2及R 4的一者或兩者較佳為由上述式(G1-2)表示的包含嘧啶基、吡
Figure 111102196-A0304-1
基和三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個的取代基或未取代基。注意,在R 2及R 4的兩者為由式(G1-2)表示的基時,由式(G1-2)表示的兩個基可以彼此相同或不同。
另外,作為由上述式(G1-2)表示的包含嘧啶基、吡
Figure 111102196-A0304-1
基和三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個的取代基或未取代基中的碳原子數為1至6的烷基,可以使用甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、三級丁基、戊基、己基等。另外,作為碳原子數為3至10的脂環基,可以使用環丙基、環己基、環癸基、聯環辛基、金剛烷基等。
在上述各結構中,由通式(G1)、通式(G2)及通式(G3)表示的有機化合物中的包含嘧啶基、吡
Figure 111102196-A0304-1
基和三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個的取代基或未取代基較佳為由式(G1-3)表示。
[化學式17]
Figure 02_image009
在上述式(G1-3)中,R 21表示氫、碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基和由式(G1-3-1)表示的基中的任一個。R 22表示由式(G1-3-1)表示的基。在式(G1-3-1)中,R 23及R 24分別獨立地表示氫、碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基、取代或未取代的嘧啶基、取代或未取代的吡
Figure 111102196-A0304-1
基和取代或未取代的三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個,R 23和R 24中的至少一個表示取代或未取代的嘧啶基、取代或未取代的吡
Figure 111102196-A0304-1
基和取代或未取代的三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個。另外,n表示0至2。注意,在n為2時,多個R 21可以彼此相同或不同。
注意,在由通式(G1)、通式(G2)及通式(G3)表示的有機化合物中的R 2及R 4的一者或兩者較佳為由上述式(G1-3)表示的包含嘧啶基、吡
Figure 111102196-A0304-1
基和三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個的取代基或未取代基。注意,在R 2及R 4的兩者為由式(G1-3)表示的基時,由式(G1-3)表示的兩個基可以彼此相同或不同。
另外,作為由上述式(G1-3)表示的包含嘧啶基、吡
Figure 111102196-A0304-1
基和三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個的取代基或未取代基中的碳原子數為1至6的烷基,可以使用甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、三級丁基、戊基、己基等。另外,作為碳原子數為3至10的脂環基,可以使用環丙基、環己基、環癸基、聯環辛基、金剛烷基等。
在上述各結構中,在由通式(G1)、通式(G2)及通式(G3)表示的有機化合物中的成環碳原子數為6至14的芳烴基包括取代基的情況下,該取代基較佳為碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基、未取代的碳原子數為6至14的芳烴基和被碳原子數為1至6的烷基或碳原子數為3至10的脂環基取代的成環碳原子數為6至14的芳烴基中的任一個。
另外,作為碳原子數為1至6的烷基,可以使用甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、三級丁基、戊基、己基等。另外,作為碳原子數為3至10的脂環基,可以使用環丙基、環己基、環癸基、聯環辛基、金剛烷基等。
在上述各結構中,由通式(G1)、通式(G2)及通式(G3)表示的有機化合物中的成環碳原子數為6至14的芳烴基較佳為苯基、萘基、菲基和茀基中的任一個。
因為可以降低折射率,所以苯基是尤其較佳的。另外,由於萘基、菲基及茀基可以提高玻璃化轉變點,所以是較佳的。另外,藉由由具有支鏈的碳原子數為3至5的烷基或環烷基取代這些成環碳原子數為6至14的芳烴基,可以得到在提高玻璃化轉變點的同時折射率不上升(亦即,維持低折射率)的效果,所以是較佳的。另外,在降低折射率的觀點上,上述成環碳原子數為6至14的芳烴基較佳為被如下基取代:碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基和被碳原子數為1至6的烷基或碳原子數為3至10的脂環基取代的成環碳原子數為6至14的芳烴基中的任一個。例如,如1,3-二(三級丁基)苯基、1,3-二環己基苯基那樣,被碳原子數為1至6的烷基或碳原子數為3至10的脂環基取代的苯基是較佳的。另外,如3-三級丁基-5-[1,3-二(三級丁基)苯基]苯基、3-環己基-5-[1,3-二環己基苯基]苯基那樣,較佳為如下苯基,該苯基被如下基取代:被碳原子數為1至6的烷基或碳原子數為3至10的脂環基取代的苯基。另外,在使用稠環且稠合數為三個以上的情況下,當一個六員環與其他六員環僅在a位以及c位和e位中的至少一個稠合時,該結構可以與聚並苯相比降低折射率,所以是較佳的。例如,可以使菲環的折射率低於蒽環。
在上述各結構中,由通式(G1)、通式(G2)及通式(G3)表示的有機化合物中的成環碳原子數為6至14的芳烴基較佳為由下述式(ra-1)至(ra-16)中的任一個表示。尤其是如下述式(ra-2)、(ra-4)及(ra-6)所示,藉由使用具有環己基的基,在降低折射率的同時,即使用於發光器件等電荷傳輸元件的電子輸送性材料,驅動電壓也不易增高,所以是較佳的。
[化學式18]
Figure 02_image011
在上述各結構中,由通式(G1)、通式(G2)及通式(G3)表示的有機化合物中的取代或未取代的吡啶基較佳為未取代的吡啶基或者被一個或多個甲基取代的吡啶基。
在上述各結構中,由通式(G1)、通式(G2)及通式(G3)表示的有機化合物以及由上述式(G1-3)及式(G1-3-1)表示的包含嘧啶基、吡
Figure 111102196-A0304-1
基和三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個的取代基或未取代基中的脂環基較佳為碳原子數為3至6的環烷基。
在上述各結構中,由通式(G1)、通式(G2)及通式(G3)表示的有機化合物以及由上述式(G1-3)及式(G1-3-1)表示的包含嘧啶基、吡
Figure 111102196-A0304-1
基和三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個的取代基或未取代基中的碳原子數為1至6的烷基較佳為具有碳原子數為3至5的支鏈的烷基。
本發明的另一個實施方式是由通式(G3’)表示的有機化合物。
[化學式19]
Figure 02_image013
在上述通式(G3’)中,Q 1至Q 3中的一個至三個表示N,在Q 1至Q 3中的一個或兩個表示N的情況下,其餘兩個或一個表示CH。另外,R 2是由式(R 2-1)表示的基,R 4、R 7、R 9、R 12及R 14分別獨立地表示由式(r-1)至(r-44)表示的基中的任一個。注意,在式(R 2-1)中,β表示取代或未取代的伸苯基或者取代或未取代的聯苯二基,R 25表示由式(r-1)至(r-24)表示的基中的任一個,n表示1或2。注意,由上述通式(G3’)表示的有機化合物包括選自碳原子數為1至6的烷基及碳原子數為3至10的脂環基中的多個烴基,相對於分子內的總碳原子數的以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數的比率為10%以上且60%以下。
注意,在由上述通式(G3’)表示的有機化合物的結構中,以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數的比率影響到有機化合物的折射率。就是說,當以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數變多時,折射率下降,由此可以提高使用該有機化合物的發光器件的光提取效率。此外,當以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數較多時,玻璃化轉變點等耐熱性得到提高,所以是較佳的。然而,當以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數過多時,由於在有機化合物的分子間彼此相鄰的分子的LUMO的重疊被阻礙,載體傳輸性(電子傳輸性及注入性等)下降,所以相對於分子內的總碳原子數的以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數的比率較佳為10%以上且60%以下,更佳為20%以上且50%以下。並且,相對於分子內的總碳原子數的以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數的比率較佳為20%以上且40%以下。
另外,在由上述通式(G3’)表示的有機化合物僅由包含Q 1至Q 3的六員環的雜芳環、六員環的芳香環(亦即,取代或未取代的苯基)及以sp 3混成軌域形成鍵合的烴基(烷基或脂環基)形成的情況(亦即,不包括稠環的情況)下,折射率變低,載體(電子)傳輸性變高,所以是較佳的。
另外,作為由上述通式(G3’)表示的有機化合物中的包含Q 1至Q 3的六員環,可以使用吡啶環、嘧啶環或三
Figure 111102196-A0304-1
環。注意,當將由上述通式(G3’)表示的有機化合物用於與發光層接觸的層或活性層時,較佳為使用容易將電子注入到這些層且電子傳輸性良好的三
Figure 111102196-A0304-1
環、吡
Figure 111102196-A0304-1
環及嘧啶環,尤其較佳為使用三
Figure 111102196-A0304-1
環。
[化學式20]
Figure 02_image015
[化學式21]
Figure 02_image017
[化學式22]
Figure 02_image019
在上述結構中,較佳的是,由上述式(R 2-1)表示的基中的β為由下述式(β-1)至(β-14)中的任一個表示的基。
[化學式23]
Figure 02_image021
由上述通式(G3’)表示的有機化合物中的部分或全部氫原子可以是重氫原子。在這種情況下,當將該有機化合物用於發光器件的發光層或與發光層接觸的層等中時,可以期待具有較長壽命的元件。另一方面,當所有氫原子都為輕氫時可以抑制合成成本,所以是較佳的。
接著,以下示出具有上述各結構的本發明的一個實施方式的有機化合物的具體例子。
[化學式24]
Figure 02_image037
[化學式25]
Figure 02_image039
[化學式26]
Figure 02_image041
[化學式27]
Figure 02_image043
[化學式28]
Figure 02_image045
[化學式29]
Figure 02_image047
[化學式30]
Figure 02_image049
[化學式31]
Figure 02_image051
[化學式32]
Figure 02_image053
[化學式33]
Figure 02_image055
[化學式34]
Figure 02_image057
例如,結構式(138)表示通式(G3)中的有機化合物,其中R 2表示作為取代基包括兩個甲基的嘧啶基,R 4表示作為取代基包括兩個三級丁基的苯基。
另外,結構式(111)、結構式(131)及結構式(147)表示通式(G3)中的有機化合物,其中R 2、R 7及R 12表示作為包括嘧啶基的嘧啶-三級丁基苯基。換言之,結構式(111)、結構式(131)和結構式(147)表示通式(G3)中的有機化合物,其中由式(G1-3)表示包括嘧啶基的基。在式(G1-3)中,R 21為氫,n為1,R 23為氫,R 24為嘧啶基。
由上述結構式(100)至(116)、(118)至(122)及(124)至(199)表示的有機化合物是由上述通式(G1)表示的有機化合物的一個例子,當時本發明的一個實施方式的有機化合物不侷限於此。
接著,說明本發明的一個實施方式的以下述通式(G1)表示的有機化合物的合成方法。
[化學式35]
Figure 02_image059
在上述通式(G1)中,Q 1至Q 3中的一個至三個表示N,在Q 1至Q 3中的一個或兩個表示N的情況下,其餘兩個或一個表示CH。R 0表示氫、碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基和由式(G1-1)表示的基中的任一個。R 1至R 15中的至少一個表示包含嘧啶基、吡
Figure 111102196-A0304-1
基和三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個的取代基或未取代基,其餘分別獨立地表示氫、碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基、取代或未取代的成環碳原子數為6至14的芳烴基和取代或未取代的吡啶基中的任一個。當具有取代基時,包含嘧啶基、吡
Figure 111102196-A0304-1
基和三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個的取代基或未取代基包括一個或多個取代基,該取代基分別獨立地是碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基、成環碳原子數為6至14的芳烴基和吡啶基中的任一個。注意,由上述通式(G1)表示的有機化合物包括選自碳原子數為1至6的烷基及碳原子數為3至10的脂環基中的多個烴基,相對於分子內的總碳原子數的以sp 3混成軌域形成鍵合的總碳原子數的比率為10%以上且60%以下。
<<由通式(G1)表示的有機化合物的合成方法>> 以下,對由通式(G1)表示的有機化合物的合成方法的一個例子進行說明。這些有機化合物的合成可以使用各種反應。例如,如下述合成方案(A-1)所示,藉由使芳基硼化合物(a1)與鹵化雜芳基(a2)偶合,可以合成目的物的化合物(G1)。在該反應中,可以利用在鹼存在下使用金屬催化劑的合成方法,例如可以利用鈴木-宮浦反應。
[化學式36]
Figure 02_image061
在上述合成方案(A-1)中,Q 1至Q 3中的一個至三個表示N,在Q 1至Q 3中的一個或兩個表示N的情況下,其餘兩個或一個表示CH。R 0在式(a1)中表示氫、碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基和由式(a1-1)表示的基中的任一個,在通式(G1)中的氫、碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基和由式(G1-1)表示的基中的任一個。R 1至R 15中的至少一個表示包含嘧啶基、吡
Figure 111102196-A0304-1
基和三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個的取代基或未取代基,其餘分別獨立地表示氫、碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基、取代或未取代的成環碳原子數為6至14的芳烴基和取代或未取代的吡啶基中的任一個。當具有取代基時,包含嘧啶基、吡
Figure 111102196-A0304-1
基和三
Figure 111102196-A0304-1
基中的任一個的取代基或未取代基包括一個或多個取代基,該取代基分別獨立地是碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基、成環碳原子數為6至14的芳烴基和吡啶基中的任一個。Y表示硼酸或片呐醇硼等硼酸酯。X表示氯、溴、碘和磺醯氧基中的任一種,藉由使用原子序數大的一方,由於能夠提高反應性,所以是較佳的。另外,也可以作為X使用硼酸或片呐醇硼等硼酸酯,作為Y使用鹵素或磺醯氧基,並使它們起反應。
該合成方案示出如下反應例:將鹵化雜芳基(a2)的R 12取代為芳基硼化合物(a1)的基(a1-1)中的Y。另外,也可以在芳基硼化合物(a1)的R 1至R 11、R 13至R 15的取代位置進行同樣的反應。也就是說,也可以進行如下反應來合成目的物的化合物(G1):芳基硼化合物(a1)的R 1至R 11、R 13至R 15中的任一個以上為Y(硼酸或片呐醇硼等硼酸酯),使該芳基硼化合物與包含R 1至R 11、R 13至R 15中的任一個以上及X(鹵素或磺醯氧基)的化合物起反應。
注意,在上述通式(G1)中的R 0表示氫、碳原子數為1至6的烷基或者碳原子數為3至10的脂環基的情況下,也可以進行如下反應:芳基硼化合物(a1)的R 1至R 10中的任一個以上為Y,與合成方案(A-1)同樣地與鹵化雜芳基(a2)起反應。
另外,當在上述合成方案(A-1)中進行使用鈀催化劑的鈴木-宮浦反應時,可以使用四(三苯基膦)鈀(0)、醋酸鈀(II)或三(二亞苄基丙酮)二鈀(0)等鈀化合物及2-二環己基膦基-2’,4’,6’-三異丙基聯苯等配體。另外,可以使用可以使用碳酸鉀、碳酸鈉、磷酸三鉀等無機鹼等。作為溶劑,可以使用四氫呋喃、二氧六環、水等。注意,能夠用於上述反應的試劑類不侷限於上述試劑類。
以上說明了本發明的一個實施方式的有機化合物的合成方法的一個例子,但是本發明不侷限於此,也可以藉由任何其他的合成方法合成。
本實施方式所示的結構可以與其他實施方式所示的結構適當地組合而實施。
實施方式2 在本實施方式中,參照圖1A至圖1E說明使用實施方式1所示的有機化合物的發光器件。
<<發光器件的具體結構>> 在圖1A至圖1E所示的發光器件中,圖1A及圖1C所示的發光器件為在一對電極之間夾著EL層的結構(單結構),與此相對,圖1B、圖1D及圖1E為夾在一對電極之間的EL層夾有電荷產生層且層疊兩層以上的結構(串聯結構)。注意,兩種結構中的EL層的結構都相同。此外,在圖1D所示的發光器件具有微腔結構的情況下,作為第一電極101形成反射電極,作為第二電極102形成半透射/半反射電極。由此,可以單獨使用所希望的電極材料或者使用多個電極材料以單層或疊層形成上述電極。另外,第二電極102在形成EL層103b之後,與上述同樣地選擇材料而形成。
<第一電極及第二電極> 作為形成第一電極101及第二電極102的材料,如果可以滿足上述兩個電極的功能則可以適當地組合下述材料。例如,可以適當地使用金屬、合金、導電化合物以及它們的混合物等。明確而言,可以舉出In-Sn氧化物(也稱為ITO)、In-Si-Sn氧化物(也稱為ITSO)、In-Zn氧化物、In-W-Zn氧化物。除了上述以外,還可以舉出鋁(Al)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、錳(Mn)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鎵(Ga)、鋅(Zn)、銦(In)、錫(Sn)、鉬(Mo)、鉭(Ta)、鎢(W)、鈀(Pd)、金(Au)、鉑(Pt)、銀(Ag)、釔(Y)、釹(Nd)等金屬以及適當地組合它們的合金。除了上述以外,可以使用屬於元素週期表中第1族或第2族的元素(例如,鋰(Li)、銫(Cs)、鈣(Ca)、鍶(Sr))、銪(Eu)、鐿(Yb)等稀土金屬、適當地組合它們的合金以及石墨烯等。
在圖1A及圖1C所示的發光器件中,在第一電極101為陽極時,利用真空蒸鍍法在第一電極101上形成EL層103。另外,明確而言,如圖1C所示,在第一電極101與第二電極102之間,作為EL層103,利用真空蒸鍍法依次層疊形成電洞注入層111、電洞傳輸層112、發光層113、電子傳輸層114及電子注入層115。在圖1B、圖1D及圖1E所示的發光器件中,在第一電極101為陽極時,利用真空蒸鍍法在第一電極101上依次層疊形成EL層103a的電洞注入層111a及電洞傳輸層112a。在形成EL層103a及電荷產生層106(或電荷產生層106a)後,在電荷產生層106(或電荷產生層106a)上同樣地依次層疊形成EL層103b的電洞注入層111b及電洞傳輸層112b。
<電洞注入層> 電洞注入層(111、111a、111b)為將電洞從陽極的第一電極101及電荷產生層(106、106a、106b)注入到EL層(103、103a、103b)的層,並包含有機受體材料和電洞注入性高的材料中的一個或兩個。
有機受體材料可以藉由與其LUMO能階的值接近於HOMO(最高佔據分子軌域:Highest Occupied Molecular Orbital)能階的值的其他有機化合物之間發生電荷分離,來在該有機化合物中產生電洞。因此,作為有機受體材料可以使用具有醌二甲烷衍生物、四氯苯醌衍生物、六氮雜聯伸三苯衍生物等拉電子基團(例如鹵基或氰基)的化合物。例如,可以使用7,7,8,8-四氰基-2,3,5,6-四氟醌二甲烷(簡稱:F 4-TCNQ)、3,6-二氟-2,5,7,7,8,8-六氰基對醌二甲烷、氯醌、2,3,6,7,10,11-六氰-1,4,5,8,9,12-六氮雜聯伸三苯(簡稱:HAT-CN)、1,3,4,5,7,8-六氟四氰(hexafluorotetracyano)-萘醌二甲烷(naphthoquinodimethane) (簡稱:F6-TCNNQ)、2-(7-二氰基亞甲基-1,3,4,5,6,8,9,10-八氟-7H-芘-2-亞基)丙二腈等。在有機受體材料中,尤其是,拉電子基團鍵合於具有多個雜原子的稠合芳香環的化合物諸如HAT-CN等的受體性較高,膜品質具有熱穩定性,所以是尤其較佳的。除此以外,包括拉電子基團(尤其是如氟基等鹵基或氰基)的[3]軸烯衍生物的電子接收性非常高所以是較佳的,明確而言,可以使用:α,α’,α’’-1,2,3-環烷三亞基(ylidene)三[4-氰-2,3,5,6-四氟苯乙腈]、α,α’,α’’-1,2,3-環丙三亞基三[2,6-二氯-3,5-二氟-4-(三氟甲基)苯乙腈]、α,α’,α’’-1,2,3-環烷三亞基三[2,3,4,5,6-五氟苯乙腈]等。
作為電洞注入性高的材料,可以使用屬於元素週期表中第4族至第8族的金屬的氧化物(鉬氧化物、釩氧化物、釕氧化物、鎢氧化物、錳氧化物等過渡金屬氧化物等)。明確而言,可以舉出氧化鉬、氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鎢、氧化錳、氧化錸。其中尤其是氧化鉬在大氣中穩定,吸濕性低,並且容易處理,因此是較佳的。除了上述以外,可以使用酞青類化合物如酞青(簡稱:H 2Pc)或銅酞青(CuPc)。
此外,可以使用如下低分子化合物的芳香胺化合物等,諸如4,4',4''-三(N,N-二苯基胺基)三苯胺(簡稱:TDATA)、4,4',4''-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基胺基]三苯胺(簡稱:MTDATA)、4,4'-雙[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱:DPAB)、N-N’-雙{4-[雙(3-甲基苯基)胺基]苯基}-N,N’-二苯基-(1,1’-聯苯)-4,4’-二胺(簡稱:DNTPD)、1,3,5-三[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]苯(簡稱:DPA3B)、3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基胺基]-9-苯基咔唑(簡稱:PCzPCA1)、3,6-雙[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基胺基]-9-苯基咔唑(簡稱:PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)胺基]-9-苯基咔唑(簡稱:PCzPCN1)等。
另外,可以使用高分子化合物(低聚物、枝狀聚合物或聚合物等),諸如聚(N-乙烯基咔唑)(簡稱:PVK)、聚(4-乙烯基三苯胺)(簡稱:PVTPA)、聚[N-(4-{N’-[4-(4-二苯基胺基)苯基]苯基-N’-苯基胺基}苯基)甲基丙烯醯胺](簡稱:PTPDMA)、聚[N,N’-雙(4-丁基苯基)-N,N’-雙(苯基)聯苯胺] (簡稱:Poly-TPD)等。或者,還可以使用添加有酸的高分子化合物,諸如聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(簡稱:PEDOT/PSS)、聚苯胺/聚(苯乙烯磺酸)(簡稱:PAni/PSS)等。
作為電洞注入性高的材料,也可以使用包含電洞傳輸性材料及上述有機受體材料(電子受體材料)的複合材料。在此情況下,由有機受體材料從電洞傳輸性材料抽出電子而在電洞注入層111中產生電洞,電洞藉由電洞傳輸層112注入到發光層113中。另外,電洞注入層111可以採用由包含電洞傳輸性材料及有機受體材料(電子受體材料)的複合材料構成的單層,也可以採用分別使用電洞傳輸性材料及有機受體材料(電子受體材料)形成的層的疊層。
作為電洞傳輸性材料,較佳為使用電場強度[V/cm]的平方根為600時的電洞移動率為1×10 -6cm 2/Vs以上的物質。另外,只要是電洞傳輸性高於電子傳輸性的物質,可以使用上述以外的物質。
作為電洞傳輸性材料,較佳為使用富π電子型雜芳族化合物(例如,咔唑衍生物、呋喃衍生物或噻吩衍生物)及芳香胺(包含芳香胺骨架的化合物)等電洞傳輸性高的材料。
作為上述咔唑衍生物(具有咔唑骨架的化合物),可以舉出聯咔唑衍生物(例如,3,3’-聯咔唑衍生物)、具有咔唑基的芳香胺等。
作為上述聯咔唑衍生物(例如,3,3’-聯咔唑衍生物),明確而言,可以舉出3,3’-雙(9-苯基-9H-咔唑)(簡稱:PCCP)、9,9’-雙(聯苯-4-基)-3,3’-聯-9H-咔唑(簡稱:BisBPCz)、9,9’-雙(1,1’-聯苯-3-基)-3,3’-聯-9H-咔唑(簡稱:BismBPCz)、9-(1,1’-聯苯-3-基)-9’-(1,1’-聯苯-4-基)-9H,9’H-3,3’-聯咔唑(簡稱:mBPCCBP)、9-(2-萘基)-9’-苯基-9H,9’H-3,3’-聯咔唑(簡稱:βNCCP)等。
此外,作為具有咔唑基的芳香胺,明確而言,可以舉出4-苯基-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(簡稱:PCBA1BP)、N-(4-聯苯)-N-(9,9-二甲基-9H-茀-2-基)-9-苯基-9H-咔唑-3-胺(簡稱:PCBiF)、N-(1,1’-聯苯-4-基)-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9,9-二甲基-9H-茀-2-胺(簡稱:PCBBiF)、4,4’-二苯基-4’’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(簡稱:PCBBi1BP)、4-(1-萘基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(簡稱:PCBANB)、4,4’-二(1-萘基)-4’’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(簡稱:PCBNBB)、4-苯基二苯基-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)胺(簡稱:PCA1BP)、N,N’-雙(9-苯基咔唑-3-基)-N,N’-二苯基苯-1,3-二胺(簡稱:PCA2B)、N,N’,N’’-三苯基-N,N’,N’’-三(9-苯基咔唑-3-基)苯-1,3,5-三胺(簡稱:PCA3B)、9,9-二甲基-N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]茀-2-胺(簡稱:PCBAF)、N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]螺-9,9’-二茀-2-胺(簡稱:PCBASF)、3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基胺基]-9-苯基咔唑(簡稱:PCzPCA1)、3,6-雙[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基胺基]-9-苯基咔唑(簡稱:PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)胺基]-9-苯基咔唑(簡稱:PCzPCN1)、3-[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]-9-苯基咔唑(簡稱:PCzDPA1)、3,6-雙[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]-9-苯基咔唑(簡稱:PCzDPA2)、3,6-雙[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-(1-萘基)胺基]-9-苯基咔唑(簡稱:PCzTPN2)、2-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基胺基]螺-9,9’-二茀(簡稱:PCASF)、N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-(4-苯基)苯基苯胺(簡稱:YGA1BP)、N,N’-雙[4-(咔唑-9-基)苯基]-N,N’-二苯基-9,9-二甲基茀-2,7-二胺(簡稱:YGA2F)、4,4’,4’’-三(咔唑-9-基)三苯胺(簡稱:TCTA)等。
注意,作為咔唑衍生物,除了上述以外,還可以舉出3-[4-(9-菲基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(簡稱:PCPPn)、3-[4-(1-萘基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(簡稱:PCPN)、1,3-雙(N-咔唑基)苯(簡稱:mCP)、4,4’-二(N-咔唑基)聯苯(簡稱:CBP)、3,6-雙(3,5-二苯基苯基)-9-苯基咔唑(簡稱:CzTP)、1,3,5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(簡稱:TCPB)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡稱:CzPA)等。
作為上述呋喃衍生物(具有呋喃骨架的化合物),明確而言,可以舉出4,4’,4’’-(苯-1,3,5-三基)三(二苯并呋喃)(簡稱:DBF3P-II)、4-{3-[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]苯基}二苯并呋喃(簡稱:mmDBFFLBi-II)等。
作為上述噻吩衍生物(具有噻吩骨架的化合物),明確而言,可以舉出4,4’,4’’-(苯-1,3,5-三基)三(二苯并噻吩)(簡稱:DBT3P-II)、2,8-二苯基-4-[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]二苯并噻吩(簡稱:DBTFLP-III)、4-[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-6-苯基二苯并噻吩(簡稱:DBTFLP-IV)等。
作為上述芳香胺,明確而言,可以舉出4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱:NPB或α-NPD)、N,N’-雙(3-甲基苯基)-N,N’-二苯基-[1,1’-聯苯]-4,4’-二胺(簡稱:TPD)、4,4’-雙[N-(螺-9,9’-二茀-2-基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱:BSPB)、4-苯基-4’-(9-苯基茀-9-基)三苯胺(簡稱:BPAFLP)、4-苯基-3’-(9-苯基茀-9-基)三苯胺(簡稱:mBPAFLP)、N-(9,9-二甲基-9H-茀-2-基)-N-{9,9-二甲基-2-[N’-苯基-N’-(9,9-二甲基-9H-茀-2-基)胺基]-9H-茀-7-基}苯基胺(簡稱:DFLADFL)、N-(9,9-二甲基-2-二苯基胺基-9H-茀-7-基)二苯基胺(簡稱:DPNF)、2-[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]螺-9,9’-二茀(簡稱:DPASF)、2,7-雙[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]螺-9,9’-二茀(簡稱:DPA2SF)、4,4’,4’’-三[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]三苯胺(簡稱:1’-TNATA)、4,4’,4’’-三(N,N-二苯基胺基)三苯胺(簡稱:TDATA)、4,4’,4’’-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基胺基]三苯胺(簡稱:m-MTDATA)、N,N’-二(對甲苯基)-N,N’-二苯基-對苯二胺(簡稱:DTDPPA)、4,4’-雙[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱:DPAB)、DNTPD、1,3,5-三[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]苯(簡稱:DPA3B)、N-(4-聯苯)-6,N-二苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃-8-胺(簡稱:BnfABP)、N,N-雙(4-聯苯)-6-苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃-8-胺(簡稱:BBABnf)、4,4’-雙(6-苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃-8-基)-4’’-苯基三苯基胺(簡稱:BnfBB1BP)、N,N-雙(4-聯苯)苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃-6-胺(簡稱:BBABnf(6))、N,N-雙(4-聯苯)苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃-8-胺(簡稱:BBABnf(8))、N,N-雙(4-聯苯)苯并[b]萘并[2,3-d]呋喃-4-胺(簡稱:BBABnf(II)(4))、N,N-雙[4-(二苯并呋喃-4-基)苯基]-4-胺基-p-三聯苯(簡稱:DBfBB1TP)、N-[4-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-N-苯基-4-聯苯胺(簡稱:ThBA1BP)、4-(2-萘基)-4’,4’’-二苯基三苯基胺(簡稱:BBAβNB)、4-[4-(2-萘基)苯基]-4’,4’’-二苯基三苯基胺(簡稱:BBAβNBi)、4,4’-二苯基-4’’-(6;1’-聯萘基-2-基)三苯基胺(簡稱:BBAαNβNB)、4,4’-二苯基-4’’-(7;1’-聯萘基-2-基)三苯基胺(簡稱:BBAαNβNB-03)、4,4’-二苯基-4’’-(7-苯基)萘基-2-基三苯基胺(簡稱:BBAPβNB-03)、4,4’-二苯基-4’’-(6;2’-聯萘基-2-基)三苯基胺(簡稱:BBA(βN2)B)、4,4’-二苯基-4’’-(7;2’-聯萘基-2-基)-三苯基胺(簡稱:BBA(βN2)B-03)、4,4’-二苯基-4’’-(4;2’-聯萘基-1-基)三苯基胺(簡稱:BBAβNαNB)、4,4’-二苯基-4’’-(5;2’-聯萘基-1-基)三苯基胺(簡稱:BBAβNαNB-02)、4-(4-聯苯基)-4’-(2-萘基)-4’’-苯基三苯基胺(簡稱:TPBiAβNB)、4-(3-聯苯基)-4’-[4-(2-萘基)苯基]-4’’-苯基三苯基胺(簡稱:mTPBiAβNBi)、4-(4-聯苯基)-4’-[4-(2-萘基)苯基]-4’’-苯基三苯基胺(簡稱:TPBiAβNBi)、4-苯基-4’-(1-萘基)三苯基胺(簡稱:αNBA1BP)、4,4’-雙(1-萘基)三苯基胺(簡稱:αNBB1BP)、4,4’-二苯基-4’’-[4’-(咔唑-9-基)聯苯-4-基]三苯基胺(簡稱:YGTBi1BP)、4’-[4-(3-苯基-9H-咔唑-9-基)苯基]三(1,1’-聯苯-4-基)胺(簡稱:YGTBi1BP-02)、4-[4’-(咔唑-9-基)聯苯-4-基]-4’-(2-萘基)-4’’-苯基三苯基胺(簡稱:YGTBiβNB)、N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-N-[4-(1-萘基)苯基]-9,9'-螺雙[9H-茀]-2-胺(簡稱:PCBNBSF)、N,N-雙([1,1'-聯苯]-4-基)-9,9’-螺雙[9H-茀]-2-胺(簡稱:BBASF)、N,N-雙([1,1’-聯苯]-4-基)-9,9’-螺雙[9H-茀]-4-胺(簡稱:BBASF(4))、N-(1,1’-聯苯-2-基)-N-(9,9-二甲基-9H-茀-2-基)-9,9’-螺雙(9H-茀)-4-胺(簡稱:oFBiSF)、N-(4-聯苯基)-N-(9,9-二甲基-9H-茀-2-基)二苯并呋喃-4-胺(簡稱:FrBiF)、N-[4-(1-萘基)苯基]-N-[3-(6-苯基二苯并呋喃-4-基)苯基]-1-萘基胺(簡稱:mPDBfBNBN)、4-苯基-4’-[4-(9-苯基茀-9-基)苯基]三苯基胺(簡稱:BPAFLBi)、N,N-雙(9,9-二甲基-9H-茀-2-基)-9,9’-螺雙-9H-茀-4-胺、N,N-雙(9,9-二甲基-9H-茀-2-基)-9,9’-螺雙-9H-茀-3-胺、N,N-雙(9,9-二甲基-9H-茀-2-基)-9,9’-螺雙-9H-茀-2-胺、N,N-雙(9,9-二甲基-9H-茀-2-基)-9,9’-螺雙-9H-茀-1-胺等。
除此以外,作為電洞傳輸性材料,可以使用高分子化合物(低聚物、枝狀聚合物、聚合物等),諸如聚(N-乙烯基咔唑)(簡稱:PVK)、聚(4-乙烯基三苯胺)(簡稱:PVTPA)、聚[N-(4-{N’-[4-(4-二苯基胺基)苯基]苯基-N’-苯基胺基}苯基)甲基丙烯醯胺](簡稱:PTPDMA)、聚[N,N’-雙(4-丁基苯基)-N,N’-雙(苯基)聯苯胺](簡稱:Poly-TPD)等。或者,還可以使用添加有酸的高分子化合物,諸如聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(簡稱:PEDOT/PSS)或聚苯胺/聚(苯乙烯磺酸)(簡稱:PAni/PSS)等。
注意,電洞傳輸性材料不侷限於上述材料,可以將已知的各種材料中的一種或多種的組合作為電洞傳輸性材料。
注意,電洞注入層(111、111a、111b)可以利用已知的各種成膜方法形成,例如可以利用真空蒸鍍法形成。
<電洞傳輸層> 電洞傳輸層(112、112a、112b)是將從第一電極101由電洞注入層(111、111a、111b)注入的電洞傳輸到發光層(113、113a、113b)中的層。另外,電洞傳輸層(112、112a、112b)是包含電洞傳輸性材料的層。因此,作為電洞傳輸層(112、112a、112b),可以使用能夠用於電洞注入層(111、111a、111b)的電洞傳輸性材料。
注意,在本發明的一個實施方式的發光器件中,可以將與電洞傳輸層(112、112a、112b)相同的有機化合物用於發光層(113、113a、113b)。在電洞傳輸層(112、112a、112b)和發光層(113、113a、113b)使用相同的有機化合物時,可以高效地將電洞從電洞傳輸層(112、112a、112b)傳輸到發光層(113、113a、113b),因此是較佳的。
<發光層> 發光層(113、113a、113b)是包含發光物質的層。對於可用於發光層(113、113a、113b)的發光物質,可以適當地使用呈現藍色、紫色、藍紫色、綠色、黃綠色、黃色、橙色、紅色等發光顏色的物質。另外,在包括多個發光層時藉由在各發光層中分別使用不同的發光物質,可以成為呈現不同發光顏色的結構(例如,可以組合處於補色關係的發光顏色獲得白色光)。再者,也可以採用一個發光層包含不同的發光物質的疊層結構。
另外,發光層(113、113a、113b)除了發光物質(客體材料)以外還可以包含一種或多種有機化合物(主體材料等)。
注意,在發光層(113、113a、113b)中使用多個主體材料時,作為新加的第二主體材料,較佳為使用具有比習知的客體材料及第一主體材料的能隙大的能隙的物質。此外,較佳的是,第二主體材料的最低單重激發能階(S1能階)比第一主體材料的S1能階高,第二主體材料的最低單重激發能階(T1能階)比客體材料的T1能階高。此外,較佳的是,第二主體材料的最低三重激發能階(T1能階)比第一主體材料的T1能階高。藉由採用上述結構,可以由兩種主體材料形成激態錯合物。注意,為了高效地形成激態錯合物,特別較佳為組合容易接收電洞的化合物(電洞傳輸性材料)與容易接收電子的化合物(電子傳輸性材料)。此外,藉由採用上述結構,可以同時實現高效率、低電壓以及長壽命。
注意,作為用作上述主體材料(包括第一主體材料及第二主體材料)的有機化合物,只要滿足用於發光層的主體材料的條件,就可以使用如可以用於上述電洞傳輸層(112、112a、112b)的電洞傳輸性材料、可以用於後述電子傳輸層(114、114a、114b)的電子傳輸性材料等有機化合物,也可以使用由多種有機化合物(上述第一主體材料及第二主體材料)形成的激態錯合物。此外,以多種有機化合物形成激發態的激態錯合物(Exciplex)因S1能階和T1能階之差極小而具有可以將三重激發能轉換為單重激發能的TADF材料的功能。作為形成激態錯合物的多種有機化合物的組合,例如,較佳的是,一個具有缺π電子雜芳環,另一個具有富π電子雜芳環。此外,作為形成激態錯合物的組合中的一個,也可以使用銥、銠、鉑類有機金屬錯合物或金屬錯合物等的磷光發光物質。
對可用於發光層(113、113a、113b)的發光物質沒有特別的限制,可以使用將單重激發能量轉換為可見光區域的光的發光物質或將三重激發能轉換為可見光區域的光的發光物質。
<<將單重激發能量轉換為發光的發光物質>> 作為能夠用於發光層(113、113a、113b)的將單重激發能量轉換為發光的發光物質,可以舉出發射螢光的物質(螢光發光物質),例如可以舉出芘衍生物、蒽衍生物、聯伸三苯衍生物、茀衍生物、咔唑衍生物、二苯并噻吩衍生物、二苯并呋喃衍生物、二苯并喹㗁啉衍生物、喹㗁啉衍生物、吡啶衍生物、嘧啶衍生物、菲衍生物、萘衍生物等。尤其是芘衍生物的發光量子產率高,所以是較佳的。作為芘衍生物的具體例子,可以舉出N,N’-雙(3-甲基苯基)-N,N’-雙[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]芘-1,6-二胺(簡稱:1,6mMemFLPAPrn)、N,N’-二苯基-N,N’-雙[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]芘-1,6-二胺(簡稱:1,6FLPAPrn)、N,N’-雙(二苯并呋喃-2-基)-N,N’-二苯基芘-1,6-二胺(簡稱:1,6FrAPrn)、N,N’-雙(二苯并噻吩-2-基)-N,N’-二苯基芘-1,6-二胺(簡稱:1,6ThAPrn)、N,N’-(芘-1,6-二基)雙[(N-苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃)-6-胺](簡稱:1,6BnfAPrn)、N,N’-(芘-1,6-二基)雙[(N-苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃)-8-胺](簡稱:1,6BnfAPrn-02)、N,N’-(芘-1,6-二基)雙[(6,N-二苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃)-8-胺](簡稱:1,6BnfAPrn-03)等。
此外,可以使用5,6-雙[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-2,2’-聯吡啶(簡稱:PAP2BPy)、5,6-雙[4’-(10-苯基-9-蒽基)聯苯-4-基]-2,2’-聯吡啶(簡稱:PAPP2BPy)、N,N’-雙[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N,N’-二苯基二苯乙烯-4,4’-二胺(簡稱:YGA2S)、4-(9H-咔唑-9-基)-4’-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(簡稱:YGAPA)、4-(9H-咔唑-9-基)-4’-(9,10-二苯基-2-蒽基)三苯胺(簡稱:2YGAPPA)、N,9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(簡稱:PCAPA)、4-(10-苯基-9-蒽基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(簡稱:PCBAPA)、4-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(簡稱:PCBAPBA)、苝、2,5,8,11-四-(三級丁基)苝(簡稱:TBP)、N,N’’-(2-三級丁基蒽-9,10-二基二-4,1-伸苯基)雙[N,N’,N’-三苯基-1,4-苯二胺](簡稱:DPABPA)、N,9-二苯基-N-[4-(9,10-二苯基-2-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(簡稱:2PCAPPA)、N-[4-(9,10-二苯基-2-蒽基)苯基]-N,N’,N’-三苯基-1,4-苯二胺(簡稱:2DPAPPA)等。
此外,可以使用N-[9,10-雙(1,1'-聯苯-2-基)-2-蒽基]-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(簡稱:2PCABPhA)、N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,N',N'-三苯基-1,4-苯二胺(簡稱:2DPAPA)、N-[9,10-雙(1,1'-聯苯-2-基)-2-蒽基]-N,N',N'-三苯基-1,4-苯二胺(簡稱:2DPABPhA)、9,10-雙(1,1'-聯苯-2-基)-N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-苯基蒽-2-胺(簡稱:2YGABPhA)、N,N,9-三苯基蒽-9-胺(簡稱:DPhAPhA)、香豆素545T、N,N'-二苯基喹吖啶酮(簡稱:DPQd)、紅螢烯、5,12-雙(1,1’-聯苯-4-基)-6,11-二苯基稠四苯(簡稱:BPT)、2-(2-{2-[4-(二甲胺基)苯基]乙烯基}-6-甲基-4H-吡喃-4-亞基)丙二腈(簡稱:DCM1)、2-{2-甲基-6-[2-(2,3,6,7-四氫-1H,5H-苯并[ij]喹
Figure 111102196-A0304-1
-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亞基}丙二腈(簡稱:DCM2)、N,N,N’,N’-四(4-甲基苯基)稠四苯-5,11-二胺(簡稱:p-mPhTD)、7,14-二苯基-N,N,N’,N’-四(4-甲基苯基)苊并[1,2-a]丙二烯合茀-3,10-二胺(簡稱:p-mPhAFD)、2-{2-異丙基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氫-1H,5H-苯并[ij]喹
Figure 111102196-A0304-1
-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亞基}丙二腈(簡稱:DCJTI)、2-{2-三級丁基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氫-1H,5H-苯并[ij]喹
Figure 111102196-A0304-1
-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亞基}丙二腈(簡稱:DCJTB)、2-(2,6-雙{2-[4-(二甲胺基)苯基]乙烯基}-4H-吡喃-4-亞基)丙二腈(簡稱:BisDCM)、2-{2,6-雙[2-(8-甲氧基-1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氫-1H,5H-苯并[ij]喹
Figure 111102196-A0304-1
-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亞基}丙二腈(簡稱:BisDCJTM)、1,6BnfAPrn-03、3,10-雙[N-(9-苯基-9H-咔唑-2-基)-N-苯基胺基]萘并[2,3-b;6,7-b’]雙苯并呋喃(簡稱:3,10PCA2Nbf(IV)-02)、3,10-雙[N-(二苯并呋喃-3-基)-N-苯胺基]萘并[2,3-b;6,7-b’]雙苯并呋喃(簡稱:3,10FrA2Nbf(IV)-02)等。尤其是,可以使用1,6FLPAPrn、1,6mMemFLPAPrn、1,6BnfAPrn-03等芘二胺化合物等。
<<將三重激發能轉換為發光的發光物質>> 接著,作為能夠用於發光層113的將三重激發能轉換為發光的發光物質,例如可以舉出發射磷光的物質(磷光發光物質)或呈現熱活化延遲螢光的熱活化延遲螢光(Thermally activated delayed fluorescence:TADF)材料。
磷光發光物質是指在低溫(例如77K)以上且室溫以下的溫度範圍(亦即,77K以上且313K以下)的任一溫度下發射磷光而不發射螢光的化合物。該磷光發光物質較佳為包含自旋軌域相互作用大的金屬元素,可以使用有機金屬錯合物、金屬錯合物(鉑錯合物)、稀土金屬錯合物等。明確而言,較佳為包含過渡金屬元素,尤其較佳為包含鉑族元素(釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)或鉑(Pt)),特別較佳為包含銥。銥可以提高單重基態與三重激發態之間的直接躍遷的概率,所以是較佳的。
<<磷光發光物質(450nm以上且570nm以下:藍色或綠色)>> 作為呈現藍色或綠色且其發射光譜的峰波長為450nm以上且570nm以下的磷光發光物質,可以舉出如下物質。
例如,可以舉出三{2-[5-(2-甲基苯基)-4-(2,6-二甲基苯基)-4H-1,2,4-三唑-3-基-κN 2]苯基-κC}銥(III)(簡稱:[Ir(mpptz-dmp) 3])、三(5-甲基-3,4-二苯基-4H-1,2,4-三唑)銥(III)(簡稱:[Ir(Mptz) 3])、三[4-(3-聯苯)-5-異丙基-3-苯基-4H-1,2,4-三唑]銥(III)(簡稱:[Ir(iPrptz-3b) 3])、三[3-(5-聯苯)-5-異丙基-4-苯基-4H-1,2,4-三唑]銥(III)(簡稱:[Ir(iPr5btz) 3])等具有4H-三唑骨架的有機金屬錯合物;三[3-甲基-1-(2-甲基苯基)-5-苯基-1H-1,2,4-三唑]銥(III)(簡稱:[Ir(Mptz1-mp) 3])、三(1-甲基-5-苯基-3-丙基-1H-1,2,4-三唑)銥(III)(簡稱:[Ir(Prptz1-Me) 3])等具有1H-三唑骨架的有機金屬錯合物;fac-三[1-(2,6-二異丙基苯基)-2-苯基-1H-咪唑]銥(III)(簡稱:[Ir(iPrpmi) 3])、三[3-(2,6-二甲基苯基)-7-甲基咪唑并[1,2-f]菲啶根(phenanthridinato)]銥(III)(簡稱:[Ir(dmpimpt-Me) 3])等具有咪唑骨架的有機金屬錯合物;以及雙[2-(4’,6’-二氟苯基)吡啶根-N,C 2’]銥(III)四(1-吡唑基)硼酸鹽(簡稱:FIr6)、雙[2-(4’,6’-二氟苯基)吡啶根-N,C 2’]銥(III)吡啶甲酸鹽(簡稱:FIrpic)、雙{2-[3’,5’-雙(三氟甲基)苯基]吡啶根-N,C 2’}銥(III)吡啶甲酸鹽(簡稱:[Ir(CF 3ppy) 2(pic)])、雙[2-(4’,6’-二氟苯基)吡啶根-N,C 2’]銥(III)乙醯丙酮(簡稱:FIr(acac))等以具有拉電子基團的苯基吡啶衍生物為配體的有機金屬錯合物等。
<<磷光發光物質(495nm以上且590nm以下:綠色或黃色)>> 作為呈現綠色或黃色且其發射光譜的峰波長為495nm以上且590nm以下的磷光發光物質,可以舉出如下物質。
例如,可以舉出三(4-甲基-6-苯基嘧啶)銥(III) (簡稱:[Ir(mppm) 3])、三(4-三級丁基-6-苯基嘧啶)銥(III)(簡稱:[Ir(tBuppm) 3])、(乙醯丙酮根)雙(6-甲基-4-苯基嘧啶)銥(III)(簡稱:[Ir(mppm) 2(acac)])、(乙醯丙酮根)雙(6-三級丁基-4-苯基嘧啶)銥(III)(簡稱:[Ir(tBuppm) 2(acac)])、(乙醯丙酮根)雙[6-(2-降莰基)-4-苯基嘧啶]銥(III)(簡稱:[Ir(nbppm) 2(acac)])、(乙醯丙酮根)雙[5-甲基-6-(2-甲基苯基)-4-苯基嘧啶]銥(III)(簡稱:[Ir(mpmppm) 2(acac)])、(乙醯丙酮根)雙{4,6-二甲基-2-[6-(2,6-二甲基苯基)-4-嘧啶基-κN3]苯基-κC}銥(III)(簡稱:[Ir(dmppm-dmp) 2(acac)])、(乙醯丙酮根)雙(4,6-二苯基嘧啶)銥(III)(簡稱:[Ir(dppm) 2(acac)])等具有嘧啶骨架的有機金屬銥錯合物;(乙醯丙酮根)雙(3,5-二甲基-2-苯基吡
Figure 111102196-A0304-1
)銥(III)(簡稱:[Ir(mppr-Me) 2(acac)])、(乙醯丙酮根)雙(5-異丙基-3-甲基-2-苯基吡
Figure 111102196-A0304-1
)銥(III)(簡稱:[Ir(mppr-iPr) 2(acac)])等具有吡
Figure 111102196-A0304-1
骨架的有機金屬銥錯合物;三(2-苯基吡啶根-N,C 2’)銥(III)(簡稱:[Ir(ppy) 3])、雙(2-苯基吡啶根-N,C 2’)銥(III)乙醯丙酮(簡稱:[Ir(ppy) 2(acac)])、雙(苯并[h]喹啉)銥(III)乙醯丙酮(簡稱:[Ir(bzq) 2(acac)])、三(苯并[h]喹啉)銥(III)(簡稱:[Ir(bzq) 3])、三(2-苯基喹啉-N,C 2’)銥(III)(簡稱:[Ir(pq) 3])、雙(2-苯基喹啉-N,C 2’)銥(III)乙醯丙酮(簡稱:[Ir(pq) 2(acac)])、雙[2-(2-吡啶基-κN)苯基-κC][2-(4-苯基-2-吡啶基-κN)苯基-κC]銥(III)(簡稱:[Ir(ppy) 2(4dppy)])、雙[2-(2-吡啶基-κN)苯基-κC][2-(4-甲基-5-苯基-2-吡啶基-κN)苯基-κC]等具有吡啶骨架的有機金屬銥錯合物;雙(2,4-二苯基-1,3-㗁唑-N,C 2’)銥(III)乙醯丙酮(簡稱:[Ir(dpo) 2(acac)])、雙{2-[4’-(全氟苯基)苯基]吡啶-N,C 2’}銥(III)乙醯丙酮(簡稱:[Ir(p-PF-ph) 2(acac)])、雙(2-苯基苯并噻唑-N,C 2’)銥(III)乙醯丙酮(簡稱:[Ir(bt) 2(acac)])等有機金屬錯合物、三(乙醯丙酮根)(單啡啉)鋱(III)(簡稱:[Tb(acac) 3(Phen)])等稀土金屬錯合物。
<<磷光發光物質(570nm以上且750nm以下:黃色或紅色)>> 作為呈現黃色或紅色且其發射光譜的峰波長為570nm以上且750nm以下的磷光發光物質,可以舉出如下物質。
例如,可以舉出(二異丁醯甲烷根)雙[4,6-雙(3-甲基苯基)嘧啶根]銥(III)(簡稱:[Ir(5mdppm) 2(dibm)])、雙[4,6-雙(3-甲基苯基)嘧啶根](二新戊醯甲烷)銥(III)(簡稱:[Ir(5mdppm) 2(dpm)])、(二新戊醯甲烷)雙[4,6-二(萘-1-基)嘧啶根]銥(III)(簡稱:[Ir(d1npm) 2(dpm)])等具有嘧啶骨架的有機金屬錯合物;(乙醯丙酮)雙(2,3,5-三苯基吡
Figure 111102196-A0304-1
)銥(III)(簡稱:[Ir(tppr) 2(acac)])、雙(2,3,5-三苯基吡
Figure 111102196-A0304-1
)(二新戊醯甲烷)銥(III)(簡稱:[Ir(tppr) 2(dpm)])、雙{4,6-二甲基-2-[3-(3,5-二甲基苯基)-5-苯基-2-吡
Figure 111102196-A0304-1
基-κN]苯基-κC}(2,6-二甲基-3,5-庚二酮-κ 2O,O’)銥(III)(簡稱:[Ir(dmdppr-P) 2(dibm)])、雙{4,6-二甲基-2-[5-(4-氰-2,6-二甲基苯基)-3-(3,5-二甲基苯基)-2-吡
Figure 111102196-A0304-1
基-κN]苯基-κC}(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮-κ 2O,O’)銥(III)(簡稱:[Ir(dmdppr-dmCP) 2(dpm)])、雙[2-(5-(2,6-二甲基苯基)-3-(3,5-二甲基苯基)-2-吡
Figure 111102196-A0304-1
基-κN)-4,6-二甲基苯基-κC] (2,2’,6,6’-四甲基-3,5-庚二酮根-κ 2O,O’)銥(III)(簡稱:[Ir(dmdppr-dmp) 2(dpm)])、(乙醯丙酮)雙[2-甲基-3-苯基喹㗁啉合(quinoxalinato)]-N,C 2’]銥(III)(簡稱:[Ir(mpq) 2(acac)])、(乙醯丙酮)雙(2,3-二苯基喹㗁啉合(quinoxalinato)-N,C 2’]銥(III)(簡稱:[Ir(dpq) 2(acac)])、(乙醯丙酮)雙[2,3-雙(4-氟苯基)喹㗁啉合(quinoxalinato)]銥(III)(簡稱:[Ir(Fdpq) 2(acac)])等具有吡
Figure 111102196-A0304-1
骨架的有機金屬錯合物;三(1-苯基異喹啉-N,C 2’)銥(III)(簡稱:[Ir(piq) 3])、雙(1-苯基異喹啉-N,C 2’)銥(III)乙醯丙酮(簡稱:[Ir(piq) 2(acac)])、雙[4,6-二甲基-2-(2-喹啉-κN)苯基-κC](2,4-戊二酮根-κ 2O,O’)銥(III)(簡稱:[Ir(dmpqn) 2(acac)])等具有吡啶骨架的有機金屬錯合物;2,3,7,8,12,13,17,18-八乙基-21H,23H-紫質鉑(II)(簡稱:[PtOEP])等鉑錯合物;以及三(1,3-二苯基-1,3-丙二酮(propanedionato)(單啡啉)銪(III)(簡稱:[Eu(DBM) 3(Phen)])、三[1-(2-噻吩甲醯基)-3,3,3-三氟丙酮](單啡啉)銪(III)(簡稱:[Eu(TTA) 3(Phen)])等稀土金屬錯合物。
<<TADF材料>> 此外,作為TADF材料,可以使用如下材料。TADF材料是指S1能階與T1能階的能量差小(較佳為0.2eV以下)且能夠利用微小的熱能量將三重激發態上轉換(up-convert)為單重激發態(逆系間竄越)並高效率地發射來自單重激發態的發光(螢光)的材料。可以高效率地獲得熱活化延遲螢光的條件為如下:三重激發能階和單重激發能階之間的能量差為0eV以上且0.2eV以下,較佳為0eV以上且0.1eV以下。TADF材料所發射的延遲螢光是指具有與一般的螢光同樣的光譜但壽命非常長的發光。其壽命為1×10 -6秒以上,較佳為1×10 -3秒以上。
作為TADF材料,例如可以舉出富勒烯及其衍生物、普羅黃素等吖啶衍生物、伊紅等。另外,可以舉出包含鎂(Mg)、鋅(Zn)、鎘(Cd)、錫(Sn)、鉑(Pt)、銦(In)或鈀(Pd)等的含金屬紫質。作為含金屬紫質,例如,也可以舉出原紫質-氟化錫錯合物(簡稱:SnF 2(Proto IX))、中紫質-氟化錫錯合物(簡稱:SnF 2(Meso IX))、血紫質-氟化錫錯合物(簡稱:SnF 2(Hemato IX))、糞紫質四甲酯-氟化錫錯合物(簡稱:SnF 2(Copro III-4Me))、八乙基紫質-氟化錫錯合物(簡稱:SnF 2(OEP))、初紫質-氟化錫錯合物(簡稱:SnF 2(Etio I))以及八乙基紫質-氯化鉑錯合物(簡稱:PtCl 2OEP)等。
[化學式37]
Figure 02_image063
除了上述以外,可以使用2-(聯苯-4-基)-4,6-雙(12-苯基吲哚并[2,3-a]咔唑-11-基)-1,3,5-三
Figure 111102196-A0304-1
(簡稱:PIC-TRZ)、2-{4-[3-(N-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑-9-基]苯基}-4,6-二苯基-1,3,5-三
Figure 111102196-A0304-1
(簡稱:PCCzPTzn)、2-[4-(10H-啡㗁𠯤-10-基)苯基]-4,6-二苯基-1,3,5-三
Figure 111102196-A0304-1
(簡稱:PXZ-TRZ)、3-[4-(5-苯基-5,10-二氫啡𠯤-10-基)苯基]-4,5-二苯基-1,2,4-三唑(簡稱:PPZ-3TPT)、3-(9,9-二甲基-9H-吖啶-10-基)-9H-氧雜蒽-9-酮(簡稱:ACRXTN)、雙[4-(9,9-二甲基-9,10-二氫吖啶)苯基]碸(簡稱:DMAC-DPS)、10-苯基-10H,10’H-螺[吖啶-9,9’-蒽]-10’-酮(簡稱:ACRSA)、4-(9’-苯基-3,3’-聯-9H-咔唑-9-基)苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(簡稱:4PCCzBfpm)、4-[4-(9’-苯基-3,3’-聯-9H-咔唑-9-基)苯基]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(簡稱:4PCCzPBfpm)、9-[3-(4,6-二苯基-1,3,5-三
Figure 111102196-A0304-1
-2-基)苯基]-9’-苯基-2,3’-聯-9H-咔唑(簡稱:mPCCzPTzn-02)等具有富π電子型雜芳環及缺π電子型雜芳環的雜環化合物。
另外,在富π電子型雜芳環和缺π電子型雜芳環直接鍵合的物質中,富π電子型雜芳環的施體性和缺π電子型雜芳環的受體性都強,單重激發態與三重激發態之間的能量差變小,所以是尤其較佳的。
[化學式38]
Figure 02_image065
另外,除了上述以外,作為具有能夠將三重激發能轉換為發光的功能的材料,可以舉出具有鈣鈦礦結構的過渡金屬化合物的奈米結構體。金屬鹵素鈣鈦礦類奈米結構體是特別較佳的。作為該奈米結構體,奈米粒子和奈米棒是較佳的。
在發光層(113、113a、113b、113c)中,作為組合上述發光物質(客體材料)的有機化合物(主體材料等),可以使用選擇一種或多種其能隙比發光物質(客體材料)大的物質。
<<螢光發光主體材料>> 在用於發光層(113、113a、113b、113c)的發光物質是螢光發光物質的情況下,作為與發光物質組合而使用的有機化合物(主體材料),較佳為使用其單重激發態的能階大且其三重激發態的能階小的有機化合物或螢光量子產率高的有機化合物。因此,只要是滿足上述條件的有機化合物就可以使用在本實施方式中示出的電洞傳輸性材料(上述)及電子傳輸性材料(後述)等。
雖然一部分內容與上述具體例子重複,但是從較佳為與發光物質(螢光發光物質)組合而使用的觀點來看,作為有機化合物(主體材料)可以舉出蒽衍生物、稠四苯衍生物、菲衍生物、芘衍生物、䓛(chrysene)衍生物、二苯并[g,p]䓛衍生物等稠合多環芳香化合物。
作為較佳為與螢光發光物質組合而使用的有機化合物(主體材料)的具體例子,可以舉出9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡稱:PCzPA)、3,6-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡稱:DPCzPA)、3-[4-(1-萘基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(簡稱:PCPN)、9,10-二苯基蒽(簡稱:DPAnth)、N,N-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(簡稱:CzA1PA)、4-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(簡稱:DPhPA)、YGAPA、PCAPA、N,9-二苯基-N-{4-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]苯基}-9H-咔唑-3-胺(簡稱:PCAPBA)、N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(簡稱:2PCAPA)、6,12-二甲氧基-5,11-二苯基䓛、N,N,N’,N’,N’’,N’’,N’’’,N’’’-八苯基二苯并[g,p]䓛-2,7,10,15-四胺(簡稱:DBC1)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡稱:CzPA)、7-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-7H-二苯并[c,g]咔唑(簡稱:cgDBCzPA)、6-[3-(9,10-二苯基-2-蒽基)苯基]-苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃(簡稱:2mBnfPPA)、9-苯基-10-{4-(9-苯基-9H-茀-9-基)聯苯-4’-基}蒽(簡稱:FLPPA)、9,10-雙(3,5-二苯基苯基)蒽(簡稱:DPPA)、9,10-二(2-萘基)蒽(簡稱:DNA)、2-三級丁基-9,10-二(2-萘基)蒽(簡稱:t-BuDNA)、9,9’-聯蒽(簡稱:BANT)、9,9’-(二苯乙烯-3,3’-二基)二菲(簡稱:DPNS)、9,9’-(二苯乙烯-4,4’-二基)二菲(簡稱:DPNS2)、1,3,5-三(1-芘)苯(簡稱:TPB3)、5,12-二苯基稠四苯、5,12-雙(聯苯-2-基)稠四苯等。
<<磷光發光主體材料>> 在用於發光層(113、113a、113b、113c)的發光物質是磷光發光物質的情況下,作為與發光物質組合而使用的有機化合物(主體材料),選擇其三重激發能(基態和三重激發態之間的能量差)大於發光物質的三重激發能的有機化合物即可。注意,當為了形成激態錯合物,組合多個有機化合物(例如,第一主體材料及第二主體材料(或輔助材料)等)與發光物質而使用時,較佳為與磷光發光物質混合而使用這些多個有機化合物。
藉由採用這樣的結構,可以高效地得到利用從激態錯合物到發光物質的能量轉移的ExTET(Exciplex-Triplet Energy Transfer:激態錯合物-三重態能量轉移)的發光。作為多個有機化合物的組合,較佳為使用容易形成激態錯合物的組合,特別較佳為組合容易接收電洞的化合物(電洞傳輸性材料)與容易接收電子的化合物(電子傳輸性材料)。
雖然一部分內容與上述具體例子重複,但是從較佳為與發光物質(磷光發光物質)組合而使用的觀點來看,作為有機化合物(主體材料、輔助材料)可以舉出芳香胺、咔唑衍生物、二苯并噻吩衍生物、二苯并呋喃衍生物、鋅類金屬錯合物及鋁類金屬錯合物、㗁二唑衍生物、三唑衍生物、苯并咪唑衍生物、喹㗁啉衍生物、二苯并喹㗁啉衍生物、嘧啶衍生物、三
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衍生物、吡啶衍生物、聯吡啶衍生物、啡啉衍生物等。
注意,在上述有機化合物中,作為電洞傳輸性高的有機化合物的芳香胺及咔唑衍生物的具體例子,可以舉出與上述電洞傳輸性材料的具體例子相同的材料,這些材料較佳為用作主體材料。
此外,作為在上述有機化合物中電洞傳輸性高的有機化合物的二苯并噻吩衍生物以及二苯并呋喃衍生物的具體例子,可以舉出4-{3-[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]苯基}二苯并呋喃(簡稱:mmDBFFLBi-II)、4,4’,4’’-(苯-1,3,5-三基)三(二苯并呋喃)(簡稱:DBF3P-II)、DBT3P-II、2,8-二苯基-4-[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]二苯并噻吩(簡稱:DBTFLP-III)、4-[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-6-苯基二苯并噻吩(簡稱:DBTFLP-IV)、4-[3-(聯伸三苯-2-基)苯基]二苯并噻吩(簡稱:mDBTPTp-II)等,這些材料較佳為用作主體材料。
在上述中,作為電子傳輸性高的有機化合物(電子傳輸性材料)的金屬錯合物的具體例子,可以舉出:鋅類金屬錯合物或鋁類金屬錯合物的三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡稱:Alq)、三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁(III)(簡稱:Almq 3)、雙(10-羥基苯并[h]喹啉)鈹(II)(簡稱:BeBq 2)、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(4-苯基苯酚)鋁(III)(簡稱:BAlq)、雙(8-羥基喹啉)鋅(II)(簡稱:Znq);具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金屬錯合物等,這些材料較佳為用作主體材料。
除此之外,作為較佳的主體材料還可以舉出雙[2-(2-苯并㗁唑基)苯酚]鋅(II)(簡稱:ZnPBO)、雙[2-(2-苯并噻唑基)苯酚]鋅(II)(簡稱:ZnBTZ)等具有㗁唑基類配體、噻唑類配體的金屬錯合物等。
此外,在上述有機化合物中,作為電子傳輸性高的有機化合物(電子傳輸性材料)的㗁二唑衍生物、三唑衍生物、苯并咪唑衍生物、喹㗁啉衍生物、二苯并喹㗁啉衍生物、啡啉衍生物等的具體例子,可以舉出2-(4-聯苯基)-5-(4-三級丁基苯基)-1,3,4-㗁二唑(簡稱:PBD)、1,3-雙[5-(對三級丁基苯基)-1,3,4-㗁二唑-2-基]苯(簡稱:OXD-7)、9-[4-(5-苯基-1,3,4-㗁二唑-2-基)苯基]-9H-咔唑(簡稱:CO11)、3-(4-聯苯基)-4-苯基-5-(4-三級丁基苯基)-1,2,4-三唑(簡稱:TAZ)、2,2’,2’’-(1,3,5-苯三基)三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(簡稱:TPBI)、2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯并咪唑(簡稱:mDBTBIm-II)、4,4’-雙(5-甲基苯并㗁唑-2-基)二苯乙烯(簡稱:BzOS)、紅啡啉(簡稱:Bphen)、浴銅靈(簡稱:BCP)、2,9-雙(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-啡啉(簡稱:NBphen)、2,2-(1,3-亞苯)雙[9-苯基-1,10-啡啉](簡稱:mPPhen2P)、2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f,h]喹㗁啉(簡稱:2mDBTPDBq-II)、2-[3’-(二苯并噻吩-4-基)聯苯-3-基]二苯并[f,h]喹㗁啉(簡稱:2mDBTBPDBq-II)、2-[3’-(9H-咔唑-9-基)聯苯-3-基]二苯并[f,h]喹㗁啉(簡稱:2mCzBPDBq)、2-[4-(3,6-二苯基-9H-咔唑-9-基)苯基]二苯并[f,h]喹㗁啉(簡稱:2CzPDBq-III)、7-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f,h]喹㗁啉(簡稱:7mDBTPDBq-II)及6-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f,h]喹㗁啉(簡稱:6mDBTPDBq-II)等,這些材料較佳為用作主體材料。
此外,在上述中,作為電子傳輸性高的有機化合物(電子傳輸性材料)的具有二
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骨架的雜環化合物、具有三
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骨架的雜環化合物、具有吡啶骨架的雜環化合物的具體例子,可以舉出4,6-雙[3-(菲-9-基)苯基]嘧啶(簡稱:4,6mPnP2Pm)、4,6-雙[3-(4-二苯并噻吩基)苯基]嘧啶(簡稱:4,6mDBTP2Pm-II)、4,6-雙[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]嘧啶(簡稱:4,6mCzP2Pm)、2-{4-[3-(N-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑-9-基]苯基}-4,6-二苯基-1,3,5-三
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(簡稱:PCCzPTzn)、9-[3-(4,6-二苯基-1,3,5-三
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-2-基)苯基]-9’-苯基-2,3’-聯-9H-咔唑(簡稱:mPCCzPTzn-02)、3,5-雙[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]吡啶(簡稱:35DCzPPy)、1,3,5-三[3-(3-吡啶基)苯基]苯(簡稱:TmPyPB)等。這些材料較佳為用作主體材料。
除此以外,作為較佳的主體材料還可以使用聚(2,5-吡啶二基)(簡稱:PPy)、聚[(9,9-二己基茀-2,7-二基)-共-(吡啶-3,5-二基)](簡稱:PF-Py)、聚[(9,9-二辛基茀-2,7-二基)-共-(2,2’-聯吡啶-6,6’-二基)](簡稱:PF-BPy)等高分子化合物等。
再者,也可以使用電洞傳輸性高且電子傳輸性高的有機化合物的雙極性的9-苯基-9’-(4-苯基-2-喹唑啉基)-3,3’-聯-9H-咔唑(簡稱:PCCzQz)等作為主體材料。
<電子傳輸層> 電子傳輸層(114、114a、114b)是將從第二電極102及電荷產生層(106、106a、106b)由後述的電子注入層(115、115a、115b)注入的電子傳輸到發光層(113、113a、113b)中的層。另外,電子傳輸層(114、114a、114b)是包含電子傳輸性材料的層。作為用於電子傳輸層(114、114a、114b)的電子傳輸性材料,較佳為在電場強度[V/cm]的平方根為600時具有1×10 -6cm 2/Vs以上的電子移動率的物質。此外,只要是電子傳輸性高於電洞傳輸性的物質,就可以使用上述以外的物質。較佳為將本發明的一個實施方式的有機化合物用於電子傳輸層(114、114a、114b)。此外,電子傳輸層(114、114a、114b)即使是單層也起作用,但是在根據需要採用兩層以上的疊層結構時,可以提高器件特性。
<<電子傳輸性材料>> 作為能夠用於電子傳輸層(114、114a、114b)的電子傳輸性材料,可以使用具有呋喃并二
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骨架的呋喃環與芳香環稠合的結構的有機化合物、具有喹啉骨架的金屬錯合物、具有苯并喹啉骨架的金屬錯合物、具有㗁唑骨架的金屬錯合物、具有噻唑骨架的金屬錯合物等,還可以使用㗁二唑衍生物、三唑衍生物、咪唑衍生物、㗁唑衍生物、噻唑衍生物、啡啉衍生物、具有喹啉配體的喹啉衍生物、苯并喹啉衍生物、喹㗁啉衍生物、二苯并喹㗁啉衍生物、吡啶衍生物、聯吡啶衍生物、嘧啶衍生物、含氮雜芳族化合物等缺π電子型雜芳族化合物等電子傳輸性高的材料(電子傳輸性材料)。
作為電子傳輸性材料的具體例子,可以舉出:2-[3’-(二苯并噻吩-4-基)聯苯-3-基]二苯并[f,h]喹㗁啉(簡稱:2mDBTBPDBq-II)、5-[3-(4,6-二苯基-1,3,5-三
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-2-基)苯基]-7,7-二甲基-5H,7H-茚并[2,1-b]咔唑(簡稱:mINc(II)PTzn)、2-{3-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]苯基}-4,6-二苯基-1,3,5-三
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(簡稱:mDBtBPTzn)、4-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-8-(萘-2-基)-[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(簡稱:8βN-4mDBtPBfpm)、3,8-雙[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]苯并呋喃并[2,3-b]吡
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(簡稱:3,8mDBtP2Bfpr)、4,8-雙[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(簡稱:4,8mDBtP2Bfpm)、9-[(3’-二苯并噻吩-4-基)聯苯-3-基]萘并[1’,2’:4,5]呋喃并[2,3-b]吡
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(簡稱:9mDBtBPNfpr)、8-[3’-(二苯并噻吩-4-基)(1,1’-聯苯-3-基)]萘并[1’,2’:4,5]呋喃并[3,2-d]嘧啶(簡稱:8mDBtBPNfpm)、8-[(2,2’-聯萘)-6-基]-4-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(簡稱:8(βN2)-4mDBtPBfpm)、8-(1,1’-聯苯-4-基)-4-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(簡稱:8BP-4mDBtPBfpm)、三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡稱:Alq 3)、Almq 3、BeBq 2、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(4-苯基苯酚)鋁(III)(簡稱:BAlq)、雙(8-羥基喹啉)鋅(II)(簡稱:Znq)等具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金屬錯合物;雙[2-(2-苯并㗁唑基)苯酚]鋅(II)(簡稱:ZnPBO)、雙[2-(2-苯并噻唑基)苯酚]鋅(II)(簡稱:ZnBTZ)等具有㗁唑骨架或噻唑骨架的金屬錯合物等。
再者,除了金屬錯合物以外,作為電子傳輸性材料還可以使用PBD、OXD-7、CO11等㗁二唑衍生物;TAZ、p-EtTAZ等三唑衍生物;TPBI、mDBTBIm-II等咪唑衍生物(包括苯并咪唑衍生物);BzOS等㗁唑衍生物;Bphen、BCP、NBphen、mPPhen2P等啡啉衍生物;2mDBTPDBq-II、2mDBTBPDBq-II、2mCzBPDBq、2CzPDBq-III、7mDBTPDBq-II、6mDBTPDBq-II等喹㗁啉衍生物或二苯并喹㗁啉衍生物;35DCzPPy、TmPyPB等吡啶衍生物;4,6mPnP2Pm、4,6mDBTP2Pm-II、4,6mCzP2Pm等嘧啶衍生物;PCCzPTzn、mPCCzPTzn-02等三
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衍生物。
此外,作為電子傳輸性材料,還可以使用聚(2,5-吡啶二基)(簡稱:PPy)、聚[(9,9-二己基茀-2,7-二基)-共-(吡啶-3,5-二基)](簡稱:PF-Py)、聚[(9,9-二辛基茀-2,7-二基)-共-(2,2’-聯吡啶-6,6’-二基)](簡稱:PF-BPy)等高分子化合物。
另外,電子傳輸層(114、114a、114b)可以為單層,也可以為包含上述物質的兩層以上的疊層。
<電子注入層> 電子注入層(115、115a、115b)是包含電子注入性高的物質的層。電子注入層(115、115a、115b)是用來提高從第二電極102注入電子的效率的層,較佳為使用用於第二電極102的材料的功函數的值與用於電子注入層(115、115a、115b)的材料的LUMO能階的值之差小(0.5eV以下)的材料。因此,作為電子注入層(115、115a、115b),可以使用鋰、銫、氟化鋰(LiF)、氟化銫(CsF)、氟化鈣(CaF 2)、8-羥基喔啉-鋰(簡稱:Liq)、2-(2-吡啶基)苯酚鋰(簡稱:LiPP)、2-(2-吡啶基)-3-羥基吡啶(pyridinolato)鋰(簡稱:LiPPy)、4-苯基-2-(2-吡啶基)苯酚鋰(簡稱:LiPPP)、鋰氧化物(LiO x)、碳酸銫等鹼金屬、鹼土金屬或者它們的化合物。此外,可以使用稀土金屬或其化合物,例如鐿(Yb)或氟化鉺(ErF 3)等。另外,也可以將電子化合物用於電子注入層(115、115a、115b)。作為電子化合物,例如可以舉出對鈣和鋁的混合氧化物以高濃度添加電子的物質等。另外,也可以使用如上所述的構成電子傳輸層(114、114a、114b)的物質。
此外,也可以將混合有機化合物與電子施體(施體)而成的複合材料用於電子注入層(115、115a、115b)。這種複合材料因為藉由電子施體在有機化合物中產生電子而具有優異的電子注入性和電子傳輸性。在此情況下,有機化合物較佳為在傳輸所產生的電子方面性能優異的材料,明確而言,例如,可以使用用於如上所述的電子傳輸層(114、114a、114b)的電子傳輸性材料(金屬錯合物、雜芳族化合物等)。作為電子施體,只要是對有機化合物呈現電子供給性的物質即可。明確而言,較佳為使用鹼金屬、鹼土金屬和稀土金屬,可以舉出鋰、銫、鎂、鈣、鉺、鐿等。另外,較佳為使用鹼金屬氧化物及鹼土金屬氧化物,可以舉出鋰氧化物、鈣氧化物、鋇氧化物等。此外,還可以使用氧化鎂等路易士鹼。另外,也可以使用四硫富瓦烯(簡稱:TTF)等有機化合物。或者,也可以層疊使用多個這些材料。
除此以外,也可以將混合有機化合物和金屬而成的複合材料用於電子注入層(115、115a、115b)。注意,這裡使用的有機化合物較佳為具有-3.6eV以上且-2.3eV以下的LUMO能階。此外,較佳為使用非共用電子對。
因此,作為上述有機化合物,較佳為使用包括具有吡啶骨架、二
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骨架(嘧啶、吡
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等)或三
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骨架的雜環化合物等的非共用電子對的材料。
注意,作為具有吡啶骨架的雜環化合物,可以舉出3,5-雙[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]吡啶(簡稱:35DCzPPy)、1,3,5-三[3-(3-吡啶基)苯基]苯(簡稱:TmPyPB)、浴銅靈(簡稱:BCP)、2,9-雙(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-啡啉(簡稱:NBphen)、紅啡啉(簡稱:Bphen)等。
作為具有二
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骨架的雜環化合物,可以舉出2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f,h]喹㗁啉(簡稱:2mDBTPDBq-II)、2-[3’-(二苯并噻吩-4-基)聯苯-3-基]二苯并[f,h]喹㗁啉(簡稱:2mDBTBPDBq-II)、2-[3’-(9H-咔唑-9-基)聯苯-3-基]二苯并[f,h]喹㗁啉(簡稱:2mCzBPDBq)、2-[4-(3,6-二苯基-9H-咔唑-9-基)苯基]二苯并[f,h]喹㗁啉(簡稱:2CzPDBq-Ⅲ)、7-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f,h]喹㗁啉(簡稱:7mDBTPDBq-II)、6-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f,h]喹㗁啉(簡稱:6mDBTPDBq-Ⅱ)、4,6-雙[3-(菲-9-基)苯基]嘧啶(簡稱:4,6mPnP2Pm)、4,6-雙[3-(4-二苯并噻吩基)苯基]嘧啶(簡稱:4,6mDBTP2Pm-II)、4,6-雙[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]嘧啶(簡稱:4,6mCzP2Pm)、4-{3-[3’-(9H-咔唑-9-基)]聯苯-3-基}苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(簡稱:4mCzBPBfpm)等。
作為具有三
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骨架的雜環化合物,可以舉出2-{4-[3-(N-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑-9-基]苯基}-4,6-二苯基-1,3,5-三
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(簡稱:PCCzPTzn)、2,4,6-三[3'-(吡啶-3-基)聯苯-3-基]-1,3,5-三
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(簡稱:TmPPPyTz)、2,4,6-三(2-吡啶基)-1,3,5-三
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(簡稱:2Py3Tz)等。
作為金屬,較佳為使用屬於元素週期表中第5族、第7族、第9族或第11族的過渡金屬及屬於第13族的材料,例如,可以舉出Ag、Cu、Al或In等。此外,此時,有機化合物與過渡金屬之間形成單佔軌域(SOMO:Singly Occupied Molecular Orbital)。
另外,例如,在使從發光層113b得到的光放大的情況下,較佳為以第二電極102與發光層113b之間的光學距離小於發光層113b所呈現的光的波長λ的1/4的方式形成。在此情況下,藉由改變電子傳輸層114b或電子注入層115b的厚度,可以調整光學距離。
此外,如圖1D所示的發光器件那樣,藉由在兩個EL層(103a、103b)之間設置電荷產生層106,可以具有多個EL層層疊在一對電極之間的結構(也稱為串聯結構)。
<電荷產生層> 電荷產生層106具有如下功能:當第一電極101(陽極)和第二電極102(陰極)之間被施加電壓時,對EL層103a注入電子且對EL層103b注入電洞的功能。電荷產生層106既可以具有對電洞傳輸性材料添加電子受體(受體)的結構(也稱為P型層),也可以具有對電子傳輸性材料添加電子施體(施體)的結構(也稱為電子注入緩衝層)。或者,也可以層疊有這兩種結構。再者,也可以在P型層與電子注入緩衝層之間設置電子繼電層。注意,藉由使用上述材料形成電荷產生層106,可以抑制層疊EL層時導致的驅動電壓的上升。
在電荷產生層106具有對有機化合物的電洞傳輸性材料添加電子受體的結構(P型層)的情況下,作為電洞傳輸性材料可以使用本實施方式所示的材料。另外,作為電子受體,可以舉出7,7,8,8-四氰基-2,3,5,6-四氟醌二甲烷(簡稱:F 4-TCNQ)、氯醌等。此外,可以舉出屬於元素週期表中第4族至第8族的金屬的氧化物。明確而言,可以舉出氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化錳、氧化錸等。此外,也可以使用上述受體材料。另外,P型層可以為混合電洞傳輸性材料和電子受體而成的混合膜或者包含電洞傳輸性材料的膜和包含電子受體的膜的疊層膜。
在電荷產生層106具有對電子傳輸性材料添加電子施體的結構(電子注入緩衝層)的情況下,作為電子傳輸性材料可以使用本實施方式所示的材料。另外,作為電子施體,可以使用鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬或屬於元素週期表中第2族、第13族的金屬及它們的氧化物或碳酸鹽。明確而言,較佳為使用鋰(Li)、銫(Cs)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鐿(Yb)、銦(In)、氧化鋰(Li 2O)、碳酸銫等。此外,也可以將如四硫稠四苯(tetrathianaphthacene)等有機化合物用作電子施體。
在電荷產生層106中,在P型層與電子注入緩衝層之間設置電子繼電層時,電子繼電層至少包含具有電子傳輸性的物質,並具有防止電子注入緩衝層與P型層的互相作用而順利地傳遞電子的功能。電子中繼層所包含的具有電子傳輸性的物質的LUMO能階較佳為位於P型層中的受體物質的LUMO能階和與電荷產生層106接觸的電子傳輸層所包含的具有電子傳輸性的物質的LUMO能階之間。電子中繼層中的具有電子傳輸性的物質的LUMO能階的具體值較佳為-5.0eV以上,更佳為-5.0eV以上且-3.0eV以下。另外,作為電子中繼層中的具有電子傳輸性的物質,較佳為使用酞青類材料或具有金屬-氧鍵合和芳香配體的金屬錯合物。
雖然圖1D示出層疊有兩個EL層103的結構,但是藉由在不同的EL層之間設置電荷產生層可以使其成為三個以上的疊層結構。在圖1E中,示出三層EL層(EL層103a、EL層103b及EL層103c)隔著兩層電荷產生層(電荷產生層106a及電荷產生層106b)層疊的結構。
<基板> 本實施方式所示的發光器件可以形成在各種基板上。注意,對基板的種類沒有特定的限制。作為該基板的例子,可以舉出半導體基板(例如,單晶基板或矽基板)、SOI基板、玻璃基板、石英基板、塑膠基板、金屬基板、不鏽鋼基板、包含不鏽鋼箔的基板、鎢基板、包含鎢箔的基板、撓性基板、貼合薄膜、包含纖維狀材料的紙或基材薄膜等。
作為玻璃基板的例子,有鋇硼矽酸鹽玻璃、鋁硼矽酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃等。作為撓性基板、貼合薄膜、基材薄膜等,可以舉出以聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚碸(PES)為代表的塑膠、丙烯酸樹脂等合成樹脂、聚丙烯、聚酯、聚氟化乙烯、聚氯乙烯、聚醯胺、聚醯亞胺、芳香族聚醯胺、環氧、無機蒸鍍薄膜、紙類等。
另外,當製造本實施方式所示的發光器件時,可以利用蒸鍍法等真空製程、旋塗法、噴墨法等溶液製程。作為蒸鍍法,可以利用濺射法、離子鍍法、離子束蒸鍍法、分子束蒸鍍法、真空蒸鍍法等物理蒸鍍法(PVD法)及化學氣相沉積法(CVD法)等。尤其是,可以利用蒸鍍法(真空蒸鍍法)、塗佈法(浸塗法、染料塗佈法、棒式塗佈法、旋塗法、噴塗法等)、印刷法(噴墨法、網版印刷(孔版印刷)法、平板印刷(平版印刷)法、柔版印刷(凸版印刷)法、照相凹版印刷法、微接觸印刷法等)等方法形成包括在發光器件的EL層中的具有各種功能的層(電洞注入層(111、111a、111b)、電洞傳輸層(112、112a、112b)、發光層(113、113a、113b、113c)、電子傳輸層(114、114a、114b)、電子注入層(115、115a、115b))以及電荷產生層(106、106a、106b)。
注意,在使用上述塗佈法、印刷法等的成膜方法時,可以使用高分子化合物(低聚物、樹枝狀聚合物、聚合物等)、中分子化合物(介於低分子與高分子之間的化合物:分子量為400以上且4000以下)、無機化合物(量子點材料等)等。注意,作為量子點材料,可以使用膠狀量子點材料、合金型量子點材料、核殼(Core Shell)型量子點材料、核型量子點材料等。
本實施方式所示的構成發光器件的EL層(103、103a、103b)的各層(電洞注入層(111、111a、111b)、電洞傳輸層(112、112a、112b)、發光層(113、113a、113b、113c)、電子傳輸層(114、114a、114b)、電子注入層(115、115a、115b))以及電荷產生層(106、106a、106b)的材料不侷限於本實施方式所示的材料,只要為可以滿足各層的功能的材料就可以組合地使用。
本實施方式所示的結構可以適當地與其他實施方式所示的結構組合而使用。
實施方式3 在本實施方式中,對本發明的一個實施方式的發光裝置(也稱為顯示面板)的具體結構例子及製造方法進行說明。
<發光裝置700的結構例子1> 圖2A所示的發光裝置700包括發光器件550B、發光器件550G、發光器件550R以及分隔壁528。此外,發光器件550B、發光器件550G、發光器件550R以及分隔壁528形成於設置在第一基板510上的功能層520上。功能層520除了由多個電晶體構成的驅動電路GD、驅動電路SD、像素電路等以外還包括使它們電連接的佈線等。注意,作為一個例子,這些驅動電路與發光器件550B、發光器件550G、發光器件550R電連接,並可以驅動這些器件。此外,發光裝置700在功能層520及各發光器件上包括絕緣層705,絕緣層705具有使第二基板770和功能層520貼合的功能。此外,將在實施方式4中說明驅動電路GD、驅動電路SD。
注意,發光器件550B、發光器件550G以及發光器件550R具有實施方式2所示的器件結構。尤其示出圖1A所示的結構中的EL層103在各發光器件中不同的情況。
此外,在本說明書等中,有時將在各顏色的發光器件(例如藍色(B)、綠色(G)及紅色(R))中分別形成發光層或分別塗佈發光層的結構稱為SBS(Side By Side)結構。
發光器件550B包括電極551B、電極552、EL層103B以及絕緣層107B。注意,各層的具體結構具有如實施方式2所示那樣的結構。此外,EL層103B具有由包括發光層的功能不同的多個層構成的疊層結構。在圖2A中,作為包括在具有發光層的EL層103B中的層,只示出電洞注入/傳輸層104B、電子傳輸層108B以及電子注入層109,但是本發明不侷限於此。注意,電洞注入/傳輸層104B示出包括具有實施方式2所示的電洞注入層及電洞傳輸層的功能的層,也可以具有疊層結構。注意,在本說明書中,在任何發光器件中都可以將電洞注入/傳輸層換稱為上述那樣的層。此外,電子傳輸層108B也可以具有疊層結構,並也可以以與發光層接觸的方式包括用來阻擋從陽極一側經過發光層移動到陰極一側的電洞的電洞障壁層。電子注入層109也可以具有疊層結構,該疊層結構的一部分或全部使用不同材料形成。
絕緣層107B如圖2A所示在電極551B上殘留有在EL層103B的一部分的層(在本實施方式中形成到發光層上的電子傳輸層108B)上形成的光阻劑的的情況下形成。因此,絕緣層107B以與EL層103B的一部分的層(上述)的側面(或端部)接觸的方式形成。由此,可以抑制從EL層103B的側面向內部進入氧、水分或其構成元素。注意,絕緣層107B例如可以使用氧化鋁、氧化鎂、氧化鉿、氧化鎵、銦鎵鋅氧化物、氮化矽或氮氧化矽等。絕緣層107B可以利用濺射法、CVD法、MBE法、PLD法、ALD法等形成,較佳為利用覆蓋性良好的ALD法。
覆蓋EL層103B的一部分的層(形成到電子傳輸層108B)及絕緣層107B形成電子注入層109。注意,電子注入層109較佳為具有層中的電阻不同的兩層以上的疊層結構。例如,也可以具有層疊只使用電子傳輸性材料形成的與電子傳輸層108B接觸的第一層和其上的使用包含金屬材料的電子傳輸性材料形成的第二層的結構或者在第一層與電子傳輸層108B之間還包括使用包含金屬材料的電子傳輸性材料形成的第三層的結構。
電極552形成在電子注入層109上。注意,電極551B和電極552具有彼此重疊的區域。此外,在電極551B與電極552之間包括EL層103B。由此,電子注入層109隔著絕緣層107B位於EL層103B的部分層的側面(或端部)或者電極552隔著電子注入層109及絕緣層107B位於EL層103B的部分層的側面(或端部)。由此,可以防止EL層103B與電極552,更明確而言,EL層103B所包括的電洞注入/傳輸層104B與電極552電短路。
圖2A所示的EL層103B具有與在實施方式2中說明的EL層103、103a、103b以及103c同樣的結構。此外,EL層103B例如可以發射藍色光。
發光器件550G包括電極551G、電極552、EL層103G以及絕緣層107G。注意,各層的具體結構具有如實施方式2所示那樣的結構。此外,EL層103G具有由包括發光層的功能不同的多個層構成的疊層結構。在圖2A中,包括在具有發光層的EL層103G中的層中只示出電洞注入/傳輸層104G、電子傳輸層108G以及電子注入層109,本發明不侷限於此。注意,電洞注入/傳輸層104G示出包括具有實施方式2所示的電洞注入層及電洞傳輸層的功能的層,也可以具有疊層結構。
此外,電子傳輸層108G可以具有疊層結構,也可以以與發光層接觸的方式包括用來阻擋從陽極一側經過發光層移動到陰極一側的電洞的電洞障壁層。電子注入層109也可以具有疊層結構,該疊層結構的一部分或全部使用不同材料形成。
絕緣層107G如圖2A所示在電極551G上殘留有在EL層103G的一部分的層(在本實施方式中形成到發光層上的電子傳輸層108G)上形成的光阻劑的情況下形成。因此,絕緣層107G以與EL層103G的一部分的層(上述)的側面(或端部)接觸的方式形成。由此,可以抑制從EL層103G的側面向內部進入氧、水分或其構成元素。注意,絕緣層107G例如可以使用氧化鋁、氧化鎂、氧化鉿、氧化鎵、銦鎵鋅氧化物、氮化矽或氮氧化矽等。絕緣層107G可以利用濺射法、CVD法、MBE法、PLD法、ALD法等形成,較佳為利用覆蓋性良好的ALD法。
覆蓋EL層103G的一部分的層(形成到電子傳輸層108G)及絕緣層107G形成電子注入層109。注意,電子注入層109較佳為具有層中的電阻不同的兩層以上的疊層結構。例如,也可以具有層疊只使用電子傳輸性材料形成的與電子傳輸層108G接觸的第一層和其上的使用包含金屬材料的電子傳輸性材料形成的第二層的結構或者在第一層與電子傳輸層108G之間還包括使用包含金屬材料的電子傳輸性材料形成的第三層的結構。
電極552形成在電子注入層109上。注意,電極551G和電極552具有彼此重疊的區域。此外,在電極551G與電極552之間包括EL層103G。由此,電子注入層109隔著絕緣層107G位於EL層103G的部分層的側面(或端部)或者電極552隔著電子注入層109及絕緣層107G位於EL層103G的部分層的側面(或端部)。由此,可以防止EL層103G與電極552,更明確而言,EL層103G所包括的電洞注入/傳輸層104G與電極552電短路。
圖2A所示的EL層103G具有與在實施方式2中說明的EL層103、103a、103b以及103c同樣的結構。此外,EL層103G例如可以發射綠色光。
發光器件550R包括電極551R、電極552、EL層103R以及絕緣層107R。注意,各層的具體結構具有如實施方式2所示那樣的結構。此外,EL層103R具有由包括發光層的功能不同的多個層構成的疊層結構。在圖2A中,包括在EL層103R中的層中只示出電洞注入/傳輸層104R、電子傳輸層108R以及電子注入層109,本發明不侷限於此。注意,電洞注入/傳輸層104R示出包括具有實施方式2所示的電洞注入層及電洞傳輸層的功能的層,也可以具有疊層結構。注意,在本說明書中,在任何發光器件中都可以將電洞注入/傳輸層換稱為上述那樣的層。此外,電子傳輸層108R也可以具有疊層結構,並也可以以與發光層接觸的方式包括用來阻擋從陽極一側經過發光層移動到陰極一側的電洞的電洞障壁層。電子注入層109也可以具有疊層結構,該疊層結構的一部分或全部使用不同材料形成。
絕緣層107R如圖2A所示在電極551R上殘留有在EL層103R的一部分的層(在本實施方式中形成到發光層上的電子傳輸層108R)上形成的光阻劑的情況下形成。因此,絕緣層107R以與EL層103R的一部分的層(上述)的側面(或端部)接觸的方式形成。由此,可以抑制從EL層103R的側面向內部進入氧、水分或其構成元素。注意,絕緣層107R例如可以使用氧化鋁、氧化鎂、氧化鉿、氧化鎵、銦鎵鋅氧化物、氮化矽或氮氧化矽等。絕緣層107R可以利用濺射法、CVD法、MBE法、PLD法、ALD法等形成,較佳為利用覆蓋性良好的ALD法。
覆蓋EL層103R的一部分的層(形成到發光層上的電子傳輸層108R)及絕緣層107R形成電子注入層109。注意,電子注入層109較佳為具有層中的電阻不同的兩層以上的疊層結構。例如,也可以具有層疊只使用電子傳輸性材料形成的與電子傳輸層108R接觸的第一層和其上的使用包含金屬材料的電子傳輸性材料形成的第二層的結構或者在第一層與電子傳輸層108R之間還包括使用包含金屬材料的電子傳輸性材料形成的第三層的結構。
電極552形成在電子注入層109上。注意,電極551R和電極552具有彼此重疊的區域。此外,在電極551R與電極552之間包括EL層103R。由此,電子注入層109隔著絕緣層107R位於EL層103R的部分層的側面(或端部)或者電極552隔著電子注入層109及絕緣層107R位於EL層103R的部分層的側面(或端部)。由此,可以防止EL層103R與電極552電短路,更明確而言,EL層103R所包括的電洞注入/傳輸層104R與電極552電短路。
圖2A所示的EL層103R具有與在實施方式2中說明的EL層103、103a、103b以及103c同樣的結構。此外,EL層103R例如可以發射紅色光。
在EL層103B、EL層103G、EL層103R之間分別包括間隙580。在各EL層中,由於在很多情況下尤其包括在位於陽極與發光層之間的電洞傳輸區域的電洞注入層的導電率高,所以當作為在相鄰的發光器件中共同使用的層形成電洞注入層時,有時導致串擾。因此,如本結構例子所示,藉由在各EL層之間設置間隙580,可以抑制相鄰的發光器件間發生的串擾。
在超過1000ppi的高清晰發光裝置(顯示面板)中,在EL層103B、EL層103G、EL層103R之間產生電導通時,發生串擾,因此發光裝置的能夠顯示的色域變窄。藉由在超過1000ppi的高清晰顯示面板、較佳為超過2000ppi的高清晰顯示面板、更佳為超過5000ppi的超高清晰顯示面板中設置間隙580,可以提供能夠顯示鮮豔的色彩的顯示面板。
如圖2B所示,分隔壁528包括開口部528B、開口部528G、開口部528R。注意,如圖2A所示,開口部528B與電極551B重疊,開口部528G與電極551G重疊,開口部528R與電極551R重疊。另外,沿著圖2B中的點劃線Y1-Y2的剖面圖相當於圖2A所示的發光裝置的剖面示意圖。
注意,由於在這些EL層(EL層103B、EL層103G以及EL層103R)的分離加工中利用光微影法進行圖案形成,所以可以製造高清晰發光裝置(顯示面板)。此外,利用光微影法進行圖案形成來加工的EL層(電洞注入/傳輸層、發光層以及電子傳輸層)的端部(側面)具有大致同一表面(或者,位於大致同一平面上)的形狀。此外,此時,設置於各EL層之間的間隙580較佳為5μm以下,更佳為1μm以下。
在EL層中,由於在很多情況下尤其包括在位於陽極與發光層之間的電洞傳輸區域的電洞注入層的導電率高,所以當作為在相鄰的發光器件中共同使用的層形成電洞注入層時,有時導致串擾。因此,如本結構例子所示,藉由進行利用光微影法的圖案形成使EL層分離加工,可以抑制在相鄰的發光器件間發生的串擾。
在本說明書等中,有時將使用金屬遮罩或FMM(Fine Metal Mask,高精細金屬遮罩版)製造的器件稱為MM(Metal Mask)結構的器件。此外,在本說明書等中,將不使用金屬遮罩或FMM製造的器件稱為MML(Metal Mask Less)結構的器件。
<發光裝置的製造方法例子1> 如圖3A所示,形成電極551B、電極551G以及電極551R。例如,在形成在第一基板510上的功能層520上形成導電膜,利用光微影法將該導電膜加工為規定形狀。
注意,導電膜可以利用濺射法、化學氣相沉積(CVD:Chemical Vapor Deposition)法、真空蒸鍍法、脈衝雷射沉積(PLD:Pulsed Laser Deposition)法、原子層沉積(ALD:Atomic Layer Deposition)法等形成。作為CVD法有電漿增強化學氣相沉積(PECVD:Plasma Enhanced CVD)法或熱CVD法等。另外,作為熱CVD法的方法之一,可以舉出有機金屬化學氣相沉積(MOCVD:Metal Organic CVD)法。
導電膜的加工除了上述光微影法以外也可以利用奈米壓印法、噴砂法、剝離法等對薄膜進行加工。此外,可以利用金屬遮罩等陰影遮罩的成膜方法直接形成島狀的薄膜。
使用光微影法的加工方法典型地有如下兩種方法。一個是在要進行加工的薄膜上形成光阻遮罩,藉由蝕刻等對該薄膜進行加工,並去除光阻遮罩的方法。另一個是在形成感光性薄膜之後,進行曝光及顯影來將該薄膜加工為所希望的形狀的方法。
在光微影法中,作為用於曝光的光,例如可以使用i線(波長365nm)、g線(波長436nm)、h線(波長405nm)或將這些光混合了的光。此外,還可以使用紫外光、KrF雷射或ArF雷射等。此外,也可以利用液浸曝光技術進行曝光。此外,作為用於曝光的光,也可以使用極紫外(EUV:Extreme Ultra-violet)光或X射線。此外,也可以使用電子束代替用於曝光的光。當使用極紫外光、X射線或電子束時,可以進行極其精細的加工,所以是較佳的。注意,在藉由利用電子束等光束進行掃描而進行曝光時,不需要光罩。
作為使用光阻遮罩的薄膜蝕刻,可以利用乾蝕刻法、濕蝕刻法、噴砂法等。
接著,如圖3B所示,在電極551B、電極551G、電極551R之間分別形成分隔壁528。例如,覆蓋電極551B、電極551G及電極551R形成絕緣膜,利用光微影法形成開口部,使電極551B、電極551G以及電極551R的一部分露出,由此可以形成分隔壁528。注意,作為能夠用於分隔壁528的材料,可以舉出無機材料、有機材料或無機材料和有機材料的複合材料等。明確而言,可以使用無機氧化物膜、無機氮化物膜或無機氧氮化物膜等或者層疊選自上述中的多個膜的疊層材料,更明確而言,可以使用氧化矽膜、含有丙烯酸樹脂的膜或含有聚醯亞胺的膜等或者層疊選自上述中的多個膜的疊層材料。
接著,如圖4A所示,在電極551B、電極551G、電極551R以及分隔壁528上形成EL層103B。在圖4A中,EL層103B形成到電洞注入/傳輸層104B、發光層及電子傳輸層108B。例如,利用真空蒸鍍法在電極551B、電極551G、電極551R以及分隔壁528上以覆蓋它們的方式形成EL層103B。然後,在EL層103B上形成犧牲層110。
犧牲層110可以使用對於EL層103B的蝕刻處理的耐性高的膜,亦即,蝕刻率較大的膜。另外,犧牲層110較佳為採用蝕刻率彼此不同的第一犧牲層與第二犧牲層的疊層結構。另外,犧牲層110可以使用能夠藉由對EL層103B帶來的損傷少的濕蝕刻法去除的膜。作為用於濕蝕刻的蝕刻材料可以使用草酸等。注意,在本說明書等中,也可以將犧牲層稱作遮罩層。
作為犧牲層110,例如可以使用金屬膜、合金膜、金屬氧化物膜、半導體膜、無機絕緣膜等的無機膜。另外,犧牲層110可以藉由濺射法、蒸鍍法、CVD法、ALD法等的各種成膜方法形成。
作為犧牲層110,例如可以使用金、銀、鉑、鎂、鎳、鎢、鉻、鉬、鐵、鈷、銅、鈀、鈦、鋁、釔、鋯及鉭等的金屬材料或者包含該金屬材料的合金材料。尤其是,較佳為使用鋁或銀等低熔點材料。
另外,作為犧牲層110可以使用銦鎵鋅氧化物(In-Ga-Zn氧化物,也記為IGZO)等金屬氧化物。另外,可以使用氧化銦、銦鋅氧化物(In-Zn氧化物)、銦錫氧化物(In-Sn氧化物)、銦鈦氧化物(In-Ti氧化物)、銦錫鋅氧化物(In-Sn-Zn氧化物)、銦鈦鋅氧化物(In-Ti-Zn氧化物)、銦鎵錫鋅氧化物(In-Ga-Sn-Zn氧化物)等。或者,也可以使用包含矽的銦錫氧化物等。
注意,也可以使用元素M(M為選自鋁、矽、硼、釔、銅、釩、鈹、鈦、鐵、鎳、鍺、鋯、鉬、鑭、鈰、釹、鉿、鉭、鎢和鎂中的一種或多種)代替上述鎵。尤其是,M較佳為選自鎵、鋁和釔中的一種或多種。
另外,作為犧牲層110可以使用氧化鋁、氧化鉿、氧化矽等無機絕緣材料。
作為犧牲層110,較佳為使用能夠溶解於如下溶劑中的材料,亦即,至少相對於位於EL層103B的最上部的膜(電子傳輸層108B)在化學上穩定的溶劑。尤其是,作為犧牲層110可以適當地使用溶解於水或醇的材料。當形成犧牲層110時,較佳的是,在將材料溶解於水或醇等溶劑的狀態下藉由上述濕式的沉積方法塗佈該材料,然後進行用來使溶劑蒸發的加熱處理。此時,藉由在減壓氛圍下進行熱處理,由於可以在短時間內以低溫去除溶劑,所以可以減少對EL層103B帶來的熱損傷,因此是較佳的。
注意,在犧牲層110為疊層結構時,可以將由上述材料形成的層作為第一犧牲層,在其下形成第二犧牲層而形成疊層結構。
此時,第二犧牲層為對第一犧牲層進行蝕刻時被用作硬遮罩的膜。另外,在對第二犧牲層加工時露出第一犧牲層。因此,作為第一犧牲層和第二犧牲層,選擇蝕刻率較大的膜的組合。因此,可以根據第一犧牲層的蝕刻條件及第二犧牲層的蝕刻條件選擇可以用於第二犧牲層的膜。
例如,在作為第二犧牲層的蝕刻利用使用含有氟的氣體(也稱為氟類氣體)的乾蝕刻時,可以將矽、氮化矽、氧化矽、鎢、鈦、鉬、鉭、氮化鉭、含有鉬及鈮的合金或者含有鉬及鎢的合金等用於第二犧牲層。在此,作為相對於上述使用氟類氣體的乾蝕刻的蝕刻率較大(亦即,可以使蝕刻速率較慢)的膜,可以舉出IGZO、ITO等的金屬氧化物膜等,可以將上述膜用於第一犧牲層。
另外,不侷限於此,第二犧牲層可以根據第一犧牲層的蝕刻條件及第二犧牲層的蝕刻條件從各種材料選擇。例如,也可以從可用於上述第一犧牲層的膜中選擇。
另外,作為第二犧牲層例如可以使用氮化物膜。明確而言,也可以使用氮化矽、氮化鋁、氮化鉿、氮化鈦、氮化鉭、氮化鎢、氮化鎵、氮化鍺等的氮化物。
另外,作為第二犧牲層例如可以使用氧化物膜。典型的是,可以使用氧化矽、氧氮化矽、氧化鋁、氧氮化鋁、氧化鉿、氧氮化鉿等氧化物膜或者氧氮化物膜。
接著,如圖4B所示,將電極551B上的EL層103B加工成規定形狀。例如,在EL層103B上形成犧牲層110B,在其上藉由光微影法將光阻劑形成為所希望的形狀(參照圖4A),藉由蝕刻去除沒有被所得到的光阻遮罩REG覆蓋的犧牲層110B的一部分,在去除光阻遮罩REG之後,藉由蝕刻去除沒有被犧牲層110B覆蓋的EL層103B的一部分,藉由蝕刻去除電極551G上的EL層103B和電極551R上的EL層103B,加工為具有側面(或露出側面)的形狀或者在與紙面交叉的方向上延伸的帶狀形狀。明確而言,使用在與電極551B重疊的EL層103B上形成圖案的犧牲層110B,進行乾蝕刻(參照圖4B)。另外,在犧牲層110B具有上述第一犧牲層和第二犧牲層的疊層結構的情況下,也可以在利用光阻遮罩REG對第二犧牲層的一部分進行蝕刻後去除光阻遮罩REG,將第二犧牲層用作遮罩對第一犧牲層的一部分進行蝕刻,EL層103B被加工成規定形狀。另外,分隔壁528可以被用作蝕刻停止層。
接著,如圖4C所示,在形成犧牲層110B的狀態下,在犧牲層110B、電極551G、電極551R以及分隔壁528上形成EL層103G(包括電洞注入/傳輸層104G、發光層以及電子傳輸層108G)。例如,利用真空蒸鍍法在電極551G、電極551R以及分隔壁528上以覆蓋它們的方式形成EL層103G。
接著,如圖5A所示,將電極551G上的EL層103G加工成規定形狀。例如,在EL層103G上形成犧牲層110G,在其上藉由光微影法將光阻劑形成為所希望的形狀,藉由蝕刻去除沒有被所得到的光阻遮罩覆蓋的犧牲層110G的一部分,在去除光阻遮罩之後,藉由蝕刻去除沒有被犧牲層110G覆蓋的EL層103G的一部分,藉由蝕刻去除電極551B上的EL層103G和電極551R上的EL層103G,加工為具有側面(或露出側面)的形狀或者在與紙面交叉的方向上延伸的帶狀形狀。明確而言,使用在與電極551G重疊的EL層103G上形成圖案的犧牲層110G進行乾蝕刻。另外,在犧牲層110G具有上述第一犧牲層和第二犧牲層的疊層結構的情況下,也可以在利用光阻遮罩對第二犧牲層的一部分進行蝕刻後去除光阻遮罩,將第二犧牲層用作遮罩對第一犧牲層的一部分進行蝕刻,EL層103G被加工成規定形狀。另外,分隔壁528可以被用作蝕刻停止層。
接著,如圖5B所示,在電子傳輸層108B上形成犧牲層110B且在電子傳輸層108G上形成犧牲層110G的狀態下,在犧牲層110B、犧牲層110G、電極551R及分隔壁528上形成EL層103R(包括電洞注入/傳輸層104R、發光層及電子傳輸層108R)。例如,利用真空蒸鍍法在犧牲層110B、犧牲層110G、電極551R及分隔壁528上以覆蓋它們的方式形成EL層103R。
接著,如圖5C所示,將電極551R上的EL層103R加工成規定形狀。例如,在EL層103R上形成犧牲層110R,在其上藉由光微影法將光阻劑形成為所希望的形狀,藉由蝕刻去除沒有被所得到的光阻遮罩覆蓋的犧牲層110R的一部分,在去除光阻遮罩之後,藉由蝕刻去除沒有被犧牲層110R覆蓋的EL層103R的一部分,藉由蝕刻去除電極551B上的EL層103R和電極551G上的EL層103R,加工為具有側面(或露出側面)的形狀或者在與紙面交叉的方向上延伸的帶狀形狀。明確而言,使用在與電極551R重疊的EL層103R上形成圖案的犧牲層110R進行乾蝕刻。另外,在犧牲層110R具有上述第一犧牲層和第二犧牲層的疊層結構的情況下,也可以在利用光阻遮罩對第二犧牲層的一部分進行蝕刻後去除光阻遮罩,將第二犧牲層用作遮罩對第一犧牲層的一部分進行蝕刻,EL層103R可以被加工成規定形狀。另外,分隔壁528可以被用作蝕刻停止層。
接著,在犧牲層(110B、110G、110R)、EL層(103B、103G、103R)以及分隔壁528上形成絕緣層107。例如,使用ALD法在犧牲層(110B、110G、110R)、EL層(103B、103G、103R)以及分隔壁528上以覆蓋它們的方式形成絕緣層107。此時,如圖5C所示,絕緣層107以與各EL層(103B、103G、103R)的側面相接而形成。由此,能夠抑制氧、水分或其構成元素從各EL層(103B、103G、103R)的側面侵入到內部。作為絕緣層107中使用的材料,例如可以使用氧化鋁、氧化鎂、氧化鉿、氧化鎵、銦鎵鋅氧化物、氮化矽或氮化矽等。
接著,如圖6A所示,去除犧牲層(110B、110G、110R)和絕緣層107的一部分,在絕緣層(107B、107G、107R)和電子傳輸層(108B、108G、108R)上形成電子注入層109。電子注入層109例如藉由真空蒸鍍法形成。另外,電子注入層109隔著絕緣層(107B、107G、107R)位於各EL層(103B、103G、103R)的一部分的層(包括電洞注入/輸送層(104R、104G、104B)、發光層及電子輸送層(108B、108G、108R))的側面。
接著,如圖6B所示,形成電極552。電極552例如利用真空蒸鍍法形成。注意,電極552形成於電子注入層109上。注意,電極552隔著電子注入層109以及絕緣層(107B、107G、107R)位於各EL層(103B、103G、103R)的一部分的層(包括電洞注入/傳輸層(104R、104G、104B)、發光層及電子傳輸層(108B、108G、108R))的側面(或端部)。由此,可以防止各EL層(103B、103G、103R)與電極552電短路,更明確而言,可以防止各EL層(103B、103G、103R)各自包括的電洞注入/傳輸層(104B、104G、104R)與電極552電短路。
藉由上述製程,可以對發光器件550B、發光器件550G以及發光器件550R中的EL層103B、EL層103G以及EL層103R進行分離加工。
注意,由於在這些EL層(EL層103B、EL層103G以及EL層103R)的分離加工中利用光微影法進行圖案形成,所以可以製造高清晰發光裝置(顯示面板)。此外,利用光微影法進行圖案形成來加工的EL層的端部(側面)具有大致同一表面(或者,位於大致同一平面上)的形狀。
在EL層中,由於在很多情況下尤其包括在位於陽極與發光層之間的電洞傳輸區域的電洞注入層的導電率高,所以當作為在相鄰的發光器件中共同使用的層形成電洞注入層時,有時導致串擾。因此,如本結構例子所示,藉由進行利用光微影法的圖案形成使EL層分離加工,可以抑制在相鄰的發光器件間發生的串擾。
<發光裝置700的結構例子2> 圖7所示的發光裝置700包括發光器件550B、發光器件550G、發光器件550R以及分隔壁528。此外,發光器件550B、發光器件550G、發光器件550R以及分隔壁528形成在設置在第一基板510上的功能層520上。功能層520除了由多個電晶體構成的驅動電路GD、驅動電路SD等以外還包括使它們電連接的佈線等。注意,作為一個例子,這些驅動電路與發光器件550B、發光器件550G、發光器件550R電連接,並可以驅動這些器件。此外,在實施方式4中說明驅動電路GD、驅動電路SD。
注意,發光器件550B、發光器件550G以及發光器件550R具有實施方式2所示的器件結構。尤其示出圖1A所示的結構中的EL層103在各發光器件中不同的情況。
注意,圖7所示的各發光器件的具體結構與在圖2A及圖2B中說明的發光器件550B、發光器件550G以及發光器件550R相同。
如圖7所示,各發光器件(550B、550G、550R)的EL層(103B、103G、103R)所包括的電洞注入/傳輸層(104B、104G、104R)比構成EL層(103B、103G、103R)的其他功能層小,並由層疊的功能層覆蓋。
注意,在本結構中,藉由各EL層中電洞注入/傳輸層(104B、104G、104R)由其他功能層覆蓋,上述電洞注入/傳輸層的每一個完全分離,因此不需要設置用來防止與電極552的短路的結構例子1所示的絕緣層(圖2A中的107B、107G、107R)。
此外,由於本結構的各EL層(EL層103B、EL層103G以及EL層103R)在分離加工中進行利用光微影法的圖案形成,所以被加工的EL層的端部(側面)成為具有大致同一表面(或者,位於大致同一平面上)的形狀。
在EL層中,由於在很多情況下尤其包括在位於陽極與發光層之間的電洞傳輸區域的電洞注入層的導電率高,所以當作為在相鄰的發光器件中共同使用的層形成電洞注入層時,有時導致串擾。因此,如本結構例子所示,藉由進行利用光微影法的圖案形成使EL層分離加工,可以抑制在相鄰的發光器件間發生的串擾。
<發光裝置700的結構例子3> 圖8A所示的發光裝置700包括發光器件550B、發光器件550G、發光器件550R以及分隔壁528。此外,發光器件550B、發光器件550G、發光器件550R以及分隔壁528形成在設置在第一基板510上的功能層520上。功能層520除了由多個電晶體構成的驅動電路GD、驅動電路SD等以外還包括使它們電連接的佈線等。注意,作為一個例子,這些驅動電路與發光器件550B、發光器件550G、發光器件550R電連接,並可以驅動這些器件。此外,將在實施方式4中說明驅動電路GD、驅動電路SD。
注意,發光器件550B、發光器件550G以及發光器件550R具有實施方式2所示的器件結構。尤其是,示出各發光器件具有圖1B所示的包括層疊的EL層103的結構,亦即,所謂串聯結構。
發光器件550B包括電極551B、電極552、EL層(103P、103Q)、電荷產生層106B以及絕緣層107,並具有圖8A所示的疊層結構。注意,各層的具體結構具有如實施方式2所示那樣的結構。此外,電極551B與電極552重疊。此外,EL層103P與EL層103Q夾著電荷產生層106B層疊,且在電極551B與電極552之間包括EL層103P、EL層103Q以及電荷產生層106B。注意,EL層103P及103Q與在實施方式2中說明的EL層103、103a、103b以及103c同樣地具有由包括發光層的功能不同的多個層構成的疊層結構。此外,EL層103P例如可以發射藍色光,EL層103Q例如可以發射黃色光。
在圖8A中,包括在EL層103P中的層中只示出電洞注入/傳輸層104P,包括在EL層103Q中的層中只示出電洞注入/傳輸層104Q、電子傳輸層108Q及電子注入層109。因此,以後在也可以說明包括在各EL層中的層時,為了方便起見,使用EL層(EL層103P及EL層103Q)進行說明。此外,電子傳輸層108Q也可以具有疊層結構,也可以包括用來阻擋從陽極一側經過發光層移動到陰極一側的電洞的電洞障壁層。電子注入層109也可以具有疊層結構,該疊層結構的一部分或全部使用不同材料形成。
絕緣層107如圖8A所示在電極551B上殘留有在EL層103Q的一部分的層(在本實施方式中形成到發光層上的電子傳輸層108Q)上形成的犧牲層的情況下形成。因此,絕緣層107以與EL層103Q的一部分的層(上述)、EL層103P以及電荷產生層106B的側面(或端部)接觸的方式形成。由此,可以抑制從EL層103P、EL層103Q以及電荷產生層106B的側面向內部進入氧、水分或其構成元素。注意,絕緣層107例如可以使用氧化鋁、氧化鎂、氧化鉿、氧化鎵、銦鎵鋅氧化物、氮化矽或氮氧化矽等。絕緣層107可以利用濺射法、CVD法、MBE法、PLD法、ALD法等形成,更佳為利用覆蓋性良好的ALD法。
覆蓋EL層103Q的一部分的層(形成到電子傳輸層108Q)及絕緣層107形成電子注入層109。注意,電子注入層109較佳為具有層中的電阻不同的兩層以上的疊層結構。例如,也可以具有層疊只使用電子傳輸性材料形成的與電子傳輸層108Q接觸的第一層和其上的使用包含金屬材料的電子傳輸性材料形成的第二層的結構或者在第一層與電子傳輸層108Q之間還包括使用包含金屬材料的電子傳輸性材料形成的第三層的結構。
電極552形成在電子注入層109上。注意,電極551B與電極552包括彼此重疊的區域。此外,在電極551B與電極552之間包括EL層103P、EL層103Q以及電荷產生層106B。因此,電子注入層109隔著絕緣層107位於EL層103Q、EL層103P以及電荷產生層106B的側面(或端部)或者電極552隔著電子注入層109以及絕緣層107位於EL層103Q、EL層103P以及電荷產生層106B的側面(或端部)。由此,可以防止EL層103P與電極552電短路,更明確而言,可以防止EL層103P所包括的電洞注入/傳輸層104P與電極552電短路。此外,可以防止EL層103Q與電極552電短路,更明確而言,可以防止EL層103Q所包括的電洞注入/傳輸層104Q與電極552電短路。此外,可以防止電荷產生層106B與電極552電短路。
發光器件550G包括電極551G、電極552、EL層(103P、103Q)、電荷產生層106G以及絕緣層107,並具有圖8A所示的疊層結構。注意,各層的具體結構具有如實施方式2所示那樣的結構。此外,電極551G與電極552重疊。此外,EL層103P與EL層103Q夾著電荷產生層106G層疊,且在電極551G與電極552之間包括EL層103P、EL層103Q以及電荷產生層106G。
絕緣層107如圖8A所示在電極551G上殘留有在EL層103Q的一部分的層(在本實施方式中形成到發光層上的電子傳輸層108Q)上形成的犧牲層的情況下形成。因此,絕緣層107以與EL層103Q的一部分的層(上述)、EL層103P以及電荷產生層106G的側面(或端部)接觸的方式形成。由此,可以抑制從EL層103P、EL層103Q以及電荷產生層106G的側面向內部進入氧、水分或其構成元素。注意,絕緣層107例如可以使用氧化鋁、氧化鎂、氧化鉿、氧化鎵、銦鎵鋅氧化物、氮化矽或氮氧化矽等。絕緣層107可以利用濺射法、CVD法、MBE法、PLD法、ALD法等形成,更佳為利用覆蓋性良好的ALD法。
覆蓋EL層103Q的一部分的層(形成到電子傳輸層108Q)及絕緣層107形成電子注入層109。注意,電子注入層109較佳為具有層中的電阻不同的兩層以上的疊層結構。例如,也可以具有層疊只使用電子傳輸性材料形成的與電子傳輸層108Q接觸的第一層和其上的使用包含金屬材料的電子傳輸性材料形成的第二層的結構或者在第一層與電子傳輸層108Q之間還包括使用包含金屬材料的電子傳輸性材料形成的第三層的結構。
電極552形成在電子注入層109上。注意,電極551G與電極552包括彼此重疊的區域。此外,在電極551G與電極552之間包括EL層103P、EL層103Q以及電荷產生層106G。因此,電子注入層109隔著絕緣層107位於EL層103Q、EL層103P以及電荷產生層106G的側面(或端部)或者電極552隔著電子注入層109以及絕緣層107位於EL層103Q、EL層103P以及電荷產生層106G的側面(或端部)。由此,可以防止EL層103P與電極552電短路,更明確而言,可以防止EL層103P所包括的電洞注入/傳輸層104P與電極552電短路。此外,可以防止EL層103Q與電極552電短路,更明確而言,可以防止EL層103Q所包括的電洞注入/傳輸層104Q與電極552電短路。此外,可以防止電荷產生層106G與電極552電短路。
發光器件550R包括電極551R、電極552、EL層(103P、103Q)、電荷產生層106R以及絕緣層107,並具有圖8A所示的疊層結構。注意,各層的具體結構具有如實施方式2所示那樣的結構。此外,電極551R與電極552重疊。此外,EL層103P與EL層103Q夾著電荷產生層106R層疊,且在電極551R與電極552之間包括EL層103P、EL層103Q以及電荷產生層106R。
絕緣層107如圖8A所示在電極551R上殘留有在EL層103Q的一部分的層(在本實施方式中形成到發光層上的電子傳輸層108Q)上形成的犧牲層的情況下形成。因此,絕緣層107以與EL層103Q的一部分的層(上述)、EL層103P以及電荷產生層106R的側面(或端部)接觸的方式形成。由此,可以抑制從EL層103P、EL層103Q以及電荷產生層106R的各側面向內部進入氧、水分或其構成元素。注意,絕緣層107例如可以使用氧化鋁、氧化鎂、氧化鉿、氧化鎵、銦鎵鋅氧化物、氮化矽或氮氧化矽等。絕緣層107可以利用濺射法、CVD法、MBE法、PLD法、ALD法等形成,更佳為利用覆蓋性良好的ALD法。
覆蓋EL層103Q的一部分的層(形成到發光層上的電子傳輸層108Q)及絕緣層107形成電子注入層109。注意,電子注入層109較佳為具有層中的電阻不同的兩層以上的疊層結構。例如,也可以具有層疊只使用電子傳輸性材料形成的與電子傳輸層108Q接觸的第一層和其上的使用包含金屬材料的電子傳輸性材料形成的第二層的結構或者在第一層與電子傳輸層108Q之間還包括使用包含金屬材料的電子傳輸性材料形成的第三層的結構。
電極552形成在電子注入層109上。注意,電極551R和電極552具有彼此重疊的區域。此外,在電極551R與電極552之間包括EL層103P、EL層103Q以及電荷產生層106R。由此,電子注入層109隔著絕緣層107位於EL層103Q、EL層103P以及電荷產生層106R的側面(或端部)或者電極552隔著電子注入層109以及絕緣層107位於EL層103Q、EL層103P以及電荷產生層106R的側面(或端部)。由此,可以防止EL層103P與電極552電短路,更明確而言,可以防止EL層103P所包括的電洞注入/傳輸層104P與電極552電短路。此外,可以防止EL層103Q與電極552電短路,更明確而言,可以防止EL層103Q所包括的電洞注入/傳輸層104Q與電極552電短路。此外,可以防止電荷產生層106R與電極552電短路。
注意,在對各發光器件所包括的EL層(103P、103Q)以及電荷產生層(106B、106G、106R)按每發光器件進行分離加工時,由於進行利用光微影法的圖案形成,所以被加工的EL層的端部(側面)成為具有大致同一表面(或者,位於大致同一平面上)的形狀。
各發光器件所包括的EL層(103P、103Q)以及電荷產生層(106B、106G、106R)在相鄰的發光器件之間分別包括間隙580。由於在很多情況下EL層(103P、103Q)中的電洞傳輸區域所包括的電洞注入層以及電荷產生層(106B、106G、106R)的導電率高,所以在作為相鄰的發光器件中共同使用的層形成電洞注入層以及電荷產生層(106B、106G、106R)時,有時導致串擾。因此,如本結構例子所示,藉由設置間隙580,可以抑制在相鄰的發光器件間發生的串擾。
在超過1000ppi的高清晰發光裝置(顯示面板)中,在EL層103B、EL層103G、EL層103R之間產生電導通時,發生串擾,因此發光裝置的能夠顯示的色域變窄。藉由在超過1000ppi的高清晰顯示面板、較佳為超過2000ppi的高清晰顯示面板、更佳為超過5000ppi的超高清晰顯示面板中設置間隙580,可以提供能夠顯示鮮豔的色彩的顯示面板。
在本結構例子中,發光器件550B、發光器件550G以及發光器件550R都發射白色光。另外,在本說明書等中,有時將可發射白色光的發光器件稱為白色發光器件。白色發光器件藉由與彩色層(例如,濾色片)組合可以實現以全彩色顯示的顯示裝置。因此,第二基板770包括彩色層CFB、彩色層CFG以及彩色層CFR。注意,這些彩色層如圖8A所示也可以部分重疊。藉由使上述彩色層部分重疊,也可以將重疊部分用作遮光膜。在本結構例子中,例如,彩色層CFB使用優先透過藍色光(B)的材料,彩色層CFG使用優先透過綠色光(G)的材料,彩色層CFR使用優先透過紅色光(R)的材料。
圖8B示出發光器件550B、發光器件550G以及發光器件550R(在圖中示為發光器件550)發射白色光時的發光器件550B的結構。在電極551B上夾著電荷產生層106B層疊EL層103P以及EL層103Q。此外,EL層103P包括發射藍色光EL(1)的發光層113B,EL層103Q包括發射綠色光EL(2)的發光層113G以及發射紅色光EL(3)的發光層113R。
注意,可以使用顏色轉換層代替上述彩色層。例如,可以將奈米粒子、量子點等用於顏色轉換層。
例如,可以使用將藍色光轉換為綠色光的顏色轉換層代替彩色層CFG。由此,可以將發光器件550G所發射的藍色光轉換為綠色光。另外,可以使用將藍色光轉換為紅色光的顏色轉換層代替彩色層CFR。由此,可以將發光器件550R所發射的藍色光轉換為紅色光。
另外,在對上述SBS結構的發光器件和白色發光器件進行比較的情況下,可以使SBS結構的發光器件的功耗比白色發光器件低。在想要降低功耗時較佳為採用SBS結構的發光器件。另一方面,白色發光器件的製造程式比SBS結構的發光器件簡單,由此可以降低製造成本或者提高製造良率,所以是較佳的。
<發光裝置700的結構例子4> 圖9所示的發光裝置(顯示面板)700包括發光器件550B、發光器件550G、發光器件550R以及分隔壁528。此外,發光器件550B、發光器件550G、發光器件550R以及分隔壁528形成在設置在第一基板510上的功能層520上。功能層520除了由多個電晶體構成的驅動電路GD、驅動電路SD等以外還包括使它們電連接的佈線等。注意,作為一個例子,這些驅動電路與發光器件550B、發光器件550G、發光器件550R電連接,並可以驅動這些器件。此外,將在實施方式4中說明驅動電路GD、驅動電路SD。
注意,發光器件550B、發光器件550G以及發光器件550R具有實施方式2所示的器件結構。尤其是,這適合於各發光器件具有圖1B所示的包括層疊的EL層103的結構,亦即,所謂串聯結構的情況。
注意,圖9所示的各發光器件的具體結構與在圖8A中說明的發光器件550B、發光器件550G以及發光器件550R相同,這些器件都發射白色光。
注意,本結構例子所示的發光裝置與圖8A所示的發光裝置的結構的不同之處在於包括形成在第一基板510上的各發光器件上的彩色層CFB、彩色層CFG以及彩色層CFR。
就是說,在形成在第一基板510上的各發光器件的電極552上包括絕緣層573,在絕緣層573上包括彩色層CFB、彩色層CFG以及彩色層CFR。
再者,在彩色層CFB、彩色層CFG以及彩色層CFR上包括絕緣層705。絕緣層705在彩色層(CFB、CFG及CFG)一側包括夾在第一基板510與第二基板770之間的區域,第一基板510設置有功能層520、各發光器件(550B、550G及550R)、以及彩色層CFB、彩色層CFG及彩色層CFR。絕緣層705具有使第一基板510與第二基板770貼合的功能。
注意,上述絕緣層573及絕緣層705可以使用無機材料、有機材料或無機材料和有機材料的混合材料等。
注意,作為無機材料可以使用無機氧化物膜、無機氮化物膜或無機氧氮化物膜等或者層疊有選自這些膜中的多個膜的疊層材料。例如,可以使用氧化矽膜、氮化矽膜、氧氮化矽膜、氧化鋁膜等或包含層疊有選自這些膜中的多個膜的疊層材料的膜。此外,氮化矽膜是緻密的膜,並具有優良的抑制雜質擴散的功能。或者,氧化物半導體(例如,作為IGZO膜等)可以具有氧化鋁膜與該氧化鋁膜上的IGZO膜的疊層結構等。
作為有機材料,可以使用聚酯、聚烯烴、聚醯胺、聚醯亞胺、聚碳酸酯、聚矽氧烷或丙烯酸等或選自上述樹脂中的多個樹脂的疊層材料或複合材料等。或者,可以使用反應固化型黏合劑、光固化型黏合劑、熱固性黏合劑及/或厭氧型黏合劑等有機材料。
<發光裝置的製造方法例子2> 接著,參照圖10A至圖11B說明圖9所示的發光裝置的製造方法。
如圖10A所示,在形成在第一基板510上的電極(551B、551G、551R)以及分隔壁528(參照圖3B)上以覆蓋它們的方式形成EL層103P(包括電洞注入/傳輸層104P)、電荷產生層106及EL層103Q(包括電洞注入/傳輸層104Q、電子傳輸層108Q)。然後,在EL層103Q上形成犧牲層110。注意,犧牲層110的結構與圖4A的說明同樣所以省略其說明。
接著,如圖10B所示,以如下方式形成光阻遮罩REG:在犧牲層110上塗佈光阻劑,然後去除不與電極551B、電極551G及電極551R重疊的犧牲層110的區域中的光阻劑,從而使光阻劑殘留於與電極551B、電極551G及電極551R重疊的犧牲層110的區域中。例如,利用光微影法將塗佈在犠牲層110上的光阻劑形成為所希望的形狀。然後,藉由蝕刻去除沒有被所得到的光阻遮罩REG覆蓋的犠牲層110的一部分。然後,去除光阻遮罩REG,藉由蝕刻去除沒有被犧牲層覆蓋的EL層103P(包括電洞注入/傳輸層104P)、電荷產生層106及EL層103Q(包括電洞注入/傳輸層104Q、電子傳輸層108Q)的一部分,並將它們加工為具有側面(或露出側面)的形狀,或者在與紙面相交的方向上延展的帶狀形狀。明確而言,使用在EL層103Q(包括電洞注入/傳輸層104Q、電子傳輸層108Q)上形成圖案的犧牲層110進行乾蝕刻(參照圖10C)。注意,雖然圖10C中沒有示出,與圖4A中所說明的情況同樣,在犠牲層110具有第一犠牲層與第二犠牲層的疊層結構時,可以在利用光阻遮罩REG對第二犠牲層的一部分進行蝕刻後去除光阻遮罩REG,將第二犠牲層用作遮罩對第一犠牲層的一部分進行蝕刻,將EL層103Q(包括電洞注入/傳輸層104Q、電子傳輸層108Q)、電荷產生層106及EL層103P(包括電洞注入/傳輸層104P)加工成規定形狀。分隔壁528可以被用作蝕刻停止層。
接著,在犧牲層110、EL層(103P、103Q)及分隔壁528上形成絕緣層107。例如,利用ALD法以覆蓋犧牲層110、EL層(103P、103Q)及分隔壁528的方式在其上形成絕緣層107。此時,如圖10C所示,絕緣層107以與各EL層(103P、103Q)的側面接觸的方式形成。明確而言,絕緣層107也被形成在當對EL層103P(包括電洞注入/傳輸層104P)、電荷產生層106及EL層103Q(包括電洞注入/傳輸層104Q、電子傳輸層108Q)進行蝕刻加工時露出的側面。由此,可以抑制氧、水分或其構成元素從各EL層(103P、103Q)的側面進入到內部。注意,作為用於絕緣層107的材料例如可以使用氧化鋁、氧化鎂、氧化鉿、氧化鎵、銦鎵鋅氧化物、氮化矽或氮氧化矽等。另外,作為用於絕緣層107的材料,可以使用實施方式2中所說明的電洞傳輸性材料。
接著,如圖11A所示,去除犧牲層110在絕緣層107及電子傳輸層108Q上形成電子注入層109。電子注入層109例如利用真空蒸鍍法形成。注意,電子注入層109隔著絕緣層107位於各EL層(103P、103Q)的一部分的層(包括電洞注入/傳輸層(104P、104Q)、發光層以及電子傳輸層(108P、108Q))以及電荷產生層(106B、106G、106R)的側面。
接著,在電子注入層109上形成電極552。電極552例如利用真空蒸鍍法形成。注意,電極552隔著電子注入層109以及絕緣層107位於各EL層(103P、103Q)的一部分的層(包括電洞注入/傳輸層(104P、104Q)、發光層以及電子傳輸層(108P、108Q))以及電荷產生層(106B、106G、106R)的側面(或端部)。由此,可以防止各EL層(103P、103Q)與電極552,更明確而言,各EL層(103P、103Q)所包括的電洞注入/傳輸層(104P、104Q)與電極552電短路。
如上所述,可以藉由利用一次的光微影法的圖案形成分離形成發光器件550B、發光器件550G以及發光器件550R的EL層103P(包括電洞注入/傳輸層104P)、電荷產生層(106B、106G、106R)以及EL層103Q(包括電洞注入/傳輸層104Q以及電子傳輸層108Q)。
接著,形成絕緣層573、彩色層CFB、彩色層CFG、彩色層CFR以及絕緣層705(參照圖11B)。
例如,層疊平坦膜和緻密膜形成絕緣層573。明確而言,利用塗佈法形成平坦膜,並在平坦膜上利用化學氣相沉積法或原子層沉積法(ALD:Atomic Layer Deposition)等層疊緻密膜。由此,可以形成缺陷少的高品質絕緣層573。
例如,使用彩色光阻劑將彩色層CFB、彩色層CFG及彩色層CFR形成為指定形狀。注意,以在分隔壁528上彩色層CFR重疊於彩色層CFB的方式進行加工。由此,可以抑制發光器件所發射的光進入到鄰接的發光器件的現象。
絕緣層705可以使用無機材料、有機材料或無機材料和有機材料的複合材料等。
注意,在對各發光器件所包括的EL層(103P、103Q)以及電荷產生層(106B、106G、106R)按每發光器件進行分離加工時,由於進行利用光微影法的圖案形成,所以可以製造高清晰發光裝置(顯示面板)。此外,利用光微影法進行圖案形成來加工的EL層的端部(側面)成為具有大致同一表面(或者,位於大致同一表面)的形狀。
在很多情況下EL層(103P、103Q)中的電洞傳輸區域所包括的電洞注入層及電荷產生層(106B、106G、106R)的導電率高,所以在作為相鄰的發光器件中共同使用的層形成電洞注入層及電荷產生層(106B、106G、106R)時,有時導致串擾。因此,如本結構例子所示,藉由進行利用光微影法的圖案形成使EL層分離加工,可以抑制在相鄰的發光器件間發生的串擾。
<發光裝置700的結構例子5> 圖12所示的發光裝置(顯示面板)700包括發光器件550B、發光器件550G及發光器件550R。此外,發光器件550B、發光器件550G及發光器件550R形成在設置在第一基板510上的功能層520上。功能層520除了由多個電晶體構成的驅動電路GD、驅動電路SD等以外還包括使它們電連接的佈線等。注意,作為一個例子,這些驅動電路與發光器件550B、發光器件550G、發光器件550R電連接,並可以驅動這些器件。此外,將在實施方式4中說明驅動電路GD及驅動電路SD。
注意,發光器件550B、發光器件550G以及發光器件550R具有實施方式2所示的器件結構。尤其是,這適合於各發光器件具有圖1B所示的包括層疊的EL層103的結構,亦即,所謂串聯結構的情況。
如圖12所示,在各發光器件間,例如,在發光器件550B與發光器件550G之間包括間隙580。因此,在該間隙580中形成絕緣層540。
例如,可以藉由進行利用光微影法的圖案形成,分離形成EL層103P(包括電洞注入/傳輸層104P)、電荷產生層(106B、106G、106R)以及EL層103Q(包括電洞注入/傳輸層104Q及電子傳輸層108Q)之後,利用光微影法在間隙580中形成絕緣層540。再者,可以在EL層103Q(包括電洞注入/傳輸層104Q及電子傳輸層108Q)及絕緣層540上形成電極552。
注意,在本結構中,由於各EL層被絕緣層540分離,所以不需要設置結構例子3所示的絕緣層(圖8A及圖8B的絕緣層107)。
注意,在對各發光器件所包括的EL層(103P、103Q)以及電荷產生層(106B、106G、106R)按每發光器件進行分離加工時,由於進行利用光微影法的圖案形成,所以可以製造高清晰發光裝置(顯示面板)。此外,利用光微影法進行圖案形成來加工的EL層的端部(側面)成為具有大致同一表面(或者,位於大致同一表面)的形狀。
在很多情況下EL層(103P、103Q)中的電洞傳輸區域所包括的電洞注入層及電荷產生層(106B、106G、106R)的導電率高,所以在作為相鄰的發光器件中共同使用的層形成電洞注入層及電荷產生層(106B、106G、106R)時,有時導致串擾。因此,如本結構例子所示,藉由進行利用光微影法的圖案形成使EL層分離加工,可以抑制在相鄰的發光器件間發生的串擾。
此外,在本結構例子中,也可以使用圖3A至圖6B中說明的製造方法製造相鄰的發光器件(發光器件550B、發光器件550G、發光器件550R)。此時,由於可以分別形成各發光器件的EL層(103P、103Q)及電荷產生層(106R、106G、106R),所以能夠改變EL層(103P、103Q)各自的結構。例如,也可以在發光器件550B的EL層(103P、103Q)中使用呈現藍色發光的發光物質得到呈現藍色發光的層,在發光器件550G的EL層(103P、103Q)中使用呈現綠色發光的發光物質得到呈現綠色發光的層,在發光器件550R的EL層(103P、103Q)中使用呈現紅色發光的發光物質得到呈現紅色發光的層。另外,發光器件550B的EL層(103P)與EL層(103Q)、發光器件550G的EL層(103P)與EL層(103Q)以及發光器件550R的EL層(103P)與EL層(103Q)也可以各自使用呈現不同發光顏色的發光物質。
本實施方式所示的結構可以適當地與其他實施方式所示的結構組合而使用。
實施方式4 在本實施方式中,參照圖13A至圖15B說明本發明的一個實施方式的發光裝置。注意,圖13A至圖15B所示的發光裝置700包括實施方式2所示的發光器件。此外,由於在本實施方式中說明的發光裝置700能夠用於電子裝置等的顯示部,所以也可以將其稱為顯示面板。
在本實施方式中說明的發光裝置700如圖13A所示包括顯示區域231,顯示區域231包括一組像素703(i,j)。此外,如圖13B所示,包括相鄰一組像素703(i,j)的一組像素703(i+1, j)。
注意,像素703(i,j)可以使用多個像素。例如,可以使用顯示色相不同的顏色的多個像素。注意,可以將多個像素的每一個換稱為子像素。另外,可以以多個子像素為一組而將其換稱為像素。
由此,可以對該多個像素所顯示的顏色進行加法混色或減法混色。另外,可以顯示用各個像素不能顯示的色相的顏色。
明確而言,可以將顯示藍色的像素702B(i,j)、顯示綠色的像素702G(i,j)及顯示紅色的像素702R(i,j)用於像素703(i,j)。此外,可以將像素702B(i,j)、像素702G(i,j)及像素702R(i,j)的每一個換稱為子像素。
此外,也可以對上述一組追加顯示白色等的像素而將其用於像素703(i,j)。此外,也可以將顯示青色的像素、顯示洋紅色的像素及顯示黃色的像素的每一個作為子像素用於像素703(i,j)。
此外,除了上述一組以外還可以將發射紅外線的像素用於像素703(i,j)。明確而言,可以將發射包含具有650nm以上且1000nm以下的波長的光的像素用於像素703(i,j)。
圖13A所示的顯示區域231的周圍包括驅動電路GD及驅動電路SD。此外,還包括與驅動電路GD、驅動電路SD等電連接的端子519。端子519例如可以與軟性印刷電路FPC1(參照圖16A及圖16B)電連接。
注意,驅動電路GD具有供應第一選擇信號及第二選擇信號的功能。例如,驅動電路GD與後述的導電膜G1(i)及導電膜G2(i)電連接並分別供應第一選擇信號及第二選擇信號。驅動電路SD具有供應影像信號及控制信號的功能,控制信號具有第一位準及第二位準。例如,驅動電路SD與後述的導電膜S1g(j)及導電膜S2g(j)電連接並分別供應影像信號及控制信號。
圖15A示出分別沿著圖13A中的點劃線X1-X2及點劃線X3-X4的發光裝置的剖面圖。如圖15A所示,發光裝置700在第一基板510與第二基板770之間包括功能層520。功能層520除了上述驅動電路GD、驅動電路SD等以外還包括使它們電連接的佈線等。圖15A示出功能層520包括像素電路530B(i,j)、像素電路530G(i,j)以及驅動電路GD的結構,但是不侷限於該結構。
功能層520所包括的各像素電路(例如,圖15A所示的像素電路530B(i,j)、像素電路530G(i,j))與形成在功能層520上的各發光器件(例如,圖15A所示的發光器件550B(i,j)及發光器件550G(i,j))電連接。明確而言,發光器件550B(i,j)藉由開口部591B與像素電路530B(i,j)電連接,發光器件550G(i,j)藉由開口部591G與像素電路530G(i,j)電連接。此外,功能層520及各發光器件上設置有絕緣層705,絕緣層705具有使第二基板770與功能層520貼合的功能。
注意,作為第二基板770可以使用以矩陣狀具備觸控感測器的基板。例如,可以將包括靜電電容式觸控感測器或者光學式觸控感測器的基板用於第二基板770。由此,可以將本發明的一個實施方式的發光裝置用作觸控面板。
圖14A示出像素電路530G(i,j)的具體結構。
如圖14A所示,像素電路530G(i,j)包括開關SW21、開關SW22、電晶體M21、電容器C21及節點N21。另外,像素電路530G(i,j)包括節點N22、電容器C22及開關SW23。
電晶體M21包括與節點N21電連接的閘極電極、與發光器件550G(i,j)電連接的第一電極、與導電膜ANO電連接的第二電極。
開關SW21包括與節點N21電連接的第一端子、與導電膜S1g(j)電連接的第二端子,並具有根據導電膜G1(i)的電位控制導通狀態或非導通狀態的功能。
開關SW22包括與導電膜S2g(j)電連接的第一端子,並具有根據導電膜G2(i)的電位控制導通狀態或非導通狀態的功能。
電容器C21包括與節點N21電連接的導電膜、與開關SW22的第二電極電連接的導電膜。
由此,可以將影像信號儲存在節點N21中。另外,可以使用開關SW22改變節點N21的電位。另外,可以使用節點N21的電位控制發光器件550G(i,j)所發射的光的強度。
接著,圖14B示出在圖14A中說明的電晶體M21的具體結構的一個例子。注意,作為電晶體M21,可以適當地使用底閘極型電晶體或頂閘極型電晶體等。
圖14B所示的電晶體包括半導體膜508、導電膜504、絕緣膜506、導電膜512A以及導電膜512B。電晶體例如形成在絕緣膜501C上。另外,該電晶體包括絕緣膜516(絕緣膜516A及絕緣膜516B)以及絕緣膜518。
半導體膜508包括與導電膜512A電連接的區域508A及與導電膜512B電連接的區域508B。半導體膜508包括區域508A和區域508B之間的區域508C。
導電膜504包括與區域508C重疊的區域,導電膜504具有閘極電極的功能。
絕緣膜506包括夾在半導體膜508與導電膜504之間的區域。絕緣膜506具有第一閘極絕緣膜的功能。
導電膜512A具有源極電極的功能和汲極電極的功能中的一個,導電膜512B具有源極電極的功能和汲極電極的功能中的另一個。
另外,可以將導電膜524用於電晶體。導電膜524包括在其與導電膜504之間夾著半導體膜508的區域。導電膜524具有第二閘極電極的功能。絕緣膜501D夾在半導體膜508與導電膜524之間,並具有第二閘極絕緣膜的功能。
絕緣膜516例如被用作覆蓋半導體膜508的保護膜。明確而言,例如可以將含有氧化矽膜、氧氮化矽膜、氮氧化矽膜、氮化矽膜、氧化鋁膜、氧化鉿膜、氧化釔膜、氧化鋯膜、氧化鎵膜、氧化鉭膜、氧化鎂膜、氧化鑭膜、氧化鈰膜或氧化釹膜的膜用作絕緣膜516。
例如,較佳為將能夠抑制氧、氫、水、鹼金屬、鹼土金屬等的擴散的材料用於絕緣膜518。明確而言,作為絕緣膜518,例如可以使用氮化矽、氧氮化矽、氮化鋁、氧氮化鋁等。此外,作為氧氮化矽及氧氮化鋁各自包含的氧的原子數和氮的原子數,較佳的是氮的原子數較多。
在形成用於像素電路的電晶體的半導體膜的製程中,可以形成用於驅動電路的電晶體的半導體膜。例如,可以將半導體膜用於驅動電路,該半導體膜具有與像素電路的電晶體中的半導體膜相同的組成。
此外,可以將包含第14族元素的半導體用於半導體膜508。明確而言,可以將包含矽的半導體用於半導體膜508。
此外,可以將氫化非晶矽用於半導體膜508。或者,可以將微晶矽等用於半導體膜508。由此,例如,可以提供與將多晶矽用於半導體膜508的發光裝置(或顯示面板)相比顯示不均勻較少的發光裝置。或者,容易實現發光裝置的大型化。
此外,可以將多晶矽用於半導體膜508。由此,例如,可以實現比將氫化非晶矽用於半導體膜508的電晶體高的場效移動率。此外,例如,可以實現比將氫化非晶矽用於半導體膜508的電晶體高的驅動能力。或者,例如,可以實現比將氫化非晶矽用於半導體膜508的電晶體高的像素開口率。
或者,例如,可以實現比將氫化非晶矽用於半導體膜508的電晶體高的可靠性。
或者,例如,可以使製造電晶體時需要的溫度比使用單晶矽的電晶體低。
或者,可以藉由同一製程形成用於驅動電路的電晶體的半導體膜及用於像素電路的電晶體的半導體膜。或者,可以在與形成有像素電路的基板同一基板上形成驅動電路。或者,可以減少構成電子裝置的構件數量。
此外,可以將單晶矽用於半導體膜508。由此,例如,可以實現比將氫化非晶矽用於半導體膜508的發光裝置(顯示面板)高的清晰度。或者,例如,可以提供與將多晶矽用於半導體膜508的發光裝置相比顯示不均勻較少的發光裝置。或者,例如,可以提供智慧眼鏡或頭戴顯示器。
此外,可以將金屬氧化物用於半導體膜508。由此,與利用將氫化非晶矽用於半導體膜的電晶體的像素電路相比,可以延長像素電路能夠保持影像信號的時間。明確而言,可以抑制閃爍的發生,並以低於30Hz、較佳為低於1Hz、更佳為低於1次/分的頻率供應選擇信號。其結果是,可以降低電子裝置的使用者的眼睛疲勞。另外,可以降低用於驅動的功耗。
此外,可以將氧化物半導體用於半導體膜508。明確而言,可以將包含銦的氧化物半導體、包含銦、鎵及鋅的氧化物半導體或包含銦、鎵、鋅及錫的氧化物半導體用於半導體膜508。
藉由將氧化物半導體用於半導體膜,可以得到與將氫化非晶矽用於半導體膜的電晶體相比關閉狀態下的洩漏電流小的電晶體。因此,較佳的是,將氧化物半導體用於半導體膜的電晶體被用作開關等。注意,將氧化物半導體用於半導體膜的電晶體被用作開關的電路與將氫化非晶矽用於半導體膜的電晶體被用作開關的電路相比,可以長時間保持浮動節點的電位。
雖然在圖15A中示出第二基板770一側提取發光的結構(頂部發射型)的發光裝置,但是也可以採用如圖15B所示那樣第一基板510一側提取光的結構(底部發射型)的發光裝置。注意,在底部發射型發光裝置中,將第一電極101用作半透射-半反射電極,並將第二電極102用作反射電極。
雖然圖15A及圖15B說明主動矩陣型的發光裝置,但是實施方式2所示的發光器件的結構也可以用於圖16A及圖16B所示的被動矩陣型的發光裝置。
圖16A是示出被動矩陣型的發光裝置的立體圖,圖16B是沿圖16A中的線X-Y的剖面圖。在圖16A及圖16B中,基板951上設置有電極952及電極956,電極952與電極956之間設置有EL層955。電極952的端部被絕緣層953覆蓋。絕緣層953上設置有隔離層954。隔離層954的側壁具有越近於基板面在一個側壁與另一個側壁的間隔越窄的傾斜。也就是說,隔離層954的短軸方向的剖面具有梯形,下底(與絕緣層953接觸的邊)比上底短。如此,藉由設置隔離層954,可以防止因靜電等導致的發光器件的不良。
本實施方式所示的結構可以與其他實施方式所示的結構適當地組合而使用。
實施方式5 在本實施方式中,參照圖17A至圖19B對本發明的一個實施方式的電子裝置的結構進行說明。
圖17A至圖19B是說明本發明的一個實施方式的電子裝置的結構的圖。圖17A是電子裝置的方塊圖,圖17B至圖17E是說明電子裝置的結構的立體圖。圖18A至圖18E是說明電子裝置的結構的立體圖。圖19A及圖19B是說明電子裝置的結構的立體圖。
在本實施方式中說明的電子裝置5200B包括運算裝置5210及輸入/輸出裝置5220(參照圖17A)。
運算裝置5210具有被供應操作資料的功能,並具有根據操作資料供應影像資料的功能。
輸入/輸出裝置5220包括顯示部5230、輸入部5240、檢測部5250及通訊部5290,並具有供應操作資料的功能及被供應影像資料的功能。此外,輸入/輸出裝置5220具有供應檢測資料的功能、供應通訊資料的功能及被供應通訊資料的功能。
輸入部5240具有供應操作資料的功能。例如,輸入部5240根據電子裝置5200B的使用者的操作供應操作資料。
明確而言,可以將鍵盤、硬體按鈕、指向裝置、觸控感測器、照度感測器、攝像裝置、音訊輸入裝置、視線輸入裝置、姿態檢測裝置等用於輸入部5240。
顯示部5230包括顯示面板並具有顯示影像資料的功能。例如,可以將實施方式2所說明的顯示面板用於顯示部5230。
檢測部5250具有供應檢測資料的功能。例如,具有使用檢測電子裝置的周圍的環境而供應檢測資料的功能。
明確地說,可以將照度感測器、攝像裝置、姿態檢測裝置、壓力感測器、人體感應感測器等用於檢測部5250。
通訊部5290具有被供應通訊資料的功能及供應通訊資料的功能。例如,具有以無線通訊或有線通訊與其他電子裝置或通訊網連接的功能。明確而言,具有無線區域網路通訊、電話通訊、近距離無線通訊等的功能。
圖17B示出具有沿著圓筒狀的柱子等的外形的電子裝置。作為一個例子,可以舉出數位看板等。本發明的一個實施方式的顯示面板可以用於顯示部5230。注意,也可以具有根據使用環境的照度改變顯示方法的功能。此外,具有感應人體存在改變顯示內容的功能。因此,例如可以設置於建築物的柱子上。或者,能夠顯示廣告或指南。
圖17C示出具有根據使用者所使用的指示器的軌跡生成影像資料的功能的電子裝置。作為一個例子可以舉出電子黑板、電子留言板、數位看板等。明確而言,可以使用對角線的長度為20英寸以上、較佳為40英寸以上,更佳為55英寸以上的顯示面板。或者,可以將多個顯示面板排列而用作一個顯示區域。或者,可以將多個顯示面板排列而用作多螢幕顯示面板。
圖17D示出可以從其他裝置接收資料並將其顯示在顯示部5230上的電子裝置。作為一個例子,可以舉出可穿戴電子裝置等。明確而言,可以顯示幾個選擇項或使用者可以從選擇項選擇幾個項且將其回復至該資料的發信者。另外,例如,具有根據使用環境的照度改變顯示方法的功能。由此,例如可以降低可穿戴電子裝置的功耗。另外,例如以即使在晴天的戶外等外光強的環境下也能夠適宜地使用可穿戴電子裝置的方式將影像顯示在可穿戴電子裝置上。
圖17E示出包括具有沿著外殼的側面平緩彎曲的顯示部5230的電子裝置。作為一個例子,可以舉出手機等。此外,顯示部5230包括顯示面板,顯示面板例如具有在其前面、側面、頂面以及背面顯示的功能。由此,例如可以將資料不僅顯示於手機的前面,而且顯示於手機的側面、頂面及背面。
圖18A示出可以從網際網路接收資料並將其顯示在顯示部5230上的電子裝置。作為一個例子可以舉出智慧手機等。例如,可以在顯示部5230上確認所製作的通知。另外,可以將所製作的通知發送到其他裝置。此外,例如,具有根據使用環境的照度改變顯示方法的功能。由此,可以降低智慧手機的功耗。此外,例如以即使在晴天的戶外等外光強的環境下也能夠適宜地使用智慧手機的方式將影像顯示在顯示部5230上。
圖18B示出能夠將遙控器用作輸入部5240的電子裝置。作為一個例子,可以舉出電視系統等。例如,可以從廣播電臺或網際網路接收資料且將其顯示在顯示部5230上。另外,可以使用檢測部5250拍攝使用者。另外,可以發送使用者的影像。另外,可以取得使用者的收看履歷且將其提供給雲服務。此外,可以從雲服務取得推薦資料且將其顯示在顯示部5230上。此外,可以根據推薦資料顯示節目或動態影像。另外,例如,具有根據使用環境的照度改變顯示方法的功能。由此,以即使在晴天射入戶內的外光強的環境下也能夠適宜地使用電視系統的方式將影像顯示在顯示部5230上。
圖18C示出可以從網際網路接收教材且將其顯示在顯示部5230上的電子裝置。作為一個例子可以舉出平板電腦等。此外,可以使用輸入部5240輸入報告且將其發送到網際網路。另外,可以從雲服務取得報告的批改結果或評價且將其顯示在顯示部5230上。另外,可以根據評價選擇適當的教材且將其顯示在顯示部5230上。
例如,可以從其他電子裝置接收影像信號且將其顯示在顯示部5230上。另外,可以將顯示部5230靠在支架等上且將顯示部5230用作副顯示器。例如以在晴天的戶外等外光強的環境下也能夠適宜地使用電子裝置的方式將影像顯示在顯示部5230上。
圖18D示出包括多個顯示部5230的電子裝置。作為一個例子,可以舉出數位相機等。例如,可以在顯示部5230上顯示使用檢測部5250進行拍攝的影像。此外,可以在顯示部5230上顯示所拍攝的影像。另外,可以使用輸入部5240進行所拍攝的影像的修飾。此外,可以對所拍攝的影像添加文字。另外,可以將其發送到網際網路。另外,具有根據使用環境的照度改變拍攝條件的功能。由此,例如可以以在晴天的戶外等外光強的環境下也能夠適宜地看到影像的方式將被攝體顯示在顯示部5230上。
圖18E示出可以藉由使用其他電子裝置作為從(slave)且使用本實施方式的電子裝置作為主(master)控制其他電子裝置的電子裝置。作為一個例子,可以舉出能夠攜帶的個人電腦等。例如,可以將影像資料的一部分顯示在顯示部5230上且將影像資料的其他一部分顯示在其他電子裝置的顯示部上。另外,可以供應影像信號。此外,可以使用通訊部5290取得從其他電子裝置的輸入部寫入的資料。由此,例如,可以使用可攜帶的個人電腦利用較大的顯示區域。
圖19A示出包括檢測加速度或方位的檢測部5250的電子裝置。作為一個例子可以舉出護目鏡型電子裝置等。檢測部5250可以供應使用者的位置或使用者朝向的方向的資料。此外,電子裝置可以根據使用者的位置或使用者朝向的方向生成右眼用影像資料及左眼用影像資料。此外,顯示部5230包括右眼用顯示區域及左眼用顯示區域。由此,例如,可以將能夠得到逼真感的虛擬實境空間影像顯示在顯示部5230。
圖19B示出包括攝像裝置、檢測加速度或方位的檢測部5250的電子裝置。作為一個例子可以舉出眼鏡型電子裝置等。檢測部5250可以供應使用者的位置或使用者朝向的方向的資料。此外,電子裝置可以根據使用者的位置或使用者朝向的方向生成影像資料。由此,例如,可以對現實風景添加資料而顯示。另外,可以將擴增實境空間的影像顯示在眼鏡型電子裝置。
注意,本實施方式可以與本說明書所示的其他實施方式適當地組合。
實施方式6 在本實施方式中,參照圖20A及圖20B對將實施方式2所示的發光器件用於照明設備的結構進行說明。注意,圖20A是沿著圖20B所示的照明設備的俯視圖中的線段e-f的剖面圖。
在本實施方式的照明設備中,在用作支撐體的具有透光性的基板400上形成有第一電極401。第一電極401相當於實施方式2中的第一電極101。當從第一電極401一側取出光時,第一電極401使用具有透光性的材料形成。
另外,在基板400上形成用來對第二電極404供應電壓的焊盤412。
在第一電極401上形成有EL層403。EL層403相當於實施方式2中的EL層103的結構或組合EL層103a、103b、103c以及電荷產生層106(106a、106b)的結構等。注意,作為它們的結構,參照各記載。
以覆蓋EL層403的方式形成第二電極404。第二電極404相當於實施方式2中的第二電極102。當從第一電極401一側取出光時,第二電極404使用反射率高的材料形成。藉由使第二電極404與焊盤412連接,將電壓供應到第二電極404。
如上所述,本實施方式所示的照明設備具備包括第一電極401、EL層403以及第二電極404的發光器件。由於該發光器件是發光效率高的發光器件,所以本實施方式的照明設備可以是低功耗的照明設備。
使用密封材料405、406將形成有具有上述結構的發光器件的基板400和密封基板407固定來進行密封,由此製造照明設備。另外,也可以僅使用密封材料405和406中的一個。另外,也可以使內側的密封材料406(在圖20B中未圖示)與乾燥劑混合,由此可以吸收水分而提高可靠性。
另外,藉由以延伸到密封材料405、406的外部的方式設置焊盤412和第一電極401的一部分,可以將其用作外部輸入端子。另外,也可以在外部輸入端子上設置安裝有轉換器等的IC晶片420等。
實施方式7 在本實施方式中,參照圖21對適用本發明的一個實施方式的發光裝置或其一部分的發光器件而製造的照明設備的應用例子進行說明。
作為室內的照明設備,可以使用天花射燈8001。作為天花射燈8001,有直接安裝型、嵌入型等。這種照明設備由發光裝置與外殼或蓋的組合而製造。除此以外,也可以應用於吊燈(用電線吊裝在天花板上)的照明設備。
另外,地腳燈8002照射地面,可以提高腳下的安全性。例如,將其用在臥室、樓梯及通道很有效。在此情況下,可以根據房間的大小及結構而適當地改變地腳燈的尺寸及形狀。另外,地腳燈8002也可以為組合發光裝置和支架而形成的安裝型照明設備。
另外,片狀照明8003為薄膜狀的照明設備。因為是將其貼在牆上而使用,所以不佔空間而可以應用於各種用途。另外,容易實現大面積化。另外,也可以將其貼在具有曲面的牆或外殼上。
另外,也可以使用來自光源的光被控制為只沿著所希望的方向的照明設備8004。
檯燈8005包括光源8006,作為光源8006可以使用本發明的一個實施方式的發光裝置或其一部分的發光器件。
藉由將本發明的一個實施方式的發光裝置或其一部分的發光器件用於上述以外的室內家具的一部分,可以提供具有家具的功能的照明設備。
如上所述,可以得到適用發光裝置的各種各樣的照明設備。另外,這種照明設備包括在本發明的一個實施方式中。
本實施方式所示的結構可以與其他實施方式所示的結構適當地組合而實施。 實施例1
<<合成例1>> 在本實施例中,說明在實施方式1中由結構式(137)表示的有機化合物2-[3-{(3,5-二-三級丁基)苯基}-5-(嘧啶-5-基)苯基]-4,6-二苯基-1,3,5-三
Figure 111102196-A0304-1
(簡稱:mmtBuPh-mPmPTzn)的合成方法。以下示出mmtBuPh-mPmPTzn的結構。
[化學式39]
Figure 02_image067
<mmtBuPh-mPmPTzn的合成> 在三頸燒瓶中放入2-{3-(3,5-二-三級丁基苯基)-5-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊環-2-基)苯基}-4,6-二苯基-1,3,5-三
Figure 111102196-A0304-1
4.0g(6.4mmol)、5-溴嘧啶0.93g(5.8mmol)、四氫呋喃(THF)32mL、2mol/L磷酸三鉀水溶液9mL,進行脫氣。然後對其加入乙酸鈀(II)13mg(0.058mmol)、2-二環己基膦基-2’,4’,6’-三異丙基聯苯(XPhos)56mg(0.12mmol),以65℃加熱22小時。在反應結束後,過濾反應溶液來收集濾液。利用甲苯進行萃取,利用硫酸鎂使有機層乾燥。濃縮對該混合物進行重力過濾而得到的濾液,由此得到褐色油。對其利用以乙酸乙酯:己烷=1:5為展開溶劑的矽膠管柱層析法進行純化,由此得到淡黃色固體。對得到的固體利用以乙酸乙酯:甲苯=1:5為展開溶劑的矽膠管柱層析法再次進行純化,由此得到白色至淡黃色固體。利用甲苯/乙醇使該固體重結晶,由此得到目的物的白色固體2.9g(產率:86%)。以下示出合成方案(a-1)。
[化學式40]
Figure 02_image069
利用梯度昇華方法對所得到的2.9g的固體進行昇華純化。條件如下:壓力為6.0Pa,在氬氣流下以235℃對固體加熱17小時,以240℃加熱7.5小時,接下來以245℃加熱16.5小時。在昇華純化後,以回收率92%得到目的物的白色固體2.7g。
以下示出上述得到的白色固體的利用核磁共振光譜法( 1H-NMR)的分析結果。從該結果可知,在本實施例中,得到由上述結構式(137)表示的本發明的一個實施方式的有機化合物mmtBuPh-mPmPTzn。
1H NMR(CDCl 3,300MHz):δ=1.45(s, 18H), 7.57-7.67(m, 9H), 7.99(t, J=2.0Hz, 1H), 8.80(dd, J=7.7Hz, 1.7Hz, 4H), 8.96(t, J=1.7Hz, 1H), 9.09(t, J=1.5Hz, 1H), 9.19(s, 2H), 9.32(s, 1H)。
然後測量所得到的有機化合物在二氯甲烷溶液中的紫外可見光吸收光譜(下面簡稱為吸收光譜)。在吸收光譜的測量中,使用紫外可見分光光度計(由日本分光株式會社製造,V550型),並在室溫下進行測量。另外,作為測量皿使用石英皿。圖22示出所得的吸收光譜的測量結果。橫軸表示波長,縱軸表示吸收強度。圖22示出從將二氯甲烷溶液放入石英皿進行測量的吸收光譜減去只將二氯甲烷放入石英皿進行測量的吸收光譜而得到的結果。
從圖22可知,在268nm觀察到吸收峰,在可見區域的440nm以上且700nm以下的範圍內觀察不到吸收。
接著,利用液相層析-質譜分析(Liquid Chromatography Mass Spectrometry(簡稱:LC/MS分析))對得到的有機化合物進行質量(MS)分析。
在LC-MS分析中,利用賽默飛世爾科技公司製造的UltiMate3000進行LC(液相層析)分離,並利用賽默飛世爾科技公司製造的Q Exactive進行MS分析(質譜分析)。
在LC分離中,使用任意的柱,柱溫為40℃,其輸液條件為如下:適當地選擇溶劑,將任意濃度的有機化合物溶解於有機溶劑中進行樣本的調整,且注入量為5.0μL。
利用平行反應監測(Parallel Reaction Monitoring (PRM))法進行mmtBuPh-mPmPTzn的Exact Mass的m/z=575.30的MS 2測量。PRM的設定為:靶離子的質量範圍是m/z=575.30±2.0(isolation window=4);以正模式進行檢測。將碰撞池內使靶離子加速的能量NCE(標準化碰撞能量(Normalized Collision Energy))設定為60而進行測量。圖23示出所得到的MS譜。
作為碎片離子檢測出m/z=104.05及m/z= 370.23。它們被認為是由與三
Figure 111102196-A0304-1
鍵合的一個取代基和來源於三
Figure 111102196-A0304-1
的碳及氮構成的碎片。例如,m/z=104.05被認為是苯基與來源於三
Figure 111102196-A0304-1
的一個碳及一個氮鍵合的碎片。另外,m/z=370.23被認為是苯基以外的取代基與來源於三
Figure 111102196-A0304-1
的一個碳及一個氮鍵合的碎片。這些碎片可以說是具有三
Figure 111102196-A0304-1
骨架的化合物的特徵之一。
從圖23的結果可確認得到目的物mmtBuPh-mPmPTzn。
圖24示出藉由利用光譜橢圓偏光計(J.A. Woollam Japan製造的M-2000U)測量mmtBuPh-mPmPTzn的折射率的結果。在測量時,使用藉由真空蒸鍍法以50nm左右的厚度將各層的材料形成在石英基板上而得的膜。此外,圖式中記載了尋常光線折射率n, Ordinary及異常光線折射率n, Extra-ordinary。
從圖24可知,mmtBuPh-mPmPTzn是一種折射率低的材料,其在整個藍色發光區域(455nm以上且465nm以下)的尋常光線折射率為1.65,亦即,在1.50以上且1.75以下的範圍內,633nm處的尋常光線折射率為1.61,亦即,在1.45以上且1.70以下的範圍內。 實施例2
<<合成例2>> 在本實施例中,說明在實施方式1中由結構式(154)表示的有機化合物、2-[3-{(3,5-二-三級丁基)苯基}-5-(吡
Figure 111102196-A0304-1
-2-基)苯基]-4,6-二苯基-1,3,5-三
Figure 111102196-A0304-1
(簡稱:mmtBuPh-mPrPTzn)的合成方法。以下示出mmtBuPh-mPrPTzn的結構。
[化學式41]
Figure 02_image071
<mmtBuPh-mPrPTzn的合成> 在三頸燒瓶中放入2-{3-(3,5-二-三級丁基苯基)-5-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊環-2-基)苯基}-4,6-二苯基-1,3,5-三
Figure 111102196-A0304-1
4.0g(6.4mmol)、氯吡
Figure 111102196-A0304-1
0.67g(5.8mmol)、碳酸鉀1.6g(12mmol)、四氫呋喃30mL、水15mL,進行脫氣。然後對其加入四(三苯基膦)鈀(0)0.13g(0.12mmol),以65℃加熱14小時。在反應結束後,利用甲苯進行萃取,利用硫酸鎂使有機層乾燥。濃縮對該混合物進行重力過濾而得到的濾液,由此得到茶色固體。對該固體利用將展開溶劑的極性從僅甲苯依次變化到甲苯:乙酸乙酯=100:1至10:1的矽膠管柱層析法進行純化,由此得到白色至淡黃色固體。對得到的固體利用以甲苯:乙酸乙酯=50:1為展開溶劑的矽膠管柱層析法再次進行純化,由此得到白色固體。利用甲苯/乙醇使該固體重結晶,由此得到目的物的白色固體3.0g(產率:90%)。以下示出合成方案(b-1)。
[化學式42]
Figure 02_image073
利用梯度昇華方法對所得到的3.0g的固體進行昇華純化。條件如下:壓力為5.6Pa,在氬氣流下以240℃對固體加熱23小時,接下來以245℃加熱23小時。在昇華純化後,以回收率94%得到目的物的白色固體2.8g。
以下示出上述得到的白色固體的利用核磁共振光譜法( 1H-NMR)的分析結果。從該結果可知,在本實施例中,得到由上述結構式(154)表示的本發明的一個實施方式的有機化合物mmtBuPh-mPrPTzn。
1H NMR(CDCl 3,300MHz):δ=1.45(s, 18H), 7.55-7.66(m, 9H), 8.48(t, J=1.7Hz, 1H), 8.62(d, J=2.7Hz, 1H), 8.76(t, J=2.1Hz, 1H), 8.82(dd, J=8.0Hz, 1.7Hz, 4H), 9.11(t, J=1.7Hz, 1H), 9.29(d, J=1.5Hz, 1H), 9.35(t, J=1.7Hz, 1H)。
然後測量所得到的有機化合物在二氯甲烷溶液中的吸收光譜。在吸收光譜的測量中,使用紫外可見分光光度計(由日本分光株式會社製造,V550型),並在室溫下進行測量。另外,作為測量皿使用石英皿。圖25示出所得的吸收光譜的測量結果。橫軸表示波長,縱軸表示吸收強度。圖25示出從將二氯甲烷溶液放入石英皿進行測量的吸收光譜減去只將二氯甲烷放入石英皿進行測量的吸收光譜而得到的結果。
接著,利用液相層析-質譜分析(Liquid Chromatography Mass Spectrometry(簡稱:LC/MS分析))對得到的有機化合物進行質量(MS)分析。
在LC-MS分析中,利用賽默飛世爾科技公司製造的UltiMate3000進行LC(液相層析)分離,並利用賽默飛世爾科技公司製造的Q Exactive進行MS分析(質譜分析)。
在LC分離中,使用任意的柱,柱溫為40℃,其輸液條件為如下:適當地選擇溶劑,將任意濃度的mmtBuPh-mPrPTzn溶解於有機溶劑中進行樣本的調整,且注入量為5.0μL。
利用PRM法進行mmtBuPh-mPrPTzn的Exact Mass的m/z=575.30的MS 2測量。PRM的設定為:靶離子的質量範圍是m/z=575.30±2.0(isolation window=4);以正模式進行檢測。將碰撞池內使靶離子加速的能量NCE(標準化碰撞能量(Normalized Collision Energy))設定為50而進行測量。圖26示出藉由MS 2測量得到的MS譜。
作為碎片離子檢測出m/z=104.05及m/z= 370.23。它們被認為是由與三
Figure 111102196-A0304-1
鍵合的一個取代基和來源於三
Figure 111102196-A0304-1
的碳及氮構成的碎片。例如,m/z=104.05被認為是苯基與來源於三
Figure 111102196-A0304-1
的一個碳及一個氮鍵合的碎片。另外,m/z=370.23被認為是苯基以外的取代基與來源於三
Figure 111102196-A0304-1
的一個碳及一個氮鍵合的碎片。這些碎片可以說是具有三
Figure 111102196-A0304-1
骨架的化合物的特徵之一。
從圖26的結果可確認得到目的物mmtBuPh-mPrPTzn。
圖27示出藉由利用光譜橢圓偏光計(J.A. Woollam Japan製造的M-2000U)測量mmtBuPh-mPrPTzn的折射率的結果。在測量時,使用藉由真空蒸鍍法以50nm左右的厚度將各層的材料形成在石英基板上而得的膜。此外,圖式中記載了尋常光線折射率n, Ordinary及異常光線折射率n, Extra-ordinary。
從圖27可知,mmtBuPh-mPrPTzn是一種折射率低的材料,其在整個藍色發光區域(455nm以上且465nm以下)的尋常光線折射率為1.66,亦即,在1.50以上且1.75以下的範圍內,633nm處的尋常光線折射率為1.62,亦即,在1.45以上且1.70以下的範圍內。 實施例3
在本實施例中,對實施方式中所說明的本發明的一個實施方式的發光器件1及對比發光器件1進行說明。以下示出在本實施例中使用的有機化合物的結構式。
[化學式43]
Figure 02_image075
(發光器件1的製造方法) 首先,在玻璃基板上作為透明電極藉由濺射法以70nm的厚度形成包含氧化矽的銦錫氧化物(ITSO),來形成第一電極101。其電極面積為4mm 2(2mm×2mm)。
接著,作為用來在基板上形成發光器件的預處理,用水洗滌基板表面,以200℃烘烤1小時,然後進行370秒的UV臭氧處理。
然後,將基板引入到其內部壓力被降低到10 -4Pa左右的真空蒸鍍裝置中,並且在真空蒸鍍裝置內的加熱室中以170℃進行30分鐘的真空烘焙後,將基板冷卻30分鐘左右。
接著,以使形成有第一電極101的面朝下的方式將形成有第一電極101的基板固定在設置於真空蒸鍍裝置內的基板支架上,並且在第一電極101上藉由蒸鍍法以由上述結構式(i)表示的N-(1,1’-聯苯-4-基)-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9,9-二甲基-9H-茀-2-胺(簡稱:PCBBiF)與分子量為672且含氟的電子受體材料(OCHD-003)的重量比為1:0.05 (=PCBBiF:OCHD-003)且厚度為10nm的方式進行共蒸鍍,由此形成電洞注入層111。
在電洞注入層111上以厚度為20nm的方式蒸鍍PCBBiF,由此形成電洞傳輸層112。
接著,在電洞傳輸層112上以厚度為10nm的方式蒸鍍由結構式(ii)表示的N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-[4-(4-二苯并呋喃)苯基]-[1,1’:4’,1’’-三聯苯]-4-胺(簡稱:YGTPDBfB),由此形成電子障壁層。
然後,以由結構式(iii)表示的2-(10-苯基-9-蒽基)-苯并[b]萘并[2,3-d]呋喃(簡稱:Bnf(II)PhA)以及由結構式(iv)表示的3,10-雙[N-(9-苯基-9H-咔唑-2-基)-N-苯基胺基]萘并[2,3-b;6,7-b’]雙苯并呋喃(簡稱:3,10PCA2Nbf(IV)-02)的重量比為1:0.015(=Bnf(II)PhA:3,10PCA2Nbf(IV)-02)且厚度為25nm的方式進行共蒸鍍,由此形成發光層113。
然後,在以厚度為10nm的方式蒸鍍由結構式(v)表示的2-{(3’,5’-二-三級丁基)-1,1’-聯苯-3-基}-4,6-二苯基-1,3,5-三
Figure 111102196-A0304-1
(簡稱:mmtBumBPTzn)來形成電洞障壁層後,以實施例1中所說明的本發明的一個實施方式的2-[3-{(3,5-二-三級丁基)苯基}-5-(嘧啶-5-基)苯基]-4,6-二苯基-1,3,5-三
Figure 111102196-A0304-1
(簡稱:mmtBuPh-mPmPTzn)(結構式(100))以及由結構式(vi)表示的6-甲基-8-羥基喹啉-鋰(簡稱:Li-6mq)的重量比為1:1 (=mmtBuPh-mPmPTzn:Li-6mq)且厚度為20nm的方式進行共蒸鍍,由此形成電子傳輸層114。
在形成電子傳輸層114後,以厚度為1nm的方式沉積LiF,由此形成電子注入層115。
最後以厚度為200nm的方式蒸鍍鋁(Al)來形成第二電極102,由此製造發光器件1。
(對比發光器件1的製造方法) 對比發光器件1使用由結構式(vii)表示的2-[3-(2,6-二甲基吡啶-3-基)-5-(9-菲基)苯基]-4,6-二苯基-1,3,5-三
Figure 111102196-A0304-1
(簡稱:mPn-mDMePyPTzn)代替用於電子傳輸層114的mmtBuPh-mPmPTzn並使用由結構式(viii)表示的8-羥基喹啉-鋰(簡稱:Liq)代替Li-6mq與發光器件1同樣地進行製造。
以下的表1示出發光器件1及對比發光器件1的元件結構。
[表1]
Figure 02_image077
另外,圖28分別示出mmtBuPh-mPmPTzn、mPn-mDMePyPTzn、Li-6mq及Liq的折射率,表2示出456nm處的折射率。利用光譜橢圓偏光計(J.A. Woollam Japan製造的M-2000U)測量折射率。另外,作為測量用樣本,使用藉由真空蒸鍍法以50nm左右的厚度將各層的材料形成在石英基板上而得的膜。此外,圖式中記載了尋常光線折射率n, Ordinary及異常光線折射率n, Extra-ordinary。
[表2]
Figure 02_image079
在氮氛圍的手套箱中,以不使上述各發光器件暴露於大氣的方式使用玻璃基板進行密封處理(將密封材料塗佈在元件的周圍,在密封時進行UV處理並在80℃的溫度下進行1小時的熱處理),然後對這些發光器件的初始特性進行測量。注意,不對進行了密封處理的玻璃基板進行用來提高光提取效率的特殊處理。
圖29示出發光器件1及對比發光器件1的亮度-電流密度特性,圖30示出電流效率-亮度特性,圖31示出亮度-電壓特性,圖32示出電流-電壓特性,圖33示出外部量子效率-亮度特性,圖34示出發射光譜。此外,表3示出發光器件1及對比發光器件1的1000cd/m 2附近的主要特性。注意,使用分光輻射亮度計(拓普康公司製造、SR-UL1R)在常溫下測量亮度、CIE色度及發射光譜。
[表3]
Figure 02_image081
從圖29至圖34及表3所示的結果可知,本發明的一個實施方式的使用低折射率材料的發光器件1呈現與對比發光器件1大致相同的發射光譜,且是與對比發光器件1相比外部量子效率更良好的EL器件。
接著,進行各發光器件的可靠性測試。圖35示出發光器件1及對比發光器件1的可靠性測試結果。在圖35中,縱軸表示初始亮度為100%時的正規化亮度(%),橫軸表示器件的驅動時間(h)。注意,作為可靠性測試,對各發光器件以50mA/cm 2定電流密度進行驅動測試。
圖35中的結果示出本發明的一個實施方式的使用低折射率材料的發光器件1具有與對比發光器件大致相同的良好的可靠性。因此,本發明的一個實施方式適合用於顯示器中的發光器件。 實施例4
在本實施例中,說明本發明的一個實施方式的發光器件2及對比發光器件2。本實施例中使用的有機化合物的結構式如下所示。
[化學式44]
Figure 02_image083
(發光器件2的製造方法) 首先,在玻璃基板上作為透明電極藉由濺射法以70nm的厚度形成(ITSO),來形成第一電極101。其電極面積為4mm 2(2mm×2mm)。
接著,作為用來在基板上形成發光器件的預處理,用水洗滌基板表面,以200℃烘烤1小時,然後進行370秒的UV臭氧處理。
然後,將基板引入到其內部壓力被降低到10 -4Pa左右的真空蒸鍍裝置中,並且在真空蒸鍍裝置內的加熱室中以170℃進行30分鐘的真空烘焙後,將基板冷卻30分鐘左右。
接著,以使形成有第一電極101的面朝下的方式將形成有第一電極101的基板固定在設置於真空蒸鍍裝置內的基板支架上,並且在第一電極101上藉由蒸鍍法以由上述結構式(i)表示的PCBBiF與分子量為672且含氟的電子受體材料(OCHD-003)的重量比為1:0.05(=PCBBiF:OCHD-003)且厚度為10nm的方式進行共蒸鍍,由此形成電洞注入層111。
在電洞注入層111上以厚度為20nm的方式蒸鍍PCBBiF,由此形成電洞傳輸層112。
接著,在電洞傳輸層112上以厚度為10nm的方式蒸鍍由結構式(ii)表示的YGTPDBfB,由此形成電子障壁層。
然後,以由結構式(iii)表示的Bnf(II)PhA以及由結構式(iv)表示的3,10PCA2Nbf(IV)-02的重量比為1:0.015(=Bnf(II)PhA:3,10PCA2Nbf(IV)-02)且厚度為25nm的方式進行共蒸鍍,由此形成發光層113。
然後,在以厚度為10nm的方式蒸鍍由結構式(v)表示的mmtBumBPTzn來形成電洞障壁層後,以實施例2中所說明的本發明的一個實施方式的2-[3-{(3,5-二-三級丁基)苯基}-5-(吡
Figure 111102196-A0304-1
-2-基)苯基]-4,6-二苯基-1,3,5-三
Figure 111102196-A0304-1
(簡稱:mmtBuPh-mPrPTzn)(結構式(101))以及由結構式(vi)表示的Li-6mq的重量比為1:1(=mmtBuPh-mPrPTzn:Li-6mq)且厚度為20nm的方式進行共蒸鍍,由此形成電子傳輸層114。
在形成電子傳輸層114後,以厚度為1nm的方式沉積LiF,由此形成電子注入層115。
最後以厚度為200nm的方式蒸鍍鋁(Al)來形成第二電極102,由此製造發光器件1。
(對比發光器件2的製造方法) 對比發光器件2使用由結構式(vii)表示的mPn-mDMePyPTzn代替用於發光器件2中的電子傳輸層114的mmtBuPh-mPmPTzn並使用由結構式(viii)表示的Liq代替Li-6mq與發光器件2同樣地進行製造。
以下的表4示出發光器件2及對比發光器件2的元件結構。
[表4]
Figure 02_image085
另外,圖36分別示出mmtBuPh-mPrPTzn、mPn-mDMePyPTzn、Li-6mq及Liq的折射率,下面的表5示出456nm處的折射率。利用光譜橢圓偏光計(J.A. Woollam Japan製造的M-2000U)測量折射率。另外,作為測量用樣本,使用藉由真空蒸鍍法以50nm左右的厚度將各層的材料形成在石英基板上而得的膜。此外,圖式中記載了尋常光線折射率n, Ordinary及異常光線折射率n, Extra-ordinary。
[表5]
Figure 02_image087
在氮氛圍的手套箱中,以不使上述發光器件及對比發光器件暴露於大氣的方式使用玻璃基板進行密封處理(將密封材料塗佈在元件的周圍,在密封時進行UV處理並在80℃的溫度下進行1小時的熱處理),然後對這些發光器件的初期特性進行測量。注意,不對進行了密封處理的玻璃基板進行用來提高光提取效率的特殊處理。
圖37示出發光器件2及對比發光器件2的亮度-電流密度特性,圖38示出電流效率-亮度特性,圖39示出亮度-電壓特性,圖40示出電流-電壓特性,圖41示出外部量子效率-亮度特性,圖42示出發射光譜。此外,表6示出發光器件2及對比發光器件2的1000cd/m 2附近的主要特性。注意,使用分光輻射亮度計(拓普康公司製造、SR-UL1R)在常溫下測量亮度、CIE色度及發射光譜。
[表6]
Figure 02_image089
從圖37至圖42及表6所示的結果可知,本發明的一個實施方式的使用低折射率材料的發光器件2呈現與對比發光器件2大致相同的發射光譜,且是與對比發光器件2相比電流效率及外部量子效率更良好的EL器件。
接著,進行各發光器件的可靠性測試。圖43示出發光器件2及對比發光器件2的可靠性測試結果。在圖43中,縱軸表示初始亮度為100%時的正規化亮度(%),橫軸表示器件的驅動時間(h)。注意,作為可靠性測試,對各發光器件以50mA/cm 2定電流密度進行驅動測試。
圖43中的結果示出本發明的一個實施方式的使用低折射率材料的發光器件2具有與對比發光器件大致相同的可靠性。 實施例5
<<合成例3>> 在本實施例中,說明在實施方式1中由結構式(108)表示的有機化合物2,4-雙(3’,5’-二-三級丁基聯苯-4-基)-6-[4-(嘧啶-5-基)苯基]嘧啶(簡稱:2,4mmtBuBP-6PmPPm)的合成方法。以下示出2,4mmtBuBP-6PmPPm的結構。
[化學式45]
Figure 02_image091
<2,4mmtBuBP-6PmPPm的合成> 在三頸燒瓶中放入2,4,6-三氯嘧啶0.24g(1.3mmol)、4-(嘧啶-5-基)苯基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊環0.36g(1.3mmol)、2mol/L碳酸鉀水溶液6.6mL及1,4-二氧六環13mL,進行脫氣。然後對其加入雙(三苯基膦)二氯化鈀(II)0.046g(0.066mmol),以40℃攪拌5小時。在攪拌後,對該反應溶液加入2-(3’,5’-二-三級丁基聯苯-4-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊環1.2g(3.1mmol)及雙(三苯基膦)二氯化鈀(II)0.092g(0.13mmol),以80℃攪拌5小時。在攪拌後,利用氯仿進行萃取,利用硫酸鎂使有機層乾燥。濃縮對該混合物進行重力過濾而得到的濾液,由此得到褐色固體。對該固體利用以甲苯:乙酸乙酯=10:1為展開溶劑的矽膠管柱層析法進行純化,由此得到目的物的淡紅色固體。以下示出合成方案(c-1)。
[化學式46]
Figure 02_image093
另外,以下示出利用上述步驟獲得的淡紅色固體的核磁共振法( 1H-NMR)的分析結果。圖44A及圖44B示出 1H-NMR譜。從該結果可知,在本實施例中得到由上述結構式(108)表示的作為本發明的一個實施方式的有機化合物2,4mmtBuBP-6PmPPm。
1H NMR(CDCl 3,300MHz):δ=1.43(s, 36H), 7.49-7.55(m, 6H), 7.78-7.83(m, 6H), 8.09(s, 1H), 8.41(d, J=8.7Hz, 2H), 8.48(d, J=8.7Hz, 2H), 8.83(d, J=8.4Hz, 2H), 9.06(s, 2H), 9.27(s, 1H)。
然後利用GC/MS檢測器(由賽默飛世爾科技公司(Thermo Fisher Scientific)製造,ITQ1100離子阱GCMS系統)測量所得到的有機化合物的分子量。由此檢測出以質量數762.46(EI+模式)為主的峰,確認到獲得目的物2,4mmtBuBP-6PmPPm。 實施例6
<<合成例4>> 在本實施例中,說明在實施方式1中由結構式(199)表示的有機化合物4-(3’,5’-二-三級丁基聯苯-4-基)-6-[4-(嘧啶-5-基)苯基]嘧啶(簡稱:4mmtBuBP-6PmPPm)的合成方法。以下示出4mmtBuBP-6PmPPm的結構。
[化學式47]
Figure 02_image095
<4mmtBuBP-6PmPPm的合成> 在三頸燒瓶中放入4,6-二溴嘧啶0.48g(2.0mmol)、4-(嘧啶-5-基)苯基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊環0.57g (2.0mmol)、2mol/L碳酸鉀水溶液10mL及1,4-二氧六環20mL,進行脫氣。然後對其加入雙(三苯基膦)二氯化鈀(II)0.071g(0.10mmol),以40℃攪拌5小時。在攪拌後,對該反應溶液加入2-(3’,5’-二-三級丁基聯苯-4-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊環1.8g(4.6mmol)及雙(三苯基膦)二氯化鈀(II)0.14g(0.20mmol),以80℃攪拌5小時。在攪拌後,利用氯仿進行萃取,利用硫酸鎂使有機層乾燥。濃縮對該混合物進行重力過濾而得到的濾液,由此得到褐色固體。對該固體利用以甲苯:乙酸乙酯=10:1為展開溶劑的矽膠管柱層析法進行純化,由此得到目的物的淡紅色固體。以下示出合成方案(d-1)。
[化學式48]
Figure 02_image097
另外,以下示出利用上述步驟獲得的淡紅色固體的核磁共振法( 1H-NMR)的分析結果。圖45A及圖45B示出 1H-NMR譜。從該結果可知,在本實施例中得到由上述結構式(199)表示的作為本發明的一個實施方式的有機化合物4mmtBuBP-6PmPPm。
1H NMR(CDCl 3,300MHz):δ=1.41(s, 18H), 7.50(s, 3H), 7.78(d, J=8.4Hz, 4H), 8.20(d, J=1.2Hz, 1H), 8.26(d, J=8.4Hz, 2H), 8.34(d, J=8.4Hz, 2H), 9.05(s, 2H), 9.27(s, 1H), 9.37(d, J=1.5Hz, 1H)。
然後利用GC/MS檢測器(由賽默飛世爾科技公司(Thermo Fisher Scientific)製造,ITQ1100離子阱GCMS系統)測量所得到的有機化合物的分子量。由此檢測出以質量數498.27(EI+模式)為主的峰,確認到獲得目的物4mmtBuBP-6PmPPm。
(參考合成例) 在本合成例中,說明在本說明書中的實施例中用於發光器件的一部分的金屬錯合物6-甲基-8-羥基喹啉-鋰(簡稱:Li-6mq)(結構式vii)的合成方法。以下示出Li-6mq的結構式。
[化學式49]
Figure 02_image099
在三頸燒瓶中放入8-羥基-6-甲基喹啉2.0g(12.6mmol)以及脫水四氫呋喃(簡稱:THF)130mL,進行攪拌。對該溶液加入三級丁醇鋰(簡稱:tBuOLi) 1M THF溶液10.1mL(10.1mmol),在室溫下攪拌47小時。濃縮反應溶液,由此得到黃色固體。對該固體加入乙腈,照射超聲波並進行過濾,由此得到淡黃色固體。進行該洗滌操作兩次。作為濾渣得到Li-6mq的淡黃色固體1.6g(產率95%)。以下示出本合成方案。
[化學式50]
Figure 02_image101
接著,圖46示出Li-6mq的脫水丙酮溶液中的吸收光譜及發射光譜的測量結果。吸收光譜利用紫外可見分光光度計(由日本分光株式會社製造的V550型)進行測量,示出減去僅將脫水丙酮放入石英皿中測得的光譜而得到的光譜。另外,發射光譜使用螢光分光光度計(由日本分光株式會社製造,FP-8600)測量。
由圖46可知,Li-6mq的脫水丙酮溶液在390nm觀察到吸收峰值,發光波長的峰值為540nm(激發波長385nm)。
101:第一電極 102:第二電極 103:EL層 103a:EL層 103b:EL層 103c:EL層 103B:EL層 103G:EL層 103R:EL層 103P:EL層 103Q:EL層 104B:電洞注入/傳輸層 104G:電洞注入/傳輸層 104R:電洞注入/傳輸層 104P:電洞注入/傳輸層 104Q:電洞注入/傳輸層 106:電荷產生層 106a:電荷產生層 106b:電荷產生層 106B:電荷產生層 106G:電荷產生層 106R:電荷產生層 107:絕緣層 107B:絕緣層 107G:絕緣層 107R:絕緣層 108:電子傳輸層 108B:電子傳輸層 108G:電子傳輸層 108R:電子傳輸層 108Q:電子傳輸層 109:電子注入層 111:電洞注入層 111a:電洞注入層 111b:電洞注入層 112:電洞傳輸層 112a:電洞傳輸層 112b:電洞傳輸層 113:發光層 113a:發光層 113b:發光層 113c:發光層 113B:發光層 113G:發光層 113R:發光層 114:電子傳輸層 114b:電子傳輸層 115:電子注入層 115b:電子注入層 231:顯示區域 400:基板 401:第一電極 403:EL層 404:第二電極 405:密封劑 406:密封劑 407:密封基板 412:焊盤 420:IC晶片 501C:絕緣膜 501D:絕緣膜 504:導電膜 506:絕緣膜 508:半導體膜 508A:區域 508B:區域 508C:區域 510:第一基板 512A:導電膜 512B:導電膜 519:端子 516:絕緣膜 516A:絕緣膜 516B:絕緣膜 518:絕緣膜 520:功能層 524:導電膜 528:分隔壁 528B:開口部 528G:開口部 528R:開口部 530B:像素電路 530G:像素電路 540:絕緣層 550:發光器件 550B:發光器件 550G:發光器件 550R:發光器件 551B:電極 551G:電極 551R:電極 552:電極 573:絕緣層 580:間隙 591G:開口部 591B:開口部 700:發光裝置 702B:像素 702G:像素 702R:像素 703:像素 705:絕緣層 770:基板 951:基板 952:電極 953:絕緣層 954:隔離層 955:EL層 956:電極 5200B:電子裝置 5210:運算裝置 5220:輸入輸出裝置 5230:顯示部 5240:輸入部 5250:檢測部 5290:通訊部 8001:天花射燈 8002:地腳燈 8003:片狀照明 8004:照明設備 8005:檯燈 8006:光源
[圖1A]至[圖1E]是說明根據實施方式的發光器件的結構的圖。 [圖2A]及[圖2B]是說明根據實施方式的發光裝置的結構的圖。 [圖3A]及[圖3B]是說明根據實施方式的發光裝置的製造方法的圖。 [圖4A]至[圖4C]是說明根據實施方式的發光裝置的製造方法的圖。 [圖5A]至[圖5C]是說明根據實施方式的發光裝置的製造方法的圖。 [圖6A]及[圖6B]是說明根據實施方式的發光裝置的製造方法的圖。 [圖7]是說明根據實施方式的發光裝置的圖。 [圖8A]及[圖8B]是說明根據實施方式的發光裝置的圖。 [圖9]是說明根據實施方式的發光裝置的圖。 [圖10A]至[圖10C]是說明根據實施方式的發光裝置的製造方法的圖。 [圖11A]及[圖11B]是說明根據實施方式的發光裝置的製造方法的圖。 [圖12]是說明根據實施方式的發光裝置的圖。 [圖13A]及[圖13B]是說明根據實施方式的發光裝置的圖。 [圖14A]及[圖14B]是說明根據實施方式的發光裝置的圖。 [圖15A]及[圖15B]是說明根據實施方式的發光裝置的圖。 [圖16A]及[圖16B]是說明根據實施方式的發光裝置的圖。 [圖17A]至[圖17E]是說明根據實施方式的電子裝置的圖。 [圖18A]至[圖18E]是說明根據實施方式的電子裝置的圖。 [圖19A]及[圖19B]是說明根據實施方式的電子裝置的圖。 [圖20A]及[圖20B]是說明根據實施方式的電子裝置的圖。 [圖21]是說明根據實施方式的電子裝置的圖。 [圖22]示出mmtBuPh-mPmPTzn的吸收光譜。 [圖23]示出mmtBuPh-mPmPTzn的MS譜。 [圖24]示出測量mmtBuPh-mPmPTzn的折射率的資料。 [圖25]示出mmtBuPh-mPrPTzn的吸收光譜。 [圖26]示出mmtBuPh-mPrPTzn的MS譜。 [圖27]示出測量mmtBuPh-mPrPTzn的折射率的資料。 [圖28]示出測量mmtBuPh-mPmPTzn、mPn-mDMePyPTzn、Li-6mq及Liq的折射率的資料。 [圖29]示出發光器件1及對比發光器件1的亮度-電流密度特性。 [圖30]示出發光器件1及對比發光器件1的電流效率-亮度特性。 [圖31]示出發光器件1及對比發光器件1的亮度-電壓特性。 [圖32]示出發光器件1及對比發光器件1的電流-電壓特性。 [圖33]示出發光器件1及對比發光器件1的外部量子效率-亮度特性。 [圖34]示出發光器件1及對比發光器件1的發射光譜。 [圖35]是示出發光器件1及對比發光器件1的可靠性的圖。 [圖36]示出測量mmtBuPh-mPrPTzn、mPn-mDMePyPTzn、Li-6mq及Liq的折射率的資料。 [圖37]示出發光器件2及對比發光器件2的亮度-電流密度特性。 [圖38]示出發光器件2及對比發光器件2的電流效率-亮度特性。 [圖39]示出發光器件2及對比發光器件2的亮度-電壓特性。 [圖40]示出發光器件2及對比發光器件2的電流-電壓特性。 [圖41]示出發光器件2及對比發光器件2的外部量子效率-亮度特性。 [圖42]示出發光器件2及對比發光器件2的發射光譜。 [圖43]是示出發光器件2及對比發光器件2的可靠性的圖。 [圖44A]及[圖44B]示出2,4mmtBuBP-6PmPPm的 1H NMR譜。 [圖45A]及[圖45B]示出4mmtBuBP-6PmPPm的 1H NMR譜。 [圖46]示出脫水丙酮溶液中的Li-6mq的吸收光譜及發射光譜。
Figure 111102196-A0101-11-0004-3
101:第一電極
102:第二電極
103:EL層
111:電洞注入層
112:電洞傳輸層
113:發光層
114:電子傳輸層
115:電子注入層

Claims (20)

  1. 一種由通式(G1)表示的有機化合物:
    Figure 03_image001
    , 其中,Q 1至Q 3中的一個至三個表示N,在Q 1至Q 3中的一個或兩個表示N的情況下,Q 1至Q 3中的兩個或一個表示CH, R 0表示氫、碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基和由式(G1-1)表示的基中的任一個, R 1至R 15中的至少一個表示包含嘧啶基、吡
    Figure 111102196-A0304-1
    基和三
    Figure 111102196-A0304-1
    基中的任一個的取代基或未取代基,其餘分別獨立地表示氫、碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基、取代或未取代的成環碳原子數為6至14的芳烴基和取代或未取代的吡啶基中的任一個, 當包含該嘧啶基、該吡
    Figure 111102196-A0304-1
    基和該三
    Figure 111102196-A0304-1
    基中的任一個的該取代基或該未取代基包括一個或多個取代基,該取代基分別獨立地是碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基、成環碳原子數為6至14的芳烴基和吡啶基中的任一個, 由通式(G1)表示的該有機化合物包括分別獨立地選自碳原子數為1至6的烷基及碳原子數為3至10的脂環基中的多個烴基, 並且,該有機化合物分子內的總碳原子數中的以sp 3混成軌域形成鍵合的碳原子數的比率為10%以上且60%以下。
  2. 一種由通式(G2)表示的有機化合物:
    Figure 03_image003
    , 其中,Q 1至Q 3中的一個至三個表示N,在Q 1至Q 3中的一個或兩個表示N的情況下,Q 1至Q 3中的兩個或一個表示CH, R 1至R 15中的至少一個表示包含嘧啶基、吡
    Figure 111102196-A0304-1
    基和三
    Figure 111102196-A0304-1
    基中的任一個的取代基或未取代基,其餘分別獨立地表示氫、碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基、取代或未取代的成環碳原子數為6至14的芳烴基和取代或未取代的吡啶基中的任一個, 當包含該嘧啶基、該吡
    Figure 111102196-A0304-1
    基和該三
    Figure 111102196-A0304-1
    基中的任一個的該取代基或該未取代基包括一個或多個取代基,該取代基分別獨立地是碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基、成環碳原子數為6至14的芳烴基和吡啶基中的任一個, 該由通式(G2)表示的有機化合物包括分別獨立地選自碳原子數為1至6的烷基及碳原子數為3至10的脂環基中的多個烴基, 並且,該有機化合物分子內的總碳原子數中的以sp 3混成軌域形成鍵合的碳原子數的比率為10%以上且60%以下。
  3. 一種由通式(G3)表示的有機化合物:
    Figure 03_image005
    , 其中,Q 1至Q 3中的一個至三個表示N,在Q 1至Q 3中的一個或兩個表示N的情況下,Q 1至Q 3中的兩個或一個表示CH, R 2、R 4、R 7、R 9、R 12及R 14中的至少一個表示包含嘧啶基、吡
    Figure 111102196-A0304-1
    基和三
    Figure 111102196-A0304-1
    基中的任一個的取代基或未取代基,其餘分別獨立地表示氫、碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基、取代或未取代的成環碳原子數為6至14的芳烴基和取代或未取代的吡啶基中的任一個, 當包含該嘧啶基、該吡
    Figure 111102196-A0304-1
    基和該三
    Figure 111102196-A0304-1
    基中的任一個的該取代基或該未取代基包括一個或多個取代基,該取代基分別獨立地是碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基、成環碳原子數為6至14的芳烴基和吡啶基中的任一個, 該由通式(G3)表示的有機化合物包括分別獨立地選自碳原子數為1至6的烷基及碳原子數為3至10的脂環基中的多個烴基, 並且,該有機化合物分子內的碳原子數中的以sp 3混成軌域形成鍵合的碳原子數的比率為10%以上且60%以下。
  4. 如請求項1至3中任一項之有機化合物, 其中包含該嘧啶基、該吡
    Figure 111102196-A0304-1
    基和該三
    Figure 111102196-A0304-1
    基中的任一個的該取代基或該未取代基由式(G1-2)表示:
    Figure 03_image007
    , α表示取代或未取代的伸苯基, R 20表示取代或未取代的嘧啶基、取代或未取代的吡
    Figure 111102196-A0304-1
    基以及取代或未取代的三
    Figure 111102196-A0304-1
    基中的任一個, m表示0至2, n表示1或2, 在m為2時,多個α’彼此相同或不同, 並且在n為2時,多個R 20’彼此相同或不同。
  5. 如請求項4之有機化合物, 其中R 2及R 4中的一者或兩者為該由式(G1-2)表示的基, 並且當R 2及R 4的兩者為該由式(G1-2)表示的基時,該由式(G1-2)表示的兩個基彼此相同或不同。
  6. 如請求項1之有機化合物, 其中包含該嘧啶基、該吡
    Figure 111102196-A0304-1
    基和該三
    Figure 111102196-A0304-1
    基中的任一個的該取代基或該未取代基由式(G1-3)表示:
    Figure 03_image009
    , R 21表示氫、碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基和由式(G1-3-1)表示的基中的任一個, R 22表示該由式(G1-3-1)表示的基, n表示0至2, R 23及R 24分別獨立地表示氫、碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基、取代或未取代的嘧啶基、取代或未取代的吡
    Figure 111102196-A0304-1
    基和取代或未取代的三
    Figure 111102196-A0304-1
    基中的任一個, R 23和R 24中的至少一個表示取代或未取代的嘧啶基、取代或未取代的吡
    Figure 111102196-A0304-1
    基和取代或未取代的三
    Figure 111102196-A0304-1
    基中的任一個, 並且在n為2時,多個R 21彼此相同或不同。
  7. 如請求項6之有機化合物, 其中R 2和R 4中的一者或兩者為該由式(G1-3)表示的基, 並且當R 2及R 4的兩者為該由式(G1-3)表示的基時,該由式(G1-3)表示的兩個基彼此相同或不同。
  8. 如請求項1之有機化合物, 其中在該成環碳原子數為6至14的芳烴基包括取代基的情況下,該取代基是碳原子數為1至6的烷基、碳原子數為3至10的脂環基、未取代的碳原子數為6至14的芳烴基和被碳原子數為1至6的烷基或碳原子數為3至10的脂環基取代的成環碳原子數為6至14的芳烴基中的任一個。
  9. 如請求項1之有機化合物, 其中該成環碳原子數為6至14的芳烴基是苯基、萘基、菲基和茀基中的任一個。
  10. 如請求項1之有機化合物, 其中該成環碳原子數為6至14的芳烴基由式(ra-1)至(ra-16)中的任一個表示:
    Figure 03_image011
  11. 如請求項1之有機化合物, 其中該取代或未取代的吡啶基是未取代的吡啶基或者被一個或多個甲基取代的吡啶基。
  12. 如請求項1之有機化合物, 其中該脂環基是碳原子數為3至6的環烷基。
  13. 如請求項1之有機化合物, 其中該碳原子數為1至6的烷基是具有碳原子數為3至5的支鏈的烷基。
  14. 如請求項3之有機化合物, 其中R 2是由式(R 2-1)表示的基, R 4、R 7、R 9、R 12及R 14分別獨立地表示由式(r-1)至(r-44)表示的基中的任一個, β表示取代或未取代的伸苯基或者取代或未取代的聯苯二基, R 25表示該由式(r-1)至(r-24)表示的基中的任一個, n表示1或2, 該由通式(G3)表示的有機化合物包括分別獨立地選自碳原子數為1至6的烷基及碳原子數為3至10的脂環基中的多個烴基, 並且該有機化合物分子內的總碳原子數中的以sp 3混成軌域形成鍵合的碳原子數的比率為10%以上且60%以下,
    Figure 03_image013
    Figure 03_image015
    Figure 03_image017
  15. 如請求項14之有機化合物, 其中β為由式(β-1)至(β-14)中的任一個表示的基,
    Figure 03_image019
  16. 如請求項1之有機化合物, 其中該有機化合物由結構式(137)或(154)表示,
    Figure 03_image021
  17. 一種包括如請求項1之有機化合物的發光器件。
  18. 一種電子裝置,包括: 如請求項17之發光器件;以及 檢測部、輸入部或通訊部。
  19. 一種發光裝置,包括: 如請求項17之發光器件;以及 電晶體或基板。
  20. 一種照明設備,包括: 如請求項17之發光器件;以及 外殼。
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