JP2006210902A - Composite material, luminescent element, and luminescent device - Google Patents
Composite material, luminescent element, and luminescent device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006210902A JP2006210902A JP2005375057A JP2005375057A JP2006210902A JP 2006210902 A JP2006210902 A JP 2006210902A JP 2005375057 A JP2005375057 A JP 2005375057A JP 2005375057 A JP2005375057 A JP 2005375057A JP 2006210902 A JP2006210902 A JP 2006210902A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- composite material
- oxide
- light
- electrode
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 142
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 81
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 46
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 34
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 claims description 45
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- -1 aromatic amine compound Chemical class 0.000 claims description 14
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 10
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 claims description 8
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 7
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910000484 niobium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- DYIZHKNUQPHNJY-UHFFFAOYSA-N oxorhenium Chemical compound [Re]=O DYIZHKNUQPHNJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910003449 rhenium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 abstract description 27
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 abstract description 11
- 238000002513 implantation Methods 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 73
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 64
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 64
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 56
- 239000010408 film Substances 0.000 description 51
- 230000006870 function Effects 0.000 description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 description 25
- SPDPTFAJSFKAMT-UHFFFAOYSA-N 1-n-[4-[4-(n-[4-(3-methyl-n-(3-methylphenyl)anilino)phenyl]anilino)phenyl]phenyl]-4-n,4-n-bis(3-methylphenyl)-1-n-phenylbenzene-1,4-diamine Chemical compound CC1=CC=CC(N(C=2C=CC(=CC=2)N(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(=CC=2)C=2C=CC(=CC=2)N(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(=CC=2)N(C=2C=C(C)C=CC=2)C=2C=C(C)C=CC=2)C=2C=C(C)C=CC=2)=C1 SPDPTFAJSFKAMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 23
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 21
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 17
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 16
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 12
- YYMBJDOZVAITBP-UHFFFAOYSA-N rubrene Chemical compound C1=CC=CC=C1C(C1=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=CC=C2C(C=2C=CC=CC=2)=C11)=C(C=CC=C2)C2=C1C1=CC=CC=C1 YYMBJDOZVAITBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 10
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 10
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 10
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 9
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 9
- 238000010549 co-Evaporation Methods 0.000 description 8
- 238000004768 lowest unoccupied molecular orbital Methods 0.000 description 8
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 7
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 7
- 238000004770 highest occupied molecular orbital Methods 0.000 description 7
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 7
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 7
- 230000009102 absorption Effects 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 6
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 6
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 6
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 5
- IYZMXHQDXZKNCY-UHFFFAOYSA-N 1-n,1-n-diphenyl-4-n,4-n-bis[4-(n-phenylanilino)phenyl]benzene-1,4-diamine Chemical compound C1=CC=CC=C1N(C=1C=CC(=CC=1)N(C=1C=CC(=CC=1)N(C=1C=CC=CC=1)C=1C=CC=CC=1)C=1C=CC(=CC=1)N(C=1C=CC=CC=1)C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 IYZMXHQDXZKNCY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CUJRVFIICFDLGR-UHFFFAOYSA-N acetylacetonate Chemical compound CC(=O)[CH-]C(C)=O CUJRVFIICFDLGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000005595 acetylacetonate group Chemical group 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 4
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 4
- GEQBRULPNIVQPP-UHFFFAOYSA-N 2-[3,5-bis(1-phenylbenzimidazol-2-yl)phenyl]-1-phenylbenzimidazole Chemical compound C1=CC=CC=C1N1C2=CC=CC=C2N=C1C1=CC(C=2N(C3=CC=CC=C3N=2)C=2C=CC=CC=2)=CC(C=2N(C3=CC=CC=C3N=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 GEQBRULPNIVQPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- POXIZPBFFUKMEQ-UHFFFAOYSA-N 2-cyanoethenylideneazanide Chemical group [N-]=C=[C+]C#N POXIZPBFFUKMEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZVFQEOPUXVPSLB-UHFFFAOYSA-N 3-(4-tert-butylphenyl)-4-phenyl-5-(4-phenylphenyl)-1,2,4-triazole Chemical compound C1=CC(C(C)(C)C)=CC=C1C(N1C=2C=CC=CC=2)=NN=C1C1=CC=C(C=2C=CC=CC=2)C=C1 ZVFQEOPUXVPSLB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DHDHJYNTEFLIHY-UHFFFAOYSA-N 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=NC2=C1C=CC1=C(C=3C=CC=CC=3)C=CN=C21 DHDHJYNTEFLIHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- AWXGSYPUMWKTBR-UHFFFAOYSA-N 4-carbazol-9-yl-n,n-bis(4-carbazol-9-ylphenyl)aniline Chemical compound C12=CC=CC=C2C2=CC=CC=C2N1C1=CC=C(N(C=2C=CC(=CC=2)N2C3=CC=CC=C3C3=CC=CC=C32)C=2C=CC(=CC=2)N2C3=CC=CC=C3C3=CC=CC=C32)C=C1 AWXGSYPUMWKTBR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 101000837344 Homo sapiens T-cell leukemia translocation-altered gene protein Proteins 0.000 description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 102100028692 T-cell leukemia translocation-altered gene protein Human genes 0.000 description 3
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- YRZZLAGRKZIJJI-UHFFFAOYSA-N oxyvanadium phthalocyanine Chemical compound [V+2]=O.C12=CC=CC=C2C(N=C2[N-]C(C3=CC=CC=C32)=N2)=NC1=NC([C]1C=CC=CC1=1)=NC=1N=C1[C]3C=CC=CC3=C2[N-]1 YRZZLAGRKZIJJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- UHXOHPVVEHBKKT-UHFFFAOYSA-N 1-(2,2-diphenylethenyl)-4-[4-(2,2-diphenylethenyl)phenyl]benzene Chemical group C=1C=C(C=2C=CC(C=C(C=3C=CC=CC=3)C=3C=CC=CC=3)=CC=2)C=CC=1C=C(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 UHXOHPVVEHBKKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UOCMXZLNHQBBOS-UHFFFAOYSA-N 2-(1,3-benzoxazol-2-yl)phenol zinc Chemical compound [Zn].Oc1ccccc1-c1nc2ccccc2o1.Oc1ccccc1-c1nc2ccccc2o1 UOCMXZLNHQBBOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FQJQNLKWTRGIEB-UHFFFAOYSA-N 2-(4-tert-butylphenyl)-5-[3-[5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol-2-yl]phenyl]-1,3,4-oxadiazole Chemical compound C1=CC(C(C)(C)C)=CC=C1C1=NN=C(C=2C=C(C=CC=2)C=2OC(=NN=2)C=2C=CC(=CC=2)C(C)(C)C)O1 FQJQNLKWTRGIEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VFUDMQLBKNMONU-UHFFFAOYSA-N 9-[4-(4-carbazol-9-ylphenyl)phenyl]carbazole Chemical group C12=CC=CC=C2C2=CC=CC=C2N1C1=CC=C(C=2C=CC(=CC=2)N2C3=CC=CC=C3C3=CC=CC=C32)C=C1 VFUDMQLBKNMONU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 2
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Chemical compound [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- UFVXQDWNSAGPHN-UHFFFAOYSA-K bis[(2-methylquinolin-8-yl)oxy]-(4-phenylphenoxy)alumane Chemical compound [Al+3].C1=CC=C([O-])C2=NC(C)=CC=C21.C1=CC=C([O-])C2=NC(C)=CC=C21.C1=CC([O-])=CC=C1C1=CC=CC=C1 UFVXQDWNSAGPHN-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 2
- XCJYREBRNVKWGJ-UHFFFAOYSA-N copper(II) phthalocyanine Chemical compound [Cu+2].C12=CC=CC=C2C(N=C2[N-]C(C3=CC=CC=C32)=N2)=NC1=NC([C]1C=CC=CC1=1)=NC=1N=C1[C]3C=CC=CC3=C2[N-]1 XCJYREBRNVKWGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 125000002147 dimethylamino group Chemical group [H]C([H])([H])N(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 2
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002620 polyvinyl fluoride Polymers 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 125000005504 styryl group Chemical group 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N (2s)-2-[[4-[2-(2,4-diaminoquinazolin-6-yl)ethyl]benzoyl]amino]-4-methylidenepentanedioic acid Chemical compound C1=CC2=NC(N)=NC(N)=C2C=C1CCC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CC(=C)C(O)=O)C(O)=O)C=C1 NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N 0.000 description 1
- IWZZBBJTIUYDPZ-DVACKJPTSA-N (z)-4-hydroxypent-3-en-2-one;iridium;2-phenylpyridine Chemical compound [Ir].C\C(O)=C\C(C)=O.[C-]1=CC=CC=C1C1=CC=CC=N1.[C-]1=CC=CC=C1C1=CC=CC=N1 IWZZBBJTIUYDPZ-DVACKJPTSA-N 0.000 description 1
- POILWHVDKZOXJZ-ARJAWSKDSA-M (z)-4-oxopent-2-en-2-olate Chemical compound C\C([O-])=C\C(C)=O POILWHVDKZOXJZ-ARJAWSKDSA-M 0.000 description 1
- OBMPIWRNYHXYBC-UHFFFAOYSA-N 1-n,1-n,3-n,3-n,5-n,5-n-hexakis(3-methylphenyl)benzene-1,3,5-triamine Chemical compound CC1=CC=CC(N(C=2C=C(C)C=CC=2)C=2C=C(C=C(C=2)N(C=2C=C(C)C=CC=2)C=2C=C(C)C=CC=2)N(C=2C=C(C)C=CC=2)C=2C=C(C)C=CC=2)=C1 OBMPIWRNYHXYBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEUMBMHMMCOFAG-UHFFFAOYSA-N 2,3-dihydrooxadiazole Chemical compound N1NC=CO1 VEUMBMHMMCOFAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BFTIPCRZWILUIY-UHFFFAOYSA-N 2,5,8,11-tetratert-butylperylene Chemical group CC(C)(C)C1=CC(C2=CC(C(C)(C)C)=CC=3C2=C2C=C(C=3)C(C)(C)C)=C3C2=CC(C(C)(C)C)=CC3=C1 BFTIPCRZWILUIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- STTGYIUESPWXOW-UHFFFAOYSA-N 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline Chemical compound C=12C=CC3=C(C=4C=CC=CC=4)C=C(C)N=C3C2=NC(C)=CC=1C1=CC=CC=C1 STTGYIUESPWXOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YLYPIBBGWLKELC-RMKNXTFCSA-N 2-[2-[(e)-2-[4-(dimethylamino)phenyl]ethenyl]-6-methylpyran-4-ylidene]propanedinitrile Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC=C1\C=C\C1=CC(=C(C#N)C#N)C=C(C)O1 YLYPIBBGWLKELC-RMKNXTFCSA-N 0.000 description 1
- HONWGFNQCPRRFM-UHFFFAOYSA-N 2-n-(3-methylphenyl)-1-n,1-n,2-n-triphenylbenzene-1,2-diamine Chemical compound CC1=CC=CC(N(C=2C=CC=CC=2)C=2C(=CC=CC=2)N(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 HONWGFNQCPRRFM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WMAXWOOEPJQXEB-UHFFFAOYSA-N 2-phenyl-5-(4-phenylphenyl)-1,3,4-oxadiazole Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=NN=C(C=2C=CC(=CC=2)C=2C=CC=CC=2)O1 WMAXWOOEPJQXEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OBAJPWYDYFEBTF-UHFFFAOYSA-N 2-tert-butyl-9,10-dinaphthalen-2-ylanthracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC(C3=C4C=CC=CC4=C(C=4C=C5C=CC=CC5=CC=4)C4=CC=C(C=C43)C(C)(C)C)=CC=C21 OBAJPWYDYFEBTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PZLZJGZGJHZQAU-UHFFFAOYSA-N 3-(4-tert-butylphenyl)-4-(4-ethylphenyl)-5-(4-phenylphenyl)-1,2,4-triazole Chemical compound C1=CC(CC)=CC=C1N1C(C=2C=CC(=CC=2)C(C)(C)C)=NN=C1C1=CC=C(C=2C=CC=CC=2)C=C1 PZLZJGZGJHZQAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OGGKVJMNFFSDEV-UHFFFAOYSA-N 3-methyl-n-[4-[4-(n-(3-methylphenyl)anilino)phenyl]phenyl]-n-phenylaniline Chemical compound CC1=CC=CC(N(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(=CC=2)C=2C=CC(=CC=2)N(C=2C=CC=CC=2)C=2C=C(C)C=CC=2)=C1 OGGKVJMNFFSDEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FJXNABNMUQXOHX-UHFFFAOYSA-N 4-(9h-carbazol-1-yl)-n,n-bis[4-(9h-carbazol-1-yl)phenyl]aniline Chemical compound C12=CC=CC=C2NC2=C1C=CC=C2C(C=C1)=CC=C1N(C=1C=CC(=CC=1)C=1C=2NC3=CC=CC=C3C=2C=CC=1)C(C=C1)=CC=C1C1=C2NC3=CC=CC=C3C2=CC=C1 FJXNABNMUQXOHX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZNJRONVKWRHYBF-VOTSOKGWSA-N 4-(dicyanomethylene)-2-methyl-6-julolidyl-9-enyl-4h-pyran Chemical compound O1C(C)=CC(=C(C#N)C#N)C=C1\C=C\C1=CC(CCCN2CCC3)=C2C3=C1 ZNJRONVKWRHYBF-VOTSOKGWSA-N 0.000 description 1
- DWSKWYAKBATHET-UHFFFAOYSA-N 5,12-diphenyltetracene Chemical compound C1=CC=CC=C1C(C1=CC2=CC=CC=C2C=C11)=C(C=CC=C2)C2=C1C1=CC=CC=C1 DWSKWYAKBATHET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VIZUPBYFLORCRA-UHFFFAOYSA-N 9,10-dinaphthalen-2-ylanthracene Chemical compound C12=CC=CC=C2C(C2=CC3=CC=CC=C3C=C2)=C(C=CC=C2)C2=C1C1=CC=C(C=CC=C2)C2=C1 VIZUPBYFLORCRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FCNCGHJSNVOIKE-UHFFFAOYSA-N 9,10-diphenylanthracene Chemical compound C1=CC=CC=C1C(C1=CC=CC=C11)=C(C=CC=C2)C2=C1C1=CC=CC=C1 FCNCGHJSNVOIKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 1
- WYZWJLZUSHFFOR-UHFFFAOYSA-N C1=CC=C2SC(C3=CC=4C=C5CCCN6CCCC(=C56)C=4OC3=O)=NC2=C1 Chemical compound C1=CC=C2SC(C3=CC=4C=C5CCCN6CCCC(=C56)C=4OC3=O)=NC2=C1 WYZWJLZUSHFFOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MSDMPJCOOXURQD-UHFFFAOYSA-N C545T Chemical compound C1=CC=C2SC(C3=CC=4C=C5C6=C(C=4OC3=O)C(C)(C)CCN6CCC5(C)C)=NC2=C1 MSDMPJCOOXURQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005041 Mylar™ Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001339 alkali metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910001508 alkali metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008045 alkali metal halides Chemical class 0.000 description 1
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001341 alkaline earth metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- GQVWHWAWLPCBHB-UHFFFAOYSA-L beryllium;benzo[h]quinolin-10-olate Chemical compound [Be+2].C1=CC=NC2=C3C([O-])=CC=CC3=CC=C21.C1=CC=NC2=C3C([O-])=CC=CC3=CC=C21 GQVWHWAWLPCBHB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 description 1
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- JRUYYVYCSJCVMP-UHFFFAOYSA-N coumarin 30 Chemical compound C1=CC=C2N(C)C(C=3C4=CC=C(C=C4OC(=O)C=3)N(CC)CC)=NC2=C1 JRUYYVYCSJCVMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VBVAVBCYMYWNOU-UHFFFAOYSA-N coumarin 6 Chemical compound C1=CC=C2SC(C3=CC4=CC=C(C=C4OC3=O)N(CC)CC)=NC2=C1 VBVAVBCYMYWNOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- BKMIWBZIQAAZBD-UHFFFAOYSA-N diindenoperylene Chemical compound C12=C3C4=CC=C2C2=CC=CC=C2C1=CC=C3C1=CC=C2C3=CC=CC=C3C3=CC=C4C1=C32 BKMIWBZIQAAZBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- RBTKNAXYKSUFRK-UHFFFAOYSA-N heliogen blue Chemical compound [Cu].[N-]1C2=C(C=CC=C3)C3=C1N=C([N-]1)C3=CC=CC=C3C1=NC([N-]1)=C(C=CC=C3)C3=C1N=C([N-]1)C3=CC=CC=C3C1=N2 RBTKNAXYKSUFRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- IDBFBDSKYCUNPW-UHFFFAOYSA-N lithium nitride Chemical compound [Li]N([Li])[Li] IDBFBDSKYCUNPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N lithium oxide Chemical compound [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001947 lithium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000040 m-tolyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(*)=C([H])C(=C1[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- SDVOZSYGHFDAKX-UHFFFAOYSA-N n,4-diphenyl-n-[4-[4-(n-(4-phenylphenyl)anilino)phenyl]phenyl]aniline Chemical group C1=CC=CC=C1N(C=1C=CC(=CC=1)C=1C=CC(=CC=1)N(C=1C=CC=CC=1)C=1C=CC(=CC=1)C=1C=CC=CC=1)C1=CC=C(C=2C=CC=CC=2)C=C1 SDVOZSYGHFDAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IBHBKWKFFTZAHE-UHFFFAOYSA-N n-[4-[4-(n-naphthalen-1-ylanilino)phenyl]phenyl]-n-phenylnaphthalen-1-amine Chemical group C1=CC=CC=C1N(C=1C2=CC=CC=C2C=CC=1)C1=CC=C(C=2C=CC(=CC=2)N(C=2C=CC=CC=2)C=2C3=CC=CC=C3C=CC=2)C=C1 IBHBKWKFFTZAHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002080 perylenyl group Chemical group C1(=CC=C2C=CC=C3C4=CC=CC5=CC=CC(C1=C23)=C45)* 0.000 description 1
- CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N peryrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=3C2=C2C=CC=3)=C3C2=CC=CC3=C1 CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N phenylbenzene Natural products C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine Chemical compound N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(N=C3C4=CC=CC=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C4=N1 IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 235000011962 puddings Nutrition 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- TVIVIEFSHFOWTE-UHFFFAOYSA-K tri(quinolin-8-yloxy)alumane Chemical compound [Al+3].C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1.C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1.C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1 TVIVIEFSHFOWTE-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 125000002023 trifluoromethyl group Chemical group FC(F)(F)* 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
本発明は、有機化合物と無機化合物とを複合した複合材料であって、各種電極と良好な接触をとれる複合材料に関する。また、前記複合材料を電極に接して設けた電流励起型の発光素子に関する。また、前記発光素子を用いた発光装置に関する。 The present invention relates to a composite material in which an organic compound and an inorganic compound are combined, and can be in good contact with various electrodes. The present invention also relates to a current excitation type light emitting element in which the composite material is provided in contact with an electrode. The present invention also relates to a light emitting device using the light emitting element.
近年、発光性の有機化合物を用いた発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発光素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の有機化合物を含む層（発光層）を挟んだものである。この素子に電圧を印加することにより、一対の電極から電子およびホールがそれぞれ発光層に輸送され、電流が流れる。そして、それらキャリア（電子およびホール）が再結合することにより、発光性の有機化合物が励起状態を形成し、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。このようなメカニズムから、このような発光素子は、電流励起型の発光素子と呼ばれる。 In recent years, research and development of light-emitting elements using light-emitting organic compounds have been actively conducted. The basic structure of these light emitting elements is such that a layer containing a light emitting organic compound (light emitting layer) is sandwiched between a pair of electrodes. By applying a voltage to this element, electrons and holes are respectively transported from the pair of electrodes to the light emitting layer, and a current flows. Then, these carriers (electrons and holes) recombine, whereby the light-emitting organic compound forms an excited state, and emits light when the excited state returns to the ground state. Due to such a mechanism, such a light-emitting element is referred to as a current-excitation light-emitting element.
なお、有機化合物が形成する励起状態の種類としては、一重項励起状態と三重項励起状態が可能であり、一重項励起状態からの発光が蛍光、三重項励起状態からの発光が燐光と呼ばれている。 Note that the excited states formed by the organic compound can be singlet excited state or triplet excited state. Light emission from the singlet excited state is called fluorescence, and light emission from the triplet excited state is called phosphorescence. ing.
このような発光素子は通常、サブミクロン程度の薄膜で形成されるため、薄型軽量に作製できることが大きな利点である。また、キャリアが注入されてから発光に至るまでの時間はマイクロ秒程度あるいはそれ以下であるため、非常に応答速度が速いことも特長の一つである。これらの特性は、フラットパネルディスプレイ素子として好適であると考えられている。 Since such a light emitting element is usually formed with a thin film of about submicron, it is a great advantage that it can be manufactured thin and light. In addition, since the time from the injection of the carrier to the light emission is about microseconds or less, one of the features is that the response speed is very fast. These characteristics are considered suitable for flat panel display elements.
また、これらの発光素子は膜状に形成されるため、大面積の素子を形成することにより、面状の発光を容易に得ることができる。このことは、白熱電球やＬＥＤに代表される点光源、あるいは蛍光灯に代表される線光源では得難い特色であるため、照明等に応用できる面光源としての利用価値も高い。 In addition, since these light-emitting elements are formed in a film shape, planar light emission can be easily obtained by forming a large-area element. This is a feature that is difficult to obtain with a point light source typified by an incandescent bulb or LED, or a line light source typified by a fluorescent lamp, and therefore has high utility value as a surface light source applicable to illumination or the like.
このように、発光性の有機化合物を用いた電流励起型の発光素子は、発光装置や照明等への応用が期待されているが、未だ課題も多い。その課題の一つとして、消費電力の低減が挙げられる。消費電力を低減するためには、発光素子の駆動電圧を低減することが重要な課題になる。電流励起型の発光素子は流れる電流量によって発光強度が決まるため、駆動電圧を低減するためには、低い電圧で多くの電流を流す必要がある。 As described above, a current-excitation light-emitting element using a light-emitting organic compound is expected to be applied to a light-emitting device, illumination, and the like, but there are still many problems. One of the problems is reduction of power consumption. In order to reduce power consumption, it is important to reduce the driving voltage of the light emitting element. In the current excitation type light emitting element, since the light emission intensity is determined by the amount of current flowing, it is necessary to flow a large amount of current at a low voltage in order to reduce the driving voltage.
これまで、駆動電圧を低減させるための手法として、バッファ層を電極に接して設けるという試みがなされている。具体的には、陽極との界面に芳香族アミン化合物を用いたバッファ層を設けることにより、駆動電圧を低減できることが知られている（例えば、非特許文献１参照）。非特許文献１で用いられている芳香族アミン化合物は、ＨＯＭＯ準位の位置が高く、陽極を形成する電極材料の仕事関数に近い値を有するので、ホールの注入障壁を小さくすることができる。その結果、比較的低い電圧で電流を多く流すことができる。
Until now, as a method for reducing the drive voltage, attempts have been made to provide a buffer layer in contact with an electrode. Specifically, it is known that the drive voltage can be reduced by providing a buffer layer using an aromatic amine compound at the interface with the anode (see, for example, Non-Patent Document 1). Since the aromatic amine compound used in Non-Patent
また、電子受容性の分子をホール輸送性の高分子材料に添加し、導電性を高くした層を陽極との界面に用いるという方法も報告されている（例えば、非特許文献２参照）。このような構成とすることでも、駆動電圧を低減することができる。
しかしながら、非特許文献１で述べられているようなホール注入障壁を小さくできる有機化合物は限られている上に、それらの材料は一般には耐熱性が高くないという問題がある。非特許文献２で述べられているような電子受容性の分子に関しても同様である。
However, the organic compounds that can reduce the hole injection barrier as described in Non-Patent
また、従来では、ホール注入障壁を小さくできる有機化合物を用いたとしても、ホール注入障壁を実質的に消失させることはできず、発光素子の電流−電圧特性は注入律速（すなわち、ショットキー注入機構が支配的な電流−電圧特性）となるため、駆動電圧のさらなる低減には限界があった。 Conventionally, even if an organic compound capable of reducing the hole injection barrier is used, the hole injection barrier cannot be substantially eliminated, and the current-voltage characteristics of the light-emitting element are injection limited (that is, the Schottky injection mechanism). Therefore, there is a limit to further reducing the driving voltage.
さらに、陽極として仕事関数の大きくない材料を用いた場合、そのホール注入障壁はより大きくなってしまうため、発光素子の駆動電圧の上昇を防ぐためには、陽極を形成する電極材料として仕事関数の高いものを用いなければならないという制限もあった。このことは即ち、仕事関数の大きくないアルミニウム等の汎用的な金属を陽極として用いることができないという問題に繋がる。 Furthermore, when a material with a low work function is used as the anode, the hole injection barrier becomes larger. Therefore, in order to prevent the drive voltage of the light emitting element from increasing, the electrode material for forming the anode has a high work function. There was also a restriction that you had to use things. This leads to a problem that a general-purpose metal such as aluminum having a small work function cannot be used as the anode.
そこで本発明では、電極からのホール注入障壁が実質的にない材料を提供することを課題とする。また、種々の電極に対してホール注入障壁が実質的にない材料を提供することを課題とする。また、これらの特性を有する上に、高い耐熱性を有する材料を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a material that has substantially no hole injection barrier from the electrode. It is another object of the present invention to provide a material having substantially no hole injection barrier with respect to various electrodes. It is another object of the present invention to provide a material having these characteristics and high heat resistance.
また、これらの材料を用いることにより、駆動電圧の低い発光素子および発光装置を提供することを課題とする。また、これらの材料と、汎用的な金属を組み合わせて用いることにより、安価な発光素子および発光装置を提供することを課題とする。 It is another object of the present invention to provide a light-emitting element and a light-emitting device with low driving voltage by using these materials. Another object is to provide an inexpensive light-emitting element and light-emitting device by using a combination of these materials and a general-purpose metal.
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、有機化合物と無機化合物とを複合した複合材料を発光素子の電極に接して設けることにより、課題を解決できることを見出した。この複合材料の特徴は、仕事関数が３．５ｅＶ〜５．５ｅＶの電極を用いて測定した時の電流−電圧特性が、不純物半導体的な挙動を示す電流（すなわち、温度が上がると流れやすくなるオーム電流）とトラップ電荷制限電流との足し合わせにより表される点である。 As a result of extensive studies, the present inventor has found that the problem can be solved by providing a composite material in which an organic compound and an inorganic compound are combined in contact with an electrode of a light-emitting element. This composite material is characterized in that a current-voltage characteristic measured using an electrode having a work function of 3.5 eV to 5.5 eV is a current exhibiting an impurity semiconductor behavior (that is, it becomes easier to flow as the temperature rises). (Ohm current) and the trap charge limiting current.
このような電流−電圧特性を示す複合材料は、有機化合物のみからなる従来の材料とは異なり、仕事関数が３．５ｅＶ〜５．５ｅＶの電極に対してはホール注入障壁が実質的に存在しないことがわかった。また、無機化合物を複合しているため、高い耐熱性も有する。 A composite material exhibiting such current-voltage characteristics is substantially free from a hole injection barrier for an electrode having a work function of 3.5 eV to 5.5 eV, unlike a conventional material made of only an organic compound. I understood it. Moreover, since it combines the inorganic compound, it also has high heat resistance.
したがって本発明の構成は、有機化合物と無機化合物とを含む複合材料であって、仕事関数が３．５ｅＶ〜５．５ｅＶの電極で挟んで測定した前記複合材料からなる薄膜層の電流−電圧特性が、下記式（１）に従う複合材料である。 Therefore, the structure of the present invention is a composite material containing an organic compound and an inorganic compound, and is a current-voltage characteristic of a thin film layer made of the composite material measured with an electrode having a work function of 3.5 eV to 5.5 eV. Is a composite material according to the following formula (1).
なお、この時、前記φａが０．０１ｅＶ以上０．５ｅＶ以下であることが好ましい。また、電流−電圧特性を測定する際の前記薄膜層の膜厚は、１０ｎｍ〜５００ｎｍであることが好ましい。 It is preferable at this time, the phi a is equal to or less than 0.5eV than 0.01 eV. Moreover, it is preferable that the film thickness of the said thin film layer at the time of measuring an electric current-voltage characteristic is 10 nm-500 nm.
また、前記無機化合物は、前記有機化合物に対して電子受容性を示すことが好ましい。特に、遷移金属酸化物は電子受容性の高いものが多く、中でも酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムが好適である。 The inorganic compound preferably exhibits an electron accepting property with respect to the organic compound. In particular, many transition metal oxides have high electron-accepting properties. Among them, titanium oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, vanadium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, chromium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, manganese oxide, and rhenium oxide are included. Is preferred.
一方、前記有機化合物は、ホール輸送性を有することが好ましい。特に、芳香族アミン化合物はホール輸送性の高いものが多く、好適である。また、芳香族アミン化合物は、電子受容性を示す前記無機化合物に対し、電子を与えやすいという点でも好ましい。 On the other hand, the organic compound preferably has a hole transport property. In particular, many aromatic amine compounds have high hole transport properties and are suitable. An aromatic amine compound is also preferable in that it easily gives electrons to the inorganic compound exhibiting electron acceptability.
このような本発明の複合材料を発光素子の電極に接して設けることにより、駆動電圧の低い発光素子を得ることができる。また、先に述べた通り、本発明の複合材料は３．５ｅＶ〜５．５ｅＶの電極に対してはホール注入障壁が実質的に存在しないため、仕事関数がこの範囲にある汎用的な金属を発光素子の電極として用いることができる。したがって、安価な発光素子を提供することができる。 By providing such a composite material of the present invention in contact with the electrode of the light-emitting element, a light-emitting element with low driving voltage can be obtained. Further, as described above, since the composite material of the present invention has substantially no hole injection barrier for electrodes of 3.5 eV to 5.5 eV, a general-purpose metal having a work function within this range is used. It can be used as an electrode of a light emitting element. Therefore, an inexpensive light-emitting element can be provided.
したがって本発明の構成は、第１の電極と第２の電極との間に、第１の層と、発光物質を含む第２の層とを有し、前記第１の層は前記第１の電極に接して設けられており、前記第１の層が上述した本発明の複合材料からなる発光素子である。 Therefore, the structure of the present invention includes a first layer and a second layer containing a light-emitting substance between the first electrode and the second electrode, and the first layer is the first layer. The light-emitting element is provided in contact with the electrode, and the first layer is made of the composite material of the present invention described above.
また、本発明の発光素子は、電極と、電極に接する層（すなわち本発明の複合材料を用いた層）とがオーム接触を形成している点も特徴である。すなわち本発明の他の構成は、第１の電極と第２の電極との間に、有機化合物と無機化合物とを含む第１の層と、発光物質を含む第２の層とを有し、前記第１の層は前記第１の電極に接して設けられており、前記第１の層に対して前記第１の電極がオーム接触を形成している発光素子である。 The light-emitting element of the present invention is also characterized in that an electrode and a layer in contact with the electrode (that is, a layer using the composite material of the present invention) form an ohmic contact. That is, another structure of the present invention includes a first layer containing an organic compound and an inorganic compound and a second layer containing a light-emitting substance between the first electrode and the second electrode, The first layer is a light emitting element which is provided in contact with the first electrode, and in which the first electrode forms an ohmic contact with the first layer.
この時、前記無機化合物は、前記有機化合物に対して電子受容性を示すことが好ましい。特に、遷移金属酸化物は電子受容性の高いものが多く、中でも酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムが好適である。 At this time, the inorganic compound preferably exhibits an electron accepting property with respect to the organic compound. In particular, many transition metal oxides have high electron-accepting properties. Among them, titanium oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, vanadium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, chromium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, manganese oxide, and rhenium oxide are included. Is preferred.
一方、前記有機化合物は、ホール輸送性を有することが好ましい。特に、芳香族アミン化合物はホール輸送性の高いものが多く、好適である。また、芳香族アミン化合物は、電子受容性を示す前記無機化合物に対し、電子を与えやすいという点でも好ましい。 On the other hand, the organic compound preferably has a hole transport property. In particular, many aromatic amine compounds have high hole transport properties and are suitable. An aromatic amine compound is also preferable in that it easily gives electrons to the inorganic compound exhibiting electron acceptability.
なお、前記第１の電極は陽極であることが好ましい。また、前記第１の電極は、３．５ｅＶ〜５．５ｅＶの仕事関数を有する材料を含むことが好ましい。 Note that the first electrode is preferably an anode. The first electrode preferably includes a material having a work function of 3.5 eV to 5.5 eV.
上述した本発明の発光素子は、駆動電圧を低減できるという特徴があるため、本発明の発光素子を有する発光装置も消費電力を低減できる。また、本発明の発光素子は、安価に作成することができるため、本発明の発光素子を有する発光装置も安価に作製することができる。したがって、本発明の発光素子を用いた発光装置も本発明に含むものとする。 Since the light-emitting element of the present invention described above has a feature that the driving voltage can be reduced, the light-emitting device including the light-emitting element of the present invention can also reduce power consumption. In addition, since the light-emitting element of the present invention can be manufactured at low cost, a light-emitting device including the light-emitting element of the present invention can also be manufactured at low cost. Therefore, a light-emitting device using the light-emitting element of the present invention is also included in the present invention.
なお、本明細書中における発光装置とは、発光素子を用いた画像表示デバイスもしくは発光体を指す。また、発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルム（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。 Note that a light-emitting device in this specification refers to an image display device or a light emitter using a light-emitting element. Also, a module in which a connector such as an anisotropic conductive film (FPC), a TAB (Tape Automated Bonding) tape or a TCP (Tape Carrier Package) is attached to the light emitting element, a printed wiring on the end of the TAB tape or TCP It is assumed that the light-emitting device also includes a module provided with a plate or a module in which an IC (integrated circuit) is directly mounted on a light-emitting element by a COG (Chip On Glass) method.
本発明を実施することで、電極からのホール注入障壁が実質的にない材料を提供することができる。また、種々の電極に対してホール注入障壁が実質的にない材料を提供することができる。また、これらの特性を有する上に、高い耐熱性を有する材料を提供することができる。 By implementing the present invention, it is possible to provide a material that has substantially no hole injection barrier from the electrode. In addition, a material having substantially no hole injection barrier with respect to various electrodes can be provided. Moreover, in addition to having these characteristics, a material having high heat resistance can be provided.
また、これらの材料を用いることにより、駆動電圧の低い発光素子および発光装置を提供することができる。また、これらの材料と、汎用的な金属を組み合わせて用いることにより、安価な発光素子および発光装置を提供することができる。 In addition, by using these materials, a light-emitting element and a light-emitting device with low driving voltage can be provided. In addition, by using a combination of these materials and a general-purpose metal, an inexpensive light-emitting element and light-emitting device can be provided.
まず、本発明の複合材料の態様について説明する前に、従来の有機化合物の場合を例に挙げ、その問題点を説明する。 First, before describing the aspect of the composite material of the present invention, the problem will be described by taking the case of a conventional organic compound as an example.
図２は、電極２００から有機化合物２１０へホール２３０が注入される場合を説明するためのエネルギー準位の模式図である。図中、２０１が電極２００のフェルミ準位、２１１が有機化合物２１０のＨＯＭＯ準位、２１２が有機化合物２１０のＬＵＭＯ準位である。通常、ホールはＨＯＭＯ準位に注入されるため、図中の２２０がホール２３０にとってのショットキー障壁となる。したがって、ショットキー障壁２２０を小さくするためには、電極のフェルミ準位２０１の位置を下げる（すなわち、仕事関数を大きくする）か、または有機化合物のＨＯＭＯ準位２１１の位置を上げる必要がある。しかしながら、ホールを受け取り輸送できる有機化合物のＨＯＭＯ準位を、−５ｅＶよりも上げることは比較的困難であり、５ｅＶよりも仕事関数が大きい電極を用いない限り、ショットキー障壁２２０を実質的になくすことは困難である。
FIG. 2 is a schematic diagram of energy levels for explaining the case where
この時、電極２００から有機化合物２１０へ注入されたホールが流れる際の電流量は、下記式（２）で表されるショットキー注入機構の電流密度Ｊｓの式で支配される。すなわち、このような電極２００と有機化合物２１０とを組み合わせたデバイスは、バルクの導電性に支配されるのではなく、注入律速のデバイスとなる。
At this time, the amount of current when holes injected from the
このように、従来の有機化合物では、流れる電流がショットキー障壁φＢに大きく依存するため、電極と有機化合物とを組み合わせたデバイスにおいては、電極や有機化合物の材料の種類に大きな制限があった。 Thus, in the conventional organic compounds, a current flows to depend largely on the Schottky barrier phi B, in a device that combines an electrode and an organic compound, there is a significant limitation on the kind of material of the electrodes and organic compound .
この問題を克服したのが、本発明の複合材料である。以下ではまず、実施形態１として、本発明の複合材料の一態様について説明する。
The composite material of the present invention has overcome this problem. Hereinafter, as
［実施形態１］
本発明の複合材料の一態様は、有機化合物と、その有機化合物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む構成である。この時、電子受容性を示す無機化合物を多く混在させることにより、複合材料は不純物濃度の高い不純物半導体（ｐ型）の性質を有するようになる。すなわち、伝導機構はバンド伝導である。
[Embodiment 1]
One embodiment of the composite material of the present invention includes an organic compound and an inorganic compound that exhibits an electron accepting property with respect to the organic compound. At this time, by mixing many inorganic compounds exhibiting electron accepting properties, the composite material has properties of an impurity semiconductor (p-type) having a high impurity concentration. That is, the conduction mechanism is band conduction.
不純物濃度の高い不純物半導体（ｐ型）の性質を有する場合、電極１００から本発明の複合材料１１０へホールが注入される際のエネルギー準位の模式図は、図１のようになる。図１（ａ）は、電極１００と本発明の複合材料１１０が接触する前の状態を模式的に表したものであり、１０１が電極１００のフェルミ準位、１１１が複合材料１１０の価電子帯の上端、１１２が複合材料１１０の伝導帯の下端、１１３が複合材料１１０のフェルミ準位である。
FIG. 1 shows a schematic diagram of energy levels when holes are injected from the
このような電極１００と複合材料１１０とを接触させた場合、フェルミ準位が一致するように電子が移動する。その結果、図１（ｂ）に示す通り、電子はトンネル効果により障壁を通過できるようになるため、ショットキー障壁（ここではホール注入障壁）は実質的に消失する。
When such an
ところで、ショットキー障壁が消失した不純物半導体には、オーム電流が流れることになり、その電流−電圧特性はオームの法則に従う。したがって、その電流密度Ｊｏｈは、下記式（３）で表される。 By the way, an ohmic current flows in the impurity semiconductor from which the Schottky barrier disappears, and the current-voltage characteristics follow Ohm's law. Therefore, the current density J oh is represented by the following formula (3).
この時、不純物半導体の導電率σは、下記式（４）で表されるように、アレニウスプロットが線形になるような温度依存性を有する。 At this time, the conductivity σ of the impurity semiconductor has temperature dependence such that the Arrhenius plot is linear, as represented by the following formula (4).
したがって、式（３）（４）から、ショットキー障壁が消失した不純物半導体の電流密度Ｊｏｈは、下記式（５）で表されることになる。 Therefore, from the expressions (3) and (4), the current density J oh of the impurity semiconductor from which the Schottky barrier disappears is expressed by the following expression (5).
本発明の複合材料の場合、ショットキー障壁が実質的に消失した結果、上記式（５）で表されるバンド伝導的な電流が流れるようになる。この特性は、複合材料中の有機化合物のＨＯＭＯ準位の位置にほとんど依存せず得られるため、本発明の複合材料には様々な有機化合物を適用することができる。 In the case of the composite material of the present invention, as a result of the substantial disappearance of the Schottky barrier, a band-conducting current represented by the above formula (5) flows. Since this characteristic is obtained almost independently of the position of the HOMO level of the organic compound in the composite material, various organic compounds can be applied to the composite material of the present invention.
そして、それだけではなく、本発明の複合材料に流れる電流はトラップ電荷制限電流の項が足し合わされていることを本発明者は見出した。トラップ電荷制限電流は空間電荷制限電流の一種で、外部から注入されたキャリアを流す際の薄膜特有の電流であり、有機化合物の分子間のホッピング伝導などがそれに当たる。その電流密度Ｊｔは、下記式（６）のように電圧のべき乗で表される。なお、Ｂは前記電極間距離ｄや素電荷量ｑ、前記複合材料の種類によって決まる移動度μ、誘電率ε、単位体積あたりのトラップの数Ｎｔ、及び複合材料中の有機化合物の体積あたりのＬＵＭＯ準位の数ＮＬＵＭＯなどにより決まるパラメータである。 In addition, the present inventors have found that the current flowing through the composite material of the present invention is added to the term of the trap charge limiting current. The trapped charge limiting current is a kind of space charge limiting current, and is a current specific to a thin film when flowing carriers injected from the outside, such as hopping conduction between molecules of an organic compound. As the current density J t is represented by a power of voltage as shown in Equation (6). B is the distance d between the electrodes, the elementary charge q, the mobility μ determined by the type of the composite material, the dielectric constant ε, the number of traps Nt per unit volume, and the volume of the organic compound in the composite material. This is a parameter determined by the number of LUMO levels N LUMO .
つまり、本発明の複合材料に流れる電流の電流密度Ｊ＝Ｊｏｈ＋Ｊｔは、上記式（５）および（６）より、下記式（１）で表される（ただし、σ０／ｄ＝Ａとおいた）。 That is, the current density J = J oh + J t of the current flowing in the composite material of the present invention is expressed by the following formula (1) from the above formulas (5) and (6) (where σ 0 / d = A )
本発明の複合材料の電流−電圧特性が式（１）に従う要因は、本発明の複合材料は不純物濃度の高い不純物半導体の性質（電極とオーム接触を形成し、なおかつオームの法則に従う）を持っていると同時に、用いている有機化合物の性質（トラップ電荷制限電流が流れる）も有していることである。すなわち、式（１）で表されるような電流−電圧特性を示す本発明の複合材料は、有機化合物に電子受容性物質を添加することによるキャリア発生（ここではホール発生）を利用したバンド伝導と、有機化合物が外部から注入されたキャリアを輸送する際の有機化合物間のホッピング伝導を併せ持ち、大電流を流せるという特徴を有している。 The factor of the current-voltage characteristics of the composite material according to the present invention in accordance with the formula (1) is that the composite material according to the present invention has the property of an impurity semiconductor having a high impurity concentration (forms an ohmic contact with the electrode and obeys Ohm's law). At the same time, it also has the properties of the organic compound used (a trapped charge limiting current flows). That is, the composite material of the present invention showing the current-voltage characteristics represented by the formula (1) is band conduction utilizing carrier generation (here, generation of holes) by adding an electron-accepting substance to an organic compound. And hopping conduction between the organic compounds when the organic compound transports carriers injected from the outside, and has a characteristic that a large current can flow.
さらに、上述したような電流−電圧特性が、３．５ｅＶ〜５．５ｅＶの仕事関数を有する材料を電極に用いた場合に得られることもわかった。式（１）はオーム接触を仮定した式であるから、このことはすなわち、本発明の複合材料が３．５ｅＶ〜５．５ｅＶの仕事関数を有する材料とオーム接触を形成できることを示している。 Furthermore, it has also been found that the current-voltage characteristics as described above can be obtained when a material having a work function of 3.5 eV to 5.5 eV is used for the electrode. Since equation (1) is an equation assuming ohmic contact, this indicates that the composite material of the present invention can form ohmic contact with a material having a work function of 3.5 eV to 5.5 eV.
以下では、本実施形態１における本発明の複合材料を形成するのに好適な材料を列挙するが、本発明はこれらに限定されることはない。
In the following, materials suitable for forming the composite material of the present invention in
本実施形態１における本発明の複合材料は、有機化合物と無機化合物とを含んでいるが、無機化合物はその有機化合物に対して電子受容性を示す。無機化合物を用いることにより、耐熱性の向上という効果も得られる。無機化合物としては特に限定されることはないが、遷移金属酸化物が好ましく、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムが好適である。
Although the composite material of the present invention in
ここで、無機化合物が電子受容性を示すことから、有機化合物にはホールが発生するため、有機化合物としてはホール輸送性の有機化合物が好ましい。ホール輸送性の有機化合物としては、例えば、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）、バナジルフタロシアニン（略称：ＶＯＰｃ）の他、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、１，３，５−トリス［Ｎ，Ｎ−ジ（ｍ−トリル）アミノ］ベンゼン（略称：ｍ−ＭＴＤＡＢ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、４，４’−ビス｛Ｎ−［４−ジ（ｍ−トリル）アミノ］フェニル−Ｎ−フェニルアミノ｝ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ビフェニリル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＢＰＢ）、４，４’，４’’−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）などが挙げられるが、これらに限定されることはない。また、上述した化合物の中でも、ＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ、ｍ−ＭＴＤＡＢ、ＴＰＤ、ＮＰＢ、ＤＮＴＰＤ、ＢＢＰＢ、ＴＣＴＡなどに代表される芳香族アミン化合物は、ホールを発生しやすく、有機化合物として好適な化合物群である。 Here, since the inorganic compound exhibits electron accepting properties, holes are generated in the organic compound. Therefore, the organic compound is preferably a hole transporting organic compound. Examples of the hole transporting organic compound include phthalocyanine (abbreviation: H 2 Pc), copper phthalocyanine (abbreviation: CuPc), vanadyl phthalocyanine (abbreviation: VOPc), and 4,4 ′, 4 ″ -tris (N , N-diphenylamino) triphenylamine (abbreviation: TDATA), 4,4 ′, 4 ″ -tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine (abbreviation: MTDATA), 1 , 3,5-tris [N, N-di (m-tolyl) amino] benzene (abbreviation: m-MTDAB), N, N′-diphenyl-N, N′-bis (3-methylphenyl) -1, 1′-biphenyl-4,4′-diamine (abbreviation: TPD), 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: NPB), 4,4′-bis {N- [4 Di (m-tolyl) amino] phenyl-N-phenylamino} biphenyl (abbreviation: DNTPD), 4,4′-bis [N- (4-biphenylyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: BBPB), 4 , 4 ′, 4 ″ -tri (N-carbazolyl) triphenylamine (abbreviation: TCTA) and the like, but is not limited thereto. In addition, among the compounds described above, aromatic amine compounds represented by TDATA, MTDATA, m-MTDAB, TPD, NPB, DNTPD, BBPB, TCTA, and the like are easy to generate holes, and are a group of compounds suitable as organic compounds. is there.
本発明の複合材料の作製方法としては、例えば、上述したような有機化合物と無機化合物の両方を抵抗加熱により蒸発させ、共蒸着する手法が挙げられる。その他、有機化合物を抵抗加熱により蒸発させる一方で、無機化合物をエレクトロンビーム（ＥＢ）により蒸発させ、共蒸着してもよい。また、有機化合物を抵抗加熱により蒸発させると同時に、無機化合物をスパッタリングし、両方を同時に堆積する手法も挙げられる。その他、湿式法により成膜してもよい。 As a method for producing the composite material of the present invention, for example, a method of evaporating both the organic compound and the inorganic compound as described above by resistance heating and performing co-evaporation can be given. In addition, while the organic compound is evaporated by resistance heating, the inorganic compound may be evaporated by electron beam (EB) and co-evaporated. Further, there is a method of evaporating the organic compound by resistance heating and simultaneously sputtering the inorganic compound and depositing both at the same time. In addition, the film may be formed by a wet method.
［実施形態２］
本実施形態２では、実施形態１で述べたような本発明の複合材料を用いた電流励起型の発光素子について説明する。典型的な素子構造を図３に示す。本発明の発光素子は、第１の電極３０１と第２の電極３０２との間に、実施形態１で述べたような本発明の複合材料からなる第１の層３１１と、発光物質を含む第２の層３１２とを有し、第１の層３１１は第１の電極３０１に接して設けられている。
[Embodiment 2]
In
本実施形態２においては、第１の電極３０１の電位を第２の電極３０２よりも高くすることにより電流が流れ、第２の層３１２中でホール３２１と電子３２２が再結合して発光する素子を例示する。したがって、第１の電極３０１は陽極として作用する。
In the second embodiment, a current flows when the potential of the
実施形態１で述べたように、第１の電極３０１を構成する材料の仕事関数が３．５ｅＶ〜５．５ｅＶ程度であれば、第１の層３１１は第１の電極３０１とオーム接触する。したがって、駆動電圧が低い発光素子を作製することができる。
As described in
また、第１の電極３０１としては、仕事関数が３．５ｅＶ〜５．５ｅＶの範囲にある材料を用いることができる。具体的には、インジウム錫酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｚｉｄｅ、以下ＩＴＯとする）、珪素を添加したインジウム錫酸化物（以下ＩＴＳＯとする）などの透明電極の他、チタン、モリブデン、タングステン、ニッケル、金、白金、銀、アルミニウム、およびそれらの合金などを用いることができる。特に、チタン、モリブデン、アルミニウム、あるいはそれらの合金は、配線などにもよく用いられる汎用的な金属であり、これらを第１の電極３０１とすることで安価な発光素子を提供することができる。アルミニウム（仕事関数は４ｅＶ程度）のように、通常はホール注入が困難な金属を第１の電極３０１とすることができるのは、本発明の特徴の一つである。
For the
第２の電極３０２は、第１の電極３０１と同様の材料で構成することができる。ただし、リチウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム等の仕事関数の小さい金属またはそれらの合金を用いてもよい。
The
なお、発光素子から光を取り出すため、第１の電極３０１および第２の電極３０２の少なくとも一方または両方を、透明電極とすればよい。また、発光素子を担持するための基板は、第１の電極３０１側、第２の電極３０２側のいずれに設けられていてもよい。
Note that in order to extract light from the light-emitting element, at least one or both of the
次に、第２の層３１２について説明する。第２の層３１２は発光機能を担う層であり、少なくとも発光性の有機化合物を含んでいればよい。その他、ホール輸送性材料、電子輸送性材料、電子注入材料を適宜組み合わせて用いることができる。また、第２の層３１２は、発光性の有機化合物を含む発光層のみの単層であってよいが、その他ホール輸送層、電子輸送層、電子注入層などを組み合わせた多層であってもよい。
Next, the
発光性の有機化合物としては、例えば、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、クマリン３０、クマリン６、クマリン５４５、クマリン５４５Ｔ、ペリレン、ルブレン、ペリフランテン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡ）、５，１２−ジフェニルテトラセン、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−［ｐ−（ジメチルアミノ）スチリル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＭ１）、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−［２−（ジュロリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＭ２）、４−（ジシアノメチレン）−２，６−ビス［ｐ−（ジメチルアミノ）スチリル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＢｉｓＤＣＭ）等が挙げられる。また、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］（ピコリナト）イリジウム（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス｛２−［３’，５’−ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝（ピコリナト）イリジウム（略称：Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ））、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、（アセチルアセトナト）ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［２−（２’−チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（略称：Ｉｒ（ｔｈｐ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（略称：Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［２−（２’−ベンゾチエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））などの燐光を放出できる化合物用いることもできる。
Examples of the light-emitting organic compound include 9,10-di (2-naphthyl) anthracene (abbreviation: DNA) and 2-tert-butyl-9,10-di (2-naphthyl) anthracene (abbreviation: t-BuDNA). ), 4,4′-bis (2,2-diphenylvinyl) biphenyl (abbreviation: DPVBi),
発光性の有機化合物と組み合わせて用いることができるホール輸送性材料としては、例えば、先に述べたＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ、ｍ−ＭＴＤＡＢ、ＴＰＤ、ＮＰＢ、ＤＮＴＰＤ、ＢＢＰＢ、ＴＣＴＡなどが挙げられる。また、電子輸送性材料としては、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）、ビス［２−（２’−ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２’−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）−トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ビフェニリル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）などが挙げられるが、これらに限定されることはない。また、電子注入材料としては、上述した電子輸送性材料の他に、ＬｉＦ、ＣｓＦなどのアルカリ金属ハロゲン化物や、ＣａＦ２のようなアルカリ土類ハロゲン化物、Ｌｉ２Ｏなどのアルカリ金属酸化物のような絶縁体の超薄膜がよく用いられる。また、リチウムアセチルアセトネート（略称：Ｌｉ（ａｃａｃ）や８−キノリノラト−リチウム（略称：Ｌｉｑ）などのアルカリ金属錯体も有効である。さらに、上述した電子輸送性材料と、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃｓ等の仕事関数の小さい金属とを共蒸着等により混合した材料を使用することもできる。 Examples of the hole transporting material that can be used in combination with the luminescent organic compound include TDATA, MTDATA, m-MTDAB, TPD, NPB, DNTPD, BBPB, and TCTA described above. Examples of the electron transporting material include tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq 3 ), tris (4-methyl-8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Almq 3 ), bis (10-hydroxybenzo [ h] -quinolinato) beryllium (abbreviation: BeBq 2 ), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (4-phenylphenolato) aluminum (abbreviation: BAlq), bis [2- (2′-hydroxyphenyl) benzoxa Zolato] zinc (abbreviation: Zn (BOX) 2 ), bis [2- (2′-hydroxyphenyl) benzothiazolate] zinc (abbreviation: Zn (BTZ) 2 ), bathophenanthroline (abbreviation: BPhen), bathocuproin (abbreviation: BCP), 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1 3,4-oxadiazole (abbreviation: PBD), 1,3-bis [5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazol-2-yl] benzene (abbreviation: OXD- 7), 2,2 ′, 2 ″-(1,3,5-benzenetriyl) -tris (1-phenyl-1H-benzimidazole) (abbreviation: TPBI), 3- (4-biphenylyl) -4 -Phenyl-5- (4-tert-butylphenyl) -1,2,4-triazole (abbreviation: TAZ), 3- (4-biphenylyl) -4- (4-ethylphenyl) -5- (4-tert -Butylphenyl) -1,2,4-triazole (abbreviation: p-EtTAZ) and the like, but are not limited thereto. As the electron injection material, in addition to the above-described electron transporting materials, alkali metal halides such as LiF and CsF, alkaline earth halides such as CaF 2 , and alkali metal oxides such as Li 2 O can be used. Such an insulating ultra-thin film is often used. In addition, alkali metal complexes such as lithium acetylacetonate (abbreviation: Li (acac) and 8-quinolinolato-lithium (abbreviation: Liq) are also effective. Furthermore, the above-described electron transporting materials, Mg, Li, Cs, and the like are also effective. It is also possible to use a material in which a metal having a small work function is mixed by co-evaporation or the like.
なお、発光性の有機化合物は、上述したホール輸送性材料や電子輸送性材料、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）などに分散させて用いてもよい。 Note that the light-emitting organic compound may be used by being dispersed in the above-described hole-transporting material, electron-transporting material, 4,4′-di (N-carbazolyl) biphenyl (abbreviation: CBP), or the like.
なお、第１の層３１１は本発明の複合材料からなるため、実施形態１で述べたような手法で作成することができる。また、第２の層３１２は抵抗加熱による蒸着法や、スピンコート、インクジェット、印刷等の湿式法で形成することができる。また、第１の電極３０１および第２の電極３０２に関しても同様に、抵抗加熱による蒸着法、ＥＢ蒸着法、スパッタリング、湿式法などを用いて形成することができる。
Note that since the
［実施形態３］
本実施形態２においては、実施形態１とは異なる本発明の発光素子の一態様について説明する。素子構造を図４に示す。本実施形態３の発光素子は、第１の電極４０１と第２の電極４０２との間に、実施形態１で述べたような本発明の複合材料からなる第１の層４１１と、発光物質を含む第２の層４１２とを有し、第１の層４１１は第１の電極４０１に接して設けられている。また、第１の層４１１と第２の層４１２との間には、電子を発生する第３の層４１３が設けられている。
[Embodiment 3]
In
本実施形態３においては、第１の電極４０１の電位を第２の電極４０２よりも低くすることにより電流が流れるが、この時、第３の層４１３から第２の層４１２へ注入された電子４２２と、第２の電極４０２から注入されたホール４２３が第２の層４１２中で再結合して発光する。一方、本発明の複合材料を用いた第１の層４１１は、第１の層４１１と第３の層４１３との界面近傍で発生したホール４２１を第１の電極４０１の方へ受け渡す。
In the third embodiment, a current flows by making the potential of the
実施形態１で述べたように、第１の電極４０１を構成する材料の仕事関数が３．５ｅＶ〜５．５ｅＶ程度であれば、第１の層４１１は第１の電極４０１とオーム接触する。したがって、駆動電圧が低い発光素子を作製することができる。
As described in
また、第１の電極４０１としては、仕事関数が３．５ｅＶ〜５．５ｅＶの範囲にある材料を用いることができる。具体的には、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、珪素を添加したインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）などの透明電極の他、チタン、モリブデン、タングステン、ニッケル、金、白金、銀、アルミニウム、およびそれらの合金などを用いることができる。特に、チタン、モリブデン、アルミニウム、あるいはそれらの合金は、配線などにもよく用いられる汎用的な金属であり、これらを第１の電極４０１とすることで安価な発光素子を提供することができる。第２の電極４０２も、第１の電極４０１と同様の材料で構成することができる。
For the
なお、発光素子から光を取り出すため、第１の電極４０１および第２の電極４０２の少なくとも一方または両方を、透明電極とすればよい。また、発光素子を担持するための基板は、第１の電極４０１側、第２の電極４０２側のいずれに設けられていてもよい。
Note that in order to extract light from the light-emitting element, at least one or both of the
第２の層４１２は発光機能を担う層であり、少なくとも発光性の有機化合物を含んでいればよい。構成としては、実施形態２で述べた第２の層と同様の構成を適用することができる。
The
第３の層は、電子を発生できる層であれば特に限定はされないが、具体的には、電子輸送性の有機化合物と、その有機化合物に対して電子供与性を示す物質とを有する層を含んでいればよい。電子輸送性の有機化合物としては、先に述べたＡｌｑ３、Ａｌｍｑ３、ＢｅＢｑ２、ＢＡｌｑ、Ｚｎ（ＢＯＸ）２、Ｚｎ（ＢＴＺ）２、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰ、ＰＢＤ、ＯＸＤ−７、ＴＰＢＩ、ＴＡＺ、ｐ−ＥｔＴＡＺなどを用いることができる。また、電子供与性を示す物質としては、リチウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム等のアルカリ金属またはアルカリ土類金属、あるいはそれらの合金が挙げられる。また、酸化リチウム、酸化バリウム、窒化リチウム、窒化マグネシウム、窒化カルシウム等のアルカリ金属化合物またはアルカリ土類金属化合物を用いることもできる。 The third layer is not particularly limited as long as it is a layer that can generate electrons. Specifically, the third layer includes a layer having an electron-transporting organic compound and a substance that exhibits an electron-donating property to the organic compound. It only has to be included. Examples of the electron transporting organic compound include Alq 3 , Almq 3 , BeBq 2 , BAlq, Zn (BOX) 2 , Zn (BTZ) 2 , BPhen, BCP, PBD, OXD-7, TPBI, TAZ, p-EtTAZ etc. can be used. In addition, examples of the substance exhibiting an electron donating property include alkali metals or alkaline earth metals such as lithium, magnesium, calcium, and barium, and alloys thereof. Alternatively, an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound such as lithium oxide, barium oxide, lithium nitride, magnesium nitride, or calcium nitride can be used.
なお、第２の層４１２と第２の電極４０２との間には、正孔注入層が設けられていてもよい。正孔注入層に用いることのできる材料としては、Ｈ２Ｐｃ、ＣｕＰｃ、ＶＯＰｃの他、実施形態１で述べたような本発明の複合材料を用いてもよい。
Note that a hole-injection layer may be provided between the
なお、第１の層４１１は本発明の複合材料からなるため、実施形態１で述べたような手法で作成することができる。また、第２の層４１２や第３の層４１３は抵抗加熱による蒸着法や、スピンコート、インクジェット、印刷等の湿式法で形成することができる。また、第１の電極４０１および第２の電極４０２に関しても同様に、抵抗加熱による蒸着法、ＥＢ蒸着法、スパッタリング、湿式法などを用いて形成することができる。
Note that since the
［実施形態４］
本発明の発光装置の構成について図５を参照して説明する。なお、図５（Ａ）は発光装置を示す上面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面詳細図、図５（Ｃ）は発光装置の断面構造図を示している。図５（Ａ）において、ソース側駆動回路５０１、画素部５０２、ゲート側駆動回路５０３を点線で示している。また、封止基板５０４はシール材５０５でＴＦＴ及び発光素子が形成された基板５１０と固定されている。ソース側駆動回路５０１、画素部５０２、ゲート側駆動回路５０３は基板５１０と封止基板５０４に挟まれて封止される。この場合、好ましくは封止材８０６を基板５１０と封止基板５０４の間に充填して固体化すると良い。シール材５０５、封止材８０６は水蒸気透過率が低い樹脂材料を用いることが好ましい。
[Embodiment 4]
The structure of the light emitting device of the present invention will be described with reference to FIG. 5A is a top view of the light-emitting device, FIG. 5B is a detailed cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 5A, and FIG. 5C is a cross-sectional structure diagram of the light-emitting device. Is shown. In FIG. 5A, the source side driver circuit 501, the pixel portion 502, and the gate side driver circuit 503 are indicated by dotted lines. Further, the sealing substrate 504 is fixed to a substrate 510 on which a TFT and a light emitting element are formed with a sealant 505. The source side driver circuit 501, the pixel portion 502, and the gate side driver circuit 503 are sealed between the substrate 510 and the sealing substrate 504. In this case, the sealing material 806 is preferably filled between the substrate 510 and the sealing substrate 504 and solidified. As the sealing material 505 and the sealing material 806, it is preferable to use a resin material having a low water vapor transmission rate.
接続配線５０７は、ソース側駆動回路５０１及びゲート側駆動回路５０３に入力される信号を伝送するものであり、基板５１０の端部に引き出されるように配設されている。接続配線５０７の端部において、外部回路と接続するフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）５０８が接続されている。この接続部と重なるようにシール材５０５によるシールパターンを形成することにより、基板５１０において画素部５０２の占める割合を増やすことができる。すなわち、基板５１０において駆動回路やＦＰＣなどの接続領域が形成される所謂額縁領域の幅を小さくすることができる。
The
図５（Ｃ）は発光装置の断面構造図を示している。基板５１０におけるソース側駆動回路、画素部、ゲート側駆動回路などの素子形成領域８０８は、封止材８０６と封止基板５０４によって封止されている。フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）５０８は基板５１０若しくは封止基板５０４側に配設された回路基板８０７と接続している。回路基板８０７にはこの発光装置を制御するコントロール回路や電源回路などが設けられている。フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）５０８を湾曲させて基板５１０若しくは封止基板５０４側に配設された回路基板８０７と接続することにより、このモジュールの小型化を図ることができる。このようなモジュールの構成は、携帯電話器や電子手帳など小型の電子機器に適用する場合に、それらの機器の小型化を図ることができる。 FIG. 5C illustrates a cross-sectional structure diagram of the light-emitting device. Element formation regions 808 such as a source side driver circuit, a pixel portion, and a gate side driver circuit in the substrate 510 are sealed with a sealing material 806 and a sealing substrate 504. A flexible printed circuit board (FPC) 508 is connected to a circuit board 807 disposed on the substrate 510 or the sealing substrate 504 side. The circuit board 807 is provided with a control circuit and a power supply circuit for controlling the light emitting device. By bending the flexible printed circuit board (FPC) 508 and connecting it to the circuit board 807 disposed on the substrate 510 or the sealing substrate 504 side, the module can be reduced in size. When such a module configuration is applied to a small electronic device such as a mobile phone or an electronic notebook, the device can be miniaturized.
次に、断面構造について図５（Ｂ）を用いて説明する。基板５１０上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路５０１と、画素部５０２が示されている。 Next, a cross-sectional structure is described with reference to FIG. A driver circuit portion and a pixel portion are formed over the substrate 510. Here, a source side driver circuit 501 which is a driver circuit portion and a pixel portion 502 are shown.
なお、ソース側駆動回路５０１はｎチャネル型ＴＦＴ５２３とｐチャネル型ＴＦＴ５２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路を形成するＴＦＴは、公知のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成してもよい。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板上ではなく外部に形成することもできる。 Note that the source side driver circuit 501 is a CMOS circuit in which an n-channel TFT 523 and a p-channel TFT 524 are combined. The TFT forming the driving circuit may be formed by a known CMOS circuit, PMOS circuit, or NMOS circuit. In this embodiment mode, a driver integrated type in which a driver circuit is formed over a substrate is shown; however, this is not always necessary, and the driver circuit may be formed outside the substrate.
また、画素部５０２はスイッチング用ＴＦＴ５１１と、電流制御用ＴＦＴ５１２とそのドレインに電気的に接続された第１の電極５１３とを含む複数の画素により形成される。なお、第１の電極５１３の端部を覆って絶縁物５１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。
The pixel portion 502 is formed by a plurality of pixels including a switching TFT 511, a current control TFT 512, and a
また、カバレッジを良好なものとするため、絶縁物５１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物５１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物５１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物５１４として、感光性の光によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。 In order to improve the coverage, a curved surface having a curvature is formed at the upper end portion or the lower end portion of the insulator 514. For example, in the case where positive photosensitive acrylic is used as a material for the insulator 514, it is preferable that only the upper end portion of the insulator 514 has a curved surface having a curvature radius (0.2 μm to 3 μm). As the insulator 514, either a negative type that becomes insoluble in an etchant by photosensitive light or a positive type that becomes soluble in an etchant by light can be used.
第１の電極５１３上には、層５１５、および第２の電極５１６がそれぞれ形成され、発光素子５１７を構成している。発光素子５１７は、実施形態２や実施形態３で述べたような発光素子の構成を適用すればよい。したがって、層５１５は実施形態２や実施形態３で述べた第１の層および第２の層を少なくとも含んでおり、第１の層が第１の電極５１３に接して設けられている。また、第１の電極５１３、第２の電極５１６の構成も、先に述べた実施形態２や実施形態３の構成を適用すればよい。
A layer 515 and a second electrode 516 are formed over the
また、本実施形態４では、接続配線５０７と第１の電極５１３を異なる材料で形成しているが、同じ材料で形成することもできる。すなわち、接続配線５０７をそのまま第１の電極５１３として用いることができるため、プロセス数を削減でき、コストの低減に繋がる。これは、本発明の複合材料を含む第１の層が、第１の電極５１３とオーム接触を形成できる特性を有することにより生まれる利点である。
In the fourth embodiment, the
さらにシール材５０５で封止基板５０４を基板５１０と貼り合わせることにより、基板５１０、封止基板５０４、およびシール材５０５で囲まれた領域５０６に発光素子５１７が備えられた構造になっている。なお、領域５０６には、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材５０５が充填される構成も含むものとする。 Further, the sealing substrate 504 is bonded to the substrate 510 with the sealant 505, whereby the light-emitting element 517 is provided in the region 506 surrounded by the substrate 510, the sealing substrate 504, and the sealant 505. Note that the region 506 includes a structure filled with a sealing material 505 in addition to a case where the region is filled with an inert gas (such as nitrogen or argon).
なお、シール材５０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板５０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、マイラー、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。 Note that an epoxy-based resin is preferably used for the sealant 505. Moreover, it is desirable that these materials are materials that do not transmit moisture and oxygen as much as possible. In addition to a glass substrate or a quartz substrate, a plastic substrate made of FRP (Fiberglass-Reinforced Plastics), PVF (polyvinyl fluoride), Mylar, polyester, acrylic, or the like can be used as a material for the sealing substrate 504.
以上のようにして、本発明の発光素子を用いた発光装置を得ることができる。 As described above, a light-emitting device using the light-emitting element of the present invention can be obtained.
［実施形態５］
本実施例では、本発明の発光素子を用いた発光装置を利用して完成させた様々な電気器具について説明する。
[Embodiment 5]
In this example, various electric appliances completed using a light-emitting device using the light-emitting element of the present invention will be described.
本発明の発光素子を有する発光装置を利用して作製された電気器具として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。これらの電気器具の具体例を図６に示す。 As an electric appliance manufactured using a light emitting device having a light emitting element of the present invention, a video camera, a digital camera, a goggle type display (head mounted display), a navigation system, a sound reproducing device (car audio, audio component, etc.), Notebook-type personal computer, game machine, portable information terminal (mobile computer, mobile phone, portable game machine, electronic book, etc.), image playback device equipped with a recording medium (specifically, a digital video disc (DVD), etc.) And a device provided with a display device capable of reproducing a medium and displaying the image thereof. Specific examples of these electric appliances are shown in FIG.
図６（Ａ）は表示装置であり、筐体６１０１、支持台６１０２、表示部６１０３、スピーカー部６１０４、ビデオ入力端子６１０５等を含む。本発明の発光素子を有する発光装置をその表示部６１０３に用いることにより作製される。なお、表示装置は、パーソナルコンピュータ用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用装置が含まれる。
FIG. 6A illustrates a display device, which includes a
図６（Ｂ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体６２０１、筐体６２０２、表示部６２０３、キーボード６２０４、外部接続ポート６２０５、ポインティングマウス６２０６等を含む。本発明のＣＥＬ素子を有する発光装置をその表示部６２０３に用いることにより作製される。
FIG. 6B illustrates a laptop personal computer, which includes a
図６（Ｃ）はモバイルコンピュータであり、本体６３０１、表示部６３０２、スイッチ６３０３、操作キー６３０４、赤外線ポート６３０５等を含む。本発明の発光素子を有する発光装置をその表示部６３０２に用いることにより作製される。
FIG. 6C illustrates a mobile computer, which includes a
図６（Ｄ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体６４０１、筐体６４０２、表示部Ａ６４０３、表示部Ｂ６４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部６４０５、操作キー６４０６、スピーカー部６４０７等を含む。表示部Ａ６４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ６４０４は主として文字情報を表示するが、本発明の発光素子を有する発光装置をこれら表示部Ａ６４０３、Ｂ６４０４に用いることにより作製される。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。
FIG. 6D illustrates a portable image reproducing device (specifically, a DVD reproducing device) provided with a recording medium, which includes a
図６（Ｅ）はゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体６５０１、表示部６５０２、アーム部６５０３を含む。本発明の発光素子を有する発光装置をその表示部６５０２に用いることにより作製される。
FIG. 6E illustrates a goggle type display (head mounted display), which includes a
図６（Ｆ）はビデオカメラであり、本体６６０１、表示部６６０２、筐体６６０３、外部接続ポート６６０４、リモコン受信部６６０５、受像部６６０６、バッテリー６６０７、音声入力部６６０８、操作キー６６０９、接眼部６６１０等を含む。本発明の発光素子を有する発光装置をその表示部６６０２に用いることにより作製される。
FIG. 6F illustrates a video camera, which includes a main body 6601, a
ここで、図６（Ｇ）は携帯電話であり、本体６７０１、筐体６７０２、表示部６７０３、音声入力部６７０４、音声出力部６７０５、操作キー６７０６、外部接続ポート６７０７、アンテナ６７０８等を含む。本発明の発光素子を有する発光装置をその表示部６７０３に用いることにより作製される。なお、表示部６７０３は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力を抑えることができる。
Here, FIG. 6G illustrates a mobile phone, which includes a
以上の様に、本発明の発光素子を有する発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電気器具に適用することが可能である。 As described above, the applicable range of the light-emitting device having the light-emitting element of the present invention is so wide that the light-emitting device can be applied to electric appliances in various fields.
本実施例１では、有機化合物と、有機化合物に対して電子受容性を示す無機化合物とを複合した本発明の複合材料を例示する。有機化合物としてはホール輸送性を有するＢＢＰＢを、無機化合物としては酸化モリブデンを用いた。 In Example 1, a composite material of the present invention in which an organic compound is combined with an inorganic compound that exhibits an electron accepting property with respect to the organic compound is illustrated. BBPB having a hole transporting property was used as the organic compound, and molybdenum oxide was used as the inorganic compound.
まず、ガラス基板を真空蒸着装置内の基板ホルダーに固定する。そして、ＢＢＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）とをそれぞれ別の抵抗加熱式の蒸発源に入れ、真空に引いた状態で、共蒸着法によりＢＢＰＢと酸化モリブデンを複合した本発明の複合材料を成膜した。この時、ＢＢＰＢは０．４ｎｍ／ｓの成膜レートで蒸発させ、酸化モリブデンはＢＢＰＢに対して１／４の量（重量比）を蒸発させた。したがって、モル比では、ＮＰＢ：酸化モリブデン＝１：１となっている。なお、膜厚は５０ｎｍとした。 First, a glass substrate is fixed to a substrate holder in a vacuum deposition apparatus. Then, BBPB and molybdenum oxide (VI) were put in separate resistance heating type evaporation sources, and the composite material of the present invention in which BBPB and molybdenum oxide were combined was formed by a co-evaporation method in a vacuum state. . At this time, BBPB was evaporated at a film formation rate of 0.4 nm / s, and molybdenum oxide was evaporated in an amount (weight ratio) of 1/4 with respect to BBPB. Therefore, the molar ratio is NPB: molybdenum oxide = 1: 1. The film thickness was 50 nm.
このようにして成膜したＢＢＰＢ−酸化モリブデン複合材料の吸収スペクトルを測定した結果を、図７中のＡ．に示す。比較のため、ＢＢＰＢのみの膜（図中Ｂ．）および酸化モリブデンのみの膜（図中Ｃ．）の吸収スペクトルも合わせて図示した。 The result of measuring the absorption spectrum of the BBPB-molybdenum oxide composite material formed in this way is shown in FIG. Shown in For comparison, the absorption spectra of a film containing only BBPB (B in the figure) and a film containing only molybdenum oxide (C in the figure) are also shown.
図７からわかる通り、Ａ．の複合材料は、ＢＢＰＢあるいは酸化モリブデンそれぞれの単独の膜では見られなかった新たな吸収が、５００ｎｍ付近、８００ｎｍ付近および１５００ｎｍ付近に見られた。これは、ＢＢＰＢと酸化モリブデンが電子の授受を行っているためであり、酸化モリブデンがＢＢＰＢから電子を受容し、ＢＢＰＢにホールが発生しているものと考えられる。したがって、本発明の複合材料は、高濃度に不純物が添加された不純物半導体のように、各種の電極とオーム接触を形成することができ、またバンド伝導的なキャリア輸送を行うことが示唆される。 As can be seen from FIG. In the composite material, new absorptions that were not observed in the single films of BBPB or molybdenum oxide were observed at around 500 nm, 800 nm, and 1500 nm. This is because BBPB and molybdenum oxide exchange electrons, and it is considered that molybdenum oxide accepts electrons from BBPB and holes are generated in BBPB. Therefore, it is suggested that the composite material of the present invention can form ohmic contacts with various electrodes and performs band-conducting carrier transport like an impurity semiconductor to which impurities are added at a high concentration. .
一方で、ＢＢＰＢ単独（Ｂ．）にも見られる３５０ｎｍ付近の吸収は、複合材料（Ａ．）にも観察されている。このことから、本発明の複合材料は、ＢＢＰＢの性質も残存しており、ホッピング伝導（トラップ電荷制限電流）によるキャリア輸送も行うことが示唆される。 On the other hand, the absorption near 350 nm, which is also observed in BBPB alone (B.), is also observed in the composite material (A.). This suggests that the composite material of the present invention also retains the properties of BBPB and performs carrier transport by hopping conduction (trap charge limiting current).
本実施例２では、本発明の複合材料の電流−電圧特性について例示する。まず、比較のため、上述したＢＢＰＢのみの膜の電流―電圧特性について例示する。 In Example 2, the current-voltage characteristics of the composite material of the present invention are illustrated. First, for comparison, the current-voltage characteristics of the above-described BBPB-only film will be exemplified.
［比較例］
まず、１１０ｎｍの膜厚でＩＴＳＯが成膜されたガラス基板を用意する。ＩＴＳＯ表面は、２ｍｍ角の大きさで表面が露出するよう周辺を絶縁膜で覆った。
[Comparative example]
First, a glass substrate on which ITSO is formed to a thickness of 110 nm is prepared. The ITSO surface was covered with an insulating film so that the surface was exposed with a size of 2 mm square.
次に、そのガラス基板を、ＩＴＳＯが形成された面が下方になるように真空蒸着装置内の基板ホルダーに固定する。そして、ＢＢＰＢを抵抗加熱式の蒸発源に入れ、真空に引いた状態で、真空蒸着法によりＢＢＰＢを成膜した。膜厚は２００ｎｍとした。さらにその上に、アルミニウム（Ａｌ）を２００ｎｍ成膜した。 Next, the glass substrate is fixed to a substrate holder in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which ITSO is formed is downward. Then, BBPB was deposited in a resistance heating evaporation source and vacuum-deposited to form a BBPB film. The film thickness was 200 nm. Further, an aluminum (Al) film having a thickness of 200 nm was formed thereon.
このようにして得られた、基板側からＩＴＳＯ、ＢＢＰＢ、Ａｌの順で積層された積層構造に関して、−３５℃、−２０℃、−５℃、１０℃、２５℃、４０℃、５５℃、７０℃、８５℃、および１００℃にて電圧−電流特性を調べた結果を図８（ａ）に示す。なお、ＩＴＳＯの電位をＡｌよりも高くした場合を順バイアスとしている。 Regarding the laminated structure obtained in this order from the substrate side in the order of ITSO, BBPB, and Al, -35 ° C, -20 ° C, -5 ° C, 10 ° C, 25 ° C, 40 ° C, 55 ° C, The results of examining the voltage-current characteristics at 70 ° C., 85 ° C., and 100 ° C. are shown in FIG. Note that a forward bias is set when the potential of ITSO is higher than that of Al.
図８（ａ）に示す通り、順バイアスでは電流は流れるため、ＩＴＳＯからはホールが注入されていることがわかった。また、逆バイアスでは電流が流れず、整流性を示したため、Ａｌからホールは注入されていないことが示唆された。 As shown in FIG. 8A, since current flows in forward bias, it was found that holes were injected from ITSO. In addition, current did not flow in reverse bias, and rectification was shown, suggesting that holes were not injected from Al.
次に、図８（ａ）で得られた電流−電圧特性から、本比較例において流れている電流が本当にショットキー注入機構に支配されている（すなわち注入律速である）かどうかを解析した。先に述べた式（２）において、Ｖ＝０とおいた時のＪｓ（＝Ｊ０とする）は、下記式（７）で表される。 Next, it was analyzed from the current-voltage characteristics obtained in FIG. 8A whether the current flowing in this comparative example is really dominated by the Schottky injection mechanism (that is, injection rate limiting). In the previously mentioned equation (2), (a = J 0) J s when placed with V = 0 is represented by the following formula (7).
この式を変形すると、下記式（８）が得られる。 When this equation is modified, the following equation (8) is obtained.
したがって、もしショットキー注入機構が支配的であれば、Ｊ０／Ｔ２をアレニウスプロットすると、直線に乗るはずである。各温度におけるＪ０は、図８（ｂ）に示すように、図８（ａ）で得られた電流−電圧特性の横軸を電圧Ｖの平方根に、縦軸を電流密度Ｊの対数におきかえ、各温度におけるプロットを外挿（図中の実線）することによって得られる。得られた各温度におけるＪ０の値を下記表１に示す。 Therefore, if the Schottky injection mechanism is dominant, J 0 / T 2 should be on a straight line when Arrhenius plots. As shown in FIG. 8B, J 0 at each temperature is replaced with the square root of the voltage V on the horizontal axis of the current-voltage characteristics obtained in FIG. 8A and the logarithm of the current density J on the vertical axis. It is obtained by extrapolating the plot at each temperature (solid line in the figure). The obtained values of J 0 at each temperature are shown in Table 1 below.
このようにして得られたＪ０の値を用い、式（８）に従ってアレニウスプロットを行った結果を図９に示す。図９に示す通り、アレニウスプロットは線形性を示したため、ＩＴＳＯからＢＢＰＢへのホール注入はショットキー注入機構であることが示唆された。また、そのショットキー注入が電流量を支配していることもわかった。なお、図９のプロットの傾きからショットキー障壁φＢを求めたところ、０．６２ｅＶであった。 FIG. 9 shows the result of performing an Arrhenius plot according to the equation (8) using the value of J0 thus obtained. As shown in FIG. 9, the Arrhenius plot showed linearity, suggesting that hole injection from ITSO to BBPB is a Schottky injection mechanism. It was also found that the Schottky injection dominates the amount of current. When the Schottky barrier φ B was determined from the slope of the plot of FIG. 9, it was 0.62 eV.
［実施例］
続いて、本発明の複合材料の電流−電圧特性について例示する。まず、１１０ｎｍの膜厚でＩＴＳＯが成膜されたガラス基板を用意する。ＩＴＳＯ表面は、２ｍｍ角の大きさで表面が露出するよう周辺を絶縁膜で覆った。
[Example]
Subsequently, the current-voltage characteristics of the composite material of the present invention will be exemplified. First, a glass substrate on which ITSO is formed to a thickness of 110 nm is prepared. The ITSO surface was covered with an insulating film so that the surface was exposed with a size of 2 mm square.
次に、そのガラス基板を、ＩＴＳＯが形成された面が下方になるように真空蒸着装置内の基板ホルダーに固定する。そして、ＢＢＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）とルブレンをそれぞれ別の抵抗加熱式の蒸発源に入れ、真空に引いた状態で、共蒸着法によりＢＢＰＢと酸化モリブデンとルブレンからなる本発明の複合材料を成膜した。この時、ＢＢＰＢを０．２ｎｍ／ｓの成膜レートで蒸発させ、ＢＢＰＢ：酸化モリブデン：ルブレン＝２：０．７５：０．０２（質量比）となるように調節した。膜厚は比較例と揃えるため、２００ｎｍとした。さらにその上に、アルミニウム（Ａｌ）を２００ｎｍ成膜した。なお、ルブレンは膜質の安定化剤として添加したものであり、必ずしも必要ではない。 Next, the glass substrate is fixed to a substrate holder in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which ITSO is formed is downward. Then, BBPB, molybdenum oxide (VI), and rubrene were put in separate resistance heating type evaporation sources, and a vacuum was applied to form a composite material of the present invention consisting of BBPB, molybdenum oxide, and rubrene by co-evaporation. Filmed. At this time, BBPB was evaporated at a film forming rate of 0.2 nm / s and adjusted so that BBPB: molybdenum oxide: rubrene = 2: 0.75: 0.02 (mass ratio). The film thickness was set to 200 nm in order to align with the comparative example. Further, an aluminum (Al) film having a thickness of 200 nm was formed thereon. Note that rubrene is added as a film quality stabilizer and is not necessarily required.
このようにして得られた、基板側からＩＴＳＯ、ＢＢＰＢと酸化モリブデンとルブレンとの混合膜、Ａｌの順で積層された積層構造に関して、−３５℃、−２０℃、−５℃、１０℃、２５℃、４０℃、５５℃、７０℃、８５℃、および１００℃にて電圧−電流特性を調べた結果を図１０（ａ）に示す。なお、ＩＴＳＯの電位をＡｌよりも高くした場合を順バイアスとしている。 Regarding the laminated structure obtained in this order from the substrate side, ITSO, a mixed film of BBPB, molybdenum oxide, and rubrene, and a laminated structure in which Al is laminated in this order, −35 ° C., −20 ° C., −5 ° C., 10 ° C., FIG. 10A shows the results of examining the voltage-current characteristics at 25 ° C., 40 ° C., 55 ° C., 70 ° C., 85 ° C., and 100 ° C. Note that a forward bias is set when the potential of ITSO is higher than that of Al.
まず、先ほどの比較例（図８（ａ））とは異なり、順バイアスで・逆バイアスの両方でほぼ同等の電流が流れているため、ＩＴＳＯからでもＡｌからでも、同等の量のホールが注入されていることがわかった。また、先の比較例に比べて、低い電圧で多量の電流が流れることもわかった。 First, unlike the comparative example (Fig. 8 (a)), almost the same current flows in both forward and reverse bias, so the same amount of holes are injected from ITSO and Al. I found out. It was also found that a larger amount of current flows at a lower voltage than in the previous comparative example.
次に、図１０（ａ）で得られた電流−電圧特性から、本実施例において流れている電流がショットキー注入機構に支配されている（すなわち注入律速である）かどうかを解析した。まずは、順バイアス時（つまり、ＩＴＳＯからのホール注入時）において、先の比較例と同様、図１０（ａ）で得られた電流−電圧特性の横軸を電圧Ｖの平方根に、縦軸を電流密度Ｊの対数におきかえ（図１０（ｂ）参照）、各温度におけるプロットを外挿（図中の実線）することによってＪ０を求めた。次いで、式（８）に従ってアレニウスプロットを行った。結果を図１１に示す。 Next, it was analyzed from the current-voltage characteristics obtained in FIG. 10A whether or not the current flowing in this example is governed by the Schottky injection mechanism (that is, injection rate limiting). First, at the time of forward bias (that is, at the time of hole injection from ITSO), the horizontal axis of the current-voltage characteristic obtained in FIG. In place of the logarithm of the current density J (see FIG. 10B), J0 was obtained by extrapolating the plot at each temperature (solid line in the figure). Next, an Arrhenius plot was performed according to equation (8). The results are shown in FIG.
図１１に示す通り、本発明の複合材料の場合は、Ｊ０／Ｔ２のアレニウスプロットが直線に乗らないことがわかった。このことはすなわち、ＩＴＳＯから本発明の複合材料へのホール注入は、ショットキー注入機構が支配的ではないことを示唆している。 As shown in FIG. 11, in the case of the composite material of the present invention, it was found that the Arrhenius plot of J 0 / T 2 does not lie on a straight line. This suggests that hole injection from ITSO to the composite material of the present invention does not have a dominant Schottky injection mechanism.
そこで、次に、本発明の複合材料の電流−電圧特性が、先の実施形態１で述べた式（１）に従うかどうかを解析した。式（１）において、Ａｅｘｐ（−φａ／（２ｋＴ））＝Ａ’とおくと、式（１）は下記式（９）のように書くことができる。 Therefore, next, it was analyzed whether the current-voltage characteristics of the composite material of the present invention conform to the equation (1) described in the first embodiment. In Expression (1), if Aexp (−φ a / (2 kT)) = A ′, Expression (1) can be written as Expression (9) below.
ただし、Ａ’は下記式（１０）で示される。
図１０（ａ）における順バイアス時のプロットを、式（９）でフィッティングした結果を図１２に示す。図中の破線は、式（９）においてｎ＝５とした場合のフィッティングである。図１２の通り、非常に精度よくフィッティングされていることがわかる。このフィッティングより求まった各温度におけるＡ’の値を下記表２に示す。 FIG. 12 shows the result of fitting the forward bias plot in FIG. 10A with equation (9). The broken line in the figure is the fitting when n = 5 in equation (9). As can be seen from FIG. 12, the fitting is very accurate. The values of A ′ at each temperature obtained from this fitting are shown in Table 2 below.
ここで、式（１０）から下記式（１１）が得られるため、Ａ’をアレニウスプロットすると直線に乗るはずである。結果を図１３に示す。 Here, since the following equation (11) is obtained from the equation (10), if A ′ is Arrhenius plotted, it should be on a straight line. The results are shown in FIG.
図１３に示す通り、アレニウスプロットは線形性を示したため、ＩＴＳＯから本発明の複合材料へのホール注入はオーム接触を形成しており、なおかつその電流量は式（１）に従うことがわかった。なお、この時の活性化エネルギーφａは０．２６ｅＶであった。 As shown in FIG. 13, since the Arrhenius plot showed linearity, it was found that hole injection from ITSO to the composite material of the present invention formed ohmic contact, and the amount of current obeyed equation (1). Note that activation energy phi a at this time was 0.26 eV.
また、逆バイアスにおいても順バイアスとほぼ同じ電流量を流していることから、Ａｌから本発明の複合材料へのホール注入もオーム接触を形成しており、なおかつその電流量は式（１）に従うことがわかった。 In addition, since the same amount of current flows in the reverse bias as in the forward bias, the hole injection from Al into the composite material of the present invention also forms an ohmic contact, and the amount of current follows the formula (1). I understood it.
なお、ＩＴＳＯの仕事関数は４．８９ｅＶ、Ａｌの仕事関数は４ｅＶ前後である（いずれも、光電子分光装置ＡＣ−２（理研計器（株）製）を用いて測定した）。以上のことから、本発明の複合材料は、仕事関数が３．５ｅＶ〜５．５ｅＶの電極で挟んで測定した電流−電圧特性が式（１）に従っていることがわかった。 The work function of ITSO is 4.89 eV, and the work function of Al is around 4 eV (both measured using a photoelectron spectrometer AC-2 (manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.)). From the above, it was found that the composite material of the present invention has a current-voltage characteristic measured by sandwiching electrodes with work functions of 3.5 eV to 5.5 eV according to the formula (1).
また、式（１）に従うということは、本発明の複合材料は電極とオーム接触している上に大電流を流せるということに繋がるため、本発明の複合材料を電極に接して設けた発光素子は、駆動電圧を低減できる。また、アルミニウムのような汎用的な金属を陽極に用いることもできる。 Further, according to the formula (1), since the composite material of the present invention is in ohmic contact with the electrode and allows a large current to flow, the light-emitting element provided with the composite material of the present invention in contact with the electrode Can reduce the driving voltage. A general-purpose metal such as aluminum can also be used for the anode.
本実施例３では、有機化合物と、有機化合物に対して電子受容性を示す無機化合物とを複合した本発明の複合材料を例示する。有機化合物としてはホール輸送性を有するＮＰＢを、無機化合物としては酸化モリブデンを用いた。 In Example 3, a composite material of the present invention in which an organic compound and an inorganic compound that exhibits an electron accepting property with respect to the organic compound are combined is illustrated. NPB having hole transportability was used as the organic compound, and molybdenum oxide was used as the inorganic compound.
まず、実施例１と同様に、共蒸着法によりＮＰＢと酸化モリブデンを複合した本発明の複合材料を成膜した。この時、ＮＰＢは０．４ｎｍ／ｓの成膜レートで蒸発させ、酸化モリブデンはＮＰＢに対して１／４の量（重量比）を蒸発させた。したがって、モル比では、ＮＰＢ：酸化モリブデン＝１：１となっている。なお、膜厚は５０ｎｍとした。 First, as in Example 1, a composite material of the present invention in which NPB and molybdenum oxide were combined was formed by a co-evaporation method. At this time, NPB was evaporated at a deposition rate of 0.4 nm / s, and molybdenum oxide was evaporated in an amount (weight ratio) that was 1/4 with respect to NPB. Therefore, the molar ratio is NPB: molybdenum oxide = 1: 1. The film thickness was 50 nm.
このようにして成膜したＮＰＢと酸化モリブデンとの複合材料の吸収スペクトルを測定した結果を、図１４中のＡ．に示す。比較のため、ＮＰＢのみの膜（図中Ｂ．）の吸収スペクトルも合わせて図示した。酸化モリブデンのみの膜に関しては、実施例１の図７で図示したのでここでは省略する。
The results of measuring the absorption spectrum of the composite material of NPB and molybdenum oxide formed in this manner are shown in FIG. Shown in For comparison, the absorption spectrum of the NPB-only film (B in the figure) is also shown. Since the film made only of molybdenum oxide is shown in FIG. 7 of
図１４からわかる通り、Ａ．の複合材料は、ＮＰＢあるいは酸化モリブデンそれぞれの単独の膜では見られなかった新たな吸収が、５００ｎｍ付近、８００ｎｍ付近および１４００ｎｍ付近に見られた。これは、ＮＰＢと酸化モリブデンが電子の授受を行っているためであり、酸化モリブデンがＮＰＢから電子を受容し、ＮＰＢにホールが発生しているものと考えられる。したがって、本発明の複合材料は、高濃度に不純物が添加された不純物半導体のように、各種の電極とオーム接触を形成することができ、またバンド伝導的なキャリア輸送を行うことが示唆される。 As can be seen from FIG. In the composite material, new absorptions that were not observed in the single films of NPB or molybdenum oxide were observed at around 500 nm, 800 nm, and 1400 nm. This is because NPB and molybdenum oxide transfer electrons, and it is considered that molybdenum oxide accepts electrons from NPB and holes are generated in NPB. Therefore, it is suggested that the composite material of the present invention can form ohmic contacts with various electrodes and performs band-conducting carrier transport like an impurity semiconductor to which impurities are added at a high concentration. .
一方で、ＮＰＢ単独（Ｂ．）にも見られる３５０ｎｍ付近の吸収は、複合材料（Ａ．）にも観察されている。このことから、本発明の複合材料は、ＮＰＢの性質も残存しており、ホッピング伝導（トラップ電荷制限電流）によるキャリア輸送も行うことが示唆される。 On the other hand, absorption near 350 nm, which is also seen in NPB alone (B.), is also observed in the composite material (A.). This suggests that the composite material of the present invention also retains the properties of NPB and transports carriers by hopping conduction (trap charge limiting current).
本実施例４では、本発明の複合材料の電流−電圧特性について例示する。まず、比較のため、上述したＮＰＢのみの膜の電流−電圧特性について例示する。 In Example 4, the current-voltage characteristics of the composite material of the present invention are illustrated. First, for comparison, the current-voltage characteristics of the above-described NPB-only film will be exemplified.
［比較例］
まず、１１０ｎｍの膜厚でＩＴＳＯが成膜されたガラス基板を用意する。ＩＴＳＯ表面は、２ｍｍ角の大きさで表面が露出するよう周辺を絶縁膜で覆った。
[Comparative example]
First, a glass substrate on which ITSO is formed to a thickness of 110 nm is prepared. The ITSO surface was covered with an insulating film so that the surface was exposed with a size of 2 mm square.
次に、そのガラス基板を、ＩＴＳＯが形成された面が下方になるように真空蒸着装置内の基板ホルダーに固定する。そして、ＮＰＢを抵抗加熱式の蒸発源に入れ、真空に引いた状態で、真空蒸着法によりＮＰＢを成膜した。膜厚は２００ｎｍとした。さらにその上に、アルミニウム（Ａｌ）を２００ｎｍ成膜した。 Next, the glass substrate is fixed to a substrate holder in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which ITSO is formed is downward. Then, NPB was deposited in a resistance heating type evaporation source and vacuum-deposited to form a film of NPB. The film thickness was 200 nm. Further, an aluminum (Al) film having a thickness of 200 nm was formed thereon.
このようにして得られた、基板側からＩＴＳＯ、ＮＰＢ、Ａｌの順で積層された積層構造に関して、−３５℃、−２０℃、−５℃、１０℃、２５℃、４０℃、５５℃、７０℃、および８５℃にて電流−電圧特性を調べた結果を図１５（ａ）に示す（ＮＰＢのガラス転移点は１００℃弱であるため、１００℃のデータは取得しなかった）。なお、ＩＴＳＯの電位をＡｌよりも高くした場合を順バイアスとしている。 Regarding the laminated structure obtained in this order from the substrate side in the order of ITSO, NPB, and Al, -35 ° C, -20 ° C, -5 ° C, 10 ° C, 25 ° C, 40 ° C, 55 ° C, The result of examining the current-voltage characteristics at 70 ° C. and 85 ° C. is shown in FIG. 15A (the data of 100 ° C. was not acquired because the glass transition point of NPB is less than 100 ° C.). Note that a forward bias is set when the potential of ITSO is higher than that of Al.
図１５（ａ）に示す通り、順バイアスでは電流は流れるため、ＩＴＳＯからはホールが注入されていることがわかった。また、逆バイアスでは電流が流れず、整流性を示したため、Ａｌからホールは注入されていないことが示唆された。 As shown in FIG. 15A, since current flows in forward bias, it was found that holes were injected from ITSO. In addition, current did not flow in reverse bias, and rectification was shown, suggesting that holes were not injected from Al.
次に、図１５（ａ）で得られた電流−電圧特性から、本比較例において流れている電流が本当にショットキー注入機構に支配されている（すなわち注入律速である）かどうかを解析した。解析方法は、実施例２で述べた手法と同様であり、図１５（ａ）の電流−電圧特性の横軸を電圧Ｖの平方根に、縦軸を電流密度Ｊの対数におきかえ（図１５（ｂ）参照）、各温度におけるプロットを外挿（図中の実線）することによってｙ切片（Ｊ０）を求め、各温度におけるＪ０が式（８）に従うかどうかを確認した。 Next, it was analyzed from the current-voltage characteristics obtained in FIG. 15A whether the current flowing in this comparative example is really dominated by the Schottky injection mechanism (that is, injection rate limiting). The analysis method is the same as the method described in the second embodiment, and the horizontal axis of the current-voltage characteristic in FIG. 15A is replaced with the square root of the voltage V and the vertical axis is replaced with the logarithm of the current density J (FIG. 15 ( b)), the y-intercept (J 0 ) was obtained by extrapolating the plot at each temperature (solid line in the figure), and it was confirmed whether J 0 at each temperature complies with equation (8).
得られた各温度におけるＪ０の値を下記表３に示す。また、得られたＪ０の値を用い、式（８）に従ってアレニウスプロットを行った結果を図１６に示す。 Table 3 below shows the value of J 0 at each temperature obtained. Also, using the values of J 0 obtained shows the results of Arrhenius plots according to equation (8) in FIG. 16.
図１６に示す通り、アレニウスプロットは線形性を示したため、ＩＴＳＯからＮＰＢへのホール注入はショットキー注入機構であることが示唆された。また、そのショットキー注入が電流量を支配していることもわかった。なお、図１６の傾きからショットキー障壁φＢを求めたところ、０．４９ｅＶであった。 As shown in FIG. 16, since the Arrhenius plot showed linearity, it was suggested that hole injection from ITSO to NPB is a Schottky injection mechanism. It was also found that the Schottky injection dominates the amount of current. Incidentally, it was determined Schottky barrier phi B from the slope of Figure 16 was 0.49EV.
［実施例］
続いて、本発明の複合材料の電流−電圧特性について例示する。まず、１１０ｎｍの膜厚でＩＴＳＯが成膜されたガラス基板を用意する。ＩＴＳＯ表面は、２ｍｍ角の大きさで表面が露出するよう周辺を絶縁膜で覆った。
[Example]
Subsequently, the current-voltage characteristics of the composite material of the present invention will be exemplified. First, a glass substrate on which ITSO is formed to a thickness of 110 nm is prepared. The ITSO surface was covered with an insulating film so that the surface was exposed with a size of 2 mm square.
次に、そのガラス基板を、ＩＴＳＯが形成された面が下方になるように真空蒸着装置内の基板ホルダーに固定した。そして、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）とルブレンをそれぞれ別の抵抗加熱式の蒸発源に入れ、真空に引いた状態で、共蒸着法によりＮＰＢと酸化モリブデンとルブレンからなる本発明の複合材料を成膜した。この時、ＮＰＢを０．２ｎｍ／ｓの成膜レートで蒸発させ、ＮＰＢ：酸化モリブデン：ルブレン＝２：０．７５：０．０４（質量比）となるように調節した。膜厚は比較例と揃えるため、２００ｎｍとした。さらにその上に、アルミニウム（Ａｌ）を２００ｎｍ成膜した。なお、ルブレンは膜質の安定化剤として添加したものであり、必ずしも必要ではない。 Next, the glass substrate was fixed to a substrate holder in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which ITSO was formed was downward. Then, NPB, molybdenum oxide (VI), and rubrene are put in separate resistance heating evaporation sources, and a vacuum is applied to form a composite material of the present invention consisting of NPB, molybdenum oxide, and rubrene by co-evaporation. Filmed. At this time, NPB was evaporated at a film formation rate of 0.2 nm / s and adjusted so that NPB: molybdenum oxide: rubrene = 2: 0.75: 0.04 (mass ratio). The film thickness was set to 200 nm in order to align with the comparative example. Further, an aluminum (Al) film having a thickness of 200 nm was formed thereon. Note that rubrene is added as a film quality stabilizer and is not necessarily required.
このようにして得られた、基板側からＩＴＳＯ、ＮＰＢ：酸化モリブデン：ルブレン混合膜、Ａｌの順で積層された積層構造に関して、−３５℃、−２０℃、−５℃、１０℃、２５℃、４０℃、５５℃、７０℃、および８５℃にて電流−電圧特性を調べた結果を図１７（ａ）に示す。なお、ＩＴＳＯの電位をＡｌよりも高くした場合を順バイアスとしている。 Regarding the laminated structure obtained in this order from the substrate side in the order of ITSO, NPB: molybdenum oxide: rubrene mixed film, Al, -35 ° C., -20 ° C., -5 ° C., 10 ° C., 25 ° C. FIG. 17A shows the results of examining the current-voltage characteristics at 40 ° C., 55 ° C., 70 ° C., and 85 ° C. Note that a forward bias is set when the potential of ITSO is higher than that of Al.
まず、先ほどの比較例（図１５（ａ））とは異なり、順バイアス・逆バイアスの両方でほぼ同等の電流が流れているため、ＩＴＳＯからでもＡｌからでも、同等の量のホールが注入されていることがわかった。また、先の比較例に比べて、低い電圧で多量の電流が流れることもわかった。 First, unlike the comparative example (FIG. 15 (a)), since almost the same current flows in both forward bias and reverse bias, the same amount of holes are injected from both ITSO and Al. I found out. It was also found that a larger amount of current flows at a lower voltage than in the previous comparative example.
次に、図１７（ａ）で得られた電流−電圧特性から、本実施例において流れている電流がショットキー注入機構に支配されている（すなわち注入律速である）かどうかを解析した。まずは、順バイアス時（つまり、ＩＴＳＯからのホール注入時）において、先の比較例と同様、図１７（ａ）で得られた電流−電圧特性の横軸を電圧Ｖの平方根に、縦軸を電流密度Ｊの対数におきかえ（図１７（ｂ）参照）、各温度におけるプロットを外挿（図中の実線）することによってＪ０を求めた。次いで、式（８）に従ってアレニウスプロットを行った。結果を図１８に示す。 Next, from the current-voltage characteristics obtained in FIG. 17A, it was analyzed whether or not the current flowing in this example is governed by the Schottky injection mechanism (that is, injection rate limiting). First, at the time of forward bias (that is, at the time of hole injection from ITSO), the horizontal axis of the current-voltage characteristic obtained in FIG. In place of the logarithm of the current density J (see FIG. 17B), J 0 was obtained by extrapolating the plot at each temperature (solid line in the figure). Next, an Arrhenius plot was performed according to equation (8). The results are shown in FIG.
図１８に示す通り、本発明の複合材料の場合は、Ｊ０／Ｔ２のアレニウスプロットが直線に乗らないことがわかった。このことはすなわち、ＩＴＳＯから本発明の複合材料へのホール注入は、ショットキー注入機構が支配的ではないことを示唆している。 As shown in FIG. 18, in the case of the composite material of the present invention, it was found that the Arrhenius plot of J 0 / T 2 does not lie on a straight line. This suggests that hole injection from ITSO to the composite material of the present invention does not have a dominant Schottky injection mechanism.
そこで、次に、本発明の複合材料の電流−電圧特性が、先の実施形態１で述べた式（１）に従うかどうかを解析した。解析手法は、実施例２と同様であり、図１７（ａ）における順バイアス時のプロットを式（９）でフィッティングし、各温度におけるＡ’を求め、Ａ’が式（１１）に従うかどうかを確認した。 Therefore, next, it was analyzed whether the current-voltage characteristics of the composite material of the present invention conform to the equation (1) described in the first embodiment. The analysis method is the same as in Example 2. The forward bias plot in FIG. 17A is fitted with Expression (9) to obtain A ′ at each temperature, and whether A ′ follows Expression (11). It was confirmed.
まず、図１７（ａ）における順バイアス時のプロットを、式（９）でフィッティングした結果を図１９に示す。図中の破線は、式（９）においてｎ＝５とした場合のフィッティングである。図１９の通り、非常に精度よくフィッティングされていることがわかる。このフィッティングより求まった各温度におけるＡ’の値を下記表４に示す。 First, FIG. 19 shows the result of fitting the plot at forward bias in FIG. 17A with equation (9). The broken line in the figure is the fitting when n = 5 in equation (9). As can be seen from FIG. 19, the fitting is performed with very high accuracy. Table 4 below shows the value of A 'at each temperature obtained from this fitting.
また、Ａ’をアレニウスプロットした結果を図２０に示す。図２０に示す通り、アレニウスプロットは線形性を示したため、ＩＴＳＯから本発明の複合材料へのホール注入はオーム接触を形成しており、なおかつその電流量は式（１）に従うことがわかった。なお、この時の活性化エネルギーφａは０．３１ｅＶであった。 Further, FIG. 20 shows the result of Arrhenius plotting of A ′. As shown in FIG. 20, since the Arrhenius plot showed linearity, it was found that hole injection from ITSO to the composite material of the present invention formed ohmic contact, and the amount of current obeyed equation (1). Note that activation energy phi a at this time was 0.31 eV.
また、逆バイアスにおいても順バイアスとほぼ同じ電流量を流していることから、Ａｌから本発明の複合材料へのホール注入もオーム接触を形成しており、なおかつその電流量は式（１）に従うことがわかった。 In addition, since the same amount of current flows in the reverse bias as in the forward bias, the hole injection from Al into the composite material of the present invention also forms an ohmic contact, and the amount of current follows the formula (1). I understood it.
なお、ＩＴＳＯの仕事関数は４．８９ｅＶ、Ａｌの仕事関数は４ｅＶ前後である（いずれも、光電子分光装置ＡＣ−２（理研計器（株）製）を用いて測定した）。以上のことから、本発明の複合材料は、仕事関数が３．５ｅＶ〜５．５ｅＶの電極で挟んで測定した電流−電圧特性が式（１）に従っていることがわかった。 The work function of ITSO is 4.89 eV, and the work function of Al is around 4 eV (both measured using a photoelectron spectrometer AC-2 (manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.)). From the above, it was found that the composite material of the present invention has a current-voltage characteristic measured by sandwiching electrodes with work functions of 3.5 eV to 5.5 eV according to the formula (1).
また、式（１）に従うということは、本発明の複合材料は電極とオーム接触している上に大電流を流せるということに繋がるため、本発明の複合材料を電極に接して設けた発光素子は、駆動電圧を低減できる。また、仕事関数の大きくないアルミニウムのような汎用的な金属を陽極に用いることもできる。 Further, according to the formula (1), since the composite material of the present invention is in ohmic contact with the electrode and allows a large current to flow, the light-emitting element provided with the composite material of the present invention in contact with the electrode Can reduce the driving voltage. A general-purpose metal such as aluminum having a low work function can also be used for the anode.
本実施例５では、有機化合物と、有機化合物に対して電子受容性を示す無機化合物とを複合した本発明の複合材料を例示する。有機化合物としてはホール輸送性を有するＤＮＴＰＤを、無機化合物としては酸化モリブデンを用いた。 In Example 5, a composite material of the present invention in which an organic compound and an inorganic compound that exhibits an electron accepting property with respect to the organic compound are combined is illustrated. DNTPD having hole transportability was used as the organic compound, and molybdenum oxide was used as the inorganic compound.
まず、実施例１と同様に、共蒸着法によりＤＮＴＰＤと酸化モリブデンを複合した本発明の複合材料を成膜した。この時、ＤＮＴＰＤは０．４ｎｍ／ｓの成膜レートで蒸発させ、酸化モリブデンはＮＰＢに対して１／４の量（重量比）を蒸発させた。したがって、モル比では、ＮＰＢ：酸化モリブデン＝１：１．５となっている。なお、膜厚は５０ｎｍとした。 First, as in Example 1, a composite material of the present invention in which DNTPD and molybdenum oxide were combined was formed by a co-evaporation method. At this time, DNTPD was evaporated at a film formation rate of 0.4 nm / s, and molybdenum oxide was evaporated in an amount (weight ratio) of 1/4 with respect to NPB. Therefore, the molar ratio is NPB: molybdenum oxide = 1: 1.5. The film thickness was 50 nm.
このようにして成膜したＤＮＴＰＤ−酸化モリブデン複合材料の吸収スペクトルを測定した結果を、図２１中のＡ．に示す。比較のため、ＤＮＴＰＤのみの膜（図中Ｂ．）の吸収スペクトルも合わせて図示した。酸化モリブデンのみの膜に関しては、実施例１の図７で図示したのでここでは省略する。
The results of measuring the absorption spectrum of the DNTPD-molybdenum oxide composite material formed in this way are shown in FIG. Shown in For comparison, the absorption spectrum of the DNTPD-only film (B in the figure) is also shown. Since the film made only of molybdenum oxide is shown in FIG. 7 of
図２１からわかる通り、Ａ．の複合材料は、ＤＮＴＰＤあるいは酸化モリブデンそれぞれの単独の膜では見られなかった新たな吸収が、９００ｎｍ付近に見られた。これは、ＤＮＴＰＤと酸化モリブデンが電子の授受を行っているためであり、酸化モリブデンがＤＮＴＰＤから電子を受容し、ＤＮＴＰＤにホールが発生しているものと考えられる。したがって、本発明の複合材料は、高濃度に不純物が添加された不純物半導体のように、各種の電極とオーム接触を形成することができ、またバンド伝導的なキャリア輸送を行うことが示唆される。 As can be seen from FIG. In this composite material, a new absorption that was not found in the single film of DNTPD or molybdenum oxide was observed at around 900 nm. This is because DNTPD and molybdenum oxide exchange electrons, and it is considered that molybdenum oxide accepts electrons from DNTPD and holes are generated in DNTPD. Therefore, it is suggested that the composite material of the present invention can form ohmic contacts with various electrodes and performs band-conducting carrier transport like an impurity semiconductor to which impurities are added at a high concentration. .
一方で、ＤＮＴＰＤ単独（Ｂ．）にも見られる３５０ｎｍ付近の吸収は、複合材料（Ａ．）にも観察されている。このことから、本発明の複合材料は、ＤＮＴＰＤの性質も残存しており、ホッピング伝導（トラップ電荷制限電流）によるキャリア輸送も行うことが示唆される。 On the other hand, absorption near 350 nm, which is also seen in DNTPD alone (B.), is also observed in the composite material (A.). This suggests that the composite material of the present invention also retains the properties of DNTPD and performs carrier transport by hopping conduction (trap charge limiting current).
本実施例６では、本発明の複合材料の電流−電圧特性について例示する。まず、比較のため、上述したＤＮＴＰＤのみの膜の電流―電圧特性について例示する。 In Example 6, the current-voltage characteristics of the composite material of the present invention are illustrated. First, for comparison, the current-voltage characteristics of the above-described DNTPD-only film will be exemplified.
［比較例］
まず、１１０ｎｍの膜厚でＩＴＳＯが成膜されたガラス基板を用意する。ＩＴＳＯ表面は、２ｍｍ角の大きさで表面が露出するよう周辺を絶縁膜で覆った。
[Comparative example]
First, a glass substrate on which ITSO is formed to a thickness of 110 nm is prepared. The ITSO surface was covered with an insulating film so that the surface was exposed with a size of 2 mm square.
次に、そのガラス基板を、ＩＴＳＯが形成された面が下方になるように真空蒸着装置内の基板ホルダーに固定する。そして、ＤＮＴＰＤを抵抗加熱式の蒸発源に入れ、真空に引いた状態で、真空蒸着法によりＤＮＴＰＤを成膜した。膜厚は２００ｎｍとした。さらにその上に、アルミニウム（Ａｌ）を２００ｎｍ成膜した。 Next, the glass substrate is fixed to a substrate holder in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which ITSO is formed is downward. Then, DNTPD was put into a resistance heating type evaporation source, and DNTPD was formed into a film by a vacuum vapor deposition method in a vacuum state. The film thickness was 200 nm. Further, an aluminum (Al) film having a thickness of 200 nm was formed thereon.
このようにして得られた、基板側からＩＴＳＯ、ＤＮＴＰＤ、Ａｌの順で積層された積層構造に関して、−３５℃、−２０℃、−５℃、１０℃、２５℃、４０℃、５５℃、７０℃、および８５℃にて電流−電圧特性を調べた結果を図２２（ａ）に示す（ＤＮＴＰＤのガラス転移点は１００℃弱であるため、１００℃のデータは取得しなかった）。なお、ＩＴＳＯの電位をＡｌよりも高くした場合を順バイアスとしている。 Regarding the laminated structure obtained in this order from the substrate side in the order of ITSO, DNTPD, and Al, -35 ° C, -20 ° C, -5 ° C, 10 ° C, 25 ° C, 40 ° C, 55 ° C, The result of examining the current-voltage characteristics at 70 ° C. and 85 ° C. is shown in FIG. 22A (data on 100 ° C. was not acquired because the glass transition point of DNTPD is less than 100 ° C.). Note that a forward bias is set when the potential of ITSO is higher than that of Al.
図２２（ａ）に示す通り、順バイアスでは電流は流れるため、ＩＴＳＯからはホールが注入されていることがわかった。また、逆バイアスでは電流が流れず、整流性を示したため、Ａｌからホールは注入されていないことが示唆された。 As shown in FIG. 22A, since current flows in forward bias, it was found that holes were injected from ITSO. In addition, current did not flow in reverse bias, and rectification was shown, suggesting that holes were not injected from Al.
次に、図２２（ａ）で得られた電流−電圧特性から、本比較例において流れている電流が本当にショットキー注入機構に支配されている（すなわち注入律速である）かどうかを解析した。解析方法は、実施例２で述べた手法と同様であり、図２２（ａ）の電流−電圧特性の横軸を電圧Ｖの平方根に、縦軸を電流密度Ｊの対数におきかえ（図２２（ｂ）参照）、各温度におけるプロットを外挿（図中の実線）することによってｙ切片（Ｊ０）を求め、各温度におけるＪ０が式（８）に従うかどうかを確認した。 Next, it was analyzed from the current-voltage characteristics obtained in FIG. 22A whether the current flowing in this comparative example is really dominated by the Schottky injection mechanism (that is, injection rate limiting). The analysis method is the same as the method described in the second embodiment, and the horizontal axis of the current-voltage characteristic in FIG. 22A is replaced with the square root of the voltage V, and the vertical axis is replaced with the logarithm of the current density J (FIG. 22 ( b)), the y-intercept (J 0 ) was obtained by extrapolating the plot at each temperature (solid line in the figure), and it was confirmed whether J 0 at each temperature complies with equation (8).
得られた各温度におけるＪ０の値を下記表５に示す。また、得られたＪ０の値を用い、式（８）に従ってアレニウスプロットを行った結果を図２３に示す。 The values of J 0 at each temperature obtained are shown in Table 5 below. Also, using the values of J 0 obtained shows the results of Arrhenius plots according to equation (8) in FIG. 23.
図２３に示す通り、アレニウスプロットは線形性を示したため、ＩＴＳＯからＤＮＴＰＤへのホール注入はショットキー注入機構であることが示唆された。また、そのショットキー注入が電流量を支配していることもわかった。なお、図２３の傾きからショットキー障壁φＢを求めたところ、０．２０ｅＶであった。 As shown in FIG. 23, the Arrhenius plot showed linearity, suggesting that hole injection from ITSO to DNTPD is a Schottky injection mechanism. It was also found that the Schottky injection dominates the amount of current. Incidentally, was determined Schottky barrier phi B from the slope of Figure 23 was 0.20 eV.
［実施例］
続いて、本発明の複合材料の電流−電圧特性について例示する。まず、１１０ｎｍの膜厚でＩＴＳＯが成膜されたガラス基板を用意する。ＩＴＳＯ表面は、２ｍｍ角の大きさで表面が露出するよう周辺を絶縁膜で覆った。
[Example]
Subsequently, the current-voltage characteristics of the composite material of the present invention will be exemplified. First, a glass substrate on which ITSO is formed to a thickness of 110 nm is prepared. The ITSO surface was covered with an insulating film so that the surface was exposed with a size of 2 mm square.
次に、そのガラス基板を、ＩＴＳＯが形成された面が下方になるように真空蒸着装置内の基板ホルダーに固定した。そして、ＤＮＴＰＤと酸化モリブデン（ＶＩ）をそれぞれ別の抵抗加熱式の蒸発源に入れ、真空に引いた状態で、共蒸着法によりＤＮＴＰＤと酸化モリブデンからなる本発明の複合材料を成膜した。この時、ＤＮＴＰＤを０．２ｎｍ／ｓの成膜レートで蒸発させ、ＤＮＴＰＤ：酸化モリブデン＝２：１（質量比）となるように調節した。膜厚は比較例と揃えるため、２００ｎｍとした。さらにその上に、アルミニウム（Ａｌ）を２００ｎｍ成膜した。 Next, the glass substrate was fixed to a substrate holder in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which ITSO was formed was downward. Then, DNTPD and molybdenum oxide (VI) were put in separate resistance heating evaporation sources, respectively, and a composite material of the present invention composed of DNTPD and molybdenum oxide was formed by a co-evaporation method in a vacuum state. At this time, DNTPD was evaporated at a film formation rate of 0.2 nm / s and adjusted so that DNTPD: molybdenum oxide = 2: 1 (mass ratio). The film thickness was set to 200 nm in order to align with the comparative example. Further, an aluminum (Al) film having a thickness of 200 nm was formed thereon.
このようにして得られた、基板側からＩＴＳＯ、ＤＮＴＰＤと酸化モリブデンとの混合膜、Ａｌの順で積層された積層構造に関して、−３５℃、−２０℃、−５℃、１０℃、２５℃、４０℃、５５℃、７０℃、および８５℃にて電流−電圧特性を調べた結果を図２４（ａ）に示す。なお、ＩＴＳＯの電位をＡｌよりも高くした場合を順バイアスとしている。 Regarding the laminated structure in which ITSO, a mixed film of DNTPD and molybdenum oxide, and a laminated structure in which Al is laminated in this order from the substrate side are obtained, −35 ° C., −20 ° C., −5 ° C., 10 ° C., 25 ° C. FIG. 24A shows the results of examining the current-voltage characteristics at 40 ° C., 55 ° C., 70 ° C., and 85 ° C. Note that a forward bias is set when the potential of ITSO is higher than that of Al.
まず、先ほどの比較例（図２２（ａ））とは異なり、順バイアスで・逆バイアスの両方でほぼ同等の電流が流れているため、ＩＴＳＯからでもＡｌからでも、同等の量のホールが注入されていることがわかった。また、先の比較例に比べて、低い電圧で多量の電流が流れることもわかった。 First, unlike the comparative example (Fig. 22 (a)), since almost equal current flows in both forward and reverse bias, the same amount of holes are injected from both ITSO and Al. I found out. It was also found that a larger amount of current flows at a lower voltage than in the previous comparative example.
次に、図２４（ａ）で得られた電流−電圧特性から、本実施例において流れている電流がショットキー注入機構に支配されている（すなわち注入律速である）かどうかを解析した。まずは、順バイアス時（つまり、ＩＴＳＯからのホール注入時）において、先の比較例と同様、図２４（ａ）で得られた電流−電圧特性の横軸を電圧Ｖの平方根に、縦軸を電流密度Ｊの対数におきかえ（図２４（ｂ）参照）、各温度におけるプロットを外挿（図中の実線）することによってＪ０を求めた。次いで、式（８）に従ってアレニウスプロットを行った。結果を図２５に示す。 Next, it was analyzed from the current-voltage characteristics obtained in FIG. 24A whether or not the current flowing in this example is governed by the Schottky injection mechanism (that is, injection rate limiting). First, at the time of forward bias (that is, at the time of hole injection from ITSO), the horizontal axis of the current-voltage characteristic obtained in FIG. In place of the logarithm of the current density J (see FIG. 24B), J 0 was obtained by extrapolating the plot at each temperature (solid line in the figure). Next, an Arrhenius plot was performed according to equation (8). The results are shown in FIG.
図２５に示す通り、本発明の複合材料の場合は、Ｊ０／Ｔ２のアレニウスプロットが直線に乗らないことがわかった。このことはすなわち、ＩＴＳＯから本発明の複合材料へのホール注入は、ショットキー注入機構が支配的ではないことを示唆している。 As shown in FIG. 25, it was found that the Arrhenius plot of J 0 / T 2 does not lie on a straight line in the case of the composite material of the present invention. This suggests that hole injection from ITSO to the composite material of the present invention does not have a dominant Schottky injection mechanism.
そこで、次に、本発明の複合材料の電流−電圧特性が、先の実施形態１で述べた式（１）に従うかどうかを解析した。解析手法は、実施例２と同様であり、図２４（ａ）における順バイアス時のプロットを式（９）でフィッティングし、各温度におけるＡ’を求め、Ａ’が式（１１）に従うかどうかを確認した。 Therefore, next, it was analyzed whether the current-voltage characteristics of the composite material of the present invention conform to the equation (1) described in the first embodiment. The analysis method is the same as in Example 2. The forward bias plot in FIG. 24A is fitted with Expression (9) to obtain A ′ at each temperature, and whether A ′ follows Expression (11). It was confirmed.
まず、図２４（ａ）における順バイアス時のプロットを、式（９）でフィッティングした結果を図２６に示す。図中の破線は、式（９）においてｎ＝５とした場合のフィッティングである。図２６の通り、非常に精度よくフィッティングされていることがわかる。このフィッティングより求まった各温度におけるＡ’の値を下記表６に示す。 First, FIG. 26 shows the result of fitting the plot at forward bias in FIG. The broken line in the figure is the fitting when n = 5 in equation (9). As can be seen from FIG. 26, the fitting is performed with very high accuracy. Table 6 below shows the value of A 'at each temperature obtained from this fitting.
また、Ａ’をアレニウスプロットした結果を図２７に示す。図２７に示す通り、アレニウスプロットは線形性を示したため、ＩＴＳＯから本発明の複合材料へのホール注入はオーム接触を形成しており、なおかつその電流量は式（１）に従うことがわかった。なお、この時の活性化エネルギーφａは０．３７ｅＶであった。 FIG. 27 shows the result of Arrhenius plotting of A ′. As shown in FIG. 27, since the Arrhenius plot showed linearity, it was found that hole injection from ITSO to the composite material of the present invention formed an ohmic contact, and the amount of current obeyed equation (1). Note that activation energy phi a at this time was 0.37 eV.
また、逆バイアスにおいても順バイアスとほぼ同じ電流量を流していることから、Ａｌから本発明の複合材料へのホール注入もオーム接触を形成しており、なおかつその電流量は式（１）に従うことがわかった。 In addition, since the same amount of current flows in the reverse bias as in the forward bias, the hole injection from Al into the composite material of the present invention also forms an ohmic contact, and the amount of current follows the formula (1). I understood it.
なお、ＩＴＳＯの仕事関数は４．８９ｅＶ、Ａｌの仕事関数は４ｅＶ前後である（いずれも、光電子分光装置ＡＣ−２（理研計器（株）製）を用いて測定した）。以上のことから、本発明の複合材料は、仕事関数が３．５ｅＶ〜５．５ｅＶの電極で挟んで測定した電流−電圧特性が式（１）に従っていることがわかった。 The work function of ITSO is 4.89 eV, and the work function of Al is around 4 eV (both measured using a photoelectron spectrometer AC-2 (manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.)). From the above, it was found that the current-voltage characteristics of the composite material of the present invention measured by sandwiching the electrodes with work functions of 3.5 eV to 5.5 eV are in accordance with the formula (1).
また、式（１）に従うということは、本発明の複合材料は電極とオーム接触を形成している上に大電流を流せるということに繋がるため、本発明の複合材料を電極に接して設けた発光素子は、駆動電圧を低減できる。また、アルミニウムのような汎用的な金属を陽極に用いることもできる。 In addition, following the formula (1) leads to the fact that the composite material of the present invention forms an ohmic contact with the electrode and allows a large current to flow. Therefore, the composite material of the present invention is provided in contact with the electrode. The light emitting element can reduce driving voltage. A general-purpose metal such as aluminum can also be used for the anode.
１００ 電極
１０１ 電極１００のフェルミ準位
１１０ 複合材料
１１１ 複合材料１１０の価電子帯の上端
１１２ 複合材料１１０の伝導帯の下端
１１３ 複合材料１１０のフェルミ準位
２００ 電極
２０１ 電極２００のフェルミ準位
２１０ 有機化合物
２１１ 有機化合物２１０のＨＯＭＯ準位
２１２ 有機化合物２１０のＬＵＭＯ準位
２２０ ショットキー障壁
２３０ ホール
３０１ 第１の電極
３０２ 第２の電極
３１１ 第１の層
３１２ 第２の層
３２１ ホール
３２２ 電子
４０１ 第１の電極
４０２ 第２の電極
４１１ 第１の層
４１２ 第２の層
４１３ 第３の層
４２１ ホール
４２２ 電子
４２３ ホール
５０１ ソース側駆動回路
５０２ 画素部
５０３ ゲート側駆動回路
５０４ 封止基板
５０５ シール材
５０６ 領域
５０７ 接続配線
５０８ フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）
５１０ 基板
５１１ スイッチング用ＴＦＴ
５１２ 電流制御用ＴＦＴ
５１３ 第１の電極
５１４ 絶縁物
５１５ 層
５１６ 第２の電極
５１７ 発光素子
５２３ ｎチャネル型ＴＦＴ
５２４ ｐチャネル型ＴＦＴ
８０６ 封止材
８０７ 回路基板
８０８ 素子形成領域
６１０１ 筐体
６１０２ 支持台
６１０３ 表示部
６１０４ スピーカー部
６１０５ ビデオ入力端子
６２０１ 本体
６２０２ 筐体
６２０３ 表示部
６２０４ キーボード
６２０５ 外部接続ポート
６２０６ ポインティングマウス
６３０１ 本体
６３０２ 表示部
６３０３ スイッチ
６３０４ 操作キー
６３０５ 赤外線ポート
６４０１ 本体
６４０２ 筐体
６４０３ 表示部Ａ
６４０４ 表示部Ｂ
６４０５ 記憶媒体読み込み部
６４０６ 操作キー
６４０７ スピーカー部
６５０１ 本体
６５０２ 表示部
６５０３ アーム部
６６０１ 本体
６６０２ 表示部
６６０３ 筐体
６６０４ 外部接続ポート
６６０５ リモコン受信部
６６０６ 受像部
６６０７ バッテリー
６６０８ 音声入力部
６６０９ 操作キー
６６１０ 接眼部
６７０１ 本体
６７０２ 筐体
６７０３ 表示部
６７０４ 音声入力部
６７０５ 音声出力部
６７０６ 操作キー
６７０７ 外部接続ポート
６７０８ アンテナ
DESCRIPTION OF
510 Substrate 511 Switching TFT
512 Current control TFT
513 First electrode 514 Insulator 515 Layer 516 Second electrode 517 Light-emitting element 523 n-channel TFT
524 p-channel TFT
806 Sealing material 807 Circuit board 808
6404 Display portion B
6405 Storage medium reading unit 6406 Operation key 6407
Claims (18)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005375057A JP2006210902A (en) | 2004-12-28 | 2005-12-27 | Composite material, luminescent element, and luminescent device |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004381367 | 2004-12-28 | ||
| JP2005375057A JP2006210902A (en) | 2004-12-28 | 2005-12-27 | Composite material, luminescent element, and luminescent device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006210902A true JP2006210902A (en) | 2006-08-10 |
| JP2006210902A5 JP2006210902A5 (en) | 2009-01-29 |
Family
ID=36967330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005375057A Withdrawn JP2006210902A (en) | 2004-12-28 | 2005-12-27 | Composite material, luminescent element, and luminescent device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2006210902A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008015815A1 (en) | 2006-08-02 | 2008-02-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Display device |
| WO2008105153A1 (en) * | 2007-02-27 | 2008-09-04 | Panasonic Corporation | Display device |
| KR101398389B1 (en) * | 2007-09-21 | 2014-05-23 | 엘지디스플레이 주식회사 | Organic Light Emitting Device |
| KR101398242B1 (en) * | 2007-09-21 | 2014-05-23 | 엘지디스플레이 주식회사 | Organic Light Emitting Device |
| JP2016528832A (en) * | 2013-08-14 | 2016-09-15 | ナショナル リサーチ カウンシル オブ カナダ | Clipped amplifier |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09301934A (en) * | 1996-05-10 | 1997-11-25 | Kemipuro Kasei Kk | High molecular weight aromatic amine compound and hole-transporting material |
| JP2004310069A (en) * | 2003-03-24 | 2004-11-04 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Thin film integrated circuit device |
| JP2006024791A (en) * | 2004-07-08 | 2006-01-26 | International Manufacturing & Engineering Services Co Ltd | Organic element, organic electroluminescent element and organic solar cell |
-
2005
- 2005-12-27 JP JP2005375057A patent/JP2006210902A/en not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09301934A (en) * | 1996-05-10 | 1997-11-25 | Kemipuro Kasei Kk | High molecular weight aromatic amine compound and hole-transporting material |
| JP2004310069A (en) * | 2003-03-24 | 2004-11-04 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Thin film integrated circuit device |
| JP2006024791A (en) * | 2004-07-08 | 2006-01-26 | International Manufacturing & Engineering Services Co Ltd | Organic element, organic electroluminescent element and organic solar cell |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008015815A1 (en) | 2006-08-02 | 2008-02-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Display device |
| EP2053452A2 (en) | 2006-08-02 | 2009-04-29 | Sharp Kabushiki Kaisha | Display device |
| WO2008105153A1 (en) * | 2007-02-27 | 2008-09-04 | Panasonic Corporation | Display device |
| JPWO2008105153A1 (en) * | 2007-02-27 | 2010-06-03 | パナソニック株式会社 | Display device |
| US8330177B2 (en) | 2007-02-27 | 2012-12-11 | Panasonic Corporation | Display device |
| JP5161200B2 (en) * | 2007-02-27 | 2013-03-13 | パナソニック株式会社 | Display device |
| KR101398389B1 (en) * | 2007-09-21 | 2014-05-23 | 엘지디스플레이 주식회사 | Organic Light Emitting Device |
| KR101398242B1 (en) * | 2007-09-21 | 2014-05-23 | 엘지디스플레이 주식회사 | Organic Light Emitting Device |
| JP2016528832A (en) * | 2013-08-14 | 2016-09-15 | ナショナル リサーチ カウンシル オブ カナダ | Clipped amplifier |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6490146B2 (en) | LIGHT EMITTING ELEMENT, LIGHT EMITTING DEVICE AND ELECTRIC APPARATUS | |
| US7750560B2 (en) | Light-emitting-element | |
| JP5137292B2 (en) | LIGHT EMITTING ELEMENT, LIGHT EMITTING DEVICE, AND ELECTRIC APPARATUS | |
| US8519617B2 (en) | Light emitting element having a metal oxide composite layer, and light emitting device, and electronic apparatus | |
| US8125144B2 (en) | Light-emitting element, light-emitting device, and vapor deposition apparatus | |
| JP4999308B2 (en) | Light emitting element and light emitting device | |
| US20090058267A1 (en) | Light emitting element and light emitting device | |
| JP2006210902A (en) | Composite material, luminescent element, and luminescent device | |
| US8519615B2 (en) | Low drive voltage light emitting element | |
| JP4954623B2 (en) | Light emitting device | |
| JP2007043062A (en) | Composite material, light emitting element using the same, light emitting device, and electric apparatus | |
| JP2005100977A (en) | Electroluminescent element and light-emitting device using the same | |
| JP2005008582A (en) | Organic compound and light emitting element using the same | |
| JP2006303421A (en) | Light emitting element and light emitting device | |
| JP2006074023A (en) | Light emitting element and light emitting device | |
| JP2006352095A (en) | Light-emitting element, light-emitting device, and electronic apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081210 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20081210 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111206 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120130 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120918 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20121105 |