JP6363836B2 - 発光素子 - Google Patents

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Description

三重項励起状態を発光に変換できる新規な有機金属錯体に関する。また、該有機金属錯体を用いた発光素子、発光装置、電子機器、及び照明装置に関する。
近年、発光性の有機化合物や無機化合物を発光材料として用いた発光素子の開発が盛んである。特に、EL(Electro Luminescence)素子と呼ばれる発光素子の構成は、電極間に発光材料を含む発光層を設けただけの単純な構造であり、薄型軽量化できる・入力信号に高速に応答できる・直流低電圧駆動が可能であるなどの特性から、次世代のフラットパネルディスプレイ素子として注目されている。また、このような発光素子を用いたディスプレイは、コントラストや画質に優れ、視野角が広いという特徴も有している。さらに、これらの発光素子は面状光源であるため、液晶ディスプレイのバックライトや照明等の光源としての応用も考えられている。
発光物質が発光性の有機化合物である場合、発光素子の発光機構は、キャリア注入型である。すなわち、電極間に発光層を挟んで電圧を印加することにより、電極から注入された電子およびホールが再結合して発光物質が励起状態となり、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。ここで、励起状態の種類としては、一重項励起状態(S)と三重項励起状態(T)があり、発光素子におけるその統計的な生成比率は、S:T=1:3であると考えられている。
発光性の有機化合物は通常、基底状態が一重項状態である。したがって、一重項励起状態(S)からの発光は、同じ多重度間の電子遷移である。これは、蛍光と呼ばれる。一方、三重項励起状態(T)からの発光は、異なる多重度間の電子遷移である。これは、りん光と呼ばれる。そのため、蛍光を発する化合物(以下、蛍光性化合物と称す)は、通常、室温においてりん光は観測されず蛍光のみが観測される。したがって、蛍光性化合物を用いた発光素子における内部量子効率(注入したキャリアに対して発生するフォトンの割合)の理論的限界は、S:T=1:3であることを根拠に25%とされている。
一方、りん光を発する化合物(以下、りん光性化合物と称す)を用いた発光素子の内部量子効率は、一重項励起状態から三重項励起状態への項間交差を経た発光も含め、理論上は100%まで可能となる。このような理由から、高効率な発光素子を実現するために、りん光性化合物を用いた発光素子の開発が近年盛んに行われている。
りん光性化合物としては、イリジウムを中心金属とする有機金属錯体が注目されている。赤色から青色まで様々な波長のりん光性化合物が開発されているが、一重項励起準位よりも、エネルギー的に低い位置にある三重項準位からの光であるりん光において、緑色から青色のエネルギーの大きい光を得るためには非常に広いエネルギーギャップを有するリン光性化合物が必要である。しかし、そのような物質は開発が困難であり、その種類は未だ多くない。
特許文献1には、短波長なりん光を発するりん光性化合物としてイミダゾール誘導体を配位子としたイリジウム錯体が開示されている。
国際公開第2007/029461号公報
青色りん光材料を用いた発光素子の実用化を念頭に置いた場合、性能はもちろんのこと、材料自体のコストも問題となる。特に、白熱電球や蛍光灯など成熟した市場を形成する照明分野においては、コスト的な競争力は非常に重要である。
そこで、本発明では、安価に製造することが可能な、青色りん光を呈する有機金属錯体を用いることで、安価に製造することが可能であり、且つ、青緑色から青色の波長域に高効率な発光を示す発光素子を提供することを課題とする。また、該発光素子を用いた安価な発光装置、電子機器、及び照明装置を提供することを課題とする。
5−アリール−4H−1,2,4−トリアゾ−ル誘導体の1位の窒素が第9族または第10族の金属に配位し、アリール基が第9族または第10族の金属に結合し、5−アリール−4H−1,2,4−トリアゾ−ル誘導体が3−アリール−5,6,7,8−テトラヒドロ−4H−[1,2,4]トリアゾロ[4,3−a]ピリジン類である有機金属錯体を用いた発光素子を提供する。当該有機金属錯体は、りん光を発し、特に、中心金属がイリジウムであり、且つトリス型の当該有機金属錯体は緑色から青色のりん光を呈する。また、配位子の原料価格が安価であり、合成も容易であることから、コスト的にも優れている。
このため、上記有機金属錯体を一対の電極間に有する発光素子は、電圧を印加することにより、青色の波長域に効率の高い発光を示し、且つ安価に作製することができる。
このような有機金属錯体は、下記一般式(G1)のような構造を有する。
一般式(G1)において、Arは、置換又は無置換のフェニレン基もしくはナフチレン基を表す。また、R乃至Rはそれぞれ独立に、水素又は炭素数1乃至炭素数4のアルキル基を表す。
当該有機金属錯体は、一次イオンとしてBi ++を用い、当該一次イオンの照射量1.0×1012ions/cm以下の条件においてToF−SIMS分析(飛行時間二次イオン質量分析:Time−of−flight secondary ion mass Spectrometry)を行った際、少なくとも、質量と電荷数の比(m/z)=41付近及びm/z=55付近にシグナルが表れる。
したがって、本発明の一態様は、一対の電極間に有機化合物を含む層を有する発光素子において、発光素子は青緑から青色の発光を呈し、有機化合物を含む層はイリジウムを含み、有機化合物を含む層を一次イオンとしてBi ++を用い、当該一次イオンの照射量1.0×1012ions/cm以下の条件においてToF−SIMS分析を行った際、少なくとも有機化合物を含む層内のある深さにおいてm/z=41付近及びm/z=55付近にシグナルが表れる部分が存在する発光素子である。
また、上記(G1)で表される有機金属錯体は、R乃至Rがすべて水素であることが、原料の調達が容易であり、より安価に合成できるために好ましい。当該有機金属錯体の構造を下記一般式(G2)に示す。
また、当該有機金属錯体に対しToF−SIMS分析を行った際、m/z=200乃至400の間に長鎖アルキル骨格(本発明においてはテトラヒドロピリジン骨格に相当)及び4H−トリアゾール骨格由来のm/z=12乃至14の間隔で繰り返されるシグナルが少なくとも10以上存在する。また、これらのシグナルは、同様の強度で現れる。
すなわち、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、さらにm/z=250乃至500の間にm/z=12乃至14の間隔で互いに同様な強度を有するシグナルが少なくとも10以上表れている発光素子である。
また、上記(G1)で表される有機金属錯体は、Arが無置換のフェニル基であることが、原料の調達が容易であり、より安価に合成できるために好ましい。当該有機金属錯体の構造を下記構造式(100)に示す。
当該有機金属錯体は、上記と同様の条件でToF−SIMS分析を行うと、m/z=41付近、及びm/z=55付近のシグナルの他に、m/z=104付近及びm/z=200付近に配位子のシグナルが表れる。
すなわち、本発明の他の一態様は、一対の電極間に有機化合物を含む層を有する発光素子において、発光素子は青緑から青色の発光を呈し、有機化合物を含む層はイリジウムを含み、有機化合物を含む層を一次イオンとしてBi ++を用い、当該一次イオンの照射量1.0×1012ions/cm以下の条件においてToF−SIMS分析を行った際、少なくとも有機化合物を含む層内のある深さにおいてm/z=41付近、m/z=55付近、m/z=104付近及びm/z=200付近にシグナルが表れる部分が存在する発光素子である。
また、上記構造式(100)で表される有機金属錯体は、上記と同様の条件におけるToF−SIMS分析において、m/z=589付近に大きなシグナルが観測される。
すなわち、本発明の他の一態様は、一対の電極間に有機化合物を含む層を有する発光素子において、発光素子は青色の発光を呈し、有機化合物を含む層はイリジウムを含み、有機化合物を含む層を一次イオンとしてBi ++を用い、当該一次イオンの照射量1.0×1012ions/cm以下の条件において有機化合物を含む層に対しToF−SIMS分析を行った際、少なくとも有機化合物を含む層内のある深さにおいてm/z=589付近にシグナルが表れる部分が存在する発光素子である。
また、本発明の他の一態様は、一対の電極間に有機化合物を含む層を有する発光素子において、発光素子は青色の発光を呈し、有機化合物を含む層はイリジウムを含み、有機化合物を含む層を一次イオンとしてBi ++を用い、当該一次イオンの照射量1.0×1012ions/cm以下の条件においてToF−SIMS分析を行った際、少なくとも有機化合物を含む層内のある深さにおいてm/z=200付近及びm/z=589付近にシグナルが表れる部分が存在する発光素子である。
また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、さらにm/z=41付近、m/z=55付近及びm/z=104付近にシグナルが表れる発光素子である。
また、上記構造式(100)で表される有機金属錯体に対しToF−SIMS分析を行った際、m/z=250乃至380の間に長鎖アルキル骨格(本発明においてはテトラヒドロピリジン骨格に相当)及び4H−トリアゾール骨格由来のm/z=12乃至14の間隔で繰り返されるシグナルが少なくとも10以上存在する。また、これらのシグナルは、同様の強度で現れる。
すなわち、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、さらにm/z=250乃至380の間に、m/z=12乃至14の間隔で、類似の形状のシグナルが少なくとも10以上表れている発光素子である。
また、上記構造式(100)で表される有機金属錯体は、上記と同様の条件でToF−SIMS分析を行うと、m/z=388付近に、イリジウムに配位子がひとつ配位した錯体のシグナルがあらわれることが分かっている。
すなわち、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、さらにm/z=388付近にシグナルが表れる発光素子である。
また、上記構造式(100)で表される有機金属錯体は、上記と同様の条件においてToF−SIMS分析を行うと、m/z=787付近にプレカーサーイオン由来のシグナルが表されることが分かっている。
すなわち、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、さらにm/z=787付近にシグナルが表れる発光素子である。
また、上記ToF−SIMS分析における一次イオン照射量は8×1010ions/cm以上1.0×1012ions/cm以下であることが好ましい。
また、上記発光素子を用いた発光装置、電子機器、及び照明装置も本発明の範疇に含めるものとする。なお、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイスもしくは光源を含む。また、パネルにコネクター、例えばFPC(Flexible Printed Circuit)又はTCP(Tape Carrier Package)が取り付けられたモジュール、TCPの先にプリント配線板が設けられたモジュール、又は発光素子に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。
また、本発明の一態様では、安価に製造することが可能であり、且つ、青緑色から青色の波長域に高効率な発光を示す発光素子を提供することができる。また、該発光素子を用いた安価な発光装置、電子機器、及び照明装置を提供することができる。
本発明の一態様の発光素子について説明する図。 本発明の一態様の発光素子について説明する図。 本発明の一態様の発光素子について説明する図。 本発明の一態様の発光素子について説明する図。 アクティブマトリクス型の発光装置を説明する図。 電子機器について説明する図。 照明装置について説明する図。 本発明の一態様に係る車載表示装置の一例を示す図。 構造式(100)に示す有機金属錯体[Ir(ptzpytH)]のH NMRチャート。 構造式(100)に示す有機金属錯体[Ir(ptzpytH)]のジクロロメタン溶液における紫外・可視吸収スペクトル及び発光スペクトル。 構造式(100)に示す有機金属錯体[Ir(ptzpytH)]のToF−SIMS分析結果。 構造式(100)に示す有機金属錯体[Ir(ptzpytH)]のLC−MS分析結果。 実施例1で作製した発光素子の電流密度−輝度特性。 実施例1で作製した発光素子の電圧−輝度特性。 実施例1で作製した発光素子の輝度−電流効率特性。 実施例1で作製した発光素子の電圧−電流特性。 実施例1で作製した発光素子の発光スペクトル。 本発明の一態様の発光装置を説明する図。 本発明の一態様の発光装置を説明する図。 本発明の一態様の照明装置を説明する図。 本発明の一態様のタッチセンサを説明する図。 本発明の一態様のタッチセンサを説明する回路図。 本発明の一態様のタッチセンサを説明する断面図。 本発明の一態様の発光装置を用いたモジュールを説明する図。 本発明の一態様の発光素子を説明する図。
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
また、本明細書中のToF−SIMSやLC−MSの測定結果における測定値(質量電荷比;m/z)を表す場合に用いられる「付近」という記載は、水素イオンの存在の有無や同位体の存在による測定値の変化を許容することを示している。
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子について説明する。
本実施の形態における発光素子は、5−アリール−4H−1,2,4−トリアゾ−ル誘導体を配位子とする有機金属錯体を含む発光素子である。この有機金属錯体における中心金属は第9族または第10族の金属であることで、りん光発光が実現する。特に、当該中心金属がイリジウムである有機金属錯体は、りん光量子収率が良好であるため好ましい構成である。なお、トリス型の有機金属錯体であることが、より短波長のりん光を得やすく、良好な発光効率を有する発光素子を得ることができるため好ましい構成である。
また、当該有機金属錯体の配位子である5−アリール−4H−1,2,4−トリアゾ−ル誘導体は3−アリール−5,6,7,8−テトラヒドロ−4H−[1,2,4]トリアゾロ[4,3−a]ピリジン類であるとする。当該5−アリール−4H−1,2,4−トリアゾ−ル誘導体は合成のステップ数が少なく、合成が容易であるため、コスト的に有利となる。また、錯形成反応が比較的進行しやすいため、収率的にも有利であり、よりコスト削減につながる。
以上の構成を有する有機金属錯体は、青緑から青色のりん光を発し、且つ安価に製造することができることから、コスト的に有利な有機金属錯体である。そのため、当該有機金属錯体を用いた発光素子は、発光効率が良好で、安価に作製が可能な発光素子とすることができる。
上述の有機金属錯体は、下記一般式(G1)のような構造を有する。
ただし、一般式(G1)において、Arは、置換又は無置換のフェニレン基もしくはナフチレン基を表す。Arが置換基を有する場合、当該置換基としては、炭素数1乃至4のアルキル基、炭素数1乃至4のアルコキシ基、炭素数1乃至4のアルキルチオ基、炭素数1乃至4のハロアルキル基、ハロゲノ基及びフェニル基などを挙げることができる。より具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、sec−ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、プロピルスルフィニル基、イソプロピルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、イソブチルスルフィニル基、sec−ブチルスルフィニル基、tert−ブチルスルフィニル基、フルオロ基、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、クロロ基、クロロメチル基、ジクロロメチル基、トリクロロメチル基、ブロモメチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロピル基などを適用することができる。
また、R乃至Rはそれぞれ独立に、水素又は炭素数1乃至炭素数4のアルキル基を表す。なお、向かい合う炭素に結合するR同士が結合して環を形成しても良い。
以上のような有機金属錯体は、一次イオンとしてBi ++を用い、当該イオンの照射量1.0×1012ions/cm以下の条件においてToF−SIMS分析を行った際、少なくともm/z=41付近、m/z=55付近にシグナルが表れる。当該シグナルは、配位子における4H−トリアゾール骨格由来のシグナルであり、1H−トリアゾール骨格の配位子からは出現し難いシグナルである。なお、m/z=41付近のシグナルは、トリアゾール環に由来するC−N−N構造、m/z=55付近のシグナルは、同じくトリアゾール環に由来するN−C−N−N構造に由来するものと推定される。なお、イオン照射条件としてイオンの照射量は8×1010ions/cm以上1.0×1012ions/cm以下であることが好ましい。
また、一般式(G1)において、R乃至Rがすべて水素である有機金属錯体を用いた発光素子は、当該有機金属錯体の原料の入手が容易であり、また、当該原料の価格もより安価であることから、さらにコスト的に優れた発光素子とすることができる。このような有機金属錯体は、下記一般式(G2)で表される。
当該有機金属錯体は、上記条件と同じ条件でToF−SIMS分析を行うと、m/z=250乃至500の間に長鎖アルキル骨格(本発明においてはテトラヒドロピリジン骨格に相当)及び4H−トリアゾール骨格由来のm/z=12乃至14の間隔で繰り返されるシグナルが少なくとも10以上存在する。また、これらのシグナルは、ほぼ同様の強度で現れる。なお、ほぼ同様の強度とは、当該シグナルのうち、同位体ピークを除いたメインのピークの強度が、当該一群のシグナルのうち、最も強度の大きいピークを100とした場合、他のシグナルが50以上であることをいう。言い換えると、長鎖アルキル骨格(本発明においてはテトラヒドロピリジン骨格に相当)及び4H−トリアゾール骨格由来のシグナルは、m/z=250乃至500の間にm/z=12乃至14の間隔で10以上出現し、当該メインのピーク同士の相対的な強度は50以上200以下であるものとする。なお、当該シグナル群の出現する範囲は、Arの種類や、Arの置換基の有無及び種類によって変化する。
また、上記一般式(G2)で表される有機金属錯体のうち、Arが無置換のフェニル基である有機金属錯体を用いた発光素子は、当該有機金属錯体の原料の入手が容易であり、また、当該原料の価格もより安価であることから、さらにコスト的に優れた発光素子とすることができる。このような有機金属錯体は、下記構造式(100)で表すことができる。
当該有機金属錯体は、上記と同様の条件でToF−SIMS分析を行うと、m/z=41付近、及びm/z=55付近のシグナルの他に、m/z=104付近及びm/z=200付近にシグナルが表れる。このうち、m/z=200付近のシグナルは、配位子である3−フェニル−5,6,7,8−テトラヒドロ−4H−1,2,4−トリアゾロ[4,3−a]ピリジンにプロトンが着いたイオン由来のシグナルであると推定される。また、m/z=104付近のシグナルは配位子である3−フェニル−5,6,7,8−テトラヒドロ−4H−1,2,4−トリアゾロ[4,3−a]ピリジンがさらに破壊されて生じた部分骨格由来のシグナルであり、フェニル基に−C=N基が着いた、Ph−C=N構造に由来するシグナルと推定される。これは、3−フェニル−5,6,7,8−テトラヒドロ−4H−1,2,4−トリアゾロ[4,3−a]ピリジンにおけるフェニル基と、当該フェニル基が結合したトリアゾール骨格由来の炭素、及び当該炭素に結合したトリアゾール骨格由来の窒素から構成されていると推定される。
また、上記構造式(100)で表される有機金属錯体は、上記と同様の条件でToF−SIMS分析を行うと、m/z=589付近に最も大きなシグナルが表れる。これは、上記条件による測定では最も大きな強度で現れるシグナルであり、イリジウムに配位子が2つ配位したプロダクトイオン由来の、上記構造式(100)で表される有機金属錯体の特徴的なシグナルである。
また、上記構造式(100)で表される有機金属錯体は、上記一般式(G1)又は一般式(G2)で表される有機金属錯体の測定結果として説明した、m/z=41付近、m/z=55付近に現れるシグナルや、m/z=250乃至500の間に現れるm/z=12乃至14の間隔で繰り返される10以上のシグナルも当該測定結果に表れる。
なお、m/z=250乃至500の間に現れるm/z=12乃至14の間隔で繰り返される10以上のシグナルは、上記構造式(100)で表される有機金属錯体の場合は、m/z=250乃至380の間に現れる。
また、上記構造式(100)で表される有機金属錯体は、上記と同様の条件でToF−SIMS分析を行った際、m/z=388付近、m/z=787付近にシグナルが表れる。m/z=388付近のシグナルは、イリジウムに配位子である3−フェニル−5,6,7,8−テトラヒドロ−4H−1,2,4−トリアゾロ[4,3−a]ピリジンが一つ配位した骨格に由来するシグナルである。また、m/z=787付近のシグナルは、上記構造式(100)で表される有機金属錯体由来のシグナルである。
続いて、本実施の形態における発光素子に用いられる有機金属錯体の合成方法の一例について説明する。
<一般式(G0)で表される5−アリール−4H−1,2,4−トリアゾール誘導体の合成法>
まず、下記一般式(G0)で表される5−アリール−4H−1,2,4−トリアゾール誘導体の合成法の一例について説明する。
一般式(G0)において、Arは、置換又は無置換のフェニレン基もしくはナフチレン基を表す。Arが置換基を有する場合、当該置換基としては、炭素数1乃至4のアルキル基、炭素数1乃至4のアルコキシ基、炭素数1乃至4のアルキルチオ基、炭素数1乃至4のハロアルキル基、ハロゲノ基及びフェニル基などを挙げることができる。
下記一般式(G0)で表される5−アリール−4H−1,2,4−トリアゾール誘導体は、例えば、下記スキーム(a)に示すように、アリールヒドラジド(A1)とO−メチルバレロラクタム誘導体(A2)を反応させることにより得られる。
上記式中(A1)において、Arは、置換又は無置換のフェニレン基もしくはナフチレン基を表す。
なお、上述の化合物(A1)、(A2)は、様々な種類が市販されているか、または容易に合成が可能である。
<一般式(G1)で表される本発明の一態様の有機金属錯体の合成方法>
一般式(G1)で表される本発明の一態様である有機金属錯体は、下記合成スキーム(b)により合成することができる。すなわち、一般式(G0)で表される5−アリール−4H−1,2,4−トリアゾール誘導体と、ハロゲンを含むイリジウム化合物(塩化イリジウム、臭化イリジウム、ヨウ化イリジウムなど)、またはイリジウムの有機金属錯体化合物(アセチルアセトナト錯体、ジエチルスルフィド錯体等)とを混合した後、加熱することにより、一般式(G1)で表される構造を有する有機金属錯体を得ることができる。また、この加熱プロセスは、一般式(G0)で表される5−アリール−4H−1,2,4−トリアゾール誘導体と、ハロゲンを含むイリジウム化合物、またはイリジウムの有機金属錯体化合物とをアルコール系溶媒(グリセロール、エチレングリコール、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール等)に溶解した後に行ってもよい。加熱手段として特に限定はなく、オイルバス、サンドバス、又はアルミブロックを用いてもよい。また、マイクロ波を加熱手段として用いることも可能である。
スキーム(b)において、Arは、置換又は無置換のフェニレン基もしくはナフチレン基を表す。Arが置換基を有する場合、当該置換基としては、炭素数1乃至4のアルキル基、炭素数1乃至4のアルコキシ基、炭素数1乃至4のアルキルチオ基、炭素数1乃至4のハロアルキル基、ハロゲン及びフェニル基などを挙げることができる。また、R乃至Rは、それぞれ独立に水素又は炭素数1乃至炭素数4のアルキル基を表す。
上記一般式(G1)で表される構造を有する有機金属錯体の具体例としては、構造式(100)から(124)で表される有機金属錯体が挙げられる。ただし、本発明はこれらの構造式で表される有機金属錯体のみに限定されるものではない。なお、構造式(121)乃至(124)は配位子中に橋架け構造を有している有機金属錯体の例である。
上記構造式(100)から(124)で表される有機金属錯体には、配位子の種類によっては立体異性体が存在しうるが、上記一般式(G1)で表される有機金属錯体にはこれらの異性体も全て含まれる。
以上に示す有機金属錯体は、青色のりん光を発光することが可能な有機金属錯体である。また、安価に製造することができる有機金属錯体である。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。
続いて、本発明の一態様である発光素子の構成の一例について図1を用いて説明する。
本実施の形態に示す発光素子は、図1に示すように一対の電極(第1の電極101と第2の電極103)間に発光層113を含むEL層102が挟まれており、EL層102は、発光層113の他に、正孔(または、ホール)注入層111、正孔(または、ホール)輸送層112、電子輸送層114、電子注入層115、電荷発生層116などを含んで形成される。
なお、本実施の形態において、第1の電極101は、陽極として機能する電極であり、第2の電極103は陰極として機能する電極である。なお、第1の電極101と第2の電極103の少なくとも一方を透光性を有するように形成することによってEL層102からの光を外部に取り出して用いることができる。
このような発光素子に対して電圧を印加することにより、第1の電極101側から注入された正孔と第2の電極103側から注入された電子とが、発光層113において再結合し、有機金属錯体を励起状態にする。そして、励起状態の有機金属錯体が基底状態に戻る際に発光する。このように、本発明の一態様において有機金属錯体は、発光素子における発光物質として機能する。
なお、EL層102における正孔注入層111は、正孔注入性を有する物質を含む層、又は正孔輸送性を有する物質と当該物質にアクセプター性を示す物質を含む複合材料を含む層である。正孔注入層が複合材料を含む層である場合には、正孔輸送性を有する物質からアクセプター性を示す物質によって電子が引き抜かれることにより正孔(ホール)が発生する。これにより容易に、正孔注入層111から正孔輸送層112を介して発光層113に正孔が注入される。
また、電荷発生層116は、上記複合材料を含む層により構成することができる。アクセプター性を示す物質によって正孔輸送性を有する物質から電子が引き抜かれるため、引き抜かれた電子が、電子注入性を有する電子注入層115から電子輸送層114を介して発光層113に注入される。なお、電荷発生層の構成は上記に限らず、他の公知の構成を用いることができる。
以下に本実施の形態に示す発光素子を作製する上での具体例について説明する。
第1の電極101および第2の電極103には、金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。
陽極である第1の電極101を形成する物質としては、仕事関数の大きい(具体的には4.0eV以上)金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛(Indium Zinc Oxide)、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム(IWZO)等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタにより成膜される。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛は、酸化インジウムに対し1から20wt%の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム(IWZO)は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを0.5から5wt%、酸化亜鉛を0.1から1wt%含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。なお、スパッタリング法を用いず、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。この他、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、または金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)等が挙げられる。また、グラフェンも用いることができる。
陰極を形成する物質としては、仕事関数の小さい(具体的には3.8eV以下)金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。このような陰極材料の具体例としては、リチウム(Li)やセシウム(Cs)、およびマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)等の元素周期表の第1族または第2族に属する元素、およびこれらを含む合金(MgAg、AlLi)、ユウロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。この他、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、または希土類金属化合物(例えば、フッ化リチウム(LiF)、酸化リチウム(LiOx)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF)、フッ化エルビウム(ErF)など)の膜と積層することによって、仕事関数の大小に関わらず、Al、Ag、ITO、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を陰極として用いることができる。これら導電性材料は、スパッタリング法やインクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することが可能である。
正孔注入層111は、陽極に接して設けられ、正孔注入性を有する物質を含む層である。モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン(略称:HPc)や銅フタロシアニン(CuPC)等のフタロシアニン系の化合物、4,4’−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DPAB)、N,N’−ビス{4−[ビス(3−メチルフェニル)アミノ]フェニル}−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(略称:DNTPD)等の芳香族アミン化合物、或いはポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)(PEDOT/PSS)等の高分子等によっても正孔注入層111を形成することができる。
また、正孔注入層111として、正孔輸送性を有する物質に当該正孔輸送性を有する物質に対してアクセプター性を示す物質を含有させた複合材料を用いることもできる。なお、正孔輸送性を有する物質にアクセプター性物質を含有させた複合材料を陽極に接して形成することにより、仕事関数に依らず陽極を形成する材料を選ぶことができる。つまり、陽極を構成する材料として仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事関数の小さい材料も用いることができる。アクセプター性を示す物質としては、用いる正孔輸送性を有する物質によっても異なるが、7,7,8,8−テトラシアノ−2,3,5,6−テトラフルオロキノジメタン(略称:F−TCNQ)、クロラニル等を挙げることができる。また、遷移金属酸化物も適用することができる。また元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物を用いることもできる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
複合材料に用いる正孔輸送性を有する物質としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)など、種々の化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる有機化合物としては、正孔輸送性の高い有機化合物であることが好ましい。具体的には、10−6cm/Vs以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。以下では、複合材料に用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。
例えば、芳香族アミン化合物としては、N,N’−ジ(p−トリル)−N,N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミン(略称:DTDPPA)、4,4’−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DPAB)、N,N’−ビス{4−[ビス(3−メチルフェニル)アミノ]フェニル}−N,N’−ジフェニル−(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジアミン(略称:DNTPD)、1,3,5−トリス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ベンゼン(略称:DPA3B)等を挙げることができる。
複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、具体的には、3−[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA1)、3,6−ビス[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA2)、3−[N−(1−ナフチル)−N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)アミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCN1)等を挙げることができる。
また、複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、他に、4,4’−ビス(N−カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)、1,3,5−トリス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]ベンゼン(略称:TCPB)、9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPA)、1,4−ビス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]−2,3,5,6−テトラフェニルベンゼン等を用いることができる。
また、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素としては、例えば、2−tert−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−BuDNA)、2−tert−ブチル−9,10−ジ(1−ナフチル)アントラセン、9,10−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)アントラセン(略称:DPPA)、2−tert−ブチル−9,10−ビス(4−フェニルフェニル)アントラセン(略称:t−BuDBA)、9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPAnth)、2−tert−ブチルアントラセン(略称:t−BuAnth)、9,10−ビス(4−メチル−1−ナフチル)アントラセン(略称:DMNA)、2−tert−ブチル−9,10−ビス[2−(1−ナフチル)フェニル]アントラセン、9,10−ビス[2−(1−ナフチル)フェニル]アントラセン、2,3,6,7−テトラメチル−9,10−ジ(1−ナフチル)アントラセン、2,3,6,7−テトラメチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン、9,9’−ビアントリル、10,10’−ジフェニル−9,9’−ビアントリル、10,10’−ビス(2−フェニルフェニル)−9,9’−ビアントリル、10,10’−ビス[(2,3,4,5,6−ペンタフェニル)フェニル]−9,9’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、2,5,8,11−テトラ(tert−ブチル)ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。このように、1×10−6cm/Vs以上の正孔移動度を有し、炭素数14乃至42である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。
複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、4,4’−ビス(2,2−ジフェニルビニル)ビフェニル(略称:DPVBi)、9,10−ビス[4−(2,2−ジフェニルビニル)フェニル]アントラセン(略称:DPVPA)等が挙げられる。
また、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(略称:PVK)やポリ(4−ビニルトリフェニルアミン)(略称:PVTPA)、ポリ[N−(4−{N’−[4−(4−ジフェニルアミノ)フェニル]フェニル−N’−フェニルアミノ}フェニル)メタクリルアミド](略称:PTPDMA)、ポリ[N,N’−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N’−ビス(フェニル)ベンジジン](略称:Poly−TPD)等の高分子化合物を用いることもできる。
なお、このような複合材料からなる層は、その膜厚が厚くても薄くても駆動電圧の変化がほとんど無いことから、発光層113から発する光の取り出し効率や指向性などを制御するための光学設計を行う際に非常に好適に用いることができる。
正孔輸送層112は正孔輸送性を有する物質を用いて形成する。正孔輸送性を有する物質としては、例えば、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB)やN,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4’’−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:MTDATA)、4,4’−ビス[N−(スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−イル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BSPB)、4−フェニル−4’−(9−フェニルフルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:BPAFLP)などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に10−6cm/Vs以上の正孔移動度を有する物質である。また、上述の複合材料における正孔輸送性を有する物質として挙げた有機化合物も正孔輸送層112に用いることができる。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、正孔輸送性を有する物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
また、正孔輸送層112として、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(略称:PVK)やポリ(4−ビニルトリフェニルアミン)(略称:PVTPA)等の高分子化合物を用いることもできる。
発光層113は、上記一般式(G1)で表される有機金属錯体を含む層である。濃度消光などの不都合を防ぐために、適当なホスト材料中に、当該有機金属錯体を分散させて用いることが好ましい。ホスト材料としては、この有機金属錯体よりも三重項励起エネルギーの大きい物質を用いることが好ましい。
上記有機金属錯体を分散状態にするために用いる物質(すなわちホスト材料)としては、例えば、トリ{4−[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニル]アミノ}フェニルアミン(略称:MTDATA)のようなアリールアミン骨格を有する化合物の他、CBP、1,3−ビス(N−カルバゾリル)ベンゼン(略称:mCP)、4,4’−ビス(カルバゾール−9−イル)−2,2’−ジメチルビフェニル(略称:CDBP)、4,4’,4’’−トリス(N−カルバゾリル)トリフェニルアミン(略称:TCTA)等のカルバゾール誘導体や、含窒素複素環化合物、チオフェン誘導体、フラン誘導体、亜鉛、アルミニウム等の金属錯体が好ましい。また、PVK、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリ(スピロフルオレン)誘導体のような高分子化合物やデンドリマーを用いることもできる。
なお、発光層113において、上述した有機金属錯体(ゲスト材料)とホスト材料とを含んで形成することにより、発光層113からは、発光効率の高い緑から青色のりん光発光を得ることができる。
電子輸送層114は、電子輸送性を有する物質を含む層である。電子輸送層114には、Alq、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Almq)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(略称:BeBq)、BAlq、Zn(BOX)、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))などの金属錯体を用いることができる。また、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)、1,3−ビス[5−(p−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、3−(4’−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−5−(4’’−ビフェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−(4−エチルフェニル)−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(略称:p−EtTAZ)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)、4,4’−ビス(5−メチルベンゾオキサゾール−2−イル)スチルベン(略称:BzOs)などの複素芳香族化合物も用いることができる。また、ポリ(2,5−ピリジンジイル)(略称:PPy)、ポリ[(9,9−ジヘキシルフルオレン−2,7−ジイル)−co−(ピリジン−3,5−ジイル)](略称:PF−Py)、ポリ[(9,9−ジオクチルフルオレン−2,7−ジイル)−co−(2,2’−ビピリジン−6,6’−ジイル)](略称:PF−BPy)のような高分子化合物を用いることもできる。ここに述べた物質は、主に10−6cm/Vs以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いてもよい。
また、電子輸送層114は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
電子注入層115は、電子注入性を有する物質を含む層である。電子注入層115には、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF)、リチウム酸化物(LiOx)等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。また、フッ化エルビウム(ErF)のような希土類金属化合物を用いることができる。また、上述した電子輸送層114を構成する物質を用いることもできる。
あるいは、電子注入層115に、有機化合物と電子供与体(ドナー)とを混合してなる複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体によって有機化合物に電子が発生するため、電子注入性および電子輸送性に優れている。この場合、有機化合物としては、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、例えば上述した電子輸送層114を構成する物質(金属錯体や複素芳香族化合物等)を用いることができる。電子供与体としては、有機化合物に対し電子供与性を示す物質であればよい。具体的には、アルカリ金属やアルカリ土類金属や希土類金属が好ましく、リチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、アルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いることもできる。また、テトラチアフルバレン(略称:TTF)等の有機化合物を用いることもできる。
なお、上述した正孔注入層111、正孔輸送層112、発光層113、電子輸送層114、電子注入層115、電荷発生層116は、それぞれ、蒸着法(真空蒸着法を含む)、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
上述した発光素子は、第1の電極101および第2の電極103との間に生じた電位差により電流が流れ、EL層102において正孔と電子とが再結合することにより発光する。そして、この発光は、第1の電極101および第2の電極103のいずれか一方または両方を通って外部に取り出される。従って、第1の電極101および第2の電極103のいずれか一方、または両方が透光性を有する電極となる。
以上により説明した発光素子は、有機金属錯体に基づくりん光発光が得られることから、蛍光性化合物を用いた発光素子に比べて、高効率な発光素子を実現することができる。
なお、本実施の形態で示した発光素子は、本発明の一態様である有機金属錯体を適用して作製される発光素子の一例である。また、上記発光素子を備えた発光装置の構成としては、パッシブマトリクス型の発光装置やアクティブマトリクス型の発光装置の他、別の実施の形態で説明する上記とは別の構造を有する発光素子を備えたマイクロキャビティー構造の発光装置などを作製することができ、これらは、いずれも本発明に含まれるものとする。
なお、アクティブマトリクス型の発光装置の場合において、TFTの構造は、特に限定されない。例えば、スタガ型や逆スタガ型のTFTを適宜用いることができる。また、TFT基板に形成される駆動用回路についても、N型およびP型のTFTからなるものでもよいし、N型のTFTまたはP型のTFTのいずれか一方のみからなるものであってもよい。さらに、TFTに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定されない。例えば、非晶質半導体膜、結晶性半導体膜、その他、酸化物半導体膜等を用いることができる。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができるものとする。
(実施の形態2)
本実施の形態では、本発明の一態様として、実施の形態1で一般式(G1)として提示したりん光性有機金属イリジウム錯体に加え、他の2種類以上の有機化合物を発光層に用いた発光素子について説明する。
本実施の形態に示す発光素子は、図2に示すように一対の電極(第1の電極201、及び第2の電極202)間にEL層203を有する構造である。なお、EL層203には、少なくとも発光層204を有し、その他、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層などが含まれていても良い。なお、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層は、それぞれ、実施の形態1に示した正孔注入層111、正孔輸送層112、電子輸送層114、電子注入層115、及び電荷発生層116と同様に構成される。
なお、本実施の形態において、第1の電極201は、陽極として機能する電極であり、第2の電極202は陰極として機能する電極である。なお、第1の電極201および第2の電極202は、実施の形態2に示した第1の電極101、及び第2の電極103と同様な構成を用いることができる。
また、本実施の形態に示す発光層204には、実施の形態1に示した有機金属錯体を用いたりん光性化合物205、第1の有機化合物206、および第2の有機化合物207が含まれている。なお、りん光性化合物205は、発光層204におけるゲスト材料である。また、第1の有機化合物206、および第2の有機化合物207のうち発光層204に含まれる割合の多い方を発光層204におけるホスト材料とする。
発光層204において、上記ゲスト材料をホスト材料に分散させた構成とすることにより、発光層の結晶化を抑制することができる。また、ゲスト材料の濃度が高いことによる濃度消光を抑制し、発光素子の発光効率を高くすることができる。
第1の有機化合物206及び第2の有機化合物207、それぞれの三重項励起エネルギー準位(T1準位)は、りん光性化合物205のT1準位よりも高いことが好ましい。第1の有機化合物206や第2の有機化合物207のT1準位がりん光性化合物205のT1準位よりも低いと、発光に寄与するりん光性化合物205の三重項励起エネルギーが第1の有機化合物206や第2の有機化合物207に移動してしまい、発光効率の低下を招くためである。
ここで、ホスト材料の発光スペクトル(蛍光スペクトル、りん光スペクトル)とゲスト材料の吸収スペクトル(より詳細には、最も長波長(低エネルギー)側の吸収帯におけるスペクトル)はその重なりが大きくなることが好ましい。
しかしながら通常、ホスト材料の蛍光スペクトルを、ゲスト材料の最も長波長(低エネルギー)側の吸収帯における吸収スペクトルと重ねることは困難である。なぜならば、蛍光発光は、りん光発光より高いエネルギー準位からの発光であるため、蛍光スペクトルがゲスト材料の最も長波長側の吸収スペクトルに近接するような波長にあるホスト材料のT1準位は、ゲスト材料のT1準位を下回ってしまうからである。
そこで本実施の形態においては、第1の有機化合物206、および第2の有機化合物207は、励起錯体(エキサイプレックスとも言う)を形成する組み合わせであることとする。この場合、発光層204におけるキャリア(電子及びホール)の再結合の際に、第1の有機化合物206と第2の有機化合物207は、電子及び正孔の再結合によってエネルギーを得ると、励起錯体を形成する。励起錯体からの蛍光発光は、第1の有機化合物206単体、及び第2の有機化合物207単体の蛍光スペクトルより長波長側にスペクトルを有する発光となる。これにより、第1の有機化合物及び第2の有機化合物のT1準位をゲスト材料のT1準位より高く保ったまま、蛍光発光をゲスト材料の長波長側の吸収帯に重ねることができるようになり、一重項励起状態からのエネルギー移動を最大限に高めることができる。
りん光性化合物205としては、実施の形態1で示したりん光性有機金属イリジウム錯体を用いる。また、第1の有機化合物206及び第2の有機化合物207としては、励起錯体を生じる組み合わせであるものとし、電子を受け取りやすい化合物(電子トラップ性化合物)と、ホールを受け取りやすい化合物(正孔トラップ性化合物)とを組み合わせることが好ましい。
電子を受け取りやすい化合物としては、例えば、2−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mDBTPDBq−II)、2−[4−(3,6−ジフェニル−9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2CzPDBq−III)、7−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:7mDBTPDBq−II)、及び、6−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:6mDBTPDBq−II)などが挙げられるが、これに限られない。
ホールを受け取りやすい化合物としては、例えば、4−フェニル−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBA1BP)、3−[N−(1−ナフチル)−N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)アミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCN1)、4,4’,4’’−トリス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:1’−TNATA)、2,7−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]−スピロ−9,9’−ビフルオレン(略称:DPA2SF)、N,N’−ビス(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N,N’−ジフェニルベンゼン−1,3−ジアミン(略称:PCA2B)、N−(9,9−ジメチル−2−ジフェニルアミノ−9H−フルオレン−7−イル)ジフェニルアミン(略称:DPNF)、N,N’,N’’−トリフェニル−N,N’,N’’−トリス(9−フェニルカルバゾール−3−イル)ベンゼン−1,3,5−トリアミン(略称:PCA3B)、2−[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]スピロ−9,9’−ビフルオレン(略称:PCASF)、2−[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]スピロ−9,9’−ビフルオレン(略称:DPASF)、N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニル−9,9−ジメチルフルオレン−2,7−ジアミン(略称:YGA2F)、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、4,4’−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DPAB)、N−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−N−{9,9−ジメチル−2−[N’−フェニル−N’−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)アミノ]−9H−フルオレン−7−イル}フェニルアミン(略称:DFLADFL)、3−[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA1)、3−[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzDPA1)、3,6−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzDPA2)、N,N’−ビス{4−[ビス(3−メチルフェニル)アミノ]フェニル}−N,N’−ジフェニル−(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジアミン(略称:DNTPD)、3,6−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−(1−ナフチル)アミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzTPN2)、3,6−ビス[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA2)などが挙げられるが、これに限られない。
上述した第1の有機化合物206及び第2の有機化合物207は、これらに限定されることなく、励起錯体を形成できる組み合わせであり、励起錯体の発光スペクトルが、りん光性化合物205の吸収スペクトルと重なり、励起錯体の発光スペクトルのピークが、りん光性化合物205の吸収スペクトルのピークよりも長波長であればよい。
なお、電子を受け取りやすい化合物とホールを受け取りやすい化合物で第1の有機化合物206と第2の有機化合物207を構成する場合、その混合比によってキャリアバランスを制御することができ、発光領域の位置の調整などを容易に行うことができるようになる。
本実施の形態で示した発光素子は、励起錯体の発光スペクトルとりん光性化合物の吸収スペクトルとの重なりを利用したエネルギー移動により、エネルギー移動効率を高めることができるため、外部量子効率の高い発光素子を実現することができる。
なお、本発明に含まれる別の構成として、ゲスト材料であるりん光性化合物205と、他の2種類の有機化合物として、正孔トラップ性のホスト分子、および電子トラップ性のホスト分子を用いて発光層204を形成し、2種類のホスト分子中に存在するゲスト分子に正孔と電子を導いて、ゲスト分子を励起状態とする現象(Guest Coupled with Complementary Hosts:GCCH)が得られるように発光層204を形成する構成も可能である。
この時、正孔トラップ性のホスト分子、および電子トラップ性のホスト分子としては、それぞれ、上述した正孔を受け取りやすい化合物、および電子を受け取りやすい化合物を用いることができる。
上記発光素子を備えた発光装置の構成としては、パッシブマトリクス型の発光装置やアクティブマトリクス型の発光装置の他、別の実施の形態で説明する上記とは別の構造を有する発光素子を備えたマイクロキャビティー構造の発光装置などを作製することができ、これらは、いずれも本発明に含まれるものとする。
なお、アクティブマトリクス型の発光装置の場合において、TFTの構造は、特に限定されない。例えば、スタガ型や逆スタガ型のTFTを適宜用いることができる。また、TFT基板に形成される駆動用回路についても、N型およびP型のTFTからなるものでもよいし、N型のTFTまたはP型のTFTのいずれか一方のみからなるものであってもよい。さらに、TFTに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定されない。例えば、非晶質半導体膜、結晶性半導体膜、その他、酸化物半導体膜等を用いることができる。
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができるものとする。
(実施の形態3)
本実施の形態では、本発明の一態様として、電荷発生層を挟んでEL層を複数有する構造の発光素子(以下、タンデム型発光素子という)について説明する。
本実施の形態に示す発光素子は、図3(A)に示すように一対の電極(第1の電極301および第2の電極304)間に、複数のEL層(第1のEL層302(1)、第2のEL層302(2))を有するタンデム型発光素子である。
本実施の形態において、第1の電極301は、陽極として機能する電極であり、第2の電極304は陰極として機能する電極である。なお、第1の電極301および第2の電極304は、実施の形態1に示した第1の電極101、及び第2の電極103と同様な構成を用いることができる。
また、複数のEL層(第1のEL層302(1)、第2のEL層302(2))は、実施の形態1または実施の形態2で示したEL層と同様な構成であっても良いが、いずれかが同様の構成であっても良い。すなわち、第1のEL層302(1)と第2のEL層302(2)は、同じ構成であっても異なる構成であってもよく、その構成は実施の形態1または実施の形態2と同様なものを適用することができる。
また、複数のEL層(第1のEL層302(1)、第2のEL層302(2))の間には、電荷発生層305が設けられている。電荷発生層305は、第1の電極301と第2の電極304に電圧を印加したときに、一方のEL層に電子を注入し、他方のEL層に正孔を注入する機能を有する。例えば、第1の電極301に第2の電極304よりも電位が高くなるように電圧を印加すると、電荷発生層305から第1のEL層302(1)に電子が注入され、第2のEL層302(2)に正孔が注入される。
なお、電荷発生層305は、光の取り出し効率の点から、可視光に対して透光性を有する(具体的には、電荷発生層305に対する可視光の透過率が、40%以上)ことが好ましい。また、電荷発生層305は、第1の電極301や第2の電極304よりも低い導電率であっても機能する。
電荷発生層305は、正孔輸送性を有する有機化合物に電子受容体(アクセプター)が添加された構成(実施の形態1で説明した複合材料)であっても、電子輸送性を有する有機化合物に電子供与体(ドナー)が添加された構成であってもよい。また、これらの両方の構成が積層されていても良い。
正孔輸送性を有する有機化合物に電子受容体が添加された構成とする場合において、正孔輸送性を有する有機化合物としては、例えば、NPBやTPD、TDATA、MTDATA、4,4’−ビス[N−(スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−イル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BSPB)などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に10−6cm/Vs以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い有機化合物であれば、上記以外の物質を用いても構わない。
また、電子受容体としては、7,7,8,8−テトラシアノ−2,3,5,6−テトラフルオロキノジメタン(略称:F4−TCNQ)、クロラニル等を挙げることができる。また、遷移金属酸化物を挙げることができる。また元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
なお、正孔輸送性を有する有機化合物に電子受容体が添加された構成としては、実施の形態1で既に説明した複合材料がそれに当てはまり、同様の構成を用いることができるが、その説明は繰り返しとなるため割愛する。実施の形態1における複合材料の説明を参照されたい。
一方、電子輸送性を有する有機化合物に電子供与体が添加された構成とする場合において、電子輸送性を有する有機化合物としては、例えば、Alq、Almq、BeBq、BAlqなど、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等を用いることができる。また、この他、Zn(BOX)、Zn(BTZ)などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、PBDやOXD−7、TAZ、BPhen、BCPなども用いることができる。ここに述べた物質は、主に10−6cm/Vs以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い有機化合物であれば、上記以外の物質を用いても構わない。
また、電子供与体としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属または希土類金属または元素周期表における第13族に属する金属およびその酸化物、炭酸塩を用いることができる。具体的には、リチウム(Li)、セシウム(Cs)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、イッテルビウム(Yb)、インジウム(In)、酸化リチウム、炭酸セシウムなどを用いることが好ましい。また、テトラチアナフタセンのような有機化合物を電子供与体として用いてもよい。
なお、上述した材料を用いて電荷発生層305を形成することにより、EL層が積層された場合における駆動電圧の上昇を抑制することができる。
図3(A)においては、EL層を2層有する発光素子について説明したが、図3(B)に示すように、n層(ただし、nは、3以上の自然数)のEL層を積層した発光素子についても、同様に適用することが可能である。本実施の形態に係る発光素子のように、一対の電極間に複数のEL層を有する場合、EL層とEL層との間に電荷発生層を配置することで、電流密度の上昇を抑制することができ、高輝度発光が可能であり且つ長寿命な発光素子を実現できる。また、低電圧駆動が可能で消費電力が低い発光装置を実現することができる。
また、それぞれのEL層の発光色を異なるものにすることで、発光素子全体として、所望の色の発光を得ることができる。例えば、2つのEL層を有する発光素子において、第1のEL層の発光色と第2のEL層の発光色を補色の関係になるようにすることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である。なお、補色とは、混合すると無彩色になる色同士の関係をいう。つまり、補色の関係にある色を発光する物質から得られた光と混合すると、白色発光を得ることができる。
また、3つのEL層を有する発光素子の場合でも同様であり、例えば、第1のEL層の発光色が赤色であり、第2のEL層の発光色が緑色であり、第3のEL層の発光色が青色である場合、発光素子全体としては、白色発光を得ることができる。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
(実施の形態4)
本実施の形態では、本発明の一態様であるりん光発光素子を用いた発光装置として、実施の形態1で示した有機金属錯体を用いた発光装置について説明する。
本実施の形態に示す発光装置は、一対の電極間での光の共振効果を利用した微小光共振器(マイクロキャビティー)構造を有しており、図4に示す様に一対の電極(反射電極401及び半透過・半反射電極402)間に少なくともEL層405を有する構造である発光素子を複数、有している。また、EL層405は、少なくとも発光領域となる発光層404を有し、その他、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層などが含まれていても良い。なお、発光層404には、実施の形態1で示した有機金属錯体が含まれている。
本実施の形態では、図4に示すように構造の異なる発光素子(第1の発光素子410R、第2の発光素子410G、第3の発光素子410B)を有した発光装置について説明する。
第1の発光素子410Rは、反射電極401上に第1の透明導電層403aと、EL層405と、半透過・半反射電極402と、が順次積層された構造を有する。また、第2の発光素子410Gは、反射電極401上に第2の透明導電層403bと、EL層405と、半透過・半反射電極402と、が順次積層された構造を有する。また、第3の発光素子410Bは、反射電極401上にEL層405と、半透過・半反射電極402と、が順次積層された構造を有する。
なお、上記発光素子(第1の発光素子410R、第2の発光素子410G、及び第3の発光素子410B)において、反射電極401、EL層405、半透過・半反射電極402は共通である。
また、EL層405は、第1の発光層404Bと、第2の発光層404Gと、第3の発光層404Rと、を含んだ構造である。なお、第1の発光層404Bは、波長λにピークを有する光を発光し、第2の発光層404Gは、波長λにピークを有する光を発光し、第3の発光層404Rは波長λにピークを有する光を発光する。これにより、いずれの発光素子(第1の発光素子410R、第2の発光素子410G、第3の発光素子410B)からも、第1の発光層404B、第2の発光層404G、および第3の発光層404Rからの発光が重ね合わされた光が得られる。なお、波長の長さは、λ<λ<λとなる関係であるとする。
本実施の形態に示す各発光素子は、それぞれ反射電極401と半透過・半反射電極402との間にEL層405を挟んでなる構造を有しており、EL層405に含まれる各発光層から全方向に射出される発光は、微小光共振器(マイクロキャビティー)としての機能を有する反射電極401と半透過・半反射電極402とによって共振される。なお、反射電極401は、反射性を有する導電性材料により形成され、その膜に対する可視光の反射率が40%乃至100%、好ましくは70%乃至100%であり、かつその抵抗率が1×10−2Ωcm以下の膜であるとする。また、半透過・半反射電極402は、反射性および光透過性を有する導電性材料により形成され、その膜に対する可視光の反射率が20%乃至80%、好ましくは40%乃至70%であり、かつその抵抗率が1×10−2Ωcm以下の膜であるとする。
また、本実施の形態では、各発光素子で、第1の発光素子410Rと第2の発光素子410Gにそれぞれ設けられた透明導電層(第1の透明導電層403a、第2の透明導電層403b)の厚みを変えることにより、発光素子毎に反射電極401と半透過・半反射電極402の間の光学的距離を変えている。つまり、各発光素子の各発光層から発光するブロードな光は、反射電極401と半透過・半反射電極402との間において、共振する波長の光を強め、共振しない波長の光を減衰させることができるため、素子毎に反射電極401と半透過・半反射電極402の間の光学的距離を変えることにより、異なる波長の光を強めて取り出すことができる。
なお、光学的距離(光路長ともいう)とは、実際の距離に屈折率をかけたものであり、本実施の形態においては、実膜厚にn(屈折率)をかけたものを表している。すなわち、「光学的距離=実膜厚×n」である。
また、第1の発光素子410Rでは、反射電極401から半透過・半反射電極402までの光学的距離をmλ/2(ただし、mは1以上の自然数)、第2の発光素子410Gでは、反射電極401から半透過・半反射電極402までの光学的距離をmλ/2(ただし、mは1以上の自然数)、第3の発光素子410Bでは、反射電極401から半透過・半反射電極402までの光学的距離をmλ/2(ただし、mは1以上の自然数)としている。
以上より、第1の発光素子410Rからは、主としてEL層405に含まれる第3の発光層404Rで発光した光(λ)が強められて取り出され、第2の発光素子410Gからは、主としてEL層405に含まれる第2の発光層404Gで発光した光(λ)が強められて取り出され、第3の発光素子410Bからは、主としてEL層405に含まれる第1の発光層404Bで発光した光(λ)が強められて取り出される。なお、各発光素子から取り出される光は、半透過・半反射電極402側からそれぞれ射出される。
なお、上記構成において、反射電極401から半透過・半反射電極402までの光学的距離は、厳密には反射電極401における反射領域から半透過・半反射電極402における反射領域までの距離である。しかし、反射電極401や半透過・半反射電極402における反射領域の位置を厳密に決定することは困難であるため、反射電極401と半透過・半反射電極402の任意の位置を反射領域と仮定することで充分に上述の効果を得ることができるものとする。
また、第1の発光素子410Rにおいて、第3の発光層404Rからの発光のうち、反射電極401によって反射されて戻ってきた光(第1の反射光)は、第3の発光層404Rから半透過・半反射電極402に直接入射する光(第1の入射光)と大きな干渉を起こすため、反射電極401と第3の発光層404Rの光学的距離を(2n−1)λ/4(ただし、nは1以上の自然数)に調節することが好ましい。当該光学的距離を調節することにより、第1の反射光と第1の入射光との位相を合わせ、第3の発光層404Rからの発光をより増幅させることができる。
なお、反射電極401と第3の発光層404Rとの光学的距離とは、厳密には反射電極401における反射領域と第3の発光層404Rにおける発光領域との光学的距離ということができる。しかし、反射電極401における反射領域や第3の発光層404Rにおける発光領域の位置を厳密に決定することは困難であるため、反射電極401と第3の発光層404Rの任意の位置を、それぞれ反射領域、発光領域と仮定することで充分に上述の効果を得ることができるものとする。
次に、波長λの発光を呈する第2の発光素子410G、波長λの発光を呈する発光素子410Bに関しても同様に光学的距離を調節することによって、それぞれの発光素子からの発光を増幅させることができる。
なお、上記構成において、いずれの発光素子もEL層に複数の発光層を有する構造を有しているが、本発明はこれに限られることはなく、例えば、実施の形態3で説明したタンデム型発光素子の構成と組み合わせて、一つの発光素子に電荷発生層を挟んで複数のEL層を設け、それぞれのEL層に単数もしくは複数の発光層を形成する構成としてもよい。
本実施の形態で示した発光装置は、マイクロキャビティー構造を有しており、同じEL層を有していても発光素子ごとに異なる波長の光を取り出すことができるためRGBの塗り分けが不要となる。従って、歩留まりの向上や、高精細化に有利である。また、同時にカラーフィルタを用いることによって、より色純度の高い発光を得ることができ、色再現性が良好な発光装置とすることができる。また、特定波長の正面方向の発光強度を強めることが可能となるため、低消費電力化を図ることができる。この構成は、3色以上の画素を用いたカラーディスプレイ(画像表示装置)に適用する場合に、特に有用であるが、照明などの用途に用いても良い。
(実施の形態5)
本実施の形態では、本発明の一態様である有機金属錯体を発光層に用いた発光素子を有する発光装置について説明する。
また、上記発光装置は、パッシブマトリクス型の発光装置でもアクティブマトリクス型の発光装置でもよい。なお、本実施の形態に示す発光装置には、他の実施形態で説明した発光素子を適用することが可能である。
本実施の形態では、アクティブマトリクス型の発光装置について図5を用いて説明する。
なお、図5(A)は発光装置を示す上面図であり、図5(B)は図5(A)を鎖線A−A’で切断した断面図である。本実施の形態に係るアクティブマトリクス型の発光装置は、素子基板501上に設けられた画素部502と、駆動回路部(ソース線駆動回路)503と、駆動回路部(ゲート線駆動回路)504と、を有する。画素部502、駆動回路部503、及び駆動回路部504は、シール材505によって、素子基板501と封止基板506との間に封止されている。
また、素子基板501上には、駆動回路部503、及び駆動回路部504に外部からの信号(例えば、ビデオ信号、クロック信号、スタート信号、又はリセット信号等)や電位を伝達する外部入力端子を接続するための引き回し配線507が設けられる。ここでは、外部入力端子としてFPC(フレキシブルプリントサーキット)508を設ける例を示している。なお、ここではFPCしか図示されていないが、このFPCにはプリント配線基板(PWB)が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにFPCもしくはPWBが取り付けられた状態をも含むものとする。
次に、断面構造について図5(B)を用いて説明する。素子基板501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、ソース線駆動回路である駆動回路部503と、画素部502が示されている。
駆動回路部503はnチャネル型TFT509とpチャネル型TFT510とを組み合わせたCMOS回路が形成される例を示している。なお、駆動回路部を形成する回路は、種々のCMOS回路、PMOS回路もしくはNMOS回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、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駆動回路を形成することもできる。
また、画素部502はスイッチング用TFT511と、電流制御用TFT512と電流制御用TFT512の配線(ソース電極又はドレイン電極)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を用いることにより形成する。
また、上層に積層形成される膜の被覆性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のが好ましい。例えば、絶縁物514の材料としてポジ型の感光性アクリル樹脂を用いた場合、絶縁物514の上端部に曲率半径(0.2μmから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、ネガ型の感光性樹脂、或いはポジ型の感光性樹脂のいずれも使用することができ、有機化合物に限らず無機化合物、例えば、酸化シリコン、酸窒化シリコン等、の両者を使用することができる。
第1の電極513上には、EL層515及び第2の電極516が積層形成されている。EL層515は、少なくとも発光層が設けられており、発光層には、実施の形態1に記載の有機金属錯体が含まれている。また、EL層515には、発光層の他に正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層等を適宜設けることができる。
また、第1の電極513、EL層515及び第2の電極516との積層構造で、発光素子517が形成されている。第1の電極513、EL層515及び第2の電極516に用いる材料としては、実施の形態2に示す材料を用いることができる。また、ここでは図示しないが、第2の電極516は外部入力端子であるFPC508に電気的に接続されている。
なお、本実施の形態において、第1の電極513は、陽極として機能する電極であり、第2の電極516は、陰極として機能する電極である。
また、図5(B)に示す断面図では発光素子517を1つのみ図示しているが、画素部502において、複数の発光素子がマトリクス状に配置されているものとする。画素部502には、3種類(R、G、B)の発光が得られる発光素子をそれぞれ選択的に形成し、フルカラー表示可能な発光装置を形成することができる。また、カラーフィルタと組み合わせることによってフルカラー表示可能な発光装置としてもよい。
さらに、シール材505で封止基板506を素子基板501と貼り合わせることにより、素子基板501、封止基板506、およびシール材505で囲まれた空間518に発光素子517が備えられた構造になっている。なお、空間518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で充填される構成も含むものとする。
なお、シール材505にはエポキシ系樹脂やガラスフリット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、シール材505の外側にさらにシール材を設けて、多重に封止を行うことも好ましい。
また、封止基板506に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、FRP(Fiber−Reinforced Plastics)、PVF(ポリビニルフロライド)、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
以上のようにして、アクティブマトリクス型の発光装置を得ることができる。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成を適宜組み合わせて用いることができる。
(実施の形態6)
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子を適用して作製された発光装置を用いて完成させた様々な電子機器の一例について、図6を用いて説明する。
発光装置を適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置(テレビ、又はテレビジョン受信機ともいう)、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機(携帯電話、携帯電話装置ともいう)、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図6に示す。
図6(A)は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置7100は、筐体7101に表示部7103が組み込まれている。表示部7103により、映像を表示することが可能であり、発光装置を表示部7103に用いることができる。また、ここでは、スタンド7105により筐体7101を支持した構成を示している。
テレビジョン装置7100の操作は、筐体7101が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機7110により行うことができる。リモコン操作機7110が備える操作キー7109により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部7103に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機7110に、当該リモコン操作機7110から出力する情報を表示する表示部7107を設ける構成としてもよい。
なお、テレビジョン装置7100は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線又は無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向(送信者から受信者)又は双方向(送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など)の情報通信を行うことも可能である。
図6(B)はコンピュータであり、本体7201、筐体7202、表示部7203、キーボード7204、外部接続ポート7205、ポインティングデバイス7206等を含む。なお、コンピュータは、発光装置をその表示部7203に用いることにより作製される。
図6(C)は携帯型遊技機であり、筐体7301と筐体7302の2つの筐体で構成されており、連結部7303により、開閉可能に連結されている。筐体7301には表示部7304が組み込まれ、筐体7302には表示部7305が組み込まれている。また、図6(C)に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部7306、記録媒体挿入部7307、LEDランプ7308、入力手段(操作キー7309、接続端子7310、センサ7311(力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの)、マイクロフォン7312)等を備えている。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも表示部7304および表示部7305の両方、又は一方に発光装置を用いていればよく、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。図6(C)に示す携帯型遊技機は、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能や、他の携帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図6(C)に示す携帯型遊技機が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。
図6(D)は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機7400は、筐体7401に組み込まれた表示部7402の他、操作ボタン7403、外部接続ポート7404、スピーカ7405、マイク7406などを備えている。なお、携帯電話機7400は、発光装置を表示部7402に用いることにより作製される。
図6(D)に示す携帯電話機7400は、表示部7402を指などで触れることで、情報を入力することができる。また、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は、表示部7402を指などで触れることにより行うことができる。
表示部7402の画面は主として3つのモードがある。第1は、画像の表示を主とする表示モードであり、第2は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第3は表示モードと入力モードの2つのモードが混合した表示+入力モードである。
例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部7402を文字の入力を主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合、表示部7402の画面のほとんどにキーボード又は番号ボタンを表示させることが好ましい。
また、携帯電話機7400内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、携帯電話機7400の向き(縦か横か)を判断して、表示部7402の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
また、画面モードの切り替えは、表示部7402を触れること、又は筐体7401の操作ボタン7403の操作により行われる。また、表示部7402に表示される画像の種類によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
また、入力モードにおいて、表示部7402の光センサで検出される信号を検知し、表示部7402のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モードから表示モードに切り替えるように制御してもよい。
表示部7402は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部7402に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。また、表示部に近赤外光を発光するバックライト又は近赤外光を発光するセンシング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。
以上のようにして、本発明の一態様である発光装置を適用して電子機器を得ることができる。発光装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
(実施の形態7)
本実施の形態では、本発明の一態様である有機金属錯体を含む発光装置を適用した照明装置の一例について、図7を用いて説明する。
図7は、発光装置を室内の照明装置8001として用いた例である。なお、発光装置は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置を形成することもできる。その他、曲面を有する筐体を用いることで、発光領域が曲面を有する照明装置8002を形成することもできる。本実施の形態で示す発光装置に含まれる発光素子は薄膜状であり、筐体のデザインの自由度が高い。したがって、様々な意匠を凝らした照明装置を形成することができる。さらに、室内の壁面に大型の照明装置8003を備えても良い。
また、発光装置をテーブルの表面に用いることによりテーブルとしての機能を備えた照明装置8004とすることができる。なお、その他の家具の一部に発光装置を用いることにより、家具としての機能を備えた照明装置とすることができる。
以上のように、発光装置を適用した様々な照明装置が得られる。なお、これらの照明装置は本発明の一態様に含まれるものとする。
また、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
(実施の形態8)
本発明の一態様である有機金属錯体を含む発光素子は、自動車のフロントガラスやダッシュボードにも搭載することができる。図8に、本発明の一態様である発光素子を自動車のフロントガラスやダッシュボードに用いる一態様を示す。表示5000乃至表示5005は本発明の一態様である発光素子を用いて設けられた表示である。
表示5000と表示5001は自動車のフロントガラスに設けられた本発明の一態様である発光素子を搭載した表示装置である。本発明の一態様である発光素子は、第1の電極と第2の電極を透光性を有する電極で作製することによって、反対側が透けて見える、いわゆるシースルー状態の表示装置とすることができる。シースルー状態の表示であれば、自動車のフロントガラスに設置したとしても、視界の妨げになることなく設置することができる。なお、駆動のためのトランジスタなどを設ける場合には、有機半導体材料による有機トランジスタや、酸化物半導体を用いたトランジスタなど、透光性を有するトランジスタを用いると良い。
表示5002はピラー部分に設けられた本発明の一態様である発光素子を搭載した表示装置である。表示5002には、車体に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、ピラーで遮られた視界を補完することができる。また、同様に、ダッシュボード部分に設けられた表示5003は車体によって遮られた視界を、自動車の外側に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、死角を補い、安全性を高めることができる。見えない部分を補完するように映像を映すことによって、より自然に違和感なく安全確認を行うことができる。
表示5004や表示5005はナビゲーション情報、スピードメーターやタコメーター、走行距離、給油量、ギア状態、エアコンの設定など、その他様々な情報を提供することができる。表示は使用者の好みに合わせて適宜その表示項目やレイアウトを変更することができる。なお、これら情報は表示5000乃至表示5003にも設けることができる。また、表示5000乃至表示5005は照明装置として用いることも可能である。
本発明の一態様である発光素子は、発光効率の高い発光素子とすることができ、消費電力が小さい発光素子である。また、安価に製造できる発光素子である。このことから、表示5000乃至表示5005大きな画面を数多く設けても、バッテリーに負荷をかけることが少なく、快適に使用することができることから本発明の一態様である発光素子を用いた発光装置または照明装置は、車載用の発光装置又は照明装置として好適に用いることができる。また、安価にそれら発光装置、照明装置を搭載することが可能となる。
(実施の形態9)
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子を用いて作製される発光装置について、図18を用いて説明する。
図18(A)に、本実施の形態で示す発光装置の平面図、および平面図における一点鎖線E−F間の断面図を示す。
図18(A)に示す発光装置は、第1の基板2001上に発光素子を含む発光部2002を有する。また、発光装置は、発光部2002の外周を囲むように第1の封止材2005aが設けられ、第1の封止材2005aの外周を囲むように第2の封止材2005bが設けられた構造(いわゆる、二重封止構造)である。
したがって、発光部2002は、第1の基板2001、第2の基板2006および第1の封止材2005aにより囲まれた空間に配置されている。
なお、本明細書中で、第1の封止材2005a、および第2の封止材2005bはそれぞれ、第1の基板2001および第2の基板2006に接する構成に限られない。例えば、第1の基板2001上に形成された絶縁膜や導電膜が、第1の封止材2005aと接する構成であっても良い。
上記構成において、第1の封止材2005aが乾燥剤を含む樹脂層とし、第2の封止材2005bがガラス層とすることにより、外部からの水分や酸素などの不純物の入り込みを抑制する効果(以下、封止性と呼ぶ)を高めることができる。
このように第1の封止材2005aを樹脂層とすることで、第2の封止材2005bのガラス層に割れやひび(以下、クラックと呼ぶ)が発生することを抑制することができる。また、第2の封止材2005bによる、封止性が十分に得られなくなった場合において、第1の空間2013に水分や酸素などの不純物が侵入したときでも、第1の封止材2005aの高い封止性により、第2の空間2011内に、水分や酸素などの不純物が入り込むのを抑制することができる。よって、発光部2002に水分や酸素などの不純物が入り込み、発光素子に含まれる有機化合物や金属材料等が劣化することを抑制することができる。
また、別の構成として、図18(B)に示すように第1の封止材2005aがガラス層とし、第2の封止材2005bが乾燥剤を含む樹脂層とすることもできる。
なお、本実施の形態で示した発光装置は、外周部になればなるほど、外力等による歪みが大きくなる。よって、外力等による歪みが比較的小さい第1の封止材2005aをガラス層とし、第2の封止材2005bを、耐衝撃性や耐熱性に優れ、外力等による変形で壊れにくい樹脂層とすることにより、第1の空間2013に水分や酸素が侵入することを抑制することができる。
また、上記構成に加えて、第1の空間2013や第2の空間2011に乾燥剤となる材料を有していてもよい。
第1の封止材2005a、または第2の封止材2005bをガラス層とする場合には、例えば、ガラスフリットやガラスリボン等を用いて形成することができる。なお、ガラスフリットやガラスリボンには、少なくともガラス材料が含まれることとする。
また、上述したガラスフリットとしては、ガラス材料をフリット材として含み、例えば、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化セシウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化ホウ素、酸化バナジウム、酸化亜鉛、酸化テルル、酸化アルミニウム、二酸化珪素、酸化鉛、酸化スズ、酸化リン、酸化ルテニウム、酸化ロジウム、酸化鉄、酸化銅、二酸化マンガン、酸化モリブデン、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化タングステン、酸化ビスマス、酸化ジルコニウム、酸化リチウム、酸化アンチモン、ホウ酸鉛ガラス、リン酸スズガラス、バナジン酸塩ガラス又はホウケイ酸ガラス等を含む。赤外光を吸収させるため、少なくとも一種類以上の遷移金属を含むことが好ましい。
また、上述したガラスフリットを用いてガラス層を形成する場合には、例えば、基板上にフリットペーストを塗布し、これに加熱処理、またはレーザ照射などを行う。フリットペーストには、上記フリット材と、有機溶媒で希釈した樹脂(バインダとも呼ぶ)とが含まれる。フリットペーストには、公知の材料、構成を用いることができる。また、フリット材にレーザ光の波長の光を吸収する吸収剤を添加したものを用いても良い。また、レーザとして、例えばNd:YAGレーザや半導体レーザなどを用いることが好ましい。また、レーザ照射の際のレーザの照射形状は、円形でも四角形でもよい。
なお、形成されるガラス層は、熱膨張率が近いことが好ましい。熱膨張率が近いほど、熱応力によりガラス層や基板にクラックが入ることを抑制できる。
また、第1の封止材2005a、または第2の封止材2005bを樹脂層とする場合には、紫外線硬化樹脂等の光硬化性樹脂や、熱硬化性樹脂等の公知の材料を用いて形成することができるが、特に水分や酸素を透過しない材料を用いることが好ましい。特に、光硬化性樹脂を用いることが好ましい。発光素子は、耐熱性の低い材料を含む場合がある。光硬化性樹脂は光が照射されることで硬化するため、発光素子が加熱されることで生じる、膜質の変化や有機化合物自体の劣化を抑制することができ、好ましい。さらに、本発明の一態様である発光素子に用いることができる有機化合物を用いてもよい。
また、上記樹脂層、第1の空間2013、または第2の空間2011が含む乾燥剤としては、公知の材料を用いることができる。乾燥剤としては、化学吸着によって水分等を吸着する物質、物理吸着によって水分等を吸着する物質のいずれを用いてもよい。例えば、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物(酸化カルシウムや酸化バリウム等)、硫酸塩、金属ハロゲン化物、過塩素酸塩、ゼオライト、シリカゲル等が挙げられる。
また、上記第1の空間2013、および第2の空間2011の一方または両方は、例えば、希ガスや窒素ガス等の不活性ガス、または有機樹脂等を有していてもよい。なお、これらの空間内は、大気圧状態または減圧状態である。
以上のように、本実施の形態で示す発光装置は、第1の封止材2005a、または第2の封止材2005bの一方が、生産性や封止性に優れたガラス層を含み、他方が、耐衝撃性や耐熱性に優れ、外力等による変形で壊れにくい樹脂層を含む二重封止構造であり、乾燥剤を内部に有することもできる構成であることから、外部からの水分や酸素などの不純物の入り込みを抑制する封止性を高めることができる。
したがって、本実施の形態に示す構成を実施することにより、水分や酸素などの不純物による発光素子の劣化が抑制された発光装置を提供することができる。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態、または実施例に示す構成と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態10)
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子を適用して作製された発光装置について図19を用いて説明する。
図19(A)、(B)は、複数の発光素子を有する発光装置の断面図の例である。図19(A)に示す発光装置3000は、発光素子3020a、3020b、3020cを有している。
発光装置3000は、基板3001上に、それぞれ島状に分離された下部電極3003a、3003b、3003cを有する。下部電極3003a、3003b、3003cは、発光素子の陽極として機能させることができる。なお下部電極3003a、3003b、3003cの下に、反射電極を設けてもよい。また下部電極3003a、3003b、3003cの上に、透明導電層3005a、3005b、3005cを設けてもよい。透明導電層3005a、3005b、3005cは、異なる色を発する素子毎に厚さが異なることが好ましい。
また、発光装置3000は、下部電極3003a、3003b、3003cの間に設けられた隔壁3007a、3007b、3007c、3007dを有する。
また、発光装置3000は、下部電極3003a、3003b、3003c並びに隔壁3007a、3007b、3007c、3007d上に、正孔注入層3009を有する。
また、発光装置3000は、正孔注入層3009上に、正孔輸送層3011を有する。また正孔輸送層3011上に、発光層3013a、3013b、3013cを有する。また発光層3013a、3013b、3013c上にそれぞれ、電子輸送層3015を有する。
また、発光装置3000は、電子輸送層3015上に、電子注入層3017を有する。また電子注入層3017上に上部電極3019を有する。上部電極3019は、発光素子の陰極として機能させることができる。
なお、図19(A)では下部電極3003a、3003b、3003cを発光素子の陽極、上部電極3019を発光素子の陰極として機能させる例を説明したが、陰極と陽極の積層順を入れ替えてもよい。この場合、電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層、正孔注入層の積層順も適宜入れ替えればよい。
発光層3013a、3013b、3013cに、本発明の一態様である発光素子を適用することができる。該発光素子は低い駆動電圧、高い電流効率、または長寿命を実現することができるため、低消費電力または長寿命の発光装置3000を提供することができる。
図19(B)に示す発光装置3100は、発光素子3120a、3120b、3120cを有している。また発光素子3120a、3120b、3120cは、下部電極3103a、3103b、3103cと、上部電極3119の間に複数の発光層を有する、タンデム型の発光素子である。
発光装置3100は、基板3101上に、それぞれ島状に分離された下部電極3103a、3103b、3103cを有する。下部電極3103a、3103b、3103cは、発光素子の陽極として機能させることができる。なお下部電極3103a、3103b、3103cの下に、反射電極を設けてもよい。また下部電極3103a、3103b上に、透明導電層3105a、3105bを設けてもよい。透明導電層3105a、3105bは、異なる色を発する素子毎に厚さが異なることが好ましい。図示しないが、下部電極3103c上にも透明導電層を設けてもよい。
また、発光装置3100は、下部電極3103a、3103b、3103cの間に設けられた隔壁3107a、3107b、3107c、3107dを有する。
また、発光装置3100は、下部電極3103a、3103b、3103c並びに隔壁3107a、3107b、3107c、3107d上に、正孔注入層および正孔輸送層3110を有する。
また、発光装置3100は、正孔注入層および正孔輸送層3110上に、第1の発光層3112を有する。また第1の発光層3112上に、電荷発生層3114を介して第2の発光層3116を有する。
また、発光装置3100は、第2の発光層3116上に電子輸送層および電子注入層3118を有する。さらに電子輸送層および電子注入層3118上に上部電極3119を有する。上部電極3119は、発光素子の陰極として機能させることができる。
なお、図19(B)では下部電極3103a、3103b、3103cを発光素子の陽極、上部電極3119を発光素子の陰極として機能させる例を説明したが、陰極と陽極の積層順を入れ替えてもよい。この場合、電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層、正孔注入層の積層順も適宜入れ替えればよい。
第1の発光層3112、第2の発光層3116に、本発明の一態様である発光素子を適用することができる。該発光素子は低い駆動電圧、高い電流効率、または長寿命を実現することができるため、低消費電力または長寿命の発光装置3100を提供することができる。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態、または実施例に示す構成と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態11)
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子を適用して作製された照明装置について図20を用いて説明する。
図20(A)、(B)、(C)、(D)、(E)は、照明装置の平面図および断面図の例である。図20(A)、(B)、(C)は基板側に光を取り出すボトムエミッション型の照明装置である。図20(A)の一点鎖線G−Hにおける断面を図20(B)に示す。
図20(A)、(B)に示す照明装置4000は、基板4005上に発光素子4007を有する。また、基板4005の外側に凹凸を有する基板4003を有する。発光素子4007は、下部電極4013と、EL層4014と、上部電極4015を有する。
下部電極4013は、電極4009と電気的に接続され、上部電極4015は電極4011と電気的に接続される。また、下部電極4013と電気的に接続される補助配線4017を設けてもよい。
基板4005と封止基板4019は、シール材4021で接着されている。また封止基板4019と発光素子4007の間に乾燥剤4023が設けられていることが好ましい。
基板4003は、図20(A)のような凹凸を有するため、発光素子4007で生じた光の取り出し効率を向上させることができる。また、基板4003に代えて、図20(C)の照明装置4001のように、基板4025の外側に拡散板4027を設けてもよい。
図20(D)および(E)は、基板と反対側に光を取り出すトップエミッション型の照明装置である。
図20(D)の照明装置4100は、基板4125上に発光素子4107を有する。発光素子4107は、下部電極4113と、EL層4114と、上部電極4115を有する。
下部電極4113は、電極4109と電気的に接続され、上部電極4115は電極4111と電気的に接続される。また上部電極4115と電気的に接続される補助配線4117を設けてもよい。また補助配線4117の下部に、絶縁層4131を設けてもよい。
基板4125と凹凸のある封止基板4103は、シール材4121で接着されている。また、封止基板4103と発光素子4107の間に平坦化膜4105およびバリア膜4129を設けてもよい。
封止基板4103は、図20(D)のような凹凸を有するため、発光素子4107で生じた光の取り出し効率を向上させることができる。また、封止基板4103に代えて、図20(E)の照明装置4101のように、発光素子4107の上に拡散板4127を設けてもよい。
EL層4014およびEL層4114が有する発光層に、本発明の一態様である発光素子を適用することができる。該発光素子は低い駆動電圧、高い電流効率、または長寿命を実現することができるため、低消費電力または長寿命の照明装置4000、4001、4100、4101を提供することができる。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態、または実施例に示す構成と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態12)
本実施の形態においては、本発明の一態様の発光装置と組み合わせることができるタッチセンサ、及びモジュールについて、図21乃至図24を用いて説明する。
図21(A)はタッチセンサ4500の構成例を示す分解斜視図であり、図21(B)は、タッチセンサ4500の電極の構成例を示す平面図である。
図21(A)、(B)に示すタッチセンサ4500は、基板4910上に、X軸方向に配列された複数の導電層4510と、X軸方向と交差するY軸方向に配列された複数の導電層4520とが形成されている。図21(A)、(B)に示すタッチセンサ4500は、複数の導電層4510が形成された平面図と、複数の導電層4520の平面図と、を分離して表示されている。
また、図22は、図21に示すタッチセンサ4500の導電層4510と導電層4520との交差部分の等価回路図である。図22に示すように、導電層4510と導電層4520の交差する部分には、容量4540が形成される。
また、導電層4510、4520は、複数の四辺形状の導電膜が接続された構造を有している。複数の導電層4510及び複数の導電層4520は、導電膜の四辺形状の部分の位置が重ならないように、配置されている。導電層4510と導電層4520の交差する部分には、導電層4510と導電層4520が接触しないように間に絶縁膜が設けられている。
また、図23は、図21に示すタッチセンサ4500の導電層4510と導電層4520との接続構造の一例を説明する断面図であり、導電層4510(導電層4510a、4510b、4510c)と4520が交差する部分の断面図を一例として示す。
図23に示すように、導電層4510は、1層目の導電層4510aおよび導電層4510b、ならびに、絶縁層4810上の2層目の導電層4510cにより構成される。導電層4510aと導電層4510bは、導電層4510cにより接続されている。導電層4520は、1層目の導電膜により形成される。導電層4510、4520及び電極4710を覆って絶縁層4820が形成されている。絶縁層4810、4820として、例えば、酸化窒化シリコン膜を形成すればよい。なお、基板4910と導電層4510及び電極4710の間に絶縁膜でなる下地膜を形成してもよい、下地膜としては、例えば、酸化窒化シリコン膜を形成することができる。
導電層4510と導電層4520は、可視光に対して透光性を有する導電材料で形成される。例えば、透光性を有する導電材料として、酸化珪素を含む酸化インジウムスズ、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛、酸化インジウム亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛等がある。
導電層4510aは、電極4710に接続されている。電極4710は、FPCとの接続用端子を構成する。導電層4520も、導電層4510と同様、他の電極4710に接続される。電極4710は、例えば、タングステン膜から形成することができる。
導電層4510、4520及び電極4710を覆って絶縁層4820が形成されている。電極4710とFPCとを電気的に接続するために、電極4710上の絶縁層4810及び絶縁層4820には開口が形成されている。絶縁層4820上には、基板4920が接着剤又は接着フィルム等により貼り付けられている。接着剤又は接着フィルムにより基板4910側を表示パネルのカラーフィルタ基板に取り付けることで、タッチパネルが構成される。
次に、本発明の一態様の発光装置を用いることのできるモジュールについて、図24を用いて説明を行う。
図24に示すモジュール5500は、上部カバー5501と下部カバー5502との間に、FPC5503に接続されたタッチパネル5504、FPC5505に接続された表示パネル5506、バックライトユニット5507、フレーム5509、プリント基板5510、バッテリー5511を有する。
上部カバー5501及び下部カバー5502は、タッチパネル5504及び表示パネル5506のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。
タッチパネル5504は、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチパネルを表示パネル5506に重畳して用いることができる。また、表示パネル5506の対向基板(封止基板)に、タッチパネル機能を持たせるようにすることも可能である。また、表示パネル5506の各画素内に光センサを設け、光学式のタッチパネルとすることも可能である。
バックライトユニット5507は、光源5508を有する。光源5508は、バックライトユニット5507の端部に設け、光拡散板を用いる構成としてもよい。
フレーム5509は、表示パネル5506の保護機能の他、プリント基板5510の動作により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレーム5509は、放熱板としての機能を有していてもよい。
プリント基板5510は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であっても良いし、別途設けたバッテリー5511による電源であってもよい。バッテリー5511は、商用電源を用いる場合には、省略可能である。
また、モジュール5500は、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追加して設けてもよい。
なお、本実施の形態に示す構成などは、他の実施の形態、または実施例に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。
(実施の形態13)
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子の構造について、図25を用いて説明する。
図25(A)に示す発光素子6002は、基板6001上に形成されている。なお、発光素子6002は、第1の電極6003、EL層6004、第2の電極6005を有している。また、図25(A)に示す発光装置では、第2の電極6005上にバッファー層6006が形成されており、バッファー層6006上には、第3の電極6007が形成されている。バッファー層6006を設けることにより、第2の電極6005表面で発生する表面プラズモンの発生による光の取出し効率の低下を防ぐことができる。
なお、第2の電極6005と第3の電極6007は、コンタクト部6008において、電気的に接続されている。コンタクト部6008は、図の位置に限定されることはなく、発光領域に形成されていてもよい。
なお、第1の電極6003と第2の電極6005は、どちらが陽極であっても陰極であってもよい。また、少なくとも一方の電極が透光性を有していればよく、両方が透光性の材料で形成されていてもよい。第1の電極6003が、EL層6004からの光を透過させる機能を有する場合には、ITO等の透明導電膜を第1の電極6003に用いることができる。また、第1の電極6003が、EL層6004からの光を透過させない電極として機能する場合には、ITOと銀などを複数積層させた導電膜を第1の電極6003に用いてもよい。
また、EL層6004から第1の電極6003側に光を出す構成の場合において、第2の電極6005の膜厚は、第3の電極6007の膜厚より薄い方が好ましく、また逆側に光を出す構成の場合には、第2の電極6005の膜厚は、第3の電極6007の膜厚より厚い方が好ましい。但し、この限りではない。
また、バッファー層6006には、有機樹脂膜(例えば、Alq(略称))や、無機絶縁材料(例えば、窒化ケイ素膜)などを用いることができる。
また、本発明の一態様である発光素子を含む構成として、図25(B)に示すような構成を用いることにより、光の取出し効率を向上させてもよい。
図25(B)は、基板6001と接して、光散乱体6101と空気層6102で構成された光散乱層6100が形成され、光散乱層6100と接して、有機樹脂からなる高屈折率層6103が形成され、高屈折率層6103と接して、発光素子などを含む素子層6104が形成される構成である。
なお、光散乱体6101としては、セラミックなどの粒子を用いることができる。また、高屈折率層6103には、ポリエチレンナフタレート(PEN)等の高屈折率(例えば、屈折率が1.7から1.8)材料を用いることができる。
また、素子層6104には、本明細書中で示した発光素子などを含む。
(実施の形態14)
本実施の形態では、発光素子の発光層において、用いることができる材料の一例について示す。
具体的には、飛行時間二次イオン質量分析計(Time−of−flight secondary ion mass spectrometer: TOF−SIMS)にて測定した正イオンの場合の定性スペクトルが、下記の表1に示す結果を有する材料(材料A乃至材料C)である。表1には、各材料(材料A乃至材料C)のプレカーサイオンおよびプロダクトイオンを示す。なお、表中の数字は、質量と電荷数の比(m/z)を示す。また、今回の測定では、強度比の高い順にプロダクトイオン−1、プロダクトイオン−2、プロダクトイオン−3となっている。
なお、測定には、TOF SIMS5(ION‐TOF社製)を用い、一次イオン源はBi 2+を用いた。なお、一次イオンは、パルス幅7から16nmのパルス状に照射し、その照射量は8.2×1010 ions/cm以上6.7×1011 ions/cm以下(1×1012 ions/cm以下)、加速電圧は25keV、電流値は0.2pAとした。
≪合成例1≫
本実施例では、実施の形態1に記載の有機金属錯体である、トリス(3−フェニル−5,6,7,8−テトラヒドロ−4H−1,2,4−トリアゾロ[4,3−a]ピリジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(ptzpytH)])の合成例を具体的に例示する。なお、[Ir(ptzpytH)](略称)の構造式を以下に示す。
<ステップ1:3−フェニル−5,6,7,8−テトラヒドロ−4H−1,2,4−トリアゾロ[4,3−a]ピリジン(略称:HptzpytH)の合成>
300mL三ツ口フラスコにベンゾイルヒドラジン6.0gとキシレン100mLを加えた。この混合物にO−メチルバレロラクタム5.0gを加え、窒素気流下、140℃で3時間加熱還流した。還流後、反応溶液を濃縮して固体を得た。得られた固体に酢酸エチルを少量加え、吸引ろ過して3−フェニル−5,6,7,8−テトラヒドロ−4H−1,2,4−トリアゾロ[4,3−a]ピリジン(略称:HptzpytH)を得た(白色固体、収率77%)。ステップ1の合成スキームを(a−1)に示す。
<ステップ2:トリス(3−フェニル−5,6,7,8−テトラヒドロ−4H−1,2,4−トリアゾロ[4,3−a]ピリジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(ptzpytH)])の合成>
ステップ1で得られた配位子HptzpytH7.3g、トリス(アセチルアセトナト)イリジウム(III)0.71gを、三方コックを付けた反応容器に入れ、内部をアルゴン置換した。250℃にて48時間加熱し反応させた。得られた反応混合物をジクロロメタンに溶解し、アルミナカラムクロマトグラフィーにより精製した。展開溶媒にはジクロロメタンを用いた。得られたフラクションを濃縮して、固体を得た。得られた固体をジクロロメタンと酢酸エチルの混合溶媒で再結晶し、有機金属錯体[Ir(ptzpytH)]を得た(黄色粉末、収率30%)。ステップ2の合成スキームを(b−1)に示す。
上記ステップ2で得られた黄色粉末の核磁気共鳴分光法(H−NMR)による分析結果を下記に示す。また、H−NMRチャートを図9に示す。このことから、本合成例において、上述の構造式(100)で表される本発明の有機金属錯体[Ir(ptzpytH)]が得られたことがわかった。
得られた物質のH NMRデータを以下に示す。
H−NMR.δ(CDCl):1.81−1.91(m,2H),2.04(br,2H),2.92−3.13(m,2H),4.30−4.44(m,2H),6.42(br,1H),6.66(t,1H),6.89(t,1H),7.48(d,1H)
次に、[Ir(ptzpytH)]のジクロロメタン溶液の紫外可視吸収スペクトル(以下、単に「吸収スペクトル」という)及び発光スペクトルを測定した。吸収スペクトルの測定には、紫外可視分光光度計((株)日本分光製 V550型)を用い、ジクロロメタン溶液(0.102mmol/L)を石英セルに入れ、室温で測定を行った。また、発光スペクトルの測定には、蛍光光度計((株)浜松ホトニクス製 FS920)を用い、脱気したジクロロメタン溶液(0.102mmol/L)を石英セルに入れ、室温で測定を行った。得られた吸収スペクトル及び発光スペクトルの測定結果を図10に示す。横軸は波長、縦軸は吸収強度および発光強度を表す。なお、図10に示す吸収スペクトルは、[Ir(ptzpytH)]のジクロロメタン溶液を石英セルに入れて測定した吸収スペクトルから、ジクロロメタンのみを石英セルに入れて測定した吸収スペクトルを差し引いた結果を示している。
図10に示す通り、本発明の有機金属錯体[Ir(ptzpytH)]は、459、487nmに発光ピークを有しており、ジクロロメタン溶液からは青色の発光が観測された。
また、本実施例で得られた[Ir(ptzpytH)]を飛行時間二次イオン質量分析計(Time−of−Flight Secondary Ion Mass Spectrometer:ToF−SIMS)にて測定した定性スペクトルを図11(A)、(B)に示す。なお、図11の測定結果は正イオンの測定結果である。
なお、図11(A)は、横軸が0から500の範囲のm/zを表し、縦軸が強度(任意単位)を表す。また、図11(B)は、横軸が400から1200の範囲のm/zを表す。
装置はTOF SIMS5(ION‐TOF社製)を用い、一次イオン源はBi ++を用いた。なお、一次イオンはパルス幅7から12nmのパルス状に照射し、その照射量は8.2×1010から6.7×1011 ions/cm(1×1012 ions/cm以下)、加速電圧は25keV、電流値は0.2pAとした。また、試料は[Ir(ptzpytH)]の粉末を用いた。
図11(A)、(B)の結果から、本発明の一態様である[Ir(ptzpytH)]は、主としてm/z=41付近、m/z=55付近、m/z=104付近、m/z=200付近、m/z=388付近、m/z=589付近、及びm/z=250乃至380の範囲にプロダクトイオン由来のピークが、m/z=787付近にプレカーサーイオン由来のピークが、各々検出されることが分かった。
図11(A)、(B)に示す結果は、[Ir(ptzpytH)]に由来する特徴的な結果を示すものであり、混合物中に含まれる[Ir(ptzpytH)]を同定するうえでの重要なデータである。
上記シグナル中、m/z=41付近、m/z=55付近に現れるシグナルは、配位子における4H−トリアゾール骨格由来のシグナルであり、1H−トリアゾール骨格の配位子からは出現し難いシグナルである。なお、m/z=41付近のシグナルは、トリアゾール環に由来するC−N−N構造、m/z=55付近のシグナルは、同じくトリアゾール環に由来するN−C−N−N構造に由来するものと推定される。
m/z=250乃至380の間に現れるシグナルは、長鎖アルキル骨格(本発明においてはテトラヒドロピリジン骨格に相当)及び4H−トリアゾール骨格由来のシグナルである。当該シグナルは、上記範囲においてm/z=12乃至14の間隔で繰り返され、少なくとも10以上存在する。また、これらのシグナルは、ほぼ同様の強度で現れる。なお、ほぼ同様の強度とは、当該シグナルのうち、同位体ピークを除いたメインのピークの強度が、当該一群のシグナルのうち、最も強度の大きいピークを100とした場合、50以上であることをいう。言い換えると、長鎖アルキル骨格(本発明においてはテトラヒドロピリジン骨格に相当)及び4H−トリアゾール骨格由来のシグナルは、m/z=250乃至500の間にm/z=12乃至14の間隔で10以上出現し、当該メインのピーク同士の相対的な強度は50以上200以下であるものとする。
また、m/z=200付近のシグナルは、配位子である3−フェニル−5,6,7,8−テトラヒドロ−4H−1,2,4−トリアゾロ[4,3−a]ピリジンにプロトンが着いたイオン由来のシグナルであると推定される。また、m/z=104付近のシグナルは配位子である3−フェニル−5,6,7,8−テトラヒドロ−4H−1,2,4−トリアゾロ[4,3−a]ピリジンがさらに破壊されて生じた部分骨格由来のシグナルであり、フェニル基に−C=N基が着いた、Ph−C=N構造に由来するシグナルと推定される。これは、3−フェニル−5,6,7,8−テトラヒドロ−4H−1,2,4−トリアゾロ[4,3−a]ピリジンにおけるフェニル基と、当該フェニル基が結合したトリアゾール骨格由来の炭素、及び当該炭素に結合したトリアゾール骨格由来の窒素から構成されていると推定される。
また、[Ir(ptzpytH)]は、m/z=589付近に最も大きなシグナルが表れる。これは、上記条件による測定では最も大きな強度で現れるシグナルであり、イリジウムに配位子が2つ配位したプロダクトイオンのシグナルである。
また、m/z=388付近のシグナルは、イリジウムに配位子である3−フェニル−5,6,7,8−テトラヒドロ−4H−1,2,4−トリアゾロ[4,3−a]ピリジンが一つ着いた骨格に由来するシグナルである。また、m/z=787付近のシグナルは、[Ir(ptzpytH)]そのもの由来のシグナルである。
次に、本実施例で得られた[Ir(ptzpytH)]を液体クロマトグラフ質量分析(LC/MS分析)によって分析した。
LC/MS分析は、ウォーターズ社製Acquity UPLCおよびウォーターズ社製Xevo G2 Tof MSを用いて行った。
MS分析では、エレクトロスプレーイオン化法(ESI)によるイオン化を行った。この時のキャピラリー電圧は3.0kV、サンプルコーン電圧は30Vとし、検出はポジティブモードで行った。さらに、以上の条件でイオン化された成分を衝突室(コリジョンセル)内でアルゴンガスと衝突させてプロダクトイオンに解離させた。アルゴンを衝突させる際のエネルギー(コリジョンエネルギー)は70eVとした。なお、測定する質量範囲はm/z=100乃至1200とした。
MS分析した測定結果を図12に示す。図12の結果から、本実施例で得られた[Ir(ptzpytH)]は、主としてm/z=200付近、m/z=388付近、m/z=462付近、m/z=557付近及びm/z=589付近にプロダクトイオン由来のピークが、m/z=788付近にプレカーサーイオン由来のピークが、それぞれ検出されることがわかった。
ここで、付近とは、LC/MS分析において、水素イオンの存在の有無や同位体の存在によりプロダクトイオンやプレカーサーイオンの数値の変化を表しており、この数値の変化も含めて、同程度の骨格に含まれることを許容範囲とする。
m/z=200付近、m/z=388付近及びm/z=589付近のシグナルは、ToF−SIMSにも出現した部分骨格のシグナルである。
m/z=462付近のシグナルとm/z=557付近のシグナルは、ToF−SIMSには明確には現れず、LC−MSには比較的明確に現れるシグナルである。これらのシグナルが、ToF−SIMSには明確には現れず、LC−MSには比較的明確に現れることも[Ir(ptzpytH)]の分析結果として特徴的である。m/z=557付近のシグナルは分子式C2322IrN ・・・・+で表されるプロダクトイオンに由来するシグナルであると想定され、m/z=462付近のシグナルは、分子式C1813IrN ・・・・+で表されるプロダクトイオンに由来するシグナルであると想定される。
参考までに、m/z=557付近のシグナルに相当する分子式C2322IrN ・・・・+のプロダクトイオンの構造は下記構造式aで表されるような構造であると推定され、m/z=462付近のシグナルに相当する分子式C1813IrN ・・・・+で表されるプロダクトイオンの構造は、下記構造式bで表されるような構造であると推定される。
なお、これらの構造はあくまで推定される構造の例示であり、細部の構造や電荷や電子の位置などについては異なる場合もありうる。そのため、各々の分析法による上記シグナルの確認によって、[Ir(ptzpytH)]の存在の根拠とすることができ、上記構造式で表されるプロダクトイオンの存在の証明までは要さないことを念のため付記しておく。
なお、図12に示す結果は、[Ir(ptzpytH)]に由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれる[Ir(ptzpytH)]を同定する上での重要なデータであるといえる。
以上のように、本実施例で合成した実施の形態1に記載の有機金属錯体である[Ir(ptzpytH)]は青色のりん光を呈する発光物質である。また、2ステップという少ないステップ数により合成することができる上、その収率も良好であることから、安価に製造が可能な有機金属錯体であることがわかった。なお、[Ir(ptzpytH)]の配位子の4位と5位に脂環ではなく、共にメチル基がついた物質であるトリス(4,5−ジメチル−3−フェニル−4H−1,2,4−トリアゾラト)イリジウム(III)(略称:[Ir(Mptz−Me)])は収率が非常に悪かった。本実施例のように、配位子が3−アリール−5,6,7,8−テトラヒドロ−4H−[1,2,4]トリアゾロ[4,3−a]ピリジン類である有機金属錯体、[Ir(ptzpytH)]は、上述のように収率良く合成が可能であり、且つ合成ステップ数も少ないことから非常に安価に合成することが可能な青色りん光材料である。
以上のことから、実施の形態1に記載の有機金属錯体である[Ir(ptzpytH)]を用いた本発明の一態様である発光素子は、発光効率が良好であり、且つ、安価に作製することができる発光素子である。
本実施例では、実施の形態1に記載の有機金属錯体である、トリス(3−フェニル−5,6,7,8−テトラヒドロ−4H−1,2,4−トリアゾロ[4,3−a]ピリジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(ptzpytH)])を発光中心物質として用いた発光素子を作製した。本実施例で用いた有機化合物の分子構造を以下に示す。
≪発光素子の作製≫
まず、第1の電極101として110nmの膜厚でケイ素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)が成膜されたガラス基板を用意した。ITSO表面は、2mm角の大きさで表面が露出するよう周辺をポリイミド膜で覆い、電極面積は2mm×2mmとした。この基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度放冷した。
次に、第1の電極101が形成された面が下方となるように、基板を真空蒸着装置内に設けられたホルダーに固定した。
真空装置内を10−4Paに減圧した後、上記構造式(i)で表される4,4’−ビス(N−カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)と酸化モリブデン(VI)とを、CBP:酸化モリブデン=2:1(重量比)となるように共蒸着することにより、正孔注入層111を形成した。膜厚は50nmとした。なお、共蒸着とは、異なる複数の物質をそれぞれ異なる蒸発源から同時に蒸発させる蒸着法である。
続いて、上記構造式(ii)で表される1,3−ビス(N−カルバゾリル)ベンゼン(略称:mCP)を20nm蒸着することにより正孔輸送層112を形成した。
さらに、正孔輸送層112上に、mCPと上記構造式(100)で表される実施の形態1の有機金属錯体の一つであるトリス(3−フェニル−5,6,7,8−テトラヒドロ−4H−1,2,4−トリアゾロ[4,3−a]ピリジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(ptzpytH)])とをmCP:[Ir(ptzpytH)]=1:0.08(重量比)となるように30nm蒸着した後、上記構造式(iii)で表される2−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]−1−フェニル−1H−ベンゾイミダゾール(略称:mDBTBIm−II)と[Ir(ptzpytH)]とをmDBTBIm−II:[Ir(ptzpytH)]=1:0.08(重量比)となるように10nm蒸着して積層することにより、発光層113を形成した。
次に、上記構造式(iv)で表されるバソフェナントロリン(略称:BPhen)を15nm蒸着することにより、電子輸送層114を形成した。
さらに電子輸送層114上にフッ化リチウムを1nmとなるように蒸着することによって電子注入層115を形成した。最後に、陰極として機能する第2の電極103としてアルミニウムを200nm成膜し、発光素子を完成させた。上述した蒸着過程においては、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。
以下に完成させた発光素子の素子構成を示す。
≪発光素子の動作特性≫
以上により得られた発光素子を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、この発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温(25℃に保たれた雰囲気)で行った。
発光素子の電流密度−輝度特性を図13、電圧−輝度特性を図14、輝度−電流効率特性を図15に、電圧−電流特性を図16に示す。
図15から、実施例である発光素子は良好な輝度−電流効率特性を示し、発光効率が良好な発光素子であることがわかった。
また、作製した発光素子に0.1mAの電流を流したときの発光スペクトルを図17に示す。図17では縦軸が発光強度(任意単位)、横軸が波長(nm)を示す。発光強度は最大発光強度を1とした相対的な値として示す。図17より、本実施例における発光素子は、460nm付近に最大発光波長を有する青色の発光を呈する発光素子であることがわかった。
なお、本実施例の発光素子の発光中心材料である[Ir(ptzpytH)]は、青色りん光を呈することが可能な有機金属錯体であり、低コストで製造ができる有機金属錯体であることから、本実施例の発光素子も青色の波長領域に効率の高い発光を呈しつつ、安価に製造することができる発光素子ということができる。
101 電極
102 EL層
103 電極
111 正孔注入層
112 正孔輸送層
113 発光層
114 電子輸送層
115 電子注入層
116 電荷発生層
201 電極
202 電極
203 EL層
204 発光層
205 りん光性化合物
206 有機化合物
207 有機化合物
301 電極
302 EL層
304 電極
305 電荷発生層
401 反射電極
402 半透過・半反射電極
403a 透明導電層
403b 透明導電層
404 発光層
404B 発光層
404G 発光層
404R 発光層
405 EL層
410B 発光素子
410G 発光素子
410R 発光素子
501 素子基板
502 画素部
503 駆動回路部
504 駆動回路部
505 シール材
506 封止基板
507 配線
508 FPC
509 nチャネル型TFT
510 pチャネル型TFT
511 スイッチング用TFT
512 電流制御用TFT
513 電極
514 絶縁物
515 EL層
516 電極
517 発光素子
518 空間
2001 基板
2002 発光部
2005a 封止材
2005b 封止材
2006 基板
2011 空間
2013 空間
3000 発光装置
3001 基板
3003a 下部電極
3003b 下部電極
3003c 下部電極
3005a 透明導電層
3005b 透明導電層
3005c 透明導電層
3007a 隔壁
3007b 隔壁
3007c 隔壁
3007d 隔壁
3009 正孔注入層
3011 正孔輸送層
3013a 発光層
3013b 発光層
3013c 発光層
3015 電子輸送層
3017 電子注入層
3019 上部電極
3020a 発光素子
3020b 発光素子
3020c 発光素子
3100 発光装置
3101 基板
3103a 下部電極
3103b 下部電極
3103c 下部電極
3105a 透明導電層
3105b 透明導電層
3107a 隔壁
3107b 隔壁
3107c 隔壁
3107d 隔壁
3110 正孔輸送層
3112 発光層
3114 電荷発生層
3116 発光層
3118 電子注入層
3119 上部電極
3120a 発光素子
3120b 発光素子
3120c 発光素子
4000 照明装置
4001 照明装置
4003 基板
4005 基板
4007 発光素子
4009 電極
4011 電極
4013 下部電極
4014 EL層
4015 上部電極
4017 補助配線
4019 封止基板
4021 シール材
4023 乾燥剤
4025 基板
4027 拡散板
4100 照明装置
4101 照明装置
4103 封止基板
4105 平坦化膜
4107 発光素子
4109 電極
4111 電極
4113 下部電極
4114 EL層
4115 上部電極
4117 補助配線
4121 シール材
4125 基板
4127 拡散板
4129 バリア膜
4131 絶縁層
4500 タッチセンサ
4510 導電層
4510a 導電層
4510b 導電層
4510c 導電層
4520 導電層
4540 容量
4710 電極
4810 絶縁層
4820 絶縁層
4910 基板
4920 基板
5000 表示
5001 表示
5002 表示
5003 表示
5004 表示
5005 表示
5500 モジュール
5501 上部カバー
5502 下部カバー
5503 FPC
5504 タッチパネル
5505 FPC
5506 表示パネル
5507 バックライトユニット
5508 光源
5509 フレーム
5510 プリント基板
5511 バッテリー
6001 基板
6002 発光素子
6003 電極
6004 EL層
6005 電極
6006 バッファー層
6007 電極
6008 コンタクト部
6100 光散乱層
6101 光散乱体
6102 空気層
6103 高屈折率層
6104 素子層
7100 テレビジョン装置
7101 筐体
7103 表示部
7105 スタンド
7107 表示部
7109 操作キー
7110 リモコン操作機
7201 本体
7202 筐体
7203 表示部
7204 キーボード
7205 外部接続ポート
7206 ポインティングデバイス
7301 筐体
7302 筐体
7303 連結部
7304 表示部
7305 表示部
7306 スピーカ部
7307 記録媒体挿入部
7308 LEDランプ
7309 操作キー
7310 接続端子
7311 センサ
7312 マイクロフォン
7400 携帯電話機
7401 筐体
7402 表示部
7403 操作ボタン
7404 外部接続ポート
7405 スピーカ
7406 マイク
8001 照明装置
8002 照明装置
8003 照明装置
8004 照明装置

Claims (11)

  1. 一対の電極間に発光層を有する発光素子において、
    前記発光素子は青緑から青色の発光を呈し、
    前記発光層はイリジウムを含む有機化合物を有し、
    前記有機化合物は、イリジウムに配位する配位子を有し、
    前記配位子は、4H−トリアゾール骨格を有し、
    前記発光層に対して、一次イオンとしてBi ++を用い、当該イオンの照射量1.0×1012ions/cm以下の条件においてToF−SIMS分析を行った際、前記4H−トリアゾール骨格由来のm/z=41付近のシグナル及びm/z=55付近のシグナルが表れる発光素子。
  2. 請求項1において、
    さらにm/z=250乃至500の間に、m/z=12付近乃至14付近の間隔で少なくとも10以上のシグナルが表れる発光素子。
  3. 一対の電極間に発光層を有する発光素子において、
    前記発光素子は青緑から青色の発光を呈し、
    前記発光層はイリジウムを含む有機化合物を有し、
    前記有機化合物は、イリジウムに配位する配位子を有し、
    前記配位子は、4H−トリアゾール骨格を有し、
    前記発光層に対して、一次イオンとしてBi ++を用い、当該イオンの照射量1.0×1012ions/cm以下の条件においてToF−SIMS分析を行った際、前記配位子由来のm/z=41付近のシグナル、m/z=55付近のシグナル、m/z=104付近のシグナル及びm/z=200付近のシグナルが表れる発光素子。
  4. 一対の電極間に発光層を有する発光素子において、
    前記発光素子は青色の発光を呈し、
    前記発光層はイリジウムを含む有機化合物を有し、
    前記有機化合物は、イリジウムに配位する配位子を有し、
    前記配位子は、4H−トリアゾール骨格を有し、
    前記発光層に対して、一次イオンとしてBi ++を用い、当該イオンの照射量1.0×1012ions/cm以下の条件においてToF−SIMS分析を行った際、前記4H−トリアゾール骨格由来のm/z=41付近のシグナル及びm/z=55付近のシグナルと、前記有機化合物由来のm/z=589付近のシグナルと、が表れる部分が存在する発光素子。
  5. 一対の電極間に発光層を有する発光素子において、
    前記発光素子は青色の発光を呈し、
    前記発光層はイリジウムを含む有機化合物を有し、
    前記有機化合物は、イリジウムに配位する配位子を有し、
    前記配位子は、4H−トリアゾール骨格を有し、
    前記発光層に対して、Bi ++を用い、当該イオンの照射量1.0×1012ions/cm以下の条件においてToF−SIMS分析を行った際、前記4H−トリアゾール骨格由来のm/z=41付近のシグナル及びm/z=55付近のシグナルと、前記有機化合物由来のm/z=200付近及びm/z=589付近のシグナルと、が表れる部分が存在する発光素子。
  6. 請求項4または5において、
    さらにm/z=104付近にシグナルが表れる発光素子。
  7. 請求項3乃至6のいずれか一項において、
    さらにm/z=250乃至380の間に、m/z=12付近乃至14付近の間隔で、類似の形状のシグナルが少なくとも10以上表れる発光素子。
  8. 請求項1乃至7のいずれか一項において、
    さらにm/z=388にシグナルが表れる発光素子。
  9. 請求項1乃至8のいずれか一項において、
    さらにm/z=787にシグナルが表れる発光素子。
  10. 請求項1乃至9のいずれか一項において、
    前記ToF−SIMS分析における前記イオンの照射量が8×1010ions/cm以上1.0×1012ions/cm以下である発光素子。
  11. 請求項1乃至10のいずれか一項において、
    前記発光がりん光である発光素子。
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