KR20210132141A - 발광 디바이스 - Google Patents
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Abstract
발광 디바이스를 제공한다. 중간층과, 제 1 발광 유닛과, 제 2 발광 유닛을 가진다. 중간층은 제 1 발광 유닛과 제 2 발광 유닛 사이에 끼워지는 영역을 가지고, 중간층은 제 1 발광 유닛 및 제 2 발광 유닛 중 한쪽에 전자를 공급하고, 다른 쪽에 정공을 공급하는 기능을 가진다. 제 1 발광 유닛은 제 1 발광층을 가지고, 제 1 발광층은 제 1 발광 재료를 포함하고, 제 2 발광 유닛은 제 2 발광층을 가지고, 제 2 발광층은 제 2 발광 재료를 포함하고, 제 2 발광층은 제 1 발광층과의 사이에 제 1 거리를 가지고, 제 1 거리는 5nm 이상 65nm 이하이다.
Description
본 발명의 일 형태는 발광 디바이스, 발광 장치, 발광 모듈, 전자 기기, 또는 조명 장치에 관한 것이다.
또한 본 발명의 일 형태는 상기 기술분야에 한정되지 않는다. 본 명세서 등에 개시(開示)되는 발명의 일 형태의 기술분야는 물건, 방법, 또는 제조 방법에 관한 것이다. 또는 본 발명의 일 형태는 공정(process), 기계(machine), 제품(manufacture), 또는 조성물(composition of matter)에 관한 것이다. 그러므로 더 구체적으로 본 명세서에서 개시하는 본 발명의 일 형태의 기술분야로서는 반도체 장치, 표시 장치, 발광 장치, 축전 장치, 기억 장치, 이들의 구동 방법, 또는 이들의 제조 방법을 일례로서 들 수 있다.
유기 일렉트로루미네선스(EL: Electro Luminescence) 현상을 이용한 발광 디바이스(유기 EL 디바이스, 유기 EL 소자라고도 함)의 연구 개발이 활발히 진행되고 있다. 유기 EL 디바이스의 기본적인 구성은 한 쌍의 전극 사이에 발광성 유기 화합물을 포함한 층(이하, 발광층이라고도 기재함)을 끼운 것이다. 이 유기 EL 디바이스에 전압을 인가함으로써, 발광성 유기 화합물로부터 발광을 얻을 수 있다.
발광성 유기 화합물로서는, 예를 들어 삼중항 여기 상태를 발광으로 변환할 수 있는 화합물(인광성 화합물, 인광 재료라고도 함)이 있다. 특허문헌 1에서는 인광 재료로서, 이리듐 등을 중심 금속으로서 포함하는 유기 금속 착체가 개시되어 있다.
또한 개인 인증, 불량 해석, 의료 진단, 보안 관련 등, 다양한 용도로 이미지 센서가 사용되고 있다. 이미지 센서는 용도에 따라, 사용되는 광원의 파장을 구분하여 사용한다. 이미지 센서에서는 예를 들어, 가시광, X선 등의 단파장의 광, 근적외광 등의 장파장의 광 등, 다양한 파장의 광이 사용되고 있다.
발광 디바이스는, 표시 장치에 더하여 상기와 같은 이미지 센서의 광원으로서 응용되는 것도 검토되고 있다.
본 발명의 일 형태는 편의성 또는 신뢰성이 우수한 신규 발광 디바이스를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는 신규 발광 디바이스 또는 신규 반도체 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.
또한 이들 과제의 기재는 다른 과제의 존재를 방해하는 것은 아니다. 또한 본 발명의 일 형태는 이들 과제 모두를 해결할 필요는 없다. 또한 이들 외의 과제는 명세서, 도면, 청구항 등의 기재로부터 저절로 명백해지는 것이며 명세서, 도면, 청구항 등의 기재로부터 이들 외의 과제를 추출할 수 있다.
(1) 본 발명의 일 형태는 중간층과, 제 1 발광 유닛과, 제 2 발광 유닛을 가진다.
중간층은 제 1 발광 유닛과 제 2 발광 유닛 사이에 끼워지는 영역을 가지고, 중간층은 제 1 발광 유닛 및 제 2 발광 유닛 중 한쪽에 전자를 공급하고, 다른 쪽에 정공을 공급하는 기능을 가진다.
제 1 발광 유닛은 제 1 발광층을 가지고, 제 1 발광층은 제 1 발광 재료를 포함한다.
제 2 발광 유닛은 제 2 발광층을 가지고, 제 2 발광층은 제 2 발광 재료를 포함한다.
제 2 발광층은 제 1 발광층과의 사이에 제 1 거리(D1)를 가진다. 제 1 거리(D1)는 5nm 이상 65nm 이하이다.
이에 의하여, 광을 사출하는 복수의 영역(구체적으로는, 복수의 발광층)이 서로 가까워지도록 할 수 있다. 또는 광학 설계가 용이해진다. 또는 광학 설계의 자유도가 높아진다. 또는 효율적으로 광을 추출하기 위한 광학 설계가 용이해진다. 또는 효율적으로 광을 추출할 수 있다. 또는 중간층의 사용에 따른 구동 전압의 상승을 억제할 수 있다. 그 결과, 편의성 또는 신뢰성이 우수한 신규 발광 디바이스를 제공할 수 있다.
(2) 또한 본 발명의 일 형태는 중간층과, 제 1 발광 유닛과, 제 2 발광 유닛과, 제 1 전극과, 제 2 전극과, 광을 사출하는 기능을 가진다.
중간층은 제 1 발광 유닛 및 제 2 발광 유닛 중 한쪽에 전자를 공급하고, 다른 쪽에 정공을 공급하는 기능을 가진다.
제 1 발광 유닛은 제 1 전극과 중간층 사이에 끼워지는 영역을 가지고, 제 1 발광 유닛은 제 1 발광층을 가지고, 제 1 발광층은 제 1 발광 재료를 포함한다.
제 2 발광 유닛은 중간층과 제 2 전극 사이에 끼워지는 영역을 가지고, 제 2 발광 유닛은 제 2 발광층을 가지고, 제 2 발광층은 제 2 발광 재료를 포함한다.
사출되는 광은 극댓값을 제 1 파장(EL1)에 가지는 스펙트럼을 가진다.
제 1 전극은 제 1 파장(EL1)에서 제 2 전극보다 높은 반사율을 가진다.
제 2 전극은 제 1 파장(EL1)에서 제 1 전극보다 높은 투과율을 가지고, 제 2 전극은 제 1 파장(EL1)에서 일부를 투과시키고 다른 일부를 반사한다. 또한 제 2 전극은 제 1 전극과의 사이에 제 2 거리(D2)를 가진다.
제 2 거리(D2)에 1.8을 곱한 것은 파장(EL1)의 0.3배 이상 0.6배 이하의 범위에 포함된다.
(3) 또한 본 발명의 일 형태는 중간층과, 제 1 발광 유닛과, 제 2 발광 유닛과, 제 1 전극과, 제 2 전극과, 반사성을 가지는 막과, 광을 사출하는 기능을 가진다.
중간층은 제 1 발광 유닛 및 제 2 발광 유닛 중 한쪽에 전자를 공급하고, 다른 쪽에 정공을 공급하는 기능을 가진다.
제 1 발광 유닛은 제 1 전극과 중간층 사이에 끼워지는 영역을 가지고, 제 1 발광 유닛은 제 1 발광층을 가지고, 제 1 발광층은 제 1 발광 재료를 포함한다.
제 2 발광 유닛은 중간층과 제 2 전극 사이에 끼워지는 영역을 가지고, 제 2 발광 유닛은 제 2 발광층을 가지고, 제 2 발광층은 제 2 발광 재료를 포함한다.
사출되는 광은 극댓값을 제 1 파장에 가지는 스펙트럼을 가진다.
반사성을 가지는 막은 제 1 파장에서 제 2 전극보다 높은 반사율을 가진다.
제 1 전극은 제 1 발광 유닛과 반사성을 가지는 막 사이에 끼워지는 영역을 가지고, 제 1 전극은 제 1 파장에서 제 2 전극보다 높은 투과율을 가진다.
제 2 전극은 제 1 파장에서 일부를 투과시키고 다른 일부를 반사한다.
제 2 전극은 상기 반사성을 가지는 막과의 사이에 제 2 거리를 가지고, 제 2 거리에 1.8을 곱한 것은 제 1 파장의 0.3배 이상 0.6배 이하의 범위에 포함된다.
이에 의하여, 광학 설계가 용이해진다. 또는 효율적으로 광을 추출하기 위한 광학 설계가 용이해진다. 또는 효율적으로 광을 추출할 수 있다. 또는 사출되는 광의 스펙트럼의 반치 폭을 좁힐 수 있다. 또는 미소 공진기 구조를 구성할 수 있다. 또는 중간층의 사용에 따른 구동 전압의 상승을 억제할 수 있다. 그 결과, 편의성 또는 신뢰성이 우수한 신규 발광 디바이스를 제공할 수 있다.
(4) 또한 본 발명의 일 형태는 제 2 발광층이 제 1 발광층과의 사이에 제 1 거리(D1)를 가지는 상기 발광 디바이스이다.
제 1 거리(D1)는 제 1 파장(EL1)과의 사이에 식(i)에 나타내는 관계를 가진다.
[수학식 1]
(6.3×10-3)×EL1≤D1≤(81.3×10-3)×EL1 (i)
이에 의하여, 광을 사출하는 복수의 영역이 서로 가까워지도록 할 수 있다. 또는 광학 설계가 용이해진다. 또는 광학 설계의 자유도가 높아진다. 또는 효율적으로 광을 추출하기 위한 광학 설계가 용이해진다. 또는 효율적으로 광을 추출할 수 있다. 또는 중간층의 사용에 따른 구동 전압의 상승을 억제할 수 있다. 그 결과, 편의성 또는 신뢰성이 우수한 신규 발광 디바이스를 제공할 수 있다.
(5) 또한 본 발명의 일 형태는 제 1 발광 재료가 용액에서 극댓값을 제 2 파장(PL1)에 가지는 제 1 발광 스펙트럼을 가지는 상기 발광 디바이스이다.
또한 제 2 발광 재료는 용액에서 극댓값을 제 3 파장(PL2)에 가지는 제 2 발광 스펙트럼을 가진다.
제 1 파장(EL1)은 제 2 파장(PL1)과의 사이의 차이가 100nm 이하이고, 제 1 파장(EL1)은 제 3 파장(PL2)과의 사이의 차이가 100nm 이하이다.
이에 의하여, 발광 디바이스의 발광 효율을 높일 수 있다. 또는 효율적으로 광을 추출할 수 있다. 그 결과, 편의성 또는 신뢰성이 우수한 신규 발광 디바이스를 제공할 수 있다.
(6) 또한 본 발명의 일 형태는 제 2 발광층이 제 1 발광 재료를 포함하는 상기 발광 디바이스이다.
이에 의하여, 발광 디바이스의 발광 효율을 높일 수 있다. 또는 높은 휘도를 얻을 수 있다. 그 결과, 편의성 또는 신뢰성이 우수한 신규 발광 디바이스를 제공할 수 있다.
(7) 또한 본 발명의 일 형태는 중간층이 제 1 발광층과의 사이에 제 3 거리(D31)를 가지고, 제 2 발광층과의 사이에 제 4 거리(D32)를 가지는 상기 발광 디바이스이다.
또한 제 3 거리(D31)는 5nm 이상이고, 제 4 거리(D32)는 5nm 이상이다.
이에 의하여, 예를 들어 발광층을 중간층으로부터 멀어지도록 할 수 있다. 또는 예를 들어 발광층이 중간층에 접근하는 것에 따른 발광 효율의 저하를 억제할 수 있다. 또는 발광 디바이스의 발광 효율을 높일 수 있다. 그 결과, 편의성 또는 신뢰성이 우수한 신규 발광 디바이스를 제공할 수 있다.
또한 본 명세서에서, EL층이란, 발광 디바이스의 한 쌍의 전극 사이에 제공된 층을 나타내는 것으로 한다. 따라서, 전극 사이에 끼워진 발광 재료인 유기 화합물을 포함한 발광층은 EL층의 일 형태이다.
또한 본 명세서에서, 물질 A를 다른 물질 B로 이루어지는 매트릭스 내에 분산시키는 경우, 매트릭스를 구성하는 물질 B를 호스트 재료라고 부르고, 매트릭스 내에 분산되는 물질 A를 게스트 재료라고 부르는 것으로 한다. 또한 물질 A와 물질 B는 각각 단일의 물질이어도 좋고 2종류 이상의 물질들의 혼합물이어도 좋은 것으로 한다.
또한 본 명세서 중에서, 발광 장치란 화상 표시 디바이스, 또는 광원(조명 장치를 포함함)을 말한다. 또한 발광 장치에 커넥터, 예를 들어 FPC(Flexible printed circuit) 또는 TCP(Tape Carrier Package)가 장착된 모듈, TCP의 끝에 프린트 배선판이 제공된 모듈, 또는 발광 디바이스가 형성된 기판에 COG(Chip On Glass) 방식에 의하여 IC(집적 회로)가 직접 실장된 모듈도 모두 발광 장치에 포함하는 것으로 한다.
본 발명의 일 형태에 따르면, 편의성 또는 신뢰성이 우수한 신규 발광 디바이스를 제공할 수 있다. 또는 신규 발광 디바이스 또는 신규 반도체 장치를 제공할 수 있다.
또한 이들 효과의 기재는 다른 효과의 존재를 방해하는 것은 아니다. 또한 본 발명의 일 형태는 이들 효과 모두를 반드시 가질 필요는 없다. 또한 이들 외의 효과는 명세서, 도면, 청구항 등의 기재로부터 저절로 명백해지는 것이며 명세서, 도면, 청구항 등의 기재로부터 이들 외의 효과를 추출할 수 있다.
도 1의 (A) 및 (B)는 실시형태에 따른 발광 디바이스의 구성을 설명하는 도면이다.
도 2는 실시형태에 따른 발광 디바이스의 구성을 설명하는 도면이다.
도 3의 (A) 내지 (C)는 실시형태에 따른 발광 장치의 구성을 설명하는 도면이다.
도 4의 (A) 및 (B)는 실시형태에 따른 발광 장치의 구성을 설명하는 도면이다.
도 5의 (A) 내지 (E)는 실시형태에 따른 전자 기기의 구성을 설명하는 도면이다.
도 6은 실시예에 따른 발광 디바이스의 구성을 설명하는 도면이다.
도 7의 (A) 및 (B)는 실시예에 따른 발광 디바이스의 구성을 설명하는 도면이다.
도 8은 발광 디바이스(1)의 전류 밀도-방사 발산도 특성을 나타낸 도면이다.
도 9는 발광 디바이스(1)의 전압-전류 밀도 특성을 나타낸 도면이다.
도 10은 발광 디바이스(1)의 전류 밀도-방사속 특성을 나타낸 도면이다.
도 11은 발광 디바이스(1)의 전압-방사 발산도 특성을 나타낸 도면이다.
도 12는 발광 디바이스(1)의 전류 밀도-외부 양자 효율 특성을 나타낸 도면이다.
도 13은 발광 디바이스(1)의 발광 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 14는 발광 디바이스(2)의 전류 밀도-방사 발산도 특성을 나타낸 도면이다.
도 15는 발광 디바이스(2)의 전압-전류 밀도 특성을 나타낸 도면이다.
도 16은 발광 디바이스(2)의 전류 밀도-방사속 특성을 나타낸 도면이다.
도 17은 발광 디바이스(2)의 전압-방사 발산도 특성을 나타낸 도면이다.
도 18은 발광 디바이스(2)의 전류 밀도-외부 양자 효율 특성을 나타낸 도면이다.
도 19는 발광 디바이스(2)의 발광 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 20은 발광 디바이스(3)의 전류 밀도-방사 발산도 특성을 나타낸 도면이다.
도 21은 발광 디바이스(3)의 전압-전류 밀도 특성을 나타낸 도면이다.
도 22는 발광 디바이스(3)의 전류 밀도-방사속 특성을 나타낸 도면이다.
도 23은 발광 디바이스(3)의 전압-방사 발산도 특성을 나타낸 도면이다.
도 24는 발광 디바이스(3)의 전류 밀도-외부 양자 효율 특성을 나타낸 도면이다.
도 25는 발광 디바이스(3)의 발광 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 26은 실시예에 따른 발광 디바이스의 구성을 설명하는 도면이다.
도 27은 실시예에 따른 발광 디바이스의 계산 결과를 설명하는 도면이다.
도 28은 구조식(100)으로 나타내어지는 유기 금속 착체의 자외·가시 흡수 스펙트럼 및 발광 스펙트럼이다.
도 29는 구조식(100)으로 나타내어지는 유기 금속 착체의 발광 스펙트럼이다.
도 30은 발광 디바이스(4)의 전류 밀도-방사 발산도 특성을 나타낸 도면이다.
도 31은 발광 디바이스(4)의 전압-전류 밀도 특성을 나타낸 도면이다.
도 32는 발광 디바이스(4)의 전류 밀도-방사속 특성을 나타낸 도면이다.
도 33은 발광 디바이스(4)의 전압-방사 발산도 특성을 나타낸 도면이다.
도 34는 발광 디바이스(4)의 전류 밀도-외부 양자 효율 특성을 나타낸 도면이다.
도 35는 발광 디바이스(4)의 발광 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 36은 발광 디바이스(4)의 상대 강도의 각도 의존성을 나타낸 도면이다.
도 37은 발광 디바이스(4)의 정규화 광자 강도의 각도 의존성을 나타낸 도면이다.
도 2는 실시형태에 따른 발광 디바이스의 구성을 설명하는 도면이다.
도 3의 (A) 내지 (C)는 실시형태에 따른 발광 장치의 구성을 설명하는 도면이다.
도 4의 (A) 및 (B)는 실시형태에 따른 발광 장치의 구성을 설명하는 도면이다.
도 5의 (A) 내지 (E)는 실시형태에 따른 전자 기기의 구성을 설명하는 도면이다.
도 6은 실시예에 따른 발광 디바이스의 구성을 설명하는 도면이다.
도 7의 (A) 및 (B)는 실시예에 따른 발광 디바이스의 구성을 설명하는 도면이다.
도 8은 발광 디바이스(1)의 전류 밀도-방사 발산도 특성을 나타낸 도면이다.
도 9는 발광 디바이스(1)의 전압-전류 밀도 특성을 나타낸 도면이다.
도 10은 발광 디바이스(1)의 전류 밀도-방사속 특성을 나타낸 도면이다.
도 11은 발광 디바이스(1)의 전압-방사 발산도 특성을 나타낸 도면이다.
도 12는 발광 디바이스(1)의 전류 밀도-외부 양자 효율 특성을 나타낸 도면이다.
도 13은 발광 디바이스(1)의 발광 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 14는 발광 디바이스(2)의 전류 밀도-방사 발산도 특성을 나타낸 도면이다.
도 15는 발광 디바이스(2)의 전압-전류 밀도 특성을 나타낸 도면이다.
도 16은 발광 디바이스(2)의 전류 밀도-방사속 특성을 나타낸 도면이다.
도 17은 발광 디바이스(2)의 전압-방사 발산도 특성을 나타낸 도면이다.
도 18은 발광 디바이스(2)의 전류 밀도-외부 양자 효율 특성을 나타낸 도면이다.
도 19는 발광 디바이스(2)의 발광 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 20은 발광 디바이스(3)의 전류 밀도-방사 발산도 특성을 나타낸 도면이다.
도 21은 발광 디바이스(3)의 전압-전류 밀도 특성을 나타낸 도면이다.
도 22는 발광 디바이스(3)의 전류 밀도-방사속 특성을 나타낸 도면이다.
도 23은 발광 디바이스(3)의 전압-방사 발산도 특성을 나타낸 도면이다.
도 24는 발광 디바이스(3)의 전류 밀도-외부 양자 효율 특성을 나타낸 도면이다.
도 25는 발광 디바이스(3)의 발광 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 26은 실시예에 따른 발광 디바이스의 구성을 설명하는 도면이다.
도 27은 실시예에 따른 발광 디바이스의 계산 결과를 설명하는 도면이다.
도 28은 구조식(100)으로 나타내어지는 유기 금속 착체의 자외·가시 흡수 스펙트럼 및 발광 스펙트럼이다.
도 29는 구조식(100)으로 나타내어지는 유기 금속 착체의 발광 스펙트럼이다.
도 30은 발광 디바이스(4)의 전류 밀도-방사 발산도 특성을 나타낸 도면이다.
도 31은 발광 디바이스(4)의 전압-전류 밀도 특성을 나타낸 도면이다.
도 32는 발광 디바이스(4)의 전류 밀도-방사속 특성을 나타낸 도면이다.
도 33은 발광 디바이스(4)의 전압-방사 발산도 특성을 나타낸 도면이다.
도 34는 발광 디바이스(4)의 전류 밀도-외부 양자 효율 특성을 나타낸 도면이다.
도 35는 발광 디바이스(4)의 발광 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 36은 발광 디바이스(4)의 상대 강도의 각도 의존성을 나타낸 도면이다.
도 37은 발광 디바이스(4)의 정규화 광자 강도의 각도 의존성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 형태의 발광 디바이스는 중간층과, 제 1 발광 유닛과, 제 2 발광 유닛을 가진다. 중간층은 제 1 발광 유닛과 제 2 발광 유닛 사이에 끼워지는 영역을 가지고, 중간층은 제 1 발광 유닛 및 제 2 발광 유닛 중 한쪽에 전자를 공급하고, 다른 쪽에 정공을 공급하는 기능을 가진다. 제 1 발광 유닛은 제 1 발광층을 가지고, 제 1 발광층은 제 1 발광 재료를 포함하고, 제 2 발광 유닛은 제 2 발광층을 가지고, 제 2 발광층은 제 2 발광 재료를 포함하고, 제 2 발광층은 제 1 발광층과의 사이에 제 1 거리를 가지고, 제 1 거리는 5nm 이상 65nm 이하이다.
이에 의하여, 광을 사출하는 복수의 영역이 서로 가까워지도록 할 수 있다. 또는 광학 설계가 용이해진다. 또는 광학 설계의 자유도가 높아진다. 또는 효율적으로 광을 추출하기 위한 광학 설계가 용이해진다. 또는 효율적으로 광을 추출할 수 있다. 또는 중간층(104)의 사용에 따른 구동 전압의 상승을 억제할 수 있다. 그 결과, 편의성 또는 신뢰성이 우수한 신규 발광 디바이스를 제공할 수 있다.
실시형태에 대하여 도면을 사용하여 자세히 설명한다. 다만, 본 발명은 이하의 설명에 한정되지 않고, 본 발명의 취지 및 그 범위에서 벗어남이 없이 그 형태 및 자세한 사항을 다양하게 변경할 수 있다는 것은 통상의 기술자라면 용이하게 이해할 수 있다. 따라서 본 발명은 이하의 실시형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다. 또한 이하에서 설명되는 발명의 구성에서, 동일한 부분 또는 같은 기능을 가지는 부분에는 동일한 부호를 상이한 도면 사이에서 공통적으로 사용하고, 그 반복 설명은 생략한다.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 발광 디바이스의 구성에 대하여 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 형태의 발광 디바이스의 구성을 설명하는 도면이다. 도 1의 (A)는 본 발명의 일 형태의 발광 디바이스의 단면도이고, 도 1의 (B)는 본 발명의 일 형태의 발광 디바이스의 발광 스펙트럼을 설명하는 모식도이다.
또한 본 명세서에서 값이 1 이상의 정수(整數)인 변수를 부호에 사용하는 경우가 있다. 예를 들어 값이 1 이상의 정수인 변수 p를 포함하는 (p)를 최대 p개의 구성 요소 중 어느 것을 특정하는 부호의 일부에 사용하는 경우가 있다. 또한 예를 들어 값이 1 이상의 정수인 변수 m 및 변수 n을 포함하는 (m, n)을 최대 m×n개의 구성 요소 중 어느 것을 특정하는 부호의 일부에 사용하는 경우가 있다.
<발광 디바이스의 구성예 1.>
본 실시형태에서 설명하는 발광 디바이스는 중간층(104)과, 발광 유닛(103a)과, 발광 유닛(103b)을 가진다(도 1의 (A) 참조).
<<중간층의 구성예 1.>>
중간층(104)은 발광 유닛(103a)과 발광 유닛(103b) 사이에 끼워지는 영역을 가진다. 또한 중간층(104)은 발광 유닛(103a) 및 발광 유닛(103b) 중 한쪽에 전자를 공급하고, 다른 쪽에 정공을 공급하는 기능을 가진다. 예를 들어 양극 측에 배치되는 발광 유닛(103a)에 전자를 공급하고, 음극 측에 배치되는 발광 유닛(103b)에 정공을 공급한다. 또한 중간층(104)은 예를 들어 전하 발생층이라고 바꿔 말할 수 있다.
<<발광 유닛의 구성예 1.>>
발광 유닛(103a)은 발광층(113a)을 가지고, 발광층(113a)은 제 1 발광 재료를 포함한다. 또한 발광 유닛(103a)은 한쪽으로부터 주입된 전자가 다른 쪽으로부터 주입된 정공과 재결합하는 영역을 가진다. 또한 복수의 발광 유닛 및 중간층을 가지는 구성을 탠덤형 발광 디바이스라고 하는 경우가 있다. 또한 제 1 발광 재료는 전자와 정공의 재결합에 의하여 발생하는 에너지를 광으로서 방출한다.
발광 유닛(103b)은 발광층(113b)을 가지고, 발광층(113b)은 제 2 발광 재료를 포함한다.
<<발광층의 구성예 1.>>
발광층(113b)은 발광층(113a)과의 사이에 거리(D1)를 가진다. 또한 거리(D1)는 5nm 이상 65nm 이하이다. 또한 바람직하게는 거리(D1)는 5nm 이상 50nm 이하이고, 더 바람직하게는 5nm 이상 40nm 이하이다. 또한 거리(D1)는 바람직하게는 10nm 이상이다.
이에 의하여, 광을 사출하는 복수의 영역(예를 들어 발광층(113a) 및 발광층(113b))이 서로 가까워지도록 할 수 있다. 또는 광학 설계가 용이해진다. 또는 광학 설계의 자유도가 높아진다. 또는 효율적으로 광을 추출하기 위한 광학 설계가 용이해진다. 또는 효율적으로 광을 추출할 수 있다. 또는 중간층(104)의 사용에 따른 구동 전압의 상승을 억제할 수 있다. 그 결과, 편의성 또는 신뢰성이 우수한 신규 발광 디바이스를 제공할 수 있다.
<발광 디바이스의 구성예 2.>
또한 본 실시형태에서 설명하는 발광 디바이스는 전극(101)과, 전극(102)과, 광을 사출하는 기능을 가진다(도 1의 (A) 참조).
<<발광 스펙트럼>>
본 발명의 일 형태의 발광 디바이스가 사출하는 광은 예를 들어 극댓값을 제 1 파장(EL1)에 가지는 스펙트럼을 가진다(도 1의 (B) 참조). 또한 상기 스펙트럼이 복수의 극댓값을 가지는 경우에는 강도가 가장 높은 극댓값의 파장을 파장(EL1)으로 한다.
<<전극(101) 및 전극(102)의 구성예 1.>>
전극(101)은 파장(EL1)에서 전극(102)보다 높은 반사율을 가진다.
전극(102)은 파장(EL1)에서 전극(101)보다 높은 투과율을 가지고, 전극(102)은 파장(EL1)에서 광의 일부를 투과시키고 다른 일부를 반사한다.
전극(102)은 전극(101)과의 사이에 거리(D2)를 가진다. 거리(D2)에 1.8을 곱한 것은 파장(EL1)의 0.3배 이상 0.6배 이하의 범위에 포함된다.
예를 들어 거리(D2)가 180nm인 경우, (1.8×180)nm는 324nm이다. 또한 파장(EL1)이 800nm인 경우, (0.3×800)nm는 240nm이고, (0.6×800)nm는 480nm이다. 따라서 324nm는 240nm 이상 480nm 이하의 범위에 포함된다.
이에 의하여, 광학 설계가 용이해진다. 또는 효율적으로 광을 추출하기 위한 광학 설계가 용이해진다. 또는 효율적으로 광을 추출할 수 있다. 또는 사출되는 광의 스펙트럼의 반치 폭을 좁힐 수 있다. 또는 미소 공진기 구조를 구성할 수 있다. 또는 중간층(104)의 사용에 따른 구동 전압의 상승을 억제할 수 있다. 그 결과, 편의성 또는 신뢰성이 우수한 신규 발광 디바이스를 제공할 수 있다.
또한 파장(EL1)의 광에 대하여 투광성을 가지는 도전막과, 파장(EL1)의 광에 대하여 반사성을 가지는 막을 발광 디바이스에 사용할 수 있다.
예를 들어 파장(EL1)의 광에 대하여 투광성을 가지는 도전막은 전극(101)에 사용되고, 파장(EL1)의 광에 대하여 반사성을 가지는 제 1 막은 발광층(113a)과의 사이에 상기 전극(101)을 끼우도록 배치될 수 있다. 바꿔 말하면 반사성의 제 1 막은 발광층(113a)과의 사이에 투광성을 가지는 도전막을 끼운다. 또는 투광성을 가지는 도전막은 전극(101)의 기능에 더하여, 전극(102)과 반사성의 제 1 막 사이의 거리를 조정하는 기능을 가진다. 이와 같은 구성에서, 전극(102)은 반사성의 제 1 막과의 사이에 거리(D2)를 가진다.
또한 파장(EL1)의 광에 대하여 투광성을 가지는 도전막을 전극(102)에 사용하고, 파장(EL1)의 광에 대하여 반사성을 가지는 제 2 막은 발광층(113b)과의 사이에 상기 전극(102)을 끼우도록 배치될 수 있다. 바꿔 말하면 반사성의 제 2 막은 발광층(113b)과의 사이에 투광성을 가지는 도전막을 끼운다. 또는 투광성을 가지는 도전막은 전극(102)의 기능에 더하여, 전극(101)과 반사성의 제 2 막 사이의 거리를 조정하는 기능을 가진다. 이와 같은 구성에서, 반사성의 제 2 막은 전극(101)과의 사이에 거리(D2)를 가진다.
<발광 디바이스의 구성예 3.>
또한 본 실시형태에서 설명하는 발광 디바이스는, 거리(D1)가 파장(EL1)과의 사이에서 식(i)에 나타낸 관계를 가진다(도 1의 (A) 참조).
[수학식 2]
(6.3×10-3)×EL1≤D1≤(81.3×10-3)×EL1 (i)
예를 들어 파장(EL1)이 800nm인 경우, (6.3×10-3)×800nm는 5.04nm이고, (81.3×10-3)×800nm는 65.04nm이다. 따라서, 파장(EL1)이 800nm인 경우, 적합한 거리(D1)는 5.04nm 이상 65.04nm 이하의 범위에 포함된다.
이에 의하여, 광을 사출하는 복수의 영역이 서로 가까워지도록 할 수 있다. 또는 광학 설계가 용이해진다. 또는 광학 설계의 자유도가 높아진다. 또는 효율적으로 광을 추출하기 위한 광학 설계가 용이해진다. 또는 효율적으로 광을 추출할 수 있다. 또는 중간층(104)의 사용에 따른 구동 전압의 상승을 억제할 수 있다. 그 결과, 편의성 또는 신뢰성이 우수한 신규 발광 디바이스를 제공할 수 있다.
<<발광 재료>>
제 1 발광 재료는 용액에서 극댓값을 파장(PL1)에 가지는 제 1 발광 스펙트럼을 가진다(도 1의 (B) 참조). 또한 상기 스펙트럼이 복수의 극댓값을 가지는 경우에는 강도가 가장 높은 극댓값의 파장을 파장(PL1)으로 한다. 또한 제 1 발광 스펙트럼은 예를 들어 다이클로로메테인을 용매에 사용하고, 제 1 발광 재료를 용질에 사용하는 용액에서 측정할 수 있다. 또한 용매로서는, 메틸에틸케톤, 사이클로헥사논 등의 케톤류, 아세트산 에틸 등의 지방산 에스터류, 다이클로로벤젠 등의 할로젠화 탄화수소류, 톨루엔, 자일렌, 메시틸렌, 사이클로헥실벤젠 등의 방향족 탄화수소류, 사이클로헥세인, 데칼린, 도데케인 등의 지방족 탄화수소류, 다이메틸폼아마이드(DMF), 다이메틸설폭사이드(DMSO) 등의 용매를 사용할 수 있다.
제 2 발광 재료는 용액에서 극댓값을 파장(PL2)에 가지는 제 2 발광 스펙트럼을 가진다. 또한 상기 스펙트럼이 복수의 극댓값을 가지는 경우에는 강도가 가장 높은 극댓값의 파장을 파장(PL2)으로 한다.
<<발광 스펙트럼>>
파장(EL1)은 파장(PL1)과의 사이의 차이가 100nm 이하이다. 또한 파장(EL1)은 파장(PL2)과의 사이의 차이가 100nm 이하이다. 예를 들어 파장(EL1)이 800nm이고, 파장(PL1) 및 파장(PL2)이 780nm인 경우, 파장(EL1)은 파장(PL1)과의 사이의 차이가 20nm이다.
이에 의하여, 발광 디바이스의 발광 효율을 높일 수 있다. 또는 효율적으로 광을 추출할 수 있다. 그 결과, 편의성 또는 신뢰성이 우수한 신규 발광 디바이스를 제공할 수 있다.
<<발광층의 구성예 2.>>
발광층(113b)은 제 1 발광 재료를 포함한다. 또한 제 1 발광 재료와 같은 재료를 제 2 발광 재료에 사용할 수 있다.
이에 의하여, 발광 디바이스의 발광 효율을 높일 수 있다. 또는 높은 휘도를 얻을 수 있다. 그 결과, 편의성 또는 신뢰성이 우수한 신규 발광 디바이스를 제공할 수 있다.
<<중간층의 구성예 1.>>
중간층(104)은 발광층(113a)과의 사이에 거리(D31)를 가지고, 중간층(104)은 발광층(113b)과의 사이에 거리(D32)를 가진다(도 1의 (A) 참조). 또한 거리(D31)는 5nm 이상이고, 거리(D32)는 5nm 이상이다.
이에 의하여, 예를 들어 발광층(113a)을 중간층(104)으로부터 멀어지도록 할 수 있다. 또는 예를 들어 발광층(113a)이 중간층(104)에 접근하는 것에 따른 발광 효율의 저하를 억제할 수 있다. 또는 발광 디바이스의 발광 효율을 높일 수 있다. 그 결과, 편의성 또는 신뢰성이 우수한 신규 발광 디바이스를 제공할 수 있다.
<<중간층(104)의 구성예 2.>>
정공 수송성 재료와 억셉터성 재료(전자 수용성 재료)를 포함하는 구성을 중간층(104)에 사용할 수 있다. 또는 전자 수송성 재료와 도너성 재료를 포함하는 구성을 중간층(104)에 사용할 수 있다.
구체적으로는, 발광 유닛에 사용할 수 있는 재료(정공 수송성 재료, 억셉터성 재료, 전자 수송성 재료, 및 도너성 재료)를 중간층(104)에 사용할 수 있다. 또한 발광 유닛에 사용할 수 있는 재료에 대해서는, 후술하는 발광 유닛의 구성예의 설명을 참조할 수 있다.
복수의 발광 유닛 사이에 중간층(104)을 끼우는 구성으로 함으로써, 중간층(104)을 사용하지 않는 구성과 비교하여 구동 전압의 상승을 억제할 수 있다. 또는 소비 전력을 억제할 수 있다.
<<전극(101) 및 전극(102)의 구성예 2.>>
전극(101)과 전극(102)은 바람직하게는 1×10-2Ωcm 이하의 저항률을 가진다. 또한 도 2에 나타낸 발광 디바이스에서, 전극(101)은 기판 위에 스퍼터링법에 의하여 형성된다. 또한 전극(102)은 발광 유닛 위에 스퍼터링법이나 진공 증착법에 의하여 형성된다.
또한 전극(101) 및 전극(102) 중 적어도 한쪽은 발광 디바이스가 사출하는 광에 대하여 투광성을 가진다. 예를 들어 발광 디바이스가 사출하는 광에 대하여 5% 이상의 투과율을 가진다.
또한 예를 들어 발광 디바이스가 사출하는 광에 대하여 20% 이상 95% 이하, 바람직하게는 40% 이상 70% 이하의 반사율을 가진다.
단수 또는 복수의 도전성 재료를 전극(101) 및 전극(102)에 단층으로, 또는 적층하여 사용할 수 있다. 전극(101) 및 전극(102)을 형성하는 재료로서는, 이하에 나타내는 재료를 적절히 조합하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물 등을 적절히 사용할 수 있다. 구체적으로는, In-Sn 산화물(ITO라고도 함), In-Si-Sn 산화물(ITSO라고도 함), In-Zn 산화물, In-W-Zn 산화물을 들 수 있다. 그 외에 알루미늄(Al), 타이타늄(Ti), 크로뮴(Cr), 망가니즈(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 갈륨(Ga), 아연(Zn), 인듐(In), 주석(Sn), 몰리브데넘(Mo), 탄탈럼(Ta), 텅스텐(W), 팔라듐(Pd), 금(Au), 백금(Pt), 은(Ag), 이트륨(Y), 네오디뮴(Nd) 등의 금속, 및 이들을 적절히 조합하여 포함하는 합금을 사용할 수도 있다. 그 외에, 위에서 예시하지 않은 원소 주기율표의 1족 또는 2족에 속하는 원소(예를 들어, 리튬(Li), 세슘(Cs), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr)), 유로퓸(Eu), 이터븀(Yb) 등의 희토류 금속, 이들을 적절히 조합하여 포함하는 합금, 그래핀 등을 사용할 수 있다.
<<발광 유닛의 구성예 2.>>
본 실시형태에서 설명하는 발광 디바이스는 발광 유닛(103a) 및 발광 유닛(103b)을 가진다.
발광 유닛(103a)은 정공 주입층(111a), 정공 수송층(112a), 발광층(113a), 전자 수송층(114a), 및 전자 주입층(115a)을 가질 수 있다.
또한 발광 유닛(103b)은 정공 수송층(112b), 발광층(113b), 전자 수송층(114b), 및 전자 주입층(115b)을 가질 수 있다. 또한 발광 유닛(103a)에 사용할 수 있는 재료를 발광 유닛(103b)에 사용할 수 있다.
또한 본 실시형태에 나타낸 발광 디바이스의 제작에는 증착법 등의 진공 프로세스나, 스핀 코팅법이나 잉크젯법 등의 용액 프로세스를 사용할 수 있다. 증착법을 사용하는 경우에는, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 이온 빔 증착법, 분자선 증착법, 진공 증착법 등의 물리 증착법(PVD법)이나, 화학 증착법(CVD법) 등을 사용할 수 있다. 특히, EL층에 포함되는 기능층(정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층) 및 전하 발생층에 대해서는 증착법(진공 증착법 등), 도포법(딥 코팅법, 다이 코팅법, 바 코팅법, 스핀 코팅법, 스프레이 코팅법 등), 인쇄법(잉크젯법, 스크린(공판 인쇄)법, 오프셋(평판 인쇄)법, 플렉소 인쇄(철판 인쇄)법, 그라비어법, 마이크로 콘택트법 등) 등의 방법으로 형성할 수 있다.
또한 기능층 및 전하 발생층의 재료는 각각 상술한 재료에 한정되지 않는다. 예를 들어, 기능층의 재료로서는, 고분자 화합물(올리고머, 덴드리머, 폴리머 등), 중분자 화합물(저분자와 고분자의 중간 영역의 화합물: 분자량 400 내지 4000), 무기 화합물(퀀텀닷(quantum dot) 재료 등) 등을 사용하여도 좋다. 또한 퀀텀닷 재료로서는, 콜로이드상 퀀텀닷 재료, 합금형 퀀텀닷 재료, 코어·셸형 퀀텀닷 재료, 코어형 퀀텀닷 재료 등을 사용할 수 있다.
[정공 주입층 및 정공 수송층]
예를 들어 정공 주입층(111a)은 양극으로부터 발광 유닛(103a)에 정공을 주입하는 층이며, 정공 주입성이 높은 재료를 포함하는 층이다. 또한 전극(101)을 양극에 사용할 수 있다. 예를 들어 도 2에 나타낸 발광 디바이스에서, 전극(101) 위에 정공 주입층(111a) 및 정공 수송층(112a)이 진공 증착법에 의하여 순차적으로 적층되어 형성된다.
정공 주입성이 높은 재료로서는, 몰리브데넘 산화물, 바나듐 산화물, 루테늄 산화물, 텅스텐 산화물, 망가니즈 산화물 등의 전이 금속 산화물, 프탈로사이아닌(약칭: H2Pc)이나 구리 프탈로사이아닌(약칭: CuPc) 등의 프탈로사이아닌계 화합물 등을 사용할 수 있다.
정공 주입성이 높은 재료로서는 4,4',4''-트리스(N,N-다이페닐아미노)트라이페닐아민(약칭: TDATA), 4,4',4''-트리스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트라이페닐아민(약칭: MTDATA), 4,4'-비스[N-(4-다이페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]바이페닐(약칭: DPAB), 4,4'-비스(N-{4-[N'-(3-메틸페닐)-N'-페닐아미노]페닐}-N-페닐아미노)바이페닐(약칭: DNTPD), 1,3,5-트리스[N-(4-다이페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]벤젠(약칭: DPA3B), 3-[N-(9-페닐카바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카바졸(약칭: PCzPCA1), 3,6-비스[N-(9-페닐카바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카바졸(약칭: PCzPCA2), 3-[N-(1-나프틸)-N-(9-페닐카바졸-3-일)아미노]-9-페닐카바졸(약칭: PCzPCN1) 등의 방향족 아민 화합물 등을 사용할 수 있다.
정공 주입성이 높은 재료로서는 폴리(N-바이닐카바졸)(약칭: PVK), 폴리(4-바이닐트라이페닐아민)(약칭: PVTPA), 폴리[N-(4-{N'-[4-(4-다이페닐아미노)페닐]페닐-N'-페닐아미노}페닐)메타크릴아마이드](약칭: PTPDMA), 폴리[N,N'-비스(4-뷰틸페닐)-N,N'-비스(페닐)벤지딘](약칭: Poly-TPD) 등을 사용할 수 있다. 또는 폴리(3,4-에틸렌다이옥시싸이오펜)/폴리(스타이렌설폰산)(약칭: PEDOT/PSS), 폴리아닐린/폴리(스타이렌설폰산)(약칭: PAni/PSS) 등의 산을 첨가한 고분자 화합물 등을 사용할 수도 있다.
정공 주입성이 높은 재료로서는 정공 수송성 재료와 억셉터성 재료(전자 수용성 재료)를 포함하는 복합 재료를 사용할 수도 있다. 이 경우 억셉터성 재료에 의하여 정공 수송성 재료로부터 전자가 추출되어 정공 주입층(111a)에서 정공이 발생되고, 정공 수송층(112a)을 통하여 발광층(113a)에 정공이 주입된다. 또한 정공 주입층(111a)은 정공 수송성 재료와 억셉터성 재료를 포함한 복합 재료로 이루어진 단층으로 형성하여도 좋고, 정공 수송성 재료와 억셉터성 재료를 각각 다른 층으로 적층하여 형성하여도 좋다.
정공 수송층(112a)은 정공 주입층(111a)에 의하여 전극(101)으로부터 주입된 정공을 발광층(113a)으로 수송하는 층이다. 정공 수송층(112)은 정공 수송성 재료를 포함하는 층이다. 정공 수송층(112a)에 사용되는 정공 수송성 재료로서는, 특히 정공 주입층(111a)의 HOMO 준위와 같거나, 또는 가까운 HOMO 준위를 가지는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
정공 주입층(111a)에 사용되는 억셉터성 재료로서는, 원소 주기율표의 4족 내지 8족에 속하는 금속의 산화물을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 산화 몰리브데넘, 산화 바나듐, 산화 나이오븀, 산화 탄탈럼, 산화 크로뮴, 산화 텅스텐, 산화 망가니즈, 산화 레늄을 들 수 있다. 이 중에서도, 산화 몰리브데넘은 대기 중에서도 안정적이고 흡습성이 낮으며 취급하기 쉽기 때문에 특히 바람직하다. 그 외에, 퀴노다이메테인 유도체, 클로라닐 유도체, 헥사아자트라이페닐렌 유도체 등의 유기 억셉터를 사용할 수 있다. 전자 흡인기(할로젠기나 사이아노기)를 가지는 것으로서는, 7,7,8,8-테트라사이아노-2,3,5,6-테트라플루오로퀴노다이메테인(약칭: F4-TCNQ), 클로라닐, 2,3,6,7,10,11-헥사사이아노-1,4,5,8,9,12-헥사아자트라이페닐렌(약칭: HAT-CN), 1,3,4,5,7,8-헥사플루오로테트라사이아노-나프토퀴노다이메테인(약칭: F6-TCNNQ) 등을 들 수 있다. 특히, HAT-CN과 같이 헤테로 원자를 복수로 가지는 축합 방향족 고리에 전자 흡인기가 결합하는 화합물이 열적으로 안정적이므로 바람직하다. 또한 전자 흡인기(특히 플루오로기와 같은 할로젠기나 사이아노기)를 가지는 [3]라디알렌 유도체는 전자 수용성이 매우 높으므로 바람직하고, 구체적으로는 α,α',α''-1,2,3-사이클로프로페인트라이일리덴트리스[4-사이아노-2,3,5,6-테트라플루오로벤젠아세토나이트릴], α,α',α''-1,2,3-사이클로프로페인트라이일리덴트리스[2,6-다이클로로-3,5-다이플루오로-4-(트라이플루오로메틸)벤젠아세토나이트릴], α,α',α''-1,2,3-사이클로프로페인트라이일리덴트리스[2,3,4,5,6-펜타플루오로벤젠아세토나이트릴] 등을 들 수 있다.
정공 주입층(111a) 및 정공 수송층(112a)에 사용되는 정공 수송성 재료로서는 정공 이동도가 10-6cm2/Vs 이상인 물질이 바람직하다. 또한 전자보다 정공의 수송성이 높은 물질이면, 이들 외의 물질도 사용할 수 있다.
정공 수송성 재료로서는, π전자 과잉형 헤테로 방향족 화합물(예를 들어 카바졸 유도체, 싸이오펜 유도체, 퓨란 유도체 등)이나 방향족 아민 화합물(방향족 아민 골격을 가지는 화합물) 등의 정공 수송성이 높은 재료가 바람직하다.
카바졸 유도체(카바졸 골격을 가지는 화합물)로서는 바이카바졸 유도체(예를 들어 3,3'-바이카바졸 유도체), 카바졸릴기를 가지는 방향족 아민 화합물 등을 들 수 있다.
바이카바졸 유도체(예를 들어 3,3'-바이카바졸 유도체)로서 구체적으로는 3,3'-비스(9-페닐-9H-카바졸)(약칭: PCCP), 9,9'-비스(1,1'-바이페닐-4-일)-3,3'-바이-9H-카바졸, 9,9'-비스(1,1'-바이페닐-3-일)-3,3'-바이-9H-카바졸, 9-(1,1'-바이페닐-3-일)-9'-(1,1'-바이페닐-4-일)-9H,9'H-3,3'-바이카바졸(약칭: mBPCCBP), 9-(2-나프틸)-9'-페닐-9H,9'H-3,3'-바이카바졸(약칭: βNCCP) 등을 들 수 있다.
카바졸릴기를 가지는 방향족 아민 화합물로서 구체적으로는 4-페닐-4'-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트라이페닐아민(약칭: PCBA1BP), N-(4-바이페닐)-N-(9,9-다이메틸-9H-플루오렌-2-일)-9-페닐-9H-카바졸-3-아민(약칭: PCBiF), N-(1,1'-바이페닐-4-일)-N-[4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐]-9,9-다이메틸-9H-플루오렌-2-아민(약칭: PCBBiF), 4,4'-다이페닐-4''-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트라이페닐아민(약칭: PCBBi1BP), 4-(1-나프틸)-4'-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트라이페닐아민(약칭: PCBANB), 4,4'-다이(1-나프틸)-4''-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트라이페닐아민(약칭: PCBNBB), 4-페닐다이페닐-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)아민(약칭: PCA1BP), N,N'-비스(9-페닐카바졸-3-일)-N,N'-다이페닐벤젠-1,3-다이아민(약칭: PCA2B), N,N',N''-트라이페닐-N,N',N''-트리스(9-페닐카바졸-3-일)벤젠-1,3,5-트라이아민(약칭: PCA3B), 9,9-다이메틸-N-페닐-N-[4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐]플루오렌-2-아민(약칭: PCBAF), N-페닐-N-[4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐]스파이로-9,9'-바이플루오렌-2-아민(약칭: PCBASF), PCzPCA1, PCzPCA2, PCzPCN1, 3-[N-(4-다이페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]-9-페닐카바졸(약칭: PCzDPA1), 3,6-비스[N-(4-다이페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]-9-페닐카바졸(약칭: PCzDPA2), 3,6-비스[N-(4-다이페닐아미노페닐)-N-(1-나프틸)아미노]-9-페닐카바졸(약칭: PCzTPN2), 2-[N-(9-페닐카바졸-3-일)-N-페닐아미노]스파이로-9,9'-바이플루오렌(약칭: PCASF), N-[4-(9H-카바졸-9-일)페닐]-N-(4-페닐)페닐아닐린(약칭: YGA1BP), N,N'-비스[4-(카바졸-9-일)페닐]-N,N'-다이페닐-9,9-다이메틸플루오렌-2,7-다이아민(약칭: YGA2F), 4,4',4''-트리스(카바졸-9-일)트라이페닐아민(약칭: TCTA) 등을 들 수 있다.
카바졸 유도체로서는 상기에 더하여 3-[4-(9-페난트릴)-페닐]-9-페닐-9H-카바졸(약칭: PCPPn), 3-[4-(1-나프틸)-페닐]-9-페닐-9H-카바졸(약칭: PCPN), 1,3-비스(N-카바졸릴)벤젠(약칭: mCP), 4,4'-다이(N-카바졸릴)바이페닐(약칭: CBP), 3,6-비스(3,5-다이페닐페닐)-9-페닐카바졸(약칭: CzTP), 1,3,5-트리스[4-(N-카바졸릴)페닐]벤젠(약칭: TCPB), 9-[4-(10-페닐-9-안트라센일)페닐]-9H-카바졸(약칭: CzPA) 등을 들 수 있다.
싸이오펜 유도체(싸이오펜 골격을 가지는 화합물) 및 퓨란 유도체(퓨란 골격을 가지는 화합물)로서는, 구체적으로는 4,4',4''-(벤젠-1,3,5-트라이일)트라이(다이벤조싸이오펜)(약칭: DBT3P-II), 2,8-다이페닐-4-[4-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐]다이벤조싸이오펜(약칭: DBTFLP-III), 4-[4-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐]-6-페닐다이벤조싸이오펜(약칭: DBTFLP-IV) 등의 싸이오펜 골격을 가지는 화합물, 4,4',4''-(벤젠-1,3,5-트라이일)트라이(다이벤조퓨란)(약칭: DBF3P-II), 4-{3-[3-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐]페닐}다이벤조퓨란(약칭: mmDBFFLBi-II) 등을 들 수 있다.
방향족 아민 화합물로서 구체적으로는 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]바이페닐(약칭: NPB 또는 α-NPD), N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-다이페닐-[1,1'-바이페닐]-4,4'-다이아민(약칭: TPD), 4,4'-비스[N-(스파이로-9,9'-바이플루오렌-2-일)-N-페닐아미노]바이페닐(약칭: BSPB), 4-페닐-4'-(9-페닐플루오렌-9-일)트라이페닐아민(약칭: BPAFLP), 4-페닐-3'-(9-페닐플루오렌-9-일)트라이페닐아민(약칭: mBPAFLP), N-(9,9-다이메틸-9H-플루오렌-2-일)-N-{9,9-다이메틸-2-[N'-페닐-N'-(9,9-다이메틸-9H-플루오렌-2-일)아미노]-9H-플루오렌-7-일}페닐아민(약칭: DFLADFL), N-(9,9-다이메틸-2-다이페닐아미노-9H-플루오렌-7-일)다이페닐아민(약칭: DPNF), 2-[N-(4-다이페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]스파이로-9,9'-바이플루오렌(약칭: DPASF), 2,7-비스[N-(4-다이페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]-스파이로-9,9'-바이플루오렌(약칭: DPA2SF), 4,4',4''-트리스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]트라이페닐아민(약칭: 1'-TNATA), TDATA, m-MTDATA, N,N'-다이(p-톨릴)-N,N'-다이페닐-p-페닐렌다이아민(약칭: DTDPPA), DPAB, DNTPD, DPA3B 등을 들 수 있다.
정공 수송성 재료로서는, PVK, PVTPA, PTPDMA, Poly-TPD 등의 고분자 화합물을 사용할 수도 있다.
정공 수송성 재료는 상기에 한정되지 않고, 공지의 다양한 재료를 1종류 또는 복수 종류 조합하여 정공 주입층(111a) 및 정공 수송층(112a)에 사용할 수 있다.
[발광층]
발광층(113a)은 발광 재료를 포함한 층이다. 예를 들어 도 2에 나타낸 발광 디바이스에서, 발광층(113a)은 정공 수송층(112a) 위에 진공 증착법에 의하여 형성된다.
본 발명의 일 형태의 발광 디바이스는 발광 재료로서 발광성 유기 화합물을 가진다. 상기 발광성 유기 화합물은 근적외광을 발한다. 구체적으로는, 발광성 유기 화합물이 발하는 광의 최대 피크 파장은 780nm보다 크고 900nm 이하이다.
발광성 유기 화합물로서, 예를 들어 실시형태 1에 나타낸 유기 금속 착체를 사용할 수 있다. 또한 발광성 유기 화합물로서, 후술하는 실시예에 나타내는 유기 금속 착체를 사용할 수도 있다.
발광층(113a)은 1종류 또는 복수 종류의 발광 재료를 가질 수 있다.
발광층(113a)은 발광 재료(게스트 재료)에 더하여 1종류 또는 복수 종류의 유기 화합물(호스트 재료, 어시스트 재료 등)을 가져도 좋다. 1종류 또는 복수 종류의 유기 화합물로서 본 실시형태에서 설명하는 정공 수송성 재료 및 전자 수송성 재료 중 한쪽 또는 양쪽을 사용할 수 있다. 또한 1종류 또는 복수 종류의 유기 화합물로서 바이폴러성 재료를 사용하여도 좋다.
발광층(113a)에 사용할 수 있는 발광 재료로서는 특별한 한정은 없고, 단일항 여기 에너지를 근적외광 영역의 발광으로 변환하는 발광 재료, 또는 삼중항 여기 에너지를 근적외광 영역의 발광으로 변환하는 발광 재료를 사용할 수 있다.
단일항 여기 에너지를 발광으로 변환하는 발광 재료로서는, 형광을 발하는 물질(형광 재료)을 들 수 있고, 예를 들어 피렌 유도체, 안트라센 유도체, 트라이페닐렌 유도체, 플루오렌 유도체, 카바졸 유도체, 다이벤조싸이오펜 유도체, 다이벤조퓨란 유도체, 다이벤조퀴녹살린 유도체, 퀴녹살린 유도체, 피리딘 유도체, 피리미딘 유도체, 페난트렌 유도체, 나프탈렌 유도체 등을 들 수 있다.
삼중항 여기 에너지를 발광으로 변환하는 발광 재료로서는, 예를 들어 인광을 발하는 물질(인광 재료)이나 열 활성화 지연 형광을 발하는 열 활성화 지연 형광(Thermally activated delayed fluorescence: TADF) 재료가 있다.
인광 재료로서는, 예를 들어 4H-트라이아졸 골격, 1H-트라이아졸 골격, 이미다졸 골격, 피리미딘 골격, 피라진 골격, 또는 피리딘 골격을 가지는 유기 금속 착체(특히 이리듐 착체), 전자 흡인기를 가지는 페닐피리딘 유도체를 배위자로 하는 유기 금속 착체(특히 이리듐 착체), 백금 착체, 희토류 금속 착체 등이 있다.
또한 본 발명의 일 형태의 발광 디바이스는 근적외광을 발하는 발광 재료 외의 발광 재료를 가져도 좋다. 본 발명의 일 형태의 발광 디바이스는 예를 들어 근적외광을 발하는 발광 재료에 더하여 가시광(적색, 청색, 녹색 등)을 발하는 발광 재료를 가져도 좋다.
발광층(113a)에 사용되는 유기 화합물(호스트 재료, 어시스트 재료 등)로서는 발광 재료의 에너지 갭보다 큰 에너지 갭을 가지는 물질을 1종류 또는 복수 종류 선택하여 사용할 수 있다.
발광층(113a)에 사용되는 발광 재료가 형광 재료인 경우, 발광 재료와 조합하여 사용되는 유기 화합물로서는 단일항 여기 상태의 에너지 준위가 크고, 삼중항 여기 상태의 에너지 준위가 작은 유기 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
상술한 구체적인 예와 부분적으로 중복되지만, 발광 재료(형광 재료, 인광 재료)와의 바람직한 조합이라는 관점에서, 유기 화합물의 구체적인 예를 이하에 나타낸다.
발광 재료가 형광 재료인 경우, 발광 재료와 조합하여 사용될 수 있는 유기 화합물로서는 안트라센 유도체, 테트라센 유도체, 페난트렌 유도체, 피렌 유도체, 크리센 유도체, 다이벤조[g,p]크리센 유도체 등의 축합 다환 방향족 화합물을 들 수 있다.
형광 재료와 조합하여 사용되는 유기 화합물(호스트 재료)의 구체적인 예로서는, 9-페닐-3-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카바졸(약칭: PCzPA), 3,6-다이페닐-9-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카바졸(약칭: DPCzPA), PCPN, 9,10-다이페닐안트라센(약칭: DPAnth), N,N-다이페닐-9-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카바졸-3-아민(약칭: CzA1PA), 4-(10-페닐-9-안트릴)트라이페닐아민(약칭: DPhPA), 4-(9H-카바졸-9-일)-4'-(10-페닐-9-안트릴)트라이페닐아민(약칭: YGAPA), N,9-다이페닐-N-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카바졸-3-아민(약칭: PCAPA), N,9-다이페닐-N-{4-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]페닐}-9H-카바졸-3-아민(약칭: PCAPBA), N-(9,10-다이페닐-2-안트릴)-N,9-다이페닐-9H-카바졸-3-아민(약칭: 2PCAPA), 6,12-다이메톡시-5,11-다이페닐크리센, N,N,N',N',N'',N'',N''',N'''-옥타페닐다이벤조[g,p]크리센-2,7,10,15-테트라아민(약칭: DBC1), CzPA, 7-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-7H-다이벤조[c,g]카바졸(약칭: cgDBCzPA), 6-[3-(9,10-다이페닐-2-안트릴)페닐]-벤조[b]나프토[1,2-d]퓨란(약칭: 2mBnfPPA), 9-페닐-10-{4-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)-바이페닐-4'-일}-안트라센(약칭: FLPPA), 9,10-비스(3,5-다이페닐페닐)안트라센(약칭: DPPA), 9,10-다이(2-나프틸)안트라센(약칭: DNA), 2-tert-뷰틸-9,10-다이(2-나프틸)안트라센(약칭: t-BuDNA), 9,9'-바이안트릴(약칭: BANT), 9,9'-(스틸벤-3,3'-다이일)다이페난트렌(약칭: DPNS), 9,9'-(스틸벤-4,4'-다이일)다이페난트렌(약칭: DPNS2), 1,3,5-트라이(1-피렌일)벤젠(약칭: TPB3), 5,12-다이페닐테트라센, 5,12-비스(바이페닐-2-일)테트라센 등을 들 수 있다.
발광 재료가 인광 재료인 경우, 발광 재료와 조합하여 사용되는 유기 화합물로서는, 발광 재료의 삼중항 여기 에너지(기저 상태와 삼중항 여기 상태의 에너지 차이)보다 삼중항 여기 에너지가 큰 유기 화합물을 선택하면 좋다.
들뜬 복합체를 형성하기 위하여 복수의 유기 화합물(예를 들어 제 1 호스트 재료 및 제 2 호스트 재료(또는 어시스트 재료) 등)을 발광 재료와 조합하여 사용하는 경우에는, 이들 복수의 유기 화합물을 인광 재료(특히 유기 금속 착체)와 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같은 구성으로 함으로써, 들뜬 복합체로부터 발광 재료로의 에너지 이동인 ExTET(Exciplex-Triplet Energy Transfer)를 사용한 발광을 효율적으로 얻을 수 있다. 또한 복수의 유기 화합물의 조합으로서는, 들뜬 복합체가 형성되기 쉬운 것이 바람직하고, 정공을 받기 쉬운 화합물(정공 수송성 재료)과 전자를 받기 쉬운 화합물(전자 수송성 재료)을 조합하는 것이 특히 바람직하다. 또한 정공 수송성 재료 및 전자 수송성 재료의 구체적인 예에 대해서는, 본 실시형태에 나타내는 재료를 사용할 수 있다. 이 구성에 의하여, 발광 디바이스의 고효율, 저전압, 장수명을 동시에 실현할 수 있다.
발광 재료가 인광 재료인 경우에 발광 재료와 조합하여 사용될 수 있는 유기 화합물로서는 방향족 아민 화합물, 카바졸 유도체, 다이벤조싸이오펜 유도체, 다이벤조퓨란 유도체, 아연이나 알루미늄계 금속 착체, 옥사다이아졸 유도체, 트라이아졸 유도체, 벤즈이미다졸 유도체, 퀴녹살린 유도체, 다이벤조퀴녹살린 유도체, 피리미딘 유도체, 트라이아진 유도체, 피리딘 유도체, 바이피리딘 유도체, 페난트롤린 유도체 등을 들 수 있다.
또한 상술한 것 중에서 정공 수송성이 높은 유기 화합물인 방향족 아민 화합물(방향족 아민 골격을 가지는 화합물), 카바졸 유도체, 다이벤조싸이오펜 유도체(싸이오펜 유도체), 다이벤조퓨란 유도체(퓨란 유도체)의 구체적인 예로서는, 상술한 정공 수송성 재료의 구체적인 예와 같은 것을 들 수 있다.
전자 수송성이 높은 유기 화합물인, 아연이나 알루미늄계 금속 착체의 구체적인 예로서는, 트리스(8-퀴놀리놀레이토)알루미늄(III)(약칭: Alq), 트리스(4-메틸-8-퀴놀리놀레이토)알루미늄(III)(약칭: Almq3), 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리네이토)베릴륨(II)(약칭: BeBq2), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이토)(4-페닐페놀레이토)알루미늄(III)(약칭: BAlq), 비스(8-퀴놀리놀레이토)아연(II)(약칭: Znq) 등 퀴놀린 골격 또는 벤조퀴놀린 골격을 가지는 금속 착체 등을 들 수 있다.
그 외에 비스[2-(2-벤즈옥사졸릴)페놀레이토]아연(II)(약칭: ZnPBO), 비스[2-(2-벤조싸이아졸릴)페놀레이토]아연(II)(약칭: ZnBTZ) 등의 옥사졸계, 싸이아졸계 배위자를 가지는 금속 착체 등도 사용할 수 있다.
전자 수송성이 높은 유기 화합물인, 옥사다이아졸 유도체, 트라이아졸 유도체, 벤즈이미다졸 유도체, 벤즈이미다졸 유도체, 퀴녹살린 유도체, 다이벤조퀴녹살린 유도체, 페난트롤린 유도체의 구체적인 예로서는, 2-(4-바이페닐릴)-5-(4-tert-뷰틸페닐)-1,3,4-옥사다이아졸(약칭: PBD), 1,3-비스[5-(p-tert-뷰틸페닐)-1,3,4-옥사다이아졸-2-일]벤젠(약칭: OXD-7), 9-[4-(5-페닐-1,3,4-옥사다이아졸-2-일)페닐]-9H-카바졸(약칭: CO11), 3-(4-바이페닐릴)-4-페닐-5-(4-tert-뷰틸페닐)-1,2,4-트라이아졸(약칭: TAZ), 3-(4-tert-뷰틸페닐)-4-(4-에틸페닐)-5-(4-바이페닐릴)-1,2,4-트라이아졸(약칭: p-EtTAZ), 2,2',2''-(1,3,5-벤젠트라이일)트리스(1-페닐-1H-벤즈이미다졸)(약칭: TPBI), 2-[3-(다이벤조싸이오펜-4-일)페닐]-1-페닐-1H-벤즈이미다졸(약칭: mDBTBIm-II), 4,4'-비스(5-메틸벤즈옥사졸-2-일)스틸벤(약칭: BzOs), 바소페난트롤린(약칭: Bphen), 바소큐프로인(약칭: BCP), 2,9-비스(나프탈렌-2-일)-4,7-다이페닐-1,10-페난트롤린(약칭: NBphen), 2-[3-(다이벤조싸이오펜-4-일)페닐]다이벤조[f,h]퀴녹살린(약칭: 2mDBTPDBq-II), 2-[3'-(다이벤조싸이오펜-4-일)바이페닐-3-일]다이벤조[f,h]퀴녹살린(약칭: 2mDBTBPDBq-II), 2-[3'-(9H-카바졸-9-일)바이페닐-3-일]다이벤조[f,h]퀴녹살린(약칭: 2mCzBPDBq), 2-[4-(3,6-다이페닐-9H-카바졸-9-일)페닐]다이벤조[f,h]퀴녹살린(약칭: 2CzPDBq-III), 7-[3-(다이벤조싸이오펜-4-일)페닐]다이벤조[f,h]퀴녹살린(약칭: 7mDBTPDBq-II), 및 6-[3-(다이벤조싸이오펜-4-일)페닐]다이벤조[f,h]퀴녹살린(약칭: 6mDBTPDBq-II) 등을 들 수 있다.
전자 수송성이 높은 유기 화합물인, 다이아진 골격을 가지는 헤테로 고리 화합물, 트라이아진 골격을 가지는 헤테로 고리 화합물, 피리딘 골격을 가지는 헤테로 고리 화합물의 구체적인 예로서는, 4,6-비스[3-(페난트렌-9-일)페닐]피리미딘(약칭: 4,6mPnP2Pm), 4,6-비스[3-(4-다이벤조싸이엔일)페닐]피리미딘(약칭: 4,6mDBTP2Pm-II), 4,6-비스[3-(9H-카바졸-9-일)페닐]피리미딘(약칭: 4,6mCzP2Pm), 2-{4-[3-(N-페닐-9H-카바졸-3-일)-9H-카바졸-9-일]페닐}-4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진(약칭: PCCzPTzn), 9-[3-(4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진-2-일)페닐]-9'-페닐-2,3'-바이-9H-카바졸(약칭: mPCCzPTzn-02), 3,5-비스[3-(9H-카바졸-9-일)페닐]피리딘(약칭: 35DCzPPy), 1,3,5-트라이[3-(3-피리딜)페닐]벤젠(약칭: TmPyPB) 등을 들 수 있다.
전자 수송성이 높은 유기 화합물로서는, 폴리(2,5-피리딘다이일)(약칭: PPy), 폴리[(9,9-다이헥실플루오렌-2,7-다이일)-co-(피리딘-3,5-다이일)](약칭: PF-Py), 폴리[(9,9-다이옥틸플루오렌-2,7-다이일)-co-(2,2'-바이피리딘-6,6'-다이일)](약칭: PF-BPy)과 같은 고분자 화합물을 사용할 수도 있다.
TADF 재료란 삼중항 여기 상태를 미량의 열 에너지에 의하여 단일항 여기 상태로 업 컨버트(역 항간 교차)할 수 있고, 단일항 여기 상태로부터의 발광(형광)을 효율적으로 나타내는 재료를 말한다. 또한 열 활성화 지연 형광이 효율적으로 얻어지는 조건으로서는 삼중항 여기 준위와 단일항 여기 준위의 에너지 차이가 0eV 이상 0.2eV 이하, 바람직하게는 0eV 이상 0.1eV 이하인 것을 들 수 있다. 또한 TADF 재료에서의 지연 형광이란 일반적인 형광과 같은 스펙트럼을 가지면서도 수명이 현저히 긴 발광을 말한다. 그 수명은 10-6초 이상, 바람직하게는 10-3초 이상이다.
TADF 재료로서는, 예를 들어 풀러렌이나 그 유도체, 프로플라빈 등의 아크리딘 유도체, 에오신 등이 있다. 또한 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 카드뮴(Cd), 주석(Sn), 백금(Pt), 인듐(In), 또는 팔라듐(Pd) 등을 포함하는 금속 함유 포르피린이 있다. 금속 함유 포르피린으로서는, 예를 들어 프로토포르피린-플루오린화 주석 착체(약칭: SnF2(Proto IX)), 메소포르피린-플루오린화 주석 착체(약칭: SnF2(Meso IX)), 헤마토포르피린-플루오린화 주석 착체(약칭: SnF2(Hemato IX)), 코프로포르피린테트라메틸에스터-플루오린화 주석 착체(약칭: SnF2(Copro III-4Me)), 옥타에틸포르피린-플루오린화 주석 착체(약칭: SnF2(OEP)), 에티오포르피린-플루오린화 주석 착체(약칭: SnF2(Etio I)), 옥타에틸포르피린-염화 백금 착체(약칭: PtCl2OEP) 등이 있다.
그 외에도, 2-(바이페닐-4-일)-4,6-비스(12-페닐인돌로[2,3-a]카바졸-11-일)-1,3,5-트라이아진(약칭: PIC-TRZ), PCCzPTzn, 2-[4-(10H-페녹사진-10-일)페닐]-4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진(약칭: PXZ-TRZ), 3-[4-(5-페닐-5,10-다이하이드로페나진-10-일)페닐]-4,5-다이페닐-1,2,4-트라이아졸(약칭: PPZ-3TPT), 3-(9,9-다이메틸-9H-아크리딘-10-일)-9H-크산텐-9-온(약칭: ACRXTN), 비스[4-(9,9-다이메틸-9,10-다이하이드로아크리딘)페닐]설폰(약칭: DMAC-DPS), 10-페닐-10H,10'H-스파이로[아크리딘-9,9'-안트라센]-10'-온(약칭: ACRSA) 등의 π전자 과잉형 헤테로 방향족 고리 및 π전자 부족형 헤테로 방향족 고리를 가지는 헤테로 고리 화합물을 사용할 수 있다. 또한 π전자 과잉형 헤테로 방향족 고리와 π전자 부족형 헤테로 방향족 고리가 직접 결합된 물질은 π전자 과잉형 헤테로 방향족 고리의 도너성과 π전자 부족형 헤테로 방향족 고리의 억셉터성이 모두 강해지고, 단일항 여기 상태와 삼중항 여기 상태의 에너지 차이가 작아지기 때문에 특히 바람직하다.
또한 TADF 재료를 사용하는 경우, 다른 유기 화합물과 조합하여 사용할 수도 있다. 특히 상술한 호스트 재료, 정공 수송성 재료, 전자 수송성 재료와 조합할 수 있다.
또한 상기 재료는 저분자 재료나 고분자 재료와 조합함으로써 발광층(113a)의 형성에 사용할 수 있다. 또한 성막에는 공지의 방법(증착법이나 도포법이나 인쇄법 등)을 적절히 사용할 수 있다.
[전자 수송층]
전자 수송층(114a)은 전자 주입층(115a)에 의하여, 전극(102)으로부터 주입된 전자를 발광층(113a)에 수송하는 층이다. 또한 전자 수송층(114a)은 전자 수송성 재료를 포함하는 층이다. 전자 수송층(114a)에 사용되는 전자 수송성 재료는 1×10-6cm2/Vs 이상의 전자 이동도를 가지는 물질이 바람직하다. 또한 정공보다 전자의 수송성이 높은 물질이면, 이들 외의 물질도 사용할 수 있다. 예를 들어 도 2에 나타낸 발광 디바이스에서, 전자 수송층(114a)은 발광층(113a) 위에 형성된다.
전자 수송성 재료로서는, 퀴놀린 골격을 가지는 금속 착체, 벤조퀴놀린 골격을 가지는 금속 착체, 옥사졸 골격을 가지는 금속 착체, 싸이아졸 골격을 가지는 금속 착체 등 외에, 옥사다이아졸 유도체, 트라이아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 옥사졸 유도체, 싸이아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, 퀴놀린 배위자를 가지는 퀴놀린 유도체, 벤조퀴놀린 유도체, 퀴녹살린 유도체, 다이벤조퀴녹살린 유도체, 피리딘 유도체, 바이피리딘 유도체, 피리미딘 유도체, 그리고 질소 함유 헤테로 방향족 화합물을 포함한 π전자 부족형 헤테로 방향족 화합물 등의 전자 수송성이 높은 재료를 사용할 수 있다.
전자 수송성 재료의 구체적인 예로서는 상술한 재료를 사용할 수 있다.
[전자 주입층]
전자 주입층(115a)은 전자 주입성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 예를 들어 도 2에 나타낸 발광 디바이스에서, 전자 주입층(115a)은 전자 수송층(114a) 위에 진공 증착법에 의하여 형성된다.
전자 주입층(115a)에는 플루오린화 리튬(LiF), 플루오린화 세슘(CsF), 플루오린화 칼슘(CaF2), 리튬 산화물(LiOx) 등과 같은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 또는 이들의 화합물을 사용할 수 있다. 또한 플루오린화 어븀(ErF3)과 같은 희토류 금속 화합물을 사용할 수 있다. 또한 전자 주입층(115a)에 전자화물(electride)을 사용하여도 좋다. 전자화물로서는, 예를 들어 칼슘과 알루미늄의 혼합 산화물에 전자를 고농도로 첨가한 물질 등이 있다. 또한 상술한 전자 수송층(114a)을 구성하는 물질을 사용할 수도 있다.
또한 전자 주입층(115a)에, 전자 수송성 재료와 도너성 재료(전자 공여성 재료)를 포함하는 복합 재료를 사용하여도 좋다. 이와 같은 복합 재료는, 전자 공여체에 의하여 유기 화합물에 전자가 발생하기 때문에, 전자 주입성 및 전자 수송성이 우수하다. 이 경우, 유기 화합물로서는 발생한 전자의 수송에 뛰어난 재료인 것이 바람직하고, 구체적으로는 예를 들어 상술한 전자 수송층(114a)에 사용되는 전자 수송성 재료(금속 착체나 헤테로 방향족 화합물 등)를 사용할 수 있다. 전자 공여체로서는, 유기 화합물에 대하여 전자 공여성을 나타내는 물질이면 좋다. 구체적으로는, 알칼리 금속이나 알칼리 토금속이나 희토류 금속이 바람직하고, 리튬, 세슘, 마그네슘, 칼슘, 어븀, 이터븀 등을 들 수 있다. 또한 알칼리 금속 산화물이나 알칼리 토금속 산화물이 바람직하고, 리튬 산화물, 칼슘 산화물, 바륨 산화물 등을 들 수 있다. 또한 산화 마그네슘과 같은 루이스 염기를 사용할 수도 있다. 또한 테트라싸이아풀발렌(약칭: TTF) 등의 유기 화합물을 사용할 수도 있다.
또한 본 실시형태는 본 명세서에서 나타내는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 발광 장치의 구성에 대하여 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 형태의 발광 장치의 구성을 설명하는 도면이다. 도 3의 (A)는 본 발명의 일 형태의 발광 장치의 상면도이고, 도 3의 (B)는 도 3의 (A)에 나타낸 절단선 X1-Y1 및 절단선 X2-Y2에서의 발광 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 형태의 발광 장치의 구성을 설명하는 도면이다. 도 4의 (A)는 본 발명의 일 형태의 발광 장치의 상면도이고, 도 4의 (B)는 도 4의 (A)에 나타낸 절단선 A-A'에서의 발광 장치의 단면도이다.
<발광 장치의 구성예 1>
도 3의 (A) 내지 (C)에 나타낸 발광 장치는 예를 들어 조명 장치에 사용할 수 있다. 발광 장치는 보텀 이미션, 톱 이미션, 듀얼 이미션 중 어느 것이어도 좋다.
도 3의 (B)에 나타낸 발광 장치는 기판(490a), 기판(490b), 도전층(406), 도전층(416), 절연층(405), 유기 EL 디바이스(450)(제 1 전극(401), EL층(402), 및 제 2 전극(403)), 및 접착층(407)을 가진다. 유기 EL 디바이스(450)는 발광 소자, 유기 EL 소자, 발광 디바이스 등이라고 할 수도 있다. EL층(402)은 발광성 유기 화합물로서, 실시형태 1에 나타낸 유기 금속 착체를 발광층에 가지는 것이 바람직하다.
유기 EL 디바이스(450)는 기판(490a) 위의 제 1 전극(401)과, 제 1 전극(401) 위의 EL층(402)과, EL층(402) 위의 제 2 전극(403)을 가진다. 기판(490a), 접착층(407), 및 기판(490b)으로 유기 EL 디바이스(450)는 밀봉되어 있다.
제 1 전극(401), 도전층(406), 도전층(416)의 단부는 절연층(405)으로 덮여 있다. 도전층(406)은 제 1 전극(401)과 전기적으로 접속되고, 도전층(416)은 제 2 전극(403)과 전기적으로 접속된다. 제 1 전극(401)을 개재(介在)하여 절연층(405)으로 덮인 도전층(406)은 보조 배선으로서 기능하고, 제 1 전극(401)과 전기적으로 접속된다. 유기 EL 디바이스(450)의 전극과 전기적으로 접속되는 보조 배선을 가지면, 전극의 저항에 기인하는 전압 강하를 억제할 수 있어 바람직하다. 도전층(406)은 제 1 전극(401) 위에 제공되어도 좋다. 또한 절연층(405) 위 등에 제 2 전극(403)과 전기적으로 접속되는 보조 배선을 가져도 좋다.
기판(490a) 및 기판(490b)에는 각각 유리, 석영, 세라믹, 사파이어, 유기 수지 등을 사용할 수 있다. 기판(490a) 및 기판(490b)에 가요성을 가지는 재료를 사용하면, 표시 장치의 가요성을 높일 수 있다.
발광 장치의 발광면에는, 광 추출 효율을 높이기 위한 광 추출 구조, 먼지의 부착을 억제하는 대전 방지막, 오염이 부착되기 어렵게 하는 발수성막, 사용에 따른 흠의 발생을 억제하는 하드 코트막, 충격 흡수층 등을 배치하여도 좋다.
절연층(405)에 사용할 수 있는 절연 재료로서는, 예를 들어 아크릴 수지, 에폭시 수지 등의 수지, 산화 실리콘, 산화질화 실리콘, 질화산화 실리콘, 질화 실리콘, 산화 알루미늄 등의 무기 절연 재료가 있다.
접착층(407)으로서는, 자외선 경화형 등의 광 경화형 접착제, 반응 경화형 접착제, 열 경화형 접착제, 혐기형 접착제 등 각종 경화형 접착제를 사용할 수 있다. 이들 접착제로서는, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 실리콘(silicone) 수지, 페놀 수지, 폴리이미드 수지, 이미드 수지, PVC(폴리바이닐클로라이드) 수지, PVB(폴리바이닐뷰티랄) 수지, EVA(에틸렌바이닐아세테이트) 수지 등을 들 수 있다. 특히, 에폭시 수지 등의 투습성이 낮은 재료가 바람직하다. 또한 2액 혼합형 수지를 사용하여도 좋다. 또한 접착 시트 등을 사용하여도 좋다.
도 3의 (C)에 나타낸 발광 장치는 배리어층(490c), 도전층(406), 도전층(416), 절연층(405), 유기 EL 디바이스(450), 접착층(407), 배리어층(423), 및 기판(490b)을 가진다.
도 3의 (C)에 나타낸 배리어층(490c)은 기판(420), 접착층(422), 및 배리어성이 높은 절연층(424)을 가진다.
도 3의 (C)에 나타낸 발광 장치에서는 배리어성이 높은 절연층(424)과 배리어층(423) 사이에 유기 EL 디바이스(450)가 배치된다. 따라서 기판(420) 및 기판(490b)에 방수성이 비교적 낮은 수지 필름 등을 사용한 경우에도, 유기 EL 디바이스에 물 등의 불순물이 들어가 수명이 짧아지는 것을 억제할 수 있다.
기판(420) 및 기판(490b)에는 각각 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스터 수지, 폴리아크릴로나이트릴 수지, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 폴리카보네이트(PC) 수지, 폴리에터설폰(PES) 수지, 폴리아마이드 수지(나일론, 아라미드 등), 폴리실록산 수지, 사이클로올레핀 수지, 폴리스타이렌 수지, 폴리아마이드이미드 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리염화 바이닐 수지, 폴리염화 바이닐리덴 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 수지, ABS 수지, 셀룰로스 나노 섬유 등을 사용할 수 있다. 기판(420) 및 기판(490b)에는 가요성을 가질 정도의 두께의 유리를 사용하여도 좋다.
배리어성이 높은 절연층(424)으로서는, 무기 절연막을 사용하는 것이 바람직하다. 무기 절연막으로서는 예를 들어, 질화 실리콘막, 산화질화 실리콘막, 산화 실리콘막, 질화산화 실리콘막, 산화 알루미늄막, 질화 알루미늄막 등의 무기 절연막을 사용할 수 있다. 또한 산화 하프늄막, 산화 이트륨막, 산화 지르코늄막, 산화 갈륨막, 산화 탄탈럼막, 산화 마그네슘막, 산화 란타넘막, 산화 세륨막, 및 산화 네오디뮴막 등을 사용하여도 좋다. 또한 상술한 절연막을 2개 이상 적층하여 사용하여도 좋다.
배리어층(423)에는 적어도 1층의 무기막을 가지는 것이 바람직하다. 예를 들어 배리어층(423)에는 무기막의 단층 구조나 무기막과 유기막의 적층 구조를 적용할 수 있다. 무기막으로서는 상기 무기 절연막이 적합하다. 상기 적층 구조로서는 예를 들어 산화질화 실리콘막과, 산화 실리콘막과, 유기막과, 산화 실리콘막과, 질화 실리콘막을 순차적으로 형성하는 구성 등이 있다. 보호층을 무기막과 유기막의 적층 구조로 함으로써, 유기 EL 디바이스(450)에 들어갈 수 있는 불순물(대표적으로는 수소, 물 등)을 적합하게 억제할 수 있다.
배리어성이 높은 절연층(424) 및 유기 EL 디바이스(450)는 가요성을 가지는 기판(420) 위에 직접 형성할 수 있다. 이 경우, 접착층(422)은 불필요하다. 또한 절연층(424) 및 유기 EL 디바이스(450)는 경질(硬質) 기판 위에 박리층을 개재하여 형성된 후, 기판(420)으로 전치(轉置)될 수 있다. 예를 들어 박리층에 열, 힘, 레이저 광 등을 가함으로써, 경질 기판으로부터 절연층(424) 및 유기 EL 디바이스(450)를 박리한 후, 접착층(422)을 사용하여 기판(420)을 접합함으로써 기판(420)으로 전치하여도 좋다. 박리층으로서는 예를 들어 텅스텐막과 산화 실리콘막을 포함한 무기막의 적층 구조나, 폴리이미드 등의 유기 수지막 등을 사용할 수 있다. 경질 기판을 사용하는 경우, 수지 기판 등과 비교하여 고온에서 절연층(424)을 형성할 수 있기 때문에 절연층(424)을 치밀하고 배리어성이 매우 높은 절연막으로 할 수 있다.
<발광 장치의 구성예 2>
본 발명의 일 형태의 발광 장치는 패시브 매트릭스형 또는 액티브 매트릭스형으로 할 수 있다. 액티브 매트릭스형 발광 장치에 대하여 도 4를 사용하여 설명한다.
도 4의 (A), (B)에 나타낸 액티브 매트릭스형 발광 장치는 화소부(302), 회로부(303), 회로부(304a), 및 회로부(304b)를 가진다.
회로부(303), 회로부(304a), 및 회로부(304b)는 각각 주사선 구동 회로(게이트 드라이버) 또는 신호선 구동 회로(소스 드라이버)로서 기능할 수 있다. 또는 외장형 게이트 드라이버 또는 소스 드라이버와, 화소부(302)를 전기적으로 접속시키는 회로이어도 좋다.
제 1 기판(301) 위에는 리드 배선(307)이 제공된다. 리드 배선(307)은 외부 입력 단자인 FPC(308)와 전기적으로 접속된다. FPC(308)는 회로부(303), 회로부(304a), 및 회로부(304b)에 외부로부터의 신호(예를 들어, 비디오 신호, 클록 신호, 스타트 신호, 리셋 신호 등)나 전위를 전달한다. 또한 FPC(308)에는 인쇄 배선 기판(PWB)이 제공되어도 좋다. 도 4의 (A), (B)에 나타낸 구성은 발광 디바이스(또는 발광 장치) 및 FPC를 가지는 발광 모듈이라고 할 수도 있다.
화소부(302)는 유기 EL 디바이스(317), 트랜지스터(311), 및 트랜지스터(312)를 가지는 화소를 복수로 가진다. 트랜지스터(312)는 유기 EL 디바이스(317)가 가지는 제 1 전극(313)과 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(311)는 스위칭용 트랜지스터로서 기능한다. 트랜지스터(312)는 전류 제어용 트랜지스터로서 기능한다. 또한 각 화소가 가지는 트랜지스터의 수는 특별히 한정되지 않고, 필요에 따라 적절히 제공할 수 있다.
회로부(303)는 트랜지스터(309), 트랜지스터(310) 등을 포함하는 복수의 트랜지스터를 가진다. 회로부(303)는 단극성(N형 및 P형 중 어느 한쪽만) 트랜지스터를 포함하는 회로로 형성되어도 좋고, N형 트랜지스터와 P형 트랜지스터를 포함하는 CMOS 회로로 형성되어도 좋다. 또한 외부에 구동 회로를 가지는 구성으로 하여도 좋다.
본 실시형태의 발광 장치가 가지는 트랜지스터의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 플레이너(planar)형 트랜지스터, 스태거형 트랜지스터, 역 스태거형 트랜지스터 등을 사용할 수 있다. 또한 톱 게이트형 및 보텀 게이트형 중 어느 트랜지스터 구조로 하여도 좋다. 또는 채널이 형성되는 반도체층 위아래에 게이트가 제공되어도 좋다.
트랜지스터에 사용되는 반도체 재료의 결정성에 대해서도 특별히 한정되지 않고, 비정질 반도체 및 결정성을 가지는 반도체(미결정 반도체, 다결정 반도체, 단결정 반도체, 또는 일부에 결정 영역을 가지는 반도체) 중 어느 것을 사용하여도 좋다. 결정성을 가지는 반도체를 사용하면 트랜지스터 특성의 열화를 억제할 수 있어 바람직하다.
트랜지스터의 반도체층은 금속 산화물(산화물 반도체라고도 함)을 가지는 것이 바람직하다. 또는 트랜지스터의 반도체층은 실리콘을 가져도 좋다. 실리콘으로서는 비정질 실리콘, 결정성 실리콘(저온 폴리실리콘, 단결정 실리콘 등) 등을 들 수 있다.
반도체층은 예를 들어 인듐과, M(M은 갈륨, 알루미늄, 실리콘, 붕소, 이트륨, 주석, 구리, 바나듐, 베릴륨, 타이타늄, 철, 니켈, 저마늄, 지르코늄, 몰리브데넘, 란타넘, 세륨, 네오디뮴, 하프늄, 탄탈럼, 텅스텐, 및 마그네슘 중에서 선택된 1종류 또는 복수 종류)과, 아연을 가지는 것이 바람직하다. 특히 M은 알루미늄, 갈륨, 이트륨, 및 주석 중에서 선택된 1종류 또는 복수 종류인 것이 바람직하다.
특히 반도체층으로서 인듐(In), 갈륨(Ga), 및 아연(Zn)을 포함한 산화물(IGZO라고도 표기함)을 사용하는 것이 바람직하다.
반도체층이 In-M-Zn 산화물인 경우, In-M-Zn 산화물을 성막하기 위하여 사용하는 스퍼터링 타깃은 In의 원자수비가 M의 원자수비 이상인 것이 바람직하다. 이와 같은 스퍼터링 타깃의 금속 원소의 원자수비로서, In:M:Zn=1:1:1, In:M:Zn=1:1:1.2, In:M:Zn=2:1:3, In:M:Zn=3:1:2, In:M:Zn=4:2:3, In:M:Zn=4:2:4.1, In:M:Zn=5:1:6, In:M:Zn=5:1:7, In:M:Zn=5:1:8, In:M:Zn=6:1:6, In:M:Zn=5:2:5 등을 들 수 있다.
회로부(303), 회로부(304a), 회로부(304b)가 가지는 트랜지스터와, 화소부(302)가 가지는 트랜지스터는 같은 구조이어도 좋고, 상이한 구조이어도 좋다. 회로부(303), 회로부(304a), 회로부(304b)가 가지는 복수의 트랜지스터의 구조는 모두 같아도 좋고, 2종류 이상 있어도 좋다. 마찬가지로, 화소부(302)가 가지는 복수의 트랜지스터의 구조는 모두 같아도 좋고, 2종류 이상 있어도 좋다.
제 1 전극(313)의 단부는 절연층(314)으로 덮여 있다. 또한 절연층(314)에는 네거티브형 감광성 수지, 포지티브형 감광성 수지(아크릴 수지) 등의 유기 화합물이나, 산화 실리콘, 산화질화 실리콘, 질화 실리콘 등의 무기 화합물을 사용할 수 있다. 절연층(314)의 상단부 또는 하단부에는, 곡률을 가지는 곡면을 가지는 것이 바람직하다. 이로써, 절연층(314)의 상층에 형성되는 막의 피복성을 양호한 것으로 할 수 있다.
제 1 전극(313) 위에는 EL층(315)이 제공되고, EL층(315) 위에는 제 2 전극(316)이 제공된다. EL층(315)은 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층, 전하 발생층 등을 가진다.
복수의 트랜지스터 및 복수의 유기 EL 디바이스(317)는 제 1 기판(301), 제 2 기판(306), 및 실재(305)로 밀봉되어 있다. 제 1 기판(301), 제 2 기판(306), 및 실재(305)로 둘러싸인 공간(318)에는 불활성 기체(질소나 아르곤 등)나 유기물(실재(305)를 포함함)이 충전되어 있어도 좋다.
실재(305)에는 에폭시 수지나 유리 프릿을 사용할 수 있다. 또한 실재(305)에는, 수분이나 산소를 가능한 한 투과시키지 않는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 실재로서 유리 프릿을 사용하는 경우에는, 접착성의 관점에서 제 1 기판(301) 및 제 2 기판(306)은 유리 기판인 것이 바람직하다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 발광 디바이스를 사용할 수 있는 전자 기기에 대하여 도 5를 사용하여 설명한다.
도 5의 (A)는 손가락 정맥을 대상으로 한 생체 인증 기기이고, 하우징(911), 광원(912), 검지 스테이지(913) 등을 가진다. 검지 스테이지(913)에 손가락을 올림으로써 정맥의 형상을 촬상할 수 있다. 검지 스테이지(913) 위에는 근적외광을 발하는 광원(912)이 설치되고, 아래에는 촬상 장치(914)가 설치된다. 검지 스테이지(913)는 근적외광을 투과시키는 재료로 구성되고, 광원(912)으로부터 조사되고 손가락을 투과한 근적외광을 촬상 장치(914)로 촬상할 수 있다. 또한 검지 스테이지(913)와 촬상 장치(914) 사이에 광학계가 제공되어도 좋다. 상기 기기의 구성은 손바닥 정맥을 대상으로 한 생체 인증 기기에 이용될 수도 있다.
본 발명의 일 형태의 발광 디바이스를 광원(912)에 사용할 수 있다. 본 발명의 일 형태의 발광 디바이스는 만곡된 형상으로 설치할 수 있어, 대상물에 대하여 광을 균일하게 조사할 수 있다. 특히 파장 760nm 이상 900nm 이하에 가장 강한 피크 강도를 가지는 근적외광을 발하는 발광 디바이스인 것이 바람직하다. 손가락이나 손바닥 등을 투과한 광을 수광하여 화상화함으로써 정맥의 위치를 검출할 수 있다. 상기 작용은 생체 인증에 이용될 수 있다. 또한 글로벌 셔터 방식과 조합함으로써 피사체가 움직여도 고정밀도 센싱이 가능하다.
또한 광원(912)은 도 5의 (B)에 나타낸 발광부(915, 916, 917)와 같이, 복수의 발광부를 가질 수 있다. 발광부(915, 916, 917)는 각각, 발광하는 파장이 상이하여도 좋고, 각각을 상이한 타이밍에 조사할 수도 있다. 따라서 조사하는 광의 파장이나 각도를 변경함으로써 상이한 화상을 연속적으로 촬상할 수 있으므로, 복수의 화상을 인증에 이용하여 높은 보안성을 실현할 수 있다.
도 5의 (C)는 손바닥 정맥을 대상으로 한 생체 인증 기기이고, 하우징(921), 조작 버튼(922), 검지부(923), 근적외광을 발하는 광원(924) 등을 가진다. 검지부(923) 위에 손을 댐으로써 손바닥 정맥의 형상을 인식할 수 있다. 또한 조작 버튼을 사용하여 비밀 번호 등을 입력할 수도 있다. 검지부(923)의 주위에는 광원(924)이 배치되고 대상물(손)에 조사된다. 그리고 대상물로부터의 반사광이 검지부(923)에 입사한다. 본 발명의 일 형태의 발광 디바이스를 광원(924)에 사용할 수 있다. 검지부(923) 직하에는 촬상 장치(925)가 배치되고, 대상물의 이미지(손 전체의 이미지)를 취득할 수 있다. 또한 검지부(923)와 촬상 장치(925) 사이에 광학계가 제공되어도 좋다. 상기 기기의 구성은 손가락 정맥을 대상으로 한 생체 인증 기기에 이용될 수도 있다.
도 5의 (D)는 비파괴 검사 기기이고, 하우징(931), 조작 패널(932), 반송 기구(933), 모니터(934), 검지 유닛(935), 근적외광을 발하는 광원(938) 등을 가진다. 본 발명의 일 형태의 발광 디바이스를 광원(938)에 사용할 수 있다. 피검사 부재(936)는 반송 기구(933)에 의하여 검지 유닛(935) 직하로 운반된다. 피검사 부재(936)에는 광원(938)으로부터 근적외광이 조사되고, 그 투과광을 검지 유닛(935) 내에 제공된 촬상 장치(937)로 촬상한다. 촬상된 화상은 모니터(934)에 표시된다. 그 후, 하우징(931)의 출구까지 운반되고, 불량품이 분별 회수된다. 근적외광을 사용한 촬상에 의하여, 비검사 부재 내부의 결함이나 이물 등의 불량 요소를 비파괴로 고속으로 검출할 수 있다.
도 5의 (E)는 휴대 전화기이며, 하우징(981), 표시부(982), 조작 버튼(983), 외부 접속 포트(984), 스피커(985), 마이크로폰(986), 제 1 카메라(987), 제 2 카메라(988) 등을 가진다. 상기 휴대 전화기는 표시부(982)에 터치 센서를 가진다. 하우징(981) 및 표시부(982)는 가요성을 가진다. 전화를 걸거나 또는 문자를 입력하는 등의 각종 조작은 손가락이나 스타일러스 등으로 표시부(982)를 터치함으로써 수행할 수 있다. 제 1 카메라(987)로 가시광 화상을 취득할 수 있고, 제 2 카메라(988)로 적외광 화상(근적외광 화상)을 취득할 수 있다. 도 5의 (E)에 나타낸 휴대 전화기 또는 표시부(982)는 본 발명의 일 형태의 발광 디바이스를 가져도 좋다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시예 1)
본 실시예에서는, 본 발명의 일 형태의 발광 디바이스(1)의 구조, 제작 방법, 및 특성에 대하여 도 6 및 도 8 내지 도 13을 사용하여 설명한다.
본 실시예에서 제작한 발광 디바이스(1)는 중간층(816)과, 발광 유닛(802a)과, 발광 유닛(802b)과, 전극(801)과, 전극(803)과, 광을 사출하는 기능을 가진다(도 6 참조).
중간층(816)은 발광 유닛(802a)과 발광 유닛(802b) 사이에 끼워지는 영역을 가지고, 중간층(816)은 발광 유닛(802a) 및 발광 유닛(802b) 중 한쪽에 전자를 공급하고, 다른 쪽에 정공을 공급하는 기능을 가진다.
발광 유닛(802a)은 전극(801)과 중간층(816) 사이에 끼워지는 영역을 가지고, 발광 유닛(802a)은 발광층(813a)을 가진다. 또한 발광층(813a)은 제 1 발광 재료를 포함한다. 또한 비스{4,6-다이메틸-2-[3-(3,5-다이메틸페닐)-2-벤조[g]퀴녹살린일-κN]페닐-κC}(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵테인다이오네이토-κ2O,O')이리듐(III)(약칭: [Ir(dmdpbq)2(dpm)])(구조식(100))을 제 1 발광 재료에 사용하였다. 또한 [Ir(dmdpbq)2(dpm)]의 합성예에 대해서는 참고예에서 후술한다.
발광 유닛(802b)은 중간층(816)과 전극(803) 사이에 끼워지는 영역을 가지고, 발광 유닛(802b)은 발광층(813b)을 가진다. 또한 발광층(813b)도 제 1 발광 재료를 포함한다. 발광층(813b)은 발광층(813a)과의 사이에 거리(D1)를 가진다. 거리(D1)는 5nm 이상 65nm 이하이다. 또한 발광 디바이스(1)에서 거리(D1)는 (15+0.1+5+10)nm=30.1nm이었다(표 1 참조).
제작한 발광 디바이스(1)가 사출하는 광의 스펙트럼은 극댓값을 파장 802nm에 가진다(도 13 참조). 또한 (6.3×10-3)×802nm=5.05nm이며 (81.3×10-3)×802nm=65.2nm이다. 따라서 거리(D1)(=30.1nm)는 5.05nm 이상 65.2nm 이하의 범위에 포함된다.
전극(801)은 파장 802nm에서 전극(803)보다 높은 반사율을 가진다. 또한 전극(803)은 파장 802nm에서 전극(801)보다 높은 투과율을 가지고, 광의 일부를 투과시키고, 다른 일부를 반사한다.
전극(803)은 전극(801)과의 사이에 거리(D2)를 가진다. 거리(D2)에 1.8을 곱한 것은 파장 802nm의 0.3배 이상 0.6배 이하의 범위에 포함된다. 또한 발광 디바이스(1)는 반사성의 제 1 막을 가지고, 반사성의 제 1 막은 발광층(813a)과의 사이에 투광성을 가지는 도전막을 끼운다. 구체적으로는 은(Ag)과 팔라듐(Pd)과 구리(Cu)의 합금(Ag-Pd-Cu(APC))의 막을 가지고, 상기 APC의 막은 발광층(813a)과의 사이에 10nm의 ITSO를 끼운다. 이 구성에서, 거리(D2)는 (10+20+20+15+15+0.1+5+10+15+20+45+1)nm=176.1nm이었다. 따라서 거리(D2)(=176.1nm)에 1.8을 곱한 값은 (1.8×176.1=)316.98nm이고, 상기 값은 (0.3×802=)240.6nm 이상 (0.6×802=)481.2nm 이하의 범위에 포함된다.
또한 제 1 발광 재료는 용액에서 극댓값을 파장(PL1)에 가지는 발광 스펙트럼을 가지고, 파장(EL1)은 제 2 파장(PL1)과의 사이의 차이가 100nm 이하이다.
제 1 발광 재료에 사용한 [Ir(dmdpbq)2(dpm)]은 다이클로로메테인 용액에서 극댓값을 파장 807nm에 가지는 발광 스펙트럼을 가진다(도 28 참조). 따라서 발광 디바이스(1)가 사출하는 광의 스펙트럼이 가지는 극대 파장 802nm는, 용액에서 관측할 수 있는 제 1 발광 재료의 발광 스펙트럼의 극대 파장 807nm와의 사이의 차이가 5nm이다.
발광 디바이스(1)의 구체적인 구성에 대하여 표 1에 나타낸다. 또한 본 실시예에서 사용하는 재료의 화학식을 이하에 나타낸다.
[표 1]
[화학식 1]
<<발광 디바이스(1)의 제작>>
도 6에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 나타내는 발광 디바이스(1)는, 기판(800) 위에 제 1 전극(801)이 형성되고, 제 1 전극(801) 위에 발광 유닛(802a)(정공 주입층(811a), 정공 수송층(812a), 발광층(813a), 전자 수송층(814a), 및 전자 주입층(815a)), 중간층(816), 및 발광 유닛(802b)(정공 수송층(812b), 발광층(813b), 전자 수송층(814b), 및 전자 주입층(815b))이 순차적으로 적층되고, 발광 유닛(802b) 위에 제 2 전극(803)이 적층된 구조를 가진다.
우선, 기판(800) 위에 제 1 전극(801)을 형성하였다. 전극 면적은 4mm2(2mm×2mm)로 하였다. 기판(800)에는 유리 기판을 사용하였다. 제 1 전극(801)은 은(Ag)과 팔라듐(Pd)과 구리(Cu)의 합금(Ag-Pd-Cu(APC))을 스퍼터링법에 의하여, 막 두께가 100nm가 되도록 성막하여 형성하고, ITSO를 스퍼터링법에 의하여, 막 두께가 10nm가 되도록 성막하여 형성하였다. 또한 본 실시예에서 제 1 전극(801)은 양극으로서 기능한다.
여기서, 전(前)처리로서 기판 표면을 물로 세정하고 200℃에서 1시간 동안 소성한 후, UV 오존 처리를 370초 동안 수행하였다. 그 후, 약 10-4Pa까지 내부가 감압된 진공 증착 장치에 기판을 도입하고, 진공 증착 장치 내의 가열실에서 170℃에서 30분 동안 진공 소성을 수행한 후, 기판을 약 30분 동안 방랭하였다.
다음으로, 제 1 전극(801) 위에 정공 주입층(811a)을 형성하였다. 정공 주입층(811a)은 진공 증착 장치 내를 10-4Pa까지 감압한 후, 1,3,5-트라이(다이벤조싸이오펜-4-일)벤젠(약칭: DBT3P-II)과 산화 몰리브데넘을 DBT3P-II:산화 몰리브데넘=2:1(중량비)로 하고, 막 두께가 20nm가 되도록 공증착하여 형성하였다.
다음으로, 정공 주입층(811a) 위에 정공 수송층(812a)을 형성하였다. 정공 수송층(812a)은 N-(1,1'-바이페닐-4-일)-N-[4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐]-9,9-다이메틸-9H-플루오렌-2-아민(약칭: PCBBiF)을 사용하고, 막 두께가 20nm가 되도록 증착하여 형성하였다.
다음으로, 정공 수송층(812a) 위에 발광층(813a)을 형성하였다. 호스트 재료로서 2-[3'-(다이벤조싸이오펜-4-일)바이페닐-3-일]다이벤조[f,h]퀴녹살린(약칭: 2mDBTBPDBq-II)을 사용하고, 어시스트 재료로서 PCBBiF를 사용하고, 게스트 재료(인광 재료)로서 비스{4,6-다이메틸-2-[3-(3,5-다이메틸페닐)-2-벤조[g]퀴녹살린일-κN]페닐-κC}(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵테인다이오네이토-κ2O,O')이리듐(III)(약칭: [Ir(dmdpbq)2(dpm)])(구조식(100))을 사용하고, 중량비가 2mDBTBPDBq-II:PCBBiF:[Ir(dmdpbq)2(dpm)]=0.7:0.3:0.1이 되도록 공증착하였다. 또한 막 두께는 15nm로 하였다.
다음으로, 발광층(813a) 위에 전자 수송층(814a)을 형성하였다. 전자 수송층(814a)은 2,9-비스(나프탈렌-2-일)-4,7-다이페닐-1,10-페난트롤린(약칭: NBphen)의 막 두께가 15nm가 되도록 순차적으로 증착하여 형성하였다.
다음으로, 전자 수송층(814a) 위에 전자 주입층(815a)을 형성하였다. 전자 주입층(815a)은 산화 리튬(Li2O)을 사용하고, 막 두께가 0.1nm가 되도록 증착하여 형성하였다.
다음으로, 전자 주입층(815a) 위에 중간층(816)을 형성하였다. 중간층(816)은 DBT3P-II와 산화 몰리브데넘을 DBT3P-II:산화 몰리브데넘=2:1(중량비)로 하고, 막 두께가 5nm가 되도록 공증착하여 형성하였다.
다음으로, 중간층(816) 위에 정공 수송층(812b)을 형성하였다. 정공 수송층(812b)은 PCBBiF를 사용하고, 막 두께가 10nm가 되도록 증착하여 형성하였다.
다음으로, 정공 수송층(812b) 위에 발광층(813b)을 형성하였다. 호스트 재료로서 2mDBTBPDBq-II를 사용하고, 어시스트 재료로서 PCBBiF를 사용하고, 게스트 재료(인광 재료)로서 [Ir(dmdpbq)2(dpm)]을 사용하고, 중량비가 2mDBTBPDBq-II:PCBBiF:[Ir(dmdpbq)2(dpm)]=0.7:0.3:0.1이 되도록 공증착하였다. 또한 막 두께는 15nm로 하였다.
다음으로, 발광층(813b) 위에 전자 수송층(814b)을 형성하였다. 전자 수송층(814b)은 2mDBTBPDBq-II의 막 두께가 20nm, NBphen의 막 두께가 45nm가 되도록 순차적으로 증착하여 형성하였다.
다음으로, 전자 수송층(814b) 위에 전자 주입층(815b)을 형성하였다. 전자 주입층(815b)은 플루오린화 리튬(LiF)을 사용하고, 막 두께가 1nm가 되도록 증착하여 형성하였다.
다음으로, 전자 주입층(815b) 위에 제 2 전극(803)을 형성하였다. 제 2 전극(803)은 은(Ag)과 마그네슘(Mg)을 Ag:Mg=10:1(체적비)로 하고, 막 두께가 30nm가 되도록 공증착하여 형성하였다. 또한 본 실시예에서 제 2 전극(803)은 음극으로서 기능한다.
다음으로, 제 2 전극(803) 위에 버퍼층(804)을 형성하였다. 버퍼층(804)은 DBT3P-II를 사용하고, 막 두께가 100nm가 되도록 증착하여 형성하였다.
상기 공정을 거쳐, 기판(800) 위에 발광 디바이스(1)를 형성하였다. 또한 상술한 제작 방법에서의 증착 공정에서는, 모두 저항 가열법에 의한 증착법을 사용하였다.
또한 상술한 바와 같이 제작한 발광 디바이스는 다른 기판(미도시)으로 밀봉된다. 또한 다른 기판(미도시)을 사용하여 밀봉할 때는, 질소 분위기의 글러브 박스 내에서 자외광에 의하여 고체화되는 접착제가 도포된 다른 기판(미도시)을 기판(800) 위에 고정하고, 기판(800) 위에 형성된 발광 디바이스의 주위에 접착제가 부착되도록 기판들을 접착시켰다. 밀봉 시에는 365nm의 자외광을 6J/cm2 조사하여 접착제를 고체화시키고, 80℃에서 1시간 동안 열처리함으로써 접착제를 안정화시켰다.
또한 발광 디바이스(1)에는 미소 공진기 구조가 적용되어 있다. 발광 디바이스(1)는 한 쌍의 반사 전극(APC막과 Ag:Mg막) 사이의 광학 거리가 게스트 재료의 발광의 최대 피크 파장에 대하여, 약 1/2파장이 되도록 제작하였다.
<<발광 디바이스(1)의 동작 특성>>
발광 디바이스(1)의 동작 특성을 측정하였다. 또한 측정은 실온(25℃로 유지된 분위기)에서 수행하였다.
도 8에 발광 디바이스(1)의 전류 밀도-방사 발산도 특성을 나타내었다. 도 9에 발광 디바이스(1)의 전압-전류 밀도 특성을 나타내었다. 도 10에 발광 디바이스(1)의 전류 밀도-방사속 특성을 나타내었다. 도 11에 발광 디바이스(1)의 전압-방사 발산도 특성을 나타내었다. 도 12에 발광 디바이스(1)의 전류 밀도-외부 양자 효율 특성을 나타내었다. 또한 방사 발산도, 방사속, 및 외부 양자 효율은 발광 디바이스의 배광 특성을 램버시안형으로 가정하여 방사 휘도를 사용하여 산출하였다.
표 2에 8.9W/sr/m2 부근에서의 발광 디바이스(1)의 주된 초기 특성값을 나타낸다.
[표 2]
도 8 내지 도 12 및 표 2에 나타낸 바와 같이, 발광 디바이스(1)는 양호한 특성을 나타내는 것을 알 수 있었다. 발광 디바이스(1)는 예를 들어 같은 전류 밀도에서, 후술하는 발광 디바이스(2) 및 발광 디바이스(3)보다 높은 방사 휘도로 발광하였다. 또한 발광 디바이스(1)는 예를 들어 같은 전류 밀도에서, 발광 디바이스(2) 및 발광 디바이스(3)보다 높은 외부 양자 효율을 가진다. 또한 발광 디바이스(1)의 구동 전압은 예를 들어 같은 전류 밀도에서, 발광 디바이스(3)보다 낮다.
또한 발광 디바이스(1)에 10mA/cm2의 전류 밀도로 전류를 흘렸을 때의 발광 스펙트럼을 도 13에 나타내었다. 발광 스펙트럼의 측정에는 근적외선 분광 방사계(SR-NIR, Topcon Technohouse Corporation 제조)를 사용하였다. 도 13에 나타낸 바와 같이, 발광 디바이스(3)는 발광층(813a) 및 발광층(831b)에 포함되는 [Ir(dmdpbq)2(dpm)]의 발광에서 유래하며, 802nm 부근에 최대 피크를 가지는 발광 스펙트럼을 나타내었다.
또한 미소 공진기 구조를 채용함으로써 발광 스펙트럼이 협선화되어, 반치 폭이 35nm를 나타내었다. 발광 디바이스(1)는 760nm 이상 900nm 이하의 광을 효율적으로 발하고, 센서 용도 등의 광원으로서 효과가 높다고 할 수 있다.
(참고예 1)
본 참고예에서는, 제작한 발광 디바이스(2)의 구조, 제작 방법, 및 특성에 대하여 도 7의 (A) 및 도 14 내지 도 19를 사용하여 설명한다.
본 참고예에서 제작한 발광 디바이스(2)는 발광 유닛(802)과, 전극(801)과, 전극(803)과, 광을 사출하는 기능을 가진다(도 7 참조). 또한 발광 디바이스(2)는 발광 유닛을 하나 가지는 점에서 발광 디바이스(1)와 상이하다.
발광 유닛(802)은 전극(801)과 전극(803) 사이에 끼워지는 영역을 가지고, 발광 유닛(802)은 발광층(813)을 가진다. 또한 발광층(813)은 제 1 발광 재료를 포함한다. 또한 [Ir(dmdpbq)2(dpm)]을 제 1 발광 재료로서 사용하였다.
제작한 발광 디바이스(2)가 사출하는 광의 스펙트럼은 극댓값을 파장 798nm에 가진다(도 19 참조).
발광 디바이스(2)의 구체적인 구성에 대하여 표 3에 나타낸다.
[표 3]
<<발광 디바이스(2)의 제작>>
도 7의 (A)에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 나타내는 발광 디바이스(2)는 기판(800) 위에 제 1 전극(801)이 형성되고, 제 1 전극(801) 위에 정공 주입층(811), 정공 수송층(812), 발광층(813), 전자 수송층(814), 및 전자 주입층(815)이 순차적으로 적층되고, 전자 주입층(815) 위에 제 2 전극(803)이 적층된 구조를 가진다.
우선, 기판(800) 위에 제 1 전극(801)을 형성하였다. 전극 면적은 4mm2(2mm×2mm)로 하였다. 기판(800)에는 유리 기판을 사용하였다. 제 1 전극(801)은 은(Ag)과 팔라듐(Pd)과 구리(Cu)의 합금(Ag-Pd-Cu(APC))을 스퍼터링법에 의하여, 막 두께가 100nm가 되도록 성막하여 형성하고, ITSO를 스퍼터링법에 의하여, 막 두께가 10nm가 되도록 성막하여 형성하였다. 또한 본 실시예에서 제 1 전극(801)은 양극으로서 기능한다.
여기서, 전처리로서 기판 표면을 물로 세정하고 200℃에서 1시간 동안 소성한 후, UV 오존 처리를 370초 동안 수행하였다. 그 후, 약 10-4Pa까지 내부가 감압된 진공 증착 장치에 기판을 도입하고, 진공 증착 장치 내의 가열실에서 170℃에서 30분 동안 진공 소성을 수행한 후, 기판을 약 30분 동안 방랭하였다.
다음으로, 제 1 전극(801) 위에 정공 주입층(811)을 형성하였다. 정공 주입층(811)은 진공 증착 장치 내를 10-4Pa까지 감압한 후, DBT3P-II와 산화 몰리브데넘을 DBT3P-II:산화 몰리브데넘=2:1(중량비)로 하고, 막 두께가 25nm가 되도록 공증착하여 형성하였다.
다음으로, 정공 주입층(811) 위에 정공 수송층(812)을 형성하였다. 정공 수송층(812)은 PCBBiF를 사용하고, 막 두께가 20nm가 되도록 증착하여 형성하였다.
다음으로, 정공 수송층(812) 위에 발광층(813)을 형성하였다. 호스트 재료로서 2mDBTBPDBq-II를 사용하고, 어시스트 재료로서 PCBBiF를 사용하고, 게스트 재료(인광 재료)로서 [Ir(dmdpbq)2(dpm)]을 사용하고, 중량비가 2mDBTBPDBq-II:PCBBiF:[Ir(dmdpbq)2(dpm)]=0.7:0.3:0.1이 되도록 공증착하였다. 또한 막 두께는 40nm로 하였다.
다음으로, 발광층(813) 위에 전자 수송층(814)을 형성하였다. 전자 수송층(814)은 2mDBTBPDBq-II의 막 두께가 20nm, NBphen의 막 두께가 75nm가 되도록 순차적으로 증착하여 형성하였다.
다음으로, 전자 수송층(814) 위에 전자 주입층(815)을 형성하였다. 전자 주입층(815)은 플루오린화 리튬(LiF)을 사용하고, 막 두께가 1nm가 되도록 증착하여 형성하였다.
다음으로, 전자 주입층(815) 위에 제 2 전극(803)을 형성하였다. 제 2 전극(803)은 은(Ag)과 마그네슘(Mg)을 Ag:Mg=10:1(체적비)로 하고, 막 두께가 30nm가 되도록 공증착하여 형성하였다. 또한 본 실시예에서 제 2 전극(803)은 음극으로서 기능한다.
다음으로, 제 2 전극(803) 위에 버퍼층(804)을 형성하였다. 버퍼층(804)은 DBT3P-II를 사용하고, 막 두께가 100nm가 되도록 증착하여 형성하였다.
상기 공정을 거쳐, 기판(800) 위에 발광 디바이스(2)를 형성하였다. 또한 상술한 제작 방법에서의 증착 공정에서는, 모두 저항 가열법에 의한 증착법을 사용하였다.
또한 발광 디바이스(2)는 다른 기판(미도시)으로 밀봉된다. 밀봉 방법은 발광 디바이스(1)와 마찬가지이기 때문에, 실시예 1을 참조할 수 있다.
<<발광 디바이스(2)의 동작 특성>>
발광 디바이스(2)의 동작 특성을 측정하였다. 또한 측정은 실온(25℃로 유지된 분위기)에서 수행하였다.
도 14에 발광 디바이스(2)의 전류 밀도-방사 발산도 특성을 나타내었다. 도 15에 발광 디바이스(2)의 전압-전류 밀도 특성을 나타내었다. 도 16에 발광 디바이스(2)의 전류 밀도-방사속 특성을 나타내었다. 도 17에 발광 디바이스(2)의 전압-방사 발산도 특성을 나타내었다. 도 18에 발광 디바이스(2)의 전류 밀도-외부 양자 효율 특성을 나타내었다. 또한 방사 발산도, 방사속, 및 외부 양자 효율은 발광 디바이스의 배광 특성을 램버시안형으로 가정하여 방사 휘도를 사용하여 산출하였다.
표 4에 4.9W/sr/m2 부근에서의 발광 디바이스(2)의 주된 초기 특성값을 나타낸다.
[표 4]
또한 발광 디바이스(2)에 10mA/cm2의 전류 밀도로 전류를 흘렸을 때의 발광 스펙트럼을 도 19에 나타내었다. 발광 스펙트럼의 측정에는 근적외선 분광 방사계(SR-NIR, Topcon Technohouse Corporation 제조)를 사용하였다.
(참고예 2)
본 참고예에서는, 제작한 발광 디바이스(3)의 구조, 제작 방법, 및 특성에 대하여 도 7의 (B) 및 도 20 내지 도 25를 사용하여 설명한다.
본 참고예에서 제작한 발광 디바이스(3)는 중간층(816)과, 발광 유닛(802a)과, 발광 유닛(802b)과, 전극(801)과, 전극(803)과, 광을 사출하는 기능을 가진다(도 7의 (B) 참조). 또한 발광 디바이스(3)는 발광 디바이스(1)보다 긴 거리를 발광층(813b)과 발광층(813a) 사이에 가지는 점에서 발광 디바이스(1)와 상이하다. 또한 발광 디바이스(3)는 발광 디바이스(1)보다 긴 거리를 전극(801)과 전극(803) 사이에 가지는 점에서 발광 디바이스(1)와 상이하다.
중간층(816)은 발광 유닛(802a)과 발광 유닛(802b) 사이에 끼워지는 영역을 가지고, 중간층(816)은 발광 유닛(802a) 및 발광 유닛(802b) 중 한쪽에 전자를 공급하고, 다른 쪽에 정공을 공급하는 기능을 가진다.
발광 유닛(802a)은 전극(801)과 중간층(816) 사이에 끼워지는 영역을 가지고, 발광 유닛(802a)은 발광층(813a)을 가진다. 또한 발광층(813a)은 제 1 발광 재료를 포함한다.
발광 유닛(802b)은 중간층(816)과 전극(803) 사이에 끼워지는 영역을 가지고, 발광 유닛(802b)은 발광층(813b)을 가진다. 또한 발광층(813b)도 제 1 발광 재료를 포함한다. 발광층(813b)은 발광층(813a)과의 사이에 거리(D1)를 가진다. 또한 발광 디바이스(3)에서 거리(D1)는 (20+90+0.1+2+10+60)nm=182.1nm이었다(표 5 참조).
제작한 발광 디바이스(2)가 사출하는 광의 스펙트럼은 극댓값을 파장 799nm에 가진다(도 25 참조).
전극(801)은 파장(EL1)에서 전극(803)보다 높은 반사율을 가진다. 또한 전극(803)은 파장(EL1)에서 전극(801)보다 높은 투과율을 가지고, 광의 일부를 투과시키고, 다른 일부를 반사한다.
본 참고예에서 사용하는 발광 디바이스(3)의 구체적인 구성에 대하여 표 5에 나타낸다. 또한 본 참고예에서 사용하는 재료의 화학식을 이하에 나타낸다.
[표 5]
[화학식 2]
<<발광 디바이스(3)의 제작>>
도 7의 (B)에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 나타내는 발광 디바이스(3)는, 기판(800) 위에 제 1 전극(801)이 형성되고, 제 1 전극(801) 위에 발광 유닛(802a)(정공 주입층(811a), 정공 수송층(812a), 발광층(813a), 전자 수송층(814a), 및 전자 주입층(815a)), 중간층(816), 및 발광 유닛(802b)(정공 주입층(811b), 정공 수송층(812b), 발광층(813b), 전자 수송층(814b), 및 전자 주입층(815b))이 순차적으로 적층되고, 발광 유닛(802b) 위에 제 2 전극(803)이 적층된 구조를 가진다.
우선, 기판(800) 위에 제 1 전극(801)을 형성하였다. 전극 면적은 4mm2(2mm×2mm)로 하였다. 기판(800)에는 유리 기판을 사용하였다. 제 1 전극(801)은 은(Ag)과 팔라듐(Pd)과 구리(Cu)의 합금(Ag-Pd-Cu(APC))을 스퍼터링법에 의하여, 막 두께가 100nm가 되도록 성막하여 형성하고, ITSO를 스퍼터링법에 의하여, 막 두께가 10nm가 되도록 성막하여 형성하였다. 또한 본 실시예에서 제 1 전극(801)은 양극으로서 기능한다.
여기서, 전처리로서 기판 표면을 물로 세정하고 200℃에서 1시간 동안 소성한 후, UV 오존 처리를 370초 동안 수행하였다. 그 후, 약 10-4Pa까지 내부가 감압된 진공 증착 장치에 기판을 도입하고, 진공 증착 장치 내의 가열실에서 170℃에서 30분 동안 진공 소성을 수행한 후, 기판을 약 30분 동안 방랭하였다.
다음으로, 제 1 전극(801) 위에 정공 주입층(811a)을 형성하였다. 정공 주입층(811a)은 진공 증착 장치 내를 10-4Pa까지 감압한 후, DBT3P-II와 산화 몰리브데넘을 DBT3P-II:산화 몰리브데넘=2:1(중량비)로 하고, 막 두께가 10nm가 되도록 공증착하여 형성하였다.
다음으로, 정공 주입층(811a) 위에 정공 수송층(812a)을 형성하였다. 정공 수송층(812a)은 PCBBiF를 사용하고, 막 두께가 30nm가 되도록 증착하여 형성하였다.
다음으로, 정공 수송층(812a) 위에 발광층(813a)을 형성하였다. 호스트 재료로서 2mDBTBPDBq-II를 사용하고, 어시스트 재료로서 PCBBiF를 사용하고, 게스트 재료(인광 재료)로서 유기 금속 착체인 [Ir(dmdpbq)2(dpm)]을 사용하고, 중량비가 2mDBTBPDBq-II:PCBBiF:[Ir(dmdpbq)2(dpm)]=0.7:0.3:0.1이 되도록 공증착하였다. 또한 막 두께는 40nm로 하였다.
다음으로, 발광층(813a) 위에 전자 수송층(814a)을 형성하였다. 전자 수송층(814a)은 2mDBTBPDBq-II의 막 두께가 20nm, NBphen의 막 두께가 90nm가 되도록 순차적으로 증착하여 형성하였다
다음으로, 전자 수송층(814a) 위에 전자 주입층(815a)을 형성하였다. 전자 주입층(815a)은 산화 리튬(Li2O)을 사용하고, 막 두께가 0.1nm가 되도록 증착하여 형성하였다.
다음으로, 전자 주입층(815a) 위에 중간층(816)을 형성하였다. 중간층(816)은 구리 프탈로사이아닌(CuPc)을 사용하고, 막 두께가 2nm가 되도록 증착하여 형성하였다.
다음으로, 중간층(816) 위에 정공 주입층(811b)을 형성하였다. 정공 주입층(811b)은 DBT3P-II와 산화 몰리브데넘을 DBT3P-II:산화 몰리브데넘=2:1(중량비)로 하고, 막 두께가 10nm가 되도록 공증착하여 형성하였다.
다음으로, 정공 주입층(811b) 위에 정공 수송층(812b)을 형성하였다. 정공 수송층(812b)은 PCBBiF를 사용하고, 막 두께가 60nm가 되도록 증착하여 형성하였다.
다음으로, 정공 수송층(812b) 위에 발광층(813b)을 형성하였다. 호스트 재료로서 2mDBTBPDBq-II를 사용하고, 어시스트 재료로서 PCBBiF를 사용하고, 게스트 재료(인광 재료)로서 본 발명의 일 형태의 유기 금속 착체인 [Ir(dmdpbq)2(dpm)]을 사용하고, 중량비가 2mDBTBPDBq-II:PCBBiF:[Ir(dmdpbq)2(dpm)]=0.7:0.3:0.1이 되도록 공증착하였다. 또한 막 두께는 40nm로 하였다.
다음으로, 발광층(813b) 위에 전자 수송층(814b)을 형성하였다. 전자 수송층(814b)은 2mDBTBPDBq-II의 막 두께가 20nm, NBphen의 막 두께가 65nm가 되도록 순차적으로 증착하여 형성하였다.
다음으로, 전자 수송층(814b) 위에 전자 주입층(815b)을 형성하였다. 전자 주입층(815b)은 플루오린화 리튬(LiF)을 사용하고, 막 두께가 1nm가 되도록 증착하여 형성하였다.
다음으로, 전자 주입층(815b) 위에 제 2 전극(803)을 형성하였다. 제 2 전극(803)은 은(Ag)과 마그네슘(Mg)을 Ag:Mg=10:1(체적비)로 하고, 막 두께가 20nm가 되도록 공증착하여 형성하였다. 또한 본 실시예에서 제 2 전극(803)은 음극으로서 기능한다.
다음으로, 제 2 전극(803) 위에 버퍼층(804)을 형성하였다. 버퍼층(804)은 DBT3P-II를 사용하고, 막 두께가 110nm가 되도록 증착하여 형성하였다.
상기 공정을 거쳐, 기판(800) 위에 발광 디바이스(3)를 형성하였다. 또한 상술한 제작 방법에서의 증착 공정에서는, 모두 저항 가열법에 의한 증착법을 사용하였다.
또한 발광 디바이스(3)는 다른 기판(미도시)으로 밀봉된다. 밀봉 방법은 발광 디바이스(1)와 마찬가지이기 때문에, 실시예 1을 참조할 수 있다.
또한 발광 디바이스(3)에는 미소 공진기 구조가 적용되어 있다. 발광 디바이스(3)는 한 쌍의 반사 전극(APC막과 Ag:Mg막) 사이의 광학 거리가 게스트 재료의 발광의 최대 피크 파장에 대하여, 약 1파장이 되도록 제작하였다.
<<발광 디바이스(3)의 동작 특성>>
발광 디바이스(3)의 동작 특성을 측정하였다. 또한 측정은 실온(25℃로 유지된 분위기)에서 수행하였다.
도 20에 발광 디바이스(3)의 전류 밀도-방사 발산도 특성을 나타내었다. 도 21에 발광 디바이스(3)의 전압-전류 밀도 특성을 나타내었다. 도 22에 발광 디바이스(3)의 전류 밀도-방사속 특성을 나타내었다. 도 23에 발광 디바이스(3)의 전압-방사 발산도 특성을 나타내었다. 도 24에 발광 디바이스(3)의 전류 밀도-외부 양자 효율 특성을 나타내었다. 또한 방사 발산도, 방사속, 및 외부 양자 효율은 발광 디바이스의 배광 특성을 램버시안형으로 가정하여 방사 휘도를 사용하여 산출하였다.
표 6에 6.8W/sr/m2 부근에서의 발광 디바이스(3)의 주된 초기 특성값을 나타낸다.
[표 6]
또한 발광 디바이스(3)에 10mA/cm2의 전류 밀도로 전류를 흘렸을 때의 발광 스펙트럼을 도 25에 나타내었다. 발광 스펙트럼의 측정에는 근적외선 분광 방사계(SR-NIR, Topcon Technohouse Corporation 제조)를 사용하였다.
(실시예 2)
본 실시예에서는 본 발명의 일 형태의 발광 디바이스(11) 내지 발광 디바이스(20)의 구조, 계산값을 사용한 계산 및 계산 결과에 대하여 도 26 및 도 27을 사용하여 설명한다.
도 26은 본 발명의 일 형태의 발광 디바이스 및 참고예의 디바이스의 구성을 설명하는 도면이다.
도 27은 본 발명의 일 형태의 발광 디바이스 및 참고예의 디바이스에 대한 계산 결과를 설명하는 도면이다. 구체적으로는, 2개의 발광층 사이의 거리(D1)에 의존하여 외부 양자 효율이 변화되는 것을 설명하는 도면이다.
<발광 디바이스의 구성예>
본 발명의 일 형태의 발광 디바이스는 중간층(104)과, 발광 유닛(103a)과, 발광 유닛(103b)과, 전극(101)과, 전극(102)과, 광을 사출하는 기능을 가진다(도 26 참조).
중간층(104)은 발광 유닛(103a) 및 발광 유닛(103b) 중 한쪽에 전자를 공급하고, 다른 쪽에 정공을 공급하는 기능을 가진다.
<<발광층(113a)>>
발광 유닛(103a)은 전극(101)과 중간층(104) 사이에 끼워지는 영역을 가진다. 발광 유닛(103a)은 발광층(113a)을 가지고, 발광층(113a)은 제 1 발광 재료를 포함한다. 본 실시예에서는 발광층(113a)의 두께를 10nm로 하고, [Ir(dmdpbq)2(dpm)]을 제 1 발광 재료로서 사용하였다.
<<발광층(113b)>>
발광 유닛(103b)은 중간층(104)과 전극(102) 사이에 끼워지는 영역을 가진다. 발광 유닛(103b)은 발광층(113b)을 가지고, 발광층(113b)은 제 2 발광 재료를 포함한다. 본 실시예에서는 발광층(113b)의 두께를 10nm로 하고, 제 1 발광 재료와 같은 재료를 제 2 발광 재료로서 사용하였다.
본 발명의 일 형태의 발광 디바이스는 극댓값을 파장(EL1)에 가지는 스펙트럼을 가지는 광을 사출한다. 본 실시예에서는 800nm 근방에 극댓값을 가지는 스펙트럼을 가지는 광을 사출한다.
<<전극(101)>>
전극(101)은 파장(EL1)에서 전극(102)보다 높은 반사율을 가진다. 본 실시예에서는 두께 100nm의 은을 전극(101)에 사용하였다.
<<전극(102)>>
전극(102)은 파장(EL1)에서 전극(101)보다 높은 투과율을 가진다. 전극(102)은 파장(EL1)에서 일부를 투과시키고, 다른 일부를 반사한다. 본 실시예에서는 두께 약 30nm의 은을 전극(102)에 사용하였다. 또한 본 발명의 일 형태의 발광 디바이스는 두께 약 100nm의 보호층(105)을 가진다. 또한 보호층(105)은 전극(102)에 접한다.
또한 전극(102)은 전극(101)과의 사이에 거리(D2)를 가진다. 거리(D2)에 1.8을 곱한 것은 파장(EL1)의 0.3배 이상 0.6배 이하의 범위에 포함된다. 본 실시형태에서는 거리(D2)로서 134nm 내지 266nm의 범위의 거리를 사용하였다.
또한 발광층(113b)은 발광층(113a)과의 사이에 거리(D1)를 가진다. 본 실시형태에서는 거리(D1)로서 10nm 내지 90nm의 범위의 거리를 사용하였다.
구체적으로는, 발광 디바이스(12)의 거리(D1)에 10nm를 적용하고, 발광 디바이스(13)의 거리(D1)에 20nm를 적용하고, 발광 디바이스(14)의 거리(D1)에 30nm를 적용하고, 발광 디바이스(15)의 거리(D1)에 40nm를 적용하고, 발광 디바이스(16)의 거리(D1)에 50nm를 적용하고, 발광 디바이스(17)의 거리(D1)에 60nm를 적용하고, 발광 디바이스(18)의 거리(D1)에 70nm를 적용하고, 발광 디바이스(19)의 거리(D1)에 80nm를 적용하고, 발광 디바이스(20)의 거리(D1)에 90nm를 적용하였다.
또한 발광층(113a)은 전극(101)과의 사이에 거리(D33)를 가진다. 또한 발광층(113b)은 전극(102)과의 사이에 거리(D34)를 가진다.
각 거리(D1)에 대하여, 거리(D33), 거리(D34), 전극(102)의 두께, 및 보호층(105)의 두께를 계산기를 사용하여 최적화하였다. 이에 의하여 각 거리(D1)에 대하여, 발광 디바이스로부터 광을 추출하는 효율을 비교하였다.
<<계산 방법>>
본 실시예에서는, 유기 디바이스 시뮬레이터(semiconducting emissive thin film optics simulator: setfos; Cybernet Systems Co., Ltd. 제조)를 사용하여 계산하였다.
상기 계산에서는, 발광 디바이스를 구성하는 각 층의 막 두께, 굴절률 n, 및 소광 계수 k, 발광 재료의 발광 스펙트럼(포토루미네선스(PL) 스펙트럼)의 실측값, 그리고 발광 위치를 입력하고, 퍼셀 팩터(Purcell factor)를 곱함으로써, 여기자의 방사 붕괴 레이트의 변조를 고려한 정면 방향의 발광 강도 및 피크 파형을 산출하였다.
각 층의 굴절률 n은 1.8, 소광 계수 k는 0으로 가정하였다. 반사 전극 및 반반사 전극에 사용한 은(Ag)은 Handbook of Optical Constants of Solids Volume 1의 355쪽 내지 356쪽에 기재되어 있는 값을 사용하였다.
발광 재료의 발광 스펙트럼은 검출기로서 근적외선 분광 방사계(SR-NIR, Topcon Technohouse Corporation 제조)를 사용하고, 여기광으로서 자외 발광 LED(NSCU033B, NICHIA CORPORATION 제조)를 사용하고, 밴드 패스 필터로서 UV U360(Edmund Optics Inc. 제조)을 사용하고, 롱 패스 필터로서 SCF-50S-42L(SIGMAKOKI CO.,LTD. 제조)을 사용하여 측정하였다.
적외광의 발광 스펙트럼의 측정에는, 석영 기판 위에 2mDBTBPDBq-II, PCBBiF, 및 비스{4,6-다이메틸-2-[3-(3,5-다이메틸페닐)-2-벤조[g]퀴녹살린일-κN]페닐-κC}(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵테인다이오네이토-κ2O,O')이리듐(III)(약칭: [Ir(dmdpbq)2(dpm)])을 중량비 0.7:0.3:0.1, 막 두께 50nm가 되도록 진공 증착법을 사용한 공증착에 의하여 성막한 막을 사용하였다.
계산에 사용한 발광 스펙트럼을 도 29에 나타내었다. 도 29에서, 가로축은 파장(단위: nm)을 나타내고, 세로축은 에너지 기반의 정규화 강도(임의 단위: a.u.)를 나타낸다.
발광 위치는 발광층의 중심부인 것으로 가정하였다.
발광 양자 수율, 여기자 생성 확률, 재결합 확률이 100%인 것으로 가정하였다. 즉, 계산으로 얻어진 외부 양자 효율(램버시안 가정)은, 정면의 발광 강도로부터 램버시안 배광을 가정하여 산출한 광 추출 효율을 나타낸다.
계산에서는, 목적의 광학 거리와 가까운 값의 막 두께를 입력하고, 외부 양자 효율(램버시안 가정)이 최대가 되는 정공 수송층, 전자 수송층, 반반사 전극, 보호층의 막 두께를 산출하였다.
전극들 사이의 광학 거리가 λ 근방이 되는 디바이스에 대해서는 중간층의 막 두께도 산출하였다.
<<결과>>
계산 결과를 표 7, 표 8, 및 도 27에 나타내었다. 본 발명의 일 형태의 발광 디바이스는 거리(D1)가 5nm 이상 65nm 이하인 경우에, 후술하는 참고예 3의 발광 디바이스(21)보다 높은 효율로 광을 사출하였다.
[표 7]
[표 8]
(참고예 3)
참고예의 발광 디바이스(21)는, 거리(D2)(395nm=90+10+193+10+92)에 1.8을 곱한 것이, 사출되는 광의 스펙트럼의 극대 파장 797nm의 0.89배이고 극대 파장의 0.3배 이상 0.6배 이하의 범위에 포함되지 않는 점에서 본 발명의 일 형태의 발광 디바이스와 상이하다.
(합성예 1)
본 실시예에서는 본 발명의 일 형태의 유기 금속 착체의 합성 방법에 대하여 설명한다. 본 실시예에서는, 실시형태 1의 구조식(100)으로 나타내어지는 비스{4,6-다이메틸-2-[3-(3,5-다이메틸페닐)-2-벤조[g]퀴녹살린일-κN]페닐-κC}(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵테인다이오네이토-κ2O,O')이리듐(III)(약칭: [Ir(dmdpbq)2(dpm)])의 합성 방법에 대하여 설명한다.
[화학식 3]
<단계 1; 2,3-비스-(3,5-다이메틸페닐)-2-벤조[g]퀴녹살린(약칭: Hdmdpbq)의 합성>
우선, 단계 1에서는 본 발명의 일 형태의 유기 화합물이며 구조식(200)으로 나타내어지는 Hdmdpbq를 합성하였다. 3,3',5,5'-테트라메틸벤질 3.20g, 2,3-다이아미노나프탈렌 1.97g, 에탄올 60mL를 환류관이 장착된 3구 플라스크에 넣고, 내부를 질소 치환한 후, 90℃에서 7시간 반 동안 교반하였다. 소정의 시간이 경과한 후, 용매를 증류하여 제거하였다. 그 후, 톨루엔을 전개 용매로서 사용하는 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피에 의하여 정제하여 목적물을 얻었다(황색 고체, 수량 3.73g, 수율 79%). 단계 1의 합성 스킴을 (a-1)에 나타낸다.
[화학식 4]
단계 1에서 얻어진 황색 고체의 핵자기 공명 분광법(1H-NMR)에 의한 분석 결과를 이하에 나타낸다. 이들로부터, 본 실시예에서 구조식(200)으로 나타내어지는 Hdmdpbq가 얻어진 것을 알 수 있었다.
얻어진 물질의 1H NMR 데이터를 이하에 나타낸다.
1H-NMR.δ(CD2Cl2):2.28(s, 12H), 7.01(s, 2H), 7.16(s, 4H), 7.56-7.58(m, 2H), 8.11-8.13(m, 2H), 8.74(s, 2H).
<단계 2; 다이-μ-클로로-테트라키스{4,6-다이메틸-2-[3-(3,5-다이메틸페닐)-2-벤조[g]퀴녹살린일-κN]페닐-κC}다이이리듐(III)(약칭: [Ir(dmdpbq)2Cl]2)의 합성>
다음으로, 단계 2에서는 본 발명의 일 형태의 복핵(複核) 착체이며 구조식(210)으로 나타내어지는 [Ir(dmdpbq)2Cl]2를 합성하였다. 2-에톡시에탄올 15mL, 물 5mL, 단계 1에서 얻은 Hdmdpbq 1.81g, 및 염화 이리듐 수화물(IrCl3·H2O)(Furuya Metal Co., Ltd. 제조) 0.66g을 환류관이 장착된 가지형 플라스크에 넣고, 플라스크 내를 아르곤 치환하였다. 그 후, 마이크로파(2.45GHz, 100W)를 2시간 동안 조사하여 반응시켰다. 소정의 시간이 경과한 후, 얻어진 잔사를 메탄올을 사용하여 흡인 여과하고 세정하여, 목적물을 얻었다(흑색 고체, 수량 1.76g, 수율 81%). 단계 2의 합성 스킴을 (a-2)에 나타낸다.
[화학식 5]
<단계 3; [Ir(dmdpbq)2(dpm)]의 합성>
그리고, 단계 3에서는 본 발명의 일 형태의 유기 금속 착체이며 구조식(100)으로 나타내어지는 [Ir(dmdpbq)2(dpm)]을 합성하였다. 2-에톡시에탄올 20mL, 단계 2에서 얻은 [Ir(dmdpbq)2Cl]2 1.75g, 다이피발로일메테인(약칭: Hdpm) 0.50g, 및 탄산 소듐 0.95g을 환류관이 장착된 가지형 플라스크에 넣고, 플라스크 내를 아르곤 치환하였다. 그 후, 마이크로파(2.45GHz, 100W)를 3시간 동안 조사하였다. 얻어진 잔사를 메탄올을 사용하여 흡인 여과한 후, 물, 메탄올로 세정하였다. 얻어진 고체를, 다이클로로메테인을 전개 용매로서 사용하는 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피에 의하여 정제한 후, 다이클로로메테인과 메탄올의 혼합 용매를 사용하여 재결정함으로써, 목적물을 얻었다(암녹색 고체, 수량 0.42g, 수율 21%). 얻어진 암녹색 고체 0.41g을 트레인 서블리메이션법에 의하여 승화 정제하였다. 승화 정제 조건으로서, 압력을 2.7Pa로 하고, 아르곤 가스를 유량 10.5mL/min으로 흘리면서, 300℃에서 암녹색 고체를 가열하였다. 승화 정제 후, 암녹색 고체를 수율 78%로 얻었다. 단계 3의 합성 스킴을 (a-3)에 나타낸다.
[화학식 6]
단계 3에서 얻어진 암녹색 고체의 핵자기 공명 분광법(1H-NMR)에 의한 분석 결과를 이하에 나타낸다. 이들로부터, 본 실시예에서 구조식(100)으로 나타내어지는 [Ir(dmdpbq)2(dpm)]이 얻어진 것을 알 수 있었다.
얻어진 물질의 1H NMR 데이터를 이하에 나타낸다.
1H-NMR.δ(CD2Cl2):0.75(s, 18H), 0.97(s, 6H), 2.01(s, 6H), 2.52(s, 12H), 4.86(s, 1H), 6.39(s, 2H), 7.15(s, 2H), 7.31(s, 2H), 7.44-7.51(m, 4H), 7.80(d, 2H), 7.86(s, 4H), 8.04(d, 2H), 8.42(s, 2H), 8.58(s, 2H).
다음으로, [Ir(dmdpbq)2(dpm)]의 다이클로로메테인 용액의 자외 가시 흡수 스펙트럼(이하, 단순히 "흡수 스펙트럼"이라고 함) 및 발광 스펙트럼을 측정하였다.
흡수 스펙트럼의 측정에는 자외 가시 분광 광도계(JASCO Corporation 제조, V550형)를 사용하고, 다이클로로메테인 용액(0.010mmol/L)을 석영 셀에 넣고, 실온에서 측정하였다. 또한 발광 스펙트럼의 측정에는 형광 광도계(Hamamatsu Photonics K.K. 제조, FS920)를 사용하고, 질소 분위기하에서 다이클로로메테인 탈산소 용액(0.010mmol/L)을 석영 셀에 넣고 밀봉하여, 실온에서 측정하였다.
얻어진 흡수 스펙트럼 및 발광 스펙트럼의 측정 결과를 도 7에 나타내었다. 가로축은 파장을 나타내고 세로축은 흡수 강도 및 발광 강도를 나타낸다. 도 28에서의 가는 실선은 흡수 스펙트럼을 나타내고, 굵은 실선은 발광 스펙트럼을 나타낸다. 도 28에 나타낸 흡수 스펙트럼은 다이클로로메테인 용액(0.010mmol/L)을 석영 셀에 넣고 측정한 흡수 스펙트럼에서, 다이클로로메테인만을 석영 셀에 넣고 측정한 흡수 스펙트럼을 뺀 결과를 나타낸 것이다.
도 28에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 형태의 유기 금속 착체인 [Ir(dmdpbq)2(dpm)]은 807nm에 발광 피크를 가지고, 다이클로로메테인 용액으로부터는 근적외 발광이 관측되었다.
또한 본 실시예는 본 명세서에서 나타내는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시예 3)
본 실시예에서는, 본 발명의 일 형태의 발광 디바이스(4)의 구조, 제작 방법, 및 특성에 대하여 도 6 및 도 30 내지 도 35를 사용하여 설명한다.
또한 발광 디바이스(4)는 정공 주입층(811a), 정공 수송층(812a), 중간층(816), 정공 수송층(812b), 및 전자 수송층(814b)의 구성이 표 1을 사용하여 설명한 발광 디바이스(1)와 상이하다. 여기서는 상이한 부분에 대하여 자세히 설명하고, 같은 구성을 사용할 수 있는 부분에 대해서는 상기 설명을 원용한다. 또한 발광 디바이스(4)에서 거리(D1)는 (15+0.1+5+5)nm=25.1nm이었다(표 9 참조).
제작한 발광 디바이스(4)가 사출하는 광의 스펙트럼은 극댓값을 파장 803nm에 가진다(도 35 참조). 또한 (6.3×10-3)×803nm=5.06nm이며 (81.3×10-3)×803nm=65.6nm이다. 따라서 거리(D1)(=25.1nm)는 5.06nm 이상 65.6nm 이하의 범위에 포함된다.
발광 디바이스(4)는 반사성의 제 1 막을 가지고, 반사성의 제 1 막은 발광층(813a)과의 사이에 투광성을 가지는 도전막을 끼운다. 구체적으로는 은(Ag)과 팔라듐(Pd)과 구리(Cu)의 합금(Ag-Pd-Cu(APC))의 막을 가지고, 상기 APC의 막은 발광층(813a)과의 사이에 10nm의 ITSO를 끼운다. 이 구성에서, 거리(D2)는 (10+10+32.5+15+15+0.1+5+5+15+20+52.5+1)nm=181.1nm이었다. 따라서 거리(D2)(=181.1nm)에 1.8을 곱한 값은 (1.8×181.1=)325.98nm이고, 상기 값은 (0.3×803=)240.9nm 이상 (0.6×803=)481.8nm 이하의 범위에 포함된다.
발광 디바이스(4)의 구체적인 구성에 대하여 표 9에 나타낸다.
[표 9]
<<발광 디바이스(4)의 제작>>
정공 주입층(811a)은 진공 증착 장치 내를 10-4Pa까지 감압한 후, PCBBiF와 NDP-9(Analysis Atelier Corporation, 재료 일련번호: 1S20170124)를 PCBBiF:NDP-9=1:0.1(중량비)로 하고, 막 두께가 10nm가 되도록 공증착하여 형성하였다.
정공 수송층(812a)은 PCBBiF를 사용하고, 막 두께가 32.5nm가 되도록 증착하여 형성하였다.
중간층(816)은 PCBBiF와 NDP-9를 PCBBiF:NDP-9=1:0.1(중량비)로 하고, 막 두께가 5nm가 되도록 공증착하여 형성하였다.
정공 수송층(812b)은 PCBBiF를 사용하고, 막 두께가 5nm가 되도록 증착하여 형성하였다.
전자 수송층(814b)은 2mDBTBPDBq-II의 막 두께가 20nm, NBphen의 막 두께가 52.5nm가 되도록 순차적으로 증착하여 형성하였다.
<<발광 디바이스(4)의 동작 특성>>
발광 디바이스(4)의 동작 특성을 측정하였다. 또한 측정은 실온(25℃로 유지된 분위기)에서 수행하였다.
도 30에 발광 디바이스(4)의 전류 밀도-방사 발산도 특성을 나타내었다. 도 31에 발광 디바이스(4)의 전압-전류 밀도 특성을 나타내었다. 도 32에 발광 디바이스(4)의 전류 밀도-방사속 특성을 나타내었다. 도 33에 발광 디바이스(4)의 전압-방사 발산도 특성을 나타내었다. 도 34에 발광 디바이스(4)의 전류 밀도-외부 양자 효율 특성을 나타내었다. 또한 방사 발산도, 방사속, 및 외부 양자 효율은 발광 디바이스의 배광 특성을 램버시안형으로 가정하여 방사 휘도를 사용하여 산출하였다.
표 10에 8.1W/sr/m2 부근에서의 발광 디바이스(4)의 주된 초기 특성값을 나타낸다.
[표 10]
도 30 내지 도 34 및 표 10에 나타낸 바와 같이, 발광 디바이스(4)는 양호한 특성을 나타내는 것을 알 수 있었다. 발광 디바이스(4)는 예를 들어 같은 전류 밀도에서, 상술한 발광 디바이스(2) 및 발광 디바이스(3)보다 높은 방사 휘도로 발광하였다. 또한 발광 디바이스(4)는 예를 들어 같은 전류 밀도에서, 발광 디바이스(2) 및 발광 디바이스(3)보다 높은 외부 양자 효율을 가진다. 또한 발광 디바이스(4)의 구동 전압은 예를 들어 같은 전류 밀도에서, 발광 디바이스(3)보다 낮다.
또한 발광 디바이스(4)에 10mA/cm2의 전류 밀도로 전류를 흘렸을 때의 발광 스펙트럼을 도 35에 나타내었다. 발광 스펙트럼의 측정에는 근적외선 분광 방사계(SR-NIR, Topcon Technohouse Corporation 제조)를 사용하였다. 도 35에 나타낸 바와 같이, 발광 디바이스(4)는 발광층(813a) 및 발광층(831b)에 포함되는 [Ir(dmdpbq)2(dpm)]의 발광에서 유래하며, 803nm 부근에 최대 피크를 가지는 발광 스펙트럼을 나타내었다.
또한 미소 공진기 구조를 채용함으로써 발광 스펙트럼이 협선화되어, 반치 폭이 35nm를 나타내었다. 발광 디바이스(4)는 760nm 이상 900nm 이하의 광을 효율적으로 발하고, 센서 용도 등의 광원으로서 효과가 높다고 할 수 있다.
<<발광 디바이스(3)의 시야각 특성>>
다음으로 발광 디바이스(4)의 EL 스펙트럼의 시야각 특성을 조사하였다.
우선, 발광 디바이스(4)의 정면 방향의 EL 스펙트럼과 비스듬한 방향의 EL 스펙트럼을 측정하였다. 구체적으로는 발광 디바이스(4)의 발광면에 수직인 방향을 0°로 하고, -80°부터 80°까지 10°씩, 총 17지점에서 발광 스펙트럼을 측정하였다. 측정에는 멀티채널 분광기(Hamamatsu Photonics K.K. 제조, PMA-12)를 사용하였다. 이 측정 결과로부터, 각 각도에서의 발광 디바이스(4)의 EL 스펙트럼 및 광자 강도비를 얻었다.
도 36에 발광 디바이스(4)에서의 0° 내지 60°의 EL 스펙트럼을 나타내었다.
도 37에 발광 디바이스(4)의 정면에서의 광자 강도를 기준으로 한 각 각도에서의 광자 강도를 나타내었다.
도 36 및 도 37에 나타낸 바와 같이, 발광 디바이스(4)는 시야각 의존성이 크고, 정면 방향으로 발광이 강하게 방사되는 것을 알 수 있었다. 이는, 미소 공진기 구조를 채용함으로써 정면 방향의 발광이 강해진 반면, 비스듬한 방향의 발광이 약해졌기 때문이다. 이와 같이, 정면 방향의 발광이 강한 시야각 특성은 정맥 센서 등의 센서 용도의 광원으로서 적합하다.
예를 들어 본 명세서 등에서 X와 Y가 접속된다고 명시적으로 기재되는 경우에는, X와 Y가 전기적으로 접속되는 경우와, X와 Y가 기능적으로 접속되는 경우와, X와 Y가 직접 접속되는 경우가 본 명세서 등에 개시되어 있는 것으로 한다. 따라서 소정의 접속 관계, 예를 들어 도면 또는 문장에 나타낸 접속 관계에 한정되지 않고, 도면 또는 문장에 나타낸 접속 관계 이외의 것도 도면 또는 문장에 개시되어 있는 것으로 한다.
여기서 X, Y는 대상물(예를 들어 장치, 소자, 회로, 배선, 전극, 단자, 도전막, 층 등)인 것으로 한다.
X와 Y가 직접 접속되는 경우의 일례로서는, X와 Y를 전기적으로 접속할 수 있는 소자(예를 들어, 스위치, 트랜지스터, 용량 소자, 인덕터, 저항 소자, 다이오드, 표시 소자, 발광 소자, 부하 등)가 X와 Y 사이에 접속되지 않은 경우가 있고, X와 Y를 전기적으로 접속할 수 있는 소자(예를 들어, 스위치, 트랜지스터, 용량 소자, 인덕터, 저항 소자, 다이오드, 표시 소자, 발광 소자, 부하 등)를 통하지 않고, X와 Y가 접속되는 경우가 있다.
X와 Y가 전기적으로 접속되는 경우에는, 일례로서 X와 Y를 전기적으로 접속할 수 있는 소자(예를 들어, 스위치, 트랜지스터, 용량 소자, 인덕터, 저항 소자, 다이오드, 표시 소자, 발광 소자, 부하 등)가 X와 Y 사이에 하나 이상 접속될 수 있다. 또한 스위치는 온 오프가 제어되는 기능을 가진다. 즉, 스위치는 도통 상태(온 상태) 또는 비도통 상태(오프 상태)가 되어, 전류를 흘릴지 여부를 제어하는 기능을 가진다. 또는 스위치는 전류를 흘리는 경로를 선택하여 전환하는 기능을 가진다. 또한 X와 Y가 전기적으로 접속되는 경우에는, X와 Y가 직접 접속되는 경우를 포함하는 것으로 한다.
X와 Y가 기능적으로 접속되는 경우에는, 일례로서 X와 Y를 기능적으로 접속할 수 있는 회로(예를 들어, 논리 회로(인버터, NAND 회로, NOR 회로 등), 신호 변환 회로(DA 변환 회로, AD 변환 회로, 감마 보정 회로 등), 전위 레벨 변환 회로(전원 회로(승압 회로, 강압 회로 등), 신호의 전위 레벨을 바꾸는 레벨 시프터 회로 등), 전압원, 전류원, 전환 회로, 증폭 회로(신호 진폭 또는 전류량 등을 크게 할 수 있는 회로, 연산 증폭기, 차동 증폭 회로, 소스 폴로어 회로, 버퍼 회로 등), 신호 생성 회로, 기억 회로, 제어 회로 등)가 X와 Y 사이에 하나 이상 접속될 수 있다. 또한 일례로서, X와 Y 사이에 다른 회로를 끼워도 X로부터 출력된 신호가 Y로 전달되는 경우에는 X와 Y는 기능적으로 접속되는 것으로 한다. 또한 X와 Y가 기능적으로 접속되는 경우에는, X와 Y가 직접 접속되는 경우와, X와 Y가 전기적으로 접속되는 경우를 포함하는 것으로 한다.
또한 X와 Y가 전기적으로 접속된다고 명시적으로 기재된 경우에는, X와 Y가 전기적으로 접속되는 경우(즉, X와 Y가 사이에 다른 소자 또는 다른 회로를 끼워 접속되는 경우)와, X와 Y가 기능적으로 접속되는 경우(즉, X와 Y가 사이에 다른 회로를 끼워 기능적으로 접속되는 경우)와, X와 Y가 직접 접속되는 경우(즉, X와 Y가 사이에 다른 소자 또는 다른 회로를 끼우지 않고 접속되는 경우)가, 본 명세서 등에 개시되어 있는 것으로 한다. 즉, 전기적으로 접속된다고 명시적으로 기재된 경우에는, 단순히 접속된다고만 명시적으로 기재된 경우와 같은 내용이 본 명세서 등에 개시되어 있는 것으로 한다.
또한 예를 들어, 트랜지스터의 소스(또는 제 1 단자 등)가 Z1을 통하여(또는 통하지 않고) X와 전기적으로 접속되고, 트랜지스터의 드레인(또는 제 2 단자 등)이 Z2를 통하여(또는 통하지 않고) Y와 전기적으로 접속되는 경우나, 트랜지스터의 소스(또는 제 1 단자 등)가 Z1의 일부와 직접 접속되고, Z1의 다른 일부가 X와 직접 접속되고, 트랜지스터의 드레인(또는 제 2 단자 등)이 Z2의 일부와 직접 접속되고, Z2의 다른 일부가 Y와 직접 접속되는 경우에는 이하와 같이 표현할 수 있다.
예를 들어, "X와, Y와, 트랜지스터의 소스(또는 제 1 단자 등)와, 드레인(또는 제 2 단자 등)은 서로 전기적으로 접속되고, X, 트랜지스터의 소스(또는 제 1 단자 등), 트랜지스터의 드레인(또는 제 2 단자 등), Y의 순서로 전기적으로 접속된다"라고 표현할 수 있다. 또는 "트랜지스터의 소스(또는 제 1 단자 등)는 X와 전기적으로 접속되고, 트랜지스터의 드레인(또는 제 2 단자 등)은 Y와 전기적으로 접속되고, X, 트랜지스터의 소스(또는 제 1 단자 등), 트랜지스터의 드레인(또는 제 2 단자 등), Y는 이 순서대로 전기적으로 접속된다"라고 표현할 수 있다. 또는 "X는 트랜지스터의 소스(또는 제 1 단자 등)와 드레인(또는 제 2 단자 등)을 통하여 Y와 전기적으로 접속되고, X, 트랜지스터의 소스(또는 제 1 단자 등), 트랜지스터의 드레인(또는 제 2 단자 등), Y는 이 접속 순서로 제공된다"라고 표현할 수 있다. 이들 예와 같은 표현 방법을 사용하여 회로 구성에서의 접속 순서에 대하여 규정함으로써, 트랜지스터의 소스(또는 제 1 단자 등)와 드레인(또는 제 2 단자 등)을 구별하여 기술적 범위를 결정할 수 있다.
또는 다른 표현 방법으로서, 예를 들어 "트랜지스터의 소스(또는 제 1 단자 등)는 적어도 제 1 접속 경로를 통하여 X와 전기적으로 접속되고, 상기 제 1 접속 경로는 제 2 접속 경로를 가지지 않고, 상기 제 2 접속 경로는 트랜지스터를 통한, 트랜지스터의 소스(또는 제 1 단자 등)와 트랜지스터의 드레인(또는 제 2 단자 등) 사이의 경로이고, 상기 제 1 접속 경로는 Z1을 통한 경로이고, 트랜지스터의 드레인(또는 제 2 단자 등)은 적어도 제 3 접속 경로를 통하여 Y와 전기적으로 접속되고, 상기 제 3 접속 경로는 상기 제 2 접속 경로를 가지지 않고, 상기 제 3 접속 경로는 Z2를 통한 경로이다"라고 표현할 수 있다. 또는 "트랜지스터의 소스(또는 제 1 단자 등)는 적어도 제 1 접속 경로에 의하여, Z1을 통하여 X와 전기적으로 접속되고, 상기 제 1 접속 경로는 제 2 접속 경로를 가지지 않고, 상기 제 2 접속 경로는 트랜지스터를 통한 접속 경로를 가지고, 트랜지스터의 드레인(또는 제 2 단자 등)은 적어도 제 3 접속 경로에 의하여, Z2를 통하여 Y와 전기적으로 접속되고, 상기 제 3 접속 경로는 상기 제 2 접속 경로를 가지지 않는다"라고 표현할 수 있다. 또는 "트랜지스터의 소스(또는 제 1 단자 등)는 적어도 제 1 전기적 경로에 의하여, Z1을 통하여 X와 전기적으로 접속되고, 상기 제 1 전기적 경로는 제 2 전기적 경로를 가지지 않고, 상기 제 2 전기적 경로는 트랜지스터의 소스(또는 제 1 단자 등)로부터 트랜지스터의 드레인(또는 제 2 단자 등)으로의 전기적 경로이고, 트랜지스터의 드레인(또는 제 2 단자 등)은 적어도 제 3 전기적 경로에 의하여, Z2를 통하여 Y와 전기적으로 접속되고, 상기 제 3 전기적 경로는 제 4 전기적 경로를 가지지 않고, 상기 제 4 전기적 경로는 트랜지스터의 드레인(또는 제 2 단자 등)으로부터 트랜지스터의 소스(또는 제 1 단자 등)로의 전기적 경로이다"라고 표현할 수 있다. 이들 예와 같은 표현 방법을 사용하여 회로 구성에서의 접속 경로에 대하여 규정함으로써, 트랜지스터의 소스(또는 제 1 단자 등)와 드레인(또는 제 2 단자 등)을 구별하여 기술적 범위를 결정할 수 있다.
또한 이들 표현 방법은 일례이며, 이들 표현 방법에 한정되지 않는다. 여기서, X, Y, Z1, Z2는 대상물(예를 들어, 장치, 소자, 회로, 배선, 전극, 단자, 도전막, 층 등)인 것으로 한다.
또한 회로도상 독립된 구성 요소들이 전기적으로 접속되는 것처럼 도시되어 있는 경우에도, 하나의 구성 요소가 복수의 구성 요소의 기능을 겸비하는 경우도 있다. 예를 들어, 배선의 일부가 전극으로서도 기능하는 경우에는, 하나의 도전막이 배선의 기능 및 전극의 기능의 양쪽의 구성 요소의 기능을 겸비한다. 따라서, 본 명세서에서의 전기적인 접속이란, 이와 같이 하나의 도전막이 복수의 구성 요소의 기능을 겸비하는 경우도 그 범주에 포함한다.
11: 발광 디바이스, 12: 발광 디바이스, 13: 발광 디바이스, 14: 발광 디바이스, 15: 발광 디바이스, 16: 발광 디바이스, 17: 발광 디바이스, 18: 발광 디바이스, 19: 발광 디바이스, 20: 발광 디바이스, 101: 전극, 102: 전극, 103a: 발광 유닛, 103b: 발광 유닛, 104: 중간층, 105: 보호층, 111a: 정공 주입층, 112: 정공 수송층, 112a: 정공 수송층, 112b: 정공 수송층, 113a: 발광층, 113b: 발광층, 114a: 전자 수송층, 114b: 전자 수송층, 115a: 전자 주입층, 115b: 전자 주입층, 301: 기판, 302: 화소부, 303: 회로부, 304a: 회로부, 304b: 회로부, 305: 실재, 306: 기판, 307: 배선, 308: FPC, 309: 트랜지스터, 310: 트랜지스터, 311: 트랜지스터, 312: 트랜지스터, 313: 전극, 314: 절연층, 315: EL층, 316: 전극, 317: 유기 EL 디바이스, 318: 공간, 400: 분자량, 401: 전극, 402: EL층, 403: 전극, 405: 절연층, 406: 도전층, 407: 접착층, 416: 도전층, 420: 기판, 422: 접착층, 423: 배리어층, 424: 절연층, 450: 유기 EL 디바이스, 490a: 기판, 490b: 기판, 490c: 배리어층, 800: 기판, 801: 전극, 802: 발광 유닛, 802a: 발광 유닛, 802b: 발광 유닛, 803: 전극, 804: 버퍼층, 811: 정공 주입층, 811a: 정공 주입층, 811b: 정공 주입층, 812: 정공 수송층, 812a: 정공 수송층, 812b: 정공 수송층, 813: 발광층, 813a: 발광층, 813b: 발광층, 814: 전자 수송층, 814a: 전자 수송층, 814b: 전자 수송층, 815: 전자 주입층, 815a: 전자 주입층, 815b: 전자 주입층, 816: 중간층, 831b: 발광층, 911: 하우징, 912: 광원, 913: 검지 스테이지, 914: 촬상 장치, 915: 발광부, 916: 발광부, 917: 발광부, 921: 하우징, 922: 조작 버튼, 923: 검지부, 924: 광원, 925: 촬상 장치, 931: 하우징, 932: 조작 패널, 933: 반송 기구, 934: 모니터, 935: 검지 유닛, 936: 피검사 부재, 937: 촬상 장치, 938: 광원, 981: 하우징, 982: 표시부, 983: 조작 버튼, 984: 외부 접속 포트, 985: 스피커, 986: 마이크로폰, 987: 카메라, 988: 카메라
Claims (7)
- 발광 디바이스로서,
중간층과,
제 1 발광 유닛과,
제 2 발광 유닛을 가지고,
상기 중간층은 상기 제 1 발광 유닛과 상기 제 2 발광 유닛 사이에 끼워지는 영역을 가지고,
상기 중간층은 상기 제 1 발광 유닛 및 상기 제 2 발광 유닛 중 한쪽에 전자를 공급하고, 다른 쪽에 정공을 공급하는 기능을 가지고,
상기 제 1 발광 유닛은 제 1 발광층을 가지고,
상기 제 1 발광층은 제 1 발광 재료를 포함하고,
상기 제 2 발광 유닛은 제 2 발광층을 가지고,
상기 제 2 발광층은 제 2 발광 재료를 포함하고,
상기 제 2 발광층은 상기 제 1 발광층과의 사이에 제 1 거리를 가지고,
상기 제 1 거리는 5nm 이상 65nm 이하인, 발광 디바이스. - 발광 디바이스로서,
중간층과,
제 1 발광 유닛과,
제 2 발광 유닛과,
제 1 전극과,
제 2 전극과,
광을 사출하는 기능을 가지고,
상기 중간층은 상기 제 1 발광 유닛 및 상기 제 2 발광 유닛 중 한쪽에 전자를 공급하고, 다른 쪽에 정공을 공급하는 기능을 가지고,
상기 제 1 발광 유닛은 상기 제 1 전극과 상기 중간층 사이에 끼워지는 영역을 가지고,
상기 제 1 발광 유닛은 제 1 발광층을 가지고,
상기 제 1 발광층은 제 1 발광 재료를 포함하고,
상기 제 2 발광 유닛은 상기 중간층과 상기 제 2 전극 사이에 끼워지는 영역을 가지고,
상기 제 2 발광 유닛은 제 2 발광층을 가지고,
상기 제 2 발광층은 제 2 발광 재료를 포함하고,
상기 광은 극댓값을 제 1 파장에 가지는 스펙트럼을 가지고,
상기 제 1 전극은 상기 제 1 파장에서 상기 제 2 전극보다 높은 반사율을 가지고,
상기 제 2 전극은 상기 제 1 파장에서 상기 제 1 전극보다 높은 투과율을 가지고,
상기 제 2 전극은 상기 제 1 파장에서 상기 광의 일부를 투과시키고 다른 일부를 반사하고,
상기 제 2 전극은 상기 제 1 전극과의 사이에 제 2 거리를 가지고,
상기 제 2 거리에 1.8을 곱한 것은 상기 제 1 파장의 0.3배 이상 0.6배 이하의 범위에 포함되는, 발광 디바이스. - 발광 디바이스로서,
중간층과,
제 1 발광 유닛과,
제 2 발광 유닛과,
제 1 전극과,
제 2 전극과,
반사성을 가지는 막과,
광을 사출하는 기능을 가지고,
상기 중간층은 상기 제 1 발광 유닛 및 상기 제 2 발광 유닛 중 한쪽에 전자를 공급하고, 다른 쪽에 정공을 공급하는 기능을 가지고,
상기 제 1 발광 유닛은 상기 제 1 전극과 상기 중간층 사이에 끼워지는 영역을 가지고,
상기 제 1 발광 유닛은 제 1 발광층을 가지고,
상기 제 1 발광층은 제 1 발광 재료를 포함하고,
상기 제 2 발광 유닛은 상기 중간층과 상기 제 2 전극 사이에 끼워지는 영역을 가지고,
상기 제 2 발광 유닛은 제 2 발광층을 가지고,
상기 제 2 발광층은 제 2 발광 재료를 포함하고,
상기 광은 극댓값을 제 1 파장에 가지는 스펙트럼을 가지고,
상기 반사성을 가지는 막은 상기 제 1 파장에서 상기 제 2 전극보다 높은 반사율을 가지고,
상기 제 1 전극은 상기 제 1 발광 유닛과 상기 반사성을 가지는 막 사이에 끼워지는 영역을 가지고,
상기 제 1 전극은 상기 제 1 파장에서 상기 제 2 전극보다 높은 투과율을 가지고,
상기 제 2 전극은 상기 제 1 파장에서 상기 광의 일부를 투과시키고 다른 일부를 반사하고,
상기 제 2 전극은 상기 반사성을 가지는 막과의 사이에 제 2 거리를 가지고,
상기 제 2 거리에 1.8을 곱한 것은 상기 제 1 파장의 0.3배 이상 0.6배 이하의 범위에 포함되는, 발광 디바이스. - 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 제 2 발광층은 상기 제 1 발광층과의 사이에 상기 제 1 거리(D1)를 가지고,
상기 제 1 거리(D1)는 상기 제 1 파장(EL1)과의 사이에 식(i)에 나타내는 관계를 가지는, 발광 디바이스.
(6.3×10-3)×EL1≤D1≤(81.3×10-3)×EL1 (i) - 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 발광 재료는 용액에서 극댓값을 제 2 파장에 가지는 제 1 발광 스펙트럼을 가지고,
상기 제 2 발광 재료는 용액에서 극댓값을 제 3 파장에 가지는 제 2 발광 스펙트럼을 가지고,
상기 제 1 파장은 상기 제 2 파장과의 사이의 차이가 100nm 이하이고,
상기 제 1 파장은 상기 제 3 파장과의 사이의 차이가 100nm 이하인, 발광 디바이스. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 발광층은 상기 제 1 발광 재료를 포함하는, 발광 디바이스. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중간층은 제 1 발광층과의 사이에 제 3 거리를 가지고,
상기 중간층은 제 2 발광층과의 사이에 제 4 거리를 가지고,
상기 제 3 거리는 5nm 이상이고,
상기 제 4 거리는 5nm 이상인, 발광 디바이스.
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