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公開番号2024052976
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-12
出願番号2024032858,2021503230
出願日2024-03-05,2020-02-24
発明の名称発光デバイス
出願人株式会社半導体エネルギー研究所
代理人
主分類H10K 50/19 20230101AFI20240405BHJP()
要約【課題】発光デバイスを提供する。
【解決手段】中間層と、第1の発光ユニットと、第2の発光ユニットと、を有する。中間層は、第1の発光ユニットおよび第2の発光ユニットの間に挟まれる領域を備え、中間層は、第1の発光ユニットおよび第2の発光ユニットの一方に電子を供給し、他方に正孔を供給する機能を備える。第1の発光ユニットは第1の発光層を備え、第1の発光層は第1の発光材料を含み、第2の発光ユニットは第2の発光層を備え、第2の発光層は第2の発光材料を含み、第2の発光層は第1の発光層との間に第1の距離を備え、第1の距離は、5nm以上65nm以下である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
光を射出する機能を有する発光デバイスであって、
前記発光デバイスは、中間層と、第１の発光層と、第２の発光層と、第１の電極と、第２の電極と、を有し、
前記中間層は、正孔輸送性材料と、アクセプター性材料と、を有し、
前記第１の発光層は、前記第１の電極および前記中間層の間に位置する領域を有し、
前記第１の発光層は、第１の発光材料を含み、
前記第２の発光層は、前記中間層および前記第２の電極の間に位置する領域を有し、
前記第２の発光層は、第２の発光材料を含み、
前記発光デバイスからの射出される光のスペクトルは、極大を第１の波長に有し、
前記第１の波長における、前記第１の電極の反射率は、前記第２の電極の反射率より高く、
前記第１の波長における、前記第２の電極の透過率は、前記第１の電極の透過率より高く、
前記第２の電極は、前記第１の波長の光の一部を透過し、他の一部を反射し、
前記第１の電極と前記第２の電極の間の距離を第２の距離としたとき、前記第２の距離は、１．８を乗じると、前記第１の波長の０．３倍以上０．６倍以下の範囲に含まれる、発光デバイス。
続きを表示（約 5,400 文字）【請求項２】
光を射出する機能を有する発光デバイスであって、
前記発光デバイスは、中間層と、第１の発光層と、第２の発光層と、第１の電極と、第２の電極と、反射性の膜と、を有し、
前記中間層は、正孔輸送性材料と、アクセプター性材料と、を有し、
前記第１の発光層は、前記第１の電極および前記中間層の間に位置する領域を有し、
前記第１の発光層は、第１の発光材料を含み、
前記第２の発光層は、前記中間層および前記第２の電極の間に位置する領域を有し、
前記第２の発光層は、第２の発光材料を含み、
前記発光デバイスからの射出される光のスペクトルは、極大を第１の波長に有し、
前記第１の波長における、前記反射性の膜の反射率は、前記第２の電極の反射率より高く、
前記第１の電極は、前記第１の発光層および前記反射性の膜の間に位置する領域を有し、
前記第１の波長における、前記第１の電極の透過率は、前記第２の電極の透過率より高く、
前記第２の電極は、前記第１の波長の光の一部を透過し、他の一部を反射し、
前記第２の電極と前記反射性の膜との間の距離を第２の距離としたとき、前記第２の距離は、１．８を乗じると、前記第１の波長の０．３倍以上０．６倍以下の範囲に含まれる、発光デバイス。
【請求項３】
光を射出する機能を有する発光デバイスであって、
前記発光デバイスは、中間層と、第１の発光層と、第２の発光層と、第１の電極と、第２の電極と、を有し、
前記中間層は、π電子過剰型複素芳香族化合物および芳香族アミン化合物のいずれかと、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、キノジメタン誘導体、クロラニル誘導体およびヘキサアザトリフェニレン誘導体のいずれかと、を有し、
前記第１の発光層は、前記第１の電極および前記中間層の間に位置する領域を有し、
前記第１の発光層は、第１の発光材料を含み、
前記第２の発光層は、前記中間層および前記第２の電極の間に位置する領域を有し、
前記第２の発光層は、第２の発光材料を含み、
前記発光デバイスからの射出される光のスペクトルは、極大を第１の波長に有し、
前記第１の波長における、前記第１の電極の反射率は、前記第２の電極の反射率より高く、
前記第１の波長における、前記第２の電極の透過率は、前記第１の電極の透過率より高く、
前記第２の電極は、前記第１の波長の光の一部を透過し、他の一部を反射し、
前記第１の電極と前記第２の電極の間の距離を第２の距離としたとき、前記第２の距離は、１．８を乗じると、前記第１の波長の０．３倍以上０．６倍以下の範囲に含まれる、発光デバイス。
【請求項４】
光を射出する機能を有する発光デバイスであって、
前記発光デバイスは、中間層と、第１の発光層と、第２の発光層と、第１の電極と、第２の電極と、反射性の膜と、を有し、
前記中間層は、π電子過剰型複素芳香族化合物および芳香族アミン化合物のいずれかと、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、キノジメタン誘導体、クロラニル誘導体およびヘキサアザトリフェニレン誘導体のいずれかと、を有し、
前記第１の発光層は、前記第１の電極および前記中間層の間に位置する領域を有し、
前記第１の発光層は、第１の発光材料を含み、
前記第２の発光層は、前記中間層および前記第２の電極の間に位置する領域を有し、
前記第２の発光層は、第２の発光材料を含み、
前記発光デバイスからの射出される光のスペクトルは、極大を第１の波長に有し、
前記第１の波長における、前記反射性の膜の反射率は、前記第２の電極の反射率より高く、
前記第１の電極は、前記第１の発光層および前記反射性の膜の間に位置する領域を有し、
前記第１の波長における、前記第１の電極の透過率は、前記第２の電極の透過率より高く、
前記第２の電極は、前記第１の波長の光の一部を透過し、他の一部を反射し、
前記第２の電極と前記反射性の膜との間の距離を第２の距離としたとき、前記第２の距離は、１．８を乗じると、前記第１の波長の０．３倍以上０．６倍以下の範囲に含まれる、発光デバイス。
【請求項５】
光を射出する機能を有する発光デバイスであって、
前記発光デバイスは、中間層と、第１の発光層と、第２の発光層と、第１の電極と、第２の電極と、を有し、
前記中間層は、電子輸送性材料と、ドナー性材料と、を有し、
前記第１の発光層は、前記第１の電極および前記中間層の間に位置する領域を有し、
前記第１の発光層は、第１の発光材料を含み、
前記第２の発光層は、前記中間層および前記第２の電極の間に位置する領域を有し、
前記第２の発光層は、第２の発光材料を含み、
前記発光デバイスからの射出される光のスペクトルは、極大を第１の波長に有し、
前記第１の波長における、前記第１の電極の反射率は、前記第２の電極の反射率より高く、
前記第１の波長における、前記第２の電極の透過率は、前記第１の電極の透過率より高く、
前記第２の電極は、前記第１の波長の光の一部を透過し、他の一部を反射し、
前記第１の電極と前記第２の電極の間の距離を第２の距離としたとき、前記第２の距離は、１．８を乗じると、前記第１の波長の０．３倍以上０．６倍以下の範囲に含まれる、発光デバイス。
【請求項６】
光を射出する機能を有する発光デバイスであって、
前記発光デバイスは、中間層と、第１の発光層と、第２の発光層と、第１の電極と、第２の電極と、反射性の膜と、を有し、
前記中間層は、電子輸送性材料と、ドナー性材料と、を有し、
前記第１の発光層は、前記第１の電極および前記中間層の間に位置する領域を有し、
前記第１の発光層は、第１の発光材料を含み、
前記第２の発光層は、前記中間層および前記第２の電極の間に位置する領域を有し、
前記第２の発光層は、第２の発光材料を含み、
前記発光デバイスからの射出される光のスペクトルは、極大を第１の波長に有し、
前記第１の波長における、前記反射性の膜の反射率は、前記第２の電極の反射率より高く、
前記第１の電極は、前記第１の発光層および前記反射性の膜の間に位置する領域を有し、
前記第１の波長における、前記第１の電極の透過率は、前記第２の電極の透過率より高く、
前記第２の電極は、前記第１の波長の光の一部を透過し、他の一部を反射し、
前記第２の電極と前記反射性の膜との間の距離を第２の距離としたとき、前記第２の距離は、１．８を乗じると、前記第１の波長の０．３倍以上０．６倍以下の範囲に含まれる、発光デバイス。
【請求項７】
光を射出する機能を有する発光デバイスであって、
前記発光デバイスは、中間層と、第１の発光層と、第２の発光層と、第１の電極と、第２の電極と、を有し、
前記中間層は、金属錯体およびπ電子不足型複素芳香族化合物のいずれかと、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物およびルイス塩基のいずれかと、を有し、
前記第１の発光層は、前記第１の電極および前記中間層の間に位置する領域を有し、
前記第１の発光層は、第１の発光材料を含み、
前記第２の発光層は、前記中間層および前記第２の電極の間に位置する領域を有し、
前記第２の発光層は、第２の発光材料を含み、
前記発光デバイスからの射出される光のスペクトルは、極大を第１の波長に有し、
前記第１の波長における、前記第１の電極の反射率は、前記第２の電極の反射率より高く、
前記第１の波長における、前記第２の電極の透過率は、前記第１の電極の透過率より高く、
前記第２の電極は、前記第１の波長の光の一部を透過し、他の一部を反射し、
前記第１の電極と前記第２の電極の間の距離を第２の距離としたとき、前記第２の距離は、１．８を乗じると、前記第１の波長の０．３倍以上０．６倍以下の範囲に含まれる、発光デバイス。
【請求項８】
光を射出する機能を有する発光デバイスであって、
前記発光デバイスは、中間層と、第１の発光層と、第２の発光層と、第１の電極と、第２の電極と、反射性の膜と、を有し、
前記中間層は、金属錯体およびπ電子不足型複素芳香族化合物のいずれかと、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物およびルイス塩基のいずれかと、を有し、
前記第１の発光層は、前記第１の電極および前記中間層の間に位置する領域を有し、
前記第１の発光層は、第１の発光材料を含み、
前記第２の発光層は、前記中間層および前記第２の電極の間に位置する領域を有し、
前記第２の発光層は、第２の発光材料を含み、
前記発光デバイスからの射出される光のスペクトルは、極大を第１の波長に有し、
前記第１の波長における、前記反射性の膜の反射率は、前記第２の電極の反射率より高く、
前記第１の電極は、前記第１の発光層および前記反射性の膜の間に位置する領域を有し、
前記第１の波長における、前記第１の電極の透過率は、前記第２の電極の透過率より高く、
前記第２の電極は、前記第１の波長の光の一部を透過し、他の一部を反射し、
前記第２の電極と前記反射性の膜との間の距離を第２の距離としたとき、前記第２の距離は、１．８を乗じると、前記第１の波長の０．３倍以上０．６倍以下の範囲に含まれる、発光デバイス。
【請求項９】
光を射出する機能を有する発光デバイスであって、
前記発光デバイスは、中間層と、第１の発光層と、第２の発光層と、第１の電極と、第２の電極と、を有し、
前記中間層は、正孔輸送性材料と、アクセプター性材料と、電子輸送性材料と、ドナー性材料と、を有し、
前記第１の発光層は、前記第１の電極および前記中間層の間に位置する領域を有し、
前記第１の発光層は、第１の発光材料を含み、
前記第２の発光層は、前記中間層および前記第２の電極の間に位置する領域を有し、
前記第２の発光層は、第２の発光材料を含み、
前記発光デバイスからの射出される光のスペクトルは、極大を第１の波長に有し、
前記第１の波長における、前記第１の電極の反射率は、前記第２の電極の反射率より高く、
前記第１の波長における、前記第２の電極の透過率は、前記第１の電極の透過率より高く、
前記第２の電極は、前記第１の波長の光の一部を透過し、他の一部を反射し、
前記第１の電極と前記第２の電極の間の距離を第２の距離としたとき、前記第２の距離は、１．８を乗じると、前記第１の波長の０．３倍以上０．６倍以下の範囲に含まれる、発光デバイス。
【請求項１０】
光を射出する機能を有する発光デバイスであって、
前記発光デバイスは、中間層と、第１の発光層と、第２の発光層と、第１の電極と、第２の電極と、反射性の膜と、を有し、
前記中間層は、正孔輸送性材料と、アクセプター性材料と、電子輸送性材料と、ドナー性材料と、を有し、
前記第１の発光層は、前記第１の電極および前記中間層の間に位置する領域を有し、
前記第１の発光層は、第１の発光材料を含み、
前記第２の発光層は、前記中間層および前記第２の電極の間に位置する領域を有し、
前記第２の発光層は、第２の発光材料を含み、
前記発光デバイスからの射出される光のスペクトルは、極大を第１の波長に有し、
前記第１の波長における、前記反射性の膜の反射率は、前記第２の電極の反射率より高く、
前記第１の電極は、前記第１の発光層および前記反射性の膜の間に位置する領域を有し、
前記第１の波長における、前記第１の電極の透過率は、前記第２の電極の透過率より高く、
前記第２の電極は、前記第１の波長の光の一部を透過し、他の一部を反射し、
前記第２の電極と前記反射性の膜との間の距離を第２の距離としたとき、前記第２の距離は、１．８を乗じると、前記第１の波長の０．３倍以上０．６倍以下の範囲に含まれる、発光デバイス。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、発光デバイス、発光装置、発光モジュール、電子機器または照明装置に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【０００２】
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
【背景技術】
【０００３】
有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）現象を利用した発光デバイス（有機ＥＬデバイス、有機ＥＬ素子ともいう）の研究開発が盛んに行われている。有機ＥＬデバイスの基本的な構成は、一対の電極間に発光性の有機化合物を含む層（以下、発光層とも記す）を挟んだものである。この有機ＥＬデバイスに電圧を印加することにより、発光性の有機化合物からの発光を得ることができる。
【０００４】
発光性の有機化合物としては、例えば、三重項励起状態を発光に変換できる化合物（燐光性化合物、燐光材料ともいう）が挙げられる。特許文献１では、燐光材料として、イリジウムなどを中心金属とする有機金属錯体が開示されている。
【０００５】
また、個人認証、不良解析、医療診断、セキュリティ関連など、様々な用途でイメージセンサが用いられている。イメージセンサは、用途に応じて、用いる光源の波長が使い分けられている。イメージセンサでは、例えば、可視光、Ｘ線などの短波長の光、近赤外光などの長波長の光など、様々な波長の光が用いられている。
【０００６】
発光デバイスは、表示装置に加え、上記のようなイメージセンサの光源としての応用も検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２００７－１３７８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の一態様は、利便性または信頼性に優れた新規な発光デバイスを提供することを課題の一とする。または、新規な発光デバイスまたは新規な半導体装置を提供することを課題の一とする。
【０００９】
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明の一態様は、中間層と、第１の発光ユニットと、第２の発光ユニットと、を有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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