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公開番号2024056985
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-23
出願番号2024024458,2020016344
出願日2024-02-21,2020-02-03
発明の名称発光装置、表示装置及および電子機器
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 50/15 20230101AFI20240416BHJP()
要約【課題】寿命の良好な発光装置を提供する。
【解決手段】第1の発光デバイスと、第1の色変換層とを有し、第1の色変換層は第1の物質を含み、第1の発光デバイスのEL層は、陽極側から順に第1の層と、第2の層と、第3の層と、発光層と、第4の層を有し、第1の層は第1の有機化合物と第2の有機化合物を有し、第2の層は、第3の有機化合物を有し、第3の層は、第4の有機化合物を有し、発光層は、第5の有機化合物と第6の有機化合物を有し、第4の層は、第7の有機化合物を有し、第1の有機化合物は第2の有機化合物に電子受容性を示す有機化合物であり、第5の有機化合物は発光中心物質であり、第2の有機化合物のHOMO準位は-5.7eV以上-5.4eV以下であり、第7の有機化合物は、電界強度[V/cm]の平方根が600における電子移動度が1×10^-7cm²/Vs以上5×10^-5cm²/Vs以下である発光装置を提供する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１の発光デバイスと、第１の色変換層と、を有する発光装置であって、
前記第１の色変換層は、光を吸収して発光する第１の物質を含み、
前記第１の発光デバイスからの発光は、前記第１の色変換層に入射し、
前記第１の発光デバイスは、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、
前記ＥＬ層は、陽極側から順に第１の層と、第２の層と、第３の層と、発光層と、第４の層と、を有し、
前記第１の層は、前記陽極に接しており、
前記第４の層は、前記発光層に接しており、
前記第１の層は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、
前記第２の層は、第３の有機化合物を有し、
前記第３の層は、第４の有機化合物を有し、
前記発光層は、第５の有機化合物と、第６の有機化合物と、を有し、
前記第４の層は、第７の有機化合物と、第８の有機化合物と、を有し、
前記第１の有機化合物は前記第２の有機化合物に電子受容性を示す有機化合物であり、
前記第５の有機化合物は発光中心物質であり、
前記第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位は－５．７ｅＶ以上－５．４ｅＶ以下であり、
前記第７の有機化合物は、アントラセン骨格を有する有機化合物であり、
前記第８の有機化合物は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の有機錯体である発光装置。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
第１の発光デバイスと、第１の色変換層と、を有する発光装置であって、
前記第１の色変換層は、光を吸収して発光する第１の物質を含み、
前記第１の発光デバイスからの発光は、前記第１の色変換層に入射し、
前記第１の発光デバイスは、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、
前記ＥＬ層は、陽極側から順に第１の層と、第２の層と、第３の層と、発光層と、第４の層と、を有し、
前記第１の層は、前記陽極に接しており、
前記第４の層は、前記発光層に接しており、
前記第１の層は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、
前記第２の層は、第３の有機化合物を有し、
前記第３の層は、第４の有機化合物を有し、
前記発光層は、第５の有機化合物と、第６の有機化合物と、を有し、
前記第４の層は、第７の有機化合物と、第８の有機化合物と、を有し、
前記第１の有機化合物は前記第２の有機化合物に電子受容性を示す有機化合物であり、
前記第５の有機化合物は発光中心物質であり、
前記第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位は－５．７ｅＶ以上－５．４ｅＶ以下であり、
前記第３の有機化合物ＨＯＭＯ準位と、前記第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位との差は０．２ｅＶ以下であり、
前記第３の有機化合物のＨＯＭＯ準位は、前記第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位と同じまたは深く、
前記第７の有機化合物は、アントラセン骨格を有する有機化合物であり、
前記第８の有機化合物は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の有機錯体である発光装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記第４の層における前記第８の有機化合物の濃度が、前記発光層側から前記陰極側に向かって低くなる発光装置。
【請求項４】
第１の発光デバイスと、第１の色変換層と、を有する発光装置であって、
前記第１の色変換層は、光を吸収して発光する第１の物質を含み、
前記第１の発光デバイスからの発光は、前記第１の色変換層に入射し、
前記第１の発光デバイスは、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、
前記ＥＬ層は、陽極側から順に第１の層と、第２の層と、第３の層と、発光層と、第４の層と、を有し、
前記第１の層は、前記陽極に接しており、
前記第４の層は、前記発光層に接しており、
前記第１の層は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、
前記第２の層は、第３の有機化合物を有し、
前記第３の層は、第４の有機化合物を有し、
前記発光層は、第５の有機化合物と、第６の有機化合物と、を有し、
前記第４の層は、第７の有機化合物と、第８の有機化合物と、を有し、
前記第１の有機化合物は前記第２の有機化合物に電子受容性を示す有機化合物であり、
前記第２の有機化合物は、第１の正孔輸送性骨格を有し、
前記第３の有機化合物は、第２の正孔輸送性骨格を有し、
前記第４の有機化合物は、第３の正孔輸送性骨格を有し、
前記第５の有機化合物は発光中心物質であり、
前記第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位は－５．７ｅＶ以上－５．４ｅＶ以下であり、
前記第１の正孔輸送性骨格、前記第２の正孔輸送性骨格および前記第３の正孔輸送性骨格は、各々独立に、カルバゾール骨格、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格およびアントラセン骨格のいずれか一であり、
前記第７の有機化合物は、アントラセン骨格を有する有機化合物であり、
前記第８の有機化合物は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の有機錯体である発光装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記第７の有機化合物の電子移動度が、前記第６の有機化合物の電子移動度よりも小さい発光装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
前記第４の有機化合物のＨＯＭＯ準位と、前記第３の有機化合物のＨＯＭＯ準位との差が０．２ｅＶ以下である発光装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記第４の有機化合物のＨＯＭＯ準位が、前記第３の有機化合物のＨＯＭＯ準位よりも深い発光装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項において、
前記第２の有機化合物が、ジベンゾフラン骨格を有する有機化合物である発光装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、
前記第２の有機化合物と前記第３の有機化合物とが同じ物質である発光装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか一項において、
前記第５の有機化合物が青色蛍光材料である発光装置。
（【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、発光素子、発光デバイス、ディスプレイモジュール、照明モジュール
、表示装置、発光装置、電子機器及び照明装置に関する。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、液晶表示装置、発光装置、照明装置、蓄電装置、記憶装置、撮像
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
。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
有機化合物を用いたエレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃ
ｅｎｃｅ）を利用する発光デバイス（有機ＥＬ素子）の実用化が進んでいる。これら発光
デバイスの基本的な構成は、一対の電極間に発光材料を含む有機化合物層（ＥＬ層）を挟
んだものである。この素子に電圧を印加して、キャリアを注入し、当該キャリアの再結合
エネルギーを利用することにより、発光材料からの発光を得ることができる。
【０００３】
このような発光デバイスは自発光型であるためディスプレイの画素として用いると、液晶
に比べて視認性が高く、バックライトが不要である等の利点があり、フラットパネルディ
スプレイ素子として好適である。また、このような発光デバイスを用いたディスプレイは
、薄型軽量に作製できることも大きな利点である。さらに非常に応答速度が速いことも特
徴の一つである。
【０００４】
また、これらの発光デバイスは発光層を二次元に連続して形成することが可能であるため
、面状に発光を得ることができる。これは、白熱電球やＬＥＤに代表される点光源、ある
いは蛍光灯に代表される線光源では得難い特色であるため、照明等に応用できる面光源と
しての利用価値も高い。
【０００５】
当該発光デバイスをフルカラーディスプレイの画素として用いる場合、少なくとも赤、緑
および青の三色の光を得る必要があるが、そのための代表的な方法は大きくわけて二種類
ある。一つはそれぞれの発光色の発光を呈する発光デバイスを用いる方法であり、もう一
つはすべての発光デバイスが同じ発光色の光を呈するが、当該発光を画素ごとに所望の波
長の光に変える方法である。
【０００６】
前者は光のロスが少ないため、発光効率的に有利であり、後者は画素ごとに発光デバイス
の作り分けが必要ないため、製造が容易であり歩留まりも上がりやすく、コスト的に有利
である。
【０００７】
なお、上記発光を画素ごとに所望の波長の光に変える方法としては、代表的には、発光デ
バイスからの発光の一部をカットすることで所望の波長の光を得る方法と、当該光を変換
することで所望の波長の光を得る方法とがあるが、単純に得られた発光の一部をカットす
る前者と比較して、後者は変換の効率にもよるが、エネルギーのロスが比較的少ないこと
から、消費電力の小さい発光装置を得やすい方法であると言える。
【０００８】
上記のように発光デバイスからの光を変換することで所望の波長の光を得る方法としては
、フォトルミネッセンスを利用した色変換層が用いられている。当該色変換層には、光を
吸収することで励起され発光する物質が含まれる。古くから有機化合物を利用した色変換
層が存在していたが、近年、量子ドット（Ｑｕａｎｔｕｍｄｏｔ、ＱＤ）を用いた色変
換層が実用化されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
国際公開第２０１６／０９８５７０号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明の一態様では、新規発光デバイスを提供することを目的とする。または、
発光効率の良好な発光デバイスを提供することを目的とする。または、寿命の良好な発光
デバイスを提供することを目的とする。または、駆動電圧の低い発光デバイスを提供する
ことを目的とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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