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公開番号2024152689
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-25
出願番号2024063911
出願日2024-04-11
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 20230101AFI20241018BHJP()
要約【課題】高効率かつ信頼性が良好な発光デバイスを提供する。
【解決手段】第1の電極および第2の電極の間に有機化合物層を有し、有機化合物層は、第1の発光ユニット、第2の発光ユニット、および中間層を有し、第1の発光ユニットおよび第2の発光ユニットの間に中間層を有し、中間層は有機化合物を有し、有機化合物をスキャン速度が1V/s以上100V/s以下でCV測定した場合、電子酸化のピーク電流を検出し、還元されるピーク電流が検出されない発光デバイスである。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１の電極および第２の電極の間に有機化合物層を有し、
前記有機化合物層は、第１の発光ユニット、第２の発光ユニット、および中間層を有し、
前記第１の発光ユニットおよび前記第２の発光ユニットの間に前記中間層を有し、
前記中間層は有機化合物を有し、
前記有機化合物を、スキャン速度が１Ｖ／ｓ以上１００Ｖ／ｓ以下でＣＶ測定した場合、酸化のピーク電流が検出され、還元されるピーク電流が検出されない発光デバイス。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
第１の電極および第２の電極の間に有機化合物層を有し、
前記有機化合物層は、第１の発光ユニット、第２の発光ユニット、および中間層を有し、
前記第１の発光ユニットおよび前記第２の発光ユニットの間に前記中間層を有し、
前記中間層は有機化合物を有し、
前記有機化合物をスキャン速度が１Ｖ／ｓ以上１００Ｖ／ｓ以下でＣＶ測定した場合、初期電位から正方向に電位を掃引した際に負方向の極値の電流が検出された後、負方向に初期電位まで電位を掃引した際に正方向の極値の電流が検出されない発光デバイス。
【請求項３】
第１の電極および第２の電極の間に有機化合物層を有し、
前記有機化合物層は、第１の発光ユニット、第２の発光ユニット、および中間層を有し、
前記第１の発光ユニットおよび前記第２の発光ユニットの間に前記中間層を有し、
前記中間層は有機化合物を有し、
前記有機化合物を、スキャン速度が１Ｖ／ｓ以上１００Ｖ／ｓ以下でＣＶ測定した場合、初期電位から正方向に電位を掃引した際に負方向の極値の電流（電流値｜Ｉｐａ－Ｉａ０｜）を検出した後、負方向に初期電位まで電位を掃引した際に正方向の極値の電流（電流値｜Ｉｐｃ－Ｉｃ０｜）が電流値｜Ｉｐａ－Ｉａ０｜の１／２０以下である発光デバイス。なお、酸化電流のピーク電位の電流値をＩｐａ、正方向に電位を掃引する際の初期電位の電流値をＩａ０、還元電流のピーク電位をＩｐｃ、および負方向に電位を掃引した際に初期電位に戻った時の電流値をＩｃ０とする。
【請求項４】
第１の電極および第２の電極の間に有機化合物層を有し、
前記有機化合物層は、第１の発光ユニット、第２の発光ユニット、および中間層を有し、
前記第１の発光ユニットおよび前記第２の発光ユニットの間に前記中間層を有し、
前記中間層は、ｍ／ｚ値がＸｍである有機化合物を有する発光デバイスであり、
前記発光デバイスを輝度５００ｃｄ／ｍ
２
以上で５分以上駆動させた後、前記有機化合物層をＬＣ－ＭＳ測定した場合、ｍ／ｚ値がＸｍ－２またはＸｍ－４のシグナルが検出される発光デバイス。
【請求項５】
第１の電極および第２の電極の間に有機化合物層を有し、
前記有機化合物層は、第１の発光ユニット、第２の発光ユニット、および中間層を有し、
前記第１の発光ユニットおよび前記第２の発光ユニットの間に前記中間層を有し、
前記中間層は、ｍ／ｚ値がＸｍである有機化合物を有する発光デバイスであり、
前記有機化合物を、スキャン速度が１Ｖ／ｓ以上１００Ｖ／ｓ以下でＣＶ測定した場合、酸化のピーク電流が検出され、還元のピーク電流が検出されず、かつ、前記発光デバイスを輝度５００ｃｄ／ｍ
２
以上で５分以上駆動させた後、前記有機化合物層をＬＣ－ＭＳ測定した場合、ｍ／ｚ値がＸｍ－２またはＸｍ－４のシグナルが検出される発光デバイス。
【請求項６】
請求項２乃至請求項５のいずれか一において、
前記第１の電極は陽極として機能し、前記第２の電極は陰極として機能し、
前記第１の発光ユニットは第１の電極側に配置され、
前記第２の発光ユニットは第２の電極側に配置され、
前記有機化合物は、少なくとも前記第１の発光ユニットと接する領域に配置される発光デバイス。
【請求項７】
請求項２乃至請求項５のいずれか一において、
前記有機化合物は、グアニジン骨格を有する発光デバイス。
【請求項８】
請求項２乃至請求項５のいずれか一において、
前記有機化合物は、グアニジン骨格を有し、
前記グアニジン骨格に結合する第１の炭素、および前記第１の炭素と結合する第２の炭素からそれぞれ水素原子が脱離する発光デバイス。
【請求項９】
請求項２乃至請求項５のいずれか一において、
前記有機化合物は、グアニジン骨格を含む環構造を有し、
前記グアニジン骨格に結合する第１の炭素、および前記第１の炭素と結合する第２の炭素からそれぞれ水素原子が脱離する発光デバイス。
【請求項１０】
第１の電極および第２の電極の間に有機化合物層を有し、
前記有機化合物層は、第１の発光ユニット、第２の発光ユニット、および中間層を有し、
前記第１の発光ユニットおよび前記第２の発光ユニットの間に前記中間層を有し、
前記中間層は、ｍ／ｚ値がＸｍである有機化合物を有する、発光デバイスにおいて、
輝度５００ｃｄ／ｍ
２
以上で５分以上駆動させた後の前記発光デバイスの前記中間層のＬＣ－ＭＳ測定の測定結果は、駆動させる前の前記発光デバイスの前記中間層のＬＣ－ＭＳ測定の測定結果と比較して、ｍ／ｚ値がＸｍ－２またはＸｍ－４のシグナルのイオン強度が大きくなる発光デバイス。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、有機化合物、発光デバイス、発光装置、受発光装置、表示装置、電子機器、照明装置および電子デバイスに関する。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、駆動方法、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 1,700 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：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用する発光デバイス（有機ＥＬデバイス）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、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】
このように発光デバイスを用いたディスプレイや照明装置はさまざまな電子機器に適用好適であるが、より良好な特性を有する発光デバイスを求めて研究開発が進められている。
【０００６】
発光デバイスの製造方法には、様々な方法が知られているが、高精細な発光デバイスを作製する方法の一つとして、ファインメタルマスクを使用することなく、発光層を形成する方法が知られている。その一例としては、絶縁基板の上方に形成された第１及び第２画素電極を含んだ電極アレイの上方にホスト材料とドーパント材料との混合物を含んだ第１ルミネッセンス性有機材料を堆積させて、電極アレイを含む表示領域に亘って広がった連続膜として第１発光層を形成する工程と、第１発光層のうち第１画素電極の上方に位置した部分に紫外光を照射することなしに、第１発光層のうち第２画素電極の上方に位置した部分に紫外光を照射する工程と、第１発光層上にホスト材料とドーパント材料との混合物を含み且つ第１ルミネッセンス性有機材料とは異なる第２ルミネッセンス性有機材料を堆積させて、第２発光層を表示領域に亘って広がった連続膜として形成する工程と、第２発光層の上方に対向電極を形成する工程とを含む、有機ＥＬディスプレイの製造方法がある（特許文献１）。
【０００７】
また、有機ＥＬデバイスの一つとして、非特許文献１には、標準的なＵＶフォトリソグラフィを使用した有機光電子デバイスの製造方法が開示されている（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２０１２－１６０４７３号公報
【非特許文献】
【０００９】
Ｂ．Ｌａｍｐｒｅｃｈｔｅｔａｌ．，“ＯｒｇａｎｉｃｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｄｅｖｉｃｅｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｕｓｉｎｇｓｔａｎｄａｒｄＵＶｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ” ｐｈｙｓ．ｓｔａｔ．ｓｏｌ．（ＲＲＬ）２，Ｎｏ．１，ｐ．１６－１８（２００８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
一般的に発光デバイスにおける電子注入層には、仕事関数の小さいリチウム（Ｌｉ）等のアルカリ金属または当該アルカリ金属の化合物が用いられている。そして、上記アルカリ金属またはその化合物を用いる事で、優れた電子注入性を確保できる。また、上記アルカリ金属またはその化合物が電子輸送性材料と相互作用する事で、電荷発生能力が確保でき、電子輸送層へ電子を注入する事ができる。したがって、上記アルカリ金属またはその化合物を電子注入層に用いる事で、デバイスの低電圧化が実現している。
（【００１１】以降は省略されています）

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