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公開番号2024156940
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-06
出願番号2024131711,2019166818
出願日2024-08-08,2019-09-13
発明の名称発光デバイス、発光装置、電子機器および照明装置
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 50/12 20230101AFI20241029BHJP()
要約【課題】発光デバイスの発光層において、ホスト材料からゲスト材料へエネルギー移動が
効率よく行われるだけでなく、信頼性の高い発光デバイスを提供する。
【解決手段】発光デバイスの発光層において、ホスト材料およびゲスト材料のT1準位、
およびS1準位が、ある一定の範囲を満たすことにより、ホスト材料からゲスト材料への
エネルギー移動が効率良く行えるだけでなく、信頼性を向上させることができる発光デバ
イスである。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
一対の電極間に発光層を有し、
前記発光層は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、燐光発光物質とを有し、
前記第１の有機化合物のＴ１準位および前記第２の有機化合物のＴ１準位のうち、エネルギー準位の低い方のＴ１準位（Ｔ
Ｈ（ｅｄｇｅ）
）と前記燐光発光物質のＴ１準位（Ｔ
Ｄ（ｅｄｇｅ）
）とのエネルギー差（Ｔ
Ｈ（ｅｄｇｅ）
－Ｔ
Ｄ（ｅｄｇｅ）
）は、０．０７ｅＶ以上０．２７ｅＶ以下であり、
前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物とを混合した材料のＳ１準位（Ｓ’
Ｈ（ｅｄｇｅ）
）と、Ｔ
Ｈ（ｅｄｇｅ）
とのエネルギー差（Ｓ’
Ｈ（ｅｄｇｅ）
－Ｔ
Ｈ（ｅｄｇｅ）
）は、０．２ｅＶ以上０．４ｅＶ以下である発光デバイス（ただし、Ｔ
Ｈ（ｅｄｇｅ）
は、前記第１の有機化合物および前記第２の有機化合物の燐光スペクトルの短波長側における発光端から導かれるＴ１準位のうち、エネルギーが低い方のＴ１準位を指す。また、Ｔ
Ｄ（ｅｄｇｅ）
は、前記燐光発光物質の吸収スペクトルの吸収端から導かれるＴ１準位を指す。また、Ｓ’
Ｈ（ｅｄｇｅ）
は、前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物とを混合した材料の蛍光スペクトルの短波長側における発光端から導かれるＳ１準位を指す）。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
一対の電極間に発光層を有し、
前記発光層は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、燐光発光物質とを有し、
前記第１の有機化合物のＴ１準位および前記第２の有機化合物のＴ１準位のうち、エネルギー準位の低い方のＴ１準位（Ｔ
Ｈ（ｅｄｇｅ）
）と前記燐光発光物質のＴ１準位（Ｔ
Ｄ（ｅｄｇｅ）
）とのエネルギー差（Ｔ
Ｈ（ｅｄｇｅ）
－Ｔ
Ｄ（ｅｄｇｅ）
）は、０．０７ｅＶ以上０．１７ｅＶ以下であり、
前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物とを混合した材料のＳ１準位（Ｓ’
Ｈ（ｅｄｇｅ）
）と、Ｔ
Ｈ（ｅｄｇｅ）
とのエネルギー差（Ｓ’
Ｈ（ｅｄｇｅ）
－Ｔ
Ｈ（ｅｄｇｅ）
）は、０．２ｅＶ以上０．４ｅＶ以下である発光デバイス（ただし、Ｔ
Ｈ（ｅｄｇｅ）
は、前記第１の有機化合物および前記第２の有機化合物の燐光スペクトルの短波長側における発光端から導かれるＴ１準位のうち、エネルギーが低い方のＴ１準位を指す。また、Ｔ
Ｄ（ｅｄｇｅ）
は、前記燐光発光物質の吸収スペクトルの吸収端から導かれるＴ１準位を指す。また、Ｓ’
Ｈ（ｅｄｇｅ）
は、前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物とを混合した材料の蛍光スペクトルの短波長側における発光端から導かれるＳ１準位を指す）。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物とは、励起錯体を形成する組み合わせであり、前記Ｓ１準位（Ｓ’
Ｈ（ｅｄｇｅ）
）は、前記励起錯体の蛍光スペクトルの短波長側における発光端から導かれる発光デバイス。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記第１の有機化合物は、π電子不足型複素芳香族化合物である発光デバイス。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
前記第１の有機化合物は、ピリジン環、ジアジン環またはトリアジン環構造を有する発光デバイス。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
前記第２の有機化合物は、カルバゾール誘導体である発光デバイス。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一に記載の発光デバイスと、
酸化物半導体を有するトランジスタと、を有する発光装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６のいずれか一に記載の発光デバイスと、
可撓性基板と、を有する発光装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項６のいずれか一に記載の発光デバイスと、
ＦＰＣと、を有する発光装置。
【請求項１０】
請求項７乃至請求項９のいずれか一に記載の発光装置と、
マイク、カメラ、操作用ボタン、外部接続部、または、スピーカの少なくとも一と、を有する電子機器。
（【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、電子機器、および照明装置に関する。但し
、本発明の一態様は、それらに限定されない。すなわち、本発明の一態様は、物、方法、
製造方法、または駆動方法に関する。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。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
一対の電極間にＥＬ層を挟んでなる発光デバイス（有機ＥＬデバイスともいう）は、薄型
軽量、入力信号に対する高速な応答性、低消費電力などの特性を有することから、これら
を適用したディスプレイは、次世代のフラットパネルディスプレイとして注目されている
。
【０００３】
発光デバイスは、一対の電極間に電圧を印加することにより、各電極から注入された電子
およびホールがＥＬ層において再結合し、ＥＬ層に含まれる発光物質（有機化合物）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。なお、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
＊
）とがあり、一重項励起状態から
の発光が蛍光、三重項励起状態からの発光が燐光と呼ばれている。また、発光デバイスに
おけるそれら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
物質から得られる発光スペクトルはその発光物質特有のものであり、異なる種類の有機化
合物を発光物質として用いることによって、様々な発光色の発光デバイスを得ることがで
きる。
【０００４】
この様な発光デバイスに関しては、そのデバイス特性や信頼性を向上させる為に、デバイ
ス構造の改良や材料開発等が盛んに行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１０－１８２６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発光デバイスのデバイス特性や信頼性を向上させる上で、発光デバイスの発光層における
ホスト材料とゲスト材料との間のエネルギー移動のメカニズムを考慮しつつ、デバイスの
駆動に伴うダメージを低減させることが重要である。
【０００７】
そこで、本発明の一態様では、発光デバイスの発光層において、ホスト材料からゲスト材
料へエネルギー移動が効率よく行われるだけでなく、信頼性の高い発光デバイスを提供す
る。
【０００８】
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】
【０００９】
本発明の一態様は、発光デバイスの発光層において、ホスト材料およびゲスト材料のＴ１
準位、およびＳ１準位が、ある一定の範囲を満たすことにより、ホスト材料からゲスト材
料へのエネルギー移動が効率良く行えるだけでなく、信頼性を向上させることができる発
光デバイスである。
【００１０】
本発明の一態様は、一対の電極間にＥＬ層を有し、ＥＬ層は、発光層を有し、発光層は、
第１の有機化合物、第２の有機化合物、および発光物質を有し、第１の有機化合物のＴ１
準位および前記第２の有機化合物のＴ１準位のうち、エネルギー準位の低い方のＴ１準位
（Ｔ
Ｈ（ｅｄｇｅ）
）、および発光物質のＴ１準位（Ｔ
Ｄ（ｅｄｇｅ）
）は、下記式（１
）を満たし、かつ第１の有機化合物と第２の有機化合物とを混合した材料のＳ１準位（Ｓ
’
Ｈ（ｅｄｇｅ）
）と、Ｔ
Ｈ（ｅｄｇｅ）
との差は、下記式（２）を満たす発光デバイス
である。
（【００１１】以降は省略されています）

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