特許ウォッチ

公開番号2024156943
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-06
出願番号2024131801,2021543607
出願日2024-08-08,2020-08-27
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 50/12 20230101AFI20241029BHJP()
要約【課題】発光効率及び信頼性が高い発光デバイスを提供することが可能な有機化合物を提供する。
【解決手段】下記一般式(G1-1)で表される有機化合物を提供する。ただし、下記一般式(G1-1)において、R1乃至R10はそれぞれ独立に、水素、炭素数3以上10以下のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数3以上10以下のシクロアルキル基のいずれか一を表し、Ar1およびAr2はそれぞれ独立に置換基を有する炭素数6乃至13の芳香族炭化水素基を表す。なお、Ar1およびAr2は、置換基として炭素数3乃至12のシクロアルキル基、又は架橋構造を有する炭素数7乃至10のシクロアルキル基を少なくとも1以上各々有するものとする。
<com:Image com:imageContentCategory="Drawing"> <com:ImageFormatCategory>JPEG</com:ImageFormatCategory> <com:FileName>2024156943000061.jpg</com:FileName> <com:HeightMeasure com:measureUnitCode="Mm">39</com:HeightMeasure> <com:WidthMeasure com:measureUnitCode="Mm">167</com:WidthMeasure> </com:Image>
【選択図】図2
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の化合物、第２の化合物及び第３の化合物を有し、
前記第１の化合物と前記第２の化合物とは、励起錯体を形成する組み合わせであり、
前記第３の化合物は、下記一般式（Ｇ１－２）で表される化合物である発光デバイス。
JPEG
2024156943000059.jpg
40
168
（ただし、上記一般式（Ｇ１－２）において、Ｒ
１
乃至Ｒ
１０
はそれぞれ独立に、水素、炭素数３以上１０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数３以上１０以下のシクロアルキル基のいずれか一を表し、Ａｒ
１
およびＡｒ
２
はそれぞれ独立に３つ以上の置換基を有する炭素数６乃至１３の芳香族炭化水素基を表す。なお、Ａｒ
１
およびＡｒ
２
が有する置換基は、炭素数１乃至１０のアルキル基および炭素数３乃至１２のシクロアルキル基および架橋構造を有する炭素数７乃至１０のシクロアルキル基から選ばれた複数であるものとする。）
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
請求項１において、
前記Ａｒ
１
およびＡｒ
２
が各々有する置換基の数は、３乃至５である発光デバイス。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記Ａｒ
１
およびＡｒ
２
が置換基を有するフェニル基である発光デバイス。
【請求項４】
請求項３において、
前記Ａｒ
１
およびＡｒ
２
が各々有する置換基が、Ａｒ
１
およびＡｒ
２
のオルト位およびパラ位の両方に結合している発光デバイス。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記Ａｒ
１
およびＡｒ
２
が有する置換基の数が、各々３つである発光デバイス。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
前記Ａｒ
１
およびＡｒ
２
が各々有する置換基がシクロヘキシル基である発光デバイス。
【請求項７】
一対の電極間に発光層を有し、
前記発光層は、第１の化合物、第２の化合物及び第３の化合物を有し、
前記第１の化合物と前記第２の化合物とは、励起錯体を形成する組み合わせであり、
前記第３の化合物は、下記一般式（Ｇ２）で表される化合物である発光デバイス。
JPEG
2024156943000060.jpg
79
168
（ただし、上記一般式（Ｇ２）において、Ｒ
１
乃至Ｒ
１０
およびＲ
２１
乃至Ｒ
２４
はそれぞれ独立に、水素、炭素数３以上１０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数３以上１０以下のシクロアルキル基のいずれか一を表し、Ｘ
１
乃至Ｘ
６
は、それぞれ独立に炭素数１乃至１０のアルキル基および炭素数３乃至１２のシクロアルキル基および架橋構造を有する炭素数７乃至１０のシクロアルキル基のいずれか一を表す。）
【請求項８】
請求項７において、
前記Ｒ
２１
乃至Ｒ
２４
が水素である発光デバイス。
【請求項９】
請求項７または請求項８において、
前記Ｘ
１
乃至Ｘ
６
が炭素数３乃至１２のシクロアルキル基である発光デバイス。
【請求項１０】
請求項７乃至請求項９のいずれか一項において、
前記Ｘ
１
乃至Ｘ
６
がシクロヘキシル基である発光デバイス。
（【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、有機化合物または該発光デバイスを有する表示装置、電子機器及び照明装置に関する。
続きを表示（約 1,900 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。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。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、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】
近年、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）を利用した発光デバイスの研究開発が盛んに行われている。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性の物質を含む層（ＥＬ層）を挟んだ構成である。この電極間に電圧を印加することにより、発光性の物質から発光を得ることができる。
【０００４】
上述の発光デバイスは自発光型であるため、これを用いた表示装置は、視認性に優れる、バックライトが不要、消費電力が小さい等の特徴を有する。さらに、薄型軽量に作製でき、応答速度が高いなどの利点も有する。
【０００５】
このような発光デバイスの場合、一対の電極間に電圧が印加されると、陰極から電子が、陽極から正孔（ホール）がそれぞれＥＬ層に注入され、電流が流れる。そして、注入された電子及び正孔が再結合することによって発光性の物質が励起状態となり発光を得ることができる。
【０００６】
上記発光性の物質が有機化合物である場合、当該有機化合物が形成する励起状態の種類には、一重項励起状態（Ｓ
＊
）と三重項励起状態（Ｔ
＊
）の二種類があり、一重項励起状態からの発光は蛍光、三重項励起状態からの発光はりん光と呼ばれている。電流励起である上記発光デバイスにおけるそれら励起状態の統計的な生成比率は、Ｓ
＊
：Ｔ
＊
＝１：３であるため、発光デバイスに用いる発光性の物質としては、一重項励起状態のエネルギーを発光に変換する蛍光性材料を用いるより、三重項励起状態のエネルギーを発光に変換するりん光性材料を用いた方が、高い発光効率を示す発光デバイスを得やすい。したがって、りん光性材料を用いた発光デバイスの開発が近年盛んに行われている。
【０００７】
しかし、りん光性材料を用いた発光デバイスのうち、特に青色の発光を呈する発光デバイスは、高い三重項励起エネルギー準位を有する安定な化合物の開発が困難を極めており、未だ実用化には至っていない。そのため、主として青色発光デバイスに適用することを目的に、安定な蛍光性材料を用いた高い発光効率を示す発光デバイスの開発も活発に行われている。
【０００８】
三重項励起状態のエネルギーを発光に変換することが可能な材料としては、りん光性材料の他に、熱活性化遅延蛍光（ＴｈｅｒｍａｌｌｙＡｃｔｉｖａｔｅｄＤｅｌａｙｅｄＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）材料が知られている。ＴＡＤＦ材料は、三重項励起状態から逆項間交差により一重項励起状態が生成され、一重項励起状態から発光する。
【０００９】
ＴＡＤＦ材料を発光材料として用いた発光デバイスの発光効率を高めるためには、ＴＡＤＦ材料の三重項励起状態から一重項励起状態が効率よく生成するだけでなく、生成した一重項励起状態から効率よく発光が得られること、すなわちＴＡＤＦ材料自体の蛍光量子収率が高いことが重要となる。しかしながら、この２つを同時に満たす発光材料を設計することは容易ではない。
【００１０】
この問題に関して特許文献１では、ＴＡＤＦ材料をホスト材料、蛍光性材料をゲスト材料（発光材料）とし、ＴＡＤＦ材料が三重項励起エネルギーから変換した一重項励起エネルギーを蛍光性材料へと移動させ、蛍光性材料から発光を得る発光デバイスが提案されている。このような発光デバイスは、三重項励起エネルギーも発光に寄与するため、発光材料が蛍光性材料であっても高い発光効率を実現することができ、また発光材料である蛍光性材料が安定であるため、りん光発光デバイスと比較して良好な寿命を実現することも可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許