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公開番号2025010036
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2024105170
出願日2024-06-28
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 20230101AFI20250109BHJP()
要約【課題】高精細な表示装置に適用可能であり、且つ駆動電圧が低く電流効率が良好な発光デバイスを提供する。
【解決手段】フォトリソグラフィ工程を経て作製され、複数の発光ユニットと、発光ユニットの間に位置する中間層を有するタンデム型の発光デバイスにおいて、中間層が、金属酸化物と、電子供与基を有するフェナントロリン環を有する有機化合物を含む層を、陽極側の発光ユニットに接して有するタンデム型の発光デバイスを提供する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
同一の絶縁表面上に形成された第１の電極群と、
前記第１の電極群に対向する第２の電極と、
前記第１の電極群と前記第２の電極との間に位置する第１の層群と、を有する発光デバイス群に含まれる複数の発光デバイスのうちの一つの発光デバイスであって、
前記第１の電極群は、前記複数の発光デバイス毎に独立する複数の第１の電極からなり、
前記第１の層群は、前記複数の発光デバイス毎に独立している複数の第１の層からなり、
前記第２の電極は、前記複数の発光デバイスが共有する連続した導電層であり、
前記発光デバイスは、
前記第１の電極群のうちの一つである第１の電極と、前記第２の電極と、前記第１の層群のうちの一つである第１の層を有し、
前記第２の電極及び前記第１の層は、前記第１の電極と重なり、
前記第１の層は、第１の発光層と、第２の発光層と、前記第１の発光層および前記第２の発光層の間に位置する中間層と、を有し、
前記中間層は、金属酸化物と第１の有機化合物を含む第１の領域を有し、
前記第１の有機化合物は、電子供与基を有するフェナントロリン環を有する有機化合物であり、
前記発光デバイスが有する前記第１の層と、前記発光デバイスに隣接する他の発光デバイスが有する第１の層との間隔が、２μｍ以上５μｍ以下である発光デバイス。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
請求項１において、
前記金属酸化物が、第１族、第２族、第３族、第１１族、第１２族、第１３族のいずれかの元素を含む酸化物である発光デバイス。
【請求項３】
請求項１において、
前記第１の有機化合物の静電ポテンシャルの最小値は、原子単位系における電子密度分布の閾値が０．０００４ｅ／ａ
０
３
である場合において－０．０８５Ｅ
ｈ
以下である発光デバイス。
【請求項４】
請求項３において、
前記金属酸化物が、第１族、第２族、第３族、第１１族、第１２族、第１３族のいずれかの元素を含む酸化物である発光デバイス。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記フェナントロリン環が、１，１０－フェナントロリン環であり、かつ、４位および７位の少なくとも一に前記電子供与基を有する、発光デバイス。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記電子供与基が、
アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、および複素環式アミノ基のいずれか一または複数である発光デバイス。
【請求項７】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記フェナントロリン環が、１，１０－フェナントロリン環であり、かつ、４位および７位の少なくとも一に前記電子供与基を有し、
前記電子供与基が、
アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、および複素環式アミノ基のいずれか一または複数である発光デバイス。
【請求項８】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記第１の有機化合物が、酸解離定数ｐＫａが８以上である、発光デバイス。
【請求項９】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記第１の領域が、さらに第２の有機化合物を含む発光デバイス。
【請求項１０】
請求項９において、
前記第２の有機化合物が、π電子不足型複素芳香環を有する有機化合物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、発光デバイスに関する。
続きを表示（約 1,700 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、電子機器、照明装置、入力装置（例えば、タッチセンサ）、入出力装置（例えば、タッチパネル）、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】
表示装置は、近年様々な用途への展開がなされている。例えば、大型の表示装置の用途として、家庭用のテレビジョン装置（テレビまたはテレビジョン受信機ともいう）、デジタルサイネージ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｇｅ：電子看板）、及び、ＰＩＤ（ＰｕｂｌｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＤｉｓｐｌａｙ）等が、小型の表示装置の用途として、タッチパネルを備えるスマートフォンまたはタブレット端末などの開発が進められている。
【０００４】
また同時に、表示装置はその高精細化も求められている。高精細な表示装置が要求される機器としては、例えば、仮想現実（ＶＲ：ＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙ）、拡張現実（ＡＲ：ＡｕｇｍｅｎｔｅｄＲｅａｌｉｔｙ）、代替現実（ＳＲ：ＳｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎａｌＲｅａｌｉｔｙ）、及び、複合現実（ＭＲ：ＭｉｘｅｄＲｅａｌｉｔｙ）向けの機器が、盛んに開発されている。
【０００５】
表示装置に用いられる表示素子としては、発光デバイス（発光素子ともいう）の開発が盛んに進められている。エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ、以下ＥＬと記す）現象を利用した発光デバイス（ＥＬデバイス、ＥＬ素子ともいう）、特に有機化合物を主として用いた有機ＥＬデバイスは、薄型軽量化が容易である、入力信号に対し高速に応答可能である、直流定電圧電源を用いて駆動可能である等の特徴を有することから、表示装置に好適である。
【０００６】
有機ＥＬデバイスを用い、より高精細な発光装置を得るために、メタルマスクを用いた蒸着法に代わって、フォトレジストなどを用いたフォトリソグラフィ法による有機層のパターニングが研究されている。フォトリソグラフィ法を用いることによって、ＥＬ層の間隔が数μｍという高精細な表示装置を得ることができる（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特表２０１８－５２１４５９号公報
国際公開第２０２１／０４５１７８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以前より有機ＥＬデバイスのＥＬ層は、水、酸素などの大気成分に曝されると初期特性や信頼性に影響が出ることが知られており、その取扱いは真空に近い雰囲気で行われることが常識であった。特に、電子注入層またはタンデム構造を有する有機ＥＬデバイスにおける中間層には、アルカリ金属またはアルカリ土類金属、もしくはこれらの化合物に代表されるドナー性を有する材料が用いられるが、これらの金属および化合物は水または酸素との非常に反応性が高く、ＥＬ層の表面が大気中に曝されると瞬く間に劣化してしまい、中間層として機能しなくなってしまう。
【０００９】
しかし、上述のようにフォトリソグラフィ法により加工を行う過程においては、どうしてもＥＬ層の表面を大気中に曝す必要がある。このことから、フォトリソグラフィ法により加工を行った有機ＥＬデバイスは良好な特性を得にくかった。
【００１０】
そこで本発明の一態様は、新規なタンデム構造を有する発光デバイスを提供することを目的とする。または、本発明の他の一態様は、良好な効率を有するタンデム構造を有する発光デバイスを提供することを目的とする。または、本発明の一態様は、信頼性が良好なタンデム構造を有する発光デバイスを提供することを目的とする。または、本発明の他の一態様は、良好な効率および信頼性を有するタンデム構造を有する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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