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公開番号2025107293
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-17
出願番号2025075051,2022502334
出願日2025-04-29,2021-02-15
発明の名称発光デバイス、発光装置および電子機器
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 50/19 20230101AFI20250710BHJP()
要約【課題】利便性、有用性または信頼性に優れた新規な発光デバイスを提供する。
【解決手段】第1の電極と、第2の電極と、ユニットと、第1の層と、を有する発光デバイスであって、第2の電極は第1の電極と重なる領域を備え、ユニットは第1の電極および第2の電極の間に挟まれる領域を備え、ユニットは第2の層および第3の層を備える。第2の層は第1の電極との間に第3の層を挟む領域を備え、第2の層は発光性の材料を含む。第1の層は第3の層および第1の電極の間に挟まれる領域を備える。第1の層はアクセプタ性を有する材料および第1の材料を含み、第1の層は、第1の領域および第2の領域を備える。第1の領域は第2の領域および第1の電極の間に挟まれる領域を備え、第1の領域は第1の濃度でアクセプタ性を有する材料を含み、第2の領域は第2の濃度でアクセプタ性を有する材料を含む。なお、第2の濃度は、ゼロより高く第1の濃度より低い。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１の電極と、第２の電極と、第１のユニットと、第２のユニットと、中間層と、を有し、
前記第１のユニットは、前記第１の電極と前記中間層との間に位置し、
前記中間層は、前記第１のユニットと前記第２のユニットとの間に位置し、
前記第２のユニットは、前記中間層と前記第２の電極との間に位置し、
前記中間層は、第１の層と、第２の層と、を有し、
前記第１の層は、前記第１のユニットと前記第２の層との間に位置し、
前記第２の層は、前記第１の層と前記第２のユニットとの間に位置し、
前記第１のユニットは、第１の発光層を有し、
前記第２のユニットは、第２の発光層と、第３の層と、第４の層と、を有し、
前記第３の層は、前記第２の層と前記第２の発光層との間に位置し、
前記第２の発光層は、前記第３の層と前記第４の層との間に位置し、
前記第４の層は、前記第２の発光層と前記第２の電極との間に位置し、
前記第１の層は、第１の材料を有し、
前記第２の層は、ハロゲン基またはシアノ基を有する第１の化合物と、第２の材料と、を有し、
前記第３の層は、第３の材料を有し、
前記第４の層は、第４の材料を有し、
前記第２の層は、第１の領域と、第２の領域と、を有し、
前記第１の領域は、前記第１の層と前記第２の領域との間に位置し、
前記第１の領域は、第１の濃度で前記第１の化合物を含み、
前記第２の領域は、第２の濃度で前記第１の化合物を含み、
前記第２の濃度は、ゼロより高く前記第１の濃度より低い、発光デバイス。
続きを表示（約 2,300 文字）【請求項２】
第１の電極と、第２の電極と、第１のユニットと、第２のユニットと、中間層と、を有し、
前記第１のユニットは、前記第１の電極と前記中間層との間に位置し、
前記中間層は、前記第１のユニットと前記第２のユニットとの間に位置し、
前記第２のユニットは、前記中間層と前記第２の電極との間に位置し、
前記中間層は、第１の層と、第２の層と、を有し、
前記第１の層は、前記第１のユニットと前記第２の層との間に位置し、
前記第２の層は、前記第１の層と前記第２のユニットとの間に位置し、
前記第１のユニットは、第１の発光層を有し、
前記第２のユニットは、第２の発光層と、第３の層と、第４の層と、を有し、
前記第３の層は、前記第２の層と前記第２の発光層との間に位置し、
前記第２の発光層は、前記第３の層と前記第４の層との間に位置し、
前記第４の層は、前記第２の発光層と前記第２の電極との間に位置し、
前記第１の層は、第１の材料を有し、
前記第２の層は、ハロゲン基またはシアノ基を有する第１の化合物と、第２の材料と、を有し、
前記第２の層は、第１の領域と、第２の領域と、を有し、
前記第１の領域は、前記第１の層と前記第２の領域との間に位置し、
前記第１の領域は、第１の濃度で前記第１の化合物を含み、
前記第２の領域は、第２の濃度で前記第１の化合物を含み、
前記第２の濃度は、ゼロより高く前記第１の濃度より低く、
前記第３の層は、第３の領域と、第４の領域と、を有し、
前記第３の領域は、前記第２の層と前記第４の領域との間に位置し、
前記第４の領域は、前記第３の領域と前記第２の発光層との間に位置し、
前記第４の領域は、第３の材料を有し、
前記第４の層は、第４の材料を有し、
前記第１の材料のＨＯＭＯ準位は、－５．７ｅＶ以上－５．４ｅＶ以下であり、
前記第３の材料のＨＯＭＯ準位は、前記第１の材料のＨＯＭＯ準位に対して、－０．２ｅＶ以上０ｅＶ以下の範囲にある、発光デバイス。
【請求項３】
第１の電極と、第２の電極と、第１のユニットと、第２のユニットと、中間層と、を有し、
前記第１のユニットは、前記第１の電極と前記中間層との間に位置し、
前記中間層は、前記第１のユニットと前記第２のユニットとの間に位置し、
前記第２のユニットは、前記中間層と前記第２の電極との間に位置し、
前記中間層は、第１の層と、第２の層と、を有し、
前記第１の層は、前記第１のユニットと前記第２の層との間に位置し、
前記第２の層は、前記第１の層と前記第２のユニットとの間に位置し、
前記第１のユニットは、第１の発光層を有し、
前記第２のユニットは、第２の発光層と、第３の層と、第４の層と、を有し、
前記第３の層は、前記第２の層と前記第２の発光層との間に位置し、
前記第２の発光層は、前記第３の層と前記第４の層との間に位置し、
前記第４の層は、前記第２の発光層と前記第２の電極との間に位置し、
前記第１の層は、第１の材料を有し、
前記第２の層は、ハロゲン基またはシアノ基を有する第１の化合物と、第２の材料と、を有し、
前記第２の層は、第１の領域と、第２の領域と、を有し、
前記第１の領域は、前記第１の層と前記第２の領域との間に位置し、
前記第１の領域は、第１の濃度で前記第１の化合物を含み、
前記第２の領域は、第２の濃度で前記第１の化合物を含み、
前記第２の濃度は、ゼロより高く前記第１の濃度より低く、
前記第３の層は、第３の領域と、第４の領域と、を有し、
前記第３の領域は、前記第２の層と前記第４の領域との間に位置し、
前記第４の領域は、前記第３の領域と前記第２の発光層との間に位置し、
前記第４の領域は、第３の材料を有し、
前記第１の材料のＨＯＭＯ準位は、－５．７ｅＶ以上－５．４ｅＶ以下であり、
前記第３の材料のＨＯＭＯ準位は、前記第１の材料のＨＯＭＯ準位に対して、－０．２ｅＶ以上０ｅＶ以下の範囲にあり、
前記第４の層は、第５の領域と、第６の領域と、を有し、
前記第５の領域は、前記第２の発光層と前記第６の領域との間に位置し、
前記第５の領域は、第５の材料を有し、
前記第６の領域は、第４の材料を有し、
前記第２の発光層は、発光性の材料と、第６の材料と、を有し、
前記第５の材料のＬＵＭＯ準位は、前記第６の材料のＬＵＭＯ準位に対して、－０．４ｅＶ以上－０．１ｅＶ以下の範囲にある、発光デバイス。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記第４の材料は、アルカリ金属の有機錯体またはアルカリ土類金属の有機錯体である、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の領域は、前記第１の化合物のみを有する、発光デバイス。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の発光デバイスと、トランジスタと、を有する発光装置。
【請求項７】
請求項６に記載の発光装置と、センサ、操作ボタン、スピーカ、または、マイクと、を有する電子機器。

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、電子機器または照明装置に関する。
続きを表示（約 1,400 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、発光装置、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】
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。
【０００４】
このような発光デバイスは自発光型であるため、液晶ディスプレイに比べ視認性が高くディスプレイの画素として好適である。また、このような発光デバイスを用いたディスプレイは、バックライトが不要であり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。
【０００５】
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、白熱電球または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。
【０００６】
このように発光デバイスを用いたディスプレイまたは照明装置はさまざまな電子機器に適用好適であるが、より良好な効率、寿命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。
【０００７】
発光デバイスの特性は、目覚ましく向上してきたが効率および耐久性をはじめ、あらゆる特性に対する高度な要求に対応するには未だ不十分と言わざるを得ない。特に、ＥＬ特有の問題として未だあげつらわれる焼き付きなどの問題を解決する為には、劣化による効率の低下は小さければ小さいほど都合が良い。
【０００８】
特許文献１では正孔注入層に接する第１の正孔輸送層と、発光層との間に、第１の正孔注入層の最高占有分子軌道（ＨＯＭＯ：ＨｉｇｈｅｓｔＯｃｃｕｐｉｅｄＭｏｌｅｃｕｌａｒＯｒｂｉｔａｌ）準位とホスト材料のＨＯＭＯ準位の間のＨＯＭＯ準位を有する正孔輸送性材料を設ける構成が開示されている。
【０００９】
発光デバイスの特性は、目覚ましく向上してきたが効率または耐久性をはじめ、あらゆる特性に対する高度な要求に対応するには未だ不十分と言わざるを得ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
国際公開第２０１１／０６５１３６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】
（【００１１】以降は省略されています）

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