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公開番号2025116098
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-07
出願番号2025088483,2022533251
出願日2025-05-28,2021-06-22
発明の名称発光デバイス、電子機器、発光装置および照明装置
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 50/852 20230101AFI20250731BHJP()
要約【課題】発光効率の高い発光デバイスを提供する。
【解決手段】陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に位置するEL層とを有し、前記EL層は、第1の層と、第2の層と、第3の層とを有し、前記第1の層は、前記陽極と前記第2の層との間に位置し、前記第3の層は、前記第2の層と前記陰極との間に位置し、前記第1の層が正孔輸送性を有する有機化合物を含み、前記第3の層が電子輸送性を有する有機化合物を含み、前記正孔輸送性を有する有機化合物および電子輸送性を有する有機化合物が特定の構造を有し、前記正孔輸送性を有する有機化合物および前記電子輸送性を有する有機化合物それぞれの、波長455nm以上465nm以下の光における常光屈折率が、1.5以上1.75以下である電子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】
陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に位置する、第１の層と、第２の層と、第３の層とを有し、
前記第１の層は、前記陽極と前記第２の層との間に位置し、
前記第３の層は、前記第２の層と前記陰極との間に位置し、
前記第１の層は、正孔輸送性を有する有機化合物と、アクセプタ性を有する物質とを含み、
前記第３の層は、電子輸送性を有する有機化合物を含み、
前記正孔輸送性を有する有機化合物がモノアミン化合物であり、当該モノアミン化合物における総炭素数に対するｓｐ３混成軌道で結合を作っている炭素の割合が２３％以上５５％以下であり、
前記正孔輸送性を有する有機化合物および前記電子輸送性を有する有機化合物それぞれの、波長４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の光における常光屈折率が、１．５以上１．７５以下である発光デバイス。
続きを表示（約 4,300 文字）【請求項２】
陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に位置する、第１の層と、第２の層と、第３の層とを有し、
前記第１の層は、前記陽極と前記第２の層との間に位置し、
前記第３の層は、前記第２の層と前記陰極との間に位置し、
前記第１の層は、正孔輸送性を有する有機化合物と、ハロゲン基またはシアノ基を有する物質とを含み、
前記第３の層は、電子輸送性を有する有機化合物を含み、
前記正孔輸送性を有する有機化合物がモノアミン化合物であり、当該モノアミン化合物における総炭素数に対するｓｐ３混成軌道で結合を作っている炭素の割合が２３％以上５５％以下であり、
前記正孔輸送性を有する有機化合物および前記電子輸送性を有する有機化合物それぞれの、波長４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の光における常光屈折率が、１．５以上１．７５以下である発光デバイス。
【請求項３】
陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に位置する、第１の層と、第２の層と、第３の層とを有し、
前記第１の層は、前記陽極と前記第２の層との間に位置し、
前記第３の層は、前記第２の層と前記陰極との間に位置し、
前記第１の層は、正孔輸送性を有する有機化合物と、アクセプタ性を有する物質とを含み、
前記第３の層は、電子輸送性を有する有機化合物を含み、
前記電子輸送性を有する有機化合物が、窒素を含む６員環の複素芳香環を少なくとも一つと、ベンゼン環を二つと、一つまたは複数の炭素数６乃至１４の芳香族炭化水素環と、複数のｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭化水素基とを有し、前記ｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭素の総数が前記電子輸送性を有する有機化合物の分子内の総炭素数の１０％以上６０％以下であり、
前記正孔輸送性を有する有機化合物および前記電子輸送性を有する有機化合物それぞれの、波長４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の光における常光屈折率が、１．５以上１．７５以下である発光デバイス。
【請求項４】
陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に位置する、第１の層と、第２の層と、第３の層とを有し、
前記第１の層は、前記陽極と前記第２の層との間に位置し、
前記第３の層は、前記第２の層と前記陰極との間に位置し、
前記第１の層は、正孔輸送性を有する有機化合物と、ハロゲン基またはシアノ基を有する物質とを含み、
前記第３の層は、電子輸送性を有する有機化合物を含み、
前記電子輸送性を有する有機化合物が、窒素を含む６員環の複素芳香環を少なくとも一つと、ベンゼン環を二つと、一つまたは複数の炭素数６乃至１４の芳香族炭化水素環と、複数のｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭化水素基とを有し、前記ｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭素の総数が前記電子輸送性を有する有機化合物の分子内の総炭素数の１０％以上６０％以下であり、
前記正孔輸送性を有する有機化合物および前記電子輸送性を有する有機化合物それぞれの、波長４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の光における常光屈折率が、１．５以上１．７５以下である発光デバイス。
【請求項５】
陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に位置する、第１の層と、第２の層と、第３の層とを有し、
前記第１の層は、前記陽極と前記第２の層との間に位置し、
前記第３の層は、前記第２の層と前記陰極との間に位置し、
前記第１の層は、正孔輸送性を有する有機化合物と、アクセプタ性を有する物質とを含み、
前記第３の層は、電子輸送性を有する有機化合物を含み、
前記正孔輸送性を有する有機化合物がモノアミン化合物であり、当該モノアミン化合物における総炭素数に対するｓｐ３混成軌道で結合を作っている炭素の割合が２３％以上５５％以下であり、
前記電子輸送性を有する有機化合物が、窒素を含む６員環の複素芳香環を少なくとも一つと、ベンゼン環を二つと、一つまたは複数の炭素数６乃至１４の芳香族炭化水素環と、複数のｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭化水素基とを有し、前記ｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭素の総数が前記電子輸送性を有する有機化合物の分子内の総炭素数の１０％以上６０％以下であり、
前記正孔輸送性を有する有機化合物および前記電子輸送性を有する有機化合物それぞれの、波長４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の光における常光屈折率が、１．５以上１．７５以下である発光デバイス。
【請求項６】
陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に位置する、第１の層と、第２の層と、第３の層とを有し、
前記第１の層は、前記陽極と前記第２の層との間に位置し、
前記第３の層は、前記第２の層と前記陰極との間に位置し、
前記第１の層は、正孔輸送性を有する有機化合物と、ハロゲン基またはシアノ基を有する物質とを含み、
前記第３の層は、電子輸送性を有する有機化合物を含み、
前記正孔輸送性を有する有機化合物がモノアミン化合物であり、当該モノアミン化合物における総炭素数に対するｓｐ３混成軌道で結合を作っている炭素の割合が２３％以上５５％以下であり、
前記電子輸送性を有する有機化合物が、窒素を含む６員環の複素芳香環を少なくとも一つと、ベンゼン環を二つと、一つまたは複数の炭素数６乃至１４の芳香族炭化水素環と、複数のｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭化水素基とを有し、前記ｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭素の総数が前記電子輸送性を有する有機化合物の分子内の総炭素数の１０％以上６０％以下であり、
前記正孔輸送性を有する有機化合物および前記電子輸送性を有する有機化合物それぞれの、波長４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の光における常光屈折率が、１．５以上１．７５以下である発光デバイス。
【請求項７】
陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に位置する、第１の層と、第２の層と、第３の層とを有し、
前記第１の層は、前記陽極と前記第２の層との間に位置し、
前記第３の層は、前記第２の層と前記陰極との間に位置し、
前記第１の層は、正孔輸送性を有する有機化合物と、アクセプタ性を有する物質とを含み、
前記第３の層は、電子輸送性を有する有機化合物を含み、
前記正孔輸送性を有する有機化合物がモノアミン化合物であり、当該モノアミン化合物における総炭素数に対するｓｐ３混成軌道で結合を作っている炭素の割合が２３％以上５５％以下であり、
前記正孔輸送性を有する有機化合物および前記電子輸送性を有する有機化合物それぞれの、波長６３３ｎｍの光に対する屈折率が、１．４５以上１．７０以下である発光デバイス。
【請求項８】
陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に位置する、第１の層と、第２の層と、第３の層とを有し、
前記第１の層は、前記陽極と前記第２の層との間に位置し、
前記第３の層は、前記第２の層と前記陰極との間に位置し、
前記第１の層は、正孔輸送性を有する有機化合物と、ハロゲン基またはシアノ基を有する物質とを含み、
前記第３の層は、電子輸送性を有する有機化合物を含み、
前記正孔輸送性を有する有機化合物がモノアミン化合物であり、当該モノアミン化合物における総炭素数に対するｓｐ３混成軌道で結合を作っている炭素の割合が２３％以上５５％以下であり、
前記正孔輸送性を有する有機化合物および前記電子輸送性を有する有機化合物それぞれの、波長６３３ｎｍの光に対する屈折率が、１．４５以上１．７０以下である発光デバイス。
【請求項９】
陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に位置する、第１の層と、第２の層と、第３の層とを有し、
前記第１の層は、前記陽極と前記第２の層との間に位置し、
前記第３の層は、前記第２の層と前記陰極との間に位置し、
前記第１の層は、正孔輸送性を有する有機化合物と、アクセプタ性を有する物質とを含み、
前記第３の層は、電子輸送性を有する有機化合物を含み、
前記電子輸送性を有する有機化合物が、窒素を含む６員環の複素芳香環を少なくとも一つと、ベンゼン環を二つと、一つまたは複数の炭素数６乃至１４の芳香族炭化水素環と、複数のｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭化水素基とを有し、前記ｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭素の総数が前記電子輸送性を有する有機化合物の分子内の総炭素数の１０％以上６０％以下であり、
前記正孔輸送性を有する有機化合物および前記電子輸送性を有する有機化合物それぞれの、波長６３３ｎｍの光に対する屈折率が、１．４５以上１．７０以下である発光デバイス。
【請求項１０】
陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に位置する、第１の層と、第２の層と、第３の層とを有し、
前記第１の層は、前記陽極と前記第２の層との間に位置し、
前記第３の層は、前記第２の層と前記陰極との間に位置し、
前記第１の層は、正孔輸送性を有する有機化合物と、ハロゲン基またはシアノ基を有する物質とを含み、
前記第３の層は、電子輸送性を有する有機化合物を含み、
前記電子輸送性を有する有機化合物が、窒素を含む６員環の複素芳香環を少なくとも一つと、ベンゼン環を二つと、一つまたは複数の炭素数６乃至１４の芳香族炭化水素環と、複数のｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭化水素基とを有し、前記ｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭素の総数が前記電子輸送性を有する有機化合物の分子内の総炭素数の１０％以上６０％以下であり、
前記正孔輸送性を有する有機化合物および前記電子輸送性を有する有機化合物それぞれの、波長６３３ｎｍの光に対する屈折率が、１．４５以上１．７０以下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、有機化合物、発光素子、発光デバイス、ディスプレイモジュール、照明モジュール、表示装置、発光装置、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、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 1,400 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。このデバイスに電圧を印加して、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には特に好適である。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】
有機ＥＬデバイスが語られる際にしばしば問題として挙げられるものの一つに、光取出し効率の低さがある。これを向上させるために、ＥＬ層内部に低屈折率材料からなる層を形成する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
米国特許出願公開第２０２０／０１７６６９２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の一態様では、発光効率の高い発光デバイスを提供することを目的とする。または、本発明の一態様では、消費電力の小さい発光デバイス、発光装置、電子機器、表示装置、または電子デバイスのいずれかを提供することを目的とする。
【０００９】
本発明は上述の課題のうちいずれか一を解決すればよいものとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に位置するＥＬ層とを有し、前記ＥＬ層は、第１の層と、第２の層と、第３の層とを有し、前記第１の層は、前記陽極と前記第２の層との間に位置し、前記第３の層は、前記第２の層と前記陰極との間に位置し、前記第１の層が正孔輸送性を有する有機化合物を含み、前記第３の層が電子輸送性を有する有機化合物を含み、前記正孔輸送性を有する有機化合物がモノアミン化合物であり、当該モノアミン化合物における総炭素数に対するｓｐ３混成軌道で結合を作っている炭素の割合が２３％以上５５％以下であり、前記正孔輸送性を有する有機化合物および前記電子輸送性を有する有機化合物それぞれの、波長４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の光における常光屈折率が、１．５以上１．７５以下である電子デバイスである。
（【００１１】以降は省略されています）

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