特許ウォッチ

公開番号2025137491
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-19
出願番号2025036548
出願日2025-03-07
発明の名称発光デバイスおよび表示装置
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 50/19 20230101AFI20250911BHJP()
要約【課題】特性の良好な発光デバイスを提供する。
【解決手段】タンデム型の発光デバイスにおいて、陰極に一番近い発光ユニットの電子輸送層が、トリアジン骨格を含む第1の有機化合物を有し、中間層にフェナントロリン骨格を含む第2の有機化合物を有し、各発光ユニットの発光層は同じ発光中心物質と励起錯体を形成する2種類の有機化合物を有し、当該2種類の有機化合物の一方または両方は重水素を有し、第1の発光層および第2の発光層は、発光デバイスに隣接する複数の他の発光デバイスのうち、少なくとも一の発光デバイスが有する発光層と異なる発光層である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】
第１の電極と、
第２の電極と、
中間層と、
第１の発光層と、
第２の発光層と、
第１の電子輸送層と、
第２の電子輸送層と、を有する発光デバイスであって、
前記中間層は前記第１の電極と前記第２の電極との間に位置し、
前記第１の発光層は、前記第１の電極と前記中間層との間に位置し、
前記第２の発光層は、前記中間層と前記第２の電極との間に位置し、
前記第１の電子輸送層は、前記第１の発光層と前記中間層との間に位置し、
前記第２の電子輸送層は、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の発光層は、第１の発光中心物質と第３の有機化合物と第４の有機化合物と、を有し、
前記第２の発光層は、第２の発光中心物質と第５の有機化合物と第６の有機化合物と、を有し、
前記第３の有機化合物と前記第５の有機化合物はπ電子不足型複素芳香環を有し、
前記第４の有機化合物と前記第６の有機化合物はπ電子過剰型複素芳香環または芳香族アミン骨格を有し、
前記第３の有機化合物と前記第４の有機化合物の一方もしくは両方、または前記第５の有機化合物と前記第６の有機化合物の一方もしくは両方は重水素を含み、
前記第１の発光中心物質の発光スペクトルにおける最大ピーク波長と、前記第２の発光中心物質の発光スペクトルにおける最大ピーク波長の差は、３０ｎｍ以下であり、
前記第１の発光層および前記第２の発光層は、前記発光デバイスに隣接する複数の他の発光デバイスのうち、少なくとも一の発光デバイスが有する発光層と異なる色相の発光を呈する発光層である発光デバイス。
続きを表示（約 3,300 文字）【請求項２】
第１の電極と、
第２の電極と、
中間層と、
第１の発光層と、
第２の発光層と、
第１の電子輸送層と、
第２の電子輸送層と、を有する発光デバイスであって、
前記中間層は前記第１の電極と前記第２の電極との間に位置し、
前記第１の発光層は、前記第１の電極と前記中間層との間に位置し、
前記第２の発光層は、前記中間層と前記第２の電極との間に位置し、
前記第１の電子輸送層は、前記第１の発光層と前記中間層との間に位置し、
前記第２の電子輸送層は、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の発光層は、第１の発光中心物質と第３の有機化合物と第４の有機化合物と、を有し、
前記第２の発光層は、第２の発光中心物質と第５の有機化合物と第６の有機化合物と、を有し、
前記第３の有機化合物と前記第５の有機化合物はπ電子不足型複素芳香環を有し、
前記第４の有機化合物と前記第６の有機化合物はπ電子過剰型複素芳香環または芳香族アミン骨格を有し、
前記第３の有機化合物と前記第４の有機化合物の一方または両方、および前記第５の有機化合物と前記第６の有機化合物の一方または両方は重水素を含み、
前記第１の発光中心物質の発光スペクトルにおける最大ピーク波長と、前記第２の発光中心物質の発光スペクトルにおける最大ピーク波長の差は、３０ｎｍ以下であり、
前記第１の発光層および前記第２の発光層は、前記発光デバイスに隣接する複数の他の発光デバイスのうち、少なくとも一の発光デバイスが有する発光層と異なる色相の発光を呈する発光層である発光デバイス。
【請求項３】
第１の電極と、
第２の電極と、
中間層と、
第１の発光層と、
第２の発光層と、
第１の電子輸送層と、
第２の電子輸送層と、を有する発光デバイスであって、
前記中間層は前記第１の電極と前記第２の電極との間に位置し、
前記第１の発光層は、前記第１の電極と前記中間層との間に位置し、
前記第２の発光層は、前記中間層と前記第２の電極との間に位置し、
前記第１の電子輸送層は、前記第１の発光層と前記中間層との間に位置し、
前記第２の電子輸送層は、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２の電子輸送層は、トリアジン骨格を含む第１の有機化合物を有し、
前記中間層は、フェナントロリン骨格を有する第２の有機化合物と、リチウムまたはリチウム化合物との混合層を有し、
前記第１の発光層は、第１の発光中心物質と第３の有機化合物と第４の有機化合物と、を有し、
前記第２の発光層は、第２の発光中心物質と第５の有機化合物と第６の有機化合物と、を有し、
前記第３の有機化合物と前記第５の有機化合物はπ電子不足型複素芳香環を有し、
前記第４の有機化合物と前記第６の有機化合物はπ電子過剰型複素芳香環または芳香族アミン骨格を有し、
前記第３の有機化合物と前記第４の有機化合物の一方または両方、または前記第５の有機化合物と前記第６の有機化合物の一方または両方は重水素を含み、
前記第１の発光中心物質の発光スペクトルにおける最大ピーク波長と、前記第２の発光中心物質の発光スペクトルにおける最大ピーク波長の差は、３０ｎｍ以下であり、
前記第１の発光層および前記第２の発光層は、前記発光デバイスに隣接する複数の他の発光デバイスのうち、少なくとも一の発光デバイスが有する発光層と異なる色相の発光を呈する発光層である発光デバイス。
【請求項４】
第１の電極と、
第２の電極と、
中間層と、
第１の発光層と、
第２の発光層と、
第１の電子輸送層と、
第２の電子輸送層と、を有する発光デバイスであって、
前記中間層は前記第１の電極と前記第２の電極との間に位置し、
前記第１の発光層は、前記第１の電極と前記中間層との間に位置し、
前記第２の発光層は、前記中間層と前記第２の電極との間に位置し、
前記第１の電子輸送層は、前記第１の発光層と前記中間層との間に位置し、
前記第２の電子輸送層は、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２の電子輸送層は、トリアジン骨格を含む第１の有機化合物を有し、
前記中間層は、フェナントロリン骨格を有する第２の有機化合物と、リチウムまたはリチウム化合物との混合層を有し、
前記第１の発光層は、第１の発光中心物質と第３の有機化合物と第４の有機化合物と、を有し、
前記第２の発光層は、第２の発光中心物質と第５の有機化合物と第６の有機化合物と、を有し、
前記第３の有機化合物と前記第５の有機化合物はπ電子不足型複素芳香環を有し、
前記第４の有機化合物と前記第６の有機化合物はπ電子過剰型複素芳香環または芳香族アミン骨格を有し、
前記第３の有機化合物と前記第４の有機化合物の一方または両方、および前記第５の有機化合物と前記第６の有機化合物の一方または両方は重水素を含み、
前記第１の発光中心物質の発光スペクトルにおける最大ピーク波長と、前記第２の発光中心物質の発光スペクトルにおける最大ピーク波長の差は、３０ｎｍ以下であり、
前記第１の発光層および前記第２の発光層は、前記発光デバイスに隣接する複数の他の発光デバイスのうち、少なくとも一の発光デバイスが有する発光層と異なる色相の発光を呈する発光層である発光デバイス。
【請求項５】
請求項２において、
前記中間層がリチウムまたはリチウム化合物を含む発光デバイス。
【請求項６】
請求項５において、
前記中間層が、第２の有機化合物と前記リチウムまたは前記リチウム化合物との混合層を有する発光デバイス。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記第３の有機化合物と前記第４の有機化合物は第１の励起錯体を形成する組み合わせであり、
前記第５の有機化合物と前記第６の有機化合物は第２の励起錯体を形成する組み合わせである発光デバイス。
【請求項８】
請求項７において、
前記第３の有機化合物の最低三重項励起準位と前記第４の有機化合物の最低三重項励起準位との差が０．２０ｅＶ以下であり、
前記第５の有機化合物の最低三重項励起準位と前記第６の有機化合物の最低三重項励起準位との差が０．２０ｅＶ以下である発光デバイス。
【請求項９】
請求項７において、
前記第１の励起錯体の短波長側の発光端が、前記第１の発光中心物質の長波長側の吸収端よりも短波長に位置し、
前記第２の励起錯体の短波長側の発光端が、前記第２の発光中心物質の長波長側の吸収端よりも短波長に位置する発光デバイス。
【請求項１０】
請求項７において、
前記第１の励起錯体の発光スペクトルのピーク波長は、前記第１の発光中心物質の発光スペクトルのピーク波長よりも短波長側に位置し、且つ
前記第１の励起錯体の発光スペクトルのピーク波長と、前記第１の発光中心物質の発光スペクトルのピーク波長との差が３０ｎｍ以下であり、
前記第２の励起錯体の発光スペクトルのピーク波長は、前記第２の発光中心物質の発光スペクトルのピーク波長よりも短波長側に位置し、且つ
前記第２の励起錯体の発光スペクトルのピーク波長と、前記第２の発光中心物質の発光スペクトルのピーク波長との差が３０ｎｍ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、有機半導体素子、発光デバイス、フォトダイオードセンサ、ディスプレイモジュール、照明モジュール、表示装置、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、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 1,300 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素子ともいう）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中心物質を含む有機化合物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、発光中心物質からの発光を得ることができる。
【０００３】
発光デバイスは自発光型であるため、当該発光デバイスを画素として用いた表示装置は、液晶表示装置に比べ視認性が高く、また、バックライトが不要である。また、このような発光デバイスを用いた表示装置は、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平面状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、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表示装置、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】
特にタンデム型の発光デバイスは、高い電流効率を実現することから、注目されている。
【０００７】
特許文献１および特許文献２は、塗分け方式のタンデム型発光デバイスについて開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２００５－３１７５４８号公報
特開２０２３－１６１８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の一態様では特性の良好な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、発光効率の良好な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、信頼性の良好な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、駆動電圧の低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、信頼性が良好で、駆動電圧の低い発光デバイスを提供することを目的とする。
【００１０】
または、本発明の一態様では、特性の良好な表示装置を提供することが可能な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、発光効率の良好な表示装置を提供することが可能な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、信頼性の良好な表示装置を提供することが可能な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、駆動電圧の低い表示装置を提供することが可能な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、駆動電圧が低く、且つ信頼性の良好な表示装置を提供することが可能な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）

関連特許