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公開番号2025170002
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-14
出願番号2025140995,2024180884
出願日2025-08-27,2018-05-11
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 50/17 20230101AFI20251107BHJP()
要約【課題】光取出し効率または光閉じ込め効果が高い電子デバイスを提供する。
【解決手段】第1の電極と第2の電極の間に、第1の層及び第2の層を有し、第1の電極
と第2の層の間に、第1の層を有し、第1の層は第1の有機化合物と第1の物質を有し、
第1の有機化合物の薄膜の屈折率は1以上1.75以下であり、第1の物質は電子受容性
を有し、第2の層は光を発するまたは吸収する機能を有する、電子デバイスである。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１の電極と第２の電極との間に、第１の層と第２の層と発光層とを有し、
前記第１の層は、前記第１の電極と前記発光層との間に位置し、
前記第１の層は、テトラアリールメタン骨格またはテトラアリールシラン骨格を有する第１の有機化合物を含み、
前記第２の層は、前記第１の層と前記発光層との間に位置し、
前記第２の層は、ピロール骨格を有する第２の有機化合物を含み、
前記第１の有機化合物を薄膜とした際の波長５３２ｎｍにおける常光屈折率は、前記第２の有機化合物を薄膜とした際の波長５３２ｎｍにおける常光屈折率よりも低い、発光デバイス。
続きを表示（約 3,000 文字）【請求項２】
第１の電極と第２の電極との間に、第１の層と第２の層と発光層とを有し、
前記第１の層は、前記第１の電極と前記発光層との間に位置し、
前記第１の層は、炭素数１乃至炭素数６のアルキル基または炭素数３乃至炭素数６のシクロアルキル基と、テトラアリールメタン骨格またはテトラアリールシラン骨格と、を有する第１の有機化合物を含み、
前記第２の層は、前記第１の層と前記発光層との間に位置し、
前記第２の層は、ピロール骨格を有する第２の有機化合物を含み、
前記第１の有機化合物を薄膜とした際の波長５３２ｎｍにおける常光屈折率は、前記第２の有機化合物を薄膜とした際の波長５３２ｎｍにおける常光屈折率よりも低い、発光デバイス。
【請求項３】
第１の電極と第２の電極との間に、第１の層と第２の層と発光層とを有し、
前記第１の層は、前記第１の電極と前記発光層との間に位置し、
前記第１の層は、テトラアリールメタン骨格またはテトラアリールシラン骨格を有する第１の有機化合物を含み、
前記第２の層は、前記第１の層と前記発光層との間に位置し、
前記第２の層は、トリアリールアミン骨格を有する第２の有機化合物を含み、
前記第１の有機化合物を薄膜とした際の波長５３２ｎｍにおける常光屈折率は、前記第２の有機化合物を薄膜とした際の波長５３２ｎｍにおける常光屈折率よりも低い、発光デバイス。
【請求項４】
第１の電極と第２の電極との間に、第１の層と第２の層と発光層とを有し、
前記第１の層は、前記第１の電極と前記発光層との間に位置し、
前記第１の層は、炭素数１乃至炭素数６のアルキル基または炭素数３乃至炭素数６のシクロアルキル基と、テトラアリールメタン骨格またはテトラアリールシラン骨格と、を有する第１の有機化合物を含み、
前記第２の層は、前記第１の層と前記発光層との間に位置し、
前記第２の層は、トリアリールアミン骨格を有する第２の有機化合物を含み、
前記第１の有機化合物を薄膜とした際の波長５３２ｎｍにおける常光屈折率は、前記第２の有機化合物を薄膜とした際の波長５３２ｎｍにおける常光屈折率よりも低い、発光デバイス。
【請求項５】
第１の電極と第２の電極との間に、第１の層と第２の層と発光層とを有し、
前記第１の層は、前記第１の電極と前記発光層との間に位置し、
前記第１の層は、テトラアリールメタン骨格またはテトラアリールシラン骨格を有する第１の有機化合物を含み、
前記第２の層は、前記第１の層と前記発光層との間に位置し、
前記第２の層は、フラン骨格を有する第２の有機化合物を含み、
前記第１の有機化合物を薄膜とした際の波長５３２ｎｍにおける常光屈折率は、前記第２の有機化合物を薄膜とした際の波長５３２ｎｍにおける常光屈折率よりも低い、発光デバイス。
【請求項６】
第１の電極と第２の電極との間に、第１の層と第２の層と発光層とを有し、
前記第１の層は、前記第１の電極と前記発光層との間に位置し、
前記第１の層は、炭素数１乃至炭素数６のアルキル基または炭素数３乃至炭素数６のシクロアルキル基と、テトラアリールメタン骨格またはテトラアリールシラン骨格と、を有する第１の有機化合物を含み、
前記第２の層は、前記第１の層と前記発光層との間に位置し、
前記第２の層は、フラン骨格を有する第２の有機化合物を含み、
前記第１の有機化合物を薄膜とした際の波長５３２ｎｍにおける常光屈折率は、前記第２の有機化合物を薄膜とした際の波長５３２ｎｍにおける常光屈折率よりも低い、発光デバイス。
【請求項７】
第１の電極と第２の電極との間に、第１の層と第２の層と発光層とを有し、
前記第１の層は、前記第１の電極と前記発光層との間に位置し、
前記第１の層は、テトラアリールメタン骨格またはテトラアリールシラン骨格を有する第１の有機化合物を含み、
前記第１の層は、ハロゲン基およびシアノ基の少なくとも一を有する第１の物質を含み、
前記第２の層は、前記第１の層と前記発光層との間に位置し、
前記第２の層は、ピロール骨格を有する第２の有機化合物を含み、
前記第１の有機化合物を薄膜とした際の波長５３２ｎｍにおける常光屈折率は、前記第２の有機化合物を薄膜とした際の波長５３２ｎｍにおける常光屈折率よりも低い、発光デバイス。
【請求項８】
第１の電極と第２の電極との間に、第１の層と第２の層と発光層とを有し、
前記第１の層は、前記第１の電極と前記発光層との間に位置し、
前記第１の層は、炭素数１乃至炭素数６のアルキル基または炭素数３乃至炭素数６のシクロアルキル基と、テトラアリールメタン骨格またはテトラアリールシラン骨格と、を有する第１の有機化合物を含み、
前記第１の層は、ハロゲン基およびシアノ基の少なくとも一を有する第１の物質を含み、
前記第２の層は、前記第１の層と前記発光層との間に位置し、
前記第２の層は、ピロール骨格を有する第２の有機化合物を含み、
前記第１の有機化合物を薄膜とした際の波長５３２ｎｍにおける常光屈折率は、前記第２の有機化合物を薄膜とした際の波長５３２ｎｍにおける常光屈折率よりも低い、発光デバイス。
【請求項９】
第１の電極と第２の電極との間に、第１の層と第２の層と発光層とを有し、
前記第１の層は、前記第１の電極と前記発光層との間に位置し、
前記第１の層は、テトラアリールメタン骨格またはテトラアリールシラン骨格を有する第１の有機化合物を含み、
前記第１の層は、ハロゲン基およびシアノ基の少なくとも一を有する第１の物質を含み、
前記第２の層は、前記第１の層と前記発光層との間に位置し、
前記第２の層は、トリアリールアミン骨格を有する第２の有機化合物を含み、
前記第１の有機化合物を薄膜とした際の波長５３２ｎｍにおける常光屈折率は、前記第２の有機化合物を薄膜とした際の波長５３２ｎｍにおける常光屈折率よりも低い、発光デバイス。
【請求項１０】
第１の電極と第２の電極との間に、第１の層と第２の層と発光層とを有し、
前記第１の層は、前記第１の電極と前記発光層との間に位置し、
前記第１の層は、炭素数１乃至炭素数６のアルキル基または炭素数３乃至炭素数６のシクロアルキル基と、テトラアリールメタン骨格またはテトラアリールシラン骨格と、を有する第１の有機化合物を含み、
前記第１の層は、ハロゲン基およびシアノ基の少なくとも一を有する第１の物質を含み、
前記第２の層は、前記第１の層と前記発光層との間に位置し、
前記第２の層は、トリアリールアミン骨格を有する第２の有機化合物を含み、
前記第１の有機化合物を薄膜とした際の波長５３２ｎｍにおける常光屈折率は、前記第２の有機化合物を薄膜とした際の波長５３２ｎｍにおける常光屈折率よりも低い、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、新規な電子デバイスに関する。または、屈折率が低い有機化合物を
用いた電子デバイスに関する。または該電子デバイスを有する発光装置、電子機器、及び
照明装置に関する。
続きを表示（約 1,800 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。本発明の一態様は物、方法
、または、製造方法に関する。または、本発明は、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。特に、本発明の一態様は
、電子デバイス、半導体装置、発光装置、表示装置、照明装置、発光素子、それらの製造
方法に関する。
【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：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓ
ｃｅｎｃｅ）を利用する発光素子（有機ＥＬ素子）や有機太陽電池などの電子デバイスの
実用化が進んでいる。これら電子デバイスの基本的な構成は、一対の電極間に有機化合物
を含む半導体層を挟んだものである。
【０００４】
このような電子デバイスは軽量、フレキシブルで意匠性が高い。塗布プロセスが可能等
、様々な利点があるため、研究開発が盛んに進められている。特に、発光素子は自発光型
であるため、ディスプレイの画素として用いると、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素子として好適である。
【０００５】
このような電子デバイスは主として有機化合物を薄膜化した有機半導体層が形成され、
有機化合物及び層構造が有機半導体素子に大きな影響を与えることから、有機化合物及び
層構造の選択が重要である。さらに、有機太陽電池や有機ＥＬ素子のように、光を発する
または吸収する電子デバイスにおいては、光取出し効率や光閉じ込め効果が高い構造が重
要である。
【０００６】
有機ＥＬ素子の光取出し効率向上には様々な方法が提案されている。例えば、特許文献１
には電極やＥＬ層の一部に凹凸形状を作製することで、光取出し効率を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１３－０３３７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
有機ＥＬ素子のような発光素子においては、光取出し効率を向上させる方法として、基
板と電極の間及び／または電極とＥＬ層の間の屈折率をする調節する方法がある。しかし
、有機ＥＬ素子に屈折率を調節する層を導入する場合、プロセスが複雑になる問題がある
。そこで、ＥＬ層の機能を有しつつ、屈折率を制御できる層及び層構造の開発が求められ
ている。また、有機太陽電池においても、光閉じ込め効果が高い層及び層構造の開発が求
められている。
【０００９】
上述した課題に鑑み、本発明の一態様は光取出し効率が高い電子デバイスを提供すること
を課題とする。または、本発明の一態様では、屈折率が低い層を含む電子デバイスを提供
すること課題とする。または、本発明の一態様では、駆動電圧が低い電子デバイスを提供
することを課題とする。または、本発明の一態様では、消費電力が低減された電子デバイ
スを提供することを課題とする。または、本発明の一態様では、信頼性の高い電子デバイ
スを提供することを課題とする。また、本発明の一態様では、発光効率が高い電子デバイ
スを提供することを課題とする。または、本発明の一態様では、新規な電子デバイスを提
供することを課題とする。または、本発明の一態様では、光閉じ込め効果が高い電子デバ
イスを提供することを課題とする。または、本発明の一態様では、新規な半導体装置を提
供することを課題とする。
【００１０】
なお、上記の課題の記載は、他の課題の存在を妨げない。なお、本発明の一態様は、必ず
しも、これらの課題の全てを解決する必要はない。上記以外の課題は、明細書等の記載か
ら自ずと明らかであり、明細書等の記載から上記以外の課題を抽出することが可能である
。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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