JP2021533562A - 複数の発光層を有するペロブスカイト発光デバイス - Google Patents

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Abstract

発光デバイスが提供される。デバイスは、第１の電極、第２の電極、および少なくとも２つの発光層を含む。少なくとも２つの発光層の第１の発光層は、第１の電極の上に配置される。少なくとも２つの発光層の第２の発光層は、第１の発光層の上に配置される。第１の発光層は、第２の発光層と接触している。第２の電極は、第２の発光層の上に配置される。少なくとも２つの発光層のうちの少なくとも１つの発光層は、ペロブスカイト発光材料を含む。デバイスは、少なくとも２つの発光層のうちの少なくとも１つのさらなる発光層を含み、少なくとも１つのさらなる発光層は、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、または量子ドット発光材料を含む。

Description

本発明は、発光デバイス、特に、ディスプレイ、光パネル、およびそれを含む他のデバイスなど、デバイスに適用するための、１つ以上のペロブスカイト発光材料および２つ以上の発光層を含む発光デバイスに関する。
ペロブスカイト材料は、光電子デバイスでの応用にとってますます魅力的になってきている。このようなデバイスの作製に使用されるペロブスカイト材料の多くは、地球に豊富で比較的安価であるため、ペロブスカイト光電子デバイスは、代替の有機および無機デバイスよりもコスト面で有利になる可能性がある。追加的に、可視、紫外、および赤外にわたって容易に調整可能な光学バンドギャップなどの固有の特性またはペロブスカイト材料は、ペロブスカイト発光ダイオード（ＰｅＬＥＤ）、ペロブスカイト太陽電池および光検出器、ペロブスカイトレーザ、ペロブスカイトトランジスタ、ペロブスカイト可視光通信（ＶＬＣ）デバイスなどの光電子工学の応用によく適している。ペロブスカイト発光材料を含むＰｅＬＥＤは、それぞれ有機発光材料および量子ドット発光材料を含む従来の有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）および量子ドット発光ダイオード（ＱＬＥＤ）よりも性能上の利点を有し得る。例えば、より広い色域、優れた電荷輸送特性、および低い非放射率での表示を可能にする、比類のない高色純度を含む、強力なエレクトロルミネセント特性である。
ＰｅＬＥＤは、電圧が印加されると発光する薄いペロブスカイトフィルムを使用する。ＰｅＬＥＤは、ディスプレイ、照明、および看板などの応用において使用するために、ますます魅力的なテクノロジーになりつつある。概要として、いくつかのＰｅＬＥＤ材料および構成が、Ａｄｊｏｋａｔｓｅらに記載されており、その全体が参照により本明細書に含まれている。
ペロブスカイト発光材料の潜在的な応用の１つは、ディスプレイである。フルカラーディスプレイの業界標準では、「飽和」色と呼ばれる特定の色を発するようにサブピクセルを設計する必要がある。これらの標準は、飽和した赤、緑、および青のサブピクセルを要求しており、色は当該技術分野でよく知られている、ＣＩＥ１９３１（ｘ，ｙ）座標を使用して測定することができる。赤色光を発するペロブスカイト材料の一例は、メチルアンモニウム鉛ヨウ化物（ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＩ３）である。緑色光を発するペロブスカイト材料の一例は、ホルムアミジニウム臭化鉛（ＣＨ（ＮＨ２）２ＰｂＢｒ３）である。青色光を発するペロブスカイト材料の一例は、塩化メチルアンモニウム鉛（ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＣｌ３）である。ディスプレイにおいて、ＰｅＬＥＤがＯＬＥＤおよび／またはＱＬＥＤの代わりに、またはそれらと組み合わせて使用される場合、拡大した色域などの性能上の利点が達成され得る。本発明において、性能上の利点は、複数の発光層を有する発光デバイスに１つ以上のペロブスカイト発光材料を含めることによって実証される。実証された発光デバイスは、ディスプレイおよび／または光パネルに適用するための白色発光を生成するのに特に適している。
本明細書で使用される場合、「ペロブスカイト」という用語は、光電子デバイスで使用され得るいずれかのペロブスカイト材料を含む。ＡおよびＢがカチオンであり、ＸがアニオンであるＡＢＸ３の三次元（３Ｄ）構造を採用し得る材料は、ペロブスカイト材料と見なすことがでる。図３は、ＡＢＸ３の３Ｄ構造を有するペロブスカイト材料の例を示している。ＡカチオンはＢカチオンよりも大きい場合がある。Ｂカチオンは、周囲のＸアニオンと６倍に配位していてもよい。Ａアニオンは、周囲のＸアニオンと１２倍に配位していてもよい。
ペロブスカイト材料には多くのクラスがある。光電子デバイスに特に有望であるペロブスカイト材料の１つのクラスは、金属ハロゲン化物ペロブスカイト材料のクラスである。金属ハロゲン化物ペロブスカイト材料の場合、Ａ成分は、メチルアンモニウム（ＣＨ３ＮＨ３ ＋）またはホルムアミジニウム（ＣＨ（ＮＨ２）２ ＋）などの一価有機カチオン、セシウム（Ｃｓ＋）などの無機原子カチオン、またはそれらの組み合わせであってもよく、Ｂ成分は、鉛（Ｐｂ＋）、スズ（Ｓｎ＋）、銅（Ｃｕ＋）、ユーロピウム（Ｅｕ＋）などの二価金属カチオン、またはそれらの組み合わせであってもよく、Ｘ成分は、Ｉ−、Ｂｒ−、Ｃｌ−などのハロゲン化物アニオン、またはそれらの組み合わせであってもよい。Ａ成分が有機カチオンである場合、ペロブスカイト材料は、有機金属ハロゲン化物ペロブスカイト材料として定義され得る。ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＢｒ３およびＣＨ（ＮＨ２）２ＰｂＩ３は、３Ｄ構造を有する有機金属ハロゲン化物ペロブスカイト材料の非限定的な例である。Ａ成分が無機カチオンである場合、ペロブスカイト材料は、無機金属ハロゲン化物ペロブスカイト材料として定義され得る。ＣｓＰｂＩ３、ＣｓＰｂＣｌ３、およびＣｓＰｂＢｒ３は、無機金属ハロゲン化物ペロブスカイト材料の非限定的な例である。
本明細書で使用されるように、「ペロブスカイト」という用語は、Ｌ２（ＡＢＸ３）ｎ−１ＢＸ４（Ｌ２Ａｎ−１ＢｎＸ３ｎ＋１と書くこともできる）の層状構造を採用し得るいずれかの材料をさらに含み、ここで、Ｌ、Ａ、およびＢは陽イオン、Ｘは陰イオン、ｎは陽イオンＬの２つの層の間に配置されたＢＸ４単層の数である。図４は、ｎの異なる値を有するＬ２（ＡＢＸ３）ｎ−１ＢＸ４の層構造を有するペロブスカイト材料の例を示す。金属ハロゲン化物ペロブスカイト材料の場合、Ａ成分は、メチルアンモニウム（ＣＨ３ＮＨ３ ＋）またはホルムアミジニウム（ＣＨ（ＮＨ２）２ ＋）などの一価有機カチオン、セシウム（Ｃｓ＋）などの原子カチオン、またはそれらの組み合わせであってもよく、Ｌ成分は、２−フェニルエチルアンモニウム（Ｃ６Ｈ５Ｃ２Ｈ４ＮＨ３ ＋）、または１−ナフチルメチルアンモニウム（Ｃ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３ ＋）などの有機カチオンであってもよく、Ｂ成分は、鉛（Ｐｂ＋）、スズ（Ｓｎ＋）、銅（Ｃｕ＋）、ユーロピウム（Ｅｕ＋）などの二価金属カチオン、またはそれらの組み合わせであってもよく、Ｘ成分は、Ｉ−、Ｂｒ−、Ｃｌ−、などのハロゲン化物アニオンまたはそれらの組み合わせであってもよい。（Ｃ６Ｈ５Ｃ２Ｈ４ＮＨ３）２（ＣＨ（ＮＨ２）２ＰｂＢｒ３）ｎ−１ＰｂＢｒ４および（Ｃ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３）２（ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＩ２Ｂｒ）ｎ−１ＰｂＩ３Ｂｒは、層状構造を有する金属ハロゲン化物ペロブスカイト材料の非限定的な例である。
層数ｎが大きい場合、例えば、ｎが約１０より大きい場合、Ｌ２（ＡＢＸ３）ｎ−１ＢＸ４の層構造を持つペロブスカイト材料は、ＡＢＸ３の３Ｄ構造を持つペロブスカイト材料とほぼ同等の構造を採用する。本明細書で使用されるように、かつ当業者によって一般的に理解されるように、多数の層を有するペロブスカイト材料は、そのようなペロブスカイト材料がｎ＝∞から縮小された次元性を有することが認識されているにもかかわらず、３Ｄペロブスカイト材料と呼ばれることがある。層数ｎ＝１の場合、Ｌ２（ＡＢＸ３）ｎ−１ＢＸ４の層構造を持つペロブスカイト材料は、Ｌ２ＢＸ４二次元（２Ｄ）構造を採用する。単層のペロブスカイト材料は、２Ｄペロブスカイト材料と呼ばれることがある。ｎが小さい場合、例えば約２〜１０の範囲にあるｎの場合、Ｌ２（ＡＢＸ３）ｎ−１ＢＸ４の層状構造を持つペロブスカイト材料は、準二次元（Ｑｕａｓｉ−２Ｄ）構造を採用する。層の数が少ないペロブスカイト材料は、準２Ｄペロブスカイト材料と呼ばれることがある。量子閉じ込め効果により、ｎが最も高い層状ペロブスカイト材料構造では、エネルギーバンドギャップが最も小さくなる。
ペロブスカイト材料は、いずれかの数の層を有していてもよい。ペロブスカイトは、２Ｄペロブスカイト材料、準２Ｄペロブスカイト材料、３Ｄペロブスカイト材料、またはそれらの組み合わせを含み得る。例えば、ペロブスカイトは、異なる数の層を有する層状ペロブスカイト材料のアンサンブルを含み得る。例えば、ペロブスカイトは、異なる数の層を有する準２Ｄペロブスカイト材料のアンサンブルを含み得る。
本明細書で使用される場合、「ペロブスカイト」という用語は、ペロブスカイト材料のフィルムをさらに含む。ペロブスカイト材料のフィルムは、結晶性、多結晶性、またはそれらの組み合わせであり得、いずれかの数の層およびいずれかの範囲の粒径または結晶サイズを有する。
本明細書で使用されるように、「ペロブスカイト」という用語は、ＡＢＸ３の３Ｄペロブスカイト構造、またはＬ２（ＡＢＸ３）ｎ−１ＢＸ４のより一般的な層状ペロブスカイト構造と同等または類似の構造を有するペロブスカイト材料のナノ結晶をさらに含む。ペロブスカイト材料のナノ結晶は、ペロブスカイトナノ粒子、ペロブスカイトナノワイヤ、ペロブスカイトナノプレートレット、またはそれらの組み合わせを含んでもよい。ペロブスカイト材料のナノ結晶は、いずれかの形状またはサイズであってもよく、いずれかの数の層、およびいずれかの範囲の粒径または結晶サイズを有する。図５は、Ｌ２（ＡＢＸ３）ｎ−１ＢＸ４に類似した層状構造を有するペロブスカイト材料のナノ結晶の例を示し、ここで、ｎ＝５であり、Ｌカチオンがペロブスカイトナノ結晶の表面に配置されている。ペロブスカイト材料のナノ結晶では、Ｌ２（ＡＢＸ３）ｎ−１ＢＸ４の正式な層状構造を持つペロブスカイト材料とは、Ｌカチオンの分布が異なる場合があるため、「似ている」という用語を使用している。例えば、ペロブスカイト材料のナノ結晶では、ナノ結晶の側面に沿って配置されたＬカチオンの割合が高くなる可能性がある。
ペロブスカイト材料のいくつかのタイプは、光学的または電気的な励起に応答して発光するように刺激されてもよい。つまり、ペロブスカイト発光材料は、フォトルミネセントまたはエレクトロルミネセントであり得る。本明細書で使用されるように、「ペロブスカイト発光材料」という用語は、電気的励起によって発光するエレクトロルミネセントペロブスカイト発光材料のみを指す。本文中で「ペロブスカイト発光材料」が言及されている場合は常に、エレクトロルミネセントペロブスカイト発光材料が参照されていることを理解されたい。この用語体系は、他のソースで使用されているものとわずかに異なる場合がある。
一般に、ＰｅＬＥＤデバイスはフォトルミネセントまたはエレクトロルミネセントであってよい。本明細書で使用されるように、「ＰｅＬＥＤ」という用語は、エレクトロルミネセントペロブスカイト発光材料を含むエレクトロルミネセントデバイスのみを指す。このようなＰｅＬＥＤデバイスに電流を印加すると、アノードは正孔を注入し、カソードは電子を発光層に注入する。注入された正孔と電子は各々、反対に帯電した電極に向かって移動する。電子と正孔が局在化すると、励起エネルギー状態を有する局在化した電子正孔の対である励起子が形成され得る。励起子が光電子放出メカニズムを介して緩和すると、光が発せられる。「ＰｅＬＥＤ」という用語は、エレクトロルミネセントペロブスカイト発光材料を含む単一発光ユニットエレクトロルミネセントデバイスを説明するために使用され得る。「ＰｅＬＥＤ」という用語はまた、エレクトロルミネセントペロブスカイト発光材料を含む積層エレクトロルミネセントデバイスの１つ以上の発光ユニットを説明するために使用され得る。この用語体系は、他のソースで使用されているものとわずかに異なる場合がある。
本明細書で使用されるように、「有機」という用語は、ポリマー材料、ならびにＯＬＥＤなどのオプトエレクトロニクスデバイスを製作するために使用され得る小分子有機材料を含む。本明細書で使用されるように、小分子という用語は、ポリマーではないいずれかの有機材料を指し、小分子は実際には非常に大きい場合がある。小分子には、状況によっては繰り返し単位を含んでいてもよい。例えば、置換基として長鎖アルキル基を使用しても、小分子クラスから分子が削除されることはない。小分子はまた、例えば、ポリマー主鎖上のペンダント基として、または主鎖の一部として、ポリマーに組み込まれ得る。小分子は、コア部分上に構築された一連の化学シェルからなるデンドリマーのコア部分としても機能することができる。デンドリマーのコア部分は小分子であり得る。デンドリマーは小分子であり得、ＯＬＥＤの分野で現在使用されているすべてのデンドリマーは小分子であると考えられている。
本明細書で使用されるように、「有機発光材料」という用語は、蛍光およびリン光有機発光材料、ならびに三重項−三重項消滅（ＴＴＡ）または熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ）などのメカニズムを介して発光する有機材料を含む。赤色光を発する有機発光材料の一例は、ビス（２−（３，５−ジメチルフェニル）キノリン−Ｃ２、Ｎ’）（アセチルアセトナト）イリジウム（ＩＩＩ）Ｉｒ（ｄｍｐｑ）２（ａｃａｃ）である。緑色光を発する有機発光材料の一例は、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）である。青色光を発する有機発光材料の一例は、ビス［２−（４，６−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｃ２，Ｎ］（ピコリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（ＦＩｒｐｉｃ）である。
一般に、ＯＬＥＤデバイスはフォトルミネセントまたはエレクトロルミネセントであってよい。本明細書で使用されるように、「ＯＬＥＤ」という用語は、エレクトロルミネセント有機発光材料を含むエレクトロルミネセントデバイスのみを指す。このようなＯＬＥＤデバイスに電流を印加すると、アノードは正孔を注入し、カソードは電子を発光層（複数可）に注入する。注入された正孔と電子は各々、反対に帯電した電極に向かって移動する。電子と正孔が局在化すると、励起エネルギー状態を有する局在化した電子正孔の対である励起子が形成され得る。励起子が光電子放出メカニズムを介して緩和すると、光が発せられる。「ＯＬＥＤ」という用語は、エレクトロルミネセント有機発光材料を含む単一発光ユニットエレクトロルミネセントデバイスを説明するために使用され得る。「ＯＬＥＤ」という用語はまた、エレクトロルミネセント有機発光材料を含む積層エレクトロルミネセントデバイスの１つ以上の発光ユニットを説明するために使用され得る。この用語体系は、他のソースで使用されているものとわずかに異なる場合がある。
本明細書で使用されるように、「量子ドット」という用語は、本明細書で別個に定義される「ペロブスカイト」材料を除いて、量子ドット材料、量子ロッド材料、および他の発光ナノ結晶材料を含む。量子ドットは、一般に、バルク半導体と離散分子との中間の特性を呈する半導体ナノ粒子と見なすことができる。量子ドットは、窒化ガリウム（ＧａＮ）、リン化ガリウム（ＧａＰ）、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、ヒ化インジウム（ＩｎＡｓ）などのＩＩＩ−Ｖ族半導体材料、または酸化亜鉛（ＺｎＯ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、およびテルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）などのＩＩ−ＶＩ族半導体材料、またはそれらの組み合わせを含んでいてもよい。一般に、量子閉じ込め効果の結果として、量子ドットの光電子特性は、量子ドットのサイズまたは形状の関数として変化することがある。
量子ドットのいくつかのタイプは、光学的または電気的な励起に応答して発光するように刺激されてもよい。つまり、量子ドット発光材料は、フォトルミネセントまたはエレクトロルミネセントであり得る。本明細書で使用されるように、「量子ドット発光材料」という用語は、電気的励起によって発光するエレクトロルミネセント量子ドット発光材料のみを指す。本文中で「量子ドット発光材料」が言及されている場合は常に、エレクトロルミネセント量子ドット発光材料が参照されていることを理解されたい。この用語体系は、他のソースで使用されているものとわずかに異なる場合がある。
本明細書で使用されるように、「量子ドット」という用語は、「ペロブスカイト」材料を含まない。ペロブスカイトナノ結晶、２Ｄペロブスカイト材料、および準２Ｄペロブスカイト材料など、ペロブスカイト材料のいくつかのタイプは、バルク半導体と離散分子との中間の特性を呈する半導体材料であり、量子ドットと同様に、量子閉じ込めが光電子特性に影響を与える可能性がある。しかしながら、本明細書で使用されるように、そのような材料は、「量子ドット」材料ではなく、「ペロブスカイト」材料と呼ばれる。この用語体系の第１の理由は、本明細書で定義されるように、ペロブスカイト材料および量子ドット材料が、一般に、異なる結晶構造を含むことである。この用語体系の第２の理由は、本明細書で定義されるように、ペロブスカイト材料および量子ドット材料が、一般に、その構造内に異なる材料タイプを含むことである。この用語体系の第３の理由は、ペロブスカイト材料からの発光は一般にペロブスカイト材料の構造サイズに依存しないのに対し、量子ドット材料からの発光が一般に量子ドット材料の構造サイズ（例えば、コアおよびシェル）に依存することである。この用語体系は、他のソースで使用されているものとわずかに異なる場合がある。
一般に、量子ドット発光材料はコアを含む。任意で、コアは、１つ以上のシェルによって囲まれていてもよい。任意で、コアおよび１つ以上のシェルは、不動態化構造によって囲まれていてもよい。任意で、不動態化構造は、１つ以上のシェルに結合した配位子を含んでいてもよい。コアとシェル（複数可）のサイズは、量子ドット発光材料の光電子特性に影響を与える可能性がある。一般に、コアとシェル（複数可）のサイズが小さくなると、量子閉じ込め効果がより強くなり、エレクトロルミネセント発光がより短い波長で刺激される可能性がある。ディスプレイ応用の場合、コアおよびシェル（複数可）の構造の直径は、通常、１〜１０ｎｍの範囲内である。青色光を発する量子ドットは、通常、最小であり、コアシェル（複数可）の直径はおよそ１〜２．５ｎｍの範囲内である。緑色光を発する量子ドットは、通常、わずかに大きく、コアシェル（複数可）の直径は約２．５〜４ｎｍの範囲内である。赤色光を発する量子ドットは、通常、より大きく、コアシェル（複数可）の直径は約５〜７ｎｍの範囲内である。これらの範囲は、例として、また理解を助けるために提供されており、限定することを意図するものではないことを理解されたい。
量子ドット発光材料の例には、ＣｄＳｅのコアを含む材料が含まれる。ＣｄＳｅは１．７３ｅＶのバルクバンドギャップを有しており、７１６ｎｍでの発光に対応している。しかしながら、ＣｄＳｅの発光スペクトルは、ＣｄＳｅ量子ドットのサイズを調整することにより、可視スペクトル全体で調整することができる。ＣｄＳｅコアを含む量子ドット発光材料は、ＣｄＳ、ＺｎＳ、またはそれらの組み合わせを含む１つ以上のシェルをさらに含み得る。ＣｄＳｅを含む量子ドット発光材料は、シェル（複数可）に結合した配位子を含む不動態化構造をさらに含んでいてもよい。ＣｄＳｅ／ＣｄＳまたはＣｄＳｅ／ＺｎＳコアシェル構造を含む量子ドット発光材料は、ディスプレイおよび／または光パネルでの応用のために赤、緑、または青色光を発するように調整することができる。
量子ドット発光材料の例には、ＩｎＰのコアを含む材料がさらに含まれる。ＩｎＰは１．３５ｅＶのバルクバンドギャップを有しており、９１８ｎｍでの発光に対応している。しかしながら、ＩｎＰの発光スペクトルは、ＩｎＰ量子ドットのサイズを調整することにより、可視スペクトル全体で調整することができる。ＩｎＰコアを含む量子ドット発光材料は、ＣｄＳ、ＺｎＳ、またはそれらの組み合わせのうちの１つ以上のシェルをさらに含み得る。ＩｎＰを含む量子ドット発光材料は、シェル（複数可）に結合した配位子を含み得る不動態化構造をさらに含み得る。ＩｎＰ／ＣｄＳまたはＩｎＰ／ＺｎＳコアシェル構造を含む量子ドット発光材料は、ディスプレイおよび／または光パネルでの応用のために赤、緑、または青色光を発するように調整することができる。
一般に、ＱＬＥＤデバイスはフォトルミネセントまたはエレクトロルミネセントであってよい。本明細書で使用されるように、「ＱＬＥＤ」という用語は、エレクトロルミネセント量子ドット発光材料を含むエレクトロルミネセントデバイスのみを指す。このようなＱＬＥＤデバイスに電流を印加すると、アノードは正孔を注入し、カソードは電子を発光層（複数可）に注入する。注入された正孔と電子は各々、反対に帯電した電極に向かって移動する。電子と正孔が局在化すると、励起エネルギー状態を有する局在化した電子正孔の対である励起子が形成され得る。励起子が光電子放出メカニズムを介して緩和すると、光が発せられる。「ＱＬＥＤ」という用語は、エレクトロルミネセント量子ドット発光材料を含む単一発光ユニットエレクトロルミネセントデバイスを説明するために使用され得る。「ＱＬＥＤ」という用語はまた、エレクトロルミネセント量子ドット発光材料を含む積層エレクトロルミネセントデバイスの１つ以上の発光ユニットを説明するために使用され得る。この用語体系は、他のソースで使用されているものとわずかに異なる場合がある。
本明細書で使用されるように「上」は、基板から最も遠いことを意味し、「下」は、基板に最も近いことを意味する。第１の層が第２の層の「上に配置されている」と記載されている場合、第１の層は基板からさらに離れて配置されている。第１層が第２層と「接触」していることが指定されていない限り、第１層と第２層との間に他の層が存在する場合がある。第１の層が第２の層に「接触している」と記載されている場合、第１の層は第２の層に隣接している。つまり、第１層は第２層と直接物理的に接触しており、第１層と第２層の間に追加の層、間隙、または空間は配置されていない。
本明細書で使用されるように、「溶解処理可能」とは、溶液または懸濁液の形態のいずれかで、液体媒体中に溶解し、分散し、または輸送し、および／またはそこから堆積させることができることを意味する。
本明細書で使用されるように、かつ当業者によって一般的に理解されるように、第１の「最高被占軌道」（ＨＯＭＯ）または「最低空軌道」（ＬＵＭＯ）エネルギー準位は、第１のエネルギー準位が真空エネルギー準位に近い場合、第２のＨＯＭＯまたはＬＵＭＯエネルギー準位よりも「大きい」または「高い」。イオン化ポテンシャル（ＩＰ）と電子親和力（ＥＡ）は、真空準位に対する負のエネルギーとして測定されるため、ＨＯＭＯエネルギー準位が高いほど、負のエネルギーが少ないＩＰに対応する。同様に、ＬＵＭＯエネルギー準位が高いほど、負のエネルギーが小さいＥＡに対応する。従来のエネルギー準位図では、真空準位が最上位にあるため、材料のＬＵＭＯエネルギー準位は同じ材料のＨＯＭＯエネルギー準位よりも高くなっている。「より高い」ＨＯＭＯまたはＬＵＭＯエネルギー準位は、「より低い」ＨＯＭＯまたはＬＵＭＯエネルギー準位よりも、このような図の上部近くに表示される。
本明細書で使用されるように、かつ当業者によって一般的に理解されるように、第１の作業関数は、第１の作業関数がより高い絶対値を有する場合には、第２の作業関数よりも「大きい」または「より大きい」。仕事関数は一般的に真空準位に対して負の数として測定されるため、これは「より高い」仕事関数がより負であることを意味する。従来のエネルギー準位図では、真空準位が上にあり、「より高い」仕事関数が、真空準位から下方向に離れているように図示されている。したがって、ＨＯＭＯおよびＬＵＭＯエネルギー準位の定義は、仕事関数とは異なる慣習に従っている。
本明細書で使用されるように、「光学的に結合された」という用語は、１つ以上の要素の間に光が付与され得るように配置されたデバイスまたは構造の１つ以上の要素を指す。１つ以上の要素は、接触しているか、または１つ以上の要素間に光を付与することを可能にする間隙またはいずれかの接続、結合、リンクなどによって分離されていてもよい。例えば、１つ以上の発光デバイスは、透明または半透明の基板を介して、１つ以上の色変更層に光学的に結合され得る。
本明細書で使用されるように、かつ当業者によって一般的に理解されるように、ＰｅＬＥＤ、ＯＬＥＤまたはＱＬＥＤなどの発光デバイスは、２つ以上の発光ユニットが発光デバイスの層構造内の１つ以上の電荷生成層によって分離されている場合、「積層」発光デバイスと呼ばれ得る。いくつかの光源では、積層発光デバイスは、タンデム発光デバイスと呼ばれることがある。「積層」および「タンデム」という用語は同じ意味で使用することができ、本明細書で使用されるように、タンデム発光デバイスはまた、積層発光デバイスであると見なされることを理解されたい。この用語体系は、他のソースで使用されているものとわずかに異なる場合がある。
ＰｅＬＥＤ、ＯＬＥＤおよびＱＬＥＤは発光ダイオードであり、本明細書で使用されるように、発光ダイオードは、一方向にのみ実質的な電流が流れることを可能にする発光デバイスであると見なされることを理解されたい。したがって、ＰｅＬＥＤ、ＯＬＥＤ、およびＱＬＥＤは、交流（ＡＣ）ではなく直流（ＤＣ）によって駆動されると見なされる。本明細書で使用される場合、「ＰｅＬＥＤ」、「ＯＬＥＤ」および「ＱＬＥＤ」という用語は、エレクトロルミネセントペロブスカイト、有機または量子ドット発光材料をそれぞれ含む単一発光ユニットエレクトロルミネセントデバイスを説明するために使用され得る。「ＰｅＬＥＤ」、「ＯＬＥＤ」および「ＱＬＥＤ」という用語はまた、エレクトロルミネセントペロブスカイト、有機または量子ドット発光材料をそれぞれ含む積層エレクトロルミネセントデバイスの１つ以上の発光ユニットを説明するために使用され得る。したがって、本明細書に開示されるエレクトロルミネセント発光デバイスは、それらの各々のＰｅＬＥＤ、ＯＬＥＤおよび／またはＱＬＥＤ発光ユニットを通って一方向にのみ実質的な電流が流れることを可能にすることを理解されたい。したがって、本明細書に開示されるエレクトロルミネセント発光デバイスは、交流（ＡＣ）ではなく、直流（ＤＣ）によって駆動されると見なされる。この用語体系は、他のソースで使用されているものとわずかに異なる場合がある。
発光デバイスが提供される。一実施形態では、発光デバイスは、第１の電極、第２の電極、および少なくとも２つの発光層を含む。少なくとも２つの発光層は、第１の電極と第２の電極との間に配置される。少なくとも２つの発光層の第１の発光層は、第１の電極の上に配置される。少なくとも２つの発光層の第２の発光層は、第１の発光層の上に配置される。第２の電極は、第２の発光層の上に配置される。第１の発光層は、第２の発光層と接触している。少なくとも２つの発光層のうちの少なくとも１つの発光層は、ペロブスカイト発光材料を含む。デバイスは、少なくとも２つの発光層のうちの少なくとも１つのさらなる発光層を含み、少なくとも２つの発光層のうちの少なくとも１つのさらなる発光層は、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、または量子ドット発光材料を含む。
一実施形態では、第１の発光層が、ペロブスカイト発光材料を含み、第２の発光層が、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、または量子ドット発光材料を含む。一実施形態では、第１の発光層が、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、または量子ドット発光材料を含み、第２の発光層が、ペロブスカイト発光材料を含む。
一実施形態では、少なくとも２つの発光層のうちの少なくとも１つのさらなる発光層が、ペロブスカイト発光材料または有機発光材料を含む。一実施形態では、第１の発光層が、ペロブスカイト発光材料を含み、第２の発光層が、ペロブスカイト発光材料を含む。一実施形態では、少なくとも２つの発光層のうちの少なくとも１つのさらなる発光層が、有機発光材料を含む。一実施形態では、第１の発光層が、ペロブスカイト発光材料を含み、第２の発光層が、有機発光材料を含む。一実施形態では、第１の発光層が、有機発光材料を含み、第２の発光層が、ペロブスカイト発光材料を含む。一実施形態では、少なくとも２つの発光層のうちの少なくとも１つのさらなる発光層が、ペロブスカイト発光材料または量子ドット発光材料を含む。一実施形態では、第１の発光層が、ペロブスカイト発光材料を含み、第２の発光層が、ペロブスカイト発光材料を含む。一実施形態では、少なくとも２つの発光層のうちの少なくとも１つのさらなる発光層が、量子ドット発光材料を含む。一実施形態では、第１の発光層が、ペロブスカイト発光材料を含み、第２の発光層が、量子ドットト発光材料を含む。一実施形態では、第１の発光層が、量子ドットト発光材料を含み、第２の発光層が、ペロブスカイト発光材料を含む。
一実施形態では、デバイスのうちの１つ以上の発光層が、有機金属ハロゲン化物発光ペロブスカイト材料を含み得る。一実施形態では、デバイスのうちの１つ以上の発光層が、無機金属ハロゲン化物発光ペロブスカイト材料を含み得る。
一実施形態では、少なくとも２つの発光層のうちの少なくとも１つの発光層が、黄色光を発し、少なくとも２つの発光層のうちの少なくとも１つのさらなる発光層が、青色光を発する。一実施形態では、発光デバイスは、白色光を発する。一実施形態では、発光デバイスは、演色評価数が８０以上の白色光を発する。一実施形態では、発光デバイスは、約６５０４Ｋの相関色温度で白色光を発する。
一実施形態では、少なくとも２つの発光層のうちの少なくとも１つの発光層が、赤色光を発し、少なくとも２つの発光層のうちの少なくとも１つのさらなる発光層が、緑色光を発する。一実施形態では、発光デバイスは、黄色光を発する。
一実施形態では、発光デバイスは、第１の電極、第２の電極、および少なくとも３つの発光層を含む。少なくとも３つの発光層は、第１の電極と第２の電極との間に配置される。少なくとも３つの発光層の第１の発光層は、第１の電極の上に配置される。少なくとも３つの発光層の第２の発光層は、第１の発光層の上に配置される。少なくとも３つの発光層の第３の発光層は、第２の発光層の上に配置される。第２の電極は、第３の発光層の上に配置される。第１の発光層は、第２の発光層と接触している。第２の発光層は、第３の発光層と接触している。少なくとも３つの発光層のうちの少なくとも１つの発光層は、ペロブスカイト発光材料を含む。デバイスは、少なくとも３つの発光層のうちの少なくとも２つのさらなる発光層を含み、少なくとも３つの発光層のうちの少なくとも２つのさらなる発光層は、それぞれ、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、または量子ドット発光材料を含む。
一実施形態では、少なくとも３つの発光層のうちの少なくとも２つのさらなる発光層は、それぞれ、ペロブスカイト発光材料または有機発光材料を含む。一実施形態では、第１の発光層は、ペロブスカイト発光材料を含み、第２の発光層は、ペロブスカイト発光材料を含み、第３の発光層は、ペロブスカイト発光材料を含む。一実施形態では、少なくとも２つのさらなる発光層のうちの少なくとも１つの発光層が、有機発光材料を含む。
一実施形態では、少なくとも３つの発光層のうちの少なくとも２つのさらなる発光層は、それぞれ、ペロブスカイト発光材料または量子ドット発光材料を含む。一実施形態では、第１の発光層は、ペロブスカイト発光材料を含み、第２の発光層は、ペロブスカイト発光材料を含み、第３の発光層は、ペロブスカイト発光材料を含む。一実施形態では、少なくとも２つの発光層のうちの少なくとも１つの発光層が、量子ドット発光材料を含む。
一実施形態では、少なくとも２つのさらなる発光層のうちの少なくとも１つの発光層は、有機発光材料を含み、少なくとも２つのさらなる発光層のうちの少なくとも１つの発光層は、量子ドット発光材料を含む。
一実施形態では、少なくとも３つの発光層のうちの少なくとも１つの発光層が赤色光を発し、少なくとも３つの発光層のうちの少なくとも１つのさらなる発光層が緑色光を発し、少なくとも３つの発光層のうちの少なくとも１つのさらなる発光層が青色光を発する。一実施形態では、発光デバイスは、白色光を発する。一実施形態では、発光デバイスは、演色評価数が８０以上の白色光を発する。一実施形態では、発光デバイスは、約６５０４Ｋの相関色温度で白色光を発する。
一実施形態では、発光デバイスは、積層発光デバイスである。一実施形態では、発光デバイスは、第１の電極、第２の電極、第１の発光ユニット、第２の発光ユニット、電荷生成層、および少なくとも３つの発光層を含む。少なくとも３つの発光層は、第１の電極と第２の電極との間に配置される。少なくとも３つの発光層の第１の発光層は、第１の電極の上に配置される。少なくとも３つの発光層の第２の発光層は、第１の発光層の上に配置される。少なくとも３つの発光層の第３の発光層は、第２の発光層の上に配置される。第２の電極は、第３の発光層の上に配置される。第１の発光ユニットは、第１の発光層および第２の発光層を含む。第２の発光ユニットは、第３の発光層を含む。電荷生成層は、第２の発光層と第３の発光層との間に配置される。第１の発光層は、第２の発光層と接触している。少なくとも３つの発光層のうちの少なくとも１つの発光層は、ペロブスカイト発光材料を含む。デバイスは、少なくとも３つの発光層のうちの少なくとも２つのさらなる発光層を含み、少なくとも３つの発光層のうちの少なくとも２つのさらなる発光層は、それぞれ、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、または量子ドット発光材料を含む。
一実施形態では、第１の発光層および第２の発光層のうちの少なくとも１つが赤色光を発し、第１の発光層および第２の発光層のうちの少なくとも１つが緑色光を発し、第３の発光層が青色光を発する。
一実施形態では、発光デバイスは、積層発光デバイスである。一実施形態では、発光デバイスは、第１の電極、第２の電極、第１の発光ユニット、第２の発光ユニット、電荷生成層、および少なくとも３つの発光層を含む。少なくとも３つの発光層は、第１の電極と第２の電極との間に配置される。少なくとも３つの発光層の第１の発光層は、第１の電極の上に配置される。少なくとも３つの発光層の第２の発光層は、第１の発光層の上に配置される。少なくとも３つの発光層の第３の発光層は、第２の発光層の上に配置される。第２の電極は、第３の発光層の上に配置される。第１の発光ユニットは、第１の発光層を含む。第２の発光ユニットは、第２の発光層および第３の発光層を含む。電荷生成層は、第１の発光層と第２の発光層との間に配置される。第２の発光層は、第３の発光層と接触している。少なくとも３つの発光層のうちの少なくとも１つの発光層は、ペロブスカイト発光材料を含む。デバイスは、少なくとも３つの発光層のうちの少なくとも２つのさらなる発光層を含み、少なくとも３つの発光層のうちの少なくとも２つのさらなる発光層は、それぞれ、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、または量子ドット発光材料を含む。
一実施形態では、第１の発光層が青色光を発し、第２の発光層および第３の発光層のうちの少なくとも１つが赤色光を発し、第２の発光層および第３の発光層のうちの少なくとも１つが緑色光を発する。
一実施形態では、発光デバイスは、マイクロキャビティ構造を含む。一実施形態では、発光デバイスは、色変更層を含む。
一実施形態では、発光デバイスは、ディスプレイのサブピクセルに含まれ得る。一実施形態では、発光デバイスは、光パネルに含まれ得る。
上記の要約、ならびに例示的な実施形態の以下の詳細な説明は、添付の図面と併せて読むとよりよく理解される。本開示を説明する目的で、本開示の例示的な構成が図面に示されている。しかしながら、本開示は、本明細書に開示される特定の方法および手段に限定されない。さらに、当業者は、図面が原寸に比例していないことを理解するであろう。
添付の図面において、下線番号は、下線番号が配置されている項目または下線番号が隣接している項目を表すために使用されている。下線のない番号は、下線のない番号をアイテムに結び付ける線によって識別されるアイテムに関する。番号に下線がなく、関連する矢印が付いている場合、下線なしの番号は、矢印が指している一般的な項目を識別するために使用される。ここで、本開示の実施形態は、以下を参照して、例としてのみ説明される。
発光デバイスを示す。 反転発光デバイスを示す。 構造ＡＢＸ３を有する３Ｄペロブスカイト発光材料を示す。 構造Ｌ２（ＡＢＸ３）ｎ−１ＢＸ４を有する層状ペロブスカイト発光材料を示し、ここで、ｎ＝１、３、５、１０および∞である。 Ｌ２（ＡＢＸ３）ｎ−１ＢＸ４に似た層状構造を有するペロブスカイト材料のナノ結晶の例を示し、ここで、ｎ＝５である。 ２つの発光層を含む発光デバイスを示す。 ３つの発光層を含む発光デバイスを示す。 ＣＩＥ１９３１（ｘ，ｙ）色空間色度図の表現を示す。 （ａ）ＤＣＩ−Ｐ３および（ｂ）Ｒｅｃ．２０２０の色空間の色域も示すＣＩＥ１９３１（ｘ，ｙ）色空間色度図の表現を示す。 例示的な赤、緑、青のＰｅＬＥＤ、ＯＬＥＤ、ＱＬＥＤデバイスの色座標と共に、（ａ）ＤＣＩ−Ｐ３および（ｂ）Ｒｅｃ．２０２０の色空間の色域も示すＣＩＥ１９３１（ｘ，ｙ）色空間色度図の表現を示す。 プランキアン軌跡も示すＣＩＥ１９３１（ｘ，ｙ）色空間色度図の表現を示す。 赤、緑、青のＰｅＬＥＤ、ＯＬＥＤ、およびＱＬＥＤのための例示的なエレクトロルミネッセンス発光スペクトルを示す。 ２つの発光層を含む発光デバイスの発光層の様々な構成を示す。 ２つの発光層を含む発光デバイスの発光層のさらに様々な構成を示す。 ３つの発光層を含む発光デバイスの発光層の様々な構成を示す。 ３つの発光層を含む発光デバイスの発光層のさらに様々な構成を示す。 ２つの発光ユニットを含む積層発光デバイスを示す。 は、２つの発光ユニットを含む積層発光デバイスを示し、第１の発光ユニットは、２つの発光層を含む。 ３つの発光層を含む積層発光デバイスの発光層の様々な構成を示す。 ３つの発光層を含む積層発光デバイスの発光層のさらに様々な構成を示す。 ３つの発光層を含む積層発光デバイスの発光層のさらに様々な構成を示す。 色変更層を含む積層発光デバイスの例を示す。
ＰｅＬＥＤの一般的なデバイスアーキテクチャと動作原理は、ＯＬＥＤとＱＬＥＤの場合とほぼ同じである。これらの発光デバイスの各々は、アノードとカソードとの間に配置され、電気的に接続された少なくとも１つの発光層を含む。ＰｅＬＥＤの場合、発光層はペロブスカイト発光材料を含む。ＯＬＥＤの場合、発光層は有機発光材料を含む。ＱＬＥＤの場合、発光層は量子ドット発光材料を含む。これらの発光デバイスの各々について、電流が印加されると、アノードは正孔を注入し、カソードは電子を発光層（複数可）に注入する。注入された正孔と電子は各々、反対に帯電した電極に向かって移動する。電子と正孔が局在化すると、励起エネルギー状態を有する局在化した電子正孔の対である励起子が形成され得る。励起子が光電子放出メカニズムを介して緩和すると、光が発せられる。熱放射および／またはオージェ再結合のような非放射メカニズムも起こり得るが、一般的には望ましくないと考えられている。ＰｅＬＥＤ、ＯＬＥＤ、およびＱＬＥＤに必要なデバイスアーキテクチャと動作原理が実質的に類似しているため、複数の発光層を有する発光デバイスなどの単一デバイスにおいて、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、および量子ドット発光材料を組み合わせることが容易になる。
図１は、単一の発光層を含む発光デバイス１００を示している。デバイス１００は、基板１１０、アノード１１５、正孔注入層１２０、正孔輸送層１２５、電子遮断層１３０、第１の発光層１３５、正孔遮断層１４０、電子輸送層１４５、電子注入層１５０、カソード１５５、キャッピング層１６０、およびバリア層１６５を含み得る。第１の発光層１３５は、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、または量子ドット発光材料を含み得る。デバイス１００は、順に記載された層を堆積することによって製作されてもよい。デバイス１００は、カソード１５５の下に配置されたアノード１１５を有するので、デバイス１００は、「標準的な」デバイスアーキテクチャと呼ばれ得る。ＰｅＬＥＤの場合、発光層はペロブスカイト発光材料を含む。ＯＬＥＤの場合、発光層は有機発光材料を含む。ＱＬＥＤの場合、発光層は量子ドット発光材料を含む。
図２は、単一の発光層を含む反転発光デバイス２００を示している。発光デバイス２００は、ＰｅＬＥＤ、ＯＬＥＤ、またはＱＬＥＤであり得る。デバイスは、基板２１０、カソード２１５、第１の発光層２２０、正孔輸送層２２５、およびアノード２３０を含む。第１の発光層２２０は、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、または量子ドット発光材料を含み得る。デバイス２００は、順に記載された層を堆積することによって製作されてもよい。デバイス２００は、アノード２３０の下に配置されたカソード２１５を有するので、デバイス２００は、「反転」デバイスアーキテクチャと呼ばれ得る。ＰｅＬＥＤの場合、発光層はペロブスカイト発光材料を含む。ＯＬＥＤの場合、発光層は有機発光材料を含む。ＱＬＥＤの場合、発光層は量子ドット発光材料を含む。デバイス１００に対して記載されたものと同様の材料を、デバイス２００の対応する層で使用することができる。図２は、ＰｅＬＥＤ、ＯＬＥＤ、またはＱＬＥＤの構造からいくつかの層がどのように省略され得るかの一例を提供する。
図１および図２に図示される単純な層状構造は、非限定的な例として提供され、本発明の実施形態は、多種多様な他の構造に関連して使用され得ることが理解される。記載されている特定の材料および構造は、本質的に例示的なものであり、他の材料および構造を使用することができる。機能性ＰｅＬＥＤ、ＯＬＥＤ、およびＱＬＥＤは、異なる方法で説明した様々な層を組み合わせることで実現されてもよく、性能、設計、およびコストなどの要因に基づいて、層を完全に省略してもよい。特に記載されていない他の層も含まれ得る。特に記載されているもの以外の材料を使用することができる。本明細書で提供される例の多くは、単一の材料を含むものとして様々な層を説明しているが、材料の組み合わせを使用できることが理解される。また、層は様々な副層を有していてもよい。例えば、ＰｅＬＥＤの発光層は、有機または無機材料の１つ以上の副層と接触して配置されたペロブスカイト発光材料の１つ以上の副層を含み得る。１つ以上の副層内の有機または無機材料は、ＰｅＬＥＤデバイスの発光層内で、電荷注入、電荷輸送、電荷遮断、または電荷閉じ込め機能を果たし得る。しかしながら、有機または無機材料のそのような副層が前述のようなエレクトロルミネッセンスのプロセスを通して発光しない場合、それらは本明細書では、別個の有機または無機発光層としてではなく、ＰｅＬＥＤ発光層の副層と見なされる。
本明細書の様々な層に付けられた名前は、厳密に限定することを意図するものではない。例えば、デバイスでは、正孔輸送層は、発光層に正孔を輸送および注入することができ、正孔輸送層または正孔注入層として説明することができる。
ＰｅＬＥＤ、ＯＬＥＤ、およびＱＬＥＤは、一般に、電極のうちの少なくとも１つを通して光を発することを意図されており、１つ以上の透明電極は、そのような光電子デバイスにおいて有用であり得る。例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの透明電極材料を下部電極に使用することができ、一方、マグネシウムと銀を混合した（Ｍｇ：Ａｇ）薄い金属層などの透明電極材料を上部電極に使用することができる。下部電極を通してのみ発光することを意図したデバイスの場合、上部電極は透明である必要はなく、高反射率を有する金属層など、不透明および／または反射層から構成され得る。同様に、上部電極を通して発光することのみを意図したデバイスの場合、下部電極は、高い反射率を有する金属層など、不透明および／または反射性であってもよい。電極を透明にする必要がない場合、より厚い層を使用すると、導電率が向上し、デバイスの電圧降下やジュール熱が減少する可能性があり、反射電極を使用すると、透明電極に向かって光を戻すように反射させて他方の電極から発せられる光の量を増加させることができる。両方の電極が透明である完全に透明なデバイスも製作され得る。
本発明の実施形態に従って製作されたデバイスは、任意で基板１１０を含み得る。基板１１０は、所望の構造的および光学的特性を提供するいずれかの適切な材料を含み得る。基板１１０は、剛性または可撓性であり得る。基板１１０は、平坦であっても湾曲していてもよい。基板１１０は、透明、半透明、または不透明であり得る。好ましい基板材料は、ガラス、プラスチックおよび金属箔である。布および紙などの他の基板を使用してもよい。基板１１０の材料および厚さは、所望の構造的および光学的特性を得るために選択され得る。ＰｅＬＥＤ、ＯＬＥＤ、およびＱＬＥＤに必要な基板特性が実質的に類似しているため、複数の発光層を有する発光デバイスなどの単一デバイスにおいて、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、および量子ドット発光材料を組み合わせることが容易になる。
本発明の実施形態に従って製作されたデバイスは、任意でアノード１１５を含み得る。アノード１１５は、アノード１１５が正孔を伝導してデバイスの層に注入することができるように、当技術分野で知られているいずれかの適切な材料または材料の組み合わせを含むことができる。好ましいアノード１１５の材料は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、およびアルミニウム亜鉛酸化物（ＡｌＺｎＯ）などの導電性金属酸化物、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−ネオジム（Ａｌ：Ｎｄ）、金（Ａｕ）、およびそれらの合金などの金属、またはそれらの組み合わせを含む。他の好ましいアノード１１５の材料は、グラフェン、カーボンナノチューブ、ナノワイヤまたはナノ粒子、銀ナノワイヤもしくはナノ粒子、有機材料、例えばポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）、ポリスチレンスルホン酸塩（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）およびその誘導体、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかのデバイスでは、単層において１つ以上のアノード材料を含む複合アノードが好ましい場合がある。いくつかのデバイスでは、１つ以上の層において１つ以上のアノード材料を含む多層アノードが好ましい場合がある。多層アノードの一例は、ＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯである。ＰｅＬＥＤ、ＯＬＥＤ、およびＱＬＥＤのための標準的なデバイスアーキテクチャでは、アノード１１５は、基板を介して光が発せられる下部発光デバイスを作成するために十分に透明であってもよい。標準的なデバイスアーキテクチャにおいて一般的に使用される透明アノードの一例は、ＩＴＯの層である。標準的なデバイスアーキテクチャにおいて一般的に使用される透明アノードの別の例は、ＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯであり、Ａｇの厚さは約２５ｎｍ未満である。約２５ｎｍ未満の厚さの銀の層を含むことにより、アノードは透明であると同時に部分的に反射性であってもよい。このような透明で部分的に反射性のアノードをＬｉＦ／Ａｌなどの反射カソードと組み合わせて使用すると、デバイス内にマイクロキャビティを生じさせるという利点を得ることができる。マイクロキャビティは、以下の利点、すなわち、デバイスから発せられる光の総量の増加、したがって、より高い効率および明るさ、順方向に発せられる光の割合の増加、したがって、法線入射における見かけの明るさの増加、および発光スペクトルの狭帯域化、その結果としての、彩度が増加した発光のうちの１つ以上を提供することができる。アノード１１５は不透明および／または反射性であってもよい。ＰｅＬＥＤ、ＯＬＥＤ、およびＱＬＥＤのための標準的なデバイスアーキテクチャでは、デバイスの上部から発せられる光の量を増加させるために、いくつかの上部発光デバイスでは反射アノード１１５が好ましい場合がある。標準的なデバイスアーキテクチャにおいて一般的に使用される反射アノードの一例は、ＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯの多層アノードであり、Ａｇの厚さは約８０ｎｍ超である。このような反射アノードを、Ｍｇ：Ａｇのような透明で部分的に反射性のカソードと組み合わせて使用すると、デバイス内にマイクロキャビティを生じさせるという利点を有することができる。アノード１１５の材料および厚さは、所望の導電性および光学的特性を得るために選択され得る。アノード１１５が透明である場合には、所望の導電性を提供するのに十分な厚さでありながら、所望の透明度を提供するのに十分な薄さである、特定の材料のための厚さの範囲が存在し得る。他の材料および構造を使用することができる。ＰｅＬＥＤ、ＯＬＥＤ、およびＱＬＥＤに必要なアノード特性が実質的に類似しているため、複数の発光層を有する発光デバイスなどの単一デバイスにおいて、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、および量子ドット発光材料を組み合わせることが容易になる。
本発明の実施形態に従って製作されたデバイスは、任意で正孔輸送層１２５を含み得る。正孔輸送層１２５は、正孔を輸送することができるいずれかの材料を含み得る。正孔輸送層１２５は、溶解法または真空蒸着法によって堆積され得る。正孔輸送層１２５は、ドープされていても、ドープされていなくてもよい。ドープは、導電性を強化するために使用することができる。
ドープされていない正孔輸送層の例は、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＮＰＤ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−コ−（４，４’−（Ｎ−（４−ｓｅｃ−ブチルフェニル）ジフェニルアミン（ＴＦＢ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（ポリ−ＴＰＤ）、ポリ（９−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）、４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）−１，１’−ビフェニル（ＣＢＰ）、スピロ−ＯＭｅＴＡＤ、および酸化モリブデン（ＭｏＯ３）である。ドープされた正孔輸送層の一例は、Ｆ４−ＴＣＮＱを５０：１のモル比でドープした４，４’，４’−Ｔｒｉｓ［フェニル（ｍ−トリル）アミノ］トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）である。溶解処理された正孔輸送層の一例は、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳである。他の正孔輸送層および構造を使用することができる。正孔輸送材料の前述の例は、ＰｅＬＥＤでの応用に特に適している。しかしながら、これらの材料は、ＯＬＥＤおよびＱＬＥＤにおいても効果的に実装することができる。ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、および量子ドット発光材料に必要な正孔輸送層の特性が実質的に類似しているため、複数の発光層を有する発光デバイスなどの単一のデバイスにおいて、これらの発光材料を組み合わせることが容易になる。
本発明の実施形態に従って製作されたデバイスは、任意で、１つ以上の発光層１３５を含み得る。発光層１３５は、電流がアノード１１５とカソード１５５との間を通過するときに発光することができる、いずれかの材料を含み得る。デバイスアーキテクチャと動作原理は、ＰｅＬＥＤ、ＯＬＥＤ、およびＱＬＥＤでほぼ同じである。しかしながら、これらの発光デバイスは、それらのそれぞれの発光層の違いによって区別され得る。ＰｅＬＥＤの発光層は、ペロブスカイト発光材料を含み得る。ＯＬＥＤの発光層は、有機発光材料を含み得る。ＱＬＥＤの発光層は、量子ドット発光材料を含み得る。
ペロブスカイト発光材料の例には、メチルアンモニウムヨウ化鉛（ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＩ３）、メチルアンモニウム臭化鉛（ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＢｒ３）、メチルアンモニウムリード塩化物（ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＣｌ３）、ホルムアミジニウムヨウ化鉛（ＣＨ（ＮＨ２）２Ｐｂｌ３）、ホルムアミジリードブロマイド（ＣＨ（ＮＨ２）２ＰｂＢｒ３）、ホルムアミジニウム塩化鉛（ＣＨ（ＮＨ２）２ＰｂＣｌ３）、ヨウ化セシウム鉛（ＣｓＰｂＩ３）、臭化セシウム鉛（ＣｓＰｂＢｒ３）、および塩化セシウム鉛（ＣｓＰｂＣｌ３）などの、３Ｄペロブスカイト材料が含まれる。ペロブスカイト発光材料の例には、ＣＨ３ＮＨ３Ｐｂｌ３−ｘＣｌｘ、ＣＨ３ＮＨ３Ｐｂｌ３−ｘＢｒｘ、ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＣｌ３−ｘＢｒｘ、ＣＨ（ＮＨ２）２Ｐｂｌ３−ｘＢｒｘ、ＣＨ（ＮＨ２）２Ｐｂｌ３−ｘＣｌｘ、ＣＨ（ＮＨ２）２ＰｂＣｌ３−ｘＢｒｘ、ＣｓＰｂｌ３−ｘＣｌｘ、ＣｓＰｂｌ３−ｘＢｒｘ、およびＣｓＰｂＣｌ３−ｘＢｒｘなどの、混合ハロゲン化物を用いた３Ｄペロブスカイト材料がさらに含まれ、ここで、ｘは０〜３の範囲内である。ペロブスカイト発光材料の例には、（Ｃ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３）２Ｐｂｌ４、（Ｃ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３）２ＰｂＢｒ４、（Ｃ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３）２ＰｂＣｌ４、（Ｃ６Ｈ５Ｃ２Ｈ４ＮＨ３）２Ｐｂｌ４、（Ｃ６Ｈ５Ｃ２Ｈ４ＮＨ３）２ＰｂＢｒ４、および（Ｃ６Ｈ５Ｃ２Ｈ４ＮＨ３）２ＰｂＣｌ４などの２Ｄペロブスカイト材料、（Ｃ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３）２Ｐｂｌ３−ｘＣｌｘ、（Ｃ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３）２Ｐｂｌ３−ｘＢｒｘ、（Ｃ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３）２ＰｂＣｌ３−ｘＢｒｘ、（Ｃ６Ｈ５Ｃ２Ｈ４ＮＨ３）２Ｐｂｌ３−ｘＣｌｘ、（Ｃ６Ｈ５Ｃ２Ｈ４ＮＨ３）２Ｐｂｌ３−ｘＢｒｘ、および（Ｃ６Ｈ５Ｃ２Ｈ４ＮＨ３）２ＰｂＣｌ３−ｘＢｒｘなどの混合ハロゲン化物を用いた２Ｄペロブスカイト材料がさらに含まれ、ここで、ｘは０〜３の範囲内である。ペロブスカイト発光材料の例には、（Ｃ６Ｈ５Ｃ２Ｈ４ＮＨ３）２（ＣＨ（ＮＨ２）２ＰｂＢｒ３）ｎ−１Ｐｂｌ４、（Ｃ６Ｈ５Ｃ２Ｈ４ＮＨ３）２（ＣＨ（ＮＨ２）２ＰｂＢｒ３）ｎ−１ＰｂＢｒ４、（Ｃ６Ｈ５Ｃ２Ｈ４ＮＨ３）２（ＣＨ（ＮＨ２）２ＰｂＢｒ３）ｎ−１ＰｂＣｌ４、（Ｃ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３）２（ＣＨ３ＮＨ３Ｐｂｌ２Ｂｒ）ｎ−１Ｐｂｌ４、（Ｃ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３）２（ＣＨ３ＮＨ３Ｐｂｌ２Ｂｒ）ｎ−１ＰｂＢｒ４、および（Ｃ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３）２（ＣＨ３ＮＨ３Ｐｂｌ２Ｂｒ）ｎ−１ＰｂＣｌ４などの準２Ｄペロブスカイト材料がさらに含まれ、ここで、ｎは層の数であり、任意で、ｎは約２〜１０の範囲内であってもよい。ペロブスカイト発光材料の例には、（Ｃ６Ｈ５Ｃ２Ｈ４ＮＨ３）２（ＣＨ（ＮＨ２）２ＰｂＢｒ３）ｎ−１Ｐｂｌ３−ｘＣｌｘ、（Ｃ６Ｈ５Ｃ２Ｈ４ＮＨ３）２（ＣＨ（ＮＨ２）２ＰｂＢｒ３）ｎ−１Ｐｂｌ３−ｘＢｒｘ、（Ｃ６Ｈ５Ｃ２Ｈ４ＮＨ３）２（ＣＨ（ＮＨ２）２ＰｂＢｒ３）ｎ−１ＰｂＣｌ３−ｘＢｒｘ、（Ｃ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３）２（ＣＨ３ＮＨ３Ｐｂｌ２Ｂｒ）ｎ−１Ｐｂｌ３−ｘＣｌｘ、（Ｃ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３）２（ＣＨ３ＮＨ３Ｐｂｌ２Ｂｒ）ｎ−１Ｐｂｌ３−ｘＢｒｘ、および（Ｃ１０Ｈ７ＣＨ２ＮＨ３）２（ＣＨ３ＮＨ３Ｐｂｌ２Ｂｒ）ｎ−１ＰｂＣｌ３−ｘＢｒｘなどの混合ハロゲン化物を含む準２Ｄペロブスカイト材料がさらに含まれ、ここで、ｎは層の数であり、任意で、ｎは約２〜１０の範囲内であってもよく、ｘは０〜３の範囲である。ペロブスカイト発光材料の例には、前述の例のいずれかがさらに含まれ、二価金属カチオン鉛（Ｐｂ＋）は、スズ（Ｓｎ＋）、銅（Ｃｕ＋）、またはユーロピウム（Ｅｕ＋）で置換されてもよい。ペロブスカイト発光材料の例には、準２Ｄペロブスカイト材料に非常に似た構造を有するペロブスカイト発光ナノ結晶がさらに含まれる。
ペロブスカイト発光材料としては、ヨウ化メチルアンモニウム鉛（ＣＨ３ＮＨ３Ｐｂｌ３）、臭化メチルアンモニウム鉛（ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＢｒ３）、塩化メチルアンモニウム鉛（ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＣｌ３）などの、有機金属ハロゲンペロブスカイト材料が含まれてもよく、ここで、材料は有機カチオンを含む。ペロブスカイト発光材料は、ヨウ化セシウム鉛（ＣｓＰｂｌ３）、臭化セシウム鉛（ＣｓＰｂＢｒ３）、および塩化セシウム鉛（ＣｓＰｂＣｌ３）などの無機金属ハロゲン化物ペロブスカイト材料を含んでいてもよく、ここで、材料は無機カチオンを含む。さらに、ペロブスカイト発光材料は、有機および無機カチオンの組み合わせが存在するペロブスカイト発光材料を含み得る。有機または無機カチオンの選択は、所望の発光色、エレクトロルミネッセンスの効率、エレクトロルミネッセンスの安定性、および処理の容易さを含むいくつかの要因によって決定され得る。無機金属ハロゲン化物ペロブスカイト材料は、図５に示されるようなナノ結晶構造を有するペロブスカイト発光材料に特によく適しており、無機カチオンは、コンパクトで安定したペロブスカイト発光ナノ結晶構造を可能にし得る。
ペロブスカイト発光材料は、種々の方法で発光層１３５に含まれ得る。例えば、発光層は、２Ｄペロブスカイト発光材料、準２Ｄペロブスカイト発光材料または３Ｄペロブスカイト発光材料、もしくはそれらの組み合わせを含み得る。任意で、発光層は、ペロブスカイト発光ナノ結晶を含み得る。任意で、発光層１３５は、準２Ｄペロブスカイト発光材料のアンサンブルを含んでもよく、ここで、アンサンブル中の準２Ｄペロブスカイト発光材料は、異なる数の層を含んでいてもよい。準２Ｄペロブスカイト発光材料のアンサンブルは、層数が少なくエネルギーバンドギャップが大きい準２Ｄペロブスカイト発光材料から、層数が多くエネルギーバンドギャップが小さい準２Ｄペロブスカイト発光材料へのエネルギー移動があってもよいため、好ましい場合がある。このエネルギーファンネルは、ＰｅＬＥＤデバイス内の励起子を効率的に閉じ込めることができ、デバイスの性能を改善させることができる。任意で、発光層１３５は、ペロブスカイト発光ナノ結晶材料を含み得る。ペロブスカイト発光ナノ結晶材料は、ナノ結晶境界を使用してＰｅＬＥＤデバイスに励起子を閉じ込めることができ、表面カチオンを使用してナノ結晶境界を不動態化することができるので、好ましい場合がある。この励起子の閉じ込めおよび表面の不動態化により、デバイスの性能が改善する可能性がある。他の発光層材料および構造を使用することができる。
任意で、発光デバイスは、ペロブスカイト発光材料を含む単一の発光層を含み得る。任意で、発光デバイスは、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、および／または量子ドット発光材料を含む１つ以上の追加の発光層をさらに含み得る。任意で、発光デバイスは、ペロブスカイト発光材料を含む少なくとも１つの発光層と、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料または量子ドット発光材料を含む少なくとも１つのさらなる発光層と、を含み得る。任意で、発光デバイスは、ペロブスカイト発光材料を含む少なくとも１つの発光層と、それぞれがペロブスカイト発光材料、有機発光材料または量子ドット発光材料を含む少なくとも２つのさらなる発光層と、を含み得る。
多発光層デバイスは、例えば、複数の発光層からの光を組み合わせて、デバイスの効率、寿命を向上させ、および／または発光色を調整することを可能にするために好ましい場合がある。例えば、複数の発光層からの複数の発光色をデバイス内で組み合わせることができる。例えば、第１の発光層からの赤色光を、第２の発光層からの緑色光および第３の発光層からの青色光と組み合わせて、デバイスから白色発光を生成することができる。多発光層デバイスはさらに、１つ以上のペロブスカイト発光材料からの発光を、１つ以上のペロブスカイト発光材料、有機発光材料、および／または量子ドット発光材料からの発光と組み合わせることができ、それぞれの色ごとに最適なタイプの発光材料を選択してもよい。
蛍光有機発光材料のいくつかの例は、欧州特許第ＥＰ０４２３２８３（Ｂ１）号に記載されている。リン光性有機発光材料のいくつかの例は、米国特許第ＵＳ６３０３２３８（Ｂ１）号および同第ＵＳ７２７９７０４Ｂ２号に記載されている。ＴＡＤＦメカニズムを介して発光する有機発光材料のいくつかの例は、Ｕｏｙａｍａらに記載されている。量子ドット発光材料のいくつかの例は、Ｋａｔｈｉｒｇａｍａｎａｔｈａｎら（１）に記載されている。これらの引用はすべて、参照によりその全体が本明細書に含まれる。
本発明の実施形態に従って製作されたデバイスは、任意で、電子輸送層１４５を含み得る。電子輸送層１４５は、電子を輸送することができるいずれかの材料を含み得る。電子輸送層１４５は、溶解法または真空蒸着法によって蒸着され得る。電子輸送層１４５は、ドープされていても、ドープされていなくてもよい。ドープは、導電性を強化するために使用することができる。
ドープされていない電子輸送層の例は、トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、２，２’，２”−（１，３，５−ベンジントリイル）−トリス（１−フェニル−１−Ｈ−ベンズイミダゾール）（ＴＰＢｉ）、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、および二酸化チタン（ＴｉＯ３）である。ドープされた電子輸送層の一例は、リチウム（Ｌｉ）をモル比１：１でドープした４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＰｈｅｎ）である。溶解処理された電子輸送層の一例は、［６，６］−フェニルＣ６１酪酸メチルエステル（ＰＣＢＭ）である。他の電子輸送層および構造を使用することができる。電子輸送材料の前述の例は、ＰｅＬＥＤでの応用に特に適している。しかしながら、これらの材料は、ＯＬＥＤおよびＱＬＥＤにおいても効果的に実装することができる。ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、および量子ドット発光材料に必要な電子輸送層の特性が実質的に類似しているため、複数の発光層を有する発光デバイスなどの単一のデバイスにおいて、これらの発光材料を組み合わせることが容易になる。
本発明の実施形態に従って製作されたデバイスは、任意で、カソード１５５を含み得る。カソード１５５は、カソード１５５が電子を伝導してデバイスの層に注入することができるように、当技術分野で知られているいずれかの適切な材料または材料の組み合わせを含むことができる。好ましいカソード１５５材料には、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、およびフッ素スズ酸化物（ＦＴＯ）などの金属酸化物、カルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、およびイッテルビウム（Ｙｂ）などの金属、またはそれらの組み合わせが含まれる。他の好ましいカソード１５５材料には、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−ネオジム（Ａｌ：Ｎｄ）、金（Ａｕ）、およびそれらの合金、またはそれらの組み合わせなどの金属が含まれる。いくつかのデバイスからは、単層において１つ以上のカソード材料を含む複合カソードが好ましい場合がある。複合カソードの一例は、Ｍｇ：Ａｇである。いくつかのデバイスでは、１つ以上の層において１つ以上のカソード材料を含む多層アノードが好ましい場合がある。多層カソードの一例は、Ｂａ／Ａｌである。ＰｅＬＥＤ、ＯＬＥＤ、およびＱＬＥＤのための標準的なデバイスアーキテクチャでは、カソード１５５は、デバイスの上部から光が発せられる上部発光デバイスを作成するために十分に透明であってもよい。標準的なデバイスアーキテクチャにおいて一般的に使用される透明カソードの一例は、Ｍｇ：Ａｇの化合物層である。Ｍｇ：Ａｇの化合物を使用することにより、カソードは、部分的に反射性であるだけでなく、透明であってもよい。このような透明で部分的に反射性のカソードを、Ａｇの厚さが約８０ｎｍ超であるＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯなどの反射アノードと組み合わせて使用すると、デバイス内にマイクロキャビティを生じさせるという利点を有することができる。カソード１５５は、不透明および／または反射性であり得る。ＰｅＬＥＤ、ＯＬＥＤ、およびＱＬＥＤのための標準的なデバイスアーキテクチャでは、デバイスの底部から基板を通して発せられる光の量を増加させるために、いくつかの底部発光デバイスに反射カソード１５５が好ましい場合がある。標準的なデバイスアーキテクチャにおいて一般的に使用される反射カソードの一例は、ＬｉＦ／Ａｌの多層カソードである。このような反射カソードを、Ａｇの厚さが約２５ｎｍ未満であるＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯなどの透明で部分的に反射性のアノードと組み合わせて使用すると、デバイス内にマイクロキャビティを生じさせるという利点を有することができる。
カソード１５５の材料および厚さは、所望の導電性および光学的特性を得るために選択され得る。カソード１５５が透明である場合には、所望の導電性を提供するのに十分な厚さでありながら、所望の透明度を提供するのに十分な薄さである、特定の材料のための厚さの範囲が存在してもよい。他の材料および構造を使用することができる。ＰｅＬＥＤ、ＯＬＥＤ、およびＱＬＥＤに必要なカソード特性が実質的に類似しているため、複数の発光層を有する発光デバイスなどの単一デバイスにおいて、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、および量子ドット発光材料を組み合わせることが容易になる。
本発明の実施形態に従って製作されたデバイスは、任意で、１つ以上の遮断層を含み得る。遮断層を使用して、発光層を出る電荷キャリア（電子または正孔）および／または励起子の数を減らすことができる。電子遮断層１３０を発光層１３５と正孔輸送層１２５との間に配置して、発光層１３５から正孔輸送層１２５の方向に出ていく電子を遮断することができる。同様に、正孔遮断層１４０を発光層１３５と電子輸送層１４５との間に配置して、発光層１３５から電子輸送層１４５の方向に出ていく正孔を遮断することができる。遮断層はまた、発光層から拡散する励起子を遮断するために使用され得る。本明細書で使用されるように、かつ当業者によって理解されるように、「遮断層」という用語は、層が電荷キャリアおよび／または励起子の輸送を著しく阻害するバリアを提供することを意味し、層が電荷キャリアおよび／または励起子を完全に遮断することを示唆するものではない。デバイス内のそのような遮断層の存在は、遮断層を欠く同様のデバイスと比較して、実質的により高い効率をもたらす可能性がある。遮断層を使用して、発光をデバイスの所望の領域に限定することもできる。ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、および量子ドット発光材料に必要な遮断層の特性が実質的に類似しているため、複数の発光層を有する発光デバイスなどの単一のデバイスにおいて、これらの発光材料を組み合わせることが容易になる。
本発明の実施形態に従って製作されたデバイスは、任意で、１つ以上の注入層を含み得る。一般に、注入層は、電極などの１つの層から隣接する層への電荷キャリアの注入を改善することができる１つ以上の材料から構成される。注入層はまた、電荷輸送機能を果たしてもよい。
デバイス１００では、正孔注入層１２０は、アノード１１５から正孔輸送層１２５への正孔の注入を改善するいずれかの層であり得る。正孔注入層として使用できる材料の例は、蒸着することができる銅（ＩＩ）フタロシアニン（ＣｕＰｃ）や１，４，５，８，９，１１−ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリル（ＨＡＴＣＮ）、およびＰＥＤＯＴ：ＰＳＳなどのポリマーがあり、これは溶液から堆積することができる。正孔注入層として使用できる材料の別の例は、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）である。正孔注入材料の前述の例は、ＰｅＬＥＤでの応用に特に適している。しかしながら、これらの材料は、ＯＬＥＤおよびＱＬＥＤにおいても効果的に実装することができる。ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、および量子ドット発光材料に必要な正孔注入層の特性が実質的に類似しているため、複数の発光層を有する発光デバイスなどの単一のデバイスにおいて、これらの発光材料を組み合わせることが容易になる。
正孔注入層（ＨＩＬ）１２０は、本明細書に記載の相対ＩＰエネルギーによって定義されるように、ＨＩＬの一方の側に隣接するアノード層と、ＨＩＬの反対側に隣接する正孔輸送層とに、有利に適合するＨＯＭＯエネルギー準位を有する電荷搬送成分を含んでいてもよい。「電荷搬送成分」は、実際に正孔を輸送するＨＯＭＯエネルギー準位を担う材料である。この材料は、ＨＩＬの基材であってもよいか、またはドーパントであってもよい。ドープされたＨＩＬを使用することにより、ドーパントをその電気的特性に合わせて選択することができ、ホストを形態学的特性、例えば堆積のしやすさ、濡れ性、柔軟性、および靭性などに合わせて選択することができる。ＨＩＬ材料の好ましい特性は、正孔がアノードからＨＩＬ材料に効率的に注入され得るようなものである。ＨＩＬ１２０の電荷搬送成分は、好ましくは、アノード材料のＩＰを超える約０．５ｅＶ以下のＩＰを有する。同様の条件は、正孔が注入されているいずれの層にも応用される。ＨＩＬ材料は、ＰｅＬＥＤ、ＯＬＥＤ、またはＱＬＥＤの正孔輸送層で通常使用される従来の正孔輸送材料とはさらに区別され、そのようなＨＩＬ材料は、実質的に従来の正孔輸送材料の正孔伝導率未満の正孔伝導率を有し得る。本発明のＨＩＬ１２０の厚さは、アノードを平坦化し、効率的な正孔注入を可能にするのに十分な厚さであってもよいが、正孔の輸送を妨げないような薄さであってもよい。例えば、１０ｎｍ程度のＨＩＬの厚さが許容され得る。しかしながら、一部のデバイスでは、最大５０ｎｍのＨＩＬの厚さが好ましい場合がある。
デバイス１００では、電子注入層１５０は、カソード１５５から電子輸送層１４５への電子の注入を改善するいずれかの層であり得る。電子注入層として使用できる材料の例は、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、フッ化バリウム（ＢａＦ）、およびフッ化セシウム（ＣｓＦ）などの無機塩、および炭酸セシウム（ＣｓＣＯ３）である。電子注入層として使用できる材料の他の例は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）および酸化チタン（ＴｉＯ２）などの金属酸化物、ならびにカルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、およびイッテルビウム（Ｙｂ）などの金属である。他の材料または材料の組み合わせを、注入層に使用することができる。特定のデバイスの構成に応じて、注入層は、デバイス１００に示されているものとは異なる場所に配置され得る。電子注入材料の前述の例はすべて、ＰｅＬＥＤでの応用に特に適している。しかしながら、これらの材料は、ＯＬＥＤおよびＱＬＥＤにおいても効果的に実装することができる。ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、および量子ドット発光材料に必要な電子注入層の特性が実質的に類似しているため、複数の発光層を有する発光デバイスなどの単一のデバイスにおいて、これらの発光材料を組み合わせることが容易になる。
本発明の実施形態に従って製作されたデバイスは、任意で、キャッピング層１６０を含み得る。キャッピング層１６０は、デバイスからの光抽出を強化することができるいずれかの材料を含み得る。好ましくは、キャッピング層１６０は、上部発光デバイスアーキテクチャにおいて上部電極上に配置される。好ましくは、キャッピング層１６０は、少なくとも１．７の屈折率を有し、発光層１３５から上部電極を通ってデバイスを出る光の通過を強化するように構成され、それにより、デバイス効率を強化する。キャッピング層１６０に使用できる材料の例は、４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）−１，１’−ビフェニル（ＣＢＰ）、Ａｌｑ３、およびより一般的には、トリアミンおよびアリレンジアミンである。キャッピング層１６０は、単一の層または複数の層を含み得る。他のキャッピング層の材料および構造を使用することができる。ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、および量子ドット発光材料に必要なキャッピング層の特性が実質的に類似しているため、複数の発光層を有する発光デバイスなどの単一のデバイスにおいて、これらの発光材料を組み合わせることが容易になる。
本発明の実施形態に従って製作されたデバイスは、任意で、バリア層１６５を含み得る。バリア層１６５の１つの目的は、湿気、蒸気および／またはガスを含む、環境中の損傷を与える種からデバイス層を保護することである。任意で、バリア層１６５は、基板、電極、またはエッジを含むデバイスのいずれかの他の部分の上、下、または隣に蒸着させることができる。任意で、バリア層１６５は、ガラスまたは金属などのバルク材料であり得、バルク材料は、基板、電極、またはデバイスのいずれかの他の部分の上、下、隣に貼り付けることができる。任意で、バリア層１６５をフィルム上に蒸着させることができ、フィルムを、基板、電極、またはデバイスのいずれかの他の部分の上、下、隣に貼り付けることができる。バリア層１６５がフィルム上に蒸着される場合、好ましいフィルム材料は、ガラス、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、およびポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのプラスチック、ならびに金属箔を含む。バリア層１６５がバルク材料であるか、またはフィルム上に蒸着される場合、フィルムまたはバルク材料をデバイスに貼り付けるために使用される好ましい材料には、熱またはＵＶ硬化性接着剤、ホットメルト接着剤および感圧接着剤が含まれる。
バリア層１６５は、バルク材料であってもよいか、またはスパッタリング、真空熱蒸着、電子ビーム蒸着、およびプラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）および原子層成長法（ＡＬＤ）などの化学蒸着（ＣＶＤ）技術を含む様々な既知の蒸着技術によって形成されていてもよい。バリア層１６５は、単相を有する組成物、ならびに複数の相を有する組成物を含み得る。いずれかの適切な材料または材料の組み合わせを、バリア層１６５に使用することができる。バリア層１６５は、有機または無機化合物、もしくはその両方を組み込むことができる。好ましい無機バリア層材料には、Ａｌ２Ｏ３などの酸化アルミニウム、ＳｉＯ２などの酸化ケイ素、ＳｉＮｘなどの窒化ケイ素、ならびにガラスおよび金属などのバルク材料が含まれる。好ましい有機バリア層材料には、ポリマーが含まれる。バリア層１６５は、単一の層または複数の層を含み得る。いくつかのデバイスでは、１つ以上の層において１つ以上のバリア材料を含む多層バリアが好ましい場合がある。多層バリアの１つの好ましい例は、多層バリアＳｉＮｘ／ポリマー／ＳｉＮｘなどの、ＳｉＮｘとポリマーの交互の層を含むバリアである。ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、および量子ドット発光材料に必要なバリア層の特性が実質的に類似しているため、複数の発光層を有する発光デバイスなどの単一のデバイスにおいて、これらの発光材料を組み合わせることが容易になる。
図６は、２つの発光層を有する発光デバイス３００を示している。発光デバイス３００は、１つ以上のＰｅＬＥＤ、ＯＬＥＤまたはＱＬＥＤ発光層を含み得る。デバイス３００は、基板１１０、アノード１１５、正孔注入層１２０、正孔輸送層１２５、電子遮断層１３０、第１の発光層１３５、第２の発光層１７０、正孔遮断層１４０、電子輸送層１４５、電子注入層１５０、およびカソード１５５を含み得る。デバイス３００は、順に記載された層を堆積することによって製作されてもよい。ＰｅＬＥＤ発光層の場合、発光層はペロブスカイト発光材料を含む。ＯＬＥＤ発光層の場合、発光層は有機発光材料を含む。ＱＬＥＤ発光層の場合、発光層は、量子ドット発光材料を含む。
図７は、３つの発光層を有する発光デバイス４００を示している。発光デバイス４００は、１つ以上のＰｅＬＥＤ、ＯＬＥＤまたはＱＬＥＤ発光層を含み得る。デバイス４００は、基板１１０、アノード１１５、正孔注入層１２０、正孔輸送層１２５、電子遮断層１３０、第１の発光層１３５、第２の発光層１７０、第３の発光層１７５、正孔遮断層１４０、電子輸送層１４５、電子注入層１５０、およびカソード１５５を含み得る。デバイス４００は、順に記載された層を堆積することによって製作されてもよい。ＰｅＬＥＤ発光層の場合、発光層はペロブスカイト発光材料を含む。ＯＬＥＤ発光層の場合、発光層は有機発光材料を含む。ＱＬＥＤ発光層の場合、発光層は、量子ドット発光材料を含む。
図６および図７に図示される単純な層状構造は、非限定的な例として提供され、本発明の実施形態は、多種多様な他の構造に関連して使用され得ることが理解される。記載されている特定の材料および構造は、本質的に例示的なものであり、他の材料および構造を使用することができる。機能性発光デバイスは、異なる方法で説明した様々な層を組み合わせることで実現されてもよく、あるいは性能、設計、およびコストなどの要因に基づいて、層を完全に省略してもよい。特に記載されていない他の層も含まれ得る。特に記載されているもの以外の材料を使用することができる。本明細書で提供される例の多くは、単一の材料を含むものとして様々な層を説明しているが、材料の組み合わせを使用できることが理解される。また、層は様々な副層を有していてもよい。本明細書の様々な層に付けられた名前は、厳密に限定することを意図するものではない。例えば、デバイスでは、電子輸送層は、電子を発光層に輸送することができ、また、正孔が発光層を出るのを遮断することができ、電子輸送層または正孔遮断層として説明することができる。
図６および７に示されるように、複数の発光層を有する発光デバイスアーキテクチャは、１つ以上の利点を提供し得る。複数の発光層からの光を組み合わせて、デバイスの効率、寿命を向上させ、および／または発光色を調整することができる。例えば、複数の発光層からの複数の発光色を、デバイス内で組み合わせることができる。例えば、第１の発光層からの赤色光を、第２の発光層からの緑色光および第３の発光層からの青色光と組み合わせて、デバイスから白色発光を生成することができる。多発光層デバイスはさらに、１つ以上のペロブスカイト発光材料からの発光を、１つ以上のペロブスカイト発光材料、有機発光材料、および／または量子ドット発光材料からの発光と組み合わせることができる。
任意で、本発明の実施形態に従って製作されたデバイスは、２つの発光層を含み得る。任意で、本発明の実施形態に従って製作されたデバイスは、３つの発光層を含み得る。任意で、本発明の実施形態に従って製作されたデバイスは、４つ以上の発光層を含み得る。
本発明の実施形態に従って製作されたデバイスは、任意で、１つ以上の電荷生成層を含み得る。任意で、電荷生成層を使用して、積層発光デバイス内の２つ以上の発光ユニットを分離することができる。図１７に示される積層発光デバイス９００は、第１の電荷生成層９４０を含み、これは、第１の発光ユニット９３０を第２の発光ユニット９５０から分離する。
図１８は、第１の発光ユニット１０９０および第２の発光ユニット１０９５を含む積層発光デバイス１０００を示している。積層発光デバイス１０００は、１つ以上のＰｅＬＥＤ、ＯＬＥＤまたはＱＬＥＤ発光層を含み得る。デバイス１０００は、基板１０１０、アノード１０１５、第１の正孔注入層１０２０、第１の正孔輸送層１０２５、第１の発光層１０３０、第２の発光層１０６０、第１の正孔遮断層１０３５、第１の電子輸送層１０４０、第１の電荷生成層１０４５、第２の正孔注入層１０５０、第２の正孔輸送層１０５５、第３の発光層１０６５、第２の正孔遮断層１０７０、第２の電子輸送層１０７５、第１の電子注入層１０８０、およびカソード１０８５を含み得る。第１の発光ユニット１０９０は、第１の発光層１０３０および第２の発光層１０６０を含む。第２の発光ユニット１０９５は、第３の発光層１０６５を含む。第１の発光層１０３０は、第２の発光層１０６０と接触している。デバイス１０００は、順に記載された層を堆積することによって製作されてもよい。ＰｅＬＥＤ発光層の場合、発光層はペロブスカイト発光材料を含む。ＯＬＥＤ発光層の場合、発光層は有機発光材料を含む。ＱＬＥＤ発光層の場合、発光層は、量子ドット発光材料を含む。
電荷生成層９４０または１０４５は、単一の層または複数の層を含み得る。任意で、電荷生成層９４０または１０４５は、電子を注入するためのｎドープ層、および正孔を注入するためのｐドープ層を含み得る。任意で、電荷生成層９４０または１０４５は、正孔注入層（ＨＩＬ）を含み得る。任意で、電荷生成層９４０のｐドープ層は、正孔注入層（ＨＩＬ）として機能することができる。図１８は、２つの発光ユニットを有する積層発光デバイス１０００を示しており、第１の電荷生成層１０４５は、第２の正孔注入層１０５０に隣接し、かつ接触している。任意で、電荷生成層９４０または１０４５は、正孔注入層を含み得る。
任意で、電荷生成層９４０または１０４５は、電子注入層（ＥＩＬ）を含み得る。任意で、電荷生成層９４０または１０４５のｎドープ層は、電子注入層（ＥＩＬ）として機能することができる。図１８は、２つの発光ユニットを有する積層発光デバイス１０００を示しており、第１の電荷生成層１０４５は、電子注入層を含む。任意で、電荷生成層９４０または１０４５は、別個の電子注入層に隣接、かつ接触して配置され得る。
電荷生成層９４０または１０４５は、溶解法または真空蒸着法によって堆積され得る。電荷生成層９４０または１０４５は、電子および正孔の注入を可能にするいずれかの適用可能な材料から構成され得る。電荷生成層９４０または１０４５は、ドープされていても、ドープされていなくてもよい。ドープは、導電性を強化するために使用することができる。
蒸気法の電荷生成層の一例は、電子注入用のｎ−ドープ層としてリチウムドープＢＰｈｅｎ（Ｌｉ−ＢＰｈｅｎ）を、正孔注入用のｐ−ドープ層として１，４，５，８，９，１１−ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリル（ＨＡＴＣＮ）と組み合わせて構成される二層構造である。溶解法の電荷生成層の一例は、電子注入用のｎドープ層としてポリエチレニミン（ＰＥＩ）表面改質酸化亜鉛（ＺｎＯ）と、正孔注入用のｐドープ層として酸化モリブデン（ＭｏＯ３）または三酸化タングステン（ＷＯ３）と組み合わせて構成される二層構造である。他の材料または材料の組み合わせを、電荷生成層に使用することができる。特定のデバイスの構成に応じて、電荷生成層は、デバイス９００およびデバイス１０００に示されているものとは異なる場所に配置され得る。電荷生成層材料の前述の例はすべて、ＰｅＬＥＤでの応用に特に適している。しかしながら、これらの材料は、ＯＬＥＤおよびＱＬＥＤにおいても効果的に実装することができる。ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、および量子ドット発光材料に必要な電荷生成層の特性が実質的に類似しているため、複数の発光層を有する発光デバイスなどの単一のデバイスにおいて、これらの発光材料を組み合わせることが容易になる。
任意で、積層発光デバイス内の１つ以上の電荷生成層は、１つ以上の外部電源に直接接続されてもされなくてもよく、したがって、個別にアドレス可能な場合もあれば、そうでない場合もある。１つ以上の電荷生成層を１つ以上の外部源に接続することは、別々の発光ユニットからの発光を個別に制御することができ、複数の発光ユニットを有する積層発光デバイスの明るさおよび／または色を適用のニーズに応じて調整することができるという点で有利であり得る。
任意で、本発明の実施形態に従って製作されたデバイスは、積層発光デバイスであり得る。任意で、本発明の実施形態に従って製作されたデバイスは、１つ以上の電荷生成層によって分離された２つ以上の発光ユニットを含み得る。任意で、２つ以上の発光ユニットおよび１つ以上の電荷生成層を、デバイス内で垂直に積層することができる。
複数の発光ユニットおよび複数の発光層を含む積層発光デバイスがどのように使用され得るかの１つの例は、ディスプレイまたは光パネルに適用するために白色光を発するデバイスにある。図１８のデバイス１０００を参照すると、一実施形態では、第１の発光ユニット１０９０は、第１の発光層１０３０および第２の発光層１０６０を含み得、第１の発光層１０３０および第２の発光層１０６０は接触している。第２の発光ユニット１０９５は、第３の発光層１０６５を含み得る。第１の発光層１０３０は、赤色光を発することができる。第２の発光層１０６０は、緑色光を発することができる。第３の発光層１０６５は、青色光を発することができる。複数の発光層からの光を組み合わせて、デバイスから白色発光を生成することができる。ペロブスカイト発光材料は、赤色光および緑色光を発する発光層に使用することができる。有機発光材料は、青色光を発する発光層に使用することができる。図１８を参照して本明細書で説明される単純な例は、非限定的な例として提供され、本発明の実施形態は、多種多様な他の構造に関連して使用され得ることが理解される。特定の発光色および発光層の組み合わせは、本質的に例示的なものであり、他の発光色および発光層の組み合わせを使用することができる。
特に指定されない限り、様々な実施形態の層のうちのいずれか１つは、いずれかの適切な方法で蒸着されてもよい。方法には、真空熱蒸着、スパッタリング、電子ビーム物理蒸着、有機気相蒸着、および有機蒸気ジェット印刷が含まれる。他の適切な方法には、スピンコーティングおよび他の溶液ベースの処理が含まれる。実質的に同様の処理を使用して、ＰｅＬＥＤ、ＯＬＥＤおよびＱＬＥＤにおいて使用される材料を堆積することができ、これにより、これらの材料を、複数の発光層を有する発光デバイスなどの単一のデバイスにおいて組み合わせることが容易になる。
本発明の実施形態に従って製作されたデバイスは、広範囲の消費者製品に組み込むことができる。任意で、デバイスは、テレビ、コンピュータモニタ、タブレット、ラップトップコンピュータ、スマートフォン、携帯電話、デジタルカメラ、ビデオレコーダ、スマートウォッチ、フィットネストラッカ、パーソナルデジタルアシスタント、車両ディスプレイ、および他の電子デバイスのディスプレイに使用することができる。任意で、デバイスは、イクロディスプレイまたはヘッドアップディスプレイに使用することができる。任意で、デバイスは、内部または外部の照明および／または信号伝達のための光パネル、スマートパッケージ、または看板で使用されてもよい。
任意で、パッシブマトリックスおよびアクティブマトリックスアドレススキームを含む、本発明に従って製作された発光デバイスを制御するために、様々な制御メカニズムを使用することができる。
本明細書に記載の材料および構造は、発光デバイス以外のデバイスにおいても応用があり得る。例えば、太陽電池、光検出器、トランジスタ、またはレーザなどの他の光電子デバイスは、材料および構造を採用してもよい。
層、材料、領域、ユニットおよびデバイスは、それらが発する光の色を参照して本明細書で説明することができる。本明細書で使用されるように、「赤色」の層、材料、領域、またはデバイスは、約５８０〜７８０ｎｍの範囲にピーク波長がある発光スペクトルを有する光を発するものを指し、「緑色」の層、材料、領域、またはデバイスは、約５００〜５８０ｎｍの範囲にピーク波長がある発光スペクトルを有する光を発するものを指し、「青色」の層、材料、領域、またはデバイスは、約３８０〜５００ｎｍの範囲にピーク波長がある発光スペクトルを有する光を発するものを指す。好ましい範囲には、赤色については約６００〜６４０ｎｍ、緑色については約５１０〜５５０ｎｍ、青色については約４４０〜４６５ｎｍの範囲のピーク波長が含まれる。本明細書で使用される場合、「黄色」の発光層、材料、領域ユニット、またはデバイスは、発光スペクトルにおいて赤色光と緑色光の両方の割合がかなり大きい光を発するものを指す。本明細書で使用される場合、「シアン」発光層、材料、領域ユニット、またはデバイスは、発光スペクトルにおいて緑色光と青色光の割合がかなり大きい光を発するものを指す。本明細書で使用される場合、「マゼンタ」発光層、材料、領域ユニット、またはデバイスは、発光スペクトルにおいて赤色光と青色光の両方の割合がかなり大きい光を発するものを指す。
同様に、色変更層への何らかの言及は、光の別の色を、その色に指定された波長を有する光に変換または変更する層を指す。例えば、「赤色」カラーフィルタは、約５８０〜７８０ｎｍの範囲にピーク波長がある発光スペクトルを有する光をもたらすフィルタを指す。一般に、色変更層には２つのクラス、すなわち、不要な光の波長を除去することによってスペクトルを変更するカラーフィルタと、高エネルギーの光子を低エネルギーの光子に変換する色変更層とがある。
ディスプレイ技術は急速に進化しており、近年の技術革新によって、より高い解像度、改善されたフレームレート、および強化されたコントラスト比を備えた、より薄くて軽いディスプレイが可能になっている。しかしながら、まだ大幅な改善が必要な領域の１つに色域がある。デジタルディスプレイは現在、平均的な人が日常生活で経験する色の多くを生成することができない。色域の改善に向けて業界を統一し、誘導するために、ＤＣＩ−Ｐ３とＲｅｃ．２０２０という２つの業界標準が定義されており、ＤＣＩ−Ｐ３はＲｅｃ．２０２０への足がかりと見なされることがよくある。
ＤＣＩ−Ｐ３は、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｉｎｅｍａ Ｉｎｉｔｉａｔｉｖｅｓ（ＤＣＩ）ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎによって定義され、Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｉｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ（ＳＭＰＴＥ）によって公開された。Ｒｅｃ．２０２０（正式にはＩＴＵ−Ｒ勧告ＢＴ．２０２０として知られる）は、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎが策定したもので、超高精細テレビの様々な面で色域の改善などの目標を設定している。
ＣＩＥ１９３１（ｘ，ｙ）色度図は、１９３１年にＣｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄｅ ｌ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ（ＣＩＥ）によって作成され、平均的な人が体験できるすべての色感覚を定義している。数学的関係は、色度図内の各色の位置を表す。ＣＩＥ１９３１（ｘ，ｙ）色度図を使用して、ディスプレイの色域を定量化することができる。白色点（Ｄ６５）は中央にあり、色は図の端に向かってますます（深く）飽和していく。図８は、色空間内の色の分布を一般的に理解できるように、図上の異なる位置にラベルを追加したＣＩＥ１９３１（ｘ，ｙ）色度図を示している。図９は、（ａ）ＤＣＩ−Ｐ３と（ｂ）Ｒｅｃ．２０２０の色空間をＣＩＥ １９３１（ｘ，ｙ）の色度図に重ね合わせて示している。三角形の先端は、それぞれＤＣＩ−Ｐ３とＲｅｃ．２０２０の原色であり、三角形で囲まれた色は、これらの原色を組み合わせて再現できるすべての色である。ディスプレイがＤＣＩ−Ｐ３の色域仕様を満たすためには、ディスプレイの赤、緑、青のサブピクセルは、少なくともＤＣＩ−Ｐ３の原色と同じ深さの色で発光しなければならない。Ｒｅｃ．２０２０の色域仕様を満たすためには、ディスプレイの赤、緑、青のサブピクセルは、少なくともＲｅｃ．２０２０の原色と同じ深さの色で発光しなければならない。Ｒｅｃ．２０２０の原色はＤＣＩ−Ｐ３の原色よりもかなり深いため、色域に関するＲｅｃ．２０２０標準の達成は、ＤＣＩ−Ｐ３標準の達成よりも技術的な課題が大きいと考えられている。
ＯＬＥＤディスプレイは、ＤＣＩ−Ｐ３の色域を正常にレンダリングすることができる。例えば、ｉＰｈｏｎｅ Ｘ（Ａｐｐｌｅ）、Ｇａｌａｘｙ Ｓ９（Ｓａｍｓｕｎｇ）、ＯｎｅＰｌｕｓ５（ＯｎｅＰｌｕｓ）などのＯＬＥＤディスプレイを搭載したスマートフォンはすべて、ＤＣＩ−Ｐ３の全域をレンダリングすることができる。市販の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）も、ＤＣＩ−Ｐ３の色域を正常にレンダリングすることができる。例えば、Ｓｕｒｆａｃｅ Ｓｔｕｄｉｏ（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ）、Ｍａｃ Ｂｏｏｋ Ｐｒｏ、およびｉＭａｃ Ｐｒｏ（どちらもＡｐｐｌｅ）のＬＣＤはすべて、ＤＣＩ−Ｐ３の全域をレンダリングすることができる。さらに、エレクトロルミネセントおよびフォトルミネセント量子ドット技術は、広い色域を備えたエレクトロルミネセントおよびフォトルミネセントＱＬＥＤディスプレイを実証するためにも使用されている。しかしながら、これまで、Ｒｅｃ．２０２０の色域をレンダリングできるディスプレイは実証されていない。
ここでは、１つ以上のペロブスカイト発光材料および２つ以上の発光層を含む新規の発光デバイスアーキテクチャを開示する。様々な実施形態において、ディスプレイのサブピクセルに実装される場合、発光デバイスアーキテクチャは、サブピクセルがＤＣＩ−Ｐ３色域の原色をレンダリングすることを可能にすることができる。様々な実施形態において、ディスプレイのサブピクセルに実装される場合、発光デバイスアーキテクチャは、サブピクセルがＲｅｃ．２０２０色域の原色をレンダリングすることを可能にすることができる。様々な実施形態では、発光デバイスアーキテクチャは、デバイスの色飽和度をさらに高めるためにマイクロキャビティ構造をさらに含み得る。様々な実施形態では、発光デバイスアーキテクチャは、デバイスの色飽和度をさらに高めるために色変更層をさらに含み得る。
層、材料、領域、ユニットおよびデバイスは、それらが発する光の色を参照して本明細書で説明することができる。本明細書で使用されるように、「白色」層、材料、領域、ユニット、またはデバイスは、プランキアン軌跡上にほぼ位置する色度座標で光を発するものを指す。プランキアン軌跡は、白熱黒体の色が、黒体温度の変化に伴って特定の色度空間内で取るであろう経路または軌跡である。図１１は、プランキアン軌跡も示すＣＩＥ１９３１（ｘ，ｙ）色空間色度図の表現を示している。光の色度がプランキアン軌跡とどれだけ密接に一致するかは、プランキアン軌跡からの発光デバイスの色度のＣＩＥ１９７６（ｕ’，ｖ’）色空間における距離である、Ｄｕｖ＝√（Δｕ’２＋Δｖ’２）の観点から定量化することができる。ＣＩＥ１９７６（ｕ’，ｖ’）色空間では、距離は色の知覚される差にほぼ比例するため、ＣＩＥ１９７６（ｕ’，ｖ’）色空間がＣＩＥ１９３１（ｘ，ｙ）色空間よりも優先して使用される。変換は非常に簡単であり、ｕ’＝４ｘ／（−２ｘ＋１２ｙ＋３）およびｖ’＝９ｙ／（−２ｘ＋１２ｙ＋３）である。本明細書で使用されるように、「白色」層、材料、領域、ユニット、またはデバイスは、Ｄｕｖが０．０１０以下のＣＩＥ１９７６（ｕ’、ｖ’）色度座標で発光するものを指す。
「白色」光を定量化するために使用できるさらなる測定基準には、相関色温度（ＣＣＴ）が含まれ、これは、光源と同等の色の光を放射する理想的な黒体放射体の温度である。好ましくは、照明応用のための「白色」光源は、およそ２７００Ｋ〜６５００Ｋの範囲のＣＣＴを有しているはずである。より好ましくは、「白色」光源は、およそ３０００Ｋ〜５０００Ｋの範囲のＣＣＴを有しているはずである。好ましくは、ディスプレイ応用のための「白色」光源は、約６５０４ＫのＣＣＴを有しているはずである。
「白色」光を定量化するために使用できるさらなる測定基準には、演色評価数（ＣＲＩ）があり、これは、これは、理想的または自然の光源と比較して、様々な物体の色を正確にレンダリングする光源の能力の定量的尺度である。一般的にＣＲＩ値が高いほど、光源はより正確に色をレンダリングすることができ、１００がＣＲＩの理論上の最大値である。好ましくは、「白色」光源は、８０以上のＣＲＩを有しているはずである。より好ましくは、「白色」光源は、９０以上のＣＲＩを有しているはずである。
複数の発光層を有する有機発光デバイスの利点は、当技術分野でよく知られている。複数の発光層を有する有機発光デバイスの例は、米国特許第ＵＳ８５６４００１（Ｂ２）号、Ａｎｄｒａｄｅら、およびＡｄａｍｏｖｉｃｈらに記載されている。これらの引用はすべて、参照によりその全体が本明細書に含まれる。米国特許第ＵＳ８６５４００１（Ｂ２）号は、光パネルで使用するための有機発光デバイスアーキテクチャを説明しており、デバイスは白色光を発し、２つの発光層を有する単一の発光ユニットを含む。Ａｎｄｒａｄｅらは、白色光を発し、３つの発光層を有する単一の発光ユニットを含むデバイスを含む、光パネルで使用するための様々な有機発光デバイスアーキテクチャについて説明している。Ａｄａｍｏｖｉｃｈらは、ディスプレイまたは光パネルで使用するための積層有機発光デバイスアーキテクチャについて説明しており、積層デバイスは白色光を発し、２つの発光ユニットを含み、各発光ユニットは２つの発光層を含む。
複数の発光層を有する発光デバイスの性能上の利点は、有機発光材料に関して知られているが、これまで、ペロブスカイト発光材料を含む複数の発光層を有する発光デバイスは実証されていない。複数の発光層を有する発光デバイスのうちの１つ以上の発光層に少なくとも１つのペロブスカイト発光材料を含めることによって、様々な追加の性能上の利点を実現できることを実証する。
複数の発光層を有する発光デバイスのうちの少なくとも１つの発光層に少なくとも１つのペロブスカイト発光材料を含めることの１つ以上の利点は、表１および図１０に示されるデータを使用して実証することができる。表１および図１０のデータはまた、ペロブスカイト発光材料を含む１つ以上の発光層と、有機発光材料および／または量子ドット発光材料を含む１つ以上の発光層とを、複数の発光層を有する発光デバイスアーキテクチャにおいて組み合わせることの１つ以上の利点を実証するために使用されてもよい。
表１は、単一発光層赤、緑、および青のＰｅＬＥＤ、ＯＬＥＤ、およびＱＬＥＤデバイスのＣＩＥ１９３１（ｘ，ｙ）色座標を示している。表１には、ＤＣＩ−Ｐ３およびＲｅｃ．２０２０色域標準のＣＩＥ１９３１（ｘ，ｙ）色座標も含まれている。一般に、赤色光の場合、ＣＩＥｘ値が高いほど発光色が濃くなり、緑色光の場合、ＣＩＥｙ値が高くなると発光色が濃くなり、青色光の場合、ＣＩＥｙ値が低いほど発光色が濃くなる。これは、表１の赤、緑、および青のＲ＆Ｄ ＰｅＬＥＤ（丸）、青のＲ＆Ｄ ＯＬＥＤ（五角形）、赤のＲ＆Ｄ ＱＬＥＤ（三角形）、および市販のＯＬＥＤ（四角形）のデバイスデータのためのマーカ、ならびに図１０ａのＤＣＩ−Ｐ３色域の原色のためのマーカ、および図１０ｂのＲｅｃ．２０２０色域のためのマーカを含む図１０を参照して理解することができる。
Figure 2021533562
図１２は、単一発光層赤、緑、および青のＰｅＬＥＤ、ＯＬＥＤ、およびＱＬＥＤの例示的なエレクトロルミネッセンス発光スペクトルを示している。破線を使用して示す赤、緑、および青のスペクトルは、Ａｐｐｌｅ ｉＰｈｏｎｅ Ｘのような市販のＯＬＥＤデバイスのスペクトルに対応しており、ＤＣＩ−Ｐ３の色域をレンダリングするために使用され得る。実線を使用して示す赤色のスペクトルは、単一の発光層を有する赤色発光のＲ＆Ｄ ＰｅＬＥＤデバイスのスペクトルに対応している。実線を使用して示す緑色のスペクトルは、単一の発光層を有する緑色発光のＲ＆Ｄ ＰｅＬＥＤデバイスのスペクトルに対応している。実線を使用して示す青色のスペクトルは、単一の発光層を有する青色発光のＲ＆Ｄ ＯＬＥＤデバイスのスペクトルに対応している。図１２から、発光スペクトルが狭くなるにつれて、発光色がより飽和することが分かる。図１２の実線を使用して示されたエレクトロルミネッセンススペクトルは、Ｒｅｃ．２０２０色域をレンダリングするために使用され得る発光デバイスに対応する。
表１の単一発光層赤、緑、および青のＰｅＬＥＤ、ＯＬＥＤ、およびＱＬＥＤデバイスについて報告されているＣＩＥ１９３１（ｘ，ｙ）色座標データは、例示である。市販のＯＬＥＤデータは、ＤＣＩ−Ｐ３の色域を完全にサポートするＡｐｐｌｅ ｉＰｈｏｎｅ Ｘから取得されている。このデータセットは、ＤｉｓｐｌａｙＭａｔｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｓｏｎｅｉｒａら）のＲａｙｍｏｎｄ Ｓｏｎｅｉｒａから入手可能である。Ｒ＆Ｄ ＰｅＬＥＤ、Ｒ＆Ｄ ＯＬＥＤ、およびＲ＆Ｄ ＱＬＥＤデバイスのデータは、査読済みの科学雑誌の選定から取得され、赤色のＲ＆Ｄ ＰｅＬＥＤのデータはＷａｎｇらから取得され、赤色のＲ＆Ｄ ＱＬＥＤのデータはＫａｔｈｉｒｇａｍａｎａｔｈａｎら（２）から取得されている。緑色のＲ＆Ｄ ＰｅＬＥＤデータはＨｉｒｏｓｅらから取得され、青色のＲ＆Ｄ ＰｅＬＥＤデータはＫｕｍａｒらから取得され、青色のＲ＆Ｄ ＯＬＥＤデータはＴａｋｉｔａらから取得されている。これらのソースからのデータは例として使用されており、非限定的であると考えられるべきである。他の査読済み科学雑誌からのデータ、実験装置から収集されたシミュレーションデータ、および／または実験データも、主張された複数の発光層を有する発光デバイスアーキテクチャの前述の利点を実証するために使用され得る。
表１および図１０ａから分かるように、既存の有機発光材料およびデバイスは、Ａｐｐｌｅ ｉＰｈｏｎｅ Ｘに例示されているように、ＤＣＩ−Ｐ３の色域をレンダリングすることができる市販のディスプレイを実証するためにすでに使用することができる。しかしながら、図１０ｂから分かるように、既存の有機発光材料およびデバイスだけを使用して、Ｒｅｃ．２０２０の色域をレンダリングできるディスプレイを実証することはできない。表１および図１０ｂは、Ｒｅｃ．２０２０色域をレンダリングすることができるディスプレイを実証するための１つの道筋が、ディスプレイの１つ以上のサブピクセル内の１つ以上のデバイス内で１つ以上のペロブスカイト発光層を含むことであることを示している。
任意で、複数の発光層を有する発光デバイスに１つ以上のペロブスカイト発光材料を含めることにより、デバイスの１つ以上の発光層は、ＣＩＥ１９３１（ｘ，ｙ）＝（０．７２０，０．２８０）で赤色光を発することができ、これは、図１０ｂから分かるように、ＣＩＥ１９３１（ｘ，ｙ）＝（０．７０８， ０．２９２）を有するＲｅｃ．２０２０標準の赤色の原色よりも飽和度が高い。
任意で、複数の発光層を有する発光デバイスに１つ以上のペロブスカイト発光材料を含めることにより、１つ以上の発光層は、ＣＩＥ１９３１（ｘ，ｙ）＝（０．１００，０．８１０）で緑色光を発することができ、これは、図１０ｂから分かるように、ＣＩＥ１９３１（ｘ，ｙ）＝（０．１７０，０．７９７）を有するＲｅｃ．２０２０標準の緑色の原色よりも飽和度が高い。
さらに、本発明では、いくつかの状況下で、ペロブスカイト発光材料を含む１つ以上の発光層を、量子ドット発光材料を含む１つ以上の発光層と組み合わせることが有利であり得ることを提案する。任意で、発光デバイスに１つ以上の量子ドット発光材料を含めることにより、デバイスの１つ以上の発光層は、ＣＩＥ１９３１（ｘ，ｙ）＝（０．７１２，０．２８８）で赤色光を発することができ、これは、図１０ｂから分かるように、ＣＩＥ１９３１（ｘ，ｙ）＝（０．７０８，０．２９２）を有するＲｅｃ．２０２０標準の赤色の原色よりも飽和度が高い。
さらに、本発明では、いくつかの状況下で、ペロブスカイト発光材料を含む１つ以上の発光層を、有機発光材料を含む１つ以上の発光層と組み合わせることが有利であり得ることを提案する。任意で、発光デバイスに１つ以上の有機発光材料を含めることにより、デバイスの１つ以上の発光層は、ＣＩＥ１９３１（ｘ，ｙ）＝（０．１４６，０．０４５）で青色光を発することができ、これは、図１０ｂから分かるように、ＣＩＥ１９３１（ｘ，ｙ）＝（０．１３１，０．０４６）を有するＲｅｃ．２０２０標準の青色の原色よりも飽和度が高い。
本明細書に記載されるように、ペロブスカイト青色発光材料を含む例示的な発光層からの青色発光の色飽和度は、有機青色発光材料を含む例示的な発光層からの青色発光の色飽和度よりもわずかに低くてもよい。たとえば、表１に示すように、ペロブスカイト青色発光材料は、ＣＩＥ１９３１（ｘ，ｙ）＝（０．１６６，０．０７９）で光を発することができ、これは、図１０ｂから分かるように、ＣＩＥ１９３１（ｘ，ｙ）＝（０．１３１，０．０４６）を有するＲｅｃ．２０２０標準の青色の原色よりも飽和度が高い。しかしながら、状況によっては、ペロブスカイト青色発光材料を含めることで、改善された効率、より高い明るさ、改善された動作寿命、より低い電圧、および／またはより低いコストなどの１つ以上の利点をデバイスに提供することができ、したがって、好ましい場合がある。
任意で、複数の発光層を有する発光デバイスに１つ以上のペロブスカイト発光材料を含めることにより、デバイスは白色光を発することができる。任意で、白色発光は、第１の発光層および第２の発光層を含む発光デバイスを使用して実証することができ、少なくとも１つの発光層は、黄色発光材料を含み、少なくとも１つの発光層は、青色発光材料を含む。白色発光は、それぞれの発光層からの黄色と青色の発光を組み合わせることによって、実証することができる。
任意で、黄色発光材料はペロブスカイト発光材料であり得、青色発光材料はペロブスカイト発光材料、有機発光材料または量子ドット発光材料であり得る。任意で、黄色発光材料は、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、または量子ドット発光材料であり得、青色発光材料は、ペロブスカイト発光材料であり得る。任意で、黄色発光材料はペロブスカイト発光材料であり得、青色発光材料はペロブスカイト発光材料であり得る。任意で、黄色発光材料はペロブスカイト発光材料であり得、青色発光材料は有機発光材料であり得る。有機青色発光材料を含めることは、そのような材料によってデバイスが、より長い動作寿命とより深い色飽和度を示すことを可能にし得るので、好ましい場合がある。
任意で、白色発光は、第１の発光層、第２の発光層、および第３の発光層を含む発光デバイスを使用して実証することができ、少なくとも１つの発光層は、赤色発光材料を含み、少なくとも１つの発光層は、緑色発光材料を含み、少なくとも１つの発光層は青色発光材料を含む。白色発光は、それぞれの発光層からの赤色、緑色、および青色の発光を組み合わせることによって実証することができる。
任意で、赤色発光材料はペロブスカイト発光材料であり得、緑色発光材料はペロブスカイト発光材料、有機発光材料または量子ドット発光材料であり得、青色発光材料はペロブスカイト発光材料、有機発光材料または量子ドット発光材料であり得る。任意で、赤色発光材料はペロブスカイト発光材料、有機発光材料または量子ドット発光材料であり得、緑色発光材料はペロブスカイト発光材料であり得、青色発光材料はペロブスカイト発光材料、有機発光材料または量子ドット発光材料であり得る。任意で、赤色発光材料は、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料または量子ドット発光材料であり得、緑色発光材料は、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、または量子ドット発光材料であり得、青色発光材料は、ペロブスカイト発光材料であり得る。任意で、赤色発光材料は、ペロブスカイト発光材料であり得、緑色発光材料は、ペロブスカイト発光材料であり得、青色発光材料は、ペロブスカイト発光材料であり得る。任意で、赤色発光材料は、ペロブスカイト発光材料であり得、緑色発光材料は、ペロブスカイト発光材料であり得、青色発光材料は、有機発光材料であり得る。有機青色発光材料を含めることは、そのような材料によってデバイスが、より長い動作寿命とより深い色飽和を示すことを可能にし得るので、好ましい場合がある。
１つ以上のペロブスカイト発光材料を含むそのような白色発光デバイスは、より高い色飽和度により、有機発光材料または量子ドット発光材料のみを含む同等のデバイスよりも高い演色評価数（ＣＲＩ）を有する白色発光を可能にし得るので、有利である場合もある。たとえば、デバイスは、改善された忠実度で飽和色をレンダリングすることができる場合がある。これは、光パネルでの適用に有利である可能性がある。たとえば、そのような発光デバイスは、８０以上、および任意で９０以上のＣＲＩで白色発光を可能にし得る。
１つ以上のペロブスカイト発光材料を含むそのような白色発光デバイスは、ペロブスカイト発光材料のより高い色飽和度およびより狭い発光スペクトルにより、図１２に示すように、有機発光材料または量子ドット発光材料のみを含む同等のデバイスよりも効率的に、デバイスを１つ以上の色変更層に光学的に結合することを可能にし得るので、有利である場合もある。これは、ディスプレイでの適用に有利である可能性がある。例示的な実施形態は、基板１０１０と、赤色ペロブスカイト発光材料を含む第１の発光層１０３０と、緑色ペロブスカイト発光材料を含む第２の発光層１０６０と、青色有機発光材料を含む第３の発光層１０６５と、を含む下部発光積層発光デバイス１３００について図２１に示されている。第１の発光層１０３０は、第２の発光層１０６０と接触している。第１の電荷生成層１０４５は、第２の発光層１０６０と第３の発光層１０６５との間に配置されている。任意の色変更層を適用しない場合、積層発光デバイス１３００は白色光を発し得る。
任意で、赤の色変更層１３０５を白色発光デバイス１３００に光学的に結合することにより、発光デバイス１３００は、ＤＣＩ−Ｐ３色域の赤色の原色をレンダリングすることができる赤色光を発することができる。一実施形態では、発光デバイス１３００は、ＣＩＥ１９３１ｘ座標が０．６８０以上の赤色光を発し得る。任意で、発光デバイス１３００は、Ｒｅｃ．２０２０色域の赤色の原色をレンダリングすることができる赤色光を発し得る。一実施形態では、発光デバイス１３００は、ＣＩＥ１９３１ｘ座標が０．７０８以上の赤色光を発し得る。任意で、赤の色変更層は、赤色フィルタであり得る。
任意で、緑の色変更層１３１０を白色発光デバイス１３００に光学的に結合することにより、発光デバイス１３００は、ＤＣＩ−Ｐ３色域の緑色の原色をレンダリングすることができる緑色光を発することができる。一実施形態では、発光デバイスは、ＣＩＥ１９３１ｙ座標が０．６９０以上の緑色光を発し得る。任意で、発光デバイス１３００は、Ｒｅｃ．２０２０色域の緑色の原色をレンダリングすることができる緑色光を発し得る。一実施形態では、発光デバイス１３００は、ＣＩＥ１９３１ｙ座標が０．７９７以上の緑色光を発し得る。任意で、緑の色変更層は、緑色フィルタであり得る。
任意で、青の色変更層１３１５を白色発光デバイス１３００に光学的に結合することにより、発光デバイス１３００は、ＤＣＩ−Ｐ３色域の青色の原色をレンダリングすることができる青色光を発し得る。一実施形態では、発光デバイス１３００は、ＣＩＥ１９３１ｙ座標が０．０６０以下の青色光を発し得る。任意で、発光デバイス１３００は、Ｒｅｃ．２０２０色域の青色の原色をレンダリングすることができる青色光を発し得る。一実施形態では、発光デバイス１３００は、ＣＩＥ１９３１ｙ座標が０．０４６以下の青色光を発し得る。任意で、青の色変更層は、青色フィルタであり得る。
そのような赤、緑、および青の色変更層１３０５、１３１０、および１３１５をそのような白色発光デバイス１３００に光学的に結合することによって、ＤＣＩ−Ｐ３ディスプレイ標準、および任意でＲｅｃ．２０２０色域の色域要件を満たすことができるディスプレイを実証することができる。これにより、ディスプレイは、日常生活で経験されるより広い範囲の色をレンダリングすることが可能になり得、それによって機能性およびユーザ体験を改善することができる。
図１３および１４は、２つの発光層を有する発光デバイスの発光層の様々な構成を示している。各構成において、発光デバイスは、基板１１０、第１の発光層１３５、および第２の発光層１７０を含む。第１の発光層１３５は、第１の電極（図示せず）の上に配置される。第２の発光層１７０は、第１の電荷生成層１３５の上に配置される。第２の電極（図示せず）は、第２の発光層１７０の上に配置される。第１の発光層１３５は、第２の発光層１７０と接触している。様々な追加の層を、第１の電極と第１の発光層１３５との間に配置することができる。様々な追加の層を、第２の発光層１７０と第２の電極との間に配置することができる。各構成において、発光デバイスは、ペロブスカイト発光材料を含む少なくとも１つの発光層を含む。各構成において、発光デバイスは、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、または量子ドット発光材料を含む少なくとも１つのさらなる発光層をさらに含む。このような発光デバイスアーキテクチャは、異なる発光材料の組み合わせにより、各発光層に最適なタイプの発光材料を選択することが可能となり、それにより、ペロブスカイト発光材料のみ、有機発光材料のみ、または量子ドット発光材料のみなどの単一タイプの発光材料のみを含む発光デバイスで達成され得るものを超えて性能を強化させることができるので、有利であり得る。例えば、より広い範囲の発光色を可能にすることができ、デバイスの色域、エレクトロルミネッセンス効率、および／またはエレクトロルミネッセンス安定性を強化することができる。
図１３は、２つの発光層を有する発光デバイスの異なる色の光を発する発光層の様々な構成を示している。
一実施形態では、第１の発光層１３５が、赤色発光材料を含み得、第２の発光層１７０が、緑色発光材料を含み得る。この実施形態は、図１３ａの発光デバイス５００によって示される。
一実施形態では、第１の発光層１３５が、緑色発光材料を含み得、第２の発光層１７０が、赤色発光材料を含み得る。この実施形態は、図１３ｂの発光デバイス５０５によって示される。
一実施形態では、第１の発光層１３５が、赤色発光材料を含み得、第２の発光層１７０が、青色発光材料を含み得る。
一実施形態では、第１の発光層１３５が、青色発光材料を含み得、第２の発光層１７０が、赤色発光材料を含み得る。
一実施形態では、第１の発光層１３５が、緑色発光材料を含み得、第２の発光層１７０が、青色発光材料を含み得る。この実施形態は、図１３ｃの発光デバイス５１０によって示される。
一実施形態では、第１の発光層１３５が、青色発光材料を含み得、第２の発光層１７０が、緑色発光材料を含み得る。この実施形態は、図１３ｄの発光デバイス５１５によって示される。
一実施形態では、第１の発光層１３５が、黄色発光材料を含み得、第２の発光層１７０が、青色発光材料を含み得る。この実施形態は、図１３ｅの発光デバイス５２０によって示される。
一実施形態では、第１の発光層１３５が、青色発光材料を含み得、第２の発光層１７０が、黄色発光材料を含み得る。この実施形態は、図１３ｆの発光デバイス５２５によって示される。
一実施形態では、第１の発光層１３５が、緑色発光材料を含み得、第２の発光層１７０が、黄色発光材料を含み得る。
一実施形態では、第１の発光層１３５が、黄色発光材料を含み得、第２の発光層１７０が、緑色発光材料を含み得る。
一実施形態では、第１の発光層１３５が、赤色発光材料を含み得、第２の発光層１７０が、黄色発光材料を含み得る。
一実施形態では、第１の発光層１３５が、黄色発光材料を含み得、第２の発光層１７０が、赤色発光材料を含み得る。
図１４は、２つの発光層を有する発光デバイスの異なるタイプの発光材料を含む発光層の様々な構成を示している。簡素にするために、図１４では、ペロブスカイト発光材料を含む発光層は「ＰＥＬＥＤ」とラベル付けされ、有機発光材料を含む発光層は「ＯＬＥＤ」とラベル付けされ、量子ドット発光材料を含む発光層は「ＱＬＥＤ」とラベル付けされている。
一実施形態では、第１の発光層１３５が、ペロブスカイト発光材料を含み得、第２の発光層１７０が、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、または量子ドット発光材料を含み得る。
一実施形態では、第１の発光層１３５が、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、または量子ドット発光材料を含み得、第２の発光層１７０が、ペロブスカイト発光材料を含み得る。
一実施形態では、少なくとも１つのさらなる発光層が、ペロブスカイト発光材料または有機発光材料を含み得る。この実施形態は、図１４ａの発光デバイス６００、図１４ｂの６０５、および図１４ｄの６１５によって示される。
一実施形態では、第１の発光層１３５が、ペロブスカイト発光材料を含み得、第２の発光層１７０が、ペロブスカイト発光材料を含み得る。この実施形態は、図１４ａの発光デバイス６００によって示される。そのようなデバイスアーキテクチャは、製造プロセスが、ＰｅＬＥＤ発光層のみを含む発光デバイスに対して簡素化され得るという点で有利な場合がある。
一実施形態では、少なくとも１つのさらなる発光層が、有機発光材料を含み得る。この実施形態は、図１４ｂの発光デバイス６０５および図１４ｄの６１５によって示される。このようなデバイスアーキテクチャは、発光デバイスのうちの少なくとも１つの発光層に対してペロブスカイト発光材料が好ましい場合があるが、デバイスのさらなる発光層に有機発光材料が使用されると、デバイスの性能が強化され得るので、有利な場合がある。例えば、より広い範囲の発光色を可能にすることができ、デバイスの色域、エレクトロルミネッセンス効率、および／またはエレクトロルミネッセンス安定性を強化することができる。発光デバイス内でのＰｅＬＥＤ発光層とＯＬＥＤ発光層との組み合わせは、商業的な性能を有する有機発光材料がペロブスカイト発光材料の性能によって補完され、強化され得るので、特に有利な場合がある。
一実施形態では、第１の発光層１３５が、ペロブスカイト発光材料を含み得、第２の発光層１７０が、有機発光材料を含み得る。この実施形態は、図１４ｂの発光デバイス６０５によって示される。
一実施形態では、第１の発光層１３５が、有機発光材料を含み得、第２の発光層１７０が、ペロブスカイト発光材料を含み得る。この実施形態は、図１４ｄの発光デバイス６１５によって示される。
一実施形態では、少なくとも１つのさらなる発光デバイスが、ペロブスカイト発光材料または量子ドット発光材料を含み得る。この実施形態は、図１４ａの発光デバイス６００、図１４ｃの６１０、および図１４ｅの６２０によって示される。
一実施形態では、第１の発光層１３５が、ペロブスカイト発光材料を含み得、第２の発光層１７０が、ペロブスカイト発光材料を含み得る。この実施形態は、図１４ａの発光デバイス６００によって示される。そのようなデバイスアーキテクチャは、製造プロセスが、ＰｅＬＥＤ発光層のみを含む発光デバイスに対して簡素化され得るという点で有利な場合がある。
一実施形態では、少なくとも１つのさらなる発光層が、量子ドット発光材料を含み得る。この実施形態は、図１４ｃの発光デバイス６１０および図１４ｅの６２０によって示される。このようなデバイスアーキテクチャは、発光デバイスのうちの少なくとも１つの発光層に対してペロブスカイト発光材料が好ましい場合があるが、デバイスのさらなる発光層に量子ドット発光材料が使用されると、デバイスの性能が強化され得るので、有利な場合がある。例えば、より広い範囲の発光色を可能にすることができ、デバイスの色域、エレクトロルミネッセンス効率、および／またはエレクトロルミネッセンス安定性を強化することができる。ＰｅＬＥＤ発光層およびＱＬＥＤ発光層を発光デバイス内で組み合わせることは、ペロブスカイト発光材料と量子ドット発光材料の構造が類似しているため、これらの発光層を、さらなる複雑さをほとんどまたは全く伴わずに一緒に製造することができる可能性があるため、特に有利であり得る。例えば、溶解法の製造の場合、一般的な溶媒を使用して、ペロブスカイト発光材料および量子ドット発光材料を処理することができる。
一実施形態では、第１の発光層１３５が、ペロブスカイト発光材料を含み得、第２の発光層１７０が、ペロブスカイト発光材料を含み得る。この実施形態は、図１４ｃの発光デバイス６１０によって示される。
一実施形態では、第１の発光層１３５が、量子ドット発光材料を含み得、第２の発光層１７０が、ペロブスカイト発光材料を含み得る。この実施形態は、図１４ｅの発光デバイス６２０によって示される。
一実施形態では、図１３および１４を参照して説明した発光デバイスは、白色光を発することができる。一実施形態では、発光デバイスは、０．０１０以下のＤｕｖを有する白色光を発することができる。一実施形態では、発光デバイスは、０．００５以下のＤｕｖを有する白色光を発することができる。小さなＤｕｖ値を有することは、発光デバイスが黒体放射体に非常に似ている可能性があるという点で有利な場合がある。
一実施形態では、発光デバイスは、ディスプレイルに組み込まれ得る。一実施形態では、発光デバイスは、ＣＣＴが約６５０４Ｋの白色光を発することができる。約６５０４ＫのＣＣＴを持つことは、ディスプレイが、ＤＣＩ−Ｐ３とＲｅｃ．２０２０標準の両方に使用される白色点である発光性Ｄ６５白色点に容易に較正できるという点で有利な場合がある。
一実施形態では、発光デバイスは、光パネルに組み込まれ得る。一実施形態では、発光デバイスは、ＣＣＴが約２７００Ｋ〜６５００Ｋの範囲にある白色光を発することができる。一実施形態では、発光デバイスは、ＣＣＴが約３０００Ｋ〜５０００Ｋの範囲にある光を発することができる。この範囲のＣＣＴを持つことは、発光デバイスがより自然な色に見え、米国エネルギー省のｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔａｒ ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｌｉｇｈｔｉｎｇを満たし得るという点で有利な場合がある。一実施形態では、発光デバイスは、発光デバイスのＣＲＩが８０以上になるように白色光を発することができる。一実施形態では、発光デバイスは、発光デバイスのＣＲＩが９０以上になるように白色光を発することができる。高いＣＲＩを有することは、発光デバイスが色をより正確にレンダリングし得るという点で有利である可能性がある。
１つの好ましい実施形態では、発光デバイスは、白色光を発することができ、ペロブスカイト発光材料を含む黄色のペロブスカイト発光層、および有機発光材料を含む青色の有機発光層を含むことができる。この実施形態では、デバイスは、黄色のペロブスカイト発光材料および青色の有機発光材料の深い色飽和度から利益を得ることができ、それにより、色飽和度が向上したディスプレイおよび／または演色性能が向上した光パネルが可能になる。
一実施形態では、発光デバイスは、黄色光を発することができる。一実施形態では、発光デバイスは、黄色光を発することができ、少なくとも１つの赤色発光層および少なくとも１つの緑色発光層を含み得る。一実施形態では、発光デバイスは、マゼンタ光を発することができる。一実施形態では、発光デバイスは、マゼンタ光を発することができ、少なくとも１つの赤色発光層および少なくとも１つの青色発光層を含み得る。一実施形態では、発光デバイスは、シアン光を発することができ、少なくとも１つの緑色発光層および少なくとも１つの青色発光層を含み得る。
図１５および１６は、３つの発光層を有する発光デバイスの発光層の様々な構成を示している。各構成において、発光デバイスは、基板１１０、第１の発光層１３５、第２の発光層１７０、および第３の発光層１７５を含む。第１の発光層１３５は、第１の電極（図示せず）の上に配置される。第２の発光層１７０は、第１の電荷生成層１３５の上に配置される。第３の発光層１７５は、第２の電荷生成層１７０の上に配置される。第２の電極（図示せず）は、第３の発光層１７５上に配置される。第１の発光層１３５は、第２の発光層１７０と接触している。第２の発光層１７０は、第３の発光層１７５と接触している。様々な追加の層を、第１の電極と第１の発光層１３５との間に配置することができる。様々な追加の層を、第３の発光層１７５と第２の電極との間に配置することができる。各構成において、発光デバイスは、ペロブスカイト発光材料を含む少なくとも１つの発光層を含む。各構成において、発光デバイスは、それぞれがペロブスカイト発光材料、有機発光材料、または量子ドット発光材料を含む少なくとも２つのさらなる発光層をさらに含む。このような発光デバイスアーキテクチャは、異なる発光材料の組み合わせにより、各発光層に最適なタイプの発光材料を選択することが可能となり、それにより、ペロブスカイト発光材料のみ、有機発光材料のみ、または量子ドット発光材料のみなどの単一タイプの発光材料のみを含む発光デバイスで達成され得るものを超えて性能を強化させることができるので、有利であり得る。例えば、より広い範囲の発光色を可能にすることができ、デバイスの色域、エレクトロルミネッセンス効率、および／またはエレクトロルミネッセンス安定性を強化することができる。
図１５は、３つの発光層を有する発光デバイスの異なる色の光を発する発光層の様々な構成を示している。
一実施形態では、第１の発光層１３５は、赤色発光材料を含み得、第２の発光層１７０は、緑色発光材料を含み得、第３の発光層１７５は、青色発光材料を含み得る。この実施形態は、図１５ａの発光デバイス７００によって示される。
一実施形態では、第１の発光層１３５は、赤色発光材料を含み得、第２の発光層１７０は、青色発光材料を含み得、第３の発光層１７５は、緑色発光材料を含み得る。この実施形態は、図１５ｂの発光デバイス７０５によって示される。
一実施形態では、第１の発光層１３５は、緑色発光材料を含み得、第２の発光層１７０は、赤色発光材料を含み得、第３の発光層１７５は、青色発光材料を含み得る。この実施形態は、図１５ｃの発光デバイス７１０によって示される。
一実施形態では、第１の発光層１３５は、緑色発光材料を含み得、第２の発光層１７０は、青色発光材料を含み得、第３の発光層１７５は、赤色発光材料を含み得る。この実施形態は、図１５ｄの発光デバイス７１５によって示される。
一実施形態では、第１の発光層１３５は、青色発光材料を含み得、第２の発光層１７０は、赤色発光材料を含み得、第３の発光層１７５は、緑色発光材料を含み得る。この実施形態は、図１５ｅの発光デバイス７２０によって示される。
一実施形態では、第１の発光層１３５は、青色発光材料を含み得、第２の発光層１７０は、緑色発光材料を含み得、第３の発光層１７５は、赤色発光材料を含み得る。この実施形態は、図１５ｆの発光デバイス７２５によって示される。
図１６は、３つの発光層を有する発光デバイスの異なるタイプの発光材料を含む発光層の様々な構成を示している。簡素にするために、図１６では、ペロブスカイト発光材料を含む発光層は「ＰＥＬＥＤ」とラベル付けされ、有機発光材料を含む発光層は「ＯＬＥＤ」とラベル付けされ、量子ドット発光材料を含む発光層は「ＱＬＥＤ」とラベル付けされている。
一実施形態では、第１の発光層１３５は、ペロブスカイト発光材料を含み得、第２の発光層１７０は、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料または量子ドット発光材料を含み得、第３の発光層１７５は、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料または量子ドット発光材料を含み得る。
一実施形態では、第１の発光層１３５は、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料または量子ドット発光材料を含み得、第２の発光層１７０は、ペロブスカイト発光材料を含み得、第３の発光層１７５は、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料または量子ドット発光材料を含み得る。
一実施形態では、第１の発光層１３５は、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、または量子ドット発光材料を含み得、第２の発光層１７０は、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、または量子ドット発光材料を含み得、第３の発光層１７５は、ペロブスカイト発光材料を含み得る。
一実施形態では、少なくとも３つの発光層のうちの少なくとも２つのさらなる発光層は、それぞれ、ペロブスカイト発光材料または有機発光材料を含み得る。
一実施形態では、第１の発光層１３５は、ペロブスカイト発光材料を含み得、第２の発光層１７０は、ペロブスカイト発光材料を含み得、第３の発光層１７５は、ペロブスカイト発光材料を含み得る。この実施形態は、図１６ａの発光デバイス８００によって示される。そのようなデバイスアーキテクチャは、製造プロセスが、ＰｅＬＥＤ発光層のみを含む発光デバイスに対して簡素化され得るという点で有利な場合がある。
一実施形態では、少なくとも３つの発光層のうちの少なくとも２つのさらなる発光層が、それぞれ、ペロブスカイト発光材料または有機発光材料を含み、少なくとも２つのさらなる発光層のうちの少なくとも１つが、有機発光材料を含む。このようなデバイスアーキテクチャは、発光デバイスのうちの少なくとも１つの発光層に対してペロブスカイト発光材料が好ましい場合があるが、デバイスの少なくとも１つのさらなる発光層に有機発光材料が使用されると、デバイスの性能が強化され得るので、有利な場合がある。例えば、より広い範囲の発光色を可能にすることができ、デバイスの色域、エレクトロルミネッセンス効率、および／またはエレクトロルミネッセンス安定性を強化することができる。発光デバイス内でのＰｅＬＥＤ発光層とＯＬＥＤ発光層との組み合わせは、商業的な性能を有する有機発光材料がペロブスカイト発光材料の性能によって補完され、強化され得るので、特に有利な場合がある。
一実施形態では、少なくとも３つの発光層のうちの少なくとも２つのさらなる発光層は、それぞれ、ペロブスカイト発光材料または量子ドット発光材料を含む。
一実施形態では、少なくとも３つの発光層のうちの少なくとも２つのさらなる発光層は、それぞれ、ペロブスカイト発光材料または量子ドット発光材料を含み、少なくとも２つのさらなる発光層のうちの少なくとも１つは、量子ドット発光材料を含む。このようなデバイスアーキテクチャは、発光デバイスのうちの少なくとも１つの発光層に対してペロブスカイト発光材料が好ましい場合があるが、デバイスの少なくとも１つのさらなる発光層に量子ドット発光材料が使用されると、デバイスの性能が強化され得るので、有利な場合がある。例えば、より広い範囲の発光色を可能にすることができ、デバイスの色域、エレクトロルミネッセンス効率、および／またはエレクトロルミネッセンス安定性を強化することができる。ＰｅＬＥＤ発光層およびＱＬＥＤ発光層を発光デバイス内で組み合わせることは、ペロブスカイト発光材料と量子ドット発光材料の構造が類似しているため、これらの発光層を、さらなる複雑さをほとんどまたは全く伴わずに一緒に製造することができる可能性があるため、特に有利であり得る。例えば、溶解法の製造の場合、一般的な溶媒を使用して、ペロブスカイト発光材料および量子ドット発光材料を処理することができる。
一実施形態では、第１の発光層１３５は、ペロブスカイト発光材料を含み得、第２の発光層１７０は、ペロブスカイト発光材料を含み得、第３の発光層１７５は、有機発光材料を含み得る。この実施形態は、図１６ｂの発光デバイス８０５によって示される。
一実施形態では、第１の発光層１３５は、ペロブスカイト発光材料を含み得、第２の発光層１７０は、ペロブスカイト発光材料を含み得、第３の発光層１７５は、量子ドット発光材料を含み得る。この実施形態は、図１６ｃの発光デバイス８１０によって示される。
一実施形態では、第１の発光層１３５は、ペロブスカイト発光材料を含み得、第２の発光層１７０は、有機発光材料を含み得、第３の発光層１７５は、ペロブスカイト発光材料を含み得る。この実施形態は、図１６ｄの発光デバイス８１５によって示される。
一実施形態では、第１の発光層１３５は、ペロブスカイト発光材料を含み得、第２の発光層１７０は、量子ドット発光材料を含み得、第３の発光層１７５は、ペロブスカイト発光材料を含み得る。この実施形態は、図１６ｅの発光デバイス８２０によって示される。
一実施形態では、第１の発光層１３５は、有機発光材料を含み得、第２の発光層１７０は、ペロブスカイト発光材料を含み得、第３の発光層１７５は、ペロブスカイト発光材料を含み得る。
一実施形態では、第１の発光層１３５は、量子ドット発光材料を含み得、第２の発光層１７０は、ペロブスカイト発光材料を含み得、第３の発光層１７５は、ペロブスカイト発光材料を含み得る。
一実施形態では、第１の発光層１３５は、ペロブスカイト発光材料を含み得、第２の発光層１７０は、有機発光材料を含み得、第３の発光層１７５は、有機発光材料を含み得る。
一実施形態では、第１の発光層１３５は、ペロブスカイト発光材料を含み得、第２の発光層１７０は、由紀発光材料を含み得、第３の発光層１７５は、量子ドット発光材料を含み得る。
一実施形態では、第１の発光層１３５は、ペロブスカイト発光材料を含み得、第２の発光層１７０は、量子ドット発光材料を含み得、第３の発光層１７５は、有機発光材料を含み得る。
一実施形態では、第１の発光層１３５は、ペロブスカイト発光材料を含み得、第２の発光層１７０は、量子ドット発光材料を含み得、第３の発光層１７５は、量子ドット発光材料を含み得る。
一実施形態では、第１の発光層１３５は、有機発光材料を含み得、第２の発光層１７０は、ペロブスカイト発光材料を含み得、第３の発光層１７５は、有機発光材料を含み得る。
一実施形態では、第１の発光層１３５は、有機発光材料を含み得、第２の発光層１７０は、ペロブスカイト発光材料を含み得、第３の発光層１７５は、量子ドット発光材料を含み得る。
一実施形態では、第１の発光層１３５は、量子ドット発光材料を含み得、第２の発光層１７０は、ペロブスカイト発光材料を含み得、第３の発光層１７５は、有機発光材料を含み得る。
一実施形態では、第１の発光層１３５は、量子ドット発光材料を含み得、第２の発光層１７０は、ペロブスカイト発光材料を含み得、第３の発光層１７５は、量子ドット発光材料を含み得る。
一実施形態では、第１の発光層１３５は、有機発光材料を含み得、第２の発光層１７０は、有機発光材料を含み得、第３の発光層１７５は、ペロブスカイト発光材料を含み得る。
一実施形態では、第１の発光層１３５は、有機発光材料を含み得、第２の発光層１７０は、量子ドット発光材料を含み得、第３の発光層１７５は、ペロブスカイト発光材料を含み得る。
一実施形態では、第１の発光層１３５は、量子ドット発光材料を含み得、第２の発光層１７０は、有機発光材料を含み得、第３の発光層１７５は、ペロブスカイト発光材料を含み得る。
一実施形態では、第１の発光層１３５は、量子ドット発光材料を含み得、第２の発光層１７０は、量子ドット発光材料を含み得、第３の発光層１７５は、ペロブスカイト発光材料を含み得る。
一実施形態では、少なくとも２つのさらなる発光層のうちの少なくとも１つの発光層は、有機発光材料を含み、少なくとも２つのさらなる発光層のうちの少なくとも１つの発光層は、量子ドット発光材料を含む。このような発光デバイスアーキテクチャは、異なる発光材料の組み合わせにより、各発光層に最適なタイプの発光材料を選択することが可能となり、それにより、単一タイプの発光材料のみ、または２つのタイプの発光材料のみを含む発光デバイスで達成され得るものを超えて性能を強化させることができるので、有利であり得る。例えば、より広い範囲の発光色を可能にすることができ、デバイスの色域、エレクトロルミネッセンス効率、および／またはエレクトロルミネッセンス安定性を強化することができる。
一実施形態では、図１５および１６を参照して説明した発光デバイスは、白色光を発することができる。一実施形態では、発光デバイスは、０．０１０以下のＤｕｖを有する白色光を発することができる。一実施形態では、発光デバイスは、０．００５以下のＤｕｖを有する白色光を発することができる。小さなＤｕｖ値を有することは、発光デバイスが黒体放射体に非常に似ている可能性があるという点で有利な場合がある。
一実施形態では、発光デバイスは、ディスプレイに組み込まれ得る。一実施形態では、発光デバイスは、ＣＣＴが約６５０４Ｋの白色光を発することができる。約６５０４ＫのＣＣＴを持つことは、ディスプレイが、ＤＣＩ−Ｐ３とＲｅｃ．２０２０標準の両方に使用される白色点である発光性Ｄ６５白色点に容易に較正できるという点で有利な場合がある。
一実施形態では、発光デバイスは、光パネルに組み込まれ得る。一実施形態では、発光デバイスは、ＣＣＴが約２７００Ｋ〜６５００Ｋの範囲にある白色光を発することができる。一実施形態では、発光デバイスは、ＣＣＴが約３０００Ｋ〜５０００Ｋの範囲にある光を発することができる。この範囲のＣＣＴを持つことは、発光デバイスがより自然な色に見え、米国エネルギー省のｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔａｒ ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｌｉｇｈｔｉｎｇを満たし得るという点で有利な場合がある。一実施形態では、発光デバイスは、発光デバイスのＣＲＩが８０以上になるように白色光を発することができる。一実施形態では、発光デバイスは、発光デバイスのＣＲＩが９０以上になるように白色光を発することができる。高いＣＲＩを有することは、発光デバイスが色をより正確にレンダリングし得るという点で有利である可能性がある。
１つの好ましい実施形態では、発光デバイスは、白色光を発することができ、ペロブスカイト発光材料を含む赤色のペロブスカイト発光層、ペロブスカイト発光材料を含む緑色のペロブスカイト発光層、および有機発光材料を含む青色の有機発光層を含むことができる。この実施形態では、デバイスは、青色の有機発光材料の深い色飽和度と組み合わせて、赤色および緑色のペロブスカイト発光材料の深い色飽和度から恩恵を受けることができ、それにより、色飽和度が増強されたディスプレイおよび／または演色性が増強された光パネルを可能にする。
一実施形態では、発光デバイスは、積層発光デバイスであり得る。一実施形態では、発光デバイスは、１つ以上の電荷生成層によって分離された２つ以上の発光ユニットを有する積層発光デバイスであり得る。一実施形態では、発光デバイスは、２つ以上の電荷生成層によって分離された３つ以上の発光ユニットを有する積層発光デバイスであり得る。一実施形態では、積層発光デバイスの少なくとも１つの発光ユニットは、複数の発光層を含み得る。
積層発光デバイスアーキテクチャは、以下の利点のうちの１つ以上を提供することができる。すなわち、複数の発光ユニットからの光を、デバイスの同じ表面積内で組み合わせてもよく、それによって、デバイスの明るさを増加することができる。複数の発光ユニットは、実質的に同じ電流が各発光ユニットを通過するように、電気的に直列に接続されてもよく、それによって、電流密度を実質的に増加させることなく明るさを増加させた状態でデバイスを動作させることができ、それによって、デバイスの動作寿命を延長させることができる。別々の発光ユニットから発せられる光の量を個別に制御することができ、それにより、適用のニーズに応じてデバイスの明るさおよび／または色を調整することができる。発光ユニットを直列に接続することにより、積層発光デバイス内の各発光ユニットに直流（ＤＣ）を流すことがさらに可能になる。これにより、積層発光デバイスは、電子ディスプレイの駆動に使用されるパッシブマトリックスおよびアクティブマトリックスバックプレーンなど、標準の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）バックプレーン設計と互換性のある簡素な２つの電子端子設計を有することができる。
任意で、積層発光デバイス内の１つ以上の電荷生成層は、１つ以上の外部電源に直接接続されてもされなくてもよく、したがって、個別にアドレス可能な場合もあれば、そうでない場合もある。１つ以上の電荷生成層を１つ以上の外部源に接続することは、別々の発光ユニットからの発光を個別に制御することができ、複数の発光ユニットを有する積層発光デバイスの明るさおよび／または色を適用のニーズに応じて調整することができるという点で有利であり得る。１つ以上の電荷生成層を１つ以上の外部源に接続しないことは、積層発光デバイスが、さらに電子ディスプレイを駆動するために使用されるパッシブマトリックスおよびアクティブマトリックスバックプレーンなどの標準的な薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）バックプレーン設計と互換性のある２端子電子デバイスであってもよいという点で有利であり得る。
図１９および２０は、３つの発光層を有する積層発光デバイスの発光層の様々な構成を示している。各構成において、積層発光デバイスは、基板１０１０、第１の発光層１０３０、第２の発光層１０６０、第３の発光層１０６５、および第１の電荷生成層１０４５を含む。第１の発光層１０３０は、第１の電極（図示せず）の上に配置される。第２の発光層１０６０は、第１の電荷生成層１０３０の上に配置される。第３の発光層１０６５は、第２の電荷生成層１０６０の上に配置される。第２の電極（図示せず）は、第３の発光層１０６５上に配置される。少なくとも３つの発光層のうちの少なくとも２つは、互いに接触している。第１の電荷生成層１０４５は、第１の発光層１０３０と第３の発光層１０６６との間に配置されている。様々な追加の層を、第１の電極と第１の発光層１０３０との間に配置することができる。様々な追加の層を、第３の発光層１０６５と第２の電極との間に配置することができる。様々なさらなる追加の層が、デバイスに含まれ得る。各構成において、発光デバイスは、ペロブスカイト発光材料を含む少なくとも１つの発光層を含む。各構成において、発光デバイスは、それぞれがペロブスカイト発光材料、有機発光材料、または量子ドット発光材料を含む少なくとも２つのさらなる発光層をさらに含む。
図１９は、３つの発光層を有する積層発光デバイスの異なる色の光を発する発光層の様々な構成を示している。
一実施形態では、第１の発光層１０３０は、赤色発光材料を含み得、第２の発光層１０６０は、緑色発光材料を含み得、第３の発光層１０６５は、青色発光材料を含み得る。第１の発光層１０３０は、第２の発光層１０６０と接触していてもよい。第１の電荷生成層１０４５は、第２の発光層１０６０と第３の発光層１０６５との間に配置され得る。この実施形態は、図１９ａの発光デバイス１１００によって示される。
一実施形態では、第１の発光層１０３０は、緑色発光材料を含み得、第２の発光層１０６０は、赤色発光材料を含み得、第３の発光層１０６５は、青色発光材料を含み得る。第１の発光層１０３０は、第２の発光層１０６０と接触していてもよい。第１の電荷生成層１０４５は、第２の発光層１０６０と第３の発光層１０６５との間に配置され得る。この実施形態は、図１９ｂの発光デバイス１１０５によって示される。
一実施形態では、第１の発光層１０３０は、青色発光材料を含み得、第２の発光層１０６０は、赤色発光材料を含み得、第３の発光層１０６５は、緑色発光材料を含み得る。第１の電荷生成層１０４５は、第１の発光層１０３０と第２の発光層１０６０との間に配置され得る。第２の発光層１０６０は、第３の発光層１０６５と接触していてもよい。この実施形態は、図１９ｃの発光デバイス１１１０によって示される。
一実施形態では、第１の発光層１０３０は、青色発光材料を含み得、第２の発光層１０６０は、緑色発光材料を含み得、第３の発光層１０６５は、赤色発光材料を含み得る。第１の電荷生成層１０４５は、第１の発光層１０３０と第２の発光層１０６０との間に配置され得る。第２の発光層１０６０は、第３の発光層１０６５と接触していてもよい。この実施形態は、図１９ｄの発光デバイス１１１５によって示される。
図１９に示され、本明細書で詳細に説明される例は、例として示され、非限定的である。色と発光層の他の組み合わせが想定され、本特許出願に含まれている。
図２０は、３つの発光層を有する積層発光デバイスの異なるタイプの発光材料を含む発光層の様々な構成を示している。簡素にするために、図２０では、ペロブスカイト発光材料を含む発光層は「ＰＥＬＥＤ」とラベル付けされ、有機発光材料を含む発光層は「ＯＬＥＤ」とラベル付けされ、量子ドット発光材料を含む発光層は「ＱＬＥＤ」とラベル付けされている。
一実施形態では、第１の発光層１０３０は、ペロブスカイト発光材料を含み得、第２の発光層１０６０は、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料または量子ドット発光材料を含み得、第３の発光層１０６５は、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料または量子ドット発光材料を含み得る。任意で、第１の発光層１０３０は、第２の発光層１０６０と接触していてもよい。任意で、第１の電荷生成層１０４５は、第２の発光層１０６０と第３の発光層１０６５との間に配置され得る。任意で、第２の発光層１０６０は、第３の発光層１０６５と接触していてもよい。任意で、第１の電荷生成層１０４５は、第１の発光層１０３０と第２の発光層１０６０との間に配置され得る。
一実施形態では、第１の発光層１０３０は、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料または量子ドット発光材料を含み得、第２の発光層１０６０は、ペロブスカイト発光材料を含み得、第３の発光層１０６５は、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料または量子ドット発光材料を含み得る。任意で、第１の発光層１０３０は、第２の発光層１０６０と接触していてもよい。任意で、第１の電荷生成層１０４５は、第２の発光層１０６０と第３の発光層１０６５との間に配置され得る。任意で、第２の発光層１０６０は、第３の発光層１０６５と接触していてもよい。任意で、第１の電荷生成層１０４５は、第１の発光層１０３０と第２の発光層１０６０との間に配置され得る。
一実施形態では、第１の発光層１０３０は、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、または量子ドット発光材料を含み得、第２の発光層１０６０は、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、または量子ドット発光材料を含み得、第３の発光層１０６５は、ペロブスカイト発光材料を含み得る。任意で、第１の発光層１０３０は、第２の発光層１０６０と接触していてもよい。任意で、第１の電荷生成層１０４５は、第２の発光層１０６０と第３の発光層１０６５との間に配置され得る。任意で、第２の発光層１０６０は、第３の発光層１０６５と接触していてもよい。任意で、第１の電荷生成層１０４５は、第１の発光層１０３０と第２の発光層１０６０との間に配置され得る。
一実施形態では、第１の発光層１０３０は、ペロブスカイト発光材料を含み得、第２の発光層１０６０は、ペロブスカイト発光材料を含み得、第３の発光層１０６５は、ペロブスカイト発光材料を含み得る。第１の発光層１０３０は、第２の発光層１０６０と接触していてもよい。第１の電荷生成層１０４５は、第２の発光層１０６０と第３の発光層１０６５との間に配置され得る。この実施形態は、図２０ａの発光デバイス１２００によって示される。
一実施形態では、第１の発光層１０３０は、ペロブスカイト発光材料を含み得、第２の発光層１０６０は、ペロブスカイト発光材料を含み得、第３の発光層１０６５は、有機発光材料を含み得る。第１の発光層１０３０は、第２の発光層１０６０と接触していてもよい。第１の電荷生成層１０４５は、第２の発光層１０６０と第３の発光層１０６５との間に配置され得る。この実施形態は、図２０ｂの発光デバイス１２０５によって示される。
一実施形態では、第１の発光層１０３０は、有機発光材料を含み得、第２の発光層１０６０は、ペロブスカイト発光材料を含み得、第３の発光層１０６５は、ペロブスカイト発光材料を含み得る。第１の電荷生成層１０４５は、第１の発光層１０３０と第２の発光層１０６０との間に配置され得る。第２の発光層１０６０は、第３の発光層１０６５と接触していてもよい。この実施形態は、図２０ｃの発光デバイス１２１０によって示される。
一実施形態では、第１の発光層１０３０は、ペロブスカイト発光材料を含み得、第２の発光層１０６０は、ペロブスカイト発光材料を含み得、第３の発光層１０６５は、量子ドット発光材料を含み得る。第１の発光層１０３０は、第２の発光層１０６０と接触していてもよい。第１の電荷生成層１０４５は、第２の発光層１０６０と第３の発光層１０６５との間に配置され得る。この実施形態は、図２０ｄの発光デバイス１２１５によって示される。
一実施形態では、第１の発光層１０３０は、量子ドット発光材料を含み得、第２の発光層１０６０は、ペロブスカイト発光材料を含み得、第３の発光層１０６５は、ペロブスカイト発光材料を含み得る。第１の電荷生成層１０４５は、第１の発光層１０３０と第２の発光層１０６０との間に配置され得る。第２の発光層１０６０は、第３の発光層１０６５と接触していてもよい。この実施形態は、図２０ｅの発光デバイス１２２０によって示される。
図２０に示され、本明細書で詳細に説明される例は、例として示され、非限定的である。発光材料タイプおよび発光層の他の組み合わせが想定され、この特許出願に含まれている。
一実施形態では、図１９および２０を参照して説明した積層発光デバイスは、白色光を発することができる。一実施形態では、積層発光デバイスは、０．０１０以下のＤｕｖを有する白色光を発することができる。一実施形態では、積層発光デバイスは、０．００５以下のＤｕｖを有する白色光を発することができる。小さなＤｕｖ値を有することは、発光デバイスが黒体放射体に非常に似ている可能性があるという点で有利な場合がある。
一実施形態では、積層発光デバイスは、ディスプレイに組み込まれ得る。一実施形態では、発光デバイスは、ＣＣＴが約６５０４Ｋの白色光を発することができる。約６５０４ＫのＣＣＴを持つことは、ディスプレイが、ＤＣＩ−Ｐ３とＲｅｃ．２０２０標準の両方に使用される白色点である発光性Ｄ６５白色点に容易に較正できるという点で有利な場合がある。
一実施形態では、積層発光デバイスは、光パネルに組み込まれ得る。一実施形態では、積層発光デバイスは、ＣＣＴが約２７００Ｋ〜６５００Ｋの範囲にある白色光を発することができる。一実施形態では、積層発光デバイスは、ＣＣＴが約３０００Ｋ〜５０００Ｋの範囲にある光を発することができる。この範囲のＣＣＴを持つことは、発光デバイスがより自然な色に見え、米国エネルギー省のｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔａｒ ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｌｉｇｈｔｉｎｇを満たし得るという点で有利な場合がある。一実施形態では、積層発光デバイスは、発光デバイスのＣＲＩが８０以上になるように白色光を発することができる。一実施形態では、積層発光デバイスは、発光デバイスのＣＲＩが９０以上になるように白色光を発することができる。高いＣＲＩを有することは、発光デバイスが色をより正確にレンダリングし得るという点で有利である可能性がある。
１つの好ましい実施形態では、積層発光デバイスは、白色光を発することができ、ペロブスカイト発光材料を含む緑色のペロブスカイト発光層と接触している、ペロブスカイト発光材料を含む赤色のペロブスカイト発光層を含む少なくとも１つの発光ユニットと、有機発光材料を含む青色の有機発光層を含む少なくとも１つのさらなる発光ユニットと、を含んでいてもよい。この実施形態では、デバイスは、青色の有機発光材料の深い色飽和度と組み合わせて、赤色および緑色のペロブスカイト発光材料の深い色飽和度から恩恵を受けることができ、それにより、色飽和度が増強されたディスプレイおよび／または演色性が増強された光パネルを可能にする。
一実施形態では、図１３、１４、１５、１６、１９および２０を参照して説明された発光デバイスは、ディスプレイのサブピクセルに組み込まれ得る。一実施形態では、ディスプレイのサブピクセルは、約６５０４ＫのＣＣＴで白色光を発することができる。約６５０４ＫのＣＣＴを持つことは、ディスプレイが、ＤＣＩ−Ｐ３とＲｅｃ．２０２０標準の両方に使用される白色点である発光性Ｄ６５白色点に容易に較正できるという点で有利な場合がある。任意で、ディスプレイは幅広い消費者製品に組み込むことができる。任意で、ディスプレイは、テレビ、コンピュータモニタ、タブレット、ラップトップコンピュータ、スマートフォン、携帯電話、デジタルカメラ、ビデオレコーダ、スマートウォッチ、フィットネストラッカ、パーソナルデジタルアシスタント、車両ディスプレイ、および他の電子デバイスに使用することができる。任意で、ディスプレイをマイクロディスプレイまたはヘッドアップディスプレイに使用することができる。任意で、ディスプレイは、内部または外部の照明および／または信号伝達のための光源、スマートパッケージ、または看板で使用されてもよい。
一実施形態では、図１３、１４、１５、１６、１９および２０を参照して説明された発光デバイスは、光パネルに含まれ得る。任意で、光パネルは、幅広い消費者製品に含まれ得る。任意で、光パネルは、内部または外部の照明および／または信号伝達、スマートパッケージ、または看板で使用されてもよい。
一実施形態では、図１３、１４、１５、１６、１９および２０を参照して説明された発光デバイスは、マイクロキャビティ構造を含み得る。任意で、本明細書に記載されるように、透明で部分的に反射性の電極が、対向する反射電極と組み合わせて使用されるマイクロキャビティ構造を作成してもよい。任意で、標準的なデバイスアーキテクチャでは、Ａｇの厚さが約２５ｎｍ未満であるＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯのような透明で部分的に反射性の多層アノードと、ＬｉＦ／Ａｌのような反射性多層カソードとを組み合わせて使用して、下部発光マイクロキャビティ構造を作成してもよい。このアーキテクチャでは、発光はアノードを介して行われる。任意で、標準的なデバイスアーキテクチャでは、Ｍｇ：Ａｇのような透明で部分的に反射性の化合物カソードと、Ａｇの厚さが約８０ｎｍを超えるＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯのような反射性多層アノードとを組み合わせて使用して、上部発光マイクロキャビティ構造を作成してもよい。このアーキテクチャでは、発光はカソードを介して行われる。
そのようなデバイスは、そのようなマイクロキャビティ構造がデバイスから発せられる光の総量を増加させ、それによってデバイスの効率および明るさを増加させることができるという点で有利であり得る。そのようなデバイスは、そのようなマイクロキャビティ構造が、デバイスから順方向に発せされる光の割合を増加させ、それによって、法線入射で配置されたユーザに対するデバイスの見かけの明るさを増加させることができるという点で、さらに有利であり得る。そのようなデバイスは、そのようなマイクロキャビティ構造がデバイスから発せられる光のスペクトルを狭め、それによって発せられた光の色飽和度を増加させることができるという点で有利であり得る。そのようなマイクロキャビティ構造をデバイスに適用することにより、デバイスは、ＤＣＩ−Ｐ３色域の原色をレンダリングすることが可能になり得る。そのようなマイクロキャビティ構造をデバイスに適用することにより、デバイスは、Ｒｅｃ．２０２０色域の原色をレンダリングすることが可能になり得る。例えば、これは、そのようなマイクロキャビティ構造を、それぞれ黄色および青、または赤、緑、および青の発光層を含む本明細書に開示されるような発光デバイスに適用することによって達成することができる。
一実施形態では、図１３、１４、１５、１６、１９および２０を参照して説明された発光デバイスは、１つ以上の色変更層を含み得る。本明細書で説明するように、一般に、色変更層には２つのクラス、すなわち、不要な光の波長を除去することによってスペクトルを変更するカラーフィルタと、高エネルギーの光子を低エネルギーの光子に変換する色変更層とがある。任意で、１つ以上の色変更層は、１つ以上のカラーフィルタを含み得る。任意で、１つ以上の色変更層は、１つ以上の色変化層を含み得る。
そのようなデバイスは、１つ以上の色変更層を含むことで、それらが適用される１つ以上のサブピクセルから発せられた光のスペクトルを変化させ、それによって、発せられた光の色飽和度およびディスプレイの色域を増加させることができるという点で、有利であり得る。任意で、１つ以上の色変更層を適用することにより、ディスプレイがＤＣＩ−Ｐ３の色域をレンダリングすることが可能になり得る。任意で、１つ以上の色変更層を適用することにより、ディスプレイがＲｅｃ．２０２０の色域をレンダリングすることが可能になり得る。例えば、これは、１つ以上の色変更層を、それぞれ黄色および青、または赤、緑、および青の発光層を含む本明細書に開示されるような発光デバイスに適用することによって達成することができる。
当業者は、ほんのわずかな使用例しか記載されていないが、それらが決して限定的ではないことを理解するであろう。
前述の発明の実施形態への変更は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲から逸脱することなく可能である。本発明を説明および主張するために使用される「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「組み込む」、「からなる」、「有する」、「である」などの表現は、非排他的な方法で解釈されることを意図しており、すなわち、明示的に記載されていない項目、構成要素または要素も存在することを可能にしている。単数形への言及も、複数形に関すると解釈されるべきである。添付の請求項の括弧内に含まれる数字は、請求項の理解を助けることを意図しており、これらの特許請求の範囲によって請求される主題を制限するように解釈されるべきではない。
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Ｋｕｍａｒ ｅｔ ａｌ．，Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｂｌｕｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｕｓｉｎｇ Ｑｕａｎｔｕｍ−Ｃｏｎｆｉｎｅｄ Ｔｗｏ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅｓ，ＡＣＳ Ｎａｎｏ，Ｖｏｌｕｍｅ １０，Ｐａｇｅｓ ９７２０−９７２９（２０１６）．
Ｓｏｎｅｉｒａ ｅｔ ａｌ．，ｉＰｈｏｎｅ Ｘ ＯＬＥＤ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｓｈｏｏｔ−Ｏｕｔ，ＤｉｓｐｌａｙＭａｔｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄｉｓｐｌａｙｍａｔｅ．ｃｏｍ／ｉＰｈｏｎｅＸ＿ＳｈｏｏｔＯｕｔ＿１ａ．ｈｔｍ ［ａｃｃｅｓｓｅｄ ２０ Ｍａｙ，２０１８］．
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Ｗａｎｇ ｅｔ ａｌ．，Ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｏｌｕｔｉｏｎ−ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ，ｓｅｌｆ−ｏｒｇａｎｉｓｅｄ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｑｕａｎｔｕｍ ｗｅｌｌｓ，Ｎａｔｕｒｅ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ，Ｖｏｌｕｍｅ １０，Ｐａｇｅｓ ６９９−７０４（２０１６）．

Claims (45)

  1. 第１の電極と、
    第２の電極と、
    少なくとも２つの発光層とを含む発光デバイスであって、
    前記少なくとも２つの発光層の第１の発光層が、前記第１の電極の上に配置され、
    前記少なくとも２つの発光層の第２の発光層が、前記第１の発光層の上に配置され、
    前記第２の電極が、前記第２の発光層の上に配置され、
    前記第１の発光層が、前記第２の発光層と接触しており、
    前記少なくとも２つの発光層のうちの少なくとも１つの発光層が、ペロブスカイト発光材料を含み、
    前記デバイスが、前記少なくとも２つの発光層のうちの少なくとも１つのさらなる発光層を含み、
    前記少なくとも１つのさらなる発光層が、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、または量子ドット発光材料を含む、発光デバイス。
  2. 前記第１の発光層が、ペロブスカイト発光材料を含み、前記第２の発光層が、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、または量子ドット発光材料を含む、請求項１に記載のデバイス。
  3. 前記第１の発光層が、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、または量子ドット発光材料を含み、前記第２の発光層が、ペロブスカイト発光材料を含む、請求項１に記載のデバイス。
  4. 前記少なくとも２つの発光層のうちの前記少なくとも１つのさらなる発光層が、ペロブスカイト発光材料または有機発光材料を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のデバイス。
  5. 前記第１の発光層が、ペロブスカイト発光材料を含み、前記第２の発光層が、ペロブスカイト発光材料を含む、請求項４に記載のデバイス。
  6. 前記少なくとも２つの発光層のうちの前記少なくとも１つのさらなる発光層が、有機発光材料を含む、請求項４に記載のデバイス。
  7. 前記第１の発光層が、ペロブスカイト発光材料を含み、前記第２の発光層が、有機発光材料を含む、請求項６に記載のデバイス。
  8. 前記第１の発光層が、有機発光材料を含み、前記第２の発光層が、ペロブスカイト発光材料を含む、請求項６に記載のデバイス。
  9. 前記少なくとも２つの発光層のうちの前記少なくとも１つのさらなる発光層が、ペロブスカイト発光材料または量子ドット発光材料を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のデバイス。
  10. 前記第１の発光層が、ペロブスカイト発光材料を含み、前記第２の発光層が、ペロブスカイト発光材料を含む、請求項９に記載のデバイス。
  11. 前記少なくとも２つの発光層のうちの前記少なくとも１つのさらなる発光層が、量子ドット発光材料を含む、請求項９に記載のデバイス。
  12. 前記第１の発光層が、ペロブスカイト発光材料を含み、前記第２の発光層が、量子ドット発光材料を含む、請求項１１に記載のデバイス。
  13. 前記第１の発光層が、量子ドット発光材料を含み、前記第２の発光層が、ペロブスカイト発光材料を含む、請求項１１に記載のデバイス。
  14. 前記発光層のうちの１つ以上が、有機金属ハロゲン化物発光ペロブスカイト材料を含む、先行する請求項のいずれか一項に記載のデバイス。
  15. 前記発光層のうちの１つ以上が、無機金属ハロゲン化物発光ペロブスカイト材料を含む、先行する請求項のいずれか一項に記載のデバイス。
  16. 前記少なくとも２つの発光層のうちの少なくとも１つの発光層が黄色光を発し、前記少なくとも２つの発光層のうちの少なくとも１つのさらなる発光層が青色光を発する、請求項１から１５のいずれか一項に記載のデバイス。
  17. 前記デバイスが白色光を発する、請求項１６に記載のデバイス。
  18. 前記デバイスが、演色評価数が８０以上の白色光を発する、請求項１７に記載のデバイス。
  19. 前記デバイスが、約６５０４Ｋの相関色温度を有する白色光を発する、請求項１７に記載のデバイス。
  20. 前記少なくとも２つの発光層のうちの少なくとも１つの発光層が赤色光を発し、前記少なくとも２つの発光層のうちの少なくとも１つのさらなる発光層が緑色光を発する、請求項１から１５のいずれか一項に記載のデバイス。
  21. 前記デバイスが黄色光を発する、請求項２０に記載のデバイス。
  22. 第１の電極と、
    第２の電極と、
    少なくとも３つの発光層とを含む発光デバイスであって、
    前記少なくとも３つの発光層の第１の発光層が、前記第１の電極の上に配置され、
    前記少なくとも３つの発光層の第２の発光層が、前記第１の発光層の上に配置され、
    前記少なくとも３つの発光層の第３の発光層が、前記第２の発光層の上に配置され、
    前記第２の電極が、前記第３の発光層の上に配置され、
    前記第１の発光層が、前記第２の発光層と接触しており、
    前記第２の発光層が、前記第３の発光層と接触しており、
    前記少なくとも３つの発光層のうちの少なくとも１つの発光層が、ペロブスカイト発光材料を含み、
    前記デバイスが、前記少なくとも３つの発光層のうちの少なくとも２つのさらなる発光層を含み、
    前記少なくとも２つのさらなる発光層の各々が、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、または量子ドット発光材料を含む、発光デバイス。
  23. 前記少なくとも３つの発光層のうちの前記少なくとも２つのさらなる発光層がそれぞれ、ペロブスカイト発光材料または有機発光材料を含む、請求項２２に記載のデバイス。
  24. 前記第１の発光層が、ペロブスカイト発光材料を含み、前記第２の発光層が、ペロブスカイト発光材料を含み、前記第３の発光層が、ペロブスカイト発光材料を含む、請求項２３に記載のデバイス。
  25. 前記少なくともさらなる２つの発光層のうちの前記少なくとも１つの発光層が、有機発光材料を含む、請求項２３に記載のデバイス。
  26. 前記少なくとも３つの発光層のうちの前記少なくとも２つのさらなる発光層がそれぞれ、ペロブスカイト発光材料または量子ドット発光材料を含む、請求項２２に記載のデバイス。
  27. 前記第１の発光層が、ペロブスカイト発光材料を含み、前記第２の発光層が、ペロブスカイト発光材料を含み、前記第３の発光層が、ペロブスカイト発光材料を含む、請求項２６に記載のデバイス。
  28. 前記少なくとも２つのさらなる発光層のうちの少なくとも１つの発光層が、量子ドット発光材料を含む、請求項２６に記載のデバイス。
  29. 前記少なくとも２つのさらなる発光層のうちの少なくとも１つの発光層が、有機発光材料を含み、前記少なくとも２つのさらなる発光層のうちの少なくとも１つの発光層が、量子ドット発光材料を含む、請求項２２に記載のデバイス。
  30. 少なくとも３つの発光層のうちの少なくとも１つの発光層が赤色光を発し、前記少なくとも３つの発光層のうちの少なくとも１つのさらなる発光層が緑色光を発し、前記少なくとも３つの発光層のうちの少なくとも１つのさらなる発光層が青色光を発する、請求項２２〜２９のいずれか一項に記載のデバイス。
  31. 前記デバイスが白色光を発する、請求項３０に記載のデバイス。
  32. 前記デバイスが、演色評価数が８０以上の白色光を発する、請求項３１に記載のデバイス。
  33. 前記デバイスが、約６５０４Ｋの相関色温度を有する白色光を発する、請求項３１に記載のデバイス。
  34. 前記デバイスが積層発光デバイスである、請求項１から３３のいずれか一項に記載のデバイス。
  35. 第１の電極と、
    第２の電極と、
    第１の発光ユニットと、
    第２の発光ユニットと、
    電荷生成層と、
    少なくとも３つの発光層とを含む積層発光デバイスであって
    、
    前記少なくとも３つの発光層の第１の発光層が、前記第１の電極の上に配置され、
    前記少なくとも３つの発光層の第２の発光層が、前記第１の発光層の上に配置され、
    前記少なくとも３つの発光層の第３の発光層が、前記第２の発光層の上に配置され、
    前記第２の電極が、前記第３の発光層の上に配置され、
    前記第１の発光ユニットが、前記第１の発光層および前記第２の発光層を含み、
    前記第２の発光ユニットが、前記第３の発光層を含み、
    前記電荷生成層が、前記第２の発光層と前記第３の発光層との間に配置され、
    前記第１の発光層が、前記第２の発光層と接触しており、
    前記少なくとも３つの発光層のうちの少なくとも１つの発光層が、ペロブスカイト発光材料を含み、
    前記デバイスが、前記少なくとも３つの発光層のうちの少なくとも２つのさらなる発光層を含み、
    前記少なくとも２つのさらなる発光層の各々が、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、または量子ドット発光材料を含む、積層発光デバイス。
  36. 前記第１の発光層および前記第２の発光層のうちの少なくとも１つが赤色光を発し、前記第１の発光層および前記第２の発光層のうちの少なくとも１つが緑色光を発し、前記第３の発光層が青色光を発する、請求項３５に記載のデバイス。
  37. 第１の電極と、
    第２の電極と、
    第１の発光ユニットと、
    第２の発光ユニットと、
    電荷生成層と、
    少なくとも３つの発光層とを含む積層発光デバイスであって
    、
    前記少なくとも３つの発光層の第１の発光層が、前記第１の電極の上に配置され、
    前記少なくとも３つの発光層の第２の発光層が、前記第１の発光層の上に配置され、
    前記少なくとも３つの発光層の第３の発光層が、前記第２の発光層の上に配置され、
    前記第２の電極が、前記第３の発光層の上に配置され、
    前記第１の発光ユニットが、前記第１の発光層を含み、
    前記第２の発光ユニットが、前記第２の発光層および前記第３の発光層を含み、
    前記電荷生成層が、前記第１の発光層と前記第２の発光層との間に配置され、
    前記第２の発光層が、前記第３の発光層と接触しており、
    前記少なくとも３つの発光層のうちの少なくとも１つの発光層が、ペロブスカイト発光材料を含み、
    前記デバイスが、前記少なくとも３つの発光層のうちの少なくとも２つのさらなる発光層を含み、
    前記少なくとも２つのさらなる発光層の各々が、ペロブスカイト発光材料、有機発光材料、または量子ドット発光材料を含む、積層発光デバイス。
  38. 前記第１の発光層が青色光を発し、前記第２の発光層および前記第３の発光層のうちの少なくとも１つが赤色光を発し、前記第２の発光層および前記第３の発光層のうちの少なくとも１つが緑色光を放射する、請求項３７に記載のデバイス。
  39. 前記デバイスが白色光を発する、請求項３５〜３８のいずれか一項に記載のデバイス。
  40. 前記デバイスが、演色評価数が８０以上の白色光を発する、請求項３９に記載のデバイス。
  41. 前記デバイスが、約６５０４Ｋの相関色温度を有する白色光を発する、請求項３９に記載のデバイス。
  42. 前記デバイスが、マイクロキャビティ構造をさらに含む、先行する請求項のいずれか一項に記載のデバイス。
  43. 前記デバイスが、色変更層をさらに含む、先行する請求項のいずれか一項に記載のデバイス。
  44. 請求項１〜４３のいずれか一項に記載のデバイスを含むディスプレイのサブピクセル。
  45. 請求項１〜４３のいずれか一項に記載のデバイスを含む光パネル。
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