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公開番号2024086906
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-28
出願番号2024066049,2023020728
出願日2024-04-16,2012-08-23
発明の名称発光素子
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 50/12 20230101AFI20240621BHJP()
要約【課題】発光層に用いる発光物質、及び発光物質を分散させるホスト材料として用いるこ
とのできる新たな有機化合物を提供する。また、当該有機化合物を有した発光素子を提供
する。また、当該発光素子を有する発光装置、電子機器、及び照明装置を提供する。
【解決手段】一対の電極間にEL層を有し、EL層は、第1の化合物と、第2の化合物と
、を有し、第1の化合物は、LUMO準位が、-3.5eV以上-2.5eV以下の燐光
性イリジウム金属錯体であり、第2の化合物は、ピリミジン骨格を含む有機化合物である
発光素子である。また、一対の電極間にEL層を有し、EL層は、第1の化合物と、第2
の化合物と、を有し、第1の化合物は、ジアジン骨格を含む燐光性イリジウム金属錯体で
あり、第2の化合物は、ピリミジン骨格を含む有機化合物である発光素子である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
一対の電極間に発光層を有し、
前記発光層は、ゲスト材料と、第１の有機化合物と、前記第１の有機化合物と励起錯体を形成する第２の有機化合物と、を有し、
前記ゲスト材料は、ピリミジン骨格、ピラジン骨格、ピリジン骨格、キノリン骨格、キノキサリン骨格、トリアジン骨格のいずれかを有するイリジウム錯体であり、
前記第１の有機化合物は、ベンゼン骨格、ビフェニル骨格、ナフタレン骨格、カルバゾール骨格、フェナントレン骨格、トリフェニレン骨格、ジベンゾチオフェン骨格、ジベンゾフラン骨格、の少なくともいずれか一と、ピリミジン骨格と、を有する有機化合物であり、
前記励起錯体の発光スペクトルは、前記ゲスト材料の吸収スペクトルと重なる発光素子。
続きを表示（約 330 文字）【請求項２】
請求項１において、
前記第２の有機化合物は、カルバゾール骨格を有する有機化合物である発光素子。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記第１の有機化合物のＴ１準位は、前記ゲスト材料のＴ１準位よりも高く、
前記第２の有機化合物のＴ１準位は、前記ゲスト材料のＴ１準位よりも高い発光素子。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記ゲスト材料のＨＯＭＯ準位が－６．０ｅＶ以上－５．０ｅＶ以下である、発光素子。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
前記ゲスト材料は、ホールトラップの機能を有する、発光素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子、発光装置、電子機器、照明装置、及び新規有機化合物に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ
）を利用した発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発光素子の基本的な構成
は、一対の電極間に発光物質を含む層を挟んだものである。この素子に電圧を印加するこ
とにより、発光物質からの発光を得ることができる。
【０００３】
このような発光素子は自発光型であるため、液晶ディスプレイに比べ画素の視認性が高
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
好適であると考えられている。また、このような発光素子は、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】
そして、これらの発光素子は膜状に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。よって、大面積の素子を容易に形成することができる。このことは、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】
そのエレクトロルミネッセンスを利用した発光素子は、発光物質が有機化合物であるか
、無機化合物であるかによって大別できる。発光物質に有機化合物を用い、一対の電極間
に当該有機化合物を含む層を設けた有機ＥＬ素子の場合、発光素子に電圧を印加すること
により、陰極から電子が、陽極から正孔（ホール）がそれぞれ発光性の有機化合物を含む
層に注入され、電流が流れる。そして、注入した電子及び正孔が有機化合物を励起状態に
至らしめ、励起された有機化合物から発光を得るものである。
【０００６】
有機化合物が形成する励起状態の種類としては、一重項励起状態と三重項励起状態が可
能であり、一重項励起状態（Ｓ
＊
）からの発光が蛍光、三重項励起状態（Ｔ
＊
）からの発
光が燐光と呼ばれている。また、発光素子におけるその統計的な生成比率は、Ｓ
＊
：Ｔ
＊
＝１：３であると考えられている。
【０００７】
一重項励起状態を発光に変換する化合物（以下、蛍光性化合物と称す）では室温におい
て、三重項励起状態からの発光（燐光）は観測されず、一重項励起状態からの発光（蛍光
）のみが観測される。したがって、蛍光性化合物を用いた発光素子における内部量子効率
（注入したキャリアに対して発生するフォトンの割合）の理論的限界は、Ｓ
＊
：Ｔ
＊
＝１
：３であることを根拠に２５％とされている。
【０００８】
一方、三重項励起状態を発光に変換する化合物（以下、燐光性化合物と称す）を用いれ
ば、三重項励起状態からの発光（燐光）が観測される。また、燐光性化合物は項間交差（
一重項励起状態から三重項励起状態へ移ること）が起こりやすいため、内部量子効率は１
００％まで理論上は可能となる。つまり、蛍光性化合物より高い発光効率が可能となる。
このような理由から、高効率な発光素子を実現するために、燐光性化合物を用いた発光素
子の開発が近年盛んに行われている。
【０００９】
上述した燐光性化合物を用いて発光素子の発光層を形成する場合、燐光性化合物の濃度
消光や三重項－三重項消滅による消光を抑制するために、他の化合物からなるマトリクス
中に該燐光性化合物が分散するようにして形成することが多い。このとき、マトリクスと
なる化合物はホスト材料、燐光性化合物のようにマトリクス中に分散される化合物はゲス
ト材料（ドーパント）と呼ばれる。
【００１０】
燐光性化合物をゲスト材料とする場合、ホスト材料に必要とされる性質は、該燐光性化
合物よりも大きな三重項励起エネルギー（基底状態と三重項励起状態とのエネルギー差）
を有することである。
（【００１１】以降は省略されています）

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