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公開番号2024149669
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-18
出願番号2024128725,2023117488
出願日2024-08-05,2014-05-13
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 50/19 20230101AFI20241010BHJP()
要約【課題】複数の発光物質がバランスよく発光する発光素子を提供する。発光効率が高い発
光素子を提供する。信頼性の高い発光素子を提供する。
【解決手段】第1の電極と、第1の電極上の、第1の燐光性化合物及び第1のホスト材料
を含む第1の発光層と、第1の発光層上の、第2の燐光性化合物及び第2のホスト材料を
含む第2の発光層と、第2の発光層上の、第3の燐光性化合物及び第3のホスト材料を含
む第3の発光層と、第3の発光層上の第2の電極と、を有し、第1の燐光性化合物、第2
の燐光性化合物、第3の燐光性化合物のうち、第2の燐光性化合物の発光のピークが最も
長波長側にあり、第3の燐光性化合物の発光のピークが最も短波長側にあり、第3のホス
ト材料の三重項励起エネルギーは、第1のホスト材料及び第2のホスト材料の三重項励起
エネルギーより高い発光素子。
【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の発光層と、第２の発光層と、第３の発光層と、を有し、
前記第２の発光層は、前記第１の発光層と前記第３の発光層との間に位置し、
前記第１の発光層は、芳香族アミンおよびπ電子過剰型複素芳香環の少なくとも一とπ電子不足型複素芳香環とを有する第１の化合物と、前記第１の化合物と励起錯体を形成する第２の化合物と、第１の燐光性化合物と、を有し、
前記第２の発光層は、芳香族アミンおよびπ電子過剰型複素芳香環の少なくとも一とπ電子不足型複素芳香環とを有する第３の化合物と、前記第３の化合物と励起錯体を形成する第４の化合物と、第２の燐光性化合物と、を有し、
前記第３の発光層は、芳香族アミンおよびπ電子過剰型複素芳香環の少なくとも一とπ電子不足型複素芳香環とを有する第５の化合物と、前記第５の化合物と励起錯体を形成する第６の化合物と、第３の燐光性化合物と、を有し、
前記第１の燐光性化合物、前記第２の燐光性化合物、前記第３の燐光性化合物のうち、前記第２の燐光性化合物の発光のピークが最も長波長側にあり、前記第３の燐光性化合物の発光のピークが最も短波長側にある、発光素子。
続きを表示（約 510 文字）【請求項２】
第１の電極と第２の電極との間に、第１の発光層と、第２の発光層と、第３の発光層と、を有し、
前記第２の発光層は、前記第１の発光層と前記第３の発光層との間に位置し、
前記第１の発光層は、芳香族アミンおよびπ電子過剰型複素芳香環の少なくとも一とπ電子不足型複素芳香環とを有する第１の化合物と、前記第１の化合物と励起錯体を形成する第２の化合物と、第１の燐光性化合物と、を有し、
前記第２の発光層は、芳香族アミンおよびπ電子過剰型複素芳香環の少なくとも一とπ電子不足型複素芳香環とを有する第３の化合物と、前記第３の化合物と励起錯体を形成する第４の化合物と、第２の燐光性化合物と、を有し、
前記第３の発光層は、芳香族アミンおよびπ電子過剰型複素芳香環の少なくとも一とπ電子不足型複素芳香環とを有する第５の化合物と、前記第５の化合物と励起錯体を形成する第６の化合物と、第３の燐光性化合物と、を有し、
前記第３の燐光性化合物のＴ１準位は、前記第１の燐光性化合物のＴ１準位よりも高く、
前記第１の燐光性化合物のＴ１準位は、前記第２の燐光性化合物のＴ１準位よりも高い発光素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子、照明装置、発光装置、及び電子機器に関する。特に、エレクトロル
ミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ、以下ＥＬとも記す）現象を利
用した発光素子、照明装置、発光装置、及び電子機器に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
ＥＬ現象を利用した発光素子の研究開発が盛んに行われている。このような発光素子の基
本的な構成は、一対の電極間に、発光性の有機化合物を含む層（以下、ＥＬ層とも記す）
を挟んだものである。ＥＬ現象を利用した発光素子は、薄型軽量化できる、入力信号に高
速に応答できる、直流低電圧駆動が可能である、などの特性から、次世代のフラットパネ
ルディスプレイ素子として注目されている。また、該発光素子を用いたディスプレイは、
コントラストや画質に優れ、視野角が広いという特徴も有している。さらに、該発光素子
は面光源であるため、液晶ディスプレイのバックライトや照明等の光源としての応用も考
えられている。
【０００３】
発光物質に有機化合物を用い、一対の電極間に該有機化合物を含む層を設けた発光素子の
場合、該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
それぞれ該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
孔が該有機化合物を励起状態に至らしめ、励起された該有機化合物から発光が得られる。
【０００４】
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。ここで、蛍光を発する化合物（以下、蛍光性化合物とも記す）は
室温において、通常、燐光は観測されず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、上記の一重項励起状態と三重項励起状態の比率を根拠に２５％
とされている。
【０００５】
一方、燐光を発する化合物（以下、燐光性化合物とも記す）を用いれば、理論上、内部量
子効率は１００％にまで高めることが可能となる。つまり、蛍光性化合物に比べて高い発
光効率を得ることが可能になる。このような理由から、発光効率の高い発光素子を実現す
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。
【０００６】
特許文献１では、燐光発光材料を用いた青色光発光層及びオレンジ色光発光層を有する発
光素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
米国特許出願公開第２００５／００７４６３０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
理論的に内部量子効率を１００％とすることが可能な燐光性化合物ではあるが、素子構造
や、他の材料との組み合わせの最適化無しでは、高い効率を実現することは難しい。特に
、異なるバンド（発光色）の燐光性化合物を発光物質として複数種用いる発光素子におい
ては、エネルギー移動を考慮するのはもちろんのこと、当該エネルギー移動自体の効率を
最適化せずには高い効率の発光を得ることは困難である。
【０００９】
また、発光色の異なる発光物質を複数種用いた多色発光素子においては、発光効率を高め
るだけでなく、各発光色の発光物質がバランス良く発光することが必要である。高い発光
効率を達成しつつ、各発光物質の発光バランスをも保つのは、容易なことではない。
【００１０】
そこで、本発明の一態様は、複数種の発光物質がバランスよく発光する発光素子を提供す
ることを目的の一とする。また、本発明の一態様は、発光効率が高い発光素子を提供する
ことを目的の一とする。また、本発明の一態様は、信頼性の高い発光素子を提供すること
を目的の一とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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