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公開番号2024163181
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-21
出願番号2024150505,2023082507
出願日2024-09-02,2013-07-26
発明の名称発光素子、発光装置、電子機器及び照明装置
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 50/12 20230101AFI20241114BHJP()
要約【課題】耐熱性に優れ、発光効率の高い発光素子を提供する。また、このような発光素子
に用いることができる、新規の複素環化合物を提供する。
【解決手段】一対の電極間に、1つのピリミジン環および1つの正孔輸送性骨格を有する
環を含む第1の有機化合物と、芳香族アミンである第2の有機化合物と、三重項励起エネ
ルギーを発光に変える発光性物質と、を含む層を有することを特徴とする発光素子である
。また、1つのピリミジン環および1つの正孔輸送性骨格を有する環を含む第1の有機化
合物と、芳香族アミンである第2の有機化合物は、励起錯体を形成する組み合わせである
ことを特徴とする。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
一対の電極の間に発光層を有し、
前記発光層は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、三重項励起エネルギーを発光に変える発光性物質と、を有し、
前記第１の有機化合物は、ピリミジン環を有し、且つ、ジベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環のいずれか一を有し、
前記第２の有機化合物は、芳香族アミンであり、
前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物とは励起錯体を形成する組み合わせである、発光素子。
続きを表示（約 430 文字）【請求項２】
一対の電極の間に発光層を有し、
前記発光層は、分子量が４００以上１２００以下である第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、三重項励起エネルギーを発光に変える発光性物質と、を有し、
前記第１の有機化合物は、ピリミジン環を有し、且つ、ジベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環のいずれか一を有し、
前記第２の有機化合物は、芳香族アミンであり、
前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物とは励起錯体を形成する組み合わせである、発光素子。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記一対の電極の少なくとも一方は酸化物を有する、発光素子。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の発光素子を用いた発光装置。
【請求項５】
請求項４に記載の発光装置を用いた電子機器。
【請求項６】
請求項４に記載の発光装置を用いた照明装置。

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、照明装置及び複素環化合物に関する。
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、面状の発光を得る
ことができる。よって、面状の発光を利用した大面積の素子が容易に形成できる。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発光性の有機化合物を励
起状態に至らしめ、励起された発光性の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７
５～１００％まで理論上は可能となる。つまり、蛍光性化合物に比べて３～４倍の発光効
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。この時、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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