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公開番号2024164176
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-26
出願番号2024143325,2023004241
出願日2024-08-23,2015-08-28
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 20230101AFI20241119BHJP()
要約【課題】蛍光を発する材料を発光物質として有する発光素子において、発光効率が高い発
光素子を提供する。
【解決手段】一対の電極と、一対の電極間に設けられたEL層と、を有し、EL層は発光
層を有し、発光層は、ホスト材料と、ゲスト材料と、を有し、ホスト材料は、一重項励起
エネルギー準位と三重項励起エネルギー準位との差が0eVを超えて0.2eV以下であ
り、ゲスト材料は、蛍光を発することができる機能を有し、ホスト材料の三重項励起エネ
ルギー準位は、ゲスト材料の三重項励起エネルギー準位よりも高い。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
一対の電極と、前記一対の電極間に設けられた第１の発光ユニット、電荷発生層及び第２の発光ユニットと、を有し、
前記電荷発生層は、前記第１の発光ユニットと前記第２の発光ユニットとの間に位置し、
前記第１の発光ユニットは、第１の正孔注入層、第１の正孔輸送層、第１の発光層、第１の電子輸送層及び第１の電子注入層を有し、
前記第２の発光ユニットは、第２の正孔注入層、第２の正孔輸送層、第２の発光層、第２の電子輸送層及び第２の電子注入層を有し、
前記第１の発光層は、第１のホスト材料と、第１のゲスト材料と、を有し、
前記第１のホスト材料は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、
前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物は、第１の励起錯体を形成する組み合わせであり、
前記第１のゲスト材料は、蛍光材料であり、
前記第１の有機化合物及び前記第２の有機化合物の一方は、ジアジン骨格、トリアジン骨格及びピリジン骨格の少なくとも一を有する複素環化合物であり、
前記第１の有機化合物及び前記第２の有機化合物の他方は、芳香族アミン骨格、カルバゾール骨格、チオフェン骨格またはフラン骨格を有する化合物であり、
前記第１の有機化合物の三重項励起エネルギー準位と前記第２の有機化合物の三重項励起エネルギー準位との差が０．４ｅＶ未満であり、
前記第２の発光層は、第２のホスト材料と、第２のゲスト材料と、を有し、
前記第２のホスト材料は、第３の有機化合物と、第４の有機化合物と、を有し、
前記第３の有機化合物と前記第４の有機化合物は、第２の励起錯体を形成する組み合わせであり、
前記第３の有機化合物及び前記第４の有機化合物の一方は、オキサジアゾール誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体、芳香族アミン及びカルバゾール誘導体の少なくとも一であり、
前記第２のゲスト材料は、燐光材料であり、
前記電荷発生層は、第５の有機化合物と、アクセプター性物質と、を有し、
前記第５の有機化合物は、芳香族アミン、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素及びスチルベン誘導体の少なくとも一である、発光素子。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
一対の電極と、前記一対の電極間に設けられた第１の発光ユニット、電荷発生層及び第２の発光ユニットと、を有し、
前記電荷発生層は、前記第１の発光ユニットと前記第２の発光ユニットとの間に位置し、
前記第１の発光ユニットは、第１の正孔注入層、第１の正孔輸送層、第１の発光層、第１の電子輸送層及び第１の電子注入層を有し、
前記第２の発光ユニットは、第２の正孔注入層、第２の正孔輸送層、第２の発光層、第２の電子輸送層及び第２の電子注入層を有し、
前記第１の発光層は、第１のホスト材料と、第１のゲスト材料と、を有し、
前記第１のホスト材料は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、
前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物は、第１の励起錯体を形成する組み合わせであり、
前記第１のゲスト材料は、蛍光材料であり、
前記第１の有機化合物及び前記第２の有機化合物の一方は、下記４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍまたは下記４ｍＣｚＢＰＢｆＰｍであり、
前記第１の有機化合物及び前記第２の有機化合物の他方は、芳香族アミン骨格、カルバゾール骨格、チオフェン骨格またはフラン骨格を有する化合物であり、
前記第１の有機化合物の三重項励起エネルギー準位と前記第２の有機化合物の三重項励起エネルギー準位との差が０．４ｅＶ未満であり、
前記第２の発光層は、第２のホスト材料と、第２のゲスト材料と、を有し、
前記第２のホスト材料は、第３の有機化合物と、第４の有機化合物と、を有し、
前記第３の有機化合物と前記第４の有機化合物は、第２の励起錯体を形成する組み合わせであり、
前記第３の有機化合物及び前記第４の有機化合物の一方は、オキサジアゾール誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体、芳香族アミン及びカルバゾール誘導体の少なくとも一であり、
前記第２のゲスト材料は、燐光材料であり、
前記電荷発生層は、第５の有機化合物と、アクセプター性物質と、を有し、
前記第５の有機化合物は、芳香族アミン、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素及びスチルベン誘導体の少なくとも一である、発光素子。
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発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、電界を加えることにより発光が得られる発光層を一対の電極間に挟
んでなる発光素子、または該発光素子を有する表示装置、電子機器、及び照明装置に関す
る。
続きを表示（約 1,700 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。本明細書等で開示する発明
の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発
明の一態様は、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）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発
明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明
装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例とし
て挙げることができる。
【背景技術】
【０００３】
近年、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）
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性の物質を含む層（ＥＬ層）を挟んだものである。この素子の電極
間に電圧を印加することにより、発光性の物質からの発光が得られる。
【０００４】
上述の発光素子は自発光型であるため、これを用いた表示装置は、視認性に優れ、バッ
クライトが不要であり、消費電力が少ない等の利点を有する。さらに、薄型軽量に作製で
き、応答速度が高いなどの利点も有する。
【０００５】
発光素子の発光効率を高めるために様々な研究が行われている。例えば、熱活性化遅延
蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙａｃｔｉｖａｔｅｄｄｅｌａｙｅｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅ
ｎｃｅ：ＴＡＤＦ）体と、蛍光を発する材料と、を有する発光素子とすることで、熱活性
化遅延蛍光体のＳ
１
のエネルギーを、蛍光を発する材料のＳ
１
へ移動させる方法が提案さ
れている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１４－４５１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
蛍光を発する材料を発光物質として有する発光素子において、発光素子として発光効率
を高めるためには、三重項励起状態から一重項励起状態を生成するだけではなく、一重項
励起状態から効率よく発光を得られること、すなわち蛍光量子収率が高いことが重要であ
る。
【０００８】
本発明の一態様では、蛍光を発する材料を発光物質として有する発光素子において、発
光効率が高い発光素子を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一態様では
、新規な発光素子を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一態様では、発
光効率が高く、消費電力が低減された新規な発光素子を提供することを課題の一つとする
。または、新規な表示装置を提供することを課題の一つとする。
【０００９】
なお、上記の課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。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になるものであり、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】
【００１０】
本発明の一態様は、一対の電極と、一対の電極間に設けられたＥＬ層と、を有し、ＥＬ
層は、発光層を有し、発光層は、ホスト材料と、ゲスト材料と、を有し、ホスト材料は、
一重項励起エネルギー準位と三重項励起エネルギー準位との差が０ｅＶを超えて０．２ｅ
Ｖ以下であり、ゲスト材料は、蛍光を発することができる機能を有し、ホスト材料の三重
項励起エネルギー準位は、ゲスト材料の三重項励起エネルギー準位よりも高いことを特徴
とする発光素子である。
（【００１１】以降は省略されています）

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