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公開番号2024177236
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-19
出願番号2024170041,2023112804
出願日2024-09-30,2009-11-26
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 20230101AFI20241212BHJP()
要約【課題】高輝度の発光を呈し、且つ低電圧で駆動可能な発光素子を提供することを課題の
一とする。また、消費電力の低減された発光装置または電子機器を提供することを課題の
一とする。
【解決手段】陽極と陰極との間にn(nは2以上の自然数)層のEL層を有し、m(mは
自然数、1≦m≦n-1)番目のEL層と、(m+1)番目のEL層との間には、陽極側
から順に、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属化合物、アルカ
リ土類金属化合物、または希土類金属の化合物のいずれかを含む第1の層と、第1の層と
接して、電子輸送性の高い物質を含む第2の層と、第2の層と接して、正孔輸送性の高い
物質及びアクセプター性物質を含む領域と、を有する発光素子を提供する。また、この発
光素子を用いた発光装置及び電子機器を提供する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
陽極と陰極との間にｎ（ｎは２以上の自然数）層のＥＬ層を有し、
ｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ－１）番目のＥＬ層と、（ｍ＋１）番目のＥＬ層との間には、前記陽極側から順に、
アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、または希土類金属の化合物のいずれかを含む第１の層と、
前記第１の層と接して、電子輸送性の高い物質を含む第２の層と、
前記第２の層と接して、正孔輸送性の高い物質及びアクセプター性物質を含む領域と、を有する発光素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
以下に開示する発明は、一対の電極間に発光層を有する発光素子に関する。また、その
発光素子を用いた発光装置、並びにその発光装置を用いた照明装置及び電子機器に関する
。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、発光性の有機化合物や無機化合物を発光物質として用いた発光素子の開発が盛ん
である。特に、エレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬ）素子と呼ばれる発光素子の構成
は、電極間に発光物質を含む発光層を設けただけの単純な構造であり、薄型軽量・高速応
答性・直流低電圧駆動などの特性から、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、このような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、これらの発光素子は面状光源
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】
発光素子は、一対の電極間に設けられた発光層に電流を与え、発光層に含まれる発光物
質を励起させることにより、所定の発光色を得ることができる。このような発光素子の発
光輝度を高める為には、発光層に多くの電流を供給する方法が考えられるが、低消費電力
化のメリットを損なうことになってしまう。また、発光層に多くの電流を流すことにより
、発光素子の劣化を早めてしまうことにもなる。
【０００４】
そこで、複数の発光層を積層し、単層の場合と同じ電流密度の電流を流すことによって
、発光輝度が高くなるといった発光素子が提案されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第３９３３５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、複数の発光ユニット（以下、本明細書においてＥＬ層とも表記する）
を有し、各発光ユニットが電荷発生層によって仕切られた発光素子を提案している。より
具体的には、第１の発光ユニットの電子注入層として機能する金属ドーピング層上に、５
酸化バナジウムよりなる電荷発生層を有し、さらに当該電荷発生層を介して、第２の発光
ユニットが積層された構造の発光素子が開示されている。しかしながら、このような構造
の発光素子においては、金属ドーピング層と、酸化物より成る電荷発生層との界面におい
て相互作用が起こり、界面が強電界となるため、発光素子の駆動に高い電圧が必要となる
。
【０００７】
上述した問題を鑑みて、高輝度の発光を呈し、且つ低電圧で駆動可能な発光素子を提供
することを課題の一とする。また、消費電力の低減された発光装置または電子機器を提供
することを課題の一とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書で開示する発光素子の構成の一は、陽極と陰極との間にｎ（ｎは２以上の自然
数）層のＥＬ層を有し、ｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ－１）番目のＥＬ層と、（ｍ＋１）
番目のＥＬ層との間には、陽極側から順に、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金
属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、または希土類金属の化合物のいずれ
かを含む第１の層と、第１の層と接して、電子輸送性の高い物質を含む第２の層と、第２
の層と接して、正孔輸送性の高い物質及びアクセプター性物質を含む領域と、を有する。
【０００９】
また、本明細書で開示する発光素子の別の構成の一は、陽極と陰極の間にｎ（ｎは２以
上の自然数）層のＥＬ層を有し、ｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ－１）番目のＥＬ層と、（
ｍ＋１）番目のＥＬ層との間には、陽極側から順に、電子輸送性の高い物質とドナー性物
質を含む第１の層と、第１の層と接して、電子輸送性の高い物質を含む第２の層と、第２
の層と接して、正孔輸送性の高い物質及びアクセプター性物質を含む領域と、を有する。
【００１０】
また、上記の電子輸送性の高い物質とドナー性物質を含む第１の層において、ドナー性
物質を、電子輸送性の高い物質に対して質量比で、０．００１以上０．１以下の比率で添
加した構成としてもよい。また、ドナー性物質は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希
土類金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、または希土類金属の化合物と
するのが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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