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公開番号2025010275
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2024189667,2023068949
出願日2024-10-29,2014-08-26
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 50/13 20230101AFI20250109BHJP()
要約【課題】蛍光発光とりん光発光を用いた発光素子において、実用化に有利な多色発光素子
を提供することを課題とする。
【解決手段】ホスト材料と蛍光発光物質とを含む第1の発光層と、励起錯体を形成する2
種類の有機化合物と三重項励起エネルギーを発光に変換できる物質とを含む第2の発光層
との積層構造を備えた発光素子を提供する。なお、第1の発光層からの発光は第2に発光
層からの発光よりも短波長側に発光スペクトルのピークが存在する発光素子がより有用で
ある。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１の電極と第２の電極の間に、第１の発光層と第２の発光層と、を有し、
前記第１の発光層は、前記第１の電極と前記第２の発光層との間に設けられ、
前記第２の発光層は、前記第１の発光層と前記第２の電極との間に設けられ、
前記第１の発光層は、蛍光発光物質と、ホスト材料と、を有し、
前記第２の発光層は、物質と、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の有機化合物とは、励起錯体を形成することができる組み合わせであり、
前記物質は、三重項励起エネルギーを発光に変換することができ、
前記励起錯体の発光スペクトルのピーク波長のエネルギー値と、前記物質の最も低エネルギー側の吸収帯のピーク波長のエネルギー値との差が、０．２ｅＶ以内であり、
前記第１の発光層からの発光スペクトルは、前記第２の発光層からの発光スペクトルよりも短波長領域に存在する発光素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、物、方法、または、製造方法に関する。または、本発明は、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。特
に、本発明の一態様は、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、それらの駆動方法
、または、それらの製造方法に関する。特に、本発明の一態様は、有機化合物を発光物質
として用いた発光素子、ディスプレイモジュール、照明モジュール、表示装置、発光装置
、電子機器及び照明装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、有機化合物を用いたエレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉ
ｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用する発光素子（有機ＥＬ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有機化合物層（Ｅ
Ｌ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、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を用いたディスプレイは、薄型軽量に作製できることも大きな
利点である。さらに応答速度が速いことも特徴の一つである。
【０００４】
これらの発光素子は面状に発光を得ることができるため、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、照明等光源としての利用価値も高い。
【０００５】
このような有機ＥＬ素子の場合、陰極から電子が、陽極から正孔（ホール）がそれぞれ
ＥＬ層に注入され、電流が流れる。そして、注入された電子及び正孔が再結合することに
よって発光性の有機化合物が励起状態となり、発光を得ることができる。
【０００６】
有機化合物の励起状態としては、一重項励起状態（Ｓ
＊
）と三重項励起状態（Ｔ
＊
）が
あり、一重項励起状態からの発光が蛍光、三重項励起状態からの発光がりん光と呼ばれて
いる。そして、当該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】
一重項励起状態から発光する化合物（以下、蛍光発光物質と称す）では室温において、
通常、三重項励起状態からの発光（りん光）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、蛍光発光物質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、三重項励起状態から発光する化合物（以下、りん光性化合物と称す）を用いれば
、三重項励起状態からの発光（りん光）が観測される。また、りん光性化合物は項間交差
が起こりやすいため、内部量子効率は１００％まで理論上は可能となる。つまり、りん光
発光物質を用いた発光素子では、蛍光発光物質を用いた発光素子より高い発光効率が実現
容易となる。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、りん光性発光物
質を用いた発光素子の開発が近年盛んに行われている。
【０００９】
特許文献１では、複数の発光ドーパントを含む発光領域を有し、当該発光ドーパントが
りん光を発する白色発光素子が開示されている。また、特許文献２では、蛍光発光層とり
ん光発光層との間に中間層（電荷発生層）を設けた素子（いわゆるタンデム素子）が開示
されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特表２００４－５２２２７６号公報
特開２００６－０２４７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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