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公開番号2025066144
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-22
出願番号2025011926,2023052574
出願日2025-01-28,2013-03-11
発明の名称発光素子、発光装置、電子機器および照明装置
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 50/13 20230101AFI20250415BHJP()
要約【課題】外部量子効率が高い発光素子を提供する。また、寿命の長い発光素子を提供する
。
【解決手段】一対の電極間に発光層を有し、発光層は、第1の燐光性化合物、電子輸送性
を有する第1の有機化合物、および正孔輸送性を有する第2の有機化合物を少なくとも含
み、かつ前記陽極側に形成された第1の発光層と、第2の燐光性化合物、および電子輸送
性を有する第1の有機化合物を少なくとも含み形成された第2の発光層との積層であり、
第1の有機化合物および第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】
一対の電極と、
前記一対の電極間に、発光層と、正孔輸送層と、を有し、
前記発光層は、第１の発光層と第２の発光層の積層構造であり、
前記第１の発光層は、第１のイリジウム錯体と、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を含み、
前記第２の発光層は、第２のイリジウム錯体と、前記第１の有機化合物と、を含み、
前記正孔輸送層は、芳香族アミン化合物またはカルバゾール誘導体を有し、
前記第１の有機化合物は、含窒素複素芳香族化合物であり、
前記第２の有機化合物は、π過剰型複素芳香族化合物または芳香族アミン化合物であり、
前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物は励起錯体を形成する組み合わせであり、
前記第１のイリジウム錯体の発光スペクトルのピークは、前記第２のイリジウム錯体の発光スペクトルのピークよりも短波長であり、
前記励起錯体の発光スペクトルのピークのエネルギー値と、前記第１のイリジウム錯体の吸収スペクトルの最も長波長側に位置する吸収帯のピークのエネルギー値との差が、０．２ｅＶ以内である、発光素子。
続きを表示（約 950 文字）【請求項２】
一対の電極と、
前記一対の電極間に、発光層と、正孔輸送層と、を有し、
前記発光層は、第１の発光層と第２の発光層の積層構造であり、
前記第１の発光層は、第１のイリジウム錯体と、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を含み、
前記第２の発光層は、第２のイリジウム錯体と、前記第１の有機化合物と、を含み、
前記正孔輸送層は、芳香族アミン化合物またはカルバゾール誘導体を有し、
前記第１の有機化合物は、含窒素複素芳香族化合物であり、
前記第２の有機化合物は、π過剰型複素芳香族化合物または芳香族アミン化合物であり、
前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物の混合膜の発光スペクトルのピークは、前記第１の有機化合物の膜の発光スペクトルのピークよりも長波長であり、
前記混合膜の発光スペクトルのピークは、前記第２の有機化合物の膜の発光スペクトルのピークよりも長波長であり、
前記第１のイリジウム錯体の発光スペクトルのピークは、前記第２のイリジウム錯体の発光スペクトルのピークよりも短波長であり、
前記混合膜の発光スペクトルのピークのエネルギー値と、前記第１のイリジウム錯体の吸収スペクトルの最も長波長側に位置する吸収帯のピークのエネルギー値との差が、０．２ｅＶ以内である、発光素子。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記第１の有機化合物のＴ１準位は、前記第１のイリジウム錯体のＴ１準位よりも高く、
前記第２の有機化合物のＴ１準位は、前記第１のイリジウム錯体のＴ１準位よりも高い、発光素子。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記一対の電極間に、さらに第３の発光層を有し、
前記第３の発光層は、青色発光を示す発光材料を有する、発光素子。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の発光素子を有する発光装置。
【請求項６】
請求項５に記載の発光装置を有する電子機器。
【請求項７】
請求項５に記載の発光装置を有する照明装置。

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有機化合物を一対の電極間
に挟んでなる発光素子、また、このような発光素子を有する発光装置、電子機器、及び照
明装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
薄型軽量、高速応答性、直流低電圧駆動などの特徴を有する有機化合物を発光体として
用いた発光素子は、次世代のフラットパネルディスプレイへの応用が期待されている。特
に、発光素子をマトリクス状に配置した表示装置は、従来の液晶表示装置と比較して、視
野角が広く視認性が優れる点に優位性があると考えられている。
【０００３】
発光素子の発光機構は、一対の電極間に発光体を含むＥＬ層を挟んで電圧を印加するこ
とにより、陰極から注入された電子および陽極から注入された正孔がＥＬ層の発光中心で
再結合して分子励起子を形成し、その分子励起子が基底状態に緩和する際にエネルギーを
放出して発光するといわれている。励起状態には一重項励起と三重項励起が知られ、発光
はどちらの励起状態を経ても可能であると考えられている。
【０００４】
この様な発光素子に関しては、その素子特性を向上させる為に、素子構造の改良や材料
開発等が盛んに行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１０－１８２６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、現状における発光素子の光取り出し効率は２０％～３０％程度と言われ
ており、反射電極や透明電極による光の吸収を考慮しても、燐光性化合物を用いた発光素
子の外部量子効率の限界は、２５％程度と考えられている。
【０００７】
そこで、本発明の一態様では、外部量子効率が高い発光素子を提供する。また、本発明
の一態様は、寿命の長い発光素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、一対の電極（陽極および陰極）間に発光層を有し、発光層は、第１
の燐光性化合物（ゲスト材料）、電子輸送性を有する第１の有機化合物（ホスト材料）、
および正孔輸送性を有する第２の有機化合物（アシスト材料）を少なくとも含み、かつ陽
極側に形成された第１の発光層と、第２の燐光性化合物（ゲスト材料）および電子輸送性
を有する第１の有機化合物（ホスト材料）を少なくとも含み形成された第２の発光層との
積層構造であることを特徴とする発光素子である。また、第１の発光層において、第１の
有機化合物および第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。
【０００９】
また、本発明の別の一態様は、陽極と陰極との間に発光層を有し、陽極と発光層との間
に正孔輸送層を有し、陰極と発光層との間に電子輸送層を有し、発光層は、第１の燐光性
化合物、電子輸送性を有する第１の有機化合物、および正孔輸送性を有する第２の有機化
合物とを少なくとも含み、かつ正孔輸送層と接して形成された第１の発光層と、第２の燐
光性化合物、および電子輸送性を有する第１の有機化合物を少なくとも含み、かつ電子輸
送層と接して形成された第２の発光層との積層であり、第１の有機化合物と第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発光素子である。
【００１０】
なお、上記各構成において、第１の有機化合物（ホスト材料）と第２の有機化合物（ア
シスト材料）により形成された励起錯体の発光波長は、第１の有機化合物（ホスト材料）
と第２の有機化合物（アシスト材料）のそれぞれの発光波長（蛍光波長）に比べて、長波
長側に存在することから、励起錯体を形成することにより、第１の有機化合物（ホスト材
料）の蛍光スペクトルや第２の有機化合物（アシスト材料）の蛍光スペクトルを、より長
波長側に位置する発光スペクトルに変換することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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