特許ウォッチ

公開番号2025100825
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2025070340,2023173691
出願日2025-04-22,2014-11-26
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 20230101AFI20250626BHJP()
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、正孔輸送性を有する物
質と電子輸送性を有する物質とを含む分離層と、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の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】
一対の電極間に、第１の発光層と、第２の発光層と、前記第１の発光層と前記第２の発光層との間に設けられた分離層とを、少なくとも有し、
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し、
前記第１の発光層は少なくとも蛍光発光物質と、ホスト材料とを有し、
前記第２の発光層は少なくとも三重項励起エネルギーを発光に変換できる物質と、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の有機化合物が第１の励起錯体を形成する発光素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
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 1,800 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、有機化合物を用いたエレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎ
ｅｓｃｅｎｃｅ）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（ＥＬ
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。
【０００４】
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。さらに非常に応答速度が速いことも特徴の一つ
である。
【０００５】
これらの発光素子は面状に発光を得ることができる。このことは、白熱電球やＬＥＤに代
表される点光源、また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、照明等へ
の利用価値も高い。
【０００６】
このような有機ＥＬ素子は、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、それら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。
【０００７】
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であるとされている。
【０００８】
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、りん光は観測されず、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。
【０００９】
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、
常温でりん光を観測することができる。また、りん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励起エネルギーが移ること）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、りん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。
【００１０】
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】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許