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公開番号2025170034
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-14
出願番号2025142065,2024108875
出願日2025-08-28,2017-11-15
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 50/12 20230101AFI20251107BHJP()
要約【課題】駆動電圧が低く、発光効率の高い発光素子を提供する。
【解決手段】第1の有機化合物と、第2の有機化合物と、ゲスト材料と、を有する発光素
子である。第1の有機化合物のLUMO準位は、第2の有機化合物のLUMO準位より低
く、その差は0eVより大きく0.5eVよりも小さい。また、第1の有機化合物のHO
MO準位は、第2の有機化合物のHOMO準位より低い。ゲスト材料は、三重項励起エネ
ルギーを発光に変換することができる機能を有する。第1の有機化合物と、第2の有機化
合物と、が励起錯体を形成する組み合わせである。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
一対の電極間に発光層を有し、
前記発光層は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、ゲスト材料と、を有し、
前記第１の有機化合物のＬＵＭＯ準位は、前記第２の有機化合物のＬＵＭＯ準位より低く、
前記第１の有機化合物のＬＵＭＯ準位と前記第２の有機化合物のＬＵＭＯ準位の差は０ｅＶより大きく、０．５ｅＶ以下であり、
前記第１の有機化合物のＨＯＭＯ準位は、前記第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位より低く、
前記ゲスト材料は、三重項励起エネルギーを発光に変換することができる機能を有し、
前記第１の有機化合物と、前記第２の有機化合物と、が励起錯体を形成する組み合わせである、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、励起錯体を形成する有機化合物の組み合わせを用いた発光素子、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 2,000 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。本発明の一態様は物、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、発光装置、表示装置、照明装置、発光素子、それらの製造方法に関する。
【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材料を含む層（ＥＬ層）を挟んだ構成である。この素子の電極
間に電圧を印加することにより、発光性の材料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】
発光材料に有機材料を用い、一対の電極間に当該発光材料を含むＥＬ層を設けた発光素
子（例えば、有機ＥＬ素子）の場合、一対の電極間に電圧を印加することにより、陰極か
ら電子が、陽極から正孔（ホール）がそれぞれ発光性の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材料が励起状
態となり、励起された発光性の有機材料から発光を得ることができる。
【０００６】
有機材料が形成する励起状態の種類としては、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燐光
と呼ばれている。また、発光素子におけるそれらの統計的な生成比率は、Ｓ
＊
：Ｔ
＊
＝１
：３である。そのため、蛍光を発する材料（蛍光材料）を用いた発光素子より、燐光を発
する材料（燐光材料）を用いた発光素子の方が、高い発光効率を得ることが可能となる。
したがって、三重項励起状態のエネルギーを発光に変換することが可能な燐光材料を用い
た発光素子の開発が近年盛んに行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
有機材料を励起するために必要なエネルギーは、有機材料の最高被占軌道（Ｈｉｇｈｅ
ｓｔＯｃｃｕｐｉｅｄＭｏｌｅｃｕｌａｒＯｒｂｉｔａｌ、ＨＯＭＯともいう）準
位と、最低空軌道（ＬｏｗｅｓｔＵｎｏｃｃｕｐｉｅｄＭｏｌｅｃｕｌａｒＯｒｂ
ｉｔａｌ、ＬＵＭＯともいう）準位とのエネルギー差に依存し、そのエネルギー差は概ね
一重項励起状態のエネルギーに相当する。燐光を発する有機材料を用いた発光素子におい
ては、三重項励起エネルギーが、発光のエネルギーに変換される。そのため、有機材料が
形成する一重項励起状態と三重項励起状態とでエネルギー差が大きい場合、有機材料を励
起するために必要なエネルギーは、該エネルギー差に相当するエネルギーの分だけ、発光
のエネルギーより高くなる。有機材料を励起するために必要なエネルギーと、発光のエネ
ルギーとの差は、発光素子において駆動電圧の上昇として素子特性に影響を与えるが、該
駆動電圧の上昇を抑制する手法が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
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】
【０００９】
駆動電圧を低減するためには、キャリア（電子及び／または正孔）輸送性が良好な有機
材料を発光素子に用いる必要があるが、該有機材料を用いた場合、キャリアバランスの調
整や、発光素子を効率よく発光させることが困難な場合があるため、良好な発光効率と低
い駆動電圧を両立するのは容易ではない。
【００１０】
したがって、本発明の一態様では、燐光材料を有する発光素子において、新規な発光素
子を提供することを課題とする。特に発光効率が高い発光素子を提供することを課題とす
る。特に、本発明の一態様では、電圧が低減された発光素子を提供することを課題とする
。または、本発明の一態様では、信頼性の優れた発光素子を提供することを課題とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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