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公開番号2025116048
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-07
出願番号2025086370,2024070262
出願日2025-05-23,2019-02-21
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 20230101AFI20250731BHJP()
要約【課題】発光効率及び信頼性が高い発光素子を提供する。
【解決手段】発光層にホスト材料とゲスト材料を含む発光素子である。ホスト材料は三重
項励起エネルギーを発光に変換する機能を有し、ゲスト材料は蛍光を発する。ゲスト材料
の分子構造は、発光団と保護基を有する構造であり、保護基はゲスト材料1分子中に5個
以上含まれる。保護基を分子中に導入することで、ホスト材料からゲスト材料へのデクス
ター機構による三重項励起エネルギーのエネルギー移動を抑制する。保護基としては、ア
ルキル基、分岐鎖アルキル基を用いる。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
一対の電極間に発光層を有する発光素子であって、
前記発光層は、三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する第１の材料と、一重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する第２の材料と、を有し、
前記第２の材料は、発光団及び５個以上の保護基を有し、
前記発光団は、縮合芳香環または縮合複素芳香環であり、
前記５個以上の保護基は、それぞれ独立に、炭素数１以上１０以下のアルキル基、置換若しくは無置換の炭素数３以上１０以下のシクロアルキル基、炭素数３以上１２以下のトリアルキルシリル基のいずれか一を有し、
前記第２の材料から発光が得られる、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、発光素子、有機化合物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 1,900 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。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。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、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物質を含む層（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、発光性の物質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】
発光性の物質に有機化合物を用い、一対の電極間に当該発光性の有機化合物を含む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
有機化合物が励起状態となり、励起された発光性の有機化合物から発光を得ることができ
る。
【０００６】
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（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、蛍光を発する化合物（蛍光性材料）を用いた発光素子より、燐
光を発する化合物（燐光性材料）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
性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。
【０００７】
燐光性材料を用いた発光素子のうち、特に青色の発光を呈する発光素子においては、高
い三重項励起エネルギー準位を有する安定な化合物の開発が困難であるため、未だ実用化
に至っていない。そのため、より安定な蛍光性材料を用いた発光素子の開発が行われてお
り、蛍光性材料を用いた発光素子（蛍光発光素子）の発光効率を高める手法が探索されて
いる。
【０００８】
三重項励起状態のエネルギーの一部もしくは全てを発光に変換することが可能な材料と
して、燐光性材料の他に、熱活性化遅延蛍光（ＴｈｅｒｍａｌｌｙＡｃｔｉｖａｔｅｄ
ＤｅｌａｙｅｄＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）性材料が知られている。熱活
性化遅延蛍光性材料では、三重項励起状態から逆項間交差により一重項励起状態が生成さ
れ、一重項励起状態から発光に変換される。
【０００９】
熱活性化遅延蛍光性材料を用いた発光素子において、発光効率を高めるためには、熱活
性化遅延蛍光性材料において、三重項励起状態から一重項励起状態が効率よく生成するだ
けでなく、一重項励起状態から効率よく発光が得られること、すなわち蛍光量子収率が高
いことが重要となる。しかしながら、この２つを同時に満たす発光材料を設計することは
困難である。
【００１０】
また、熱活性化遅延蛍光性材料と、蛍光性材料と、を有する発光素子において、熱活性化
遅延蛍光性材料の一重項励起エネルギーを、蛍光性材料へと移動させ、蛍光性材料から発
光を得る方法が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

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