发光元件、发光装置、显示装置、电子设备以及照明装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种发光元件、发光装置、显示装置、电子设备以及照明装置。目的在于：作为使用多个发光掺杂剂的发光元件,提供发光效率高的发光元件。另外，本发明专利技术的一个方式通过使用上述发光元件分别提供减少了耗电量的发光装置、发光模块、发光显示装置、电子设备及照明装置。注目到作为分子间的能量转移机理之一的福斯特机理。通过使提供能量的分子的发光波长与波长的4次方乘以接受能量的分子的吸收光谱而成的曲线中的最长波长一侧的局部极大的峰值重叠，可以高效地实现上述福斯特机理中的能量转移。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请号为201380013767.1、申请日为2013年02月28日、专利技术名称为“发光元件、发光装置、显示装置、电子设备以及照明装置”的中国专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种将有机化合物用作发光物质的发光元件、显示装置、发光装置、电子设备及照明装置。
技术介绍
近年来，对利用电致发光(EL：Electroluminescence)的发光元件的研究开发日益火热。在这些发光元件的基本结构中，在一对电极之间夹有包含发光物质的层。通过对该元件施加电压，可以获得来自发光物质的发光。因为这种发光元件是自发光型发光元件，并在诸如像素的可见度高且不需要背光灯的方面具有优于液晶显示器的优点，由此，这种发光元件被认为适合于平板显示器元件。另外，使用这种发光元件的显示器在可以被制造成薄且轻方面也是非常有利的。再者，应答速度非常快也是这种元件的特征之一。因为这种发光元件的发光层可以以膜状形成，所以可以获得面发光。因此，可以容易形成大面积的元件。这是在以白炽灯和LED为代表的点光源或以荧光灯为代表的线光源中难以得到的特征。因此，上述发光元件也极有潜力用作可以应用于照明等的面光源。在将有机化合物用于发光物质且在一对电极之间设置有包含该有机化合物的层的有机EL元件的情况中，通过对一对电极之间施加电压，导致电子和空穴分别从阴极和阳极注入到包含具有发光性的有机化合物的层，而使电流流过。而且，被注入了的电子与空穴复合而使具有发光性的有机化合物成为激发态以提供发光。应注意作为由有机化合物形成的激发态包括单重激发态和三重激发态，由单重激发态(S*)的发光被称为荧光，而由三重激发态(T*)的发光被称为磷光。另外，在该发光元件中，单重激发态与三重激发态的统计学上的产生比率被认为是S*:T*＝1:3。在从单重激发态发光的化合物(以下称为荧光化合物)中，在室温下通常仅观察到由单重激发态的发光(荧光)，而观察不到由三重激发态的发光(磷光)。因此，基于S*:T*＝1:3的关系，使用荧光化合物的发光元件中的内部量子效率(相对于所注入的载流子的所产生的光子的比率)的理论上的极限被认为是25％。另一方面，在从三重激发态发光的化合物(以下称为磷光化合物)中，观察到由三重态激发的发光(磷光)。此外，在磷光化合物中，由于容易产生系间窜越(即从单重激发态转移到三重激发态)，因此理论上能够将内部量子效率增加到100％。换句话说，可以实现比荧光化合物高的发光效率。由于所述理由，为了实现高效率的发光元件，近年来对使用磷光化合物的发光元件的开发日益火热。专利文献1公开了一种白色发光元件，该白色发光元件具有包括多种发光掺杂剂的发光区域且该发光掺杂剂发射磷光。[专利文献1]日本PCT国际申请翻译2004-522276号公报
技术实现思路
虽然磷光化合物在理论上能够实现100％的内部量子效率，但是在不进行元件结构或与其他材料的组合的最适化的情况下难以实现高效率。尤其是，在包括多种不同带(发光颜色)的磷光化合物作为发光掺杂剂的发光元件中，当然需要考虑能量转移，而且需要将该能量转移本身的效率最适化，要不然难以获得高效率的发光。实际上，在上述专利文献1中，即使当发光元件的发光掺杂剂都是磷光化合物时，但是其外部量子效率为3％至4％左右。根据该事实可以认为：即使考虑光取出效率时，内部量子效率也是20％以下。作为磷光发光元件，该内部量子效率值低。在使用显示不同发光颜色的掺杂剂的多色发光元件(例如，组合了蓝色、绿色、红色而成的白色发光元件)中，不仅需要提高发光效率，而且需要获得显示各发光颜色的掺杂剂的发射光之间的良好平衡。在实现高发光效率的同时保持各掺杂剂的发光平衡是困难的。于是，本专利技术的一个方式的目的在于提供一种使用多种发光掺杂剂的发光效率高的发光元件。另外，本专利技术的一个方式的另一个目的在于：通过使用上述发光元件提供分别具有减少了的耗电量的发光装置、显示装置、电子设备及照明装置。本专利技术只要达到上述目的中的至少一个即可。在本专利技术的一个方式中，注目到作为分子间的能量转移机理之一的福斯特机理，通过采用如下分子组合，可以高效地实现上述福斯特机理中的能量转移，上述分子组合是使提供能量的分子的发射光谱的峰与波长的4次方乘以接受能量的分子的吸收光谱而成的特性曲线中的具有最长波长一侧的局部极大的峰彼此重叠的组合。在此，上述能量转移的一个特征是，不是从主体到掺杂剂的一般的能量转移，而是掺杂剂之间的能量转移。如此，通过采用使掺杂剂之间的能量转移的效率高的组合的掺杂剂，并设计使各掺杂剂分子之间适当地分离的元件结构，可以获得本专利技术的一个方式的发光元件。换言之，本专利技术的一个方式是一种发光元件，该发光元件在一对电极之间包括：第一发光层，其中发射蓝色光的第一磷光化合物分散在第一主体材料中；第二发光层，其中在440nm至520nm的范围内具有由ε(λ)λ4表示的函数的位于最长波长一侧的局部极大值A且发射其波长比从所述第一磷光化合物发射的蓝色光长的光的第二磷光化合物分散在第二主体材料中；以及第三发光层，其中在520nm至600nm的范围内具有由ε(λ)λ4表示的函数的位于最长波长一侧的局部极大值B且发射其波长比从所述第二磷光化合物发射的光长的光的第三磷光化合物分散在第三主体材料中，在该发光元件中，依次层叠有所述第一发光层至第三发光层。注意，ε(λ)表示各磷光化合物的摩尔吸光系数并是波长λ的函数。另外，本专利技术的另一个方式是一种发光元件，在一对电极之间包括：第一发光层，其中发射蓝色光的第一磷光化合物分散在第一主体材料中；第二发光层，其中在440nm至520nm的范围内具有由ε(λ)λ4表示的函数的位于最长波长一侧的局部极大值A且在520nm至600nm的范围内具有磷光发光的峰值波长的第二磷光化合物分散在第二主体材料中；以及第三发光层，其中在520nm至600nm的范围内具有由ε(λ)λ4表示的函数的位于最长波长一侧的局部极大值B且发射其波长比所述第二磷光化合物长的光的第三磷光化合物分散在第三主体材料中，在该发光元件中，依次层叠有所述第一发光层至第三发光层。注意，ε(λ)表示各磷光化合物的摩尔吸光系数并是波长λ的函数。另外，本专利技术的另一个方式是具有上述结构的发光元件，其中所述局部极大值B比所述局部极大值A大。另外，本专利技术的另一个方式是具有上述结构的发光元件，其中所述第一发光层具有电子传输性，并且所述第二发光层及所述第三发光层具有空穴传输性。另外，本专利技术的另一个方式是具有上述结构的发光元件，其中所述第一主体材料具有电子传输性，并且所述第二主体材料及所述第三主体材料具有空穴传输性。另外，本专利技术的另一个方式是具有上述结构的发光元件，其中所述第一发光层具有空穴传输性，并且所述第二发光层及所述第三发光层具有电子传输性。另外，本专利技术的另一个方式是具有上述结构的发光元件，其中所述第一主体材料具有空穴传输性，并且所述第二主体材料及所述第三主体材料具有电子传输性。另外，本专利技术的另一个方式是具有上述结构的发光元件，其中按顺序以彼此接触的方式层叠有所述第一发光层至第三发光层。另外，本专利技术的另一个方式是具有上述结构的发光元件，其中所述第二发光层的厚度为5nm以上且20nm以下，优选为5nm以上且10nm以下。另外，本专利技术的另一个方式是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光元件，包括：分散在第一主体材料中的第一磷光化合物，分散在第二主体材料中的第二磷光化合物，和分散在第三主体材料中的第三磷光化合物，其中，所述第一磷光化合物发射蓝色光，其中，所述第二磷光化合物的ε(λ)λ4在440nm至520nm的波长范围内具有峰值，其中，所述第二磷光化合物发射波长比从所述第一磷光化合物发射的光的波长长的光，其中，所述第三磷光化合物的ε(λ)λ4在520nm至600nm的波长范围内具有峰值，其中，所述第三磷光化合物发射波长比从所述第二磷光化合物发射的光的波长长的光，其中，λ表示波长，并且，其中，ε(λ)表示波长λ时的摩尔吸光系数。

【技术特征摘要】
2012.03.14 JP 2012-0572411.一种发光元件，包括：分散在第一主体材料中的第一磷光化合物，分散在第二主体材料中的第二磷光化合物，和分散在第三主体材料中的第三磷光化合物，其中，所述第一磷光化合物发射蓝色光，其中，所述第二磷光化合物的ε(λ)λ4在440nm至520nm的波长范围内具有峰值，其中，所述第二磷光化合物发射波长比从所述第一磷光化合物发射的光的波长长的光，其中，所述第三磷光化合物的ε(λ)λ4在520nm至600nm的波长范围内具有峰值，其中，所述第三磷光化合物发射波长比从所述第二磷光化合物发射的光的波长长的光，其中，λ表示波长，并且，其中，ε(λ)表示波长λ时的摩尔吸光系数。2.一种发光元件，包括：分散在第一主体材料中的第一磷光化合物，分散在第二主体材料中的第二磷光化合物，和分散在第三主体材料中的第三磷光化合物，其中，所述第一磷光化合物发射蓝色光，其中，所述第二磷光化合物的ε(λ)λ4在440nm至520nm的波长范围内具有峰值，其中，所述第二磷光化合物在520nm至600nm的范围内具有磷光的峰值波长，其中，所述第三磷光化合物的ε(λ)λ4在520nm至600nm的波长范围内具有峰值，其中，所述第三磷光化合物发射波长比从所述第二磷光化合物发射的光的波长长的光，其中，λ表示波长，并且，其中，ε(λ)表示波长λ时的摩尔吸光系数。3.根据权利要求1或2所述的发光元件，其中所述第三磷光化合物的520nm至600nm的波长范围内的ε(λ)λ4的峰值比所述第二磷光化合物的440nm至520nm的波长范围内的ε(λ)λ4的峰值高。4.根据权利要求1或2所述的发光元件，其中所述第一发光层具有电子传输性，并且其中所述第二发光层及所述第三发光层分别具有空穴传输性。5.根据权利要求1或2所述的发光元件，其中所述第一主体材料具有电子传输性，并且其中所述第二主体材料及所述第三主体材料分别具有空穴传输性。6.根据权利要求1或2所述的发光元件，其中所述第一发光层具有空穴传输性，并且其中所述第二发光层及所述第三发光层分别具有电子传输性。7.根据权利要求1或2所述的发光元件，其中所述第一主体材料具有空穴传输性，并且其中所述第二主体材料及所述第三主体材料分别具有电子传输性。8.根据权利要求1或2所述的发光元件，其中所述第一发光层与所述第二发光层接触，并且所述第二发光层与所述第三发光层接触。9.根据权利要求1或2所述的发光元件，其中所述第二发光层的厚度为5nm以上且20nm以下。10.一种发光元件，包括：分散在第一主体材料中的第一磷光化合物，分散在第二主体材料中的第二磷光化合物，和分...

【专利技术属性】
技术研发人员：山崎舜平，濑尾哲史，平形吉晴，石兽根崇浩，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：日本;JP