发光元件、显示模块、照明模块、发光装置、显示装置、电子设备及照明装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种有利于实用化的使用荧光发光及磷光发光的多色发光元件。该发光元件具有包含主体材料和荧光发光物质的第一发光层以及包含形成激基复合物的两种有机化合物和能够将三重态激发能转换为发光的物质的第二发光层的叠层结构。注意，来自第一发光层的发光在比来自第二发光层的发光更短波长一侧具有发射峰。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种物品、方法或制造方法。此外，本专利技术涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或组合物(compositionofmatter)。尤其是，本专利技术的一个实施方式涉及一种半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、它们的驱动方法或它们的制造方法。尤其是，本专利技术的一个实施方式涉及一种包含有机化合物作为发光物质的发光元件、显示模块、照明模块、显示装置、发光装置、电子设备及照明装置。
技术介绍
近年来，对使用有机化合物并利用电致发光(EL:Electroluminescence)的发光元件(有机EL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有机化合物层(EL层)。通过对上述元件施加电压，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，所以具有可见度高以及不需要背光等优点，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可以被制造成薄且轻，这也是极大的优点，并具有非常快的应答速度。因为这种发光元件可以获得面发光，所以可以容易形成大面积的元件。该特征在利用以白炽灯或LED为代表的点光源或者以荧光灯为代表的线光源中难以得到。因此，上述发光元件作为用于照明装置等的面光源还具有非常高的利用价值。在这种有机EL元件中，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到EL层，而使电流流过。并且，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激发，由此可以发光。作为有机化合物的激发态，可以举出单重激发态(S*)和三重激发态(T*)，来自单重激发态的发光被称为荧光，而来自三重激发态的发光被称为磷光。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。在由单重激发态发光的化合物(以下称为荧光发光物质)中，在室温下通常仅观察到来自单重激发态的发光(荧光)，而观察不到来自三重激发态的发光(磷光)。因此，基于S*:T*＝1:3的关系，使用荧光发光物质的发光元件中的内量子效率(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，在由三重激发态发光的化合物(以下称为磷光化合物)中，观察到来自三重激发态的发光(磷光)。此外，在磷光化合物中，由于容易产生系间窜越，因此理论上能够使内量子效率上升到100％。换句话说，使用磷光发光物质的发光元件容易实现比使用荧光发光物质的发光元件高的发光效率。基于上述理由，为了实现具有高效率的发光元件，近年来对使用磷光发光物质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，该白色发光元件包括包含发射磷光的多种发光掺杂剂的发光区域。另外，专利文献2公开了一种元件(所谓的串联元件)，在该元件中在荧光发光层与磷光发光层之间设置有中间层(电荷产生层)。[专利文献1]日本PCT国际申请翻译2004-522276号公报[专利文献2]日本专利申请公开2006-024791号公报
技术实现思路
作为以白色发光元件为代表的多色发光元件，如专利文献2所示，也已开发在荧光发光层和磷光发光层之间设置有中间层(电荷产生层)的元件。并且，上述元件中的一些已实现实用化。在具有这种结构的发光元件中，从荧光发光层发射短波长的光，从磷光发光层发射长波长的光。在上述结构中，使用荧光作为使用寿命会有问题的短波长的光并且使用磷光作为长波长的光。虽然与使用磷光作为短波长和长波长的光的元件相比效率降低，但是上述结构可以获得具有稳定的特性的多色发光元件。具有可靠性优先于性能的上述结构的多色发光元件与使用寿命的方面常有问题的通常的发光元件相比适合实用化，但是为了获得一个发光元件需要形成较多的膜，而不利于实用化。具有该结构的多色元件在磷光发光层和荧光发光层之间设置中间层有几个理由，其中之一就是为了抑制荧光发光层引起的磷光猝灭。通常，在荧光发光层中作为主体材料使用具有以蒽等为代表的稠合芳香环(尤其是，稠合芳烃环)骨架的物质，具有该稠合芳香环骨架的物质的三重态能级在很多情况下较低。由此，当接触地设置荧光发光层和磷光发光层时，在磷光发光层中产生的三重态激发能转移到荧光发光层的主体材料的三重态能级而使三重态激发能失活。由于三重态激子的使用寿命长，所以激子的扩散距离长，不仅是在荧光发光层与磷光发光层之间的界面产生的激发能，在磷光发光层的内部生成的激发能也因荧光发光层的主体材料失活。因此，发光效率大幅度地下降。当对荧光发光层使用三重态激发能大的主体材料时，虽然可以解决上述问题，但是此时的该主体材料的单重态激发能比三重态激发能大，所以从主体材料向荧光掺杂剂的能量转移不够，从而导致荧光发光层中的发光效率不足。另外，主体材料的无辐射衰变加速元件特性(尤其是使用寿命)的降低。此外，当主体材料的单重态激发能过大时，该主体材料的HOMO-LUMO能隙大，这导致驱动电压的过剩的上升。于是，本专利技术的一个实施方式的一个目的是提供一种使用荧光发光及磷光发光且有利于实用化的发光元件。本专利技术的一个实施方式的另一目的是提供一种使用荧光发光及磷光发光的发光元件，因形成该发光元件时的层的数量比较少而制造工序少并且有利于实用化。本专利技术的一个实施方式的另一目的是提供一种使用荧光发光及磷光发光且具有良好的发光效率的发光元件。本专利技术的一个实施方式的另一目的是提供一种使用荧光发光及磷光发光的发光元件，形成该发光元件时的层的数量比较少，有利于实用化并且具有良好的发光效率。本发明的一个实施方式的另一目的是提供一种新的发光元件。本专利技术的一个实施方式的另一目的是提供一种通过使用上述发光元件而以低成本制造的显示模块、照明模块、发光装置、显示装置、电子设备及照明装置。本专利技术的一个实施方式的另一目的是提供一种通过使用上述发光元件而耗电量被降低的显示模块、照明模块、发光装置、显示装置、电子设备及照明装置。本专利技术只要实现上述目的中的至少一个即可。能够实现上述目的的发光元件具备叠层结构，该叠层结构包括包含主体材料和荧光发光物质的第一发光层113a以及包含形成激基复合物的两种有机化合物和能够将三重态激发能转换为发光的物质的第二发光层113b。注意，来自第一发光层113a的发光的发射光谱峰存在于比来自第二发光层113b的发光的发射光谱峰更短波长一侧的发光元件更有效地实现上述目的。本专利技术的一个实施方式是一种发光元件，包括：一对电极；以及夹在一对电极之间的EL层，其中，EL层包括第一发光层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光元件，包括：一对电极；所述一对电极之间的EL层；以及所述EL层中的第一发光层及第二发光层，该第一发光层与该第二发光层接触，其中，所述第一发光层包含荧光发光物质和主体材料，所述第二发光层包含第一有机化合物、第二有机化合物及一种物质，所述第一有机化合物和所述第二有机化合物形成激基复合物并产生三重态激发能，所述物质能够将所述三重态激发能转换为发光，所述第一发光层能够发射包括第一光谱的光，所述第二发光层能够发射包括第二光谱的光，并且，所述第一光谱具有比所述第二光谱的波长短的波长。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.26 JP 2013-174560;2013.12.02 JP 2013-249441.一种发光元件，包括：
一对电极；
所述一对电极之间的EL层；以及
所述EL层中的第一发光层及第二发光层，该第一发光层与该第二发光层接触，
其中，所述第一发光层包含荧光发光物质和主体材料，
所述第二发光层包含第一有机化合物、第二有机化合物及一种物质，
所述第一有机化合物和所述第二有机化合物形成激基复合物并产生三重态激发能，
所述物质能够将所述三重态激发能转换为发光，
所述第一发光层能够发射包括第一光谱的光，
所述第二发光层能够发射包括第二光谱的光，
并且，所述第一光谱具有比所述第二光谱的波长短的波长。
2.根据权利要求1所述的发光元件，
其中，所述主体材料的单重态激发能级高于所述荧光发光物质的单重态激发能级，
并且，所述主体材料的三重态激发能级低于所述荧光发光物质的三重态激发能级。
3.根据权利要求1所述的发光元件，
其中，所述主体材料的三重态激发能级低于所述第一有机化合物及所述第二有机化合
物的三重态激发能级。
4.根据权利要求1所述的发光元件，
其中，所述第一有机化合物是具有空穴传输性的材料，
所述第二有机化合物是具有电子传输性的材料，
并且，所述第一有机化合物与所述第二有机化合物的混合比在5：5至9：1的范围中。
5.根据权利要求1所述的发光元件，
其中，所述主体材料是具有稠合芳香环骨架的有机化合物。
6.根据权利要求1所述的发光元件，
其中，所述主体材料是具有蒽骨架的有机化合物。
7.根据权利要求1所述的发光元件，
其中，所述主体材料是具有蒽骨架的有机化合物，
并且，所述荧光发光物质是具有芘骨架的有机化合物。
8.一种发光元件，包括：
一对电极；
所述一对电极之间的EL层；以及
所述EL层中的第一发光层及第二发光层，该第一发光层与该第二发光层接触，
其中，所述第一发光层包含荧光发光物质和主体材料，
所述第二发光层包含第一层和第二层，
所述第一层包含第一有机化合物、第二有机化合物及第一磷光发光物质，
所述第一有机化合物和所述第二有机化合物形成第一激基复合物并产生第一三重态
激发能，
所述第一磷光发光物质能够将所述第一三重态激发能转换为发光，
所述第二层包含第三有机化合物、第四有机化合物及第二磷光发光物质，
所述第三有机化合物及所述第四有机化合物形成第二激...

【专利技术属性】
技术研发人员：石曾根崇浩，濑尾哲史，野中裕介，大泽信晴，
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