[发明专利]发光元件、发光装置、电子设备以及照明装置

说明书

技术领域

本发明的一个实施方案涉及一种发光元件，其中通过施加电场能够发光的有机化合物提供在一对电极之间，并且还涉及一种包括这种发光元件的发光装置、电子设备以及照明装置。

背景技术

具有如薄、轻、高速响应及低电压直流驱动特征的包含有机化合物作为发光体的发光元件被期待应用于下一代平板显示器。尤其是，发光元件配置为矩阵状的显示装置与常规的液晶显示装置相比有视角宽且可见度高的优点。

一般认为发光元件有如下发光机理：当在其间夹有包含发光体的发光层的一对电极之间施加电压时，从阴极注入的电子和从阳极注入的空穴在发光层的发光中心复合而形成分子激子，并且当该分子激子迟豫到基态时释放出能量且发射光。已知单重激发态和三重激发态为激发态，并且无论经过上述任一激发态都可以得到发光。从单重激发态（S^*）的发光被称为荧光，而从三重激发态（T^*）的发光被称为磷光。

为了提高这种发光元件的元件特性，已积极地进行元件结构的改良、材料的开发等（例如，参照专利文献1）。

[参考文献]

[专利文献1]日本专利申请公开2010-182699号公报。

发明内容

如专利文献1所公开，已研发了改良的元件结构；但是，发光元件在发光效率、可靠性、发光特性方面还需要改良，并期待研发出具有更优越性能的发光元件。

从上述观点来看，本发明的一个实施方案的目的是提供一种以低电压驱动且发光效率高的发光元件。

本发明的一个实施方案是一种发光元件，该发光元件在一对电极之间包括空穴传输层和在该空穴传输层上的发光层。该发光层包括具有电子传输性的第一有机化合物、具有空穴传输性的第二有机化合物以及将三重激发态能转化成发光的发光性第三有机化合物。第一有机化合物和第二有机化合物的组合形成激基复合物。该空穴传输层至少包含其HOMO能级低于或等于第二有机化合物的HOMO能级的第四有机化合物以及其HOMO能级高于第二有机化合物的HOMO能级的第五有机化合物。

本发明的一个实施方案是一种发光元件，该发光元件在一对电极之间包括空穴注入层、在该空穴注入层上的空穴传输层、在该空穴传输层上的发光层、在该发光层上的电子传输层以及在该电子传输层上的电子注入层。该发光层包括具有电子传输性的第一有机化合物、具有空穴传输性的第二有机化合物以及将三重激发态能转化成发光的发光性第三有机化合物。第一有机化合物和第二有机化合物的组合形成激基复合物。该空穴传输层至少包含其HOMO能级低于或等于第二有机化合物的HOMO能级的第四有机化合物以及其HOMO能级高于第二有机化合物的HOMO能级的第五有机化合物。

注意，优选的是，在上述各结构中，第一有机化合物用作主体材料，第二有机化合物用作辅助材料，并且第三有机化合物用作客体材料。换言之，发光层中的第三有机化合物的质量分数（或者体积分数）优选低于第一有机化合物及第二有机化合物各自的质量分数。

此外，在上述各结构中，由第一有机化合物（主体材料）和第二有机化合物（辅助材料）形成的激基复合物的发射波长长于第一有机化合物（主体材料）和第二有机化合物（辅助材料）各自的发射波长（荧光波长）；因此，第一有机化合物（主体材料）的荧光光谱和第二有机化合物（辅助材料）的荧光光谱可以转化成位于更长波长侧的发射光谱。

因此，当在本发明的一个实施方案的发光元件的发光层中形成激基复合物时，可以进行利用第三有机化合物（客体材料）的吸收光谱与激基复合物的处于比第一有机化合物（主体材料）和第二有机化合物（辅助材料）各自的发射波长（荧光波长）长波长侧的发射光谱之间的重叠的能量转移，这使得能量转移效率提高，由此，该发光元件可以具有高发光效率。

此外，空穴传输层至少包含其HOMO能级低于或等于第二有机化合物（辅助材料）的HOMO能级的第四有机化合物以及其HOMO能级高于第二有机化合物（辅助材料）的HOMO能级的第五有机化合物。所述空穴传输层的第四有机化合物具有将空穴注入发光层（主要是发光层中的第二有机化合物（辅助材料））的功能以促进空穴进入发光层，这导致发光效率提高。由于空穴传输层中的第五有机化合物的HOMO能级高于第二有机化合物（辅助材料）的HOMO能级，所以可以降低驱动电压（简称为电压），尤其可以降低开启电压(turn-on voltage)。这些效果只在空穴传输层包含所述两种或更多种的有机化合物且存在上述HOMO能级的关系的情况下可获得。