(57)【要約】  色再現性が高く、かつ発光効率が高い発光装置などを実現する。発光装置は、青色画素、緑色画素、および赤色画素を備え、緑色画素は、光を発する緑色発光層（１４ｇ）に、キャリアを輸送するホスト材料（３０ｇ）と、発光に寄与する発光ドーパント（１８ｇ）としての蛍光ドーパントと、熱活性化遅延蛍光材料からなる熱活性化アシストドーパント（１９ｇ）と、を含む。
2019186717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なるピーク波長の発光スペクトルを有する光を発するｎ個（ｎは２以上の自然数）の電界発光素子を備える発光装置であって、
ｎ個の前記電界発光素子はそれぞれ、光を発する発光層を備え、
前記発光層は、キャリアを輸送するホスト材料と、発光に寄与する発光ドーパントと、を含み、
ｎ個の前記電界発光素子のうちｍ個（１≦ｍ≦ｎ−１）は、前記発光層に、前記発光ドーパントとしての蛍光ドーパントを含むとともに、熱活性化遅延蛍光材料からなる熱活性化アシストドーパントをさらに含む発光装置。
【請求項２】
前記電界発光素子として、青色光を発する第１の電界発光素子、緑色光を発する第２の電界発光素子、および赤色光を発する第３の電界発光素子を少なくとも備え、
前記第２の電界発光素子および前記第３の電界発光素子の一方の前記発光層が、前記蛍光ドーパントおよび前記熱活性化アシストドーパントを含み、
前記第２の電界発光素子および前記第３の電界発光素子の他方の前記発光層が、前記発光ドーパントとしてのりん光ドーパントを含む請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記電界発光素子として、青色光を発する第１の電界発光素子、緑色光を発する第２の電界発光素子、および赤色光を発する第３の電界発光素子を少なくとも備え、
前記第２の電界発光素子および前記第３の電界発光素子の、それぞれの前記発光層が、前記蛍光ドーパントおよび前記熱活性化アシストドーパントを含む請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
前記電界発光素子として、青色光を発する第１の電界発光素子、緑色光を発する第２の電界発光素子、赤色光を発する第３の電界発光素子、および黄色光を発する第４の電界発光素子を少なくとも備え、
前記第２の電界発光素子、前記第３の電界発光素子、および前記第４の電界発光素子の少なくとも一つの前記発光層は、前記蛍光ドーパントおよび前記熱活性化アシストドーパントを含み、
前記第２の電界発光素子、前記第３の電界発光素子、および前記第４の電界発光素子の残りの前記発光層が、前記発光ドーパントとしてのりん光ドーパントを含む請求項１に記載の発光装置。
【請求項５】
前記電界発光素子として、青色光を発する第１の電界発光素子、緑色光を発する第２の電界発光素子、赤色光を発する第３の電界発光素子、および黄色光を発する第４の電界発光素子を少なくとも備え、
前記第２の電界発光素子、前記第３の電界発光素子、および前記第４の電界発光素子の、それぞれの前記発光層が、前記蛍光ドーパントおよび前記熱活性化アシストドーパントを含む請求項１に記載の発光装置。
【請求項６】
前記第１の電界発光素子の発光層は、発光ドーパントとして蛍光ドーパントを含む請求項２〜５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記第１の電界発光素子の発光層は、ホスト材料としてＴＴＡ（Triplet-Triplet Annihilation）ホスト材料を含むことを特徴とする請求項６に記載の発光装置。
【請求項８】
前記第１の電界発光素子の発光層は、発光ドーパントとしてりん光ドーパントを含む請求項２〜５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項９】
前記発光層の質量に対する前記蛍光ドーパントの質量比は、０．１ｗｔ％以上かつ２０ｗｔ％以下の範囲内であり、
前記熱活性化アシストドーパントを含む前記発光層の質量に対する前記熱活性化アシストドーパントの質量比は、０．５ｗｔ％以上かつ７０ｗｔ％以下の範囲内である請求項１〜８のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の発光装置を複数備える表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置、および当該発光装置を備える表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、少なくとも三つの電極と、電極に挟持される、少なくとも二つの発光ユニットと、を有する有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子が開示されている。当該有機ＥＬ素子における発光ユニットは、発光材料を含む発光層を有する。発光層では、電子と正孔とが再結合することで、基底準位よりも高いエネルギー準位の励起子が生成され、当該励起子が基底準位へ輻射遷移することで光を発する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国公開特許公報「特開２０１６−２０７３２８号（２０１６年１２月８日公開）」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、一般に、りん光ドーパントの発光スペクトル幅は、蛍光ドーパントと比較して広い。このため、陽極および陰極による光反射のキャビティを利用したりん光ドーパントを含む電界発光素子においては、正面から外れた角度における色ずれが大きくなる。【０００５】
一方で、蛍光ドーパントによる発光は、生成された励起子の数に占める発光に寄与する励起子の数の比率を示す、最大内部量子効率が理論上２５％という低い値である。電界発光素子における最大外部量子効率（発光効率）は、最大内部量子効率に比例する。このため、蛍光ドーパントを含む電界発光素子においては、発光効率が低いという問題がある。【０００６】
本発明の一態様は、色再現性が高く、かつ発光効率が高い発光装置などを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る発光装置は、互いに異なるピーク波長の発光スペクトルを有する光を発するｎ個（ｎは２以上の自然数）の電界発光素子を備える発光装置であって、ｎ個の前記電界発光素子はそれぞれ、光を発する発光層を備え、前記発光層は、キャリアを輸送するホスト材料と、発光に寄与する発光ドーパントと、を含み、ｎ個の前記電界発光素子のうちｍ個（１≦ｍ≦ｎ−１）は、前記発光層に、前記発光ドーパントとしての蛍光ドーパントを含むとともに、熱活性化遅延蛍光材料からなる熱活性化アシストドーパントをさらに含む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様に係る発光装置によれば、色再現性が高く、かつ発光効率が高い発光装置などを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態１の発光装置が備える発光層の詳細な構成を示す断面図である。
【図２】実施形態１の発光装置の概略的な構成を示す断面図である。
【図３】緑色光を発する発光ドーパントの発光スペクトルを示すグラフである。
【図４】実施形態２の発光装置が備える発光層の詳細な構成を示す断面図である。
【図５】実施形態３の発光装置が備える発光層の詳細な構成を示す断面図である。
【図６】実施形態４の発光装置の概略的な構成を示す断面図である。
【図７】実施形態４の発光装置が備える発光層の詳細な構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
〔実施形態１〕
図２は、実施形態１の発光装置１の概略的な構成を示す断面図である。発光装置１は、表示装置１００の光源として用いられる。つまり、表示装置１００は、発光装置１を光源として備えている。なお、図２においては表示装置１００が備える発光装置１が１つのみ示されているが、実際には表示装置１００は、発光装置１を複数備える。発光装置１が備える各部材のうち、実施形態１とは関係しない部材については説明を省略する。これらの説明を省略する部材は、公知のものと同様であると理解されてよい。また、各図面は、各部材の形状、構造、および位置関係を概略的に説明するものであり、必ずしもスケール通りに描かれていないことに留意されたい。
【００１１】
（発光装置１の構成）
発光装置１は、表示装置１００の各画素を点灯させる光源である。実施形態１では、表示装置１００は、ＲＧＢ（Red，Green，Blue）の複数の画素によって画像を表現する。以下、青色画素（Ｂ画素、第１の電界発光素子）をＰｂ、緑色画素（Ｇ画素、第２の電界発光素子）をＰｇ、赤色画素（Ｒ画素、第３の電界発光素子）をＰｒと称する。
【００１２】
発光装置１において、赤色画素Ｐｒ、緑色画素Ｐｇ、および青色画素Ｐｂのそれぞれは、遮光部材９９（例：ブラックマトリクス）によって区切られていてもよい。遮光部材９９によって各画素を区切ることにより、各画素の輪郭が強調される。それゆえ、表示装置１００の表示面（不図示）に表示される画像のコントラストが向上する。
【００１３】
発光装置１において、陽極１７から陰極１１に向かう方向を上方向と称する。また、上方向とは反対の方向を下方向と称する。発光装置１は、陽極１７から上方向に向かって、陽極１７、正孔注入層（Hole Injection Layer，ＨＩＬ）１６、正孔輸送層（Hole Transportation Layer，ＨＴＬ）１５、発光層１４、電子輸送層（Electron Transportation Layer，ＥＴＬ）１３、電子注入層（Electron Injection Layer，ＥＩＬ）１２、および陰極１１を、この順に備えている。
【００１４】
陰極１１〜陽極１７は、陽極１７の下方に設けられた基板２０によって支持されている。一例として、発光装置１を製造する場合には、基板２０上に、陽極１７、正孔注入層１６、正孔輸送層１５、発光層１４、電子輸送層１３、電子注入層１２、および陰極１１が、この順で形成（成膜）される。図２に示すように、青色画素Ｐｂ、緑色画素Ｐｇ、および赤色画素Ｐｒは、基板２０に平行な方向において互いにオーバーラップすることなく配されている。
【００１５】
基板２０は、透光性の高い基板（例：ガラス基板またはプラスチック基板）であってもよいし、透光性の低い基板（例：フレキシブル基板または金属基板）であってもよい。発光装置１は、陰極１１〜陽極１７を封止（保護）する封止ガラス１７０をさらに備える。封止ガラス１７０は、封止樹脂１７１（例：接着剤）によって、基板２０に固定されている。なお、発光装置１は、封止ガラス１７０に代えて、例えば、ＴＦＥ（Thin Film Encapsulation）膜などの封止膜を備えていてもよい。
【００１６】
陰極１１〜陽極１７はそれぞれ、青色画素Ｐｂ、緑色画素Ｐｇ、および赤色画素Ｐｒのそれぞれに、個別に設けられてよい。例えば、陰極１１は、青色画素Ｐｂに設けられた陰極１１ｂ、緑色画素Ｐｇに設けられた陰極１１ｇ、および赤色画素Ｐｒに設けられた陰極１１ｒを含む。
【００１７】
このように、図２では、添字「ｂ、ｇ、ｒ」を付して、青色画素Ｐｂ、緑色画素Ｐｇ、および赤色画素Ｐｒのそれぞれに対応する部材を必要に応じて区別している。このことは、電子注入層１２（１２ｂ・１２ｇ・１２ｒ）、電子輸送層１３（１３ｂ・１３ｇ・１３ｒ）、発光層１４（１４ｂ・１４ｇ・１４ｒ）、正孔輸送層１５（１５ｂ・１５ｇ・１５ｒ）、正孔注入層１６（１６ｂ・１６ｇ・１６ｒ）、および陽極１７（１７ｂ・１７ｇ・１７ｒ）についても同様である。
【００１８】
（発光層１４以外の構成）
実施形態１では、陰極１１（カソード）は、例えば半透明のＭｇ‐Ａｇ合金によって構成されている。つまり、陰極１１は、発光層１４から発せられた光を透過する透過性電極である。したがって、発光層１４から発せられた光のうち、上方向に向かう光が、陰極１１を透過する。このように、発光装置１は、発光層１４から発せられた光を上方向に出射できる。
【００１９】
これに対して、陽極１７（アノード）は、例えばＡｇ‐Ｐｄ‐Ｃｕ合金上にＩＴＯ（Indium Tin Oxide，インジウムスズ酸化物）が積層された構成を有する。上記構成を有する陽極１７は、発光層１４から発せられた光（青色光Ｌｂ、緑色光Ｌｇ、および赤色光Ｌｒ）を反射する反射性電極である。したがって、発光層１４から発せられた光のうち、下方向に向かう光（不図示）が、陽極１７によって反射される。
【００２０】
以上のとおり、発光装置１においては、発光層１４から上方向に発せられた光、および下方向に発せられた光の両方を、陰極１１（上方向）へと向かわせることができる。すなわち、発光装置１は、陽極および陰極による光反射のキャビティを利用した、トップエミッション型の発光装置として構成されている。したがって、発光層１４から発せられた光の利用効率を向上させることができる。なお、上述した陰極１１および陽極１７の構成は一例であり、別の構成を有していてもよい。
【００２１】
電子輸送層１３は、電子輸送性に優れた材料を含む。電子輸送層１３によれば、陰極１１から発光層１４への電子の供給を促進できる。電子輸送層１３は、電子注入層（Electron Injection Layer，ＥＩＬ）の役割を併有してもよい。正孔注入層１６は、陽極１７から発光層１４への電子の注入を促進する層である。正孔注入層１６は、正孔注入性に優れた材料を含む。また、正孔輸送層１５は、正孔輸送性に優れた材料を含む。正孔注入層１６および正孔輸送層１５によれば、陽極１７から発光層１４への正孔の供給を促進できる。
【００２２】
陽極１７と陰極１１との間に順方向の電圧を印加する（陽極１７を陰極１１よりも高電位にする）ことにより、（ｉ）陰極１１から発光層１４へと電子を供給するとともに、（ｉｉ）陽極１７から発光層１４へと正孔を供給できる。その結果、発光層１４において、正孔と電子との結合に伴って光を発生させることができる。上記電圧の印加は、不図示のＴＦＴ（Thin Film Transistor，薄膜トランジスタ）によって制御されてよい。
【００２３】
（発光層１４の構成）
図１は、発光装置１が備える発光層１４の詳細な構成を示す断面図である。なお、図１における発光層１４の、紙面における縦横比は、図２における発光層１４の紙面における縦横比と異なっている。これは見やすさを考慮して縦横比を変更しているのみであり、実際には図１における発光層１４と、図２における発光層１４とは互いに同じものである。
【００２４】
発光層１４は、青色画素Ｐｂに設けられた青色発光層１４ｂ、緑色画素Ｐｇに設けられた緑色発光層１４ｇ、および赤色画素Ｐｒに設けられた赤色発光層１４ｒを含む。青色発光層１４ｂ、緑色発光層１４ｇ、および赤色発光層１４ｒはそれぞれ、キャリアを輸送するホスト材料３０ｂ、３０ｇおよび３０ｒと、発光に寄与する発光ドーパント１８ｂ、１８ｇおよび１８ｒとを含む。発光ドーパントは、陽極１７から供給された正孔と陰極１１から供給された電子との結合に伴って励起子を生成し、当該励起子が基底状態に遷移するときに光を発する。
【００２５】
青色発光層１４ｂは、発光ドーパント１８ｂとして、青色光を発する蛍光ドーパントを含む。蛍光ドーパントは、例えばDPVBi（4,4'-ビス(2,2-ジフェニルビニル)ビフェニル）であってよい。この場合、青色発光層１４ｂが発する青色光は、４４５ｎｍ付近にピークを有する発光スペクトルを示す。
【００２６】
青色発光層１４ｂのホスト材料３０ｂは、ＴＴＡ（Triplet-Triplet Annihilation）ホスト材料として、例えばアダマンタンアントラセンであってよい。ＴＴＡホスト材料はＴＴＡによって二つの三重項励起子から一つの一重項励起子を生成し、エネルギー移動によって蛍光ドーパントの一重項励起子から遅延蛍光としての発光が得られる。青色発光層１４ｂ全体の質量に対する蛍光ドーパントの質量比は、例えば３ｗｔ％であってよい。
【００２７】
緑色発光層１４ｇは、発光ドーパント１８ｇとして、緑色光を発する蛍光ドーパントを含む。蛍光ドーパントは、例えばBodipy（N,N'-Difluoroboryl-1,9-dimethyl-5-phenydipyrrin）であってよい。この場合、緑色発光層１４ｇが発する緑色光は、５２０ｎｍ付近にピークを有する発光スペクトルを示す。
【００２８】
また、緑色発光層１４ｇは、熱活性化アシストドーパント１９ｇをさらに含む。熱活性化アシストドーパント１９ｇは、熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ、Thermally Activated Delayed Fluorescence）材料を用いて構成されている。具体的には、熱活性化アシストドーパント１９ｇは、例えばACRXTN（3-(9,9-dimethylacridin-10(9H)-yl)-9H-xanthen-9-one）であってよい。
【００２９】
緑色発光層１４ｇにおいて、ホスト材料３０ｇは、例えばmCP（1,3-ジ-9-カルバゾリルベンゼン）であってよい。熱活性化アシストドーパント１９ｇを含む緑色発光層１４ｇ全体の質量に対する蛍光ドーパントの質量比は、０．１ｗｔ％以上かつ２０ｗｔ％以下の範囲内であることが好ましく、０．５ｗｔ％以上かつ１０ｗｔ％以下の範囲内であることがより好ましい。より具体的には、緑色発光層１４ｇ全体の質量に対する蛍光ドーパントの質量比は、例えば１ｗｔ％であってよい。また、緑色発光層１４ｇ全体の質量に対する熱活性化アシストドーパントの質量比は、０．５ｗｔ％以上かつ７０ｗｔ％以下の範囲内であることが好ましく、１ｗｔ％以上かつ５０ｗｔ％以下の範囲内であることがより好ましい。
【００３０】
赤色発光層１４ｒは、発光ドーパント１８ｒとして、赤色光を発するりん光ドーパントを含む。りん光ドーパントは、例えばBtp2Ir(acac)（ビス-（3-（2-（2-ピリジル）ベンゾチエニル）モノ-アセチルアセトネート）イリジウム（III）））であってよい。この場合、赤色発光層１４ｒが発する赤色光は、６２０ｎｍ付近にピークを有する発光スペクトルを示す。
【００３１】
赤色発光層１４ｒにおいて、ホスト材料３０ｒは、例えばCDBP（4,4'-ビス(カルバゾール-9-イル)-2,2'-ジメチルビフェニル）であってよい。赤色発光層１４ｒ全体の質量に対するりん光ドーパントの質量比は、例えば１０ｗｔ％であってよい。
【００３２】
図３は、緑色光を発する発光ドーパントの発光スペクトルを示すグラフである。図３においては、緑色光を発するりん光ドーパントの発光スペクトルは実線で示されている。また、図３においては、緑色光を発する蛍光ドーパントの発光スペクトルは破線で示されている。
【００３３】
図３に示すように、一般に蛍光ドーパントの発光スペクトルのピークは、りん光ドーパントの発光スペクトルのピークよりも鋭い。
【００３４】
発光スペクトル幅が狭ければ、陽極および陰極による光反射のキャビティを利用したトップエミッション型の電界発光素子では、発光装置に対して正面と斜めの方向における色ずれが抑制される。このため、正面だけでなく斜めも含めた発光装置の色再現性を向上させる上では、発光ドーパントとしてスペクトル幅の狭い蛍光ドーパントを用いることが好ましい。
【００３５】
しかし、りん光ドーパントの最大内部量子効率は、理論上は１００％であるのに対し、蛍光ドーパントの最大内部量子効率は、理論上でも２５％しかない。その理由は以下の通りである。
【００３６】
励起子のエネルギー準位には、一重項準位と三重項準位との２種類が存在する。一重項準位から基底準位に輻射遷移する過程は蛍光と称される。一方、三重項準位から基底準位に輻射遷移する過程はりん光と称される。有機分子の場合、一重項準位の励起子の生成確率は２５％である。一方、三重項準位の励起子の生成確率は７５％である。
【００３７】
りん光ドーパントは、一重項準位および三重項準位の、両方の励起子を発光に用いることができる。一方、蛍光ドーパントは、一重項準位の励起子のみしか発光に用いることができない。このために、りん光ドーパントと蛍光ドーパントとでは、上述した最大内部量子効率の差が生じる。
【００３８】
電界発光素子の最終的な発光効率は、最大内部量子効率に比例する。このため、一般に、発光ドーパントとして蛍光ドーパントを用いると、発光効率が低下する。
【００３９】
しかしながら、本実施形態の緑色発光層１４ｇにおいては、熱活性化アシストドーパントでは、室温程度のエネルギーで三重項準位の励起子が一重項準位に項間交差する。これにより、三重項準位に励起された励起子についても、一重項準位に項間交差し、蛍光ドーパントの一重項準位へエネルギー移動することで、蛍光ドーパントにおける発光に寄与することが可能となる。このため、緑色発光層１４ｇにおいては、最終的には生成された励起子の全てが発光に寄与することとなる。したがって、緑色発光層１４ｇにおける最大内部量子効率は、理論上１００％となり、最終的な発光効率も向上する。
【００４０】
（発光装置１の効果）
以上のとおり、本実施形態の発光装置１は、発光スペクトルの半値幅が狭い蛍光ドーパントを、高い内部量子効率で発光させることが可能な、緑色画素Ｐｇを備える。したがって、発光装置１は、色再現性の向上と、発光効率の向上とを両立することができる。
【００４１】
なお、発光装置１が備える画素（電界発光素子）の数は３個に限定されない。すなわち、発光装置１は、互いに異なるピーク波長の発光スペクトルを有する光を発するｎ個（ｎは２以上の自然数）の画素を備えていてよい。この場合、ｎ個の画素のうちｍ個（１≦ｍ≦ｎ−１）が、発光層に蛍光ドーパントを含むとともに、熱活性化アシストドーパントをさらに含んでいればよい。
【００４２】
（変形例）
上述した例では、青色発光層１４ｂは、発光ドーパントとして蛍光ドーパントを含んでいた。しかし、本開示の一態様において、青色発光層は、発光ドーパントとしてりん光ドーパントを含んでいてもよい。青色発光層が発光ドーパントとしてりん光ドーパントを含む場合、当該りん光ドーパントが、例えばFIrpic（ビス(3,5-ジフルオロ-2-(2-ピリジルフェニル-(2-カルボキシピリジル)イリジウム(III)）であってよい。この場合、青色発光層が発する青色光は、４７０ｎｍ付近にピークを有する発光スペクトルを示す。
【００４３】
また、青色発光層が発光ドーパントとしてりん光ドーパントを含む場合、青色発光層のホスト材料３０ｂは、例えばｍＣＰであってよい。この場合、青色発光層全体の質量に対するりん光ドーパントの質量比は、例えば１０ｗｔ％であってよい。このような青色発光層を含む発光装置も、上述した発光装置１と同様の効果を奏する。
【００４４】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【００４５】
図４は、本実施形態における発光層１４の詳細な構成を示す断面図である。
【００４６】
実施形態１においては、緑色画素Ｐｇの緑色発光層１４ｇが、熱活性化アシストドーパント１９ｇを含んでいた。これに対し、本実施形態では、緑色発光層１４ｇではなく、赤色画素Ｐｒの赤色発光層１４ｒが、熱活性化アシストドーパント１９ｒを含んでいる。
【００４７】
具体的には、本実施形態では、赤色発光層１４ｒは、発光ドーパント１８ｒとして、赤色光を発する蛍光ドーパントを含む。蛍光ドーパントは、例えばDCM2（4-(ジシアノメチレン)-2-メチル-6-[2-(2,3,6,7-テトラヒドロ-1H,5H-ベンゾ[ij]キノリジン-9-イル)ビニル]-4H-ピラン）であってよい。この場合、赤色発光層１４ｒが発する赤色光は、６３０ｎｍ付近にピークを有する発光スペクトルを示す。
【００４８】
また、本実施形態では、赤色発光層１４ｒは、熱活性化アシストドーパント１９ｒをさらに含む。熱活性化アシストドーパントは、例えばtri-PXZ-TRZ（2,4,6-tri(4-(10H-phenoxazin-10H-yl)phenyl)-1,3,5-triazine）であってよい。
【００４９】
赤色発光層１４ｒが熱活性化アシストドーパント１９ｒを含む場合、赤色発光層１４ｒのホスト材料３０ｒは、例えばＣＢＰであってよい。この場合、赤色発光層１４ｒ全体の質量に対する蛍光ドーパントの質量比は、０．１ｗｔ％以上かつ２０ｗｔ％以下の範囲内であることが好ましく、０．５ｗｔ％以上かつ１０ｗｔ％以下の範囲内であることがより好ましい。より具体的には、赤色発光層１４ｒ全体の質量に対する蛍光ドーパントの質量比は、例えば１ｗｔ％であってよい。また、赤色発光層１４ｒ全体の質量に対する熱活性化アシストドーパントの質量比は、０．５ｗｔ％以上かつ７０ｗｔ％以下の範囲内であることが好ましく、１ｗｔ％以上かつ５０ｗｔ％以下の範囲内であることがより好ましい。より具体的には、赤色発光層１４ｒ全体の質量に対する熱活性化アシストドーパントの質量比は、例えば１５ｗｔ％であってよい。
【００５０】
一方、本実施形態では、緑色発光層１４ｇは、発光ドーパント１８ｇとしてりん光ドーパントを含む。りん光ドーパントは、例えばIr(ppy)3（トリス(2-フェニルピリジナト)イリジウム(III)）であってよい。この場合、緑色発光層１３ｇが発する緑色光は、５２０ｎｍ付近にピークを有する発光スペクトルを示す。
【００５１】
緑色発光層１４ｇがりん光ドーパントを含む場合、緑色発光層１４ｇのホスト材料３０ｂは、例えばCBP（4，4'-ジ（N-カルバゾリル）ビフェニル）であってよい。緑色発光層１４ｇ全体の質量に対するりん光ドーパントの質量比は、例えば１０ｗｔ％であってよい。
【００５２】
以上のとおり、緑色発光層１４ｇではなく、赤色発光層１４ｒが熱活性化アシストドーパント１９ｒを含むことによっても、発光装置１の色再現性の向上と、エネルギー効率の向上とを両立することができる。また、本実施形態においても青色画素Ｐｂの青色発光層１４ｂは熱活性化アシストドーパントを含まないため、発光装置１の寿命の低下が抑制される。
【００５３】
〔実施形態３〕
図５は、本実施形態における発光層１４の詳細な構成を示す断面図である。実施形態１および２ではそれぞれ、緑色発光層１４ｇおよび赤色発光層１４ｒのうち、いずれか一方のみが熱活性化アシストドーパント１９ｒまたは１９ｇを含んでいた。本実施形態では、図５に示すように、緑色発光層１４ｇが熱活性化アシストドーパント１９ｇを含み、かつ赤色発光層１４ｒが熱活性化アシストドーパント１９ｒを含む。
【００５４】
緑色発光層１４ｇにおける熱活性化アシストドーパント１９ｇの種類、並びに、緑色発光層１４ｇ全体の質量に対する蛍光ドーパントおよび熱活性化アシストドーパントの質量比は、実施形態１において説明したものと同様でよい。また、赤色発光層１４ｒにおける熱活性化アシストドーパント１９ｒの種類、並びに、赤色発光層１４ｒ全体の質量に対する蛍光ドーパントおよび熱活性化アシストドーパントの質量比は、実施形態２において説明したものと同様でよい。
【００５５】
以上のとおり、緑色発光層１４ｇおよび赤色発光層１４ｒがそれぞれ熱活性化アシストドーパント１９ｇまたは熱活性化アシストドーパント１９ｒを含むことで、発光装置１の色再現性を一層向上し、かつエネルギー効率を向上させることができる。また、本実施形態においても青色画素Ｐｂの青色発光層１４ｂは熱活性化アシストドーパントを含まないため、発光装置１の寿命の低下が抑制される。
【００５６】
〔実施形態４〕
図６は、本実施形態に係る発光装置１Ａの詳細な構成を示す断面図である。発光装置１Ａは、表示装置１００Ａの光源として用いられる。つまり、表示装置１００Ａは、発光装置１Ａを光源として備えている。
【００５７】
発光装置１Ａは、青色画素Ｐｂ（Ｂ画素、第１の電界発光素子）、緑色画素Ｐｇ（Ｇ画素、第２の電界発光素子）、および赤色画素Ｐｒ（Ｒ画素、第３の電界発光素子）に加えて、さらに黄色画素Ｐｙ（Ｙ画素、第４の電界発光素子）を備える点で、実施形態１の発光装置１と相違する。黄色画素Ｐｙは、黄色光を発する。
【００５８】
図７は、発光装置１Ａが備える発光層１４Ａの構成を示す図である。図７に示すように、発光層１４Ａは、青色発光層１４ｂ、緑色発光層１４ｇ、および赤色発光層１４ｒに加えて、さらに黄色発光層１４ｙを備える。
【００５９】
黄色発光層１４ｙは、発光ドーパント１８ｙとして、黄色光を発するりん光ドーパントを含む。りん光ドーパントは、例えばIr(BT)2(acac)（Bis(2-benzo[b]thiophen-2-ylpyridine)(acetylacetonate)iridium(III)）であってよい。この場合、黄色発光層１４ｙが発する黄色光は、５８０ｎｍ付近にピークを有する発光スペクトルを示す。
【００６０】
黄色発光層１４ｙのホスト材料３０ｙは、例えばＣＢＰであってよい。また、黄色発光層１４ｙ全体の質量に対するりん光ドーパントの質量比は、例えは１０ｗｔ％であってよい。このような発光装置１Ａによっても、色再現性の向上と、発光効率の向上とを両立することができる。
【００６１】
図７に示す例では、発光層１４Ａにおいて、緑色発光層１４ｇのみが熱活性化アシストドーパント１９ｇを含んでいる。しかし、本実施形態の発光層１４Ａにおいては、緑色発光層１４ｇ、赤色発光層１４ｒ、および黄色発光層１４ｙの少なくとも１つが熱活性化アシストドーパントを含んでいればよく、また緑色発光層１４ｇ、赤色発光層１４ｒ、および黄色発光層１４ｙの全てが熱活性化アシストドーパントを含んでいてもよい。
【００６２】
黄色発光層１４ｙが熱活性化アシストドーパントを含む場合、当該熱活性化アシストドーパントは、例えばPXZ-TRX（2-phenoxazine-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine）であってよい。また、黄色発光層１４ｙが熱活性化アシストドーパントを含む場合、黄色発光層１４ｙは、発光ドーパントとして蛍光ドーパントを含む。蛍光ドーパントは、例えばTBRb（2,8-di-tert-butyl-5,11-bis(4-tert-butylphenyl)-6,12-diphenyltetracene）であってよい。この場合、黄色発光層が発する黄色光は、５７０ｎｍ付近にピークを有する発光スペクトルを示す。
【００６３】
黄色発光層１４ｙが熱活性化アシストドーパントを含む場合、黄色発光層１４ｙのホスト材料３０ｙは、例えばmCBP（3,3-di(9H-carbazol-9-yl)biphenyl）であってよい。黄色発光層１４ｙ全体の質量に対する蛍光ドーパントの質量比は、０．１ｗｔ％以上かつ２０ｗｔ％以下の範囲内であることが好ましく、０．５ｗｔ％以上かつ１０ｗｔ％以下の範囲内であることがより好ましい。より具体的には、黄色発光層１４ｙ全体の質量に対する蛍光ドーパントの質量比は、例えば１ｗｔ％であってよい。また、黄色発光層１４ｙ全体の質量に対する熱活性化アシストドーパントの質量比は、０．５ｗｔ％以上かつ７０ｗｔ％以下の範囲内であることが好ましく、１ｗｔ％以上かつ５０ｗｔ％以下の範囲内であることがより好ましい。より具体的には、黄色発光層１４ｙ全体の質量に対する熱活性化アシストドーパントの質量比は、例えば２５ｗｔ％であってよい。
【００６４】
（比較例）
なお、さらに色再現性を向上し、かつ発光効率を向上させる方法として、青色画素Ｐｂの青色発光層１４ｂに熱活性化アシストドーパントを含ませることも考えられる。この場合、アシストドーパントの例としては、ＡＣＲＳＡ（10-phenyl-10H,10’H-spiro[acridine-9,9’-anthracen]-10’-one）などが挙げられる。
【００６５】
しかしながら、本願発明者が、青色画素Ｐｂの青色発光層１４ｂに、例えば上述したＡＣＲＳＡなどの熱活性化アシストドーパントを含ませた発光装置を製造する実験を行ったところ、青色画素Ｐｂの寿命が著しく短くなるという問題が生じた。
【００６６】
これに対し、赤色画素Ｐｒの赤色発光層１４ｒ、および／または緑色画素Ｐｇの緑色発光層１４ｇに熱活性化アシストドーパントを含ませた場合、発光装置１の実用上において問題となる寿命の短縮は生じなかった。すなわち、発光装置１は、赤色発光層１４ｒおよび／または緑色発光層１４ｇが熱活性化ドーパントを含み、かつ青色画素Ｐｂの青色発光層１４ｂが熱活性化アシストドーパントを含まないことで、色再現性の向上と発光効率の向上とを両立した上で、さらに発光装置１の寿命の短縮を抑制することができる。
【００６７】
具体的に言えば、ｎ個の電界発光素子の中で、特に青色発光層１４ｂに熱活性化アシストドーパントを含めた場合、次のような問題を生じることがあった。
【００６８】
一般に熱活性化アシストドーパントを含む発光層１４を有する発光装置１の電界発光までには次の光物理過程を経る。すなわち、陰極１１および陽極１７からそれぞれ供給された電子と正孔が熱活性化アシストドーパントで再結合し、一重項励起子が２５％、三重項励起子が７５％の確率で励起子生成される。三重項励起子の無輻射失活速度定数が小さい場合、熱活性化アシストドーパントの一重項励起子と三重項励起子とはエネルギーが近いため、常温程度の熱により三重項励起子から一重項励起子へ項間交差が起こる。更に、（ｉ）ホスト材料の一重項励起子および三重項励起子のエネルギーが熱活性化アシストドーパントの三重項励起子のエネルギーよりも大きく、（ｉｉ）熱活性化アシストドーパントと蛍光ドーパントとの距離が10nm程度よりも近く、かつ（ｉｉｉ）熱活性化アシストドーパントの発光スペクトルと蛍光ドーパントの吸収スペクトルとの重なりが大きいとき、熱活性化アシストドーパントの一重項励起子から蛍光ドーパントの一重項励起子へ効率よくエネルギー移動が起こり、蛍光ドーパントから効率よく発光する。
【００６９】
また、ホスト材料が無い場合には、隣接する熱活性化アシストドーパント同士の距離が近いために、三重項励起子同士の相互作用により無輻射失活する（三重項-三重項失活）確率が高いため、効率の良い発光が得られない。よって、効率の良い発光のためにはホスト材料が必要となる。
【００７０】
また、効率の良い発光には、ホスト材料の一重項励起子および三重項励起子のエネルギーが熱活性化アシストドーパントの三重項励起子のエネルギーよりも大きい必要がある。しかし、エネルギーギャップの大きいホスト材料を用いると、陽極および陰極から発光層・熱活性化アシストドーパントに正孔および電子が注入・輸送される際、正孔はホスト材料のHOMO準位および電子はホスト材料のLUMO準位に注入およびその準位を輸送される。このため、それらの大きなギャップに対応するための大きな外部電圧が必要となり、駆動電圧が高くなってしまう。
【００７１】
以上のために、青色発光層１４ｂに熱活性化アシストドーパントを含めた場合、青色のエネルギーギャップに相当する励起子を熱活性化アシストドーパントで生成し、それが効率よく蛍光材料にエネルギー移動して発光するためには、ホスト材料の一重項励起子および三重項励起子のエネルギーは、熱活性化アシストドーパントの一重項励起子および三重項励起子のエネルギーよりも大きい必要がある。しかし、ホスト材料のエネルギーギャップが大きくなれば、それに対応する駆動電圧も高くする必要がある。青色は他の色（例えば緑色や赤色）と比較して高エネルギーの光であるため、他の色を発光させる場合よりも駆動電圧が高くなるという問題を生じることがあった。
【００７２】
また、発光装置１を表示装置１００に用いる場合に、他の色（例えば緑色や赤色）の電界発光素子の駆動電圧よりも大幅に上昇した駆動電圧は回路の設計を困難とする。また、上記駆動電圧は、青色の低輝度表示において、隣接する他の色（例えば緑色や赤色）のデバイスが同時に発光してしまうといったクロストーク（青色デバイスに電圧を印加しているにもかかわらず、隣接する他の色の発光層に電流がリークして発光する現象）と言われる現象を引き起こしてしまうという問題を生じることがあった。
【００７３】
更には、ホスト材料の分子設計において、（ｉ）一重項励起子および三重項励起子のエネルギーが熱活性化アシストドーパントの一重項ないしは三重項励起子のエネルギーよりも大きく、かつ（ｉｉ）高い電荷輸送性能を有する分子構造の設計のためには、小さい分子構造でありながら共役系を発達させるという相矛盾する設計が必要であり困難を極めることとなった。
【００７４】
また、青色に相当する大きなエネルギーギャップを有するホスト材料や熱活性化アシストドーパントにおいて、正孔または電子を輸送する際のラジカルアニオンまたはラジカルカチオン状態および励起子状態は他の色（例えば緑色や赤色）の材料に比べてエネルギーが高いために活性が高く、ラジカルアニオン、ラジカルカチオン、および励起状態の分子は不安定であり、またこれらの大きなエネルギーは、ホスト材料または熱活性化アシストドーパントの分子構造の一部の結合を開裂するエネルギーにも相当するため、表示装置（有機ELデバイス）の駆動寿命が短いという問題を生じることがあった。
【００７５】
これに対して、上記の各実施形態では、青色発光層１４ｂに熱活性化アシストドーパントを含めていないので、上述したような様々な問題を生じることを防いだ高性能な発光装置及び表示装置を容易に構成することができる。
【００７６】
なお、上記の説明では、各実施形態の発光装置１および１Ａをそれぞれ表示装置１００および１００Ａに適用した場合について説明した。しかし、本発明の発光装置１および１Ａが適用される装置は、表示装置１００または１００Ａに限定されるものではなく、例えば照明装置などであってもよい。
【００７７】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る発光装置（１）は、互いに異なるピーク波長の発光スペクトルを有する光を発するｎ個（ｎは２以上の自然数）の電界発光素子を備える発光装置であって、ｎ個の前記電界発光素子はそれぞれ、光を発する発光層を備え、前記発光層は、キャリアを輸送するホスト材料と、発光に寄与する発光ドーパントと、を含み、ｎ個の前記電界発光素子のうちｍ個（１≦ｍ≦ｎ−１）は、前記発光層に、前記発光ドーパントとしての蛍光ドーパントを含むとともに、熱活性化遅延蛍光材料からなる熱活性化アシストドーパントをさらに含む。
【００７８】
上記の構成によれば、ｎ個の前記電界発光素子のうちｍ個は、発光スペクトルが鋭いピークを有する蛍光ドーパントを発光ドーパントとして含む。さらに、当該ｍ個の電界発光素子は、熱活性化アシストドーパントを含むことで、最大内部量子効率を理論上１００％とすることができる。したがって、当該ｍ個の電界発光素子において色再現性が高く、かつ発光効率が高い発光装置を実現できる。
【００７９】
本発明の態様２に係る発光装置は、前記電界発光素子として、青色光を発する第１の電界発光素子、緑色光を発する第２の電界発光素子、および赤色光を発する第３の電界発光素子を少なくとも備え、前記第２の電界発光素子および前記第３の電界発光素子の一方の前記発光層が、前記蛍光ドーパントおよび前記熱活性化アシストドーパントを含み、前記第２の電界発光素子および前記第３の電界発光素子の他方の前記発光層が、前記発光ドーパントとしてのりん光ドーパントを含む。
【００８０】
上記の構成によれば、発光装置において、緑色光を発する電界発光素子、および、赤色光を発する電界発光素子のうち、少なくとも一方において、色再現性が高く、かつ発光効率が高くなる。したがって、発光装置全体としても、色再現性が高く、かつ発光効率が高くなる。
【００８１】
さらに、発光装置において、青色光を発する電界発光素子は熱活性化アシストドーパントを含まない。熱活性化アシストドーパントを含む電界発光素子においては発光ドーパントの寿命が短くなり、特に青色に発光する発光ドーパントの寿命は著しく短くなる。したがって、青色光を発する電界発光素子が熱活性化アシストドーパントを含まないことで、発光装置全体としての寿命の短縮が抑制される。
【００８２】
本発明の態様３に係る発光装置は、前記電界発光素子として、青色光を発する第１の電界発光素子、緑色光を発する第２の電界発光素子、および赤色光を発する第３の電界発光素子を少なくとも備え、前記第２の電界発光素子および前記第３の電界発光素子の、それぞれの前記発光層が、前記蛍光ドーパントおよび前記熱活性化アシストドーパントを含む。
【００８３】
上記の構成によれば、態様２の発光装置よりも、さらに色再現性が高く、かつ発光効率が高くなる。
【００８４】
本発明の態様４に係る発光装置は、前記電界発光素子として、青色光を発する第１の電界発光素子、緑色光を発する第２の電界発光素子、赤色光を発する第３の電界発光素子、および黄色光を発する第４の電界発光素子を少なくとも備え、前記第２の電界発光素子、前記第３の電界発光素子、および前記第４の電界発光素子の少なくとも一つの前記発光層は、前記蛍光ドーパントおよび前記熱活性化アシストドーパントを含み、前記第２の電界発光素子、前記第３の電界発光素子、および前記第４の電界発光素子の残りの前記発光層が、前記発光ドーパントとしてのりん光ドーパントを含む。
【００８５】
上記の構成によれば、態様２と同様の効果を奏する。
【００８６】
本発明の態様５に係る発光装置は、前記電界発光素子として、青色光を発する第１の電界発光素子、緑色光を発する第２の電界発光素子、赤色光を発する第３の電界発光素子、および黄色光を発する第４の電界発光素子を少なくとも備え、前記第２の電界発光素子、前記第３の電界発光素子、および前記第４の電界発光素子の、それぞれの前記発光層が、前記蛍光ドーパントおよび前記熱活性化アシストドーパントを含む。
【００８７】
上記の構成によれば、態様３と同様の効果を奏する。
【００８８】
上記の構成によれば、第２の電界発光素子、および／または第３の電界発光素子が熱活性化アシストドーパントを含む場合において、アシストドーパント、蛍光ドーパントおよびホスト材料の種類および比率が適切な範囲内に収まる。したがって、第２の電界発光素子、および／または第３の電界発光素子における発光効率が特に向上する。
【００８９】
本発明の態様６に係る発光装置において、前記第１の電界発光素子の発光層は、発光ドーパントとしての蛍光ドーパントを含む。
【００９０】
上記の構成によれば、第１の電界発光素子は、蛍光ドーパントにより光を発することができる。
【００９１】
本発明の態様７に係る発光装置において、前記第１の電界発光素子の発光層は、ホスト材料としてＴＴＡ（Triplet-Triplet Annihilation）ホスト材料を含む。
【００９２】
上記の構成によれば、第１の電界発光素子において、ホスト材料は二つの三重項励起子から一つの一重項励起子を生成する。さらに、ホスト材料から蛍光ドーパントへのエネルギー移動によって蛍光ドーパントの一重項励起子から遅延蛍光としての発光を得ることができる。
【００９３】
本発明の態様８に係る発光装置において、前記第１の電界発光素子の発光層は、発光ドーパントとしてのりん光ドーパントを含む。
【００９４】
上記の構成によれば、第１の電界発光素子は、りん光ドーパントにより光を発することができる。
【００９５】
本発明の態様９に係る発光装置において、前記熱活性化アシストドーパントを含む前記発光層の質量に対する前記蛍光ドーパントの質量比は、０．１ｗｔ％以上かつ２０ｗｔ％以下の範囲内であり、前記ホスト材料の質量に対する前記熱活性化アシストドーパントの質量比は、０．５ｗｔ％以上かつ７０ｗｔ％以下の範囲内である。
【００９６】
本発明の態様１０に係る表示装置は、上記態様１から９のいずれか１つに係る発光装置を備える。
【００９７】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１、１Ａ  発光装置
１３  発光層
１８ｂ、１８ｇ、１８ｒ、１８ｙ  発光ドーパント
１９ｇ、１９ｒ  熱活性化アシストドーパント
３０ｂ、３０ｇ、３０ｒ、３０ｙ  ホスト材料
１００、１００Ａ  表示装置
Ｐｒ  赤色画素（電界発光素子）
Ｐｇ  緑色画素（電界発光素子）
Ｐｂ  青色画素（電界発光素子）
Ｐｙ  黄色画素（電界発光素子）
【図１】
2019186717.tif 000003
【図２】
2019186717.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019186717.tif 000009
【国際調査報告】
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2019186717.tif 000011
2019186717.tif 000012
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