[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明涉及一种物品、方法或制造方法。此外，本发明涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或组合物(composition of matter)。尤其是，本发明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，本发明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。

背景技术

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

发明内容

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。