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公開番号2024057117
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-24
出願番号2021040810
出願日2021-03-12
発明の名称有機エレクトロルミネッセンス素子及び電子機器
出願人出光興産株式会社
代理人弁理士法人樹之下知的財産事務所
主分類H10K 50/10 20230101AFI20240417BHJP()
要約【課題】発光効率が高く、長寿命の有機EL素子を提供する。
【解決手段】第一の陽極側有機層61、第一の発光層51、第二の発光層52及び第一の陰極側有機層71がこの順で配置され、第一の発光層51は一般式(1)で表される第一のホスト材料及び第一の発光性化合物を含み、第二の発光層52は第二のホスト材料及び第二の発光性化合物を含み、第一のホスト材料、第二のホスト材料及び第二の発光性化合物のそれぞれの三重項エネルギーT₁(H1)、T₁(H2)及びT₁(D2)が数式(数1)の関係を満たす有機EL素子1。
T₁(H1)<T₁(H2)<T₁(D2)…(数1)
A-L-B…(1)
(一般式(1)中、Aはトリプレット構造部位であり、Bは正孔注入構造部位であり、Lは、単結合又は連結基であり、Bの最高被占軌道のエネルギー準位のHOMO(B)の計算値は-5.70eV以上である。)
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
陽極と、陰極と、第一の陽極側有機層と、第一の発光層と、第二の発光層と、第一の陰極側有機層と、を有し、
前記陽極及び前記陰極の間において、前記第一の陽極側有機層、前記第一の発光層、前記第二の発光層及び前記第一の陰極側有機層が、この順で配置され、
前記第一の陽極側有機層は、第一の陽極側有機材料を含み、
前記第一の発光層は、下記一般式（１Ｈ）で表される第一のホスト材料を含み、
前記第二の発光層は、第二のホスト材料を含み、
前記第一の陰極側有機層は、第一の陰極側有機材料を含み、
前記第一のホスト材料と前記第二のホスト材料とは互いに異なり、
前記第一の発光層は、第一の発光性化合物を少なくとも含み、
前記第二の発光層は、第二の発光性化合物を少なくとも含み、
前記第一の発光性化合物と前記第二の発光性化合物とが、互いに同一であるか、又は異なり、
前記第一のホスト材料の三重項エネルギーＴ
１
（Ｈ１）、前記第二のホスト材料の三重項エネルギーＴ
１
（Ｈ２）及び前記第二の発光性化合物の三重項エネルギーＴ
１
（Ｄ２）が、下記数式（数１）の関係を満たす、
有機エレクトロルミネッセンス素子。
Ｔ
１
（Ｈ１）＜Ｔ
１
（Ｈ２）＜Ｔ
１
（Ｄ２） …（数１）
Ａ－Ｌ－Ｂ …（１Ｈ）
（前記一般式（１Ｈ）において、
Ａは、トリプレット構造部位であり、
Ｂは、正孔注入構造部位であり、
Ｌは、単結合又は連結基であり、
前記正孔注入構造部位Ｂの最高被占軌道のエネルギー準位のＨＯＭＯ（Ｂ）の計算値は、－５．７０ｅＶ以上である。）
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記第一のホスト材料の前記トリプレット構造部位Ａの三重項エネルギーの計算値Ｔ
１Ｃ
（Ａ）及び前記第一のホスト材料の前記正孔注入構造部位の三重項エネルギーの計算値Ｔ
１Ｃ
（Ｂ）は、下記数式（数２Ｂ）の関係を満たす、
請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Ｔ
１Ｃ
（Ａ）＜Ｔ
１Ｃ
（Ｂ）…（数２Ｂ）
【請求項３】
前記第一のホスト材料の前記トリプレット構造部位Ａの三重項エネルギーの計算値Ｔ
１Ｃ
（Ａ）及び前記第二のホスト材料の三重項エネルギーの計算値Ｔ
１Ｃ
（Ｈ２）は、下記数式（数２）の関係を満たす、
請求項１又は請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Ｔ
１Ｃ
（Ａ）＜Ｔ
１Ｃ
（Ｈ２）…（数２）
【請求項４】
前記第一のホスト材料の前記トリプレット構造部位Ａは、置換もしくは無置換のアントラセンである、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記トリプレット構造部位Ａとしての置換もしくは無置換のアントラセンの９位炭素原子又は１０位炭素原子が、Ｌに結合する、
請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記第一のホスト材料のＬは、置換もしくは無置換のフェニレン基又は置換もしくは無置換のビフェニレン基である、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記第一のホスト材料の前記トリプレット構造部位Ａは、置換もしくは無置換の９，１０－ジフェニルアントラセンであり、Ｌは、単結合である、
請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
前記トリプレット構造部位Ａとしての置換もしくは無置換の９，１０－ジフェニルアントラセンの９位炭素原子及び１０位炭素原子に、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のフェニル基が結合しており、いずれかの置換もしくは無置換のフェニル基に前記正孔注入構造部位Ｂが結合している、
請求項７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記第一の陰極側有機材料の三重項エネルギーＴ
１
（ＨＢＬ）、前記第一のホスト材料の三重項エネルギーＴ
１
（Ｈ１）、前記第二のホスト材料の三重項エネルギーＴ
１
（Ｈ２）及び前記第二の発光性化合物の三重項エネルギーＴ
１
（Ｄ２）が、下記数式（数１Ａ）の関係を満たす、
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Ｔ
１
（Ｈ１）＜Ｔ
１
（Ｈ２）＜Ｔ
１
（Ｄ２）＜Ｔ
１
（ＨＢＬ） …（数１Ａ）
【請求項１０】
前記第一の陽極側有機材料の三重項エネルギーＴ
１
（ＥＢＬ）及び前記第一のホスト材料の三重項エネルギーＴ
１
（Ｈ１）が、下記数式（数１Ｂ）の関係を満たす、
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Ｔ
１
（ＥＢＬ）＞Ｔ
１
（Ｈ１） …（数１Ｂ）
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子及び電子機器に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」という場合がある。）は、携帯電話及びテレビ等のフルカラーディスプレイへ応用されている。有機ＥＬ素子に電圧を印加すると、陽極から正孔が発光層に注入され、また陰極から電子が発光層に注入される。そして、発光層において、注入された正孔と電子とが再結合し、励起子が形成される。このとき、電子スピンの統計則により、一重項励起子が２５％の割合で生成し、及び三重項励起子が７５％の割合で生成する。
有機ＥＬ素子の性能向上を図るため、例えば、特許文献１においては、複数の発光層を積層させる技術について検討がなされている。また、特許文献２には、有機ＥＬ素子の性能向上を図るため、２つの三重項励起子の衝突融合により一重項励起子が生成する現象（以下、Ｔｒｉｐｌｅｔ－ＴｒｉｐｌｅｔＦｕｓｉｏｎ＝ＴＴＦ現象と称する場合がある。）が記載されている。
有機ＥＬ素子の性能としては、例えば、輝度、発光波長、色度、発光効率、駆動電圧、及び寿命が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－１５７５５２号公報
国際公開第２０１０／１３４３５０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、発光効率が高く、長寿命の有機エレクトロルミネッセンス素子を提供すること、及び当該有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載した電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
陽極と、陰極と、第一の陽極側有機層と、第一の発光層と、第二の発光層と、第一の陰極側有機層と、を有し、
前記陽極及び前記陰極の間において、前記第一の陽極側有機層、前記第一の発光層、前記第二の発光層及び前記第一の陰極側有機層が、この順で配置され、
前記第一の陽極側有機層は、第一の陽極側有機材料を含み、
前記第一の発光層は、下記一般式（１Ｈ）で表される第一のホスト材料を含み、
前記第二の発光層は、第二のホスト材料を含み、
前記第一の陰極側有機層は、第一の陰極側有機材料を含み、
前記第一のホスト材料と前記第二のホスト材料とは互いに異なり、
前記第一の発光層は、第一の発光性化合物を少なくとも含み、
前記第二の発光層は、第二の発光性化合物を少なくとも含み、
前記第一の発光性化合物と前記第二の発光性化合物とが、互いに同一であるか、又は異なり、
前記第一のホスト材料の三重項エネルギーＴ
１
（Ｈ１）、前記第二のホスト材料の三重項エネルギーＴ
１
（Ｈ２）及び前記第二の発光性化合物の三重項エネルギーＴ
１
（Ｄ２）が、下記数式（数１）の関係を満たす、
有機エレクトロルミネッセンス素子が提供される。
Ｔ
１
（Ｈ１）＜Ｔ
１
（Ｈ２）＜Ｔ
１
（Ｄ２） …（数１）
Ａ－Ｌ－Ｂ …（１Ｈ）
（前記一般式（１Ｈ）において、
Ａは、トリプレット構造部位であり、
Ｂは、正孔注入構造部位であり、
Ｌは、単結合又は連結基であり、
前記正孔注入構造部位Ｂの最高被占軌道のエネルギー準位のＨＯＭＯ（Ｂ）の計算値は、－５．７０ｅＶ以上である。）
【０００６】
本発明の一態様によれば、本発明の一態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載した電子機器が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様によれば、発光効率が高く、長寿命の有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。本発明の一態様によれば、当該有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載した電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の一実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の一例の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［定義］
本明細書において、水素原子とは、中性子数が異なる同位体、即ち、軽水素（protium）、重水素（deuterium）、及び三重水素（tritium）を包含する。
【００１０】
本明細書において、化学構造式中、「Ｒ」等の記号や重水素原子を表す「Ｄ」が明示されていない結合可能位置には、水素原子、即ち、軽水素原子、重水素原子、又は三重水素原子が結合しているものとする。
（【００１１】以降は省略されています）

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