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公開番号2024112326
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-21
出願番号2021074462
出願日2021-04-26
発明の名称有機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンス表示装置及び電子機器
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H05B 33/12 20060101AFI20240814BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】正孔輸送帯域を構成する有機層の数を減らしても、高効率で発光させることができる有機EL素子の提供。
【解決手段】発光領域5は第一のホスト材料及び第一の発光性化合物を含む第一の発光層51と、第二のホスト材料及び第二の発光性化合物を含む第二の発光層52とを含み、正孔輸送帯域6は1又は複数の有機層を含み、正孔輸送帯域6中の少なくとも1つの有機層は発光領域5と直接接する第一の有機層51であり、第一の有機層51は正孔輸送帯域材料を含み、正孔輸送帯域6は陽極3及び発光領域5と直接接し、第一のホスト材料の三重項エネルギーT₁(H1)と第二のホスト材料のT₁(H2)とが(数1)を満たし、正孔輸送帯域材料のイオン化ポテンシャルIp(HT)と第一の発光性化合物のIp(D1)とが(数1X)を満たす有機EL素子1。
T₁(H1)>T₁(H2)…(数1)
Ip(D1)-Ip(HT)<-0.05eV…(数1X)
【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、
前記陽極及び前記陰極の間に配置された発光領域と、
前記陽極及び前記発光領域の間に配置された正孔輸送帯域と、を有し、
前記発光領域は、第一の発光層及び第二の発光層を含み、
前記第一の発光層及び前記第二の発光層の一方が、前記発光領域において前記陽極側に配置され、
前記正孔輸送帯域は、前記陽極及び前記発光領域と、直接、接し、
前記正孔輸送帯域は、１又は複数の有機層を含み、
前記正孔輸送帯域中の少なくとも１つの有機層は、前記発光領域と直接接する第一の有機層であり、
前記第一の有機層は、正孔輸送帯域材料を含み、
前記第一の発光層は、第一のホスト材料と、最大ピーク波長が５００ｎｍ以下の発光を示す第一の発光性化合物と、を含み、
前記第二の発光層は、第二のホスト材料と、最大ピーク波長が５００ｎｍ以下の発光を示す第二の発光性化合物と、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）と前記第二のホスト材料の三重項エネルギーＴ
１
（Ｈ２）とが、下記数式（数１）の関係を満たし、
前記第一の有機層が含有する前記正孔輸送帯域材料のイオン化ポテンシャルＩｐ（ＨＴ）と、前記第一の発光層が含有する前記第一の発光性化合物のイオン化ポテンシャルＩｐ（Ｄ１）とが、下記数式（数１Ｘ）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） …（数１）
Ｉｐ（Ｄ１）－Ｉｐ（ＨＴ）＜－０．０５ｅＶ …（数１Ｘ）
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第一の有機層が含有する前記正孔輸送帯域材料のイオン化ポテンシャルＩｐ（ＨＴ）と、前記第一の発光層が含有する前記第一の発光性化合物のイオン化ポテンシャルＩｐ（Ｄ１）とが、下記数式（数１Ｙ）の関係を満たす、
有機エレクトロルミネッセンス素子。
Ｉｐ（Ｄ１）－Ｉｐ（ＨＴ）＜－０．０７ｅＶ …（数１Ｙ）
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記正孔輸送帯域中の前記有機層は、共通の正孔輸送帯域材料として、いずれも、前記正孔輸送帯域材料を含む、
有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記共通の正孔輸送帯域材料のイオン化ポテンシャルＩｐ（ＨＴＸ）と、前記第一の発光層が含有する前記第一の発光性化合物のイオン化ポテンシャルＩｐ（Ｄ１）とが、下記数式（数２Ｘ）の関係を満たす、
有機エレクトロルミネッセンス素子。
Ｉｐ（Ｄ１）－Ｉｐ（ＨＴＸ）＜－０．０５ｅＶ …（数２Ｘ）
【請求項５】
請求項１から請求項４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において、
前記正孔輸送帯域は、前記第一の有機層と、前記第一の有機層と前記陽極との間に配置された第二の有機層とを含み、
前記第二の有機層は、さらに前記正孔輸送帯域材料とは異なる第二の正孔輸送帯域材料を含有する、
有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
請求項５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第二の有機層は、前記陽極と直接接する、
有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
請求項５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記正孔輸送帯域は、前記第一の有機層と、前記第二の有機層と、前記第二の有機層と前記陽極との間に配置された第三の有機層とを含み、
前記第三の有機層は、さらに前記正孔輸送帯域材料とは異なる第三の正孔輸送帯域材料を含有する、
有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
請求項１から請求項７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において、
前記第一の有機層は、前記正孔輸送帯域材料と、前記正孔輸送帯域材料とは異なる第一の正孔輸送帯域材料と、を含有する、
有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
請求項１から請求項４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において、
前記正孔輸送帯域が、前記正孔輸送帯域材料とは異なる材料を含有しない、
有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
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において、
前記第一の発光層が含有する前記第一の発光性化合物の三重項エネルギーＴ
１
（Ｄ１）が２．１ｅＶ以上である、
有機エレクトロルミネッセンス素子。
（【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、有機エレクトロルミネッセンス表示装置及び電子機器に関する。
続きを表示（約 3,400 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及び２においては、複数の発光層を積層させることについて検討がなされている。また、特許文献３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２００７－２９４２６１号公報
米国特許出願公開２０１９／２８０２０９号明細書
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】
特許文献１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極と陰極の間に複数層の発光層を備えて形成される有機エレクトロルミネッセンス素子において、複数の材料の混合物で形成され、且つ主成分が異なる隣り合う発光層を備え、この隣り合う発光層は、陽極側に位置する発光層の電子移動度をホール移動度で除した値が、陰極側に位置する発光層の電子移動度をホール移動度で除した値より大きい組み合わせからなり、上記の隣り合う発光層において、陽極側に位置する発光層の電子移動度が、陰極側に位置する発光層の電子移動度より大きいことを特徴とする。
しかしながら、特許文献１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子のように陽極と発光層との間に配置される正孔輸送帯域を構成する有機層の数を減らすと（省層化すると）、発光層へのホール供給量が低下し、発光効率が低下するおそれがある。しかしながら、特許文献１においては、ホール供給量の低下について認識されていない。
【０００５】
本発明の目的は、正孔輸送帯域を構成する有機層の数を減らしても、高効率で発光させることができる有機エレクトロルミネッセンス素子、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、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、及び当該有機エレクトロルミネッセンス表示装置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】
【０００６】
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、前記陽極及び前記陰極の間に配置された発光領域と、前記陽極及び前記発光領域の間に配置された正孔輸送帯域と、を有し、前記発光領域は、第一の発光層及び第二の発光層を含み、前記第一の発光層及び前記第二の発光層の一方が、前記発光領域において前記陽極側に配置され、前記正孔輸送帯域は、前記陽極及び前記発光領域と、直接、接し、前記正孔輸送帯域は、１又は複数の有機層を含み、前記正孔輸送帯域中の少なくとも１つの有機層は、前記発光領域と直接接する第一の有機層であり、前記第一の有機層は、正孔輸送帯域材料を含み、前記第一の発光層は、第一のホスト材料と、最大ピーク波長が５００ｎｍ以下の発光を示す第一の発光性化合物と、を含み、前記第二の発光層は、第二のホスト材料と、最大ピーク波長が５００ｎｍ以下の発光を示す第二の発光性化合物と、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）と前記第二のホスト材料の三重項エネルギーＴ
１
（Ｈ２）とが、下記数式（数１）の関係を満たし、前記発光領域において、前記正孔輸送帯域材料のイオン化ポテンシャルＩｐ（ＨＴ）と、前記第一の発光層が含有する前記第一の発光性化合物のイオン化ポテンシャルＩｐ（Ｄ１）とが、下記数式（数１Ｘ）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） …（数１）
Ｉｐ（Ｄ１）－Ｉｐ（ＨＴ）＜－０．０５ｅＶ …（数１Ｘ）
【０００７】
本発明の一態様によれば、前述の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。
【０００８】
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表示装置であって、互いに対向して配置された陽極及び陰極を有し、青色画素としての青色有機ＥＬ素子、緑色画素としての緑色有機ＥＬ素子及び赤色画素としての赤色有機ＥＬ素子を有し、前記青色有機ＥＬ素子は、前記陽極と前記陰極との間に配置された第一の発光層及び第二の発光層を有する青色発光領域を有し、前記第一の発光層及び前記第二の発光層の一方が、前記青色発光領域において前記陽極側に配置され、前記緑色有機ＥＬ素子は、前記陽極と前記陰極との間に配置された緑色発光層を有し、前記赤色有機ＥＬ素子は、前記陽極と前記陰極との間に配置された赤色発光層を有し、前記青色有機ＥＬ素子、前記緑色有機ＥＬ素子及び前記赤色有機ＥＬ素子は、前記青色有機ＥＬ素子の前記青色発光領域、前記緑色有機ＥＬ素子の前記緑色発光層及び前記赤色有機ＥＬ素子の前記赤色発光層のそれぞれと、前記陽極との間において、当該青色有機ＥＬ素子、当該緑色有機ＥＬ素子及び当該赤色有機ＥＬ素子に亘って共通して設けられた正孔輸送帯域を有し、前記正孔輸送帯域は、前記青色有機ＥＬ素子の前記青色発光領域中の前記第一の発光層又は前記第二の発光層と、直接、接し、前記正孔輸送帯域は、１又は複数の有機層を含み、前記正孔輸送帯域における前記有機層の内、少なくとも１以上の有機層が、正孔輸送帯域材料を含み、前記第一の発光層は、第一のホスト材料と、最大ピーク波長が５００ｎｍ以下の発光を示す第一の発光性化合物と、を含み、前記第二の発光層は、第二のホスト材料と、最大ピーク波長が５００ｎｍ以下の発光を示す第二の発光性化合物と、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）と前記第二のホスト材料の三重項エネルギーＴ
１
（Ｈ２）とが、下記数式（数１）の関係を満たし、前記青色有機ＥＬ素子の前記青色発光領域において、前記正孔輸送帯域材料とのイオン化ポテンシャルＩｐ（ＨＴ）と、前記第一の発光層が含有する前記第一の発光性化合物のイオン化ポテンシャルＩｐ（Ｄ１）とが、下記数式（数１Ｘ）の関係を満たす、有機エレクトロルミネッセンス表示装置が提供される。
Ｔ
１
（Ｈ１）＞Ｔ
１
（Ｈ２） …（数１）
Ｉｐ（Ｄ１）－Ｉｐ（ＨＴ）＜－０．０５ｅＶ …（数１Ｘ）
【０００９】
本発明の一態様によれば、前述の本発明の一態様に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置を搭載した電子機器が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様によれば、正孔輸送帯域を構成する有機層の数を減らしても、高効率で発光させることができる有機エレクトロルミネッセンス素子、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、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、及び当該有機エレクトロルミネッセンス表示装置を搭載した電子機器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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