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公開番号2025016806
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-05
出願番号2021169708
出願日2021-10-15
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 50/15 20230101AFI20250129BHJP()
要約【課題】量産性の低下が抑制され、素子性能が向上した有機EL素子を提供すること。
【解決手段】陽極3、陰極4、発光領域5及び正孔輸送帯域6を有し、正孔輸送帯域6は、第1正孔輸送層61、第2正孔輸送層62及び第3正孔輸送層63を含み、第2正孔輸送層62に含まれる構成材料の屈折率NM₂は、第1正孔輸送層61に含まれる構成材料の屈折率NM₁及び第3正孔輸送層63に含まれる構成材料の屈折率NM₃のそれぞれより大きく、第1正孔輸送層61及び第3正孔輸送層63は、少なくとも1種の同じ材料を含有し、正孔輸送帯域6は、さらに、正孔注入層60及び第4正孔輸送層64の少なくともいずれかの層を含み、正孔注入層60は、アクセプター材料を含有し、第4正孔輸送層64は、イオン化ポテンシャルが5.6eV以上の化合物を1つ以上含有し、第4正孔輸送層64の膜厚は、15nm以下である、有機EL素子1。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
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、少なくとも１つの発光層を含み、
前記正孔輸送帯域は、第１正孔輸送層と、第２正孔輸送層と、第３正孔輸送層と、を含み、
前記陽極側から、前記第１正孔輸送層と、前記第２正孔輸送層と、前記第３正孔輸送層とが、この順に配置され、
前記第２正孔輸送層に含まれる構成材料の屈折率ＮＭ
２
は、前記第１正孔輸送層に含まれる構成材料の屈折率ＮＭ
１
及び前記第３正孔輸送層に含まれる構成材料の屈折率ＮＭ
３
のそれぞれより大きく、
前記第１正孔輸送層及び前記第３正孔輸送層は、少なくとも１種の同じ材料を含有し、
前記正孔輸送帯域は、さらに、正孔注入層及び第４正孔輸送層の少なくともいずれかの層を含み、
前記正孔注入層は、前記陽極及び前記第１正孔輸送層の間に配置され、
前記正孔注入層は、アクセプター材料を含有し、
前記第４正孔輸送層は、前記第３正孔輸送層及び前記発光領域の間に配置され、
前記第４正孔輸送層は、イオン化ポテンシャルが５．６ｅＶ以上の化合物を１つ以上含有し、
前記第４正孔輸送層の膜厚は、１５ｎｍ以下である、
有機エレクトロルミネッセンス素子。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記正孔注入層に含まれる構成材料の屈折率ＮＭ
Ａ
及び前記第４正孔輸送層に含まれる構成材料の屈折率ＮＭ
４
の少なくともいずれかが、前記第２正孔輸送層に含まれる構成材料の前記屈折率ＮＭ
２
と同じであるか又は前記屈折率ＮＭ
２
よりも大きい、
請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記正孔輸送帯域の合計膜厚が、１１０ｎｍ以上、１５０ｎｍ以下である、
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。
【請求項４】
前記第１正孔輸送層の膜厚、前記第２正孔輸送層の膜厚及び前記第３正孔輸送層の膜厚は、それぞれ独立に、２０ｎｍ以上である、
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】
前記第１正孔輸送層は、第１正孔輸送帯域材料を含有し、
前記第２正孔輸送層は、第２正孔輸送帯域材料を含有し、
前記第３正孔輸送層は、第３正孔輸送帯域材料を含有し、
前記第１正孔輸送帯域材料と前記第３正孔輸送帯域材料とは、互いに同一であるか又は異なり、
前記第１正孔輸送帯域材料と前記第２正孔輸送帯域材料とは、互いに異なり、
前記第３正孔輸送帯域材料と前記第２正孔輸送帯域材料とは、互いに異なる、
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。
【請求項６】
前記第１正孔輸送帯域材料の最高被占軌道のエネルギー準位ＨＯＭＯ（ｃＨＴ１）及び前記第３正孔輸送帯域材料の最高被占軌道のエネルギー準位ＨＯＭＯ（ｃＨＴ３）の少なくともいずれかが、－５．６ｅＶ以下である、
請求項５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１正孔輸送帯域材料の正孔移動度μｈ（ｃＨＴ１）、前記第２正孔輸送帯域材料の正孔移動度μｈ（ｃＨＴ２）及び前記第３正孔輸送帯域材料の正孔移動度μｈ（ｃＨＴ３）の少なくともいずれかが、１．０×１０
－５
ｃｍ
２
／Ｖｓよりも大きい、
請求項５又は請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
前記第２正孔輸送帯域材料の最高被占軌道のエネルギー準位ＨＯＭＯ（ｃＨＴ２）と、前記第３正孔輸送帯域材料の最高被占軌道のエネルギー準位ＨＯＭＯ（ｃＨＴ３）との差の絶対値が、下記数式（数Ｂ１）の関係を満たす、
請求項５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。
｜ＨＯＭＯ（ｃＨＴ２）－ＨＯＭＯ（ｃＨＴ３）｜≦０．３ …（数Ｂ１）
【請求項９】
前記正孔輸送帯域は、前記第１正孔輸送層と前記第２正孔輸送層との間に第１混合層を含み、
前記第１混合層は、前記第１正孔輸送帯域材料及び前記第２正孔輸送帯域材料を含有する、
請求項５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。
【請求項１０】
前記正孔輸送帯域は、前記第２正孔輸送層と前記第３正孔輸送層との間に第２混合層を含み、
前記第２混合層は、前記第２正孔輸送帯域材料及び前記第３正孔輸送帯域材料を含有する、
請求項５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。
（【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 1,900 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。例えば、特許文献１及び特許文献２においては、有機ＥＬ素子の性能向上を図るための検討がなされている。特許文献１及び特許文献２には、正孔輸送帯域が複数層からなる有機ＥＬ素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許出願公開２０２１／０１５９４１８号明細書
米国特許出願公開２０２１／０２３４０９８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
正孔輸送帯域を構成する有機層の数を増やすことにより素子性能が向上する可能性があるが、有機層を形成するための材料及び工程が増えるので、有機エレクトロルミネッセンス素子の量産性が低下すると考えられる。
【０００５】
本発明の目的は、量産性の低下が抑制され、素子性能が向上した有機エレクトロルミネッセンス素子を提供すること、並びに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】
【０００６】
本発明の一態様によれば、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、少なくとも１つの発光層を含み、前記正孔輸送帯域は、第１正孔輸送層と、第２正孔輸送層と、第３正孔輸送層と、を含み、前記陽極側から、前記第１正孔輸送層と、前記第２正孔輸送層と、前記第３正孔輸送層とが、この順に配置され、前記第２正孔輸送層に含まれる構成材料の屈折率ＮＭ
２
は、前記第１正孔輸送層に含まれる構成材料の屈折率ＮＭ
１
及び前記第３正孔輸送層に含まれる構成材料の屈折率ＮＭ
３
のそれぞれより大きく、前記第１正孔輸送層及び前記第３正孔輸送層は、少なくとも１種の同じ材料を含有し、前記正孔輸送帯域は、さらに、正孔注入層及び第４正孔輸送層の少なくともいずれかの層を含み、前記正孔注入層は、前記陽極及び前記第１正孔輸送層の間に配置され、前記正孔注入層は、アクセプター材料を含有し、前記第４正孔輸送層は、前記第３正孔輸送層及び前記発光領域の間に配置され、前記第４正孔輸送層は、イオン化ポテンシャルが５．６ｅＶ以上の化合物を１つ以上含有し、前記第４正孔輸送層の膜厚は、１５ｎｍ以下である、有機エレクトロルミネッセンス素子が提供される。
【０００７】
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】
【０００８】
本発明の一態様によれば、量産性の低下が抑制され、素子性能が向上した有機エレクトロルミネッセンス素子を提供すること、並びに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】
【０００９】
第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。
第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別の一例の概略構成を示す図である。
第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別の一例の概略構成を示す図である。
第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別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】
【００１０】
［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。
（【００１１】以降は省略されています）

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