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公開番号2025019989
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-07
出願番号2024057059
出願日2024-03-29
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 20230101AFI20250131BHJP()
要約【課題】発光効率の向上が可能な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供すること。
【解決手段】
陽極3と発光層5との間に含まれる第一の層71と、第一の層71と発光層5との間に含まれる第二の層72と、陽極3と第一の層71との間に含まれる第三の層73とを有し、発光層5は遅延蛍光性の化合物を第二の化合物として含有し、発光層5中の第二の化合物の含有率が30質量%以上50質量%以下であり、第一の層71は第四の化合物を含み、第二の層72は第五の化合物を含み、第三の層73は第六の化合物を含み、これらの化合物は、数式(数41)及び数式(数42)を満たす有機エレクトロルミネッセンス素子。
(数41):|HOMO(M5)|≧5.70eV
(数42):NM₆>NM₄
(HOMO(M5)は第五の化合物の最高被占軌道のエネルギー準位であり、NM₄は、第四の化合物の屈折率であり、NM₆は第六の化合物の屈折率である。)
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
陽極と、陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に含まれる発光層と、
前記陽極と前記発光層との間に含まれる第一の層と、
前記第一の層と前記発光層との間に含まれる第二の層と、
前記陽極と前記第一の層との間に含まれる第三の層と、を有し、
前記発光層は、遅延蛍光性の化合物を第二の化合物として含有し、
前記発光層中における前記第二の化合物の含有率が３０質量％以上、５０質量％以下であり、
前記第一の層は、第四の化合物を含み、
前記第二の層は、第五の化合物を含み、
前記第三の層は、第六の化合物を含み、
前記第四の化合物、前記第五の化合物、及び前記第六の化合物は、互いに異なり、
前記第四の化合物、前記第五の化合物、及び前記第六の化合物は、下記数式（数４１）及び数式（数４２）を満たす、
有機エレクトロルミネッセンス素子。
（数４１）：｜ＨＯＭＯ（Ｍ５）｜≧５．７０ｅＶ
（数４２）：ＮＭ
６
＞ＮＭ
４
（ＨＯＭＯ（Ｍ５）は、前記第五の化合物の最高被占軌道のエネルギー準位であり、ＮＭ
４
は、前記第四の化合物の屈折率であり、ＮＭ
６
は前記第六の化合物の屈折率である。）
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記第四の化合物及び前記第五の化合物は、下記数式（数４３）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。
（数４３）：０＜｜ＨＯＭＯ（Ｍ４）－ＨＯＭＯ（Ｍ５）｜≦０．４０ｅＶ
（ＨＯＭＯ（Ｍ４）は、前記第四の化合物の最高被占軌道のエネルギー準位であり、ＨＯＭＯ（Ｍ５）は、前記第五の化合物の最高被占軌道のエネルギー準位である。）
【請求項３】
前記発光層中における前記第二の化合物の含有率が３０質量％以上、４５質量％以下である、
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。
【請求項４】
前記発光層中における前記第二の化合物の含有率が３０質量％以上、４０質量％以下である、
請求項１から請求項３まで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】
前記第二の化合物は、下記数式（数４４）を満たす、
請求項１から請求項４まで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。
（数４４）：｜ＨＯＭＯ（Ｍ２）｜≧６．０ｅＶ
（ＨＯＭＯ（Ｍ２）は、前記第二の化合物の最高被占軌道のエネルギー準位である。）
【請求項６】
前記発光層は、さらに第三の化合物を含有し、
前記第二の化合物及び前記第三の化合物は、互いに異なり、
前記第三の化合物は、下記数式（数４５）を満たす、
請求項１から請求項５まで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。
（数４５）：｜ＨＯＭＯ（Ｍ３）｜≧５．８ｅＶ
（ＨＯＭＯ（Ｍ３）は、前記第三の化合物の最高被占軌道のエネルギー準位である。）
【請求項７】
前記第二の化合物及び前記第三の化合物は、下記数式（数３）を満たす、
請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
（数３）：Ｓ
１
（Ｍ３）＞Ｓ
１
（Ｍ２）
（Ｓ
１
（Ｍ２）は、前記第二の化合物の最低励起一重項エネルギーであり、Ｓ
１
（Ｍ３）は、前記第三の化合物の最低励起一重項エネルギーである。）
【請求項８】
前記第四の化合物及び前記第五の化合物は、下記数式（数４６）を満たす、
請求項１から請求項７まで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。
（数４６）：｜ＨＯＭＯ（Ｍ５）｜＞｜ＨＯＭＯ（Ｍ４）｜
（ＨＯＭＯ（Ｍ４）は、前記第四の化合物の最高被占軌道のエネルギー準位であり、ＨＯＭＯ（Ｍ５）は、前記第五の化合物の最高被占軌道のエネルギー準位である。）
【請求項９】
前記第二の化合物、前記第四の化合物及び前記第五の化合物は、下記数式（数４７）を満たす、
請求項８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
（数４７）：｜ＨＯＭＯ（Ｍ２）｜＞｜ＨＯＭＯ（Ｍ５）｜＞｜ＨＯＭＯ（Ｍ４）｜（ＨＯＭＯ（Ｍ２）は、前記第二の化合物の最高被占軌道のエネルギー準位であり、ＨＯＭＯ（Ｍ４）は、前記第四の化合物の最高被占軌道のエネルギー準位であり、ＨＯＭＯ（Ｍ５）は、前記第五の化合物の最高被占軌道のエネルギー準位である。）
【請求項１０】
前記発光層は、さらに第一の化合物を含み、
前記第一の化合物及び前記第二の化合物は、互いに異なり、
前記第一の化合物は、下記数式（数２１）を満たす、
請求項１から請求項９まで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。
（数２１）：｜ＨＯＭＯ（Ｍ１）｜≧５．２５ｅＶ
（ＨＯＭＯ（Ｍ１）は、前記第一の化合物の最高被占軌道のエネルギー準位である。）
（【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。）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。
一重項励起子からの発光を用いる蛍光型の有機ＥＬ素子は、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つつあるが、内部量子効率２５％が限界といわれている。そのため、有機ＥＬ素子の性能を向上するための検討が行われている。
【０００３】
例えば、一重項励起子に加えて三重項励起子を利用して、有機ＥＬ素子をさらに効率的に発光させることが期待されている。このような背景から、熱活性化遅延蛍光（以下、単に「遅延蛍光」という場合がある。）を利用した高効率の蛍光型の有機ＥＬ素子が提案され、研究がなされている。
ＴＡＤＦ（ＴｈｅｒｍａｌｌｙＡｃｔｉｖａｔｅｄＤｅｌａｙｅｄＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ、熱活性化遅延蛍光）機構（メカニズム）は、一重項準位と三重項準位とのエネルギー差（ΔＳＴ）の小さな材料を用いた場合に、三重項励起子から一重項励起子への逆項間交差が熱的に生じる現象を利用するメカニズムである。熱活性化遅延蛍光については、例えば、『安達千波矢編、「有機半導体のデバイス物性」、講談社、２０１２年４月１日発行、２６１－２６８ページ』に記載されている。
熱活性化遅延蛍光性（ＴＡＤＦ性）を示す化合物としては、例えば、分子内に、ドナー部位とアクセプター部位とが結合した化合物が知られている。
【０００４】
例えば、特許文献１～２には、遅延蛍光性化合物を含有する発光層を備えた有機ＥＬ素子が記載されている。また、特許文献１～２には、特定の化合物を含有する電子障壁層を備えた有機ＥＬ素子が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０２２／２６０１１７号
国際公開第２０２０／２４１５８０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ディスプレイ等の電子機器の性能を向上させるために、有機ＥＬ素子の性能の更なる向上が要望されている。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。
【０００７】
本発明の目的は、発光効率の向上が可能な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】
【０００８】
本発明の一態様によれば、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に含まれる発光層と、前記陽極と前記発光層との間に含まれる第一の層と、前記第一の層と前記発光層との間に含まれる第二の層と、前記陽極と前記第一の層との間に含まれる第三の層と、を有し、前記発光層は、遅延蛍光性の化合物を第二の化合物として含有し、前記発光層中における前記第二の化合物の含有率が３０質量％以上、５０質量％以下であり、前記第一の層は、第四の化合物を含み、前記第二の層は、第五の化合物を含み、前記第三の層は、第六の化合物を含み、前記第四の化合物、前記第五の化合物、及び前記第六の化合物は、互いに異なり、前記第四の化合物、前記第五の化合物、及び前記第六の化合物は、下記数式（数４１）及び数式（数４２）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。
（数４１）：｜ＨＯＭＯ（Ｍ５）｜≧５．７０ｅＶ
（数４２）：ＮＭ
６
＞ＮＭ
４
（ＨＯＭＯ（Ｍ５）は、前記第五の化合物の最高被占軌道のエネルギー準位であり、ＮＭ
４
は、前記第四の化合物の屈折率であり、ＮＭ
６
は前記第六の化合物の屈折率である。）
【０００９】
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】
【００１０】
本発明の一態様によれば、発光効率の向上が可能な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】
（【００１１】以降は省略されています）

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