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公開番号2025067697
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-24
出願番号2023177867
出願日2023-10-13
発明の名称有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置、及び照明装置
出願人日本放送協会,日本曹達株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H10K 50/155 20230101AFI20250417BHJP()
要約【課題】ドナー性材料とアクセプター性材料との間で形成される励起錯体を利用しつつ、低い印加電圧で発光が得られ且つ駆動安定性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。
【解決手段】陽極3と、正孔輸送層5と、発光層6と、陰極8と、をこの順に具え、前記正孔輸送層5が、イオン化ポテンシャルが小さいドナー性材料である第一の有機化合物を含み、前記発光層6が、電子親和力が大きいアクセプター性材料である第二の有機化合物を含み、前記第一の有機化合物と前記第二の有機化合物との間で励起錯体が形成される、有機エレクトロルミネッセンス素子1であって、前記第一の有機化合物が、熱活性化遅延蛍光材料であることを特徴とする、有機エレクトロルミネッセンス素子1である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
陽極と、正孔輸送層と、発光層と、陰極と、をこの順に具え、
前記正孔輸送層が、イオン化ポテンシャルが小さいドナー性材料である第一の有機化合物を含み、
前記発光層が、電子親和力が大きいアクセプター性材料である第二の有機化合物を含み、
前記第一の有機化合物と前記第二の有機化合物との間で励起錯体が形成される、有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記第一の有機化合物が、熱活性化遅延蛍光材料であることを特徴とする、有機エレクトロルミネッセンス素子。
続きを表示（約 820 文字）【請求項２】
前記第一の有機化合物は、密度汎関数法を用いて算出したイオン化ポテンシャル（ＩＰ）の計算値が４．８ｅＶ以下であるか、紫外光電子分光法により求めたイオン化ポテンシャル（ＩＰ）の実測値が５．５ｅＶ以下である、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】
前記第二の有機化合物は、密度汎関数法を用いて算出した電子親和力（ＥＡ）の計算値が２．１ｅＶ以上であるか、低エネルギー逆光電子分光法により求めた電子親和力（ＥＡ）の実測値が２．８ｅＶ以上である、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４】
前記第一の有機化合物が、下記式（１－１）で表されるジメチルアクリジン骨格、下記式（１－２）で表されるフェノキサジン骨格、又は下記式（１－３）で表されるカルバゾール骨格を有する、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
TIFF
2025067697000016.tif
130
168
［式（１－１）、式（１－２）、式（１－３）中、Ｘは、他の原子と結合する結合手を表わす。］
【請求項５】
前記発光層が、更に燐光発光材料を含む、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６】
前記発光層が、更に蛍光発光材料を含む、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７】
前記発光層が、更に熱活性化遅延蛍光材料を含む、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８】
請求項１～７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を具えることを特徴とする、表示装置。
【請求項９】
請求項１～７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を具えることを特徴とする、照明装置。

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（以下、エレクトロルミネッセンス（電界発光）を「ＥＬ」と記す場合がある。）素子、表示装置、及び照明装置に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、有機エレクトロルミネッセンス素子を低い印加電圧で発光させる取り組みが精力的に行われている。例えば、テトラセン誘導体であるルブレンをドナーに用い、アクセプターとして電子親和力が大きいフラーレンを用いて、その界面で形成される励起錯体（エキサイプレックス）のエネルギーを、三重項－三重項消滅を経て、有機エレクトロルミネッセンス素子において、ルブレンの一重項励起状態の発光として取り出せることが報告されている（例えば、非特許文献１及び２参照）。
【０００３】
また、三重項－三重項消滅を利用できる化合物としては、アントラセン誘導体、テトラセン誘導体等の化合物が、優れた電子的特性を持ち且つ高い発光の量子収率を示すため、低い駆動電圧で発光する有機エレクトロルミネッセンス素子の発光材料として使われている（例えば、非特許文献１～５参照）。
【０００４】
この低電圧な有機エレクトロルミネッセンス素子においては、電荷の再結合領域・発光領域が、ドナー性材料とアクセプター性材料の界面に集中する。一般に、電荷の再結合領域・発光領域が界面に集中すると、有機エレクトロルミネッセンス素子の素子寿命が短くなることが報告されており、ドナー性材料とアクセプター性材料との界面で形成される励起錯体を利用すると、低電圧での発光が得られるものの、実用化に向けた長寿命化の見通しは得られていない（例えば、非特許文献６参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
ＳｅｂａｓｔｉａｎＥｎｇｍａｎｎ，外５名，「ＮａｔｕｒｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ」，第１０巻，２０１９年，ｐ２２７，ｄｏｉ．ｏｒｇ／１０．１０３８／ｓ４１４６７－０１８－０８０７５－ｚ
ＳｅｉｉｃｈｉｒｏＩｚａｗａ，外３名，ＤＯＩ：１０．２６４３４／ｃｈｅｍｒｘｉｖ．１４６８５４１７．ｖ１
ＸｉａｎｇｙａｎｇＴａｎｇ，ＱｉｎｇＢａｉ，ＴｏｎｇＳｈａｎ，ＪｉｎｙｕＬｉ，ＹｕＧａｏ，ＦｕｔｏｎｇＬｉｕ，ＨｕｉＬｉｕ，ＱｉｍｉｎｇＰｅｎｇ，ＢｉｎｇＹａｎｇ，ＦｅｎｇＬｉ，ａｎｄＰｉｎｇＬｕ，ＡｄｖａｎｃｅｄＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＭａｔｅｒｉａｌｓ，２８：１７０５８１３，ＤＯＩ：１０．１００２／ａｄｆｍ．２０１７０５８１３
ＦｕｔｏｎｇＬｉｕ，外８名，「ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＣｈｅｍｉｓｔｒｙＣ」，第７巻，２０１９年，ｐ１４８８１，ＤＯＩ：１０．１０３９／ｃ９ｔｃ０５０４０ｊ
ＹｏｕｎＪｕｅＢａｅ，外９名，「ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎｃｈｅｍｉｃａｌｓｏｃｉｅｔｙ」，２０１８年，第１４０巻，ｐ１５１４０，ＤＯＩ：１０．１０２１／ｊａｃｓ．８ｂ０７４９８
ＹｉｆａｎＺｈａｎｇ，外２名，「ＮａｔｕｒｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ」，第５巻，２０１４年，ｐ５００８，ｄｏｉ．ｏｒｇ／１０．１０３８／ｎｃｏｍｍｓ６００８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、上記非特許文献１及び２においては、テトラセン誘導体であるルブレンをドナー性材料として用いることで、低い印加電圧で発光が得られている。しかしながら、電荷の再結合領域・発光領域が界面に集中するため、素子寿命に改善の余地があり、素子の長寿命化に向けては、ドナー・アクセプターに用いる材料構成の抜本的な見直しが必要である。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ドナー性材料とアクセプター性材料との間で形成される励起錯体を利用しつつ、低い印加電圧で発光が得られ且つ駆動安定性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することを課題とする。
また、本発明は、かかる有機エレクトロルミネッセンス素子を具え、駆動電圧が低く且つ駆動安定性に優れた表示装置及び照明装置を提供することを更なる課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、ドナー性材料とアクセプター性材料との組み合わせについて種々検討したところ、ドナー性材料として、熱活性化遅延蛍光を示す材料を用いることにより、上記課題をみごとに解決できることに想到し、本発明に到達したものである。
即ち、上記課題を解決する本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置、及び照明装置の要旨構成は、以下の通りである。
【０００９】
［１］陽極と、正孔輸送層と、発光層と、陰極と、をこの順に具え、
前記正孔輸送層が、イオン化ポテンシャルが小さいドナー性材料である第一の有機化合物を含み、
前記発光層が、電子親和力が大きいアクセプター性材料である第二の有機化合物を含み、
前記第一の有機化合物と前記第二の有機化合物との間で励起錯体が形成される、有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記第一の有機化合物が、熱活性化遅延蛍光材料であることを特徴とする、有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１０】
［２］前記第一の有機化合物は、密度汎関数法を用いて算出したイオン化ポテンシャル（ＩＰ）の計算値が４．８ｅＶ以下であるか、紫外光電子分光法により求めたイオン化ポテンシャル（ＩＰ）の実測値が５．５ｅＶ以下である、［１］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
（【００１１】以降は省略されています）

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