有机发光元件及其制造方法与流程

本发明涉及一种使用了延迟荧光材料的有机发光元件。

背景技术：

1、在积极地进行提高有机电致发光元件(有机el元件)等有机发光元件的发光效率的研究。尤其，已经进行了各种通过新开发构成有机电致发光元件的电子传输材料、空穴传输材料、主体材料、发光材料等并进行组合来提高发光效率的研究。其中，还可以见到与利用了延迟荧光材料的有机发光元件相关的研究。

2、延迟荧光材料为如下化合物：在激发状态下产生从激发三重态向激发单重态的反向系间窜越之后，从该激发单重态返回至基底状态时发射荧光。由这种途径产生的荧光比来自从基态直接产生的激发单重态的荧光(通常的荧光)更迟被观测到，因此被称为延迟荧光。在此，例如在通过载体的注入而激发发光性化合物的情况下，激发单重态与激发三重态的产生概率统计为25％:75％，因此若仅通过来自直接产生的激发单重态的荧光，则发光效率的提高存在极限。另一方面，在延迟荧光材料中，除了激发单重态以外，激发三重态也能够通过经由上述反向系间窜越的路径而利用于荧光发光中，因此与通常的延迟荧光材料相比，可以获得更高的发光效率。

3、作为这种延迟荧光材料，提出有具有咔唑基等杂芳基或二苯基氨基和至少两个氰基的苯衍生物，并且确认到通过将该苯衍生物用于发光层中的有机el元件而获得了高的发光效率(参考专利文献1)。

4、并且，在非专利文献1中，报告有咔唑基二氰基苯衍生物(4cztpn)为热活性型延迟荧光材料的内容，并且报告有通过使用了该咔唑基二氰基苯衍生物的有机电致发光元件而实现了高的内部el量子效率的内容。

5、以往技术文献

6、专利文献

7、专利文献1：日本特开2014-43541号公报

8、非专利文献

9、非专利文献1：h.uoyama,et al.,nature 492,234(2012)

技术实现思路

1、发明要解决的技术课题

2、如上所述，在专利文献1及非专利文献1中，报告有在使用了延迟荧光材料的有机电致发光元件中，获得了高的发光效率。另一方面，为了提供实用性高的有机电致发光元件，延长寿命是必不可少的。但是，确保充分的寿命并不容易。

3、在这种情况下，本发明人等为了改善使用了延迟荧光材料的有机发光元件的寿命而进行了苦心探讨。

4、用于解决技术课题的手段

5、为了实现上述目的而进行了苦心探讨的结果，本发明人发现了通过在发光层和其相邻层中使用满足特定条件的主体材料、延迟荧光材料及三重态调整化合物，能够实现发光寿命长且稳定的有机发光元件。本发明根据这种见解而提出，具体而言，具有以下结构。

6、[1]一种有机发光元件，其具有：发光层，包含第1有机化合物和第2有机化合物；及阻挡层，与该发光层相邻且包含三重态调整化合物，其中，

7、前述第2有机化合物为延迟荧光材料，

8、前述第1有机化合物、第2有机化合物及前述三重态调整化合物满足下述条件(a)及(b)，

9、条件(a)  es1(1)＞es1(q)＞es1(2)

10、条件(b)  et1(1)＞et1(2)＞et1(q)

11、(在上式中，

12、es1(1)表示所述第1有机化合物的最低激发单重态能量。

13、es1(2)表示所述第2有机化合物的最低激发单重态能量。

14、es1(q)表示前述三重态调整化合物的最低激发单重态能量。

15、et1(1)表示前述第1有机化合物的77k的最低激发三重态能量。

16、et1(2)表示前述第2有机化合物的77k的最低激发三重态能量。

17、et1(q)表示前述三重态调整化合物的77k的最低激发三重态能量。)

18、[2]根据[1]所述的有机发光元件，其中，

19、前述发光层还包含第3有机化合物，并且满足下述条件(a1)及(b1)。

20、条件(a1)  es1(1)＞es1(q)＞es1(2)＞es1(3)

21、条件(b1)  et1(1)＞et1(2)＞et1(3)＞et1(q)

22、(在上式中，

23、es1(3)表示前述第3有机化合物的最低激发单重态能量。

24、et1(3)表示前述第3有机化合物的77k的最低激发三重态能量。)

25、[3]根据[1]或[2]所述的有机发光元件，其中，

26、前述阻挡层中的前述三重态调整化合物的浓度大于50％。

27、[4]根据[1]至[3]的任一项所述的有机发光元件，其中，

28、前述三重态调整化合物具有下述通式(15)所表示的结构。

29、[化学式1]

30、通式(15)

31、

32、(在通式(15)中，ra及rb分别独立地表示经取代或未经取代的芳基。rc及rd分别独立地表示氢原子、氘原子、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的芳氧基、经取代或未经取代的氨基、卤原子、氰基或者经取代或未经取代的甲硅烷基。)

33、[5]根据[1]至[4]的任一项所述的有机发光元件，其中，

34、在阳极与阴极之间具有前述发光层，前述阻挡层为形成于前述阳极与前述发光层之间的电子阻挡层。

35、[6]根据[1]至[5]的任一项所述的有机发光元件，其中，

36、在阳极与阴极之间具有前述发光层，前述阻挡层为形成于前述阴极与前述发光层之间的空穴阻挡层。

37、[7]根据[1]至[6]的任一项所述的有机发光元件，其中，

38、前述第2有机化合物的最低激发单重态与77k的最低激发三重态的能量之差δest为0.3ev以下。

39、[8]根据[2]至[7]的任一项所述的有机发光元件，其中，

40、前述发光层包含最低激发单重态与77k的最低激发三重态的能量之差δest为0.3ev以下的第3有机化合物。

41、[9]根据[1]至[8]的任一项所述的有机发光元件，其中，

42、前述发光层仅由化合物构成，该化合物由选自包括碳原子、氢原子、氘原子、氮原子、硼原子、氧原子及硫原子的组中的原子组成。

43、[10]根据[1]至[9]的任一项所述的有机发光元件，其中，

44、前述第1有机化合物、前述第2有机化合物及前述三重态调整化合物分别独立地为由选自包括碳原子、氢原子、氘原子及氮原子的组中的原子组成的化合物。

45、[11]根据[1]至[10]的任一项所述的有机发光元件，其中，

46、前述三重态调整化合物为仅由碳原子及氢原子构成的化合物。

47、[12]根据[1]至[11]的任一项所述的有机发光元件，其中，

48、前述第2有机化合物包含氰基苯结构。

49、[13]一种有机发光元件的制造方法，其包括：形成包含第1有机化合物和作为延迟荧光材料的第2有机化合物的发光层，并且以与该发光层相邻的方式形成包含三重态调整化合物的阻挡层的工序，或者形成包含三重态调整化合物的阻挡层，并且以与该阻挡层相邻的方式形成包含第1有机化合物和作为延迟荧光材料的第2有机化合物的发光层的工序，

50、前述第1有机化合物、第2有机化合物及前述三重态调整化合物满足下述条件(a)及(b)。

51、条件(a)  es1(1)＞es1(q)＞es1(2)

52、条件(b)  et1(1)＞et1(2)＞et1(q)

53、(在上式中，

54、es1(1)表示所述第1有机化合物的最低激发单重态能量。

55、es1(2)表示所述第2有机化合物的最低激发单重态能量。

56、es1(q)表示前述三重态调整化合物的最低激发单重态能量。

57、et1(1)表示前述第1有机化合物的77k的最低激发三重态能量。

58、et1(2)表示前述第2有机化合物的77k的最低激发三重态能量。

59、et1(q)表示前述三重态调整化合物的77k的最低激发三重态能量。)

60、[14]根据[13]所述的有机发光元件的制造方法，其中，

61、前述发光层还包含第3有机化合物，并且满足下述条件(a1)及(b1)。

62、条件(a1)  es1(1)＞es1(q)＞es1(2)＞es1(3)

63、条件(b1)  et1(1)＞et1(2)＞et1(3)＞et1(q)

64、(在上式中，

65、es1(1)表示所述第1有机化合物的最低激发单重态能量。

66、es1(2)表示所述第2有机化合物的最低激发单重态能量。

67、es1(3)表示前述第3有机化合物的最低激发单重态能量。

68、es1(q)表示前述三重态调整化合物的最低激发单重态能量。

69、et1(1)表示前述第1有机化合物的77k的最低激发三重态能量。

70、et1(2)表示前述第2有机化合物的77k的最低激发三重态能量。

71、et1(3)表示前述第3有机化合物的77k的最低激发三重态能量。

72、et1(q)表示前述三重态调整化合物的77k的最低激发三重态能量。)

73、[15]一种发光组合物的设计方法，其包括如下各工序：[工序1]对组合物的发光效率和寿命进行评价，该组合物包含第1有机化合物、作为延迟荧光材料的第2有机化合物及三重态调整化合物，并且满足上述条件(a)及(b)，

74、[工序2]进行至少1次对组合物的发光效率和寿命进行评价的工序，该组合物在满足上述条件(a)及(b)的范围内代替第1有机化合物、作为延迟荧光材料的第2有机化合物及三重态调整化合物中的至少一个，

75、[工序3]显示评价结果。

76、[16]一种发光组合物的设计方法，其包括如下各工序：[工序1]对组合物的发光效率和寿命进行评价，该组合物包含第1有机化合物、作为延迟荧光材料的第2有机化合物、第3有机化合物及三重态调整化合物，并且满足上述条件(a1)及(b1)，

77、[工序2]进行至少1次对组合物的发光效率和寿命进行评价的工序，该组合物在满足上述条件(a1)及(b1)的范围内代替第1有机化合物、作为延迟荧光材料的第2有机化合物、第3有机化合物及三重态调整化合物中的至少一个，

78、[工序3]显示评价结果。

79、[17]一种程序，其实施[15]或[16]中所记载的方法。

80、发明效果

81、根据本发明的有机发光元件，能够实现长寿命的发光。并且，若使用本发明的设计方法或程序，则能够设计能够实现长寿命的发光的有机发光元件用的发光组合物。