CN110115107A - 有机电致发光器件、照明装置和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供有机电致发光器件、照明装置和显示装置。有机EL器件具有两个蓝色发光单元,并且在发光光谱中,在440nm~490nm的蓝色波长范围具有一个或两个峰值波长。而且,在有机EL器件中,白色光的相关色温在3300K以上,并且R6为60以上、R12为30以上。

Description

有机电致发光器件、照明装置和显示装置
技术领域
本发明涉及有机电致发光器件以及具备有机电致发光器件的显示装置和照明装置。
本申请基于2016年12月27日在日本提交的特愿2016-254302号而主张优先权,并将其内容援引于此。
背景技术
有机电致发光器件(以下也简称为“有机EL器件”)是在相对的阴极与阳极之间具有由有机化合物构成的发光层的自发光型器件。有机EL器件中,在向阴极与阳极之间施加电压时,利用从阴极侧注入发光层的电子与从阳极侧注入发光层的空穴(孔)在发光层内复合而产生的激子(exciton)进行发光。
作为实现了高亮度且长寿命的有机EL器件,已知一种将包含至少一层发光层的发光单元作为一个单位,在多个发光单元之间配置有电绝缘性的电荷产生层的多光子激发结构的器件(以下简称为“MPE器件”)(例如参照专利文献1)。所述MPE器件中,在向阴极与阳极之间施加电压时,电荷转移配合物中的电荷分别朝向阴极侧和阳极侧转移。由此,MPE器件向夹着电荷产生层位于阴极侧的一个发光单元注入空穴,向夹着电荷产生层位于阳极侧的其他发光单元注入电子。在这种MPE器件中,由于能在保持相同电流量的状态下同时得到从多个发光单元发出的光,所以能够得到相当于发光单元的个数的倍数的电流效率和外量子效率。
此外,在MPE器件中,通过组合多个发出不同颜色的光的各种发光单元,能够得到白色光。因此,近年来,目标是应用在以发出白色光为基础的显示装置和照明装置中的MPE器件的开发不断发展。例如,已知一种通过组合发出蓝色光的发光单元以及发出绿色光和黄色光的发光单元,从而生成高色温且高效率的白色光而适用于显示装置的MPE器件(例如参照专利文献2)。此外,已知一种通过组合发出红色光的发光单元以及发出蓝色光和黄色光的发光单元,从而生成高色温且高显色性的白色光而适用于照明装置的MPE器件(例如参照专利文献3)。
在显示装置和照明装置中,即使是相同的白色光,所追求的性能规格也不尽相同,因此分别开发有独特结构的MPE器件。在以高色温的白色光为特征的MPE器件的开发中,例如也像专利文献2、3所示,面向显示装置时重视发光效率而面向照明装置时重视显色性的开发成为焦点。
可是,原本从显示装置和照明装置都能得到优质的白色光的角度考虑,理想的不是偏向一部分性能的白色光,而是作为白色光的三个重要指标的色温、发光效率和显色性全部处于平衡良好的水平。
专利文献1:日本专利公开公报特开2003-272860号
专利文献2:日本专利公开公报特表2012-503294号
专利文献3:日本专利公开公报特开2009-224274号
发明内容
本发明是鉴于上述的以往问题而提出的,其目的是提供通过得到色温、发光效率和显色性都较高的白色光,从而良好地适用于显示装置和照明装置的有机电致发光器件,以及具备这种有机电致发光器件的显示装置和照明装置。
为了实现上述目的,提供以下的各实施方式。
(1)一种有机电致发光器件,具有在第一电极与第二电极之间,将包含至少由有机化合物构成的发光层的多个发光单元夹着电荷产生层进行层叠的结构,所述有机电致发光器件的特征在于,至少具有两个蓝色发光单元,所述蓝色发光单元包含由发出蓝色光的蓝色发光层构成的发光层,所述蓝色光在蓝色波长范围具有一个或两个峰值波长,通过所述多个发光单元发光而得到的白色光至少跨越380nm~780nm的波长范围具有连续的发光光谱,且在所述发光光谱中,在440nm~490nm的蓝色波长范围具有一个或两个峰值波长,所述白色光的相关色温在3300K以上,并且,在所述白色光的特殊显色指数(Ri)中,R6为60以上、R12为30以上。
(2)在所述(1)记载的有机电致发光器件的基础上,在所述白色光的特殊显色指数(Ri)中,R12为60以上。
(3)在所述(1)或(2)记载的有机电致发光器件的基础上,所述蓝色发光层由包含蓝色荧光物质的蓝色荧光发光层构成。
(4)在所述(3)记载的有机电致发光器件的基础上,从包含所述蓝色荧光发光层的蓝色发光单元得到的蓝色光包含延迟荧光成分。
(5)在所述(1)或(2)记载的有机电致发光器件的基础上,所述蓝色发光层由包含蓝色磷光物质的蓝色磷光发光层构成。
(6)在所述(1)~(5)中任意一项记载的有机电致发光器件的基础上,包含相同的两个所述蓝色发光单元,并且分别发出具有相同的峰值波长的蓝色光。
(7)在所述(1)~(5)中任意一项记载的有机电致发光器件的基础上,包含不同的两个所述蓝色发光单元,并且分别发出具有不同的峰值波长的蓝色光。
(8)在所述(7)记载的有机电致发光器件的基础上,在440nm~470nm的蓝色波长范围具有一个峰值波长,并在470nm~490nm的蓝色波长范围具有一个峰值波长。
(9)在所述(1)~(8)中任意一项记载的有机电致发光器件的基础上,至少具有一个红色/绿色发光单元,所述红色/绿色发光单元包含由发出红色光的红色磷光发光层和发出绿色光的绿色磷光发光层进行层叠而构成的发光层,所述红色光在红色波长范围具有一个峰值波长,所述绿色光在绿色波长范围具有一个或两个峰值波长,通过所述多个单元发光而得到的白色光在590nm~640nm的红色波长范围具有一个峰值波长,并在500nm~560nm的绿色波长范围具有一个或两个峰值波长。
(10)在所述(1)~(8)中任意一项记载的有机电致发光器件的基础上,至少具有一个红色及绿色发光单元,所述红色及绿色发光单元包含由红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层构成的发光层,通过所述多个发光单元发光而得到的白色光在590nm~640nm的红色波长范围具有一个峰值波长,并在500nm~560nm的绿色波长范围具有一个或两个峰值波长。
(11)在所述(1)~(10)中任意一项记载的有机电致发光器件的基础上,所述440nm~490nm的蓝色波长范围内的峰值波长的发光强度高于所述590nm~640nm的红色波长范围内的峰值波长的发光强度,以及高于所述500nm~560nm的绿色波长范围内的峰值波长的发光强度。
(12)在所述(11)记载的有机电致发光器件的基础上,在500nm~520nm的蓝色波长范围至绿色波长范围具有一个峰谷波长。
(13)在所述(12)记载的有机电致发光器件的基础上,处在所述500nm~520nm的蓝色波长范围至绿色波长范围的一个峰谷波长的发光强度,低于处在570nm~590nm的波长范围的峰谷波长的发光强度。
(14)在所述(12)或(13)记载的有机电致发光器件的基础上,在所述380nm~780nm的波长范围内,将具有最高的发光强度的峰值波长的发光强度设为(A),将处在所述500nm~520nm的蓝色波长范围至绿色波长范围的一个峰谷波长的发光强度设为(B)的情况下,所述(B)相对于所述(A)的比率(B)/(A)在0.50以下。
(15)在所述(1)~(14)中任意一项记载的有机电致发光器件的基础上,所述白色光的一般显色指数(Ra)在70以上。
(16)在所述(9)~(15)中任意一项记载的有机电致发光器件的基础上,具有在第一电极与第二电极之间,将包含至少由有机化合物构成的发光层的多个发光单元夹着电荷产生层进行层叠的结构,并且通过所述多个发光单元发光而得到白色光,所述有机电致发光器件包括:第一发光单元,由所述红色/绿色发光单元或所述红色及绿色发光单元构成;第二发光单元,由蓝色发光单元构成;以及第三发光单元,由蓝色发光单元构成,所述第一发光单元和所述第二发光单元夹着第一电荷产生层进行层叠,所述第二发光单元和所述第三发光单元夹着第二电荷产生层进行层叠,具有所述第二电极、所述第三发光单元、所述第二电荷产生层、所述第二发光单元、所述第一电荷产生层、所述第一发光单元和所述第一电极依次层叠的结构。
(17)在所述(9)~(15)中任意一项记载的有机电致发光器件的基础上,具有在第一电极与第二电极之间,将包含至少由有机化合物构成的发光层的多个发光单元夹着电荷产生层进行层叠的结构,通过所述多个发光单元发光而得到白色光,所述有机电致发光器件包括:第一发光单元,由所述蓝色发光单元构成;第二发光单元,由所述红色/绿色发光单元或所述红色及绿色发光单元构成;以及第三发光单元,由所述蓝色发光单元构成,所述第一发光单元和所述第二发光单元夹着第一电荷产生层进行层叠,所述第二发光单元和所述第三发光单元夹着第二电荷产生层进行层叠,具有所述第二电极、所述第三发光单元、所述第二电荷产生层、所述第二发光单元、所述第一电荷产生层、所述第一发光单元和所述第一电极依次层叠的结构。
(18)在所述(9)~(15)中任意一项记载的有机电致发光器件的基础上,具有在第一电极与第二电极之间,将包含至少由有机化合物构成的发光层的多个发光单元夹着电荷产生层进行层叠的结构,通过所述多个发光单元发光而得到白色光,所述有机电致发光器件包括:第一发光单元,由所述红色/绿色发光单元或所述红色及绿色发光单元构成;第二发光单元,由所述蓝色发光单元构成;第三发光单元,由所述红色/绿色发光单元或所述红色及绿色发光单元构成;以及第四发光单元,由所述蓝色发光单元构成,所述第一发光单元和所述第二发光单元夹着第一电荷产生层进行层叠,所述第二发光单元和所述第三发光单元夹着第二电荷产生层进行层叠,所述第三发光单元和所述第四发光单元夹着第三电荷产生层进行层叠,具有所述第二电极、所述第四发光单元、所述第三电荷产生层、所述第三发光单元、所述第二电荷产生层、所述第二发光单元、所述第一电荷产生层、所述第一发光单元和所述第一电极依次层叠的结构。
(19)在所述(9)~(15)中任意一项记载的有机电致发光器件的基础上,具有在第一电极与第二电极之间,将包含至少由有机化合物构成的发光层的多个发光单元夹着电荷产生层进行层叠的结构,通过所述多个发光单元发光而得到白色光,所述有机电致发光器件包括:第一发光单元,由所述红色/绿色发光单元或所述红色及绿色发光单元构成;第二发光单元,由所述蓝色发光单元构成;第三发光单元,由所述红色/绿色发光单元或所述红色及绿色发光单元构成;第四发光单元,由所述红色/绿色发光单元或所述红色及绿色发光单元构成;第五发光单元,由所述蓝色发光单元构成;以及第六发光单元,由所述红色/绿色发光单元或所述红色及绿色发光单元构成,所述第一发光单元和所述第二发光单元夹着第一电荷产生层进行层叠,所述第二发光单元和所述第三发光单元夹着第二电荷产生层进行层叠,所述第三发光单元和所述第四发光单元夹着第三电荷产生层进行层叠,所述第四发光单元和所述第五发光单元夹着第四电荷产生层进行层叠,所述第五发光单元和所述第六发光单元夹着第五电荷产生层进行层叠,具有所述第二电极、所述第六发光单元、所述第五电荷产生层、所述第五发光单元、所述第四电荷产生层、所述第四发光单元、所述第三电荷产生层、所述第三发光单元、所述第二电荷产生层、所述第二发光单元、所述第一电荷产生层、所述第一发光单元和所述第一电极依次层叠的结构。
(20)在所述(1)~(19)中任意一项记载的有机电致发光器件的基础上,所述电荷产生层由电绝缘层构成,所述电绝缘层由吸电子性物质和供电子性物质构成,所述电绝缘层的电阻率为1.0×102Ω·cm以上。
(21)在所述(20)记载的有机电致发光器件的基础上,所述电绝缘层的电阻率为1.0×105Ω·cm以上。
(22)在所述(1)~(19)中任意一项记载的有机电致发光器件的基础上,所述电荷产生层由不同物质的混合层构成,所述电荷产生层的一种成分通过氧化还原反应形成电荷转移配合物,在向所述第一电极与所述第二电极之间施加电压时,所述电荷转移配合物中的电荷分别朝向所述第一电极侧和所述第二电极侧转移,由此向夹着所述电荷产生层位于所述第一电极侧的一个发光单元注入空穴,向夹着所述电荷产生层位于所述第二电极侧的其他发光单元注入电子。
(23)在所述(1)~(19)中任意一项记载的有机电致发光器件的基础上,所述电荷产生层由吸电子性物质和供电子性物质的层叠体构成,在向所述第一电极与所述第二电极之间施加电压时,在所述吸电子性物质与所述供电子性物质的界面处,与所述吸电子性物质和供电子性物质之间的电子转移相伴的反应所产生的电荷分别朝向所述第一电极侧和所述第二电极侧转移,由此向夹着所述电荷产生层位于所述第一电极侧的一个发光单元注入空穴,向夹着所述电荷产生层位于所述第二电极侧的其他发光单元注入电子。
(24)在所述(1)~(23)中任意一项记载的有机电致发光器件的基础上,所述电荷产生层包含具有用下述式(1)表示的结构的化合物,
(化学式1)
其中,R=F,Cl,Br,I,CN,CF3的吸电子基团。
(25)在所述(1)~(24)中任意一项记载的有机电致发光器件的基础上,具备至少三个不同的彩色滤光片的排列,所述至少三个不同的彩色滤光片的排列将通过所述多个发光单元发光而得到的白色光转换为不同颜色的光。
(26)在所述(25)记载的有机电致发光器件的基础上,所述至少三个不同的彩色滤光片的排列是从条带排列、马赛克排列、三角形排列和PenTile排列构成的群中选择的任意一个排列。
(27)在所述(25)或(26)记载的有机电致发光器件的基础上,所述至少三个不同的彩色滤光片是红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片,并且具有三个不同的所述彩色滤光片交替配置的RGB排列。
(28)在所述(27)记载的有机电致发光器件的基础上,具有包含所述RGB排列的RGBW排列,在W的排列部未配置彩色滤光片。
(29)在所述(28)记载的有机电致发光器件的基础上,所述RGBW排列是从条带排列、马赛克排列、三角形排列和PenTile排列构成的群中选择的任意一个排列。
(30)一种显示装置,包括所述(25)~(29)中任意一项记载的有机电致发光器件。
(31)在所述(30)记载的显示装置的基础上,基底基板和密封基板由柔性基板构成而具有柔性。
(32)一种照明装置,包括所述(1)~(24)中任意一项记载的有机电致发光器件。
(33)在所述(32)记载的照明装置的基础上,在所述有机电致发光器件的光提取面侧具备光学薄膜。
(34)在所述(32)或(33)记载的照明装置的基础上,所述白色光的一般显色指数(Ra)为80以上。
(35)在所述(34)记载的照明装置的基础上,基底基板和密封基板由柔性基板构成而具有柔性。
按照上述的一个实施方式,可以提供通过得到色温、发光效率和显色性都较高的白色光,从而良好地适用于显示装置和照明装置的有机电致发光器件,以及具备这种有机电致发光器件的显示装置和照明装置。
附图说明
图1是表示本发明的有机EL器件的第一实施方式的简要结构的断面图。
图2是表示由本发明的有机EL器件的第一实施方式得到的白色光的发光光谱的一例的坐标图。
图3是表示验证白色器件中的R6和R12的影响的模拟结果的图。
图4是表示验证白色器件中的R6和R12的影响的模拟结果的图。
图5是表示验证白色器件中的R6和R12的影响的模拟结果的图。
图6是表示验证白色器件中的R6和R12的影响的模拟结果的图。
图7是表示本发明的有机EL器件的第二实施方式的简要结构的断面图。
图8是表示本发明的有机EL器件的第三实施方式的简要结构的断面图。
图9是表示本发明的有机EL器件的第四实施方式的简要结构的断面图。
图10是表示本发明的有机EL器件的第五实施方式的简要结构的断面图。
图11是表示本发明的有机EL器件的第六实施方式的简要结构的断面图。
图12是表示本发明的照明装置的一个实施方式的简要结构的断面图。
图13是表示本发明的显示装置的一个实施方式的简要结构的断面图。
图14是表示实施例1的有机EL器件的器件结构的断面图。
图15是表示实施例1的有机EL器件的评价结果的图。
图16是表示实施例2的有机EL器件的器件结构的断面图。
图17是表示实施例2的有机EL器件的评价结果的图。
具体实施方式
参照附图具体说明本发明的有机电致发光器件,以及具备有机电致发光器件的显示装置和照明装置的实施方式。
另外,为了便于理解特征点,以下的说明中使用的附图有时将特征部分放大表示,各结构要素的尺寸比率等并不局限于和实际相同。此外,在以下的说明中例示的材料、尺寸等仅是一例,本发明并非必须限定于此,可以在不改变本发明的要旨的范围内适当地变更来实施。
(有机电致发光器件(有机EL器件))
(第一实施方式)
图1是表示本发明的有机EL器件的第一实施方式的简要结构的断面图。
如图1所示,本实施方式的有机EL器件10具有如下结构:在第一电极11与第二电极12之间,多个发光单元13A、13B、13C夹着电荷产生层(CGL)14A、14B层叠,所述多个发光单元13A、13B、13C包含至少由有机化合物构成的发光层。有机EL器件10是通过多个发光单元13A、13B、13C发光而得到白色光的有机EL器件。
本实施方式的有机EL器件10具有第一发光单元13A、第二发光单元13B和第三发光单元13C。
第一发光单元13A是红色/绿色发光单元或红色及绿色发光单元。红色/绿色发光单元包含由发出红色光的红色磷光发光层和发出绿色光的绿色磷光发光层构成的发光层,所述红色光在红色波长范围具有一个峰值波长,所述绿色光在绿色波长范围具有一个或两个峰值波长。即,红色/绿色发光单元是红色磷光发光层和绿色磷光发光层进行层叠构成的层。红色及绿色发光单元包含由红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层构成的发光层。即,红色及绿色发光单元是包含红色磷光物质和绿色磷光物质的一个层(单层)。
第二发光单元13B是蓝色发光单元。蓝色发光单元包含由发出蓝色光的蓝色发光层构成的发光层,所述蓝色光在蓝色波长范围具有一个或两个峰值波长。蓝色发光层可以是包含蓝色荧光物质的蓝色荧光发光层或包含蓝色磷光物质的蓝色磷光发光层中的任意一方。从包含蓝色荧光发光层的蓝色发光单元得到的蓝色光有时也会包含延迟荧光成分。
第三发光单元13C是蓝色发光单元。蓝色发光单元包含由发出蓝色光的蓝色发光层构成的发光层,所述蓝色光在蓝色波长范围具有一个或两个峰值波长。蓝色发光层可以是包含蓝色荧光物质的蓝色荧光发光层或包含蓝色磷光物质的蓝色磷光发光层中的任意一方。从包含蓝色荧光发光层的蓝色发光单元得到的蓝色光有时也会包含延迟荧光成分。
第一发光单元13A和第二发光单元13B夹着第一电荷产生层14A层叠。
第二发光单元13B和第三发光单元13C夹着第二电荷产生层14B层叠。
本实施方式的有机EL器件10具有第二电极12、第三发光单元13C、第二电荷产生层14B、第二发光单元13B、第一电荷产生层14A、第一发光单元13A和第一电极11依次层叠的结构。即,本实施方式的有机EL器件10具有第一发光单元13A、第二发光单元13B和第三发光单元13C夹着第一电荷产生层14A和第二电荷产生层14B层叠的MPE结构。
本实施方式的有机EL器件10通过第一发光单元13A、第二发光单元13B和第三发光单元13C发光而得到的白色光至少跨越380nm~780nm的波长范围具有连续的发光光谱。此外,本实施方式的有机EL器件10在所述发光光谱中,在440nm~490nm的蓝色波长范围具有一个或两个峰值波长。此外,本实施方式的有机EL器件10在所述发光光谱中,在590nm~640nm的红色波长范围具有一个峰值波长,并在500nm~560nm的绿色波长范围具有一个或两个峰值波长。
第一电极11通常优选使用功函数小的金属或其合金、金属氧化物等。形成第一电极11的金属例如可以使用诸如锂(Li)等碱金属、镁(Mg)和钙(Ca)等碱土金属、铕(Eu)等稀土金属的金属单体,或者诸如包含上述的金属和铝(Al)、银(Ag)、铟(In)等的合金。
此外,第一电极11例如也可以如“日本专利公开公报特开平10-270171号”和“日本专利公开公报特开2001-102175号”所记载的那样,在第一电极11与有机层的界面采用进行了金属掺杂的有机层。此时,第一电极11采用导电性材料即可,其功函数等的性质没有特别限制。
此外,第一电极11例如也可以如“日本专利公开公报特开平11-233262号”和“日本专利公开公报特开2000-182774号”所记载的那样,与第一电极11接触的有机层由有机金属配位化合物构成,所述有机金属配位化合物含有从碱金属离子、碱土金属离子和稀土金属离子构成的群中选择的至少一种金属离子。此时,可以将有机金属配位化合物中含有的金属离子在真空中还原为金属时得到的金属,例如铝(Al)、锆(Zr)、钛(Ti)、硅(Si)等(热还原性)金属用于第一电极11,或者将含有这些金属的合金用于第一电极11。其中,考虑到容易蒸镀、光反射率高、化学稳定性等,特别优选通常作为布线电极被广泛采用的Al。
第二电极12的材料没有特别限制,在从所述第二电极12侧取出光的情况下,例如可以使用ITO(铟锡氧化物)、IZO(铟锌氧化物)等透明导电材料。
此外,与通常的有机EL器件的情况相反,通过使第二电极12采用金属材料等且使第一电极11采用透明导电材料,从而也能从第一电极11侧取出光。例如,可以采用“日本专利公开公报特开2002-332567号”记载的方法,利用不损伤有机膜的溅射法,将上述的ITO和IZO等透明导电材料形成于第一电极11。
因此,如果使第一电极11和第二电极12双方透明,则由于第一发光单元13A、第二发光单元13B和第三发光单元13C以及第一电荷产生层14A和第二电荷产生层14B也同样透明,因而能制作透明的有机EL器件10。
另外,关于成膜的顺序,并非必须从第二电极12侧开始成膜,也可以从第一电极11侧开始成膜。
第一发光单元13A由第一电子传输层15A、第一发光层16A和第一空穴传输层17A构成。此外,第二发光单元13B由第二电子传输层15B、第二发光层16B和第二空穴传输层17B构成。此外,第三发光单元13C由第三电子传输层15C、第三发光层16C和第三空穴传输层17C构成。
第一发光单元13A、第二发光单元13B和第三发光单元13C能够与以往公知的有机EL器件同样地采用各种结构,只要包含至少由有机化合物构成的发光层,就可以具有任何层叠结构。第一发光单元13A、第二发光单元13B和第三发光单元13C例如可以在发光层的第一电极11侧配置电子注入层、空穴阻止层等,在发光层的第二电极12侧配置空穴注入层、电子阻止层等。
电子传输层例如由以往公知的电子传输性材料构成。本实施方式的有机EL器件10中,在有机EL器件通常采用的电子传输性材料之中,优选具有相对较深的HOMO(HighestOccupied Molecular Orbital:最高占据分子轨道)能级的电子传输性材料。具体而言,优选至少具有大致6.0eV以上的HOMO能级的电子传输性材料。这种电子传输性材料例如可以使用4,7-二苯基-1,10-菲罗啉(BPhen)和2,2’,2”-(1,3,5-苯甲腈)-三(1-苯基-1-H-苯并咪唑(TPBi)等。
为了提高从第一电极11和第一电荷产生层14A中的至少一方注入电子的注入效率,将电子注入层插入第一电极11与第一电子传输层15A之间,或插入第一电荷产生层14A与第二电子传输层15B之间。电子注入层的材料可以使用与电子传输层具有相同性质的电子传输性材料。有时也将电子传输层和电子注入层统称为电子传输层。
空穴传输层例如由以往公知的空穴传输性材料构成。空穴传输性材料没有特别限定。空穴传输性材料例如优选电离势小于5.7eV,且具有空穴传输性、即供电子性的有机化合物(供电子性物质)。供电子性物质例如可以使用4,4’-双[N-(2-萘基)-N-苯基-氨基]联苯(α-NPD)等芳基胺化合物。
为了提高从第二电极12和第一电荷产生层14A中的至少一方注入空穴的注入效率,将空穴注入层插入第二电极12与第二空穴传输层17B之间,或插入第一电荷产生层14A与第一空穴传输层17A之间。空穴注入层的材料可以使用具有与空穴传输层相同性质的供电子性材料。有时也将空穴传输层和空穴注入层统称为空穴传输层。
在第一发光单元13A为红色/绿色发光单元的情况下,第一发光单元13A所含的发光层由红色磷光发光层和绿色磷光发光层构成。红色磷光发光层和绿色磷光发光层各自的有机化合物包含作为主成分的主体材料和作为少量成分的客体材料。此外,在第一发光单元13A为红色及绿色发光单元的情况下,第一发光单元13A所含的发光层由红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层构成。红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层的有机化合物包含作为主成分的主体材料和作为少量成分的客体材料。红色磷光物质和绿色磷光物质在其中相当于客体材料。不论哪种情况下,红色的发光和绿色的发光都特别是起因于客体材料的性质。此外,在由红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层形成发光层的情况下,重要的是高效获得从双方的发光材料发出的光。因此,使红色磷光物质的比例低于绿色磷光物质的比例是有效的。这是因为,与绿色磷光物质的能级相比,红色磷光物质的能级更低,所以更容易产生向红色磷光物质的能量转移。因此,通过使红色磷光物质的比例小于绿色磷光物质的比例,从而能使红色磷光物质和绿色磷光物质双方高效发光。
第一发光单元13A所含的发光层的主体材料可以使用电子传输性的材料、孔传输性的材料、或两者混合的材料等。具体而言,磷光发光层的主体材料例如可以使用4,4’-双咔唑基联苯(CBP)和2,9-二甲基-4,7-二苯基-9,10-菲罗啉(BCP)等。
第一发光单元13A所含的发光层的客体材料也称为掺杂材料。将荧光发光应用于所述客体材料的材料通常称为荧光发光材料。由所述荧光发光材料构成的发光层称为荧光发光层。另一方面,将磷光发光应用于客体材料的材料通常称为磷光发光材料。由所述磷光发光材料构成的发光层称为磷光发光层。
其中,在磷光发光层中,除了通过电子和空穴的复合而产生的75%的三重态激子以外,还可以使用通过来自单重态激子的能量转移而生成的25%的三重态激子,所以理论上可以得到100%的内量子效率。即,通过电子和空穴的复合而产生的激子不在发光层内产生热失活等就转换为光。实际上,在包含铱和铂等重原子的有机金属配合物中,因器件结构的最佳化等而实现接近100%的内量子效率。
磷光发光层的客体材料没有特别限定。例如,红色磷光发光层可以使用Ir(piq)3和Ir(btpy)3等红色磷光发光材料。另一方面,绿色磷光发光层可以使用Ir(ppy)3等绿色磷光发光材料。
第二发光单元13B和第三发光单元13C所含的蓝色发光层由包含蓝色荧光物质的蓝色荧光发光层构成,或由包含蓝色磷光物质的蓝色磷光发光层构成。蓝色发光层的有机化合物包含作为主成分的主体材料和作为少量成分的客体材料。蓝色荧光物质或蓝色磷光物质在其中相当于客体材料。不论哪种情况下,蓝色的发光特别是起因于客体材料的性质。
第二发光单元13B和第三发光单元13C所含的蓝色发光层的主体材料可以使用电子传输性的材料、孔传输性的材料、或双方混合的材料等。蓝色荧光发光层例如可以使用苯乙烯基衍生物、蒽化合物、芘化合物等。另一方面,蓝色磷光发光层例如可以使用4,4’-双咔唑基联苯(CBP)和2,9-二甲基-4,7-二苯基-9,10-菲罗啉(BCP)等。
作为第二发光单元13B和第三发光单元13C所含的蓝色发光层的客体材料,在蓝色荧光发光层中例如还可以采用苯乙烯胺化合物、荧蒽化合物、氨基芘化合物、硼配合物等。而且,还可以采用4,4’-双[4-(二苯基氨基)苯乙烯基]联苯(BDAVBi)和2,7-双{2-[苯基(间甲苯基)氨基]-9,9-二甲基-芴-7-基}-9,9-二甲基芴(MDP3FL)等。另一方面,蓝色磷光发光层例如还可以采用Ir(Fppy)3等蓝色磷光发光材料。
作为构成第一发光单元13A、第二发光单元13B和第三发光单元13C的各层的成膜方法,例如可以使用真空蒸镀法和旋涂法等。
第一电荷产生层14A和第二电荷产生层14B由电绝缘层构成,所述电绝缘层由吸电子性物质和供电子性物质构成。所述电绝缘层的电阻率优选在1.0×102Ω·cm以上,更优选在1.0×105Ω·cm以上。
此外,第一电荷产生层14A和第二电荷产生层14B由不同物质的混合层构成,其一种成分也可以利用氧化还原反应形成电荷转移配合物。这种情况下,在向第一电极11与第二电极12之间施加电压时,电荷转移配合物中的电荷分别朝向第一电极11侧和第二电极12侧转移。由此,在有机EL器件10中,针对夹着第二电荷产生层14B位于第一电极11侧的第二发光单元13B,以及夹着第一电荷产生层14A位于第一电极11侧的第一发光单元13A注入空穴。进而,在有机EL器件10中,针对夹着第二电荷产生层14B位于第二电极12侧的第三发光单元13C,以及夹着第一电荷产生层14A位于第二电极12侧的第二发光单元13B注入电子。由此,能够在保持相同电流量的状态下同时得到从第一发光单元13A、第二发光单元13B和第三发光单元13C发出的光。因此,能够得到将第一发光单元13A、第二发光单元13B和第三发光单元13C的发光效率相加的电流效率和外量子效率。
此外,第一电荷产生层14A和第二电荷产生层14B也可以由吸电子性物质和供电子性物质的层叠体构成。这种情况下,在向第一电极11与第二电极12之间施加电压时,在吸电子性物质和供电子性物质的界面处,与上述吸电子性物质和供电子性物质之间的电子转移相伴的反应所产生的电荷分别朝向第一电极11侧和第二电极12侧转移。由此,在有机EL器件10中,针对夹着第二电荷产生层14B位于第一电极11侧的第二发光单元13B,以及夹着第一电荷产生层14A位于第一电极11侧的第一发光单元13A注入空穴。进而在有机EL器件10中,针对夹着第二电荷产生层14B位于第二电极12侧的第三发光单元13C,以及夹着第一电荷产生层14A位于第二电极12侧的第二发光单元13B注入电子。由此,能够在保持相同电流量的状态下同时得到从第一发光单元13A、第二发光单元13B和第三发光单元13C发出的光。因此,能够得到将第一发光单元13A、第二发光单元13B和第三发光单元13C的发光效率相加的电流效率和外量子效率。
构成第一电荷产生层14A和第二电荷产生层14B的材料例如可以使用日本专利公开公报特开2003-272860号记载的材料。其中,可以优选使用段落[0019]~[0021]记载的材料。此外,构成第一电荷产生层14A和第二电荷产生层14B的材料可以使用“国际公开第2010/113493号”的段落[0023]~[0026]记载的材料。其中,可以特别优选使用段落[0059]记载的强吸电子性物质(HATCN6)。在下述式(1)表示的结构中,记载为R的取代基为CN(氰基)的情况下,相当上述的HATCN6。
(化学式2)
其中,R=F,Cl,Br,I,CN,CF3的吸电子基团。
图2是表示由本实施方式的有机EL器件10得到的白色光的发光光谱的一例的坐标图。
具体而言,如图2所示,由有机EL器件10得到的白色光作为所谓的可见光,至少跨越380nm~780nm的波长范围具有连续的发光光谱S。
发光光谱S在590nm~640nm的红色波长范围R具有一个峰值波长p1,在500nm~560nm的绿色波长范围G具有一个峰值波长p2,在440nm~490nm的蓝色波长范围B具有一个峰值波长p3或者两个峰值波长p3、p4
蓝色发光层发出的蓝色光是能得到色温高的白色光的重要因素。具体而言,如图2所示,优选在440nm~490nm的蓝色波长范围B具有一个峰值波长p3或者两个峰值波长p3、p4
由此,本实施方式的有机EL器件10可以得到色温高的白色光。而且,在现有的有机EL器件中为了得到高效率发光,适合白炽灯色等低色温范围中的发光,难以得到更高色温的暖白色以上的高效率发光。具体而言,在由“JIS Z 9112”规定的色度范围内,白炽灯色(L)的上限色温为3250K,而在本实施方式的有机EL器件10中,可以得到相关色温为3300K以上的高效率白色发光。
此外,优选440nm~490nm的蓝色波长范围B中的峰值波长p3、p4的发光强度高于590~640nm的红色波长范围R中的峰值波长p1的发光强度,以及高于500nm~560nm的绿色波长范围G中的峰值波长p2的发光强度。
由此,本实施方式的有机EL器件10可以进一步提高白色光的色温。本实施方式的有机EL器件10可以得到相关色温为5000K以上的白色光。
此外,500nm~560nm的绿色波长范围内的峰值波长的位置是能得到发光效率高的白色光的重要因素。具体而言,如图2所示,优选在500nm~560nm的绿色波长范围G中,在540nm附近具有峰值波长p2
由此,本实施方式的有机EL器件10可以得到发光效率高的白色光。本实施方式的有机EL器件10可以得到外量子效率为20%以上的白色光。
另外,如果峰值波长p2的位置比540nm更靠短波长侧,则随着光度函数的降低,白色光的发光效率降低。另一方面,如果峰值波长p2的位置比540nm更靠长波长侧,则通过550nm~600nm的绿色成分增加,使短波长侧的纯绿成分的发光比例减小,其结果显色性降低。
此外,如图2所示,优选500nm~560nm的绿色波长范围G中的峰值波长p2的发光强度低于590~640nm的红色波长范围R中的峰值波长p1的发光强度,以及低于440nm~490nm的蓝色波长范围B中的峰值波长p3、p4的发光强度。
由此,本实施方式的有机EL器件10可以进一步提高白色光的发光效率。本实施方式的有机EL器件10可以得到外量子效率为30%以上的白色光。
另外,如果500nm~560nm的绿色波长范围G中的峰值波长p2的发光强度相对于590~640nm的红色波长范围R中的峰值波长p1的发光强度,以及相对于440nm~490nm的蓝色波长范围B中的峰值波长p3、p4的发光强度相对较高,则蓝色成分的发光强度相对减弱,所以色温降低。
此外,550nm~600nm的波长范围内的峰谷波长的存在是得到显色性高的白色光的重要因素。具体而言,如图2所示,优选在550nm~600nm的波长范围内具有一个峰谷波长b1
由此,本实施方式的有机EL器件10可以得到显色性高的白色光。本实施方式的有机EL器件10可以得到一般显色指数(Ra)为70以上,特殊显色指数(Ri)的R6为60以上、R12为30以上的白色光。
在此,在表1、图3和图4中,表示了验证白色器件中的R6和R12的影响的模拟结果。
所述模拟通过在蓝、绿、红的3波长方式的白色器件中,将绿色和红色的发光强度固定为1.0,用此时将蓝色光谱的发光强度设为任意的比例时得到的白色光的光谱强度除以红色的峰值波长强度,从而进行了数值的标准化。此外,计算了将蓝色光谱的发光强度以任意的比例变化时的各种特性值。将绿色和红色的发光强度固定为1.0的理由在于,是为了定量评价蓝色发光对R6和R12的影响。
(表1)
光谱No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9
蓝色(450nm)的发光强度 0.120 0.237 0.355 0.472 0.589 0.763 0.936 1.108 1.280
CCT(K) - - 3630 3860 4100 4530 5000 5520 6140
偏差duv 0.0247 0.0202 0.0166 0.0134 0.0107 0.0075 0.0053 0.0037 0.0032
Ra 61 64 68 71 73 77 80 83 85
R6 54 61 67 72 76 82 87 91 93
R12 6 18 29 38 46 54 60 70 72
表1的“蓝色(450nm)的发光强度”表示作为蓝色光谱的峰值波长的450nm的发光强度。
图3表示了利用改变蓝色光谱的强度时的模拟而算出的白色光谱。
模拟所使用的蓝色光谱、绿色光谱和红色光谱具有与后述的实施例1的发光光谱同等的波长和波形。
从表1和图4可知,蓝色的发光强度越增加,则Ra、R6、R12的值越提高。
R6小于60的光谱No.1由于偏差duv的值在0.02以上,所以是相关色温的定义不成立的发光颜色。
关于光谱No.2和光谱No.3,尽管R6在60以上,但是由于R12的值低于30,所以偏差duv的值较高。光谱No.2和光谱No.1同样,是相关色温的定义不成立的发光颜色,光谱No.3也由于相对于黑体辐射的背离非常大,所以不能得到色调良好的白色发光。
对此,在满足R6为60以上和R12为30以上的条件的光谱No.4~No.9中,能够得到偏差duv的值低而显色性高的白色发光。优选偏差duv处于-0.015~+0.015的范围,更优选处于-0.01~+0.01的范围。
而且,在R12的值为60以上的光谱No.7~No.9中,得到比No.4~No.6高的显色性和高色温发光,此外,由于偏差duv也较小,因此能够得到显色性特别优异的高色温白色发光。
此外,表2、图5和图6表示了验证白色器件中的R6和R12的影响的模拟结果。
所述模拟通过在蓝、绿、红的3波长方式的白色器件中,将蓝色和红色的发光强度固定在1.0,用此时把绿色光谱的发光强度设为任意的比例时得到的白色光的光谱强度除以蓝色的峰值波长强度,从而进行了数值的标准化。此外,计算了以任意的比例改变绿色光谱的发光强度时的各种特性值。将蓝色和红色的发光强度固定在1.0的理由在于,是为了定量评价绿色发光对R6和R12的影响。
另一方面,在图5中,当改变绿色光谱的发光强度时,红色光谱的强度也产生变化,这是因为,绿色光谱和红色光谱的峰值波长接近,绿色光谱中的尾部的发光强度影响了红色光谱的发光强度。
如图5的光谱No.5所示,500nm~560nm的绿色波长范围内的峰值波长的发光强度低于440nm~490nm的蓝色波长范围内的峰值波长的发光强度,以及590nm~640nm的红色波长范围内的峰值波长的发光强度中的任意一方。
而且,如图5的光谱No.5所示,500nm~560nm的绿色波长范围内的峰值波长的发光强度相对于590nm~640nm的红色波长范围内的峰值波长的发光强度的比率在0.9以下。
(表2)
光谱No. 1 2 3 4 5
绿色(544nm)的发光强度 1.180 1.136 1.037 0.993 0.934
CCT(K) 4650 4750 4850 4930 5020
duv 0.0122 0.008 0.0023 -0.0001 -0.0034
Ra 77 81 86 88 90
R6 78 84 91 93 93
R12 48 56 65 69 78
表2的“绿色(544nm)的发光强度”表示作为绿色光谱的峰值波长的544nm的发光强度。
图5表示了利用改变蓝色光谱的强度时的模拟而算出的白色光谱。
模拟所使用的蓝色光谱、绿色光谱和红色光谱具有与后述的实施例1的发光光谱同等的波长和波形。
从表2和图6可知,绿色的发光强度越减小,则Ra、R6、R12的值越提高。因此可知,除了[0052]~[0056]记载的增加蓝色光谱的发光强度的方法以外,通过降低绿色发光强度也能提高显色性。
此外,在本实施方式的有机EL器件10中,如图2所示,优选在500nm~520nm的蓝色波长范围B至绿色波长范围G中,在彼此邻接的两个峰值波长p2、p3之间具有一个峰谷波长b2
由此,通过适当控制峰值波长p2、p3的发光强度的比率,从而可以同时使白色光的发光效率和显色性最佳化。
此外,在本实施方式的有机EL器件10中,如图2所示,优选处在500nm~520nm的蓝色波长范围B至绿色波长范围G的一个峰谷波长b2的发光强度,低于处在570nm~590nm的波长范围(绿色波长范围G至红色波长范围R)的峰谷波长b1、b3的发光强度。
由此,通过分别适当地控制形成峰谷波长b1的峰值波长p1至p2的发光强度比,以及形成峰谷波长b3的峰值波长p3至p4的发光强度比,从而可以使白色光的色温最佳化。
此外,在本实施方式的有机EL器件10中,如图2所示,在将具有最高的发光强度的峰值波长(图2中为峰值波长p1)的发光强度设为(A),将处于500nm~520nm的蓝色波长范围B至绿色波长范围G的一个峰谷波长b1的发光强度设为(B)的情况下,优选(B)相对于(A)的比率((B)/(A))在0.50以下。
由此,可以同时使白色光的色温和显色性最佳化。
如上所述,本实施方式的有机EL器件10可以得到色温、发光效率和显色性都较高的白色光。此外,本实施方式的有机EL器件10由于具有第一发光单元13A、第二发光单元13B和第三发光单元13C夹着第一电荷产生层14A和第二电荷产生层14B层叠的MPE结构,因此可以得到能够高亮度发光和长寿命驱动的白色光。
由此,显示装置和照明装置都能良好地采用本实施方式的有机EL器件10。
(第二实施方式)
图7是表示本发明的有机EL器件的第二实施方式的简要结构的断面图。
如图7所示,本实施方式的有机EL器件20具有如下结构:在第一电极21与第二电极22之间,包含至少由有机化合物构成的发光层的多个发光单元23A、23B、23C夹着电荷产生层(CGL)24A、24B层叠。有机EL器件20是通过多个发光单元23A、23B、23C发光而得到白色光的有机EL器件。
本实施方式的有机EL器件20具有第一发光单元23A、第二发光单元23B和第三发光单元23C。
第一发光单元23A是蓝色发光单元。蓝色发光单元包含由发出蓝色光的蓝色发光层构成的发光层,所述蓝色光在蓝色波长范围具有一个或两个峰值波长。蓝色发光层可以是包含蓝色荧光物质的蓝色荧光发光层和包含蓝色磷光物质的蓝色磷光发光层中的任意一方。从包含蓝色荧光发光层的蓝色发光单元得到的蓝色光有时也会包含延迟荧光成分。
第二发光单元23B是红色/绿色发光单元或红色及绿色发光单元。红色/绿色发光单元包含由发出红色光的红色磷光发光层和发出绿色光的绿色磷光发光层构成的发光层,所述红色光在红色波长范围具有一个峰值波长,所述绿色光在绿色波长范围具有一个或两个峰值波长。即,红色/绿色发光单元是红色磷光发光层和绿色磷光发光层进行层叠构成的层。红色及绿色发光单元包含由红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层构成的发光层。即,红色及绿色发光单元是包含红色磷光物质和绿色磷光物质的一个层(单层)。
第三发光单元23C是蓝色发光单元。蓝色发光单元包含由发出蓝色光的蓝色发光层构成的发光层,所述蓝色光在蓝色波长范围具有一个或两个峰值波长。蓝色发光层可以是包含蓝色荧光物质的蓝色荧光发光层和包含蓝色磷光物质的蓝色磷光发光层中的任意一方。从包含蓝色荧光发光层的蓝色发光单元得到的蓝色光有时也会包含延迟荧光成分。
第一发光单元23A和第二发光单元23B夹着第一电荷产生层24A层叠。
第二发光单元23B和第三发光单元23C夹着第二电荷产生层24B层叠。
本实施方式的有机EL器件20具有第二电极22、第三发光单元23C、第二电荷产生层24B、第二发光单元23B、第一电荷产生层24A、第一发光单元23A和第一电极21依次层叠的结构。即,本实施方式的有机EL器件20具有第一发光单元23A、第二发光单元23B和第三发光单元23C夹着第一电荷产生层24A和第二电荷产生层24B层叠的MPE结构。
本实施方式的有机EL器件20通过第一发光单元23A、第二发光单元23B和第三发光单元23C发光而得到的白色光,至少跨越380nm~780nm的波长范围具有连续的发光光谱。此外,本实施方式的有机EL器件20在所述发光光谱中,在440nm~490nm的蓝色波长范围具有一个或两个峰值波长。此外,本实施方式的有机EL器件20在所述发光光谱中,在590nm~640nm的红色波长范围具有一个峰值波长,并在500nm~560nm的绿色波长范围具有一个或两个峰值波长。
第一电极21可以使用与上述第一实施方式中的第一电极11同样的电极。
此外,第二电极22可以使用与上述第一实施方式中的第二电极12同样的电极。
第一发光单元23A由第一电子传输层25A、第一发光层26A和第一空穴传输层27A构成。此外,第二发光单元23B由第二电子传输层25B、第二发光层26B和第二空穴传输层27B构成。此外,第三发光单元23C由第三电子传输层25C、第三发光层26C和第三空穴传输层27C构成。
第一发光单元23A、第二发光单元23B和第三发光单元23C可以与以往公知的有机EL器件同样地采用各种结构,只要包含至少由有机化合物构成的发光层,就可以具有任何层叠结构。第一发光单元23A、第二发光单元23B和第三发光单元23C例如也可以在发光层的第一电极21侧配置电子注入层、空穴阻止层等,在发光层的第二电极22侧配置空穴注入层、电子阻止层等。
电子传输层形成为与上述第一实施方式中的电子传输层同样的结构。
此外,空穴传输层形成为与上述第一实施方式中的空穴传输层同样的结构。
第一发光单元23A和第三发光单元23C所含的蓝色发光层由包含蓝色荧光物质的蓝色荧光发光层构成,或由包含蓝色磷光物质的蓝色磷光发光层构成。蓝色发光层的有机化合物包含作为主成分的主体材料和作为少量成分的客体材料。蓝色荧光物质或蓝色磷光物质在其中相当于客体材料。不论哪种情况下,蓝色的发光特别是起因于客体材料的性质。
第一发光单元23A和第三发光单元23C所含的蓝色发光层的主体材料可以使用与上述第一实施方式中的蓝色发光层的主体材料同样的材料。
此外,第一发光单元23A和第三发光单元23C所含的蓝色发光层的客体材料可以使用与上述第一实施方式中的蓝色发光层的客体材料同样的材料。
在第二发光单元23B为红色/绿色发光单元的情况下,第二发光单元23B所含的发光层由红色磷光发光层和绿色磷光发光层构成。红色磷光发光层和绿色磷光发光层各自的有机化合物包含作为主成分的主体材料和作为少量成分的客体材料。此外,在第二发光单元23B是红色及绿色发光单元的情况下,第二发光单元23B所含的发光层由红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层构成。红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层的有机化合物包含作为主成分的主体材料和作为少量成分的客体材料。红色磷光物质和绿色磷光物质在其中相当于客体材料。不论哪种情况下,红色的发光和绿色的发光特别是起因于客体材料的性质。此外,在由红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层形成发光层的情况下,重要的是高效获得从双方的发光材料发出的光。因此,使红色磷光物质的比例低于绿色磷光物质的比例是有效的。这是因为,与绿色磷光物质的能级相比,红色磷光物质的能级更低,所以更容易产生向红色磷光物质的能量转移。因此,通过使红色磷光物质的比例小于绿色磷光物质的比例,从而能使红色磷光物质和绿色磷光物质双方高效发光。
第二发光单元23B所含的发光层的主体材料可以使用与上述第一实施方式中的第一发光单元13A所含的发光层的主体材料同样的材料。
此外,第二发光单元23B所含的发光层的客体材料可以使用与上述第一实施方式中的第一发光单元13A所含的发光层的客体材料同样的材料。
构成第一发光单元23A、第二发光单元23B、第三发光单元23C的各层的成膜方法例如可以使用真空蒸镀法和旋涂法等。
第一电荷产生层24A和第二电荷产生层24B由电绝缘层构成,所述电绝缘层由吸电子性物质和供电子性物质构成。优选所述电绝缘层的电阻率在1.0×102Ω·cm以上,更优选在1.0×105Ω·cm以上。
此外,第一电荷产生层24A和第二电荷产生层24B也可以由不同物质的混合层构成,其一种成分通过氧化还原反应形成电荷转移配合物。这种情况下,在向第一电极21与第二电极22之间施加电压时,电荷转移配合物中的电荷分别朝向第一电极21侧和第二电极22侧转移。由此,在有机EL器件20中,针对夹着第二电荷产生层24B位于第一电极21侧的第二发光单元23B,以及夹着第一电荷产生层24A位于第一电极21侧的第一发光单元23A注入空穴。而且在有机EL器件20中,针对夹着第二电荷产生层24B位于第二电极12侧的第三发光单元23C,以及夹着第一电荷产生层24A位于第二电极22侧的第二发光单元23B注入电子。由此,能在保持相同电流量的状态下同时得到从第一发光单元23A、第二发光单元23B和第三发光单元23C发出的光。因此,能够得到将第一发光单元23A、第二发光单元23B和第三发光单元23C的发光效率相加的电流效率和外量子效率。
此外,第一电荷产生层24A和第二电荷产生层24B也可以由吸电子性物质和供电子性物质的层叠体构成。这种情况下,在向第一电极21与第二电极22之间施加电压时,在吸电子性物质和供电子性物质的界面处,与上述吸电子性物质和供电子性物质之间的电子转移相伴的反应所产生的电荷,分别朝向第一电极21侧和第二电极22侧转移。由此,在有机EL器件20中,针对夹着第二电荷产生层24B位于第一电极21侧的第二发光单元23B,以及夹着第一电荷产生层24A位于第一电极21侧的第一发光单元23A注入空穴。而且在有机EL器件20中,针对夹着第二电荷产生层24B位于第二电极22侧的第三发光单元23C,以及夹着第一电荷产生层24A位于第二电极22侧的第二发光单元23B注入电子。由此,能在保持相同电流量的状态下同时得到从第一发光单元23A、第二发光单元23B和第三发光单元23C发出的光。因此,能够得到将第一发光单元23A、第二发光单元23B和第三发光单元23C的发光效率相加的电流效率和外量子效率。
作为构成第一电荷产生层24A和第二电荷产生层24B的材料,可以使用与构成上述第一实施方式中的第一电荷产生层14A和第二电荷产生层14B的材料同样的材料。
在具有以上结构的有机EL器件20中,通过第一发光单元23A、第二发光单元23B和第三发光单元23C发光,可以得到白色光。
此外,本实施方式的有机EL器件20与上述第一实施方式中的有机EL器件10同样,可以得到色温、发光效率和显色性都较高的白色光。此外,本实施方式的有机EL器件20具有第一发光单元23A、第二发光单元23B和第三发光单元23C夹着第一电荷产生层24A和第二电荷产生层24B层叠的MPE结构。因此,可以得到能够高亮度发光和长寿命驱动的白色光。
由此,显示装置和照明装置都能良好地采用本实施方式的有机EL器件20。
(第三实施方式)
图8是表示本发明的有机EL器件的第三实施方式的简要结构的断面图。
如图8所示,本实施方式的有机EL器件30具有如下结构:在第一电极31与第二电极32之间,包含至少由有机化合物构成的发光层的多个发光单元33A、33B、33C、33D夹着电荷产生层(CGL)34A、34B、34C层叠。有机EL器件30是通过多个发光单元33A、33B、33C、33D发光而得到白色光的有机EL器件。
本实施方式的有机EL器件30具有第一发光单元33A、第二发光单元33B、第三发光单元33C和第四发光单元33D。
第一发光单元33A是红色/绿色发光单元或红色及绿色发光单元。红色/绿色发光单元包含由发出红色光的红色磷光发光层和发出绿色光的绿色磷光发光层构成的发光层,所述红色光在红色波长范围具有一个峰值波长,所述绿色光在绿色波长范围具有一个或两个峰值波长。即,红色/绿色发光单元是红色磷光发光层和绿色磷光发光层进行层叠构成的层。红色及绿色发光单元包含由红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层构成的发光层。即,红色及绿色发光单元是包含红色磷光物质和绿色磷光物质的一个层(单层)。
第二发光单元33B是蓝色发光单元。蓝色发光单元包含由发出蓝色光的蓝色发光层构成的发光层,所述蓝色光在蓝色波长范围具有一个或两个峰值波长。蓝色发光层可以是包含蓝色荧光物质的蓝色荧光发光层和包含蓝色磷光物质的蓝色磷光发光层中的任意一方。从包含蓝色荧光发光层的蓝色发光单元得到的蓝色光有时也会包含延迟荧光成分。
第三发光单元33C是红色/绿色发光单元或红色及绿色发光单元。红色/绿色发光单元包含由发出红色光的红色磷光发光层和发出绿色光的绿色磷光发光层构成的发光层,所述红色光在红色波长范围具有一个峰值波长,所述绿色光在绿色波长范围具有一个或两个峰值波长。即,红色/绿色发光单元是红色磷光发光层和绿色磷光发光层进行层叠构成的层。红色及绿色发光单元是由红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层构成的发光层。即,红色及绿色发光单元是包含红色磷光物质和绿色磷光物质的一个层(单层)。
第四发光单元33D是蓝色发光单元。蓝色发光单元包含由发出蓝色光的蓝色发光层构成的发光层,所述蓝色光在蓝色波长范围具有一个或两个峰值波长。蓝色发光层可以是包含蓝色荧光物质的蓝色荧光发光层和包含蓝色磷光物质的蓝色磷光发光层中的任意一方。从包含蓝色荧光发光层的蓝色发光单元得到的蓝色光有时也会包含延迟荧光成分。
第一发光单元33A和第二发光单元33B夹着第一电荷产生层34A层叠。
第二发光单元33B和第三发光单元33C夹着第二电荷产生层34B层叠。
第三发光单元33C和第四发光单元33D夹着第三电荷产生层34C层叠。
本实施方式的有机EL器件30具有第二电极32、第四发光单元33D、第三电荷产生层34C、第三发光单元33C、第二电荷产生层34B、第二发光单元33B、第一电荷产生层34A、第一发光单元33A和第一电极31依次层叠的结构。即,本实施方式的有机EL器件30具有第一发光单元33A、第二发光单元33B、第三发光单元33C和第四发光单元33D夹着第一电荷产生层34A、第二电荷产生层34B和第三电荷产生层34C层叠的MPE结构。
本实施方式的有机EL器件30通过第一发光单元33A、第二发光单元33B、第三发光单元33C和第四发光单元33D发光而得到的白色光,至少跨越380nm~780nm的波长范围具有连续的发光光谱。此外,本实施方式的有机EL器件30在所述发光光谱中,在440nm~490nm的蓝色波长范围具有一个或两个峰值波长。此外,本实施方式的有机EL器件30在所述发光光谱中,在590nm~640nm的红色波长范围具有一个峰值波长,并在500nm~560nm的绿色波长范围具有一个或两个峰值波长。
第一电极31可以使用与上述第一实施方式中的第一电极11同样的电极。
此外,第二电极32可以使用与上述第一实施方式中的第二电极12同样的电极。
第一发光单元33A由第一电子传输层35A、第一发光层36A和第一空穴传输层37A构成。此外,第二发光单元33B由第二电子传输层35B、第二发光层36B和第二空穴传输层37B构成。此外,第三发光单元33C由第三电子传输层35C、第三发光层36C和第三空穴传输层37C构成。此外,第四发光单元33D由第四电子传输层35D、第四发光层36D和第四空穴传输层37D构成。
第一发光单元33A、第二发光单元33B、第三发光单元33C和第四发光单元33D可以与以往公知的有机EL器件同样地采用各种结构,只要包含至少由有机化合物构成的发光层,就可以具有任何层叠结构。第一发光单元33A、第二发光单元33B、第三发光单元33C和第四发光单元33D例如也可以在发光层的第一电极31侧配置电子注入层、空穴阻止层等,在发光层的第二电极32侧配置空穴注入层、电子阻止层等。
电子传输层形成为与上述第一实施方式中的电子传输层同样的结构。
此外,空穴传输层形成为与上述第一实施方式中的空穴传输层同样的结构。
在第一发光单元33A为红色/绿色发光单元的情况下,第一发光单元33A所含的发光层由红色磷光发光层和绿色磷光发光层构成。红色磷光发光层和绿色磷光发光层各自的有机化合物包含作为主成分的主体材料和作为少量成分的客体材料。此外,在第一发光单元33A为红色及绿色发光单元的情况下,第一发光单元33A所含的发光层由红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层构成。红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层的有机化合物包含作为主成分的主体材料和作为少量成分的客体材料。红色磷光物质和绿色磷光物质在其中相当于客体材料。不论哪种情况下,红色的发光和绿色的发光特别是起因于客体材料的性质。此外,在由红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层形成发光层的情况下,重要的是高效获得从双方的发光材料发出的光。因此,使红色磷光物质的比例低于绿色磷光物质的比例是有效的。这是因为,与绿色磷光物质的能级相比,红色磷光物质的能级更低,所以更容易产生向红色磷光物质的能量转移。因此,通过使红色磷光物质的比例小于绿色磷光物质的比例,从而能使红色磷光物质和绿色磷光物质双方高效发光。
第一发光单元33A所含的发光层的主体材料可以使用与上述第一实施方式中的第一发光单元13A所含的发光层的主体材料同样的材料。
此外,第一发光单元33A所含的发光层的客体材料可以使用与上述第一实施方式中的第一发光单元13A所含的发光层的客体材料同样的材料。
第二发光单元33B所含的蓝色发光层由包含蓝色荧光物质的蓝色荧光发光层构成,或由包含蓝色磷光物质的蓝色磷光发光层构成。蓝色发光层的有机化合物包含作为主成分的主体材料和作为少量成分的客体材料。蓝色荧光物质或蓝色磷光物质在其中相当于客体材料。不论哪种情况下,蓝色的发光特别是起因于客体材料的性质。
第二发光单元33B所含的蓝色发光层的主体材料可以使用与上述第一实施方式中的蓝色发光层的主体材料同样的材料。
此外,第二发光单元33B所含的蓝色发光层的客体材料可以使用与上述第一实施方式中的蓝色发光层的客体材料同样的材料。
在第三发光单元33C为红色/绿色发光单元的情况下,第三发光单元33C所含的发光层由红色磷光发光层和绿色磷光发光层构成。红色磷光发光层和绿色磷光发光层各自的有机化合物包含作为主成分的主体材料和作为少量成分的客体材料。此外,在第三发光单元33C为红色及绿色发光单元的情况下,第三发光单元33C所含的发光层由红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层构成。红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层的有机化合物包含作为主成分的主体材料和作为少量成分的客体材料。红色磷光物质和绿色磷光物质在其中相当于客体材料。不论哪种情况下,红色的发光和绿色的发光特别是起因于客体材料的性质。此外,在由红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层形成发光层的情况下,重要的是高效获得从双方的发光材料发出的光。因此,使红色磷光物质的比例低于绿色磷光物质的比例是有效的。这是因为,与绿色磷光物质的能级相比,红色磷光物质的能级更低,所以更容易产生向红色磷光物质的能量转移。因此,通过使红色磷光物质的比例小于绿色磷光物质的比例,从而能使红色磷光物质和绿色磷光物质双方高效发光。
第三发光单元33C所含的发光层的主体材料可以使用与上述第一实施方式中的第一发光单元13A所含的发光层的主体材料同样的材料。
此外,第三发光单元33C所含的发光层的客体材料可以使用与上述第一实施方式中的第一发光单元13A所含的发光层的客体材料同样的材料。
第四发光单元33D所含的蓝色发光层由包含蓝色荧光物质的蓝色荧光发光层构成,或由包含蓝色磷光物质的蓝色磷光发光层构成。蓝色发光层的有机化合物包含作为主成分的主体材料和作为少量成分的客体材料。蓝色荧光物质或蓝色磷光物质在其中相当于客体材料。不论哪种情况下,蓝色的发光特别是起因于客体材料的性质。
第四发光单元33D所含的蓝色发光层的主体材料可以使用与上述第一实施方式中的蓝色发光层的主体材料同样的材料。
此外,第四发光单元33D所含的蓝色发光层的客体材料可以使用与上述第一实施方式中的蓝色发光层的客体材料同样的材料。
构成第一发光单元33A、第二发光单元33B、第三发光单元33C和第四发光单元33D的各层的成膜方法例如可以使用真空蒸镀法和旋涂法等。
第一电荷产生层34A、第二电荷产生层34B和第三电荷产生层34C由电绝缘层构成,所述电绝缘层由吸电子性物质和供电子性物质构成。所述电绝缘层的电阻率优选在1.0×102Ω·cm以上,更优选在1.0×105Ω·cm以上。
此外,第一电荷产生层34A、第二电荷产生层34B和第三电荷产生层34C也可以由不同物质的混合层构成,其一种成分通过氧化还原反应形成电荷转移配合物。这种情况下,在向第一电极31与第二电极32之间施加电压时,电荷转移配合物中的电荷分别朝向第一电极31侧和第二电极32侧转移。由此,针对夹着第三电荷产生层34C位于第一电极31侧的第三发光单元33C、夹着第二电荷产生层34B位于第一电极31侧的第二发光单元33B、以及夹着第一电荷产生层34A位于第一电极31侧的第一发光单元33A注入空穴。而且,针对夹着第三电荷产生层34C位于第二电极32侧的第三发光单元33D、夹着第二电荷产生层34B位于第二电极32侧的第三发光单元33C、以及夹着第一电荷产生层34A位于第二电极32侧的第二发光单元33B注入电子。由此,能在保持相同电流量的状态下同时得到从第一发光单元33A、第二发光单元33B、第三发光单元33C和第四发光单元33D发出的光。因此,能够得到将第一发光单元33A、第二发光单元33B、第三发光单元33C和第四发光单元33D的发光效率相加的电流效率和外量子效率。
此外,第一电荷产生层34A、第二电荷产生层34B和第三电荷产生层34C也可以由吸电子性物质和供电子性物质的层叠体构成。这种情况下,在向第一电极31与第二电极32之间施加电压时,在吸电子性物质和供电子性物质的界面处,与上述吸电子性物质和供电子性物质之间的电子转移相伴的反应所产生的电荷,分别朝向第一电极31侧和第二电极32侧转移。由此,在有机EL器件30中,针对夹着第三电荷产生层34C位于第一电极31侧的第三发光单元33C、夹着第二电荷产生层34B位于第一电极31侧的第二发光单元33B、以及夹着第一电荷产生层34A位于第一电极31侧的第一发光单元33A注入空穴。进而在有机EL器件30中,针对夹着第三电荷产生层34C位于第二电极32侧的第三发光单元33D、夹着第二电荷产生层34B位于第二电极32侧的第三发光单元33C、以及夹着第一电荷产生层34A位于第二电极32侧的第二发光单元33B注入电子。由此,能在保持相同电流量的状态下同时得到从第一发光单元33A、第二发光单元33B、第三发光单元33C和第四发光单元33D发出的光。因此,能够得到将第一发光单元33A、第二发光单元33B、第三发光单元33C和第四发光单元33D的发光效率相加的电流效率和外量子效率。
作为构成第一电荷产生层34A、第二电荷产生层34B和第三电荷产生层34C的材料,可以使用与上述第一实施方式中的构成第一电荷产生层14A和第二电荷产生层14B的材料同样的材料。
在具有上述结构的有机EL器件30中,通过第一发光单元33A、第二发光单元33B、第三发光单元33C和第四发光单元33D发光,可以得到白色光。
此外,本实施方式的有机EL器件30与上述第一实施方式中的有机EL器件10同样,可以得到色温、发光效率和显色性都较高的白色光。此外,本实施方式的有机EL器件30具有第一发光单元33A、第二发光单元33B、第三发光单元33C和第四发光单元33D夹着第一电荷产生层34A、第二电荷产生层34B和第三电荷产生层34C层叠的MPE结构。因此,可以得到高亮度发光和长寿命驱动的白色光。
由此,显示装置和照明装置都能够良好地采用本实施方式的有机EL器件30。
(第四实施方式)
图9是表示本发明的有机EL器件的第四实施方式的简要结构的断面图。
如图9所示,本实施方式的有机EL器件40具有如下结构:在第一电极41与第二电极42之间,包含至少由有机化合物构成的发光层的多个发光单元43A、43B、43C、43D、43E、43F夹着电荷产生层(CGL)44A、44B、44C、44D、44E层叠。有机EL器件40是通过多个发光单元43A、43B、43C、43D、43E、43F发光而得到白色光的有机EL器件。
本实施方式的有机EL器件40具有第一发光单元43A、第二发光单元43B、第三发光单元43C、第四发光单元43D、第五发光单元43E和第六发光单元43F。
第一发光单元43A是红色/绿色发光单元或红色及绿色发光单元。红色/绿色发光单元包含由发出红色光的红色磷光发光层和发出绿色光的绿色磷光发光层构成的发光层,所述红色光在红色波长范围具有一个峰值波长,所述绿色光在绿色波长范围具有一个或两个峰值波长。即,红色/绿色发光单元是红色磷光发光层和绿色磷光发光层进行层叠构成的层。红色及绿色发光单元包含由红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层构成的发光层。即,红色及绿色发光单元是包含红色磷光物质和绿色磷光物质的一个层(单层)。
第二发光单元43B为蓝色发光单元。蓝色发光单元包含由发出蓝色光的蓝色发光层构成的发光层,所述蓝色光在蓝色波长范围具有一个或两个峰值波长。蓝色发光层可以是包含蓝色荧光物质的蓝色荧光发光层和包含蓝色磷光物质的蓝色磷光发光层中的任意一方。从包含蓝色荧光发光层的蓝色发光单元得到的蓝色光有时也会包含延迟荧光成分。
第三发光单元43C是红色/绿色发光单元或红色及绿色发光单元。红色/绿色发光单元包含由发出红色光的红色磷光发光层和发出绿色光的绿色磷光发光层构成的发光层,所述红色光在红色波长范围具有一个峰值波长,所述绿色光在绿色波长范围具有一个或两个峰值波长。即,红色/绿色发光单元是红色磷光发光层和绿色磷光发光层进行层叠构成的层。红色及绿色发光单元包含由红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层构成的发光层。即,红色及绿色发光单元是包含红色磷光物质和绿色磷光物质的一个层(单层)。
第四发光单元43D是红色/绿色发光单元或红色及绿色发光单元。红色/绿色发光单元包含由发出红色光的红色磷光发光层和发出绿色光的绿色磷光发光层构成的发光层,所述红色光在红色波长范围具有一个峰值波长,所述绿色光在绿色波长范围具有一个或两个峰值波长。即,红色/绿色发光单元是红色磷光发光层和绿色磷光发光层进行层叠构成的层。红色及绿色发光单元包含由红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层构成的发光层。即,红色及绿色发光单元是包含红色磷光物质和绿色磷光物质的一个层(单层)。
第五发光单元43E为蓝色发光单元。蓝色发光单元包含由发出蓝色光的蓝色发光层构成的发光层,所述蓝色光在蓝色波长范围具有一个或两个峰值波长。蓝色发光层可以是包含蓝色荧光物质的蓝色荧光发光层和包含蓝色磷光物质的蓝色磷光发光层中的任意一方。从包含蓝色荧光发光层的蓝色发光单元得到的蓝色光有时也会包含延迟荧光成分。
第六发光单元43F是红色/绿色发光单元或红色及绿色发光单元。红色/绿色发光单元包含由发出红色光的红色磷光发光层和发出绿色光的绿色磷光发光层构成的发光层,所述红色光在红色波长范围具有一个峰值波长,所述绿色光在绿色波长范围具有一个或两个峰值波长。即,红色/绿色发光单元是红色磷光发光层和绿色磷光发光层进行层叠构成的层。红色及绿色发光单元包含由红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层构成的发光层。即,红色及绿色发光单元是包含红色磷光物质和绿色磷光物质的一个层(单层)。
第一发光单元43A和第二发光单元43B夹着第一电荷产生层44A层叠。
第二发光单元43B和第二发光单元43C夹着第二电荷产生层44B层叠。
第三发光单元43C和第四发光单元43D夹着第三电荷产生层44C层叠。
第四发光单元43D和第五发光单元43E夹着第四电荷产生层44D层叠。
第五发光单元43E和第六发光单元43F夹着第五电荷产生层44E层叠。
本实施方式的有机EL器件40具有第二电极42、第六发光单元43F、第五电荷产生层44E、第五发光单元43E、第四电荷产生层44D、第四发光单元43D、第三电荷产生层44C、第三发光单元43C、第二电荷产生层44B、第二发光单元43B、第一电荷产生层44A、第一发光单元43A和第一电极41依次层叠的结构。即,本实施方式的有机EL器件40具有第一发光单元43A、第二发光单元43B、第三发光单元43C、第四发光单元43D、第五发光单元43E和第六发光单元43F夹着第一电荷产生层44A、第二电荷产生层44B、第三电荷产生层44C、第四电荷产生层44D和第五电荷产生层44E层叠的MPE结构。
本实施方式的有机EL器件40通过第一发光单元43A、第二发光单元43B、第三发光单元43C、第四发光单元43D、第五发光单元43E和第六发光单元43F发光而得到的白色光,至少跨越380nm~780nm的波长范围具有连续的发光光谱。此外,本实施方式的有机EL器件40在所述发光光谱中,在440nm~490nm的蓝色波长范围具有一个或两个峰值波长。此外,本实施方式的有机EL器件40在所述发光光谱中,在590nm~640nm的红色波长范围具有一个峰值波长,并在500nm~560nm的绿色波长范围具有一个或两个峰值波长。
第一电极41可以使用与上述第一实施方式中的第一电极11同样的电极。
此外,第二电极42可以使用与上述第一实施方式中的第二电极12同样的电极。
第一发光单元43A由第一电子传输层45A、第一发光层46A和第一空穴传输层47A构成。此外,第二发光单元43B由第二电子传输层45B、第二发光层46B和第二空穴传输层47B构成。此外,第四发光单元43C由第三电子传输层45C、第三发光层46C和第三空穴传输层47C构成。此外,第四发光单元43D由第四电子传输层45D、第四发光层46D和第四空穴传输层47D构成。此外,第五发光单元43E由第五电子传输层45E、第五发光层46E和第五空穴传输层47E构成。此外,第六发光单元43F由第六电子传输层45F、第六发光层46F和第六空穴传输层47F构成。
第一发光单元43A、第二发光单元43B、第三发光单元43C、第四发光单元43D、第五发光单元43E和第六发光单元43F可以与以往公知的有机EL器件同样地采用各种结构,只要包含至少由有机化合物构成的发光层,就可以具有任何层叠结构。第一发光单元43A、第二发光单元43B、第三发光单元43C、第四发光单元43D、第五发光单元43E和第六发光单元43F例如也可以在发光层的第一电极41侧配置电子注入层、空穴阻止层等,在发光层的第二电极42侧配置空穴注入层、电子阻止层等。
电子传输层形成为与上述第一实施方式中的电子传输层同样的结构。
此外,空穴传输层形成为与上述第一实施方式中的空穴传输层同样的结构。
在第一发光单元43A为红色/绿色发光单元的情况下,第一发光单元43A所含的发光层由红色磷光发光层和绿色磷光发光层构成。红色磷光发光层和绿色磷光发光层各自的有机化合物包含作为主成分的主体材料和作为少量成分的客体材料。此外,在第一发光单元43A为红色及绿色发光单元的情况下,第一发光单元43A所含的发光层由红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层构成。红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层的有机化合物包含作为主成分的主体材料和作为少量成分的客体材料。红色磷光物质和绿色磷光物质在其中相当于客体材料。不论哪种情况下,红色的发光和绿色的发光特别是起因于客体材料的性质。此外,在由红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层形成发光层的情况下,重要的是高效获得从双方的发光材料发出的光。因此,使红色磷光物质的比例低于绿色磷光物质的比例是有效的。这是因为,与绿色磷光物质的能级相比,红色磷光物质的能级更低,所以更容易产生向红色磷光物质的能量转移。因此,通过使红色磷光物质的比例小于绿色磷光物质的比例,从而能使红色磷光物质和绿色磷光物质双方高效发光。
第一发光单元43A所含的发光层的主体材料可以使用与上述第一实施方式中的第一发光单元13A所含的发光层的主体材料同样的材料。
此外,第一发光单元43A所含的发光层的客体材料可以使用与上述第一实施方式中的第一发光单元13A所含的发光层的客体材料同样的材料。
第二发光单元43B所含的蓝色发光层由包含蓝色荧光物质的蓝色荧光发光层构成,或由包含蓝色磷光物质的蓝色磷光发光层构成。蓝色发光层的有机化合物包含作为主成分的主体材料和作为少量成分的客体材料。蓝色荧光物质或蓝色磷光物质在其中相当于客体材料。不论哪种情况下,蓝色的发光特别是起因于客体材料的性质。
第二发光单元43B所含的蓝色发光层的主体材料可以使用与上述第一实施方式中的蓝色发光层的主体材料同样的材料。
此外,第二发光单元43B所含的蓝色发光层的客体材料可以使用与上述第一实施方式中的蓝色发光层的客体材料同样的材料。
在第三发光单元43C为红色/绿色发光单元的情况下,第三发光单元43C所含的发光层由红色磷光发光层和绿色磷光发光层构成。红色磷光发光层和绿色磷光发光层各自的有机化合物包含作为主成分的主体材料和作为少量成分的客体材料。此外,在第三发光单元43C为红色及绿色发光单元的情况下,第三发光单元43C所含的发光层由红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层构成。红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层的有机化合物包含作为主成分的主体材料和作为少量成分的客体材料。红色磷光物质和绿色磷光物质在其中相当于客体材料。不论哪种情况下,红色的发光和绿色的发光特别是起因于客体材料的性质。此外,在由红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层形成发光层的情况下,重要的是高效获得从双方的发光材料发出的光。因此,使红色磷光物质的比例低于绿色磷光物质的比例是有效的。这是因为,与绿色磷光物质的能级相比,红色磷光物质的能级更低,所以更容易产生向红色磷光物质的能量转移。因此,通过使红色磷光物质的比例小于绿色磷光物质的比例,从而能使红色磷光物质和绿色磷光物质双方高效发光。
第三发光单元43C所含的发光层的主体材料可以使用与上述第一实施方式中的第一发光单元13A所含的发光层的主体材料同样的材料。
此外,第三发光单元43C所含的发光层的客体材料可以使用与上述第一实施方式中的第一发光单元13A所含的发光层的客体材料同样的材料。
在第四发光单元43D为红色/绿色发光单元的情况下,第四发光单元43D所含的发光层由红色磷光发光层和绿色磷光发光层构成。红色磷光发光层和绿色磷光发光层各自的有机化合物包含作为主成分的主体材料和作为少量成分的客体材料。此外,在第四发光单元43D为红色及绿色发光单元的情况下,第四发光单元43D所含的发光层由红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层构成。红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层的有机化合物包含作为主成分的主体材料和作为少量成分的客体材料。红色磷光物质和绿色磷光物质在其中相当于客体材料。不论哪种情况下,红色的发光和绿色的发光特别是起因于客体材料的性质。此外,在由红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层形成发光层的情况下,重要的是高效获得从双方的发光材料发出的光。因此,使红色磷光物质的比例低于绿色磷光物质的比例是有效的。这是因为,与绿色磷光物质的能级相比,红色磷光物质的能级更低,所以更容易产生向红色磷光物质的能量转移。因此,通过使红色磷光物质的比例小于绿色磷光物质的比例,从而能使红色磷光物质和绿色磷光物质双方高效发光。
第四发光单元43D所含的发光层的主体材料可以使用与上述第一实施方式中的第一发光单元13A所含的发光层的主体材料同样的材料。
此外,第四发光单元43D所含的发光层的客体材料可以使用与上述第一实施方式中的第一发光单元13A所含的发光层的客体材料同样的材料。
第五发光单元43E所含的蓝色发光层由包含蓝色荧光物质的蓝色荧光发光层构成,或由包含蓝色磷光物质的蓝色磷光发光层构成。蓝色发光层的有机化合物包含作为主成分的主体材料和作为少量成分的客体材料。蓝色荧光物质或蓝色磷光物质在其中相当于客体材料。不论哪种情况下,蓝色的发光特别是起因于客体材料的性质。
第五发光单元43E所含的蓝色发光层的主体材料可以使用与上述第一实施方式中的蓝色发光层的主体材料同样的材料。
此外,第五发光单元43E所含的蓝色发光层的客体材料可以使用与上述第一实施方式中的蓝色发光层的客体材料同样的材料。
在第六发光单元43F为红色/绿色发光单元的情况下,第六发光单元43F所含的发光层由红色磷光发光层和绿色磷光发光层构成。红色磷光发光层和绿色磷光发光层各自的有机化合物包含作为主成分的主体材料和作为少量成分的客体材料。此外,在第六发光单元43F为红色及绿色发光单元的情况下,第六发光单元43F所含的发光层由红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层构成。红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层的有机化合物包含作为主成分的主体材料和作为少量成分的客体材料。红色磷光物质和绿色磷光物质在其中相当于客体材料。不论哪种情况下,红色的发光和绿色的发光特别是起因于客体材料的性质。此外,在由红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层形成发光层的情况下,重要的是高效获得从双方的发光材料发出的光。因此,使红色磷光物质的比例低于绿色磷光物质的比例是有效的。这是因为,与绿色磷光物质的能级相比,红色磷光物质的能级更低,所以更容易产生向红色磷光物质的能量转移。因此,通过使红色磷光物质的比例小于绿色磷光物质的比例,从而能使红色磷光物质和绿色磷光物质双方高效发光。
第六发光单元43F所含的发光层的主体材料可以使用与上述第一实施方式中的第一发光单元13A所含的发光层的主体材料同样的材料。
此外,第六发光单元43F所含的发光层的客体材料可以使用与上述第一实施方式中的第一发光单元13A所含的发光层的客体材料同样的材料。
构成第一发光单元43A、第二发光单元43B、第三发光单元43C、第四发光单元43D、第五发光单元43E和第六发光单元43F的各层的成膜方法,例如可以使用真空蒸镀法和旋涂法等。
第一电荷产生层44A、第二电荷产生层44B、第三电荷产生层44C、第四电荷产生层44D和第五电荷产生层44E由电绝缘层构成,所述电绝缘层由吸电子性物质和供电子性物质构成。所述电绝缘层的电阻率优选在1.0×102Ω·cm以上,更优选在1.0×105Ω·cm以上。
此外,第一电荷产生层44A、第二电荷产生层44B、第三电荷产生层44C、第四电荷产生层44D和第五电荷产生层44E也可以由不同物质的混合层构成,其一种成分通过氧化还原反应形成电荷转移配合物。这种情况下,在向第一电极41与第二电极42之间施加电压时,电荷转移配合物中的电荷分别朝向第一电极41侧和第二电极42侧转移。由此,在有机EL器件40中,针对夹着第五电荷产生层44E位于第一电极41侧的第五发光单元43E、夹着第四电荷产生层44位于第一电极41侧的第四发光单元43D、夹着第三电荷产生层44C位于第一电极41侧的第三发光单元43C、夹着第二电荷产生层44B位于第一电极41侧的第二发光单元43B、以及夹着第一电荷产生层44A位于第一电极41侧的第一发光单元43A注入空穴。进而在有机EL器件40中,针对夹着第五电荷产生层44E位于第二电极42侧的第六发光单元43F、夹着第四电荷产生层44D位于第二电极42侧的第五发光单元43E、夹着第三电荷产生层44C位于第二电极42侧的第三发光单元43D、夹着第二电荷产生层44B位于第二电极42侧的第三发光单元43C、以及夹着第一电荷产生层44A位于第二电极42侧的第二发光单元43B注入电子。由此,能在保持相同电流量的状态下同时得到从第一发光单元43A、第二发光单元43B、第三发光单元43C、第四发光单元43D、第五发光单元43E和第六发光单元43F发出的光。因此,能够得到将第一发光单元43A、第二发光单元43B、第三发光单元43C、第四发光单元43D、第五发光单元43E和第六发光单元43F的发光效率相加的电流效率和外量子效率。
此外,第一电荷产生层44A、第二电荷产生层44B、第三电荷产生层44C、第四电荷产生层44D和第五电荷产生层44E也可以由吸电子性物质和供电子性物质的层叠体构成。这种情况下,在向第一电极41与第二电极42之间施加电压时,在吸电子性物质和供电子性物质的界面处,与上述吸电子性物质和供电子性物质之间的电子转移相伴的反应所产生的电荷,分别朝向第一电极41侧和第二电极42侧转移。由此,在有机EL器件40中,针对夹着第五电荷产生层44E位于第一电极41侧的第五发光单元43E、夹着第四电荷产生层44位于第一电极41侧的第四发光单元43D、夹着第三电荷产生层44C位于第一电极41侧的第三发光单元43C、夹着第二电荷产生层44B位于第一电极41侧的第二发光单元43B、以及夹着第一电荷产生层44A位于第一电极41侧的第一发光单元43A注入空穴。进而在有机EL器件40中,针对夹着第五电荷产生层44E位于第二电极42侧的第六发光单元43F、夹着第四电荷产生层44D位于第二电极42侧的第五发光单元43E、夹着第三电荷产生层44C位于第二电极42侧的第三发光单元43D、夹着第二电荷产生层44B位于第二电极42侧的第三发光单元43C、以及夹着第一电荷产生层44A位于第二电极42侧的第二发光单元43B注入电子。由此,能在保持相同电流量的状态下同时得到从第一发光单元43A、第二发光单元43B、第三发光单元43C、第四发光单元43D、第五发光单元43E和第六发光单元43F发出的光。因此,能够得到将第一发光单元43A、第二发光单元43B、第三发光单元43C、第四发光单元43D、第五发光单元43E和第六发光单元43F的发光效率相加的电流效率和外量子效率。
作为构成第一电荷产生层44A、第二电荷产生层44B、第三电荷产生层44C、第四电荷产生层44D和第五电荷产生层44E的材料,可以使用与构成上述第一实施方式中的第一电荷产生层14A和第二电荷产生层14B的材料同样的材料。
在具有上述结构的有机EL器件40中,通过第一发光单元43A、第二发光单元43B、第三发光单元43C、第四发光单元43D、第五发光单元43E和第六发光单元43F发光,从而可以得到白色光。
此外,本实施方式的有机EL器件40与上述第一实施方式中的有机EL器件10同样,可以得到色温、发光效率和显色性都较高的白色光。此外,本实施方式的有机EL器件40具有第一发光单元43A、第二发光单元43B、第三发光单元43C、第四发光单元43D、第五发光单元43E和第六发光单元43F夹着第一电荷产生层44A、第二电荷产生层44B、第三电荷产生层44C、第四电荷产生层44D和第五电荷产生层44E层叠的MPE结构,因此可以得到能够高亮度发光和长寿命驱动的白色光。
由此,显示装置和照明装置都能够良好地采用本实施方式的有机EL器件40。
(第五实施方式)
图10是表示本发明的有机EL器件的第五实施方式的简要结构的断面图。
如图10所示,本实施方式的有机EL器件50具有多个上述第一实施方式中的有机EL器件10在透明基板58上并列设置的结构。在此,有机EL器件10按照在透明基板58上隔开预定间隔设置的每个第二电极12进行区分。
各个有机EL器件10构成有机EL器件50的发光部,并且在隔着透明基板58与各发光部对应的位置上,交替配置红色、绿色和蓝色的三个不同的彩色滤光片59A、59B、59C。
从各个有机EL器件10得到的白色光通过红色、绿色和蓝色的三个不同的彩色滤光片59A、59B、59C(红色滤光片59A、绿色滤光片59B、蓝色滤光片59C)分别转换为红色光、绿色光和蓝色光,并向外部释放。
由此,在本实施方式的有机EL器件50中,色温、发光效率和显色性高的白色光成为起点,可以抽出色纯度高的红色光、绿色光和蓝色光。
红色滤光片59A、绿色滤光片59B、蓝色滤光片59C交替配置的排列形成RGB排列。RGB排列可以从RGB线状排列的条带(Stripe)排列、RGB斜向排列的马赛克(Mosaic)排列、RGB三角形排列的三角形(Delta)排列、以及RG和GB交替排列的PenTile排列构成的群中选择任意一个排列。
由此,在显示装置中,能实现高精细且自然色调的图像显示。
因此,本实施方式的有机EL器件50能够良好地适用于显示装置。
另外,本实施方式的有机EL器件50并非必须限定于上述结构,可以适当施加变更。在本实施方式的有机EL器件50中,还可以取代有机EL器件10,而是采用上述的第二实施方式中的有机EL器件20、第三实施方式中的有机EL器件30、以及第四实施方式中的有机EL器件40。
此外,在本实施方式的有机EL器件50中,也可以在透明基板58与第二电极12之间设置红色、绿色和蓝色的三个不同的彩色滤光片。
(第六实施方式)
图11是表示本发明的有机EL器件的第六实施方式的简要结构的断面图。
如图11所示,本实施方式的有机EL器件60具有多个上述第一实施方式中的有机EL器件10在透明基板68上并列设置的结构。在此,有机EL器件10按照在透明基板68上隔开预定间隔设置的每个第二电极12进行区分。
各个有机EL器件10构成有机EL器件60的发光部,并且在隔着透明基板68与各发光部对应的位置上,交替配置红色、绿色和蓝色的三个不同的彩色滤光片69A、69B、69C以及彩色滤光片的缺失部。
从各个有机EL器件10得到的白色光通过红色、绿色和蓝色的三个不同的彩色滤光片69A、69B、69C(红色滤光片69A、绿色滤光片69B、蓝色滤光片69C)分别转换为红色光、绿色光和蓝色光,并向外部释放。
由此,在本实施方式的有机EL器件60中,色温、发光效率和显色性高的白色光成为起点,可以抽出色纯度高的红色光、绿色光和蓝色光。
此外,在彩色滤光片的缺失部(图11所示的透明基板68中的未设置红色滤光片69A、绿色滤光片69B和蓝色滤光片69C的部分)中,将从有机EL器件10得到的白色光原状向外部释放。
红色滤光片69A、绿色滤光片69B、蓝色滤光片69C交替配置的排列以及彩色滤光片的缺失部形成RGBW排列。RGBW排列可以从RGBW线状排列的条带排列、RGBW斜向排列的马赛克排列、RGBW三角形排列的三角形排列、以及RG和BW交替排列的PenTile排列构成的群中选择任意一个排列。
在由显示器进行白色显示的情况下,在[0136]记载的RGB方式下,白色的背光透过各色的彩色滤光片时,因彩色滤光片的吸收而导致亮度降低。因此需要增加背光的光量,进而导致显示器的耗电增加。
另一方面,在RGBW方式下,由于W的发光部不存在彩色滤光片,所以在白色显示时能将来自白色背光的发光本身有效地活用,因此,亮度不会降低,可以实现低耗电下的动作。
由此,在显示装置中,能实现高精细且自然色调的图像显示和低耗电化双方。
因此,本实施方式的有机EL器件60能够良好地适用于显示装置。
另外,本实施方式的有机EL器件60并非必须限定于上述结构,可以适当施加变更。在本实施方式的有机EL器件50中,还可以取代有机EL器件10,而是采用上述的第二实施方式中的有机EL器件20、第三实施方式中的有机EL器件30、以及第四实施方式中的有机EL器件40。
此外,在本实施方式的有机EL器件60中,还可以在透明基板68与第二电极12之间设置红色、绿色和蓝色的三个不同的彩色滤光片。
(照明装置)
说明本发明的照明装置的实施方式。
图12是表示本发明的照明装置的一个实施方式的结构的断面图。此外,在此表示了适用本发明的照明装置的一例,但是本发明的照明装置并非必须限定于这种结构,可以适当施加变更。
本实施方式的照明装置100例如具备上述任意的有机EL器件10、20、30、40、50作为光源。
如图12所示,本实施方式的照明装置100为了使有机EL器件10、20、30、40、50均匀发光,在玻璃基板110上的周围的边或顶点的位置,形成有多个阳极端子电极111和阴极端子电极(省略图示)。另外,为了降低布线电阻,在阳极端子电极111的整个表面和阴极端子电极的整个表面覆盖有焊料(底层焊料)。而且,利用阳极端子电极111和阴极端子电极,从玻璃基板110上的周围的边或顶点的位置向有机EL器件10、20、30、40、50均匀地供给电流。例如,为了向形成为四边形的有机EL器件10、20、30、40、50均匀地供给电流,在各边上具备阳极端子电极111,在各顶点上具备阴极端子电极。此外,例如在跨越包含顶点的两条边的L形的周围具备阳极端子电极111,在各条边的中央部具备阴极端子电极。
此外,为了防止氧和水等导致有机EL器件10、20、30、40、50的性能劣化,在玻璃基板110上以覆盖有机EL器件10、20、30、40、50的方式配置有密封基板113。密封基板113隔着周围的密封件114设置在玻璃基板110上。在密封基板113与有机EL器件10、20、30、40、50之间,保有一定的间隙115。所述间隙115中填充有吸湿剂。例如也可以取代吸湿剂,而是填充诸如氮气的非活性气体和硅油等。此外,还可以填充分散有吸湿剂的凝胶状的树脂。
另外,虽然在本实施方式中采用玻璃基板110作为形成器件的基底基板,但是除此以外,还能将塑料、金属和陶瓷等材料作为基板。此外,在本实施方式中,可以使用玻璃基板和塑料基板等作为密封基板113。在基底基板和密封基板使用塑料基板的情况下,本实施方式的照明装置100具有柔性。
此外,密封件114可以使用透氧率和透水率低的紫外线固化型树脂、热固性树脂、激光玻璃料(frit)等。
本实施方式的照明装置也可以构成为,在上述的本实施方式的有机EL器件10、20、30、40、50的光提取面侧具备用于提高发光效率的光学薄膜。
本实施方式的照明装置所采用的光学薄膜用于在维持显色性的同时,改善发光效率。
通常认为有机EL器件在折射率比空气高(折射率为1.6~2.1左右)的发光层的内部发光,所述发光层发出的光之中,只有15%~20%左右的光被取出。这是因为,以临界角以上的角度入射界面的光引起全反射,不能取出到器件外部。具体而言,光在透明电极或发光层与透明基板之间引起全反射,光在透明电极或发光层中进行波导,其结果,光向器件侧面方向逃逸。
作为提高所述光的取出效率的手法,例如有:在透明基板的表面形成凹凸,来防止在透明基板与空气界面处发生全反射的方法(例如参照“美国专利第4,774,435号说明书”);通过使基板带有聚光性而提高效率的方法(例如参照“日本专利公开公报特开昭63-314795号”);在器件的侧面等形成反射面的方法(例如参照日本专利公开公报“特开平1-220394号”);在基板与发光体之间导入具有中间的折射率的平坦层,来形成反射防止膜的方法(例如参照“日本专利公开公报特开昭62-172691号”);在基板与发光体之间导入折射率比基板低的平坦层的方法(例如参照“日本专利公开公报特开2001-202827号”);以及在基板、透明电极层和发光层的任意的层之间(包含基板与外界之间)形成衍射光栅的方法(例如参照“日本专利公开公报特开平11-283751号”)等。
另外,在照明装置100中,为了提高上述的显色性,可以形成为在上述光学薄膜的表面进一步设置微透镜阵列等的结构,或与聚光片组合。由此,通过向特定方向、例如相对于器件发光面向正面方向聚光,能提高特定方向上的亮度。而且,为了控制从有机EL器件射出光的光出射角,也可以将光扩散薄膜和聚光片一并使用。这种光扩散薄膜例如可以使用KIMOTO公司制造的光扩散薄膜(LIGHT-UP)等。
另外,本发明并非必须限定于上述实施方式,可以在不脱离本发明的发明构思的范围内施加各种变更。
具体而言,本发明能将上述的得到白色光的有机EL器件10、20、30、40、50例如良好地用作一般照明等的照明装置100的光源。另一方面,本发明不限于将有机EL器件10、20、30、40、50用于照明装置100的光源,例如可以用于液晶显示器的背光等各种用途。
(显示装置)
说明本发明的显示装置的实施方式。
图13是表示本发明的显示装置的一个实施方式的结构的断面图。在图13中,针对与图1所示的本发明的有机EL器件的第一实施方式和图10所示的本发明的有机EL器件的第五实施方式相同的结构要素标注同一附图标记,并省略其说明。此外,在此表示了适用本发明的显示装置的一例,本发明的显示装置并非必须限定于这种结构,可以适当施加变更。
本实施方式的显示装置200例如如上所述,具备有机EL器件10作为光源,所述有机EL器件10的发光层16具备第一发光部16A、第二发光部16B和第三发光部16C。
本实施方式的显示装置200为顶发射型且为有源矩阵型。
如图13所示,本实施方式的显示装置200具备TFT基板300、有机EL器件400、彩色滤光片500和密封基板600。本实施方式的显示装置200形成为TFT基板300、有机EL器件400、彩色滤光片500和密封基板600依次层叠的层叠结构。
TFT基板300包括:基底基板310;TFT器件320,设置于基底基板310的一个面310a;以及作为平坦化膜层(保护层)的绝缘层330,以覆盖TFT器件320的方式设置在基底基板310的一个面310a上。
基底基板310例如可以列举玻璃基板、由塑料构成的柔性基板等。
TFT器件320包括:源极321;漏极322;栅极323;形成在栅极323上的栅极绝缘层324;以及设置在栅极绝缘层324上方且与源极321和漏极322接触的通道区域。
有机EL器件400形成为与有机EL器件10同样的结构。
有机EL器件400的发光层16具有释放红色光的第一发光部16A、释放绿色光的第二发光部16B以及释放蓝色光的第三发光部16C。
在第一发光部16A与第二发光部16B之间、第二发光部16B与第三发光部16C之间以及第三发光部16C与第一发光部16A之间,设有第一隔壁(岸堤件(bank))410以及层叠在第一隔壁410上方的第二隔壁(肋)420。
第一隔壁410设在绝缘层330上。第一隔壁410朝向远离绝缘层330的方向具有锥状。第一隔壁410随着远离绝缘层330而宽度逐渐变窄。
第二隔壁420设在第一隔壁410上。第二隔壁420朝向远离第一隔壁410的方向具有倒锥状。第二隔壁420随着远离第一隔壁410而宽度逐渐变宽。
第一隔壁410和第二隔壁420由绝缘体构成。构成第一隔壁410和第二隔壁420的材料例如可以列举含氟树脂。含氟树脂所含的氟化合物例如可以列举偏二氟乙烯、氟乙烯、三氟乙烯以及它们的共聚物等。含氟树脂所含的树脂例如可以列举酚醛-热塑性酚醛树脂、聚乙烯酚醛树脂、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂以及将它们组合而成的树脂。
第一发光部16A、第二发光部16B和第三发光部16C分别隔着空穴传输层15设置在第二电极13上,第二电极13形成在TFT器件320的绝缘层330上。
第二电极13与TFT器件320的漏极322连接。
彩色滤光片500设置在有机EL器件400的第一电极12上。
彩色滤光片500包括:与第一发光部16A对应的第一彩色滤光片510;与第二发光部16B对应的第二彩色滤光片520;以及与第三发光部16C对应的第三彩色滤光片530。
第一彩色滤光片510为红色滤光片,与第一发光部16A相对配置。
第二彩色滤光片520为绿色滤光片,与第二发光部16B相对配置。
第三彩色滤光片530为蓝色滤光片,与第三发光部16C相对配置。
密封基板600例如可以列举玻璃基板、由塑料构成的柔性基板等。在基底基板310和密封基板600使用塑料时,本实施方式的显示装置200具有柔性(可弯曲性)。
另外,如图13所示,本实施方式例示了有机EL器件400的发光层16具有释放红色光的第一发光部16A、释放绿色光的第二发光部16B以及释放蓝色光的第三发光部16C的情况,但是本实施方式不限于此。发光层16也可以具有释放红色光的第一发光部16A、释放绿色光的第二发光部16B、释放蓝色光的第三发光部16C以及释放白色光的第四发光部16D。另外,在与第四发光部16D对应的位置,未配置任何彩色滤光片。
本实施方式的显示装置200可以得到色温、发光效率和显色性高的白色光。本实施方式的显示装置200由于具备第五实施方式中的有机EL器件50,所以能得到白色光的相关色温为3300K以上、一般显色指数(Ra)为70以上、特殊显色指数(Ri)的R6为60以上、R12为30以上的白色光。
另外,本发明并非必须限定于上述实施方式,可以在不脱离本发明的发明构思的范围内施加各种变更。本实施方式的显示装置200还可以取代有机EL器件50,而是采用上述第六实施方式中的有机EL器件60。
(实施例)
以下,利用实施例进一步明确本发明的效果。
另外,本发明不限于以下的实施例,可以在不脱离本发明的发明构思的范围内施加各种变更。
(实施例1)
“有机EL器件的制作”
在实施例1中制作了具有图14所示的器件结构的有机EL器件。
具体而言,首先准备了厚度为0.7mm的钠钙玻璃基板,所述钠钙玻璃基板形成有厚度为100nm、宽度为2mm、方块电阻约为20Ω/□的ITO膜。
而且,将所述基板用中性清洁剂、离子交换水、丙酮、异丙醇各进行5分钟的超声波清洗后,进行旋转干燥,进而实施了UV/O3处理。
接下来,在真空蒸镀装置内的各个蒸镀用坩埚(钽制或铝制)中填充图14所示的各层的构成材料。而且,将上述基板设置于真空蒸镀装置,在真空度1×10-4Pa以下的减压气氛下,对蒸镀用坩埚通电而进行加热,将各层以蒸镀速度0.1nm/秒蒸镀为预定的膜厚。此外,针对诸如发光层的由两种以上的材料构成的层,以由预定的混合比形成的方式,对蒸镀用坩埚通电进行了共蒸镀。
此外,将第一电极以蒸镀速度1nm/秒蒸镀为预定的膜厚。
“有机EL器件的评价”
通过把如上所述制作的实施例1的有机EL器件与电源(KEITHLEY2425)连接,并进行3mA/cm2的恒定电流通电,从而使实施例1的有机EL器件发光。此时,通过多通道分析仪(商品名:PMA-11,浜松光子公司制造),测定了从有机EL器件朝向正面方向发出的光的发光光谱。
而且,根据所述测定结果,用CIE表色系统的色度坐标评价了发光颜色。此外,根据所述色度坐标,将发光颜色区分为由“JIS Z 9112”规定的光源颜色。此外,根据“JIS Z8725”的规定,导出相对于黑体轨迹的偏差duv。进而,利用“JIS Z 8726”规定的方法导出了发光颜色的一般显色指数(Ra)。图15表示了综合上述信息的评价结果(无薄膜)。
(实施例2)
采用与实施例1同样的制作方法,制作了具有图16所示的器件结构的实施例2的有机EL器件。
而且,用与实施例1同样的方法评价了实施例2的有机EL器件。图17表示了其评价结果(无薄膜)。
如图15、图17所示,实施例1、2的有机EL器件都得到了色温、发光效率和显色性高的白色光。因此可知,具备这种有机EL器件的显示装置和照明装置可以是色温、发光效率和显色性高的显示装置和照明装置。
(实施例3)
制作了在上述实施例1的有机EL器件的光提取面(第二电极)侧贴敷光学薄膜的实施例3的照明装置。
而且,采用与实施例1同样的方法评价了实施例3的照明装置。图15表示了其评价结果(有薄膜)。
(实施例4)
制作了在上述实施例2的有机EL器件的光提取面(第二电极)侧贴敷光学薄膜的实施例4的照明装置。
而且,采用与实施例1同样的方法评价了实施例4的照明装置。图17表示了其评价结果(有薄膜)。
如图15、图17所示,与不贴敷光学薄膜的情况(图中的虚线所示)相比,实施例3、4的照明装置通过在有机EL器件的光提取面(第二电极)侧贴敷光学薄膜,其形状发生了变化。特别是可以看出,在绿色波长范围至红色波长范围显现的两个峰值波长的发光强度相对变强。
由此,在实施例3、4的照明装置中,能够在维持实施例1、2的有机EL器件的高色温、优异显色性的情况下,大幅提高发光效率。相对于实施例1的有机EL器件,在维持3300K以上的高色温且Ra为80以上、R6为60以上、R12为30以上的优异显色性的情况下,发光效率提高了1.4倍左右。
工业实用性
按照上述的一个方式,通过得到色温、发光效率和显色性都较高的白色光,可以提供良好地适用于显示装置和照明装置的有机电致发光器件,以及具备这种有机电致发光器件的显示装置和照明装置。
附图标记说明
10、20、30、40、50、60 有机EL器件,11、21、31、41、51、61 第一电极,12、22、32、42、52、62 第二电极,13A、23A、33A、43A、53A、63A 第一发光单元,13B、23B、33B、43B、53B、63B第二发光单元,33C、43C 第三发光单元,33D、43D 第四发光单元,43E 第五发光单元,43F第六发光单元,14A、24A、34A、44A、54A、64A 第一电荷产生层,14B、24B、34B、44B、54B、64B第二电荷产生层,15A、25A、35A、45A 第一电子传输层,16A、26A、36A、46A 第一发光层,17A、27A、37A、47A 第一空穴传输层,15B、25B、35B、45B 第二电子传输层,16B、26B、36B、46B 第二发光层,17B、27B、37B、47B 第二空穴传输层,15C、25C、35C、45C 第三电子传输层,16C、26C、36C、46C 第三发光层,17C、27C、37C、47C 第三空穴传输层,35D、45D 第四电子传输层,36D、46D 第四发光层,37D、47D 第四空穴传输层,45E 第五电子传输层,46E 第五发光层,47E 第五空穴传输层,45F 第六电子传输层,46F 第六发光层,47F 第六空穴传输层,100照明装置,111 阳极端子电极,113 密封基板,114 密封件,115 间隙,200 显示装置,300TFT基板,310 基底基板,320 TFT器件,321 源极,322 漏极,323 栅极,324 栅极绝缘层,330 绝缘层,400 有机EL器件,410 第一隔壁,420 第二隔壁,500 彩色滤光片,510 第一彩色滤光片,520 第二彩色滤光片,530 第三彩色滤光片,600 密封基板。

Claims (35)

1.一种有机电致发光器件,具有在第一电极与第二电极之间,将包含至少由有机化合物构成的发光层的多个发光单元夹着电荷产生层进行层叠的结构,所述有机电致发光器件的特征在于,
至少具有两个蓝色发光单元,所述蓝色发光单元包含由发出蓝色光的蓝色发光层构成的发光层,所述蓝色光在蓝色波长范围具有一个或两个峰值波长,
通过所述多个发光单元发光而得到的白色光至少跨越380nm~780nm的波长范围具有连续的发光光谱,且在所述发光光谱中,在440nm~490nm的蓝色波长范围具有一个或两个峰值波长,
所述白色光的相关色温在3300K以上,并且,
在所述白色光的特殊显色指数(Ri)中,R6为60以上、R12为30以上。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光器件,其特征在于,在所述白色光的特殊显色指数(Ri)中,R12为60以上。
3.根据权利要求1或2所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述蓝色发光层由包含蓝色荧光物质的蓝色荧光发光层构成。
4.根据权利要求3所述的有机电致发光器件,其特征在于,从包含所述蓝色荧光发光层的蓝色发光单元得到的蓝色光包含延迟荧光成分。
5.根据权利要求1或2所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述蓝色发光层由包含蓝色磷光物质的蓝色磷光发光层构成。
6.根据权利要求1~5中任意一项所述的有机电致发光器件,其特征在于,包含相同的两个所述蓝色发光单元,并且分别发出具有相同的峰值波长的蓝色光。
7.根据权利要求1~5中任意一项所述的有机电致发光器件,其特征在于,包含不同的两个所述蓝色发光单元,并且分别发出具有不同的峰值波长的蓝色光。
8.根据权利要求7所述的有机电致发光器件,其特征在于,在440nm~470nm的蓝色波长范围具有一个峰值波长,并在470nm~490nm的蓝色波长范围具有一个峰值波长。
9.根据权利要求1~8中任意一项所述的有机电致发光器件,其特征在于,
至少具有一个红色/绿色发光单元,所述红色/绿色发光单元包含由发出红色光的红色磷光发光层和发出绿色光的绿色磷光发光层进行层叠而构成的发光层,所述红色光在红色波长范围具有一个峰值波长,所述绿色光在绿色波长范围具有一个或两个峰值波长,
通过所述多个单元发光而得到的白色光在590nm~640nm的红色波长范围具有一个峰值波长,并在500nm~560nm的绿色波长范围具有一个或两个峰值波长。
10.根据权利要求1~8中任意一项所述的有机电致发光器件,其特征在于,
至少具有一个红色及绿色发光单元,所述红色及绿色发光单元包含由红色磷光物质和绿色磷光物质的混合层构成的发光层,
通过所述多个发光单元发光而得到的白色光在590nm~640nm的红色波长范围具有一个峰值波长,并在500nm~560nm的绿色波长范围具有一个或两个峰值波长。
11.根据权利要求1~10中任意一项所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述440nm~490nm的蓝色波长范围内的峰值波长的发光强度高于所述590nm~640nm的红色波长范围内的峰值波长的发光强度,以及高于所述500nm~560nm的绿色波长范围内的峰值波长的发光强度。
12.根据权利要求11所述的有机电致发光器件,其特征在于,在500nm~520nm的蓝色波长范围至绿色波长范围具有一个峰谷波长。
13.根据权利要求12所述的有机电致发光器件,其特征在于,处在所述500nm~520nm的蓝色波长范围至绿色波长范围的一个峰谷波长的发光强度,低于处在570nm~590nm的波长范围的峰谷波长的发光强度。
14.根据权利要求12或13所述的有机电致发光器件,其特征在于,在所述380nm~780nm的波长范围内,将具有最高的发光强度的峰值波长的发光强度设为(A),将处在所述500nm~520nm的蓝色波长范围至绿色波长范围的一个峰谷波长的发光强度设为(B)的情况下,所述(B)相对于所述(A)的比率(B)/(A)在0.50以下。
15.根据权利要求1~14中任意一项所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述白色光的一般显色指数(Ra)在70以上。
16.根据权利要求9~15中任意一项所述的有机电致发光器件,其特征在于,
具有在第一电极与第二电极之间,将包含至少由有机化合物构成的发光层的多个发光单元夹着电荷产生层进行层叠的结构,并且通过所述多个发光单元发光而得到白色光,
所述有机电致发光器件包括:
第一发光单元,由所述红色/绿色发光单元或所述红色及绿色发光单元构成;
第二发光单元,由蓝色发光单元构成;以及
第三发光单元,由蓝色发光单元构成,
所述第一发光单元和所述第二发光单元夹着第一电荷产生层进行层叠,所述第二发光单元和所述第三发光单元夹着第二电荷产生层进行层叠,
具有所述第二电极、所述第三发光单元、所述第二电荷产生层、所述第二发光单元、所述第一电荷产生层、所述第一发光单元和所述第一电极依次层叠的结构。
17.根据权利要求9~15中任意一项所述的有机电致发光器件,其特征在于,
具有在第一电极与第二电极之间,将包含至少由有机化合物构成的发光层的多个发光单元夹着电荷产生层进行层叠的结构,通过所述多个发光单元发光而得到白色光,
所述有机电致发光器件包括:
第一发光单元,由所述蓝色发光单元构成;
第二发光单元,由所述红色/绿色发光单元或所述红色及绿色发光单元构成;以及
第三发光单元,由所述蓝色发光单元构成,
所述第一发光单元和所述第二发光单元夹着第一电荷产生层进行层叠,所述第二发光单元和所述第三发光单元夹着第二电荷产生层进行层叠,
具有所述第二电极、所述第三发光单元、所述第二电荷产生层、所述第二发光单元、所述第一电荷产生层、所述第一发光单元和所述第一电极依次层叠的结构。
18.根据权利要求9~15中任意一项所述的有机电致发光器件,其特征在于,
具有在第一电极与第二电极之间,将包含至少由有机化合物构成的发光层的多个发光单元夹着电荷产生层进行层叠的结构,通过所述多个发光单元发光而得到白色光,
所述有机电致发光器件包括:
第一发光单元,由所述红色/绿色发光单元或所述红色及绿色发光单元构成;
第二发光单元,由所述蓝色发光单元构成;
第三发光单元,由所述红色/绿色发光单元或所述红色及绿色发光单元构成;以及
第四发光单元,由所述蓝色发光单元构成,
所述第一发光单元和所述第二发光单元夹着第一电荷产生层进行层叠,所述第二发光单元和所述第三发光单元夹着第二电荷产生层进行层叠,所述第三发光单元和所述第四发光单元夹着第三电荷产生层进行层叠,
具有所述第二电极、所述第四发光单元、所述第三电荷产生层、所述第三发光单元、所述第二电荷产生层、所述第二发光单元、所述第一电荷产生层、所述第一发光单元和所述第一电极依次层叠的结构。
19.根据权利要求9~15中任意一项所述的有机电致发光器件,其特征在于,
具有在第一电极与第二电极之间,将包含至少由有机化合物构成的发光层的多个发光单元夹着电荷产生层进行层叠的结构,通过所述多个发光单元发光而得到白色光,
所述有机电致发光器件包括:
第一发光单元,由所述红色/绿色发光单元或所述红色及绿色发光单元构成;
第二发光单元,由所述蓝色发光单元构成;
第三发光单元,由所述红色/绿色发光单元或所述红色及绿色发光单元构成;
第四发光单元,由所述红色/绿色发光单元或所述红色及绿色发光单元构成;
第五发光单元,由所述蓝色发光单元构成;以及
第六发光单元,由所述红色/绿色发光单元或所述红色及绿色发光单元构成,
所述第一发光单元和所述第二发光单元夹着第一电荷产生层进行层叠,所述第二发光单元和所述第三发光单元夹着第二电荷产生层进行层叠,所述第三发光单元和所述第四发光单元夹着第三电荷产生层进行层叠,所述第四发光单元和所述第五发光单元夹着第四电荷产生层进行层叠,所述第五发光单元和所述第六发光单元夹着第五电荷产生层进行层叠,
具有所述第二电极、所述第六发光单元、所述第五电荷产生层、所述第五发光单元、所述第四电荷产生层、所述第四发光单元、所述第三电荷产生层、所述第三发光单元、所述第二电荷产生层、所述第二发光单元、所述第一电荷产生层、所述第一发光单元和所述第一电极依次层叠的结构。
20.根据权利要求1~19中任意一项所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述电荷产生层由电绝缘层构成,所述电绝缘层由吸电子性物质和供电子性物质构成,所述电绝缘层的电阻率为1.0×102Ω·cm以上。
21.根据权利要求20所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述电绝缘层的电阻率为1.0×105Ω·cm以上。
22.根据权利要求1~19中任意一项所述的有机电致发光器件,其特征在于,
所述电荷产生层由不同物质的混合层构成,所述电荷产生层的一种成分通过氧化还原反应形成电荷转移配合物,
在向所述第一电极与所述第二电极之间施加电压时,所述电荷转移配合物中的电荷分别朝向所述第一电极侧和所述第二电极侧转移,由此向夹着所述电荷产生层位于所述第一电极侧的一个发光单元注入空穴,向夹着所述电荷产生层位于所述第二电极侧的其他发光单元注入电子。
23.根据权利要求1~19中任意一项所述的有机电致发光器件,其特征在于,
所述电荷产生层由吸电子性物质和供电子性物质的层叠体构成,
在向所述第一电极与所述第二电极之间施加电压时,在所述吸电子性物质与所述供电子性物质的界面处,与所述吸电子性物质和供电子性物质之间的电子转移相伴的反应所产生的电荷分别朝向所述第一电极侧和所述第二电极侧转移,由此向夹着所述电荷产生层位于所述第一电极侧的一个发光单元注入空穴,向夹着所述电荷产生层位于所述第二电极侧的其他发光单元注入电子。
24.根据权利要求1~23中任意一项所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述电荷产生层包含具有用下述式(1)表示的结构的化合物,
(化学式1)
其中,R=F,Cl,Br,I,CN,CF3的吸电子基团。
25.根据权利要求1~24中任意一项所述的有机电致发光器件,其特征在于,
具备至少三个不同的彩色滤光片的排列,
所述至少三个不同的彩色滤光片的排列将通过所述多个发光单元发光而得到的白色光转换为不同颜色的光。
26.根据权利要求25所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述至少三个不同的彩色滤光片的排列是从条带排列、马赛克排列、三角形排列和PenTile排列构成的群中选择的任意一个排列。
27.根据权利要求25或26所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述至少三个不同的彩色滤光片是红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片,并且具有三个不同的所述彩色滤光片交替配置的RGB排列。
28.根据权利要求27所述的有机电致发光器件,其特征在于,具有包含所述RGB排列的RGBW排列,在W的排列部未配置彩色滤光片。
29.根据权利要求28所述的有机电致发光器件,其特征在于,所述RGBW排列是从条带排列、马赛克排列、三角形排列和PenTile排列构成的群中选择的任意一个排列。
30.一种显示装置,其特征在于,包括权利要求25~29中任意一项所述的有机电致发光器件。
31.根据权利要求30所述的显示装置,其特征在于,基底基板和密封基板由柔性基板构成而具有柔性。
32.一种照明装置,其特征在于,包括权利要求1~24中任意一项所述的有机电致发光器件。
33.根据权利要求32所述的照明装置,其特征在于,在所述有机电致发光器件的光提取面侧具备光学薄膜。
34.根据权利要求32或33所述的照明装置,其特征在于,所述白色光的一般显色指数(Ra)为80以上。
35.根据权利要求34所述的照明装置,其特征在于,基底基板和密封基板由柔性基板构成而具有柔性。
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