CN110573862A - 取向指数的导出方法、计算机程序及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的取向指数的导出方法具有：第1工序，导出利用发光光谱的峰强度、发光性客体的取向指数及函数来制作出空间时能够描述包含在该空间的绘图的函数ξ，并利用函数ξ制作出峰强度ISP与取向指数的关系式，所述发光光谱是针对包含主体和分散于主体中的发光性客体的膜，在相对于该膜界面的法线的角度为40～60°的范围内一边连续改变入射角度一边照射激发光时观测到的；及第2工序，针对包含主体和分散于主体中的发光性客体的膜，在相对于该膜界面的法线的角度为40～60°的范围内一边连续改变入射角度一边照射激发光来观测发光光谱，并将发光光谱的峰强度代入预先在第1工序中制作出的关系式ISP，由此导出所述发光性客体的取向指数。
Description
技术领域
本发明涉及一种导出发光性客体分子的取向指数的取向指数的导出方法、利用该方法的计算机程序及装置。
背景技术
已知在有机电致发光元件(有机EL元件)等有机发光元件中，相对于发光体的基板表面的分子取向的状态对元件的性能影响较大，正积极进行欲通过控制该发光体的分子取向来改善元件的性能的研究。例如，报告有如下内容：关于在基板上具有发光性客体分散于主体中的薄膜(以下，称为“主客体膜”)的有机EL元件，通过使发光性客体相对于基板表面沿水平方向进行分子取向，与发光性客体的分子取向随机的情况相比，光提取效率或外部量子效率显著提高。
然而，为了适当控制膜中发光性客体的分子取向，需要调查并掌握该发光性客体的取向状态，具体而言，需要从成为调查对象的膜获取与发光性客体的分子取向相关的一些数据，并根据该数据获知发光性客体的分子取向的状态。
作为调查这种发光性客体的分子取向的方法，提出有利用通过角度依赖PL测定获得的辐射图案的方法(参考非专利文献1、2。)。角度依赖PL测定是指一边改变入射角度一边对主客体膜照射TM模式(Transverse-Magnetic Mode：横磁模式)的激发光来观测发光，并测定其发光强度的入射角度依赖性(辐射图案)。记载于上述各文献的方法中，对成为调查对象的膜进行角度依赖PL测定来获取辐射图案，并且对成为发光性客体分子的模型的迁移偶极子的取向实施各种变更来模拟辐射图案，进行光学模式分析，由此探索最佳再现通过角度依赖PL测定获得的辐射图案的模拟图案。根据该被探索到的模拟图案中的迁移偶极子的取向条件来判定调查对象膜中发光性客体的分子取向。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：Frischeisen,J.et aI,AppI.Phys.Lett.2010,96,073302。
非专利文献2：Brutting,W.et aI,Phys.Status SoIidi A 2013,210,44–66。
发明内容
发明要解决的技术课题
如上所述，在以往提出的调查发光性客体的分子取向的方法中，按每一个具体的调查对象进行光学模式分析，并探索对通过角度依赖PL测定获得的辐射图案进行再现的模拟图案，判定发光性客体的分子取向。其中，关于进行光学模式分析，不仅需要专业知识，而且过程复杂难懂，因此现实情况是不得不依赖技术或经验。因此，在以往的方法中，存在只有有限的人员才能够调查膜中发光性客体的分子取向，而且无法有效进行该调查的问题。
因此，本发明人等为了解决这种以往技术的课题，以提供如下方法为目的进行了研究，即根据通过主客体膜的角度依赖PL测定来获取的数据，能够简单地调查发光性客体的分子取向的取向指数的导出方法。而且，以提供如下为目的进行了研究，即根据通过主客体膜的角度依赖PL测定获取的数据，能够以简单的运算步骤算出发光性客体的取向指数的计算机程序及装置。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的进行深入研究的结果，本发明人等发现了在通过主客体膜的角度依赖PL测定获得的辐射图案中，尤其出现在40～60°的范围内的发光峰的峰强度ISP根据发光性客体的分子取向的不同而敏感地发生变化。而且，发现利用该峰强度ISP、发光性客体的取向指数及函数ξ制作出空间而导出峰强度ISP与取向指数的关系式且导出将该关系式与函数ξ建立关系的关系式，将针对主客体膜测定的峰强度ISP和参数的值代入关系式，从而谁都能够简单地导出取向指数。
本发明鉴于上述见解而提出，具体具有如下构成。
[1]一种取向指数的导出方法具有：第1工序，导出利用发光光谱的峰强度、发光性客体的取向指数及函数来制作出空间时能够描述包含在该空间的绘图(Plot)的函数ξ，并利用所述函数ξ预先制作出峰强度ISP与取向指数的关系式，所述发光光谱是针对包含主体和分散于主体中的发光性客体的膜，在相对于该膜界面的法线的角度为40～60°的范围内一边连续改变入射角度一边照射激发光时观测到的；及第2工序，针对包含主体和分散于主体中的发光性客体的膜，在相对于该膜界面的法线的角度为40～60°的范围内一边连续改变入射角度一边照射激发光来观测发光光谱，并将所述发光光谱的峰强度代入所述关系式ISP，由此导出所述发光性客体的取向指数。
[2]根据[1]所述的取向指数的导出方法，其中所述取向指数为取向秩序参数S。
[3]根据[1]或[2]所述的取向指数的导出方法，其中用于所述第1工序的膜是作为将迁移偶极子视为发光性客体分子的模型的膜。
[4]根据[1]～[3]中任一项所述的取向指数的导出方法，其中利用模拟制作出所述空间。
[5]根据[4]所述的取向指数的导出方法，其中所述模拟是光子模式密度模拟。
[6]根据[1]～[5]中任一项所述的取向指数的导出方法，其中所述关系式是sigmoid函数。
[7]根据[1]～[6]中任一项所述的取向指数的导出方法，其中所述函数ξ是将膜的折射率norg、空气的折射率nair及激发光的波长λ中的至少1个作为参数的值。
[8]根据[1]～[7]中任一项所述的取向指数的导出方法，其中将所述关系式与所述函数ξ建立关联的关系式在式中包含指数函数。
[9]根据[1]所述的取向指数的导出方法，其中所述关系式是由下述式(1)表示的Isp的函数。
[数式1]
[式(10)中，表示Isp为0时的的值，表示sigmoid曲线的最大值，表示为/2时的Isp，表示相对于Isp的增加率。是分别以下述式(11)～(14)算出的值。]
[式(11)～(14)中，ξ2是以下述式(15)算出的值， 分别表示常数。]
ξ2＝[(norg-nair)]-2 (15)
[式(15)中，norg表示包含主体和分散于主体中的发光性客体的膜的折射率，nair表示空气的折射率。]
[10]根据[1]～[9]中任一项所述的取向指数的导出方法，其中所述膜的厚度为20nm以下。
[11]根据[1]～[10]中任一项所述的取向指数的导出方法，其中所述膜设置于基板上。
[12]根据[11]所述的取向指数的导出方法，其中使激发光从所述膜的与基板的界面入射。
[13]根据[1]～[12]所述的取向指数的导出方法，其中所述激发光是TM模式的激发光。
[14]一种计算机程序，其通过根据[1]所述的方法，并根据所观测到的发光光谱的峰强度导出取向指数。
[15]一种装置，其具有：角度依赖光致发光测定设备；及软件，通过权利要求1所述的方法，并根据通过该测定设备观测到的发光光谱峰强度导出取向指数。
发明效果
根据本发明的取向指数的导出方法，将通过主客体膜的角度依赖PL测定获取的在40～60°的峰强度ISP代入制作出的关系式ISP，由此能够易于导出发光性客体的取向指数，并根据该取向指数，能够精确地获知发光性客体的分子取向在主客体膜中的状态。并且，根据本发明的计算机程序，根据通过主客体膜的角度依赖PL测定获取的峰强度ISP，能够以简单的运算步骤导出主客体膜的取向指数。而且，在本发明的装置中，能够用一台进行主客体膜的角度依赖PL测定、及根据通过该角度依赖PL测定获取的峰强度ISP进行的取向指数的导出，因此能够简化取向指数的导出所涉及的操作，并能够有效进行主客体膜的取向指数的调查。
附图说明
图1是用于说明角度依赖PL测定的示意图。
图2是表示通过角度依赖PL测定观测到的辐射图案的模拟结果的图表。
图3是表示利用峰强度ISP、取向秩序参数Ssim及函数ξ1制作出的Ssim-ISP-ξ1空间的立体图。
图4是表示利用峰强度ISP、取向秩序参数Ssim及函数ξ2制作出的Ssim-ISP-ξ2空间的立体图。
图5是将图4所示的Ssim-ISP-ξ2空间从Ssim-ISP坐标平面侧观察并制作出的Ssim-ISP散点图(相关图)。
图6是将图4所示的Ssim-ISP-ξ2空间从ISP-ξ2坐标平面侧观察并制作出的散点图(相关图)，图6(a)是b-ξ2相关图，图6(b)是m-ξ2相关图，图6(c)是h-ξ2相关图、图6(d)是r-ξ2相关图。
图7是将利用由式(10)表示的S-ISP关系式和由式(11)～(15)表示的各关系式来形成的Scalc-ISP-ξ2面与图4所示的Ssim-ISP-ξ2空间重叠并制作出的立体图。
图8是表示本发明的装置所具备的角度依赖光致发光测定设备的一例的结构图。
具体实施方式
以下，对本发明的内容进行详细说明。以下所记载的构成要件基于本发明的代表性实施方式或具体例进行说明，但本发明并不被这些实施方式或具体例所限定。此外，在本说明书中用“～”表示的数值范围表示记载于“～”的前后的数值作为下限值及上限值而包含的范围。
＜取向指数的导出方法＞
在本发明中，导出取向指数是指，包含主体及分散于该主体中的发光性客体的膜中所包含的发光性客体的取向指数。在以下说明中，将“包含主体及分散于该主体中的发光性客体的膜”称为“主客体膜”。
以下，首先对将取向指数作为导出对象的主客体膜进行说明。
[成为取向指数的导出对象的膜(主客体膜)]
本发明中成为取向指数的导出对象的膜是包含主体及分散于该主体中的发光性客体的主客体膜。本发明中“发光性客体”是指通过激发光的照射而发光的材料，并且是指以分散于主体中的状态存在的材料。发光性客体可以是荧光材料、延迟荧光材料、磷光材料中的任一种，也可以是将它们的2种以上组合的材料。并且，发光性客体可以由有机化合物及金属络合物中的任一种构成，也可以将它们组合来构成。本发明中“主体”是指作为将发光性客体以分散状态支撑的主材发挥功能的材料，优选由有机化合物构成，更优选为具有100℃以上的玻璃化转变温度的有机化合物。主体的玻璃化转变温度能够通过热重差热分析来测定。
主客体膜中发光性客体的含量并无特别限定，相对于主客体膜总量，优选为0.1重量％以上，更优选为1重量％以上，并且，优选为50重量％以下，更优选为20重量％以下，进一步优选为10重量％以下。
主客体膜可以仅由发光性客体和主体构成，也可以包含其他材料。作为其他材料，能够举出促进发光性客体的发光的辅助掺杂剂等。
主客体膜的膜厚优选为20nm以下，更优选为10～20nm。并且，膜厚优选设为测定发光的测定设备的测定波长的1/20以下。
主客体膜优选被支撑于基板。关于该基板，并无特别限制，只要是从以往一直用于有机发光元件等的基板即可，例如能够使用由玻璃、熔融二氧化硅、透明塑料、石英(熔融二氧化硅)、硅等构成的基板。
[取向指数的导出方法的各工序]
接着，对本发明的取向指数的导出方法的各工序进行说明。
本发明的取向指数的导出方法具有：第1工序，导出利用发光光谱的峰强度、发光性客体的取向指数及函数来制作出空间时能够描述包含在该空间的绘图的函数ξ，并利用函数ξ预先制作出峰强度ISP与取向指数的关系式，所述发光光谱是针对包含主体和分散于主体中的发光性客体的膜，在相对于该膜界面的法线的角度为40～60°的范围内一边连续改变入射角度一边照射激发光时观测到的；及第2工序，针对包含主体和分散于主体中的发光性客体的膜，在相对于该膜界面的法线的角度为40～60°的范围内一边连续改变入射角度一边照射激发光来观测发光光谱，并将所述发光光谱的峰强度代入关系式ISP，由此导出所述发光性客体的取向指数。
本发明的第1工序中所使用的主客体膜是作为用于制作出峰强度ISP与取向指数的关系式的模型的膜，可以是实际的主客体膜，也可以是将迁移偶极子视为发光性客体分子的相似模型。相似模型的发光光谱(后述“辐射图案”)能够通过光子模式密度模拟(基于模拟的角度依赖PL测定)来获取，该光子模式密度模拟能够使用市售的软件(例如FLUXiM AG制：setfos 3.4)来进行。
关于通过一边连续改变入射角度一边对主客体膜的膜界面照射激发光来观测到的发光光谱，换言之是表示发光强度的入射角度依赖性的发光光谱。本说明书中，将一边连续改变入射角度一边对该主客体膜的膜界面照射激发光来观察发光光谱这一内容称为角度依赖PL测定，并将通过角度依赖PL测定获得的发光光谱称为“辐射图案”。并且，本发明中，“在相对于膜界面的法线的角度为40～60°的范围内，一边连续改变入射角度一边照射激发光时观测到的发光光谱”及“在相对于膜界面的法线的角度为40～60°的范围内，一边连续改变入射角度一边照射激发光来观测发光光谱”的“发光光谱”是辐射图案中入射角度在40～60°的范围内的发光光谱，该“发光光谱的峰强度”是指入射角度在40～60°的范围内的发光光谱的发光强度的最大值。本说明书中，有时将该入射角度在40～60°的范围内的发光光谱的峰强度称为“峰强度Isp”或“在40～60°的峰强度”。
本发明中，照射于主客体膜的膜界面的“激发光”是在照射于主客体膜时，使该主客体膜发光的光，优选为TM模式((Transverse-Magnetic Mode：横磁模式)的激发光。关于激发光，例如在针对主客体膜观测的激发光谱中，能够使用对应于发光峰的波长范围内的光，更优选使用在该激发光谱中发光强度变最大的波长的光。
并且，关于一边连续改变入射角度一边照射激发光，如图1所示，具体而言是指在主客体膜1的界面1a上的任意部位设定法线z，将该部位(法线z的触点)作为入射位置，一边在x-z坐标上改变激发光的入射方向一边照射激发光，此处提及的“入射角度”是由该法线Lz与激发光的入射方向所成的角度θ。
使激发光入射的主客体膜1的界面1a可以是与空气的界面，也可以是与支撑主客体膜的基板的界面，优选为与基板2的界面。
本发明中“取向指数”是成为发光性客体的分子取向的指标的数值，只要能够根据该数值掌握发光性客体的分子取向的状态，则可以是任意数值。例如，能够将以每一取向方向上迁移偶极子的存在概率定义的数值用作取向指数，作为具体例，能够举出取向秩序参数S或由下述式(2)、(3)定义的Θv、Θh等。
取向秩序参数S由下述式(1)定义。
[数式2]
式(1)中，p是表示迁移偶极子的存在概率的记号，px表示沿膜界面的面内方向取向的迁移偶极子的存在概率，pz表示沿与膜界面的正交方向取向的迁移偶极子的存在概率，且px+py+pz＝1。另外，此处应考虑的迁移偶极子的各向异性是围绕z轴的单轴各向异性，因此设为px及py均表示沿膜界面的面内方向取向的迁移偶极子的存在概率，且px＝py≠pz。取向秩序参数S是具有-0.5～1.0的值域的数值，-0.5时，表示迁移偶极子的取向为完全的水平取向，0时，表示迁移偶极子的取向为随机，1时，迁移偶极子的取向为完全的垂直取向。主客体膜的取向秩序参数S的优选范围是-0.50～0.05，更优选为-0.50～-0.30，进一步优选为-0.50～-0.40。取向秩序参数S在上述范围内的主客体膜中发光性客体的水平取向度高，由此在构成有机发光元件的发光层时，能够获得较高的光提取效率。
Θv、Θh由下述式(2)、(3)定义。
[数式3]
式(2)、(3)中，关于px、py、pz的定义及说明，能够参考式(1)中px、py、pz的定义及说明。Θv表示在所有迁移偶极子中，沿膜界面的正交方向取向的迁移偶极子的比例，Θh表示在所有偶极子中，沿膜界面的面内方向取向的迁移偶极子的比例。
取向秩序参数与Θv具有由下述式(4)及(5)表示的关系，能够相互转换。
[数式4]
并且，Θv与Θh具有由下述式(6)及(7)表示的关系，通过利用该关系式和上述式(4)、(5)，取向秩序参数S与Θh也能够相互转换。
[数式5]
Θv＝1-Θh
(6)
Θh＝1-Θv
(7)
本发明中“函数”及“函数ξ”是通过随其值变化而峰强度ISP与取向指数的相关图变化的参数来定义的函数，“函数ξ”在进一步利用峰强度、发光性客体的取向指数及函数ξ制作时，能够描述包含在该空间的绘图。其中，函数是否能够描述包含在空间的绘图，能够以将包含在该空间的绘图连接成面的连续面是否为平滑的面为指标来判断。关于该具体判断方法，在后述[取向指数的导出方法的实施方式]中进行说明。函数ξ优选为将主客体膜的折射率norg、基板的折射率nsub、激发光的波长λ中的至少1个作为参数的函数。主客体膜、基板、空气的折射率能够通过椭圆偏振光谱仪测定。
并且，“利用峰强度ISP、发光性客体的取向指数及函数制作出的空间”是指由将分别表示峰强度ISP、取向指数及函数的各值的3根数线作为坐标轴的空间坐标形成的空间。
本发明的取向指数的导出方法中，在第1工序中，利用通过制作出如上述的空间来导出的函数ξ，预先制作出峰强度ISP与发光性客体的取向指数的关系式。而且，在第2工序中，将通过主客体膜的角度依赖PL测定获取的在40～60°的峰强度代入关系式ISP，从而导出发光性客体的取向指数。
如此，根据本发明，能够通过极其简单的计算导出主客体膜的发光性客体的取向指数，因此谁都能够简单地调查该发光性客体的分子取向的状态。因此，能够大力推进性能优异的有机发光元件的开发。
[取向指数的导出方法的实施方式]
接着，以作为取向指数导出取向秩序参数S的情况为例，对本发明的取向指数的导出方法进行说明。然而，本发明中取向指数的导出方法并不应根据以下的具体例进行限定性解释。
本实施方式中，利用将迁移偶极子视为发光性客体分子的主客体膜的相似模型，并通过使用软件setfos 3.4的光子模式密度模拟来获取该辐射图案。主客体膜设置于基板上，从主客体膜与基板的界面入射激发光，并观测来自位于主客体膜的膜厚的1/2的位置的迁移偶极子的发光。并且，将主客体膜的厚度d设定为20nm，将基板的折射率nsub设定为与玻璃的折射率相同的1.524，利用上述式(4)转换软件的变量参数Θv来求出取向秩序参数Ssim。
首先，作为辐射图案的典型例，将基于如下情况下的模拟的辐射图案示于图2，即一边将入射角度θ在0～89°的范围内改变，一边对取向秩序参数S在-0.5～0.05的范围内不同的各主客体膜照射激发光。其中，将主客体膜的折射率norg设定为1.6，将激发光的波长λ设定为400nm。
若观察图2的各辐射图案，则可知，各辐射图案均在入射角度θ为40～60°的范围内出现发光峰，并且该发光峰的峰强度随着取向秩序参数S的增加而显著增加。由此可知，辐射图案中在40～60°的峰强度作为确定取向秩序参数S的变量而有效。
以此为前提，本实施方式中，在第1工序中，制作出辐射图案中在40～60°的峰强度ISP与取向秩序参数S的关系式，在第2工序中，利用该关系式来导出主客体膜的取向秩序参数S。以下，对各工序的顺序进行详细说明。
(第1工序)
在第1工序中，首先，针对成为模型的主客体膜，利用在相对于膜界面的法线的角度为40～60°的范围内，一边连续改变入射角度一边照射激发光时观测的发光光谱(辐射图案中在40～60°的范围内的发光光谱)的峰强度ISP、发光性客体的取向指数、函数制作出空间。其中，本实施方式中的取向指数是取向秩序参数S。
按每一个函数的值获取多个将辐射图案的在40～60°的峰强度ISP作为横轴，将取向秩序参数Ssim作为纵轴的Ssim-ISP散点图，并按该函数的值的顺序排列，由此能够制作出该空间。
其中，函数是通过随其值变化而峰强度ISP与取向指数的相关图变化的参数来定义的函数，优选将主客体膜的折射率norg、基板的折射率nsub、激发光的波长λ中的至少1个作为参数的函数。作为函数的具体例，能够举出由下述式(8)表示的函数ξ1、由下述式(9)表示的函数ξ2等。并且，将利用由式(8)表示的函数ξ1，通过模拟制作出的Ssim-ISP-ξ1空间示于图3，并将利用由式(9)表示的函数ξ2，通过模拟制作出的Ssim-ISP-ξ2空间示于图4。
[数式6]
ξ1/(norg-nair) (8)
ξ2＝[(norg-nair)]-2 (9)
接着，导出能够描述包含在制作出的空间的绘图的函数ξ。函数是否能够描述包含在空间的绘图，例如能够以使包含在该空间内的绘图连续的连续面是否为平滑的面为指标来判断。本实施方式中，使多个Ssim-ISP散点图连续的连续面为平滑的曲面时，判断该函数能够描述包含在空间的绘图。
其中，若比较图3、图4，则可知，假设使图3所示的Ssim-ISP-ξ1空间的Ssim-ISP散点图连续的连续面时，该连续面具有凹面和凸面而未构成平滑的曲面。相对于此，根据图4所示的Ssim-ISP-ξ2空间的Ssim-ISP散点图假设的连续面成为平滑的曲面。由此可知，函数ξ1及函数ξ2中，优选利用函数ξ2来制作出关系式。
接着，利用函数ξ2来制作出峰强度ISP与取向秩序参数S的Scalc-ISP-ξ2关系式。将形成于制作出的空间内的散点图的形状与由已知函数表示的相关图作对比，其中将表示形状与散点图相近的相关图的函数以绘制在散点图的方式修饰，由此能够制作出关系式。
例如，关于图4所示的Ssim-ISP-ξ2空间，能够按以下的顺序制作出关系式。
首先，为了导出表示峰强度ISP与取向秩序参数S之间的关系的Scalc-ISP关系式，将Ssim-ISP-ξ2空间从Ssim-ISP坐标平面侧(右侧面侧)观察的散点图在图5的坐标上以绘图表示。其中，若观察图5，则可知峰强度ISP与取向秩序参数S的Ssim-ISP散点图形成为sigmoid状的曲线。因此，若在Ssim-ISP散点图中将sigmoid函数以拟合的方式修饰，则能够导出下述式(10)的Scalc-ISP关系式。若将由式(10)表示的相关图在图5的坐标上表示为sigmoid曲线，则可知由式(10)表示的sigmoid曲线与基于模拟的Ssim-ISP散点图较佳地一致。
[数式7]
[式(10)中，表示Isp为0时的的值，表示sigmoid曲线的最大值，表示为/2时的Isp，表示相对于Isp的增加率。]
接着，将图4所示的Ssim-ISP-ξ2空间从Isp-ξ2坐标平面侧(上面侧)观察并将该b、m、h、r(其中，省略下标“ξ2、d、nsub”)绘图在坐标上的图(散点图)示于图6。从图6可知，b、m、h、r分别对函数ξ2示出指数函数状的依赖性。因此，若将指数函数以拟合在各散点图的方式修饰，则能够导出将函数ξ2作为变量的下述式(11)～(14)的关系式。若将由该式(11)～(14)表示的相关图在图6的坐标上以线图表表示，则可知由该式(11)～(14)表示的图表与基于模拟的散点图较佳地一致。
[数式8]
[式(11)～(14)中，ξ2是以下述式(15)算出的值，
分别表示常数。]
ξ2＝[(norg-nair)]-2 (15)
[式(15)中，norg表示包含主体和分散于主体中的发光性客体的膜的折射率，nair表示空气的折射率。]
其中，式(11)～(14)中的a、a'、a”、a”、k、k'、k”、k”'、c'、c”、c”'、e、e”'及e”'(其中，省略下标“d,nsub”)是根据基板的折射率nsub和膜厚d确定的常数。将各常数的具体数值示于表1。
[表1]
并且，将通过式(10)的Scalc-ISP关系式，利用式(11)～(15)的各关系式形成的Scalc-ISP-ξ2面与图4所示的Ssim-ISP-ξ2空间重叠而制作出的S-ISP-ξ2空间示于图7。如图7所示，Scalc-ISP-ξ2面与基于模拟的Ssim-ISP-ξ2空间的散点图很好地重叠。由此可知，通过利用式(10)的Scalc-ISP关系式和式(11)～(15)的各关系式，能够精确地再现通过模拟获得的取向秩序参数Ssim。
(第2工序)
在第2工序中，对成为取向指数的导出对象的主客体膜，在相对于该膜界面的法线的角度为40～60°的范围内，一边连续改变入射角度一边照射激发光来观测发光光谱(辐射图案中在40～60°的范围内的发光光谱)，并将该发光光谱的峰强度代入关系式ISP，由此导出发光性客体的取向指数。
本实施方式中，利用将式(11)～(15)代入的式(10)的Scalc-ISP关系式，将所观测的辐射图案中在40～60°的峰强度代入Scalc-ISP关系式的ISP且将对应数值代入参数，由此算出包含在主客体膜的发光性客体的取向秩序参数S。
如上所示，以由式(10)表示的Scalc-ISP关系式和式(11)～(15)的各关系式表示的Scalc-ISP-ξ2面与通过模拟获得的空间内的Ssim-ISP-ξ2散点图较佳地一致，因此通过如上述的计算，能够精确地导出该发光性客体的取向秩序参数S，并根据该导出的取向秩序参数S而能够可靠地获知发光性客体的分子取向的状态。
＜计算机程序＞
接着，对本发明的计算机程序进行说明。
本发明的计算机程序的特征在于通过本发明的取向指数的导出方法，根据观测到的发光光谱的峰强度来导出取向指数。
关于本发明的取向指数的导出方法的说明和优选范围、具体例，能够参考＜取向指数的导出方法＞一栏中的记载。根据该计算机程序，通过将观测到的峰强度和特定参数的值代入峰强度Isp与取向指数的关系式的这一简单的运算步骤，就能够导出主客体膜的取向指数。
＜装置＞
接着，对本发明的装置进行说明。
本发明的装置的特征在于具有：角度依赖光致发光测定设备(角度依赖PL测定设备)、及根据通过该测定设备观测到的发光光谱的峰强度，并通过本发明的取向指数的导出方法来导出取向指数的软件。
关于本发明的取向指数的导出方法的说明和优选范围、具体例，能够参考＜取向指数的导出方法＞一栏中的记载。
角度依赖光致发光测定设备在相对于该膜界面的法线的角度为40～60°的范围内，一边连续改变入射角度一边对成为取向指数的导出对象的膜照射激发光来观测发光光谱。
例如，如图8所示，角度依赖光致发光测定设备具有设置有配置了成为取向指数的导出对象的膜1的基板2的旋转台101、对所设置的膜1照射激发光的激发光源102、接收从膜1辐射出的光并测定发光光谱的光检测部103。光检测部103构成为从取向指数的导出对象(膜)侧依次配置有长通滤波器、偏振器、准直器、分光器。
该角度依赖光致发光测定设备中，将设置有膜1的基板2设置成基板2的表面与旋转台101的设置面正交。由此，通过旋转台的旋转，从激发光源入射于膜的激发光的入射角度连续变化，而在光检测部中，能够获取表示发光强度的入射角度依赖性的发光光谱(辐射图案)。
在本发明的装置中，能够用一台进行主客体膜的角度依赖PL测定、及根据通过该角度依赖PL测定获取的峰强度ISP进行的取向指数的导出，因此能够简化取向指数的导出所涉及的操作，并能够有效进行主客体膜的取向指数的调查。
并且，通过该装置，例如为了通过式(10)的Scalc-ISP关系式，并利用式(11)～(15)的各关系式来导出取向秩序参数S，预先使软件读取表1所记载的常数的对应关系，在调查取向指数时，输入取向指数的导出对象的基板的折射率(nsub)和膜厚(d)的数据、用设备测定的Isp。由此，能够简单地获取S取向秩序参数S。
实施例
以下，举出实施例对本发明的特征进行进一步具体的说明。以下所示材料、处理内容、处理顺序等能够在不脱离本发明的主旨的范围内适当变更。因此，本发明的范围不应被以下所示的具体例限定性解释。另外，利用软件(FLUXiM AG制：setfos 3.4)，并通过光子模式密度模拟进行了，主客体膜的取向秩序参数S的计算。
(实施例1)
关于10-[4-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基]-10H-吩噁嗪(PXZ-TRZ)分散于(3,3-二咔唑-9-基)联苯(mCBP)中的主客体膜、2,6-双(4-(10H-吩噁嗪-10-基)苯基)苯并[1,2-d：5,4-d']双(噁唑)(cis-BOX 2)分散于4,4'-双(N-咔唑基)-1,1'-联苯(CBP)中的主客体膜、9-[4-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基]-N3,N3,N6,N6-四苯基-9H-咔唑-3,6-二胺(DACT-II)分散于CBP中的主客体膜，将利用由式(10)表示的Scalc-ISP关系式、由式(11)～(15)表示的各关系式及表2所示参数的数值，算出取向秩序参数Scalc的结果、对这些主客体膜分析的取向秩序参数S示于表2。
[表2]
表2中，参考文献[1]是Chem.Mater.2014,26,3665–2671，参考文献[2]是Appl.Phys.Lett.2016,108,241106，参考文献[3]是Nat.Commun.2015,6,8476。
如表2所示，利用式(10)的Scalc-ISP关系式和式(11)～(15)的各关系式来形成的取向秩序参数Scalc与所报告的取向秩序参数较佳地一致。
产业上的可利用性
本发明的取向系数的导出方法中，通过将通过主客体膜的角度依赖PL测定来获取的在40～60°的峰强度ISP代入制作出的关系式的变量ISP的这一简单的分析就能够导出取向指数。因此，根据本发明，谁都能够简单地调查包含在主客体膜的发光性客体分子的取向状态，因此能够大力推进性能优异的有机发光元件的开发。因此，本发明的产业上的可利用性高。
标号说明
1-主客体膜(膜)，2-基板，101-旋转台，102-激发光源，103-光检测部。
Claims (15)
1.一种取向指数的导出方法，其具有：
第1工序，导出利用发光光谱的峰强度ISP、发光性客体的取向指数及函数来制作出空间时能够描述包含在该空间的绘图的函数ξ，并利用所述函数ξ预先制作出峰强度ISP与取向指数的关系式，所述发光光谱是针对包含主体和分散于主体中的发光性客体的膜，在相对于该膜界面的法线的角度为40～60°的范围内一边连续改变入射角度一边照射激发光时观测到的；及
第2工序，针对包含主体和分散于主体中的发光性客体的膜，在相对于该膜界面的法线的角度为40～60°的范围内一边连续改变入射角度一边照射激发光来观测发光光谱，并将所述发光光谱的峰强度代入所述关系式的ISP，由此导出所述发光性客体的取向指数。
2.根据权利要求1所述的取向指数的导出方法，其中，
所述取向指数为取向秩序参数S。
3.根据权利要求1或2所述的取向指数的导出方法，其中，
用于所述第1工序的膜是作为将迁移偶极子视为发光性客体分子的模型的膜。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的取向指数的导出方法，其中，
以模拟制作出所述空间。
5.根据权利要求4所述的取向指数的导出方法，其中，
所述模拟是光子模式密度模拟。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的取向指数的导出方法，其中，
所述关系式是sigmoid函数。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的取向指数的导出方法，其中，
所述函数ξ是将膜的折射率norg、空气的折射率nair及激发光的波长λ中的至少1个作为参数的值。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的取向指数的导出方法，其中，
将所述关系式与所述函数ξ建立关联的关系式在式中包含指数函数。
9.根据权利要求1所述的取向指数的导出方法，其中，
所述关系式是由下述式(1)表示的Isp的函数，
[数式1]
式(10)中，表示Isp为0时的的值，表示sigmoid曲线的最大值，表示为时的Isp，表示相对于Isp的增加率，是分别以下述式(11)～(14)算出的值，
式(11)～(14)中，ξ2是以下述式(15)算出的值， 分别表示常数，
ξ2＝[(norg-nair)]-2 (15)
式(15)中，norg表示包含主体和分散于主体中的发光性客体的膜的折射率，nair表示空气的折射率。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的取向指数的导出方法，其中，
所述膜的厚度为20nm以下。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的取向指数的导出方法，其中，
所述膜设置于基板上。
12.根据权利要求11所述的取向指数的导出方法，其中，
使激发光从所述膜的与基板的界面入射。
13.根据权利要求1～12中任一项所述的取向指数的导出方法，其中，
所述激发光是TM模式的激发光。
14.一种计算机程序，其通过权利要求1所述的方法，并根据所观测到的发光光谱的峰强度导出取向指数。
15.一种装置，其具有：
角度依赖光致发光测定设备；及
软件，通过权利要求1所述的方法，并根据通过该测定设备观测到的发光光谱峰强度导出取向指数。
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