DE112012001413T5 - Organisches Elektrolumineszenz-Element und Beleuchtungskörper - Google Patents

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Abstract

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein organisches Elektrolumineszenz-Element vorzuschlagen, das in der Lage ist, eine Beleuchtung auszuführen, bei der sich eine Person unabhängig von einer Änderung in der Leuchtdichte von ausgestrahltem Licht wohlfühlt. Das organische Elektrolumineszenz-Element gemäß der vorliegenden Erfindung ist aus mehreren gestapelten Schichten gebildet. Das organische Elektrolumineszenz-Element hat solche Eigenschaften, dass in einem Bereich von 100 cd/m2 bis einschließlich 6000 cd/m2 eine Farbtemperatur des ausgestrahltem Lichts mit einer Erhöhung in der Leuchtdichte des ausgestrahlten Lichts in eine Richtung, die mit einer Richtung identisch ist, in die die mehreren Schichten gestapelt sind, zunimmt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein organisches Elektrolumineszenz-Element und einen Beleuchtungskörper, der das organische Elektrolumineszenz-Element enthält.
  • Stand der Technik
  • Organische Elektrolumineszenz-Elemente bzw. elektrolumineszente Elemente (organische Leuchtdioden) erwecken Aufmerksamkeit als Lichtquellen der nächsten Generation, die als Flachbildanzeigen, Hintergrundbeleuchtung für Flüssigkristallanzeigevorrichtungen, Lichtquellen zur Beleuchtung und dergleichen verwendet werden können, da sie zu einer Oberflächenemission bei hoher Leuchtdichte mit geringer Spannung imstande sind.
  • Patentliteratur 1 offenbart ein Beispiel herkömmlicher organischer Elektrolumineszenz-Elemente. In diesem organischen Elektrolumineszenz-Element besteht eine Leuchtschicht aus einer lochtransportierenden Leuchtschicht, in der ein lochtransportierendes Material, dem ein erstes fluoreszierendes Material hinzugefügt ist, als Matrix dient, und einer elektronentransportierenden Leuchtschicht, in der ein elektronentransportierendes Material, dem ein zweites fluoreszierendes Material hinzugefügt ist, als Matrix dient. Die lochtransportierende Leuchtschicht und die elektronentransportierende Leuchtschicht werden veranlasst, Licht gleichzeitig auszustrahlen, so dass die Farbe von Licht, das von diesen Leuchtschichten ausgestrahlt wird, als eine gemischte Farbe wahrgenommen wird, wobei sowohl das erste fluoreszierende Material der lochtransportierenden Leuchtschicht wie auch das zweite fluoreszierende Material der elektronentransportierenden Leuchtschicht jeweils aus zwei oder mehr Arten von fluoreszierenden Materialien bestehen, so dass das Emissionsspektrum von Licht mit einer Farbe, das aus der lochtransportierenden Leuchtschicht ausgestrahlt wird, ungefähr dasselbe wie jenes von Licht mit einer Farbe ist, das aus der elektronentransportierenden Leuchtschicht ausgestrahlt wird. Die Wellenlängen der Fluoreszenzspitze dieser zwei oder mehr Arten von fluoreszierendem Material in einem festen Zustand unterscheiden sich voneinander. Das organische elektrolumineszente Element, das in Patentliteratur 1 offenbart ist, wird vom Standpunkt einer Vermeidung einer Änderung in der Chromatizität der Farbe von ausgestrahltem Licht vorgeschlagen, die mit einer Änderung in der angelegten Strommenge oder dem Verstreichen einer Ausstrahlungszeit einhergeht.
  • Liste der Zitate
  • Patentliteratur
    • Patentliteratur 1: JP 3589960 B
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Übrigens wird die Leuchtdichte von Licht, das aus einem organischen elektrolumineszenten Element ausgestrahlt wird, einer Situation entsprechend eingestellt, in der das Element verwendet wird. In der Vergangenheit wurde nicht ausreichend untersucht, wie das organische elektrolumineszente Element zu gestalten ist, um eine Beleuchtung bereitzustellen, die eine Person wohlfühlen lässt, selbst wenn die Leuchtdichte verändert ist. Die gegenwärtigen Erfinder haben sich erneut auf dieses Problem konzentriert und dieses untersucht. Bisher wurden keine organischen elektrolumineszenten Elemente zur Lösung dieses Problems entwickelt.
  • Zur Entwicklung eines solchen organischen elektrolumineszenten Elements ist vermutlich ein organisches elektrolumineszentes Element einzeln so zu gestalten, dass es eine Leuchtdichte und eine Farbtemperatur von ausgestrahltem Licht hat, die seinem Zweck dienen. In diesem Fall jedoch sind zur Erfüllung verschiedener Zwecke zahlreiche organische elektrolumineszente Elemente notwendig. Dies bewirkt eine Erhöhung in Materialkosten, Entwicklungskosten und Taktzeit, die beim Wechsel von Produktarten auftritt. Somit besteht das Problem, dass es schwierig ist, Produktionskosten zu senken. Zusätzlich wäre ein Benutzer gezwungen, ein passendes aus einer Vielzahl von Produkten gemäß dem Anwendungsbereich zu wählen.
  • Angesichts der oben genannten Unzulänglichkeit, hat die vorliegende Erfindung zum Ziel, ein organisches Elektrolumineszenz-Element vorzuschlagen, das in der Lage ist, eine Beleuchtung zu erreichen, bei der sich eine Person wohlfühlt, unabhängig von einer Änderung in der Leuchtdichte gemäß dem Anwendungsbereich; wie auch einen Beleuchtungskörper, der dieses organische Elektrolumineszenz-Element enthält.
  • Problemlösung
  • Das organische Elektrolumineszenz-Element gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem Leuchtdichtenbereich von Licht, das in eine Vorwärtsrichtung ausgestrahlt wird, von 100 cd/m2 bis einschließlich 6000 cd/m2, eine Farbtemperatur von ausgestrahltem Licht mit einer Erhöhung in der Leuchtdichte zunimmt.
  • Im organischen Elektrolumineszenz-Element gemäß der vorliegenden Erfindung, ist bevorzugt, dass, wenn die Leuchtdichte, des in die Vorwärtsrichtung ausgestrahlten Lichts in einen Bereich von 100 cd/m2 bis einschließlich 5000 cd/m2 fällt, eine Differenz zwischen einem Maximum und einem Minimum der Farbtemperatur des ausgestrahlten Lichts gleich 500 K oder mehr ist.
  • Im organischen Elektrolumineszenz-Element gemäß der vorliegenden Erfindung, ist bevorzugt, dass, wenn die Leuchtdichte, des in die Vorwärtsrichtung ausgestrahlten Lichts in einen Bereich von 500 cd/m2 bis einschließlich 3000 cd/m2 fällt, die Farbtemperatur des ausgestrahlten Lichts in einen weißen Bereich fällt, der durch JIS 29112 definiert ist.
  • Im organischen Elektrolumineszenz-Element gemäß der vorliegenden Erfindung, ist bevorzugt, dass in einem XY-Chromatizitätsdiagramm im CIE 1931 XYZ Farbraum, eine Stelle, die eine Änderung in einer Farbe des ausgestrahlten Lichts in Verbindung mit einer Erhöhung der Leuchtdichte des ausgestrahlten Lichts darstellt, eine Schwarzkörperstelle quert.
  • Das organische Elektrolumineszenz-Element gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine erste Elektrode, eine erste Leuchteinheit, eine Zwischenschicht, eine zweite Leuchteinheit und eine zweite Elektrode, die in dieser Reihenfolge gestapelt sind. Die erste Leuchteinheit enthält eine Leuchtschicht des blauen Bereichs, die zum Ausstrahlen von blauem Licht gestaltet ist, und eine erste Leuchtschicht des grünen Bereichs, die zum Ausstrahlen von grünem Licht durch Fluoreszenz gestaltet ist. Die zweite Leuchteinheit enthält eine Leuchtschicht des roten Bereichs, die zum Ausstrahlen von rotem Licht gestaltet ist, und eine zweite Leuchtschicht des grünen Bereichs, die zum Ausstrahlen von grünem Licht durch Phosphoreszenz gestaltet ist. Ein Verhältnis einer Dicke der Leuchtschicht des roten Bereichs zu einer Dicke der zweiten Leuchtschicht des grünen Bereichs fällt in einen Bereich von 2 bis 30%.
  • Vorzugsweise fällt die Dicke der zweiten Leuchtschicht des grünen Bereichs in einen Bereich von 10 nm bis 40 nm.
  • Der Beleuchtungskörper gemäß der vorliegenden Erfindung enthält das oben genannte organische Elektrolumineszenz-Element.
  • Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung kann eine Beleuchtung ausführen, bei der sich eine Person wohlfühlt, unabhängig von einer Änderung in der Leuchtdichte von ausgestrahltem Licht entsprechend einem Anwendungsbereich.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch die Schichtstruktur eines organischen Elektrolumineszenz-Elements in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ist ein Schema eines geschätzten Mechanismus, das einen Mechanismus zeigt, der als Ursache für das Auftreten eines Abfalls in der Emissionsintensität in einem grünen Bereich angenommen wird;
  • 3 ist eine Querschnittsansicht, die einen Beleuchtungskörper in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 4 ist eine in Einzelteile aufgelöste perspektivische Ansicht des Beleuchtungskörpers;
  • 5 ist eine in Einzelteile aufgelöste perspektivische Ansicht, die eine Einheit im Beleuchtungskörper zeigt;
  • 6 ist eine Graphik, die ein Ergebnis einer Untersuchung eines Verhältnisses zwischen der Leuchtdichte von Licht, das in die Vorwärtsrichtung ausgestrahlt wird, und einer Farbtemperatur des ausgestrahlten Lichts in Bezug auf das organische Elektrolumineszenz-Element des vorliegenden Beispiels zeigt; und
  • 7 ist eine Graphik, die ein Ergebnis einer Darstellung einer Änderung in der Farbe von ausgestrahltem Licht, die von einer Änderung in der Leuchtdichte von Licht begleitet ist, das aus dem organischen Elektrolumineszenz-Element des vorliegenden Beispiels in die Vorwärtsrichtung ausgestrahlt wird, und einer Schwarzkörperstelle in einem XY-Chromatizitätsdiagramm im CIE 1931 XYZ Farbraum zeigt.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • 1 zeigt schematisch ein Beispiel der Struktur des organischen elektrolumineszenten Elements (der organischen Leuchtdiode) in der vorliegenden Ausführungsform. Das organische elektrolumineszente Element 1 ist als ein Multieinheiten-Element definiert, das eine erste Leuchteinheit 11, eine zweite Leuchteinheit 12 und eine Zwischenschicht 13 enthält, die zwischen der ersten Leuchteinheit 11 und der zweiten Leuchteinheit 12 eingefügt ist.
  • Das organische Elektrolumineszenz-Element bzw. elektrolumineszente Element 1 hat eine Struktur, in der ein Substrat 14, eine erste Elektrode 15, die erste Leuchteinheit 11, die Zwischenschicht 13, die zweite Leuchteinheit 12 und eine zweite Elektrode 16 in dieser Reihenfolge gestapelt sind.
  • Es ist bevorzugt, dass das Substrat 14 lichtdurchlässig (transparent oder transluzent) ist. Das Substrat 14 kann farblos und transparent oder leicht gefärbt sein. Das Substrat 14 kann das Aussehen von Milchglas haben.
  • Beispiele für Material für das Substrat 14 enthalten transparentes Glas wie Kalknatronglas und alkalifreies Glas; und Kunststoff wie Polyesterharz, Polyolefinharz, Polyamidharz, Epoxyharz und Harz auf Fluorbasis. Die Form des Substrats 14 kann eine Dünnfilmform oder eine plattenartige Form sein.
  • Es ist auch bevorzugt, dass das Substrat 14 einen Lichtstreuungseffekt hat. Beispiele für die Struktur dieses Substrats 14 enthalten eine Struktur, die eine Matrixphase und Partikel, ein Pulver, Blasen oder dergleichen enthält, die in dieser Matrixphase dispergiert sind und einen anderen Brechungsindex als die Matrixphase haben; eine Struktur, in der eine Formungsbearbeitung zur Verbesserung der Lichtstreuung an der Oberfläche ausgeführt wird; und eine Struktur, in der ein Lichtstreuungsfilm oder Mikrolinsenfilm an der Oberfläche eines Substrats zur Verbesserung der Lichtstreuung angeordnet ist.
  • Wenn es nicht notwendig ist, dass das Substrat 14 Licht durchlässt, das aus dem organischen elektrolumineszenten Element 1 ausgestrahlt wird, muss das Substrat 14 nicht lichtdurchlässig sein. In diesem Fall gibt es keine bestimmte Einschränkung bezüglich des Materials für das Substrat 14, solange das Element seine Emissionseigenschaften, Lebensdauermerkmale und dergleichen nicht verliert. Es ist jedoch vom Standpunkt der Unterdrückung einer Temperaturerhöhung im Element bevorzugt, dass das Substrat 14 aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet ist, wie aus einer Metallfolie aus Aluminium.
  • Die erste Elektrode 15 dient als Anode. Die Anode des organischen elektrolumineszenten Elements 1 ist die Elektrode zum Injizieren von Löchern in eine Leuchtschicht 2. Es ist bevorzugt, dass die erste Elektrode 15 aus einem Material wie einem Metall, einer Legierung oder elektrisch leitenden Verbindung, das bzw. die eine große Austrittsarbeit hat, oder einem Gemisch davon gebildet ist. Insbesondere ist bevorzugt, dass die erste Elektrode 15 aus einem Material mit einer Austrittsarbeit von 4 eV oder mehr gebildet ist. Mit anderen Worten, es ist bevorzugt, dass die Austrittsarbeit der ersten Elektrode 15 größer oder gleich 4 eV ist. Beispiele für ein Material zur Bildung dieser ersten Elektrode 15 enthalten Metalloxide wie ITO (Indiumzinnoxid), SfO2, ZnO und IZO (Indiumzinkoxid). Die erste Elektrode 15 kann mit einem geeigneten Verfahren wie Vakuumdampfabscheidung, Sputtern oder Beschichten, unter Verwendung dieser Materialien gebildet werden. Wenn die erste Elektrode 15 Licht durchlassen soll, das aus dem organischen elektrolumineszenten Element 1 ausgestrahlt wird, ist bevorzugt, dass die Lichtdurchlässigkeit der ersten Elektrode 15 größer oder gleich 70% ist, und es ist bevorzugter, dass sie größer oder gleich 90% ist. Ferner ist bevorzugt, dass der Schichtwiderstand der ersten Elektrode 15 kleiner oder gleich mehreren hundert Ω/☐ ist und es ist besonders bevorzugt, dass er kleiner oder gleich 100 Ω/☐ ist. Die Dicke der ersten Elektrode 15 wird passend so gewählt, dass Eigenschaften wie die Lichtdurchlässigkeit und der Schichtwiderstand der ersten Elektrode 15 ungefähr gewünschte Werte sind. Obwohl sich die günstige Dicke der ersten Elektrode 15 abhängig vom Material ändert, das die erste Elektrode 15 bildet, kann die Dicke der ersten Elektrode 15 als kleiner oder gleich 500 nm gewählt werden und vorzugsweise im Bereich von 10 nm bis 300 nm gewählt werden.
  • Es ist bevorzugt, dass eine Lochinjektionsschicht auf der ersten Elektrode 15 angeordnet wird, um Löcher von der ersten Elektrode 15 in die Leuchtschicht 2 bei einer verringerten Spannung zu injizieren. Beispiele für das Material zur Bildung der Lochinjektionsschicht enthalten ein leitendes Polymer wie PEDOT/PSS oder Polyanilin, ein leitendes Polymer, das mit einem beliebigen Akzeptor oder dergleichen dotiert ist, und ein Material mit Leitfähigkeit und einer lichtdurchlässigen Eigenschaft, wie Kohlenstoffnanoröhren, CuPc (Kupferphthalocyanin), MTDATA[4,4',4''-Tris(3-methylphenylphenylamino)tri-phenylamin], TiOPC (Titanylphthalocyanin) und amorphen Kohlenstoff. Wenn die Lochinjektionsschicht zum Beispiel aus einem leitenden Polymer gebildet ist, wird das leitende Polymer zu einer Tintenform verarbeitet und dann mit einem Verfahren wie Beschichten oder Drucken zu einem Film zur Bildung der Lochinjektionsschicht gebildet. Wenn die Lochinjektionsschicht zum Beispiel aus einem niedermolekularen organischen Material oder einer anorganischen Substanz gebildet ist, wird die Lochinjektionsschicht mit einem Vakuumdampfabscheidungsverfahren oder dergleichen gebildet.
  • Die zweite Elektrode 16 dient als Kathode. Die Kathode des organischen elektrolumineszenten Elements 1 ist die Elektrode zum Injizieren von Elektronen in die Leuchtschicht 2. Es ist bevorzugt, dass die zweite Elektrode 16 aus einem Material wie einem Metall, einer Legierung, oder elektrisch leitenden Verbindung, das bzw. die eine kleine Austrittsarbeit hat, oder einem Gemisch davon gebildet ist. Insbesondere ist bevorzugt, dass die zweite Elektrode 16 aus einem Material mit einer Austrittsarbeit von 5 eV oder weniger gebildet ist. Mit anderen Worten, es ist bevorzugt, dass die Austrittsarbeit der zweiten Elektrode 16 kleiner oder gleich 5 eV ist. Beispiele für ein Material zur Bildung einer solchen zweiten Elektrode 16 enthalten Al, Ag und MgAg. Die zweite Elektrode 16 kann aus einem Al/Al2O3-Gemisch oder dergleichen gebildet sein. Wenn die zweite Elektrode 16 Licht durchlassen soll, das aus dem organischen elektrolumineszenten Element 1 ausgestrahlt wird, ist bevorzugt, dass die zweite Elektrode 16 aus mehreren Schichten besteht und dass ein Teil der mehreren Schichten aus einem transparenten leitenden Material, wie zum Beispiel ITO, IZO und dergleichen gebildet ist. Die zweite Elektrode 16 kann mit einem passenden Verfahren, wie Vakuumdampfabscheidung oder Sputtern, unter Verwendung dieser Materialien gebildet werden. Wenn die erste Elektrode 15 Licht durchlassen soll, das aus dem organischen elektrolumineszenten Element 1 ausgestrahlt wird, ist bevorzugt, dass die Lichtdurchlässigkeit der zweiten Elektrode 16 10% oder weniger ist. Wenn jedoch die zweite Elektrode 16 Licht durchlassen soll, das aus dem organischen elektrolumineszenten Element 1 ausgestrahlt wird, ist bevorzugt, dass die Lichtdurchlässigkeit der zweiten Elektrode 16 70% oder mehr ist. Die Dicke der zweiten Elektrode 16 wird passend so gewählt, dass Eigenschaften wie die Lichtdurchlässigkeit und der Schichtwiderstand der zweiten Elektrode 16 ungefähr gewünschte Werte sind. Obwohl sich die günstige Dicke der zweiten Elektrode 16 abhängig vom Material ändert, das die zweite Elektrode 16 bildet, kann die Dicke der zweiten Elektrode 16 kleiner oder gleich 500 nm gewählt werden, und vorzugsweise im Bereich von 20 nm bis 300 nm gewählt werden.
  • Es ist bevorzugt, dass eine Elektroneninjektionsschicht auf der zweiten Elektrode 16 angeordnet wird, um Elektronen aus der zweiten Elektrode 16 in die Leuchtschicht 2 bei einer verringerten Spannung zu injizieren. Beispiele für das Material zur Bildung der Elektroneninjektionsschicht enthalten ein Alkalimetall, Alkalimetallhalogenide, Alkalimetalloxide, Alkalimetallkarbonate, ein Erdalkalimetall und eine Legierung, die diese Metalle enthält. Besondere Beispiele dafür enthalten Natrium, eine Natriumkaliumlegierung, Lithium, Lithiumfluorid, Li2O, Li2CO3, Magnesium, MgO, ein Magnesium-Indium-Gemisch, eine Aluminiumlithiumlegierung und ein Al/LiF-Gemisch. Die Elektroneninjektionsschicht kann durch eine organische Schicht gebildet werden, die mit einem Alkalimetall wie Lithium, Natrium, Cäsium oder Kalzium, einem Erdalkalimetall oder dergleichen dotiert ist.
  • Die erste Leuchteinheit 11 enthält die Leuchtschicht 2. Die erste Leuchteinheit 11 kann ferner nach Bedarf eine Lochtransportschicht 3, eine Elektronentransportschicht 4, usw. enthalten. Die zweite Leuchteinheit 12 enthält auch eine Leuchtschicht 2. Die zweite Leuchteinheit 12 kann ferner nach Bedarf auch eine Lochtransportschicht 3, eine Elektronentransportschicht 4, usw. enthalten. Jede Leuchteinheit hat eine geschichtete Struktur aus zum Beispiel der Lochtransportschicht 3/einer oder mehreren Leuchtschichten 2/der Elektronentransportschicht 4.
  • In dieser Ausführungsform enthält die erste Leuchteinheit 11 als die Leuchtschichten 2 eine Leuchtschicht des blauen Bereichs 21 und eine Leuchtschicht des grünen Bereichs 22 (eine erste Leuchtschicht des grünen Bereichs 22), die Fluoreszenz erzeugen. Die Leuchtschicht des blauen Bereichs 21 dient als Leuchtschicht 2, die zum Ausstrahlen von blauem Licht gestaltet ist, und die erste Leuchtschicht des grünen Bereichs 22 dient als die Leuchtschicht 2, die zum Ausstrahlen von grünem Licht gestaltet ist. Andererseits enthält die zweite Leuchteinheit 12 als die Leuchtschichten 2 eine Leuchtschicht des roten Bereichs 23 und eine Leuchtschicht des grünen Bereichs 24 (eine zweite Leuchtschicht des grünen Bereichs 24), die Phosphoreszenz aufweisen. Die Leuchtschicht des roten Bereichs 23 dient als die Leuchtschicht 2, die zum Ausstrahlen von rotem Licht gestaltet ist, und die zweite Leuchtschicht des grünen Bereichs 24 dient als die Leuchtschicht 2, die zum Ausstrahlen von grünem Licht gestaltet ist.
  • Jede Leuchtschicht 2 kann aus einem organischen Material (Wirtsmaterial) gebildet sein, das mit einer lumineszenten organischen Substanz (Dotierungsmittel) dotiert ist.
  • Es kann jedes Material, das aus einem elektronentransportierenden Material, einem lochtransportierenden Material und einem elektronentransportierenden und lochtransportierenden Material ausgewählt ist, als das Wirtsmaterial verwendet werden. Das elektronentransportierende Material und das lochtransportierende Material können gemeinsam als Wirtsmaterial verwendet werden. Das Wirtsmaterial kann so gebildet sein, dass es einen Konzentrationsgradienten im Inneren der Leuchtschicht 2 enthält. Zum Beispiel kann die Leuchtschicht 2 so gebildet sein, dass die Konzentration des lochtransportierenden Materials mit abnehmendem Abstand von der ersten Elektrode 15 im Inneren der Leuchtschicht 2 zunimmt und die Konzentration des elektronentransportierenden Materials mit abnehmendem Abstand von der zweiten Elektrode 16 zunimmt. Es gibt keine besondere Einschränkung bezüglich des elektronentransportierenden Materials und des lochtransportierenden Materials, das als Wirtsmaterial verwendet wird. Zum Beispiel kann das lochtransportierende Material passend aus Materialien gewählt werden, die die Lochtransportschicht 3, später beschrieben, bilden. Ferner kann das elektronentransportierende Material passend aus Materialien gewählt werden, die die Elektronentransportschicht 4, später beschrieben, bilden.
  • Beispiele für das Wirtsmaterial, das die erste Leuchtschicht des grünen Bereichs 22 bildet, enthalten Alq3 (tris(8-Oxochinolin)aluminium (III)), ADN und BDAF. Beispiele für das fluoreszierende Dotierungsmittel in der ersten Leuchtschicht des grünen Bereichs 22 enthalten C545T (CoumarinC545T; 10-2-(Benzothiazolyl)-2,3,6,7-tetrahydro-1,1,7,7-tetramethyl-1H,5H,11H-(1)benzopyropyrano(6,7,-8-ij)chinolizin-11-on)), DMQA, Coumarin6 und Rubren. Es ist bevorzugt, dass die Konzentration des Dotierungsmittels in der ersten Leuchtschicht des grünen Bereichs 22 im Bereich von 1 bis 20 Masse% liegt.
  • Beispiele für das Wirtsmaterial, das die zweite Leuchtschicht des grünen Bereichs 24 bildet, enthalten CBP, CzTT, TCTA, mCP und CDBP. Beispiele für das phosphoreszierende Dotierungsmittel in der zweiten Leuchtschicht des grünen Bereichs 24 enthalten Ir(ppy)3 (factris)(2-Phenylpyridin)iridium), Ir(ppy)2(acac) und Ir(mppy)3. Es ist bevorzugt, dass die Konzentration des Dotierungsmittels in der zweiten Leuchtschicht des grünen Bereichs 24 im Bereich von 1 bis 40 Masse% liegt.
  • Beispiele für das Wirtsmaterial, das die Leuchtschicht des roten Bereichs 23 bildet, enthalten CBP(4,4'-N,N'-Dicarbazolbiphenyl), CzTT, TCTA, mCP und CDBP. Beispiele für das Dotierungsmittel in der Leuchtschicht des roten Bereichs 23 enthalten Btp2Ir (acac)(bis(3-(2-(2-Pyridyl)benzothienyl)mono-acethylacetonat)iridium (III)), Bt2Ir(acac) und PtOEP. Es ist bevorzugt, dass die Konzentration des Dotierungsmittels in der Leuchtschicht des roten Bereichs 23 im Bereich von 1 bis 40 Masse% liegt.
  • Beispiele für das Wirtsmaterial, das die Leuchtschicht des blauen Bereichs 21 bildet, enthalten TBADN(2-t-Butyl-9,10-di(2-naphthyl)anthracen), ADN und BDAF. Beispiele für das Dotierungsmittel in der Leuchtschicht des blauen Bereichs 21 enthalten TBP(1-Tert-butyl-perylen), BCzVBi und Perylen. Beispiele für ein den Ladungstransfer förderndes Dotierungsmittel enthalten NPD(4,4'-bis[N-(Naphthyl)-N-phenyl-amino]biphenyl), TPD(N,N'-bis(3-Methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin) und Spiro-TAD. Es ist bevorzugt, dass die Konzentration des Dotierungsmittels in der Leuchtschicht des blauen Bereichs 21 im Bereich von 1 bis 30 Masse% liegt.
  • Jede Leuchtschicht 2 kann mit einem passenden Verfahren gebildet werden, für das Beispiele einen Trockenprozess wie Vakuumdampfabscheidung oder -transfer und einen Nassprozess wie Rotationsbeschichtung, Sprühbeschichtung, Lackbeschichtung oder Tiefdruck enthalten.
  • Das Material, das die Lochtransportschicht 3 (lochtransportierendes Material) bildet, wird passend aus einer Gruppe von Verbindungen mit lochtransportierender Eigenschaft gewählt. Es ist bevorzugt, dass das lochtransportierende Material eine Verbindung ist, die eine Eigenschaft zum Spenden von Elektronen hat und stabil ist, wenn sie einer Radikal-Kationisierung aufgrund einer Elektronenspende unterzogen wird. Beispiele für das lochtransportierende Material enthalten: Triarylamin-basierte Verbindungen, Aminverbindungen, die eine Carbazolgruppe enthalten, Aminverbindungen, die Fluorenderivate enthalten, und Starburst-Amine (m-MTDATA), wobei repräsentative Beispiele Polyanilin, 4,4'-bis[N-(Naphthyl)-N-phenyl-amino]biphenyl (α-NPD), N,N'-bis(3-Methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin (TPD), 2-TNATA, 4,4'-4''-tris(N-(3-Methylphenyl)N-phenylamino)triphenylamin (MTDATA), 4,4'-N,N'-Dicarbazolbiphenyl (CBP), spiro-NPD, spiro-TPD, spiro-TAD und TNB enthalten; und 1-TMATA, 2-TNATA, p-PMTDATA, TFATA oder dergleichen als TDATA-basiertes Material, wobei aber das lochtransportierende Material nicht auf diese beschränkt ist und jedes Lochtransportmaterial verwendet wird, das allgemein bekannt ist. Die Lochtransportschicht 3 kann mit einem passenden Verfahren wie Dampfabscheidung gebildet werden.
  • Es ist bevorzugt, dass das Material zur Bildung der Elektronentransportschicht 4 (elektronentransportierendes Material) eine Verbindung ist, die die Fähigkeit besitzt, Elektronen zu transportieren, Elektronen annehmen kann, die von der zweiten Elektrode 16 injiziert werden, und ausgezeichnete Elektroneninjektionswirkungen auf die Leuchtschicht 2 erzeugt, und ferner die Bewegung von Löchern zur Elektronentransportschicht 4 verhindert und im Sinne der Filmbildungsfähigkeit ausgezeichnet ist. Beispiele für das elektronentransportierende Material enthalten Alq3, Oxadiazolderivate, Starburst-Oxadiazol, Triazolderivate, Phenylchinoxalinderivate und Silolderivate. Spezifische Beispiele für das elektronentransportierende Material enthalten Fluoren, Bathophenanthrolin, Bathocuproin, Anthrachinodimethan, Diphenochinon, Oxazol, Oxadiazol, Triazol, Imidazol, Anthrachinodimethan, 4,4'-N,N'-Dicarbazolbiphenyl (CBP), usw. und Verbindungen davon, Metall-Komplexverbindungen und stickstoffhaltige, fünfgliedrige Ringderivate. Insbesondere enthalten Beispiele für Metall-Komplexverbindungen tris(8-Hydroxychinolinato)aluminium, tri(2-Methyl-8-hydroxychinolinato)aluminium, tris(8-Hydroxychinolinato)gallium, bis(10-Hydroxybenzo[h]chinolinato)beryllium, bis(10-Hydroxybenzo[h]chinolinato)zink, bis(2-Methyl-8-chinolinato)(o-cresolat)gallium, bis(2-Methyl-8-chinolinato)(1-naphtholat)aluminium und bis(2-Methyl-8-chinolinato)-4-phenylphenolato, sind aber nicht darauf beschränkt. Bevorzugte Beispiele für stickstoffhaltige, fünfgliedrige Ringderivate enthalten Oxazol-, Thiazol-, Oxadiazol-, Thiadiazol- und Triazolderivate und spezifische Beispiele dafür enthalten 2,5-bis(1-Phenyl)-1,3,4-oxazol, 2,5-bis(1-Phenyl)-1,3,4-thiazol, 2,5-bis(1-Phenyl)-1,3,4-oxadiazol, 2-(4'-tert-Butylphenyl)-5-(4''-biphenyl)1,3,4-oxadiazol, 2,5-bis(1-Naphthyl)-1,3,4-oxadiazol, 1,4-bis[2-(5-Phenylthiadiazolyl)]benzol, 2,5-bis(1-Naphthyl)-1,3,4-triazol und 3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-(4-t-butylphenyl)-1,2,4-triazol, sind aber nicht darauf beschränkt. Beispiele für das elektronentransportierende Material enthalten das Polymermaterial, das für das organische elektrolumineszente Polymerelement 1 verwendet wird. Beispiele für dieses Polymermaterial enthalten Polyparaphenylen und Derivate davon und Fluoren und Derivate davon. Es gibt keine besondere Einschränkung bezüglich der Dicke der Elektronentransportschicht 4 und diese wird zum Beispiel mit einer Dicke im Bereich von 10 bis 300 nm gebildet. Die Elektronentransportschicht 4 kann mit einem passenden Verfahren wie Dampfabscheidung gebildet werden.
  • Die Zwischenschicht 13 erfüllt die Funktion, zwei Leuchteinheiten in Reihe elektrisch zu verbinden. Es ist bevorzugt, dass die Zwischenschicht 13 hohe Transparenz hat und thermisch und elektrisch äußerst stabil ist. Die Zwischenschicht 13 kann aus einer Schicht gebildet werden, die eine Äquipotentialfläche, eine Ladungserzeugungsschicht oder dergleichen bildet. Beispiele für das Material für eine Schicht, die eine Äquipotentialfläche oder Ladungserzeugungsschicht bildet, enthalten: einen Dünnfilm aus Metall wie Ag, Au oder A1; Metalloxide wie Vanadiumoxid, Molybdänoxid, Rheniumoxid und Wolframoxid; einen transparenten leitenden Film wie ITO, IZO, AZO, GZO, ATO oder SnO2; ein so genanntes Laminat aus einem n-Typ Halbleiter und einem p-Typ Halbleiter; ein Laminat aus einem Metalldünnfilm oder transparenten leitenden Film, und entweder einen oder beide von einem n-Typ Halbleiter und einem p-Typ Halbleiter; ein Gemisch aus einem n-Typ Halbleiter und einem p-Typ Halbleiter; und ein Gemisch aus einem Metall und entweder einem oder beiden von einem n-Typ Halbleiter und einem p-Typ Halbleiter. Es gibt keine besondere Einschränkung bezüglich des n-Typ Halbleiters und des p-Typ Halbleiters und es werden beliebige gewählte Halbleiter verwendet. Der n-Typ Halbleiter und der p-Typ Halbleiter können entweder aus einem anorganischen Material oder einem organischen Material gebildet werden. Der n-Typ Halbleiter und der p-Typ Halbleiter können ein Gemisch aus einem organischen Material und einem Metall; eine Kombination aus einem organischen Material und einem Metalloxid; oder eine Kombination aus einem organischen Material und einem organischen Akzeptor/Donormaterial oder anorganischen Akzeptor/Donormaterial sein. Die Zwischenschicht 13 kann aus BCP:Li, ITO, NPD:MoO3, Liq:A1, oder dergleichen gebildet sein. BCP stellt 2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin dar. Zum Beispiel kann die Zwischenschicht 13 eine zweischichtige Konfiguration haben, die durch Anordnen einer ersten Schicht, die aus BCP:Li besteht, an der Anodenseite, und einer zweiten Schicht, die aus ITO besteht, an der Kathodenseite, erhalten wird. Es ist bevorzugt, dass die Zwischenschicht 13 eine Schichtstruktur wie Alq3/Li2O/HAT-CN6, Alq3/Li2O oder Alq3/Li2O/Alq3/HAT-CN6 hat.
  • Im organischen elektrolumineszenten Element 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, nimmt im Bereich der Leuchtdichte von Licht, das in eine Vorwärtsrichtung von 100 cd/m2 bis einschließlich 6000 cd/m2 ausgestrahlt wird, eine Farbtemperatur von ausgestrahltem Licht mit einer Erhöhung der Leuchtdichte zu. Die Vorwärtsrichtung ist als eine Richtung definiert, die mit einer Richtung identisch ist, in die mehrere Schichten, die das organische elektrolumineszente Element 1 bilden, gestapelt sind, und eine Richtung, in die Licht ausgestrahlt wird.
  • Wenn eine Person eine Lichtquelle sieht, korrelieren die Leuchtdichte und die Farbtemperatur von Licht, das aus einer solchen Lichtquelle ausgestrahlt wird, mit einem angenehmen oder unangenehmen Gefühlt der Person. Die hohe Farbtemperatur ist bevorzugt, wenn die Leuchtdichte von ausgestrahltem Licht hoch ist, und die niedere Farbtemperatur ist bevorzugt, wenn die Leuchtdichte von ausgestrahltem Licht gering ist (vgl. Kruithor, A. A 1941 Tubular luminescence Lamps for general illumination, zitiert in 30 Medical und Welfare Research, Band 2, 2006). Da das organische elektrolumineszente Element 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die oben genannten Leuchtdichte-Farbtemperatur Eigenschaften hat, nimmt die Farbtemperatur mit einer Erhöhung der Leuchtdichte von ausgestrahltem Licht zu und die Farbtemperatur nimmt mit einer Abnahme in der Leuchtdichte von ausgestrahltem Licht ab. Somit ist es möglich, eine angenehme Beleuchtung zu erreichen, selbst wenn sich der Anwendungsbereich ändert. Da sich die Farbtemperatur gemäß einer Umgebungstemperatur ändert, können die oben genannten Leuchtdichte-Farbtemperatur-Eigenschaften durch Verwendung nur eines einzigen Elements erhalten werden. Somit kann eine angenehme Beleuchtung bei verringerten Kosten erhalten werden.
  • Eine Person fühlt sich bei Licht, das aus dem organischen elektrolumineszenten Element 1 ausgestrahlt wird, wohl, wenn die Leuchtdichte von Licht, das in die Vorwärtsrichtung ausgestrahlt wird, in einen Bereich von 100 cd/m2 bis 5000 cd/m2 fällt. Wenn daher, wie bei einem Standlicht zum Beleuchten der eigenen Hände, die Lichtquelle (das organische elektrolumineszente Element) nahe den eigenen Augen positioniert wird und bei relativ geringer Leuchtdichte verwendet wird (z. B. in einem Bereich von 100 bis 1500 cd/m2), kann durch Einstellen der Farbtemperatur auf weniger als 3000 K eine Arbeitsfähigkeit beibehalten werden, ohne dass ein unangenehmes Gefühl bei einer Person erzeugt wird. Wenn im Gegensatz dazu das organische elektrolumineszente Element wie bei einer Raumdeckenbeleuchtung bei relativ hoher Leuchtdichte (z. B. 1500 cd/m2 oder mehr) verwendet wird, kann eine Person durch Einstellen der Farbtemperatur auf größer 3000 K bequem arbeiten.
  • Es ist bevorzugt, dass das organische elektrolumineszente Element 1 so gestaltet ist, dass die Leuchtdichte von daraus ausgestrahltem Licht (Leuchtdichte von Licht, das aus diesem in die Vorwärtsrichtung ausgestrahlt wird) in einen Bereich von 100 cd/m2 bis 5000 cd/m2 fällt. In diesem Fall steht eine Art des organischen elektrolumineszenten Elements für einen weiten Anwendungsbereich zur Verfügung, wie ein Standlicht zum Beleuchten der Hände einer Person und ein Raumdeckenlicht. Somit können die Produktionskosten gesenkt werden.
  • Ferner ist es bevorzugt, dass, wenn die Leuchtdichte des in die Vorwärtsrichtung ausgestrahlten Lichts in einen Bereich von 100 cd/m2 bis einschließlich 5000 cd/m2 fällt, eine Differenz zwischen einem Maximum und einem Minimum der Farbtemperatur des ausgestrahlten Lichts gleich 500 K oder mehr ist. Mit anderen Worten, es ist bevorzugt, dass eine Differenz zwischen der Farbtemperatur entsprechend der Leuchtdichte von Licht, das in die Vorwärtsrichtung ausgestrahlt wird, von 100 cd/m2 und der Farbtemperatur entsprechend der Leuchtdichte von Licht, das in die Vorwärtsrichtung ausgestrahlt wird, von 5000 cd/m2 gleich 500 K oder mehr ist. Selbst wenn in diesem Fall die Leuchtdichte geändert wird, fühlt sich eine Person niemals unwohl und kann insbesondere einen Unterschied in der Arbeitsfähigkeit zum Beispiel in einem Niedertemperaturbereich erkennen. Der Grund dafür ist, dass eine Person einen Unterschied zwischen den Farbtemperaturen erfassen kann, der gleich 500 K oder mehr ist. Der obere Grenzwert der Differenz zwischen den Farbtemperaturen ist nicht auf einen bestimmten begrenzt, aber es ist bevorzugt, dass die Differenz gleich 1000 K oder weniger ist, da nicht bevorzugt ist, dass sich eine Farbe eines beleuchteten Objekts, die von einer Person wahrgenommen wird, abhängig von einer Änderung in der Leuchtdichte übermäßig ändert.
  • Es ist auch bevorzugt, dass wenn die Leuchtdichte des ausgestrahlten Lichts in die Vorwärtsrichtung des organischen elektrolumineszenten Elements 1 in einen Bereich von 500 cd/m2 bis einschließlich 3000 cd/m2 fällt, die Farbtemperatur des ausgestrahlten Lichts in einen weißen Bereich fällt, der durch JIS 29112 definiert ist. In diesem Fall ist es möglich, die Farbtemperatur innerhalb des weißen Bereichs zu ändern. Somit ist es möglich, eine Farbe eines beleuchteten Objekts natürlich zu gestalten.
  • Es ist auch bevorzugt, dass im XY-Chromatizitätsdiagramm im CIE 1931 XYZ Farbraum die Stelle, die eine Änderung in der Farbe des ausgestrahlten Lichts in Verbindung mit einer Erhöhung der Leuchtdichte des ausgestrahlten Lichts darstellt, die Schwarzkörperstelle quert. Da in diesem Fall eine Änderung in der Farbe des ausgestrahlten Lichts eine Stelle ergibt, die die Schwarzkörperstelle quert, sind Unterschiede zwischen Farben, die von einer Person wahrgenommen wird, klar und daher kann eine Arbeitsfähigkeit verbessert werden.
  • Das organische Elektrolumineszenz-Element 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird wie folgt ausgeführt.
  • Die Leuchtdichte von Licht, das aus dem organischen elektrolumineszenten Element 1 ausgestrahlt wird, kann durch Verwendung einer Intensität von Licht, das aus der Leuchtschicht 2 ausgestrahlt wird, die zum Ausstrahlen von Licht in einem grünen Bereich gestaltet ist, in Zusammenhang mit einer empfindlichen Leuchtkraftfunktion eingestellt werden. Im Gegensatz dazu kann die Farbtemperatur von Licht, das aus dem organischen elektrolumineszenten Element 1 ausgestrahlt wird, unter Verwendung der Intensität von Licht, das aus der Leuchtschicht 2 ausgestrahlt wird, die zum Ausstrahlen von Licht in einem blauen Bereich gestaltet ist, und der Intensität von Licht, das aus der Leuchtschicht 2 ausgestrahlt wird, die zum Ausstrahlen von Licht in einem roten Bereich gestaltet ist, eingestellt werden. Ferner kann jede von der Intensität von Licht, das aus der Leuchtschicht 2 ausgestrahlt wird, die zum Ausstrahlen von Licht in einem blauen Bereich gestaltet ist, und der Intensität von Licht, das aus der Leuchtschicht 2 ausgestrahlt wird, die zum Ausstrahlen von Licht in einem roten Bereich gestaltet ist, durch Verwendung zum Beispiel deren Filmdicke, einer Konzentration eines Dotierungsmittels, einer Konfiguration einer Transportschicht in deren Nähe und einer Konfiguration der Zwischenschicht 13 eingestellt werden.
  • Im Allgemeinen ist die Farbtemperatur durch ein Spektrum von Licht definiert, das von einem Objekt mit Wärme durch Schwarzkörperstrahlung ausgestrahlt wird. Im Gegensatz dazu wird die Farbtemperatur einer Lichtquelle vorwiegend auf der Basis einer ausgewählte von Linien der Schwarzkörperstrahlung als eine Näherung eines Spektrums von weißem Licht bestimmt, das für Beleuchtungszwecke geeignet ist (cf. JIS 28725:1999). Kurz gesagt, vorausgesetzt, dass eine Form eines Spektrums von Licht, das aus dem organischen elektrolumineszenten Element 1 ausgestrahlt wird, bestimmt ist, kann die Farbtemperatur angesichts der Intensitäten von Leuchtkraftfunktionskurven bei jeweiligen Wellenlängen bestimmt werden.
  • Zum Beispiel bedeutet die Tatsache, dass die Farbtemperatur hoch ist, dass angesichts von Anteilen von Komponenten der roten, grünen und blauen Bereich, in die ein weißes Spektrum unterteilt ist, eine relative Intensität einer Komponente, die sich vom grünen Bereich zum roten Bereich erstreckt, relativ gering ist, und eine relative Intensität einer Komponente, die sich vom blauen Bereich zum grünen Bereich erstreckt, relativ hoch ist.
  • Die Leuchtdichte von Licht, das aus dem organischen elektrolumineszenten Element 1 ausgestrahlt wird, ist annähernd proportional zu einer Stromgröße, die dem organischen elektrolumineszenten Element 1 zugeführt wird. Somit bedeuten die Leuchteigenschaften, bei welchen die Farbtemperatur von ausgestrahltem Licht mit einer Erhöhung der Leuchtdichte von ausgestrahltem Licht zunimmt, dass mit einer Erhöhung der Größe des zum organischen elektrolumineszenten Element 1 zugeführten Stroms die relative Intensität der Komponente, die sich vom grünen Bereich zum roten Bereich erstreckt, abnimmt, und die relative Intensität der Komponente, die sich vom blauen Bereich zum grünen Bereich erstreckt, zunimmt.
  • In der vorliegenden Ausführungsform enthält das organische elektrolumineszente Element 1 die Leuchtschicht 2, die zum Ausstrahlen von rotem Licht gestaltet ist, die Leuchtschicht 2, die zum Ausstrahlen von grünem Licht gestaltet ist, und die Leuchtschicht 2, die zum Ausstrahlen von blauem Licht gestaltet ist. Somit müssen bei einer Abnahme im zugeleiteten Strom die relativen Werte der Intensität von Licht, das aus der Leuchtschicht 2 ausgestrahlt wird, die zum Ausstrahlen von grünem Licht gestaltet ist, und der Intensität von Licht, das aus der Leuchtschicht 2 ausgestrahlt wird, die zum Ausstrahlen von rotem Licht gestaltet ist, nur in einem größeren Maß zunehmen als der relative Wert der Intensität von Licht, das aus der Leuchtschicht 2 ausgestrahlt wird, die zum Ausstrahlen von blauem Licht gestaltet ist, und bei einer Erhöhung des zugeführten Stroms müssen nur die relativen Werte der Intensität von Licht, das aus der Leuchtschicht 2 ausgestrahlt wird, die zum Ausstrahlen von blauem Licht gestaltet ist, und die Intensität von Licht, das aus der Leuchtschicht 2 ausgestrahlt wird, die zum Ausstrahlen von grünem Licht gestaltet ist, in einem größeren Maß zunehmen als der relative Wert der Intensität von Licht, das aus der Leuchtschicht 2 ausgestrahlt wird, die zum Ausstrahlen von rotem Licht gestaltet ist.
  • Wenn in dem Fall, dass die mehreren Leuchtschichten 2 in Reihe miteinander verbunden sind, eine Größe eines Stroms, der dem organischen elektrolumineszenten Element 1 zugeführt wird, konstant gehalten wird, schwanken wahrscheinlich die Intensität von Licht, das aus der Leuchtschicht 2 ausgestrahlt wird, die zum Ausstrahlen von rotem Licht gestaltet ist, die Intensität von Licht, das aus der Leuchtschicht 2 ausgestrahlt wird, die zum Ausstrahlen von grünem Licht gestaltet ist, und die Intensität von Licht, das aus der Leuchtschicht 2 ausgestrahlt wird, die zum Ausstrahlen von blauem Licht gestaltet ist, abhängig von einem Trägergleichgewicht im organischen elektrolumineszenten Element 1. Die Größe eines Stroms ist durch die Gesamtanzahl von elektrischen Ladungen definiert, die die Summe der Anzahl von Elektronen und der Anzahl von Löchern ist. In Bezug auf jede Leuchtschicht 2 ist eine der Bedingungen zur Maximierung eines relativen Wertes einer Intensität von Licht, das aus einer Leuchtschicht 2 ausgestrahlt wird, ein Verhältnis der Anzahl von Elektronen zur Anzahl von Löchern nahe 1:1.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist das organische elektrolumineszente Element 1 ein Multieinheiten-Element, das die erste Leuchteinheit 11, die zweite Leuchteinheit 12 und die Zwischenschicht 13 enthält, die zwischen der ersten Leuchteinheit 11 und der zweiten Leuchteinheit 12 eingefügt ist. In Bezug auf ein solches Multieinheiten-Element ist eines der Verfahren zur Ausführung des Elements, in dem die Farbtemperatur mit einer Erhöhung der Leuchtdichte von ausgestrahltem Licht steigt, die derartige Gestaltung eines Elements, dass in Bezug auf die zweite Leuchteinheit 12 das Trägergleichgewicht in der Leuchtschicht des roten Bereichs 23 schlechter ist und das Trägergleichgewicht in der zweiten Leuchtschicht des grünen Bereichs 24 neben dieser Leuchtschicht des roten Bereichs 23 besser ist, wenn die Leuchtdichte von ausgestrahltem Licht zunimmt. Mit anderen Worten, ein Element ist so gestaltet, dass die Intensität von Licht, das aus der Leuchtschicht des roten Bereichs 23 ausgestrahlt wird, abnimmt, wenn sich das Trägergleichgewicht als Reaktion auf eine Erhöhung der Leuchtdichte von ausgestrahltem Licht in dem gesamten organischen elektrolumineszenten Element 1 so ändert, dass die Anzahl von Löchern größer ist als jene von Elektronen.
  • In einer konkreten Ausführungsform ist zum Beispiel ein Element so gestaltet, dass die zweite Leuchtschicht des grünen Bereichs 24 nahe der Kathode angeordnet wird und die Leuchtschicht des roten Bereichs 23 nahe der Anode in der zweiten Leuchteinheit 12 angeordnet wird und eine Rate der Dicke der Leuchtschicht des roten Bereichs 23 zur Dicke der zweiten Leuchtschicht des grünen Bereichs 24 in einen Bereich von 2 bis 30% fällt. Wenn in diesem Fall die Leuchtdichte von ausgestrahltem Licht zunimmt und die Anzahl von Löchern zunimmt, ist das Trägergleichgewicht von Löchern und Elektronen in der zweiten Leuchtschicht des grünen Bereichs 24 mehr optimiert als in der Leuchtschicht des roten Bereichs 24. Folglich nimmt der relative Wert der Intensität von Licht, das aus der Leuchtschicht des roten Bereichs 23 ausgestrahlt wird, ab, und der relative Wert der Intensität von Licht, das aus der zweiten Leuchtschicht des grünen Bereichs 23 ausgestrahlt wird, nimmt zu. Somit verschiebt sich die Farbtemperatur von ausgestrahltem Licht zu einer Hochtemperaturseite.
  • Zusätzlich wird Energie von einem Exziton, das in der zweiten Leuchtschicht des grünen Bereichs 24 erzeugt wird, wahrscheinlich zur Leuchtschicht des roten Bereichs 23 übertragen. Selbst wenn das Trägergleichgewicht in der zweiten Leuchtschicht des grünen Bereichs 24 verbessert wird, wenn die Leuchtdichte von ausgestrahltem Licht hoch ist, verursacht somit ein Energietransfer von der zweiten Leuchtschicht des grünen Bereichs 24 zur Leuchtschicht des roten Bereichs 23 wahrscheinlich eine Erhöhung des relativen Wertes der Intensität von Licht, das aus der Leuchtschicht des roten Bereichs 23 ausgestrahlt wird (siehe 2). 2 zeigt einen Mechanismus, der laut Schätzung das Auftreten eines Abfalls in der Intensität von ausgestrahltem Licht im grünen Bereich verursacht. In Bezug auf 2 bezeichnet das Bezugszeichen 51 ein phosphoreszierendes Dotierungsmittel (grünes Dotierungsmittel) in der zweiten Leuchtschicht des grünen Bereichs 24 und das Bezugszeichen 52 bezeichnet ein Dotierungsmittel (rotes Dotierungsmittel) in der Leuchtschicht des roten Bereichs 23. Der Grund, warum ein Energietransfer von der zweiten Leuchtschicht des grünen Bereichs 24 zur Leuchtschicht des roten Bereichs 23 erfolgt, ist vermutlich wie folgt. Ein Exziton zum Zeitpunkt des Ausstrahlens einer Phosphoreszenz hat wegen eines Übergangs von einem Triplett für gewöhnlich eine längere Exzitonlebensdauer als jenes eines fluoreszierenden Materials und daher erscheint merklich ein Energietransfer von der zweiten Leuchtschicht des grünen Bereichs 24, der phosphoreszierende Dotierungsmittel enthält, zur Leuchtschicht des roten Bereichs 23. Das Ausmaß des Energietransfers von der zweiten Leuchtschicht des grünen Bereichs 24 zur Leuchtschicht des roten Bereichs 23 kann durch Einstellen der Exzitonlebensdauer, der Bewegungsstrecke eines Exziton, der Konzentration an Dotierungsmittel und dergleichen gesteuert werden.
  • Wenn die Dicke der zweiten Leuchtschicht des grünen Bereichs 24 zunimmt, nimmt außerdem die Bewegungsstrecke eines Exzitons von der zweiten Leuchtschicht des grünen Bereichs 24 zur Leuchtschicht des roten Bereichs 23 zu und daher nimmt die Menge an übertragener Energie ab. Wenn die Dicke der Leuchtschicht des roten Bereichs 23 abnimmt und/oder die Konzentration des Dotierungsmittels in der Leuchtschicht des roten Bereichs 23 abnimmt, ist auch unwahrscheinlich, dass Energie von der Leuchtschicht des grünen Bereichs 22 zur Leuchtschicht des roten Bereichs 23 übertragen wird. Somit ist durch Einstellen der Dicke der zweiten Leuchtschicht des grünen Bereichs 24, der Dicke der Leuchtschicht des roten Bereichs 23, der Konzentration an Dotierungsmittel in der Leuchtschicht des roten Bereichs 23 und dergleichen möglich, das Element so zu gestalten, dass der Energietransfer von der zweiten Leuchtschicht des grünen Bereichs zur Leuchtschicht des roten Bereichs 23, der in Verbindung mit einer Erhöhung der Leuchtdichte von ausgestrahltem Licht erfolgt, verringert ist.
  • Zur Verringerung des Energietransfers von der zweiten Leuchtschicht des grünen Bereichs 24 zur Leuchtschicht des roten Bereichs 23, der in Verbindung mit einer Erhöhung der Leuchtdichte von ausgestrahltem Licht erfolgt, ist bevorzugt, dass die Rate der Dicke der Leuchtschicht des roten Bereichs 23 zur Dicke der zweiten Leuchtschicht des grünen Bereichs 24 in einen Bereich von 2 bis 30% fällt. In einem solchen Fall ist es möglich, die Struktur, die die Leuchtschicht des roten Bereichs 23 enthält, ausreichend ausgedünnt zu erhalten, um eine Unterdrückung des Energietransfers eines Exzitons von der zweiten Leuchtschicht des grünen Bereichs 24 zur Leuchtschicht des roten Bereichs 23 zu unterdrücken. In diesem Fall ist bevorzugt, dass die Dicke der zweiten Leuchtschicht des grünen Bereichs in einen Bereich von 10 nm bis 40 nm fällt.
  • Verfahren zum derartigen Gestalten eines Elements, dass das organische elektrolumineszente Element 1 vollständig eine reiche Anzahl von Löchern aufweist, wenn die Leuchtdichte von ausgestrahltem Licht zunimmt, enthalten ein Verfahren zum Erhöhen der Anzahl von Löchern und ein Verfahren zum Erhöhen der Lochmobilität.
  • Zum Beispiel kann das Verfahren zum Erhöhen der Anzahl von Löchern ein Verfahren zum Fördern einer Lochinjektion von der Anode bei der hohen Leuchtdichte sein (d. h., ein Bereich großen Stroms oder hoher Spannung). Um dies auszuführen ist bevorzugt, dass ein Element so gestaltet wird, dass eine Differenz zwischen HOMO-Werten der Anode und der Lochinjektionsschicht gleich 0,3 eV oder weniger ist. In diesem Fall kann die Anzahl von injizierten Löchern erhöht werden, wenn das Band in einem Bereich großen Stroms gebogen wird (= ein Bereich hoher Spannung, z. B. 6 V).
  • Zum Beispiel kann das Verfahren zum Erhöhen der Lochmobilität ein Verfahren sein, das als organisches Material zur Bildung des organischen elektrolumineszenten Elements 1 ein Material verwendet, bei dem bei hoher Temperatur eine Rate zur Erhöhung der Lochmobilität in größerem Maße steigt als eine Rate zur Erhöhung der Elektronenmoblität. Wenn in diesem Fall die Mobilität in der Transportschicht relativ gering ist, verbleiben Ladungen in organischen Schichten, die nicht die Leuchtschichten 2 sind. Somit erfolgt eine Spannungsteilung im Inneren des organischen elektrolumineszenten Elements 1 und Teilungsspannungen, die an die organischen Schichten angelegt werden, werden verringert. Folglich sind die Feldintensitäten in den organischen Schichten verringert und daher wird die Bewegung von Elektronen unterdrückt.
  • Zur Erfüllung einer Bedingung, dass in dem XY-Chromatizitätsdiagramm im CIE 1931 XYZ Farbraum die Stelle, die eine Änderung in der Farbe des ausgestrahlten Lichts darstellt, in Verbindung mit einer Erhöhung der Leuchtdichte des ausgestrahlten Lichts die Schwarzkörperstelle quert, ist es ausreichend, dass in Bezug auf die zweite Leuchteinheit 12 die Filmdicke der Leuchtschicht des roten Bereichs 23 geringer ist als die Filmdicke der zweiten Leuchtschicht des grünen Bereichs 24. Die Rate der Dicke der Leuchtschicht des roten Bereichs 23 zur Dicke der zweiten Leuchtschicht des grünen Bereichs 24 fällt vorzugsweise in einen Bereich von 2% bis 30%.
  • Zur Erfüllung einer Bedingung, dass, wenn die Leuchtdichte des ausgestrahlten Lichts in die Vorwärtsrichtung des organischen elektrolumineszenten Elements 1 in einen Bereich von 500 cd/m2 bis einschließlich 3000 cd/m2 fällt, die Farbtemperatur des ausgestrahlten Lichts in einen weißen Bereich fällt, der durch JIS 29112 definiert ist, ist ausreichend, dass in Bezug auf die zweite Leuchteinheit 12 die Filmdicke der Leuchtschicht des roten Bereichs 23 geringer ist als die Filmdicke der zweiten Leuchtschicht des grünen Bereichs 24. Die Rate der Dicke der Leuchtschicht des roten Bereichs 23 zur Dicke der zweiten Leuchtschicht des grünen Bereichs 24 fällt vorzugsweise in einen Bereich von 2% bis 30% und bevorzugter in einem Bereich von 3% bis 10%.
  • In der vorliegenden Ausführungsform enthält der Beleuchtungskörper 3 das organische elektrolumineszente Element 1, einen Anschluss, der das organische elektrolumineszente Element 1 und eine Energiequelle verbindet, und ein Gehäuse, das das organische elektrolumineszente Element 1 hält. 3 bis 5 zeigen ein Beispiel des Beleuchtungskörpers 3, der das organische elektrolumineszente Element enthält. Der Beleuchtungskörper 3 enthält: eine Einheit 31, die das organische elektrolumineszente Element 1 enthält; ein Gehäuse, das die Einheit 31 hält; eine Vorderplatte 32, die Licht durchlässt, das von der Einheit 31 ausgestrahlt wird; und Verdrahtungseinheiten 33 zum Zuleiten von Energie zur Einheit 31.
  • Das Gehäuse enthält ein vorderseitiges Gehäuse 34 und ein rückseitiges Gehäuse 35. Das vorderseitige Gehäuse 34 ist in einer Rahmenform gebildet und das rückseitige Gehäuse 35 ist zu einer Deckelform mit offenem Boden gebildet. Das vorderseitige Gehäuse 34 und das rückseitige Gehäuse 35 sind übereinander gelegt, so dass die Einheit 31 dazwischen gehalten wird. Das vorderseitige Gehäuse 34 hat Rillen, die an einem peripheren Abschnitt, der mit der Seitenwand des rückseitigen Gehäuses 35 in Kontakt steht, ein Hindurchgehen der Verdrahtungseinheiten 33 ermöglichen, die Leiter, Verbinder usw. sind, und ferner ist die plattenförmige Vorderplatte 32, die Transparenz aufweist, am offenen Boden angeordnet.
  • Die Einheit 31 enthält das organische elektrolumineszente Element 1, Energieversorgungsteile 36 zum Zuleiten von Energie zu dem organischen elektrolumineszenten Element 1, ein vorderseitiges Gehäuse 37 und ein rückseitiges Elementgehäuse 38. Das vorderseitige Gehäuse 37 und das rückseitige Elementgehäuse 38 halten dazwischen das organische elektrolumineszente Element 1 und die Energieversorgungseinheiten 36.
  • Eine positive Elektrode 39, die an die erste Elektrode 15 angeschlossen ist, und eine negative Elektrode 40, die an die zweite Elektrode 16 angeschlossen ist, sind auf dem Substrat 14 des organischen elektrolumineszenten Elements 1 gebildet. Ein Dichtungssubstrat 44 ist auch auf dem Substrat 14 zum Bedecken des organischen elektrolumineszenten Elements 1 vorgesehen. Die zwei Energieversorgungseinheiten 36, die an die Verdrahtungseinheiten 33 angeschlossen sind, kommen mit der positiven Elektrode 39 und der negativen Elektrode 40 in Kontakt, um dem organischen elektrolumineszenten Element 1 Energie zuzuführen.
  • Eines der Energieversorgungsteile 36 hat mehrere Kontakte 41, die mit der positiven Elektrode 39 in Kontakt gelangen, und das andere enthält mehrere Kontakte 41, die mit der negativen Elektrode 40 in Kontakt gelangen. Diese Kontakte 41 werden durch die Elementgehäuse 37 und 38 gegen eine entsprechende der positiven Elektrode 39 und der negativen Elektrode 40 gepresst. Folglich werden die Energieversorgungsteile 36 an vielen Punkten mechanisch und elektrisch mit der positiven Elektrode 39 bzw. der negativen Elektrode 40 verbunden. Jeder Kontakt 41 ist in einer vertieften Form gebildet, indem ein Biegeprozess an dem Energieversorgungsteil 36 ausgeführt wird, das aus einem Metallleiter wie einer Kupferplatte oder einer Edelstahlplatte besteht, und Fortsätze, die durch die vertieften Abschnitte definiert sind, kommen mit einer entsprechenden der positiven Elektrode 39 und der negativen Elektrode 40 in Kontakt. Es ist zum Beispiel zu beachten, dass das Energieversorgungsteil 36 eine Energieversorgungseinheit sein kann, die durch Versehen eines linienförmigen Metallleiters mit spulenförmigen Kontakten 41 erhalten wird, anstelle des Energieversorgungsteils, das durch Versehen eines plattenförmigen Metallleiters mit den vertieften Kontakten 41 erhalten wird.
  • Die Elementgehäuse 37 und 38 sind jeweils zu einer Deckelform gebildet. Das vorderseitige Elementgehäuse 37 ist an einer Gehäusewand bereitgestellt, die dem Substrat 14 des organischen elektrolumineszenten Elements 1 mit einem Öffnungsabschnitt 42 zugewandt ist, so dass Licht hindurchgehen kann, und an einer Gehäuseseitenwand mit Rillenabschnitten 43 zur Aufnahme der Energieversorgungsteile 36 versehen ist. Die Elementgehäuse 37 und 38 sind aus Harz, wie Acryl oder dergleichen, gebildet und übereinander gelegt, so dass Seitenwände miteinander in Kontakt gelangen, um eine rechteckige, parallelepipede Kastenform zu bilden und das organische elektrolumineszente Element 1 und die Energieversorgungsteile 36 dazwischen zu halten.
  • BEISPIELE
  • Die erste Elektrode 15 wurde durch Bilden von ITO zu einem Film mit einer Dicke von 130 nm auf dem Glassubstrat 14 gebildet. Ferner wurde eine Lochinjektionsschicht, die aus PEDOT/PSS bestand und eine Dicke von 35 nm aufwies, auf der ersten Elektrode 15 mit einem Nassverfahren gebildet. Anschließend wurden die Lochtransportschicht 3, die Leuchtschicht des blauen Bereichs 21 (Fluoreszenz), die erste Leuchtschicht des grünen Bereichs 22 (Fluoreszenz) und die Elektronentransportschicht 4 der Reihe nach mit einem Dampfabscheidungsverfahren so gebildet, dass sie jeweils eine Dicke von 5 nm bis 60 nm hatten. Anschließend wurde darauf die Zwischenschicht 13 mit einer Schichtstruktur aus Alq3/Li2O/Alq3/HAT-CN6 mit einer Schichtdicke von 15 nm angeordnet. Anschließend wurden die Lochtransportschicht 3, die Leuchtschicht des roten Bereichs 23 (Phosphoreszenz), die zweite Leuchtschicht des grünen Bereichs 24 (Phosphoreszenz) und die Elektronentransportschicht 4 der Reihe nach so gebildet, dass jede Schicht eine maximale Filmdicke von 50 nm hatte. Anschließend wurden eine Elektroneninjektionsschicht, die durch einen Li-Film gebildet wurde, und die zweite Elektrode 16, die durch einen Al-Film gebildet wurde, der Reihe nach gebildet. Die Dicke der Leuchtschicht des roten Bereichs 23 war 2 nm und die Dicke der zweiten Leuchtschicht des grünen Bereichs 24 war 40 nm.
  • Die Spitzenwellenlänge des Emissionsspektrums des Dotierungsmittels in der Leuchtschicht des blauen Bereichs 21 war 450 nm, die Spitzenwellenlänge des Emissionsspektrums des Dotierungsmittels in der zweiten Leuchtschicht des grünen Bereichs 24 war 563 nm und die Spitzenwellenlänge des Emissionsspektrums des Dotierungsmittels in der Leuchtschicht des roten Bereichs 23 war 620 nm.
  • Das Spektrum, die verschiedenen Farbwiedergabeeigenschaften und die Farbe von Licht, das aus dem organischen elektrolumineszenten Element 1 ausgestrahlt wird, wurden unter Verwendung eines Strahldichtemessers (CS-2000) gemessen und die erhaltenen Ergebnisse waren wie folgt.
  • Das Spitzenintensitätsverhältnis von Blau (450 nm):Grün (563 nm):Rot (623 nm) im Emissionsspektrum von Licht, das aus dem organischen elektrolumineszenten Element 1 bei einer Elementtemperatur von 30°C ausgestrahlt wird, ist 1:1,5:2,5.
  • Das Spektrum, die Leuchtdichte und die Farbe von Licht, das aus dem organischen elektrolumineszenten Element 1 ausgestrahlt wird, wurden unter Verwendung eines Strahldichtemessers (CS-2000) gemessen und die erhaltenen Ergebnisse waren wie folgt.
  • 6 zeigt ein Ergebnis einer Messung einer Änderung in der Farbtemperatur des ausgestrahlten Lichts mit einer Variation der Leuchtdichte des Lichts, das aus dem organischen elektrolumineszenten Element 1 ausgestrahlt wird. Dieses Ergebnis zeigt, dass die Farbtemperatur des ausgestrahlten Lichts mit einer Erhöhung der Leuchtdichte des ausgestrahlten Lichts zunimmt. Ferner zeigt dieses Ergebnis, dass die Farbtemperatur 2350 K ist, wenn die Leuchtdichte des ausgestrahlten Lichts 100 cd/m2 ist, und die Farbtemperatur 3400 K ist, wenn die Leuchtdichte des ausgestrahlten Lichts 5000 cd/m2 ist.
  • 7 zeigt ein Ergebnis einer Darstellungsänderung in der Farbe des ausgestrahlten Lichts, die von einer Änderung in der Leuchtdichte des Lichts begleitet ist, das in einem Bereich von 100 bis 5000 cd/m2 ausgestrahlt wird, in Bezug auf das organische elektrolumineszente Element 1, im XY-Chromatizitätsdiagramm im CIE 1931 XYZ Farbraum. Dieses Ergebnis zeigt, dass die Stelle, die die Änderung in der Ausstrahlungsfarbe darstellt, die Schwarzkörperstelle quert.
  • Ferner wurde ein anderes Element hergestellt, das dieselbe Konfiguration wie oben hat, mit der Ausnahme, dass die Leuchtschicht des roten Bereichs die Filmdicke von 1 nm hat und die zweite Leuchtschicht des grünen Bereichs die Filmdicke von 35 nm hat. Zusätzlich wurde ein anderes Element, das was dieselbe Konfiguration wie oben hat, mit der Ausnahme, dass die Leuchtschicht des roten Bereichs die Filmdicke von 3 nm hat und die zweite Leuchtschicht des grünen Bereichs die Filmdicke von 40 nm hat. In Bezug auf jedes dieser Elemente wurden das Spektrum, die verschiedenen Farbwiedergabeeigenschaften und die Farbe von Licht, das daraus ausgestrahlt wurde, auf gleiche Weise wie in den oben genannten Beispielen gemessen. Dieses Ergebnis zeigt, dass, wie in dem oben genannten Beispiel, die Farbtemperatur des ausgestrahlten Lichts mit einer Erhöhung der Leuchtdichte des ausgestrahlten Lichts zunimmt und die Stelle, die die Änderung in der Ausstrahlungsfarbe darstellt, die Schwarzkörperstelle im XY-Chromatizitätsdiagramm quert.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Organisches elektrolumineszentes Element
    3
    Beleuchtungskörper

Claims (7)

  1. Organisches Elektrolumineszenz-Element, das mehrere gestapelte Schichten umfasst, wobei das organische Elektrolumineszenz-Element solche Eigenschaften hat, dass in einem Bereich von 100 cd/m2 bis einschließlich 6000 cd/m2 eine Farbtemperatur des ausgestrahltem Lichts mit einer Erhöhung in der Leuchtdichte des ausgestrahlten Lichts in eine Richtung, die mit der Richtung identisch ist, in die mehrere Schichten gestapelt sind, zunimmt.
  2. Organisches Elektrolumineszenz-Element nach Anspruch 1, das ferner eine solche Eigenschaft aufweist, dass, wenn die Leuchtdichte des ausgestrahlten Lichts in die Richtung, die mit der Richtung identisch ist, in die die mehreren Schichten gestapelt sind, in einen Bereich von 100 cd/m2 bis einschließlich 5000 cd/m2 fällt, eine Differenz zwischen einem Maximum und einem Minimum der Farbtemperatur des ausgestrahlten Lichts gleich 500 K oder mehr ist.
  3. Organisches Elektrolumineszenz-Element nach Anspruch 1 oder 2, das ferner eine solche Eigenschaft aufweist, dass, wenn die Leuchtdichte des ausgestrahlten Lichts in die Richtung, die mit der Richtung identisch ist, in die die mehreren Schichten gestapelt sind, in einen Bereich von 500 cd/m2 bis einschließlich 3000 cd/m2 fällt, die Farbtemperatur des ausgestrahlten Lichts in einen weißen Bereich fällt, der durch JIS 29112 definiert ist.
  4. Organisches Elektrolumineszenz-Element nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das ferner eine solche Eigenschaft aufweist, dass in einem XY-Chromatizitätsdiagramm im CIE 1931 XYZ Farbraum eine Stelle, die eine Änderung in einer Farbe des ausgestrahlten Lichts in Verbindung mit einer Erhöhung der Leuchtdichte des ausgestrahlten Lichts darstellt, eine Schwarzkörperstelle quert.
  5. Organisches Elektrolumineszenz-Element nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das ferner eine erste Elektrode, eine erste Leuchteinheit, eine Zwischenschicht, eine zweite Leuchteinheit und eine zweite Elektrode umfasst, die in dieser Reihenfolge gestapelt sind, wobei: die erste Leuchteinheit eine Leuchtschicht des blauen Bereichs, die zum Ausstrahlen von blauem Licht gestaltet ist, und eine erste Leuchtschicht des grünen Bereichs, die zum Ausstrahlen von grünem Licht durch Fluoreszenz gestaltet ist, enthält; die zweite Leuchteinheit eine Leuchtschicht des roten Bereichs, die zum Ausstrahlen von rotem Licht gestaltet ist, und eine zweite Leuchtschicht des grünen Bereichs, die zum Ausstrahlen von grünem Licht durch Phosphoreszenz gestaltet ist, enthält; und ein Verhältnis einer Dicke der Leuchtschicht des roten Bereichs zu einer Dicke der zweiten Leuchtschicht des grünen Bereichs in einen Bereich von 2 bis 30% fällt.
  6. Organisches Elektrolumineszenz-Element nach Anspruch 5, wobei die Dicke der zweiten Leuchtschicht des grünen Bereichs in einen Bereich von 10 nm bis 40 nm fällt.
  7. Beleuchtungskörper, der das organische Elektrolumineszenz-Element nach einem der Ansprüche 1 bis 6 umfasst.
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