JP2012227042A - 白色有機電界発光素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】演色性の低下を抑えつつ、日本人女性の肌色の好ましさ指数ＰＳを向上させることができる白色有機電界発光素子を提供する。
【解決手段】発光層１４は、青色領域と緑色領域と赤色領域それぞれに少なくとも１つ以上の発光ピークを有し、青色領域における青領域発光層１４ａの発光ピークが４４５ｎｍ〜４５５ｎｍ間となるように構成される。
【選択図】図１
【解決手段】発光層１４は、青色領域と緑色領域と赤色領域それぞれに少なくとも１つ以上の発光ピークを有し、青色領域における青領域発光層１４ａの発光ピークが４４５ｎｍ〜４５５ｎｍ間となるように構成される。
【選択図】図１
Description
本発明は、白色有機電界発光素子に関するものである。
従来から蛍光灯や電球等と比較して消費電力や小型化（薄型化）などの面で有利性があることから、例えば特許文献１に示すような白色有機電界発光素子の実用化が進められている。
ところで、上記のような白色有機電界発光素子では、青色発光のピーク波長を短波長側に設定することで例えば色の再現性を表す平均演色評価数Ｒａを高くして演色性の向上を図ることができる。その一方で、青色発光のピーク波長を長波長側に設定することで例えば日本人女性の肌色の好ましさ指数であるＰＳを高くすることができる。
しかしながら、従来の白色有機電界発光素子では、日本人女性の肌色の好ましさ指数ＰＳを向上させるために、青色発光のピーク波長を長波長側にすると、演色評価指数Ｒａが低下してしまうこととなる。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、演色性の低下を抑えつつ、日本人女性の肌色の好ましさ指数ＰＳを向上させることができる白色有機電界発光素子を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の白色有機電界発光素子は、正孔輸送層と、正孔及び電子の注入を持続することができる複数層の発光層と、電子輸送層とを、陽極及び陰極間に設けて形成される白色有機電界発光素子であって、前記発光層は、青色領域と緑色領域と赤色領域それぞれに少なくとも１つ以上の発光ピークを有し、青色領域における発光ピークが４４５ｎｍ〜４５５ｎｍ間となるように構成されること特徴とする。
また上記構成において、発光層は、前記赤色領域における発光ピークが６００ｎｍ以上となるように構成されることが好ましい。
本発明によれば、演色性の低下を抑えつつ、日本人女性の肌色の好ましさ指数ＰＳを向上させることができる白色有機電界発光素子を提供することができる。
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように本実施形態の白色有機電界発光素子１０は、透明ガラス板などで形成される基板１１上に透明導電膜などからなる陽極１２が積層される。この陽極１２上には正孔輸送層１３を介して発光層１４が積層されるとともに、この発光層１４上に電子輸送層１５を介して陰極１６が積層されている。
図１に示すように本実施形態の白色有機電界発光素子１０は、透明ガラス板などで形成される基板１１上に透明導電膜などからなる陽極１２が積層される。この陽極１２上には正孔輸送層１３を介して発光層１４が積層されるとともに、この発光層１４上に電子輸送層１５を介して陰極１６が積層されている。
陽極１２は、素子中に正孔を注入するための電極であり、例えばその一例として金などの金属、ＣｕＩ、ＩＴＯ、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、ＩＺＯ等の導電性透明材料で構成される。
正孔輸送層１３は、正孔輸送材料として正孔を輸送する能力を有し、陽極１２からの正孔注入効果を有するとともに、後述する発光層１４に対して優れた正孔注入効果を有し、また電子の正孔輸送層１３への移動を防止し、薄膜形成能力の優れた化合物である。具体的にはフタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）や４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）等の芳香族ジアミン化合物、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、スチルベン誘導体、ピラゾリン誘導体、テトラヒドロイミダゾール、ポリアリールアルカン、ブタジエン、４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、及びポリビニルカルバゾール、ポリシラン、ポリエチレンジオキサイドチオフェン（ＰＥＤＯＴ）等の導電性高分子等の高分子材料が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
正孔輸送層１３は、正孔輸送材料として正孔を輸送する能力を有し、陽極１２からの正孔注入効果を有するとともに、後述する発光層１４に対して優れた正孔注入効果を有し、また電子の正孔輸送層１３への移動を防止し、薄膜形成能力の優れた化合物である。具体的にはフタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）や４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）等の芳香族ジアミン化合物、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、スチルベン誘導体、ピラゾリン誘導体、テトラヒドロイミダゾール、ポリアリールアルカン、ブタジエン、４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、及びポリビニルカルバゾール、ポリシラン、ポリエチレンジオキサイドチオフェン（ＰＥＤＯＴ）等の導電性高分子等の高分子材料が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
発光層１４は、複数の蛍光材料を一種類ずつ含有する複数層でなり、図１に示すように青色領域である４４５ｎｍ〜４５５ｎｍ間にピーク波長を有する青領域発光層１４ａと赤色領域である６００ｎｍ以上の領域にピーク波長を有する赤領域発光層１４ｂを備える。また、発光層１４は、緑領域発光層（図示略）を備え、この緑領域発光層に加えて前記青領域発光層１４ａ及び赤領域発光層１４ｂとで白色に発光するように構成されている。
青領域発光層１４ａは、例えば分光分布を示す図２において「ＬＡ」で示すＴＢＰ（トリブチルホスフェート）や同図において「ＬＢ」で示すｓｔｙ−ＮＰＤで構成される。但し、青色領域である４４５ｎｍ〜４５５ｎｍ間にピーク波長を有する蛍光体材料であれば適宜変更してもよい。
赤領域発光層１４ｂは、例えば分光分布を示す図２において「ＬＥ」で示す赤色のりん光錯体であるＰＱ２Ｉｒ（ａｃａｃ）で構成される。但し、赤色領域である６００ｎｍ以上の波長域にピーク波長を有する蛍光体材料であれば適宜変更してもよい。
緑領域発光層は、例えば分光分布を示す図２において「ＬＣ」で示す緑色のイリジウム錯体であるＩｒ（ｐｐｙ）３や同図において「ＬＤ」で示すＣ５４５Ｔ（10-1,3-benzothiazol-2-yl)-1,1,7,7-tetramethyl-2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H,11H-pyrano[2,3-f]pyrido[3,2,1-ij]quinolin-11-one）で構成される。
電子輸送層１５を構成する電子輸送材料としては、電子を輸送する能力を有し、陰極１６からの電子注入効果を有するとともに、発光層１４または発光材料に対して優れた電子注入効果を有し、さらに正孔の電子輸送層１５への移動を防止し、かつ薄膜形成能力の優れた化合物を挙げることができる。具体的には、フルオレン、バソフェナントロリン、バソクプロイン、アントラキノジメタン、ジフェノキノン、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、アントラキノジメタン等やそれらの化合物、金属錯体化合物もしくは含窒素五員環誘導体である。具体的には、金属錯体化合物としては、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、トリ（２−メチル−８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）ガリウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナート）ベリリウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナート）亜鉛、ビス（２−メチル−８−キノリナート）（ｏ−クレゾラート）ガリウム、ビス（２−メチル−８−キノリナート）（１−ナフトラート）アルミニウム等があるが、これらに限定されるものではない。また含窒素五員環誘導体としては、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾールもしくはトリアゾール誘導体が好ましい。具体的には、２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−オキサゾール、２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−チアゾール、２，５−ビス（１−フェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、２−（４’−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−（４”−ビフェニル）１，３，４−オキサジアゾール、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール、１，４−ビス［２−（５−フェニルチアジアゾリル）］ベンゼン、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−トリアゾール、３−（４−ビフェニルイル）−４−フェニル−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール等があるが、これらに限定されるものではない。さらに、ポリマー有機エレクトロルミネッセンス素子に使用されるポリマー材料も使用することができる。例えば、ポリパラフェニレン及びその誘導体、フルオレン及びその誘導体等である。
前記陰極１６は、発光層１４中に電子を注入するための電極であり、仕事関数の小さい金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物からなる電極材料を用いることが好ましい。具体的には、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム、マグネシウム、アルミニウム、マグネシウム−銀混合物、マグネシウム−インジウム混合物、アルミニウム−リチウム合金、Ａｌ／Ａｌ２Ｏ３混合物、Ａｌ／ＬｉＦ混合物などを挙げられる。
次に、本実施形態の白色有機電界発光素子１０の各条件の差異による各効果の違いについて図３〜図７を主に用いて説明する。なお、本実施形態では、次の（Ａ）、（Ｂ）、（比較例１）及び（比較例２）を条件としている。
条件（Ａ）：青色の発光ピーク波長が略４４５ｎｍの相対スペクトル強度を１とした場合に、波長４７５ｎｍにおける相対スペクトル強度が略０．６５とする。また、赤色の発光ピーク波長が略６１０ｎｍに設定され、更に発光される光の色温度が約６４００Ｋとする。なお、このように構成された白色有機電界発光素子１０のスペクトルの特性を図４に示す。
条件（Ｂ）：青色の発光ピーク波長が略４５５ｎｍの相対スペクトル強度を１とした場合に、波長４８５ｎｍにおける相対スペクトル強度が略０．８とする。また、赤色の発光ピーク波長が略６００ｎｍに設定され、更に発光される光の色温度が約６４００Ｋとする。なお、このように構成された白色有機電界発光素子１０のスペクトルの特性を図５に示す。
（比較例１）：青色の発光ピーク波長が略４４０ｎｍの相対スペクトル強度を１とした場合に、波長４７０ｎｍにおける相対スペクトル強度が略０．７とする。また、赤色の発光ピーク波長が略５９５ｎｍに設定され、更に発光される光の色温度が約６４００Ｋとする。なお、このように構成された白色有機電界発光素子１０のスペクトルの特性を図６に示す。
（比較例２）：青色の発光ピーク波長が略４６０ｎｍの相対スペクトル強度を１とした場合に、波長４９０ｎｍにおける相対スペクトル強度が略０．６８とする。また、赤色の発光ピーク波長が略５９５ｎｍに設定され、更に発光される光の色温度が約６４００Ｋとする。なお、このように構成された白色有機電界発光素子１０のスペクトルの特性を図６に示す。
［条件Ａと各比較例１及び２の比較］
ここで、例えば本実施形態の各発光層１４ａ，１４ｂを前記条件（Ａ）に則した構成とすることで、例えば特開平１１−２５８０４７号公報で開示される日本人女性の肌色の好ましさ指数ＰＳを９０とすることができる。これは、比較例１のＰＳ＝６６及び比較例２のＰＳ＝８４と比較して十分に高い値を得ることができている。また、条件（Ａ）に則した構成の各発光層１４ａ，１４ｂでは平均演色評価数Ｒａを９０とすることができ、比較例２のＲａ＝７３と比較して十分な演色性を得ることができる。また、ＪＩＳ Ｚ ９１１０「照明基準総則」で住宅やオフィスの執務空間として推奨する「８０」以上とすることができる。
ここで、例えば本実施形態の各発光層１４ａ，１４ｂを前記条件（Ａ）に則した構成とすることで、例えば特開平１１−２５８０４７号公報で開示される日本人女性の肌色の好ましさ指数ＰＳを９０とすることができる。これは、比較例１のＰＳ＝６６及び比較例２のＰＳ＝８４と比較して十分に高い値を得ることができている。また、条件（Ａ）に則した構成の各発光層１４ａ，１４ｂでは平均演色評価数Ｒａを９０とすることができ、比較例２のＲａ＝７３と比較して十分な演色性を得ることができる。また、ＪＩＳ Ｚ ９１１０「照明基準総則」で住宅やオフィスの執務空間として推奨する「８０」以上とすることができる。
［条件Ｂと各比較例１及び２の比較］
また、例えば本実施形態の各発光層１４ａ，１４ｂを前記条件（Ｂ）に則した構成とすることで、日本人女性の肌色の好ましさ指数ＰＳを９６とすることができ、比較例１のＰＳ＝６６及び比較例２のＰＳ＝８４と比較して高い値を得ることができる。また、条件（Ｂ）に則した構成の各発光層１４ａ，１４ｂでは平均演色評価数Ｒａを８０以上の８２とすることができ、（比較例２）のＲａ＝７３と比較して十分な演色性を得ることができる。また、ＪＩＳ Ｚ ９１１０「照明基準総則」で住宅やオフィスの執務空間として推奨する「８０」以上とすることができる。
また、例えば本実施形態の各発光層１４ａ，１４ｂを前記条件（Ｂ）に則した構成とすることで、日本人女性の肌色の好ましさ指数ＰＳを９６とすることができ、比較例１のＰＳ＝６６及び比較例２のＰＳ＝８４と比較して高い値を得ることができる。また、条件（Ｂ）に則した構成の各発光層１４ａ，１４ｂでは平均演色評価数Ｒａを８０以上の８２とすることができ、（比較例２）のＲａ＝７３と比較して十分な演色性を得ることができる。また、ＪＩＳ Ｚ ９１１０「照明基準総則」で住宅やオフィスの執務空間として推奨する「８０」以上とすることができる。
次に、本実施形態の作用を説明する。
上記構成の白色有機電界発光素子１０は、陽極１２に正電圧を、陰極１６に負電圧を印加すると、各輸送層１３，１５を介して発光層１４に注入された正孔と電子とが、発光層１４内、又は発光層１４と正孔輸送層１３の界面等にて再結合して発光が起こる。ここで、発光層１４は複数層を積層した積層型に形成してあり、各発光層１４からの発光色を混色することによって白色に発光される。
上記構成の白色有機電界発光素子１０は、陽極１２に正電圧を、陰極１６に負電圧を印加すると、各輸送層１３，１５を介して発光層１４に注入された正孔と電子とが、発光層１４内、又は発光層１４と正孔輸送層１３の界面等にて再結合して発光が起こる。ここで、発光層１４は複数層を積層した積層型に形成してあり、各発光層１４からの発光色を混色することによって白色に発光される。
また、上記比較結果を踏まえ、青領域発光層１４ａのピーク波長が４４５ｎｍ〜４５５ｎｍとなる構成とすることで、平均演色評価数Ｒａを８０以上で日本人女性の肌色の好ましさ指数であるＰＳを９０以上とすることができる。また、赤領域発光層１４ｂのピーク波長が６００ｎｍ以上となる構成とすることで、発光層１４からの光を長波長側とすることができ、日本人女性の肌色の好ましさ指数であるＰＳの向上に寄与することができる。
次に、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）発光層１４は、青色領域と緑色領域と赤色領域それぞれに少なくとも１つ以上の発光ピークを有し、青色領域における青領域発光層１４ａの発光ピークが４４５ｎｍ〜４５５ｎｍ間となるように構成される。これにより、平均演色評価数Ｒａを８０以上で日本人女性の肌色の好ましさ指数であるＰＳを９０以上とすることができ、演色性の低下を抑えつつ、肌の見えの好ましさを表すＰＳ値の向上できる。
（１）発光層１４は、青色領域と緑色領域と赤色領域それぞれに少なくとも１つ以上の発光ピークを有し、青色領域における青領域発光層１４ａの発光ピークが４４５ｎｍ〜４５５ｎｍ間となるように構成される。これにより、平均演色評価数Ｒａを８０以上で日本人女性の肌色の好ましさ指数であるＰＳを９０以上とすることができ、演色性の低下を抑えつつ、肌の見えの好ましさを表すＰＳ値の向上できる。
（２）赤領域発光層１４ｂのピーク波長が６００ｎｍ以上となる構成とすることで、発光層１４からの光を長波長側とすることができ、日本人女性の肌色の好ましさ指数であるＰＳの向上に寄与することができる。
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、発光層１４を青領域発光層１４ａ、赤領域発光層１４ｂ、緑領域発光層の３層で構成したが、青、赤、緑にピーク波長（発光ピーク）を有する構成であれば何層であってもよい。
・上記実施形態では、発光層１４を青領域発光層１４ａ、赤領域発光層１４ｂ、緑領域発光層の３層で構成したが、青、赤、緑にピーク波長（発光ピーク）を有する構成であれば何層であってもよい。
・上記実施形態では、特に言及していないが、本白色有機電界発光素子１０は、ベースライト、ダウンライト、スポットライト、ブラケットライト、ペンダントライト及びシーリングライトなどの各種照明器具として利用してもよい。
１０…白色有機電界発光素子、１２…陽極、１３…正孔輸送層、１４…発光層、１５…電子輸送層、１６…陰極。
Claims (2)
- 正孔輸送層と、正孔及び電子の注入を持続することができる複数層の発光層と、電子輸送層とを、陽極及び陰極間に設けて形成される白色有機電界発光素子であって、
前記発光層は、青色領域と緑色領域と赤色領域それぞれに少なくとも１つ以上の発光ピークを有し、青色領域における発光ピークが４４５ｎｍ〜４５５ｎｍ間となるように構成されたことを特徴とする白色有機電界発光素子。 - 請求項１に記載の白色有機電界発光素子において、
前記発光層は、前記赤色領域における発光ピークが６００ｎｍ以上となるように構成されたことを特徴とする白色有機電界発光素子。
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