JP2013038245A - 発光素子、発光装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の発光素子1は、陽極3と、陰極11と、陽極3と陰極11との間に設けられた、可視光を発光する可視光発光層7、および赤外線を発光する赤外線発光層6とを有する。また、前記赤外線発光層は、発光材料として、チアジアゾール系化合物を含有するのが好ましい。
【選択図】図1
Description
例えば、特許文献1、2に記載の発光素子では、分子内に官能基として電子供与体であるアミンと電子受容体であるニトリル基を共存させた材料を発光層のドーパントとして用いることにより、発光波長を長波長化している。
したがって、近赤外域で発光する発光層と、可視光領域で発光する発光層とを備える発光素子の実現も考えられるが、かかる発光素子に適用すると、可視光領域における長期の発光を実現し得るものの、近赤外領域における長期の発光を実現することが出来なかった。
本発明の発光素子は、陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に設けられた、可視光を発光する可視光発光層、および赤外線を発光する赤外線発光層とを有することを特徴とする。
これにより、高効率かつ長寿命に赤外線を発光する赤外線発光層と、高効率かつ長寿命に可視光を発光する可視光発光層とを備える発光素子とすることができる。
チアジアゾール系化合物は、近赤外域で発光させることができることから、赤外線発光層の発光材料として好適に用いられる。
かかる構成のチアジアゾール系化合物は、近赤外域で発光させることができることから、赤外線発光層の発光材料として好適に用いられる。
かかる構成のチアジアゾール系化合物は、近赤外域で発光させることができることから、赤外線発光層の発光材料として好適に用いられる。
かかる構成のチアジアゾール系化合物は、近赤外域で発光させることができることから、赤外線発光層の発光材料として好適に用いられる。
ホスト材料は、正孔と電子とを再結合して励起子を生成するとともに、その励起子のエネルギーを発光材料に移動(フェルスター移動またはデクスター移動)させて、発光材料を励起する機能を有する。そのため、発光素子の発光効率を高めることができる。
これにより、かかる構成の発光素子を、照明用光源や、肌診断装置の光源に適用することができる。
本発明の発光素子では、前記可視光として緑色光を発光することが好ましい。
これにより、かかる構成の発光素子を、脈拍測定装置および認証装置の光源に適用することができる。
本発明の発光装置は、本発明の発光素子を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性に優れる発光装置とすることができる。
本発明の電子機器は、本発明の発光装置を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性に優れる電子機器とすることができる。
<第1実施形態>
まず、本発明の発光素子の第1実施形態について説明する。
図1は、本発明の発光素子の第1実施形態を模式的に示す断面図である。なお、以下では、説明の都合上、図1中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。
このような発光素子1にあっては、赤外線発光層6、赤色発光層7R、青色発光層7B、および緑色発光層7Gの各発光層に対し、陰極11側から電子が供給(注入)されるとともに、陽極3側から正孔が供給(注入)される。そして、各発光層では、正孔と電子とが再結合し、この再結合に際して放出されたエネルギーによりエキシトン(励起子)が生成し、エキシトンが基底状態に戻る際にエネルギー(蛍光やりん光)を放出する。そのため、赤外線発光層6が赤外線を発光するとともに、赤色発光層7R、青色発光層7B、および緑色発光層7Gがそれぞれ赤色、青色、および緑色の可視光を発光する。これにより、発光素子1は、赤外線と白色の可視光とを発光する。なお、本実施形態では、赤色発光層7R、青色発光層7B、および緑色発光層7Gの3層により、可視光を発光する可視光発光層7が構成される。
基板2は、陽極3を支持するものである。本実施形態の発光素子1は、基板2側から光を取り出す構成(ボトムエミッション型)であるため、基板2および陽極3は、それぞれ、実質的に透明(無色透明、着色透明または半透明)とされている。
このような基板2の平均厚さは、特に限定されないが、0.1〜30mm程度であるのが好ましく、0.1〜10mm程度であるのがより好ましい。
不透明基板としては、例えば、アルミナのようなセラミックス材料で構成された基板、ステンレス鋼のような金属基板の表面に酸化膜(絶縁膜)を形成したもの、樹脂材料で構成された基板等が挙げられる。
また、このような発光素子1では、陽極3と陰極11との間の距離(すなわち積層体14の平均厚さ)は、100〜500nmであるのが好ましく、100〜300nmであるのがより好ましく、100〜250nmであるのがさらに好ましい。これにより、簡単かつ確実に、発光素子1の駆動電圧を実用的な範囲内にすることができる。
[陽極]
陽極3は、後述する正孔注入層4を介して正孔輸送層5に正孔を注入する電極である。この陽極3の構成材料としては、仕事関数が大きく、導電性に優れる材料を用いるのが好ましい。
特に、陽極3は、ITOで構成されているのが好ましい。ITOは、透明性を有するとともに、仕事関数が大きく、導電性に優れる材料である。これにより、陽極3から正孔注入層4へ効率的に正孔を注入することができる。
このような陽極3の平均厚さは、特に限定されないが、10〜200nm程度であるのが好ましく、50〜150nm程度であるのがより好ましい。
一方、陰極11は、後述する電子注入層10を介して電子輸送層9に電子を注入する電極である。この陰極11の構成材料としては、仕事関数の小さい材料を用いるのが好ましい。
陰極11の構成材料としては、例えば、Li、Mg、Ca、Sr、La、Ce、Er、Eu、Sc、Y、Yb、Ag、Cu、Al、Cs、Rbまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて(例えば、複数層の積層体、複数種の混合層等として)用いることができる。
このような陰極11の平均厚さは、特に限定されないが、100〜10000nm程度であるのが好ましく、100〜500nm程度であるのがより好ましい。
なお、本実施形態の発光素子1は、ボトムエミッション型であるため、陰極11に、光透過性は、特に要求されない。また、トップエミッション型である場合には、陰極11側から光を透過させる必要があるので、陰極11の平均厚さは、1〜50nm程度であるのが好ましい。
正孔注入層4は、陽極3からの正孔注入効率を向上させる機能を有する(すなわち正孔注入性を有する)ものである。
このように陽極3と後述する正孔輸送層5との間に正孔注入層4を設けることにより、陽極3からの正孔性を向上させ、その結果、発光素子1の発光効率を高めることができる。
この正孔注入層4に含まれる正孔注入性材料としては、特に限定されないが、例えば、銅フタロシアニンや、4,4’,4’’−トリス(N,N−フェニル−3−メチルフェニルアミノ)トリフェニルアミン(m−MTDATA)、N,N’−ビス−(4−ジフェニルアミノ−フェニル)−N, N’−ジフェニル−ビフェニル−4−4’−ジアミン等が挙げられる。
このような正孔注入層4の平均厚さは、特に限定されないが、5〜90nm程度であるのが好ましく、10〜70nm程度であるのがより好ましい。
なお、正孔注入層4は、陽極3および正孔輸送層5の構成材料によっては、省略してもよい。
正孔輸送層5は、陽極3から正孔注入層4を介して注入された正孔を赤外線発光層6まで輸送する機能を有する(すなわち正孔輸送性を有する)ものである。
この正孔輸送層5は、正孔輸送性を有する材料(すなわち正孔輸送性材料)を含んで構成されている。
このような正孔輸送層5の平均厚さは、特に限定されないが、5〜90nm程度であるのが好ましく、10〜70nm程度であるのがより好ましい。
この赤外線発光層6は、前述した陽極3と陰極11との間に通電することにより、発光光として赤外線を発光するものである。
このような赤外線発光層6は、発光光として赤外線を発光する発光材料を含んで構成されていればよいが、特に、700nm以上1500nm以下の波長域である近赤外域の赤外線を発光する発光材料を含んで構成されているのが好ましい。
チアジアゾール系化合物としては、下記式(1A)、(1B)、(1C)で表わされる化合物が挙げられる。
まず、下記式(1A)で表わされる化合物について説明する。
特に、赤外線発光層6に用いる発光材料(チアジアゾール系化合物)としては、下記式(2A)または式(3A)で表わされる化合物を用いるのが好ましい。
フェニル基およびメチル基は、それぞれ化学的安定性が比較的高い。そのため、かかる化合物を赤外線発光層6に含まれる発光材料として用いることにより、赤外線発光層6ひいては発光素子1の長寿命化を図ることができる。また、発光材料の分子量を比較的小さく抑えることができることから、気相成膜を用いて赤外線発光層6を高精度に形成することができる。その結果、この点でも、発光素子1の高効率化および長寿命化を図ることが可能となる。
さらに、赤外線発光層6に用いる発光材料としては、下記式(4A)〜(9A)で表わされる化合物を用いるのが好ましく、具体的には、特に、下記式D−1〜D−3で表わされる化合物を用いるのが好ましい。
特に、赤外線発光層6に用いる発光材料としては、下記式(2B)〜(4B)で表わされる化合物を用いるのが好ましく、具体的には、例えば、下記式D−4〜D−6で表わされる化合物を用いるのが好ましい。
また、発光層6に用いる発光材料としては、高効率化および長寿命化を図れるという観点から、化下記式(2C)〜(4C)で表わされる化合物を用いるのが好ましく、具体的には、特に、下記式D−7〜D−9で表わされる化合物を用いるのが好ましい。
なお、赤外線発光層6は、上述した発光材料以外の発光材料(各種蛍光材料、各種燐光材料)が含まれていてもよい。
このホスト材料は、正孔と電子とを再結合して励起子を生成するとともに、その励起子のエネルギーを発光材料に移動(フェルスター移動またはデクスター移動)させて、発光材料を励起する機能を有する。そのため、発光素子1の発光効率を高めることができる。このようなホスト材料は、例えば、ゲスト材料である発光材料をドーパントとしてホスト材料にドープして用いることができる。
これらの中でも、ホスト材料としては、アセン系材料を用いるのが好ましい。
このようなことから、ホスト材料としてアセン系材料を用いると、発光素子1の発光効率を高めることができる。
このようなアセン系材料は、アセン骨格を有し、かつ、前述したような効果を発揮するものであれば、特に限定されず、例えば、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、ナフタセン誘導体(テトラセン誘導体)、ペンタセン誘導体が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができるが、アントラセン誘導体(アントラセン系材料)またはテトラセン誘導体(テトラセン系材料)を用いるのが好ましい。
これにより、赤色発光層7Rから赤外線発光層6中のアントラセン系材料またはテトラセン系材料へ電子を効率的に受け渡すことができる。
具体的には、テトラセン系材料としては、例えば、下記式H1−1〜H1−11で表わされる化合物、下記式H1−12〜H1−27で表される化合物を用いるのが好ましい。
具体的には、アントラセン系材料としては、例えば、下記式H2−1〜H2−16で表わされる化合物、下記式H2−21〜H2−40で表される化合物、下記式H2−51〜H2−70で表される化合物を用いるのが好ましい。
また、赤外線発光層6の平均厚さは、特に限定されないが、1〜60nm程度であるのが好ましく、3〜50nm程度であるのがより好ましい。
この赤色発光層7Rは、前述した陽極3と陰極11との間に通電することにより、発光光(可視光)として赤色光を発光するものである。
この赤色発光層7Rは、赤色に発光する赤色発光材料を含んで構成されている。
このような赤色発光材料としては、特に限定されず、各種赤色蛍光材料、赤色燐光材料を1種または2種以上組み合わせて用いることができる。
赤色燐光材料としては、赤色の燐光を発するものであれば特に限定されず、例えば、イリジウム、ルテニウム、白金、オスミウム、レニウム、パラジウム等の金属錯体が挙げられ、これら金属錯体の配位子の内の少なくとも1つがフェニルピリジン骨格、ビピリジル骨格、ポルフィリン骨格等を持つものも挙げられる。より具体的には、トリス(1−フェニルイソキノリン)イリジウム、ビス[2−(2’−ベンゾ[4,5−α]チエニル)ピリジネート−N,C3’]イリジウム(アセチルアセトネート)(btp2Ir(acac))、2,3,7,8,12,13,17,18−オクタエチル−12H,23H−ポルフィリン−白金(II)、ビス[2−(2’−ベンゾ[4,5−α]チエニル)ピリジネート−N,C3’]イリジウム、ビス(2−フェニルピリジン)イリジウム(アセチルアセトネート)が挙げられる。
このホスト材料としては、前記赤外線発光層6に含まれるホスト材料として説明したのと同様のものを用いることができる。
なお、本実施形態のように、赤外線発光層6と赤色発光層7Rとが隣接する構成とする場合、赤外線発光層6が陽極3側に位置する構成とするのが好ましい。これにより、各発光層6、7Rにおける、光の取り出し効率の向上を図ることができる。
この第1中間層8Aは、赤色発光層7Rと青色発光層7Bとの層間にこれらに接するように設けられ、赤色発光層7Rと青色発光層7Bとの間でキャリア(正孔および電子)の移動を調整する機能を有するものである。かかる機能により、赤色発光層7Rおよび青色発光層7Bをそれぞれ効率よく発光させることができる。
このような第1中間層8Aの構成材料としては、例えば、赤色発光層7Rのホスト材料として説明したのと同様に、アセン系材料を含むものが好適に用いられる。
このようなナフタセン誘導体は、バイポーラ性を有する。したがって、第1中間層8Aは、赤色発光層7Rから青色発光層7Bへ正孔を円滑に輸送するとともに、青色発光層7Bから赤色発光層7Rへ電子を円滑に輸送することができる。また、第1中間層8Aは、電子および正孔に対して優れた耐性を有する。そのため、第1中間層8Aの劣化を防止し、その結果、発光素子1の耐久性を向上させることができる。
さらに、第1中間層8Aの構成材料としては、前述したアセン系材料の他に、アミン系材料(アミン誘導体)を含むのが特に好ましい。
このような第1中間層8Aに用いられるアミン系材料としては、アミン骨格を有し、かつ、前述したような効果を発揮するものであれば、特に限定されず、例えば、前述した正孔輸送材料のうちのアミン骨格を有する材料を用いることができるが、ベンジジン系アミン誘導体を用いるのが好ましい。
このような第1中間層8A中におけるアミン系材料の含有量は、特に限定されないが、10〜90wt%であるのが好ましく、30〜70wt%であるのがより好ましく、40〜60wt%であるのがさらに好ましい。
これに対し、第1中間層8Aの平均厚さが前記上限値を超えると、第1中間層8Aの構成材料等によっては、駆動電圧が著しく高くなったり、発光素子1の発光(特に白色発光)が難しくなったりする場合がある。一方、第1中間層8Aの平均厚さが前記下限値未満であると、第1中間層8Aの構成材料や駆動電圧等によっては、第1中間層8Aが赤色発光層7Rと青色発光層7Bとの間での正孔および電子の移動を確実に調整するのが難しくなるおそれがある。
この青色発光層7Bは、前述した陽極3と陰極11との間に通電することにより、発光光(可視光)として青色光を発光するものである。
この青色発光層7Bは、青色に発光する青色発光材料を含んで構成されている。
このような青色発光材料としては、例えば、各種青色蛍光材料および青色燐光材料が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上組み合わせて用いることができる。
また、青色発光層7B中には、前述した青色発光材料の他に、青色発光材料をゲスト材料とするホスト材料が含まれているのが好ましい。
このようなホスト材料としては、前記赤外線発光層6に含まれるホスト材料として説明したのと同様のものを用いることができる。
この緑色発光層7Gは、前述した陽極3と陰極11との間に通電することにより、発光光(可視光)として緑色光を発光するものである。
この緑色発光層7Gは、緑色に発光する緑色発光材料を含んで構成されている。
このような緑色発光材料としては、特に限定されず、各種緑色蛍光材料、緑色燐光材料を1種または2種以上組み合わせて用いることができる。
このホスト材料としては、前記赤外線発光層6に含まれるホスト材料として説明したのと同様のものを用いることができる。
また、このような緑色発光層7Gのホスト材料は、赤色発光層6のホスト材料と同様に、アセン誘導体(アセン系材料)を用いるのが好ましい。これにより、緑色発光層7Gをより高輝度かつ高効率で赤色発光させることができる。
さらに、この緑色発光層7Gのホスト材料は、前述した青色発光層8のホスト材料と同一であるのが好ましい。これにより、双方の発光層8、9間においてバンドギャップが生じないため、緑色の光と青色の光とをバランスよく発光させることができるようになる。
電子輸送層9は、陰極11から電子注入層10を介して注入された電子を緑色発光層7Gに輸送する機能を有するものである。
電子輸送層9の構成材料(電子輸送性材料)としては、例えば、2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(BCP)等のフェナントロリン誘導体、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alq3)等の8−キノリノールなしいその誘導体を配位子とする有機金属錯体などのキノリン誘導体、アザインドリジン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
このように、緑色発光層7Gに隣接する電子輸送層9の電子輸送性材料としてアザインドリジン骨格およびアントラセン骨格を分子内に有する化合物を用いているので、電子輸送層9から緑色発光層7Gへ電子を効率的に輸送することができる。そのため、発光素子1の発光効率を優れたものとすることができる。
さらに、アザインドリジン骨格およびアントラセン骨格を分子内に有する化合物は電子およびホールに対する安定性(耐性)に優れるため、この点でも、発光素子1の長寿命化を図ることができる。
具体的には、電子輸送層9に用いるアザインドリジン系化合物としては、例えば、下記式ELT−A1〜ELT−A24で表わされるような化合物、下記式ELT−B1〜式ELT−B12で表わされるような化合物、下記ELT−C1〜ELT−C20で表わされる化合物を用いるのが好ましい。
かかるアザインドリジン化合物の電子輸送性および電子注入性が優れるのは、以下のような理由によるものと考えられる。
前述したようなアザインドリジン骨格およびアントラセン骨格を分子内に有するアザインドリジン系化合物は、その分子全体がπ共役系で繋がっているため、電子雲が分子全体に亘って拡がっている。
また、アザインドリジン骨格の部分は、sp2混成軌道を有する窒素原子が還元されても安定であり、sp3混成軌道を有する窒素原子が酸化されても安定である。そのため、かかるアザインドリジン系化合物は、電子および正孔に対する安定性が高いものとなる。その結果、発光素子1の長寿命化を図ることができる。
電子輸送層9の平均厚さは、特に限定されないが、1.0〜200nm程度であるのが好ましく、10〜100nm程度であるのがより好ましい。
電子注入層10は、陰極11からの電子注入効率を向上させる機能を有するものである。
この電子注入層10の構成材料(電子注入性材料)としては、例えば、各種の無機絶縁材料、各種の無機半導体材料が挙げられる。
アルカリ土類金属カルコゲナイドとしては、例えば、CaO、BaO、SrO、BeO、BaS、MgO、CaSe等が挙げられる。
アルカリ金属のハロゲン化物としては、例えば、CsF、LiF、NaF、KF、LiCl、KCl、NaCl等が挙げられる。
アルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、CaF2、BaF2、SrF2、MgF2、BeF2等が挙げられる。
電子注入層10の平均厚さは、特に限定されないが、0.1〜1000nm程度であるのが好ましく、0.2〜100nm程度であるのがより好ましく、0.2〜50nm程度であるのがさらに好ましい。
なお、この電子注入層10は、陰極11および電子輸送層9の構成材料や厚さ等によっては、省略してもよい。
封止部材12は、陽極3、積層体14、および陰極11を覆うように設けられ、これらを気密的に封止し、酸素や水分を遮断する機能を有する。封止部材12を設けることにより、発光素子1の信頼性の向上や、変質・劣化の防止(耐久性向上)等の効果が得られる。
以上のように構成された発光素子1によれば、赤外線発光層6の発光材料としてチアジアゾール系化合物を用いるとともに、赤外線発光層6のホスト材料にテトラセン系材料を用いることにより、近赤外域での発光を可能とするとともに、高効率化および長寿命化を図ることができる。
以上のような発光素子1は、例えば、次のようにして製造することができる。
陽極3は、例えば、プラズマCVD、熱CVDのような化学蒸着法(CVD)、真空蒸着等の乾式メッキ法、電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、ゾル・ゲル法、MOD法、金属箔の接合等を用いて形成することができる。
[2] 次に、陽極3上に正孔注入層4を形成する。
正孔注入層4は、例えば、CVD法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成するのが好ましい。
正孔注入層形成用材料の供給方法としては、例えば、スピンコート法、ロールコート法、インクジェット印刷法等の各種塗布法を用いることもできる。かかる塗布法を用いることにより、正孔注入層4を比較的容易に形成することができる。
正孔注入層形成用材料の調製に用いる溶媒または分散媒としては、例えば、各種無機溶媒や、各種有機溶媒、または、これらを含む混合溶媒等が挙げられる。
また、本工程に先立って、陽極3の上面には、酸素プラズマ処理を施すようにしてもよい。これにより、陽極3の上面に親液性を付与すること、陽極3の上面に付着する有機物を除去(洗浄)すること、陽極3の上面付近の仕事関数を調整すること等を行うことができる。
ここで、酸素プラズマ処理の条件としては、例えば、プラズマパワー100〜800W程度、酸素ガス流量50〜100mL/min程度、被処理部材(陽極3)の搬送速度0.5〜10mm/sec程度、基板2の温度70〜90℃程度とするのが好ましい。
正孔輸送層5は、例えば、CVD法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成するのが好ましい。
なお、正孔輸送性材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる正孔輸送層形成用材料を、正孔注入層4上に供給した後、乾燥(脱溶媒または脱分散媒)することによっても形成することができる。
赤外線発光層6は、例えば、真空蒸着等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
[5] 次に、赤外線発光層6上に、赤色発光層7Rを形成する。
赤色発光層7Rは、例えば、CVD法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
第1中間層8Aは、例えば、CVD法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
また、第1中間層8Aは、例えば、その構成材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる第1中間層形成用材料を、赤色発光層7R上に供給した後、乾燥(脱溶媒または脱分散媒)することによっても形成することができる。
青色発光層7Bは、例えば、CVD法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
[8] 次に、青色発光層7B上に、緑色発光層7Gを形成する。
緑色発光層7Gは、例えば、CVD法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
電子輸送層9は、例えば、CVD法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
また、電子輸送層9は、例えば、電子輸送材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる電子輸送層形成用材料を、緑色発光層7G上に供給した後、乾燥(脱溶媒または脱分散媒)することによっても形成することができる。
電子注入層10の構成材料として無機材料を用いる場合、電子注入層10は、例えば、CVD法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセス、無機微粒子インクの塗布および焼成等を用いて形成することができる。
[11] 次に、電子注入層10上に、陰極11を形成する。
陰極11は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、金属箔の接合、金属微粒子インクの塗布および焼成等を用いて形成することができる。
以上のような工程を経て、発光素子1が得られる。
最後に、得られた発光素子1を覆うように封止部材12を被せ、基板2に接合する。
図2は、本発明の発光素子の第2実施形態を模式的に示す断面図である。
以下、第2実施形態の発光素子について、前述した第1実施形態との違いを中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
第2実施形態の発光素子1は、赤外線発光層6を積層する位置が異なり、さらに、その積層位置で、赤外線発光層6と緑色発光層7Gとの間に第2中間層8Bを備えること以外は、前記第1実施形態の発光素子と同様である。
このような発光素子1にあっては、前記第1実施形態の発光素子1と同様に、赤外線発光層6、赤色発光層7R、青色発光層7B、および緑色発光層7Gの各発光層に対し、陰極11側から電子が供給(注入)されるとともに、陽極3側から正孔が供給(注入)される。そして、各発光層では、正孔と電子とが再結合し、この再結合に際して放出されたエネルギーによりエキシトン(励起子)が生成し、エキシトンが基底状態に戻る際にエネルギー(蛍光やりん光)を放出する。そのため、赤外線発光層6が赤外線を発光するとともに、赤色発光層7R、青色発光層7B、および緑色発光層7Gがそれぞれ赤色、青色、および緑色の可視光を発光する。これにより、本実施形態の発光素子1も、赤外線と白色の可視光とを発光する。なお、本実施形態では、赤色発光層7R、青色発光層7B、および緑色発光層7Gの3層により、可視光を発光する可視光発光層7が構成される。
この赤外線発光層6は、前述した第1実施形態の発光素子1が備える赤外線発光層6と同様の構成のものとすることができるが、本実施形態のように、赤外線発光層6が、他の発光層7R、7G、7Bよりも陰極11側に位置する場合、赤外線発光層6に含まれるホスト材料として、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(p−フェニルフェノラト)アルミニウム(BAlq)、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム錯体(Alq3)のようなキノリノラト系金属錯体が用いられるのが好ましい。これにより、赤外線発光層6の長寿命化を図ることができる。
また、第2中間層8Bは、前述した第1実施形態の発光素子1が備える第1中間層8Aと同様の構成のものとすることができる
図3は、本発明の発光素子の第3実施形態を模式的に示す断面図である。
以下、第3実施形態の発光素子について、前述した第1実施形態との違いを中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
第3実施形態の発光素子1は、可視光を発光する発光層として、赤色発光層7R、青色発光層7Bおよび緑色発光層7Gの形成を省略して、黄色発光層7Yおよびシアン発光層7Cを形成したこと以外は、前記第1実施形態の発光素子と同様である。
このような発光素子1にあっては、赤外線発光層6、黄色発光層7Yおよびシアン発光層7Cの各発光層に対し、陰極11側から電子が供給(注入)されるとともに、陽極3側から正孔が供給(注入)される。そして、各発光層では、正孔と電子とが再結合し、この再結合に際して放出されたエネルギーによりエキシトン(励起子)が生成し、エキシトンが基底状態に戻る際にエネルギー(蛍光やりん光)を放出する。そのため、赤外線発光層6が赤外線を発光するとともに、黄色発光層7Yおよびシアン発光層7Cがそれぞれ黄色およびシアンの可視光を発光する。これにより、本実施形態の発光素子1は、赤外線と白色の可視光とを発光する。なお、本実施形態では、黄色発光層7Yおよびシアン発光層7Cの2層により、可視光を発光する可視光発光層7が構成される。
黄色発光層7Yは、陽極3と陰極11との間に通電することにより、発光光(可視光)として黄色光を発光するものである。
この黄色発光層7Yは、黄色に発光する黄色発光材料を含んで構成されている。
このような黄色発光材料としては、特に限定されず、各種黄色蛍光材料、黄色燐光材料を1種または2種以上組み合わせて用いることができる。
黄色蛍光材料としては、黄色の蛍光を発するものであれば特に限定されず、例えば、下記化学式(26A)で示されるテトラセン系化合物、テトラフェニルナフタセン(通称:ルブレン)等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
シアン発光層7Cは、陽極3と陰極11との間に通電することにより、発光光(可視光)としてシアン光を発光するものである。
このシアン発光層7Cは、シアンに発光するシアン発光材料を含んで構成されている。
このようなシアン発光材料としては、特に限定されず、各種シアン蛍光材料、シアン燐光材料を1種または2種以上組み合わせて用いることができる。
また、シアン燐光材料としては、シアンの燐光を発するものであれば特に限定されず、例えば、下記式(27)で表されるビス(3,5−ジフルオロ−2−(2−ピリジル)フェニル)−(2−カルボキシピリジル)イリジウム(III)等が挙げられる。
なお、このホスト材料としては、前記赤外線発光層6に含まれるホスト材料として説明したのと同様のものを用いることができる。
図4は、本発明の発光素子の第4実施形態を模式的に示す断面図である。
以下、第4実施形態の発光素子について、前述した第3実施形態との違いを中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
第4実施形態の発光素子1は、赤外線発光層6を積層する位置が異なり、さらに、その積層位置で、赤外線発光層6とシアン発光層7Cとの間に第1中間層8Aを備えること以外は、前記第3実施形態の発光素子と同様である。
そして、発光素子1は、その全体が基板2上に設けられるとともに、封止部材12で封止されている。
この赤外線発光層6は、前述した第3実施形態の発光素子1が備える赤外線発光層6と同様の構成のものとすることができるが、本実施形態のように、赤外線発光層6が、他の発光層7Y、7Cよりも陰極11側に位置する場合、赤外線発光層6に含まれるホスト材料として、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(p−フェニルフェノラト)アルミニウム(BAlq)、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム錯体(Alq3)のようなキノリノラト系金属錯体が用いられるのが好ましい。これにより、赤外線発光層6の長寿命化を図ることができる。
図5は、本発明の発光素子の第5実施形態を模式的に示す断面図である。
以下、第5実施形態の発光素子について、前述した第3実施形態との違いを中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
第5実施形態の発光素子1は、可視光を発光する発光層として、赤色発光層7Rおよび青色発光層7Bの形成を省略して、緑色発光層7Gを単独で形成したこと以外は、前記第1実施形態の発光素子と同様である。
このような発光素子1にあっては、赤外線発光層6および緑色発光層7Gの各発光層に対し、陰極11側から電子が供給(注入)されるとともに、陽極3側から正孔が供給(注入)される。そして、各発光層では、正孔と電子とが再結合し、この再結合に際して放出されたエネルギーによりエキシトン(励起子)が生成し、エキシトンが基底状態に戻る際にエネルギー(蛍光やりん光)を放出する。そのため、赤外線発光層6が赤外線を発光するとともに、緑色発光層7Gが緑色の可視光を発光する。すなわち、本実施形態の発光素子1は、赤外線と緑色の可視光とを発光する。なお、本実施形態では、緑色発光層7Gの1層により、可視光を発光する可視光発光層7が構成される。
(照明用光源)
まず、本発明の発光装置を照明用光源に適用した場合について説明する。
図6は、本発明の照明用光源の実施形態を示す図である。
この照明用光源200は、透明基板205と、発光素子1とを有する。
発光素子1は、透明電極202と、対向電極203と、積層体201とを有し、透明電極202と対向電極203との間に電界を印加することにより、積層体201が備える発光層が発光する。そして、この発光層で生じた発光光が透明基板205を透過することにより、例えば、屋内が照明される。
ここで、通常の屋内照明用光源、例えば、蛍光灯等では、その発光波長は、概ね400〜700nm程度となっており、太陽光のように近赤外域の発光を有する発光波長にはなっていない。
そのため、デジタルカメラを用いて屋内および屋外において撮影した際には、それぞれの画質に微妙な差異が生じるという問題がある。
このように、可視光ばかりでなく、近赤外域の光をも発光するようになっていることから、屋内における撮影においても、屋外における撮影とほぼ同様の画像を得ることができるようになる。
また、照明用光源200は、高効率および長寿命な発光素子1を備えるので、信頼性に優れる。
次に、本発明の発光装置を肌診断装置に適用した場合について説明する。
図7は、本発明の肌診断装置の実施形態を示す図である。
図7に示す肌診断装置300は、肌状態の測定結果に基づいて、その状態を正確に把握することができる肌診断装置である。
第1の測定プローブ302は、皮膚の水分量、皮脂量および弾力性等を測定するものである。
キーボード304は、被験者からの問診または被験者の肌の観察もしくは触診の結果を入力する入力手段である。
演算手段305は、測定プローブ302、303からの測定信号または問診、観察もしくは触診の入力結果に基づいて被験者の肌状態の評価指数を算出するものである。
さらに、ディスプレイ307は、算出された肌状態の評価指数を表示するためのものである。
かかる構成の肌診断装置300において、デジタルマイクロカメラ306が備える光源は、前述した発光素子1を複数備えるものであり、撮像対象物である肌(皮膚)へ向けて、近赤外域の赤外光と、白色の可視光とを照射する。
このような肌診断装置300によれば、近赤外域の赤外光と、白色の可視光とを用いてデジタルマイクロカメラ306による撮像が行われる。
このように可視光ばかりでなく、近赤外域の赤外光によっても撮像することで、血液の情報をも入手することができる。すなわち、肌の表面上の状態(例えば、肌表面のメラニン色素量)ばかりでなく、赤血球指数およびヘマトクリット値等を入手することができる。そのため、血色を加味した肌状態を測定することができるようになる。
また、肌診断装置300は、高効率および長寿命な発光素子1を備えるので、信頼性に優れる。
次に、本発明の発光装置を脈拍測定装置に適用した場合について説明する。
図8は、本発明の脈拍測定装置の実施形態を示す図である。
図8に示す脈拍測定装置400は、センサモジュールを指に装着して脈拍数を測定する携帯用の脈拍測定装置である。
センサモジュール481は、測定者の指に装着され、脈波成分を検出する脈波センサ483を有している。
また、脈波センサ483は、検出用光を射出する光源483Aと、人体(指)により反射された検出用光を受光する受光部(Photo Detector)483Bとを有している。
かかる構成の脈拍測定装置400において、光源483Aは、前述した発光素子1を備えるものであり、脈拍を測定すべき指へ向けて、近赤外域の赤外光と、緑色の可視光とを照射する。
このような脈拍測定装置400によれば、光源483Aにおいて発光された、近赤外域の赤外光と、緑色の可視光とを用いて、指により反射された検出用光が生成され、この検出用光の強度の変化(強弱)に基づいて、脈拍が測定される。
また、緑色(波長:500〜550nm程度)の可視光は、皮膚内部への侵入が他の波長の可視光と比較して容易に行われるため、可視光の中でも特に脈拍数の測定に適したものである。しかしながら、脈拍測定を緑色の可視光単独で行うと、発光光のパワーを特に大きくする必要があり、安定した脈拍数の測定には困難を伴う。
また、脈拍測定装置400は、高効率および長寿命な発光素子1を備えるので、信頼性に優れる。
次に、本発明の発光装置を認証装置に適用した場合について説明する。
図9は、本発明の認証装置の実施形態を示す図である。
図9に示す認証装置1000は、生体F(本実施形態では指先)の生体情報を用いて個人を認証する生体認証装置である。
光源100Bは、前述した発光素子1を複数備えるものであり、撮像対象物である生体Fへ向けて、近赤外域の赤外光と、緑色の可視光とを照射する。
なお、この光源100Bにおいて、複数の発光素子1は、例えば、カバーガラス1001の外周部に沿って配置される。
カバーガラス1001は、生体Fが接触または近接する部位である。
受光素子群1003は、マイクロレンズアレイ1002に対してカバーガラス1001とは反対側に設けられている。この受光素子群1003は、マイクロレンズアレイ1002の複数のマイクロレンズに対応してマトリクス状に設けられた複数の受光素子で構成されている。この受光素子群1003の各受光素子としては、例えば、CCD(Charge Coupled Device)、CMOS等を用いることができる。
受光素子駆動部1004は、受光素子群1003を駆動する駆動回路である。
制御部1005は、例えば、MPUであり、発光素子駆動部1006および受光素子駆動部1004の駆動を制御する機能を有する。
また、制御部1005は、受光素子群1003の受光結果と、予め記憶された生体認証情報との比較により、生体Fの認証を行う機能を有する。
このような認証装置1000によれば、近赤外域の赤外光と、緑色の可視光とを用いて形成された受光素子群1003における受光結果に基づいて、生体認証が行われる。
また、緑色(波長:500〜550nm程度)の可視光は、可視光の中でも画像パターン(例えば静脈パターン)の生成に適したものである。
そのため、生体認証の際に用いる光源として、近赤外域の赤外光と、緑色の可視光とを用いることで、屋外における生体認証をも実施することができるようになる。
また、高効率および長寿命な発光素子1を備えるので、信頼性に優れる。
このような認証装置1000は、各種の電子機器に組み込むことができる。
図10は、本発明の電子機器を適用したモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
この図において、パーソナルコンピュータ1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示部を備える表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このパーソナルコンピュータ1100において、本体部1104には、前述した認証装置1000が設けられている。
このようなパーソナルコンピュータ1100によれば、高効率および長寿命な発光素子1を備えるので、信頼性に優れる。
以上、本発明の発光素子、発光装置および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものでない。
例えば、本発明の発光素子、発光装置および電子機器は、同様の機能を発揮し得る任意のものと置換することができ、あるいは、任意の構成のものを付加することができる。
1.チアジアゾール系化合物の製造
(合成例A1)上記式D−2で表わされる化合物の合成
5リットルのフラスコに発煙硝酸1500mlを入れ冷却した。そこへ10〜50℃に保つようにして硫酸1500mlを分割添加した。さらにそこへ原料のジブロモベンゾチアジアゾールである化合物(a)を150gを1時間かけて少量ずつ添加した。その際に溶液温度は5℃以下になるように行った。全量添加後、室温(25℃)において20時間反応させた。反応後、氷3kgに反応液を注ぎ、一晩攪拌した。その後、ろ過してメタノール、ヘプタンで洗浄した。
ろ過して残った物を200mlのトルエンで熱溶解させた後、室温まで徐冷後にろ過し、残ったものを少量のトルエンで洗浄後、減圧乾燥させた。
これにより、HPLC純度95%の化合物(b)(4、7−ジブロモ−5、6−ジニトロ−ベンゾ[1、2、5]チアジアゾール)60gを得た。
Ar下、5リットルのフラスコに、得られたジブロモ体である化合物(b)30gとトリフェニルアミンのボロン酸体54.2g、トルエン2500ml、2M炭酸セシウム水溶液(152g/(蒸留水)234ml)を入れ、90℃で一晩反応させた。反応後ろ過、分液、濃縮し、得られた粗体52gをシリカゲルカラム(SiO2 5kg)で分離し、赤紫色固体を得た。
これにより、HPLC純度96%の化合物(c)8.9gを得た。
得られたボロン酸体のHPLC純度は、99%であった。
Ar下、1リットルのフラスコに、得られたジニトロ体である化合物(c)8g、還元鉄7g、酢酸600mlを入れ、80℃で4時間反応させて室温まで冷却させた。反応後、反応液をイオン交換水1.5リットルに注ぎ、そこへ酢酸エチル1.5リットルをさらに添加した。添加後、固体が析出していたので、テトラヒドロフラン1リットルと食塩300gを添加し、分液した。水層は1リットルのテトラヒドロフランで再抽出した。濃縮乾燥したものを再度、少量の水、メタノールにて洗浄し、橙色固体を得た。
これにより、HPLC純度80%の化合物(d)7gを得た。
Ar下、1リットルのフラスコに、得られたジアミン体である化合物(d)4.5g、ベンジル3.7g、溶媒として酢酸300mlを入れ、80℃にて2時間反応させた。反応後、室温まで冷却させ、反応液をイオン交換水1リットルに注ぎ、結晶をろ過、水洗、7gの黒緑色固体を得た。そして、その黒緑色固体をシリカゲルカラム(SiO2 1kg)で精製した。
これにより、HPLC純度99%の化合物(e)(前記式D−2で表わされる化合物)4gを得た。この化合物(e)を質量分析したところ、M+:826であった。
さらに、得られた化合物(e)を設定温度340℃で昇華精製した。その昇華精製後の化合物(e)のHPLC純度は99%であった。
(合成例A2)前記式D−8で表わされる化合物の合成
前記合成例A1で説明した合成(A1−1)〜(A1−3)と同様にして、ジアミン体である化合物(d)を得た。
合成(A2−4)
Ar下、1リットルのフラスコに、得られたジアミン体である化合物(d)1.5g、9,10−フェナントレンキノン0.6g、溶媒として酢酸300mlを入れ、80℃にて2時間反応させた。反応後、室温まで冷却させ、反応液をイオン交換水1リットルに注ぎ、結晶をろ過、水洗、2gの黒緑色固体を得た。そして、その黒緑色固体をシリカゲルカラム(SiO2 1kg)で精製した。
これにより、HPLC純度99%の化合物(f)(前記式D−8で表わされる化合物)1.5gを得た。この化合物(f)を質量分析したところ、M+:824であった。
さらに、得られた化合物(f)を設定温度340℃で昇華精製した。その昇華精製後の化合物(f)のHPLC純度は99%であった。
(合成例B1)前記式H1−2で表わされる化合物の合成
Ar下、300mlのフラスコに、4−ブロモビフェニル6gと乾燥ジエチルエーテル50mlを入れた。室温で1.6M n−BuLi/ヘキサン溶液14.5mlを滴下し、30分間反応させた。
一方、別途、Ar下、500mlのフラスコに、5、12−ナフタセンキノン2.7と乾燥トルエン100mlを投入した。そこへ先に調整したビフェニルリチウムを滴下し、3時間反応させた。反応後、20mlの蒸留水を添加し、30分攪拌後、メタノール中に入れ、固体をろ過分離した。得られた固体をシリカゲル(SiO2 500g)で精製した。
これにより、白色固体(5、12−ビスビフェニル−4−イル−5、12−ジヒドロ−ナフタセン−5、12−ジオール)4.5gを得た。
合成(B1−1)で得られたジオール体4.5gと酢酸300mlを計量し、1000mlのフラスコに入れた。そこへ、塩酸(35%)5gに塩化スズ(II)(無水)5gを溶かしたものを入れ、30分攪拌した。その後、分液ロートに移し、トルエンを加えて、蒸留水にて分液洗浄し、乾燥させた。得られた個体をシリカゲル(SiO2 500g)で精製し、黄色固体(前記式H1−2で表わされる化合物)4gを得た。
(実施例1)
<1> まず、平均厚さ0.5mmの透明なガラス基板を用意した。次に、この基板上に、スパッタ法により、平均厚さ100nmのITO電極(陽極)を形成した。
そして、基板をアセトン、2−プロパノールの順に浸漬し、超音波洗浄した後、酸素プラズマ処理およびアルゴンプラズマ処理を施した。これらのプラズマ処理は、それぞれ、基板を70〜90℃に加温した状態で、プラズマパワー100W、ガス流量20sccm、処理時間5secで行った。
<3> 次に、正孔輸送層上に、赤外線発光層の構成材料を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ10nmの赤外線発光層を形成した。赤外線発光層の構成材料としては、発光材料(ゲスト材料)として前記式D−2で表わされる化合物を用い、ホスト材料として前記式H1−2で表わされる化合物(テトラセン系材料)を用いた。また、赤外線発光層中の発光材料(ドーパント)の含有量(ドープ濃度)を4.0wt%とした。
ここで、第1の中間層の構成材料としては、ホスト材料として前記式H1−2で表わされる化合物を用い、アミン系材料として前述した化学式(22)で表わされる化合物を用いた。また、第1中間層中のホスト材料の含有量は、50wt%とした。
<9> 次に、電子輸送層上に、フッ化リチウム(LiF)を真空蒸着法により成膜し、平均厚さ1nmの電子注入層を形成した。
<10> 次に、電子注入層上に、Alを真空蒸着法により成膜した。これにより、Alで構成される平均厚さ100nmの陰極を形成した。
<11> 次に、形成した各層を覆うように、ガラス製の保護カバー(封止部材)を被せ、エポキシ樹脂により固定、封止した。
以上の工程により、発光素子を製造した。
前記実施例1の工程<3>において、赤外線発光層の発光材料として、前記式D−2で表わされる化合物に代えて、前記式D−8で表わされる化合物を用いた以外は、前記実施例1と同様にして発光素子を製造した。
(実施例3)
<1> まず、平均厚さ0.5mmの透明なガラス基板を用意した。次に、この基板上に、スパッタ法により、平均厚さ100nmのITO電極(陽極)を形成した。
そして、基板をアセトン、2−プロパノールの順に浸漬し、超音波洗浄した後、酸素プラズマ処理およびアルゴンプラズマ処理を施した。これらのプラズマ処理は、それぞれ、基板を70〜90℃に加温した状態で、プラズマパワー100W、ガス流量20sccm、処理時間5secで行った。
<3> 次に、正孔輸送層上に、赤色発光層の構成材料を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ5nmの赤色発光層を形成した。赤色発光層の構成材料としては、発光材料(ゲスト材料)として前記化学式(17)で表わされる化合物(ジインデノペリレン誘導体)を用い、ホスト材料として前記式H1−2で表わされる化合物(テトラセン系材料)を用いた。また、赤色発光層中の発光材料(ドーパント)の含有量(ドープ濃度)を2.0wt%とした。
ここで、第1の中間層の構成材料としては、ホスト材料として前記式H1−2で表わされる化合物を用い、アミン系材料として前述した化学式(22)で表わされる化合物を用いた。また、第1中間層中のホスト材料の含有量は、50wt%とした。
ここで、第2の中間層の構成材料としては、ホスト材料として前記式H1−2で表わされる化合物を用い、アミン系材料として前述した化学式(22)で表わされる化合物を用いた。また、第2中間層中のホスト材料の含有量は、50wt%とした。
<10> 次に、電子輸送層上に、フッ化リチウム(LiF)を真空蒸着法により成膜し、平均厚さ1nmの電子注入層を形成した。
<12> 次に、形成した各層を覆うように、ガラス製の保護カバー(封止部材)を被せ、エポキシ樹脂により固定、封止した。
以上の工程により、発光素子を製造した。
<1> まず、平均厚さ0.5mmの透明なガラス基板を用意した。次に、この基板上に、スパッタ法により、平均厚さ100nmのITO電極(陽極)を形成した。
そして、基板をアセトン、2−プロパノールの順に浸漬し、超音波洗浄した後、酸素プラズマ処理およびアルゴンプラズマ処理を施した。これらのプラズマ処理は、それぞれ、基板を70〜90℃に加温した状態で、プラズマパワー100W、ガス流量20sccm、処理時間5secで行った。
<3> 次に、正孔輸送層上に、赤外線発光層の構成材料を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ10nmの赤外線発光層を形成した。赤外線発光層の構成材料としては、発光材料(ゲスト材料)として前記式D−2で表わされる化合物を用い、ホスト材料として前記式H1−2で表わされる化合物(テトラセン系材料)を用いた。また、赤外線発光層中の発光材料(ドーパント)の含有量(ドープ濃度)を4.0wt%とした。
ここで、第1の中間層の構成材料としては、ホスト材料として前記式H1−2で表わされる化合物を用い、アミン系材料として前述した化学式(22)で表わされる化合物を用いた。また、第1中間層中のホスト材料の含有量は、50wt%とした。
<8> 次に、電子輸送層上に、フッ化リチウム(LiF)を真空蒸着法により成膜し、平均厚さ1nmの電子注入層を形成した。
<10> 次に、形成した各層を覆うように、ガラス製の保護カバー(封止部材)を被せ、エポキシ樹脂により固定、封止した。
以上の工程により、発光素子を製造した。
前記実施例4の工程<3>において、赤外線発光層の発光材料として、前記式D−2で表わされる化合物に代えて、前記式D−8で表わされる化合物を用いた以外は、前記実施例4と同様にして発光素子を製造した。
(実施例6)
<1> まず、平均厚さ0.5mmの透明なガラス基板を用意した。次に、この基板上に、スパッタ法により、平均厚さ100nmのITO電極(陽極)を形成した。
そして、基板をアセトン、2−プロパノールの順に浸漬し、超音波洗浄した後、酸素プラズマ処理およびアルゴンプラズマ処理を施した。これらのプラズマ処理は、それぞれ、基板を70〜90℃に加温した状態で、プラズマパワー100W、ガス流量20sccm、処理時間5secで行った。
<3> 次に、正孔輸送層上に、黄色発光層の構成材料を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ15nmの黄色発光層を形成した。黄色発光層の構成材料としては、発光材料(ゲスト材料)として前記化学式(26A)で表わされる化合物(テトラセン化合物)を用い、ホスト材料として前記式H2−34で表わされる化合物(アントラセン系材料)を用いた。また、黄色発光層中の発光材料(ドーパント)の含有量(ドープ濃度)を4.0wt%とした。
ここで、第1の中間層の構成材料としては、ホスト材料として前記式H1−2で表わされる化合物を用い、アミン系材料として前述した化学式(22)で表わされる化合物を用いた。また、第1中間層中のホスト材料の含有量は、50wt%とした。
<8> 次に、電子輸送層上に、フッ化リチウム(LiF)を真空蒸着法により成膜し、平均厚さ1nmの電子注入層を形成した。
<10> 次に、形成した各層を覆うように、ガラス製の保護カバー(封止部材)を被せ、エポキシ樹脂により固定、封止した。
以上の工程により、発光素子を製造した。
<1> まず、平均厚さ0.5mmの透明なガラス基板を用意した。次に、この基板上に、スパッタ法により、平均厚さ100nmのITO電極(陽極)を形成した。
そして、基板をアセトン、2−プロパノールの順に浸漬し、超音波洗浄した後、酸素プラズマ処理およびアルゴンプラズマ処理を施した。これらのプラズマ処理は、それぞれ、基板を70〜90℃に加温した状態で、プラズマパワー100W、ガス流量20sccm、処理時間5secで行った。
<3> 次に、正孔輸送層上に、赤外線発光層の構成材料を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ25nmの赤外線発光層を形成した。赤外線発光層の構成材料としては、発光材料(ゲスト材料)として前記式D−2で表わされる化合物を用い、ホスト材料として前記式H1−2で表わされる化合物(テトラセン系材料)を用いた。また、赤外線発光層中の発光材料(ドーパント)の含有量(ドープ濃度)を4.0wt%とした。
ここで、第1の中間層の構成材料としては、ホスト材料として前記式H1−2で表わされる化合物を用い、アミン系材料として前述した化学式(22)で表わされる化合物を用いた。また、第1中間層中のホスト材料の含有量は、50wt%とした。
<7> 次に、第2中間層上に、2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(BCP)を真空蒸着法により成膜し、平均厚さ40nmの電子輸送層を形成した。
<9> 次に、電子注入層上に、Alを真空蒸着法により成膜した。これにより、Alで構成される平均厚さ100nmの陰極を形成した。
<10> 次に、形成した各層を覆うように、ガラス製の保護カバー(封止部材)を被せ、エポキシ樹脂により固定、封止した。
以上の工程により、発光素子を製造した。
前記実施例7の工程<3>において、赤外線発光層の発光材料として、前記式D−2で表わされる化合物に代えて、前記式D−8で表わされる化合物を用いた以外は、前記実施例7と同様にして発光素子を製造した。
(参考例1)
<1> まず、平均厚さ0.5mmの透明なガラス基板を用意した。次に、この基板上に、スパッタ法により、平均厚さ100nmのITO電極(陽極)を形成した。
そして、基板をアセトン、2−プロパノールの順に浸漬し、超音波洗浄した後、酸素プラズマ処理およびアルゴンプラズマ処理を施した。これらのプラズマ処理は、それぞれ、基板を70〜90℃に加温した状態で、プラズマパワー100W、ガス流量20sccm、処理時間5secで行った。
<3> 次に、正孔輸送層上に、赤外線発光層の構成材料を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ25nmの赤外線発光層を形成した。赤外線発光層の構成材料としては、発光材料(ゲスト材料)として前記式D−2で表わされる化合物を用い、ホスト材料として前記式H1−2で表わされる化合物(テトラセン系材料)を用いた。また、赤外線発光層中の発光材料(ドーパント)の含有量(ドープ濃度)を4.0wt%とした。
<5> 次に、電子輸送層上に、フッ化リチウム(LiF)を真空蒸着法により成膜し、平均厚さ1nmの電子注入層を形成した。
<6> 次に、電子注入層上に、Alを真空蒸着法により成膜した。これにより、Alで構成される平均厚さ100nmの陰極を形成した。
<7> 次に、形成した各層を覆うように、ガラス製の保護カバー(封止部材)を被せ、エポキシ樹脂により固定、封止した。
以上の工程により、発光素子を製造した。
(参考例2)
前記参考例1の工程<3>において、赤外線発光層の発光材料として、前記式D−2で表わされる化合物に代えて、前記式D−8で表わされる化合物を用いた以外は、前記参考例1と同様にして発光素子を製造した。
各実施例および各参考例について、一定電流電源(株式会社東陽テクニカ製 KEITHLEY2400)を用いて、発光素子に100mA/cm2の定電流を流し、そのときの発光波形を波形測定器(相馬光学社製 「S−2440」)を用いて測定した。
また、そのときの発光光の色度(x,y)を色度計(コニカミノルタセンシング社製 「CS−2000」)を用いて、発光パワーを、光パワー測定機(エーディーシー社製 「光パワーメーター 8230」)を用いて測定した。
さらに、そのときの電圧値(駆動電圧)も測定した。
これらの測定結果を表1および図11〜13に示す。
さらに、表1から明らかなように、各実施例の発光素子は、高い発光パワーが得られ、かつ、駆動電圧を抑えることができたことから、各実施例の発光素子は、優れた発光効率を有することが判った。
1006……発光素子駆動部 1100……パーソナルコンピュータ 1102……キーボード 1104……本体部 1106……表示ユニット F……生体 L……配線
Claims (11)
- 陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に設けられた、可視光を発光する可視光発光層、および赤外線を発光する赤外線発光層とを有することを特徴とする発光素子。 - 前記赤外線発光層は、発光材料として、チアジアゾール系化合物を含有する請求項1に記載の発光素子。
- 前記赤外線発光層は、さらに、前記発光材料を保持するホスト材料を含有する請求項2ないし6のいずれかに記載の発光素子。
- 前記可視光として白色光を発光する請求項1ないし7のいずれかに記載の発光素子。
- 前記可視光として緑色光を発光する請求項1ないし7のいずれかに記載の発光素子。
- 請求項1ないし9のいずれかに記載の発光素子を備えることを特徴とする発光装置。
- 請求項10に記載の発光装置を備えることを特徴とする電子機器。
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