JP2018121064A - 有機発光素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に配置されている発光層と、を有し、発光層が蛍光を発する発光材料を有し、発光材料の発光波長領域において、発光層に含まれる構成材料のうち励起最低三重項エネルギーが最も小さい材料の励起最低三重項状態における吸収スペクトルの吸収ピークが存在しないことを特徴とする、有機発光素子。
【選択図】図6
Description
前記陽極と前記陰極との間に配置されている発光層と、を有し、
前記発光層が蛍光を発する発光材料を有し、
前記発光材料の発光波長領域において、前記発光層に含まれる構成材料のうち励起最低三重項エネルギーが最も小さい材料の励起最低三重項状態における吸収スペクトルの吸収ピークが存在しないことを特徴とする。
まず本発明の有機発光素子について説明する。本発明の有機発光素子は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に配置されている発光層と、を有する。本発明において、発光層は蛍光を発する発光材料を有している。また本発明においては、この発光材料の発光波長領域において、前記発光層に含まれる構成材料のうち励起最低三重項エネルギーが最も小さい材料の励起最低三重項状態における吸収スペクトルの吸収ピークが存在しないことを特徴とする。ここで吸収スペクトルの吸収ピークが存在しないとは、この吸収スペクトルが、発光材料の発光波長領域に、吸収ピークを持たないことを意味する。
(A)(基板/)陽極/ホール輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(B)(基板/)陽極/ホール注入層/ホール輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(C)(基板/)陽極/ホール注入層/ホール輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(D)(基板/)陽極/ホール注入層/ホール輸送層/発光層/ホールブロッキング層/電子輸送層/陰極
(E)(基板/)陽極/ホール注入層/ホール輸送層/発光層/ホールブロッキング層/電子輸送層/電子注入層/陰極
まず以下に列挙される化合物をそれぞれ用意した。尚、以下に列挙される化合物は、いずれも検証実験用のサンプルとなる化合物である。
上記サンプル1に、逆バイアス−10V(1msec)と順バイアス+5.6V(1msec)とからなる矩形波電圧を周期1Hzで繰り返し印加した。尚、実験の際にサンプル1に電圧が印加されていない時は0Vである。ここで、順バイアス+5.6Vを印加する時には発光層中に電荷が注入され、励起最低一重項(S1)状態の励起子と励起最低三重項(T1)状態の励起子とが生成される。またサンプル1には、定常状態駆動時で+5.6Vの順バイアスを印加した際には約100mA/cm2の電流が通電している。
1[msec]×10[Hz]×5[h]=0.05[h]
以上の3種のサンプルのうち、顕著に効率低下が見られたのはサンプル1のみであった。このことから、最低三重項励起状態の励起子に対してレーザーが照射されたことによる励起エネルギーの注入によってもたらされる高次の励起三重項状態の励起子の生成が、有機発光素子の効率低下を引き起こしたと考えられる。
ELD−ELH≧0.15eV (I)
式(I)において、ELDは、下記式(Ia)から導き出せるパラメータである。
ELD=|IpD|−EGD (Ia)
ELH=|IpH|−EGH (Ib)
0.1≦{μHEML/μEEML}≦1000 (II)
ここで下記式(IIa)の要件を満たすことがより好ましい。
0.1≦{μHEML/μEEML}≦200 (IIa)
(i)アモルファス性が高く、耐熱性が高い。
(ii)電子及びホールの両者とも、好適なキャリア注入レベルを得ることが容易である。
本発明の有機発光素子は、表示装置や照明装置の構成部材として用いることができる。他にも、電子写真方式の画像形成装置の露光光源や液晶表示装置のバックライト、白色光源にカラーフィルターを有する発光装置等の用途がある。カラーフィルターは例えば赤、緑、青の3つの色が透過するフィルターが挙げられる。
本実施例では、基板の上に、陽極、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、ホールブロッキング層、電子輸送層及び陰極がこの順で積層されている有機発光素子を作製した。ここで、本実施例で用いた材料の一部を以下に列挙する。
T−T吸収測定装置:時間分解吸収分光解析装置Nanosecond System(浜松ホトニクス製)
ポンプ光光源:小型YAGパルスレーザーINDI−HG(スペクトラフィジックス製。尚、特定の際、励起波長を355nmに、照射強度を約25mW/cm2に、パルス周波数を10Hzにそれぞれ設定した。)
プローブ光:キセノンランプL8004(白色光源、浜松ホトニクス製)
プローブ光受光部:高ダイナミックレンジストリークカメラC7700(浜松ホトニクス製)
溶液サンプルの吸光度測定装置:分光光度計U−3010(日立製)
溶液サンプルの蛍光量子収率測定装置:絶対PL量子収率装置C9920−02(浜松ホトニクス製)
T1(exp./exp)=0.4518×T1(calc.)+1.3248 [式1]
(1)構造最適化
密度汎関数法(DFT)
汎関数:B3LYP
基底関数:def2−SV(P)
ソフトウェア:TURBOMOLE
(2)励起最低三重項(吸収)励起エネルギ−
時間依存密度汎関数法(TDDFT)
密度汎関数法(DFT)
汎関数:B3LYP
基底関数:def2−SV(P)
ソフトウェア:TURBOMOLE
ソフトウェア:TURBOMOLE:
TURBOMOLE:
R.Ahlrichs,M.Baer,M.Haeser,H.Horn,and C.Koelmel
Electronic structure calculations on workstation computers:the program system TURBOMOLE Chem.Phys.LetT162:165(1989)
ELD=|IpD|−EGD (Ia)
ELH=|IpH|−EGH (Ib)
(式(Ia)において、IpDは、発光性ドーパントのイオン化ポテンシャルを表し、EGDは、発光性ドーパントのエネルギーギャップを表す。式(Ib)において、IpHは、ピレン骨格を有する化合物のイオン化ポテンシャルを表し、EGHは、ピレン骨格を有する化合物のエネルギーギャップを表す。)
実施例1において、化合物3の代わりに下記に示される化合物14を発光層のホストとして用いたことを除いては、実施例1と同様の方法に有機発光素子を作製した。
実施例1において、化合物3の代わりに下記に示される化合物7を発光層のホストとして用いたことを除いては、実施例1と同様の方法に有機発光素子を作製した。
本実施例では、基板の上に、陽極、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、ホールブロッキング層、電子輸送層及び陰極がこの順で積層されている有機発光素子を作製した。ここで、本実施例で用いた材料の一部を以下に列挙する。
実施例2において、発光層に含まれるホストとして下記に示される化合物7を用いた以外は、実施例2と同様の方法により有機発光素子を作製した。
本実施例では、基板の上に、陽極、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、ホールブロッキング層、電子輸送層及び陰極がこの順で積層されている有機発光素子を作製した。ここで、本実施例で用いた材料の一部を以下に列挙する。
実施例3において、発光層に含まれるホストとして下記に示される化合物14を用いた以外は、実施例3と同様の方法により有機発光素子を作製した。
以上説明した実施例より、本発明の有機発光素子は、連続駆動寿命の長さと優れた発光効率とを両立することができる有機発光素子であることがわかった。
前記陽極と前記陰極との間に配置されている発光層と、を有し、
前記発光層が蛍光を発する発光材料を有し、
前記発光材料の発光波長領域において、前記発光層に含まれる構成材料のうち励起最低三重項エネルギーが最も小さい材料の励起最低三重項状態における吸収スペクトルの最大値が存在しないことを特徴とする。
Claims (1)
- 陽極と、陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に配置されている発光層と、を有し、
前記発光層が蛍光を発する発光材料を有し、
前記発光材料の発光波長領域において、前記発光層に含まれる構成材料のうち励起最低三重項エネルギーが最も小さい材料の励起最低三重項状態における吸収スペクトルの吸収ピークが存在しないことを特徴とする、有機発光素子。
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