JP2021073677A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
Description
た発光装置、照明装置に関する。
素子(エレクトロルミネッセンス素子:EL素子ともいう)の開発が盛んに行われている
。その用途として注目されている分野のひとつが照明分野である。この理由として、EL
素子を用いた照明装置は薄型軽量に作製できること、面での発光が可能であること等、他
の照明器具にはない特徴を備えることが挙げられる。
ルを秘めている点でも注目されている。また、基板の選択によっては可撓性を有する照明
装置や物理的な破壊に強い耐衝撃性を有する照明装置、非常に軽量な照明装置を提供でき
る点も特徴的である。
温度の低い電球色から最も色温度の高い昼光色まで、2600K〜7100Kの範囲の色
温度の光が室内用照明として規定されている。EL素子は、発光物質を選択することによ
って多様な色の発光を得ることができる。しかし、これら色温度で表される光は、総じて
広い波長を有する光であり、単独の発光物質から得られる光で規格を満たす光を得つつ、
同時に照明として要求される輝度及び信頼性を得ることは非常に困難である。そのため、
発光波長の異なる複数の発光物質を用い、良好な白色が表現できるようなEL素子が検討
されている(例えば特許文献1参照)。
つもの層を介する。このとき、屈折率の異なる層と層の間や反射率の高い材料との界面に
おいて、反射が起きる。
ビティ効果が顕著に現れる場合がある。マイクロキャビティは、ある波長の光が強められ
るため、高い色純度が求められるディスプレイにはむしろ積極的に用いられる現象である
。しかし、通常の膜厚のEL層を有するEL素子では、マイクロキャビティ構造は単一モ
ード、すなわち、一つの波長の光しか強めることができず、可視光領域を広くカバーする
必要がある照明装置への適用は困難であった。
を増幅することができ、所望の発光色を与えることが可能な発光素子を提供することを課
題とする。
た、消費電力の小さい照明装置を提供することを課題とする。
において共振構造を形成することが可能となり上記課題を達成できることを見出した。す
なわち、本発明の一態様は一対の電極と、前記一対の電極の間に挟まれたEL層とを有す
る発光素子において、前記一対の電極の一方は反射面を形成する反射電極であり、前記一
対の電極の他方は半反射面を形成する電極であり、前記EL層には発光物質が含まれてお
り、前記反射面と前記半反射面との光学的距離をLとすると、前記発光素子の発光波長範
囲に、L=nλ/2(nは2以上の整数)を満たす波長λが2以上存在することを特徴と
する発光素子である。すなわち該発光素子は、前記発光物質の発光スペクトルがL=nλ
/2を満たす少なくとも二つの波長λをカバーするような光学的距離Lを有する。
発光素子において、前記一対の電極の一方は反射面を形成する反射電極であり、前記一対
の電極の他方は半反射面を形成する電極であり、前記EL層は、少なくとも赤色発光層と
、青色発光層と、膜厚調節層とを有し、前記発光素子における前記反射面と前記半反射面
で構成される共振構造の光学的距離が650nm乃至1500nmであることを特徴とす
る発光素子である。
発光素子において、前記一対の電極の一方は反射面を形成する反射電極であり、前記一対
の電極の他方は半反射面を形成する電極であり、前記EL層は、少なくとも赤色発光層と
、緑色発光層と、青色発光層と、膜厚調節層とを有し、前記発光素子における前記反射面
と前記半反射面で構成される共振構造の光学的距離が650nm乃至1500nmである
ことを特徴とする発光素子である。
発光素子において、前記一対の電極の一方は反射面を形成する反射電極であり、前記一対
の電極の他方は半反射面を形成する電極であり、前記EL層は、少なくとも赤色発光層と
、緑色発光層と、青色発光層と、膜厚調節層とを有し、前記発光素子における前記反射面
と前記半反射面で構成される共振構造の光学的距離が1200nm乃至1400nmであ
ることを特徴とする発光素子である。
発光ピークを有し、赤色発光層は、590nm乃至700nmに発光ピークを有すること
を特徴とする発光素子である。
発光ピークを有することを特徴とする発光素子である。
ることを特徴とする発光素子である。
る導電性金属酸化物からなる電極であることを特徴とする発光素子である。
光性を有する導電性金属酸化物との積層体からなる電極であることを特徴とする発光素子
である。
ていることを特徴とする発光素子である。
れか一を含む複数の発光ユニットからなり、前記複数の発光ユニットは電荷発生層によっ
てそれぞれ分離されていることを特徴とする発光素子である。
調節層を兼ねることを特徴とする発光素子である。
属酸化物又は、キャリア輸送性を有する有機化合物と前記有機化合物にアクセプタ性もし
くはドナー性を示す物質との複合材料のいずれか一もしくは両方により形成されているこ
とを特徴とする発光素子である。
と、前記有機化合物にアクセプタ性を示す物質との複合材料であることを特徴とする発光
素子である。
の酸化物であることを特徴とする発光素子である。
であることを特徴とする発光素子である。
ル材を介して封入されている発光装置である。
基板に固定されていることを特徴とする発光装置である。
れている、もしくは熱伝導率の高い材料を含む構造体であることを特徴とする発光装置で
ある。
、ジュラルミン、ステンレスのいずれか一もしくはこれらの積層であることを特徴とする
発光装置であるである。
反対の面を覆って、屈折率が1以上2.3以下の透光性を有する膜が形成されていること
を特徴とする発光装置である。
半反射面を形成する電極側の基板の外側に光を拡散する部材が設けられていることを特徴
とする発光装置である。
を増幅効果を得ることが可能であり、所望の発光色を与えることが可能な発光素子である
。
明装置である。
の異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱すること
なくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従っ
て、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
はない。そのため、図における各要素の厚さ、長さ、大きさの比率がそのまま本発明の一
態様である発光装置の厚さ、長さ、大きさの比率を表すわけではないことに留意されたい
。
グループとして扱う場合があり、上述のような符号に関して数値のみ示された場合は、ア
ルファベットの異なる符号をすべて含めたグループを指すものとする。
図1(A)、(B)は本発明の一態様である発光素子の断面図の模式図である。本実施
の形態で説明する発光素子は、一対の電極に挟まれたEL層を有している。EL層は機能
分離された複数層からなり、少なくとも電流が流れることによって発光を呈する発光層を
含む。
極、もう一方が陰極である。また、一方は可視光の反射率の高い物質から構成された反射
電極であり、もう一方が可視光の一部を透過し、一部を反射する部材から構成された半透
過半反射電極である。共振構造106を構成する反射面と半反射面は、反射電極のEL層
103側の表面と、半透過半反射電極のEL層103側の表面となる。図1(A)に記載
の発光素子は、一対の電極が反射電極と半透過半反射電極から構成されていることによっ
て、反射電極の上面と半透過半反射電極の下面との間で共振構造106が形成され、特定
の波長の光が増幅もしくは減衰される可能性のあるマイクロキャビティ構造を備える発光
素子となる。
インジウム錫酸化物(ITO)などの透明導電膜よりも導電性が大きく、電圧降下による
発光面内での輝度むらを低減させることができる。なお、半透過半反射電極上に透明導電
膜を積層して形成しても良い。これによりさらに有効に電圧降下を抑制し、輝度むらのな
い良好な発光を得ることができるようになる。図1(A)は第1の電極101を陽極且つ
反射電極とし、第2の電極102を陰極且つ半透過半反射電極として説明する。なお、こ
れらの組み合わせ及び上下関係は自由に組み合わせることができるが、トップエミッショ
ン構造への適用が特に好適である。
って発光を呈する構造であればどのような構成を有していても良いが、少なくとも共振構
造106の光学的距離Lに対してL=nλ/2(nは2以上の整数)を満たす少なくとも
二つの波長λに発光を与える発光層を有するものとする。図1(A)の場合は発光層10
4、発光層105の二つの発光層を有し、発光層104においては、共振構造106の光
学的距離Lに対してL=2×λ1/2を満たす波長λ1を有する光を発し、発光層105
においてはL=3×λ2/2を満たす波長λ2を有する光を発する例を図示した。
識される波長帯の光を発する青色発光層とを備えることが好ましく、さらに緑色の発光と
認識される波長帯の光を発する緑色発光層を備えていることがより好ましい。これら発光
層は、一つの発光層が複数の発光色を呈する発光層であっても良い。例えば、赤色と青色
の両方の波長領域に発光を有する発光層一層でもって、上記赤色発光層と青色発光層に代
えることができる。
m以下とする。なお、光学的距離は、共振構造106内に存在する各膜の厚さに、当該膜
の屈折率を掛け合わせたものの和である。
クを有する光であり、緑色発光層が発する光は、495nm乃至560nmに発光のピー
クを有する光であり、赤色発光層が発する光は、590nm乃至700nmに発光のピー
クを有する光であるものとする。
素子はEL層の光学的膜厚が650nmから1500nmであり、通常の発光素子と比較
すると非常に厚膜化された発光素子である。そのため、通常使用される有機化合物のみに
よってこれだけの膜厚の発光素子を作製すると、駆動電圧が大きく上昇してしまう。そこ
で、膜厚調節層を用いることによって、駆動電圧の大きな上昇を招くことなく厚膜化され
た本実施の形態における発光素子の膜厚の調整を実現するものである。
る金属酸化物としては、酸化インジウム(In2O3)、酸化スズ(SnO2)、酸化亜
鉛(ZnO)、ITO、酸化インジウム酸化亜鉛(In2O3―ZnO)、またはこれら
の金属酸化物材料に酸化シリコンを含有させたものが挙げられる。また、キャリア輸送性
の高い物質と当該キャリア輸送性の高い物質に対してアクセプタ性又はドナー性を示す物
質とから構成される複合材料膜も膜厚調節層として好適に用いることができる。
す物質とから構成される複合材料は、正孔輸送性の高い物質と当該物質に対してアクセプ
タ性を示す物質とから構成される複合材料と、電子輸送性の高い物質と当該物質に対して
ドナー性を示す物質とから構成される複合材料とに大別される。
れる複合材料について説明する。
,8−テトラシアノ−2,3,5,6−テトラフルオロキノジメタン(略称:F4−TC
NQ)、クロラニル等を挙げることができる。また、遷移金属の酸化物、特に元素周期表
における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸
化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングス
テン、酸化マンガン、酸化レニウムが電子受容性が高いため好ましい物質である。中でも
特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい
物質である。
物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、オリゴマーおよびデンドリマーを含むポリマ
ーなど、種々の化合物を挙げることができる。電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれ
ば用いることが可能であるが、10−6cm2/Vs以上の正孔移動度を有する物質であ
ることが好ましい。以下では、上記複合材料に用いることのできる有機化合物を具体的に
列挙する。
トリル)−N,N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミン(略称:DTDPPA)、4
,4’−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニ
ル(略称:DPAB)、N,N’−ビス[4−[ビス(3−メチルフェニル)アミノ]フ
ェニル]−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(略
称:DNTPD)、1,3,5−トリス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−
フェニルアミノ]ベンゼン(略称:DPA3B)、4−フェニル−4’−(9−フェニル
フルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:BPAFLP)等を挙げることがで
きる。
N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカ
ルバゾール(略称:PCzPCA1)、3,6−ビス[N−(9−フェニルカルバゾール
−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA
2)、3−[N−(1−ナフチル)−N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)アミ
ノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCN1)等を挙げることができる。ま
た、カルバゾール誘導体としては、他に、4,4’−ジ(N−カルバゾリル)ビフェニル
(略称:CBP)、1,3,5−トリス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]ベンゼン
(略称:TCPB)、9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H
−カルバゾール(略称:CzPA)、9−フェニル−3−[4−(10−フェニル−9−
アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:PCzPA)、1,4−ビス[4
−(N−カルバゾリル)フェニル]−2,3,5,6−テトラフェニルベンゼン等を用い
ることができる。
t−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−BuDNA)、2
−tert−ブチル−9,10−ジ(1−ナフチル)アントラセン、9,10−ビス(3
,5−ジフェニルフェニル)アントラセン(略称:DPPA)、2−tert−ブチル−
9,10−ビス(4−フェニルフェニル)アントラセン(略称:t−BuDBA)、9,
10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、9,10−ジフェニルアント
ラセン(略称:DPAnth)、2−tert−ブチルアントラセン(略称:t−BuA
nth)、9,10−ビス(4−メチル−1−ナフチル)アントラセン(略称:DMNA
)、2−tert−ブチル−9,10−ビス[2−(1−ナフチル)フェニル]アントラ
セン、9,10−ビス[2−(1−ナフチル)フェニル]アントラセン、2,3,6,7
−テトラメチル−9,10−ジ(1−ナフチル)アントラセン、2,3,6,7−テトラ
メチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン、9,9’−ビアントリル、10,
10’−ジフェニル−9,9’−ビアントリル、10,10’−ビス(2−フェニルフェ
ニル)−9,9’−ビアントリル、10,10’−ビス[(2,3,4,5,6−ペンタ
フェニル)フェニル]−9,9’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン
、ペリレン、2,5,8,11−テトラ(tert−ブチル)ペリレン等が挙げられる。
また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。このように、1×10−
6cm2/Vs以上の正孔移動度を有し、炭素数14〜42である芳香族炭化水素を用い
ることがより好ましい。
。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、4,4’−ビス(2,2−ジ
フェニルビニル)ビフェニル(略称:DPVBi)、9,10−ビス[4−(2,2−ジ
フェニルビニル)フェニル]アントラセン(略称:DPVPA)等が挙げられる。
ニルアミン)(略称:PVTPA)、ポリ[N−(4−{N’−[4−(4−ジフェニル
アミノ)フェニル]フェニル−N’−フェニルアミノ}フェニル)メタクリルアミド](
略称:PTPDMA)、ポリ[N,N’−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N’−ビス
(フェニル)ベンジジン](略称:Poly−TPD)等の高分子化合物を用いることも
できる。
材料層からなる膜厚調節層は正孔輸送性及び正孔注入性に優れるため、陽極に接して設け
ることが好ましい。
複合材料について説明する。
用いることができる。
lq)、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Almq3)、
ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(略称:BeBq2)、ビ
ス(2−メチル−8−キノリノラト)(4−フェニルフェノラト)アルミニウム(略称:
BAlq)など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等である。ま
た、この他ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンズオキサゾラト]亜鉛(略称:Z
n(BOX)2)、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾチアゾラト]亜鉛(略
称:Zn(BTZ)2)などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体な
ども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、2−(4−ビフェニリル)−5−
(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)や
、1,3−ビス[5−(p−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾー
ル−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、3−(4−ビフェニリル)−4−フェニ
ル−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ
)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)な
ども用いることができる。ここに述べた物質は、主に10−6cm2/Vs以上の電子移
動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外
の物質を用いても構わない。
複合材料層からなる膜厚調節層は電子輸送性及び電子注入性に優れるため、陰極に接して
設けることが好ましい。
厚の厚い発光素子である。共振構造の光学的距離とは、図1(A)においては、反射電極
と半透過半反射電極との間の光学的距離に相当する。発光層から発した光は、反射電極や
半透過半反射電極において、何度も反射を繰り返すことによって、当該光学的距離に対応
する波長の光が強められたり、弱められたりする。ここで、このような共振構造が形成さ
れている場合、共振により増幅される条件は共振構造の光学的距離が波長の半分の整数倍
(波長をλ、mを整数とするとmλ/2)であることがわかっている。通常の厚さの発光
素子(200nm程度)においては、有機材料の屈折率が1.7であることを考えると可
視光領域のいずれかの色におけるλ/2波長を一つあわせこむのが限界であることがわか
る。しかし、共振構造の光学的距離が650nmを超える本実施の形態の発光素子におい
ては、複数の波長において、倍率の異なる共振構造を形成させることができる。すなわち
、光学的距離650nmは、青色に視認される波長帯の3λ/2波長と、赤色に視認され
る波長帯の1λ波長に相当し、光学的膜厚が650nmである発光素子においては青と赤
の複数の波長において共振構造を形成することができる。緑色の光は視感度が高いことか
ら、青と赤の波長において共振構造を形成した発光素子は、バランスの良い白色発光を呈
する発光素子とすることが可能となる。なお、EL層の膜厚はあまり厚すぎると作製時間
が長くなりすぎるため、上限は1500nm程度であることが好ましい。
に相当する1290nm乃至1400nmであることがより好ましい。このような光学的
距離の共振構造を有する発光素子は、青、緑、赤の三色すべてに対応する共振構造を有す
る発光素子とすることができる。これにより、所望の色の白色発光を得ることが容易とな
る。また、より発光効率の高い発光素子とすることができる。
造を形成しても良い。発光素子のスペクトルはピークの前後数十nmにわたって強度を有
する光である。本実施の形態の発光素子において、ピーク波長ではなく、中間色に相当す
る複数の波長に共振構造を形成すると、黒体放射光のようにブロードなスペクトルを得る
ための一助となり、演色性も重視される照明用途として好ましい構成となる。
こであっても共振効果を得ることが可能となる。発光素子の発光位置は発光層内において
もキャリアバランスなどによって変化するため、厳密に規定することが困難であるが、本
実施の形態で説明する発光素子においては、それを考慮せずに増幅効果を得ることが可能
である。
光素子を提供することができる。
に対して共振構造を形成できるため、簡便に色温度に優れた照明装置を得ることができる
。
1の電極101の表面と、半透過半反射電極である第2の電極102の上表面に相当する
。第2の電極102の上表面での反射は、第2の電極102と第2の電極102上の物質
との屈折率の差によって引き起こされるものである。この場合、共振構造106は第1の
電極101の上面と第2の電極102の上面の間に形成され、EL層103だけでなく、
第2の電極102が光路長に寄与する。
In2O3)、酸化スズ(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)、ITO、酸化インジウム酸
化亜鉛(In2O3―ZnO)、またはこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含有さ
せたものなどの透明導電性金属酸化物)によって形成することができる。
る。
が1から2.3の透光性を有する物質を積層しても良い。この場合、当該透光性を有する
物質は導電性を有していても、有していなくてもかまわない。透光性を有する物質として
は、例えば、上述のキャリア輸送性を有する有機化合物と当該有機化合物に対してアクセ
プタ性又はドナー性を示す物質との複合材料などEL層の材料として用いた物質、透光性
を有する有機絶縁膜や無機絶縁膜などを用いることができる。これにより、さらに光路長
を大きくすることができ、さらに多くの波長に適応する共振構造を発光素子内部に形成す
ることができる。
本実施の形態では、実施の形態1で説明したEL層や電極の材料及び作製方法について
詳しく説明する。
白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(
Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、若しくはパラジウム(Pd)等の
金属材料、これらの化合物および合金などを用いることができる。
ましくは10nm以下)として形成することができる。薄い金属膜としては、銀、マグネ
シウム、またはこれらの金属材料を含む合金等を単層でまたは積層して形成し用いること
が出来る。
ジウム(In2O3)、酸化スズ(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)、ITO、酸化イン
ジウム酸化亜鉛合金(In2O3―ZnO)、またはこれらの金属酸化物材料に酸化シリ
コンを含有させたものを用いることができる。
電性を有していても、有していなくてもかまわない。透光性を有する物質としては、例え
ば、透光性を有する導電性の金属酸化物、実施の形態1で説明したキャリア輸送性を有す
る有機化合物と当該有機化合物に対してアクセプタ性又はドナー性を示す物質との複合材
料や、EL層の材料として用いた物質、透光性を有する有機絶縁膜や無機絶縁膜などを用
いることができる。
る電極)は陽極又は陰極のどちらにもなりうるが、これら材料の仕事関数が陽極あるいは
陰極として要求される機能と合致しない場合、EL層と当該電極との界面にキャリア注入
層を形成することによって仕事関数の小さい(もしくは大きい)金属を陽極(もしくは陰
極)に用いることができるようになる。陽極側のキャリア注入層としては正孔輸送性の高
い有機化合物とアクセプタ物質から構成される複合材料、陰極側のキャリア注入層として
は、電子輸送性の高い有機化合物とドナー性物質から構成される複合材料をキャリア注入
層として好適に用いることができる。これら複合材料からなるキャリア注入層は、膜厚調
節層を兼ねることができる。
形成することもできる。導電性の金属酸化物は、仕事関数が高いため、有機化合物にホー
ルを注入しやすく、陽極側の膜厚調節層として好適に用いることができる。
空蒸着法、イオンプレーティング法、MBE(molecular beam epit
axy)法、CVD法(MOCVD(metal organic CVD)法やALD
(atomic layer deposition)法)やゾル−ゲル法、スピンコー
ト法、ディッピング法、スプレー法、コータ法、印刷法など公知の方法で作製することが
できる。
含む電子輸送層または正孔輸送性の高い物質を含む正孔輸送層、電子注入性の高い物質を
含む電子注入層、正孔注入性の高い物質を含む正孔注入層、バイポーラ性(電子及び正孔
の輸送性の高い物質)の物質を含むバイポーラ層など、各機能層を適宜組み合わせて構成
すればよい。これら機能層は発光層以外は必須ではなく、また、上述以外の他の機能層を
備えていても良い。このような積層構造を発光ユニットと称することもある。
L=nλ/2(nは2以上の整数)を満たす少なくとも二つの波長λに発光を与える発光
層を有する。
12、発光層713、電子輸送層714、電子注入層715の積層構造を有する構成につ
いて説明する(図2(A)参照)。各層の構成及び材料について以下に具体的に示す。
ある。モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、
マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン(略称:H2Pc)や
銅フタロシアニン(CuPC)等のフタロシアニン系の化合物、DPAB、DNTPD等
の芳香族アミン化合物、或いはポリ(エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンス
ルホン酸)(PEDOT/PSS)等の高分子等によっても正孔注入層711を形成する
ことができる。
対してアクセプタ性を示す物質を含有させた複合材料を用いることもできる。なお、該複
合材料を陽極に接して形成することにより、仕事関数に依らず陽極を形成する材料を選ぶ
ことができる。つまり、陽極を構成する材料として仕事関数の大きい材料だけでなく、仕
事関数の小さい材料も用いることができる。当該複合材料は、実施の形態1で説明した複
合材料と同様の材料であるため、繰り返しとなる説明を省略する。なお、正孔注入層71
1を上記複合材料で形成した場合、正孔注入層711は膜厚調節層としても機能する。
しては、例えば、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェ
ニル(略称:NPB)やN,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル
−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、4,4’,4’’
−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、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(略称:MTDATA)、4,4’−ビス[N−(スピロ−9,9’−ビフルオ
レン−2−イル)−N―フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BSPB)、BPAFLP
などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に10−6
cm2/Vs以上の正孔移動度を有する物質である。また、上述の複合材料における正孔
輸送性の高い物質として挙げた有機化合物も正孔輸送層712に用いることができる。但
し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。な
お、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二
層以上積層したものとしてもよい。
できる。
する単膜の発光層であっても、ホスト材料中に発光物質を分散するいわゆるホスト−ゲス
ト型の発光層であってもどちらでも構わない。
ができる。蛍光発光性材料としては、例えばN,N’−ビス[4−(9H−カルバゾール
−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニルスチルベン−4,4’−ジアミン(略称
:YGA2S)、4−(9H−カルバゾール−9−イル)−4’−(10−フェニル−9
−アントリル)トリフェニルアミン(略称:YGAPA)、等の他、発光波長が450n
m以上の4−(9H−カルバゾール−9−イル)−4’−(9,10−ジフェニル−2−
アントリル)トリフェニルアミン(略称:2YGAPPA)、N,9−ジフェニル−N−
[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミ
ン(略称:PCAPA)、ペリレン、2,5,8,11−テトラ−tert−ブチルペリ
レン(略称:TBP)、4−(10−フェニル−9−アントリル)−4’−(9−フェニ
ル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBAPA)、N,
N’’−(2−tert−ブチルアントラセン−9,10−ジイルジ−4,1−フェニレ
ン)ビス[N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン](略称:DP
ABPA)、N,9−ジフェニル−N−[4−(9,10−ジフェニル−2−アントリル
)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCAPPA)、N−[4−
(9,10−ジフェニル−2−アントリル)フェニル]−N,N’,N’−トリフェニル
−1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPAPPA)、N,N,N’,N’,N’’
,N’’,N’’’,N’’’−オクタフェニルジベンゾ[g,p]クリセン−2,7,
10,15−テトラアミン(略称:DBC1)、クマリン30、N−(9,10−ジフェ
ニル−2−アントリル)−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称
:2PCAPA)、N−[9,10−ビス(1,1’−ビフェニル−2−イル)−2−ア
ントリル]−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCAB
PhA)、N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−N,N’,N’−トリフェ
ニル−1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPAPA)、N−[9,10−ビス(1
,1’−ビフェニル−2−イル)−2−アントリル]−N,N’,N’−トリフェニル−
1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPABPhA)、9,10−ビス(1,1’−
ビフェニル−2−イル)−N−[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N
−フェニルアントラセン−2−アミン(略称:2YGABPhA)、N,N,9−トリフ
ェニルアントラセン−9−アミン(略称:DPhAPhA)、クマリン545T、N,N
’−ジフェニルキナクリドン(略称:DPQd)、ルブレン、5,12−ビス(1,1’
−ビフェニル−4−イル)−6,11−ジフェニルテトラセン(略称:BPT)、2−(
2−{2−[4−(ジメチルアミノ)フェニル]エテニル}−6−メチル−4H−ピラン
−4−イリデン)プロパンジニトリル(略称:DCM1)、2−{2−メチル−6−[2
−(2,3,6,7−テトラヒドロ−1H,5H−ベンゾ[ij]キノリジン−9−イル
)エテニル]−4H−ピラン−4−イリデン}プロパンジニトリル(略称:DCM2)、
N,N,N’,N’−テトラキス(4−メチルフェニル)テトラセン−5,11−ジアミ
ン(略称:p−mPhTD)、7,14−ジフェニル−N,N,N’,N’−テトラキス
(4−メチルフェニル)アセナフト[1,2−a]フルオランテン−3,10−ジアミン
(略称:p−mPhAFD)、2−{2−イソプロピル−6−[2−(1,1,7,7−
テトラメチル−2,3,6,7−テトラヒドロ−1H,5H−ベンゾ[ij]キノリジン
−9−イル)エテニル]−4H−ピラン−4−イリデン}プロパンジニトリル(略称:D
CJTI)、2−{2−tert−ブチル−6−[2−(1,1,7,7−テトラメチル
−2,3,6,7−テトラヒドロ−1H,5H−ベンゾ[ij]キノリジン−9−イル)
エテニル]−4H−ピラン−4−イリデン}プロパンジニトリル(略称:DCJTB)、
2−(2,6−ビス{2−[4−(ジメチルアミノ)フェニル]エテニル}−4H−ピラ
ン−4−イリデン)プロパンジニトリル(略称:BisDCM)、2−{2,6−ビス[
2−(8−メトキシ−1,1,7,7−テトラメチル−2,3,6,7−テトラヒドロ−
1H,5H−ベンゾ[ij]キノリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン−4−イ
リデン}プロパンジニトリル(略称:BisDCJTM)などが挙げられる。燐光発光性
材料としては、例えば、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N
,C2’]イリジウム(III)テトラキス(1−ピラゾリル)ボラート(略称:FIr
6)、の他、発光波長が470nm〜500nmの範囲にある、ビス[2−(4’,6’
−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)ピコリナート(
略称:FIrpic)、ビス[2−(3’,5’−ビストリフルオロメチルフェニル)ピ
リジナト−N,C2’]イリジウム(III)ピコリナート(略称:Ir(CF3ppy
)2(pic))、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C
2’]イリジウム(III)アセチルアセトナト(略称:FIracac)、発光波長が
500nm(緑色発光)以上のトリス(2−フェニルピリジナト)イリジウム(III)
(略称:Ir(ppy)3)、ビス(2−フェニルピリジナト)イリジウム(III)ア
セチルアセトナト(略称:Ir(ppy)2(acac))、トリス(アセチルアセトナ
ト)(モノフェナントロリン)テルビウム(III)(略称:Tb(acac)3(Ph
en))、ビス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(III)アセチルアセトナト(
略称:Ir(bzq)2(acac))、ビス(2,4−ジフェニル−1,3−オキサゾ
ラト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナト(略称:Ir(dpo)2
(acac))、ビス[2−(4’−パーフルオロフェニルフェニル)ピリジナト]イリ
ジウム(III)アセチルアセトナト(略称:Ir(p−PF−ph)2(acac))
、ビス(2−フェニルベンゾチアゾラト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルア
セトナト(略称:Ir(bt)2(acac))、ビス[2−(2’−ベンゾ[4,5−
α]チエニル)ピリジナト−N,C3’]イリジウム(III)アセチルアセトナト(略
称:Ir(btp)2(acac))、ビス(1−フェニルイソキノリナト−N,C2’
)イリジウム(III)アセチルアセトナト(略称:Ir(piq)2(acac))、
(アセチルアセトナト)ビス[2,3−ビス(4−フルオロフェニル)キノキサリナト]
イリジウム(III)(略称:Ir(Fdpq)2(acac))、(アセチルアセトナ
ト)ビス(2,3,5−トリフェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:Ir(
tppr)2(acac))、2,3,7,8,12,13,17,18−オクタエチル
−21H,23H−ポルフィリン白金(II)(略称:PtOEP)、トリス(1,3−
ジフェニル−1,3−プロパンジオナト)(モノフェナントロリン)ユーロピウム(II
I)(略称:Eu(DBM)3(Phen))、トリス[1−(2−テノイル)−3,3
,3−トリフルオロアセトナト](モノフェナントロリン)ユーロピウム(III)(略
称:Eu(TTA)3(Phen))等が挙げられる。以上のような材料又は他の公知の
材料の中から、各々のEL素子における発光色を考慮し選択すれば良い。
(8−キノリノラト)亜鉛(II)(略称:Znq)、ビス[2−(2−ベンゾオキサゾ
リル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnPBO)、ビス[2−(2−ベンゾチアゾ
リル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnBTZ)などの金属錯体、PBD、OXD
−7、TAZ、2,2’,2’’−(1,3,5−ベンゼントリイル)トリス(1−フェ
ニル−1H−ベンゾイミダゾール)(略称:TPBI)、BPhen、BCP、9−[4
−(5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル)フェニル]−9H−カル
バゾール(略称:CO11)などの複素環化合物、NPB(またはα−NPD)、TPD
、BSPBなどの芳香族アミン化合物が挙げられる。また、アントラセン誘導体、フェナ
ントレン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、ジベンゾ[g,p]クリセン誘導体等
の縮合多環芳香族化合物が挙げられ、具体的には、DPAnth、N,N−ジフェニル−
9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−
アミン(略称:CzA1PA)、4−(10−フェニル−9−アントリル)トリフェニル
アミン(略称:DPhPA)、YGAPA、PCAPA、N,9−ジフェニル−N−{4
−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]フェニル}−9H−カルバゾー
ル−3−アミン(略称:PCAPBA)、2PCAPA、DBC1、CzPA、3,6−
ジフェニル−9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバ
ゾール(略称:DPCzPA)、DPPA、DNA、t−BuDNA、9,9’−ビアン
トリル(略称:BANT)、9,9’−(スチルベン−3,3’−ジイル)ジフェナント
レン(略称:DPNS)、9,9’−(スチルベン−4,4’−ジイル)ジフェナントレ
ン(略称:DPNS2)、3,3’,3’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリ
ピレン(略称:TPB3)などを挙げることができる。これら及び公知の物質の中から、
各々が分散する発光物質のエネルギーギャップ(燐光発光の場合は三重項エネルギー)よ
り大きなエネルギーギャップ(三重項エネルギー)を有する物質を有し、且つ各々の層が
有すべき輸送性に合致した輸送性を示す物質を選択すればよい。
も良い。発光層が一層である場合は、当該発光層に異なる波長の光を呈する発光物質が複
数含まれていても良い。また、異なるホスト材料に同一の発光中心材料を含む発光層の積
層であっても良い。
示した電子輸送性の高い物質が挙げられる。
層したものとしてもよい。
い。これは上述したような電子輸送性の高い材料に、電子トラップ性の高い物質を少量添
加した層であって、電子の移動を抑制することによって、キャリアバランスを調節するこ
とが可能となる。このような構成は、発光層713を電子が突き抜けてしまうことにより
発生する問題(例えば素子寿命の低下)の抑制に大きな効果を発揮する。
フッ化カルシウム(CaF2)等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はこれら
の化合物を用いることができる。または、電子輸送性を有する物質からなる層中に当該電
子輸送性を有する物質に対して電子供与性を示す物質(代表的にはアルカリ金属又はアル
カリ土類金属又はそれらの化合物)を含有させた層(ドナー準位を有する材料)、例えば
Alq中にマグネシウム(Mg)を含有させた層等を電子注入層715として用いること
ができる。なお、電子注入層715として、ドナー準位を有する材料を用いた構成は、陰
極704からの電子注入が効率良く行われるため、より好ましい構成である。
ユニットが複数積層されている構造であっても良い。この場合、積層された第1の発光ユ
ニット800と第2の発光ユニット801との間には、電荷発生層803を設けることが
好ましい。電荷発生層803は上述の正孔輸送性の高い有機化合物と当該有機化合物にア
クセプタ性を示す材料で構成される複合材料で形成することができる。また、電荷発生層
803は複合材料からなる層と他の材料からなる層との積層構造でもよい。この場合、他
の材料からなる層としては、ドナー性物質と電子輸送性の高い物質とを含む層や、透光性
を有する導電性の金属酸化物からなる層などを用いることができる。このような構成を有
するEL素子は、電流効率が飛躍的に向上するので、高いパワー効率と長い寿命とを併せ
持つEL素子とすることが容易である。また、一方の発光ユニットで燐光発光、他方で蛍
光発光を得ることも容易である。
光ユニット801)が積層されている構成を例示したが、3層以上の発光ユニットを積層
することも可能である。この際も各発光ユニットの間には電荷発生層が設けられているこ
とが好ましい。なお、電荷発生層803は膜厚調節層としても機能する。
る。各ユニットに含まれる層の詳しい説明は上述したとおりであるので繰り返しとなる説
明を省略する。図2(A)におけるEL層103の説明を参照されたい。
適に適用することができる。また、異なる発光色の光を同時に得ることが容易であること
から、照明用途として特に有効である。これによって照明用途に優れた色温度の発光装置
を得ることができる。
本実施の形態では、実施の形態1に記載の発光素子を照明装置として用いる例を図3を
参照しながら説明する。図3(B)は照明装置の上面図、図3(A)は図3(B)におけ
るc−d断面図である。
1が形成されている。第1の電極401は実施の形態1における第1の電極101に相当
する。照明装置が下面発光型の場合、支持基板400の材料としては、ガラス、石英、有
機樹脂などの透光性を有する材料を用いる。また上面発光型の場合、支持基板400は透
光性を有していなくともよく、上記の材料に加え金属、半導体、セラミック、有色の有機
樹脂などの材料を用いることができる。導電性の基板を用いる場合、その表面を酸化させ
る、または表面に絶縁膜を形成するなどにより表面に絶縁性を持たせることが好ましい。
ンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル樹
脂、ポリアクリルニトリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリ
カーボネート(PC)樹脂、ポリエーテルスルフォン(PES)樹脂、ポリアミド樹脂、
ポリシクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、またはポリ塩化
ビニル樹脂などを用いることができる。また、ガラス繊維に有機樹脂を含浸した基板や、
無機フィラーを有機樹脂に混ぜた基板を使用することもできる。
基板400には金属基板などの熱伝導性の高い基板を用いることが好ましい。EL素子を
用いた大型の発光装置の場合、EL素子からの発熱が問題となる場合があるため、このよ
うな熱伝導性の高い基板を用いると放熱性が高まる。例えば、ステンレス基板のほかに、
アルミニウム、ジュラルミンなどを用いると、軽量且つ放熱性を高めることができる。ま
た、アルミニウムとアルミニウム酸化物との積層、ジュラルミンとアルミニウム酸化物と
の積層、ジュラルミンとマグネシウム酸化物との積層などを用いると、基板表面を絶縁性
とすることができるため好ましい。
又は実施の形態2におけるEL層103の構成に相当する。当該記載を参照されたい。な
お、EL層403は第1の電極401よりも平面的に見て少し大きく形成することが、第
1の電極401と第2の電極404とのショートを抑制する絶縁層の役割も担えるため好
ましい構成である。
の形態1における第2の電極102に相当し、その構成を有する。本実施の形態において
、第2の電極404はパッド412と接続することによって、電圧が供給されるものとす
る。
実施の形態で示す照明装置は有している。当該発光素子は複数の波長に対して共振構造を
有する発光素子であるため、本実施の形態における照明装置は色温度に優れた照明装置と
することができる。また、消費電力の小さい照明装置とすることができる。また、共振構
造が異なる複数の素子を作製することなく、単一の素子構造で複数の波長に対して共振構
造を形成できるため、簡便に色温度に優れた照明装置を得ることができる。
着し、封止することによって照明装置が完成する。シール材405、406はどちらか一
方でもかまわない。また、内側のシール材406には乾燥剤を混ぜることもでき、これに
より、水分を吸着することができ、信頼性の向上につながる。また、封止基板407、発
光素子が形成された支持基板400、シール材405、406で囲まれた空間408は、
減圧雰囲気であっても良いが、その他、水分と酸素を含まない空気、乾燥した窒素などの
気体、シール材などの液体や固体によって充填されていても良い。
て設けることによって、外部入力端子とすることができる。また、その上にコンバーター
などを搭載したICチップ420などを設けても良い。
た、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また
、封止基板407に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、FRP(Fiberg
lass−Reinforced Plastics)、PVF(ポリビニルフロライド
)、ポリエステルまたはアクリル樹脂等からなるプラスチック基板を用いることができる
。シール材としてガラスフリットを用いる場合には、接着性の観点から支持基板400及
び封止基板407はガラス基板であることが好ましい。
の形態における照明装置は、発する光に指向性が生じるため、照明装置の表面や、封止基
板407の裏面など、発光と交差する面に光を拡散する構造を設けても良い。光を拡散す
る構造としては、例えば、半球レンズやマイクロレンズアレイなどの凹凸構造が施された
光拡散フィルムなどを貼り付けてもよいし、直接凹凸形状を支持基板400や封止基板4
07に形成してもよい。
子を用いていることから、照明用途に適した色温度の照明装置とすることが可能となる。
また、消費電力の小さい照明装置とすることができる。また、安価な照明装置とすること
ができる。
本実施の形態では、本発明の一態様により形成された発光装置を用いた照明装置につい
て図4及び図5を用いて説明する。
503、支柱7504、台7505、電源スイッチ7506を含む。なお、照明装置は、
本発明の一態様により作製される発光装置を照明部7501に用いることにより作製され
る。なお、照明装置には、図4に示す卓上照明装置の他、天井固定型の照明装置(天井固
定型照明装置)または壁掛け型の照明装置(壁掛け型照明装置)なども含まれる。
照明装置であるため、照明装置の照明部7501に用いることで、信頼性が高く、価格競
争力の高い照明装置を提供することができる。また、本発明の一態様を適用して形成され
る照明装置は消費電力の小さい照明装置とすることができる。
置を室内照明装置として用いた例である。本発明の一態様の発光装置は信頼性や製造歩留
まりの高い照明装置であるため、天井固定型照明装置3001に示すように大面積の照明
装置として非常に好適に用いることができる。その他、壁掛け型照明装置3002として
用いることもできる。また、本発明の一態様を適用して形成される照明装置は消費電力の
小さい照明装置とすることができる。
る。本実施例で用いた有機化合物の分子構造を以下に示す。
まず、第1の電極として、アルミニウム−チタン合金(Al−Ti)とチタン(Ti)
とをスパッタリング法にて連続して成膜し、反射電極層を形成した。膜厚はアルミニウム
−チタン合金が200nm、チタンが6nmとなるように成膜を行った。チタン成膜後に
300℃で1時間加熱し、酸化チタンを含む層を形成した。続いて、酸化ケイ素を含むイ
ンジウム錫酸化物(ITSO)を70nmの膜厚で成膜し、膜厚調節層とした。膜厚調節
層表面は、2mm角の大きさで表面が露出するよう周辺をポリイミド膜で覆い、電極相当
面積は2mm×2mmとした。この基板上に発光素子を形成するための前処理として、基
板表面を水で洗浄し、200℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。
その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着
装置内の加熱室において170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度放
冷した。
たホルダーに固定した。
酸化モリブデン(VI)とを、PCzPA:酸化モリブデン(VI)=1:0.5(重量
比)となるように蒸着レートを調節して共蒸着することにより、膜厚調節層を兼ねる正孔
注入層を形成した。膜厚は30nmとした。なお、共蒸着とは、異なる複数の物質をそれ
ぞれ異なる蒸発源から同時に蒸発させる蒸着法である。
iii)で表されるN,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ビス〔3−(9
−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル〕−ピレン−1,6−ジアミン(略
称:1,6mMemFLPAPrn)、をCzPA:1,6mMemFLPAPrn=1
:0.05(重量比)となるように蒸着レートを調節し、30nm蒸着することによって
第1の発光層を形成した。
形成し、上記構造式(iv)で表されるBPhenを15nm蒸着することにより第2の
電子輸送層を形成した。
なるように蒸着し、その後電子リレー層として上記構造式(v)で表されるCuPcを2
nmの膜厚となるように蒸着した。さらに電子リレー層上にPCzPAと酸化モリブデン
(VI)をPCzPA:酸化モリブデン(VI)=1:0.5となるように共蒸着し、電
荷発生層を形成した。電荷発生層の膜厚は30nmとなるように成膜した。なお、この電
荷発生層は膜厚調節層を兼ねている。
送層を形成した。
)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mDBTPDBq−II)と上
記構造式(viii)で表される4−フェニル−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾ
ール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBA1BP)と上記構造式(ix)で
表される(アセチルアセトナト)ビス(6−メチル−4−フェニルピリミジナト)イリジ
ウム(III)(略称:Ir(mppm)2(acac))とを、2mDBTPDBq−
II:PCBA1BP:Ir(mppm)2(acac)=0.8:0.2:0.06(
重量比)となるように共蒸着して第2の発光層を形成した。膜厚は20nmとなるように
した。
ナト)ビス(2,3,5−トリフェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:Ir
(tppr)2(dpm))を2mDBTPDBq−II:Ir(tppr)2(dpm
)=1:0.02(重量比)となるように共蒸着して第3の発光層を形成した。膜厚は2
0nmとなるようにした。
Phenを15nm成膜し、第4の電子輸送層をそれぞれ形成した。
層を形成し、その上に銀及びマグネシウムを含む膜を銀:マグネシウム=10:1(体積
比)となるように10nm成膜し、さらにITSOを50nm成膜して第2の電極を形成
し、発光素子1を作製した。
以上により得られた発光素子1を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子
が大気に曝されないように封止する作業を行った後、発光素子の動作特性を評価した。な
お、測定は室温(25℃に保たれた雰囲気)で行った。
度(cd/m2)−電圧(V)特性を、図8に電流効率(cd/A)−輝度(cd/m2
)特性を、図9に電流(mA)−電圧(V)特性を示す。また、発光素子1の1000c
d/m2付近における主な特性を表2に示す。
10では縦軸が発光強度、横軸が発光波長(nm)を示す。
TSOと空気の界面となるため、これら電極間の光学的膜厚Lは664nmとなる。式L
=nλ/2より、n=2においてλ=664nm、n=3においてλ=443nmが発光
素子1の共振波長となる。図10を見ると、当該波長に対応する波長において、発光素子
1はピークを有しており、複数の波長において共振構造を有する発光素子であることが確
認された。また、発光素子1のCIE1931色度座標図を図11に示す。図中、点で示
されている部分が各測定電圧における発光素子の色度を表している。本実施例における発
光素子1は、複数波長において共振構造を有する発光素子であることから、照明用途に適
した色温度の発光色を呈する発光素子であることもわかった。
本参考例では、実施例の発光素子1で用いた材料について説明する。
発光素子1の材料に用いたN’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ビス〔3−(
9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル〕−ピレン−1,6−ジアミン(
略称:1,6mMemFLPAPrn)を合成する例を示す。
)フェニルアミン(略称:mMemFLPA)の合成法]
トリウム tert−ブトキシド2.3g(24.1mmol)を200mL三口フラス
コに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエン40.0mL、m−トルイ
ジン0.9mL(8.3mmol)、トリ(tert−ブチル)ホスフィンの10%ヘキ
サン溶液0.2mLを加えた。この混合物を60℃にし、ビス(ジベンジリデンアセトン
)パラジウム(0)44.5mg(0.1mmol)を加え、この混合物を80℃にて2
.0時間攪拌した。攪拌後、フロリジール(和光純薬工業株式会社、カタログ番号:54
0−00135)、セライト(和光純薬工業株式会社、カタログ番号:531−1685
5)、アルミナを通して吸引濾過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮し得た固体を、シ
リカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒はヘキサン:トルエン=1:1)により精
製し、トルエンとヘキサンの混合溶媒で再結晶し、目的の白色固体2.8gを、収率82
%で得た。上記ステップ1の合成スキームを下記(A−1)に示す。
4mmol)、ナトリウム tert−ブトキシド0.5g(5.1mmol)を100
mL三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエン21.0m
L、トリ(tert−ブチル)ホスフィンの10%ヘキサン溶液0.2mLを加えた。こ
の混合物を60℃にし、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)34.9mg
(0.1mmol)を加え、この混合物を80℃にて3.0時間攪拌した。攪拌後、トル
エンを400mL加えて加熱し、熱いまま、フロリジール(和光純薬工業株式会社、カタ
ログ番号:540−00135)、セライト(和光純薬工業株式会社、カタログ番号:5
31−16855)、アルミナを通して吸引濾過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮し
得た固体を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒はヘキサン:トルエン=3
:2)により精製し、黄色固体を得た。得られた黄色固体をトルエンとヘキサンの混合溶
媒で再結晶し、目的の黄色固体を1.2g、収率67%で得た。
製条件は、圧力2.2Pa、アルゴンガスを流量5.0mL/minで流しながら、31
7℃で黄色固体を加熱した。昇華精製後、目的物の黄色固体1.0gを、収率93%で得
た。上記ステップ2の合成スキームを下記(A−2)に示す。
rnであることを確認した。
MHz):δ=2.21(s,6H)、6.67(d,J=7.2Hz,2H)、6.7
4(d,J=7.2Hz,2H)、7.17−7.23(m,34H)、7.62(d,
J=7.8Hz,4H)、7.74(d,J=7.8Hz,2H)、7.86(d,J=
9.0Hz,2H)、8.04(d,J=8.7Hz,4H)
発光素子1の材料に用いた2mDBTPDBq−IIを合成する例を示す。
2mDBTPDBq−IIの合成スキームを(B−1)に示す。
)、3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニルボロン酸6.1g(20mmol)
、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)460mg(0.4mmol
)、トルエン300mL、エタノール20mL、2Mの炭酸カリウム水溶液20mLを加
えた。この混合物を、減圧下で攪拌することで脱気し、フラスコ内を窒素置換した。この
混合物を窒素気流下、100℃で7.5時間攪拌した。室温まで冷ました後、得られた混
合物を濾過して白色の濾物を得た。得られた濾物を水、エタノールの順で洗浄した後、乾
燥させた。得られた固体を約600mLの熱トルエンに溶かし、セライト(和光純薬工業
株式会社、カタログ番号:531−16855)、フロリジール(和光純薬工業株式会社
、カタログ番号:540−00135)を通して吸引濾過し、無色透明の濾液を得た。得
られた濾液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した。クロマトグラフ
ィーは、熱トルエンを展開溶媒に用いて行った。ここで得られた固体にアセトンとエタノ
ールを加えて超音波を照射した後、生じた懸濁物を濾取して乾燥させたところ、目的物の
白色粉末を収量7.85g、収率80%で得た。
は、圧力5.0Pa、アルゴン流量5mL/minの条件で、白色粉末を300℃で加熱
して行った。昇華精製後、目的物の白色粉末を3.5g、収率88%で得た。
した。
Hz):δ(ppm)=7.45−7.52(m,2H),7.59−7.65(m,2
H),7.71−7.91(m,7H),8.20−8.25(m,2H),8.41(
d,J=7.8Hz,1H),8.65(d,J=7.5Hz,2H),8.77−8.
78(m,1H),9.23(dd,J=7.2Hz,1.5Hz,1H),9.42(
dd,J=7.8Hz,1.5Hz,1H),9.48(s,1H)。
発光素子1の材料に用いたIr(mppm)2(acac)を合成する例を示す。
まず、4−クロロ−6−メチルピリミジン4.90gとフェニルボロン酸4.80g、炭
酸ナトリウム4.03g、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリ
ド(略称:Pd(PPh3)2Cl2)0.16g、水20mL、アセトニトリル10m
Lを、還流管を付けたナスフラスコに入れ、内部をアルゴン置換した。この反応容器にマ
イクロ波(2.45GHz 100W)を60分間照射することで加熱した。ここでさら
にフェニルボロン酸2.28g、炭酸ナトリウム2.02g、Pd(PPh3)2Cl2
0.082g、水5mL、アセトニトリル10mLをフラスコに入れ、再度マイクロ波(
2.45GHz 100W)を60分間照射することで加熱した。その後この溶液に水を
加え、ジクロロメタンにて抽出した。得られた抽出液を飽和炭酸ナトリウム水溶液、水、
次いで飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムにて乾燥した。乾燥した後の溶液を濾過し
た。この溶液の溶媒を留去した後、得られた残渣を、ジクロロメタン:酢酸エチル=9:
1(体積比)を展開溶媒とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、目的のピ
リミジン誘導体Hmppmを得た(橙色油状物、収率46%)。なお、マイクロ波の照射
はマイクロ波合成装置(CEM社製 Discover)を用いた。以下にステップ1の
合成スキーム(C−1)を示す。
イリジウム(III)](略称:[Ir(mppm)2Cl]2)の合成]
次に、2−エトキシエタノール15mLと水5mL、上記ステップ1で得たHmppm1
.51g、塩化イリジウム水和物(IrCl3・H2O)1.26gを、還流管を付けた
ナスフラスコに入れ、ナスフラスコ内をアルゴン置換した。その後、マイクロ波(2.4
5GHz 100W)を1時間照射し、反応させた。溶媒を留去した後、得られた残渣を
エタノールで洗浄し、濾過することにより複核錯体[Ir(mppm)2Cl]2を得た
(暗緑色粉末、収率77%)。以下にステップ2の合成スキーム(C−2)を示す。
イリジウム(III)(略称:[Ir(mppm)2(acac)])の合成]
さらに、2−エトキシエタノール40mL、上記ステップ2で得た複核錯体[Ir(mp
pm)2Cl]21.84g、アセチルアセトン0.48g、炭酸ナトリウム1.73g
を、還流管を付けたナスフラスコに入れ、ナスフラスコ内をアルゴン置換した。その後、
マイクロ波(2.45GHz 100W)を60分間照射し、反応させた。溶媒を留去し
、得られた残渣をジクロロメタンに溶解して濾過し、不溶物を除去した。得られた濾液を
水、次いで飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムにて乾燥した。乾燥した後の溶液を濾
過した。この溶液の溶媒を留去した後、得られた残渣を、ジクロロメタン:酢酸エチル=
4:1(体積比)を展開溶媒とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した。そ
の後、ジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒にて再結晶化することにより、目的物を黄色
粉末として得た(収率44%)。以下にステップ3の合成スキーム(C−3)を示す。
果から、この化合物が目的物である(アセチルアセトナト)ビス(6−メチル−4−フェ
ニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppm)2(acac)]
)が得られたことがわかった。
24(s,1H),6.37(d,2H),6.77(t,2H),6.85(t,2H
),7.61−7.63(m,4H),8.97(s,2H).
102 第2の電極
103 EL層
104 発光層
105 発光層
106 共振構造
400 支持基板
401 第1の電極
403 EL層
404 第2の電極
405 シール材
406 シール材
407 封止基板
408 空間
412 パッド
420 ICチップ
702 陽極
704 陰極
711 正孔注入層
712 正孔輸送層
713 発光層
714 電子輸送層
715 電子注入層
800 第1の発光ユニット
801 第2の発光ユニット
803 電荷発生層
3000 卓上照明装置
3001 天井固定型照明装置
3002 壁掛け型照明装置
7501 照明部
7502 傘
7503 可変アーム
7504 支柱
7505 台
7506 電源スイッチ
Claims (1)
- 一対の電極と、前記一対の電極の間に挟まれたEL層とを有する発光素子において、
前記一対の電極の一方は反射面を形成する反射電極であり、
前記一対の電極の他方は半反射面を形成する電極であり、
前記反射面と前記半反射面との光学的距離をLとすると、
前記発光素子の発光波長範囲に、L=nλ/2(nは2以上の整数)を満たす波長λが2以上存在する、発光素子。
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