JP5238911B2 - 白色発光有機エレクトロルミネッセンス素子及び白色発光有機エレクトロルミネッセンスパネル - Google Patents
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Description
この発明では、光拡散層を設ける前の状態において、特に、正面方向の発光は弱め合うが、素子内部に閉じ込められる導波光は強め合うような構成とされている。このように、通常は導波光として素子内部に閉じ込められる広角度成分の光を強め合うように基本構成を決定し、大部分の光量が分布する導波光を増幅した上で、上記光拡散層を形成すると、外部に出射できる正面方向の光が強め合うように基本構成を決定するよりも、発光効率が高められた有機エレクトロルミネッセンス素子が得られることが知られている。
尚、式(1)は下記式(2)とも言える。
また、特許文献2では複数色の発光層が存在する有機エレクトロルミネッセンス素子においては、効率の悪い色の発光層について陰極間と発光層の距離を最適化することが記されている。照明用途として有機エレクトロルミネッセンス素子を考えた場合、発光効率が高いだけでなく、発光色の視野角依存性も低減されることが望ましい。白色発光の有機エレクトロルミネッセンス素子として、発光色の視野角依存性がないことは理想的には各発光色の発光強度の視野角依存性がそろっていれば、発光色の視野角依存性がないことになるが、特許文献2のように光学干渉の効果を用いて各発光色の発光効率の調整を行う場合は、各発光色の発光強度の視野角依存性がそろっていないことを前提にしなければならない。
50度−70度の輝度平均値/正面輝度(発光ドーパントCの発光ピーク波長における)>50度−70度の輝度平均値/正面輝度(発光ドーパントBの発光ピーク波長における) …(F2)
これら式(F1)かつ式(F2)の条件を満たすことにより、高発光効率で低視野角依存性の白色発光有機エレクトロルミネッセンス素子を形成できるものである。
ここにおいて、前記「50度−70度の第一の輝度平均値」は、前記発光ドーパントAの発光ピーク波長における50度−70度の輝度平均値であり、前記「第一の正面輝度」は、前記発光ドーパントAの発光ピーク波長における正面輝度であり、前記「50度−70度の第二の輝度平均値」は、前記発光ドーパントDの発光ピーク波長における50度−70度の輝度平均値であり、前記「第二の正面輝度」は前記発光ドーパントDの発光ピーク波長における正面輝度である。
ここにおいて、前記「50度−70度の第三の輝度平均値」は、前記発光ドーパントCの発光ピーク波長における50度−70度の輝度平均値であり、前記「第三の正面輝度」は、前記発光ドーパントCの発光ピーク波長における正面輝度であり、前記「50度−70度の第四の輝度平均値」は、前記発光ドーパントBの発光ピーク波長における50度−70度の輝度平均値であり、前記「第四の正面輝度」は前記発光ドーパントBの発光ピーク波長における正面輝度である。
D(θ,n)=cosn(θ)で定義する。
n>1の場合、50−70度の放射輝度平均値<正面方向の放射輝度
n=1の場合、50−70度の放射輝度平均値=正面方向の放射輝度
n<1の場合、50−70度の放射輝度平均値>正面方向の放射輝度
となる。図1にn<1,n=1.0,n>1の場合の放射分布を示す。数値計算上
0<cos(θ)<1[0≦θ≦90°]であり、0<n1<n2である場合、
50−70度の放射輝度平均値/正面方向の放射輝度(n=n1)>50−70度の放射輝度平均値/正面方向の放射輝度(n=n2)が成立する。
PA,PB,PC,PDはそれぞれ、発光ドーパントA,B,C,Dの発光強度に比例する量である。D(θ,nA),DB(θ,nB),DC(θ,nC),DD(θ,nD)はそれぞれ、発光ドーパントA、B、C,Dの放射輝度の角度依存性を示す式である。λpA,λpB,λpC,λpDはそれぞれ発光ドーパントA、B、C、Dの発光ピーク波長(nm)である。σA、σB、σC、σDはそれぞれ発光ドーパントA、B、C、Dの発光スペクトルの標準偏差(nm)である。
50度−70度の輝度平均値/正面輝度(発光ドーパントAの発光ピーク波長における)>50度−70度の輝度平均値/正面輝度(発光ドーパントDの発光ピーク波長における)
が成立しており、
S1では、nB=1.0,nC=1.3なので、
50度−70度の輝度平均値/正面輝度(発光ドーパントCの発光ピーク波長における)<50度−70度の輝度平均値/正面輝度(発光ドーパントBの発光ピーク波長における)
であり、
S2では、nB=1.3,nC=1.0なので、
50度−70度の輝度平均値/正面輝度(発光ドーパントCの発光ピーク波長における)>50度−70度の輝度平均値/正面輝度(発光ドーパントBの発光ピーク波長における)
である。
50度−70度の輝度平均値/正面輝度(発光ドーパントAの発光ピーク波長における)<50度−70度の輝度平均値/正面輝度(発光ドーパントDの発光ピーク波長における)
が成立している。
50度−70度の輝度平均値/正面輝度(発光ドーパントCの発光ピーク波長における)>50度−70度の輝度平均値/正面輝度(発光ドーパントBの発光ピーク波長における)
である。
50度−70度の輝度平均値/正面輝度(発光ドーパントCの発光ピーク波長における)<50度−70度の輝度平均値/正面輝度(発光ドーパントBの発光ピーク波長における)
である。
50度−70度の輝度平均値/正面輝度(発光ドーパントAの発光ピーク波長における)>50度−70度の輝度平均値/正面輝度(発光ドーパントDの発光ピーク波長における)
において、
50度−70度の輝度平均値/正面輝度(発光ドーパントCの発光ピーク波長における)>50度−70度の輝度平均値/正面輝度(発光ドーパントBの発光ピーク波長における)
が、視野角依存性低減に有用な構成だと理解される。
50度−70度の輝度平均値/正面輝度(発光ドーパントAの発光ピーク波長における)と50度−70度の輝度平均値/正面輝度(発光ドーパントDの発光ピーク波長における)の大小関係および、
50度−70度の輝度平均値/正面輝度(発光ドーパントBの発光ピーク波長における)と50度−70度の輝度平均値/正面輝度(発光ドーパントCの発光ピーク波長における)の大小関係にわずかに影響があり、混ざっている状態においてはそれぞれの発光ドーパントピーク波長における角度依存性は、発光ドーパント単体の角度依存性と比べるとその他の発光ドーパントの角度依存性の影響をわずかに受けうる。しかし、それぞれの発光ドーパントのピークが最大ピークに対して約0.1倍以上あれば、混ざっている状態での各発光ピーク波長における不等号の向きは基本的に変わらないので、混ざっている状態でのそれぞれの発光ドーパントの発光ピーク波長における50度−70度の輝度平均値/正面輝度の大小の不等号の向きは、その発光ピーク波長をもつ発光ドーパントの50度−70度の輝度平均値/正面輝度の大小の不等号の向きと変わらない、と考えられる。
50度−70度の輝度平均値/正面輝度(発光ドーパントAの発光ピーク波長における)>50度−70度の輝度平均値/正面輝度(発光ドーパントDの発光ピーク波長における)
かつ、
50度−70度の輝度平均値/正面輝度(発光ドーパントCの発光ピーク波長における)>50度−70度の輝度平均値/正面輝度(発光ドーパントBの発光ピーク波長における)
を満たしている、といえる。
発光ドーパントBのピーク波長に対応する座標を(xb,yb),発光ドーパントCのピーク波長に対応する座標を(xc,yc),発光ドーパントDのピーク波長に対応する座標を(xd,yd)としたときに、発光ドーパントAと発光ドーパントDの関係において0度から80度になるにつれて強くなる発光ドーパントのピーク波長に対応する座標を終点側、弱くなる発光ドーパントに対応する座標を始点側にとってベクトルZを定義する。
P 白色発光有機エレクトロルミネッセンスパネル
1 発光ユニット
2 発光ユニット
3 中間接続層
10 陽極
11 陰極
12 光拡散層
Claims (12)
- 陽極と陰極の間に、発光ピーク波長の異なる少なくとも4種類の発光ドーパントを含む白色発光有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記4種類の発光ドーパントは発光ピーク波長が発光ドーパントA、発光ドーパントB,発光ドーパントC,発光ドーパントDの順に長くなっており、
発光スペクトルが、
{50度−70度の第一の輝度平均値/第一の正面輝度}>{50度−70度の第二の輝度平均値/第二の正面輝度}であり、
ここにおいて、前記「50度−70度の第一の輝度平均値」は、前記発光ドーパントAの発光ピーク波長における50度−70度の輝度平均値であり、前記「第一の正面輝度」は、前記発光ドーパントAの発光ピーク波長における正面輝度であり、前記「50度−70度の第二の輝度平均値」は、前記発光ドーパントDの発光ピーク波長における50度−70度の輝度平均値であり、前記「第二の正面輝度」は前記発光ドーパントDの発光ピーク波長における正面輝度であり、
{50度−70度の第三の輝度平均値/第三の正面輝度}>{50度−70度の第四の輝度平均値/第四の正面輝度}であり、
ここにおいて、前記「50度−70度の第三の輝度平均値」は、前記発光ドーパントCの発光ピーク波長における50度−70度の輝度平均値であり、前記「第三の正面輝度」は、前記発光ドーパントCの発光ピーク波長における正面輝度であり、前記「50度−70度の第四の輝度平均値」は、前記発光ドーパントBの発光ピーク波長における50度−70度の輝度平均値であり、前記「第四の正面輝度」は前記発光ドーパントBの発光ピーク波長における正面輝度であることを特徴とする白色発光有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 前記発光ドーパントBのピーク波長が480〜520nmであり、前記発光ドーパントCのピーク波長が520〜580nmであることを特徴とする請求項1に記載の白色発光有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記発光ドーパントAは青色発光ドーパントであり、前記発光ドーパントDは赤色発光ドーパントであることを特徴する請求項1又は2に記載の白色発光有機エレクトロルミネッセンス素子。
- {50度−70度の第一の輝度平均値/第一の正面輝度}>1であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の白色発光有機エレクトロルミネッセンス素子。
- {50度−70度の第二の輝度平均値/第二の正面輝度}<1であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の白色発光有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記陽極と前記陰極間に、2つの発光ユニットと、これら2つの発光ユニット間を接続する中間接続層とを設けてから構成され、前記一方の発光ユニットが前記発光ドーパントAを含み、前記他方の発光ユニットが前記発光ドーパントC及び前記発光ドーパントDを含むことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の白色発光有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記発光ドーパントAを含む前記一方の発光ユニットに前記発光ドーパントBが含有され、この発光ドーパントBは1重項発光材料であることを特徴とする請求項6に記載の白色発光有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記発光ドーパントC及びDを含む前記他方の発光ユニットに前記発光ドーパントBが含有され、この発光ドーパントBは3重項発光材料であることを特徴とする請求項6に記載の白色発光有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記発光ドーパントAは1重項発光材料であり、前記発光ドーパントC及びDは3重項発光材料であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の白色発光有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記陽極と前記陰極のいずれか一方は反射性電極であり、前記一方の発光ユニットは前記他方の発光ユニットよりも前記反射性電極から遠い位置にあり、相関色温度2000−4500Kの白色発光を行うことを特徴とする請求項6乃至9のいずれか1項に記載の白色発光有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 発光スペクトルが前記4種類の発光ドーパントからのみ由来していることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の白色発光有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 請求項1乃至11のいずれか1項に記載の白色発光有機エレクトロルミネッセンス素子の光取り出し面に散乱性の光拡散層が設けられていることを特徴とする白色発光有機エレクトロルミネッセンスパネル。
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