JP5735162B1 - 有機エレクトロルミネッセント素子及び照明装置 - Google Patents
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- H10K2101/27—Combination of fluorescent and phosphorescent emission
Abstract
Description
(1) 陰極と陽極との間に、少なくとも有機化合物からなる発光層を含む複数の発光ユニットを有する有機エレクトロルミネッセント素子であって、
前記赤色波長域に1つのピーク波長を有する赤色光を発する赤色燐光発光層と、前記緑色波長域に1つのピーク波長を有する緑色光を発する緑色燐光発光層とを含む第1の発光ユニットと、
前記青色波長域に2つのピーク波長を有する青色光を発する青色蛍光発光層と、前記緑色波長域に1つのピーク波長を有する緑色光を発する緑色蛍光発光層とを含む第2の発光ユニットとを有し、
前記第1の発光ユニットと前記第2の発光ユニットとが電荷発生層を挟んで積層された構造を有し、
前記第2の発光ユニットにおいて、前記青色蛍光発光層が前記陽極側に配置され、前記緑色蛍光発光層が前記陰極側に配置され、
前記第1の発光ユニット及び前記第2の発光ユニットが発光することで得られる白色光が、少なくとも380〜780nmの波長域に亘って連続した発光スペクトルを有し、且つ、この発光スペクトルにおいて、600〜780nmの赤色波長域に1つのピーク波長と、490〜600nmの緑色波長域に2つのピーク波長と、380〜490nmの青色波長域に2つのピーク波長とを有し、
前記白色光の発光色が、「JIS Z 9112」に規定される色度範囲のうち、白色(W)、温白色(WW)、電球色(L)の何れかであり、
前記白色光の平均演色評価数(Ra)が、70以上であり、且つ、特殊演色評価数のうち、R9が30以上、R12が60以上、R13及びR15がそれぞれ70以上であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセント素子。
(2) 前記赤色燐光発光層が発する赤色光と、前記緑色燐光発光層が発する緑色光とが、三重項励起子により得られ、
前記青色蛍光発光層が発する青色光が、三重項励起子の衝突融合により生成された一重項励起子により得られることを特徴とする前記(1)に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(3) 前記白色光の発光色が、「JIS Z 9112」に規定される色度範囲のうち、温白色(WW)、電球色(L)の何れかであり、
前記赤色光のピーク波長の最大発光強度をPRとし、前記緑色光のピーク波長の最大発光強度をPGとし、前記青色光のピーク波長の最大発光強度をPBとしたときに、
PG/PR≦0.85、
PB/PR≧0.15
の関係を満足することを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(4) 前記電荷発生層は、電子受容性物質と電子供与性物質とから構成される電気的絶縁層からなり、この電気的絶縁層の比抵抗が1.0×102Ω・cm以上であることを特徴とする前記(1)〜(3)の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(5) 前記電気的絶縁層の比抵抗が1.0×105Ω・cm以上であることを特徴とする前記(4)に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(6) 前記電荷発生層は、異なる物質の混合層からなり、その一成分が金属酸化物であり、この金属酸化物が酸化還元反応による電荷移動錯体を形成しており、
前記陰極と前記陽極との間に電圧を印加したときに、前記電荷移動錯体中の電荷が、それぞれ前記陰極側及び前記陽極側に向かって移動することにより、前記電荷発生層を挟んで前記陰極側に位置する一の発光ユニットに正孔を注入し、前記電荷発生層を挟んで前記陽極側に位置する他の発光ユニットに電子を注入することを特徴とする前記(1)〜(5)の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(7) 前記電荷発生層は、前記電子受容性物質と前記電子供与性物質との積層体からなり、
前記陰極と前記陽極との間に電圧を印加したときに、前記電子受容性物質と前記電子供与性物質との界面において、これら電子受容性物質と電子供与性物質との間での電子移動を伴う反応により発生した電荷が、それぞれ前記陰極側及び前記陽極側に向かって移動することにより、前記電荷発生層を挟んで前記陰極側に位置する一の発光ユニットに正孔を注入し、前記電荷発生層を挟んで前記陽極側に位置する他の発光ユニットに電子を注入することを特徴とする前記(1)〜(5)の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
(8) 前記(1)〜(7)の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子を備える照明装置。
(9) 前記有機エレクトロルミネッセント素子の光取り出し面側に光学フィルムを備えることを特徴とする前記(8)に記載の照明装置。
(10) 前記光学フィルム側から取り出される白色光が、少なくとも380〜780nmの波長域に亘って連続した発光スペクトルを有し、且つ、この発光スペクトルにおいて、600〜780nmの赤色波長域に1つのピーク波長と、490〜600nmの緑色波長域に少なくとも1つのピーク波長と、380〜490nmの青色波長域に2つのピーク波長とを有することを特徴とする前記(9)に記載の照明装置。
(11) 前記光学フィルム側から取り出される白色光のRaが70以上であり、且つ、演色評価数のうち、R9が30以上、R12が60以上、R13及びR15がそれぞれ70以上であることを特徴とする前記(9)又は(10)に記載の照明装置。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
PG/PR≦0.85、
PB/PR≧0.15
具体的に、本発明を適用した有機EL素子は、上述した図1に示す広範囲に亘る色温度及び高い演色性を有した白色光(発光スペクトルS)を得るための素子構造として、上記図2に示す素子構造を好適に採用するものであるが、このような素子構造に必ずしも制限されるものではない。すなわち、本発明を適用した有機EL素子の素子構造としては、上述した図1に示す広範囲に亘る色温度及び高い演色性を有した白色光(発光スペクトルS)が得られるものであればよく、それに合わせて様々な素子構造や材料等を採用することが可能である。
実施例1では、図4に示す素子構造を有する有機EL素子を作製した。具体的には、先ず、厚み150nm、幅2mm、シート抵抗約10Ω/□のITO膜が成膜された、厚さ0.7mmのソーダライムガラス基板を用意した。そして、この基板を、中性洗剤、イオン交換水、アセトン、イソプロピルアルコールで各5分間の超音波洗浄した後、スピン乾燥し、更にUV/O3処理を施した。
実施例2では、上記実施例1と同様の作製方法を用いて、図7に示す素子構造を有する有機EL素子を作製した。そして、この実施例2の有機EL素子について、上記実施例1と同様の方法を用いて評価を行った。その評価結果を図8及び図9に示す。なお、図8は、光学フィルムがない場合の評価結果を示し、図9は、光学フィルムがある場合の評価結果を示す。
実施例3では、上記実施例1と同様の作製方法を用いて、図10に示す素子構造を有する有機EL素子を作製した。そして、この実施例3の有機EL素子について、上記実施例1と同様の方法を用いて評価を行った。その評価結果を図11及び図12に示す。なお、図11は、光学フィルムがない場合の評価結果を示し、図12は、光学フィルムがある場合の評価結果を示す。
実施例4では、上記実施例1と同様の作製方法を用いて、図13に示す素子構造を有する有機EL素子を作製した。そして、この実施例4の有機EL素子について、上記実施例1と同様の方法を用いて評価を行った。その評価結果を図14及び図15に示す。なお、図14は、光学フィルムがない場合の評価結果を示し、図15は、光学フィルムがある場合の評価結果を示す。
実施例5では、上記実施例1と同様の作製方法を用いて、図16に示す素子構造を有する有機EL素子を作製した。そして、この実施例5の有機EL素子について、上記実施例1と同様の方法を用いて評価を行った。その評価結果を図17及び図18に示す。なお、図17は、光学フィルムがない場合の評価結果を示し、図18は、光学フィルムがある場合の評価結果を示す。
S,S’…発光スペクトル R…赤色波長域 G…緑色波長域 B…青色波長域 p1,pX,pY,pX’,p3,p4…ピーク波長
Claims (11)
- 陰極と陽極との間に、少なくとも有機化合物からなる発光層を含む複数の発光ユニットを有する有機エレクトロルミネッセント素子であって、
前記赤色波長域に1つのピーク波長を有する赤色光を発する赤色燐光発光層と、前記緑色波長域に1つのピーク波長を有する緑色光を発する緑色燐光発光層とを含む第1の発光ユニットと、
前記青色波長域に2つのピーク波長を有する青色光を発する青色蛍光発光層と、前記緑色波長域に1つのピーク波長を有する緑色光を発する緑色蛍光発光層とを含む第2の発光ユニットとを有し、
前記第1の発光ユニットと前記第2の発光ユニットとが電荷発生層を挟んで積層された構造を有し、
前記第2の発光ユニットにおいて、前記青色蛍光発光層が前記陽極側に配置され、前記緑色蛍光発光層が前記陰極側に配置され、
前記第1の発光ユニット及び前記第2の発光ユニットが発光することで得られる白色光が、少なくとも380〜780nmの波長域に亘って連続した発光スペクトルを有し、且つ、この発光スペクトルにおいて、600〜780nmの赤色波長域に1つのピーク波長と、490〜600nmの緑色波長域に2つのピーク波長と、380〜490nmの青色波長域に2つのピーク波長とを有し、
前記白色光の発光色が、「JIS Z 9112」に規定される色度範囲のうち、白色(W)、温白色(WW)、電球色(L)の何れかであり、
前記白色光の平均演色評価数(Ra)が、70以上であり、且つ、特殊演色評価数のうち、R9が30以上、R12が60以上、R13及びR15がそれぞれ70以上であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセント素子。 - 前記赤色燐光発光層が発する赤色光と、前記緑色燐光発光層が発する緑色光とが、三重項励起子により得られ、
前記青色蛍光発光層が発する青色光が、三重項励起子の衝突融合により生成された一重項励起子により得られることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。 - 前記白色光の発光色が、「JIS Z 9112」に規定される色度範囲のうち、温白色(WW)、電球色(L)の何れかであり、
前記赤色光のピーク波長の最大発光強度をPRとし、前記緑色光のピーク波長の最大発光強度をPGとし、前記青色光のピーク波長の最大発光強度をPBとしたときに、
PG/PR≦0.85、
PB/PR≧0.15
の関係を満足することを特徴とする請求項1又は2に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。 - 前記電荷発生層は、電子受容性物質と電子供与性物質とから構成される電気的絶縁層からなり、この電気的絶縁層の比抵抗が1.0×102Ω・cm以上であることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
- 前記電気的絶縁層の比抵抗が1.0×105Ω・cm以上であることを特徴とする請求項4に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
- 前記電荷発生層は、異なる物質の混合層からなり、その一成分が金属酸化物であり、この金属酸化物が酸化還元反応による電荷移動錯体を形成しており、
前記陰極と前記陽極との間に電圧を印加したときに、前記電荷移動錯体中の電荷が、それぞれ前記陰極側及び前記陽極側に向かって移動することにより、前記電荷発生層を挟んで前記陰極側に位置する一の発光ユニットに正孔を注入し、前記電荷発生層を挟んで前記陽極側に位置する他の発光ユニットに電子を注入することを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。 - 前記電荷発生層は、前記電子受容性物質と前記電子供与性物質との積層体からなり、
前記陰極と前記陽極との間に電圧を印加したときに、前記電子受容性物質と前記電子供与性物質との界面において、これら電子受容性物質と電子供与性物質との間での電子移動を伴う反応により発生した電荷が、それぞれ前記陰極側及び前記陽極側に向かって移動することにより、前記電荷発生層を挟んで前記陰極側に位置する一の発光ユニットに正孔を注入し、前記電荷発生層を挟んで前記陽極側に位置する他の発光ユニットに電子を注入することを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。 - 請求項1〜7の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子を備える照明装置。
- 前記有機エレクトロルミネッセント素子の光取り出し面側に光学フィルムを備えることを特徴とする請求項8に記載の照明装置。
- 前記光学フィルム側から取り出される白色光が、少なくとも380〜780nmの波長域に亘って連続した発光スペクトルを有し、且つ、この発光スペクトルにおいて、600〜780nmの赤色波長域に1つのピーク波長と、490〜600nmの緑色波長域に少なくとも1つのピーク波長と、380〜490nmの青色波長域に2つのピーク波長とを有することを特徴とする請求項9に記載の照明装置。
- 前記光学フィルム側から取り出される白色光のRaが70以上であり、且つ、演色評価数のうち、R9が30以上、R12が60以上、R13及びR15がそれぞれ70以上であることを特徴とする請求項9又は10に記載の照明装置。
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