JP6022015B2 - 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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また、有機EL素子の素子構造としては、少なくとも1層以上の発光層を含む発光ユニットを1つの単位とし、この発光ユニットを陰極と陽極との間で直列に接続し得るように複数積層したタンデム構造の有機EL素子が開発されている(特許文献7,8を参照。)。
その中でも、赤色、青色、緑色の3つの発光層が発する光を混色する方法が、演色性の高い白色光を得るのに適している(特許文献11,12を参照。)。
(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、
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、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からなる発光層を含む第1の発光ユニットと、
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からなる発光層を含む第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、前記陽極、前記第2の発光ユニット、前記第一の発光ユニットおよび前記陰極がこの順に積層された構造を有し、
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、600〜640nmの赤色波長域に1つのピーク波長と、500〜540nmの緑色波長域に1つのピーク波長と、440〜490nmの青色波長域に2つのピーク波長と、490〜510nmの青色乃至緑色波長域にボトム波長とを有し、
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、昼光色(D)、昼白色(N)、白色(W)の何れかであり、且つ、前記白色光の平均演色評価数(Ra)が、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)前記緑色及び青色波長域において、互いに隣接するピーク波長の間隔が、15〜50nmであ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)前記赤色及び緑色波長域において、互いに隣接するピーク波長の間隔が、60nm以上であることを特徴とする前記(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)〜(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。
(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)〜(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。
(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)前記白色光のRaが90以上であり、且つ、演色評価数のうち、R9及びR15がそれぞれ90以上であることを特徴とする前記(9)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。
具体的に、この有機EL素子により得られる白色光は、図1に示すように、いわゆる可視光として、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Sを有している。
具体的に、本発明を適用した有機EL素子は、上述した図1に示す色温度及び演色性の高い発光スペクトルSを有する白色光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に示す色温度及び演色性の高い発光スペクトルSを有する白色光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3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300nm、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。
また、陰極は1nm/秒の蒸着速度で所定の膜厚で蒸着した。
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5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6に示す。
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8に示す。
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9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10に示す。
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11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12に示す。但し、図12は、他の実施例とは異なり、6mA/cm2の定電流を通電した状態での評価結果である。
実施例6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6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に示す。
実施例7では、上記実施例1の有機EL素子の光取り出し面(陽極)側に、光学フィルムを貼付した照明装置を作製した。そして、この実施例7の照明装置について、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15に示す。
実施例8では、上記実施例1の有機EL素子の光取り出し面(陽極)側に、光学フィルムを貼付した照明装置を作製した。そして、この実施例8の照明装置について、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16に示す。
Claims (10)
- 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、
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、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からなる発光層を含む第1の発光ユニットと、
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からなる発光層を含む第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、前記陽極、前記第2の発光ユニット、前記第一の発光ユニットおよび前記陰極がこの順に積層された構造を有し、
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、600〜640nmの赤色波長域に1つのピーク波長と、500〜540nmの緑色波長域に1つのピーク波長と、440〜490nmの青色波長域に2つのピーク波長と、490〜510nmの青色乃至緑色波長域にボトム波長とを有し、
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、昼光色(D)、昼白色(N)、白色(W)の何れかであり、且つ、前記白色光の平均演色評価数(Ra)が、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。 - 前記緑色及び青色波長域において、互いに隣接するピーク波長の間隔が、15〜50nmであ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。
- 前記赤色及び緑色波長域において、互いに隣接するピーク波長の間隔が、60nm以上であることを特徴とする請求項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1〜3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1〜3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。 - 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。
- 前記白色光のRaが90以上であり、且つ、演色評価数のうち、R9及びR15がそれぞれ90以上であることを特徴とする請求項9に記載の照明装置。
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