JP6673214B2 - 有機エレクトロルミネッセンス治療装置 - Google Patents
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Description
前記有機エレクトロルミネッセンス素子が、フレキシブル基板上に、一対の電極で挟持された発光層を含む有機機能層ユニット及びフレキシブル封止部材を、この順で積層した積層体であり、発光波長が400〜2000nmの範囲内にあり、かつ、前記発光層を含む有機機能層ユニットを2つ以上積層した構造であり、前記2つ以上の有機機能層ユニットが、それぞれ同一の発光ピーク波長の光を発光することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス治療装置。
はじめに、本発明に係る有機EL素子を適用する有機EL治療法の概要について説明する。
本発明の有機EL治療装置においては、具備する発光層を含む有機機能層ユニットを2つ以上有する有機EL素子が、発光波長が400〜2000nmの範囲内であることを特徴とする。
本発明においては、本発明の有機EL治療装置による光の照射と共に、光化学療法剤を併用する光線力学的療法(PDT)を適用することが好ましい。
上記光線力学的療法(PDT)に適用される光化学療法剤(「光増感性化合物」ともいう。)としては、光活性化する光線の照射を受けて、細胞毒性の形態に変換されるか、細胞毒性種を生じさせる光増感性の物質を含有する製剤をいう。
本発明の有機EL治療装置は、有機エレクトロルミネッセンス素子により、患部に光照射して治療する有機EL治療装置であって、有機エレクトロルミネッセンス素子が、フレキシブル基板上に、一対の電極で挟持されている発光層を含む有機機能層ユニット及びフレキシブル封止部材を、この順で積層した積層体であり、発光波長が400〜2000nmの範囲内にあり、かつ、前記発光層を含む有機機能層ユニットが2つ以上積層された構造であることを特徴とする。
次いで、有機EL素子(EL)の発光ユニット(12)を含めた詳細な構成について、更に説明する。
本発明の有機EL治療装置に適用する有機EL素子(EL)は、発光層を含む有機機能層ユニットが2つ以上積層された、いわゆるタンデム構造であることを特徴とする。
図3に示す本発明に係る有機EL素子(EL)の実施態様1は、2つの発光ユニット(4−A及び4−B)を有するタンデム構造の一例を示す概略断面図である。なお、以下の説明で使用する図面においては、封止用接着層(13)及びフレキシブル封止基板(14)の記載は省略する。
図4は、2つの有機機能層ユニットを有する有機EL素子の実施態様2を示す概略断面図である。
図5は、2つの発光ユニット(4−A及び4−B)を有するタンデム構造の有機EL素子(EL)の実施態様3の構成を示す概略断面図であり、図3に示した上記構成に加えて、更に中間電極層(5)の下部に、窒素原子含有層(7)を設けた構成を示してある。
中間電極層(5)に隣接して窒素原子含有層(7)を設けることにより、中間電極層(5)を窒素原子含有層(7)上に形成する際に、中間電極層を構成する金属と、窒素原子含有層に含有されている金属原子親和性化合物と相互作用し、当該窒素原子含有層表面上での金属原子の拡散距離が減少し、特異箇所での金属原子の凝集が抑えられる。
図6は、2つの発光ユニットを有するタンデム構造の有機EL素子の実施態様4の構成を示す概略断面図で、図5に示した上記構成の変形例を示してある。
図7は、3つの発光ユニット(4−A、4−B及び4−C)を有するタンデム構造の有機EL素子(EL)の実施態様5の構成を示す概略断面図である。
図8は、3つの発光ユニット(4−A、4−B及び4−C)を有するタンデム構造の有機EL素子(EL)の他の一例である実施態様6の構成を示す概略断面図である。
図9は、3つの発光ユニット(4−A、4−B及び4−C)を有するタンデム構造の有機EL素子(EL)の他の一例である実施態様7の構成を示す概略断面図である。
バンドパスフィルター(8)とは、発光ユニット(4−A〜4−C)において発生させてフレキシブル基板(1)を透過した光のうち、治療に用いる特定の波長帯域の光のみを透過させる機能を有するフィルターであり、例えば、半値幅100nm以下、好ましくは半値幅50nm以下の特定の波長帯域の光を透過させる機能を有している。
図10は、3つの発光ユニット(4−A、4−B及び4−C)を有するタンデム構造の有機EL素子(EL)の他の一例である実施態様8の構成を示す概略断面図である。
誘電体多層膜層(9)は、図10に示すように、光透過性を有するフレキシブル基板(1)と発光ユニット(4−A)との間に配置されている。この誘電体多層膜層(9)は、3つの発光ユニット(4−A、4−B及び4−C)において発生させて、フレキシブル基板(1)を透過した光(L)のうち、治療に用いる特定の波長の光のみを透過させるマイクロキャビティとして設けられ、半値幅100nm以下、好ましくは半値幅50nm以下の特定の狭帯域波長の光を透過させる機能を備えた層である。
図11は、3つの発光ユニットを有するタンデム構造の有機エレクトロルミネッセンス素子の実施態様9の構成を示す概略断面図であり、図7に示した構成に対し、更に、フレキシブル基板(1)と、発光ユニット(4−A)との間に、ガスバリアー層(10)を設けた構成を例示してある。
図12は、3つの発光ユニットを有するタンデム構造の有機EL素子の実施態様10を示す概略断面図であり、図7に示した構成に対し、第2電極(6)に代えて、陰極として中間電極層(5−3)と窒素原子含有層(7−3)を設けた構成を示してある。その他の構成は、上記図7で説明した構成と同様である。
次いで、上記図1〜図12で説明した各有機EL素子(EL)の各構成要素の詳細について説明する。
(ii)陽極(3)/有機機能層ユニット(4)〔有機機能層群1(22:正孔注入輸送層)/発光層(23)/有機機能層群2(24:正孔阻止層/電子注入輸送層)〕/陰極(6)
(iii)陽極(3)/有機機能層ユニット(4)〔有機機能層群1(22:正孔注入輸送層/電子阻止層)/発光層(23)/有機機能層群2(24:正孔阻止層/電子注入輸送層)〕/陰極(6)
(iv)陽極(3)/有機機能層ユニット(4)〔有機機能層群1(22:正孔注入層/正孔輸送層)/発光層(23)/有機機能層群2(24:電子輸送層/電子注入層)〕/陰極(6)
(v)陽極(3)/有機機能層ユニット(4)〔有機機能層群1(22:正孔注入層/正孔輸送層)/発光層(23)/有機機能層群2(24:正孔阻止層/電子輸送層/電子注入層)〕/陰極(6)
(vi)陽極(3)/有機機能層ユニット(4)〔有機機能層群1(22:正孔注入層/正孔輸送層/電子阻止層)/発光層(23)/有機機能層群2(24:正孔阻止層/電子輸送層/電子注入層)〕/陰極(6)
更に、発光層間には非発光性の中間層を有していてもよい。中間層は、図4あるいは図8で示すような電荷発生層であってもよく、マルチフォトンユニット構成であってもよい。
有機EL素子(EL)に適用可能なフレキシブル基板(1)としては、特に制限はなく、例えば、ガラス、プラスチック等の種類を挙げることができる。
有機EL素子を構成する陽極としては、Ag、Au等の金属又は金属を主成分とする合金、CuI、インジウム−スズの複合酸化物(ITO)、インジウム−亜鉛の複合酸化物(IZO)、SnO2及びZnO等の金属酸化物を挙げることができるが、金属又は金属を主成分とする合金であることが好ましく、更に好ましくは、銀又は銀を主成分とする合金である。また、後述するグリッド電極も適用することができる。
グリッド電極は金属の細線から構成するため3Ω/□以下の低抵抗な電極が形成でき、大面積な発光素子が作製可能。グリッド電極はグリッド表面の凹凸で素子のリークの懸念があるが発光層が二層となり、陽極と陰極間が厚くなることでリークの懸念が低減される。
本発明に係る有機EL素子においては、陽極と陰極との間に、有機機能層群と発光層から構成される有機機能層ユニットを二つ以上積層した構造を有することが、大きな特徴であり、二つ以上の有機機能層ユニット間を、電気的接続を得るため、独立した接続端子を有する中間電極層ユニットで分離した構造をとることが好ましい。
有機EL素子(EL)を構成する発光層(23)は、発光材料としてリン光発光化合物、あるいは蛍光性化合物を用いることができるが、本発明においては、特に、発光材料としてリン光発光化合物が含有されている構成が好ましい。
発光層に含有されるホスト化合物としては、室温(25℃)におけるリン光発光のリン光量子収率が0.1未満の化合物が好ましい。さらにリン光量子収率が0.01未満であることが好ましい。また、発光層に含有される化合物の中で、その層中での体積比が50%以上であることが好ましい。
本発明で用いることのできる発光材料としては、リン光発光性化合物(リン光性化合物、リン光発光材料又はリン光発光ドーパントともいう。)及び蛍光発光性化合物(蛍光性化合物又は蛍光発光材料ともいう。)が挙げられるが、特に、リン光発光性化合物を用いることが、高い発光効率を得ることができる観点から好ましい。
リン光発光性化合物とは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には室温(25℃)にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が25℃において0.01以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は0.1以上である。
蛍光発光性化合物としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素又は希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。
〔有機機能層群〕
次いで、有機機能層ユニットを構成する各層について、電荷注入層、正孔輸送層、電子輸送層及び阻止層の順に説明する。
電荷注入層は、駆動電圧低下や発光輝度向上のために、電極と発光層の間に設けられる層のことで、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123〜166頁)にその詳細が記載されており、正孔注入層と電子注入層とがある。
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層及び電子阻止層も正孔輸送層の機能を有する。正孔輸送層は単層又は複数層設けることができる。
電子輸送層は、電子を輸送する機能を有する材料から構成され、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は、単層構造又は複数層の積層構造として設けることができる。
阻止層としては、正孔阻止層及び電子阻止層が挙げられ、上記説明した有機機能層ユニット3の各構成層の他に、必要に応じて設けられる層である。例えば、特開平11−204258号公報、同11−204359号公報、及び「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の237頁等に記載されている正孔阻止(ホールブロック)層等を挙げることができる。
陰極は、有機機能層群や発光層に正孔を供給するために機能する電極膜であり、金属、合金、有機又は無機の導電性化合物若しくはこれらの混合物が用いられる。具体的には、金、アルミニウム、銀、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属、ITO、ZnO、TiO2及びSnO2等の酸化物半導体などが挙げられる。
有機EL素子を封止するのに用いられる封止手段としては、例えば、フレキシブル封止部材と、陰極及び透明基板とを封止用接着剤で接着する方法を挙げることができる。
有機EL素子の製造方法としては、透明基材上に、陽極、有機機能層群1、発光層、有機機能層群2及び陰極を積層して積層体を形成する。
本発明の光治療用装置には、上記説明した有機EL素子と共に、必要に応じ様々な機能を付与させることができる。
1)過度の光照射を防止するための「やりすぎ防止タイマー」を設置し、有機EL素子の発熱あるいは過熱時に自動的に装置をオフにする機能を付与する方法、
2)有機EL素子の患部と対面する側に粘着層を設け、患部への貼り付け機能の付与や、粘着層に、治療剤、シップ薬であるメントール、発熱を利用するアロマ、お灸剤等を含有させる方法、
3)患部のムレ等を防止するため、患部に接する面側に、細かな穴を有するシートを、有機EL素子とやや間隔をあけて設置する方法。この際、形成した穴部に光照射効果を付与するためには、光取出しフィルムや内部散乱層を有する構成であることが好ましい、
4)光治療の完了を通知するため、設定時間になったら有機EL素子の発光色を変化させる調色機能を有していること、
5)放射光の色調を変えずに、光照射強度の切り替えができる機能、
6)水を使用する環境でも安全に使用することができる防水機能の付与、
7)有機EL素子として、広い発光面積を有し、かつ発光均一性が高いこと(この機能に対しては、グリッド電極を適用することが有効)、
等を挙げることができる。
3 第1電極(陽極)
4、4−A、4−B、4−C 有機機能層ユニット
5、5−1、5−2 中間電極層
6 第2電極(陰極)
7、7−1、7−2、7−3 窒素原子含有層
8 バンドパスフィルター
9 誘電体多層膜層
10 ガスバリアー層
11−A、11−B、11−C リード線
12 発光ユニット
13 封止用接着層
14 フレキシブル封止基板
15、15A、15B 電荷発生層
22 有機機能層群1
23 発光層
24 有機機能層群2
EL 有機EL素子
L 発光光
h 発光点
Claims (2)
- 有機エレクトロルミネッセンス素子により、患部に光照射して光治療する有機エレクトロルミネッセンス治療装置であって、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子が、フレキシブル基板上に、一対の電極で挟持された発光層を含む有機機能層ユニット及びフレキシブル封止部材を、この順で積層した積層体であり、発光波長が400〜2000nmの範囲内にあり、かつ、前記発光層を含む有機機能層ユニットが2つ以上積層された構造であり、
前記2つ以上の有機機能層ユニットが、それぞれ同一の発光ピーク波長の光を発光することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス治療装置。 - 前記発光層が含有する発光材料が、リン光発光性化合物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ス治療装置。
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