KR20150036055A - 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

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히로야 쓰지
사토시 오쿠타니
사토시 오하라
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파나소닉 아이피 매니지먼트 가부시키가이샤
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Abstract

광각도 영역에 높은 연색성(color rendering)을 가지는 유기 전계 발광 소자를 제공한다. 복수의 전극(1, 6) 사이에 유기 발광층(2, 4, 5)을 가지고 형성된다. 상기 유기 발광층(2, 4, 5)은 적어도 3색의 발광 재료를 함유한다. 제1 발광 재료는 430 ㎚∼480 ㎚의 사이에 극대 발광 파장을 가진다. 제2 발광 재료는 510 ㎚∼610 ㎚의 사이에 극대 발광 파장을 가진다. 제3 발광 재료는 580 ㎚∼630 ㎚의 사이에 극대 발광 파장을 가진다. 발광면(F)의 정면 방향(O)에 대하여 30도∼60도의 광각도 영역(H)의 평균 연색 평가수 Ra의 평균값이, 상기 정면 방향(O)의 평균 연색 평가수 Ra보다 높다.

Description

유기 전계 발광 소자{ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT}
본 발명은, 각종 조명 장치 등에 이용 가능한 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
유기 전계 발광 소자는, 면 발광이 가능하고, 초박형 등의 이유에 의해, 조명용의 차세대 광원으로서 주목을 받고, 실용화를 목표로 한 개발이 정력적으로 행해지고 있다. 그 중에서도, 무기 LED 조명의 과제의 하나인 고연색성화(高演色性化) 기술에 관하여 특히 활발하게 연구 개발이 행해지고 있으며, 다양한 디바이스 설계 기술 개발에 의한 고연색성화 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1, 2 참조).
그러나, 발광면에 대한 조사(照射) 각도에 따라서 연색성을 상이하게 하도록 한 유기 전계 발광 소자에 대해서는, 종래부터 제안되어 있지 않다. 이와 같은 특정 방향으로 연색성이 높은 유기 전계 발광 소자를 얻을 수 있으면, 사용 목적 등에 맞게 구분하여 사용할 수 있어, 최적 조명 장치를 형성할 수 있는 경우가 있다.
일본공개특허 제2006-287154호 공보 일본공개특허 제2009-224274호 공보
본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것이며, 광각도 영역에 높은 연색성을 가지는 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는, 복수의 전극 간에 유기 발광층을 가지고 형성되고, 상기 유기 발광층은 적어도 3색의 발광 재료를 함유하고, 제1 발광 재료는 430 ㎚∼480 ㎚의 사이에 극대 발광 파장을 가지고, 제2 발광 재료는 510 ㎚∼610 ㎚의 사이에 극대 발광 파장을 가지고, 제3 발광 재료는 580 ㎚∼630 ㎚의 사이에 극대 발광 파장을 가지고, 발광면의 정면 방향에 대하여 30도∼60도의 광각도 영역의 평균 연색 평가수의 평균값이, 상기 정면 방향의 평균 연색 평가수보다 높은 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 복수의 전극으로서 반사 전극과 투명 전극을 구비하고, 상기 유기 발광층은, 상기 제3 발광 재료를 포함하는 제3 발광층과, 상기 제2 발광 재료를 포함하는 제2 발광층을 구비하고, 상기 반사 전극으로부터 상기 제3 발광층까지의 사이의 굴절률을 n3, 상기 반사 전극으로부터 상기 제3 발광층까지의 사이의 치수를 d3, 상기 제3 발광 재료의 극대 발광 파장을 λ3, 상기 반사 전극으로부터 상기 제2 발광층까지의 사이의 굴절률을 n2, 상기 반사 전극으로부터 상기 제2 발광층까지의 사이의 치수를 d2, 상기 제2 발광 재료의 극대 발광 파장을 λ2로 한 경우에, 상기 제3 발광층과 상기 제2 발광층이 (n3×d3)/λ3≥(n2×d2)/λ2의 관계에 있고, 또한 (n2×d2)/λ2가 0.15∼0.3인 것이 바람직하다.
관계에 있고, 또한 (n2×d2)/λ2가 0.15∼0.3인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 제1∼제3 발광 재료 중 적어도 1개의 극대 발광 파장의 반값폭이 60 ㎚ 이상인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 평균 연색 평가수가 상기 정면 방향에 대하여 40도∼60도의 범위에서 극대값을 가지는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층은, 상기 제1 발광 재료를 포함하는 제1 발광층보다 상기 반사 전극측에 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명은, 발광면의 정면 방향에 대하여 30도∼60도의 광각도 영역의 평균 연색 평가수의 평균값이, 상기 정면 방향의 평균 연색 평가수보다 높으므로, 광각도 영역에 높은 연색성을 가진다.
도 1은 본 발명의 유기 전계 발광 소자의 일례를 나타낸 개략 단면도이다.
도 2는 평균 연색 평가수 Ra와 특수 연색 평가수 R9와의 상관 관계를 나타낸 그래프이다.
도 3은 실시예 1 및 2의 평균 연색 평가수의 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 실시예 1의 발광 스펙트럼의 측정 결과를 나타낸 설명도이다.
이하에서, 본 발명을 실시하기 위한 형태를 설명한다.
도 1에 본 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 소자의 구조의 일례를 나타낸다. 이 유기 전계 발광 소자는, 기판(10)의 표면에 투명 전극(1)을 형성하고, 그 위에 제1 홀 수송층(11), 청색 형광 발광층(2), 녹색 형광 발광층(3), 제1 전자 수송층(12), 중간층(9), 제2 홀 수송층(13), 적색 인광 발광층(4), 녹색 인광 발광층(5), 제2 전자 수송층(14), 반사 전극(6)을 전술한 순서로 구비하여 형성되어 있다. 또한 기판(10)의 투명 전극(1)과 반대측의 면에 광 인출층(15)이 형성되어 있다. 이와 같은 유기 전계 발광 소자는, 유기 발광층으로서 청색 형광 발광층(2)과 녹색 형광 발광층(3)과 적색 인광 발광층(4)과 녹색 인광 발광층(5)을 가지고 있다.
청색 형광 발광층(2)은 제1 발광 재료를 함유하는 제1 발광층으로서 형성되어 있다. 제1 발광 재료로서는, 430 ㎚∼480 ㎚의 사이에 극대 발광 파장을 가지는 청색 형광 발광 재료를 사용할 수 있다.
녹색 인광 발광층(5)은 제2 발광 재료를 함유하는 제2 발광층으로서 형성되어 있다. 제2 발광 재료로서는, 510 ㎚∼610 ㎚의 사이에 극대 발광 파장을 가지는 녹색 인광 발광 재료를 사용할 수 있다.
적색 인광 발광층(4)은 제3 발광 재료를 함유하는 제3 발광층으로서 형성되어 있다. 제3 발광 재료로서는, 580 ㎚∼630 ㎚의 사이에 극대 발광 파장을 가지는 적색 인광 발광 재료를 사용할 수 있다.
녹색 형광 발광층(3)은 제4 발광 재료를 함유하는 제4 발광층으로서 형성되어 있다. 제4 발광 재료로서는, 460∼540 ㎚의 사이에 극대 발광 파장을 가지는 녹색 형광 발광 재료를 사용할 수 있다.
그리고, 이하, 본 구조를 예로서 설명하지만, 이 구조는 어디까지나 일례이며, 본 발명의 취지에 반하지 않는 이상 본 구조로 한정되는 것은 아니다.
기판(10)은 광투과성을 가지는 것이 바람직하다. 기판(10)은 무색 투명할 수도 있고, 다소 착색되어 있을 수도 있다. 기판(10)은 불투명 유리라도 된다. 기판(10)의 재질로서는, 소다 라임 유리, 무알칼리 유리 등의 투명 유리; 폴리에스테르 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리아미드 수지, 에폭시 수지, 불소계 수지 등의 플라스틱 등을 예로 들 수 있다. 기판(10)의 형상은 필름형일 수도 있고 판형일 수도 있다.
투명 전극(1)은 양극으로서 기능한다. 유기 전계 발광 소자에서의 양극은, 유기 발광층 중에 홀을 주입하기 위한 전극이다. 투명 전극(1)을 형성하기 위한 재료로서는, 예를 들면, ITO(인듐-주석 산화물), SnO2, ZnO, IZO(인듐-아연 산화물) 등의 금속 산화물 등이 사용된다. 투명 전극(1)은, 이들 재료를 사용하여, 진공 증착법, 스퍼터링법, 도포 등의 적절한 방법에 의해 형성될 수 있다. 투명 전극(1)의 바람직한 두께는 투명 전극(1)을 구성하는 재료에 따라 상이하지만, 500 ㎚ 이하, 바람직하게는 10∼200 ㎚의 범위에서 설정된다.
제1 홀 수송층(11) 및 제2 홀 수송층(13)을 구성하는 재료(홀 수송성 재료)는, 홀 수송성을 가지는 화합물의 군으로부터 적절하게 선정되지만, 전자 공여성을 가지고, 또한 전자 공여에 의해 라디칼 카티온화했을 때도 안정하는 화합물인 것이 바람직하다. 홀 수송성 재료로서는, 예를 들면, 폴리아닐린, 4,4'-비스[N-(나프틸)-N-페닐-아미노]비페닐(α-NPD), N,N'-비스(3-메틸페닐)-(1,1'-비페닐)-4,4'-디아민(TPD), 2-TNATA, 4,4',4"-트리스(N-(3-메틸페닐)N-페닐아미노)트리페닐아민(MTDATA), 4,4'-N,N'-디카르바졸비페닐(CBP), 스피로-NPD, 스피로-TPD, 스피로-TAD, TNB 등을 대표예로 하는, 트릴아릴아민계 화합물, 카르바졸기를 포함하는 아민 화합물, 플루오렌 유도체를 포함하는 아민 화합물, 스타버스트 아민류(m-MTDATA), TDATA계 재료로서 1-TMATA, 2-TNATA, p-PMTDATA, TFATA 등이 있지만, 이들로 한정되지 않고, 일반적으로 알려진 임의의 홀 수송 재료가 사용된다. 제1 홀 수송층(11) 및 제2 홀 수송층(13)은 증착법 등의 적절한 방법으로 형성될 수 있다.
제1 전자 수송층(12) 및 제2 전자 수송층(14)을 형성하기 위한 재료(전자 수송성 재료)는, 전자를 수송하는 능력을 가지고, 반사 전극(6)으로부터의 전자의 주입을 받을 수 있고, 또한 발광층에 대하여 우수한 전자 주입 효과를 발휘하는 화합물인 것이 바람직하다. 또한 제1 전자 수송층(12) 및 제2 전자 수송층(14)을 형성하기 위한 재료(전자 수송성 재료)는, 제1 전자 수송층(12) 및 제2 전자 수송층(14)으로의 홀의 이동을 저해하고, 또한 박막 형성 능력이 우수한 화합물인 것이 바람직하다. 전자 수송성 재료로서, Alq3, 옥사디아졸 유도체, 스타버스트 옥사디아졸, 트리아졸 유도체, 페닐퀴녹살린 유도체, 실롤 유도체 등을 예로 들 수 있다. 전자 수송성 재료의 구체예로서, 플루오렌, 바소페난트롤린, 바소큐프로인, 안트라퀴노디메탄, 디페노퀴논, 옥사졸, 옥사디아졸, 트리아졸, 이미다졸, 안트라퀴노디메탄, 4,4'-N,N'-디카르바졸비페닐(CBP) 등이나 이들의 화합물, 금속 착체 화합물, 질소 함유 5원환 유도체 등을 예로 들 수 있다. 금속 착체 화합물로서는, 구체적으로는, 트리스(8-하이드록시퀴놀리네이트)알루미늄, 트리(2-메틸-8-하이드록시퀴놀리네이트)알루미늄, 트리스(8-하이드록시퀴놀리네이트)갈륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리네이트)베릴륨, 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리네이트)아연, 비스(2-메틸-8-퀴놀리네이트)(o-크레졸레이트)갈륨, 비스(2-메틸-8-퀴놀리네이트)(1-나프톨레이트)알루미늄, 비스(2-메틸-8-퀴놀리네이트)-4-페닐페놀레이트 등을 예로 들 수 있지만, 이들로 한정되지 않는다. 질소 함유 5원환 유도체로서는, 옥사졸, 티아졸, 옥사디아졸, 티아디아졸, 트리아졸 유도체 등이 바람직하고, 구체적으로는, 2,5-비스(1-페닐)-1,3,4-옥사졸, 2,5-비스(1-페닐)-1,3,4-티아졸, 2,5-비스(1-페닐)-1,3,4-옥사디아졸, 2-(4'-tert-부틸페닐)-5-(4"-비페닐)(1,3,4)-옥사디아졸, 2,5-비스(1-나프틸)-1,3,4-옥사디아졸, 1,4-비스[2-(5-페닐티아디아졸릴)]벤젠, 2,5-비스(1-나프틸)-1,3,4-트리아졸, 3-(4-비페닐일)-4-페닐-5-(4-tert-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸 등을 예로 들 수 있지만, 이들로 한정되지 않는다. 전자 수송성 재료로서, 폴리머 유기 전계 발광 소자에 사용되는 폴리머 재료도 예로 들 수 있다. 이 폴리머 재료로서, 폴리파라페닐렌 및 그의 유도체, 플루오렌 및 그의 유도체 등을 예로 들 수 있다. 제1 전자 수송층(12) 및 제2 전자 수송층(14)의 두께에 특별히 제한은 없지만, 예를 들면, 10∼300 ㎚의 범위에 형성된다. 제1 전자 수송층(12) 및 제2 전자 수송층(14)은 증착법 등의 적절한 방법으로 형성될 수 있다.
반사 전극(6)은 음극으로서 기능한다. 유기 전계 발광 소자에서의 음극은, 발광층 중에 전자를 주입하기 위한 전극이다. 반사 전극(6)은, 일함수가 작은 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 이들의 혼합물 등의 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 반사 전극(6)을 형성하기 위한 재료로서는, 예를 들면, Al, Ag, MgAg 등이 있다. Al/Al2O3 혼합물 등으로부터도 반사 전극(6)이 형성될 수 있다. 반사 전극(6)은, 이들 재료를 사용하여, 진공 증착법, 스퍼터링법 등의 적절한 방법에 의해 형성될 수 있다. 반사 전극(6)의 바람직한 두께는 반사 전극(6)을 구성하는 재료에 따라 상이하지만, 500 ㎚ 이하, 바람직하게는 20∼200 ㎚의 범위에서 설정된다.
광 인출층(15)은, 광확산성 향상을 위해 기판(10)의 투명 전극(1)과 반대측의 면에 광 산란성 필름이나 마이크로 렌즈 필름을 적층하여 형성할 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자에 있어서는, 이하에서 설명하는 바와 같이, 적절한 극대 발광 파장(발광 피크 파장)을 가지는 복수의 발광 재료를 조합함으로써, 고연색성화를 실현할 수 있다.
각 유기 발광층(청색 형광 발광층(2), 녹색 형광 발광층(3), 적색 인광 발광층(4), 녹색 인광 발광층(5))은, 발광 재료(도펀트(dopant))가 도핑된 유기 재료(호스트 재료)로 형성될 수 있다. 호스트 재료로서는, 전자 수송성 재료, 홀 수송성 재료, 전자 수송성과 홀 수송성을 겸비하는 재료 모두 사용될 수 있다. 호스트 재료로서 전자 수송성 재료와 홀 수송성 재료가 병용될 수도 있다.
청색 형광 발광층(2)에 함유되는 청색 형광 발광 재료로서는, TTF 현상을 이용한 고효율 발광이 가능한 것이면 특별히 한정되지 않고, 임의의 형광 발광 재료를 사용할 수 있다. 또한, 청색 형광 발광 재료는 430 ㎚∼480 ㎚의 사이에 극대 발광 파장을 가진다. 이와 같이 430 ㎚∼480 ㎚의 사이에 극대 발광 파장을 가지는 단파장 청색 형광 발광 재료를 사용함으로써, 평균 연색 평가수 Ra가 높고, 고성능인 백색 유기 전계 발광 소자의 실현이 가능하게 된다.
청색 형광 발광층(2)에 함유되는 청색 형광 발광 재료로서는, 1,4,7,10-테트라-tert-부틸페릴렌(TBP, 극대 발광 파장 455 ㎚), 4,4'-비스(9-에틸-3-카르바조비닐렌)-1,1'-비페닐(BCzVBi, 극대 발광 파장 470 ㎚) 등을 예시할 수 있다. 또한, 청색 형광 발광층(2)을 구성하는 호스트 재료로서는, 2-tert-부틸-9,10-디(2-나프틸)안트라센(TBADN), 9,10-디(2-나프틸)안트라센(ADN), 비스(9,9-디아릴플루오렌)(BDAF) 등을 예로 들 수 있다. 청색 형광 발광 재료의 농도는 청색 형광 발광층(2) 전체량에 대하여 1∼30 질량%의 범위인 것이 바람직하다.
녹색 인광 발광층(5)에 함유되는 녹색 인광 발광 재료로서는, 특별히 한정되지 않고, 임의의 인광 발광 재료를 사용할 수 있지만, 수명 특성의 관점에서 녹색 형광 발광 재료의 극대 발광 파장보다 장파장인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 극대 발광 파장이 510∼610 ㎚의 사이에 존재하는 녹색 인광 발광 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이 영역에 극대 발광 파장을 가지는 녹색 인광 발광 재료를 사용함으로써, 녹색 인광 발광 재료의 발광 스펙트럼이, 녹색 형광 발광 재료 및 적색 인광 발광 재료의 발광 스펙트럼 사이를 커버하는 것이 가능하게 되고, 보다 고연색성화가 가능하게 된다.
녹색 인광 발광층(5)에 함유되는 녹색 인광 발광 재료로서는, 비스(2-2'-벤조티에닐)-피리디나토-N,C3이리듐(아세틸아세토네이트)(Bt2Ir(acac), 극대 발광 파장 566 ㎚), 트리스(2-페닐피리딘)인듐(Ir(ppy)3, 극대 발광 파장 514 ㎚) 등을 예시할 수 있다. 또한, 녹색 인광 발광층(5)을 구성하는 호스트 재료로서는, 4,4'-N,N'-디카르바졸비페닐(CBP), 4,4''-디(N-카르바졸릴)-2',3',5',6'-테트라페닐-p-테르페닐(CzTT), 4,4', 4''-트리스(N-카르바졸릴)-트리페닐아민(TCTA), 1,3-비스(카르바졸-9-일)벤젠(mCP), 4,4'-N,N'-디카르바졸-2,2'-디메틸비페닐(CDBP) 등을 예로 들 수 있다. 녹색 인광 발광 재료의 농도는 녹색 인광 발광층(5) 전체량에 대하여 1∼40 질량%의 범위인 것이 바람직하다.
적색 인광 발광층(4)에 함유되는 적색 인광 발광 재료로서는, 특별히 한정되지 않으며, 임의의 인광 발광 재료를 사용할 수 있지만, 고연색성화의 관점에서 극대 발광 파장이 580∼630 ㎚인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 580∼630 ㎚의 사이에 극대 발광 파장을 가지는 장파장 적색 인광 발광 재료를 사용함으로써, 특수 연색 평가수 R9(적색)가 높고, 고성능인 백색 유기 전계 발광 소자의 실현이 가능하게 된다.
적색 인광 발광층(4)에 함유되는 적색 인광 발광 재료로서는, 트리스(1-페닐이소퀴놀린)이리듐(III)(Ir(piq)3, 극대 발광 파장 629 ㎚), 비스(1-페닐이소퀴놀린)이리듐아세틸아세토네이트(Pq2Ir(acac), 극대 발광 파장 605 ㎚) 등을 예시할 수 있다. 또한, 적색 인광 발광층(4)을 구성하는 호스트 재료로서는, CBP(4,4'-N,N'-디카르바졸비페닐), CzTT, TCTA, mCP, CDBP 등을 예로 들 수 있다. 적색 인광 발광 재료의 농도는 적색 인광 발광층(4) 전체량에 대하여 1∼40 질량%의 범위인 것이 바람직하다.
녹색 형광 발광층(3)에 함유되는 녹색 형광 발광 재료로서는, 특별히 한정되지 않고, 임의의 형광 발광 재료를 사용할 수 있지만, 수명 특성의 관점에서 녹색 인광 발광 재료의 극대 발광 파장보다 단파장인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 극대 발광 파장이 460∼540 ㎚의 사이에 존재하는 녹색 형광 발광 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이 영역에 극대 발광 파장을 가지는 녹색 형광 발광 재료를 사용함으로써, 녹색 형광 발광 재료의 발광 스펙트럼이, 청색 형광 발광 재료 및 녹색 인광 발광 재료의 발광 스펙트럼 사이를 커버하는 것이 가능하게 되고, 보다 고연색성화가 가능하게 된다.
녹색 형광 발광층(3)에 함유되는 녹색 형광 발광 재료로서는, 트리페닐아민(TPA, 극대 발광 파장 530 ㎚) 등을 예시할 수 있다. 또한, 녹색 형광 발광층(3)을 구성하는 호스트 재료로서는, 트리스(8-옥소퀴놀린)알루미늄(III)(Alq3), ADN, BDAF 등을 예로 들 수 있다. 녹색 형광 발광 재료의 농도는 녹색 형광 발광층(3) 전체량에 대하여 1∼20 질량%의 범위인 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이, 극대 발광 파장 영역이 상이한 2종류의 녹색 발광 재료(녹색 형광 발광 재료 및 녹색 인광 발광 재료)를 사용함으로써, 발광색의 조정이 효과적으로 실현 가능하며, 또한 고연색, 고효율화가 용이하다.
각 유기 발광층(청색 형광 발광층(2), 녹색 형광 발광층(3), 적색 인광 발광층(4), 녹색 인광 발광층(5))은, 진공 증착, 전사 등의 건식 프로세스나, 스핀 코팅, 스프레이 코팅, 다이(die) 코팅, 그라비아 인쇄 등의 습식 프로세스 등, 적절한 방법에 의해 형성될 수 있다.
도 1에 나타낸 유기 전계 발광 소자는, 제1 발광 유닛(7)과 제2 발광 유닛(8)이 중간층(9)을 통하여 적층되어 멀티 유닛 구조를 형성하고 있다.
제1 발광 유닛(7)은, 청색 형광 발광층(2) 및 녹색 형광 발광층(3)을 적층하여 포함하며, 청색 형광 발광층(2) 및 녹색 형광 발광층(3)은 모두 형광 발광 재료를 함유한다.
제1 발광 유닛(7)으로부터의 발광은, 2개의 삼중항 여기자(勵起子)의 충돌 융합에 의해 일중항 여기자가 생성되는 현상(TTF: triplet-triplet fusion)을 이용하도록 할 수 있다. TTF 현상을 이용한 제1 발광 유닛(7)은, 전술한 청색 형광 발광 재료 및 녹색 형광 발광 재료를 사용하여 형성할 수 있다. 이와 같이 TTF 현상을 이용함으로써, 제1 발광 유닛(7)의 고효율화가 가능해지고, 제2 발광 유닛(8)과 조합함으로써, 백색 소자로서의 고효율화가 가능하다. 또한, 상기한 바와 같이 제1 발광 유닛(7)을 상이한 발광색의 적층 구조로 함으로써, 높은 효율을 유지하면서, 발광색 온도의 조정이 가능하게 된다. 예를 들면, 제1 발광 유닛(7)이 청색 형광 발광층(2)만으로 이루어지는 단색 발광층의 경우, 청색 발광 강도가 지나치게 강해지기 때문에, 낮은 색 온도의 백색 소자를 실현하는 것이 불가능하게 될 우려가 있다. 상기한 바와 같이 청색 형광 발광층(2)과 녹색 형광 발광층(3)을 적층함으로써, 높은 색 온도의 백색을 실현할 때는, 청색 형광 발광층(2)의 막 두께를 두껍게 하여 청색 발광 강도비를 증가시킨다. 한편, 낮은 색 온도의 백색을 실현할 때는, 녹색 형광 발광층(3)의 막 두께를 두껍게 하여 녹색 발광 강도비를 증가시킨다. 이들에 의해, 효율을 저하시키지 않고, 발광색을 용이하게 조정할 수 있다. 또한, TTF 현상을 이용한 제1 발광 유닛(7)은, TTF 현상을 이용하는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 내부 양자 효율이 25% 이상에서 발광하는 제1 발광 유닛(7)이면, 고효율과 장수명의 양립이 가능하게 된다. TTF 현상을 유효하게 발현시켜 이용하기 위해서는, 제1 전자 수송층(12)을 형성하기 위한 전자 수송성 재료의 삼중항 에너지 준위가, 제1 발광 유닛(7)에 포함되는 재료의 삼중항 에너지 준위보다 높은 것이 바람직하다.
제2 발광 유닛(8)은, 녹색 인광 발광층(5) 및 적색 인광 발광층(4)을 적층하여 포함하는 것이며, 녹색 인광 발광층(5) 및 적색 인광 발광층(4)은 모두 인광 발광 재료를 함유한다.
중간층(9)은, 2개의 발광 유닛을 전기적으로 직렬로 접속하도록 기능한다. 중간층(9)은 투명성이 높고, 또한 열적·전기적으로 안정성이 높은 것이 바람직하다. 중간층(9)은, 예를 들면, 등전위면을 형성하는 층, 전하 발생층 등으로 형성 될 수 있다. 등전위면을 형성하는 층 또는 전하 발생층의 재료로서는, 예를 들면, Ag, Au, Al 등의 금속 박막; 산화 바나듐, 산화 몰리브덴, 산화 레늄, 산화 텅스텐 등의 금속 산화물; ITO, IZO, AZO, GZO, ATO, SnO2 등의 투명 도전막; 이른바 n형 반도체와 p형 반도체와의 적층체; 금속 박막 또는 투명 도전막과 n형 반도체 및 p형 반도체 중 한쪽 또는 양쪽과의 적층체; n형 반도체와 p형 반도체의 혼합물; n형 반도체와 p형 반도체 중 한쪽 또는 양쪽과 금속과의 혼합물 등이 있다. 상기 n형 반도체나 p형 반도체로서는, 특별히 제한되지 않고 필요에 따라 선정된 것이 사용된다. n형 반도체나 p형 반도체는, 무기 재료, 유기 재료 중 어느 것이라도 된다. n형 반도체나 p형 반도체는, 유기 재료와 금속과의 혼합물; 유기 재료와 금속 산화물과의 조합; 유기 재료와 유기계 억셉터/도너 재료나 무기계 억셉터/도너 재료와의 조합 등이라도 된다. 중간층(9)은, BCP:Li, ITO, NPD:MoO3, Liq:Al 등으로부터 도 형성될 수 있다. BCP는 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린을 나타낸다. 예를 들면, 중간층(9)은, BCP:Li로 이루어지는 제1층을 양극 측에, ITO로 이루어지는 제2층을 음극 측에 배치한 2층 구성으로 할 수 있다. 중간층(9)이 Alq3/Li2O/HAT-CN6, Alq3/Li2O, Alq3/Li2O/Alq3/HAT-CN6 등의 층 구조를 가지고 있는 것도 바람직하다.
제1 발광 유닛(7)의 고성능화에 필요한 재료와, 제2 발광 유닛(8)의 고성능화에 필요한 재료는 요구되는 이온화 포텐셜이나 전자 친화력, 삼중항 에너지 준위 등의 재료 물성값이 상이하다. 이 때문에, 제1 발광 유닛(7)과 제2 발광 유닛(8)을 중간층(9)에서 분리함으로써, 각각의 유닛마다 재료 선정이 가능하게 되어, 고효율, 장수명화에 유효하다. 또한, 비교적 단파장 영역에 발광 스펙트럼을 가지는 제1 발광 유닛(7)과 비교적 장파장 영역에 발광 스펙트럼을 가지는 제2 발광 유닛(8)을 중간층(9)에서 분리하여 배치 가능한 멀티 유닛 구조를 사용한다. 이에 따라, 광학 설계가 용이하게 되고, 고연색성화, 또한 고효율, 장수명, 고휘도, 색도의 시야각 의존성 저감 등이 가능하게 된다.
전술한 바와 같은 구조를 가지는 본 실시 형태의 유기 전계 발광 소자는, 발광면(F)의 정면 방향에 대하여 30도∼60도의 광각도 영역의 평균 연색 평가수의 평균값이, 상기 정면 방향의 평균 연색 평가수보다 높은 것을 특징으로 하고 있다. 여기서, 「발광면(F)」이란 유기 발광층에서 발해진 광이 유기 전계 발광 소자의 외부로 인출되는 부분의 표면(외면)을 의미한다. 구체적으로는, 광 인출층(15)의 외면(기판(10)과 반대측의 표면)을 발광면(F)으로 할 수 있다. 광 인출층(15)을 설치하지 않는 경우에는 기판(10)의 외면(투명 전극(1)과 반대측의 표면)을 발광면으로 할 수 있다. 광 인출층(15) 및 기판(10)을 설치하지 않는 경우에는 투명 전극(1)의 외면(유기 발광층과는 반대측의 표면)을 발광면으로 할 수 있다. 또한, 「발광면(F)의 정면 방향」이란, 발광면에 대하여 수직 방향(법선 방향)을 의미한다. 또한, 「평균 연색 평가수」는 JIS Z 8726에 규정되고, JIS Z 8724에 준하여 측정된다. 또한, 「정면 방향에 대하여 30도∼60도의 광각도 영역」이란, 발광면(F)의 정면 방향에 대하여 시계 방향(또는 반시계 방향)으로 30도 경사진 위치로부터 60도 경사진 위치까지의 사이의 영역을 의미한다. 또한, 「평균 연색 평가수의 평균값」이란, 상기한 광각도 영역에 있어서 복수의 각도(예를 들면, 30도, 40도, 50도, 60도)에서 평균 연색 평가수를 측정하고, 이들 측정값의 산술 평균을 의미한다.
그리고, 제1 발광 재료와 제2 발광 재료와 제3 발광 재료로서, 전술한 바와 같은 극대 발광 파장을 가지는 것을 각각 사용하고, 또한 발광면(F)의 정면 방향(O)에 대하여 30도∼60도의 광각도 영역(H)의 평균 연색 평가수 Ra의 평균값이, 상기 정면 방향(O)의 평균 연색 평가수 Ra보다 높은 것에 의해, 유기 전계 발광 소자는 정면 방향(O)보다 광각도 영역(H)에 높은 연색성을 가지게 된다. 즉, 상기한 파장 영역에 극대 발광 파장을 가지는 발광 재료를 사용하는 것이 유기 전계 발광 소자의 고연색화에 유효하다. 이와 같은 유기 전계 발광 소자에 있어서는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 평균 연색 평가수 Ra와 특수 연색 평가수 R9가 강한 상관 관계가 있다. R9는 적색의 연색 평가수이며, 광각 영역(H)에서 높은 Ra를 실현하기 위해서는 적색 발광 강도(제3 발광 재료로부터의 발광 강도)를 광각도 영역(H)으로 강하게 하는 것이 유효하다.
경사 조사에 의해, 고연색성이 필요한 이유는, 예를 들면, 하기와 같다. 유기 전계 발광 소자는 확산광원이며, 지향성이 비교적 약한 광원이 된다. 점포 조명에서는 상품의 입체감을 얻기 위해 경사 방향으로부터의 광을 조사하는 것이 중요하다. 바로 위에서의 광은, 조사되는 물건의 형태에 따라서는, 섬세한 입체감이 손상되고, 또한, 바로 옆으로부터의 광은 입체감을 강렬하게 표현하여, 조사되고 있는 물건의 정확한 형상을 파악할 수 없는 과제가 있다. 또한, 미술관 조명에서는, 광택이 있는 화면, 유리가 부착된 액자나 유리 케이스에 들어간 전시물에서는, 광원이 화면에 정반사하여 비치거나 유리면에 배경이 비치므로, 감상, 관찰의 방해가 되지 않도록, 광원이나 전시물의 위치를 검토할 필요가 있다. 즉, 정반사가 일어나지 않는 위치에 광원을 설치할 필요가 있고, 그 결과 경사 방향으로부터 광을 조사하는 것이 중요하게 된다.
상기한 바와 같이, 발광면(F)의 정면 방향(O)에 대하여 30도∼60도의 광각도 영역(H)의 평균 연색 평가수 Ra의 평균값을, 상기 정면 방향(O)의 평균 연색 평가수 Ra보다 높게 하기 위해서는, 적색 인광 발광층(4)인 제3 발광층과 녹색 인광 발광층(5)인 제2 발광층이, (n3×d3)/λ3≥(n2×d2)/λ2의 관계에 있고, 또한 제2 발광층이 (n2×d2)/λ2가 0.15∼0.3의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다. 이로써, 적색 발광 강도(제3 발광 재료의 발광 강도)를 녹색 발광 강도(제2 발광 재료의 발광 강도)에 대하여, 광각도 영역(H)에서 강하게 할 수 있다. 여기서, 반사 전극(6)으로부터 제3 발광층까지의 사이의 굴절률을 n3, 반사 전극(6)으로부터 제3 발광층까지의 사이의 치수를 d3, 제3 발광 재료의 극대 발광 파장을 λ3, 반사 전극(6)으로부터 제2 발광층까지의 사이의 굴절률을 n2, 반사 전극(6)으로부터 제2 발광층까지의 사이의 치수를 d2, 제2 발광 재료의 극대 발광 파장을 λ2로 한다. 또한, 「반사 전극(6)으로부터 제3 발광층까지의 사이」란, 반사 전극(6)의 제3 발광층 측의 표면(반사 전극(6)과 전자 수송층(14)의 계면)으로부터 제3 발광층의 발광 위치(P)까지의 사이를 의미한다. 제3 발광층의 발광 위치(P)는, 제3 발광층과 제2 발광층과의 계면인 경우가 많지만, 이것으로 한정되지 않고, 제3 발광층의 두께 방향의 임의의 위치(예를 들면, 두께 방향의 중앙부)에서 발광하는 경우도 있다. 또한, 「반사 전극(6)으로부터 제2 발광층까지의 사이」란, 반사 전극(6)의 제2 발광층 측의 표면(반사 전극(6)과 전자 수송층(14)의 계면)으로부터 제2 발광층의 발광 위치(Q)까지의 사이를 의미한다. 제2 발광층의 발광 위치(Q)는, 제2 발광층과 전자 수송층(14)과의 계면인 경우가 많지만, 이것으로 한정되지 않고, 제2 발광층의 두께 방향의 임의의 위치(예를 들면, 두께 방향의 중앙부)에서 발광하는 경우도 있다.
상기 n3의 값은, 전자 수송층(14)의 전자 수송성 재료나 제2 발광층 및 제3 발광층의 호스트 재료의 종류 등에 따라 조정 가능하다. 상기 d3의 값은, 전자 수송층(14)이나 제2 발광층 및 제3 발광층의 두께 등에 따라 조정 가능하다. 상기 λ3의 값은, 제3 발광 재료의 종류 등에 따라 조정 가능하다. 상기 n2의 값은, 전자 수송층(14)의 전자 수송성 재료나 제2 발광층의 호스트 재료의 종류 등에 따라 조정 가능하다. 상기 d2의 값은, 전자 수송층(14)이나 제2 발광층의 두께 등에 따라 조정 가능하다. 상기 λ2의 값은, 제2 발광 재료의 종류 등에 따라 조정 가능하다. 또한, 반사 전극(6)으로부터 제3 발광층까지의 사이 및 반사 전극(6)으로부터 제2 발광층까지의 사이에 복수의 층이 존재하는 경우에는, 상기 n3 및 n2는 각 층의 굴절률의 산술 평균이 된다.
또한, 상기한 유기 전계 발광 소자는, 발광면(F)의 정면 방향(O)에 대하여 시계 방향(또는 반시계 방향)으로 0도로부터 90도 경사진 위치까지의 사이에서 평균 연색 평가수 Ra를 측정한 경우에, 그 평균 연색 평가수 Ra가 정면 방향(O)에 대하여 40도∼60도의 범위에서 극대값을 가지는 것이 바람직하다. 이로써, 유기 전계 발광 소자를 경사 조사 조명 용도로서 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 상기한 유기 전계 발광 소자에 있어서, 제1∼제3 발광 재료 중 적어도 1개의 극대 발광 파장의 반값폭이 60 ㎚ 이상인 것이 바람직하다. 이와 같이 반값폭이 넓으면 브로드(broad)한 백색 스펙트럼을 얻을 수 있고, 고연색성화에 유효하다. 제1∼제3 발광 재료 중, 특히, 제2 발광 재료인 녹색 인광 발광 재료의 극대 발광 파장(발광 스펙트럼)의 반값폭이 60 ㎚ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 제2 발광 재료인 녹색 인광 발광 재료의 극대 발광 파장의 반값폭이 70 ㎚ 이상(상한은 120 ㎚ 정도)인 것이 더욱 바람직하다. 극대 발광 파장(발광 스펙트럼)의 반값폭이 60 ㎚ 이상으로 큰 녹색 인광 발광 재료를 사용함으로써, 단파장 청색 형광 발광 스펙트럼과 장파장 적색 인광 발광 스펙트럼의 사이의 넓은 파장 영역을 적절하게 커버하는 것이 가능하게 되며, 고연색성화에 유효하다. 이와 같이 녹색 인광 발광 스펙트럼의 반값폭이 60 ㎚ 이상일 때 평균 연색 평가수 Ra 및 특수 연색 평가수 R9(적색)에 대하여 모두 높은 연색성을 얻는 것이 가능하다. 연색성은 스펙트럼 형상에 의한 것이며, 상기한 것은 일례이지만, 녹색 인광 발광 스펙트럼의 반값폭이 연색성에 크게 영향을 주어, 녹색 인광 발광 스펙트럼의 반값폭의 증가가 고연색성화에 유효하다고 말할 수 있다. 또한, 제4 발광 재료인 녹색 형광 발광 재료의 극대 발광 파장(발광 스펙트럼)의 반값폭이 60 ㎚ 이상인 것도 바람직하다. 물론 녹색 형광 발광 재료 및 녹색 인광 발광 재료의 양쪽의 발광 스펙트럼의 반값폭이 60 ㎚ 이상이면, 보다 고연색성화에 유효하다. 그리고, 제1 발광 재료인 청색 형광 발광 재료의 극대 발광 파장의 반값폭이 60 ㎚ 이상이라도 된다. 제2 발광 재료인 적색 인광 발광 재료의 극대 발광 파장의 반값폭이 60 ㎚ 이상이라도 된다. 또한, 제1∼제3 발광 재료 중 2종 또는 3종의 극대 발광 파장의 반값폭이 60 ㎚ 이상이라도 된다.
상기한 유기 전계 발광 소자에 있어서, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 발광 유닛(7)이 투명 전극(1) 측에 배치되고, 제2 발광 유닛(8)이 반사 전극(6) 측에 배치되어 형성되어 있는 것이, 고효율화, 색도의 각도 의존성의 억제의 면에서 바람직하다. 반사 전극(6) 측의 발광 유닛은, 투명 전극(1) 측의 발광 유닛과 비교하여, 간섭의 영향에 의한 손실이 작고, 반사 전극(6) 측의 발광 유닛의 광 인출 효율은, 투명 전극(1) 측의 발광 유닛의 광 인출 효율과 비교하여 높아지는 경향이 있다. 그러므로, 내부 양자 효율이 높은 제2 발광 유닛(8)을 광 인출 효율이 비교적 높은 반사 전극(6) 측에 배치함으로써, 보다 고성능화, 고연색성화 및 고효율화가 가능하게 된다.
[실시예]
(실시예 1)
도 1에 나타낸 바와 같은 멀티 유닛 구조가 형성된 유기 전계 발광 소자를 제조하였다. 구체적으로는, 기판(10)(유리 기판) 상에 ITO를 두께 130 ㎚로 성막함으로써 투명 전극(1)을 형성하였다. 또한 투명 전극(1) 상에 제1 홀 수송층(11), 청색 형광 발광층(2)(청색 형광 발광 재료로서 BCzVBi를 함유함), 녹색 형광 발광층(3)(녹색 형광 발광 재료로서 TPA를 함유함), 제1 전자 수송층(12)(CBP)을 증착법에 의해 5 ㎚∼60 ㎚의 두께로 순차적으로 형성하였다. 다음으로, Alq3/Li2O/Alq3/HAT-CN6의 층 구조를 가지는 중간층(9)을 층 두께 15 ㎚로 적층하였다. 다음으로, 제2 홀 수송층(13), 적색 인광 발광층(4)(적색 인광 발광 재료로서 Ir(piq)3를 함유함), 녹색 인광 발광층(5)(녹색 인광 발광 재료로서 Bt2Ir(acac)를 함유함), 제2 전자 수송층(14)을 각 층이 최대 50 ㎚의 막 두께가 되도록 순차적으로 형성하였다. 이어서, Al막으로 이루어지는 반사 전극(6)을 순차적으로 형성하였다. 그리고, 기판(10)의 투명 전극(1)과 반대측의 면에 광 산란성 필름을 적층하여 광 인출층(15)을 형성하였다.
여기서, 반사 전극(6)으로부터 제3 발광층까지의 사이의 굴절률(n3)은 1.73, 반사 전극(6)으로부터 제3 발광층까지의 사이의 치수(d3)는 100 ㎚, 제3 발광 재료의 극대 발광 파장(λ3)은 610 ㎚, 반사 전극(6)으로부터 제2 발광층까지의 사이의 굴절률(n2)은 1.67, 반사 전극(6)으로부터 제2 발광층까지의 사이의 치수(d2)는 70 ㎚, 제2 발광 재료의 극대 발광 파장(λ2)은 570 ㎚였다. 따라서, 적색 인광 발광층(4)인 제3 발광층과, 녹색 인광 발광층(5)인 제2 발광층이, (n3×d3)/λ3≥(n2×d2)/λ2의 관계에 있고, 또한 제2 발광층이 (n2×d2)/λ2가 0.15∼0.3의 관계를 만족시킨다. 또한, 녹색 인광 발광 재료의 반값폭은 67 ㎚였다.
(실시예 2)
발광색의 조정을 목적으로 하고, 적색 인광 발광층(4)과 녹색 인광 발광층(5)의 막 두께와 도핑 농도, 제2 전자 수송층(14)의 막 두께를 변경한 점 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 제작하였다.
여기서, 반사 전극(6)으로부터 제3 발광층까지의 사이의 굴절률(n3)은 1.70, 반사 전극(6)으로부터 제3 발광층까지의 사이의 치수(d3)는 80 ㎚, 제3 발광 재료의 극대 발광 파장(λ3)은 610 ㎚, 반사 전극(6)으로부터 제2 발광층까지의 사이의 굴절률(n2)은 1.66, 반사 전극(6)으로부터 제2 발광층까지의 사이의 치수(d2)는 60 ㎚, 제2 발광 재료의 극대 발광 파장(λ2)은 570 ㎚였다. 따라서, 적색 인광 발광층(4)인 제3 발광층과 녹색 인광 발광층(5)인 제2 발광층이, (n3×d3)/λ3≥(n2×d2)/λ2의 관계에 있고, 또한 제2 발광층이 (n2×d2)/λ2가 0.15∼0.3의 관계를 만족시킨다. 또한, 녹색 인광 발광 재료의 반값폭은 67 ㎚였다.
이와 같은 실시예 1, 2의 유기 전계 발광 소자에 대하여, 0도(정면 방향)로부터 정면 방향에 대하여 60도 경사진 위치까지의 사이에서 10도씩 각도를 변경하면서, 평균 연색 평가수 Ra를 측정하였다. 결과를 도 3의 그래프에 나타내었다. 이 그래프로부터 밝혀진 바와 같이, 실시예 1에서는, 발광면(F)의 정면 방향에 대하여 30도∼60도의 광각도 영역의 평균 연색 평가수 Ra의 평균값(약 93.7)이, 상기 정면 방향의 평균 연색 평가수 Ra(약 92.5)보다 높게 되었다. 또한, 평균 연색 평가수 Ra가 정면 방향에 대하여 약 40도에서 극대값을 가졌다. 실시예 2에서는, 발광면(F)의 정면 방향에 대하여 30도∼60도의 광각도 영역의 평균 연색 평가수 Ra의 평균값(약 90.1)이, 상기 정면 방향의 평균 연색 평가수 Ra(약 88.7)보다 높게 되었다. 또한, 평균 연색 평가수 Ra가 정면 방향에 대하여 약 50도에서 극대값을 가졌다.
도 4에, 실시예 1에 대하여, 발광면(F)의 정면 방향에 대하여 0도의 발광 스펙트럼과 발광면(F)의 정면 방향에 대하여 60도의 발광 스펙트럼을 나타낸다. 이 발광 스펙트럼으로부터 밝혀진 바와 같이, 0도보다 60도 쪽이 적색 발광 강도가 강하다(파장 610 ㎚ 부근). 따라서, 광각도 영역(H)에서는 특수 연색 평가수 R9가 높아지고, 그 결과, 평균 연색 평가수 Ra도 높아지고, 광각도 영역(H)에서 고연색성을 가졌다.
(비교예 1)
인광 발광층을 녹색 발광층, 적색 발광층의 순으로 적층(실시예 1과는 반대로 적층)한 점 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 제작하였다.
여기서, 반사 전극(6)으로부터 제3 발광층까지의 사이의 굴절률(n3)은 1.71, 반사 전극(6)으로부터 제3 발광층까지의 사이의 치수(d3)는 80 ㎚, 제3 발광 재료의 극대 발광 파장(λ3)은 610 ㎚, 반사 전극(6)으로부터 제2 발광층까지의 사이의 굴절률(n2)은 1.78, 반사 전극(6)으로부터 제2 발광층까지의 사이의 치수(d2)는 100 ㎚, 제2 발광 재료의 극대 발광 파장(λ2)은 570 ㎚였다. 따라서, 적색 인광 발광층(4)인 제3 발광층과 녹색 인광 발광층(5)인 제2 발광층이, (n3×d3)/λ3< (n2×d2)/λ2의 관계에 있다.
이와 같은 비교예 1의 유기 전계 발광 소자에 대하여, 0도(정면 방향)로부터 정면 방향에 대하여 60도 경사진 위치까지의 사이에서 10도씩 각도를 변경하면서, 평균 연색 평가수 Ra를 측정하였다. 발광면(F)의 정면 방향의 평균 연색 평가수 Ra(약 91)가, 상기 정면 방향에 대하여 30도∼60도의 광각도 영역의 평균 연색 평가수 Ra의 평균값(약 87)보다 높게 되었다.
1: 전극(투명 전극)
2: 유기 발광층(제1 발광층)
4: 유기 발광층(제3 발광층)
5: 유기 발광층(제2 발광층)
6: 전극(반사 전극)
F: 발광면
H: 광각도 영역
n3: 반사 전극으로부터 제3 발광층까지의 사이의 굴절률
d3: 반사 전극으로부터 제3 발광층까지의 사이의 치수
n2: 반사 전극으로부터 제2 발광층까지의 사이의 굴절률
d2: 반사 전극으로부터 제2 발광층까지의 사이의 치수

Claims (5)

  1. 복수의 전극 간에 유기 발광층을 가지고 형성되고, 상기 유기 발광층은 적어도 3색의 발광 재료를 함유하고, 제1 발광 재료는 430 ㎚∼480 ㎚의 사이에 극대 발광 파장을 가지고, 제2 발광 재료는 510 ㎚∼610 ㎚의 사이에 극대 발광 파장을 가지고, 제3 발광 재료는 580 ㎚∼630 ㎚의 사이에 극대 발광 파장을 가지고, 발광면의 정면 방향에 대하여 30도∼60도의 광각도 영역의 평균 연색 평가수(color rendering index)의 평균값이, 상기 정면 방향의 평균 연색 평가수보다 높은, 유기 전계 발광 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전극으로서 반사 전극과 투명 전극을 구비하고, 상기 유기 발광층은, 상기 제3 발광 재료를 포함하는 제3 발광층과, 상기 제2 발광 재료를 포함하는 제2 발광층을 구비하고, 상기 반사 전극으로부터 상기 제3 발광층까지의 사이의 굴절률을 n3, 상기 반사 전극으로부터 상기 제3 발광층까지의 사이의 치수를 d3, 상기 제3 발광 재료의 극대 발광 파장을 λ3, 상기 반사 전극으로부터 상기 제2 발광층까지의 사이의 굴절률을 n2, 상기 반사 전극으로부터 상기 제2 발광층까지의 사이의 치수를 d2, 상기 제2 발광 재료의 극대 발광 파장을 λ2로 한 경우에, 상기 제3 발광층과 상기 제2 발광층이 (n3×d3)/λ3≥(n2×d2)/λ2의 관계에 있고, 또한 (n2×d2)/λ2가 0.15∼0.3인, 유기 전계 발광 소자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 발광 재료 중 적어도 1개의 극대 발광 파장의 반값폭이 60 ㎚ 이상인, 유기 전계 발광 소자.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 평균 연색 평가수가 상기 정면 방향에 대하여 40도∼60도의 범위에서 극대값을 가지는, 유기 전계 발광 소자.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층은, 상기 제1 발광 재료를 포함하는 제1 발광층보다 상기 반사 전극측에 배치되는, 유기 전계 발광 소자.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105165124B (zh) 2013-05-17 2017-03-08 松下知识产权经营株式会社 有机电致发光元件
JP2015018770A (ja) * 2013-07-12 2015-01-29 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子及び照明装置
JP5735162B1 (ja) * 2014-07-18 2015-06-17 Ｌｕｍｉｏｔｅｃ株式会社 有機エレクトロルミネッセント素子及び照明装置
US20160293876A1 (en) * 2014-07-30 2016-10-06 Industrial Technology Research Institute Organic light emitting device
JP6151874B1 (ja) * 2017-02-10 2017-06-21 Ｌｕｍｉｏｔｅｃ株式会社 有機エレクトロルミネッセント装置および照明装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1242135A (zh) * 1996-12-23 2000-01-19 普林斯顿大学理事会 具有反光结构的发光装置
EP1672707B1 (en) 2001-04-20 2019-07-31 Nichia Corporation Light emitting device
TWI257828B (en) * 2001-05-31 2006-07-01 Seiko Epson Corp EL device, EL display, EL illumination apparatus, liquid crystal apparatus using the EL illumination apparatus and electronic apparatus
JP4350996B2 (ja) * 2002-11-26 2009-10-28 日東電工株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、面光源および表示装置
JP4184189B2 (ja) * 2003-08-13 2008-11-19 株式会社 日立ディスプレイズ 発光型表示装置
JP4432414B2 (ja) 2003-09-05 2010-03-17 日亜化学工業株式会社 光源装置及び車両用前照灯
JP4806889B2 (ja) 2003-09-05 2011-11-02 日亜化学工業株式会社 光源装置及び照明装置
JP4454354B2 (ja) * 2004-03-25 2010-04-21 三洋電機株式会社 発光表示装置
JP5061423B2 (ja) 2005-04-05 2012-10-31 コニカミノルタホールディングス株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2007141789A (ja) * 2005-11-22 2007-06-07 Sanyo Electric Co Ltd 発光素子および表示装置
JP5102666B2 (ja) 2008-03-18 2012-12-19 パナソニック株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子及び照明装置
JP2010140889A (ja) * 2008-08-12 2010-06-24 Sumitomo Chemical Co Ltd 照明装置
JP5162554B2 (ja) * 2009-09-25 2013-03-13 パナソニック株式会社 有機電界発光素子
JP6021292B2 (ja) * 2009-10-02 2016-11-09 恵和株式会社 エッジライト型バックライトユニット
WO2012128079A1 (ja) * 2011-03-24 2012-09-27 パナソニック株式会社 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
WO2012128081A1 (ja) 2011-03-24 2012-09-27 パナソニック株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP5899470B2 (ja) 2011-12-16 2016-04-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 照明装置

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