TWI559587B - 有機電致發光元件、照明器具、及食品保管裝置 - Google Patents

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Description

有機電致發光元件、照明器具、及食品保管裝置
本發明係關於一種有機電致發光元件、具備該有機電致發光元件之照明器具、及具備該照明器具之食品保管裝置。
有機電致發光元件(有機發光二極體),由於其可以低電壓達成高亮度的面發光等理由,故作為可活用於平板顯示器、液晶顯示裝置用背光、照明用光源等次世代光源而受到矚目。
以往之有機電致發光元件之一例,例如專利文獻1所揭示。該有機電致發光元件中,發光層係由電洞輸送性發光層與電子輸送性發光層所構成,該電洞輸送性發光層係以添加有第1螢光材料之電洞輸送性材料作為母材,該電子輸送性發光層係以添加有第2螢光材料之電子輸送性材料作為母材;電洞輸送性發光層與電子輸送性發光層同時發光,源自該等兩發光層之發光色會進行混色而被加以辨識,而為了使由電洞輸送性發光層所發射出之光的發光色的發光光譜與由電子輸送性發光層所發射出之光的發光色的發光光譜大致上相同,電洞輸送性發光層及電子輸送性發光層的第1螢光材料、第2螢光材料均由2種類以上的螢光材料所構成,該2種類以上的螢光材料於固體狀態的螢光峰值波長並不相同。該專利文獻1所記載之有機電致發光元件,係考量到外施電流量的變化或防止因發光時間的經過所伴隨之發光色的色度變化之觀點而構成。
[先前技術文獻]
專利文獻1:日本專利第3589960號公報
然而,本案發明人注意到當有機電致發光元件應用於照明用途時,照明器具所使用之溫度環境與受照明之對象間的關係這些以往並未被充分研究之事項,因而展開了新的研究。
例如,為了將食品或經調理之料理等在店面加以展示或保存,係使用可將食品等保存於接近60℃之高溫或接近5℃之低溫的展示箱等食品保管裝置,以達成抑制細菌的繁殖而防止食物中毒之目的。該食品保管裝置中的照明係使用特定的特殊演色評價數高的光源,使得商品之食品等的外貌看起來比較好。另一方面,為了室內照明,較佳為平均演色評價數高的光源。
以往,這樣的光源主要是使用螢光燈。然而,因為螢光燈的發光光譜的範圍窄,難以獲得各式各樣的演色性,故在食品保管裝置中的照明用途與室內照明用途方面分別開發射出了演色性能不同之螢光燈。因此,會有難以使光源低成本化的問題。此外,由於螢光燈的平均演色評價數之值為80左右較低,故在食品保管裝置中的照明用途或室內照明用途上並無法充分提升照明對象的外貌。
對此,若能獲得兼具可提升於各種溫度下之食品的外貌的演色性、與室溫下之高平均演色評價數之有機電致發光元件,則配合照明目的之有機電致發光元件就不需要變 更設計。如此一來,就能夠以低成本來獲得汎用性高的有機電致發光元件。然而由上述觀點所設計之有機電致發光元件,目前為止仍不存在。
本發明是有鑑於上述事由而成者,目的在於提供一種同時適於食品照明與室內照明之有機電致發光元件及照明器具、以及一種食品保管裝置,其具備上述照明器具,可在保管食品的同時使該食品的外貌看起來比較好。
本發明之有機電致發光元件,其具有以下特性:發光光譜於紅色域、綠色域、及藍色域具有峰值;在元件溫度於5℃至60℃之範圍中上述發光光譜所具有之紅色域峰值強度中最大值對最小值的比、元件溫度於5℃至60℃之範圍中上述發光光譜所具有之綠色域峰值強度中最大值對最小值的比、以及元件溫度於5℃至60℃之範圍中上述發光光譜所具有之藍色域峰值強度中最大值對最小值的比當中,以綠色域峰值強度中最大值對最小值的比為最大,且綠色域峰值強度會隨著元件溫度的上升而降低。
本發明之有機電致發光元件較佳為具備複數層發射綠色域的光之發光層,上述複數層發光層當中之至少一層含有磷光發光性摻雜劑。
本發明之有機電致發光元件較佳為具備發射紅色域的光之紅色域發光層與發射綠色域的光之綠色域發光層;該綠色域發光層係積層於該紅色域發光層上,並含有磷光發光性摻雜劑;上述紅色域發光層的厚度係較上述綠色域發光層的厚度小。
本發明之有機電致發光元件中,上述紅色域發光層的厚度相對於上述綠色域發光層的厚度之比率較佳為位於2~15%之範圍。
本發明之有機電致發光元件較佳為具備第一發光單位、第二發光單位、及在上述第一發光單位與上述第二發光單位之間所夾設之中間層之多單位元件。
本發明之照明器具係具備上述有機電致發光元件。
本發明之食品保管裝置係具備用以保管食品而構成之保管器具、與為了照明上述保管器具內部而構成之上述照明器具。
藉由本發明可獲得一種有機電致發光元件及照明器具,其同時適合於食品照明與室溫下之室內照明。
此外,藉由本發明可獲得一種食品保管裝置,其具備上述照明器具,可一邊保管食品一邊使該食品的外貌看起來比較好。
本實施形態中有機電致發光元件(有機發光二極體)之構造的一例係概略地示於圖1。該有機電致發光元件1為多單位元件,其於具備第一發光單位11、第二發光單位12、以及夾設於第一發光單位11與第二發光單位12之間的中間層13。
該有機電致發光元件1係具有依序積層基板14、第一電極15、第一發光單位11、中間層13、第二發光單位12、及第二電極16之構造。
基板14較佳為具有透光性。基板14可為無色透明,亦可有少許著色。基板14亦可為磨砂玻璃狀。
基板14的材質可列舉鈉鈣玻璃、無鹼玻璃等透明玻璃;聚酯樹脂、聚烯烴樹脂、聚醯胺樹脂、環氧樹脂、氟系樹脂等塑膠等。基板14的形狀可為膜狀亦可為板狀。
基板14具有光擴散效果亦佳。上述基板14的構造可列舉具備母相與分散於該母相中而與母相之折射率不同之粒子、粉體、氣泡等之構造;為了提升光擴散性而於表面施有形狀加工之構造;為了提升光擴散性而於基板表面積層有光散射性膜或微透鏡膜之構造等。
當有機電致發光元件1所發射出之光不需穿透基板14時,基板14亦可不具有透光性。此時,只要不損及元件的發光特性、壽命特性等,基板14的材質則無特別限制。然而,從抑制元件的溫度上升之觀點而言,基板14以鋁製之金屬箔等導熱性高的材質所形成較佳。
第一電極15係發揮陽極的功能。有機電致發光元件1之陽極係用以將電洞注入於發光層2中的電極。第一電極15較佳為由功函數大的金屬、合金、導電性化合物、該等混合物等材料所形成。特別是第一電極15係由功函數為4eV以上的材料形成較佳。亦即第一電極15的功函數係以4eV以上較佳。用以形成上述第一電極15的材料可使用例如ITO(銦-錫氧化物)、SnO2、ZnO、IZO(銦-鋅氧化物)等金屬氧化物等。第一電極15可藉由使用該等材料並以真空蒸鍍法、濺鍍法、塗布等適當的方法而形成。當有機電致發光元件1所發射出之光穿透第一電極15時,第一電極15 的透光率較佳為70%以上,更佳為90%以上。此外,第一電極15的片電阻較佳為數百Ω/□以下,特佳為100Ω/□以下。第一電極15的厚度可適當設定使第一電極15的透光率、片電阻等特性成為所需程度。第一電極15的較佳厚度雖隨構成第一電極15的材料而異,但可將第一電極15的厚度設定為500nm以下,較佳為10~200nm之範圍。
為了以低電壓將電洞從第一電極15注入至發光層2,較佳為於第一電極15上積層有電洞注入層。用以形成電洞注入層之材料,可列舉例如PEDOT/PSS、聚苯胺等導電性高分子;經過任意之受體等摻雜之導電性高分子;碳奈米管、CuPc(銅酞青)、MTDATA[4,4',4”-Tris(3-methyl-phenylphenylamino)tri-phenylamine]、TiOPC(氧鈦酞青)、非晶碳等之兼具導電性與透光性之材料。當電洞注入層由導電性高分子形成時,例如係將導電性高分子加工成油墨狀,再以塗布法、印刷法等手法成膜而形成電洞注入層。當電洞注入層由低分子有機材料或無機物形成時,例如係以真空蒸鍍法等形成電洞注入層。
第二電極16係發揮陰極的功能。有機電致發光元件1之陰極係用以將電子注入發光層2中的電極。第二電極16較佳為由功函數小的金屬、合金、導電性化合物、該等混合物等材料所形成。特別是第二電極16係由功函數為5eV以下的材料形成較佳。亦即第二電極16的功函數係以5eV以下較佳。用以形成上述第二電極16的材料可列舉例如Al、Ag、MgAg等。亦可由Al/Al2O3混合物等來形成第二電極16。當有機電致發光元件1所發射出之光穿透第二電 極16時,較佳為第二電極16由複數層所構成,且該層之一部分係由以ITO、IZO等為代表之透明導電性材料所形成。第二電極16可藉由使用該等材料並以真空蒸鍍法、濺鍍法等適當的方法而形成。當有機電致發光元件1所發射出之光穿透第一電極15時,第二電極16的透光率較佳為10%以下。然而,當有機電致發光元件1所發射出之光穿透第二電極16時,第二電極16的透光率較佳為70%以上。第二電極16的厚度可適當設定使第二電極16的透光率、片電阻等特性成為所需程度。第二電極16的較佳厚度雖隨構成第二電極16的材料而異,但可將第二電極16的厚度設為500nm以下,較佳為20~200nm之範圍。
為了以低電壓將電子從第二電極16注入至發光層2,較佳為於第二電極16上積層有電子注入層。用以形成電子注入層之材料可列舉鹼金屬、鹼金屬鹵化物、鹼金屬氧化物、鹼金屬碳酸化物、鹼土族金屬、含有該等金屬之合金等。該等之材料的具體例可列舉鈉、鈉-鉀合金、鋰、氟化鋰、Li2O、Li2CO3、鎂、MgO、鎂-銦混合物、鋁-鋰合金、Al/LiF混合物等。電子注入層亦可由摻雜有鋰、鈉、銫、鈣等鹼金屬、鹼土族金屬等有機物層等而形成。
第一發光單位11係具備發光層2。第一發光單位11亦可視需要進而具備電洞輸送層3、電子輸送層4等。第二發光單位12亦具備發光層2。第二發光單位12亦可視需要進而具備電洞輸送層3、電子輸送層4等。各發光單位係具有例如電洞輸送層3/一層以上的發光層2/電子輸送層4這樣的積層構造。
本態樣中,第一發光單位11係具備藍色域發光層21與顯示螢光發光之綠色域發光層22(第一綠色域發光層22)來作為發光層2。藍色域發光層21係發射出藍色光的發光層2,第一綠色域發光層22係發射出綠色光的發光層2。另一方面,第二發光單位12係具備紅色域發光層23與顯示磷光發光之綠色域發光層24(第二綠色域發光層24)來作為發光層2。紅色域發光層23係發射出紅色光的發光層2,第二綠色域發光層24係發射出綠色光的發光層2。
各發光層2可由摻雜有發光性有機物質(摻雜劑)之有機材料(主體材料)所形成。
主體材料可使用電子輸送性材料、電洞輸送性材料、兼具電子輸送性與電洞輸送性之材料之任一者。主體材料亦可併用電子輸送性材料與電洞輸送性材料。發光層2內之主體材料亦可形成濃度梯度。例如亦可以使發光層2內越接近第一電極15電洞輸送性材料的濃度越高,越接近第二電極16電子輸送性材料的濃度越高的方式形成發光層2。主體材料使用之電子輸送性材料及電洞輸送性材料並無特別限制。例如電洞輸送性材料可從能構成後述電洞輸送層3之材料加以適當選擇。此外,電子輸送性材料可從能構成後述電子輸送層4之材料加以適當選擇。
構成第一綠色域發光層22之主體材料可列舉Alq3(三(8-側氧喹啉)鋁(III))、ADN、BDAF等。第一綠色域發光層22中之螢光發光性摻雜劑可列舉C545T(香豆素C545T;10-2-(苯并噻唑基)-2,3,6,7-四氫-1,1,7,7-四甲基-1H,5H,11H-(1)苯并吡喃并哌喃(pyropyrano)(6,7,-8-ij)喹嗪 -11-酮))、DMQA、香豆素6、紅螢烯等。第一綠色域發光層22中之摻雜劑的濃度較佳為位於1~20質量%之範圍。
構成第二綠色域發光層24之主體材料可列舉CBP、CzTT、TCTA、mCP、CDBP等。第二綠色域發光層24中之磷光發光性摻雜劑可列舉Ir(ppy)3(fac-三(2-苯基吡啶)銥)、Ir(ppy)2(acac)、Ir(mppy)3等。第二綠色域發光層24中之摻雜劑的濃度較佳為位於1~40質量%之範圍。
構成紅色域發光層23之主體材料可列舉CBP(4,4’-N,N’-二咔唑聯苯)、CZTT、TCTA、mCP、CDBP等。紅色域發光層23中之摻雜劑可列舉Btp2Ir(acac)(雙-(3-(2-(2-吡啶基)苯并噻吩)單-乙醯丙酮)銥(III)))、Bt2Ir(acac)、PtOEP等。紅色域發光層23中之摻雜劑的濃度較佳為位於1~40質量%之範圍。
構成藍色域發光層21之主體材料可列舉TBADN(2-t-丁基-9,10-二(2-萘基)蔥)、ADN、BDAF等。藍色域發光層21中之摻雜劑可列舉TBP(1-三級丁基-苝)、BCzVBi、苝等。電荷移動補助摻雜劑亦可使用NPD(4,4’-雙〔N-(萘基)-N-苯基-胺基〕聯苯)、TPD(N,N’-雙(3-甲苯基)-(1,1’-聯苯)-4,4’-二胺)、螺-TAD等。藍色域發光層21中之摻雜劑的濃度較佳為位於1~30質量%之範圍。
各發光層2可藉由真空蒸鍍、轉印等乾式製程、或旋塗法、噴塗法、模具塗布法、凹版印刷等濕式製程等適當的手法來形成。
構成電洞輸送層3之材料(電洞輸送性材料)可從具有電洞輸送性之化合物之群中加以適當選定。電洞輸送性材 料較佳為具有電子提供性,且因電子提供而自由基陽離子化時亦穩定之化合物。電洞輸送性材料可列舉例如聚苯胺、4,4’-雙〔N-(萘基)-N-苯基-胺基〕聯苯(α-NPD)、N,N’-雙(3-甲苯基)-(1,1’-聯苯)-4,4’-二胺(TPD)、2-TNATA、4,4’,4”-三(N-(3-甲苯基)N-苯胺基)三苯胺(MTDATA)、4,4’-N,N’-二咔唑聯苯(CBP)、螺-NPD、螺-TPD、螺-TAD、TNB等作為代表例之三芳胺系化合物;含有咔唑基之胺化合物;含有茀衍生物之胺化合物;作為星狀體胺類(m-MTDATA)、TDATA系材料之1-TMATA、2-TNATA、p-PMTDATA、TFATA等,但並無限定於該等,可使用一般已知之任意的電洞輸送材料。電洞輸送層3可以蒸鍍法等適當的方法來形成。
用以形成電子輸送層4的材料(電子輸送性材料),較佳為具有輸送電子的能力、可接受來自第二電極16之電子的注入並對發光層2發揮優異之電子注入效果、進而阻礙往電子輸送層4之電洞的移動、且薄膜形成能力優異之化合物。電子輸送性材料可列舉Alq3、噁二唑衍生物、星狀體噁二唑、三唑衍生物、苯基喹噁啉衍生物、矽茂(silole)衍生物等。電子輸送性材料之具體例可列舉茀、紅菲咯啉(bathophenanthroline)、浴銅靈(bathocuproine)、蒽醌二甲烷、二酚醌、噁唑、噁二唑、三唑、咪唑、蒽醌二甲烷、4,4’-N,N’-二咔唑聯苯(CBP)等或該等之化合物、金屬錯體化合物、含氮五員環衍生物等。金屬錯體化合物具體而言可列舉三(8-羥基喹啉)鋁、三(2-甲基-8-羥基喹啉)鋁、三(8-羥基喹啉)鎵、雙(10-羥基苯并[h]喹啉)鈹、雙(10-羥基苯并[h] 喹啉)鋅、雙(2-甲基-8-喹啉)(鄰甲酚)鎵、雙(2-甲基-8-喹啉)(1-萘酚)鋁、雙(2-甲基-8-喹啉)-4-苯基酚鹽等,但並無限定於該等。含氮五員環衍生物係以噁唑、噻唑、噁二唑、噻二唑、三唑衍生物等較佳,具體而言可列舉2,5-雙(1-苯基)-1,3,4-噁唑、2,5-雙(1-苯基)-1,3,4-噻唑、2,5-雙(1-苯基)-1,3,4-噁二唑、2-(4’-三級丁苯基)-5-(4”-聯苯)1,3,4-噁二唑、2,5-雙(1-萘基)-1,3,4-噁二唑、1,4-雙[2-(5-苯噻二唑基)]苯、2,5-雙(1-萘基)-1,3,4-三唑、3-(4-聯苯基)-4-苯基-5-(4-t-丁苯基)-1,2,4-三唑等,但並無限定於該等。電子輸送性材料亦可舉出有機電致發光元件1所使用之聚合物材料。該聚合物材料可列舉聚對亞苯及其衍生物、茀及其衍生物等。電子輸送層4的厚度並無特別限制,例如形成於10~300nm之範圍。電子輸送層4可以蒸鍍法等適當的方法來形成。
中間層13係發揮將二個發光單位加以電性串聯之功能。中間層13較佳為透明性高,且對熱、電的穩定性高。中間層13可由例如形成等電位面之層、電荷產生層等所形成。形成等電位面之層或電荷產生層的材料,可列舉例如Ag、Au、Al等金屬薄膜;氧化釩、氧化鉬、氧化錸、氧化鎢等金屬氧化物;ITO、IZO、AZO、GZO、ATO、SnO2等透明導電膜;所謂n型半導體與p型半導體所形成之積層體;金屬薄膜或透明導電膜與n型半導體及p型半導體當中之一者或兩者所形成之積層體;n型半導體與p型半導體之混合物;n型半導體與p型半導體當中之一者或兩者與金屬所形成之混合物等。n型半導體及p型半導體所使用者 可視需要家以選定,並無特別限制。n型半導體及p型半導體可為無機材料、有機材料當中之任一者。n型半導體及p型半導體亦可為有機材料與金屬所形成之混合物;有機材料與金屬氧化物所形成之組合;有機材料與有機系受體/供體材料或無機系受體/供體材料所形成之組合等。中間層13亦可由BCP:Li、ITO、NPD:MoO3、Liq:Al等形成。BCP表示為2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-啡咯啉。例如,中間層13可設為由BCP:Li所構成之第1層配置於陽極側,由ITO所構成之第2層配置於陰極側之二層構成。中間層13具備Alq3/Li2O/HAT-CN6、Alq3/Li2O、Alq3/Li2O/Alq3/HAT-CN6等層構造亦佳。
〔第一態樣〕
本態樣之有機電致發光元件1中,其發光光譜於紅色域、綠色域、及藍色域具有峰值,該發光光譜中,元件溫度為5℃至60℃之範圍中相對於紅色域峰值強度的最小值之其最大值的比、元件溫度為5℃至60℃之範圍中相對於綠色域峰值強度的最小值之其最大值的比、以及元件溫度為5℃至60℃之範圍中相對於藍色域峰值強度的最小值之其最大值的比當中,以相對於綠色域峰值強度的最小值之其最大值的比為最大。此外,隨著元件溫度的上升綠色域的峰值強度會降低。
因此,本態樣中若元件溫度變化,則發光光譜中紅色域、綠色域、及藍色域當中之綠色域峰值強度會變化最大。是以發光色最容易受發光光譜中綠色域的成分影響。因此,隨著元件溫度的上升綠色域峰值強度會降低,故越高 溫則發光色越會帶有紅色,使演色評價數R8(偏紅的紫)、特殊演色評價數R9(紅)、特殊演色評價數R14(樹葉)、及特殊演色評價數R15(日本人的膚色)有增加的趨勢。因此,高溫下受到有機電致發光元件1所發射出之光照射之食品類(包含經調理之料理)的外貌看起來會變好。
此外,若元件溫度降低,則導致綠色域峰值強度會增大,紅色域峰值強度會減少,藍色域峰值強度則幾乎維持一定。因此,越低溫則發光色越會帶有藍色,使特殊演色評價數R10(黃)、特殊演色評價數R11(綠)、特殊演色評價數R12(藍)、及特殊演色評價數R13(西洋人的膚色)有增加的趨勢。因此,低溫下受到有機電致發光元件1所發射出之光照射之食品類的外貌看起來會變好。
本態樣之有機電致發光元件1,在5℃以上60℃以下之範圍中,使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度較佳為位於15℃以上35℃以下之範圍。室溫一般而言在20℃(稱為標準室溫)左右較舒適,但一日之內會有所變動,亦會隨著季節變動。在室內有著具有各種色彩的物品,故室內照明中演色性為平均演色性之議論並無不當。如本態樣之使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度若位於15℃以上35℃以下之範圍,則當有機電致發光元件1適用於室內照明用途時,室溫較低的早上至溫度上升的白天之間的演色性的絕對性變動幅度會變小。因此受到有機電致發光元件1所發射出之光照射之對象物的外貌會看起來會變好。使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度,若考量到驅動時因發熱而自室溫上升,則特別以25℃或其附近較佳。
於室溫實現高的平均演色評價數Ra為本態樣之目的之一。然而,元件溫度會因上述的發熱而變得較環境溫度高。例如,當元件溫度高出環境溫度5℃,相當於室溫之溫度為10℃~30℃時,則元件溫度以15℃~35℃為宜。此外,人感到舒適之溫度為20℃左右,故更理想而言元件溫度較佳為25℃。
此外,本態樣之有機電致發光元件1,在元件溫度5℃以上60℃以下之範圍中使演色評價數R8(偏紅的紫)、特殊演色評價數R9(紅)、特殊演色評價數R14(樹葉)、及特殊演色評價數R15(日本人的膚色)當中之至少一者成為最大值之元件溫度,較佳為高於使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度之溫度範圍。特別是,在使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度以上60℃以下之元件溫度範圍中,較佳為使R8(偏紅的紫)、特殊演色評價數R9(紅)、特殊演色評價數R14(樹葉)、及特殊演色評價數R15(日本人的膚色)當中之至少一者隨著元件溫度的上升而增加。若有機電致發光元件1具有上述演色特性,則高溫下受到有機電致發光元件1所發射出之光照射之食品類(包含經調理之料理)的外貌看起來會變好。
以有機電致發光元件1作為光源之演色評價數及特殊演色評價數之演色性的評價係根據JIS Z8726。
演色評價數R8(偏紅的紫)及特殊演色評價數R9(紅),會對肉類或蕃茄等帶有紅色之食品類的外貌造成影響。若使該演色評價數R8(偏紅的紫)、及特殊演色評價數R9(紅)當中之至少一者成為最大值之元件溫度位於使平均演色評 價數Ra成為最大值之元件溫度還要高的溫度範圍時,則於室溫至60℃之溫度範圍中演色評價數R8(偏紅的紫)、特殊演色評價數R9(紅)當中之至少一者之值會變高。因此高溫下受到有機電致發光元件1所發射出之光照射之帶有紅色之食品類的外貌看起來會變好。特別是,使演色評價數R8(偏紅的紫)成為最大值之元件溫度與使特殊演色評價數R9(紅)成為最大值之元件溫度均位於使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度還要高的溫度範圍較佳。
此外,使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度以上60℃以下之溫度範圍中,當演色評價數R8(偏紅的紫)、特殊演色評價數R9(紅)當中之至少一者隨著元件溫度的上升而增加時,於高溫(60℃左右)演色評價數R8(偏紅的紫)、特殊演色評價數R9(紅)當中之至少一者之值會變最高。因此,帶有紅色之食品類的外貌會進一步提升。特別是,演色評價數R8(偏紅的紫)與特殊演色評價數R9(紅)均隨著元件溫度的上升而增加較佳。
此外,元件溫度60℃時之特殊演色評價數R9之值較佳為元件溫度25℃時之特殊演色評價數R9之值的1.2倍以上1.9倍以下。該情形於25℃附近之室內照明時,受光照射之對象物的紅色不會過度強調,且於高溫下帶有紅色之食品類的外貌看起來會變好。例如,R9較佳為於元件溫度25℃時為50左右,於元件溫度60℃時為70左右。藉由元件溫度60℃時之特殊演色評價數R9之值為元件溫度25℃時之特殊演色評價數R9之值的1.2倍以上,於高溫下可充分強調對象物的紅色。此外,當室內照明時之平均演色性 高時(特別是90以上,較佳為95以上時),即使R9稍微偏低平衡亦會變差,故室溫下之特殊演色評價數R9之值較佳為50左右。如此一來,因特殊演色性之最大值為100,故元件溫度60℃時之特殊演色評價數R9較佳為元件溫度25℃時之特殊演色評價數R9之值的1.9倍以下,以取得高溫下照明時之平均演色評價數Ra與特殊演色評價數R9的平衡,並於高溫下充分強調對象物的紅色。
特別是,元件溫度60℃時之特殊演色評價數R9之值位於65~95之範圍,元件溫度25℃時之特殊演色評價數R9之值位於45~60之範圍,且元件溫度60℃時之特殊演色評價數R9之值為元件溫度25℃時之特殊演色評價數R9之值的1.2倍以上1.9倍以下較佳。
特殊演色評價數R14(樹葉)、及特殊演色評價數R15(日本人的膚色),會對菠菜等葉類蔬菜或馬鈴薯等薯類等蔬菜類、水果類等食品類的外貌造成影響。若使該特殊演色評價數R14(樹葉)、及特殊演色評價數R15(日本人的膚色)當中之至少一者成為最大值之元件溫度位於使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度還要高的溫度範圍時,則於室溫至60℃之溫度範圍之特殊演色評價數R14(樹葉)、及特殊演色評價數R15(日本人的膚色)當中之至少一者之值會變高。因此高溫下照射到有機電致發光元件1所發射出之光的蔬菜類、水果類的外貌看起來會變好。特別是,使特殊演色評價數R14(樹葉)成為最大值之元件溫度與使特殊演色評價數R15(日本人的膚色)成為最大值之元件溫度均位於使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度還要高的溫 度範圍較佳。
此外,使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度以上60℃以下之溫度範圍中,當特殊演色評價數R14(樹葉)、及特殊演色評價數R15(日本人的膚色)當中之至少一者隨著元件溫度的上升而增加時,則高溫(60℃程度)時特殊演色評價數R14(樹葉)、及特殊演色評價數R15(日本人的膚色)當中之至少一者之值會變最高。因此,蔬菜類、水果類的外貌看起來會進一步提升。特別是,特殊演色評價數R14(樹葉)與特殊演色評價數R15(日本人的膚色)均隨著元件溫度的上升而增加較佳。
此外,5℃以上60℃以下之元件溫度範圍中,使特殊演色評價數R14(樹葉)、及特殊演色評價數R15(日本人的膚色)當中之至少一者成為最大值之元件溫度較佳為位於40℃以上60℃以下之範圍。此時,高溫下蔬菜類、水果類的外貌看起來會進一步提升。特別是,5℃以上60℃以下之元件溫度範圍中,使特殊演色評價數R14(樹葉)成為最大值之元件溫度與使特殊演色評價數R15(日本人的膚色)成為最大值之元件溫度均位於40℃以上60℃以下之範圍較佳。
此外,25~60℃之元件溫度範圍中,使演色評價數R8(偏紅的紫)及特殊演色評價數R9(紅)成為最大值之元件溫度高於使特殊演色評價數R14(樹葉)及特殊演色評價數R15(日本人的膚色)成為最大值之元件溫度較佳。此時,越高溫則紅色的映襯越有優勢。帶有紅色之食品類的顏色會使人心理上感到溫暖,增進食欲,故高溫下映襯上述食品類的紅色可有效增進購買意願。
有機電致發光元件1中演色評價數R8(偏紅的紫)、特殊演色評價數R9(紅)、特殊演色評價數R14(樹葉)、及特殊演色評價數R15(日本人的膚色)當中之任一者若滿足上述條件,則高溫下受到有機電致發光元件1所發射出之光照射之食品類的外貌看起來會變好。特別是,經調理之料理等一道菜之中含有各種顏色的食材,故為了映襯上述各種顏色,較佳為演色評價數R8(偏紅的紫)、特殊演色評價數R9(紅)、特殊演色評價數R14(樹葉)、及特殊演色評價數R15(日本人的膚色)當中之複數個指標滿足上述條件,若所有的指標均滿足上述條件則更佳。
本態樣之有機電致發光元件1中,元件溫度5℃以上60℃以下之範圍之特殊演色評價數R10(黃)、特殊演色評價數R11(綠)、特殊演色評價數R12(藍)、及特殊演色評價數R13(西洋人的膚色)當中之至少一者之最大值,其位於元件溫度5℃以上35℃以下之範圍較佳。當有機電致發光元件1具有上述演色性時,低溫下受到有機電致發光元件1所發射出之光照射之食品類的外貌看起來會變好。例如當特殊演色評價數R11、特殊演色評價數R12等高時,葉類蔬菜、青蕉等的外貌會提升;當特殊演色評價數R10、特殊演色評價數R11等高時,綠黃色蔬菜等的外貌會提升;當特殊演色評價數R13等高時,蘿蔔等白色佔優勢之物的外貌會提升。若特殊演色評價數R10、特殊演色評價數R11、特殊演色評價數R12、及特殊演色評價數R13當中任一者滿足上述條件,則低溫下可使食品類的外貌看起來變好。從提升複數種食品類的外貌來促進消費者的購買意願等觀點而 言,較佳為特殊演色評價數R10、特殊演色評價數R11、特殊演色評價數R12、及特殊演色評價數R13當中複數個滿足上述條件,特別是該等當中所有皆滿足上述條件則更佳。此外,低溫下保存食品類時,因往往會與價標或商品說明用標籤等食品類以外之物合併配置,故為了亦提升該等食品類以外之物的外貌,較佳為即使低溫下平均演色評價數Ra亦高。
有機電致發光元件1中特殊演色評價數R10(黃)、特殊演色評價數R11(綠)、特殊演色評價數R12(藍)、及特殊演色評價數R13(西洋人的膚色)當中之至少一者之最大值,其位於元件溫度15℃以上35℃以下之範圍亦佳。當生鮮食品類等以展示箱等食品保管裝置保存時,為了方便生鮮食品類用取出,通則上係將食品保管裝置的開口設計成較寬,食品保管裝置中之照明器具並非僅照射保存於低溫之食品類,亦常常照射位於食品保管裝置開口周邊之室溫附近溫度的區域。總之,當一個食品保管裝置中設置有複數個照明器具時,視設置場所的不同,器具周圍的溫度有時可為低溫,有時亦可接近室溫。上述情形中,較佳為平均演色評價數Ra與特殊演色評價數R10、特殊演色評價數R11、特殊演色評價數R12、及特殊演色評價數R13當中之至少一者均在低溫至室溫之廣範圍中為高值。其理由在於,一種規格的元件可適用寬廣的溫度範圍,減少品項數目以達成低成本化。此外,得以抑制食品類的外貌隨著溫度而變化之情事則更佳。因此,如上所述,較佳為平均演色評價數Ra與特殊演色評價數R10、特殊演色評價數R11、特殊 演色評價數R12、及特殊演色評價數R13當中之至少一者具有同等的溫度依存性。
此外,若有機電致發光元件1之平均演色評價數Ra、特殊演色評價數R10、特殊演色評價數R11、特殊演色評價數R12、及特殊演色評價數R13當中之至少一者滿足以下條件則較佳:於元件溫度5℃以上25℃以下之範圍之最大值與最小值的比為0.8以上,且該元件溫度範圍之值為70以上。若平均演色評價數Ra、特殊演色評價數R10、特殊演色評價數R11、特殊演色評價數R12、及特殊演色評價數R13當中之複數個滿足上述條件則更佳,若所有皆滿足上述條件則最佳。此時,涵蓋低溫下至室溫下,被有機電致發光元件1照射到之食品類的外貌會提升且外貌的差會變小。換言之,廣溫度範圍中被有機電致發光元件1照射到之食品類的外貌會提升,且有機電致發光元件1可發揮與演色AA之螢光燈相同程度,或甚至發揮更為良好的演色性。
此外,元件溫度5℃時之有機電致發光元件1之特殊演色評價數R13、特殊演色評價數R11、特殊演色評價數R10、及特殊演色評價數R12,較佳為按照此順序依次減小;以及元件溫度5℃時之有機電致發光元件1之特殊演色評價數R13、平均演色評價數Ra、特殊演色評價數R12,較佳為按照此順序依次減小。此時,藉由有機電致發光元件1定位地照射生鮮食品類,或有機電致發光元件1之照明的正下方配置有生鮮食品類時,生鮮食品類的外貌會進一步提升。換言之,若有機電致發光元件1具有上述演色性,則 低溫下用以提高食品類衛生上清潔的印象,對重要的白色外貌造成影響之特殊演色評價數R13(西洋人的膚色)會特別變高。承上所述,會對品種多且市場規模大這方面之重要的葉類的外貌造成影響之特殊演色評價數R11(綠)會變高。承上所述,會對特殊演色評價數R11(綠)與綠黃色蔬菜的外貌造成影響之特殊演色評價數R10(黃)會變高。會對品種相對較少的藍色食品類的外貌造成影響之特殊演色評價數R12(藍)會相對地變低。如上所述,低溫下食品類的照明中,越是優先度高的評價數,其值越高,因此低溫下食品類的外貌綜合上為優異者。此外,平均演色評價數Ra之值若位於值最大之特殊演色評價數R13之值與值最小之特殊演色評價數R12之值之間,則可使與食品類一起配置之價標或商品說明的黑白標示的外貌看起來非常好,且亦可提升食品類的外貌。
關於有機電致發光元件1之正面方向的發光色u’v’色度圖(CIE 1976 UCS色度圖)之座標u’、v’,元件溫度60℃時之u’值較元件溫度25℃時之u’值更為增加,且元件溫度60℃時之v’值較元件溫度25℃時之v’值更為減少亦佳。所謂正面方向,係指與構成有機電致發光元件1之複數層之積層方向一致之方向。此時,越高溫則有機電致發光元件1之發光色越帶有紅色。因此,高溫下對受到有機電致發光元件1所發射出之光照射之食品類加以觀察者,亦會觀察源自有機電致發光元件1之帶有紅色之發光色,該發光色會造成觀察者心理上的影響而促進購買意願。
此外,元件溫度5℃時之u’值較元件溫度25℃時之u’ 值更為減少,且元件溫度5℃時之v’值較元件溫度25℃時之v’值更為增加亦佳。此時,越低溫則有機電致發光元件1之發光色越帶有藍色。因此,低溫下對照射到有機電致發光元件1所發射出之光之食品類加以觀察者,亦會觀察源自有機電致發光元件1之帶有藍色之發光色,該發光色會造成觀察者心理上的影響,賦予觀察者食品類被保持在低溫或被潔淨地保存等印象。
元件溫度60℃時之有機電致發光元件1之發光色的色溫度,較元件溫度25℃時之有機電致發光元件1之發光色的色溫度來得低亦佳。此時,越高溫則有機電致發光元件1之發光色越帶有紅色。因此,高溫下對照射到有機電致發光元件1所發射出之光之食品類加以觀察者,亦會觀察源自有機電致發光元件1之帶有紅色之發光色,該發光色會造成觀察者心理上的影響而促進購買意願。
元件溫度5℃時之有機電致發光元件1之發光色的色溫度,較元件溫度25℃時之有機電致發光元件1之發光色的色溫度來得高亦佳。此時,越低溫則有機電致發光元件1之發光色越帶有藍色。因此,低溫下對照射到有機電致發光元件1所發射出之光之食品類加以觀察者,亦會觀察源自有機電致發光元件1之帶有藍色之發光色。該發光色會造成觀察者心理上的影響,賦予觀察者食品類被保持在低溫或被潔淨地保存等印象。
此外,元件溫度60℃時之使有機電致發光元件1內部的電流密度成為相同值所需之外施電壓,較佳為較元件溫度25℃時之使有機電致發光元件1內部的電流密度成為相 同值所需之外施電壓來得低。照明器具300中,當環境溫度成為高溫時,因AC-DC轉換器的轉換效率會降低,故為了啟動電源電路會使所需的電壓上升。然而,如上所述若可於高溫降低外施電壓,則高溫時照明器具300內部的總電壓的上升會被抑制。因此,可縮小室溫下與高溫下之照明器具300的消費電力差。
本態樣之有機電致發光元件1,在室溫下適合通常的室內照明,在低溫下及高溫下適合食品類的照明。上述低溫至高溫之不同的使用目的、使用條件,可藉由一種類的有機電致發光元件1來實現。因此,視用途及視條件而不需要有機電致發光元件1的開發及生產,而可達成低成本化。
上述本態樣之有機電致發光元件1,可藉由以下方式實現。
第一發光單位11內部係分別於第一電極15側配置有藍色域發光層21,於第二電極16側配置有第一綠色域發光層22。第二發光單位12內部係分別於第一電極15側配置有紅色域發光層23,於第二電極16側配置有第二綠色域發光層24。
如上所述,第一綠色域發光層22係含有螢光發光性摻雜劑,第二綠色域發光層24係含有磷光發光性摻雜劑。磷光發光性摻雜劑因係由三重態狀態發光,故與僅由一重態狀態發光之螢光發光性摻雜劑相比,具有約4倍高的發光效率,理想上可成為內部量子效率100%之高效率發光。
此外,綠色摻雜劑當中,磷光發光性摻雜劑之發光效率係較螢光發光性摻雜劑溫度依存性更大。磷光發光性摻 雜劑之發光效率的值係如圖2所示,高溫下與螢光發光性摻雜劑相比大幅地降低。其原因在於磷光發光性摻雜劑的熱去活化較大。
利用上述綠色磷光發光性摻雜劑的特性,可設計低溫下、室溫下、及高溫下之各演色性。換言之,本態樣中,有機電致發光元件1係同時具備含有螢光發光性摻雜劑之綠色域發光層22與含有磷光發光性摻雜劑之綠色域發光層24,並利用該等綠色域發光層22、24的溫度依存性的不同,來實現低溫下、室溫下、及高溫下其分別最適合的演色性。
例如,圖2所示之圖表中,螢光發光性摻雜劑與磷光發光性摻雜劑之發光效率受到溫度影響而變化較小的溫度區域若位於室溫附近,則發光光譜全體中綠色域成分的強度會變強。配合該綠色的強度來設計紅色域發光層23與藍色域發光層21的發光強度,可達成室溫下之平均演色性變得非常高之設計。
高溫域中,當磷光發光性摻雜劑的發光效率降低時,發光光譜全體中綠色域成分的強度會相對地降低。伴隨於此,發光光譜全體中紅色域成分的強度會相對地變強,且發光色會帶有紅色。藉此,造成高溫下演色評價數R8、特殊演色評價數R9、特殊演色評價數R14、及特殊演色評價數R15的增加、發光色u’值的增加與v’值的減少、發光色之色溫度降低。
另一方面,低溫域中,當磷光發光性摻雜劑的發光效率與室溫相同程度或較其提升時,發光光譜全體中綠色域成分的強度與室溫下相比會維持相同程度或相對地提升。 伴隨於此,發光光譜會維持與室溫下相同程度,或發光色會帶有藍色。藉此,可使特殊演色評價數R10、特殊演色評價數R11、特殊演色評價數R12、及特殊演色評價數R13之最大值調整於元件溫度5℃以上35℃以下之範圍、或進而元件溫度15℃以上35℃以下之範圍。此外,元件溫度5℃以上25℃以下之範圍中,可使平均演色評價數Ra、特殊演色評價數R10、特殊演色評價數R11、特殊演色評價數R12、及特殊演色評價數R13調整成整體上變高且其溫度變化減小。此外,元件溫度5℃時,可使特殊演色評價數R13、特殊演色評價數R11、特殊演色評價數R10、及特殊演色評價數R12調整成按照該順序依次減小,且特殊演色評價數R13、平均演色評價數Ra、特殊演色評價數R12調整成按照該順序依次減小。演色性之值係根據發光光譜的形狀所算出,故各種演色性的溫度變化係歸結於發光光譜形狀的溫度變化。本案發明人發現,藉由採用如圖11所示之特別是伴隨著元件溫度的降低,綠色域的光譜強度會增加,藍色域的強度會持平,紅色域的強度會若干降低之元件構成,可實現上述各種演色性的溫度變化。例如,從元件溫度25℃之平均演色評價數Ra高的狀態變化至元件溫度為5℃之低溫時,綠色域的強度會變高,藍色域的強度會持平,而紅色的強度會下降(圖11)。因此,相對上紅色域的強度會下降,結果使得強調白色之演色性(例如特殊演色評價數R13)變高。此外,本態樣中,為了使各式各樣色彩之物的外貌看起來更好,紅、綠、藍的三原色當中色彩出現度數較低的藍色的特殊演色評價數(R12)的絶對值受到抑制,是 以平均演色評價數Ra或特殊演色評價數R13會提升。因此,在5℃係成立R13>Ra>R12之關係。
此外,伴隨著元件溫度的降低,造成發光色之u’值的減少與v’值的增加、發光色之色溫度的上升。
具備發射出紅色域之光之發光層2、發射出綠色域之光之發光層2、及發射出藍色域之光之發光層2之有機電致發光元件1中,為了設計發光光譜以發揮對應元件溫度之演色性,有效方法為控制發射出綠色域之光之發光層2的發光強度。其理由在於,綠色域為可見光光譜中中等程度的波長域,且發射出綠色域之光之發光層2的發光光譜的曲線之周邊係與長波長側之紅色域及短波長側之藍色域重疊。藉此,當從發射出綠色域之光之發光層2所發射出之光的強度變化而使綠色域發光強度變化時,其所對應之長波長側之紅色域及短波長側之藍色域發光強度亦受到影響。因此,主要含有紅與綠成分,而次要含有藍成分之膚色、或位於綠與藍的中間之青綠等各式各樣演色性之值,可藉由發射出綠色域之光之發光層2的發光強度而有效地控制。總之,並不進行調整紅、綠、藍之各摻雜劑的種類或發光層2的膜厚而獨立出各色之發光層2所發射出之光加以最佳化,而係主要考量調整發射出綠色域之光之發光層2的發光強度,使藍與紅伴隨綠而加以調整,藉此可實現有機電致發光元件1之各式各樣演色性以及演色性的溫度依存性。
換言之,本態樣中,元件溫度的變化所致之平均演色評價數Ra的變化,係起因於發光光譜的形狀變化,且發光 光譜中綠色域成分給予平均演色評價數之影響,相較於紅色域及藍色域成分係成為最大。因此,藉由調整發光光譜中綠色域成分的溫度依存性,可調整平均演色評價數Ra。此外,本態樣中,元件溫度的變化所致之演色評價數R8及特殊演色評價數R9~R15的變化,係起因於發光光譜的形狀變化。且發光光譜中綠色域成分給予評價數之影響,相較於紅色域及藍色域成分係成為最大。因此,藉由調整發光光譜中綠色域成分的溫度依存性,可調整演色評價數R8及特殊演色評價數R9~R15。
為了使發光光譜於紅色域、綠色域、及藍色域具有峰值;該發光光譜中,在元件溫度於5℃至60℃之範圍中紅色域峰值強度中最大值對最小值的比、元件溫度於5℃至60℃之範圍中綠色域峰值強度中最大值對最小值的比、以及元件溫度為5℃至60℃之範圍中藍色域峰值強度中最大值對最小值的比當中,以綠色域峰值強度中最大值對最小值的比為最大,例如在紅色摻雜劑及藍色摻雜劑方面,可選擇發光強度之溫度依存性較綠色摻雜劑小者。進而,為了使綠色域峰值強度隨著元件溫度的上升而降低,本態樣之有機電致發光元件1較佳為至少具備1層具備磷光發光性之綠色摻雜劑的發光層2。
採用平均演色評價數Ra於元件溫度15℃~35℃具有最大值之構成,其構成的元件,於元件溫度15℃~35℃之範圍中某溫度(例如25℃)時之發光光譜的波形所算出之色溫度會位於色溫度曲線上,並且發光光譜中綠色域的相對強度於低溫側較高,於高溫側較低。如此一來,發光色之u’v’ 色度圖(CIE 1976 UCS色度圖)上的點,會成為由低溫往高溫移動時穿越色溫度曲線之形狀。若以平均演色評價數Ra來計算該光譜變化,則平均演色評價數Ra於室溫附近具有峰值。
元件溫度越低,則激子的移動距離越不受到散射而會變長,從綠色域發光層24往紅色域發光層23的能量遷移會變得越大。因此,當元件溫度低時平均演色評價數Ra成為最大值的情形,紅色域發光層23/第二綠色域發光層24的膜厚比以較小者為佳。另一方面,使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度越高,紅色域發光層23/第二綠色域發光層24的膜厚比以較大者為佳。
綠色域發光強度之溫度依存性可藉由調整第二發光單位12中紅色域發光層23與第二綠色域發光層24的厚度比、摻雜劑濃度等來控制。第二綠色域發光層24中之磷光發光性摻雜劑,即使單獨使用於高溫時熱去活化會變大使得綠色域發光強度降低。然而,當第二綠色域發光層24與紅色域發光層23連接時,會造成高溫下綠色域發光強度更為降低,且低溫下相對之綠色域發光強度更為增加。該發光強度降低的發生原因,推定機制係示於圖3。鄰接紅色域發光層23之第二綠色域發光層24中,激子的能量並非皆引起綠色發光,該激子的能量地一部分會遷移至紅色域發光層23內的摻雜劑或主體材料中,最後於紅色域發光層23內引起紅色域的發光。因磷光發光時激子係由三重態遷移,故激子壽命一般而言會較螢光材料更長,因此從含有磷光發光性摻雜劑之第二綠色域發光層24往紅色域發光層 23的能量的遷移會明顯地顯現。從第二綠色域發光層24往紅色域發光層23遷移之能量的量可藉由調整激子壽命、激子的移動距離、摻雜劑濃度等而獲得控制。
例如第二綠色域發光層24的厚度越厚,從第二綠色域發光層24往紅色域發光層23的激子移動距離亦變得越長,故能量的遷移量變得越少。此外,紅色域發光層23的厚度越小,以及紅色域發光層23內摻雜劑的濃度越低,則從綠色域發光層22往紅色域發光層23的能量越不容易遷移。此外,除了上述以外,因高溫下綠色域發光的熱去活化會變大,故綠色域的光譜強度會降低。因此,相對於綠色之紅色域的光譜之相對強度增加的效果會顯現。是以,藉由調整第二綠色域發光層24的厚度、紅色域發光層23的厚度、紅色域發光層23內摻雜劑的濃度等,可達成以下設計:充分抑制低溫下或室溫下從第二綠色域發光層24往紅色域發光層23的能量的遷移,使綠色域發光強度充分提高;同時高溫下從該第二綠色域發光層24往紅色域發光層23有足夠量的能量遷移使綠色域發光強度變低,或高溫下綠色域的發光因熱去活化而降低。
例如,當第二綠色域發光層24的厚度變大時,高溫下第二綠色域發光層24之熱去活化的影響變大使綠色域的強度減少,相對使紅色域或藍色域的強度的比例增加。相反地,當第二綠色域發光層24的厚度變小時,第二綠色域發光層24之熱去活化的影響相對上變小,且從第二綠色域發光層24往紅色域發光層23的能量的遷移比例變大,因此紅色域的強度會變高。當第二綠色域發光層24過薄時,即 使在室溫往紅色域發光層23的能量的遷移會過大,使得在室溫下無法獲得高的平均演色性。另一方面,當紅色域發光層23的厚度變大時紅色域的強度會上升,而當其厚度變小時紅色域的強度會下降。考量上述特性,可設定第二綠色域發光層24及紅色域發光層23的最佳厚度以及厚度比。特別是,紅色域發光層23的厚度較佳為調整成位於第二綠色域發光層24的厚度的2%以上15%以下之範圍。磷光發光的激子的移動距離通常為20nm以上60nm以下,故考量到從第二綠色域發光層24往紅色域發光層23的能量遷移,第二綠色域發光層24的厚度較佳為與其相同程度,亦即20nm以上60nm以下。
從光學設計的觀點而言,當紅色域發光層23與第二綠色域發光層24的總計厚度為一定之值時,有機電致發光元件1整體的總厚度保持在光學上最佳厚度之狀態下,可控制紅色域發光層23與第二綠色域發光層24的發光強度比,使設計自由度變高。換言之,可達成驅動電壓低且高效率的元件設計。因此,較佳為於上述膜厚範圍中選擇各別的膜厚。
此外,當紅色域發光層23之摻雜劑濃度變得過高時,因濃度消光發光效率會下降,但對於接受來自第二綠色域發光層24的能量遷移方面摻雜劑濃度越高越有利。考量該等的平衡來設定摻雜劑濃度的最佳值。特別是,紅色域發光層23內之摻雜劑濃度較佳為調整成位於0.2質量%以上10質量%以下之範圍。濃度消光特別是當使用磷光摻雜劑的情形會明顯地顯現。其理由在於,磷光的激子壽命較長, 摻雜劑間激子的能量移動/熱去活化容易發生。
具體上元件設計時,例如可藉由根據紅色域、藍色域、綠色域的各發光層2所使用之摻雜劑單獨的光致發光(PL)光譜之模擬實驗,來分離元件的白色發光光譜。此時,在計算對某溫度之演色性之各色的光譜的貢獻方面,首先將元件的白色發光光譜分離為紅色域、藍色域、綠色域光譜。接著,求出上述各色的光譜的大小(例如光譜的內部面積),藉此可先算出某溫度下白色光譜所占之各色的光譜的面積%。然後,將各種溫度之白色光譜利用上述手法分離為RGB,藉此可求出各色光譜的面積%的溫度變化。最後,可利用各個要素的溫度變化的資料,以多元回歸的手法加以近似,從各要素(亦即各色的面積%之溫度變化的大小)的貢獻度求出由白色光譜本身所算出之演色性與上述各色的面積%的關係。換言之,將演色性的溫度變化設為Y,各色的光譜的溫度變化設為Rx、Gx、Bx時,Y=α×Rx+β×Gx+γ×Bx+(常數項)
(α、β、γ為係數)
計算近似上述式時之Rx、Gx、Bx對Y的貢獻度即可。
亦可取代成上述紅色域發光層23與第二綠色域發光層24之設計,或除此之外採用其他的手法,來控制演色性。
例如,藉由選擇構成第一發光單位11、第二發光單位12、中間層13等之有機材料,可控制演色性。該等有機材料的電荷移動度(電洞移動度或電子移動度)係具有溫度依存性。利用上述電荷移動度之溫度依存性,可控制發光光譜之溫度依存性。
例如藉由選擇有機材料,使得高溫下有機電致發光元件1中之載波平衡取得最大值之處調整成位於第一發光單位11附近。藉此,高溫下第二綠色域發光層24的發光強度會被抑制。一般而言有機材料的電荷移動度越高溫則越增加,例如當第一發光單位11所使用之電洞輸送材料之電洞移動度的溫度變化相對上較小,第二發光單位12所使用之電子輸送材料之電子移動度的溫度變化相對上較大時,高溫下第一發光單位11所發射出之光會變強,故第二綠色域發光層24的發光強度會被抑制。
藉由有機材料的選擇,亦可實現元件溫度60℃時較元件溫度25℃時之用以使有機電致發光元件1內之電流密度成為相同值所需之外施電壓變低。換言之,藉由選擇電荷移動度(電洞移動度,或電子移動度)隨著溫度上升而上升之有機材料,可獲得具有上述特性之有機電致發光元件1。
有機電致發光元件1的構造並不侷限於上述之例。例如,發光單位的數量可為1個,亦可為3個以上。當發光單位的數量增加時,即使相同的電流量仍可獲得對應單位數量之高發光效率。此外,有機電致發光元件1的總膜厚度變大,使得異物或基板14之微細凹凸所致之電極間的短路、漏電流所致之缺陷等被抑制,而提升良率。進而,複數個發光單位的各個具有單數或複數個發光層2,使得有機電致發光元件1整體的發光層2的數量增加。元件的面內不均,或視野角的亮度或色度、演色性的不均,主要係起因於有機電致發光元件1內的光學干渉的歧異。因此,當有機電致發光元件1內之發光層2的總數增加時,光學干 渉平均化的程度會變高,而降低該等的性能不均。不僅發光層2的數量,隨著發光層2在元件內之位置亦會使干渉條件改變,故較佳為配合該等來設計。此外,當發光色域相同而發光層2的數量較多時,通電時壽命特性的變化亦會平均化,故亦可獲得抑制壽命不均的效果。
此外,當有機電致發光元件具備複數個發光單位時,一個個發光單位可具備所有之紅色域、綠色域、藍色域之發光層2,或選擇性具備。因此,發光層2的種類與總數變多,使得光譜的設計自由度、亦即演色性的設計自由度變大,而成為適合於本態樣之演色性的設計者。
一個發光單位中發光層2的數量亦未特別限制,可為1個,亦可為2個以上。此外,上述有機電致發光元件1的構造中,第一發光單位11中發光層2的構造與第二發光單位12中發光層2的構造亦可替換。
第一綠色域發光層22與第二綠色域發光層24中之摻雜劑亦可均為磷光發光性摻雜劑。此時,綠色域發光強度的溫度變化變得更大,使得演色性的溫度變化變得更大。上述有機電致發光元件1例如可適用在更積極利用演色性之溫度變化的用途。若使用發光強度之溫度依存性大的螢光發光性摻雜劑,則發射出綠色域之光之發光層2中之摻雜劑亦可僅為螢光發光性摻雜劑(例如第一綠色域發光層22與第二綠色域發光層24中之摻雜劑均為螢光發光性摻雜劑)。亦即,有機電致發光元件1至少具備一層發射出綠色域之光、發光強度之溫度依存性高、高溫下發光強度會降低之發光層2即可。
此外,發光光譜的形狀係如上所述最容易因發射出綠色域之光之發光層2的發光強度而受到調整,但例如即使當有機電致發光元件1具備磷光發光之紅色域發光層2與螢光發光之紅色域發光層2時,仍可獲得調整演色性的溫度變化之一定的效果。
有機電致發光元件1較佳為分別具備一個以上之發射出綠色光之發光層2、發射出紅色光之發光層2、及發射出藍色光之發光層2。然而,只要可利用磷光發光之發光層2的發光特性之溫度依存性來實現本發明之有機電致發光元件1,則亦可採用發射出藍色光之發光層2與發射出黃色光之發光層2形成之組合、發射出藍色光之發光層2與發射出橘色光之發光層2與發射出紅色光之發光層2所形成之組合等,各種發光層2之組合。
〔第二態樣〕
本態樣之有機電致發光元件係具有以下特性:在5℃以上60℃以下之元件溫度範圍中,使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度位於15℃以上35℃以下之範圍;在5℃以上60℃以下之元件溫度範圍中,使演色評價數R8、特殊演色評價數R9、特殊演色評價數R14、及特殊演色評價數R15當中之至少一者成為最大值之元件溫度高於上述使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度之溫度範圍。
本態樣之有機電致發光元件中,上述使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度以上60℃以下之元件溫度範圍中,較佳為演色評價數R8、特殊演色評價數R9、特殊演色評價數R14、及特殊演色評價數R15當中之至少一者隨 著元件溫度的上升而增加。
本態樣之有機電致發光元件中,上述使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度以上60℃以下之元件溫度範圍中,較佳為演色評價數R8與特殊演色評價數R9當中之至少一者隨著元件溫度的上升而增加。
本態樣之有機電致發光元件中,元件溫度60℃時之特殊演色評價數R9之值較佳為元件溫度25℃時之特殊演色評價數R9之值的1.2倍以上1.9倍以下。
本態樣之有機電致發光元件中,在5℃以上60℃以下之元件溫度範圍中,使特殊演色評價數R14與特殊演色評價數R15當中之至少一者成為最大值之元件溫度較佳為位於40℃以上60℃以下之範圍。
本態樣之有機電致發光元件中,與構成上述有機電致發光元件之複數層之積層方向一致之方向的發光色u’v’色度圖(CIE 1976 UCS色度圖),較佳為元件溫度60℃時之u值較元件溫度25℃時之u值更為增加,且元件溫度60℃時之v值較元件溫度25℃時之v值更為減少。
本態樣之有機電致發光元件中,較佳為元件溫度60時之發光色的色溫度,較元件溫度25℃時之發光色的色溫度來得低。
本態樣之有機電致發光元件中,較佳為元件溫度60℃時之使電流密度成為相同值所需之外施電壓,較元件溫度25℃時之使電流密度成為相同值所需之外施電壓來得低。
依據本態樣,可獲得一種同時適於高溫下食品照明、室溫下室內照明之有機電致發光元件及照明器具。
以下針對本態樣之有機電致發光元件進行進一步詳述。
本態樣之有機電致發光元件1係具有以下特性:在5℃以上60℃以下之元件溫度範圍中,使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度為位於15℃以上35℃以下之範圍。室溫一般而言在20℃(稱為標準室溫)左右較舒適,但一日之內會有所變動,亦會隨著季節變動。在室內有著具有各種色彩的物品,故室內照明中演色性為平均演色性之議論並無不當。如本態樣之使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度若位於15℃以上35℃以下之範圍,則當有機電致發光元件1適用於室內照明用途時,室溫較低的早上至溫度上升的白天之間的演色性的絶對性變動幅度會變小。因此受到有機電致發光元件1所發射出之光照射之對象物的外貌看起來會變好。使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度,若考量到驅動時因發熱而自室溫上升,則特別以25℃或其附近較佳。
於室溫實現高的平均演色評價數Ra為本態樣的目的之一,但元件溫度會因上述的發熱而變得較環境溫度高。例如,當元件溫度高出環境溫度5℃,相當於室溫之溫度為10℃~30℃時,則元件溫度以15℃~35℃為宜。此外,人感到舒適之溫度為20℃左右,故更理想而言元件溫度較佳為25℃。
此外,本態樣之有機電致發光元件1係具有以下特性:在元件溫度5℃以上60℃以下之範圍中,使演色評價數R8(偏紅的紫)、特殊演色評價數R9(紅)、特殊演色評價數 R14(樹葉)、及特殊演色評價數R15(日本人的膚色)當中之至少一者成為最大值之元件溫度高於使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度之溫度範圍。若有機電致發光元件1具有上述演色特性,則高溫下受到有機電致發光元件1所發射出之光照射之食品類(包含經調理之料理)的外貌看起來會變好。
本態樣之有機電致發光元件1之第一態樣中,使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度以上60℃以下之元件溫度範圍中,較佳為R8(偏紅的紫)、特殊演色評價數R9(紅)、特殊演色評價數R14(樹葉)、及特殊演色評價數R15(日本人的膚色)當中之至少一者隨著元件溫度的上升而增加。若有機電致發光元件1具有上述演色特性,則高溫下受到有機電致發光元件1所發射出之光的照射之食品類(包含經調理之料理)的外貌會進一步變好。
以有機電致發光元件1作為光源之演色評價數及特殊演色評價數之演色性的評價係根據JIS Z8726。
演色評價數R8(偏紅的紫)及特殊演色評價數R9(紅),會對肉類或蕃茄等帶有紅色之食品類的外貌造成影響。若使該演色評價數R8(偏紅的紫)、及特殊演色評價數R9(紅)當中之至少一者成為最大值之元件溫度位於使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度還要高的溫度範圍時,則於室溫至60℃之溫度範圍中演色評價數R8(偏紅的紫)、特殊演色評價數R9(紅)當中之至少一者之值會變高。因此高溫下受到有機電致發光元件1所發射出之光照射之帶有紅色之食品類的外貌看起來會變好。特別是,使演色評價數 R8(偏紅的紫)成為最大值之元件溫度與使特殊演色評價數R9(紅)成為最大值之元件溫度均位於使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度還要高的溫度範圍較佳。
此外,使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度以上60℃以下之溫度範圍中,當演色評價數R8(偏紅的紫)、特殊演色評價數R9(紅)當中之至少一者隨著元件溫度的上升而增加時,於高溫(60℃左右)演色評價數R8(偏紅的紫)、特殊演色評價數R9(紅)當中之至少一者之值會變最高。因此,帶有紅色之食品類的外貌會進一步提升。特別是,演色評價數R8(偏紅的紫)與特殊演色評價數R9(紅)均隨著元件溫度的上升而增加較佳。
此外,元件溫度60℃時之特殊演色評價數R9之值較佳為元件溫度25℃時之特殊演色評價數R9之值的1.2倍以上1.9倍以下。該情形於25℃附近之室內照明時,受光照射之對象物的紅色不會過度強調,且於高溫下帶有紅色之食品類的外貌看起來會變好。例如,R9較佳為於元件溫度25℃時為50左右,於元件溫度60℃時為70左右。藉由元件溫度60℃時之特殊演色評價數R9之值為元件溫度25℃時之特殊演色評價數R9之值的1.2倍以上,於高溫下可充分強調對象物的紅色。此外,當室內照明時之平均演色性高時(特別是90以上,較佳為95以上時),即使R9稍微偏低平衡亦會變差,故室溫下之特殊演色評價數R9之值較佳為50左右。如此一來,因特殊演色性之最大值為100,故元件溫度60℃時之特殊演色評價數R9較佳為元件溫度25℃時之特殊演色評價數R9之值的1.9倍以下,以取得高溫 下照明時之平均演色評價數Ra與特殊演色評價數R9的平衡,並於高溫下充分強調對象物的紅色。
特別是,元件溫度60℃時之特殊演色評價數R9之值位於65~95之範圍,元件溫度25℃時之特殊演色評價數R9之值位於45~60之範圍,且元件溫度60℃時之特殊演色評價數R9之值為元件溫度25℃時之特殊演色評價數R9之值的1.2倍以上1.9倍以下較佳。
特殊演色評價數R14(樹葉)、及特殊演色評價數R15(日本人的膚色),會對菠菜等葉類蔬菜或馬鈴薯等薯類等蔬菜類、水果類等食品類的外貌造成影響。若使該特殊演色評價數R14(樹葉)、及特殊演色評價數R15(日本人的膚色)當中之至少一者成為最大值之元件溫度位於使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度還要高的溫度範圍時,則於室溫至60℃之溫度範圍之特殊演色評價數R14(樹葉)、及特殊演色評價數R15(日本人的膚色)當中之至少一者之值會變高。因此高溫下受到有機電致發光元件1所發射出之光照射之蔬菜類、水果類的外貌看起來會變好。特別是,使特殊演色評價數R14(樹葉)成為最大值之元件溫度與使特殊演色評價數R15(日本人的膚色)成為最大值之元件溫度均位於使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度還要高的溫度範圍較佳。
此外,使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度以上60℃以下之溫度範圍中,當特殊演色評價數R14(樹葉)、及特殊演色評價數R15(日本人的膚色)當中之至少一者隨著元件溫度的上升而增加時,則高溫(60℃左右)時特殊演色 評價數R14(樹葉)、及特殊演色評價數R15(日本人的膚色)當中之至少一者之值會變最高。因此,蔬菜類、水果類的外貌看起來會進一步提升。特別是,特殊演色評價數R14(樹葉)與特殊演色評價數R15(日本人的膚色)均隨著元件溫度的上升而增加。
此外,5℃以上60℃以下之元件溫度範圍中,使特殊演色評價數R14(樹葉)、及特殊演色評價數R15(日本人的膚色)當中之至少一者成為最大值之元件溫度較佳為位於40℃以上60℃以下之範圍。此時,高溫下蔬菜類、水果類的外貌看起來會進一步提升。特別是,5℃以上60℃以下之元件溫度範圍中,使特殊演色評價數R14(樹葉)成為最大值之元件溫度與使特殊演色評價數R15(日本人的膚色)成為最大值之元件溫度均位於40℃以上60℃以下之範圍較佳。
此外,25~60℃之元件溫度範圍中,使演色評價數R8(偏紅的紫)及特殊演色評價數R9(紅)成為最大值之元件溫度高於使特殊演色評價數R14(樹葉)及特殊演色評價數R15(日本人的膚色)成為最大值之元件溫度較佳。此時,越高溫則紅色的映襯越有優勢。帶有紅色之食品類的顏色會使人心理上感到溫暖,增進食欲,故高溫下映襯上述食品類的紅色可有效增進購買意願。
有機電致發光元件1中演色評價數R8(偏紅的紫)、特殊演色評價數R9(紅)、特殊演色評價數R14(樹葉)、及特殊演色評價數R15(日本人的膚色)當中之任一者若滿足上述條件,則高溫下受到有機電致發光元件1所發射出之光照射之食品類的外貌看起來會變好。特別是,經調理之料理 等一道菜之中含有各種顏色的食材,故為了映襯上述各種顏色,較佳為演色評價數R8(偏紅的紫)、特殊演色評價數R9(紅)、特殊演色評價數R14(樹葉)、及特殊演色評價數R15(日本人的膚色)當中之複數個指標滿足上述條件,若所有的指標均滿足上述條件則更佳。
關於有機電致發光元件1之正面方向的發光色u’v’色度圖(CIE 1976 UCS色度圖)之座標u’、v’,元件溫度60℃時之u’值較元件溫度25℃時之u’值更為增加,且元件溫度60℃時之v’值較元件溫度25℃時之v’值更為減少亦佳。所謂正面方向,係指與構成有機電致發光元件1之複數層之積層方向一致之方向。此時,越高溫則有機電致發光元件1之發光色越帶有紅色。因此,對受到有機電致發光元件1所發射出之光照射之食品類加以觀察者,亦會觀察源自有機電致發光元件1之帶有紅色之發光色,該發光色會造成觀察者心理上的影響而促進購買意願。
元件溫度60℃時之有機電致發光元件1之發光色的色溫度,較元件溫度25℃時之有機電致發光元件1之發光色的色溫度來得低亦佳。此時,越高溫則有機電致發光元件1之發光色越帶有紅色。因此,對受到有機電致發光元件1所發射出之光照射之食品類加以觀察者,亦會觀察源自有機電致發光元件1之帶有紅色之發光色,該發光色會造成觀察者心理上的影響,而促進購買意願。
不僅R8與R9,即便將R14與R15經過上述之設計,可普遍獲得心理上紅色增加的效果,故可獲得相同的效果。
此外,元件溫度60℃時之使有機電致發光元件1內部 的電流密度成為相同值所需之外施電壓,較佳為較元件溫度25℃時之使有機電致發光元件1內部的電流密度成為相同值所需之外施電壓來得低。照明器具300中,當環境溫度成為高溫時,因AC-DC轉換器的轉換效率會降低,故為了啟動電源電路會使所需的電壓上升。然而,如上所述若可於高溫降低外施電壓,則高溫時照明器具300內部的總電壓的上升會被抑制。因此,可縮小室溫下與高溫下照明器具300的消費電力差。
本態樣之有機電致發光元件1,在室溫下適合通常的室內照明,在高溫下適合食品類的照明。上述室溫至高溫之不同的使用目的、使用條件,可藉由一種類的有機電致發光元件1來實現。因此,視用途及視條件而不需要有機電致發光元件1的開發及生產,而可達成低成本化。
上述本態樣之有機電致發光元件1,可藉由以下方式實現。
第一發光單位11內部係分別於第一電極15側配置有藍色域發光層21,於第二電極16側配置有第一綠色域發光層22。第二發光單位12內部係分別於第一電極15側配置有紅色域發光層23,於第二電極16側配置有第二綠色域發光層24。
如上所述,第一綠色域發光層22係含有螢光發光性摻雜劑,第二綠色域發光層24係含有磷光發光性摻雜劑。磷光發光性摻雜劑因係由三重態狀態發光,故與僅由一重態狀態發光之螢光發光性摻雜劑相比,具有約4倍高的發光效率,理想上可成為內部量子效率100%之高效率發光。
此外,綠色摻雜劑當中,磷光發光性摻雜劑的發光效率係較螢光發光性摻雜劑溫度之依存性更大。磷光發光性摻雜劑之發光效率的值係如圖2所示,高溫下與螢光發光性摻雜劑相比大幅地降低。其原因在於磷光發光性摻雜劑的熱去活化較大。
利用上述綠色磷光發光性摻雜劑的特性,可設計室溫下與高溫下之各演色性。換言之,本態樣中,有機電致發光元件1係同時具備含有螢光發光性摻雜劑之綠色域發光層22與含有磷光發光性摻雜劑之綠色域發光層24,並利用該等綠色域發光層22、24的溫度依存性的不同,來實現室溫下與高溫下其分別最適合的演色性。
例如,圖2所示之圖表中,螢光發光性摻雜劑與磷光發光性摻雜劑之發光效率受到溫度影響而變化較小的溫度區域若位於室溫附近,則發光光譜整體中綠色域成分的強度會變強。配合該綠色的強度來設計紅色域發光層23與藍色域發光層21的發光強度,可達成室溫下之平均演色性變得非常高之設計。然後,高溫域中,當磷光發光性摻雜劑的發光效率降低時,發光光譜整體中綠色域成分的強度會相對地降低。伴隨於此,發光光譜整體中紅色域成分的強度會相對地變強,且發光色會帶有紅色。藉此,造成高溫下演色評價數R8、特殊演色評價數R9、特殊演色評價數R14、及特殊演色評價數R15的增加、發光色u’值的增加與v’值的減少、發光色之色溫度降低。
具備發射出紅色域之光之發光層2、發射出綠色域之光之發光層2、及發射出藍色域之光之發發光層2之有機電致 發光元件1中,為了設計發光光譜以發揮對應元件溫度之演色性,有效方法為控制發射出綠色域之光之發光層2的發光強度。其理由在於,綠色域為可見光光譜中中程度的波長域,且發射出綠色域之光之發光層2的發光光譜的曲線之周邊係與長波長側之紅色域及短波長側之藍色域重疊。藉此,當從發射出綠色域之光之發光層2所發射出之光的強度變化而使綠色域發光強度變化時,其所對應之長波長側之紅色域及短波長側之藍色域發光強度亦受到影響。因此,主要含有紅與綠,而次要含有藍成分之膚色、或位於綠與藍的中間之青綠等各式各樣演色性之值,可藉由發射出綠色域之光之發光層2的發光強度而有效地控制。總之,並不進行調整紅、綠、藍之各摻雜劑的種類或發光層2的膜厚而獨立出各色之發光層2所發射出之光加以最佳化,而係主要考量調整發射出綠色域之光之發光層2的發光強度,使藍與紅伴隨綠而加以調整,藉此可實現有機電致發光元件1之各式各樣演色性以及演色性的溫度依存性。
首先,採用平均演色評價數Ra於元件溫度15℃~35℃具有最大值之構成,其構成的元件,於元件溫度15℃~35℃之範圍中某溫度(例如25℃)時之發光光譜的波形所算出之色溫度會位於色溫度曲線上,並且發光光譜中綠色域的相對強度於低溫側較高,於高溫側較低。如此一來,發光色之u’v’色度圖(CIE 1976 UCS色度圖)上的點,會成為由低溫往高溫移動時穿越色溫度曲線之形狀。若以平均演色評價數Ra來計算該光譜變化,則平均演色評價數Ra於 室溫附近具有峰值。
元件溫度越低,則激子的移動距離越不受到散射而會變長,從綠色域發光層24往紅色域發光層23的能量遷移會變得越大。因此,當元件溫度低時平均演色評價數Ra成為最大值的情形,紅色域發光層23/第二綠色域發光層24的膜厚比以較小者為佳。另一方面,使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度越高,紅色域發光層23/第二綠色域發光層24的膜厚比以較大者為佳。
綠色域發光強度之溫度依存性可藉由調整第二發光單位12中紅色域發光層23與第二綠色域發光層24的厚度比、摻雜劑濃度等來控制。第二綠色域發光層24中之磷光發光性摻雜劑,即使單獨使用於高溫時熱去活化會變大使得綠色域發光強度降低。然而,當第二綠色域發光層24與紅色域發光層23連接時,會造成高溫下綠色域發光強度更為降低,且低溫下相對之綠色域發光強度更為增加。該發光強度降低的發生原因,推定機制係示於圖3。鄰接紅色域發光層23之第二綠色域發光層24中,激子的能量並非皆引起綠色發光,該激子的能量地一部分會遷移至紅色域發光層23內的摻雜劑或主體材料中,最後於紅色域發光層23內引起紅色域的發光。因磷光發光時激子係由三重態遷移,故激子壽命一般而言會較螢光材料更長,因此從含有磷光發光性摻雜劑之第二綠色域發光層24往紅色域發光層23的能量的遷移會明顯地顯現。從第二綠色域發光層24往紅色域發光層23遷移之能量的量可藉由調整激子壽命、激子的移動距離、摻雜劑濃度等而獲得控制。
例如第二綠色域發光層24的厚度越厚,從第二綠色域發光層24往紅色域發光層23的激子移動距離亦變得越長,故能量的遷移量變得越少。此外,紅色域發光層23的厚度越小,以及紅色域發光層23內摻雜劑的濃度越低,則從綠色域發光層22往紅色域發光層23的能量越不容易遷移。此外,除了上述以外,因高溫下綠色域發光的熱去活化會變大,故綠色域的光譜強度會降低。因此,相對於綠色之紅色域的光譜之相對強度增加的效果會顯現。是以,藉由調整第二綠色域發光層24的厚度、紅色域發光層23的厚度、紅色域發光層23內摻雜劑的濃度等,可達成以下設計:充分抑制低溫下或室溫下從第二綠色域發光層24往紅色域發光層23的能量的遷移,使綠色域發光強度充分提高;同時高溫下從該第二綠色域發光層24往紅色域發光層23有足夠量的能量遷移使綠色域發光強度變低,或高溫下綠色域的發光因熱去活化而降低。
例如,當第二綠色域發光層24的厚度變大時,高溫下第二綠色域發光層24之熱去活化的影響變大使綠色域的強度減少,相對使紅色域或藍色域的強度的比例增加。相反地,當第二綠色域發光層24的厚度變小時,第二綠色域發光層24之熱去活化的影響相對上變小,且從第二綠色域發光層24往紅色域發光層23的能量的遷移比例變大,因此紅色域的強度會變高。當第二綠色域發光層24過薄時,即使在室溫往紅色域發光層23的能量的遷移會過大,使得在室溫下無法獲得高的平均演色性。另一方面,當紅色域發光層23的厚度變大時紅色域的強度會上升,而當其厚度變 小時紅色域的強度會下降。考量上述特性,可設定第二綠色域發光層24及紅色域發光層23的最佳厚度以及厚度比。特別是,紅色域發光層23的厚度較佳為調整成位於第二綠色域發光層24的厚度的2%以上15%以下之範圍。磷光發光的激子的移動距離通常為20nm以上60nm以下,故考量到從第二綠色域發光層24往紅色域發光層23的能量遷移,第二綠色域發光層24的厚度較佳為與其相同程度,亦即20nm以上60nm以下。
從光學設計的觀點而言,當紅色域發光層23與第二綠色域發光層24的總計厚度為一定之值時,有機電致發光元件1整體的總厚度保持在光學上最佳厚度之狀態下,可控制紅色域發光層23與第二綠色域發光層24的發光強度比,使設計自由度變高。換言之,可達成驅動電壓低且高效率的元件設計。因此,較佳為於上述膜厚範圍中選擇各別的膜厚。
此外,當紅色域發光層23之摻雜劑濃度變得過高時,因濃度消光發光效率會下降,但對於接受來自第二綠色域發光層24的能量遷移方面摻雜劑濃度越高越有利。考量該等的平衡來設定摻雜劑濃度的最佳值。特別是,紅色域發光層23內之摻雜劑濃度較佳為調整成位於0.2質量%以上10質量%以下之範圍。濃度消光特別是當使用磷光摻雜劑的情形會明顯地顯現。其理由在於,磷光的激子壽命較長,摻雜劑間激子的能量移動/熱去活化容易發生。
具體上元件設計時,例如可藉由根據紅色域、藍色域、綠色域的各發光層2所使用之摻雜劑單獨的光致發光(PL) 光譜之模擬實驗,來分離元件的白色發光光譜。此時,在計算對某溫度之演色性之各色的光譜的貢獻方面,首先將元件的白色發光光譜分離為紅色域、藍色域、綠色域光譜。接著,求出上述各色的光譜的大小(例如光譜的內部面積),藉此可先算出某溫度下白色光譜所占之各色的光譜的面積%。然後,將各種溫度之白色光譜利用上述手法分離為RGB,藉此可求出各色光譜的面積%的溫度變化。最後,可利用各個要素的溫度變化的資料,以多元回歸的手法加以近似,從各要素(亦即各色的面積%之溫度變化的大小)的貢獻度求出由白色光譜本身所算出之演色性與上述各色的面積%的關係。換言之,將演色性的溫度變化設為Y,各色的光譜的溫度變化設為Rx、Gx、Bx時,Y=α×Rx+β×Gx+γ×Bx+(常數項)
(α、β、γ為係數)
計算近似上述式時之Rx、Gx、Bx對Y的貢獻度即可。
亦可取代成上述紅色域發光層23與第二綠色域發光層24之設計,或除此之外採用其他的手法,來控制演色性。
例如,藉由選擇構成第一發光單位11、第二發光單位12、中間層13等之有機材料,可控制演色性。該等有機材料的電荷移動度(電洞移動度或電子移動度)係具有溫度依存性。利用上述電荷移動度之溫度依存性,可控制發光光譜之溫度依存性。
例如藉由選擇有機材料,使得高溫下有機電致發光元件1中之載波平衡取得最大值之處調整成位於第一發光單位11附近。藉此,高溫下第二綠色域發光層24的發光強 度會被抑制。一般而言有機材料的電荷移動度越高溫則越增加,例如當第一發光單位11所使用之電洞輸送材料之電洞移動度的溫度變化相對上較小,第二發光單位12所使用之電子輸送材料之電子移動度的溫度變化相對上較大時,高溫下第一發光單位11所發射出之光會變強,故第二綠色域發光層24的發光強度會被抑制。
藉由有機材料的選擇,亦可實現元件溫度60℃時較元件溫度25℃時之用以使有機電致發光元件1內之電流密度成為相同值所需之外施電壓變低。換言之,藉由選擇電荷移動度(電洞移動度,或電子移動度)隨著溫度上升而上升之有機材料,可獲得具有上述特性之有機電致發光元件1。
有機電致發光元件1的構造並不侷限於上述之例。例如,發光單位的數量可為1個,亦可為3個以上。當發光單位的數量增加時,即使相同的電流量仍可獲得對應單位數量之高發光效率。此外,有機電致發光元件1的總膜厚度變大,使得異物或基板14之微細凹凸所致之電極間的短路、漏電流所致之缺陷等被抑制,而提升良率。進而,複數個發光單位的各個具有單數或複數個發光層2,使得有機電致發光元件1整體的發光層2的數量增加。元件的面內不均,或視野角的亮度或色度、演色性的不均,主要係起因於有機電致發光元件1內的光學干渉的歧異。因此,當有機電致發光元件1內之發光層2的總數增加時,光學干渉平均化的程度會變高,而降低該等的性能不均。不僅發光層2的數量,隨著發光層2在元件內之位置亦會使干渉條件改變,故較佳為配合該等來設計。此外,當發光色域 相同而發光層2的數量較多時,通電時壽命特性的變化亦會平均化,故亦可獲得抑制壽命不均的效果。
一個發光單位中發光層2的數量亦未特別限制,可為1個,亦可為2個以上。此外,上述有機電致發光元件1的構造中,第一發光單位11中發光層2的構造與第二發光單位12中發光層2的構造亦可替換。
第一綠色域發光層22與第二綠色域發光層24中之摻雜劑亦可均為磷光發光性摻雜劑。此時,綠色域發光強度的溫度變化變得更大,使得演色性的溫度變化變得更大。上述有機電致發光元件1例如可適用在更積極利用演色性之溫度變化的用途。若使用發光強度之溫度依存性大的螢光發光性摻雜劑,則發射出綠色域之光之發光層2中之摻雜劑亦可僅為螢光發光性摻雜劑(例如第一綠色域發光層22與第二綠色域發光層24中之摻雜劑均為螢光發光性摻雜劑)。亦即,有機電致發光元件1至少具備一層發射出綠色域之光、發光強度之溫度依存性高、高溫下發光強度會降低之發光層2即可。
此外,發光光譜的形狀係如上所述最容易因發射出綠色域之光之發光層2的發光強度而受到調整,但例如即使當有機電致發光元件1具備磷光發光之紅色域發光層2與螢光發光之紅色域發光層2時,仍可獲得調整演色性的溫度變化之一定的效果。
有機電致發光元件1較佳為分別具備一個以上之發射出綠色光之發光層2、發射出紅色光之發光層2、及發射出藍色光之發光層2。然而,只要可利用磷光發光之發光層2 的發光特性之溫度依存性來實現本發明之有機電致發光元件1,則亦可採用發射出藍色光之發光層2與發射出黃色光之發光層2形成之組合、發射出藍色光之發光層2與發射出橘色光之發光層2與發射出紅色光之發光層2所形成之組合等,各種發光層2之組合。
〔第三態樣〕
本態樣之有機電致發光元件係具有以下特性:在5℃以上60℃以下之元件溫度範圍中,使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度位於15℃以上35℃以下之範圍;在5℃以上60℃以下之元件溫度範圍中,使演色評價數R8、特殊演色評價數R9、特殊演色評價數R14、及特殊演色評價數R15當中之至少一者成為最大值之元件溫度高於上述使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度之溫度範圍。
本態樣之有機電致發光元件中,0℃以上60℃以下之元件溫度範圍中,較佳為特殊演色評價數R8、特殊演色評價數R9、特殊演色評價數R14、特殊演色評價數R15當中之至少一者之最大值位於元件溫度10℃以上30℃以下之範圍。
此外,本態樣之有機電致發光元件中,0℃以上30℃以下之元件溫度範圍中,平均演色評價數Ra、特殊演色評價數R8、特殊演色評價數R14、特殊演色評價數R15當中之至少一者滿足以下條件較佳:其最大值與其最小值的比為0.8以上,且其值為70以上。
此外,本態樣之有機電致發光元件中,0℃以上30℃以下之元件溫度範圍中,較佳為特殊演色評價數R9之最大值 與其最小值的比為0.75以上,且其值為40以上。
此外,本態樣之有機電致發光元件中,與構成上述有機電致發光元件之複數層之積層方向一致之方向的發光色u’v’色度圖,較佳為元件溫度0℃時之u’及v’值較元件溫度25℃時之u’及v’值更大。
此外,本態樣之有機電致發光元件中,較佳為元件溫度0℃時之發光色的色溫度,較元件溫度25℃時之發光色的色溫度來得低。
依據本態樣,可獲得一種同時適於高溫下食品照明、室溫下室內照明之有機電致發光元件及照明器具。此外,依據本態樣,可獲得一種亦適合涵蓋低溫下至室溫下之食品照明之有機電致發光元件及照明器具。
以下針對本態樣之有機電致發光元件進行進一步詳述。
本態樣之有機電致發光元件1係具有以下特性:在5℃以上60℃以下之元件溫度範圍中,使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度為位於15℃以上35℃以下之範圍。室溫一般而言在20℃(稱為標準室溫)左右較舒適,但一日之內會有所變動,亦會隨著季節變動。在室內有著具有各種色彩的物品,故室內照明中演色性為平均演色性之議論並無不當。如本態樣之使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度若位於15℃以上35℃以下之範圍,則當有機電致發光元件1適用於室內照明用途時,室溫較低的早上至溫度上升的白天之間的演色性的絶對性變動幅度會變小。因此受到有機電致發光元件1所發射出之光照射之對象物的 外貌看起來會變好。使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度,若考量到驅動時因發熱而自室溫上升,則特別以25℃或其附近較佳。
於室溫實現高的平均演色評價數Ra為本態樣的目的之一,但元件溫度會因上述的發熱而變得較環境溫度高。例如,當元件溫度高出環境溫度5℃,相當於室溫之溫度為10℃~30℃時,則元件溫度以15℃~35℃為宜。此外,人感到舒適之溫度為20℃左右,故更理想而言元件溫度較佳為25℃。
此外,本態樣之有機電致發光元件1係具有以下特性:在元件溫度5℃以上60℃以下之範圍中,使演色評價數R8(偏紅的紫)、特殊演色評價數R9(紅)、特殊演色評價數R14(樹葉)、及特殊演色評價數R15(日本人的膚色)當中之至少一者成為最大值之元件溫度高於使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度之溫度範圍。若有機電致發光元件1具有上述演色特性,則高溫下受到有機電致發光元件1所發射出之光照射之食品類(包含經調理之料理)的外貌看起來會變好。
此外,本態樣中,較佳為0℃以上60℃以下之元件溫度範圍中,特殊演色評價數R8、特殊演色評價數R9、特殊演色評價數R14、特殊演色評價數R15當中之至少一者之最大值位於元件溫度10℃以上30℃以下之範圍。此時,對人類而言適當之環境溫度下食品的外貌看起來會提升。例如,當演色評價數R8與特殊演色評價數R9當中之至少一者之最大值位於元件溫度10℃以上30℃以下之範圍時,帶 有紅色之肉類的外貌看起來會提升。此外,當特殊演色評價數R14之最大值位於元件溫度10℃以上30℃以下之範圍時,帶有葉之藍色之蔬菜類或水果類的外貌看起來會提升。此外,當特殊演色評價數R15之最大值位於元件溫度10℃以上30℃以下之範圍時,帶有白色之蔬菜類及人類肌膚本來的顏色的外貌看起來會提升。
此外,本態樣中,0℃以上30℃以下之元件溫度範圍中,較佳為滿足以下條件:平均演色評價數Ra、特殊演色評價數R8、特殊演色評價數R14、特殊演色評價數R15當中之至少一者,其最大值與其最小值的比為0.8以上,且其值為70以上。此時,涵蓋對人類而言適當之環境溫度至食品被低溫保存時之環境溫度,皆維持著高演色性。因此,當食品被消費時與食品被保存時,對食品顏色的色相而言不易產生變化。因此,觀察食品者可根據食品的外觀而正確地判斷食品的狀態。此外,對觀察食品者而言不易產生精神上的不協調感。
此外,0℃以上30℃以下之元件溫度範圍中,較佳為特殊演色評價數R9之最大值與其最小值的比為0.75以上。此外,元件溫度0℃以上30℃以下之範圍中,較佳為特殊演色評價數R9之值為40以上。此時,涵蓋對人類而言適當之環境溫度至食品被低溫保存時之環境溫度,特殊演色評價數R9皆充分地高度維持。藉此,當帶有紅色之肉類等食品被消費時與該食品被保存時,對該食品顏色的色相而言不易產生變化。因此,觀察帶有紅色之肉類等食品者可根據食品的外觀而正確地判斷食品的狀態。藉此,使得食 品的衛生管理變得容易。
此外,正面方向的發光色u’v’色度圖,較佳為元件溫度0℃時之u’及v’值較元件溫度25℃時之u’及v’值更大。此時,低溫下受到有機電致發光元件1之發光照射之食品類會產生整體上帶有紅色的傾向。因此,低溫下觀察食品者受到源自該食品之冰冷的印象這樣的心理上的作用會減輕。
此外,較佳為元件溫度0℃時之發光色的色溫度較元件溫度25℃時之發光色的色溫度來得低。此時,受到有機電致發光元件1之發光照射之食品類會產生整體上帶有紅色的傾向。因此,低溫下觀察食品者受到源自該食品之冰冷的印象這樣的心理上的作用會減輕。
如上所述,本態樣之有機電致發光元件1於低溫下至室溫下可發揮高演色性。因此,本態樣之有機電致發光元件1於涵蓋低溫下至室溫下之寬廣的溫度範圍中,可在各種使用條件下,因應各種使用目的而廣泛地適用。特別是本態樣之有機電致發光元件1於低溫下至室溫下係適合於食品的照明。
上述第三態樣之有機電致發光元件1的發光特性,例如當有機電致發光元件1具備含有螢光發光性摻雜劑之藍色域發光層21、含有螢光發光性摻雜劑之綠色域發光層22、含有磷光發光性摻雜劑之紅色域發光層23、及含有磷光發光性摻雜劑之綠色域發光層24來作為發光層2時,可利用該等含有螢光發光性摻雜劑之發光層與含有磷光發光性摻雜劑之發光層的發光強度之溫度依存性的不同而得以 實現。圖9表示螢光發光性發光層的發光強度(含有螢光發光性摻雜劑之藍色域發光層21的發光強度與含有螢光發光性摻雜劑之綠色域發光層22的發光強度所累計之值)、與磷光發光性發光層的發光強度(含有磷光發光性摻雜劑之紅色域發光層23的發光強度與含有磷光發光性摻雜劑之綠色域發光層24的發光強度所累計之值)在元件溫度變更時的相對值之例。由此觀之,0℃以上30℃以下之元件溫度範圍中,螢光發光強度存在有局部最大值(極大值),而磷光發光強度則相對於元件溫度的增加而一致地減少。此時,藉由設計成使螢光發光強度之溫度依存性及磷光發光強度之溫度依存性減小,而可將演色評價數R8、特殊演色評價數R9、特殊演色評價數R14、及特殊演色評價數R15之最大值維持於10℃以上30℃以下之元件溫度範圍。此外,當元件溫度降低時,磷光發光強度與螢光發光強度相比會大幅地增加。伴隨於此,發光光譜整體中紅色域成分會相對地變強,結果使得發光色會帶有紅色。藉此,會造成低溫下發光色u’值及v’值的增加、以及發光色的色溫度的降低。
〔第四態樣〕
本態樣之有機電致發光元件係具有以下特性:元件溫度5℃以上60℃以下之範圍中平均演色評價數Ra的最大值係位於元件溫度15℃以上35℃以下之範圍;元件溫度5℃以上60℃以下之範圍中特殊演色評價數R10、特殊演色評價數R11、特殊演色評價數R12、及特殊演色評價數R13當中之至少一者之最大值係位於元件溫度5℃以上35℃以下之範圍。
本態樣之有機電致發光元件中,較佳為元件溫度5℃以上60℃以下之範圍之特殊演色評價數R10、特殊演色評價數R11、特殊演色評價數R12、及特殊演色評價數R13當中之至少一者之最大值位於元件溫度15℃以上35℃以下之範圍。
本態樣之有機電致發光元件中,平均演色評價數Ra、特殊演色評價數R10、特殊演色評價數R11、特殊演色評價數R12、及特殊演色評價數R13當中之至少一者滿足以下條件較佳:元件溫度5℃以上25℃以下之範圍之其最大值與其最小值的比為0.8以上,且其值為70以上。
本態樣之有機電致發光元件中,較佳為:元件溫度5℃時特殊演色評價數R13、特殊演色評價數R11、特殊演色評價數R10、及特殊演色評價數R12按照此順序依次減小;且元件溫度5℃時之特殊演色評價數R13、平均演色評價數Ra、特殊演色評價數R12按照此順序依次減小。
本態樣之有機電致發光元件中,元件溫度5℃時特殊演色評價數R13、特殊演色評價數R10、特殊演色評價數R12按照此順序依次減小;元件溫度5℃時特殊演色評價數R13、特殊演色評價數R11、特殊演色評價數R12按照此順序依次減小;元件溫度5℃時特殊演色評價數R13、平均演色評價數Ra、特殊演色評價數R12按照此順序依次減小,亦佳。
本態樣之有機電致發光元件中,與構成上述有機電致發光元件之複數層之積層方向一致之方向的發光色u’v’色度圖,較佳為元件溫度5℃時之u’值較元件溫度25℃時之u’ 值更為減少,且元件溫度5℃時之v’值較元件溫度25℃時之v’值更為增加。
本態樣之有機電致發光元件中,較佳為元件溫度5時之發光色的色溫度,較元件溫度25℃時之發光色的色溫度來得高。
本態樣之有機電致發光元件中,與構成上述有機電致發光元件之複數層之積層方向一致之方向的發光色u’v’色度圖,元件溫度5℃時之u’值較元件溫度25℃時之u’值更為增加,且元件溫度5℃時之v’值較元件溫度25℃時之v’值更為增加,亦佳。
本態樣之有機電致發光元件中,元件溫度5時之發光色的色溫度,較元件溫度25℃時之發光色的色溫度來得低,亦佳。
依據本態樣,可獲得一種同時適於低溫下食品照明、室溫下室內照明之有機電致發光元件及照明器具。
以下針對本態樣之有機電致發光元件進行進一步詳述。
本態樣之有機電致發光元件1係具有以下特性:在5℃以上60℃以下之元件溫度範圍中,使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度為位於15℃以上35℃以下之範圍。室溫一般而言在20℃(稱為標準室溫)左右較舒適,但一日之內會有所變動,亦會隨著季節變動。在室內有著具有各種色彩的物品,故室內照明中演色性為平均演色性之議論並無不當。如本態樣之使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度若位於15℃以上35℃以下之範圍,則當有機電致 發光元件1適用於室內照明用途時,室溫較低的早上至溫度上升的白天之間的演色性的絶對性變動幅度會變小。因此受到有機電致發光元件1所發射出之光照射之對象物的外貌看起來會變好。使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度,若考量到驅動時因發熱而自室溫上升,則特別以25℃或其附近較佳。
於室溫實現高的平均演色評價數Ra為本態樣的目的之一,但元件溫度會因上述的發熱而變得較環境溫度高。例如,當元件溫度高出環境溫度5℃,相當於室溫之溫度為10℃~30℃時,則元件溫度以15℃~35℃為宜。此外,人感到舒適之溫度為20℃左右,故更理想而言元件溫度較佳為25℃。
此外,本態樣之有機電致發光元件1係具有以下特性:元件溫度5℃以上60℃以下之範圍中特殊演色評價數R10(黃)、特殊演色評價數R11(綠)、特殊演色評價數R12(藍)、及特殊演色評價數R13(西洋人的膚色)當中之至少一者之最大值位於元件溫度5℃以上35℃以下之範圍。
當有機電致發光元件1具有上述演色性時,低溫下受到有機電致發光元件1所發射出之光照射之食品類的外貌看起來會變好。例如當特殊演色評價數R11、特殊演色評價數R12等高時,葉類蔬菜、青蕉等的外貌會提升;當特殊演色評價數R10、特殊演色評價數R11等高時,綠黃色蔬菜等的外貌會提升;當特殊演色評價數R13等高時,蘿蔔等白色佔優勢之物的外貌會提升。若特殊演色評價數R10、特殊演色評價數R11、特殊演色評價數R12、及特殊 演色評價數R13當中任一者滿足上述條件,則低溫下可使食品類的外貌看起來變好。從提升複數種食品類的外貌來促進消費者的購買意願等觀點而言,較佳為特殊演色評價數R10、特殊演色評價數R11、特殊演色評價數R12、及特殊演色評價數R13當中複數個滿足上述條件,特別是該等當中所有皆滿足上述條件則更佳。此外,低溫下保存食品類時,往往會與價標或商品說明用標籤等食品類以外之物合併配置。因此,為了亦提升該等食品類以外之物的外貌,較佳為即使低溫下平均演色評價數Ra亦高。
有機電致發光元件1之演色評價數及特殊演色評價數之演色性的評價係根據JIS Z8726。
元件溫度5℃以上60℃以下之範圍中,有機電致發光元件1中特殊演色評價數R10(黃)、特殊演色評價數R11(綠)、特殊演色評價數R12(藍)、及特殊演色評價數R13(西洋人的膚色)當中之至少一者之最大值,其位於元件溫度15℃以上35℃以下之範圍亦佳。當生鮮食品類等以展示箱等食品保管裝置保存時,為了方便生鮮食品類用取出,通則上係將食品保管裝置的開口設計成較寬,食品保管裝置中之照明器具並非僅照射保存於低溫之食品類,亦常常照射位於食品保管裝置開口周邊之室溫附近溫度的區域。總之,當一個食品保管裝置中設置有複數個照明器具時,視設置場所的不同,器具周圍的溫度有時可為低溫,有時亦可接近室溫。上述情形中,較佳為平均演色評價數Ra與特殊演色評價數R10、特殊演色評價數R11、特殊演色評價數R12、及特殊演色評價數R13當中之至少一者均 在低溫至室溫之廣範圍中為高值。其理由在於,一種規格的元件可適用寬廣的溫度範圍,減少品項數目以達成低成本化。此外,得以抑制食品類的外貌隨著溫度而變化之情事則更佳。因此,如上所述,較佳為平均演色評價數Ra與特殊演色評價數R10、特殊演色評價數R11、特殊演色評價數R12、及特殊演色評價數R13當中之至少一者具有同等的溫度依存性。
此外,若有機電致發光元件1之平均演色評價數Ra、特殊演色評價數R10、特殊演色評價數R11、特殊演色評價數R12、及特殊演色評價數R13當中之至少一者滿足以下條件則較佳:於元件溫度5℃以上25℃以下之範圍之最大值與最小值的比為0.8以上,且該元件溫度範圍之值為70以上。若平均演色評價數Ra、特殊演色評價數R10、特殊演色評價數R11、特殊演色評價數R12、及特殊演色評價數R13當中之複數個滿足上述條件則更佳,若所有皆滿足上述條件則最佳。此時,涵蓋低溫下至室溫下,被有機電致發光元件1照射到之食品類的外貌會提升且外貌的差會變小。換言之,廣溫度範圍中被有機電致發光元件1照射到之食品類的外貌會提升,且有機電致發光元件1可發揮與演色AA之螢光燈相同程度,或甚至發揮更為良好的演色性。
此外,元件溫度5℃時之有機電致發光元件1之特殊演色評價數R13、特殊演色評價數R10、特殊演色評價數R12,較佳為按照此順序依次減小;元件溫度5℃時之有機電致發光元件1之特殊演色評價數R13、特殊演色評價數R11、特 殊演色評價數R12,較佳為按照此順序依次減小;元件溫度5℃時之有機電致發光元件1之特殊演色評價數R13、平均演色評價數Ra、特殊演色評價數R12,較佳為按照此順序依次減小。此時,藉由有機電致發光元件1定位地照射生鮮食品類,或有機電致發光元件1之照明的正下方配置有生鮮食品類時,生鮮食品類的外貌會進一步提升。換言之,若有機電致發光元件1具有上述演色性,則低溫下用以提高食品類衛生上清潔的印象,對重要的白色外貌造成影響之特殊演色評價數R13(西洋人的膚色)會特別變高。承上所述,會對品種多且市場規模大這方面之重要的葉類的外貌造成影響之特殊演色評價數R11(綠)、會對特殊演色評價數R11(綠)與綠黃色蔬菜的外貌造成影響之特殊演色評價數R10(黃)會變高。會對品種相對較少的藍色食品類的外貌造成影響之特殊演色評價數R12(藍)會相對地變低。如上所述,低溫下食品類的照明中,越是優先度高的評價數,其值越高,因此低溫下食品類的外貌綜合上為優異者。此外,平均演色評價數Ra之值若位於值最大之特殊演色評價數R13之值與值最小之特殊演色評價數R12之值之間,則可使與食品類一起配置之價標或商品說明的黑白標示的外貌看起來非常好,且亦可提升食品類的外貌。
此外,元件溫度5℃時之有機電致發光元件1之特殊演色評價數R13、特殊演色評價數R11、特殊演色評價數R10、及特殊演色評價數R12,較佳為按照此順序依次減小;以及元件溫度5℃時之有機電致發光元件1之特殊演色評價數R13、平均演色評價數Ra、特殊演色評價數R12,較佳為 按照此順序依次減小。此時,藉由有機電致發光元件1定位地照射生鮮食品類,或有機電致發光元件1之照明的正下方配置有生鮮食品類時,生鮮食品類的外貌會進一步提升。換言之,若有機電致發光元件1具有上述演色性,則低溫下用以提高食品類衛生上清潔的印象,對重要的白色外貌造成影響之特殊演色評價數R13(西洋人的膚色)會特別變高。承上所述,會對品種多且市場規模大這方面之重要的葉類的外貌造成影響之特殊演色評價數R11(綠)會變高。承上所述,會對特殊演色評價數R11(綠)與綠黃色蔬菜的外貌造成影響之特殊演色評價數R10(黃)會變高。會對品種相對較少的藍色食品類的外貌造成影響之特殊演色評價數R12(藍)會相對地變低。如上所述,低溫下食品類的照明中,越是優先度高的評價數,其值越高,因此低溫下食品類的外貌綜合上為優異者。此外,平均演色評價數Ra之值若位於值最大之特殊演色評價數R13之值與值最小之特殊演色評價數R12之值之間,則可使與食品類一起配置之價標或商品說明的黑白標示的外貌看起來非常好,且亦可提升食品類的外貌。
關於有機電致發光元件1之正面方向的發光色u’v’色度圖(CIE 1976 UCS色度圖)之座標u’、v’,元件溫度5℃時之u’值較元件溫度25℃時之u’值更為減少,且元件溫度5℃時之v’值較元件溫度25℃時之v’值更為增加亦佳。所謂正面方向,係指與構成有機電致發光元件1之複數層之積層方向一致之方向。此時,越低溫則有機電致發光元件1之發光色越帶有藍色。因此,對受到有機電致發光元件1 所發射出之光照射之食品類加以觀察者,亦會觀察源自有機電致發光元件1之帶有藍色之發光色,該發光色會造成觀察者心理上的影響,賦予觀察者食品類被保持在低溫或被潔淨地保存等印象。
元件溫度5℃時之有機電致發光元件1之發光色的色溫度,較元件溫度25℃時之有機電致發光元件1之發光色的色溫度來得高亦佳。此時,越低溫則有機電致發光元件1之發光色越帶有藍色。因此,低溫下對照射到有機電致發光元件1所發射出之光之食品類加以觀察者,亦會觀察源自有機電致發光元件1之帶有藍色之發光色。該發光色會造成觀察者心理上的影響,賦予觀察者食品類被保持在低溫或被潔淨地保存等印象。
元件溫度5℃時之u’值較元件溫度25℃時之u’值更為減少,元件溫度5℃時之v’值較元件溫度25℃時之v’值更為增加,且元件溫度5℃時之有機電致發光元件1之發光色的色溫度較元件溫度25℃時之有機電致發光元件1之發光色的色溫度來得高亦佳。
正面方向的發光色u’v’色度圖,元件溫度5℃時之u’值較元件溫度25℃時之u’值更為增加,且元件溫度5℃時之v’值較元件溫度25℃時之v’值更為增加亦佳。此時,低溫下有機電致發光元件1所發射出之光中,綠色及藍色會變強。因此,對受到有機電致發光元件1所發射出之光照射之食品類加以觀察者,亦會觀察源自有機電致發光元件1之帶有綠色及藍色之發光色。該發光色會造成觀察者心理上的影響,賦予觀察者食品類被保持在低溫或被潔淨地保 存等印象。
元件溫度5℃時之發光色的色溫度較元件溫度25℃時之發光色的色溫度來得低亦佳。此時,低溫下帶有紅色之食品受到有機電致發光元件1所發射出之光照射時,將食品之食材保存於低溫時外貌看起來會變好。
正面方向的發光色u’v’色度圖,元件溫度5℃時u’值較元件溫度25℃時之u’值更為增加,元件溫度5℃時v’值較元件溫度25℃時之v’值更為增加,且元件溫度5℃時之發光色的色溫度較元件溫度25℃時之發光色的色溫度來得低亦佳。
本態樣之有機電致發光元件1,在室溫下適合通常的室內照明,在低溫下適合食品類的照明,上述室溫至低溫之不同的使用目的、使用條件,可藉由一種類的有機電致發光元件1來實現。因此,視用途及視條件而不需要有機電致發光元件1的開發及生產,而可達成低成本化。
上述本態樣之有機電致發光元件1,可藉由以下方式實現。
第一發光單位11內部係分別於第一電極15側配置有藍色域發光層21,於第二電極16側配置有第一綠色域發光層22。第二發光單位12內部係分別於第一電極15側配置有紅色域發光層23,於第二電極16側配置有第二綠色域發光層24。
如上所述,第一綠色域發光層22係含有螢光發光性摻雜劑,第二綠色域發光層24係含有磷光發光性摻雜劑。磷光發光性摻雜劑因係由三重態狀態發光,故與僅由一重態 狀態發光之螢光發光性摻雜劑相比,具有約4倍高的發光效率,理想上可成為內部量子效率100%之高效率發光。
此外,綠色摻雜劑當中,磷光發光性摻雜劑的發光效率係較螢光發光性摻雜劑之溫度依存性更大,其值係如圖2所示,高溫下與螢光發光性摻雜劑相比大幅地降低。其原因在於磷光發光性摻雜劑的熱去活化較大。
利用上述綠色磷光發光性摻雜劑的特性,可設計室溫下與低溫下之各演色性。換言之,本態樣中,有機電致發光元件1係同時具備含有螢光發光性摻雜劑之綠色域發光層22與含有磷光發光性摻雜劑之綠色域發光層24,並利用該等綠色域發光層22、24的溫度依存性的不同,來實現室溫下與低溫下其分別最適合的演色性。
例如,圖2所示之圖表中,螢光發光性摻雜劑與磷光發光性摻雜劑之發光效率受到溫度影響而變化較小的溫度區域若位於室溫附近,則發光光譜整體中綠色域成分的強度會變強。配合該綠色的強度來設計紅色域發光層23與藍色域發光層21的發光強度,可達成室溫下之平均演色性變得非常高之設計。然後,低溫域中,當磷光發光性摻雜劑的發光效率與室溫相同程度或較其提升時,發光光譜整體中綠色域成分的強度與室溫下相比會維持相同程度或相對地提升。伴隨於此,發光光譜會維持與室溫下相同程度,或發光色會帶有藍色。
藉此,可使特殊演色評價數R10、特殊演色評價數R11、特殊演色評價數R12、及特殊演色評價數R13之最大值調整於元件溫度5℃以上35℃以下之範圍、或進而元件 溫度15℃以上35℃以下之範圍。此外,元件溫度5℃以上25℃以下之範圍中,可使平均演色評價數Ra、特殊演色評價數R10、特殊演色評價數R11、特殊演色評價數R12、及特殊演色評價數R13調整成整體上變高且其溫度變化減小。此外,元件溫度5℃時,可使特殊演色評價數R13、特殊演色評價數R11、特殊演色評價數R10、及特殊演色評價數R12調整成按照該順序依次減小,且特殊演色評價數R13、平均演色評價數Ra、特殊演色評價數R12調整成按照該順序依次減小。演色性之值係根據發光光譜的形狀所算出,故各種演色性的溫度變化係歸結於發光光譜形狀的溫度變化。本案發明人發現,藉由採用如圖11所示之特別是伴隨著元件溫度的降低,綠色域的光譜強度會增加,藍色域的強度會持平,紅色域的強度會若干降低之元件構成,可實現上述各種演色性的溫度變化。例如,從元件溫度25℃之平均演色評價數Ra高的狀態變化至元件溫度為5℃之低溫時,綠色域的強度會變高,藍色域的強度會持平,而紅色的強度會下降(圖11)。因此,相對上紅色域的強度會下降,結果使得強調白色之演色性(例如特殊演色評價數R13)變高。此外,本態樣中,為了使各式各樣色彩之物的外貌看起來更好,紅、綠、藍的三原色當中色彩出現度數較低的藍色的特殊演色評價數(R12)的絶對值受到抑制,是以平均演色評價數Ra或特殊演色評價數R13會提升。因此,在5℃係成立R13>Ra>R12之關係。
此外,伴隨著元件溫度的降低,造成發光色之u’值的減少與v’值的增加、發光色之色溫度的上升。
或者,伴隨著元件溫度的降低,造成發光色之u’值的增加與v’值的增加、發光色之色溫度的降低。
此外,伴隨著元件溫度的降低,造成發光色之u’值的減少與v’值的增加、發光色之色溫度的上升。藉此達成:元件溫度5℃時之u’值較元件溫度25℃時之u’值更為減少,同時元件溫度5℃時之v’值較元件溫度25℃時之v’值更為增加,且元件溫度5℃時之有機電致發光元件1之發光色的色溫度較元件溫度25℃時之有機電致發光元件1之發光色的色溫度來得高。
此外,亦可達成:元件溫度5℃時正面方向的發光色u’v’色度圖之u’值較元件溫度25℃時之u’值更為增加,同時元件溫度5℃時之v’值較元件溫度25℃時之v’值更為增加,且元件溫度5℃時之發光色的色溫度較元件溫度25℃時之發光色的色溫度來得低。
具備發射出紅色域之光之發光層2、發射出綠色域之光之發光層2、及發射出藍色域之光之發光層2之有機電致發光元件1中,為了設計發光光譜以發揮對應元件溫度之演色性,有效方法為控制發射出綠色域之光之發光層2的發光強度。其理由在於,綠色域為可見光光譜中中等程度的波長域,且發射出綠色域之光之發光層2的發光光譜的曲線之周邊係與長波長側之紅色域及短波長側之藍色域重疊。藉此,當從發射出綠色域之光之發光層2所發射出之光的強度變化而使綠色域發光強度變化時,其所對應之長波長側之紅色域及短波長側之藍色域發光強度亦受到影響。因此,主要含有紅與綠成分,而次要含有藍成分之膚 色、或位於綠與藍的中間之青綠等各式各樣演色性之值,可藉由發射出綠色域之光之發光層2的發光強度而有效地控制。總之,並不進行調整紅、綠、藍之各摻雜劑的種類或發光層2的膜厚而獨立出各色之發光層2所發射出之光加以最佳化,而係主要考量調整發射出綠色域之光之發光層2的發光強度,使藍與紅伴隨綠而加以調整,藉此可實現有機電致發光元件1之各式各樣演色性以及演色性的溫度依存性。
首先,採用平均演色評價數Ra於元件溫度15℃~35℃具有最大值之構成,其構成的元件,於元件溫度15℃~35℃之範圍中某溫度(例如25℃)時之發光光譜的波形所算出之色溫度會位於色溫度曲線上,並且發光光譜中綠色域的相對強度於低溫側較高,於高溫側較低。如此一來,發光色之u’v’色度圖(CIE 1976 UCS色度圖)上的點,會成為由低溫往高溫移動時穿越色溫度曲線之形狀。若以平均演色評價數Ra來計算該光譜變化,則平均演色評價數Ra於室溫附近具有峰值。
元件溫度越低,則激子的移動距離越不受到散射而會變長,從綠色域發光層24往紅色域發光層23的能量遷移會變得越大。因此,當元件溫度低時平均演色評價數Ra成為最大值的情形,紅色域發光層23/第二綠色域發光層24的膜厚比以較小者為佳。另一方面,使平均演色評價數Ra成為最大值之元件溫度越高,紅色域發光層23/第二綠色域發光層24的膜厚比以較大者為佳。
綠色域發光強度之溫度依存性可藉由調整第二發光單 位12中紅色域發光層23與第二綠色域發光層24的厚度比、摻雜劑濃度等來控制。第二綠色域發光層24中之磷光發光性摻雜劑,即使單獨使用於高溫時熱去活化會變大使得綠色域發光強度降低。然而,當第二綠色域發光層24與紅色域發光層23連接時,會造成高溫下綠色域發光強度更為降低,亦即低溫下綠色域發光強度相對地提升。該發光強度降低的發生原因,推定機制係示於圖3。鄰接紅色域發光層23之第二綠色域發光層24中,激子的能量並非皆引起綠色發光,該激子的能量地一部分會遷移至紅色域發光層23內的摻雜劑或主體材料中,最後於紅色域發光層23內引起紅色域的發光。因磷光發光時激子係由三重態遷移,故激子壽命一般而言會較螢光材料更長,因此從含有磷光發光性摻雜劑之第二綠色域發光層24往紅色域發光層23的能量的遷移會明顯地顯現。從第二綠色域發光層24往紅色域發光層23遷移之能量的量可藉由調整激子壽命、激子的移動距離、摻雜劑濃度等而獲得控制。
例如第二綠色域發光層24的厚度越厚,從第二綠色域發光層24往紅色域發光層23的激子移動距離亦變得越長,故能量的遷移量變得越少。此外,紅色域發光層23的厚度越小,以及紅色域發光層23內摻雜劑的濃度越低,則從綠色域發光層22往紅色域發光層23的能量越不容易遷移。此外,除了上述以外,因高溫下綠色域發光的熱去活化會變大,相反地,低溫下綠色域的光譜強度會相對地上升故綠色域的光譜強度會降低。因此,低溫下對於紅色之綠色域的光譜之相對強度增加的效果會顯現。是以,藉由 調整第二綠色域發光層24的厚度、紅色域發光層23的厚度、紅色域發光層23內摻雜劑的濃度等,可達成以下設計:充分抑制低溫下從第二綠色域發光層24往紅色域發光層23的能量的遷移,使綠色域發光強度充分提高;同時高溫下從該第二綠色域發光層24往紅色域發光層23有足夠量的能量遷移使綠色域發光強度變低,或高溫下綠色域的發光因熱去活化而降低。
例如,當第二綠色域發光層24的厚度變大時,高溫下第二綠色域發光層24之熱去活化的影響變大使綠色域的強度減少,而低溫下相對使紅色域或藍色域的強度的比例減少。相反地,當第二綠色域發光層24的厚度變小時,第二綠色域發光層24之熱去活化的影響相對上變小,且從第二綠色域發光層24往紅色域發光層23的能量的遷移比例變大,因此紅色域的強度會變高。當第二綠色域發光層24過薄時,即使在室溫往紅色域發光層23的能量的遷移會過大,使得在室溫下無法獲得高的平均演色性。另一方面,當紅色域發光層23的厚度變大時紅色域的強度會上升,而當其厚度變小時紅色域的強度會下降。考量上述特性,可設定第二綠色域發光層24及紅色域發光層23的最佳厚度以及厚度比。特別是,紅色域發光層23的厚度較佳為調整成位於第二綠色域發光層24的厚度的2%以上15%以下之範圍。磷光發光的激子的移動距離通常為20nm以上60nm以下,故考量到從第二綠色域發光層24往紅色域發光層23的能量遷移,第二綠色域發光層24的厚度較佳為與其相同程度,亦即20nm以上60nm以下。
從光學設計的觀點而言,當紅色域發光層23與第二綠色域發光層24的總計厚度為一定之值時,有機電致發光元件1整體的總厚度保持在光學上最佳厚度之狀態下,可控制紅色域發光層23與第二綠色域發光層24的發光強度比,使設計自由度變高。換言之,可達成驅動電壓低且高效率的元件設計。因此,較佳為於上述膜厚範圍中選擇各別的膜厚。
此外,當紅色域發光層23之摻雜劑濃度變得過高時,因濃度消光發光效率會下降,但對於接受來自第二綠色域發光層24的能量遷移方面摻雜劑濃度越高越有利。考量該等的平衡來設定最佳值。特別是,紅色域發光層23內之摻雜劑濃度較佳為調整成位於0.2質量%以上10質量%以下之範圍。濃度消光特別是當使用磷光摻雜劑的情形會明顯地顯現。其理由在於,磷光的激子壽命較長,摻雜劑間激子的能量移動/熱去活化容易發生。
具體上元件設計時,例如可藉由根據紅色域、藍色域、綠色域的各發光層2所使用之摻雜劑單獨的光致發光(PL)光譜之模擬實驗,來分離元件的白色發光光譜。此時,在計算對某溫度之演色性之各色的光譜的貢獻方面,首先將元件的白色發光光譜分離為紅色域、藍色域、綠色域光譜。接著,求出上述各色的光譜的大小(例如光譜的內部面積),藉此可先算出某溫度下白色光譜所占之各色的光譜的面積%。然後,將各種溫度之白色光譜利用上述手法分離為RGB,藉此可求出各色光譜的面積%的溫度變化。最後,可利用各個要素的溫度變化的資料,以多元回歸的手法加 以近似,從各要素(亦即各色的面積%之溫度變化的大小)的貢獻度求出由白色光譜本身所算出之演色性與上述各色的面積%的關係。換言之,將演色性的溫度變化設為Y,各色的光譜的溫度變化設為Rx、Gx、Bx時,Y=α×Rx+β×Gx+γ×Bx+(常數項)
(α、β、γ為係數)
計算近似上述式時之Rx、Gx、Bx對Y的貢獻度即可。
亦可取代成上述紅色域發光層23與第二綠色域發光層24之設計,或除此之外採用其他的手法,來控制演色性。
例如,藉由選擇構成第一發光單位11、第二發光單位12、中間層13等之有機材料,可控制演色性。該等有機材料的電荷移動度(電洞移動度或電子移動度)係具有溫度依存性。利用上述電荷移動度之溫度依存性,可控制發光光譜之溫度依存性。
例如藉由選擇有機材料,使得高溫下有機電致發光元件1中之載波平衡取得最大值之處調整成位於第一發光單位11附近。藉此,高溫下第二綠色域發光層24的發光強度會被抑制,相對地低溫下第二綠色域發光層24的發光強度會上升。一般而言有機材料的電荷移動度越高溫則越增加,例如當第一發光單位11所使用之電洞輸送材料之電洞移動度的溫度變化相對上較小,第二發光單位12所使用之電子輸送材料之電子移動度的溫度變化相對上較大時,高溫下第一發光單位11所發射出之光會變強,故第二綠色域發光層24的發光強度會被抑制。
有機電致發光元件1的構造並不侷限於上述之例。例 如,發光單位的數量可為1個,亦可為3個以上。當發光單位的數量增加時,即使相同的電流量仍可獲得對應單位數量之高發光效率。此外,有機電致發光元件1的總膜厚度變大,使得異物或基板14之微細凹凸所致之電極間的短路、漏電流所致之缺陷等被抑制,而提升良率。進而,複數個發光單位的各個具有單數或複數個發光層2,使得有機電致發光元件1整體的發光層2的數量增加。元件的面內不均,或視野角的亮度或色度、演色性的不均,主要係起因於有機電致發光元件1內的光學干渉的歧異。因此,當有機電致發光元件1內之發光層2的總數增加時,光學干渉平均化的程度會變高,而降低該等的性能不均。不僅發光層2的數量,隨著發光層2在元件內之位置亦會使干渉條件改變,故較佳為配合該等來設計。此外,當發光色域相同而發光層2的數量較多時,通電時壽命特性的變化亦會平均化,故亦可獲得抑制壽命不均的效果。
此外,當有機電致發光元件具備複數個發光單位時,一個個發光單位可具備所有之紅色域、綠色域、藍色域之發光層2,或選擇性具備。因此,發光層2的種類與總數變多,使得光譜的設計自由度、亦即演色性的設計自由度變大,而成為適合於本態樣之演色性的設計者。
一個發光單位中發光層2的數量亦未特別限制,可為1個,亦可為2個以上。此外,上述有機電致發光元件1的構造中,第一發光單位11中發光層2的構造與第二發光單位12中發光層2的構造亦可替換。
第一綠色域發光層22與第二綠色域發光層24中之摻 雜劑亦可均為磷光發光性摻雜劑。此時,綠色域發光強度的溫度變化變得更大,使得演色性的溫度變化變得更大。上述有機電致發光元件1例如可適用在更積極利用演色性之溫度變化的用途。若使用發光強度之溫度依存性大的螢光發光性摻雜劑,則發射出綠色域之光之發光層2中之摻雜劑亦可僅為螢光發光性摻雜劑(例如第一綠色域發光層22與第二綠色域發光層24中之摻雜劑均為螢光發光性摻雜劑)。亦即,有機電致發光元件1至少具備一層發射出綠色域之光、發光強度之溫度依存性高、高溫下發光強度會降低而相對地低溫下發光強度會上升之發光層2即可。
此外,發光光譜的形狀係如上所述最容易因發射出綠色域之光之發光層2的發光強度而受到調整,但例如即使當有機電致發光元件1具備磷光發光之紅色域發光層2與螢光發光之紅色域發光層2時,仍可獲得調整演色性的溫度變化之一定的效果。
有機電致發光元件1較佳為分別具備一個以上之發射出綠色光之發光層2、發射出紅色光之發光層2、及發射出藍色光之發光層2。然而,只要可利用磷光發光之發光層2的發光特性之溫度依存性來實現本發明之有機電致發光元件1,則亦可採用發射出藍色光之發光層2與發射出黃色光之發光層2形成之組合、發射出藍色光之發光層2與發射出橘色光之發光層2與發射出紅色光之發光層2所形成之組合等,各種發光層2之組合。
〔照明器具〕
照明器具300係具備有機電致發光元件1、連接有機電 致發光元件1與電源之連接端子、以及保持有機電致發光元件1之框體。圖4~圖6係顯示具備有機電致發光元件之照明器具300之一例。照明器具300係具備:單元31,其具備有機電致發光元件1;框體,其保持該單元31;前面面板32,其放出從單元31照射之光;配線部33,其供給單元31電力。
框體係具備正面側框體34及背面側框體35。正面側框體34係形成框體狀,背面側框體35係形成下面開口的蓋體狀。正面側框體34及背面側框體35係靠在一起而保持單元31。正面側框體34係於連接背面側框體35之側壁的周緣部具有用以貫通導體之引線或連接器等之配線部33之溝,又於下面開口設置有具有透光性之板狀的前面面板32。
單元31係具備:有機電致發光元件1;供電部36,其供給有機電致發光元件1電力;正面側殼體37及背面側元件殼體38,其保持有機電致發光元件1與供電部36。
有機電致發光元件1之基板14上亦形成有:正電極39,其連接第一電極15;負電極40,其連接第二電極16。基板14上亦增設有包覆有機電致發光元件1之密封基板44。組裝有配線部33之一對供電部36係分別接觸正電極39及負電極40,藉此供給有機電致發光元件1電力。
供電部36係具有連接正電極39及負電極40之複數個接點部41,該等各接點部41係受到元件殼體37、38壓接於正電極39及負電極40,而在機械上及電性上以多點的方式連接。接點部41,係將如板狀的銅或不鏽鋼之金屬導電體所構成之供電部36施以彎曲加工而形成波紋狀,該波紋 狀部分的凸側係連接正電極39及負電極40。此外,供電部36除了可為於板狀的金屬導電體上形成波紋狀的接點部41以外,亦可為於例如線狀的金屬導電體上形成線圈狀的接點部41。
元件殼體37、38皆形成蓋體狀。正面側元件殼體37係具有:開口部42,其用以將光從面向有機電致發光元件1之基板14之殼體壁射出;溝部43,其用以將供電部36保持於殼體側壁。元件殼體37、38係由丙烯酸等樹脂形成,藉由相互靠在一起使側壁彼此連接而成為直方體之箱狀,並保持有機電致發光元件1與供電部36。
食品保管裝置係具備用以保存食品而構成之保管器具與照明器具300。照明器具300係具備用以照明保管器具中之食品而構成之有機電致發光元件1。保管器具具體上可列舉展示箱、自助餐式之料理陳列棚等。
於高溫下保存食品之食品保管裝置,較佳為具備加熱器,用以將保存於保管器具之食品加熱保溫。保存溫度較佳為60℃左右,主要用以防止食物中毒。上述食品保管裝置501之一例示於圖7。該食品保管裝置501係具備本體部521與該本體部521上所設置之保管器具511。保管器具511為裝有玻璃的展示箱,其內部設置有棚531。此外保管器具511的頂面固定有照明器具300。藉由該照明器具300使得保管器具511內受到照明。本體部521內部內裝有加熱保管器具511內部之加熱器。
上述食品保管裝置501,係可用於將消費者眼前之食材或經調理之料理以高溫保存、或販賣用。利用上述食品保 管裝置501,藉由將高溫下保存於保管器具511之食品類以具備有機電致發光元件1之照明器具300所發射出之光加以照射,可使食品類的外貌看起來非常好。
於低溫下之食品保管裝置,較佳為具備冷卻器,用以將保存於保管器具之食品冷卻保冷。保存溫度較佳為5℃左右,主要用以防止食物中毒。上述食品保管裝置502之一例示於圖8。該食品保管裝置502為開放式展示箱,食品保管裝置502中之保管器具512具有開口於上方之凹處522。該凹處522內部可保存食品類。保管器具512的兩側部係分別組裝有支持板532、532,其較凹處522突出於上方。凹處522的上方配置有照明器具300,該照明器具300的兩端分別受到二個支持板532、532固定。藉由該照明器具300使得凹處522內部受到照明。保管器具512係內裝有用以冷卻凹處522內部之冷卻器、送風機等。
上述食品保管裝置502,係可用於將消費者眼前之食材或經調理之料理以低溫保存、或販賣用。利用上述食品保管裝置502,藉由將低溫下保存於保管器具512之食品類以具備有機電致發光元件1之照明器具300所發射出之光加以照射,可使食品類的外貌看起來非常好。
[實施例] 〔實施例1〕
於玻璃基板14上形成厚度130nm之ITO膜,藉此形成第一電極15。然後再於第一電極15上以濕式法形成由PEDOT/PSS所構成之厚度35nm的電洞注入層。接著以蒸鍍法依序形成5nm~60nm厚度之電洞輸送層3、藍色域發 光層21(螢光發光)、第一綠色域發光層22(螢光發光)、電子輸送層4。接著再積層層厚15nm之具有Alq3/Li2O/Alq3/HAT-CN6層構造之中間層13。然後再依序形成各層最大50nm膜厚之電洞輸送層3、紅色域發光層23(磷光發光)、第二綠色域發光層24(磷光發光)、電子輸送層4。接著再依序形成由Li膜所構成之電子注入層、由Al膜所構成之第二電極16。紅色域發光層23的厚度設為2.5nm,第二綠色域發光層24的厚度設為40nm。
藍色域發光層21中之摻雜劑之發光光譜的峰值波長為450nm,第二綠色域發光層24中之摻雜劑之發光光譜的峰值波長為563nm,紅色域發光層23中之摻雜劑之發光光譜的峰值波長為620nm。
元件溫度30℃之有機電致發光元件1的發光光譜中,藍(450nm):綠(563nm):紅(623nm)的峰值強度比為1:1.5:2.5。
此外,對於演色性而言重要之XYZ等色函數之X之峰值位置450nm、Y之峰值位置560nm、Z之峰值位置600nm、及在相當於峰值間之谷間之位置500nm之波長下,有機電致發光元件1之發光強度的溫度變化,係如圖10所示。
藉由選擇紅色域發光層23與第二綠色域發光層24之厚度、摻雜濃度等,等色函數之Y之峰值波長560nm附近之光譜強度的溫度變化會變大。等色函數之Y之峰值波長係相當於視感度成為最大之波長的位置。因此,藉由主要控制該560nm之光譜強度,可控制演色性的數值符合設計。在符合等色函數XYZ之峰值位置等之波長下的強度 比,可適當選擇摻雜劑的種類、摻雜劑濃度、發光層2等厚度、發光層2等電荷移動度等而加以設計。
使用分光放射亮度計(CS-2000)測定元件溫度5~60℃之有機電致發光元件1的光譜、各種演色性、發光色,其結果如下所述。
有機電致發光元件1的發光光譜中,當元件溫度變更時,藍(450nm):綠(563nm):紅(623nm)之各峰值強度的相對值(設25℃時為1加以標準化)係如圖11所示。當元件溫度上升時,綠之峰值強度會變化最大,且高溫時會降低最多。亦即,在紅色域峰值強度中最大值對最小值的比、綠色域峰值強度中最大值對最小值的比、以及藍色域峰值強度中最大值對最小值的比當中,以綠色域峰值強度中最大值對最小值的比為最大,且隨著元件溫度的上升綠色域峰值強度會降低。
綠之峰值波長強度與平均演色評價數Ra間的關係示於圖12。兩者若以二次函數進行近似則相關係數為91%,呈現高相關性。若將紅、藍之峰值波長強度亦進行相同的近似,則相關係數在紅的情形為56%,在藍的情形為81%。因此綠之峰值波長強度與平均演色評價數Ra之間的相關性高。
將相同的圖表針對演色評價數R8、特殊演色評價數R9、特殊演色評價數R10、特殊演色評價數R11、特殊演色評價數R12、特殊演色評價數R13、特殊演色評價數R14、及特殊演色評價數R15加以實施,算出相關係數。其結果示於表1。該結果顯示,演色評價數R8、特殊演色評價數 R9、特殊演色評價數R10、特殊演色評價數R11、特殊演色評價數R12、特殊演色評價數R13、特殊演色評價數R14、及特殊演色評價數R15之任一情形,其與綠之峰值波長強度之相關係數較大。因此,利用本實施例之構成,因綠之峰值波長強度的溫度依存性被最佳化,故確認出各種演色性的溫度依存性可簡單調整。
如表1所示,平均演色評價數Ra在元件溫度5℃至60℃之廣範圍中為85以上之高值。其係由於本實施例之有機電致發光元件1具備螢光發光之第一綠色域發光層22與磷光發光之第二綠色域發光層24,利用該等發光強度的溫度依存性而得以實現。平均演色評價數Ra於元件溫度25℃具有峰值,且該平均演色評價數Ra之值為95,可說非常高。元件溫度於5℃至60℃之平均演色評價數Ra的最大值與其最小值之間的差為10%左右,且平均演色評價數Ra的絶對值最低也有86(60℃),獲得了穩定且高的演色性。
演色評價數R8(偏紅的紫)、特殊演色評價數R9(紅)會隨著元件溫度的增加而增加,測定範圍在元件溫度60℃時顯示最大值。元件溫度於60℃之R9之值為元件溫度於25℃時的1.4倍。亦即,於室溫之平均演色評價數Ra高,且於高溫時R9會變高。特殊演色評價數R14、R15均於元件溫度50℃顯示峰值。R9在元件溫度60℃時為最大,但其絶對值為74,較R14與R15低。因此若採取於高溫下稍微抑制R14與R15之設計,則於元件溫度60℃時強調R9之紅色的效果會增加,可獲得心理上食材被賦予溫度的效果。
特殊演色評價數R10、特殊演色評價數R11、特殊演色 評價數R12、及特殊演色評價數R13係與平均演色評價數Ra相同,在元件溫度25℃附近顯示最大值。此外,元件溫度5℃至25℃之範圍中,平均演色評價數Ra、以及特殊演色評價數R10、特殊演色評價數R11、特殊演色評價數R12、及特殊演色評價數R13之任一者,最小值與最大值之比為0.85~0.95,該等評價數的變動幅度非常小,且任一最小值也有71以上。此外,元件溫度5℃之評價數的大小關係為R13>R11>R10>R12之關係。因此,本實施例中室溫下之平均演色評價數Ra特別高,且從低溫至室溫之中,必要之特殊演色評價數係符合優先順序所對應之大小關係,且該等之值亦高。
於恆溫試驗槽中配置電球型螢光燈(R9為25)與本實施例之元件,並配置作為帶有紅色之食材之蕃茄、經調理之 肉料理、及R8與R9之演色性的色票,將元件溫度提升到25℃至60℃然後觀察該等外貌。此時,本實施例之元件中,R9於25℃雖為53,但其已為螢光燈時2倍以上之值。此時,配置之料理或色標的顏色被良好地再現。此外當溫度上升至60℃時,元件的R9上升至74,可再現極為鮮明的顏色。
本實施例之元件當元件溫度為5℃、25℃、及60℃時之色度u’及v’、色溫度、以及使電流密度成為5mA/cm2之所需之外施電壓的變化,係示於表2。
由此觀之,當元件溫度為60℃時,u’增加且v’減少,色溫度在高溫降低。而且外施電壓在高溫降低。因此,本實施例之元件可於高溫下以低電力發射出溫暖之光。
此外,當元件溫度為5℃時,u’減少且v’增加,色溫度在低溫上升。因此,本實施例之元件可於低溫下發射出使人感到清潔感之光。
如上所述,藉由使用本實施例之有機電致發光元件,可實現作為室溫照明用之高平均演色評價數Ra。此外,對於提升高溫環境下及低溫環境下食品或料理的外貌之目的方面,亦可使用相同的元件。亦即,可達成元件的共通化,而可獲得減少開發費、朝向低成本化與照明機器的標準化 之效果。
〔實施例2〕
於玻璃基板14上形成厚度130nm之ITO膜,藉此形成第一電極15。然後再於第一電極15上以濕式法形成由PEDOT/PSS所構成之厚度35nm的電洞注入層。接著以蒸鍍法依序形成5nm~60nm厚度之電洞輸送層3、藍色域發光層21(螢光發光)、第一綠色域發光層22(螢光發光)、電子輸送層4。接著再積層層厚15nm之具有ALq3/Li2O/Alq3/HAT-CN6層構造之中間層13。然後再依序形成各層最大50nm膜厚之電洞輸送層3、紅色域發光層23(磷光發光)、第二綠色域發光層24(磷光發光)、電子輸送層4。接著再依序形成由Li膜所構成之電子注入層、由Al膜所構成之第二電極16。紅色域發光層23的厚度設為5nm、第二綠色域發光層24的厚度設為40nm。藉由以上方式獲得有機電致發光元件1。
對於演色性而言重要之XYZ等色函數之X之峰值位置450nm、Y之峰值位置560nm、Z之峰值位置616nm、及相當於峰值間之谷間之位置500nm之波長下,有機電致發光元件1之發光強度的溫度變化,係如圖13所示。
此外,元件溫度30℃之有機電致發光元件1的發光光譜中,藍(450nm):綠(563nm):紅(623nm)的峰值強度比為1:1.1:1.3。
使用分光放射亮度計(CS-2000)測定元件溫度0~60℃之有機電致發光元件1的光譜、各種演色性、發光色,其結果如下所述。
有機電致發光元件1的發光光譜中,當元件溫度變更時,藍(450nm):綠(563nm):紅(623nm)之各峰值強度的相對值(設25℃時為1加以標準化)係如圖14所示。當元件溫度上升時,綠之峰值強度會變化最大,且高溫時會降低最多。
如表3所示,平均演色評價數Ra在元件溫度5℃至60℃之廣範圍中為85以上之高值。其係由於本實施例之有機電致發光元件1具備螢光發光之第一綠色域發光層22與磷光發光之第二綠色域發光層24,利用該等發光強度的溫度依存性而得以實現。平均演色評價數Ra於元件溫度25℃附近具有峰值,且該平均演色評價數Ra之值亦非常高。元件溫度5℃至60℃之平均演色評價數Ra的最大值與其最小值之間的差很小,且絶對值最低也有90.1(5℃),獲得了穩定且高的演色性。
演色評價數R8(偏紅的紫)、特殊演色評價數R9(紅)會隨著元件溫度的增加而增加,測定範圍在60℃時顯示最大值。亦即,於室溫之平均演色評價數Ra高,且於高溫時R9會變高。
特殊演色評價數R14、R15均於高溫時有稍微降低。R9在元件溫度60℃時為最大,但其絶對值較R14及R15低。因此若採取於高溫下稍微抑制R14與R15之設計,則於元件溫度60℃時強調R9之紅色的效果會增加,可獲得心理上食材被賦予溫度的效果。
特殊演色評價數R10、特殊演色評價數R11、特殊演色評價數R12、及特殊演色評價數R13係與平均演色評價數 Ra相同,在元件溫度25℃附近顯示最大值。此外,元件溫度5℃至25℃之範圍中,平均演色評價數Ra、以及特殊演色評價數R10、特殊演色評價數R11、特殊演色評價數R12、及特殊演色評價數R13之任一者,其最小值與其最大值的變動幅度亦非常小。
此外,元件溫度5℃之評價數的大小關係為R13>R10>R11>R12之關係。
因此,本實施例中室溫下之平均演色評價數Ra特別高,且從低溫至室溫之中,必要之特殊演色評價數係符合優先順序所對應之大小關係,且該等之值亦高。
本實施例之元件當元件溫度為5℃、25℃、及60℃時之色度u’及v’、色溫度、以及使電流密度成為5mA/cm2所需之外施電壓的變化,係示於表4。
由此觀之,當元件溫度為60℃時,u’增加且v’減少,色溫度在高溫降低。因此,本實施例之元件可於高溫下發射出溫暖之光。
此外,當元件溫度為5℃時之發光色的色溫度係較元件溫度為25℃時之發光色的色溫度來得低。
如上所述,藉由使用本實施例之有機電致發光元件,可實現作為室溫照明用之高平均演色評價數Ra。此外,對於提升高溫環境下及低溫環境下食品或料理的外貌之目的方面,亦可使用相同的元件。亦即,可達成元件的共通化,而可獲得減少開發費、朝向低成本化與照明機器的標準化之效果。
1‧‧‧有機電致發光元件
11‧‧‧第一發光單位
12‧‧‧第二發光單位
13‧‧‧中間層
14‧‧‧基板
15‧‧‧第一電極
16‧‧‧第二電極
2‧‧‧發光層
21‧‧‧藍色域發光層
22‧‧‧第一綠色域發光層
23‧‧‧紅色域發光層
24‧‧‧第二綠色域發光層
3‧‧‧電洞輸送層
31‧‧‧單元
32‧‧‧前面面板
33‧‧‧配線部
34‧‧‧正面側框體
35‧‧‧背面側框體
36‧‧‧供電部
37‧‧‧正面側殼體
38‧‧‧背面側元件殼體
39‧‧‧正電極
300‧‧‧照明器具
4‧‧‧電子輸送層
40‧‧‧負電極
41‧‧‧接點部
42‧‧‧開口部
43‧‧‧溝部
44‧‧‧密封基板
501‧‧‧食品保管裝置
502‧‧‧食品保管裝置
511‧‧‧保管器具
512‧‧‧保管器具
521‧‧‧本體部
522‧‧‧凹處
531‧‧‧棚
532‧‧‧支持板
圖1係表示本發明之一實施形態中之有機電致發光元件之層構造之概略的剖面圖。
圖2係表示綠色之磷光發光性摻雜劑與螢光發光性摻雜劑之發光效率的溫度依存性之一例的圖表。
圖3係表示高溫下綠色域發光強度的降低的發生原因之推定機制的推定機制圖。
圖4係表示本發明之一實施形態中之照明器具的剖面圖。
圖5係上述照明器具的分解斜視圖。
圖6係表示上述照明器具中之單元的分解斜視圖。
圖7係表示本發明之一實施形態中之食品保管裝置之一例的斜視圖。
圖8係表示本發明之一實施形態中之食品保管裝置之其他例的斜視圖。
圖9係表示螢光發光性發光層之發光強度與磷光發光性發光層之發光強度在元件溫度變更時的相對值之例的圖表。
圖10係表示本發明之實施例1中之有機電致發光元件在等色函數X之峰值位置450nm、等色函數Y之峰值位置560nm、等色函數Z之峰值位置600nm、及峰值間之谷間位置500nm的波長下發光強度的溫度變化的圖表。
圖11係表示上述實施例1中之有機電致發光元件的發光光譜中藍、綠、及紅之峰值強度的溫度依存性的圖表。
圖12係表示上述實施例1中之有機電致發光元件的發光光譜中綠的峰值波長強度與平均演色評價數Ra之間的關係的圖表。
圖13係表示本發明之實施例2中之有機電致發光元件在等色函數X之峰值位置450nm、等色函數Y之峰值位置560nm、等色函數Z之峰值位置616nm、及峰值間之谷間位置500nm的波長下發光強度的溫度變化的圖表。
圖14係表示上述實施例2中之有機電致發光元件的發光光譜中藍、綠、及紅之峰值強度的溫度依存性的圖表。
1‧‧‧有機電致發光元件
11‧‧‧第一發光單位
12‧‧‧第二發光單位
13‧‧‧中間層
14‧‧‧基板
15‧‧‧第一電極
16‧‧‧第二電極
2‧‧‧發光層
21‧‧‧藍色域發光層
22‧‧‧第一綠色域發光層
23‧‧‧紅色域發光層
24‧‧‧第二綠色域發光層
3‧‧‧電洞輸送層
4‧‧‧電子輸送層

Claims (3)

  1. 一種有機電致發光元件,其具備第一發光單位、第二發光單位、及在該第一發光單位與該第二發光單位之間所夾設之中間層;該第一發光單位係具備發射出藍色域的光之藍色域發光層、與發射出綠色域的光之第一綠色域發光層;該第二發光單位係具備發射出紅色域的光之紅色域發光層、與發射出綠色域的光之第二綠色域發光層,該第二綠色域發光層係積層於該紅色域發光層上,並含有磷光發光性的摻雜劑;該第二綠色域發光層的厚度為20nm以上60nm以下,該紅色域發光層的厚度相對於該第二綠色域發光層的厚度的比率為位於2%~15%之範圍;該有機電致發光元件具有以下特性:發光光譜於紅色域、綠色域、及藍色域具有峰值;在元件溫度於5℃至60℃之範圍中該發光光譜所具有之紅色域峰值強度中最大值對最小值的比、元件溫度於5℃至60℃之範圍中該發光光譜所具有之綠色域峰值強度中最大值對最小值的比、以及元件溫度於5℃至60℃之範圍中該發光光譜所具有之藍色域峰值強度中最大值對最小值的比當中,以綠色域峰值強度中最大值對最小值的比為最大,且在元件溫度於5℃至60℃之範圍中綠色域峰值強度會隨著元件溫度的上升而降低。
  2. 一種照明器具,其係具備如申請專利範圍第1項之有機電致發光元件。
  3. 一種食品保管裝置,其係具備用以保管食品而構成之保管器具、與為了照明該保管器具內部而構成之如申請專利範圍第2項之照明器具。
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