WO2012153603A1 - 燐光発光有機エレクトロルミネッセンス素子及び照明装置 - Google Patents
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Abstract
Description
7.前記第一発光層のホスト材料と第二発光層のホスト材料が、それぞれカルバゾール基又はカルボリン基を有することを特徴とする前記1~6のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
本発明の有機EL素子や該素子に係る化合物の発光色は、「新編色彩科学ハンドブック」(日本色彩学会編、東京大学出版会、1985)の108頁の図4.16において、分光放射輝度計CS-1000(コニカミノルタセンシング社製)で測定した結果を、CIE色度座標に当てはめたときの色で決定される。
次に、本発明に係る有機EL素子の層構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。
(ii)陽極/正孔輸送層/発光層/発光層/電子輸送層/陰極
(iii)陽極/正孔輸送層/発光層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極
(iv)陽極/正孔輸送層/発光層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
(v)陽極/陽極バッファー層/正孔輸送層/発光層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
本発明の有機EL素子においては、発光層は、本発明で規定する要件を満たす構成を有する発光層を2層有する。
本発明に係る発光層は、電極又は電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は積層した発光層の界面近傍であり、発光層と隣接層との界面からは離れていることが特徴である。本発明に係る発光層は、本発明で規定する要件を満たしていれば、その構成には特に制限はない。
次いで、本発明に係る発光ドーパントについて説明する。
本発明に係る燐光発光性ドーパント(燐光ドーパントともいう。)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℃)にて燐光発光する化合物であり、燐光量子収率が、25℃において0.01以上の化合物であると定義されるが、好ましい燐光量子収率は0.1以上である。
本発明において、青色燐光発光性ドーパントの発光層内における濃度分布について説明する。本発明においては、青色燐光発光性発光ドーパントは、前記発光層の陽極側において高濃度に含有されており、陰極側へ向けて低濃度となるように濃度分布を持って存在する。発光層の陽極側端部から発光層中央部まで部分の青色燐光発光性ドーパントの平均含有量が、陰極側端部から発光層中央部までの平均含有量より多ければよいが、好ましくは陽極側端部が最も高濃度であり、陽極側端部から陰極側端部へかけて単調に減少していくのが好ましい。単調に減少するとは該発光層の陽極側端部を除き、極大濃度部分を有さないということである。
ドーパントの深さ方向の分布を計測する方法はいくつかあるが、特定の元素がある場合、動的二次イオン質量分析法が好ましい。D-SIMSは膜内の元素の量を高感度で分析可能でかつ深さ方向の元素の濃度変化を追うことができる。二次イオン質量分析法については、例えば、日本表面科学会「二次イオン質量分析法(表面科学技術選書)」(丸善)等を参考にすることができる。
本発明においては、青色燐光発光性ドーパントが、前記一般式(A)~(C)から選ばれる少なくとも1つの部分構造を有することが好ましい。
次に、発光層に含まれるホスト材料について説明する。
注入層は必要に応じて設けることができ、陽極と発光層又は正孔輸送層の間、及び陰極と発光層又は電子輸送層との間に存在させてもよい。
阻止層は、有機化合物薄膜の基本構成層のほかに必要に応じて設けられるものである。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、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層又は複数層設けることができる。
電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する材料からなり、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。電子輸送層は単層又は複数層設けることができる。
本発明の有機EL素子に適用する支持基板(以下、基体、基板、基材、支持体等ともいう。)としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また、透明であっても不透明であってもよい。支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい支持基板は、有機EL素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
本発明の有機EL素子の封止に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と、電極、支持基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。
有機層を挟み支持基板と対向する側の前記封止膜あるいは前記封止用フィルムの外側に、素子の機械的強度を高めるために、保護膜あるいは保護板を設けてもよい。特に、封止が前記封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量かつ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。
有機EL素子における陽極としては、仕事関数の大きい(4eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としてはAu等の金属、CuI、インジウムチンオキシド(ITO)、SnO2、ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。また、IDIXO(In2O3-ZnO)等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度を余り必要としない場合は(100μm以上程度)、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式など湿式製膜法を用いることもできる。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。更に膜厚は材料にもよるが、通常10~1000nm、好ましくは10~200nmの範囲で選ばれる。
一方、陰極としては、仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する。)、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム-カリウム合金、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、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al2O3)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、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、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al2O3)混合物、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10nm~5μm、好ましくは50~200nmの範囲で選ばれる。なお、発光した光を透過させるため、有機EL素子の陽極又は陰極のいずれか一方が、透明又は半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
本発明の有機EL素子の作製方法の一例として、陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極からなる有機EL素子の作製法について説明する。
本発明の有機EL素子を適用した照明装置について説明する。
本発明の有機EL素子は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。発光光源として、例えば、家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサの光源等が挙げられるがこれに限定するものではないが、特にカラーフィルタや光拡散板、光取り出しフィルムなどと組み合わせた各種表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に有効に用いることができる。
商品展示・ディスプレイ用としては、店舗の商品ディスプレイ、冷凍・冷蔵ショーケース、博物館・美術館・展示会場などの展示品のライトアップ、自動販売機、遊戯台、交通広告などがある。
建築関係では、床・壁・天井などと照明とを融合して一体化したものは「建築化照明」と呼ばれる。「建築化照明」の代表的なものとしては、その方式により、コーニス照明、トロファ照明、コーブ照明、光天井、ルーバ天井などがある。これらは照明光源が天井・壁・床に組み込まれ、照明としての存在や気配を消し、建築素材自体が光を発することを求めている。
自動車用としては、外部の照明器具や発光表示体、車内の照明器具や発光表示体などに、有機EL素子が利用できる。前者は、前部に(小分類)ヘッドランプ、補助灯、車幅灯、フォッグランプ、方向指示灯など、後部にはリアコンビネーションランプとしてストップランプ、車幅灯、バック灯、方向指示灯、及びナンバープレート灯などがある。特に、有機EL素子を用いてリアコンビネーションランプを1枚で形成し、後部に貼り付けることによって、後部ランプのためのスペースを削減して、トランクルームを広くすることが可能となる。また、雨や霧で見通しが悪い時には、車幅灯やストップランプの面積を広くして、視認性を高めることもできる。一方、ホイールを有機EL素子で発光させることによって、側面からの視認性を高めることもできる。さらには、ボディ全体を有機EL素子で形成して発光させ、ボディカラーやデザインに新たな発想を盛り込むことが可能となる。
電車、地下鉄、バス、航空機、船舶などの公共交通機関における車内の照明や表示体において、本発明の有機ELは、その特徴を活かすことができる。
OA機器用光源としては、読み取り用センサが搭載されているファクシミリ、複写機、スキャナ、プリンタ、それらの複合機などが挙げられる。
製造会社では、かつては目視による検品工程に多くの工数と人力をかけていたが、それを撮影画像を利用し欠品判定することで自動化をはかっている。CCDカメラでとらえた対象物の画像をデジタル信号に変換し、種々の演算処理を行うことで、対象物の面積、長さ、個数、位置などの特徴を抽出し、設定された基準をもとに判定結果を出力するものが、その画像撮影のために光源が必要。このような検査システムはパッケージや形状サイズ検査、マイクロ部品の検査などでも利用される。
植物工場とは『環境制御や自動化などハイテクを利用した植物の周年生産システム』である。植物栽培の環境をコンピューターにより制御することで、天候に左右されることなく、人手を必要とせずに作物を自動的に生産する技術。今後の世界の人口増、環境問題を考えると、農業にハイテクを導入することで、安定な食糧生産につながるいわゆる農業の工業化が必要になる。最近はLED、LDが、植物栽培の光源としての可能性が高まってきた。従来からよく使われている高圧ナトリウムランプなどの光源は赤色光と青色光のスペクトルバランスが悪く、また多量の熱放射が空調負荷を大きくし、植物との距離を十分にとる必要があるために、施設が大型化する欠点がある。
消防法や建築基準法で規定されている防災照明設備は、建築物火災に際して非難のための出口や経路を示す誘導灯と、避難経路の明るさを確保し、迅速な避難を担保する非常灯とがある。
写真館やスタジオ、照明写真ボックスなどで使われる光源には、ハロゲン、タングステン、ストロボ、蛍光灯などが用いられている。これらの光源を被写体に直接直線的に当て陰影を強くつける、若しくは光を拡散させ、余り陰影のない柔らかな光をつくるという、大きくは2つの光の種類を色々な角度から組み合わせて1つの絵がつくられている。光を拡散させるためには、光源と被写体の間にディフューザーを挟むこと、又はほかの面(レフ板など)に当てた反射光を用いるなどの方法がある。
家電製品には細部の見易さ、作業のしやすさ、デザインのため、光源がつけられている場合が多い。一例を挙げると、ミシン、電子レンジ、食器洗浄乾燥機、冷蔵庫、AV機器などは従来、光源が付いているが、新しいものでは洗濯乾燥機は横型モデルで取り残しが増えたことから光源がつけられるようになった。既存のものには白熱電球やLEDがつけられている場合が多い。今後、掃除機の先端に照明を設置して家具などの影の部分の清掃状況を確認したり、シェーバーに特定波長光の光源を設置して、髭剃り状況を確認したりするなど、色々と展開が考えられる。
スケートリンクの氷の下に有機ELを用いた照明を配置することによって、上からのスポットライトとは異なる演出が可能である。有機ELは発光温度が低いので特に有利である。また、スケーターの位置を検知して、その動きに合わせて発光させるようなことも可能である。スポットライトとの組み合わせ効果や、音楽のリズムに連動させた発光などもショーアップに有効である。
一般的にイルミネーションというと樹木へのイルミネーションのことを指していることが大半であったが、近年環境保護の観点から家屋や門、垣根などの造形物への装飾に移行する事例も数多くなっている。これは点光源を多数利用、ライン状に装飾したものが主流であり、LEDの出現により一層広がりを見せると見られている。
夜間屋外の歩行や運動で自動車・バイクなどから認識されやすくする目的で、自分の持ち物や靴、衣服に添付し、ヘッドライトの光を反射することで歩行者の安全を守る反射材製品(反射シートなど)が販売、利用されている。
有機EL素子を用いた発光体は、可視光を使って簡単なメッセージや情報などを送る「可視光タグ」にも有効に活用できる。すなわち、極めて短時間の明滅による信号を発光させることによって、それを受信する側に多量の情報を送ることができる。
現在はハロゲンランプなどが使用されている内視鏡や、ワイヤーを挿入して手術する腹腔手術用の照明などに有機ELを利用することによって、小型、軽量化、用途拡大に貢献する。特に近年注目されている、体内検査や治療に用いられる内視鏡カプセル(飲む内視鏡)などにも利用が可能で、期待されている。
さらに本発明の有機EL素子を組み込んだ発光体は、色調を容易に選択でき、蛍光灯のような明滅がなく、低消費電力で色調が安定しているので、特開2001-269105号公報に示されるような害虫防除装置として、特開2001-286373号公報に示されるような鏡用の照明として、特開2003-288995号公報に示されるような浴室照明システムとして、特開2004-321074号公報に示される植物育成用人工光源として、特開2004-354232号公報に示されるような水質汚れ測定装置の発光体として、特開2004-358063号公報に示されるような光感受性薬剤を用いた治療用被着体として、特開2005-322602号公報に示されるような医療用無影灯として、有用である。
〔有機EL素子101の作製〕
陽極として厚さ0.7mmのガラス基板上に、ITO(インジウムチンオキシド)を110nmの厚さで成膜した支持基板にパターニングを行った後、このITO透明電極を付けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った後、この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。
有機EL素子101の作製において、発光層に用いた化合物1-6に替わり、表1記載のとおり化合物H-1、1-31及び1-7を用いた以外は同様にして有機EL素子102~104を作製した。
有機EL素子104の作製において、発光層に用いた青色燐光発光化合物D-87に替わり、表1記載のとおり青色燐光発光化合物D-66、Ir-12及びIr-13を用いた以外は同様にして有機EL素子105、109及び110を作製した。
有機EL素子104の作製において、正孔輸送層を設けた後に青色燐光発光化合物(Blue Dopant)D-87、緑色燐光発光化合物(Green Dopant)Ir-1、赤色燐光発光化合物(Red Dopant)Ir-14及びHost化合物1-7を、化合物D-87が膜厚に対し線形に25質量%から15質量%濃度になるように、化合物Ir-1及び化合物Ir-14は各々均一に0.3質量%の濃度になるように、蒸着速度0.1nm/秒で厚さ40nmになるよう共蒸着し、次いで材料の組成物は変えず、化合物D-87が均一に20質量%、化合物Ir-1及び化合物Ir-14は各々均一に0.3質量%の濃度になるように、蒸着速度0.1nm/秒で厚さ40nmになるよう共蒸着した以外は同様にして有機EL素子106を作製した。
有機EL素子104の作製において、正孔輸送層を設けた後に青色燐光発光化合物D-87、緑色発光化合物Ir-1、赤色燐光化合物Ir-14及びHost化合物1-7を、化合物D-87が20質量%、化合物Ir-1及び化合物Ir-14は各々0.3質量%の濃度になるように、蒸着速度0.1nm/秒で厚さ40nmになるよう共蒸着し第一発光層を形成し、次いで青色燐光発光化合物D-88、緑色発光化合物Ir-1、赤色燐光化合物Ir-14及びHost化合物1-7を、化合物D-88が20質量%、化合物Ir-1及び化合物Ir-14は各々0.3質量%の濃度になるように、蒸着速度0.1nm/秒で厚さ40nmになるよう共蒸着し、第二発光層を形成し、発光層の層膜厚を80nmとした以外は同様にして有機EL素子107を作製した。
有機EL素子104の作製において、正孔輸送層を設けた後に青色燐光発光化合物D-87、緑色発光化合物Ir-1、赤色燐光化合物Ir-14及びHost化合物1-7を、化合物D-87が膜厚に対し線形に25質量%から15質量%濃度になるように、化合物Ir-1及び化合物Ir-14は各々均一に0.3質量%の濃度になるように、蒸着速度0.1nm/秒で厚さ40nmになるよう共蒸着し第一発光層を形成し、次いで青色燐光発光化合物D-88、緑色発光化合物Ir-1、赤色燐光化合物Ir-14及びHost化合物1-7を、化合物D-88が均一に20質量%、化合物Ir-1及び化合物Ir-14は各々均一に0.3質量%の濃度になるように、蒸着速度0.1nm/秒で厚さ40nmになるよう共蒸着し第二発光層を形成し、発光層の層膜厚を80nmとした以外は同様にして有機EL素子108を作製した。
有機EL素子110の作製において、正孔輸送層を形成した後、青色燐光発光化合物Ir-12、緑色燐光発光化合物Ir-1、赤色燐光発光化合物Ir-14及び化合物1-7を、化合物Ir-12が20質量%、化合物Ir-1及び化合物Ir-14は各々0.3質量%の濃度になるように、蒸着速度0.1nm/秒で厚さ40nmになるよう共蒸着し第一発光層を形成し、次いで化合物Ir-12、化合物IR-1、化合物IR-14及び化合物1-31を、化合物Ir-12が20質量%、化合物IR-1及び化合物IR-14は各々0.3質量%の濃度になるように、蒸着速度0.1nm/秒で厚さ40nmになるよう共蒸着し第二発光層を形成し、発光層の層膜厚を80nmとした以外は同様にして有機EL素子111を作製した。
有機EL素子111の作製において、発光層に用いた青色燐光発光化合物Ir-12に替わり表1記載のとおり青色燐光発光化合物Ir-13、D-87を用いた以外は同様にして有機EL素子112及び113を作製した。
有機EL素子113の作製において、第一発光層を形成する際に化合物D-87が膜厚に対し線形に15質量%から25質量%になるように濃度を変化させ、化合物Ir-1及び化合物Ir-14は膜厚に依存することなく各々0.3質量%の濃度になるように、蒸着速度0.1nm/秒で厚さ40nmになるよう共蒸着した以外は同様にして有機EL素子114を作製した。
有機EL素子113の作製において、第二発光層を形成する際に化合物D-87が膜厚に対し線形に25質量%から15質量%になるように濃度を変化させ、化合物Ir-1及び化合物Ir-14は膜厚に依存することなく各々0.3質量%の濃度になるように、蒸着速度0.1nm/秒で厚さ40nmになるよう共蒸着した以外は同様にして有機EL素子115を作製した。
有機EL素子114の作製において、第二発光層を形成する際に化合物D-87が膜厚に対し線形に25質量%から15質量%になるように濃度を変化させ、化合物Ir-1及び化合物Ir-14は膜厚に依存することなく各々0.3質量%の濃度になるように、蒸着速度0.1nm/秒で厚さ40nmになるよう共蒸着した以外は同様にして有機EL素子116を作製した。
有機EL素子113の作製において、第一発光層を形成する際に化合物D-87が膜厚に対し線形に25質量%から15質量%になるように濃度を変化させ、化合物Ir-1及び化合物Ir-14は膜厚に依存することなく各々0.3質量%の濃度になるように、蒸着速度0.1nm/秒で厚さ40nmになるよう共蒸着した以外は同様にして有機EL素子117を作製した。
有機EL素子117の作製において、第一発光層を形成する際の化合物D-87の濃度を表1記載のとおりに線形に変化させて、化合物Ir-1及びIr-14は膜厚に依存することなく各々0.3質量%の濃度になるように蒸着速度0.1nm/秒で共蒸着した以外は同様にして有機EL素子128~121を作製した。
有機EL素子117の作製において、第一発光層及び第二発光層に用いた青色燐光発光化合物を表1記載のとおりに変更した以外は同様にして有機EL素子122~125を作製した。
有機EL素子117の作製において、第一発光層及び第二発光層に用いた青色燐光発光化合物及びホスト材料を表1記載のとおりに変更した以外は同様にして有機EL素子126~130を作製した。
〔電力効率の測定〕
分光放射輝度計CS-1000(コニカミノルタセンシング社製)を用いて、各有機EL素子の正面輝度及び輝度角度依存性を測定し、正面輝度1000cd/m2における電力効率を求めた。なお、表には、有機EL素子104の電力効率を100とした際の相対値で表示した。
作製した有機EL素子に対し、正面輝度5000cd/m2となるような電流を与え、連続駆動した。正面輝度が初期の半減値(2500cd/m2)になるまでに掛かる時間を半減寿命として求めた。なお、表には、有機EL素子104の半減寿命を100とした相対値で表した。
駆動条件の色度安定性は、正面輝度300~1500cd/m2の範囲内におけるCIE1931、x、y値の変動最大距離ΔE1を下式で求め、結果をA~Dに分類した。
A:ΔE1が0.01未満
B:ΔE1が0.01以上0.015未満
C:ΔE1が0.015以上0.02未満
D:ΔE1が0.02以上。
駆動前後の色度安定性は作製した有機EL素子に対し、正面輝度5000cd/m2となるような電流を与え、正面輝度が初期の半減値(2500cd/m2)になるまで連続駆動し、駆動終了時から駆動直後の色度の差をCIE1931、x、y値の変動最大距離ΔE2を下式で求め、結果をA~Dに分類した。
A:ΔE2が0.01未満
B:ΔE2が0.01以上0.015未満
C:ΔE2が0.015以上0.02未満
D:ΔE2が0.02以上。
〔有機EL素子201の作製〕
有機EL素子123の作製において、第二発光層を形成する際に化合物D-88が膜厚に対し線形に25質量%から15質量%になるように濃度を変化させ、化合物Ir-1及び化合物Ir-14は膜厚に依存することなく各々0.3質量%の濃度になるように、蒸着速度0.1nm/秒で厚さ40nmになるよう共蒸着した以外は同様にして有機EL素子201を作製した。
有機EL素子201の作製において、第一発光層及び第二発光層を形成する際に化合物D-88の濃度を表2記載のとおりに線形に変化させて、化合物Ir-1及びIr-14は膜厚に依存することなく各々0.3質量%の濃度になるように蒸着速度0.1nm/秒で共蒸着した以外は同様にして有機EL素子202~208を作製した。
有機EL素子205の作製において、第一発光層及び第二発光層に用いた青色燐光発光化合物を表2記載のとおりに変更した以外は同様にして有機EL素子209~212を作製した。
作製した有機EL素子について、実施例1と同様にして電力効率、半減寿命及び駆動条件違い及び駆動前後の色度安定性の評価を行った。なお、電力効率と半減寿命の値は有機EL素子104の測定値を100とした場合の相対値で示した。
〔有機EL素子301の作製〕
有機EL素子127の作製において、第二発光層を形成する際に化合物D-88が膜厚に対し線形に15質量%から5質量%になるように濃度を変化させ、化合物Ir-1及び化合物Ir-14は膜厚に依存することなく各々0.3質量%の濃度になるように、蒸着速度0.1nm/秒で厚さ40nmになるよう共蒸着した以外は同様にして有機EL素子301を作製した。
有機EL素子301の作製において、蒸着比率、蒸着膜厚は変更せず、第一発光層と第二発光層に用いる発光ホスト材料及び青色燐光発光性ドーパントを表3に記載のとおり変更した以外は同様にして有機EL素子302~310を作製した。
作製した有機EL素子について、実施例1と同様にして電力効率、半減寿命及び駆動条件違い及び駆動前後の色度安定性の評価を行った。なお、電力効率と半減寿命の値は有機EL素子104の測定値を100とした場合の相対値で示した。
〔有機EL素子401の作製〕
有機EL素子128の作製において、第二発光層を形成する際に化合物D-87が膜厚に対し線形に15質量%から5質量%になるように濃度を変化させ、化合物Ir-1及び化合物Ir-14は膜厚に依存することなく各々0.3質量%の濃度になるように、蒸着速度0.1nm/秒で厚さ40nmになるよう共蒸着した以外は同様にして有機EL素子401を作製した。
有機EL素子401の作製において、蒸着比率、蒸着膜厚は変更せず、第一発光層に用いる発光ホスト材料と第二発光層に用いる発光ホストを表3に記載のとおり変更した以外は同様にして有機EL素子402~407を作製した。
作製した有機EL素子について、実施例1と同様にして電力効率、半減寿命及び駆動条件違い及び駆動前後の色度安定性の評価を行った。なお、電力効率と半減寿命の値は有機EL素子104の測定値を100とした場合の相対値で示した。
〔有機EL素子501の作製〕
有機EL素子117の作製において、第二発光層を形成する際に化合物D-87が膜厚に対し線形に15質量%から5質量%になるように濃度を変化させ、化合物Ir-1及び化合物Ir-14は膜厚に依存することなく各々0.3質量%の濃度になるように、蒸着速度0.1nm/秒で厚さ40nmになるよう共蒸着した以外は同様にして有機EL素子501を作製した。
有機EL素子501の作製において、蒸着比率、蒸着膜厚は変更せず、第一発光層に用いる青色燐光発光材料と第二発光層に用いる青色燐光発光材料を表5に記載のとおり変更した以外は同様にして有機EL素子502~509を作製した。
作製した有機EL素子について、実施例1と同様にして電力効率、半減寿命及び駆動条件違い及び駆動前後の色度安定性の評価を行った。なお、電力効率と半減寿命の値は有機EL素子104の測定値を100とした場合の相対値で示した。
〔有機EL素子601の作製〕
有機EL素子130の作製において、第二発光層を形成する際に化合物D-66が膜厚に対し線形に15質量%から5質量%になるように濃度を変化させ、化合物Ir-1及び化合物Ir-14は膜厚に依存することなく各々0.3質量%の濃度になるように、蒸着速度0.1nm/秒で厚さ40nmになるよう共蒸着した以外は同様にして有機EL素子601を作製した。
有機EL素子601の作製において、蒸着比率は変更せず、第一発光層と第二発光層の膜厚を表6に記載のとおり変更した以外は同様にして有機EL素子602~612を作製した。
作製した有機EL素子について、実施例1と同様にして電力効率、半減寿命及び駆動条件違い及び駆動前後の色度安定性の評価を行った。なお、電力効率と半減寿命の値は有機EL素子104の測定値を100とした場合の相対値で示した。
102 ガラスカバー
105 陰極
106 有機EL層
107 透明電極付きガラス基板
108 窒素ガス
109 捕水剤
L 光
Claims (11)
- 基材上に一対の電極と、該電極間にホスト材料と燐光発光性ドーパントを含有する発光層を2層有し、通電により白色発光する有機エレクトロルミネッセンス素子において、該2層の発光層のホスト材料が異なる化合物からなり、該2層の発光層に含まれる燐光発光性ドーパントのうち少なくとも一つが、イオン化ポテンシャル(Ip)が5.3eV以下の青色燐光発光性ドーパントであり、かつ、該2層の発光層中少なくとも1層は複数の燐光発光性ドーパントを含有し、少なくとも陽極側の発光層の青色燐光発光性ドーパントの濃度が、発光層の厚さ方向において陽極側が高い濃度勾配を有していることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記2層の発光層中、陽極に近い側の発光層を第一発光層、もう一方を第二発光層とするとき、該第一発光層と第二発光層がともに青色燐光発光性ドーパントの濃度が、発光層の厚さ方向において陽極側が高い濃度勾配を有してい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素子。
- 前記第一発光層の青色燐光発光性ドーパント濃度の一番低い値が、前記第二発光層の青色燐光発光性ドーパント濃度の一番高い値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ス素子。
- 前記第一発光層のホスト材料の電子親和力(Ea)よりも、前記第二発光層のホスト材料のEaの方が大きいことを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記第一発光層のホスト材料の最低三重項励起状態のエネルギー(T1)よりも、前記第二発光層のホスト材料のT1の方が大きいことを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記発光層を構成する青色燐光発光性ドーパントが、下記一般式(A)~(C)から選ばれる少なくとも1つの部分構造を有することを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記第一発光層のホスト材料と第二発光層のホスト材料が、それぞれカルバゾール基又はカルボリン基を有することを特徴とする請求項1~6のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記第一発光層と第二発光層に含まれる青色燐光発光性ドーパントが、共通であることを特徴とする請求項1~7のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記第一発光層と第二発光層の膜厚の総和が、60~120nmの範囲内であることを特徴とする請求項1~8のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記第一発光層と第二発光層が、発光スペクトルにおいて480nm未満、500nm以上580nm未満、及び580nm以上の領域にそれぞれ発光極大の最大値を有する3種の燐光発光性ドーパントを含有することを特徴とする請求項1~9のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 請求項1~10のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする照明装置。
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