JP2013258402A - 発光素子、発光装置、表示装置、電子機器及び照明装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱活性化遅延蛍光を示す物質に効率的にエネルギー移動が可能なエネルギードナーとして、励起錯体(エキサイプレックス)を用いた発光素子を提供する。励起錯体は、2種類の物質から形成され、その一重項励起状態と、三重項励起状態とは近接しているため、エネルギーアクセプターである熱活性化遅延蛍光を示す物質の一重項励起状態の吸収である最も長波長側の吸収帯に、励起錯体の発光を重ねることによって、励起錯体の一重項励起状態から熱活性化遅延蛍光を示す物質の一重項励起状態へのエネルギー移動をより効率的に実現すると同時に、励起錯体の三重項励起状態から熱活性化遅延蛍光を示す物質の三重項励起状態へのエネルギー移動をもより良好な効率で可能とする。
【選択図】図2
Description
(1−2)ゲスト分子の励起状態が三重項励起状態のとき。:エネルギー(主に熱)を吸収することにより一重項励起状態へ逆項間交差し、蛍光を発する。
ホスト分子のS1準位が、ゲスト分子のS1準位よりも高い場合、ホスト分子から、ゲスト分子に励起エネルギーが移動し、ゲスト分子が一重項励起状態となる。一重項励起状態となったゲスト分子は蛍光を発する。なお、ホスト分子のS1準位から、ゲスト分子のT1準位へのエネルギー移動は、ゲスト分子における一重項基底状態から三重項励起状態への直接遷移が禁制であることから、主たるエネルギー移動過程になりにくいため、ここでは省略する。つまり、下記式(2−1)の通り、ホスト分子の一重項励起状態(1H*)から、ゲスト分子の一重項励起状態(1G*)へのエネルギー移動が重要である(式中、1Gはゲスト分子の一重項基底状態、1Hはホスト分子の一重項基底状態を表す)。
ホスト分子のT1準位がゲスト分子のS1準位およびT1準位よりも高い場合、ホスト分子のT1準位からゲスト分子のT1準位に励起エネルギーが移動し、ゲスト分子が三重項励起状態となる。三重項励起状態となったゲスト分子は熱エネルギーを吸収することによって逆項間交差し、蛍光を発する。
(2−1)のエネルギー移動過程を考える。式(2−1)の過程は、フェルスター機構(式(1))及びデクスター機構(式(2))の両方の機構によるエネルギー移動が考えられる。
(2−2)のエネルギー移動過程を考える。式(2−1)の過程はデクスター機構(式(2))によるエネルギー移動が考えられる。フェルスター機構によるエネルギー移動は、この場合、禁制であるため説明を省略する。デクスター機構によるエネルギー移動は上述のように、速度定数kh*→gを大きくするために、ホスト分子の発光スペクトル(三重項励起状態からのエネルギー移動を論じているのでりん光スペクトル)とゲスト分子の吸収スペクトル(一重項基底状態から三重項励起状態への直接遷移に相当する吸収)との重なりが大きい方が良い。なお、本構成の場合ゲスト材料は蛍光性化合物、ホスト材料も通常は蛍光性化合物であるため、これらのスペクトルは常温では確認されにくい。このような場合、分子軌道計算などにより想定されるりん光スペクトルや吸収スペクトルを用いることができる。また、特にりん光スペクトルに関しては、極低温(液体窒素雰囲気や液体ヘリウム雰囲気)で観測できることもある。
ピリジン(略称:35DCzPPy)、1,3,5−トリ[3−(3−ピリジル)フェニル]ベンゼン(略称:TmPyPB)などのピリジン骨格を有する複素環化合物が挙げられる。上述した中でも、ジアジン骨格を有する複素環化合物やピリジン骨格を有する複素環化合物は、信頼性が良好であり好ましい。特に、ジアジン(ピリミジンやピラジン)骨格を有する複素環化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。
本実施の形態では実施の形態1で説明した発光素子の詳細な構造の例について図1を用いて以下に説明する。
本実施の形態では、実施の形態1又は実施の形態2に記載の発光素子を用いた発光装置について説明する。
本実施の形態では、実施の形態1又は実施の形態2に記載の発光素子を照明装置として用いる例を図7を参照しながら説明する。図7(B)は照明装置の上面図、図7(A)は図7(B)におけるe−f断面図である。
本実施の形態では、実施の形態1又は実施の形態2に記載の発光素子をその一部に含む電子機器の例について説明する。実施の形態1又は実施の形態2に記載の発光素子は発光効率が良好であり、消費電力が低減された発光素子である。その結果、本実施の形態に記載の電子機器は、消費電力が低減された発光部を有する電子機器とすることが可能である。また、実施の形態1又は実施の形態2に記載の発光素子は、駆動電圧の小さい発光素子であるため、駆動電圧の小さい電子機器とすることが可能である。
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極101を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。ここで、第1の電極101は、発光素子の陽極として機能する電極である。
比較発光素子1は発光素子1における発光層113を、2mDBTBPDBq−IIと、PtOEPとを、重量比0.8:0.05(=2mDBTBPDBq−II:PtOEP)となるように40nm共蒸着することで作製した。その他の材料、構成はすべて発光素子1と同じである。
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極101を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。ここで、第1の電極101は、発光素子の陽極として機能する電極である。
比較発光素子2は発光素子2における発光層113を、2mDBTBPDBq−IIと、ZnOEPとを、重量比1:0.01(=2mDBTBPDBq−II:ZnOEP)となるように40nm共蒸着することで作製した。その他の材料、構成はすべて発光素子2と同じである。
11 電極
101 第1の電極
102 第2の電極
103 EL層
111 正孔注入層
112 正孔輸送層
113 発光層
113Ec 励起錯体
114 電子輸送層
115 電子注入層
400 基板
401 第1の電極
402 補助電極
403 EL層
404 第2の電極
405 シール材
406 シール材
407 封止基板
412 パッド
420 ICチップ
601 駆動回路部(ソース線駆動回路)
602 画素部
603 駆動回路部(ゲート線駆動回路)
604 封止基板
605 シール材
607 空間
608 配線
609 FPC(フレキシブルプリントサーキット)
610 素子基板
611 スイッチング用TFT
612 電流制御用TFT
613 第1の電極
614 絶縁物
616 EL層
617 第2の電極
618 発光素子
623 nチャネル型TFT
624 pチャネル型TFT
625 乾燥材
901 筐体
902 液晶層
903 バックライトユニット
904 筐体
905 ドライバIC
906 端子
951 基板
952 電極
953 絶縁層
954 隔壁層
955 EL層
956 電極
1001 基板
1002 下地絶縁膜
1003 ゲート絶縁膜
1006 ゲート電極
1007 ゲート電極
1008 ゲート電極
1020 第1の層間絶縁膜
1021 第2の層間絶縁膜
1022 電極
1024W 発光素子の第1の電極
1024R 発光素子の第1の電極
1024G 発光素子の第1の電極
1024B 発光素子の第1の電極
1025 隔壁
1028 EL層
1029 発光素子の第2の電極
1031 封止基板
1032 シール材
1033 透明な基材
1034R 赤色の着色層
1034G 緑色の着色層
1034B 青色の着色層
1035 黒色層(ブラックマトリックス)
1036 オーバーコート層
1037 第3の層間絶縁膜
1040 画素部
1041 駆動回路部
1042 周辺部
1044W 白色の発光領域
1044R 赤色の発光領域
1044B 青色の発光領域
1044G 緑色の発光領域
2001 筐体
2002 光源
3001 照明装置
5000 表示
5001 表示
5002 表示
5003 表示
5004 表示
5005 表示
7101 筐体
7103 表示部
7105 スタンド
7107 表示部
7109 操作キー
7110 リモコン操作機
7201 本体
7202 筐体
7203 表示部
7204 キーボード
7205 外部接続ポート
7206 ポインティングデバイス
7210 第2の表示部
7301 筐体
7302 筐体
7303 連結部
7304 表示部
7305 表示部
7306 スピーカ部
7307 記録媒体挿入部
7308 LEDランプ
7309 操作キー
7310 接続端子
7311 センサ
7401 筐体
7402 表示部
7403 操作ボタン
7404 外部接続ポート
7405 スピーカ
7406 マイク
7400 携帯電話機
9033 留め具
9034 スイッチ
9035 電源スイッチ
9036 スイッチ
9038 操作スイッチ
9630 筐体
9631 表示部
9631a 表示部
9631b 表示部
9632a タッチパネル領域
9632b タッチパネル領域
9633 太陽電池
9634 充放電制御回路
9635 バッテリー
9636 DCDCコンバータ
9637 操作キー
9638 コンバータ
9639 ボタン
Claims (13)
- 一対の電極と、
前記一対の電極間に挟まれたEL層を有し、
前記EL層は少なくとも発光層を有し、
前記発光層は第1の有機化合物と、第2の有機化合物と、発光物質とを少なくとも含み、
前記第1の有機化合物と第2の有機化合物は励起錯体を形成する組み合わせであり、
前記発光物質は熱活性化遅延蛍光を示す物質である発光素子。 - 一対の電極と、
前記一対の電極間に挟まれたEL層を有し、
前記EL層は少なくとも発光層を有し、
前記発光層は第1の有機化合物と、第2の有機化合物と、発光物質とを少なくとも含み、
前記第1の有機化合物と第2の有機化合物は励起錯体を形成する組み合わせであり、
前記発光物質は熱活性化遅延蛍光を示す物質であり、
前記熱活性化遅延蛍光を示す物質の最も低エネルギー側の吸収帯と、
前記励起錯体の発光が重なる発光素子。 - 請求項1又は請求項2において、前記熱活性化遅延蛍光を示す物質の最も低エネルギー側の吸収帯のピーク波長と、
前記励起錯体の発光のピーク波長とのエネルギー換算値差が0.2eV以下である発光素子。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一項において、熱活性化遅延蛍光を示す物質の蛍光発光のピーク波長と、りん光発光のピーク波長とのエネルギー換算値の差が0.2eV以下である発光素子。
- 請求項1乃至請求項4のいずれか一項において、励起錯体の蛍光発光のピーク波長と、りん光発光のピーク波長とのエネルギー換算値の差が0.2eV以下である発光素子。
- 請求項1乃至請求項5のいずれか一項において、前記熱活性化遅延蛍光を示す物質が、π電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有する複素環化合物である発光素子。
- 請求項6において、前記熱活性化遅延蛍光を示す物質が、π電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環が直接結合した複素環化合物である発光素子。
- 請求項1乃至請求項7のいずれか一項において、
前記第1の有機化合物と前記第2の有機化合物は、一方が電子輸送性を有する材料であり、他方がホール輸送性を有する材料である発光素子。 - 請求項1乃至請求項8のいずれか一項において、
前記第1の有機化合物と前記第2の有機化合物は、一方がπ電子不足型複素芳香族であり、他方がπ電子過剰型複素芳香族又は芳香族アミンである発光素子。 - 請求項1乃至請求項9のいずれか一に記載の発光素子を有する照明装置。
- 請求項1乃至請求項9のいずれか一に記載の発光素子と、前記発光素子を制御する手段を備えた発光装置。
- 請求項1乃至請求項9のいずれか一に記載の発光素子を表示部に有し、前記発光素子を制御する手段を備えた表示装置。
- 請求項1乃至請求項9のいずれか一に記載の発光素子を有する電子機器。
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