| 研究概要 |
希土類錯体で特異的な鋭い赤色発光を示すユロピウム(Eu)錯体、緑色発光を示すテリビューム(Tb)錯体を取り上げ、室温で高効率の燐光発光を示すイリジウム(Ir)錯体とのドープ層を発光層とするEL素子において、エネルギー緩和過程と発光特性について検討を行った。
本研究では、ITO透明電極基板上に正孔輸送層として水溶性のPEDOT:PSSをスピンコート法により成膜し、加熱処理した後に発光層を積層しEL素子を構成した。ホスト材料にpoly(n-vinylcarbazole)(PVK)、燐光材料にbis[(4.6-difluorophenyl)-pyridinato- N.C2](picolinato) Iridium(III)(Flrpic)およびtris(1-phenyliso quinoline) iridium(III)[Ir(piq)_3]、Eu錯体にtris(dibenzoyl methane)-mono(4.7-diphenyl-phenanthroline)europium(III) [Eu(DDP)_3phen]、Tris(3-methyel-1-phenyl-4-trimethyl- acetyl-5-pyrazoline)terbium(III) (Tb(MPTAP)_3)を用いた。素子構造はITO/PEDOT:PSS(35nm)/PVK:FIrpic. Ir(piq)_3, Eu(DDP)_3phen or Tb(MPTAP)_3(90nm)/CsF/MgAg/Agとし、ウエットプロセスにて成膜した。
燐光材料(FIrpic, Ir(piq)_3)とEu(DDP)_3phenをそれぞれ6wt%ドープした薄膜の光学的特性を求めた。Ir(piq)_3をドープした場合Euからの発光は見られず、Ir(piq)_3からの620nmにピークをもつ赤色発光を観測した。一方、FIrpicをドープした場合は、主にEuからの612nmにピークをもつ鋭い発光の他に470nm付近にFIrpicからの発光も観測された。発光材料の過渡PL特性から求めた発光寿命は、燐光材料であるFIrpicとIr(piq)_3の発光寿命は約1μsと比較的短く、重原子効果による強い摂動が放射遷移を強めている。これに対しEu(DDP)_3phenは、24μsと希土類錯体特有の長い発光寿命をもち、発光寿命差を用いた新規デバイスの創製が期待できる。
PVKをホストとしEu(DDP)_3phen 20wt%, FIrpic 6wt%をドープした発光層を形成し、パルス電圧で駆動する事により、パルス幅、周波数を変化することにより、発光寿命の違いによる発光色可変素子を実現した。パルス駆動による発光色の変化をCIE色度で示す。100Hz〜3MHzへと駆動周波数を増すに従い、発光色は赤色を増し、1KHzの繰り返しパルスでパルス幅を100ns〜10μsへパルス幅を増すに従い青色にシフトする。ホスト材料からのエネルギー緩和過程と発光寿命の異なる2つの発光材料での発光過程により、パルス電圧を加えた場合、発光量に変化が現れ、その結果可変発光素子や白色発光素子となる。
PVKにTb錯体とEu錯体を同時に6wt%ドープしたEL素子の発光スペクトルから、赤色発光材料と緑色発光材料を同時にドープすることにより、可視光域に広い発光スペクトルを持つ白色素子が作製できることを示すものである。
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