色素ドープ型有機電界発光素子のエネルギー移動による発光機構の解明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650352
• Research Institution: Shibaura Institute of Technology
• Principal Investigator: 長友 隆男 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (70052868)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山口 正樹 芝浦工業大学, 工学部, 専任講師 (70311975)
• Keywords: 有機電界発光素子 / 色素ドープ型素子 / 発光機構 / エネルギー移動による発光 / 発光補助 / 燐光材料 / イリジウム錯体 / ドーパント

Research Abstract

本研究では、発光層や正孔輸送層にホスト材料(マトリックス)に有機色素(ゲスト材料)をドープし、さらに第2のドーパント(ゲスト)として有機色素や燐光材料をドープしたものを用いた有機電界発光素子について発光特性を調べた.発光輝度、発光効率、および寿命などの発光特性の調査に当たって、特にホスト材料とゲスト材料の関係、および第2のドーパントとの関係に注目した.
1.正孔輸送層を改善した例ITO/TPD/Alq_3/MgAg素子は正孔輸送層にTPD、発光層にAlq_3を用いた例であり、正孔輸送層のTPDにrubreneをドープすることで発光効率と発光特性の安定性が著しく改善され、発光効率は2.35lm/W、寿命は100cd/m^2で10,000時間を越える.rubreneは励起エネルギーを受け渡す発光補助(emitting assist)の役割を担っている.ITO/PVCz/Alq_3/MgAg素子は正孔輸送層にPVCz、発光層にAlq_3を用いた例であり、正孔輸送層のPVCzにperyleneとTPAをドープすることによって正孔に対する注入障壁が低減、正孔と電子の注入バランスが大幅に改善され、駆動電圧6Vで発光輝度10,000cd/m^2を得ている.
2.発光層を改善した例ITO/PVCz : DCM1+Be(PIP)_2/Alq_3/Al素子は発光層にPVCzをホストにDCM1とBe(PIP)_2をドープしたものを用いている.Be(PIP)_2を僅かに0.5mol%ドープした場合、Be(PIP)_2は発光せず、発光を補助する役割を担い発光輝度が2桁増大した.ITO/PVCz : Ir(ppy)_3/Alq_3/Al素子は発光層にPVCzに燐光材料イリジウム錯体Ir(ppy)_3をドープしたものを用いた.イリジウム錯体をドープした場合、発光効率が増大し、駆動電圧9.2Vで1.8lm/Wであった.ホスト材料とゲスト材料の関係、および第2のドーパントとの関係についてはまだ十分に研究が進んでいない.

Research Products

• [Publications] 長友 隆男: "有機EL"「新しい高効率光源材料・デバイス」電気学会技術報告. 第847号. 8-11 (2001)
• [Publications] 山口 正樹, 長友 隆男: "分子分散型有機電界発光素子の白色発光"電気学会 光応用・視覚研究会資料. Vol.LAV-01-10. 25-29 (2001)
• [Publications] 田中 哲也, 長島 奨, 山口 正樹, 長友 隆男: "イリジウム錯体を用いた有機EL素子"有機エレクトロニクス研究会資料. Vol.OME-02-. (2002)