希土類金属錯体の電界発光に関する基礎研究

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希土類金属錯体の電界発光特性を、錯体を発光中心とする積層型有機電界発光素子を作製することにより検討した。使用した錯体はトリス(ジベンゾイルメタナト)(モノフェナントロリン)Eu(III)と、トリス(アセチルアセトナト)(モノフェナントロリン)Tb(III)である。これらの錯体の真空蒸着膜は、配位子の構造変化については未確認であるが、中心金属から特有の輝線スペクトルが見られた。素子構造は陽極には透明電極のインジウムースズ酸化物(ITO)、陰極にはマグネシウム:銀共蒸着膜を使用し、ホール輸送層として芳香族アミン(TPD)、電子輸送層としてアルミ錯体(Alq)を使用して、ITO/TPD/希土類錯体層/Alq/Mg:Agの有機三層型構造とした。有機層のトータル膜厚を1000Å、TPD層を400Åを一定にした素子において、Eu錯体層の膜厚を300Åとした素子からは三価Euイオン特有の赤色の発光が見られ、ホールと電子が有機層中へ電極から注入されEu錯体層中で再結合、錯体を励起していることが確認できた。錯体層を200Å以下とした素子では、Alqからの発光も見られたことから、この素子におけるキャリア再結合領域はTPD/Eu錯体界面から約200Å以上300Å以下と広い範囲に存在することが示唆されたので、この錯体が電子輸送性とホール輸送性を有することが考えられる。また、同様の素子構造でTb錯体を使用した場合には550nm付近のTb特有の輝線状の発光に加え400〜420nm付近のTPDの発光が見られた。これはTb錯体の配位子であるフェナントロリンが励起した場合に中心金属であるTbイオンへ励起エネルギーが移動せず、隣接して存在するTPDへ移動しTPDを励起するためと考えられる。さらに錯体層を電子輸送性の低分子色素と共蒸着した場合の電界発光特性についても検討し、共蒸着材料とのイオン化ポテンシャルや電子親和力が発光特性に大きく影響することがわかった。