JP2001126870A

JP2001126870A - 蛍光色変換膜、該蛍光色変換膜を用いた蛍光色変換膜フィルター、および該蛍光色変換膜フィルターを具備した有機発光素子

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Publication number: JP2001126870A
Application number: JP30315299A
Authority: JP
Inventors: Yoshimasa Tomiuchi; 芳昌富内; Yotaro Shiraishi; 洋太郎白石
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1999-10-25
Filing date: 1999-10-25
Publication date: 2001-05-11
Anticipated expiration: 2019-10-25
Also published as: GB2357889A; GB0026062D0; JP3456638B2

Abstract

(57)【要約】【課題】蛍光色変換膜フィルターを作製するフォトリ
ソグラフィー工程において生じる各種ラジカルの攻撃に
よる蛍光色素の分解および消光を抑制した蛍光色変換
膜、蛍光色変換膜フィルターおよび有機発光素子を提供
すること。【解決手段】発光体から得られる近紫外線領域ないし
可視領域の光を吸収して異なる可視光を発する有機蛍光
色素と、分子量調節剤と、有機蛍光色素および分子量調
節剤を支持するマトリクス樹脂とを含む蛍光色変換膜で
あって、前記分子量調節剤は、下記一般式：【化１６】［式中、Ａ，Ｂはそれぞれ独立して、置換または非置換
芳香族基、置換または非置換複素環基から選ばれる置換
基の一つである］で示される１種以上の化合物を含有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光体から発する
近紫外領域ないし可視領域の光を異なる可視光に変換す
るための蛍光色変換膜に関する。本発明はまた、該蛍光
色変換膜を用いた蛍光色変換膜フィルター、および該蛍
光色変換膜フィルターを備えた有機発光素子に関する。
これらの蛍光色変換膜、または該蛍光色変換膜を用いた
蛍光色変換膜フィルターは、例えば、発光型のマルチカ
ラーまたはフルカラーディスプレイ、表示パネル、バッ
クライト等、民生用や工業用の表示機器に好適に用いら
れる。

【０００２】

【従来の技術】従来のブラウン管に代わるフラットパネ
ルディスプレイの需要の増加に伴い、各種表示素子の開
発および実用化が精力的に進められている。エレクトロ
ルミネッセンス素子（以下、発光素子とする）は、こう
したニーズに即するものであり、特に、全固体の自発光
素子として他のディスプレイにはない高解像度および高
視認性を有することから注目を集めている。

【０００３】フラットパネルディスプレイのマルチカラ
ー化またはフルカラー化の方法としては、以下に示すよ
うないくつかの方法が知られている。

【０００４】第１の方法は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）、の三原色（以下、ＲＧＢともいう）の発光体を
マトリクス状に分離配置し、それぞれ発光させる方法で
ある（特開昭５７−１５７４８７号公報、特開昭５８−
１４７９８９号公報、特開平３−２１４５９３号公報等
を参照のこと）。しかし、有機発光素子を用いてカラー
化する場合、ＲＧＢ用の３種の発光材料をマトリクス状
に高精細で配置する必要があるため、技術的に困難であ
り、かつ安価に製造することができない。また、３種の
発光材料の寿命がそれぞれ異なるために、時間とともに
色度がずれてしまうといった欠点を有している。

【０００５】第２の方法は、白色で発光するバックライ
トにカラーフィルターを用い、三原色を透過させる方法
である（特開平１−３１５９８８号公報、特開平２−２
７３４９６号公報、特開平３−１９４８９５号公報等を
参照のこと）。しかし、高輝度のＲＧＢを得るために必
要となる長寿命の発光材料、および高輝度の白色の有機
発光素子が未だ得られていない等の解決すべき課題があ
る。

【０００６】第３の方法は、発光体の発光を平面的に分
離配置した蛍光体に吸収させ、それぞれの蛍光体から多
色の蛍光を発光させる方法である（特開平３−１５２８
９７号公報等を参照のこと）。このような方法は、ＣＲ
Ｔ（陰極線管）、プラズマディスプレイ等にも応用され
ている。しかし、有機発光素子に使用する蛍光体はレー
ザー等で用いられる蛍光色素であるため、製造時の熱ま
たは光照射という工程で、分解や失活が生じ、色を変換
する能力が劣化するという解決すべき課題がある。

【０００７】ところで、上述の第１から３の方法にかわ
る第４の方法として、近年では、有機発光素子の発光域
の光を吸収し、可視光域の蛍光を発光する蛍光材料をフ
ィルターとして用いる色変換方式が知られている（特開
平３−１５２８９７号公報、特開平５−２５８８６０号
公報等を参照のこと）。この方法では、有機発光素子の
発光色は白色に限定されないため、より輝度の高い有機
発光素子を光源に適用できる。例えば、青色発光の有機
発光素子を用いた色変換方式では、青色光を緑色光や赤
色光に波長変換している（特開平３−１５２８９７号公
報、特開平８−２８６０３３号公報、特開平９−２０８
９４４号公報等を参照のこと）。

【０００８】上述の色変換方式によって構成された、蛍
光色素を含む蛍光色変換膜を高精細にパターニングすれ
ば、発光体の近紫外光ないし可視光のような弱いエネル
ギー線を用いた場合でもフルカラー表示できる発光型デ
ィスプレイが実現できる。蛍光色変換フィルターのパタ
ーニングの方法としては、（１）無機蛍光体の場合と同
様に、蛍光色素を液状のレジスト（光反応性ポリマー）
中に分散させ、これをスピンコート法等で成膜した後、
フォトリソグラフィー法でパターニングする方法（特開
平５−１９８９２１号公報、特開平５−２５８８６０号
公報を参照のこと）、あるいは（２）塩基性のバインダ
ーに蛍光色素または蛍光顔料を分散させ、これを酸性水
溶液でエッチングする方法（特開平９−２０８９４４号
公報を参照のこと）等がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記（１）の
フォトリソグラフィー法でパターニングする方法では、
フォトリソグラフィー工程において、レジスト中での光
重合剤および／または熱硬化剤（重合開始剤）から発生
するラジカルの攻撃、あるいは反応性多官能モノマーお
よびオリゴマーからの成長ラジカルの攻撃を受けること
で、有機蛍光色素が分解されたり、消光することにより
発光効率が低下するという解決すべき課題がある。

【００１０】また、上記（２）の酸性水溶液でエッチン
グする方法では、塩基性のバインダーからなる蛍光色変
換膜上にレジストを塗布して、パターニングするため、
製造工程が多くなる。さらに、サイドエッチングによる
パターン細りが発生する等の欠点がある。

【００１１】したがって、本発明の目的は、フォトリソ
グラフィー工程を用いて作製する蛍光色変換膜フィルタ
ーにおいて、重合開始剤から発生するラジカルおよび／
または反応性多官能モノマーの成長ラジカルの攻撃によ
る、蛍光色素の分解および消光を抑制した蛍光色変換
膜、該蛍光色変換膜を有する蛍光色変換膜フィルター、
および該蛍光色変換膜フィルターを具備する有機発光素
子を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明にもとづく蛍光色変換膜は、発光体から
得られる近紫外線領域ないし可視領域の光を吸収して異
なる可視光を発する有機蛍光色素と、分子量調節剤と、
上記有機蛍光色素および上記分子量調節剤を支持するマ
トリクス樹脂とを含み、上記分子量調節剤は、下記一般
式で示される１種以上の化合物を含有することを特徴と
する：

【００１３】

【化２】［式中、Ａ，Ｂはそれぞれ独立して、置換または非置換
の芳香族基、置換または非置換の複素環基から選ばれる
置換基の一つである］。

【００１４】ここで、上記分子量調節剤は、上記蛍光色
変換膜の重量を基準として０．０１から５重量％の範囲
で上記蛍光色変換膜に含まれていることが好適である。

【００１５】また、本発明にもとづく蛍光色変換膜フィ
ルターは、上記構成からなる蛍光色変換膜と、該蛍光色
変換膜を支持する基板とを有することを特徴とする。

【００１６】さらに、本発明にもとづく有機発光素子
は、上記構成からなる蛍光色変換膜フィルターと、該蛍
光色変換膜フィルターに入力される光を発光する有機発
光体とを有することを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】１．蛍光色変換膜本発明にもとづく蛍光色変換膜は、発光体から得られる
近紫外線領域ないし可視領域の光を吸収して異なる可視
光を発する有機蛍光色素と、分子量調節剤と、前記有機
蛍光色素および前記分子量調節剤を支持するマトリクス
樹脂とを含む。以下、蛍光色変換膜の各構成要素につい
て具体的に説明する。

【００１８】１）有機蛍光色素本発明にもとづく蛍光色変換膜に含まれる有機蛍光色素
は、発光体から発する近紫外領域ないし可視領域の光、
特に、青色ないし青緑色領域の光を吸収して異なる可視
光を発するものであればよい。一般に、有機発光素子と
しては、青色ないし青緑色領域の光を発光するものが入
手しやすいが、これを単に赤色フィルターに通して赤色
領域の光に変更しようとすると、もともと赤色領域の波
長の光が少ないため、極めて暗い出力光になってしま
う。そのため、少なくとも赤色領域の蛍光を発する１種
以上の有機蛍光色素を用い、これを緑色領域の蛍光を発
する１種以上の有機蛍光色素と組み合わせることが好適
である。すなわち、赤色領域の光は、該素子からの光を
蛍光色素によって赤色領域の光に変換させることより、
十分な強度の出力が可能となる。

【００１９】一方、緑色領域の光は、赤色領域の光と同
様に、該素子からの光を別の有機蛍光色素によって緑色
領域の光に変換させて出力してもよいし、あるいは該素
子の発光が緑色領域の光を十分に含むならば、該素子か
らの光を単に緑色フィルターに通して出力してもよい。
さらに、青色領域の光に関しては、有機発光素子の光を
単に青色フィルターに通して出力させることも可能であ
る。

【００２０】蛍光体から発する青色から青緑色領域の光
を吸収して、赤色領域の蛍光を発する蛍光色素として
は、例えばローダミンＢ、ローダミン６Ｇ、ローダミン
３Ｂ、ローダミン１０１、ローダミン１１０、スルホロ
ーダミン、ベーシックバイオレット１１、ベーシックレ
ッド２等のローダミン系色素、シアニン系色素、１−エ
チル−２−［４−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−１
３−ブタジエニル］−ピリジウム−パークロレート（ピ
リジン１）等のピリジン系色素、あるいはオキサジン系
色素等が挙げられる。さらに、各種染料（直接染料、酸
性染料、塩基性染料、分散染料等）も蛍光性があれば使
用することができる。

【００２１】また、発光体から発する青色ないし青緑色
領域の光を吸収して、緑色領域の蛍光を発する蛍光色素
としては、例えば３−（２’−ベンゾチアゾリル）−７
−ジエチルアミノクマリン（クマリン６）、３−（２’
−ベンゾイミダゾリル）−７−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ
クマリン（クマリン７）、３−（２’−Ｎ−メチルベン
ゾイミダゾリル）−７−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノクマリ
ン（クマリン３０）、２，３，５，６−１Ｈ，４Ｈ−テ
トラヒドロ−８−トリフルオロメチルキノリジン（９，
９ａ，１−ｇｈ）クマリン（クマリン１５３）等のクマ
リン系色素、あるいはクマリン色素系染料であるベーシ
ックイエロー５１、さらにはソルベントイエロー１１、
ソルベントイエロー１１６等のナフタルイミド系色素等
が挙げられる。さらに、各種染料（直接染料、酸性染
料、塩基性染料、分散染料等）も蛍光性があれば使用す
ることができる。

【００２２】なお、本発明に用いる有機蛍光色素を、ポ
リメタクリル酸エステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル
−酢酸ビニル共重合樹脂、アルキッド樹脂、芳香族スル
ホンアミド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグ
アナミン樹脂およびこれらの樹脂の混合物等に予め練り
込んで顔料化して、有機蛍光顔料としてもよい。また、
これらの有機蛍光色素や有機蛍光顔料（本発明書中で、
前記２つを合わせて有機蛍光色素と総称する）は単独で
用いてもよく、蛍光の色相を調整するために二種以上を
組み合わせて用いてもよい。

【００２３】本発明に用いる有機蛍光色素は、蛍光色変
換膜の重量を基準として０．０１〜５重量％、より好ま
しくは０．１〜２重量％の範囲で蛍光色変換膜中に含有
される。有機蛍光色素の含有量が０．０１重量％未満な
らば、十分に波長変換を行うことができない。また、該
有機蛍光色素の含有量が５％を超えると、濃度消光等の
効果により色変換効率が低下することになる。

【００２４】２）マトリクス樹脂本発明の蛍光色変換膜に使用されるマトリクス樹脂は、
光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂を、光および／ま
たは熱処理して、ラジカル種やイオン種を発生させて重
合または架橋させ、不溶不融化させたものである。ま
た、該光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂は、蛍光色
変換膜のパターニングを行うために、硬化をする前は有
機溶媒またはアルカリ溶液に可溶性であることが望まし
い。具体的に光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂と
は、（１）アクロイル基やメタクロイル基を複数有する
アクリル系多官能モノマーおよびオリゴマーと、光また
は熱重合開始剤からなる組成物膜を光または熱処理し
て、光ラジカルや熱ラジカルを発生させて重合させたも
の、（２）ポリビニル桂皮酸エステルと増感剤からなる
組成物を光または熱処理により二量化させて架橋したも
の、（３）鎖状または環状オレフィンとビスアジドから
なる組成物膜を光または熱処理によりナイトレンを発生
させ、オレフィンと架橋させたもの、（４）エポキシ基
を有するモノマーと光酸発生剤からなる組成物膜を光ま
たは熱処理により、酸（カチオン）を発生させて重合さ
せたもの、等が挙げられる。特に（１）の光硬化性又は
光熱併用型硬化性樹脂が高精細でパターニングが可能で
あり、耐溶剤性、耐熱性等の信頼性の面でも好ましい。３）分子量調節剤本発明の蛍光色変換膜に使用される分子量調節剤は、下
記一般式（Ｉ）

【００２５】

【化３】［式中、Ａ，Ｂはそれぞれ独立して、非置換または置換
の芳香族基、非置換または置換の複素環基から選ばれる
置換基の一つである］で示される少なくとも１種の化合
物を含む。

【００２６】ところで、特開平８−３２０８号公報で
は、ラジカル重合に関する技術分野において、例えば
１，１−ジフェニルエチレンをラジカル重合などの反応
の際に分子量調節剤として用いることができることを開
示している。また、特開昭４９−８０１８８号公報で
は、そのような化合物がラジカル重合における重合反応
を遅くさせ、同時に分子量分布を狭くすることが可能で
あることを開示している。

【００２７】同様にして、本発明の蛍光色変換膜に使用
する上記一般式（Ｉ）で示される化合物も自己重合性が
ないため、有機蛍光色素から生じるラジカルと上記一般
式（Ｉ）で示される化合物とが反応した場合、ラジカル
重合を停止することが可能であると考えられる。すなわ
ち、ラジカル重合等の反応において分子量調節剤として
用いることができる。また、かかる分子量調節剤は、ラ
ジカル重合における重合反応を遅くさせ、同時に分子量
分布を狭くする作用がある。したがって、蛍光色変換膜
中に分子量調節剤として上記一般式（Ｉ）で示される化
合物を含むことにより、光重合開始剤から発生するラジ
カルや反応性多官能モノマーが連鎖反応することにより
生じる高分子末端の成長ラジカルを停止させ、系中のラ
ジカル密度を制御することで、ラジカルの過剰な攻撃が
緩和され、有機蛍光色素の分解、消光を抑制することが
可能となる。

【００２８】ここで、非置換芳香族基とは、例えば、フ
ェニル基、ナフチル基、等の置換基を持たない芳香族基
を含む。

【００２９】また、置換芳香族基とは、上述の非置換芳
香族基に、例えば、ハロゲン原子、アルキル基、アルコ
キシル基、ヒドロキシル基、アミノ基、等の少なくとも
１つの置換基を有するものを含む。一般に、アリール基
およびアリーレン基と称される置換基が適当である。

【００３０】また、非置換複素環基とは、例えば、チエ
ニル、フリル、ピロール、ピリジル、インドール、等の
少なくとも１つのヘテロ原子を含むものを含む。

【００３１】また、置換複素環基とは、上述の非置換芳
香族基に例えば、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキ
シル基、ヒドロキシル基、アミノ基、等の少なくとも１
つの置換基を有するものを含む。

【００３２】本発明に用いる分子量調節剤は、蛍光色変
換膜の重量を基準として０．０１〜５重量％、より好ま
しくは０．１〜１重量％の範囲で蛍光色変換膜中に含ま
れる。蛍光色変換膜中に含まれる分子量調節剤の含有量
が０．０１重量％未満になると、分子量の制御を十分に
行うことができない。また、分子量調節剤の含有量が５
％を超えると、重合度が低く、かつ十分な強度をもつ色
変換膜が得られない。

【００３３】本発明の蛍光色変換膜に使用するのに適当
である分子量調節剤の一例を、化学式（Ｉ−１）から
（Ｉ−１２）として以下に示すが、これらに限定される
ものではない。

【００３４】

【化４】

【００３５】

【化５】

【００３６】

【化６】

【００３７】

【化７】

【００３８】

【化８】

【００３９】

【化９】

【００４０】

【化１０】

【００４１】

【化１１】

【００４２】

【化１２】

【００４３】

【化１３】

【００４４】

【化１４】

【００４５】

【化１５】

【００４６】２．蛍光色変換膜フィルター本発明にもとづく蛍光色変換膜フィルターは、少なくと
も前記の蛍光色変換膜と基板とを具える。蛍光色変換膜
フィルターに上記構成からなる蛍光色変換膜を適用する
ことで、フォトリソグラフィー工程における蛍光色素の
分解および消光を抑制でき、色変換プロセスの低下を改
善することが可能となる。なお、本発明の蛍光色変換膜
フィルターは、必要に応じてカラーフィルターを具えて
もよい。蛍光色変換膜フィルターにカラーフィルター層
を設けることにより、出力光の色相を調整することがで
きる。

【００４７】図１は蛍光色変換膜フィルターの構造を示
す模式的断面図である。図１は、マルチカラーまたはフ
ルカラーディスプレーとして使用するための複数の画素
を有する蛍光色変換膜フィルターの、１つの画素単位に
相当する部分を模式的に示している。

【００４８】図１に示すように、本発明の蛍光色変換膜
フィルターは、透明基板１と、該透明基板１の上に設け
られたカラーフィルター層（赤色フィルター層２、緑色
フィルター層３および青色フィルター層４）と、該カラ
ーフィルター層の任意のフィルター上に設けられた蛍光
色変換膜５（図１は赤色フィルター層２の上に設けた場
合を示す）とから構成される。必要に応じて、前記蛍光
色変換膜５の上に保護層６と、該保護層６の上に絶縁性
無機酸化膜７とを設けてもよい。このような積層体は、
所定のパターンを形成している。

【００４９】蛍光色変換膜５は、赤色領域の蛍光を発す
る有機蛍光色素の１種以上と、光硬化性または、光熱併
用型硬化性樹脂を硬化させてなるマトリクス樹脂と、上
記一般式（Ｉ）で示される化合物を１種以上含む分子量
調節剤から構成されている。赤色フィルター層２は、上
記蛍光色変換膜５で変換された赤色光のみを通し、他の
色をカットする作用を有する。

【００５０】また、透明基板１上には、緑色フィルター
層３および青色フィルター層４がそれぞれ所定のパター
ンで形成されている。これらのカラーフィルター層は、
有機発光体から射出される光のうち緑色または青色の光
のみを透過し、それぞれの色を出力する。

【００５１】図１で示した構成の蛍光色変換膜フィルタ
ーは、緑色フィルター層３のみを用いて、緑色領域の光
を出力するものである。しかし、必要に応じて緑色フィ
ルター３の上に緑色用の蛍光色変換膜を設けてもよい。

【００５２】本発明において適当な基板は、可視領域の
光に対して透明であることが望ましく、および寸法的に
安定であることが望ましい。基板として適当な材料は、
ガラス、石英、サファイア、およびポリイミド等の高分
子を含むが、これらに限定されるものではない。

【００５３】本発明の蛍光色変換膜は、当該技術におい
て知られているスピンコート、キャスト、浸漬塗布等の
方法を用いて、適当な基板に塗布することにより形成す
ることができる。塗布は、有機蛍光色素と、マトリクス
樹脂を形成する成分と、上記一般式（Ｉ）で示される分
子量調節剤とを含む溶液または、分散液を用いて行う。
蛍光色変換膜の厚さは、有機蛍光色素の含有量に依存す
るが、好ましくは０．１〜５０μｍ、より好ましくは
１．０〜１０μｍである。蛍光色変換膜のパターニング
にはフォトリソグラフィー法を用いて行うことができ
る。

【００５４】本発明の有機発光素子の出力光の色相を調
整するために、本発明の蛍光色変換膜フィルターにカラ
ーフィルター層が任意に設けられるが、蛍光色変換膜に
より波長変換した光の色相を調整する場合には、基板と
蛍光色変換膜との間に配置する。また、基板上の蛍光色
変換膜のない区域にカラーフィルター層を設けることに
より、有機発光体が発する光の色相を調整することがで
きる。カラーフィルター層は、慣用の、および市販の材
料を用いて作製することができる。

【００５５】上述したように、本発明の蛍光色変換膜フ
ィルターは、必要に応じて保護層６、および絶縁性無機
酸化膜７を有してもよい。

【００５６】ここで、任意に設けられる保護層６は、好
ましくは蛍光色変換膜５を覆って形成され、後の工程を
考慮して保護層６における蛍光色変換膜５との接触面と
反対側の面は概ね平面であることが望ましい。保護層６
は、慣用の樹脂を用いて、慣用の塗布方法により形成す
ることができる。保護層６は可視領域において透明であ
ることが望ましい。

【００５７】また、任意に設けられる絶縁性無機酸化膜
７は、好ましくは、概ね平面状の表面を有する保護層６
の上に設けられる。絶縁性無機酸化膜７は、真空蒸着、
スパッタ、ＣＶＤ等の慣用の手法により形成することが
できる。また、絶縁性無機酸化膜７も可視領域の光源に
対して透明であることが望ましい。ＳｉＯ₂膜等が好ま
しい。

【００５８】本発明の蛍光色変換膜フィルターの別の実
施態様として、蛍光色変換膜フィルターと、透明基板
と、該透明基板上に任意に設けられるカラーフィルター
層と、その基板の全面にわたって均一に設けられる蛍光
色変換膜とを少なくとも具えて、バックライトに使用す
ることもできる。

【００５９】本発明の蛍光色変換膜フィルターのさらに
別の実施態様として、透明基板と、該透明基板上の所望
の区域のみに設けられた蛍光色変換膜とを少なくとも備
えて、表示装置に使用することもできる。

【００６０】３．有機発光素子図２は、本発明の有機発光素子の一実施態様を示す模式
的断面図であり、マルチカラーまたはフルカラーディス
プレーとして使用するための複数の画素を有する有機発
光素子の、１つの画素に相当する部分を例示するもので
ある。

【００６１】図２に示すように、本発明の有機発光素子
は、先に説明した蛍光色変換フィルター８と、有機発光
体９とを具える。このように構成されることによって、
有機発光体９から発せられる近紫外から可視領域の光、
好ましくは青色から青緑色領域の光を、上記蛍光色変換
膜フィルター８に入射し、該蛍光色変換膜フィルター８
からなる異なる波長の可視光として出力させるようにし
たものである。

【００６２】蛍光色変換膜フィルター８は、上述の蛍光
色変換膜５を用いて構成される。すなわち、蛍光色変換
膜５は、上記一般式（Ｉ）で示される化合物を含むこと
により、フォトリソグラフィープロセスにおける蛍光色
素の分解および消光を抑制できるため、高精細で、色変
換効率を高めることができる。その結果、かかる蛍光色
変換膜フィルターと、有機発光体９とを組み合わせるこ
とにより、高精細で、色変換効率の高い有機発光素子を
容易に得ることが可能となる。さらに、同一の輝度の発
光を行う有機発光素子を得ようとする際に、変換効率の
高い蛍光色変換膜フィルターを用いると、有機発光体９
の輝度を低くすることができ、その駆動電圧を低減する
ことも可能となる。

【００６３】有機発光体９は、一対の電極の間に有機発
光素子層を挟持し、必要に応じ正孔注入層や電子注入層
を介在させた構造を有している。具体的には、下記のよ
うな層構成からなるものが採用される。（１）陽極／有機発光層／陰極（２）陽極／正孔注入層／有機発光層／陰極（３）陽極／有機発光層／電子注入層／陰極（４）陽極／正孔注入層／有機発光層／電子注入層／陰
極（５）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電
子注入層／陰極上記の層構成において、陽極および陰極の少なくとも一
方は、該有機発光体の発する光の波長域において透明で
あることが望ましく、および透明である電極を通して光
を発して、絶縁性の蛍光色変換膜に光を入射させる。当
該技術において、陽極を透明にすることが容易であるこ
とが知られており、本発明においても陽極を透明とする
ことが望ましい。

【００６４】上記各層の材料としては、公知のものが使
用される。例えば、有機発光層として青色から青緑色の
発光を得るためには、例えばベンゾチアゾール系、ベン
ゾイミダゾール系、ベンゾオキサゾール系等の蛍光増白
剤、金属キレート化オキソニウム化合物、スチリルベン
ゼン系化合物、芳香族ジメチリデン系化合物等が好まし
く使用される。

【００６５】以下、有機発光体９について、図２を用い
てより詳しく説明する。有機発光体９は、上述の蛍光色
変換膜フィルター８の上に設けられる。より詳細には、
有機発光体９は、蛍光色変換膜フィルターの最上層とな
る絶縁性無機酸化膜７の上に設けられた、パターン形成
されたＩＴＯ等の透明電極からなる陽極１０と、該陽極
１０上に設けられた正孔注入層１１と、該正孔注入層１
１上に設けられた正孔輸送層１２と、該正孔輸送層１２
上に設けられた有機発光層１３と、該有機発光層１３上
に形成された電子注入層１４と、該電子注入層１４に設
けられた金属電極等からなる陰極１５とから構成され
る。

【００６６】陽極１０および陰極１５のパターンは、そ
れぞれ平行なストライプ状をなし、陽極１０および陰極
１５が互いに交差するように形成されてもよい。その場
合には、本発明の有機発光素子はマトリクス駆動を行う
ことができる。すなわち、陽極１０の特定のストライプ
と、陰極１５の特定のストライプに電圧が印加された時
に、有機発光層１３において、それらのストライプが交
差する部分が発光する。したがって、陽極１０および陰
極１５の選択されたストライプに電圧を印加することに
よって、特定の蛍光色変換膜および／またはフィルター
層が位置する部分のみを発光させることができる。

【００６７】このようにして、発光した光がその部分に
位置する蛍光色変換膜および／またはカラーフィルター
層を通過することにより、それぞれの色の光が透明基板
１を通して出力される。すなわち、赤色発光部１６（す
なわち蛍光色変換膜５に対応する部分）が発光した場合
は、その光が蛍光色変換膜５において赤色に変換され、
更に赤色フィルター層２、および透明基板１を通して、
赤色光として出力される。

【００６８】また、緑色発光部１７（すなわち緑色フィ
ルター層３に対応する部分）が発光した場合には、その
光が緑色フィルター層３を通過して緑色光のみとなり、
陽極１０をストライプパターンを持たない一様な平面電
極とし、および陰極１５を各画素に対応するようパター
ニングしてもよい。その場合には、各画素に対応するス
イッチング素子を設けて、いわゆるアクティブマトリク
ス駆動を行うことが可能になる。

【００６９】あるいはまた、陽極および陰極を全面にわ
たって均一に形成して、本発明の有機発光素子をバック
ライトとして用いることもできる。

【００７０】以下、本発明にもとづく蛍光色変換膜と、
該蛍光色変換膜を用いた蛍光色変換膜フィルターおよび
該蛍光色変換膜フィルターを備えた有機発光素子につい
て実施例によりさらに詳しく説明する。しかし、本発明
はそれらに限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは言うまでも
ない。

【００７１】

【実施例】（実施例１）図１に示される蛍光色変換膜フ
ィルター、および図２に示される有機発光素子を以下の
ようにして製造した。＜蛍光色変換膜フィルターの作製＞（カラーフィルター層の作製）先ず、以下のようにして
蛍光色変換膜フィルターに用いられるカラーフィルター
層を作製した。

【００７２】透明基板１として、コーニングガラス（１
４３×１１２×１１ｍｍ）を用い、その上に、カラーフ
ィルターレッド「カラーモザイクＣＲ−７００１」（商
品名、富士ハントエレクトロニクステクノロジー製）を
スピンコート法にて塗布した後、フォトリソグラフィー
法によりパターニングを実施し、膜厚１μｍ、幅０．１
０４ｍｍ、間隙０．２２６ｍｍのストライプパターンを
有する赤色フィルター層２を得た。

【００７３】同様にして、上記透明基板１上に、カラー
フィルターグリーン「カラーモザイクＣＧ−７００１」
（商品名、富士ハントエレクトロニクステクノロジー
製）およびカラーフィルターブルー「カラーモザイクＣ
Ｂ−７００１」（商品名、富士ハントエレクトロニクス
テクノロジー製）をスピンコート法にて塗布した後、フ
ォトリソグラフィー法によりパターニングを実施し、そ
れぞれ膜厚１μｍ、幅０．１０４ｍｍ、間隙０．２２６
ｍｍのストライプパターンからなる緑色フィルター層３
および青色フィルター層４を得た。

【００７４】（蛍光色変換膜フィルター）先に得られた
カラーフィルター層の上に、有機蛍光色素としてクマリ
ン６（０．６重量部）、ローダミン６Ｇ（０．３重量
部）、ベーシックバイオレット１１（０．３重量部）を
溶剤のプロピレングリコールモノエチルアセテート（Ｐ
ＧＭＥＡ）１２０重量部に加え、さらに、分子量調節剤
として一般式（Ｉ−１）に示した化合物を０．３重量部
加えて溶解させた。得られた溶液に透明性光重合性樹脂
である「Ｖ２５９ＰＡ／Ｐ５」（商品名、新日鐡化成工
業株式会社）の１００重量部を加えて溶解させ、塗布溶
液を得た。この塗布溶液をスピンコート法を用いて上記
カラーフィルター層上に塗布し、９０℃のオーブンで乾
燥させることにより、蛍光色変換膜５を得た。さらに、
先の工程で得られた積層体の上にポリビニルアルコール
をスピンコートすることにより塗布し、乾燥させ、酸素
遮断膜を形成した。

【００７５】次に、赤色のカラーフィルター層上の蛍光
色変換膜５を、幅０．１０４ｍｍ、空隙０．２２６ｍｍ
ギャップのストライプパターンが得られるマスクを介し
て高圧水銀灯を光源とする露光機にて露光し、さらにア
ルカリ水溶液で現像処理することにより、ストライプパ
ターンを形成した。現像処理の時に酸素遮断膜は水洗い
することで取り除かれる。次いで、１６０℃のオーブン
で加熱し、膜厚１μｍの赤色フィルター層２と膜厚６μ
ｍの蛍光色変換膜５とを透明基板１上に積層してなる蛍
光色変換膜フィルターを得た。

【００７６】この蛍光色変換膜フィルターの上に、保護
層６として紫外線硬化型樹脂（エポキシ変性アクリレー
ト）をスピンコート法により塗布し、高圧水銀灯にて照
射することにより、膜厚３μｍの保護層６を形成した。
この時、蛍光色変換膜フィルターのパターンは変形がな
く、かつ、保護層６は平坦であった。また、１００℃の
高温試験を行なったところ、蛍光色変換膜フィルターお
よび保護層６に変形は見られなかった。さらに、保護層
６上の全面に、スパッタ法によりＳｉＯ₂膜を３００ｎ
ｍ堆積させて、絶縁性無機酸化膜７を形成することによ
り、保護層６および絶縁性無機酸化膜７とを有する蛍光
色変換膜フィルター８を得た。

【００７７】＜有機発光素子の作製＞先の工程で得られ
た図１に示した蛍光色変換膜フィルター８の上に、陽極
１０と、正孔注入層１１と、正孔輸送層１２と、有機発
光層１３と、電子注入層１４と、陰極１５とを順次積層
した６層構造からなる有機発光体９を有する図２に示し
た有機発光素子を以下のようにして作製した。

【００７８】まず、蛍光色変換膜フィルター８の最上層
をなす絶縁性無機酸化膜７の上面に、スパッタ法により
透明電極（ＩＴＯ）を全面成膜した。得られたＩＴＯ膜
上にレジスト剤「ＯＦＲＰ−８００」（商品名、東京応
化製）を塗布した後、フォトリソグラフィー法にてパタ
ーニングを行い、それぞれの色の発光部（赤色発光部１
６、緑色発光部１７、および青色発光部１８）に対応す
る位置に、幅０．０９４ｍｍ、間隙０．０１６ｍｍ、膜
厚１００ｎｍのストライプパターンからなる陽極８を設
けた。

【００７９】次いで、前記陽極を形成した透明基板１を
抵抗加熱蒸着装置内に装着し、正孔注入層１１、正孔輸
送層１２、有機発光層１３、電子注入層１４を連続して
真空条件下で連続して順次成膜した。成膜の際、真空槽
内の圧力は１×１０^-4Ｐａまで減圧した。

【００８０】各層に用いた材料、および各層の膜圧は以
下の通りである。なお、各層に用いた材料の構造式を以
下の表１に示す。正孔注入層１１は、銅フタロシアニン
（ＣｕＰｃ）を１００ｎｍ積層した。正孔輸送層１２
は、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェ
ニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）を２０ｎｍ積層
した。有機発光層１３は、４，４’−ビス（２，２’−
ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）を３０ｎ
ｍ積層した。電子注入層１４は、アルミキレート（Ａｌ
ｑ）を２０ｎｍ積層した。

【００８１】

【表１】

【００８２】上述のようにして各層を積層した後、この
基板１を真空槽から取り出し、陽極（ＩＴＯ）１０のラ
インと垂直に幅０．３０ｍｍ、空隙０．０３ｍｍギャッ
プのストライプパターンが得られるマスクを取り付け、
新たに抵抗加熱蒸着装置内に装着した後、厚さ２００ｎ
ｍのＭｇ／Ａｇ（１０：１の重量比率）からなる陰極１
５を形成した。

【００８３】以上の工程により得られた有機発光素子
を、グローブボックス内、乾燥窒素雰囲気下において、
紫外線硬化接着剤を用いて封止ガラス（図示せず）によ
り封止した。

【００８４】（実施例２）実施例１で示した分子量調節
剤に代えて、化学式（Ｉ−３）で示される化合物を０．
３重量部使用することを除き、実施例１と同様にして蛍
光色変換膜フィルターを作製し、さらにその蛍光色変換
膜フィルターを具備した有機発光素子を作製した。

【００８５】（実施例３）実施例１で示した分子量調節
剤に代えて、化学式（Ｉ−６）で示される化合物を０．
３重量部使用することを除き、実施例１と同様にして蛍
光色変換膜フィルターを作製し、さらにその蛍光色変換
膜フィルターを具備した有機発光素子を作製した。

【００８６】（実施例４）実施例１で示した分子量調節
剤に代えて、化学式（Ｉ−７）で示される化合物を０．
５重量部使用することを除き、実施例１と同様にして蛍
光色変換膜フィルターを作製し、さらにその蛍光色変換
膜フィルターを具備した有機発光素子を作製した。

【００８７】（実施例５）実施例１で示した分子量調節
剤に代えて、化学式（Ｉ−１０）で示される化合物を
０．３重量部使用することを除き、実施例１と同様にし
て蛍光色変換膜フィルターを作製し、さらにその蛍光色
変換膜フィルターを具備した有機発光素子を作製した。

【００８８】（実施例６）実施例１で示した分子量調節
剤に代えて、化学式（Ｉ−１１）で示される化合物を
０．３重量部使用することを除き、実施例１と同様にし
て蛍光色変換膜フィルターを作製し、さらにその蛍光色
変換膜フィルターを具備した有機発光素子を作製した。

【００８９】（実施例７）実施例１で示した分子量調節
剤に代えて、化学式（Ｉ−１２）で示される化合物を
０．３重量部使用することを除き、実施例１と同様にし
て蛍光色変換膜フィルターを作製し、さらにその蛍光色
変換膜フィルターを具備した有機発光素子を作製した。

【００９０】（比較例１）実施例１において分子量調節
剤を使用しないことを除き、実施例１と同様にして分子
量調節剤を含まない蛍光色変換膜フィルターを作製し
た。さらにその蛍光色変換膜フィルターを具備した有機
発光素子を作製した。

【００９１】（有機発光素子の評価）実施例１〜７、比
較例１により得られた有機発光素子について以下のよう
にして評価した。評価結果を以下の表２に示す。

【００９２】＜ＣＩＥ色度座標＞ＣＩＥ色度座標は、色
度図を使用して色をＹ、ｘ、ｙの３つの値で示すもので
ある。Ｙは反射率（明度に対応）、ｘおよびｙは色の座
標（色度）を示すものであり、その測定にはＭＣＰＤ−
１０００（大塚電子製）を用いた。

【００９３】＜相対変換効率＞相対変換効率は、実施例
１の蛍光色変換膜フィルターを具備した有機発光素子を
点灯させ、輝度が５０ｃｄ／ｍ²となる電圧を標準電圧
として、有機発光素子に標準電圧をかけた時に得られる
輝度を測定し、実施例１の輝度を１として相対変換効率
として比較した。

【００９４】

【表２】

【００９５】実施例１〜７で得られた有機発光素子（蛍
光色変換膜フィルターに用いた蛍光色変換膜は分子量調
節剤を含む）は、色純度、相対変換効率とも高い赤色発
光が得られた。これに対して、比較例１で得られた有機
発光素子（分子量調節剤を含まない）では、赤色純度が
低下し、相対変換効率も低下していることが明らかであ
る。

【００９６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発光体から発する近紫外領域ないし可視領域の光を吸収
して異なる可視光（例えば、赤色光等）に効率よく変換
することができ、かつ、高精度にパターニングが可能で
ある蛍光色変換膜フィルターを容易にかつ安価で得るこ
とが可能となる。また、この蛍光色変換膜フィルターを
具備する有機発光素子は発光効率に優れているため、発
光型のマルチカラー又はフルカラーディスプレイ、表示
パネル、バックライト等、民生用や工業用の表示機器に
好適に用いることが可能となる。さらに、この蛍光色変
換膜フィルターを用いて、低電圧で駆動できるフルカラ
ー有機発光素子ディスプレイの製造が実現可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蛍光色変換膜フィルターの一実施形態
を示す模式的断面図である。

【図２】本発明の有機発光素子の一実施形態を示す模式
的断面図である。

【符号の説明】

１透明基板２赤色フィルター層３緑色フィルター層４青色フィルター層５蛍光色変換膜６保護層７絶縁性無機酸化膜８蛍光色変換膜フィルター９有機発光体１０陽極１１正孔注入層１２正孔輸送層１３有機発光層１４電子注入層１５陰極１６赤色発光部１７緑色発光部１８青色発光部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3K007 AB03 AB04 AB06 AB18 BA06 BB00 BB06 CA01 CA02 CA05 CB01 DA00 DB03 EB00 FA01 FA03 4H001 CC13 5C094 AA08 AA24 AA43 AA44 AA60 BA27 CA19 CA24 EA05 EB02 ED02 HA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光体から得られる近紫外線領域ないし
可視領域の光を吸収して異なる可視光を発する有機蛍光
色素と、分子量調節剤と、前記有機蛍光色素および前記
分子量調節剤を支持するマトリクス樹脂とを含む蛍光色
変換膜であって、前記分子量調節剤は、下記一般式：【化１】［式中、Ａ，Ｂはそれぞれ独立して、置換または非置換
芳香族基、置換または非置換複素環基から選ばれる置換
基の一つである］で示される１種以上の化合物を含有す
ることを特徴とする蛍光色変換膜。
【請求項２】前記分子量調節剤が、前記蛍光色変換膜
の重量を基準として０．０１から５重量％の範囲で前記
蛍光色変換膜に含まれていることを特徴とする請求項１
に記載の蛍光色変換膜。
【請求項３】請求項１または２に記載の蛍光色変換膜
と、該蛍光色変換膜を支持する基板とを備えることを特
徴とする蛍光色変換膜フィルター。
【請求項４】請求項３に記載の蛍光色変換膜フィルタ
ーと、該蛍光色変換膜フィルターに入力される光を発光
する有機発光体とを備えていることを特徴とする有機発
光素子。