JPH10338872A - 色変換材料およびこれを用いた有機ｅｌカラーディスプレイ - Google Patents
色変換材料およびこれを用いた有機ｅｌカラーディスプレイInfo
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- JPH10338872A JPH10338872A JP9166627A JP16662797A JPH10338872A JP H10338872 A JPH10338872 A JP H10338872A JP 9166627 A JP9166627 A JP 9166627A JP 16662797 A JP16662797 A JP 16662797A JP H10338872 A JPH10338872 A JP H10338872A
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- fluorescent
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- organic
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B33/00—Electroluminescent light sources
- H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
- H05B33/14—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/02—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
- C09K11/025—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor non-luminescent particle coatings or suspension media
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/30—Devices specially adapted for multicolour light emission
- H10K59/38—Devices specially adapted for multicolour light emission comprising colour filters or colour changing media [CCM]
Abstract
(57)【要約】
【課題】 青色光から直接赤色光に高い効率で変換可能
な色変換材料、および複数の有機ＥＬ発光材料を用いる
ことなく、カラー発光が可能で、しかも簡単な構成で高
効率、かつ高解像度の有機ＥＬカラーディスプレイを実
現する。 【解決手段】 可視光領域での光の透過率が９０％以上
の高分子材料中に、蛍光染料を含有し、さらに蛍光顔料
粒子が分散されており、変換前の入射した光の波長が５
２０nm以下であって、この入射した光を変換した後の発
光極大波長が５８０nm以上である色変換材料とすること
により、蛍光材料同士の相互作用がなく、変換効率が１
０％以上と、高い変換効率を実現できる。
な色変換材料、および複数の有機ＥＬ発光材料を用いる
ことなく、カラー発光が可能で、しかも簡単な構成で高
効率、かつ高解像度の有機ＥＬカラーディスプレイを実
現する。 【解決手段】 可視光領域での光の透過率が９０％以上
の高分子材料中に、蛍光染料を含有し、さらに蛍光顔料
粒子が分散されており、変換前の入射した光の波長が５
２０nm以下であって、この入射した光を変換した後の発
光極大波長が５８０nm以上である色変換材料とすること
により、蛍光材料同士の相互作用がなく、変換効率が１
０％以上と、高い変換効率を実現できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光物質と有機化
合物を用いた有機ＥＬ発光素子（以下、有機ＥＬ素子と
もいう）とを有するディスプレイに関し、さらに詳細に
は、カラーディスプレイに関する。
合物を用いた有機ＥＬ発光素子（以下、有機ＥＬ素子と
もいう）とを有するディスプレイに関し、さらに詳細に
は、カラーディスプレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】有機ＥＬ素子は、蛍光性有機化合物を含
む薄膜を、陰極と陽極とで挟んだ構成を有し、前記薄膜
に電子および正孔を注入して再結合させることにより励
起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活
する際の光の放出（蛍光・燐光）を利用して発光する素
子である。
む薄膜を、陰極と陽極とで挟んだ構成を有し、前記薄膜
に電子および正孔を注入して再結合させることにより励
起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活
する際の光の放出（蛍光・燐光）を利用して発光する素
子である。
【０００３】有機ＥＬ素子の特徴は、１０Ｖ前後の低電
圧で数１００〜１０，０００cd/m2程度の高輝度の面発
光が可能であることで注目されている。
圧で数１００〜１０，０００cd/m2程度の高輝度の面発
光が可能であることで注目されている。
【０００４】ところで、このような有機ＥＬ素子を用い
たディスプレイとして、種々の応用例が考えられるが、
中でもカラーディスプレイへの応用は重要な課題であ
る。発光体をカラーディスプレイとして応用する方式と
して、以下の３つの場合が考えられる。まず第１に、
Ｒ，Ｇ，Ｂ（赤色、緑色、青色）各画素に各々異なった
発光材料を用いる方法が考えられる。このような試みと
しては、例えば SID 96 DIGEST・185 14.2:Novel Trans
parent Organic Electroluminescent Devices G.Gu,V.B
ulovic,P.E.Burrows,S.RForrest,M.E.Tompson に記載さ
れたカラー発光素子が知られている。しかし、ここに記
載されているカラー発光素子（heterostructure organi
c light emitting devices）は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各々に対応
した発光層（Red ETL,Green ETL,Blue ETL）を積層する
多層構造である。また、各画素をマトリクス状に配置す
ることとすると、有機ＥＬ素子は真空蒸着法により製膜
されるため、パターン形成のためのマスクに限界があ
る。また、有機ＥＬ材料は有機溶剤に可溶なため、ホト
リソグラフによるパターン形成も困難である。このた
め、高精度の表示装置が得られないという問題がある。
たディスプレイとして、種々の応用例が考えられるが、
中でもカラーディスプレイへの応用は重要な課題であ
る。発光体をカラーディスプレイとして応用する方式と
して、以下の３つの場合が考えられる。まず第１に、
Ｒ，Ｇ，Ｂ（赤色、緑色、青色）各画素に各々異なった
発光材料を用いる方法が考えられる。このような試みと
しては、例えば SID 96 DIGEST・185 14.2:Novel Trans
parent Organic Electroluminescent Devices G.Gu,V.B
ulovic,P.E.Burrows,S.RForrest,M.E.Tompson に記載さ
れたカラー発光素子が知られている。しかし、ここに記
載されているカラー発光素子（heterostructure organi
c light emitting devices）は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各々に対応
した発光層（Red ETL,Green ETL,Blue ETL）を積層する
多層構造である。また、各画素をマトリクス状に配置す
ることとすると、有機ＥＬ素子は真空蒸着法により製膜
されるため、パターン形成のためのマスクに限界があ
る。また、有機ＥＬ材料は有機溶剤に可溶なため、ホト
リソグラフによるパターン形成も困難である。このた
め、高精度の表示装置が得られないという問題がある。
【０００５】第２に、白色に発光する有機ＥＬ材料を用
い、カラーフィルターを介在させることによりＲ，Ｇ，
Ｂの各発光色を得る方式が考えられる。しかし、単独の
材料で白色発光する発光効率の高い有機ＥＬ材料は知ら
れておらず、またＲ，Ｇ，Ｂそれぞれに対応した有機Ｅ
Ｌ材料を発光させることも考えられるが、単に白色光を
得るために複雑な構成を必要とし現実的でない。また、
仮にＲ，Ｇ，Ｂそれぞれに対応した有機ＥＬ材料を発光
させるとすると、各材料の発光輝度や寿命が異なるた
め、初期の発光輝度において、最も輝度の低い材料に、
全体の輝度が制限さてしまう。また、時間と共に色調が
変化してしまい、素子設計が困難となり、実用的でな
い。
い、カラーフィルターを介在させることによりＲ，Ｇ，
Ｂの各発光色を得る方式が考えられる。しかし、単独の
材料で白色発光する発光効率の高い有機ＥＬ材料は知ら
れておらず、またＲ，Ｇ，Ｂそれぞれに対応した有機Ｅ
Ｌ材料を発光させることも考えられるが、単に白色光を
得るために複雑な構成を必要とし現実的でない。また、
仮にＲ，Ｇ，Ｂそれぞれに対応した有機ＥＬ材料を発光
させるとすると、各材料の発光輝度や寿命が異なるた
め、初期の発光輝度において、最も輝度の低い材料に、
全体の輝度が制限さてしまう。また、時間と共に色調が
変化してしまい、素子設計が困難となり、実用的でな
い。
【０００６】第３に、青色発光する有機ＥＬ材料を用い
て青色発光させ、この青色光を蛍光材料で構成された色
変換層により、緑色光と、赤色光とに変換する方式が考
えられる。この方式は、単独の青色有機ＥＬ素子のみで
構成できるため、構成が単純で安価であるばかりか、色
変換層をパターン形成することによりフルカラー化でき
る点で優れた方式といえる。しかし、例えば特開平３−
１５２８９７号公報に記載されているように、青色から
直接赤色に高い効率で変換できる蛍光材料は、いまだ知
られていない。これは、青色に高い吸収係数を持ち、か
つ赤色に高い蛍光収率を持つようなストークシフトの大
きな蛍光材料が見あたらないことによるもので、有機分
子の分子軌道からいっても、このような性質を有する物
質を得ることは困難である。このため、このような方式
では、低い発光輝度の赤色光に合わせて全体の発光輝度
を調整することとなり、高輝度のディスプレイを得るこ
とができないという問題がある。
て青色発光させ、この青色光を蛍光材料で構成された色
変換層により、緑色光と、赤色光とに変換する方式が考
えられる。この方式は、単独の青色有機ＥＬ素子のみで
構成できるため、構成が単純で安価であるばかりか、色
変換層をパターン形成することによりフルカラー化でき
る点で優れた方式といえる。しかし、例えば特開平３−
１５２８９７号公報に記載されているように、青色から
直接赤色に高い効率で変換できる蛍光材料は、いまだ知
られていない。これは、青色に高い吸収係数を持ち、か
つ赤色に高い蛍光収率を持つようなストークシフトの大
きな蛍光材料が見あたらないことによるもので、有機分
子の分子軌道からいっても、このような性質を有する物
質を得ることは困難である。このため、このような方式
では、低い発光輝度の赤色光に合わせて全体の発光輝度
を調整することとなり、高輝度のディスプレイを得るこ
とができないという問題がある。
【０００７】ここで、青色光を吸収して緑色光を発光す
る蛍光材料と、緑色光を吸収して赤色光を発光させる蛍
光材料とを単純に混合し、青色光から赤色光に変換する
ことも考えられる。ところが、このように単に蛍光材料
を混合しただけの色変換材料では、蛍光材料同士の相互
作用により、蛍光の発光効率が著しく低下してしまうた
め事実上使用することができない。
る蛍光材料と、緑色光を吸収して赤色光を発光させる蛍
光材料とを単純に混合し、青色光から赤色光に変換する
ことも考えられる。ところが、このように単に蛍光材料
を混合しただけの色変換材料では、蛍光材料同士の相互
作用により、蛍光の発光効率が著しく低下してしまうた
め事実上使用することができない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、青色
光から直接赤色光に高い効率で変換可能な色変換材料を
実現することである。
光から直接赤色光に高い効率で変換可能な色変換材料を
実現することである。
【０００９】また、複数の有機ＥＬ発光材料を用いるこ
となく、カラー発光が可能で、しかも簡単な構成で高効
率、かつ高解像度の有機ＥＬカラーディスプレイを実現
することである。
となく、カラー発光が可能で、しかも簡単な構成で高効
率、かつ高解像度の有機ＥＬカラーディスプレイを実現
することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（８）の構成により達成される。 （１） 可視光領域での光の透過率が９０％以上の高分
子材料中に、蛍光染料を含有し、さらに蛍光顔料粒子が
分散されており、変換前の入射した光の波長が５２０nm
以下であって、この入射した光を変換した後の発光極大
波長が５８０nm以上であり、変換効率が１０％以上であ
る色変換材料。 （２） 前記蛍光顔料粒子の蛍光波長が、前記蛍光染料
の蛍光波長より短波長である上記（１）の色変換材料。 （３） 前記蛍光染料の蛍光波長が、前記蛍光顔料粒子
の蛍光波長より短波長である上記（１）の色変換材料。 （４） 前記蛍光顔料粒子は、体積含有率が１〜８０％
である上記（１）〜（３）のいずれかの色変換材料。 （５） 前記蛍光染料は、高分子材料中における重量濃
度が０．００１〜３０％である上記（１）〜（４）のい
ずれかの色変換材料。 （６） 前記蛍光顔料および／または蛍光色素を２種以
上含有する上記（１）〜（５）のいずれかの色変換材
料。 （７） スクリーン印刷、あるいはフォトリソグラフに
よりパターン形成されている上記（１）〜（６）のいず
れかの色変換材料。 （８） 発光極大波長が５２０nm以下の有機ＥＬ素子体
と、上記（１）〜（７）のいずれかの色変換材料と、
赤、緑および青のカラーフィルターとを有する有機ＥＬ
カラーディスプレイ。
（１）〜（８）の構成により達成される。 （１） 可視光領域での光の透過率が９０％以上の高分
子材料中に、蛍光染料を含有し、さらに蛍光顔料粒子が
分散されており、変換前の入射した光の波長が５２０nm
以下であって、この入射した光を変換した後の発光極大
波長が５８０nm以上であり、変換効率が１０％以上であ
る色変換材料。 （２） 前記蛍光顔料粒子の蛍光波長が、前記蛍光染料
の蛍光波長より短波長である上記（１）の色変換材料。 （３） 前記蛍光染料の蛍光波長が、前記蛍光顔料粒子
の蛍光波長より短波長である上記（１）の色変換材料。 （４） 前記蛍光顔料粒子は、体積含有率が１〜８０％
である上記（１）〜（３）のいずれかの色変換材料。 （５） 前記蛍光染料は、高分子材料中における重量濃
度が０．００１〜３０％である上記（１）〜（４）のい
ずれかの色変換材料。 （６） 前記蛍光顔料および／または蛍光色素を２種以
上含有する上記（１）〜（５）のいずれかの色変換材
料。 （７） スクリーン印刷、あるいはフォトリソグラフに
よりパターン形成されている上記（１）〜（６）のいず
れかの色変換材料。 （８） 発光極大波長が５２０nm以下の有機ＥＬ素子体
と、上記（１）〜（７）のいずれかの色変換材料と、
赤、緑および青のカラーフィルターとを有する有機ＥＬ
カラーディスプレイ。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的構成につい
て詳細に説明する。本発明の色変換材料は、可視光領域
での光の透過率が９０％以上の高分子材料をバインダー
とし、このバインダー中に有機溶媒に実質的に溶解せ
ず、高分子材料と相溶しない難溶の蛍光顔料粒子を分散
状態で、また、有機溶媒に溶解し、高分子材料と相溶す
る蛍光染料を溶解状態で含有する。そして、この色変換
材料に変換前に入射した光の波長が５２０nm以下であっ
て、この入射した光を変換した後の発光極大波長が５８
０nm以上であり、その変換効率は１０％以上である。
て詳細に説明する。本発明の色変換材料は、可視光領域
での光の透過率が９０％以上の高分子材料をバインダー
とし、このバインダー中に有機溶媒に実質的に溶解せ
ず、高分子材料と相溶しない難溶の蛍光顔料粒子を分散
状態で、また、有機溶媒に溶解し、高分子材料と相溶す
る蛍光染料を溶解状態で含有する。そして、この色変換
材料に変換前に入射した光の波長が５２０nm以下であっ
て、この入射した光を変換した後の発光極大波長が５８
０nm以上であり、その変換効率は１０％以上である。
【００１２】このように、蛍光顔料粒子と、蛍光色素と
を混在させることにより、２種類の蛍光材料が固相内で
分離され、蛍光材料同士の相互作用がほとんど無くな
り、青色光を吸収して緑色光を発光する蛍光材料と、緑
色光を吸収して赤色光を発光させる蛍光材料との変換が
効率良く行われ、色変換材料全体として青色光から直接
赤色光に高い効率で変換可能となる。
を混在させることにより、２種類の蛍光材料が固相内で
分離され、蛍光材料同士の相互作用がほとんど無くな
り、青色光を吸収して緑色光を発光する蛍光材料と、緑
色光を吸収して赤色光を発光させる蛍光材料との変換が
効率良く行われ、色変換材料全体として青色光から直接
赤色光に高い効率で変換可能となる。
【００１３】蛍光顔料粒子としては、基本的には蛍光量
子効率が高いものが好ましく、特にＥＬ発光波長域に吸
収が強いことが好ましい。これらは、青色光を吸収して
緑色光を放出するものであっても、緑色光を吸収して赤
色光を放出するものであってもよく、前者の場合には組
み合わせる染料が緑色光を吸収して赤色光を放出するも
のとなり、後者の場合には青色光を吸収して緑色光を放
出するものとなる。
子効率が高いものが好ましく、特にＥＬ発光波長域に吸
収が強いことが好ましい。これらは、青色光を吸収して
緑色光を放出するものであっても、緑色光を吸収して赤
色光を放出するものであってもよく、前者の場合には組
み合わせる染料が緑色光を吸収して赤色光を放出するも
のとなり、後者の場合には青色光を吸収して緑色光を放
出するものとなる。
【００１４】具体的には、吸収波長の極大が青色吸収で
ある場合には、好ましくは４００〜５２０nm、特に４３
０〜４８０nm、半値幅は１００〜２００nm程度であるこ
とが好ましい。また、この場合の蛍光スペクトルの発光
極大波長λmax が、好ましくは５００〜５６０nmの範囲
であり、その半値幅は、通常２００nm以下、好ましくは
１００nm程度である。一方、吸収波長の極大が緑色吸収
である場合には、好ましくは５００〜６２０nm、特に５
３０〜５８０nm、半値幅は１００〜２００nm程度である
ことが好ましい。また、この場合の蛍光スペクトルの発
光極大波長λmax が、好ましくは５８０〜６４０nmの範
囲であり、その半値幅は、通常２００nm以下、好ましく
は１００nm程度である蛍光物質が好ましい。なお、これ
らの波長帯域の中から、組み合わせる染料と顔料である
蛍光材料同士のストークシフトの好適なものを選択する
ことが好ましい。
ある場合には、好ましくは４００〜５２０nm、特に４３
０〜４８０nm、半値幅は１００〜２００nm程度であるこ
とが好ましい。また、この場合の蛍光スペクトルの発光
極大波長λmax が、好ましくは５００〜５６０nmの範囲
であり、その半値幅は、通常２００nm以下、好ましくは
１００nm程度である。一方、吸収波長の極大が緑色吸収
である場合には、好ましくは５００〜６２０nm、特に５
３０〜５８０nm、半値幅は１００〜２００nm程度である
ことが好ましい。また、この場合の蛍光スペクトルの発
光極大波長λmax が、好ましくは５８０〜６４０nmの範
囲であり、その半値幅は、通常２００nm以下、好ましく
は１００nm程度である蛍光物質が好ましい。なお、これ
らの波長帯域の中から、組み合わせる染料と顔料である
蛍光材料同士のストークシフトの好適なものを選択する
ことが好ましい。
【００１５】実際には、蛍光顔料は顔料色素型と、合成
樹脂固溶型の２種類に大別できる。顔料色素型として、
アゾ系、フタロシアニン系、アントラキノン系、キナク
リドン系、イソインドリノン系、チオインジゴ系、ペリ
レン系、ジオキサジン系等が挙げられ、これらの中から
選択すればよいが、特にアゾ系、イソインドリノン系、
あるいはＢＡＳＦ社のルモゲンカラー（Lumogen Color
）が好ましい。合成樹脂固溶型は、後述の蛍光染料
を、尿素樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、
アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、アルキド樹脂、アリル
スルホン樹脂、フェノール樹脂等から選択される樹脂
に、溶解・硬化後、粉砕して微粉末として得られる。
樹脂固溶型の２種類に大別できる。顔料色素型として、
アゾ系、フタロシアニン系、アントラキノン系、キナク
リドン系、イソインドリノン系、チオインジゴ系、ペリ
レン系、ジオキサジン系等が挙げられ、これらの中から
選択すればよいが、特にアゾ系、イソインドリノン系、
あるいはＢＡＳＦ社のルモゲンカラー（Lumogen Color
）が好ましい。合成樹脂固溶型は、後述の蛍光染料
を、尿素樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、
アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、アルキド樹脂、アリル
スルホン樹脂、フェノール樹脂等から選択される樹脂
に、溶解・硬化後、粉砕して微粉末として得られる。
【００１６】このような顔料は、後述の高分子材料（バ
インダー）および塗布用有機溶媒中に分散されているこ
とが好ましく、従って、この顔料はこのような高分子材
料および有機溶媒に難溶であることが必要である。ま
た、このような高分子材料および有機溶媒に対する顔料
の体積占有率は、１〜８０％、好ましくは１０〜６０
％、特に２０〜４０％程度が好ましい。顔料の粒径とし
ては、特に制限するものではなく、形成される光変換層
の厚みより小さいものであれば良く、好ましくは、１０
０〜１００００nm、特に５００〜２０００nm程度のもの
が好ましい。
インダー）および塗布用有機溶媒中に分散されているこ
とが好ましく、従って、この顔料はこのような高分子材
料および有機溶媒に難溶であることが必要である。ま
た、このような高分子材料および有機溶媒に対する顔料
の体積占有率は、１〜８０％、好ましくは１０〜６０
％、特に２０〜４０％程度が好ましい。顔料の粒径とし
ては、特に制限するものではなく、形成される光変換層
の厚みより小さいものであれば良く、好ましくは、１０
０〜１００００nm、特に５００〜２０００nm程度のもの
が好ましい。
【００１７】有機溶媒および高分子材料に可溶の蛍光染
料としては、具体的にはレーザー用色素などが適してお
り、ローダミンＢ、ローダミン６Ｇ等のキサンテン系色
素、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジ
メチルアミノスチルリン）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）等
のシアニン系色素、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−パーコラレイト（ピリジン１）等のピリジン系色
素、オキサジン系色素、クリセン系色素、チオフラビン
系色素、ペリレン系色素、ピレン系色素、アントラセン
系色素、アクリドン系色素、アクリジン系色素、フルオ
レン系色素、ターフェニル系色素、エテン系色素、ブタ
ジエン系色素、ヘキサトリエン系色素、オキサゾール系
色素、クマリン系色素、スチルベン系色素、ジ−および
トリフェニルメタン系色素、チアゾール系色素、チアジ
ン系色素、ナフタルイミド系色素、アントラキノン系色
素等が挙げられ、中でもローダミンＢ、ローダミン６Ｇ
等のキサンテン系色素、クマリン系やナフタルイミド系
色素が適している。
料としては、具体的にはレーザー用色素などが適してお
り、ローダミンＢ、ローダミン６Ｇ等のキサンテン系色
素、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジ
メチルアミノスチルリン）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）等
のシアニン系色素、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−パーコラレイト（ピリジン１）等のピリジン系色
素、オキサジン系色素、クリセン系色素、チオフラビン
系色素、ペリレン系色素、ピレン系色素、アントラセン
系色素、アクリドン系色素、アクリジン系色素、フルオ
レン系色素、ターフェニル系色素、エテン系色素、ブタ
ジエン系色素、ヘキサトリエン系色素、オキサゾール系
色素、クマリン系色素、スチルベン系色素、ジ−および
トリフェニルメタン系色素、チアゾール系色素、チアジ
ン系色素、ナフタルイミド系色素、アントラキノン系色
素等が挙げられ、中でもローダミンＢ、ローダミン６Ｇ
等のキサンテン系色素、クマリン系やナフタルイミド系
色素が適している。
【００１８】この染料は後述の高分子材料および有機溶
媒に可溶であって、組み合わせる顔料や、その種類にも
よるが、前記高分子材料中に、好ましくは重量濃度で
０．０１〜３０％、特に０．１〜１０％、さらには０．
５〜５％の範囲で存在することが好ましい。
媒に可溶であって、組み合わせる顔料や、その種類にも
よるが、前記高分子材料中に、好ましくは重量濃度で
０．０１〜３０％、特に０．１〜１０％、さらには０．
５〜５％の範囲で存在することが好ましい。
【００１９】バインダーは基本的に蛍光を消光しないよ
うな材料を選べばよく、スクリーン印刷、フォトリソグ
ラフィー等で微細なパターニングができるようなものが
好ましい。また、ＩＴＯの成膜時にダメージを受けない
ような材料が好ましい。具体的には、例えば、ポリスチ
レン、ポリアクリル酸またはポリメタクリル酸エステ
ル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリビニルブチ
ラールおよびこれらの誘導体、ポリエステル樹脂、アク
リル樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド樹
脂等が挙げられ、中でも感光性あるいは非感光性のポリ
イミド樹脂、およびアクリル樹脂が好ましい。このよう
なバインダーは、可視光領域での光の透過率が９０％以
上、好ましくは９５％以上であることが好ましい。
うな材料を選べばよく、スクリーン印刷、フォトリソグ
ラフィー等で微細なパターニングができるようなものが
好ましい。また、ＩＴＯの成膜時にダメージを受けない
ような材料が好ましい。具体的には、例えば、ポリスチ
レン、ポリアクリル酸またはポリメタクリル酸エステ
ル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリビニルブチ
ラールおよびこれらの誘導体、ポリエステル樹脂、アク
リル樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド樹
脂等が挙げられ、中でも感光性あるいは非感光性のポリ
イミド樹脂、およびアクリル樹脂が好ましい。このよう
なバインダーは、可視光領域での光の透過率が９０％以
上、好ましくは９５％以上であることが好ましい。
【００２０】有機溶媒は、使用するバインダーや溶解さ
せる蛍光染料により、適宜公知の有機溶媒から選択すれ
ば良く、炭化水素系として、トルエン、キシレン、脂肪
族混合溶剤、脂肪族芳香族混合溶剤、芳香族混合溶剤等
が挙げられ、アルコール系として、メタノール、エタノ
ール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノ
ール、シクロヘキサノール等が挙げられ、エステル系と
して、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸
シクロヘキシル等が挙げられ、ケトン系としては、アセ
トン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、
シクロヘキサノン、ジイソブチルケトン、イソホロン、
ダイアセトンアルコール等が挙げられ、エーテル・アル
コール系として、メチルセロソルブアセテート、セロソ
ルブアセテート、カルビトールアセテート等が挙げられ
る。
せる蛍光染料により、適宜公知の有機溶媒から選択すれ
ば良く、炭化水素系として、トルエン、キシレン、脂肪
族混合溶剤、脂肪族芳香族混合溶剤、芳香族混合溶剤等
が挙げられ、アルコール系として、メタノール、エタノ
ール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノ
ール、シクロヘキサノール等が挙げられ、エステル系と
して、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸
シクロヘキシル等が挙げられ、ケトン系としては、アセ
トン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、
シクロヘキサノン、ジイソブチルケトン、イソホロン、
ダイアセトンアルコール等が挙げられ、エーテル・アル
コール系として、メチルセロソルブアセテート、セロソ
ルブアセテート、カルビトールアセテート等が挙げられ
る。
【００２１】上記有機溶媒中に、バインダーおよび蛍光
染料を溶解させ、蛍光顔料を分散させて、光変換材料と
する。このような光変換材料をディスプレイ等に用いる
場合、蛍光変換層として薄膜状に発光体等の近くに（下
記図１の例では発光体層２の下に隣接して）配置すれば
よい。蛍光変換層として設ける手段としては、印刷ある
いは塗設すればよく、具体的には、印刷する場合にはス
クリーン印刷等が好ましく、塗設する場合としては、コ
ーティング法が好ましい。コーティング法としては、バ
ーコーティング法、グラビアやリバース等のロールコー
ティング法、ドクターナイフ法やエアーナイフ、ノズル
コーティング法、スピンコーティング法等の通常の方法
を用いることができる。またパターン形成する場合には
ホトリソグラフィーを併用する。
染料を溶解させ、蛍光顔料を分散させて、光変換材料と
する。このような光変換材料をディスプレイ等に用いる
場合、蛍光変換層として薄膜状に発光体等の近くに（下
記図１の例では発光体層２の下に隣接して）配置すれば
よい。蛍光変換層として設ける手段としては、印刷ある
いは塗設すればよく、具体的には、印刷する場合にはス
クリーン印刷等が好ましく、塗設する場合としては、コ
ーティング法が好ましい。コーティング法としては、バ
ーコーティング法、グラビアやリバース等のロールコー
ティング法、ドクターナイフ法やエアーナイフ、ノズル
コーティング法、スピンコーティング法等の通常の方法
を用いることができる。またパターン形成する場合には
ホトリソグラフィーを併用する。
【００２２】本発明の光変換材料の好ましい構成例を図
１に示す。図１は本発明の光変換材料を用いたディスプ
レイの概略構成図である。
１に示す。図１は本発明の光変換材料を用いたディスプ
レイの概略構成図である。
【００２３】図において、本発明の光変換材料を用いた
光変換層１は、バインダー３中に、蛍光顔料粒子４と、
蛍光染料（実際は溶解しているが図では概念的に表して
いる）５と有し、さらにこの光変換層１に隣接して、図
示例では光変換層１の上に有機ＥＬ素子体等の青色光を
発光する発光体層２を有する。
光変換層１は、バインダー３中に、蛍光顔料粒子４と、
蛍光染料（実際は溶解しているが図では概念的に表して
いる）５と有し、さらにこの光変換層１に隣接して、図
示例では光変換層１の上に有機ＥＬ素子体等の青色光を
発光する発光体層２を有する。
【００２４】ここで、発光体層２から発した青色光６
は、光変換層１中の蛍光顔料粒子４に当たるとその一部
は蛍光顔料粒子４の蛍光物質を励起させ、緑色の蛍光７
を発光させる。この緑色蛍光７は光変換層１中にくまな
く溶解している蛍光染料５に吸収され、この蛍光染料の
蛍光物質を励起させ、赤色蛍光８を発光させる。このよ
うにして、次々と、発光体層２からの青色光６が赤色蛍
光８に変換される。さらに、蛍光顔料粒子４に吸収され
ずに反射した青色光６は、別の蛍光顔料粒子４と当た
り、これにその一部が吸収される。このように、発光体
層２の発光である青色光６の光路は、実質的に長くな
り、効率が向上する。また、青色光６の一部は直接蛍光
染料５にも吸収され赤色蛍光８を発光させることとな
る。
は、光変換層１中の蛍光顔料粒子４に当たるとその一部
は蛍光顔料粒子４の蛍光物質を励起させ、緑色の蛍光７
を発光させる。この緑色蛍光７は光変換層１中にくまな
く溶解している蛍光染料５に吸収され、この蛍光染料の
蛍光物質を励起させ、赤色蛍光８を発光させる。このよ
うにして、次々と、発光体層２からの青色光６が赤色蛍
光８に変換される。さらに、蛍光顔料粒子４に吸収され
ずに反射した青色光６は、別の蛍光顔料粒子４と当た
り、これにその一部が吸収される。このように、発光体
層２の発光である青色光６の光路は、実質的に長くな
り、効率が向上する。また、青色光６の一部は直接蛍光
染料５にも吸収され赤色蛍光８を発光させることとな
る。
【００２５】本発明の光変換材料をカラーディスプレイ
に使用する場合、組み合わせる青色透過層と、緑色透過
層と、赤色透過層にはカラーフィルターを用いることが
好ましい。カラーフィルターには、液晶ディスプレイ等
で用いられているカラーフィルターを用いてもよいが、
使用する発光体、例えば有機ＥＬの発光する光に合わせ
てカラーフィルターの特性を調製し、取り出し効率・色
純度を最適化すればよい。また、ＥＬ素子材料や蛍光変
換層が光吸収するような短波長の光をカットできるカラ
ーフィルターを用いることが好ましく、これにより素子
の耐光性・表示のコントラストも向上する。このときカ
ットする光は緑の場合５６０nm以上の波長の光および４
８０nm以下の波長の光であり、青の場合４９０nm以上の
波長の光であり、赤の場合５８０nm以下の波長の光であ
る。このようなカラーフィルターを用いて、ＮＴＳＣ標
準、あるいは現行のＣＲＴの色度座標に調整することが
好ましい。このような色度座標は、一般的な色度座標測
定器、例えばトプコン社製のＢＭ−７、ＳＲ−１等を用
いて測定できる。カラーフィルター層の厚さは０．５〜
２０μm 程度とすればよい。
に使用する場合、組み合わせる青色透過層と、緑色透過
層と、赤色透過層にはカラーフィルターを用いることが
好ましい。カラーフィルターには、液晶ディスプレイ等
で用いられているカラーフィルターを用いてもよいが、
使用する発光体、例えば有機ＥＬの発光する光に合わせ
てカラーフィルターの特性を調製し、取り出し効率・色
純度を最適化すればよい。また、ＥＬ素子材料や蛍光変
換層が光吸収するような短波長の光をカットできるカラ
ーフィルターを用いることが好ましく、これにより素子
の耐光性・表示のコントラストも向上する。このときカ
ットする光は緑の場合５６０nm以上の波長の光および４
８０nm以下の波長の光であり、青の場合４９０nm以上の
波長の光であり、赤の場合５８０nm以下の波長の光であ
る。このようなカラーフィルターを用いて、ＮＴＳＣ標
準、あるいは現行のＣＲＴの色度座標に調整することが
好ましい。このような色度座標は、一般的な色度座標測
定器、例えばトプコン社製のＢＭ−７、ＳＲ−１等を用
いて測定できる。カラーフィルター層の厚さは０．５〜
２０μm 程度とすればよい。
【００２６】また、誘導体多層膜のような光学薄膜を用
いてカラーフィルターの代わりにしてもよい。
いてカラーフィルターの代わりにしてもよい。
【００２７】本発明の光変換材料は、好ましくは有機Ｅ
Ｌ素子と組み合わせて高効率のカラーディスプレイとす
ることができる。
Ｌ素子と組み合わせて高効率のカラーディスプレイとす
ることができる。
【００２８】このような有機ＥＬ発光素子体の構成例を
図２に示す。図２に示される有機ＥＬ発光素子体は、光
変換層（図示せず）上に透明電極としての陽電極２２、
正孔注入層２３、正孔輸送層２４、発光層２５、電子注
入輸送層２６、陰電極２７を順次有する。
図２に示す。図２に示される有機ＥＬ発光素子体は、光
変換層（図示せず）上に透明電極としての陽電極２２、
正孔注入層２３、正孔輸送層２４、発光層２５、電子注
入輸送層２６、陰電極２７を順次有する。
【００２９】本発明のＥＬ素子体は、図示例に限らず、
種々の構成とすることができ、例えば電子注入・輸送層
を省略し、あるいは発光層と一体としたり、正孔注入層
と正孔輸送層を一体とした、正孔注入・輸送層としても
よい。
種々の構成とすることができ、例えば電子注入・輸送層
を省略し、あるいは発光層と一体としたり、正孔注入層
と正孔輸送層を一体とした、正孔注入・輸送層としても
よい。
【００３０】陰電極は蒸着やスパッタ法により成膜し、
発光層等の有機物層は真空蒸着等により、陽電極は上記
の方法により成膜することができるが、これらの膜のそ
れぞれは、必要に応じてマスク蒸着または膜形成後にエ
ッチングなどの方法によってパターニングでき、これに
よって、所望の発光パターンを得ることができる。さら
には、基板が薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）であって、そ
のパターンに応じて各膜を形成することでそのまま表示
および駆動パターンとすることもできる。最後に、Ｓｉ
ＯX やＡｌ等の無機材料、テフロン等の有機材料からな
る保護層を形成すればよい。
発光層等の有機物層は真空蒸着等により、陽電極は上記
の方法により成膜することができるが、これらの膜のそ
れぞれは、必要に応じてマスク蒸着または膜形成後にエ
ッチングなどの方法によってパターニングでき、これに
よって、所望の発光パターンを得ることができる。さら
には、基板が薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）であって、そ
のパターンに応じて各膜を形成することでそのまま表示
および駆動パターンとすることもできる。最後に、Ｓｉ
ＯX やＡｌ等の無機材料、テフロン等の有機材料からな
る保護層を形成すればよい。
【００３１】陰電極の構成材料としては、電子注入を効
果的に行うために、低仕事関数の物質として、例えば、
Ｋ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂ
ａ、Ａｌ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｚｒ等の金属元素
単体、または安定性を向上させるためにそれらを含む２
成分、３成分の合金系を用いることが好ましい。合金系
としては、例えばＡｇ・Ｍｇ（Ａｇ：１〜２０at％）、
Ａｌ・Ｌｉ（Ｌｉ：１〜２０at％）、Ｉｎ・Ｍｇ（Ｍ
ｇ：５０〜８０at％）、Ａｌ・Ｃａ（Ｃａ：５〜２０at
％）等が好ましい。
果的に行うために、低仕事関数の物質として、例えば、
Ｋ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂ
ａ、Ａｌ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｚｒ等の金属元素
単体、または安定性を向上させるためにそれらを含む２
成分、３成分の合金系を用いることが好ましい。合金系
としては、例えばＡｇ・Ｍｇ（Ａｇ：１〜２０at％）、
Ａｌ・Ｌｉ（Ｌｉ：１〜２０at％）、Ｉｎ・Ｍｇ（Ｍ
ｇ：５０〜８０at％）、Ａｌ・Ｃａ（Ｃａ：５〜２０at
％）等が好ましい。
【００３２】また、陰電極薄膜の厚さは、電子注入を十
分行える一定以上の厚さとすればよく、５０nm以上、好
ましくは１００nm以上とすればよい。また、その上限値
には特に制限はないが、通常膜厚は１００〜５００nm程
度とすればよい。
分行える一定以上の厚さとすればよく、５０nm以上、好
ましくは１００nm以上とすればよい。また、その上限値
には特に制限はないが、通常膜厚は１００〜５００nm程
度とすればよい。
【００３３】保護層は、透明であっても不透明であって
もよく、透明とする場合には、透明な材料（例えばＳｉ
Ｏ2 、ＳＩＡＬＯＮ等）を選択して用いるか、あるいは
厚さを制御して透明（好ましくは発光光の透過率が８０
％以上）となるようにすればよい。一般に、保護層の厚
さは５０〜１２００nm程度とする。保護層の形成方法に
ついては特に限定するものではなく、蒸着等でもよい
が、スパッタ法によれば、陰電極との連続成膜が可能で
ある。
もよく、透明とする場合には、透明な材料（例えばＳｉ
Ｏ2 、ＳＩＡＬＯＮ等）を選択して用いるか、あるいは
厚さを制御して透明（好ましくは発光光の透過率が８０
％以上）となるようにすればよい。一般に、保護層の厚
さは５０〜１２００nm程度とする。保護層の形成方法に
ついては特に限定するものではなく、蒸着等でもよい
が、スパッタ法によれば、陰電極との連続成膜が可能で
ある。
【００３４】次に、本発明のＥＬ素子に設けられる有機
物層について述べる。
物層について述べる。
【００３５】発光層は、正孔（ホール）および電子の注
入機能、それらの輸送機能、正孔と電子の再結合により
励起子を生成させる機能を有する。発光層には電子−正
孔両キャリアーに対して、安定で、かつ蛍光強度の強い
化合物を用いることが好ましい。
入機能、それらの輸送機能、正孔と電子の再結合により
励起子を生成させる機能を有する。発光層には電子−正
孔両キャリアーに対して、安定で、かつ蛍光強度の強い
化合物を用いることが好ましい。
【００３６】正孔注入層は、陽電極からの正孔の注入を
容易にする機能を有し、正孔輸送層は、正孔を輸送する
機能および電子を妨げる機能を有し、電荷注入層、電荷
輸送層とも称される。
容易にする機能を有し、正孔輸送層は、正孔を輸送する
機能および電子を妨げる機能を有し、電荷注入層、電荷
輸送層とも称される。
【００３７】電子注入輸送層は、発光層に用いる化合物
の電子注入輸送機能がさほど高くないときなどに設けら
れ、陰電極からの電子の注入を容易にする機能、電子を
輸送する機能および正孔を妨げる機能を有する。
の電子注入輸送機能がさほど高くないときなどに設けら
れ、陰電極からの電子の注入を容易にする機能、電子を
輸送する機能および正孔を妨げる機能を有する。
【００３８】正孔注入層、正孔輸送層および電子注入輸
送層は、発光層へ注入される正孔や電子を増大・閉じ込
めさせ、再結合領域を最適化させ、発光効率を改善す
る。
送層は、発光層へ注入される正孔や電子を増大・閉じ込
めさせ、再結合領域を最適化させ、発光効率を改善す
る。
【００３９】なお、電子注入輸送層は、注入機能を持つ
層と輸送機能を持つ層とに別個に設けてもよい。
層と輸送機能を持つ層とに別個に設けてもよい。
【００４０】発光層の厚さ、正孔注入層と正孔輸送層と
を併せた厚さおよび電子注入輸送層の厚さは特に限定さ
れず、形成方法によっても異なるが、通常、５〜１００
nm程度とすることが好ましい。
を併せた厚さおよび電子注入輸送層の厚さは特に限定さ
れず、形成方法によっても異なるが、通常、５〜１００
nm程度とすることが好ましい。
【００４１】正孔注入層・正孔輸送層の厚さおよび電子
注入輸送層の厚さは、再結合・発光領域の設計による
が、発光層の厚さと同程度もしくは１／１０〜１０倍程
度とすればよい。正孔注入層・正孔輸送層の厚さおよび
電子注入層と輸送層を分ける場合は、注入層は１nm以
上、輸送層は２０nm以上とするのが好ましい。このとき
の注入層、輸送層の厚さの上限は、通常、注入層で１０
０nm程度、輸送層で１００nm程度である。このような膜
厚については注入輸送層を２層設けるときも同じであ
る。
注入輸送層の厚さは、再結合・発光領域の設計による
が、発光層の厚さと同程度もしくは１／１０〜１０倍程
度とすればよい。正孔注入層・正孔輸送層の厚さおよび
電子注入層と輸送層を分ける場合は、注入層は１nm以
上、輸送層は２０nm以上とするのが好ましい。このとき
の注入層、輸送層の厚さの上限は、通常、注入層で１０
０nm程度、輸送層で１００nm程度である。このような膜
厚については注入輸送層を２層設けるときも同じであ
る。
【００４２】また、組み合わせる発光層や電子注入輸送
層や正孔注入輸送層のキャリア移動度やキャリア密度
（イオン化ポテンシャル・電子親和力により決まる）を
考慮しながら、膜厚をコントロールすることで、再結合
領域・発光領域を自由に設計することが可能であり、発
光色の設計や、両電極の干渉効果による発光輝度・発光
スペクトルの制御や、発光の空間分布の制御を可能にで
きる。
層や正孔注入輸送層のキャリア移動度やキャリア密度
（イオン化ポテンシャル・電子親和力により決まる）を
考慮しながら、膜厚をコントロールすることで、再結合
領域・発光領域を自由に設計することが可能であり、発
光色の設計や、両電極の干渉効果による発光輝度・発光
スペクトルの制御や、発光の空間分布の制御を可能にで
きる。
【００４３】本発明のＥＬ素子の発光層には発光機能を
有する化合物である青色蛍光性物質を含有させる。この
蛍光性物質としては、例えば、特願平６−１１０５６９
号に記載のフェニルアントラセン誘導体や、特願平６−
１１４４５６号に記載のテトラアリールエテン誘導体の
ような青色発光材料が挙げられる。この他、これに加
え、あるいは単体で、キナクリドン、クマリン、ルブレ
ン、スチリル系色素、その他テトラフェニルブタジエ
ン、アントラセン、ペリレン、コロネン、１２−フタロ
ペリノン誘導体等を用いることもできる。これらの中で
上述の青色を発生する物質を選択すればよい。発光層は
電子注入輸送層を兼ねたものであってもよく、これらの
蛍光性物質を蒸着等すればよい。
有する化合物である青色蛍光性物質を含有させる。この
蛍光性物質としては、例えば、特願平６−１１０５６９
号に記載のフェニルアントラセン誘導体や、特願平６−
１１４４５６号に記載のテトラアリールエテン誘導体の
ような青色発光材料が挙げられる。この他、これに加
え、あるいは単体で、キナクリドン、クマリン、ルブレ
ン、スチリル系色素、その他テトラフェニルブタジエ
ン、アントラセン、ペリレン、コロネン、１２−フタロ
ペリノン誘導体等を用いることもできる。これらの中で
上述の青色を発生する物質を選択すればよい。発光層は
電子注入輸送層を兼ねたものであってもよく、これらの
蛍光性物質を蒸着等すればよい。
【００４４】また、必要に応じて設けられる電子注入輸
送層には、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム等
の有機金属錯体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘
導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノリン誘
導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、
ニトロ置換フルオレン誘導体等を用いることができる。
上述のように、電子注入輸送層は発光層を兼ねたもので
あってもよく、電子注入輸送層の形成も発光層と同様に
蒸着等によればよい。
送層には、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム等
の有機金属錯体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘
導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノリン誘
導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、
ニトロ置換フルオレン誘導体等を用いることができる。
上述のように、電子注入輸送層は発光層を兼ねたもので
あってもよく、電子注入輸送層の形成も発光層と同様に
蒸着等によればよい。
【００４５】なお、電子注入輸送層を電子注入層と電子
輸送層とに分けて設層する場合は、電子注入輸送層用の
化合物のなかから好ましい組合せを選択して用いること
ができる。このとき、陰電極側から電子親和力の値の大
きい化合物の層の順に積層することが好ましい。このよ
うな積層順については電子注入輸送層を２層以上設ける
ときも同様である。
輸送層とに分けて設層する場合は、電子注入輸送層用の
化合物のなかから好ましい組合せを選択して用いること
ができる。このとき、陰電極側から電子親和力の値の大
きい化合物の層の順に積層することが好ましい。このよ
うな積層順については電子注入輸送層を２層以上設ける
ときも同様である。
【００４６】また、正孔注入層・正孔輸送層には、例え
ば、特開昭６３−２９５６９５号公報、特開平２−１９
１６９４号公報、特開平３−７９２号公報、特開平５−
２３４６８１号公報、特開平５−２３９４５５号公報、
特開平５−２９９１７４号公報、特開平７−１２６２２
５号公報、特開平７−１２６２２６号公報、特開平８−
１００１７２号公報、ＥＰ０６５０９５５Ａ１等に記載
されている各種有機化合物を用いることができる。例え
ば、テトラアリールベンジシン化合物（トリアリールジ
アミンないしトリフェニルジアミン：ＴＰＤ）、芳香族
三級アミン、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、
トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を
有するオキサジアゾール誘導体、ポリチオフェン等であ
る。これらの化合物は２種以上を併用してもよく、併用
するときは別層にして積層したり、混合したりすればよ
い。
ば、特開昭６３−２９５６９５号公報、特開平２−１９
１６９４号公報、特開平３−７９２号公報、特開平５−
２３４６８１号公報、特開平５−２３９４５５号公報、
特開平５−２９９１７４号公報、特開平７−１２６２２
５号公報、特開平７−１２６２２６号公報、特開平８−
１００１７２号公報、ＥＰ０６５０９５５Ａ１等に記載
されている各種有機化合物を用いることができる。例え
ば、テトラアリールベンジシン化合物（トリアリールジ
アミンないしトリフェニルジアミン：ＴＰＤ）、芳香族
三級アミン、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、
トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を
有するオキサジアゾール誘導体、ポリチオフェン等であ
る。これらの化合物は２種以上を併用してもよく、併用
するときは別層にして積層したり、混合したりすればよ
い。
【００４７】正孔輸送層と正孔注入層は、上記の化合物
のなかから好ましい組合せを選択して用いることができ
る。このとき、陽電極（ＩＴＯ等）側からイオン化ポテ
ンシャルの小さい化合物の層の順に積層することが好ま
しい。また陽電極表面には薄膜性の良好な化合物を用い
ることが好ましい。このような積層順については、正孔
注入輸送層を２層以上設けるときも同様である。このよ
うな積層順とすることによって、駆動電圧が低下し、電
流リークの発生やダークスポットの発生・成長を防ぐこ
とができる。また、素子化する場合、蒸着を用いている
ので１〜１０nm程度の薄い膜も、均一かつピンホールフ
リーとすることができるため、正孔注入層にイオン化ポ
テンシャルが小さく、可視部に吸収をもつような化合物
を用いても、発光色の色調変化や再吸収による効率の低
下を防ぐことができる。
のなかから好ましい組合せを選択して用いることができ
る。このとき、陽電極（ＩＴＯ等）側からイオン化ポテ
ンシャルの小さい化合物の層の順に積層することが好ま
しい。また陽電極表面には薄膜性の良好な化合物を用い
ることが好ましい。このような積層順については、正孔
注入輸送層を２層以上設けるときも同様である。このよ
うな積層順とすることによって、駆動電圧が低下し、電
流リークの発生やダークスポットの発生・成長を防ぐこ
とができる。また、素子化する場合、蒸着を用いている
ので１〜１０nm程度の薄い膜も、均一かつピンホールフ
リーとすることができるため、正孔注入層にイオン化ポ
テンシャルが小さく、可視部に吸収をもつような化合物
を用いても、発光色の色調変化や再吸収による効率の低
下を防ぐことができる。
【００４８】正孔注入層・正孔輸送層は、発光層等と同
様に上記の化合物を蒸着すればよい。
様に上記の化合物を蒸着すればよい。
【００４９】本発明において、陽電極として用いられる
透明電極は、好ましくは発光した光の透過率が８０％以
上となるように陽電極の材料および厚さを決定すること
が好ましい。具体的には、例えば、錫ドープ酸化インジ
ウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸化インジウム（ＩＺ
Ｏ）、ＳｎＯ2 、ドーパントをドープしたポリピロール
などを陽電極に用いることが好ましい。また、陽電極の
厚さは１０〜５００nm程度とすることが好ましい。ま
た、素子の信頼性を向上させるために駆動電圧が低いこ
とが必要である。
透明電極は、好ましくは発光した光の透過率が８０％以
上となるように陽電極の材料および厚さを決定すること
が好ましい。具体的には、例えば、錫ドープ酸化インジ
ウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸化インジウム（ＩＺ
Ｏ）、ＳｎＯ2 、ドーパントをドープしたポリピロール
などを陽電極に用いることが好ましい。また、陽電極の
厚さは１０〜５００nm程度とすることが好ましい。ま
た、素子の信頼性を向上させるために駆動電圧が低いこ
とが必要である。
【００５０】基板材料としては、基板側から発光した光
を取り出す構成の場合、ガラスや石英、樹脂等の透明な
いし半透明材料を用いる。
を取り出す構成の場合、ガラスや石英、樹脂等の透明な
いし半透明材料を用いる。
【００５１】本発明に使用される有機ＥＬ発光素子体
は、通常、直流駆動型のＥＬ素子として用いられるが、
交流駆動またはパルス駆動とすることもできる。印加電
圧は、通常、２〜２０V 程度とされる。
は、通常、直流駆動型のＥＬ素子として用いられるが、
交流駆動またはパルス駆動とすることもできる。印加電
圧は、通常、２〜２０V 程度とされる。
【００５２】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を比較例ととも
に示し、本発明をさらに詳細に説明する。
に示し、本発明をさらに詳細に説明する。
【００５３】＜実施例１＞ 〔光変換材料の作成１〕青色光吸収用の蛍光顔料とし
て、シンロイヒ（株）のシンロイヒカラーＦＡ４５Ｊを
用い。緑色光吸収用の蛍光染料として、コダック社のロ
ーダミンＢを用いた。またバインダーとして、富士ハン
トエレクトロニクステクノロジー（株）のネガ型のアク
リル系フォトレジストＣＴを用い（可視光領域での光透
過率９８％／cm3 ）、上記蛍光染料と共に有機溶媒（エ
タノール）に溶解した後、上記顔料を加え、ホモジナイ
ザーで１０分間撹拌、分散した。得られた光変換材料
を、スピンコート法を用いて１０μm の厚さに塗布し、
光変換層とした。
て、シンロイヒ（株）のシンロイヒカラーＦＡ４５Ｊを
用い。緑色光吸収用の蛍光染料として、コダック社のロ
ーダミンＢを用いた。またバインダーとして、富士ハン
トエレクトロニクステクノロジー（株）のネガ型のアク
リル系フォトレジストＣＴを用い（可視光領域での光透
過率９８％／cm3 ）、上記蛍光染料と共に有機溶媒（エ
タノール）に溶解した後、上記顔料を加え、ホモジナイ
ザーで１０分間撹拌、分散した。得られた光変換材料
を、スピンコート法を用いて１０μm の厚さに塗布し、
光変換層とした。
【００５４】この光変換層の吸収極大波長は、４６０n
m、半値幅は、５０nmで、赤色蛍光発光の極大波長は、
５９０nm、半値幅は、５０nmであった。また、４６０nm
の青色から５９０nmの赤色への変換効率は１８％であっ
た。
m、半値幅は、５０nmで、赤色蛍光発光の極大波長は、
５９０nm、半値幅は、５０nmであった。また、４６０nm
の青色から５９０nmの赤色への変換効率は１８％であっ
た。
【００５５】＜実施例２＞ 〔光変換材料の作成２〕実施例１において、青色光吸収
蛍光顔料として、シンロイヒカラーＦＡ４５Ｊの代わり
に、シンロイヒカラーＦＺ５００５を用いたほかは、実
施例１と同様にして色変換材料を作成したところ、実施
例１とほぼ同様の結果が得られた。なお、４６０nmの青
色から５９０nmの赤色への変換効率は１５％であった。
蛍光顔料として、シンロイヒカラーＦＡ４５Ｊの代わり
に、シンロイヒカラーＦＺ５００５を用いたほかは、実
施例１と同様にして色変換材料を作成したところ、実施
例１とほぼ同様の結果が得られた。なお、４６０nmの青
色から５９０nmの赤色への変換効率は１５％であった。
【００５６】＜実施例３＞ 〔光変換材料の作成３〕実施例１において、緑色光吸収
蛍光染料として、ローダミンＢの代わりにローダミン６
Ｇを用いたほかは、実施例１と同様にして色変換材料を
作成したところ、実施例１とほぼ同様の結果が得られ
た。なお、４６０nmの青色から５９０nmの赤色への変換
効率は１３％であった。
蛍光染料として、ローダミンＢの代わりにローダミン６
Ｇを用いたほかは、実施例１と同様にして色変換材料を
作成したところ、実施例１とほぼ同様の結果が得られ
た。なお、４６０nmの青色から５９０nmの赤色への変換
効率は１３％であった。
【００５７】＜比較例１＞ 〔光変換材料の作成４〕実施例１において、青色光吸収
蛍光顔料であるシンロイヒカラーＦＡ４５Ｊを用いるこ
となく、緑色光吸収用の蛍光染料であるローダミンＢだ
けを用いたほかは、実施例１と同様にして色変換材料を
作成したところ、４６０nmの青色から５９０nmの赤色へ
の変換効率は２％以下と極端に低下した。
蛍光顔料であるシンロイヒカラーＦＡ４５Ｊを用いるこ
となく、緑色光吸収用の蛍光染料であるローダミンＢだ
けを用いたほかは、実施例１と同様にして色変換材料を
作成したところ、４６０nmの青色から５９０nmの赤色へ
の変換効率は２％以下と極端に低下した。
【００５８】＜比較例２＞ 〔光変換材料の作成５〕実施例１において、青色光吸収
蛍光顔料であるシンロイヒカラーＦＡ４５Ｊの代わり
に、青色光吸収蛍光染料として、コダック社のクマリン
６を用いたほかは、実施例１と同様にして色変換材料を
作成したところ、クマリン６とローダミンＢの相互作用
による消光現象が認められ、５９０nmの発光（変換光）
は得られなかった。
蛍光顔料であるシンロイヒカラーＦＡ４５Ｊの代わり
に、青色光吸収蛍光染料として、コダック社のクマリン
６を用いたほかは、実施例１と同様にして色変換材料を
作成したところ、クマリン６とローダミンＢの相互作用
による消光現象が認められ、５９０nmの発光（変換光）
は得られなかった。
【００５９】〔有機ＥＬ素子の作製〕ガラス基板上にＩ
ＴＯ透明陽電極をレート１０nm／min で１００nmの厚さ
に成膜し、パターンニングした。
ＴＯ透明陽電極をレート１０nm／min で１００nmの厚さ
に成膜し、パターンニングした。
【００６０】このときのターゲットにはＩｎ2 Ｏ3 にＳ
ｎＯ2 （１０モル％）とを混入したものを用い、スパッ
タガスにはＡｒを用い、ガス圧は１Paとした。また、動
作温度は８０℃、投入電力は１Ｗ／cm2 、基板・ターゲ
ット間は８cmであった。
ｎＯ2 （１０モル％）とを混入したものを用い、スパッ
タガスにはＡｒを用い、ガス圧は１Paとした。また、動
作温度は８０℃、投入電力は１Ｗ／cm2 、基板・ターゲ
ット間は８cmであった。
【００６１】次いで中性洗剤、アセトン、エタノールを
用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中から引き上げて
乾燥した。この半透明陽電極表面をＵＶ／Ｏ3 洗浄した
後、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定して、槽内を１
×１０-4Pa以下まで減圧した。
用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中から引き上げて
乾燥した。この半透明陽電極表面をＵＶ／Ｏ3 洗浄した
後、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定して、槽内を１
×１０-4Pa以下まで減圧した。
【００６２】次いで減圧状態を保ったまま、下記の式
（Ｉ）で示されるＭＴＤＡＴＡを蒸着速度０．２nm/sec
で５０nmの厚さに蒸着し、正孔注入層とした。
（Ｉ）で示されるＭＴＤＡＴＡを蒸着速度０．２nm/sec
で５０nmの厚さに蒸着し、正孔注入層とした。
【００６３】
【化１】
【００６４】次いで減圧状態を保ったまま、下記の式
（II）で示されるＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−ｍ−ビ
フェニル−トリル−４，４’−ジアミノ−１，１’−ビ
フェニル（ＴＰＤ）を蒸着速度０．２nm/secで２０nmの
厚さに蒸着し、正孔輸送層とした。
（II）で示されるＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−ｍ−ビ
フェニル−トリル−４，４’−ジアミノ−１，１’−ビ
フェニル（ＴＰＤ）を蒸着速度０．２nm/secで２０nmの
厚さに蒸着し、正孔輸送層とした。
【化２】
【００６５】さらに、減圧を保ったまま、下記の式（II
I ）で示されるＤＰＡを蒸着速度０．２nm/secで２０nm
の厚さに蒸着して、発光層とした。
I ）で示されるＤＰＡを蒸着速度０．２nm/secで２０nm
の厚さに蒸着して、発光層とした。
【００６６】
【化３】
【００６７】次いで減圧状態を保ったまま、下記の式
（IV）で示されるＤＱＸを蒸着速度０．２nm/secで２０
nmの厚さに蒸着し、電子注入・輸送層とした。
（IV）で示されるＤＱＸを蒸着速度０．２nm/secで２０
nmの厚さに蒸着し、電子注入・輸送層とした。
【００６８】
【化４】
【００６９】次いで、真空蒸着装置からスパッタ装置に
移し、Ａｇ・Ｍｇをターゲットとして、ＤＣスパッタ法
により陰電極を、レート１０nm／min で、２３０nmの厚
さに成膜した。このときのスパッタガスにはＡｒを用
い、ガス圧は１Paとした。また投入電力は、１００Ｗ、
基板・ターゲット間は８cmであった。
移し、Ａｇ・Ｍｇをターゲットとして、ＤＣスパッタ法
により陰電極を、レート１０nm／min で、２３０nmの厚
さに成膜した。このときのスパッタガスにはＡｒを用
い、ガス圧は１Paとした。また投入電力は、１００Ｗ、
基板・ターゲット間は８cmであった。
【００７０】最後にＡｌを２００nmの厚さにスパッタし
て保護層として、有機薄膜発光素子（有機ＥＬ素子）を
得た。
て保護層として、有機薄膜発光素子（有機ＥＬ素子）を
得た。
【００７１】この有機薄膜発光素子に直流電圧を印加
し、１０mA/cm2の一定電流密度で連続駆動させた。初期
には、８．５V 、４５０cd／m2の青色（発光極大波長λ
max ＝４６０nm）の発光が確認できた。
し、１０mA/cm2の一定電流密度で連続駆動させた。初期
には、８．５V 、４５０cd／m2の青色（発光極大波長λ
max ＝４６０nm）の発光が確認できた。
【００７２】〔有機ＥＬディスプレイの作製〕上記で得
られた有機ＥＬ素子を素子体とし、上記で作成した光変
換材料をパターン形成し、これと青色透過層と、緑色透
過層と、赤色透過層として、富士ハント社製のカラーフ
ィルター、カット光が緑は５６０nm以上の波長の光およ
び４８０nm以下の波長の光、青は４９０nm以上の波長の
光、赤は５８０nm以下の波長の光であるものを用い、カ
ラーディスプレイを作製した。
られた有機ＥＬ素子を素子体とし、上記で作成した光変
換材料をパターン形成し、これと青色透過層と、緑色透
過層と、赤色透過層として、富士ハント社製のカラーフ
ィルター、カット光が緑は５６０nm以上の波長の光およ
び４８０nm以下の波長の光、青は４９０nm以上の波長の
光、赤は５８０nm以下の波長の光であるものを用い、カ
ラーディスプレイを作製した。
【００７３】得られたディスプレイの有機ＥＬ発光素子
体を上記と同様にして駆動したところ、青色発光部が、
輝度１７１cd／m2 で、色座標がｘ＝０．１３，ｙ＝
０．１０、緑色発光部が、輝度３１０cd／m2 で、色座
標がｘ＝０．３３，ｙ＝０．６１、赤色発光部が、輝度
７５cd／m2 で、色座標がｘ＝０．６１，ｙ＝０．３３
の発光色がえられた。
体を上記と同様にして駆動したところ、青色発光部が、
輝度１７１cd／m2 で、色座標がｘ＝０．１３，ｙ＝
０．１０、緑色発光部が、輝度３１０cd／m2 で、色座
標がｘ＝０．３３，ｙ＝０．６１、赤色発光部が、輝度
７５cd／m2 で、色座標がｘ＝０．６１，ｙ＝０．３３
の発光色がえられた。
【００７４】
【発明の効果】本発明によれば、青色光から直接赤色光
に高い効率で変換可能な色変換材料、および複数の有機
ＥＬ発光材料を用いることなく、カラー発光が可能で、
しかも簡単な構成で高効率、かつ高解像度の有機ＥＬカ
ラーディスプレイを実現できる。
に高い効率で変換可能な色変換材料、および複数の有機
ＥＬ発光材料を用いることなく、カラー発光が可能で、
しかも簡単な構成で高効率、かつ高解像度の有機ＥＬカ
ラーディスプレイを実現できる。
【図１】本発明の光変換材料の具体的構成例を示す概念
図である。
図である。
【図２】本発明の有機ＥＬ発光素子体の具体的な構成例
を示す概念図である。
を示す概念図である。
１ 基板 ２ 発光体層 ３ バインダー ４ 蛍光顔料粒子 ５ 蛍光染料 ６ 青色光 ７ 蛍光（緑色） ８ 蛍光（赤色） ２１ 基板 ２２ 陽電極 ２３ 正孔注入層 ２４ 正孔輸送層 ２５ 発光層 ２６ 電子注入輸送層 ２７ 陰電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 睦子 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 可視光領域での光の透過率が９０％以上
の高分子材料中に、蛍光染料を含有し、さらに蛍光顔料
粒子が分散されており、 変換前の入射した光の波長が５２０nm以下であって、こ
の入射した光を変換した後の発光極大波長が５８０nm以
上であり、変換効率が１０％以上である色変換材料。 - 【請求項２】 前記蛍光顔料粒子の蛍光波長が、前記蛍
光染料の蛍光波長より短波長である請求項１の色変換材
料。 - 【請求項３】 前記蛍光染料の蛍光波長が、前記蛍光顔
料粒子の蛍光波長より短波長である請求項１の色変換材
料。 - 【請求項４】 前記蛍光顔料粒子は、体積含有率が１〜
８０％である請求項１〜３のいずれかの色変換材料。 - 【請求項５】 前記蛍光染料は、高分子材料中における
重量濃度が０．００１〜３０％である請求項１〜４のい
ずれかの色変換材料。 - 【請求項６】 前記蛍光顔料および／または蛍光色素を
２種以上含有する請求項１〜５のいずれかの色変換材
料。 - 【請求項７】 スクリーン印刷、あるいはフォトリソグ
ラフによりパターン形成されている請求項１〜６のいず
れかの色変換材料。 - 【請求項８】 発光極大波長が５２０nm以下の有機ＥＬ
素子体と、請求項１〜７のいずれかの色変換材料と、
赤、緑および青のカラーフィルターとを有する有機ＥＬ
カラーディスプレイ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9166627A JPH10338872A (ja) | 1997-06-09 | 1997-06-09 | 色変換材料およびこれを用いた有機ｅｌカラーディスプレイ |
| EP98304391A EP0884370A3 (en) | 1997-06-09 | 1998-06-03 | Color conversion material, and organic electroluminescent color display using the same |
| US09/093,091 US6023371A (en) | 1997-06-09 | 1998-06-08 | Color conversion material, and organic electroluminescent color display using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9166627A JPH10338872A (ja) | 1997-06-09 | 1997-06-09 | 色変換材料およびこれを用いた有機ｅｌカラーディスプレイ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10338872A true JPH10338872A (ja) | 1998-12-22 |
Family
ID=15834802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9166627A Pending JPH10338872A (ja) | 1997-06-09 | 1997-06-09 | 色変換材料およびこれを用いた有機ｅｌカラーディスプレイ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6023371A (ja) |
| EP (1) | EP0884370A3 (ja) |
| JP (1) | JPH10338872A (ja) |
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| KR100730565B1 (ko) | 2005-05-26 | 2007-06-21 | 엔 하이테크 주식회사 | 색변환수단을 구비한 백라이트유닛 |
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| JP2018520479A (ja) * | 2015-06-12 | 2018-07-26 | メルク パテント ゲーエムベーハー | Ｏｌｅｄ調合物のための溶媒としての非芳香族環を含むエステル |
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