WO2003079735A1 - Dispositif d'emission de couleur - Google Patents

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WO2003079735A1
WO2003079735A1 PCT/JP2003/002708 JP0302708W WO03079735A1 WO 2003079735 A1 WO2003079735 A1 WO 2003079735A1 JP 0302708 W JP0302708 W JP 0302708W WO 03079735 A1 WO03079735 A1 WO 03079735A1
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red
blue
color
light emitting
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PCT/JP2003/002708
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Inventor
Hitoshi Kuma
Mitsuru Eida
Chishio Hosokawa
Kenichi Fukuoka
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Idemitsu Kosan Co., Ltd.
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    • H10K59/17—Passive-matrix OLED displays
    • H10K59/173—Passive-matrix OLED displays comprising banks or shadow masks

Definitions

  • the present invention relates to a color light-emitting device, and more particularly to a color light-emitting device using an organic electroluminescent device (hereinafter, referred to as an organic EL device) suitable for a color display.
  • an organic electroluminescent device hereinafter, referred to as an organic EL device
  • blue, green, and red light emitting elements are arranged on a screen.
  • the life of the pixels corresponding to the three colors is different.
  • the life and efficiency of the red light-emitting material are low, so it was difficult to obtain a light-emitting device with high efficiency and a small white balance over time. .
  • blue, green, and red colors are extracted from white light, which contains all three primary colors, using a color filter.
  • the “color filter” is a filter that blocks a part of the light emitting component of the organic EL device and transmits only a desired light emitting component.
  • the device configuration becomes very complicated, and it has been difficult to produce a device with good reproducibility.
  • FIG. 16 is a schematic diagram of a color light emitting device using a conventional color conversion method.
  • 10 is a color light-emitting device
  • 12 is a blue pixel
  • 14 is a green pixel
  • 16 is a red pixel
  • 20 is an organic EL element that emits blue light
  • 30 contains a fluorescent dye.
  • 2 shows a color conversion member.
  • the fluorescent dye is excited when irradiated with light having a predetermined wavelength, and converts the light into fluorescent light having a longer wavelength.
  • the color conversion member 30 includes a green conversion member 34 and a red conversion member 36.
  • the green conversion member 34 converts blue light emitted from the organic EL element 20 into green light
  • the red conversion member 36 converts blue light into red light. That is, the blue light emitted from the organic EL element 20 is partially converted into green light and red light by the color conversion member 30, thereby obtaining pixels that emit blue, green, and red primary colors.
  • a color light emitting device is formed.
  • the energy difference is large for converting blue light to red light, and the conversion efficiency is lower than that for converting blue light to green light. That is, there is a problem that the intensity of red light is lower than the intensity of blue light and green light.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-037971 discloses that the area ratios of the red, blue, and green color pixels are made different from each other.
  • the area ratio of the red pixels is increased to increase the intensity of the red light. That is, a technique for increasing the red luminance and maintaining the white balance for a long time is described.
  • this technique since the area ratio of each color pixel is different from each other, the arrangement pattern of pixels becomes complicated.
  • the red conversion member is made by dispersing a fluorescent dye that emits red fluorescence by absorbing the light-emitting component of the organic EL element in a transparent binder material.
  • a fluorescent dye that emits red fluorescence by absorbing the light-emitting component of the organic EL element in a transparent binder material.
  • the red conversion member deteriorated, affecting the color stability of the entire light emitting device.
  • a color filter that removes unnecessary light-emitting components, which degrades color purity, is useful. Since both the luminous efficiency and the conversion efficiency of the color conversion member are limited, if unnecessary light is removed with a color filter to improve the color purity, the luminous efficiency of the color light emitting device must be extremely low.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to increase the intensity of red light without making pixel area ratios different from each other, and suppressing the uneven bias of organic EL elements. It is an object of the present invention to provide a color light-emitting device capable of performing the above-mentioned.
  • Another object of the present invention is to provide a color light emitting device which has good color purity and luminous efficiency and has a long life.
  • the present inventors have conducted intensive studies and found that the intensity of red light can be increased by matching the peak of the emission spectrum of the organic EL element with the peak of the excitation spectrum of the red conversion member.
  • the present invention has been completed.
  • the present inventors have proposed a color light emitting device by combining a light emitting element that emits light having a blue component and a yellow to red component with an emission intensity ratio of 9: 1 to 5: 5 and a color conversion member.
  • the present inventors have found that the color purity and luminous efficiency of the device can be improved and the life can be extended, and the present invention has been completed. Disclosure of the invention According to the first aspect of the present invention, a blue region, an organic electroluminescence element that emits light having a light emission spectrum having a peak other than the blue region, and a blue pixel including a blue filter that transmits blue light are provided.
  • a green conversion member that converts at least a part of the emission of the organic electroluminescent device to green light, a green filter that passes the green light, a green pixel, and at least a portion of the emission of the organic electroluminescent device. It has a red conversion member that converts red light, and a red pixel that includes a red filter that allows red light to pass through, and at least one peak of the excitation spectrum of the red conversion member is a blue color of the organic electroluminescent device.
  • a light emitting device is provided which coincides with the peak outside region III.
  • the coincidence means that the wavelengths of the peaks, which are the maximum values of the spectrum curve, almost coincide with each other. —That is, the difference between the peak wavelengths is within 10 nm, preferably within 5 nm.
  • the peak of the emission spectrum of the organic EL element is matched with the peak of the excitation spectrum of the color conversion member of the red pixel, which contributes to the emission of the red conversion member.
  • the ratio of the number of effective photons to be used can be increased. As a result, the emission intensity of the red pixel, that is, the luminance can be improved.
  • the red intensity can be increased even when a uniform drive voltage is applied to each color pixel. Furthermore, it is possible to suppress unbalanced deterioration of the organic EL element and maintain high red intensity for a long time. In addition, it is possible to extend the luminance of the color light emitting device without complicating the pixel pattern.
  • each color filter blocks unnecessary color components, thereby improving the reproducibility of each color.
  • the ratio of the peak intensity in the blue region to the peak intensity in the region other than the blue region of the emission spectrum is 9: 1 to 5: 5.
  • the red light emission intensity may decrease, and it may not be possible to maintain the white balance of the color light emitting device.
  • the peak intensity ratio is less than 5: 5
  • the red light emission intensity is large, but the light emission intensity of the blue pixel is relatively small, so that it may not be possible to secure the white balance of the color light emitting device. is there.
  • the peak intensity ratio is in the range of 9 ::! To 5: 5
  • the emission intensity of the red pixel becomes relatively large, and the white balance of the color light emitting device can be more reliably maintained.
  • the peak in the blue region is a peak at 400 to 500 nm, and the peak other than the blue region is a peak at 500 to 600 nm.
  • a more preferred peak in the blue region is from 430 to 490 nm, and a particularly preferred peak is from 440 to 480 nm.
  • a more preferable peak other than the blue region is from 52 to 570 nm, and a particularly preferable peak is from 530 to 560 nm.
  • the peak may be at 570 nm or more.
  • a light emitting device that emits light having a blue component and a yellow to red component, wherein the ratio of the emission intensity of the blue component emitted by the light emitting device to the emission intensity of the yellow to red component
  • the light source includes a light emitting element having a ratio of 9: 1 to 5: 5, and a blue conversion member, a green conversion member, and a red conversion member that receive light emitted from the light emitting element and emit blue, green, and red light, respectively.
  • a light emitting device is provided.
  • the luminance conversion efficiency of the green color conversion member with respect to the luminance of light emitted from the light emitting element is 50% or more.
  • the luminance conversion efficiency of the red conversion member with respect to the luminance of light emitted from the light emitting element is 10% or more.
  • the red conversion member along the light extraction direction, absorbs a part of the light emitted from the light emitting element and emits longer wavelength fluorescence, and a color filter layer that blocks unnecessary light.
  • the transmittance of the color filter at a wavelength of 600 nm is 60% or less.
  • the green conversion member absorbs a part of the light emitted from the light emitting element and emits longer wavelength fluorescence along the light extraction direction, and a color filter layer that blocks unnecessary light.
  • the transmittance of the color filter at a wavelength of 540 nm is 80% or more.
  • the light emitting device is an organic electroluminescent light emitting device.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of a color light emitting device according to the present invention.
  • FIG. 2 (A) shows the emission spectra of the organic EL device samples used for the simulations;! To 7, and
  • FIG. 2 (B) shows the excitation spectrum of the green conversion member and the red conversion member. It is.
  • FIGS. 3A and 3B are graphs showing simulation results of red light emission luminance of a red pixel.
  • FIG. 4 is a CIE chromaticity diagram showing the simulation results.
  • FIG. 5 is a schematic view showing a color light emitting device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a graph showing the excitation spectrum of the red color conversion member of Example 1 and Comparative Example 2.
  • FIG. 7 is a CIE chromaticity diagram of the organic EL light emitting devices according to Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2.
  • FIG. 8 is a schematic diagram illustrating the power-color light-emitting device manufactured in Example 5.
  • FIG. 9 (A) is a diagram showing a measurement result of the transmittance inside the powder passage of BCF1 by microspectroscopy.
  • FIG. 9 (B) is a diagram showing the measurement results of the transmittance inside the pattern of GCF1 by microspectroscopy.
  • FIG. 9 (C) is a diagram showing a measurement result of the transmittance inside the RCF1 pattern by microspectroscopy.
  • FIG. 9 (D) is a diagram showing a measurement result of the transmittance inside the BCF 2 pattern by microspectroscopy.
  • FIG. 9 (E) is a diagram showing a measurement result of the transmittance inside the powder of GCF 2 by microspectroscopy.
  • FIG. 9 (F) is a diagram showing a measurement result of the transmittance inside the RCF2 pattern by microspectroscopy.
  • FIG. 10 is a diagram showing a fluorescence spectrum when light of an excitation wavelength of 430 nm is irradiated on the surface of the green fluorescence conversion layer or the red fluorescence conversion layer by microscopic light measurement.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating emission spectra of the monochrome light emitting devices of Examples 5 and 6.
  • FIG. 12 is a diagram showing emission spectra of the monochrome light emitting devices of Examples 7 to 8.
  • FIG. 13 is a diagram showing emission spectra of the monochrome light emitting devices of Comparative Examples 3 to 5.
  • FIG. 14 is a diagram showing a light emitting spectrum of the monochromatic light emitting devices of Examples 9 to 11 and Comparative Example 6.
  • Figure 1 5 is a brightness ratio I r ed / I m full-color light emitting device with respect to the luminance of the monochrome light emitting device.
  • n . 5 is a graph showing a change with time of the graph.
  • FIG. 16 is a schematic view showing a conventional color light emitting device. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • a hole injection layer, an electron injection layer, an organic semiconductor layer, an electron barrier layer, an adhesion improving layer, and the like can be used as necessary in addition to the light emitting layer.
  • anode those using a metal, an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof having a large work function (4 eV or more) as an electrode material are preferably used.
  • an electrode material metals such as A u, C ul, IT_ ⁇ , S N_ ⁇ 2, Z n O, like S conductive transparent material force of IZO or the like.
  • the light-emitting material of the organic EL device is mainly an organic compound, and specific examples thereof include the following compounds depending on a desired color tone.
  • a compound represented by the following chemical formula (1) may be used to emit purple light from the ultraviolet region.
  • X represents a compound represented by the following chemical formula (2).
  • ⁇ is 2 3 4 or 5.
  • ⁇ indicates a compound represented by the following chemical formula (3).
  • those bonded at the para position to a phenyl group, a phenylene group, or a naphthyl group are preferable for forming a smooth vapor-deposited film having good bonding properties.
  • it is a compound represented by the following chemical formulas (4) and (8).
  • a ⁇ -quarter phenyl derivative and a ⁇ -quink phenyl derivative are preferred.
  • a benzothiazole-based, benzoimidazole-based, benzoxazole-based fluorescent whitening agent, a metal chelated oxynoide compound, a styrylbenzene-based compound can be mentioned.
  • Specific examples of the compound name include those disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-194393. Typical examples thereof include benzoxazole-based, benzothiazole-based, and benzimidazole-based fluorescent whitening agents.
  • Examples of the chelated oxynide compound include, for example, JP-A-63-295695 The one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-26095 can be used.
  • an 8-hydroxyquinoline-based metal complex such as tris (8-quinolinol) aluminum (hereinafter abbreviated as Alq) and dilithium epinetridione can be given.
  • styrylbenzene-based compound for example, those disclosed in European Patent No. 0 319 981 or European Patent No. 03 73582 can be used.
  • a distyryl virazine derivative disclosed in JP-A-2-252793 can also be used as a material for the light emitting layer.
  • a polyphenyl-based compound disclosed in European Patent Specification No. 0387715 can also be used as a material for the light-emitting layer.
  • Polymer compounds such as those described in P1982 and 991) can also be used as a material for the light emitting layer.
  • an aromatic dimethylidin-based compound (disclosed in European Patent No. 0388768 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-231970)) as a material for the light emitting layer.
  • European Patent No. 0388768 Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-231970
  • DPVB i 4,4,1-bis (2,2-diphenylvinyl) biphenyl
  • L is a hydrocarbon having 6 to 24 carbon atoms containing a phenyl moiety
  • O-L is a phenolate ligand
  • Q is a substituted 8-quinolinolate ligand
  • R is s represents an 8-quinolinolate ring substituent selected to sterically prevent more than two substituted 8-quinolinolate ligands from binding to the aluminum atom.
  • a luminescent material having a distyrylarylene skeleton as a host particularly preferably, for example, DPVBi, and a dopant for blue light emission, diphenylaminovinylarylene, particularly preferably, for example, N, N— Diphenylaminovinylbenzene (DPAVB) can be mentioned.
  • DPVBi distyrylarylene skeleton as a host
  • DPAVB diphenylaminovinylarylene
  • DPAVB Diphenylaminovinylbenzene
  • polyarylene biene and its derivatives PV
  • polyfluorene and its derivatives PVF
  • fluorene-containing copolymers PVM
  • the light-emitting layer that emits white light is not particularly limited, and examples thereof include the following.
  • a blue luminescent material fluorescence peak: 380 nm to 480 nm
  • a green luminescent material 480 nm to 580 nm
  • the blue light-emitting layer contains a blue fluorescent dye
  • the green light-emitting layer has a region containing a red fluorescent dye, and further contains a green phosphor (Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-142169) Gazette)
  • those having the structure of 5 are preferably used.
  • red or orange emission dopants examples include red or orange emission dopants.
  • the above-mentioned “compound that emits light from blue to green” is used.
  • a “compound that emits violet light from the ultraviolet region” and the above-mentioned “compound that emits white light” and in some cases, a compound of a hole injection layer or an electron injection layer described below can be used. .
  • a near-ultraviolet to blue-green light-emitting compound and a green-to-red light-emitting compound are appropriately adjusted and mixed to form a light-emitting layer or a near-ultraviolet light.
  • a layer containing a compound that emits blue-green light and a layer containing a compound that emits green-red light are appropriately adjusted, and Z or the ratio of the compound in each layer is appropriately adjusted to form a laminated light-emitting layer.
  • Examples of the hole injection material constituting the hole injection layer include a triazole derivative, an oxazine diazole derivative, an imidazole derivative, a polyarylalkane derivative, a virazoline derivative, a pyrazolone derivative, a phenylenediamine derivative, and an arylamine.
  • Examples of the electron injecting material constituting the electron injecting layer include tris (8-quinolinolate) aluminum, tris (8-quinolinolate) gallium, bis (10-benzo [h] quinolinolate) beryllium, triazol derivative, and oxaziazol Examples thereof include one or a combination of two or more of a conductor, a triazine derivative, a perylene derivative, a quinoline derivative, a quinoxaline derivative, a diphenylquinone derivative, a nitro-substituted fluorenone derivative, and a thiopyrandioxide derivative.
  • the cathode metals, alloys, and electrically conductive compounds with low work functions (less than 4 eV) Materials and mixtures thereof are used as electrode materials.
  • the electrode substance include sodium, sodium - potassium alloy, magnesium, lithium and magnesium - silver alloy, aluminum Z aluminum oxide (A 1 2 0 3), aluminum 'lithium alloy, indium, rare earth metals And one or more of these.
  • the color conversion member for example, a fluorescent dye and a resin, or only a fluorescent dye can be used.
  • Pyridine dyes such as cyanine dyes such as DCM
  • Examples of the fluorescent dye used for the green conversion member include the fluorescent dye for converting the emission of the near-ultraviolet to violet organic EL element into blue light emission and the blue-to-blue-green organic dye described above. Fluorescent dyes that convert the emission of the EL element into green emission can be used alone or in an appropriate mixture depending on the emission color of the organic EL element.
  • Examples of the fluorescent dye used in the red conversion member include a fluorescent dye that converts the emission of the near-ultraviolet to violet organic EL element into blue light and an emission of the blue-blue-green organic EL element described above.
  • a fluorescent dye that converts green light emission and a fluorescent dye that converts blue to green organic EL element light emission to orange to red light emission are used singly or as appropriate depending on the emission color of the organic EL element. Can be used.
  • various dyes can be used as long as they have fluorescence.
  • the fluorescent dye is kneaded in advance into a pigment resin such as polymethacrylic acid ester, polyvinyl chloride, polyvinyl chloride copolymer, alkyd resin, aromatic sulfonamide resin, urea resin, melamine resin, benzoguanamine resin, and the pigment. It may be a modified version.
  • a pigment resin such as polymethacrylic acid ester, polyvinyl chloride, polyvinyl chloride copolymer, alkyd resin, aromatic sulfonamide resin, urea resin, melamine resin, benzoguanamine resin, and the pigment. It may be a modified version.
  • the binder resin is preferably a transparent material (transmittance of visible light of 50% or more).
  • a transparent resin such as polymethyl methacrylate, polyacrylate, polyacrylonitrile, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose and the like can be mentioned.
  • a photosensitive resin to which a photolithography method can be applied in order to separate and arrange the color conversion members in a plane is selected.
  • a photohardening type resist material having a reactive pinyl group such as an acrylic acid type, a methacrylic acid type, a polycinnamate pinyl type, and a reduced rubber type is exemplified.
  • a printing method or an inkjet method is used, a printing ink (medium) using a transparent resin is selected.
  • polyvinyl chloride resin for example, polyvinyl chloride resin, melamine resin, phenol resin, alkyd resin, epoxy resin, polyurethane resin, polyester resin, maleic acid resin, polyamide resin monomer, oligomer, polymer, polymethyl methacrylate, polyacrylate, Transparent resins such as polycarbonate, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, hydroxyethyl cellulose, and carboxymethyl cellulose can be used.
  • the emission of the near-ultraviolet light to blue-green organic EL element in the fluorescent dye is reduced to blue. What is converted into color light emission to red light emission may be selected.
  • a fluorescent dye having an absorption peak at 400 to 500 nm may be selected. Further, in order for the excitation spectrum of the red conversion member to have a peak outside the blue region, it is necessary to select the fluorescent dye that converts the light emitted from the blue to orange organic EL element into orange to red emission. I just need.
  • Examples of the material for the color filter include the following pigments or solid pigments in which the pigments are dissolved or dispersed in a binder resin.
  • Perylene pigments lake pigments, azo pigments, quinacridone pigments, anthraquinone pigments, anthracene pigments, isoindoline pigments, isoindolinone pigments, DPP pigments (diketobilolopyrrolyl pigments) and mixtures thereof
  • Halogen polysubstituted phthalocyanine pigments halogen polysubstituted copper phthalocyanine pigments, triflemethane basic dyes, isoindoline pigments, isoindolinone pigments and mixtures thereof
  • Copper phthalocyanine pigments indanthrone pigments, indophenol pigments, cyanine pigments, dioxazine pigments and mixtures thereof
  • solder resin it is preferable to use the above-mentioned materials.
  • the above-mentioned photosensitive resin to which the photolithography method can be applied in order to separate and arrange the color filters in a plane is also selected.
  • a printing method or an ink jet method is used, a printing ink (medium) using the above transparent resin is selected.
  • the above-mentioned color filters it is particularly preferable to use a perylene pigment, an anthraquinone pigment, a DPP pigment and an azo-based pigment, or an isoindolinone pigment as a red pigment as appropriate. 0 nm or more), and low transmittance in the blue region (400-500 nm) and the green region (500-600 nm). can get.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a color light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • 100 is a single light emitting device
  • 200 is a component having a peak in the blue region (blue component) (B) and a component having a peak in a region other than the blue region (for example, 500 to 600 nm).
  • An organic EL element that emits light containing ( ⁇ ), 300 indicates a color conversion member containing a fluorescent dye, and 400 indicates a color filter. Also, 120 indicates a blue pixel, 140 indicates a green pixel, and 160 indicates a red pixel.
  • the color conversion member 300 receives the light emitted from the organic EL element, absorbs a blue component (a light emission component having a wavelength of 400 to 500 nm), and emits a green component (500 to 600 nm) fluorescent light. And a red conversion member 360 that receives light emitted by the organic EL element, absorbs blue to green components, and emits red component (600 nm or more) fluorescence.
  • a blue component a light emission component having a wavelength of 400 to 500 nm
  • a green component 500 to 600 nm
  • red conversion member 360 that receives light emitted by the organic EL element, absorbs blue to green components, and emits red component (600 nm or more) fluorescence.
  • the excitation spectrum of the red conversion member 360 has a peak at 500 to 600 nm. (Note that there may be a peak at 400 to 500 nm.)
  • the color filter 400 includes a blue filter 420 mainly transmitting a blue component, a green filter 440 mainly transmitting a green component, and a red filter 460 mainly transmitting a red component.
  • the blue pixel 120 includes a blue filter 420
  • the green pixel 140 includes a green conversion member 340 and a green filter 440
  • the red pixel 160 includes a red conversion member 360 and a red filter 460.
  • the organic EL element 200 emits light containing a blue component (B) and a component ( ⁇ ) having a peak at 500 to 600 nm.
  • the S component mainly corresponds to the green component.
  • the green conversion member 340 absorbs the blue component and emits green component fluorescence. I do.
  • the green component 340 transmits the zero component as it is. Since the zero component mainly corresponds to the green component, the green filter 440 passes the green component of the zero component and the green fluorescence converted from the blue component. Therefore, green light is emitted from the green filter 440.
  • the red conversion member 360 absorbs the blue to green components and emits red component fluorescence.
  • the excitation spectrum of the red conversion member 360 has a peak at 500 to 600 nm
  • the 0 component excites the red conversion member 360 and the intensity of the red component fluorescence increases.
  • the red filter 460 blocks the 0 component. Therefore, the red light is enhanced from the red filter 460 and emitted.
  • the blue component (B) or the zero component of the organic EL element may pass through the green conversion member 340 and the red conversion member 360, but most of them are blocked by the green or red color filter. However, it may not be completely cut off due to the green or red fill. However, on the chromaticity diagram (Fig. 4), green to green 11 to 11 green, and red to orange to purple red It is sufficient if a chromaticity in the range of can be obtained.
  • a top-out type there are two types of empty light-emitting devices: a top-out type and a bottom-out type.
  • a bottom emission type color light emitting device a substrate (not shown), a color filter 400, a color conversion member 300, and an organic EL element 200 are arranged in this order, and light is extracted from the substrate side.
  • a top emission type color light emitting device a substrate, an organic EL element 200, a color conversion member 300, and a color filter 400 are arranged in this order, and light is extracted from the side opposite to the substrate.
  • the organic EL element is described as one member common to each pixel, but may be formed separately for each pixel.
  • the white balance of the organic EL element which has an emission spectrum with a blue region and a peak at 500 to 600 nm
  • Simulation method is a method of obtaining a light emission spectrum extracted from a color filter without actually measuring the color light emitting device shown in FIG. 1, and has been found by the present inventors. Details are described in Japanese Patent Application No. 2000-360 187.
  • the emission spectrum WL ( ⁇ ) of the light extracted from the color filter is obtained from the following equation.
  • WL (A) ⁇ w (A) ⁇ 10— Ahs ( ⁇ ) + lu (A) ⁇ F / F 0 ⁇ ⁇ T CF ()
  • F / F 0 ⁇ S ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ ) ⁇ EX (A) dA ⁇ / ⁇ S ⁇ ' ⁇ ( ⁇ ) ⁇ ⁇ ( ⁇ ) ⁇
  • F. represents the number of effective photons that contribute to light emission of the color conversion member when a reference light source is used as the organic EL element.
  • F represents the number of effective photons contributing to light emission of the color conversion member when a light source other than the reference light source is used as the organic EL element
  • ⁇ represents the wavelength
  • w (A) represents the normalized emission spectrum of the light source other than the reference light source
  • Ab s (A) represents the absorption spectrum of the color conversion member
  • 1 ⁇ ( ⁇ ) represents a normalized spectrum obtained by standardizing the net emission spectrum from the color conversion member when the reference light source is used, with the emission spectrum of the reference light source,
  • ⁇ ( ⁇ ) represents the excitation spectrum of the color conversion member
  • ⁇ ( ⁇ ) represents a standardized light emission spectrum of the reference light source
  • T CF (A) represents the transmittance spectrum of the color filter.
  • the luminance L of the color light emitting device is obtained from the following equation.
  • y (A) represents a color matching function y— ( ⁇ ) in the XYZ color system of CIE 1931.
  • the C I ⁇ chromaticity coordinates ( ⁇ , ⁇ ) of the color light emitting device can be obtained from the following equation.
  • ⁇ ( ⁇ ) and ⁇ ( ⁇ ) represent Xi (e) and ⁇ - ( ⁇ ) of the color matching functions in the ⁇ color system of CI ⁇ 1931.
  • the CIE chromaticity coordinates (Xh, Yh) of the white point based on the combination of the three primary color pixels can be obtained from the following equation.
  • the luminances L R , L G and L B are obtained from the above equations, and the chromaticity coordinates (R x , R y ), (G x , G y ) and (B x , B y ) are calculated . From these luminance and chromaticity coordinates, the chromaticity coordinates (Xh, Yh) of the white point are calculated by the following formula.
  • FIG. 2 (A) shows an emission spectrum of the organic EL devices of Sample 1-7 in curve 1 0-1 6.
  • Fig. 2 (A) the emission wavelength of the Gaussian distribution is 470 nm
  • the peak wavelength of the blue component is 470 nm
  • the peak wavelength of the 500 to 600 ⁇ m component is 535 nm
  • the half width of each peak is 60 nm.
  • Fig. 2 (B) shows the excitation spectra of the green color conversion member and the red color conversion member used in the simulation. This excitation spectrum is obtained by dividing the spectrum intensity I ( ⁇ ) measured by scanning each conversion member with a spectroscope in the wavelength range of 380 nm to 600 nm by the emission spectrum intensity L ( ⁇ ) of the light source of the spectroscope. And what you asked for
  • the left vertical axis represents the excitation intensity (arbitrary unit) of the green conversion member
  • the right vertical axis represents the excitation intensity (arbitrary unit) of the red conversion member
  • the horizontal axis represents the wavelength. (nm).
  • Curve II R represents an excitation spectrum of the red conversion member
  • the curve II e shows the excitation scan Bae spectrum of green conversion member.
  • excitation scan Bae spectrum of the red conversion member has a peak of each of the excitation intensity in the vicinity of 470 nm near ⁇ beauty 535 nm. That is, the peak wavelength of the light emitting spectrum of the organic EL element substantially coincides with the peak wavelength of the excitation spectrum of the red color conversion member.
  • the ratio of the effective photon number contributing to the light emission of the red conversion member in the light emission of the organic EL element will be described. Get higher.
  • the emission spectrum of the red pixel increases because the emission spectrum of the color conversion member depends on the number of effective photons contributing to the emission of the color conversion member.
  • FIG. 3 shows a simulation result of the light emission intensity of the red pixel.
  • FIG. 3A the horizontal axis represents wavelength (nm), and the vertical axis represents emission intensity.
  • ⁇ [Pi 6 represents an emission scan Bae spectrum of the red pixel in case of using the sample 1-7.
  • FIG. 3 (beta) as shown in Curve !.
  • ⁇ 11 6 of FIG. Shows an enlargement of the portion indicated by "SJ in (Alpha) FIG. 3 (B), the large number of samples
  • the higher the ratio of the peak intensity of the blue component to the peak intensity of the 500-600 nm component the higher the emission intensity. More specifically, when the peak intensity ratio between the blue component and the 500-600 nm component is 10: 0, the emission intensity is the lowest, and the peak intensity ratio is 9: 1, 8:
  • the emission intensity increases as 2, 7, 3: 6, 4: 5, 5: 5, and 4: 6.
  • the higher the peak intensity of the 500-600 nm component the It is considered that the waveform of the light emission spectrum of the child becomes close to the waveform of the excitation spectrum of the red conversion member, and the number of effective photons contributing to the light emission of the red conversion member increases.
  • the emission intensity of the red pixel increases and approaches the emission intensity of the other color pixels, a good white balance can be secured.
  • Table 1 shows the results obtained by using the above-described simulation method to obtain CIE chromaticity coordinates and the like when the color light-emitting device using Samples 1 to 7 as organic EL elements is displayed in white.
  • the sample number (N o) is shown in the leftmost column of Table 1, and the peak intensities of the blue component (B) and the 500-600 nm component (G) are shown sequentially to the right. I have. Also, the X and Y values of the CIE chromaticity coordinates are shown in the “W-x” ⁇ and “W-y” columns on the right end, respectively.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram schematically illustrating a color light emitting device according to another embodiment of the present invention.
  • reference numeral 40 denotes a single light emitting device
  • 50 denotes a light emitting element
  • 62 denotes a blue conversion member
  • 64 denotes a green conversion member
  • 66 denotes a red conversion member.
  • the light emitting element 50 emits a blue component and a yellow to red component at a predetermined peak intensity ratio.
  • the blue conversion member 62 receives light emitted by the light emitting element 50 and emits blue component light
  • the green conversion member 64 receives light emitted by the light emitting element 50 and emits green component light
  • the red conversion member 66 receives light emitted by the light emitting element 50 and emits red component light.
  • Each color conversion member absorbs a specific light of the light emitted from the light emitting element 50 and blocks transmission of a fluorescent dye that emits another fluorescent light or light of a specific color, thereby improving the color purity of each color. It consists of a color filter and the like.
  • the light emitting element is not particularly limited as long as it emits a blue component and a yellow to red component at a predetermined peak intensity ratio.
  • the blue component has a peak wavelength preferably in the range of 430 to 480 nm, more preferably in the range of 440 to 460 nm, and a half-value width in the range of 20 to 60 nm. It has the following spectrum.
  • the yellow to red component is a color obtained by combining at least one of yellow, yellow-orange, orange, red-orange, and red.
  • it has a spectrum having a peak wavelength in the range of 540 to 60 nm, more preferably in the range of 560 to 590 nm, and a half width of 40 to 100 nm. Things.
  • the emission intensity of the device can be lower than using a light emitting device including only a blue component. Therefore, since the amount of light absorbed by the color conversion member is small, deterioration of the color conversion member is suppressed, and the half life of luminance as a color light emitting device is extended.
  • the ratio of the emission intensity of the blue component emitted by the light emitting element to the emission intensity of the yellow to red components is 9:;! To 5: 5, preferably 8: 2 to 6: 4.
  • each emission intensity means a peak intensity value of a radiance spectrum.
  • Examples of such a light emitting element include an inorganic EL element, a light emitting diode (LED), an organic EL element, a plasma light emitting element, and the like, and preferably an organic EL element.
  • a light emitting element include an inorganic EL element, a light emitting diode (LED), an organic EL element, a plasma light emitting element, and the like, and preferably an organic EL element.
  • a particularly preferred configuration is to divide the light emitting layer into a plurality of layers and at least One layer functions as a blue light emitting layer doped with at least one or more materials including a blue light emitting material, and at least another layer includes at least one of a yellow light emitting material and a red light emitting material. It functions as a yellow to red light emitting layer by doping one or more materials.
  • Specific configurations of the organic EL device according to the present embodiment include the following configurations.
  • a green light-emitting layer may be further provided to fine-tune the shape (half width) of the spectrum of the light-emitting component.
  • the same materials as those described above can be used.
  • the blue light emitting layer preferably contains a blue light emitting material and is doped with at least one or more materials.
  • the above-mentioned benzothiazole-based, benzimidazole-based, benzoxazole-based fluorescent whitening agents, metal chelated oxinoid compounds, styrylbenzene-based compounds, and the like can be used.
  • the yellow to red light emitting layer is preferably a layer obtained by doping at least one or more materials selected from a yellow light emitting material and a red light emitting material.
  • disiamethylene methylene silane, disocyanomethyl lentiopyran derivative, fluorescein derivative, perylene derivative and the like used as a red-emitting laser monochromatic dye described in European Patent Publication No. 0 281 381 may be mentioned.
  • Specific examples include the above-mentioned dopants for yellow light emission and red or orange light emission.
  • the specific method for ensuring that the ratio between the emission intensity of the blue component emitted from the organic EL element and the emission intensity of the yellow to red components is 9: 1 to 5: 5 is as follows. Can be.
  • the hole injection / transport material constituting the hole injection / transport layer, and the electron injection / transport material constituting the electron injection / transport layer include the same compounds as those described above.
  • As the cathode the same materials as those described above can be used.
  • each of the organic layer and the inorganic compound layer including the light emitting layer is not particularly limited.
  • a known method such as an evaporation method, a spin coating method, a casting method, and an LB method can be applied.
  • the color conversion member is, for example, a member having the following configuration.
  • a member consisting only of a fluorescent dye that absorbs light of a specific wavelength and emits fluorescence of a longer wavelength
  • a member in which a fluorescent dye is dispersed in a binder resin (fluorescence conversion layer) and a color filter member (color filter layer) for blocking unnecessary light is laminated.
  • Structures (1), (3), (4) and (5) containing a fluorescent dye can be mentioned, and particularly preferable structure is (2).
  • the luminance conversion efficiency of the green color conversion member for converting the light emission of the blue to blue-green organic EL elements used in the present invention into green light emission is preferably 50% or more, more preferably 60% or more. . If the luminance conversion efficiency is less than 50%, the white light emission balance may be lost due to the small amount of the green component when performing full-light emission display.
  • the luminance conversion efficiency of 7 to G means that when the fluorescent conversion layer receives light of luminance L d [nit] emitted from the organic EL element and emits green light of luminance L g [nit] ( L g x 100) This is the value of ZL d .
  • the luminance conversion efficiency of the red conversion member for converting into red light emission is preferably 10%. Or more, more preferably 15% or more. If the luminance conversion efficiency is less than 10%, when performing color light emission display, there is a risk that the balance of white light emission may be lost because the red component is small.
  • the luminance conversion efficiency r? R is defined as (L r X100) when the fluorescent conversion layer receives light of luminance L d [nit] emitted from the organic EL element and emits red light of luminance L r [nit]. ) / L is the value of d .
  • Examples of the fluorescent dye that converts the light emission of the blue to blue-green organic EL element to green light emission and the fluorescent dye that converts the light emission of the blue to green organic EL element to orange to red light emission are the same as those described above. Things.
  • a fluorescent dye that converts to blue light emission a fluorescent dye that converts to green light emission, and a fluorescent dye that converts to orange to red light emission may be used in combination.
  • various dyes can be used as long as they have fluorescence.
  • a pigment obtained by kneading a fluorescent dye in various pigment resins in advance may be used.
  • a non-curable resin a photo-curable resin, or a thermosetting resin such as an epoxy resin can be used.
  • a thermosetting resin such as an epoxy resin.
  • One of these binder resins may be used alone, or two or more thereof may be mixed.
  • Examples of the photosensitive resin include the same resins as those described above.
  • the photosensitive resin is composed of a reactive oligomer, a polymerization initiator, a polymerization accelerator, and a monomer as a reactive diluent.
  • Reactive oligomers suitable for use herein include the following.
  • Epoxy acrylates obtained by adding acrylic acid to bisphenol-type epoxy resin and novolak-type epoxy resin.
  • Polyurethane acrylates obtained by reacting an equimolar amount of 2-hydroxyhexester acrylate with a polyfunctional alcohol in an arbitrary molar ratio with a polyfunctional isocyanate.
  • -Polyester acrylates obtained by reacting an equimolar amount of acrylic acid and a polyfunctional carboxylic acid with a polyfunctional alcohol at an arbitrary molar ratio.
  • Polyether acrylates obtained by reacting polyols and acrylic acid.
  • -Reactive polyacrylates obtained by reacting acrylic acid with a side chain epoxy group such as poly (methyl methacrylate-CO-daricidyl methacrylate).
  • Carboxyl-modified epoxy acrylates obtained by partially modifying epoxy acrylates with dibasic carboxylic anhydrides.
  • Reactive polyacrylates in which reactive polyacrylates are partially modified with dibasic carboxylic anhydrides.
  • Aminoblast resin acrylates modified from aminoblast resin.
  • the polymerization initiator is not particularly limited as long as it is generally used in a polymerization reaction of a vinyl monomer or the like, and examples thereof include benzophenones, acetophenones, benzoins, thioxanthones, anthraquinones, and the like. Organic peracids such as azobisisobutyronitrile can be mentioned.
  • Suitable examples of the polymerization accelerator include, for example, triethanolamine, 4,4′-dimethylaminobenzophenone (Michler's ketone), and ethyl 4-dimethylaminobenzoate.
  • monofunctional monomers such as acrylates and methacrylates; trimethylolpropane and acrylates; examples include polyfunctional monomers such as erythritol triacrylate and dipentaerythritol-hexaacrylate; and oligomers such as polyester acrylate, epoxy acrylate, urethane acrylate, and polyether acrylate.
  • Non-curable binder resins include, for example, polymer acrylate, Pinyl chloride, biel chloride bienyl acetate copolymer, alkyd resin, aromatic sulfonamide resin, urea resin, melamine resin, benzoguanamine resin and the like are preferably used.
  • binder resins benzoguanamine resin, melamine resin and vinyl chloride resin are particularly preferred.
  • these binder resins may be used alone or as a mixture of two or more. Further, in addition to the above binder resin, a binder resin for dilution may be used.
  • the lowest excited triplet energy level 3 EQ when the 3 E d the lowest excited triplet energy level of the fluorescent dye, use those meet the relationship of 3 E q rather 3 E d.
  • an additive that satisfies the above relationship with the fluorescent dye having the longest fluorescence peak is selected.
  • the fluorescence conversion layer can be obtained by forming a film of the resin composition for a fluorescence conversion layer on a substrate such as glass by a method such as coating to a desired thickness.
  • the components When forming a film, the components may be dissolved and mixed with a solvent in order to enhance the dispersibility of the above components.
  • a solvent suitable for use herein ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, 2-acetoxy-1-methoxypropane, 1-acetoxy-12-ethoxycetane, cyclohexanone, toluene and the like are preferable.
  • the thickness of the fluorescence conversion layer when the film is formed in this manner is such that the incident light is converted into a desired wavelength, so that the film is formed to a thickness necessary for that.
  • This thickness may be appropriately selected usually in the range of l to 100 m, preferably in the range of 1 to 20 ⁇ .
  • the fluorescence conversion layer can be obtained by etching and curing by heating.
  • the color filter layer includes inorganic filters, bandpass filters, and organic color filter layers, etc., but organic color filters that are rich in dyes and other materials and are easy to process are excellent.
  • One filter layer is preferred.
  • Examples of the material for the color filter layer include the above-described dyes and binder resins.
  • the ratio of the dye to the binder resin is preferably 1:99 to 90:10 (weight ratio). If the dye content is less than 1%, the color filter layer will not be able to cut ambient light sufficiently, and if it exceeds 90%, the film properties will deteriorate, and the film will become brittle even if the mechanical strength such as adhesive strength decreases. .
  • a more preferable ratio of the pigment to the binder resin is 10:90 to 50:
  • the thickness of the color filter layer can be in any range as long as the function of the color filter layer is not impaired, but it is usually ltm to 10mm, preferably 1! ⁇ 5'00 / zm, more preferably 1m ⁇ ; L0m.
  • the light transmittance of the red color filter layer at a wavelength of 600 nm is preferably
  • the light transmittance is greater than 60%, light having a wavelength of less than 600 nm is transmitted, and the red purity of the color light emitting device may not be regarded as pure red.
  • the light transmittance of the green color filter layer at a wavelength of 540 nm is preferably at least 80%, more preferably at least 85%. If the light transmittance is less than 80%, the green component of the light emitting device becomes small, and the white light emission may be out of balance.
  • the light transmittance of the blue color filter layer at a wavelength of 450 nm is preferably at least 60%, more preferably at least 70%. If the light transmittance is less than 60%, the blue component of the light-emitting device becomes small, and the white light emission balance may be lost.
  • the above photosensitive resin to which the photolithography method can be applied as a binder resin.
  • a printing method a printing ink (medium) using the above transparent resin can be used.
  • the color-fill layer is usually made by mixing, dispersing, or dissolving a fluorescent dye, a resin, and an appropriate solvent into a liquid, and using a spin coating method, a roll coating method, a vacuum coating method, a casting method, or the like.
  • a film is formed on a predetermined substrate by the method. Note that a dry film may be attached to a predetermined substrate.
  • the patterning of the color filter layer is generally performed by a photolithography method ⁇ a screen printing method or the like.
  • the various components described above are formed on a substrate.
  • the substrate examples include a glass plate, a metal plate, a ceramic plate, and a plastic plate (polycarbonate resin, acrylic resin, vinyl chloride resin, polyethylene terephthalate resin, polyimide resin, polyester resin, epoxy resin, phenol resin, silicon resin , Fluororesin, etc.).
  • a plastic plate polycarbonate resin, acrylic resin, vinyl chloride resin, polyethylene terephthalate resin, polyimide resin, polyester resin, epoxy resin, phenol resin, silicon resin , Fluororesin, etc.
  • a substrate made of these materials is subjected to a moisture-proof treatment or a hydrophobic treatment by forming an inorganic film or applying a fluororesin in order to prevent moisture from entering the color light-emitting device. Preferably, it has been applied.
  • the water content and the gas permeability coefficient of the substrate by a moisture-proof treatment or a hydrophobic treatment in order to prevent moisture from entering the light-emitting medium.
  • the water content of the support substrate 0 0 0 0 1 1 wt% or less of the value and the gas permeability coefficient X 1 0- 1 3 cc ⁇ cm / cm 2 -.. Sec and c mH g following values are each preferred. '
  • the organic EL element used in the color light emitting device of the present invention which emits a blue component and a yellow to red component at a predetermined peak intensity ratio, has a simpler element configuration than an organic EL element containing the three primary colors in a well-balanced manner. And the reproducibility of element fabrication is good.
  • the color light emitting device when compared with a color light emitting device using the same color conversion member and a blue organic EL device as the organic EL device, the color light emitting device emits white light of the same luminance.
  • the organic EL device used in the present invention is Light emission intensity can be reduced.
  • a long-life color light emitting device having a half life of more than 15,000 hours can be obtained.
  • the organic EL element used in the present invention has a higher light emission intensity of the color light emitting device. Therefore, the transmittance of the color filter used for improving color purity can be adjusted within a range where the emission intensity is not reduced as compared with the case where a blue organic EL element is used.
  • V259 BK manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.
  • BM black matrix
  • OA 2 glass manufactured by NEC Glass
  • V259B manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.
  • V259B is spin-coated, and through a photomask that can obtain 320 strips of rectangular (100 / im line, 230 im gap).
  • V259G manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.
  • V259G manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.
  • a rectangular (100 m line, 230 im gap) strip was made.
  • a photomask that gives 320 puppets exposed to ultraviolet light, developed with a 2% aqueous sodium carbonate solution, baked with 200, and adjacent to the blue color filter
  • a green color fill pattern (thickness: 1.5 m) was formed at the position.
  • CRY-S840B manufactured by Fuji Film Arch
  • a photomask that can obtain 320 stripe patterns 100 zm line, 230 / xm gear
  • BM it is exposed to ultraviolet light, developed with 2% sodium carbonate aqueous solution, baked at 200, and placed between the blue color filter and the green color filter at the red color filter ( A pattern with a thickness of 1.5 urn) was formed.
  • coumarin 6 in an amount of 0.04 mol / kg (based on solid content) was added to an acrylic negative photoresist (V259PA, solid content concentration 50%: Nippon Steel Chemical Co., Ltd.). A dissolved ink was prepared.
  • This ink is spin-coated on the substrate, exposed to ultraviolet light at the position corresponding to the green color filter through the same mask as when forming the color filter, and developed with 2% aqueous sodium carbonate solution. Baking was performed to form a green conversion member pattern (thickness: 10 zm) (corresponding to a green pixel).
  • red color conversion member As materials for the red color conversion member, coumarin 6: 0.53 g, basic violet 11: 1.5 g, rhodamine 6 G: 1.5 g, acrylic negative type photoresist (V259PA, solid content 50%: Nippon Steel Corporation) (Manufactured by Kagaku): An ink dissolved in 100 g was prepared.
  • This ink is spin-coated on the substrate, exposed to ultraviolet light at the position corresponding to the red color filter through the same mask as when forming the color filter, and developed with a 2% aqueous sodium carbonate solution. It was baked at ° C to form a red conversion member pattern (film thickness 10 / xm) (corresponding to a red pixel).
  • the excitation spectrum of the red conversion member produced under the same conditions was set as a probe at 600 nm for the red light with a fluorescence measurement device, and measured at an excitation wavelength of 400 to 600 nm.
  • the spectrum indicated by the solid line was obtained.
  • the peak wavelength of the excitation spectrum at 500 to 600 nm was 530 nm.
  • thermosetting resin V259 PH: Nippon Steel Chemical Co., Ltd.
  • IZ nm indium zinc oxide
  • a positive resist HP R204: manufactured by Fujio Lin
  • a strip-shaped pattern with a 90 / xm line and a 20 zm gap was formed with the cathode extraction part. It was exposed to ultraviolet light through a photomask, developed with a developer of tetramethylammonium hydroxide, and baked at 130 to obtain a resist pattern.
  • the exposed portion of IZO was etched with an IZO etchant composed of a 5% oxalic acid aqueous solution.
  • the resist is treated with a stripping solution containing ethanolamine as a main component (N303: manufactured by Nagase & Co., Ltd.), and the IZO pattern (at the positions corresponding to the blue color filter, the green conversion member, and the red conversion member) is formed.
  • Lower electrode anode, number of lines: 960).
  • a negative resist (V 259 PA ⁇ manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) is spin-coated, exposed to ultraviolet light through a photomask, and developed with tetramethylammonium hydroxide developer. Developed. Next, overnight at 180 ° C., a lattice-shaped patterned interlayer insulating film covering the edges of the IZO (the opening of the IZO was 70 mx 290 ⁇ m) was formed.
  • a negative resist ZPN1100: made by Zeon Corporation
  • a 20 xm line, 310 via a photomask that forms a strip pattern of m gap.
  • a post-exposure bake was performed, and then the negative resist was developed with a developing solution of tetramethylammonium hydroxide to form a second interlayer insulating film of an organic film orthogonal to the IZO stripe ( Partition) was formed.
  • the substrate thus obtained was subjected to ultrasonic cleaning in pure water and isopropyl alcohol, dried by air blow, and then subjected to UV cleaning.
  • the substrate was moved to an organic vapor deposition device (manufactured by Nippon Vacuum Technology), and the substrate was fixed to a substrate holder.
  • 4, 4 ', 4 "-tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenyl was added to each molybdenum heating port in advance as a hole injection material.
  • Nilamino] triphenylamine (MTDATA), 4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (NPD), 4,4'-bis (2 , 2-diphenylvinyl) biphenyl (DPV Bi), as doping material, luprene, 1,4-bis [4-1 (N, N-diphenylaminostyrylbenzene)] (DPAVB), as electron injection material
  • tris (8-quinolinol) aluminum (Aid) was charged, and an A1Li alloy (Li concentration: 10 a tm%) was attached to a tungsten filament as a cathode.
  • MTDATA was deposited at a deposition rate of 0.1 to 0.3 nmZ seconds, the film thickness was 60 nm, and as a first light emitting layer, NPD was deposited at a deposition rate of 0.1 to 0.3 nmZ seconds as a host.
  • preprene is co-deposited at a deposition rate of 0.0005 to 0.0015 nmZ seconds, a film thickness of 20 nm, and as a second light emitting layer, DPVBi is used as a host and a deposition rate of 0.1 is used.
  • DPAVB as a dopant is co-deposited at a deposition rate of 0.003 to 0.008 nmZ seconds, film thickness is 40 nm, A1Q is deposited as an electron injection layer At a rate of 0.1 to 0.3 nmZ seconds, a film thickness of 20 nm, and as a cathode, A1 and Li are deposited at a deposition rate of 0.5 to 1.0 nm / sec. It was 150 nm.
  • the organic layer (from the hole injection layer to the electron injection layer) was mask-deposited in the area covering the color filter and the color conversion member, but the cathode was further connected to the previously formed IZO extraction electrode. Mask was deposited.
  • the cathode (upper electrode) is automatically separated by the partition wall previously formed on the substrate, and the pattern (number of lines) crossing the lower electrode
  • the substrate is moved to a dry box through which dry nitrogen is circulated so as not to come into contact with the atmosphere, and the display section is sealed with blue plate glass of the sealed substrate in the dry box.
  • the periphery of the display was light-cured with a cationic curable adhesive (TB 3102: Three Pond) and sealed.
  • a substrate (for monochrome) without a color filter and a color conversion member was prepared in order to confirm the emission spectrum of the organic EL. An element was manufactured.
  • Example 1 as the first light emitting layer of the organic EL device, ⁇ D was used as the host, the deposition rate was 0.3 to 1.0 nmZ seconds, and rubrene was used as the dopant, and the deposition rate was 0.0015 to 0. Except for co-evaporation at 0045 nm / sec, full color and monochrome OLEDs were fabricated under the same conditions, and a DC voltage was applied to the lower and upper electrodes (lower electrode: (+) The upper electrode: (1)), the intersection (pixel) of each electrode emitted light.
  • Example 1 as the first light-emitting layer of the organic EL device, ⁇ D was used as a host at a deposition rate of 0.1 to 0.3 nmZ seconds, and rubrene was used as a dopant at a deposition rate of 0.0025 to 0.0075 nmZ seconds. Except that co-evaporation was performed, full-color and monochrome OLED devices were fabricated under the same conditions, and DC voltage was applied to the lower and upper electrodes (lower electrode: (+), upper electrode: (one )), The intersection (pixel) of each electrode emitted light.
  • Example 1 NPD was used as a host in the first light emitting layer of the organic EL element. Under the same conditions, except that rubrene was co-deposited at a deposition rate of 0.0030 to 0.0090 nmZ seconds as a dopant, 1 to 0.3 nm / sec. A light emitting device was fabricated, and when a DC voltage was applied to the lower and upper electrodes (lower electrode: (+), upper electrode: (1)), the intersection (pixel) of each electrode emitted light.
  • Example 1 a full-color and monochrome organic EL light-emitting device was manufactured under the same conditions except that rubrene was not used for the first light-emitting layer of the organic EL element.
  • rubrene was not used for the first light-emitting layer of the organic EL element.
  • voltage was applied (lower electrode: (+), upper electrode: (1)), the intersection (pixel) of each electrode emitted light.
  • the emission spectrum for monochrome was measured with a colorimeter (CS 1000, manufactured by Minoru Yu), and I was selected in Fig. 2 (A). (Peak intensity in the blue region: peak intensity outside the blue region-1: 0).
  • Example 1 an ink was prepared under the same conditions, except that rhodamine 6G was not used as the material of the red color conversion member, to form a red color conversion member.
  • the excitation spectrum of the red conversion member is set at 600 nm for the red probe as a probe with a fluorescence measurement device and measured at an excitation wavelength of 400 to 600 nm, as shown by the dotted line in FIG. A spectrum having no maximum peak (peak wavelength: 570 nm) was obtained.
  • Figure 7 shows the CIE chromaticity of the full-color organic EL device when it is fully lit (the same voltage is applied to blue, green, and red).
  • Example 1 As shown in Table 2 and FIG. 7, in Examples 1 to 4, at least one peak of the excitation spectrum of the red conversion member was the emission peak of the blue region of the organic EL device 1 (500 to 600 nm). Therefore, the emission intensity of the red pixel is large. Furthermore, Example :! In Nos. 3 to 3, the organic EL element has an appropriate emission intensity outside the blue region (the emission intensity in the blue region: the emission intensity outside the blue region is within the range of 1: 9 to 5: 5). The white balance of the color organic EL light emitting device is better ensured.
  • FIG. 8 is a schematic diagram of the color light emitting device manufactured in Example 5.
  • a glass substrate (OA2 glass, manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.) with a shape of 112 mm x 143 mm x 1.1 mm is used, and a black matrix (BM) material (V259 BK: Co., Ltd.), spin-coated with a 2% aqueous solution of sodium carbonate, baked at 200 ° C, and exposed to black matrix 620 (film).
  • BM black matrix
  • a blue color filter 630, a green color filter 632, and a red color filter 634 shown below were sequentially formed so as to fill the gap between the BM materials.
  • a pigment-based blue color filter material (V259B—050X, manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd., BCF 1) is spin-coated to obtain 320 rectangular (90-m lines, 240 / im gear) stripe patterns. Via a photomask, aligned with the BM and exposed to ultraviolet light, developed with a 2% aqueous sodium carbonate solution, and then 200. After baking with C, a pattern of blue color fill 630 (BCF 1, film thickness 1.8 ⁇ m) was obtained.
  • FIG. 9 (A) shows the measurement results of the transmittance inside the pattern of BCF 1 by microspectroscopy.
  • the blue color filter 630 serves as a blue color conversion member.
  • a pigment-based green color filter material (V259G-095X, manufactured by Nittetsu Chemical Co., Ltd .; GCF 1) is spin-coated to obtain 320 rectangular (90 Atm lines, 240 gears) stripe patterns. Aligned with BM through a photomask, exposed to ultraviolet light, developed with 2% sodium carbonate aqueous solution, baked at 200 ° C, and placed in a position adjacent to blue color filter 630, green A color fill pattern of 6 32 (GCF 1, thickness 2.0 ⁇ m) was obtained.
  • the measurement result of the transmittance inside the pattern of GCF 1 by the microspectroscopy measurement is shown in FIG. 9 (B).
  • a photomask that spin-coats a pigment-based red color filter material (CRY-S840B, manufactured by Fuji Film Arch, RCF 1) to produce 320 rectangular (90 zm lines, 240 gaps) stripe patterns. , And then exposed to ultraviolet light, developed with a 2% aqueous sodium carbonate solution, baked at 200 ° C, and removed from the blue color filter 630 and the green color filter 6 3
  • a pigment-based red color filter material (CRY-S840B, manufactured by Fuji Film Arch, RCF 1)
  • a pattern of red color filter 634 (RCF 1, film thickness 1.2 111) was obtained in the position between 2.
  • Figure 9 (C) shows the measurement results of the transmittance inside the pattern of RCF 1 by microspectroscopy.
  • a green fluorescence conversion layer 640 shown below is provided on the green color filter 632. Then, on the red color filter 634, a red fluorescence conversion layer 642 shown below was sequentially formed.
  • an ink obtained by dissolving an amount of 0 ⁇ OAmolZkg (based on solid content) of coumarin 6 in an acrylic negative photoresist (V259PA, manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) is used. It was adjusted.
  • This ink is spin-coated on the substrate on which the color filter has been formed, and the position corresponding to the green color filter 632 is exposed to ultraviolet light through the same mask as that used when forming the color filter, to form a 2% aqueous solution of sodium carbonate.
  • a pattern (film thickness 10 ⁇ m) of the green fluorescence conversion layer 640 was formed.
  • the green color filter 632 and the green fluorescence conversion layer 640 form a green color conversion member 650.
  • FIG. 10 shows a fluorescence spectrum obtained by irradiating the surface of the green fluorescence conversion layer 640 with light having an excitation wavelength of 430 nm by microspectrophotometry.
  • G is the spectrum of the green fluorescence conversion layer 640.
  • red fluorescence conversion layer 642 As materials for the red fluorescence conversion layer 642, 0.53 g of coumarin 6; 1.5 g of basic violet 11; 1.5 g of rhodamine 6G; acrylic negative photoresist (V259 PA, Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) The ink dissolved in 100 g was prepared.
  • This ink is spin-coated on the substrate on which the green fluorescent conversion layer 640 has been formed, and the position corresponding to the red color filter 634 is exposed to ultraviolet light through the same mask as that used when forming the color filter. After development with an aqueous solution of sodium carbonate, the film was baked at 180 ° C. to form a pattern (film thickness 10 m) of the red fluorescence conversion layer 642.
  • red conversion member 660 is formed.
  • FIG. 10 shows a fluorescence spectrum obtained by irradiating light having an excitation wavelength of 430 nm onto the surface of the red fluorescence conversion layer 642 by microspectroscopy.
  • R is the spectrum of the red fluorescence conversion layer 642.
  • An acrylic thermosetting resin (V259 PH, manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) was spin-coated as a planarizing film 670 on the substrate on which the red fluorescence conversion layer 642 was formed. After beta at 0, a planarization film 670 (5 m thick) was formed.
  • IZO indium zinc oxide
  • a positive resist (HPR 204, manufactured by Fujio Lin) is spin-coated on the substrate, and a strip-shaped pattern of a cathode 716 with a 90/2 m line and a 20 m gap is formed. It was exposed to ultraviolet light through a photomask, developed with a developer of tetramethylammonium hydroxide, and baked at 130 ° C. to obtain a resist pattern.
  • the exposed portion of IZO was etched with an etchant composed of a 5% oxalic acid aqueous solution.
  • the resist is treated with a stripping solution mainly composed of ethanol, and the IZO pattern (anode, number of lines 960) corresponding to the blue color filter 630, the green fluorescence conversion layer 640, and the red fluorescence conversion layer 642 is formed. Book) 680 was formed.
  • a negative resist (V259PA, manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) is spin-coated, exposed to ultraviolet light through a photomask, and developed with a tetramethylammonium hydroxide developing solution. did.
  • the substrate was baked at 180 to cover the edges of the IZO (the opening of the IZO was 70 / xmx 290 m) to form an interlayer insulating film 690.
  • the second interlayer insulating film 700 (cathode barrier)
  • a negative resist ZPN1100, manufactured by Zeon Corporation
  • ZPN1100 is spin-coated to form a stripe pattern of 20 zm line and 310 ⁇ m gap.
  • a post-exposure bake was performed.
  • development was performed with a developing solution of tetramethylammonium hydroxide to form a second interlayer insulating film 700 orthogonal to the IZO stripe pattern.
  • the substrate thus obtained was subjected to ultrasonic cleaning in pure water and isopropyl alcohol, dried by an air processor, and then subjected to UV ozone cleaning.
  • the organic EL element 710 is formed by using an organic vapor deposition apparatus in the order of the hole injection layer 712, the hole transport layer, the light emitting layer 714 (yellow to red light emitting layer, the blue light emitting layer), the electron injection layer, and the cathode 716. It was produced by vacuum evaporation.
  • the material and thickness of each layer are as follows. Hole injection layer: A material represented by the following formula [1] was used. The layer thickness was 60 nm.
  • Hole transport layer A material represented by the following formula [2] was used. The layer thickness was 20 nm. Yellow to red light-emitting layer: material represented by the following formula [3] (material H) and material represented by the following formula [4]
  • the charge (Material B) was used at a ratio of 5: 0.01. The layer thickness was 5 nm.
  • Blue light-emitting layer Material H and a material represented by the following formula [5] (material A) were used in a ratio of 35: 1. The layer thickness was 35 nm.
  • Electron injection layer A1q was used, and the layer thickness was 20 nm.
  • Cathode Ai, Li were used, and the layer thickness was 150 nm.
  • the substrate is moved to a dry box through which dry nitrogen is flown so as not to be exposed to the air, and the blue glass of the sealing substrate 720 is placed in the dry box.
  • the display is covered with, and the periphery of the display is light-hardened with a cationic hardener type adhesive (TB3102, made by Three Pond) and sealed, and the anode and cathode form an XY matrix.
  • a full-color organic EL light-emitting device 600 (opening ratio: 56%) was manufactured.
  • a monochrome organic EL light-emitting device (aperture ratio: 56%) was manufactured in order to evaluate the light emission performance of only the manufactured organic EL device. Except that the color filter and the color conversion member were not formed, they were manufactured under the same conditions as the full color organic EL light emitting device 600.
  • a color light-emitting element and a monochrome light-emitting element were manufactured in the same manner as in Example 5, except that the blue light-emitting layer was formed of the material H and the material A at a ratio of 35: 0.8.
  • Example 7
  • Example 8 A single light emitting element and a monochromic light emitting element were produced in the same manner as in Example 5, except that the blue light emitting layer was formed of the material H and the material A at a ratio of 35: 0.6.
  • Example 8
  • the light emitting layer has a three-layer structure of a blue light emitting layer, a green light emitting layer, and a yellow to red light emitting layer. Were prepared in the following order, and a light emitting device and a monochromatic light emitting device were produced in the same manner as in Example 5.
  • Blue light-emitting layer Material H and Material A were used in a ratio of 5: 0.07.
  • the layer thickness was 5 nm.
  • Green light emitting layer Material H and a material (material D) represented by the following formula [6] were used in a ratio of 10: 0.13.
  • the layer thickness was 10 nm.
  • Yellow to red light-emitting layer Material H and Material B were used in a ratio of 25: 1.25.
  • the layer thickness was 25 nm.
  • a color light-emitting element and a monochrome light-emitting element were manufactured in the same manner as in Example 5, except that the blue light-emitting layer was formed of the material H and the material A at a ratio of 35: 0.4. Comparative Example 4
  • a light emitting element and a light emitting element were manufactured in the same manner as in Example 5.
  • Blue light-emitting layer Material H and material A were used in a ratio of 40: 1. The thickness is 40 nm and 7 pieces. Comparative Example 5
  • a single light emitting element and a monochrome light emitting element were produced in the same manner as in Example 5 except that the blue light emitting layer was changed as described below and no yellow to red light emitting layer was provided.
  • Blue light-emitting layer Material H and Material D were used in a ratio of 40: 1. The thickness was 40 nm. Comparative Example 6
  • a light emitting device and a monochromic light emitting device were produced in the same manner as in Comparative Example 5, except that the second blue color filter material was laminated on BCF 1 by the following method.
  • An ink was prepared by dissolving rhodamine Zn in an amount of 0.08 mol / kg (based on solid content) in an acrylic negative photoresist (V259PA, manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.).
  • This ink is spin-coated on the substrate on which all the color filters are formed, and the position corresponding to the blue color filter (BCF1) is exposed to ultraviolet light through the same mask as when forming the color filters.
  • BCF1 blue color filter
  • FIG. 9 (D) shows the measurement results of the transmittance inside the BCF 2 pattern by microspectroscopy. Evaluation test 1
  • the peak wavelengths of the blue component emission and the yellow to red component emission were 455 nm and 565 nm, respectively.
  • the ratio of the luminescence intensity of the blue component to the luminescence intensity of the yellow to red components was 0.83: 0.17 in Example 5, and 0.74 in Example 6: 0.26, 0.37: 0.37 in Example 7, and 0.57: 0.43 in Example 8.
  • the peak wavelengths of the blue component emission and the yellow to red component emission are 455 nm and 567 nm, respectively.
  • the ratio of the emission intensity of the blue component to the emission intensity of the yellow to red component is , 0.49: 0.51.
  • the emission wavelength of the blue component was 455 nm, and there was no emission wavelength of the yellow to red components.
  • the ratio between the emission intensity of the blue component and the emission intensity of the yellow to red components was 1: 0.
  • the emission wavelength of the blue component was 472 nm, and there was no emission wavelength of the yellow to red components.
  • the ratio between the emission intensity of the blue component and the emission intensity of the yellow to red components was 1: 0.
  • Table 3 shows the characteristics when the full-color organic EL light emitting devices of Examples 5 to 8 and Comparative Examples 3 to 6 emit light under the same driving conditions as the monochrome light emitting device.
  • full color one red (green, blue) indicates the luminance and chromaticity when only the red (green, blue) pixel is lit
  • full color white indicates the luminance and chromaticity when all the pixels are lit. Indicates chromaticity.
  • Comparative Example 5 is a color light emitting device using an organic EL element that emits only blue to green components.
  • Examples 5 to 8 and Comparative Example 3 are color light emitting devices using an organic EL element having emission of blue component and yellow to red component.
  • the ratio between the emission intensity of the blue component and the emission intensity of the yellow to red components is in the range of 0.9: 0.1 to 0.5: 0.5, White chromaticity It was good.
  • a color light emitting device and a monochromic light emitting device were produced in the same manner as in Example 5, except that the components of the blue light emitting layer and the yellow to red light emitting layers and the layer thickness were changed as described below.
  • Yellow to red light emitting layer Material H, material B and material A were used in a ratio of 5: 0.02: 0.1.
  • the layer thickness was 5 nm.
  • Blue light-emitting layer Material H and Material A were used in a ratio of 35: 1. The thickness was 35 nm. -'Example 10
  • Example 5 was the same as Example 5 except that the green color filter material was changed to a pigment-based green color filter material (CG-8510 L, manufactured by Fuji Film Arch, GCF 2) and the thickness was set to 1.0. A color light emitting device was manufactured in the same manner.
  • CG-8510 L manufactured by Fuji Film Arch, GCF 2
  • Figure 9 shows the measurement results of the transmittance inside the GCF 2 pattern by microspectroscopy.
  • Example 10 was repeated except that the red color filter material was changed to a pigment-based red color filter material (CR7001, manufactured by Fuji Film Arch; hereinafter, RCF 2) and the thickness was set to 1.5 / im. In the same manner as in the above, a color light emitting device was produced.
  • a pigment-based red color filter material CR7001, manufactured by Fuji Film Arch; hereinafter, RCF 2
  • Figure 9 shows the measurement results of the transmittance inside the RCF 2 pattern by microspectroscopy.
  • the voltage was adjusted using a spectroradiometer (CS-1000, manufactured by Minolta) so that the brightness of white light was 80 nit.
  • the chromaticity at that time was measured using a spectroradiometer, and at the same time, the current value was measured using a multimeter.
  • make wiring so that only pixels of the same color out of red, green, and blue light up, and adjust the pulse voltage value so that the current value measured by the multimeter is one-third of that when all pixels are lit. did.
  • the chromaticity at that time was measured using a spectroradiometer. Table 4 shows the measurement results.
  • the monochrome organic EL devices of Example 9 and Comparative Example 6 were used under the same conditions as when all pixels were lit at a luminance of 80 nit.
  • the device has the same configuration as that of the embodiment.)
  • a 1Z60 pulse voltage is applied between the anode and the cathode, and the emission spectrum and brightness are measured using a spectral radiance meter (CS-100, manufactured by Minolta). It was measured. The results are shown in Table 4.
  • Fig. 14 shows the measured emission spectrum of the monochrome organic EL light emitting device.
  • Example 9 the peak wavelengths of the blue component emission and the yellow to red component emission are 455 nm and 557 nm, respectively. And the ratio of the emission intensity of the yellow to red components was 0.63: 0.37.
  • Comparative Example 6 the peak wavelength of light emission of the blue component was 472 nm, and there was no peak wavelength of light emission of the yellow to red components. The ratio between the emission intensity of the blue component and the emission intensity of the yellow to red components was 1: 0.
  • the light intensity absorbed by the color conversion member may be small, deterioration of the fluorescent dye in the color conversion member can be suppressed.
  • Example 10 in which the transmittance of the green color filter at a wavelength of 540 nm was set to 80% or more, the efficiency was further improved. '
  • Example 9 in which the transmittance of the red color filter at a wavelength of 600 nm was 50% or less, the chromaticity X of red exceeded 0.67.
  • the wiring was set so that only the red pixel was lit, and the pulse voltage value was adjusted so that the current value measured by the multimeter was 1/3 that of when all pixels were lit.
  • the brightness ed at that time was measured using a spectral radiance meter, and then turned on continuously.
  • the full-color organic EL light-emitting device was operated under the same conditions as when the red pixel was turned on, and the monochrome organic EL light-emitting devices of Example 9 and Comparative Example 6 (monochrome of Examples 10 and 11) were used. mouth apparatus having the same configuration) and example 9, by applying a 1/6 0 pulse voltage between the anode and the cathode, the luminance I m. n . After the measurement of, it was turned on continuously.
  • Fig. 15 shows the time-dependent changes of.
  • the degree of deterioration of only the color conversion member can be evaluated.
  • the luminance ratio I red Z l m . . . The time required to reduce by half was 1,300,000 hours in Comparative Example 6, while that in Example 9 was 1,700,000 hours, Example 11, was 1,900,000 hours, Example 1 At 0, the half-life of the red pixel was greatly improved, such as 2100 hours.
  • a color light emitting device having a high intensity of red light can be provided. Further, according to the present invention, it is possible to provide a color and light emitting device having good color purity and luminous efficiency and a long life.

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Description

明 細 書 カラー発光装置 技術分野
本発明は、 カラー発光装置に関し、 特に、 カラ一ディスプレイ用に適した、 有 機エレクト口ルミネッセンス素子 （以下、 有機 E L素子という） を使用したカラ —発光装置に関する。 背景技術
有機 E L素子等の発光素子を用いて、 テレビ等のカラ一発光装置や、 コンビュ —タ、 携帯電話等のディスプレイ用のカラー表示素子を作るためには、 青-緑' 赤色の光の三原色を発光する画素をつくる必要がある。 その手法としては、 大別 して以下の 3つの方法があるが， それぞれ次のような課題を有していた。
A. 三色塗分け法
青 ·緑 ·赤色のそれぞれの発光素子を画面上に配列する方法である。
この場合、 3色に対応する画素の寿命が異なり、 特に、 赤色発光材料の寿命、 効率が低いため、 高効率で白バランスの経時変化の小さな力ラ一発光装置を得る のが困難であった。
B . 白色有機 E L素子とカラーフィルタとの組合せ
三原色が全て含まれている白色発光から、 カラ一フィルタを用いて、 青 ·緑- 赤色をそれぞれ取り出す方法である。
ここで 「カラーフィルタ」 とは、 有機 E L素子の発光成分のうちの一部を遮断 し、 所望の発光成分のみ透過させるフィルタのことである。 この構成で高効率か つ色バランスのよいカラー発光装置を得るには、 3原色の発光成分をパランスよ く含む白色有機 E L素子の実現が不可欠であった。 しかしながら、 青色成分、 緑 色成分に対して、 赤色成分を高強度に含有させるには、 素子構成が非常に複雑に なるため、 再現性のよい装置作製が困難であつた。
C . 青色 （又は青緑色） 有機 E L素子と色変換部材の組合せ （色変換法） 青色の発光を、 色変換部材により、 緑色、 赤色に変換することにより 3原色を 発光させる方法である。
この構成で高効率かつ色バランスのよいカラ一発光装置を得るには、 有機 E L 素子の発光を、 効率よく変換する色変換部材、 特に赤色変換部材の開発、 及び高 効率な青色 （又は青緑色） 有機 E L素子の開発が不可欠であった。
図 1 6は、 従来の色変換法を用いたカラー発光装置の模式図である。 この図に おいて、 1 0はカラー発光装置、 1 2は青色画素、 1 4は緑色画素、 1 6は赤色 画素、 2 0は青色光を発光する有機 E L素子、 3 0は蛍光色素を含む色変換部材 を示す。 蛍光色素は、 所定の波長の光が照射されると励起され、 その光をより長 波長の蛍光に変換する■> 色変換部材 3 0は、 緑色変換部材 3 4と赤色変換部材 3 6を含み、 緑色変換部材 3 4は、 有機 E L素子 2 0が発する青色光を緑色光に変 換し、 赤色変換部材 3 6は、 青色光を赤色光に変換する。 即ち、 有機 E L素子 2 0が発する青色光が、 色変換部材 3 0により、 その一部が緑色光、 赤色光に変換 されることにより、 青、 緑、 赤色の三原色を発光する画素が得られ、 カラ一発光 装置が形成される。
しかしながら、 このような構成のカラー発光装置においては、 青色光を赤色光 に変換するのには、 エネルギーの差が大きく、 変換効率が、 青色光から緑色光に 変換する場合に比べて低い。 即ち、 赤色光の強度が、 青色光及び緑色光の強度よ りも低いという問題があった。
そこで、 赤色変換効率を高め、 赤色光の強度を高めるために、 幾つかの提案が なされている。
例えば、 特開平 1 0— 0 3 9 7 9 1号公報には、 赤、 青及び緑色の各色画素の 面積比を互いに異ならせること、 特に、 赤色画素の面積比を大きくして赤色光の 強度、 即ち、 赤色輝度を上げて、 ホワイトバランスを長時間維持する技術が記載 されている。 しかし、 この技術では、 各色画素の面積比を互いに異ならせるため、 画素の配置パターン力複雑となってしまう。
また、 赤色画素の有機 E L素子の駆動電圧又は駆動電流を他よりも高くし、 そ の輝度を、 緑色画素及び青色画素の有機 E L素子の輝度よりも高くすることも試 みられている。
しかし、 赤色画素だけ輝度を高くすると、 赤色画素に対応する有機 E L素子の みの劣化が大きくなり、 結局、 赤色画素の輝度を高いまま維持できないという問 題があった。
このように、 青色有機 E L素子の高効率化のため、 これまで様々な改良がなさ れてきたが、 理論的にも限界に近かった。
赤色変換部材は、 透明なバインダー材料中に、 有機 E L素子の発光成分を吸収 し、 赤色の蛍光を発するような蛍光色素を分散させたものであるが、 現在世の中 で知られている蛍光色素と、 パインダ一材料との組み合わせでは、 変換効率と環 境 （熱や光） に対する信頼性を同時に満足するものはなかった。 従って、 高い変 換効率を実現しようとすると、 環境に対して不安定な材料系にならざるを得ず、 高い信頼性を確保しょうとすると、 変換効率を低くせざるを得なかった。
また、 赤色変換部材が劣化し、 カラ一発光装置全体の色安定性に影響を与えて いた。
力ラ一発光装置の色再現性を十分なものとするためには、 色純度を悪化させる 不要な発光成分を除去するための、 カラーフィルタが有用であるが、 本方法では、 有機 E L素子の発光効率、 色変換部材の変換効率ともに限界にあるため、 色純度 向上のためにカラーフィルタにて不要光を除去すると、 カラー発光装置としての 発光効率は極めて低いものにならざるを得なかった。
本発明は、 上記の事情に鑑みてなされたものであり、 画素面積比を互いに異な らせることなく、 また、 有機 E L素子の劣ィヒの偏りを抑制して、 赤色光の強度を 高めることができるカラ一発光装置の提供を目的とする。
また、 本発明は、 色純度、 発光効率がよく、 しかも長寿命であるカラ一発光装 置の提供を目的とする。
そこで、 本発明者らは鋭意検討した結果、 有機 E L素子の発光スペクトルのピ —クと、 赤色変換部材の励起スペクトルのピークを一致させることにより、 赤色 光の強度を高めることができることを見出し、 本発明を完成させた。
また、 本発明者らは、 発光強度比が 9 ： 1 ~ 5 ： 5である青色成分と黄色〜赤 色成分を有する光を発する発光素子と、 色変換部材を組み合せることにより、 力 ラー発光装置の色純度、 発光効率が向上し、 かつ長寿命化が可能であることを見 出し、 本発明を完成させた。 発明の開示 本発明の第 1の態様によれば、 青色領域と、 青色領域以外にピークがある発光 スぺクトルを有する光を発する有機エレクトロルミネッセンス素子と、 青色光を 通過させる青色フィル夕を含む青色画素と、 有機エレクト口ルミネッセンス素子 の発光の少なくとも一部を緑色光に変換する緑色変換部材と、 緑色光を通過させ る緑色フィルタを含む、 緑色画素と、 有機エレクト口ルミネッセンス素子の発光 の少なくとも一部を赤色光に変換する赤色変換部材と、 赤色光を通過させる赤色 フィル夕を含む、 赤色画素とを有し、 赤色変換部材の励起スペクトルの少なくと も 1つのピークが、 有機エレクト口ルミネッセンス素子の青色領域 ¾外のピーク と一致する力ラー発光装置が提供される。
ここで、 一致とは、 スペクトル曲線の極大値であるピ一クの波長が、 互いにほ ぽ一致することを言う。—即ち、 それぞれのピーク波長の差が 1 0 nm以内、 好ま しくは 5 nm以内であることを言う。
このように、 本発明によれば、 有機 E L素子の発光スペクトルのピークと、 赤 色画素の色変換部材の励起スぺクトルのピークとを一致させているため、 赤色変 換部材の発光に寄与する有効フォトン数の割合を高くすることができる。 その結 果、 赤色画素の発光強度、 即ち、 輝度を向上させることができる。
その結果、 各色画素に均一な駆動電圧を印加しても赤色強度を高くすることが できる。 さらに、 有機 E L素子のアンバランスな劣化を抑制し、 高い赤色強度を 長時間,維持することができる。 また、 画素パターンを複雑化させることなく、 力 ラー発光装置の輝度の長寿命化を図ることができる。
また、 本発明のカラー発光装置は、 各色フィル夕を備えているので、 各色フィ ル夕が不要な色成分を遮断するため、 各色の再現性が高まる。
好ましくは、 発光スペクトルの、 青色領域のピーク強度と、 青色領域以外のピ ークの強度との比が、 9 ： 1〜5 ： 5である。
ピーク強度比が 9 ： 1より大きくなると、 赤色発光強度が低下して、 カラー発 光装置のホワイトバランスを確保することができなくなる場合がある。
一方、 ピーク強度比が 5 ： 5より小さくなると、 赤色発光強度が大きいが、 青 色画素の発光強度が相対的に小さくなるので、 カラー発光装置のホワイトバラン スを確保することができなくなる場合がある。
従って、 ピ一ク強度比を、 9 ： ：!〜 5 ： 5の範囲にすると、 赤色画素の発光強 度 （輝度） が相対的に大きくなり、 カラー発光装置のホワイトバランスをより確 実に保つことができる。
好ましくは、 青色領域のピークが 4 0 0〜5 0 0 nmにあるピークであり、 青 色領域以外のピークが 5 0 0〜6 0 0 nmにあるピークである。
より好ましい青色領域のピークは、 4 3 0〜4 9 0 nmであり、 特に好ましい ピークは、 4 4 0〜4 8 0 nmである。
また、 より好ましい青色領域以外のピークは、 5 2 0〜5 7 0 nmであり、 特 に好ましいピークは、 5 3 0〜5 6 0 nmである。
このようなピークにより、 赤色画素の発光輝度をより高めるのみならず、 同一 素子にて青色画素、 緑色画素の発光輝度、 色純度を高め、 ホワイトパランスを確 保することができる。
ただし、 前記要件を満たせば、 5 7 0 nm以上にピークを有してもよい。 本発明の第 2の態様によれば、 青色成分と黄色〜赤色成分を有する光を発する 発光素子であって、 発光素子の発する青色成分の発光強度と、 黄色〜赤色成分の 発光強度との比が、 9 ： 1〜5 ： 5である発光素子と、 発光素子が発する光を受 けて、 それぞれ青色、 緑色、 赤色を発する青色変換部材、 緑色変換部材、 赤色変 換部材とを含む力ラー発光装置が提供される。
好ましくは、 発光素子の発する光の輝度に対する、 緑色変換部材の輝度変換効 率は、 5 0 %以上である。
好ましくは、 発光素子の発する光の輝度に対する、 赤色変換部材の輝度変換効 率は、 1 0 %以上である。
好ましくは、 赤色変換部材は、 光取出し方向に沿って、 発光素子からの発光の 一部を吸収して、 より長波長の蛍光を発する蛍光変換層と、 不要な光を遮断する カラ一フィルタ層との積層体からなり、 カラーフィル夕の、 波長 6 0 0 nmにお ける透過率が、 6 0 %以下である。
好ましくは、 緑色変換部材は、 光取出し方向に沿って、 発光素子からの発光の 一部を吸収して、 より長波長の蛍光を発する蛍光変換層と、 不要な光を遮断する カラーフィルタ層との積層体からなり、 カラーフィル夕の、 波長 5 4 0 nmにお ける透過率が、 8 0 %以上である。 好ましくは、 発光素子は有機エレクトロルミネッセンス発光素子である。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明によるカラ一発光装置の一実施形態を示す模式図である。 図 2 (A) は、 シミュレーションに用いた、 有機 E L素子である試料;!〜 7の 発光スペクトルを示し、 図 2 (B) は、 緑色変換部材と赤色変換部材の励起スぺ クトルを示すグラフである。
図 3 (A) 及び （B) は、 赤色画素の赤色発光輝度のシミュレーション結果を 示すグラフである。
図 4は、 シミュレーション結果を示す C I E色度図である。
図 5は、 本発明の他の実施形態であるカラ一発光装置を示した模式図である。 図 6は、 実施例 1及び比較例 2の赤色変換部材の励起スぺクトルを示すダラフ である。
図 7は、 実施例 1〜4及び比較例 1〜2による有機 E L発光装置の C I E色度 図である。
図 8は、 実施例 5で作製した力ラー発光装置を示した模式図である。
図 9 (A) は、 顕微分光測定による、 B C F 1のパ夕一ン内部の透過率の測定 結果を示す図である。
図 9 (B) は、 顕微分光測定による、 G C F 1のパターン内部の透過率の測定 結果を示す図である。
図 9 (C) は、 顕微分光測定による、 R C F 1のパターン内部の透過率の測定 結果を示す図である。
図 9 (D) は、 顕微分光測定による、 B C F 2のパタ一ン内部の透過率の測定 結果を示す図である。
図 9 (E) は、 顕微分光測定による、 G C F 2のパ夕一ン内部の透過率の測定 結果を示す図である。
図 9 (F) は、 顕微分光測定による、 R C F 2のパターン内部の透過率の測定 結果を示す図である。
図 1 0は、 顕微分光測定により、 励起波長 4 3 0 nmの光を緑色蛍光変換層又 は赤色蛍光変換層表面に照射したときの蛍光スぺクトルを示す図である。 図 1 1は、 実施例 5〜 6のモノクロ発光装置の発光スペクトルを示す図である。 図 1 2は、 実施例 7〜8のモノクロ発光装置の発光スペクトルを示す図である。 図 1 3は、 比較例 3〜 5のモノクロ発光装置の発光スペクトルを示す図である。 図 1 4は、 実施例 9〜 1 1及び比較例 6のモノク口発光装置の発光スぺクトル を示す図である。
図 1 5は、 モノクロ発光装置の輝度に対するフルカラー発光装置の輝度比 I r e d/ I m。n。の経時変化を示したグラフである。
図 1 6は、 従来技術によるカラ一発光装置を示す模式図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 各構成部材について説明する。
( 1 ) 有機 E L素子
有機 E L素子においては、 発光層の他、 必要に応じ、 正孔注入層、 電子注入層、 有機半導体層、 電子障壁層、 付着改善層等も用いることができる。
有機 E L素子の代表的な構成例を示す。
陽極 Z発光層/陰極
陽極 Z正孔注入層,発光層,陰極
陽極 Z発光層 Z電子注入層/陰極
陽極/正孔注入層 Z発光層 Z電子注入層/陰極
陽極,有機半導体層/発光層,陰極
陽極/有機半導体層ノ電子障壁層/発光層/陰極
陽極/正孔注入層/発光層 Z付着改善層/陰極
(i) 陽極
陽極としては、 仕事関数の大きい （4 e V以上） 金属、 合金、 電気伝導性化合 物又はこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。 このような 電極物質の具体例としては、 A u等の金属、 C u l、 I T〇、 S n〇2、 Z n O、 I Z O等の導電性透明材料力 S挙げられる。
(ii) 発光層
有機 E L素子の発光材料は主に有機化合物であり、 具体的には、 所望の色調に より次のような化合物が挙げられる。 まず、 紫外域から紫色の発光を得る場合には、 下記化学式 （1 ) であらわされ る化合物が挙げられる。
Figure imgf000010_0001
この一般式において、 Xは下記化学式 （2〉 であらわされる化合物を示す。
Figure imgf000010_0002
ここで ηは、 2 3 4又は 5である。 また、 Υは下記化学式 （3 ) であらわ される化合物を示す。
Figure imgf000010_0003
上記化合物のフエニル基、 フエ二レン基、 ナフチル基に炭素数 1 4のアルキ ル基、 アルコキシ基、 水酸基、 スルホニル基、 カルボ二ル基、 アミノ基、 ジメチ ルァミノ基又はジフェニルァミノ基等が単独又は複数置換したものであってもよ い。 また、 これらは互いに結合し、 飽和 5員環、 6員環を形成してもよい。 また、 フエニル基、 フエ二レン基、 ナフチル基にパラ位で結合したものが、 結合性がよ く平滑な蒸着膜の形成のために好ましい。 具体的には、 以下の化学式 （4 ) ( 8 ) で表される化合物である。 特に、 ρ—クォータ一フエニル誘導体、 ρ—ク ィンクフエニル誘導体が好ましい。
OHO (4)
p—クオ一夕一フエニル （PQP)
Figure imgf000011_0001
Figure imgf000011_0002
Figure imgf000011_0003
3, 5, 3 " '" ' , 5 ーテトラー t—ブチルーセキシフエニル （TBS)
Figure imgf000011_0004
次に、 青色から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、 ベンゾォキサゾール系等の蛍光増白剤、 金属キレート化ォ キシノィド化合物、 スチリルべンゼン系化合物を挙げることができる。
具体的に化合物名を示せば、 例えば、 特開昭 59- 194393号公報に開示 されているものを挙げることができる。 その代表例としては、 ベンゾォキサゾー ル系、 ベンゾチアゾール系、 ベンゾイミダゾール系等の蛍光増白剤を挙げること ができる。
さらに、 他の有用な化合物は、 ケミストリ一 ·ォブ'シンセティック ·ダイズ 1971、 628〜 637頁及び 640頁に列挙されている。
キレ一ト化ォキシノィド化合物としては、 例えば、 特開昭 63 -295695 号公報に開示されているものを用いることができる。 その代表例としては、 トリ ス （8—キノリノール） アルミニウム （以下、 A l qと略記する） 等の 8—ヒド 口キシキノリン系金属錯体ゃジリチウムェピントリジオン等を挙げることができ る。
また、 スチリルベンゼン系化合物としては、 例えば、 欧州特許第 03 1 988 1号明細書や欧州特許第 03 73582号明細書に開示されているものを用いる ことができる。
また、 特開平 2 - 252793号公報に開示されているジスチリルビラジン誘 導体も発光層の材料として用いることができる。
その他として、 例えば、 欧州特許第 038771 5号明細書に開示されている ポリフエニル系化合物も発光層の材料として用いることもできる。
さらに、 上述した蛍光増白剤、 金属キレ一ト化ォキシノイド化合物、 及びスチ リルベンゼン系化合物等以外に、 例えば
1 2—フタ口ペリノン （J. Appl. Phys.、 第 27巻、 L 7 13 (1988年〉 〉 、 1， 4ージフエ二ルー 1, 3—ブタジエン、
1， 1, 4, 4ーテトラフエ二ルー 1, 3ブタジエン （以上、 Appl. Phys. Lett；.、 第 56巻、 L 799 (1 990年） ） 、
ナフタルイミド誘導体 （特開平 2— 305886号公報） 、
ペリレン誘導体 （特開平 2— 189890号公報） 、
ォキサジァゾ一ル誘導体 （特開平 2— 216791号公報、 又は第 38回応用物 理学関係連合講演会で浜田らによって開示されたォキサジァゾール誘導体） 、 アルダジン誘導体 （特開平 2 -220393号公報） 、
ビラジリン誘導体 （特開平 2— 220394号公報） 、
シクロペンタジェン誘導体 （特開平 2— 289675号公報） 、
ピロ口ピロール誘導体 （特開平 2— 296891号公報） 、
スチリルァミン誘導体 （Appl. Phys. Lett., 第 5 6巻、 L 7 9 9 ( 1 9 9 0 年） ） 、 クマリン系化合物 （特開平 2— 19 1 694号公報) 、
国際公開公報 WO 9 0 / 1 3 1 4 8や Appl. Phys. Lett.、 vol 58、 18、
； P1982ひ 991) 等に記載されているような高分子化合物も、 発光層の材料として 用いることができる。 本発明では、 特に発光層の材料として、 芳香族ジメチリディン系化合物 （欧州 特許第 0388768号明細書ゃ特開平 3— 231970号公報に開示のもの） を用いることが好ましい。 具体例としては、
4， 4' —ビス (2, 2—ジー t一ブチルフエ二ルビニル) ビフエエル、 (以 下、 DTBPBB iと略記する） 、
4， 4， 一ビス （2, 2—ジフエ二ルビニル） ビフエニル （以下、 DPVB i と略記する） 等、 及びそれらの誘導体を挙げることができる。
さらに、 特開平 5— 258862号公報等に記載されている一般式 （Rs— Q) 2— A 1— O— Lで表される化合物も挙げられる。
(上記式中、 Lはフエニル部分を含んでなる炭素原子 6 ~ 24個の炭化水素であ り、 O— Lはフエノラート配位子であり、 Qは置換 8—キノリノラート配位子を 表し、 Rsはアルミニウム原子に置換 8—キノリノラート配位子が 2個を上回り 結合するのを立体的に妨害するように選ばれた 8—キノリノラート環置換基を表 す。 )
具体的には、
ビス （2—メチルー 8—キノリノラート） (パラーフエニルフエノラ一卜) アル ミニゥム （III) (以下 PC - 7) 、
ビス (2—メチルー 8—キノリノラート) (1一ナフ卜ラート） アルミニウム (III) (以下 PC— 17)
等が挙げられる。
その他、 特開平 6— 9953号公報等によるドーピングを用いた高効率の青色 と緑色の混合発光を得る方法が挙げられる。 この場合、 ホストとしては、 上記に 記載した発光材料、 ドーパントとしては、 青色から緑色までの強い蛍光色素、 例 えば、 クマリン系あるいは上記記載のホストとして用いられているものと同様な 蛍光色素を挙げることができる。
具体的には、 ホストとしてジスチリルァリーレン骨格の発光材料、 特に好まし くは、 例えば、 DPVB i、 青発光用のドーパントとしては、 ジフエニルァミノ ビニルァリ一レン、 特に好ましくは、 例えば、 N、 N—ジフエニルアミノビニル ベンゼン （DPAVB) を挙げることができる。
また、 前記のような低分子材料 （数平均分子量 10000未満） の他に、 高分 2708
12 子材料 （数平均分子量 1 0 0 0 0以上） を用いることが好ましい。
具体的には、 ポリアリーレンビエレン及びその誘導体 （P P V) 、 ポリフルォ レン及びその誘導体、 フルォレン含有共重合体が挙げられる。
白色の発光を得る発光層としては、 特に制限はないが下記のものを挙げること ができる。
① 有機 E L積層構造体の各層のエネルギー準位を規定し、 トンネル注入を利 用して発光させるもの （ヨーロッパ公開特許第 0 3 9 0 5 5 1号公報）
② ①と同じくトンネル注入を利用する表示装置で実施例として白色発光表示 装置が記載されているもの （特開平 3— 2 3 0 5 8 4号公報）
③ 二層構造の発光層が記載されているもの （特開平 2 _ 2 2 0 3 9 0号公報 及び特開平 2— 2 1 6 7 9 0号公報）
④ 発光層を複数に分割してそれぞれ発光波長の異なる材料で構成されたもの (特開平 4一 5 1 4 9 1号公報）
⑤ 青色発光体 （蛍光ピーク 3 8 0 n m〜4 8 0 nm) と緑色発光体 （4 8 0 n m〜5 8 0 n m) とを積層させ、 さらに赤色蛍光体を含有させた構成のもの
(特開平 6 - 2 0 7 1 7 0号公報）
⑥ 青色発光層が青色蛍光色素を含有し、 緑色発光層が赤色蛍光色素を含有し た領域を有し、 さらに緑色蛍光体を含有する構成のもの （特開平 7— 1 4 2 1 6 9号公報）
中でも、 ⑤の構成のものが好ましく用いられる。
黄色の発光用のドーパントの例 （ルブレン）
Figure imgf000015_0001
赤又は橙色の発光用のド一パントの例
Figure imgf000015_0002
そして、 本発明の青色領域と緑色領域にピークを有する発光スぺクトル又は、 青色領域と 5 0 0〜6 0 0 nmにピークを得るためには、 上記の 「青色から緑色 の発光を得る化合物」 に加えて、 「紫外域から紫色の発光を得る化合物」 及び、 上記の 「白色の発光を得る化合物」 、 場合によっては、 以下に記載の正孔注入層 又は電子注入層の化合物が使用できる。
青色領域と、 緑色領域のピーク強度を調整するには、 例えば、 近紫外〜青緑色 発光する化合物に、 緑色〜赤色発光する化合物の比を適宜調整して混合した発光 層とするか、 近紫外〜青緑色発光する化合物を含む層と緑色〜赤色発光する化合 物を含む層の膜厚を適宜調整した、 及び Z又は各層内の前記化合物の比を適宜調 整した積層発光層とする。
(iii) 正孔注入層
正孔注入層を構成する正孔注入材料としては、 トリァゾール誘導体、 ォキサジ ァゾ一ル誘導体、 イミダゾ一ル誘導体、 ポリアリールアルカン誘導体、 ビラゾリ ン誘導体、 ピラゾロン誘導体、 フエ二レンジァミン誘導体、 ァリ一ルァミン誘導 体、 ァミノ置換カルコン誘導体、 ォキサゾ一ル誘導体、 フルォレノン誘導体、 ヒ ドラゾン誘導体、 スチリルアントラセン誘導体、 スチルベン誘導体、 シラザン誘 導体、 ポリシラン、 ァニリン系共重合体、 導電性高分子オリゴマー （特に、 チォ フェンオリゴマー） 等の一種又は二種以上の組み合わせが挙げられる。
(iv) 電子注入層
電子注入層を構成する電子注入材料としては、 トリス （8—キノリノラート） アルミニウム、 トリス （8—キノリノラート） ガリウム、 ビス （1 0—ベンゾ [h] キノリノラート） ベリリウム、 トリアゾ一ル誘導体、 ォキサジァゾ一ル誘 導体、 トリアジン誘導体、 ペリレン誘導体、 キノリン誘導体、 キノキサリン誘導 体、 ジフエ二ルキノン誘導体、 ニトロ置換フルォレノン誘導体、 チォピランジオ キサイド誘導体等の一種又は二種以上の組み合わせが挙げられる。
また、 かかる電子注入材料に、 ドーパントとして、 アルカリ金属、 アルカリ土 類金属、 希土類金属、 アルカリ化合物、 アルカリ土類化合物、 希土類化合物、 有 機化合物が配位したアル力リ金属を添加することも好ましい。
(V) 陰極
陰極としては、 仕事関数の小さい （4 e V以下） 金属、 合金、 電気伝導性化合 物及ぴこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。 このような電極物質 の具体例としては、 ナトリウム、 ナトリウム—カリウム合金、 マグネシウム、 リ チウム、 マグネシウム -銀合金、 アルミニウム Z酸化アルミニウム （A 120 3) 、 アルミニウム ' リチウム合金、 インジウム、 希土類金属等の 1種又は 2種 以上が挙げられる。
(2) 色変換部材
色変換部材として、 例えば、 蛍光色素及び樹脂、 又は蛍光色素のみを使用でき る。
近紫外光〜紫色の有機 E L素子の発光を、 青色発光に変換する蛍光色素として は、 例えば、 1, 4—ビス （2—メチルスチリル） ベンゼン （以下、 B i s— M SB) 、 トランス一 4, 4' ージフエニルスチルベン （以下、 DPS) の等ス チルベン系色素、 7—ヒドロキシー 4一メチルクマリン （以下クマリン 4) 等の クマリン系色素等の 1種又は 2種以上を挙げることができる。
青色〜青緑色の有機 EL素子の発光を、 緑色発光に変換する蛍光色素としては、 例えば、 2, 3, 5, 6— 1H, 4H—テトラヒドロー 8_トリフロルメチルキ ノリジノ （9, 9 a, 1 -gh) クマリン （以下、 クマリン 1 53) 、 3 - (2 ' 一べンゾチアゾリル) ~ 7 -ジェチルアミノクマリン (以下、 クマリン 6) 、 3— (2 ' —ベンズイミダゾリル） 一 7_N, N—ジェチルァミノクマ リン （以下、 クマリン 7) 等のクマリン色素、 ベ一シックイェロー 51、 又は、 ソルベントイェロー 1 1、 ソルベントイェロー 116等のナフタルイミド色素等 の 1種又は 2種以上を挙げることができる。
青色〜緑色の有機 E L素子の発光を、 橙色〜赤色発光に変換する蛍光色素につ いては、 例えば、 4—ジシァノメチレン一 2—メチルー 6— （P—ジメチリレアミ ノスチルリル) 一 4 H—ピラン （以下、 DCM) 等のシァニン系色素、 1ーェチ リレー 2— (4— （p—ジメチルァミノフエニル） 一 1, 3—ブタジェニル） ーピ リジニゥム一パーク口レート （以下、 ピリジン 1) 等のピリジン系色素、 ローダ ミン B、 口一ダミン 6G、 ベ一シックバイオレット 11等のローダミン系色素、 あるいは他にォキサジン系等の 1種又は 2種以上が挙げられる。
緑色変換部材に用いられる蛍光色素としては、 例えば、 '上述した、 近紫外〜紫 色の有機 EL素子の発光を青色発光に変換する蛍光色素と、 青色〜青緑色の有機 E L素子の発光を緑色発光に変換する蛍光色素を、 有機 E L素子の発光色に応じ て、 それぞれ単独に、 又は、 適宜混合して使用できる。
また、 赤色変換部材に用いられる蛍光色素としては、 例えば、 上述した、 近紫 外〜紫色の有機 E L素子の発光を青色発光に変換する蛍光色素と、 青色〜青緑色 の有機 E L素子の発光を緑色発光に変換する蛍光色素と、 青色〜緑色の有機 E L 素子の発光を橙色〜赤色発光に変換する蛍光色素を、 有機 E L素子の発光色に応 じて、 それぞれ単独に、 又は、 適宜混合して使用できる。
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 があれば使用可能である。
また、 蛍光色素をポリメタクリル酸エステル、 ポリ塩化ビニル、 塩ビ酸ビ共重 合体、 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、 ベンゾグァナミン榭脂等の顔料樹脂中にあらかじめ練りこんで顔料化したもので もよい。
バインダー樹脂は、 透明な （可視光 5 0 %以上の透過率） 材料が好ましい。 例 えば、 ポリメチルメタクリレート、 ポリアクリレート、 ポリ力一ポネート、 ポリ ビニルアルコール、 ポリビニルピロリドン、 ヒドロキシェチルセルロース、 カル ポキシメチルセルロース等の 1種又は 2種以上の透明樹脂 （高分子） が挙げられ る。
尚、 色変換部材を平面的に分離配置するために、 フォトリソグラフィ一法が適 用できる感光性樹脂も選ばれる。 例えば、 アクリル酸系、 メタクリル酸系、 ポリ ケィ皮酸ピニル系、 還ゴム系等の反応性ピニル基を有する光硬ィヒ型レジスト材料 が挙げられる。 また、 印刷法、 インクジェット法を用いる場合には、 透明な樹脂 を用いた印刷インキ (メジゥム) が選ばれる。 例えば、 ポリ塩化ビニル樹脂、 メ ラミン樹脂、 フエノール樹脂、 アルキド樹脂、 エポキシ樹月旨、 ポリウレタン樹脂、 ポリエステル樹脂、 マレイン酸樹脂、 ポリアミド樹脂のモノマー、 オリゴマー、 ポリマー、 また、 ポリメチルメタクリレート、 ポリアクリレート、 ポリ力一ポネ ート、 ポリビニルアルコール、 ポリビニルピロリドン、 ヒドロキシェチルセル口 ース、 カルポキシメチルセルロース等の透明性樹脂を用いることができる。
ここで、 特に、 赤色変換部材の励起スペクトルが、 青色領域にピークを持った めには、 前記蛍光色素において、 近紫外光〜青緑色の有機 E L素子の発光を、 青 色発光〜赤色発光に変換されるものを選択すればよい。
即ち、 4 0 0 ~ 5 0 0 n mに吸収ピークを有する蛍光色素を選択すればよい。 また、 赤色変換部材の励起スペクトルが、 青色領域以外にピークを持っために は、 前記蛍光色素において、 青色〜橙色の有機 E L素子の発光を、 橙色〜赤色発 光に変換されるものを選択すればよい。
即ち、 5 0 0〜6 0 0 nmに吸収ピークを有する蛍光色素を選択すればよい。 ( 3 ) カラ一フィルタ
カラーフィルタの材料としては、 例えば、 下記色素又は、 その色素をバインダ —樹脂中に溶解又は分散させた固体状態のものを挙げることができる。
① 赤色 （R) 色素：
ペリレン系顔料、 レーキ顔料、 ァゾ系顔料、 キナクリドン系顔料、 アントラキ ノン系顔料、 アントラセン系顔料、 イソインドリン系顔料、 イソインドリノン系 顔料、 D P P顔料 （ジケトビロロピロ一ル顔料） 及びこれらの混合物
② 緑色 （G) 色素：
ハロゲン多置換フタロシアニン系顔料、 ハロゲン多置換銅フタロシアニン系顔 料、 トリフェルメタン系塩基性染料、 イソインドリン系顔料、 イソインドリノン 系顔料及びこれらの混合物
③ 青色 （B) 色素：
銅フタロシアニン系顔料、 インダンスロン系顔料、 インドフエノール系顔料、 シァニン系顔料、 ジォキサジン系顔料及びこれらの混合物
ノ インダ一樹脂としては、 上述した材料を使用することが好ましい。
尚、 カラーフィルタを平面的に分離配置するために、 フォトリソグラフィ一法 が適用できる上記の感光性樹脂も選ばれる。 また、 印刷法、 インクジェット法を 用いる場合には、 上記の透明な樹脂を用いた印刷インキ （メジゥム） が選ばれる。 上記のカラ一フィル夕のうち、 特に、 赤色色素として、 ペリレン顔料、 アント ラキノン顔料、 D P P顔料とァゾ系顔料、 イソインドリノン顔料を適宜混合して 用いることが好ましく、 赤色領域 （波長 6 0 0 n m以上） の透過率が高く、 青色 領域 （4 0 0〜5 0 0 nm) 、 緑色領域 （5 0 0〜6 0 0 nm) の透過率が小さ レ 赤色純度が高い力ラー発光装置が得られる。 [実施形態 1]
以下、 EI面を参照して、 本発明の実施の形態について説明する。
図 1は、 本発明の一実施形態のカラ一発光装置の模式図である。 この図におい て、 1 0 0はカラ一発光装置、 200は青色領域にピークのある成分 （青色成 分） （B) と青色領域以外 （例えば、 500〜600 nm) にピークがある成分
(Θ) を含む光を発する有機 EL素子、 3 00は蛍光色素を含む色変換部材、 400はカラーフィル夕を示す。 また、 120は青色画素、 140は緑色画素、 160は赤色画素を示す。
色変換部材 300は、 有機 EL素子が発する光を受けて、 青色成分 （波長 40 0〜500 nmの発光成分） を吸収して緑色成分 （500〜600 nm) の蛍光 を発する緑色変換部材 340、 及び有機 EL素子が発する光を受けて、 青色成分 〜緑色成分を吸収して赤色成分 （600 nm以上） の蛍光を発する赤色変換部材 360を含む。
赤色変換部材 360の励起スぺクトルは、 500〜600 nmにピークがある。 (尚、 400〜500 nmにもピークがあってもよい。 ）
カラ一フィルタ 400は、 主に青色成分を透過させる青色フィル夕 420、 主 に緑色成分を透過させる緑色フィル夕 440、 及び主に赤色成分を透過させる赤 色フィル夕 460を含む。
青色画素 1 20は、 青色フィルタ 420を含み、 緑色画素 140は、 緑色変換 部材 340と緑色フィルタ 440を含み、 赤色画素 160は、 赤色変換部材 36 0と赤色フィルタ 460を含む。
次に動作について説明する。
有機 EL素子 200から、 青色成分 （B) と 500〜600 nmにピークがあ る成分 （Θ) を含む光が発せられる。 S成分は主に緑色成分に相当する。
青色画素では、 この光が色変換部材 300をそのまま透過し、 青色フィルタ 4 20が θ成分をほとんど遮断する。 従って、 青色フィルタ 420からは青色光 が発する。 ただし、 青色フィル夕によって完全に 0成分が遮断されない場合が あるが、 色度図 （図 4) 上、 青色として Β 1 u i s h Pu r p l e〜G r e e n i s h B 1 u eの範囲の色度が得られるのであればよい。
緑色画素では、 緑色変換部材 340が青色成分を吸収して緑色成分の蛍光を発 する。 緑色変換部材 340は、 0成分はそのまま透過させる。 0成分は主に緑 色成分に相当するので、 緑色フィルタ 440は、 0成分のうちの緑色成分と、 青色成分から変換された緑色蛍光を通す。 従って、 緑色フィルタ 440からは緑 色光が発する。
赤色画素では、 赤色変換部材 360が青色成分〜緑色成分を吸収して赤色成分 の蛍光を発する。 このとき、 赤色変換部材 360の励起スペクトルが 500〜 6 00 nmにピークを有するため、 0成分が、 赤色変換部材 360を励起し、 赤 色成分の蛍光の強度が高くなる。 次に、 赤色フィルタ 460が、 0成分を遮断 する。 従って、 赤色フィルタ 460からは赤色光が強められて発する。
尚、 緑色変換部材 340， 赤色変換部材 360を有機 E L素子の青色成分 (B) 又は 0成分が透過する場合があるが、 ほとんどは緑色又は赤色カラ一フ ィル夕によって遮断される。 ただし、 緑色又は赤色フィル夕によって完全に遮断 されない場合があるが、 色度図 （図 4) 上、 緑色として Gr e en〜Ye 1 1 o w Gr e en, 赤色として O r ange~Pu r p l i s h Re dの範囲の色 度が得られるのであればよい。
尚、 カラ一発光装置には、 上取り出しタイプと、 下取り出しタイプがある。 下 取り出しタイプのカラー発光装置では、 基板 （図示せず） 、 カラーフィルタ 40 0、 色変換部材 300及び有機 EL素子 200がこの順に配置されていて、 基板 側から光を取り出す。 上取り出しタイプのカラー発光装置では、 基板、 有機 EL 素子 200、 色変換部材 300及びカラ一フィル夕 400がこの順に配置されて いて、 基板と反対側から光を取り出す。
尚、 この実施形態では、 有機 EL素子は各画素に共通な一部材として記載した が、 各画素毎に分離して形成しても良い。
[実施形態 2] シミュレーション
さらに、 図 1に示すカラー発光装置における、 青色領域と 500〜600 nm にピークがある発光スペクトルを有する、 有機 EL素子の、 ホワイトバランス
(白色表示の場合の赤、 緑、 青色の発光強度のバランス） をシミュレーションに より求めた。
(シミュレーション方法） ここで用いたシミュレーション方法は、 図 1に示すカラー発光装置において、 実際に測定しないで、 カラ一フィルタから取り出される発光スぺクトルを求める 方法で、 本発明者が見出したものである。 詳細は、 特願 2000-360 1 87 に記載されている。
この方法によれば、 カラーフィル夕から取り出される光の発光スペクトル WL (λ) は以下の式から求められる。
WL(A)={w(A) · 10— Ahs (Λ) +lu(A) · F/F0} · TCF( )
F/F0={S λ · Λν(λ) · EX(A)dA}/{S λ ' βΐ(λ) · ΕΧ(λ)άλ}
ここで、 F。は、 有機 EL素子として基準光源を用いた場合の、 色変換部材の 発光に寄与する有効フォトン数を表し、
Fは、 有機 EL素子として基準光源以外の光源を用いた場合の、 色変換部材の 発光に寄与する有効フォトン数を表し、
λは、 波長を表し、
w(A)は、 基準光源以外の光源の規格化発光スぺクトルを表し、
Ab s(A)は、 色変換部材の吸収スぺクトルを表し、
1ιι(λ)は、 基準光源を用いた場合の、 色変換部材からの正味の発光スペクトル を、 基準光源の発光スぺクトルで規格化した規格化スぺクトルを表し、
ΕΧ(λ)は、 色変換部材の励起スペクトルを表し、
βΐ(λ)は、 基準光源の発光スぺクトルを規格化したスぺクトルを表し、
TCF(A)は、 カラーフィル夕の透過率スペクトルを表す。
さらに、 カラー発光装置の輝度 Lは以下の式から求められる。
=L0 · V
r)={S WL(A)'- y(A)dA}/{Sel(A) · γ(λ)άλ}
ここで、 7)は、 輝度変換効率を表し、
L。は、 基準光源の輝度を表し、
y(A)は、 C I E 1 931の XYZ表色系における等色関数の y— (λ) を表 す。
さらに、 カラ一発光装置の C I Ε色度座標 （Χ， Υ) は以下の式から求められ る。
X={S WL(A) · χ )άλ)/ί S WL(A) ·. χ(λ)άλ+ S WL(A) ' γ(λ)άλ +
Figure imgf000023_0001
Y = {S WL(A) - y(A)( }/{S WL(A) · χ(λ)<1λ+ S WL(A) ' y(A)dA + S WL(A) · z(A)dA}
ここで、 χ(λ)及び ζ(λ)は、 C I Ε 1 93 1の ΧΥΖ表色系における等色関 数の X一 （え） 及び ζ— (λ) を表す。
さらに、 カラー発光装置において、 三原色の画素の組み合せによるホワイト点 の C I E色度座標 （Xh, Yh) は以下の式から求められる。
まず、 上記の式から、 輝度 LR、 LG及び LBをそれぞれ求め、 さらに、 色度座 標 （Rx, Ry) 、 （Gx， Gy) 及び （Bx, By) をそれぞれ求め、 これら輝度 及び色度座標から、 下記の式により、 ホワイト点の色度座標 (Xh, Yh) を求 める。
Xh={LR · Rx/Ry+LG · Gx/Gy+LB · B X/B y}/{L R/R y+L G/Gy+L B/B y}
Y h二 {L R+L G+L B}/{L R/R y+ L G/G y+LB/B y}
(シミュレーション結果）
青色領域と 500〜600 nmにピークがある発光スぺクトルを有する有機 E L素子を想定した。 そして、 その発光スペクトルの青色成分と 500〜60 On m成分とのピーク強度比を 1 0 ： 0〜4 ： 6の範囲内で変化させた試料 1〜 7の ホワイトバランス （白色表示の場合の赤、 緑、 青色の発光強度のバランス） をシ ミュレーションにより求めた。
まず、 図 2 (A) に、 試料 1〜7の有機 EL素子の発光スペクトルを曲線 10〜 16で示す。
これら曲線 1。〜16は、 それぞれ青色成分と 500〜600 nm成分とのピーク 強度比を 10 : 0、 9 : 1、 8 : 2、 7 : 3、 6 : 4、 5 : 5及び 4 ： 6とした 場合の発光スペクトルを示す。 このため、 曲線 I。に示す発光スペクトルだけが青 色波長領域だけの単一ピークの発光スペクトルを有する。 また、 残りの曲線 1 〜 16の発光スぺクトルは、 青色領域及び 500〜600 nmにそれぞれピークを有 している。
図 2 (A) では、 青色成分のピーク波長を 470 nmとし、 500〜 6 00 η m成分のピーク波長を 535 nmとし、 それぞれのピークの半値幅を 60 nmと したガウス分布の発光スぺクトルを示す。 また、 図 2 (B) に、 シミュレーションに用いた緑色変換部材及び赤色変換部 材の励起スペクトルを示す。 この励起スペクトルは、 各変換部材を分光器により 波長 380 nm〜600 nmの範囲でスキャンして測定したスぺクトル強度 I (λ) を、 分光器の光源の発光スペクトル強度 L (λ) で除して求めたもので める
図 2 (Β) のグラフでは、 グラフの左縦軸は緑色変換部材の励起強度 （任意単 位） を表し、 右縦軸は赤色変換部材の励起強度 （任意単位） を表し、 横軸は波長 (nm) を表す。 曲線 IIRは、 赤色変換部材の励起スペクトルを示し、 曲線 IIeは、 緑色変換部材の励起スぺクトルを示す。
曲線 IIRに示すように、 赤色変換部材の励起スぺクトルは、 470 nm付近及 び 535 nm付近にそれぞれ励起強度のピークを有している。 即ち、 有機 EL素 子の発光スぺクトルのピーク波長と、 赤色変換部材の励起スぺクトルのピーク波 長とが、 ほぼ一致している。
このように、 発光スぺクトルと励起スぺクトルの各ピ一ク波長どうしがほぼ一 致していれば、 有機 EL素子の発光のうち、 赤色変換部材の発光に寄与する有効 フオトン数の割合が高くなる。 そして、 有効フォトン数の割合が高くなれば、 色 変換部材の発光スぺクトルは色変換部材の発光に寄与する有効フォトン数に依存 するので、 赤色画素の発光強度が高くなる。
次に、 図 3に、 赤色画素の発光強度のシミュレーション結果を示す。
図 3 (A) の横軸は波長 (nm) を表し、 縦軸は発光強度を表す。 図 3 (A) の曲線 II：。〜 Π6は、 試料 1〜 7を用いた場合の赤色画素の発光スぺクトルを表す。 さらに、 図 3 (Β) に、 図 3 (Α) に 「SJ で示す部分を拡大したものを示す。 図 3 (B) の曲線]!。〜 116に示すように、 試料の番号が大きくなるほど、 発光強 度 （発光輝度） が高くなつている。 即ち、 図 2 (A) に示したように、 青色成分 のピーク強度に対する 500〜600 nm成分とのピーク強度比が高くなる程、 発光強度が高くなつている。 より具体的には、 青色成分と 500〜600 nm成 分とのピーク強度比が 10 : 0の場合に発光強度が最も低く、 ピーク強度比が 9 : 1、 8 : 2、 7 : 3、 6 : 4、 5 : 5、 4： 6となるにつれて、 発光強度が 高くなつている。
この理由は、 500〜600 nm成分のピーク強度が高くなる程、 有機 EL素 子の発光スぺクトルの波形が、 赤色変換部材の励起スぺクトルの波形に近くなり、 赤色変換部材の発光に寄与する有効フォトン数が増加するためと考えられる。 赤色画素の発光強度が高くなり、 他の色画素の発光強度に近づくと、 良好なホ ワイトパランスを確保することができる。
ここで、 表 1に、 試料 1〜 7を有機 E L素子として用いたカラ一発光装置を、 白色表示させた場合の C I E色度座標等を、 上述したシミュレーション方法によ り求めた結果を示す。
/ ε卜 6卜 0；ー
o
寸
Figure imgf000026_0001
上記の表 1では、 表 1の左端欄に試料番号 （N o ) を示し、 その右側に順次に 青色成分 （B ) と 5 0 0〜6 0 O nm成分 （G) のピーク強度を示している。 ま た、 右端の 「W— x」 檷及び 「W— y」 欄に、 C I E色度座標の X値及び Y値を それぞれ示す。
ここで、 この結果を図 4 (C I E色度図） に示す。
図 4に示すように、 青色成分に対する 5 0 0〜 6 0 0 n m成分のピーク強度が 近い程、 C I E色度座標の座標値が良好なホワイト点 （図 4の C光源又は D 6 5 光源） に近くなり、 ホワイトバランスが向上していることが分かる。 [実施形態 3 ]
図 5は、 本発明の他の実施形態であるカラー発光装置を模式的に示した概念模 式図である。 この図において、 4 0はカラ一発光装置、 5 0は発光素子、 6 2は 青色変換部材、 6 4は緑色変換部材、 6 6は赤色変換部材を示す。
発光素子 5 0は、 青色成分と黄色〜赤色成分を、 所定のピーク強度比で発光す る。
青色変換部材 6 2は、 発光素子 5 0が発する光を受けて、 青色成分の光を発し、 緑色変換部材 6 4は、 発光素子 5 0が発する光を受けて、 緑色成分の光を発し、 赤色変換部材 6 6は、 発光素子 5 0が発する光を受けて、 赤色成分の光を発する。 各色変換部材は、 発光素子 5 0から発せられる光の、 特定の光を吸収して、 他 の蛍光を発する蛍光色素や、 特定の色の光の透過を遮断し、 各色の色純度を向上 するカラーフィルタ等から構成される。
発光素子は、 青色成分と黄色〜赤色成分を、 所定のピーク強度比で発光するも のであれば、 特に限定されない。
青色成分とは、 ピーク波長が、 好ましくは、 4 3 0〜4 8 0 nm、 さらに好ま しくは、 4 4 0〜4 6 0 nmの範囲にあり、 半値幅が 2 0〜6 0 nmの範囲であ るスぺクトルを有するものである。
黄色〜赤色成分とは、 具体的には、 黄色、'黄橙色、 橙色、 赤橙色、 赤色のうち の少なくとも 1種類以上の色を組み合わせた色である。
好ましくは、 ピーク波長が 5 4 0〜6 1 0 nm、 さらに好ましくは、 5 6 0〜 5 9 O nmの範囲にあり、 半値幅が 4 0〜 1 0 0 nmであるスペクトルを有する ものである。
青色成分と黄色〜赤色成分を含むことにより、 力ラ一発光装置として同一輝度 の白色を発光させる場合、 青色成分だけを含む発光素子を使用するよりも、 素子 の発光強度が少なくて済む。 従って、 色変換部材の吸収光量が少ないため、 色変 換部材の劣化が抑制され、 カラ一発光装置としての輝度半減寿命が長くなる。 発光素子の発する青色成分の発光強度と、 黄色〜赤色成分の発光強度の比は、 9 ： ；!〜 5 ： 5、 好ましくは 8 ： 2〜6 ： 4である。
強度比が 9 ： 1より赤色成分が小さくなると、 発光素子の赤色成分が少ないた め、 カラ一発光装置の色バランスを調整するため、 赤色変換部材の負担が大きく なり、 カラー発光装置の寿命が短くなる。 強度比が 5 ： 5より赤色成分が大きく なると、 赤色が強くなり、 カラ一発光装置の色バランスが崩れる恐れがある。 ここで、 それぞれの発光強度とは、 放射輝度スペクトルのピ一ク強度値のこと を言う。
このような発光素子として、 例えば、 無機 E L素子、 発光ダイオード （L E D) 、 有機 E L素子、 プラズマ発光素子等があり、 好ましくは、 有機 E L素子で ある。
以下、 発光素子として有機 E L素子を使用する例を説明する。
有機 E L素子の発する、 青色成分の発光強度と黄色〜赤色成分の発光強度の比 が、 9 ： 1〜5 ： 5であるために、 特に好ましい構成としては、 発光層を複数に 分割し、 少なくとも一つの層は、 青色発光材料を含む少なくとも 1種類以上の材 料をドーピングした青色発光層として機能し、 別の少なくとも一層には、 黄色発 光材料又は赤色発光材料の、 いずれか一方を含む少なくとも 1種類以上の材料を ド―ピングした、 黄色〜赤色発光層として機能するものである。
本実施形態における有機 E L素子の具体的な構成として、 次のような構成を挙 げることができる。
(i) 陽極/正孔注入層/青色発光層 （青色発光材料をドープ〉 Z黄色発光層 (黄色発光材料をドープ） 電子注入層 Z陰極
(ii) 陽極 Z正孔注入層/黄色発光層 （黄色発光材料ドープ） Z青色発光層
(青色発光材料ドープ） ノ電子注入層/陰極
(iii) 陽極ノ正孔注入層/青色発光層 （青色発光材料ドープ） /黄色発光層 (黄色発光材料と青色発光材料をドープ） Z電子注入層 Z陰極
(iv) 陽極/正孔注入層 Z黄色発光層 （黄色発光材料と青色発光材料をドー プ） Z青色発光層 （青色発光材料をドープ） /電子注入層ノ陰極
(v) 陽極ノ正孔注入層/青色発光層 （青色発光材料をドープ） /赤色発光層 (赤色発光材料をドープ） ノ電子注入層 Z陰極
(vi) 陽極 Z正孔注入層/赤色発光層 （赤色発光材料ドープ） Z青色発光層 (青色発光材料ドープ） Z電子注入層 Z陰極
(vii) 陽極 Z正孔注入層ノ青色発光層 （青色発光材料ドープ） /黄色〜赤色 発光層 （黄色〜赤色発光材料をドープ） Z電子注入層 Z陰極
(viii) 陽極/正孔注入層/黄色〜赤色発光層 （黄色〜赤色発光材料をドー プ） ノ青色発光層 （青色発光材料をドープ） ノ電子注入層/陰極
(ix) 陽極 Z正孔注入層 Z青色発光層 （青色発光材料ドープ） ノ黄色〜赤色発 光層 （青色発光材料と黄色〜赤色発光材料とをドープ） /電子注入層 Z陰極
(X) 陽極/正孔注入層/黄色〜赤色発光層 （青色発光材料と黄色〜赤色発光 材料とをド一プ） 青色発光層 （青色発光材料をドープ） Z電子注入層/陰極 さらに、 青色発光成分のスペクトルの形 （半値幅） を微調整するために、 緑色 発光層をさらに設けてもよい。
(xi) 陽極 Z正孔注入層ノ青色発光層 （青色発光材料をドープ） Z緑色発光層
(緑色発光材料をドープ） /黄色〜赤色発光層 （黄色〜赤色発光材料をドープ） Z電子注入層 Z陰極
(xii) 陽極 Z正孔注入層/青色発光層 （青色発光材料をドープ） Z黄色〜赤 色発光層 （黄色〜赤色発光材料をドープ） ノ緑色発光層 （緑色発光材料をドー プ） 電子注入層 Z陰極
(xiii) 陽極ノ正孔注入層/緑色発光層 （緑色発光材料をドープ） Z青色発光 層 （青色発光材料をドープ） /黄色〜赤色発光層 （黄色〜赤色発光材料をドー プ） ノ電子注入層,陰極
(xiv) 陽極 正孔注入層 Z緑色発光層 （緑色発光材料をドープ） Z黄色〜赤 色発光層 （黄色〜赤色発光材料をドープ） /青色発光層 （青色発光材料をド一 プ） ノ電子注入層 Z陰極
(xv) 陽極ノ正孔注入層ノ黄色〜赤色発光層 （黄色〜赤色発光材料をドー プ） /青色発光層 （青色発光材料をドープ） Z緑色発光層 （緑色発光材料をドー プ） /電子注入層/陰極
(xvi) 陽極ノ正孔注入層ノ黄色〜赤色発光層 （黄色〜赤色発光材料をドー プ） /緑色発光層 （緑色発光材料をドープ） Z青色発光層 （青色発光材料をドー プ） /電子注入層/陰極
このような構成とすることにより、 青色 （又は青緑色） 有機 E L素子と比べて、 同一の投入電力に対し、 高効率で長寿命の有機 E L素子を得ることができる。 以下、 各構成部材について説明する。
陽極としては、 上述した材料と同様のものが挙げられる。
青色発光層は、 好ましくは、 青色発光材料を含み、 少なくとも 1種類以上の材 料をドーピングしたものである。
青色発光材料には、 上述したベンゾチアゾール系、 ベンゾイミダゾール系、 ベ ンゾォキサゾ一ル系等の蛍光増白剤、 金属キレ一ト化ォキシノイド化合物、 スチ リルベンゼン系化合物等を使用することができる。
黄色〜赤色発光層は、 好ましくは、 黄色発光材料及び赤色発光材料の中から選 ばれる、 少なくとも 1種類以上の材料をド一ビングしたものである。
例えば、 ヨーロッパ公開特許第 0 2 8 1 3 8 1号公報に記載されている赤色発 進レーザ一色素として用いられるジシァノメチレンビラン誘導体、 ジシァノメチ レンチォピラン誘導体、 フルォレセイン誘導体、 ペリレン誘導体等が挙げられる。 具体的には、 上述した黄色発光用、 及び赤又は橙色発光用ドーパントが挙げら れる。
有機 E L素子の発する青色成分の発光強度と、 黄色〜赤色成分の発光強度の比 力 9 : 1 ~ 5 ： 5であるようにするための具体的方法としては、 次の方法を挙 げることができる。
① 青色発光層及び黄色〜赤色発光層において、 それぞれのドーピング材料の 濃度を変える。
② 青色発光層及び黄色〜赤色発光層において、 ホスト材料中でのドーピング 位置を変える。
③ 陰極， 有機層， 陽極層， 支持基板といった素子の構成材料の厚みと複素屈 折率を調整する。 ④ 陰極〜有機層〜陽極層〜支持基板間にさらに、 誘電体層や導電層を揷入す る。
⑤ 陽極材料や陰極材料を変える。
正孔注入 ·輸送層を構成する正孔注入 ·輸送材料、 及び電子注入 ·輸送層を構 成する電子注入 ·輸送材料としては、 上述した化合物と同様のものが挙げられる。 陰極としては、 上述した材料と同様のものが挙げられる。
発光層を含む各有機層及び無機化合物層を形成する方法は、 特に限定されない が、 例えば、 蒸着法、 スピンコート法、 キャスト法、 L B法等の公知の方法を適 用することができる。
次に色変換部材について説明する。
色変換部材は、 例えば、 次のような構成の部材である。
① 特定波長の光を吸収し、 より長波長の蛍光を発する蛍光色素のみからなる 部材
② 不要な光を遮断するための顔料色素からなる部材 （カラーフィル夕部材） ③ パインダ一樹脂中に蛍光色素を分散した部材
④ バインダ一樹脂中に、 不要な光を遮断するための顔料色素を分散した部材
⑤ バインダ一樹脂中に蛍光色素と、 不要な光を遮断するためのカラーフィル タ部材を混合した部材
⑥ バインダー樹脂中に蛍光色素を分散した部材 （蛍光変換層） と、 不要な光 を遮断するためのカラ一フィルタ部材 （カラ一フィル夕層） を積層した部材 この中で、 好ましい構成としては、 蛍光色素を含む①、 ③、 ⑤、 ⑥の構成を 挙げることができ、 特に好ましい構成としては⑥の構成を挙げるこ-とができる。 本発明で使用する、 青色〜青緑色の有機 E L素子の発光を、 緑色発光に変換す る緑色変換部材の輝度変換効率は、 好ましくは 5 0 %以上、 より好ましくは、 6 0 %以上である。 輝度変換効率が 5 0 %未満では、 カラ一発光表示を行う際、 緑 色成分が少ないため、 白色発光のバランスが崩れる恐れがある。
ここで、 輝度変換効率 7? Gとは、 蛍光変換層が、 有機 E L素子の発した輝度 L d[n i t ]の光を受けて、 輝度 L g[n i t ]の緑色光を発光したときの （L g x 1 0 0 ) ZL dの値である。
また、 赤色発光に変換する赤色変換部材の輝度変換効率は、 好ましくは 1 0 % 以上、 より好ましくは、 15%以上である。 輝度変換効率が 10%未満では、 力 ラー発光表示を行う際、 赤色成分が少ないため、 白色発光のバランスが崩れる恐 れがある。
輝度変換効率 r?Rとは、 蛍光変換層が、 有機 EL素子の発した輝度 Ld[n i t] の光を受けて、 輝度 Lr[n i t]の赤色光を発光したときの （LrX100) /L dの値である。
以下、 色変換部材の構成部材について説明する。
(1) 蛍光変換層
青色〜青緑色の有機 EL素子の発光を、 緑色発光に変換する蛍光色素、 及び青 色〜緑色の有機 EL素子の発光を、 橙色〜赤色発光に変換する蛍光色素としては 上述した材料と同様のものが挙げられる。
また、 有機 EL素子から発せられる発光スペクトルの形状に応じて、 青色発光 に変換する蛍光色素、 緑色発光に変換する蛍光色素、 橙〜赤色発光に変換する蛍 光色素を混合して用いてもよい。
さらに、 各種染料も蛍光性があれば使用可能である。
また、 蛍光色素を各種顔料樹脂中にあらかじめ練りこんで顔料化したものでも よい。
ノ インダ一樹脂としては、 非硬化型樹脂や光硬化型樹脂、 あるいはエポキシ樹 脂等の熱硬ィ匕型樹脂等を用いることができる。 これらバインダ一樹脂は 1種類単 独でもよいし、 2種以上を混合してもよい。
装置のフルカラー化のためには、 色変換部材を平面的に分離配置するために、 フォトリソグラフィ一法を適用することのできる感光性樹脂をパインダ一樹脂と して使用することが好ましい。
① 感光性樹脂
感光性樹脂としては、 上述した榭脂と同様のものが挙げられる。
上記感光性樹脂は、 反応性オリゴマーと重合開始剤、 重合促進剤、 反応性希釈 剤としてのモノマ一類から構成される。 そして、 ここで用いるのに適した反応性 オリゴマーとしては、 下記のものがある。
• ビスフエノール型のエポキシ樹脂ゃノボラック型のエポキシ樹脂に、 アクリル 酸を付カ卩したエポキシァクリレート類。 •多官能性ィソシァネートに、 等モル量の 2—ヒド口キシェテルァクリレートと 多官能性アルコールを、 任意のモル比で反応させたポリウレタンァクリレート類。
-多官能性アルコールに、 等モル量のアクリル酸と多官能カルボン酸を任意のモ ル比において反応させたポリエステルァクリレート類。
·ポリオール類とアクリル酸を反応させたポリエーテルアタリレート類。
-ポリ （メチルメタクリレートー C O—ダリシジルメタクリレート） 等の側鎖の エポキシ基に、 ァクリル酸を反応させた反応性ポリアクリレ一ト類。
•エポキシァクリレ一ト類を部分的に 2塩基性カルボン酸無水物で変性したカル ポキシル変性型のエポキシァクリレート類。
·反応性ポリアクリレート類を部分的に 2塩基性カルボン酸無水物で変性した力 ルポキシル変性型の反応性ポリァクリレート類。
-ポリブタジエンオリゴマーの側鎖に、 ァクリレート基を持つポリブタジエンァ クリレート類。
•主鎖にポリシロキサン結合を持つシリコンアタリレート類。
·アミノブラスト樹脂を変性したアミノブラスト樹脂ァクリレート類。
また、 上記重合開始剤としては、 ビニルモノマー等の重合反応において一般的 に使用されているものであれば特に制約はなく、 例えば、 ベンゾフエノン類、 ァ セトフエノン類、 ベンゾイン類、 チォキサンソン類、 アントラキノン類、 ァゾビ スィソブチロニトリル等の有機過酸ィヒ物といったものを挙げることができる。 そして、 上記重合促進剤としては、 例えば、 トリエタノールァミン、 4， 4 ' ージメチルァミノべンゾフエノン （ミヒラーケトン） 、 4—ジメチルアミ ノ安息香酸ェチル等が好適なものとして挙げられる。 さらに、 上記反応性希釈剤 としてのモノマー類としては、 例えば、 ラジカル重合系では、 アクリル酸エステ ル類ゃメ夕クリル酸エステル類等の単官能モノマ一； トリメチロールプロパント リアクリレ一トゃペン夕エリスリトールトリァクリレート、 ジペンタエリスリ卜 —ルへキサァクリレート等の多官能モノマ一；ポリエステルァクリレ一ト、 ェポ キシァクリレート、 ウレタンァクリレート、 ポリエーテルァクリレート等のオリ ゴマ一等が挙げられる。
② 非硬化型樹脂
非硬化型のバインダー樹脂としては、 例えば、 ポリメ夕クリル酸エステル、 ポ リ塩化ピニル、 塩化ビエル酢酸ピニル共重合体、 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等が好適に用 いられる。 これらバインダー樹脂の中でも、 ベンゾグアナミン樹脂、 メラミン樹 脂及び塩化ビニル樹脂が特に好適なものとして挙げられる。 さらに、 これらバイ ンダ一樹脂は 1種単独で使用してもよいし、 2種以上を混合して使用してもよい。 さらに、 上記バインダー樹脂のほか、 希釈用のバインダー樹脂を用いてもよく、 例えば、 ポリメチルメタクリレートや、 ポリアクリレート、 ポリカーボネート、 ポリエステル、 ポリビニルアルコール、 ポリビニルピロリドン、 ヒドロキシェチ ルセルロース、 カルボキシメチルセルロース、 ポリアミド、 シリコ一ン、 ェポキ シ樹脂等の 1種又は 2種以上の混合物が挙げられる。
添加剤としては、 その最低励起三重項エネルギーレベルを3 E Q、 蛍光色素の 最低励起三重項エネルギーレベルを3 E dとするとき、 3 E qく3 E dの関係を満 たすものを用いる。 複数の蛍光色素を混合した組成物の場合には、 最も長波長の 蛍光ピークを有する蛍光色素に対して上記の関係を満足するような添加剤を選択 する。
蛍光変換層は、 蛍光変換層用樹脂組成物をガラス等の基板上に所望の厚みにな るよう塗布等の方法により製膜することにより得ることができる。
製膜する際には、 上記各成分の分散性を高めるため、 溶媒を用いて溶解させて 混合するとよい。 ここで用いるのに適した溶媒としては、 エチレングリコールモ ノメチルエーテル、 エチレングリコールモノェチルエーテル、 2—ァセトキシー 1ーメトキシプロバン、 1ーァセトキシ一 2—エトキシェタン、 シクロへキサノ ン、 トルエン等が好ましい。
製膜方法としては、 公知の種々の方法、 例えば、 スピンコート法や、 印刷法、 塗布法等によればよいが、 好ましいのはスピンコート法である。 このようにして 製膜する場合の蛍光変換層の厚みは、 入射光を所望の波長に変換することから、 そのために必要な厚みに製膜する。 この厚みは、 通常、 l〜1 0 0 m、 好ま しくは、 1 ~ 2 0 μ πιの範囲において適宜選定すればよい。
蛍光変換法によりフルカラ一発光装置を得るためには、 基板上に R G B 3原色 'の蛍光変換層を 2次元的に配置する必要がある。 そのためには、 上記のように製 膜した後、 通常の蛍光変換層の製造法に従って、 フォトリソグラフィ一法等によ 8
33 りエッチングし、 加熱して硬化させることにより、 蛍光変換層を得ることができ る。 ここでの加熱温度は、 フォトレジスト材料の種類により、 それぞれに好適な 温度があるが、 7 0〜2 4 0での範囲において、 0 . 5 ~ 3時間の加熱処理を すればよい。
( 2 ) カラーフィルタ層
カラーフィルタ層は、 無機物からなる千渉フィルタ、 バンドパスフィル夕、 有 機物からなるカラーフィルタ層等があるが、 色素等の材料が豊富で、 かつ加工の 容易さで優れている有機物のカラ一フィルタ層が好ましい。 カラ一フィルタ層の 材料としては、 上述した色素やパインダ一樹脂が挙げられる。
色素とバインダー樹脂の比率は、 1 ： 9 9〜9 0 ： 1 0 (重量比） が好ましい。 色素が 1 %未満だと、 カラーフィルタ層が周囲光を充分にカツトできなくなり、 9 0 %を超えると膜の特性が悪くなり、 接着強度等の機械的強度が低下してもろ い膜となる。 より好ましい色素とバインダー樹脂の比率は、 1 0 ： 9 0〜5 0 ：
5 0 (重量比） である。 カラ一フィル夕層の膜厚は、 カラーフィルタ層の機能が 損なわれない範囲で任意の範囲とすることができるが、 通常は l t m〜1 0 m m、 好ましくは 1 ！〜 5'0 0 /zm、 より好ましくは 1 m〜； L 0 mである。 赤色カラーフィル夕層の、 波長 6 0 0 nmにおける光線透過率は、 好ましくは
6 0 %以下、 より好ましくは 5 0 %以下である。 光線透過率が 6 0 %より大きい と、 波長 6 0 0 nm未満の光を透過するため、 カラー発光装置の赤色純度が、 純 赤と言えなくなる恐れがある。
緑色カラーフィル夕層の、 波長 5 4 0 nmにおける光線透過率は、 好ましくは 8 0 %以上、 より好ましくは 8 5 %以上である。 光線透過率が 8 0 %未満では、 力ラー発光装置の緑色成分が小さくなるため、 白色発光のバランスが崩れる恐れ がある。
青色カラ一フィルタ層の、 波長 4 6 0 nmにおける光線透過率は、 好ましくは 6 0 %以上、 より好ましくは 7 0 %以上である。 光線透過率が 6 0 %未満では、 力ラー発光装置の青色成分が小さくなるため、 白色発光のパランスが崩れる恐れ がある。
尚、 カラーフィル夕層を平面的に分離して配置する場合には、 フォトリソダラ フィ法が適用できる上記の感光性樹脂をバインダ一樹脂として使用することが好 ましい。 また、 印刷法を用いる場合には、 上記の透明樹脂を用いた印刷インキ (メジゥム） を使用することができる。
カラーフィル夕層は、 通常、 蛍光色素と樹脂と適当な溶剤とを混合、 分散又は 可溶ィヒさせて液状とし、 スピンコート法、 ロールコ一ト法、 バ一コート法、 キヤ スト法等の方法で所定の基板上に製膜する。 尚、 ドライフィルムにして所定の基 板上に貼り付けるようにしてもよい。 カラ一フィルタ層をパターニングする場合 には、 フォトリソグラフィ法ゃスクリーン印刷法等で行うのが一般的である。 このような力ラーフィル夕層は、 3原色発光するフルカラー又はマルチ力ラー の発光装置を作製する際、 基本的に 1種類の層のみで済むので構成が簡単になつ て、 低コストでの作製が可能になる。
上記の各種構成部材は、， 基板の上に形成される。
基板としては、 例として、 ガラス板、 金属板、 セラミックス板、 あるいはブラ スチック板 （ポリカーボネート樹脂、 アクリル樹脂、 塩化ビニル樹脂、 ポリェチ レンテレフタレート樹脂、 ポリイミド樹脂、 ポリエステル樹脂、 エポキシ樹脂、 フエノール樹脂、 シリコン樹脂、 フッ素樹脂等） 等を挙げることができる。
また、 これらの材料からなる基板は、 カラー発光装置内への水分の侵入を避け るために、 さらに無機膜を形成したり、 フッ素樹脂を塗布したりすることにより、 防湿処理や疎水性処理を施してあることが好ましい。
従って、 発光媒体への水分の侵入を避けるために、 防湿処理や疎水性処理によ り、 基板における含水率及びガス透過係数を小さくすることが好ましい。 具体的 に、 支持基板の含水率を 0 . 0 0 0 1重量％以下の値及びガス透過係数を 1 X 1 0— 1 3 c c · c m/ c m2 - s e c . c mH g以下の値とすることがそれぞれ 好ましい。'
本発明のカラー発光装置で使用する、 青色成分と黄色〜赤色成分を、 所定のピ ーク強度比で発光する有機 E L素子は、 3原色をバランスよく含む有機 E L素子 に比べ、 素子構成が簡単であり、 素子作製の再現性がよい。
また、 青色 （又は青緑色） 有機 E L素子に比べ、 高効率、 長寿命である。
また、 色変換部材として、 同一のものを用い、 有機 E L素子として青色有機 E L素子を使用したときのカラ一発光装置と比較すると、 カラ一発光装置として、 同一輝度の白色を発光させる場合、 本発明で使用する有機 E L素子の方が、 素子 の発光強度が少なくて済む。
これは、 本発明で使用する有機 EL素子を用いた方が、 発光装置としての輝度 半減寿命が長いことを意味するとともに、 色変換部材の吸収光量が少ないため、 色変換部材の劣化が小さいことをも意味する。
従って、 例えば、 半減寿命が 1 5000時間を越える、 長寿命なカラー発光装 置を得ることができる。
また、 カラ一発光装置として、 同一の投入電力で比較した場合、 本発明で使用 する有機 EL素子の方が、 カラー発光装置の発光強度が大きい。 そのため、 青色 有機 EL素子を用いた場合に対して、 発光強度を小さくしない範囲で， 色純度向 上のために用いるカラ一フィル夕の透過率を調整することができる。
よって、 具体的には、 コンピュータ、 携帯電話、 力一ナビゲーシヨンシステム、 カラーテレビ、 ビデオカメラ、 デジタルカメラ用モニタ画面等のカラーディスプ レイ用途等に使用できる。 実施例
実施例 1
1 1 2mmX 143mmX 1. 1 mmの支持基板 （OA 2ガラス： 日本電気 硝子社製〉 上に、 ブラックマ卜ックス （BM) の材料として V259 BK (新日 鉄化学社製） をスピンコートし、 6 8 mx 28 5 mが開口した格子状のパ ターンになるようなフォ卜マスクを介して紫外線露光し、 2%炭酸ナトリウム水 溶液で現像後、 2 00°Cでベータして、 ブラックマトリックス （膜厚 1. 5 a m) のパターンを形成した。
次に、 青色カラーフィルタの材料として、 V259B (新日鉄化学社製） をス ピンコートし、 長方形 （l O O /imライン、 230 imギャップ） のストライ プパターンが 320本得られるようなフォトマスクを介して、 BMに位置合わせ して紫外線露光し、 2 %炭酸ナトリゥム水溶液で現像後、 2 00 でべークし て、 青色カラーフィル夕 （膜厚 1. 5 nm) のパターン （青色画素に相当） を 形成した。
次に、 緑色カラ一フィル夕の材料として、 V259 G (新日鉄化学社製） をス ピンコ一卜し、 長方形 （1 00 mライン、 230 imギャップ〉 のストライ プパ夕一ンが 320本得られるようなフォトマスクを介して、 BMに位置合わせ して紫外線露光し、 2 %炭酸ナトリゥム水溶液で現像後、 200 でべークし て、 青色カラーフィルタに隣接する位置に緑色カラーフィル夕 （膜厚 1. 5 m) のパターンを形成した。
次に、 赤色カラーフィルタの材料として、 CRY— S 840B (富士フィルム アーチ製） をスピンコートし、 長方形 （100 zmライン、 230 /xmギヤッ プ） のストライプパターンが 320本得られるようなフォトマスクを介して、 B Mに位置合わせして紫外線露光し、 2%炭酸ナトリウム水溶液で現像後、 20 0ででベークして、 青色カラ一フィル夕と緑色カラーフィル夕の間の位置に赤 色カラーフィルタ （膜厚 1. 5 urn) のパターンを形成した。
次に、 緑色変換部材の材料として、 0. 04mo l/kg (対固形分） となる 量のクマリン 6をアクリル系ネガ型フォトレジスト （V259 PA、 固形分濃度 50% :新日鉄化学社製） に溶解させたインキを調製した。
このインキを、 先の基板上にスピンコートし、 カラーフィルタ形成時と同じマ スクを介して、 緑色カラーフィル夕上に相当する位置を紫外線露光し、 2%炭酸 ナトリウム水溶液で現像後、 180 でべークして、 緑色変換部材のパターン (膜厚 10 zm) を形成した （緑色画素に相当） 。
次に、 赤色変換部材の材料として、 クマリン 6 ： 0.53 g、 ベーシックバイ ォレツト 11 ： 1.5 g、 ローダミン 6 G： 1.5 g、 アクリル系ネガ型フオトレ ジス卜 （V 259 P A、 固形分濃度 50% :新日鉄化学社製） ： 100 gに溶解 させたインキを調製した。
このインキを、 先の基板上にスピンコートし、 カラーフィルタ形成時と同じマ スクを介して、 赤色カラ一フィル夕上に相当する位置を紫外線露光し、 2%炭酸 ナトリウム水溶液で現像後、 180°Cでべークして、 赤色変換部材のパターン (膜厚 10/xm) を形成した （赤色画素に相当） 。
尚、 同条件で作製した赤色変換部材の励起スぺクトルを、 蛍光測定装置にて、 プロープとして赤色の 600 nmにセッ卜し、 400〜 600 nmの励起波長に て、 測定すると、 図 6に実線で示すスペクトルが得られた。 ここで、 この励起ス ぺクトルの 500〜600 nmのピーク波長は、 530 nmであった。
次に、 平坦化膜としてァクリル系熱硬化性樹脂 （V 259 PH：新日鉄化学社 製） を先の基板上にスピンコートし、 18 CTCでべークして、 平坦化膜 （膜厚 5 urn) を形成した。
次に、 I Z〇 （ィンジゥム亜鉛酸化物） をスパッタリングにより 200 nm膜 厚で成膜した。
次に、 この基板上にポジ型レジスト （HP R 204：富士ォ一リン製） をスピ ンコートし、 陰極の取り出し部と、 90/xmライン、 20 zmギャップのスト ライプ状のパターンになるようなフォトマスクを介して紫外線露光し、 テトラメ チルアンモニゥムヒドロキシドの現像液で現像し、 130 でベークし、 レジ ストパターンを得た。
次に、 5%蓚酸水溶液からなる I ZOエツチャントにて、 露出している部分の I ZOをエッチングした。 次に、 レジストをエタノールアミンを主成分とする剥 離液 （N303 ：長瀬産業製） で処理して、 青色カラ一フィルタ、 緑色変換部材、 赤色変換部材上に相当する位置に、 I ZOパターン （下部電極：陽極、 ライン数 960本） を得た。
次に、 第一の層間絶縁膜として、 ネガ型レジスト （V 259 P A ··新日鉄化学 社製) をスピンコートし、 フォトマスクを介して、 紫外線露光し、 テトラメチル アンモニゥムヒドロキシドの現像液で現像した。 次に、 180°Cでべ一夕して、 I ZOのエッジを被覆した （ I ZOの開口部が 70 mx 290 ^m) 格子状 パターン層間絶縁膜を形成した。
次に、 第二の層間絶縁膜 （隔壁） として、 ネガ型レジスト （ZPN1100： 日本ゼオン製) をスピンコートし、 20 xmライン、 310 (mギャップのス トライプパターンになるようなフォトマスクを介して紫外線露光後、 さらに露光 後べ一クを行なった。 次に、 テトラメチルアンモニゥムヒドロキシドの現像液で ネガレジストを現像し、 I ZOストライプに直交した有機膜の第二の層間絶縁膜 (隔壁） を形成した。
このようにして得られた基板を純水及びィソプロピルアルコール中で超音波洗 浄し、 エアブローにて乾燥後、 UV洗浄した。
次に、 基板を有機蒸着装置 （日本真空技術製） に移動し、 基板ホルダ一に基板 を固定した。 尚、 あらかじめ、 それぞれのモリブテン製の加熱ポートに、 正孔注 入材料として、 4， 4', 4"—トリス [N— （3—メチルフエニル） 一 N—フエ ニルァミノ] トリフエニルァミン （MTDATA) 、 発光材料のホスト材料とし て、 4, 4'—ビス [N— (1—ナフチル） —N—フエニルァミノ] ビフエニル (NPD) 、 4， 4'—ビス （2， 2—ジフエ二ルビニル） ビフエ二ル （DPV B i) 、 ドーピング材料として、 ルプレン、 1， 4—ビス [4一 （N, N—ジフ ェニルアミノスチリルベンゼン） ] (DPAVB) 、 電子注入材料として、 トリ ス (8—キノリノール) アルミニウム （Ai d) をそれぞれ仕込み、 さらに陰極 として A 1 L i合金 （L i濃度： 10 a tm%) をタングステン製フィラメント に装着してある。
その後、 真空槽を 5 X 10— 7 t o r rまで減圧にした後、 以下の順序で正孔 注入層から陰極まで途中で真空を破らず一回の真空引きで順次積層していった。 まず、 正孔注入層としては、 MTDATAを蒸着速度 0. 1〜0. 3nmZ秒、 膜厚 60nm、 第一の発光層としては、 ホストとして、 NPDを蒸着速度 0. 1 〜0. 3nmZ秒、 ド一パントとして、 ルプレンを蒸着速度 0. 0005~0. 0015 nmZ秒にて共蒸着して、 膜厚 20 nm、 第二の発光層としては、 ホス トとして、 DPVB iを蒸着速度 0. 1~0. 3nm/秒、 ド一パン卜として、 DPAVBを蒸着速度 0. 003〜0. 008 nmZ秒にて共蒸着して、 膜厚 4 0 nm、 電子注入層としては、 A 1 Qを蒸着速度 0. 1〜 0. 3 nmZ秒、 膜厚 20nm、 で蒸着し、 さらに陰極としては、 A 1と L iを、 蒸着速度 0, 5〜1. 0 nm/秒で蒸着し、 膜厚を 150 nmとした。
尚、'有機層 （正孔注入層〜電子注入層まで） は、 カラーフィルタ及び色変換部 材を覆う範囲にマスク蒸着したが、 陰極はさらに、 先に形成した I ZO取り出し 電極に接続できるようなマスク蒸着した。 陰極 （上部電極） は、 先に基板上に作 製した隔壁により、 自動的に分離され、 下部電極と交差したパターン （ライン数
240本） となっていた。
このようにして、 基板上に有機 EL素子を作製後、 乾燥窒素を流通したドライ ボックスに基板を大気に触れないように移動し、 そのドライボックス内にて、 封 止基板の青板ガラスで表示部を被覆し、 表示部周辺部はカチオン硬化性の接着剤 (TB 3102 ：スリーポンド製） で光硬化させて封止した。
尚、 前記基板において、 カラーフィルタ、 色変換部材のない基板 （モノクロ 用） を有機 ELの発光スペクトルを確認するために作製し、 同一条件で有機 EL 素子を作製した。
このようにして、 下部電極と上部電極が X Yマトリックスを形成してなるフル 力ラー及びモノク口有機 E L発光装置を作製し、 その下部電極と上部電極に D C 電圧を印加 （下部電極： （+) 、 上部電極： （一） ) したところ、 各電極の交差 部分 （画素） が発光した。
モノクロ用の発光スペクトルを色彩色差計 （CS 1000, ミノル夕製） で測 定したところ、 図 2 (A) の I t (青色領域のピ一ク強度：青色領域外のピーク 強度 =0. 9 : 0. 1) とほぼ一致し、 赤色変換部材の 500〜600 nmの励 起スペクトルのピーク波長 (530 nm) と、 有機 E L素子の発光スペクトルの 青色領域以外 （500〜 600n m) のピーク波長 (535 nm) がほぼ一致す ることがわかった。
赤色画素のみを選択して、 電圧を印加し発光させ、 色彩色差計 （CS 1000, ミノルタ製） にて発光スペクトルを測定した。 結果を表 2に示す。
また、 フルカラー用の青、 緑、 赤の画素それぞれに対して、 同一の電圧を印可 して同時発光させて、 色彩色差計 （CS 1000， ミノルタ製） にて色度を測定 すると、 C I E色度座標は、 白色領域内の X=0. 24、 Y=0. 23であり、 シミュレ一ション結果と一致した。 実施例 2
実施例 1において、 有機 EL素子の第一の一発光層として、 ホストとして、 ΝΡ Dを蒸着速度 0. ：!〜 0. 3 nmZ秒、 ド一パントとして、 ルブレンを蒸着速度 0. 0015〜0. 0045 n m/秒にて共蒸着したこと以外は、 同一の条件に て、 フルカラー及びモノクロ有機 EL発光装置を作製し、 その下部電極と上部電 極に DC電圧を印加 （下部電極： （+ ) 、 上部電極： （一） ) したところ、 各電 極の交差部分 （画素） が発光した。
モノクロ用の発光スぺクトルを色彩色差計 （CS 1000, ミノルタ製） で測 定したところ、 図 2 (A) の 13 (青色領域のピーク強度：青色領域外のピーク 強度 =0. 7 : 0. 3) とほぼ一致し、 赤色変換部材の 500〜600 nmの励 起スペクトルのピーク波長 （530 nm) と、 有機 E L素子の発光スペクトルの 青色領域以外 （500〜600 nm) のピーク波長 （535 nm) がほぼ一致す ることがわかった。
赤色画素のみを選択して、 電圧を印加し発光させ、 色彩色差計 （CS 1000, ミノルタ製） にて発光スペクトルを測定した。 結果を表 2に示す。 ·
また、 フルカラ一用の青、 緑、 赤の画素それぞれに対して、 同一の電圧を印可 して同時発光させて、 色彩色差計 （CS 1000, ミノルタ製） にて色度を測定 すると、 C I E色度座標は、 白色領域内の X=0. 26、 Y=0. 30であり、 シミュレ一ション結果と一致した。 実施例 3
実施例 1において、 有機 EL素子の第一の発光層として、 ホストとして、 ΝΡ Dを蒸着速度 0. 1〜0. 3nmZ秒、 ドーパントとして、 ルブレンを蒸着速度 0. 0025〜0. 0075 nmZ秒にて共蒸着したこと以外は、 同一の条件に て、 フルカラー及びモノクロ有機 EL発光装置を作製し、 その下部電極と上部電 極に DC電圧を印加 （下部電極： （+) 、 上部電極： （一） ) したところ、 各電 極の交差部分 （画素） が発光した。
モノクロ用の発光スぺクトルを色彩色差計 （CS 1000, ミノルタ製） で測 定したところ、 図 2 (A) の 15 (青色領域のピーク強度：青色領域外のピーク 強度 = 0. 5 : 0. 5) とほぼ一致し、 赤色変換部材の 500〜 600 nmの励 起スペクトルのピーク波長 （530 nm) と、 有機 E L素子の発光スペクトルに の青色領域以外 （500〜 600n m) のピーク波長 (535 nm) がほぼ一致 することがわかった。
赤色画素のみを選択して、 電圧を印加し発光させ、 色彩色差計'（CS 1000， ミノル夕製） にて発光スペクトルを測定した。 結果を表 2に示す。
また、 フルカラー用の青、 緑、 赤の画素それぞれに対して、 同一の電圧を印可 して同時発光させて、 色彩色差計 （CS 1000, ミノル夕製） にて色度を測定 すると、 C I E色度座標は、 白色領域内の X=0. 29、 Y=0. 37であり、 シミュレーション結果と一致した。 実施例 4
実施例 1において、 有機 EL素子の第一の発光層に、 ホストとして、 NPDを 1〜0. 3 nm /秒、 ド一パントとして、 ルブレンを蒸着速度 0. 0030〜0. 0090 nmZ秒にて共蒸着したこと以外は、 同一の条件にて、 フル力ラー及びモノク口有機 E L発光装置を作製し、 その下部電極と上部電極に DC電圧を印加 （下部電極： (+) 、 上部電極： （一） ) したところ、 各電極の 交差部分 （画素） が発光した。
モノクロ用の発光スペクトルを色彩色差計 （CS 1000, ミノル夕製） で測 定したところ、 図 2 (A) の 16 (青色領域のピーク強度：青色領域外のピーク 強度 =0. 4 : 0. 6) とほぼ一致し、 赤色変換部材の 500〜600 nmの励 起スペクトルのピーク波長 （530 nm) と、 有機 E L素子の発光スペクトルの 青色領域以外 （500〜 600n m) のピーク波長 (535 nm) がほぼ一致す ることがわかった。 ' 赤色画素のみを選択して、 電圧を印加し発光させ、 色彩色差計 （CS 1000， ミノルタ製） にて発光スペクトルを測定した。 結果を表 2に示す。
また、 フルカラ一用の青、 緑、 赤の画素それぞれに対して、 同一の電圧を印可 して同時発光させて、 色彩色差計 （CS 1000， ミノルタ製） にて色度を測定 すると、 C I E色度座標は、 白色領¾からはずれた X=0. 30、 Y=0. 41 であり、 シミュレーション結果と一致した。 比較例 1
実施例 1において、 有機 EL素子の第一の発光層にルブレンを使用しなかった こと以外は、 同一の条件にて、 フルカラー及びモノクロ有機 EL発光装置を作製 し、 その下部電極と上部電極に DC電圧を印加 （下部電極： （+ ) 、 上部電極： (一） ） したところ、 各電極の交差部分 （画素） が発光した。
モノクロ用の発光スぺクトルを色彩色差計 （CS 1000, ミノル夕製） で ®J 定したところ、 図 2 (A) の I。 （青色領域のピーク強度：青色領域外のピーク 強度- 1 : 0) とほぼ一致した。
赤色画素のみを選択して、 電圧を印加し発光させ、 色彩色差計 （CS 1000, ミノル夕製） にて発光スペクトルを測定した。 結果を表 2に示す。
また、 フルカラ一用の青、 緑、 赤の画素それぞれに対して、 同一の電圧を印可 して同時発光させて、 色彩色差計 （CS 1000， ミノルタ製） にて色度を測定 すると、 C I E色度座標は、 白色領域からはずれた X==0. 23、 Y=0. 21 であり、 シミュレーション結果と一致した。 比較例 2
実施例 1において、 赤色変換部材の材料として、 ローダミン 6 Gを使用しなか つたこと以外は、 同一の条件にてィンキを調製して赤色変換部材を形成した。 この、 赤色変換部材の励起スペクトルを、 蛍光測定装置にて、 プローブとして 赤色の 600 nmにセットし、 400〜 600 nmの励起波長にて測定すると、 図 6に点線で示すように、 520〜550に極大ピークを有しないスペクトル (ピーク波長 570 nm) が得られた。
以下、 実施例 3と同一の条件にて、 フルカラー及びモノクロ有機 EL発光装置 を作製し、 その下部電極と上部電極に DC電圧を印加 （下部電極： （+ ) 、 上部 電極： （―） ） したところ、 各電極の交差部分 （画素） が発光した。
モノクロ用の発光スぺクトルを色彩色差計 （CS 1000, ミノルタ製） で測 定したところ、 図 2 (A) の 15 (青色領域のピーク強度：青色領域外のピーク 強度 =0. 5 ： 0. 5) とほぼ一致したが、 赤色変換部材の 500〜600nm の励起スぺクトルのピーク波長 （570 nm) と、 有機 EL素子の発光スぺク卜 ルの青色領域以外 （500〜600 nm) のピーク波長 (535 nm) がー致し なかった。
赤色画素のみを選択して、 電圧を印加し発光させ、 色彩色差計 （CS 1000, ミノル夕製） にて発光スペクトルを測定した。 結果を表 2に示す。
また、 フルカラ一用の青、 緑、 赤の画素それぞれに対して、 同一の電圧を印可 して同時発光させて、 色彩色差計 （CS 1000, ミノル夕製） にて色度を測定 すると、 C I E色度座標は、 白色領域からはずれた X=0. 24， Y=0. 37 でめつ 7こ。
以上の実施例 1〜 4及び比較例 1〜 2における、 赤色画素の発光強度 （赤色強 度：比較例 1を 1 00に規格化） と、 フルカラー有機 EL発光装置の全点灯時 (青、 緑、 赤に対して各同一電圧印加） の C I E色度座標を、 以下の表 2に示す。 表 2
Figure imgf000045_0001
フルカラー有機 EL発光装置の全点灯時 （青、 緑、 赤に対して各同一電圧印 加） の C I E色度を、 図 7に示す。
表 2及び図 7に示されるように、 実施例 1〜 4では、 赤色変換部材の励起スぺ クトルの少なくとも 1つのピークが有機 E L素子の青色領域タ 1· ( 500〜 600 nm) の発光ピークと一致するため、 赤色画素の発光強度が大きい。 さらに、 実 施例:！〜 3では、 有機 EL素子が青色領域外の発光強度を適度に有している （青 色領域の発光強度：青色領域外の発光強度が 1 ： 9~5 ： 5の範囲内） ため、 フ ルカラー有機 EL発光装置のホワイトバランスがより良好に確保されている。 一方、 比較例 1, 2では、 有機 EL素子が赤色変換部材の励起スペクトルのピ —クに対応する青色領域外のピークを有していないため、 赤強度が極めて低く、 さらに、 ホワイトバランスも確保されていない。 実施例 5
本実施例の力ラー発光装置を、 図を参照しながら説明する。
図 8は実施例 5で製造したカラ一発光装置の模式図である。
支持基板 610には、 形状が 112mmX 143mmx 1 · 1mmのガラス 基板 （OA2ガラス、 日本電気硝子社製） を使用して、 その上にブラックマトリ クス （BM) 材料 （V259 BK：、 新曰鐵化学社製） をスピンコートし、 格子状 のパターンになるようなフォトマスクを介して紫外線露光し、 2%炭酸ナトリウ ム水溶液で現像後、 200 °Cでべークして、 ブラックマトリクス 620 (膜厚 JP03/02708
44
1. 5 fim) のパターンを形成した。
BM材料の間を埋めるように、 以下に示す、 青色カラ一フィルタ 630、 緑色 カラーフィルタ 632、 赤色カラーフィルタ 634を順次形成した。
顔料系青色カラ一フィルタ材料 （V259B— 050X、 新日鐡化学製 以下、 BCF 1) をスピンコートし、 長方形 （9 0 mライン、 240 /imギヤッ プ） のストライプパターンが 320本得られるようなフォトマスクを介して、 B Mに位置合わせして紫外線露光し、 2%炭酸ナトリウム水溶液で現像後、 2 0 0。Cでべークして、 青色カラーフィル夕 6 30 (BCF 1、 膜厚 1. 8 ^m) のパターンを得た。
顕微分光測定による、 BCF 1のパターン内部の透過率の測定結果を、 図 9 (A) に示す。
本実施例では、 青色カラーフィル夕 630が青色変換部材となる。
顔料系緑色カラ一フィルタ材料 （V259 G— 09 5X、 新日鐡化学製 以下、 GCF 1) をスピンコートし、 長方形 （9 0 Atmライン、 240 ギヤッ プ） のストライプパターンが 320本得られるようなフォトマスクを介して、 B Mに位置合わせして紫外線露光し、 2 %炭酸ナトリゥム水溶液で現像後、 20 0°Cでべークして、 青色カラ一フィル夕 6 30に隣接する位置に、 緑色カラー フィル夕 6 32 (GCF 1、 膜厚 2. 0 ^m) のパターンを得た。
顕微分光測定による、 GCF 1のパターン内部の透過率の測定結果を、 図 9 (B) に示す。
顔料系赤色カラ一フィルタ材料 （CRY— S 840 B、 富士フィルムアーチ製 以下、 RCF 1) をスピンコートし、 長方形 （9 0 zmライン、 240 ギャップ） のストライプパターンが 320本得られるようなフォトマスクを介し て、 B Mに位置合わせして紫外線露光し、 2 %炭酸ナトリゥム水溶液で現像後、 20 0°Cでべークして、 青色カラ一フィルタ 6 30と緑色カラーフィルタ 6 3
2の間の位置に、 赤色カラ一フィルタ 634 (RCF 1、 膜厚 1. 2 111) の パターンを得た。
顕微分光測定による、 RCF 1のパターン内部の透過率の測定結果を、 図 9 (C) に示す。
緑色カラーフィルタ 632の上に、 以下に示す緑色蛍光変換層 640を、 次い で、 赤色カラーフィルタ 634の上に、 以下に示す赤色蛍光変換層 642を、 順 次形成した。
緑色蛍光変換層 640の材料として、 0· OAmo lZkg (対固形分） とな る量のクマリン 6をアクリル系ネガ型フォトレジスト （V259 PA、 新日鐵化 学社製） に溶解させたインキを調整した。
このインキを、 先のカラーフィル夕まで形成した基板上にスピンコートし、 力 ラーフィル夕形成時と同じマスクを介して、 緑色カラーフィルタ 632上に相当 する位置を紫外線露光し、 2 %炭酸ナトリゥム水溶液で現像後、 180 °Cでべ ークして、 緑色蛍光変換層 640のパターン （膜厚 10 xm) を形成した。 緑色力ラーフィルタ 632と緑色蛍光変換層 640より、 緑色変換部材 650 が形成される。
顕微分光測定により、 励起波長 430 nmの光を緑色蛍光変換層 640表面に 照射したときの蛍光スペクトルを図 10に示す。 ここで、 図 10中、 Gと記載し ているものが、 緑色蛍光変換層 640のスペクトルである。
赤色蛍光変換層 642の材料として、 クマリン 6を 0. 53 g、 ベ一シックノ ィォレット 1 1を 1. 5g、 ローダミン 6 Gを 1. 5g、 アクリル系ネガ型フォ トレジスト （V259 PA、 新日鐡化学社製） 100 gに溶解させたインキを調 整した。
このインキを、 先の緑色蛍光変換層 640まで形成した基板上にスピンコート し、 カラーフィル夕形成時と同じマスクを介して、 赤色カラーフィル夕 634上 に相当する位置を紫外線露光し、 2 %炭酸ナトリウム水溶液で現像後、 1 8 0°Cでべ一クして、 赤色蛍光変換層 642のパターン （膜厚 10 m) を形成 した。
赤色力ラーフィル夕 634と赤色蛍光変換層 642より、 赤色変換部材 660 が形成される。
顕微分光測定により、 励起波長 430 nmの光を赤色蛍光変換層 642表面に 照射したときの蛍光スペクトルを図 10に示す。 ここで、 図 10中、 Rと記載し ているものが、 赤色蛍光変換層 642のスぺクトルである。
平坦化膜 670として、 アクリル系熱硬化性樹脂 （V259 PH、 新日鐵化学 社製） を、 赤色蛍光変換層 642まで形成した基板上にスピンコートし、 18 0 でベータして、 平坦化膜 670 (膜厚 5 m) を形成した。
陽極 680として、 I ZO (インジウム亜鉛酸化物） をスパッタリングにより 220 nm膜厚で成膜した。 次に、 この基板上にポジ型レジスト （HPR 204、 富士ォ一リン製） をスピンコートし、 陰極 716の取出し部と、 90 /2 mライ ン、 20 mギャップのストライプ状パターンとなるようなフォトマスクを介 して紫外線露光し、 テトラメチルァンモニゥムヒドロキシドの現像液で現像し、 130°Cでべークしてレジストパターンを得た。
次に、 5 %シュゥ酸水溶液からなるエツチャントにて、 露光した部分の I Z O をエッチングした。 次に、 レジストをェタノ一ルァミン主成分の剥離液で処理し、 青色力ラーフィルタ 630、 緑色蛍光変換層 640、 赤色蛍光変換層 642に対 応する位置に、 I ZOパターン （陽極、 ライン数 960本） 680を形成した。 第一の層間絶縁膜 690として、 ネガ型レジスト （V 259 P A、 新日鐡化学 社製） をスピンコートし、 フォトマスクを介して紫外線露光し、 テトラメチルァ ンモニゥムヒドロキシドの現像液で現像した。
次に、 180 でべ一クして、 I ZOのエッジを被覆して （ I ZOの開口部 が 70 /xmx 290 m) 層間絶縁膜 690を形成した。
また、 第二の層間絶縁膜 700 (陰極隔壁） として、 ネガ型レジスト （ZPN 1 100、 日本ゼオン製） をスピンコートし、 20 zmライン、 310 ^mギ ヤップのストライプパターンになるようなフ才トマスクを介して紫外線露光後、 さらに露光後べ一クを行った。 次に、 テトラメチルアンモニゥムヒドロキシドの 現像液で現像し、 I Z Oのストライプパターンと直交する第二の層間絶縁膜 70 0を形成した。
このようにして得られた基板を、 純水及ぴィソプロピルアルコール中で超音波 洗浄し、 エアプロ一にて乾燥後、 UVオゾン洗浄を行った。
続いて、 有機 EL素子 710を、 有機蒸着装置を用い、 正孔注入層 712、 正 孔輸送層、 発光層 714 (黄色〜赤色発光層、 青色発光層) 、 電子注入層、 陰極 716の順序で真空蒸着し作製した。 各層の材料及び層厚は以下の通りである。 正孔注入層：下記式 [1] に示す材料を使用した。 層厚は 60 nmであった。 正孔輸送層：下記式 [2] に示す材料を使用した。 層厚は 20 nmであった。 黄〜赤色発光層：下記式 [3] に示す材料 （材料 H) と下記式 [4] に示す材 料 （材料 B) を 5 ： 0. 01の比で使用した。 層厚は 5 nmであった。
青色発光層：材料 Hと下記式 [5] に示す材料 （材料 A) を 35 ： 1の比で使 用した。 層厚は 35nmであった。
電子注入層： A 1 qを使用し、 層厚は 20 nmであった。
陰極： A i , L iを使用し、 層厚は 150 nmであった。
Figure imgf000049_0001
Figure imgf000050_0001
このようにして、 基板上に有機 E L素子を作製後、 乾燥窒素を流通したドライ ボックスに基板を大気に触れないように移動し、 そのドライボックス内にて、 封 止基板 7 2 0の青板ガラスで表示部を被覆し、 表示周辺部はカチオン硬ィ匕型の接 着剤 （T B 3 1 0 2、 スリーポンド製） で光硬ィヒさせて封止し、 陽極と陰極が X Yマトリクスを形成したフルカラー有機 E L発光装置 6 0 0 (開口率 5 6 %) を 作製した。
尚、 作製した有機 E L素子のみの発光性能を評価するため、 モノクロ有機 E L 発光装置 （開口率 5 6 %) を作製した。 カラーフィルタ、 色変換部材を形成しな い他は、 フルカラ一有機 E L発光装置 6 0 0と同一条件にて作製した。
また、 図 8中の矢印方向が光取出し方向である。 実施例 6
青色発光層を、 材料 Hと材料 Aを 3 5 ： 0 . 8の比で形成した他は、 実施例 5 と同様にしてカラー発光素子及びモノクロ発光素子を作製した。 実施例 7
青色発光層を、 材料 Hと材料 Aを 3 5 ： 0 . 6の比で形成した他は、 実施例 5 と同様にしてカラ一発光素子及びモノク口発光素子を作製した。 実施例 8
発光層を青色発光層、 緑色発光層、 黄色〜赤色発光層の 3層構成とし、 これら を下記の順序で作製した他は、 実施例 5と同様にして力ラー発光素子及ぴモノク 口発光素子を作製した。
青色発光層：材料 Hと材料 Aを 5 : 0 . 0 7の比で使用した。 層厚は 5 nmで あった。
緑色発光層：材料 Hと下記式 [ 6 ] に示す材料 （材料 D) を 1 0 ： 0. 1 3の 比で使用した。 層厚は 1 0 nmであった。
黄色〜赤色発光層：材料 Hと材料 Bを 2 5 ： 1 . 2 5の比で使用した。 層厚は 2 5 nmであった。
Figure imgf000051_0001
比較例 3
青色発光層を、 材料 Hと材料 Aを 3 5 ： 0 . 4の比で形成した他は、 実施例 5 と同様にしてカラー発光素子及びモノクロ発光素子を作製した。 比較例 4
青色発光層を下記のように変更し、 黄色〜赤色発光層を設けなかった他は、 実 施例 5と同様にして力ラー発光素子及び乇ノク口発光素子を作製した。
青色発光層：材料 Hと材料 Aを 4 0 ： 1の比で使用した。 厚さは 4 0 n mであ つ 7こ。 比較例 5
青色発光層を下記のように変更し、 黄色〜赤色発光層を設けなかった他は、 実 施例 5と同様にしてカラ一発光素子及びモノクロ発光素子を作製した。
青色発光層：材料 Hと材料 Dを、 4 0 ： 1の比で使用した。 厚さは 4 0 nmで あった。 比較例 6
第 2の青色のカラ一フィルタ材料を、 下記の方法で BCF 1上に積層した他は、 比較例 5と同様にして力ラー発光素子及びモノク口発光素子を作製した。
0. 08mo 1 /k g (対固形分） となる量のローダミン Znをアクリル系ネ ガ型フォトレジスト （V 259 P A、 新日鐡化学社製） に溶解させたィンキを調 整した。
このインキを、 全てのカラ一フィルタを形成した基板上にスピンコートし、 力 ラ一フィルタ形成時と同じマスクを介して、 青色カラ一フィルタ （BCF1) 上 に相当する位置を紫外線露光し、 2%炭酸ナトリウム水溶液で現像後、 18 ◦ °Cでべ一クして、 青色変換部材のパターン （膜厚 10 m) を形成した （以 下、 BCF2) 。
顕微分光測定による、 B C F 2のパターン内部の透過率の測定結果を、 図 9 (D) に示す。 評価試験 1
[青色成分と黄色〜赤色成分の発光強度比と、 力ラー発光装置の色度の関係] 実施例 5〜 8及び比較例 3〜5のモノクロ有機 EL発光装置の、 陽極と陰極間 に 5 Vの直流電圧を印加したところ、 各電極の交差部分 （画素） が発光した。 分 光放射輝度計 （CS— 1000、 ミノル夕製） を用い、 その発光スペクトルを測 定すると同時に、 マルチメ一タを用いて電流値を測定した。
その結果、 全ての装置において、 電流密度が約 lmAZcm2、 外部量子収率 が約 5%であった。 このときの発光スペクトルを図 11 (実施例 5〜6) 、 図 1 2 (実施例 7 ~ 8 ) 及ぴ図 13 (比較例 3〜 5 ) に示す。
図 11〜図 13より、 各実施例及び比較例で作製した、 発光装置に形成した、 有機 E L素子の発する青色成分の発光強度と、 黄色〜赤色成分の発光強度との比 を求めた。
実施例 5〜8では、 青色成分の発光と、 黄色〜赤色成分の発光のピーク波長は それぞれ 455 nm、 565 nmであった。 青色成分の発光強度と、 黄色〜赤色 成分の発光強度の比は、 実施例 5で 0. 83 : 0. 17、 実施例 6で 0. 74： 0. 26、 実施例 7で 0. 63 : 0. 37、 実施例 8で 0. 57 : 0. 43であ つた。
比較例 3では、 青色成分の発光と、 黄色〜赤色成分の発光のピーク波長はそれ ぞれ 455 nm、 567 nmであり、 青色成分の発光強度と、 黄色〜赤色成分の 発光強度との比は、 0. 49 : 0. 51であった。
比較例 4では、 青色成分の発光のピーク波長は 455 nmであり、 黄色〜赤色 成分の発光のピーク波長はなかった。 青色成分の発光強度と、 黄色〜赤色成分の 発光強度との比は、 1 ： 0であった。
比較例 5では、 青色成分の発光のピーク波長は 472 nmであり、 黄色〜赤色 成分の発光のピーク波長はなかった。 青色成分の発光強度と、 黄色〜赤色成分の 発光強度との比は、 1 ： 0であった。
実施例 5〜 8及び比較例 3〜 6のフルカラー有機 E L発光装置を、 モノクロ発 光装置と同一の駆動条件にて発光させたときの特性を表 3に示す。
ここで、 フルカラ一赤 （緑、 青） とは、 赤 （緑、 青） 画素のみ点灯させた場合 の輝度と色度を示し、 フルカラー白とは、 全ての画素を点灯させた場合の輝度と 色度を示す。
比較例 5は、 青〜緑色成分のみを発光する有機 E L素子を使用したカラ一発光 装置である。
比較例 5では、 白の輝度が最も高いものの、 白及び青の色度が悪く、 フルカラ —とは言えなかった。
そこで、 青の色度を調節するため、 BCF 1上に BCF 2を積層した比較例 6 では、 白の輝度が低下し、 なおかつ白の色度が比較例 5と同程度に悪いままだつ た。
一方、 実施例 5〜 8及び比較例 3は、 青色成分と黄〜赤色成分の発光を有する 有機 EL素子を使用したカラ一発光装置である。
いずれも赤、 緑、 青ともにフルカラーと呼べる色度を示したが、 比較例 3では、 青色成分の発光強度と黄色〜赤色成分の発光強度の比が 0. 5 : 0. 5と赤色成 分が強いため、 白の色度 x、 yともに大きくなりすぎた。
これに対し、 実施例 5~ 8では、 青色成分の発光強度と黄色〜赤色成分の発光 強度の比が、 0. 9 : 0. 1〜0· 5 : 0. 5の範囲に入っており、 白の色度が 良好であった。
表 3
CO
Figure imgf000055_0001
[n i t ]
赤色変換部材の輝度変換効率 [%]
緑色変換部材の輝度変換効率 [%]
青色変換部材の輝度変換効率 [%]
w
V 輝度変換効率 [%]
実施例 9
青色発光層及び黄〜赤色発光層の成分、 及び層厚を下記のように変更した他は、 実施例 5と同様にしてカラー発光素子及びモノク口発光素子を作製した。
黄〜赤色発光層：材料 H、 材料 B及び材料 Aを 5 : 0. 02 : 0. 1の比で使 用した。 層厚は 5 nmであった。
青色発光層：材料 Hと材料 Aを 35 ： 1の比で使用した。 厚さは 35 nmであ つた。 --' 実施例 10
緑色のカラーフィルタ材料を、 顔料系緑色カラーフィルタ材料 （CG—8 51 0 L、 富士フィルムアーチ製 以下、 GCF 2) に変更し、 その厚さを 1. 0 にした他は、 実施例 5と同様にしてカラー発光素子を作製した。
顕微分光測定による、 GCF 2のパターン内部の透過率の測定結果を、 図 9
(E) に示す。 実施例 1 1
赤色のカラーフィル夕材料を、 顔料系赤色力ラ一フィルタ材料 (CR7001、 富士フィルムアーチ製、 以下、 RCF 2) に変更し、 その厚さを 1. 5 /imに した他は、 実施例 10と同様にしてカラー発光素子を作製した。
顕微分光測定による、 RCF 2のパターン内部の透過率の測定結果を、 図 9
(F) に示す。 評価試験 2
[輝度、 色度、 発光効率等]
実施例 9〜： L 1及び比較例 6のフルカラ一有機 E L発光装置の、 陽極と陰極間 にデューティ比 1ノ60のパルス電圧を印加したところ、 各電極の交差部分 （赤、 緑、 青の全ての画素） が発光した。
分光放射輝度計 （CS— 1 000、 ミノルタ製） を用い、 白色光の輝度が 80 n i tとなるよう、 電圧値を調整した。 そのときの色度を、 分光放射輝度計を用 いて測定すると同時に、 マルチメータを用いて電流値を測定した。 次に、 赤、 緑、 青のうちの同一色画素だけが点灯するような配線とし、 マルチ メータで測定される電流値が、 全画素点灯時の 1 / 3になるようにパルス電圧値 を調整した。 そのときの色度を、 分光放射輝度計を用いて測定した。 測定結果を 表 4に示す。
フルカラー有機 E L発光装置にて、 全画素を 8 0 n i tの輝度で点灯させると きと同一条件にて、 実施例 9、 比較例 6のモノクロ有機 E L発光装置 （実施例 1 0、 1 1のモノクロ装置は実施例 と同一構成） の、 陽極と陰極間に 1 Z 6 0の パルス電圧を印加し、 分光放射輝度計 （C S— 1 0 0 0、 ミノルタ製） を用い、 その発光スペクトル、 輝度を測定した。 その結果を表 4に示す。
測定したモノクロ有機 E L発光装置の発光スぺクトルを図 1 4に示す。
図 1 4から、 各発光装置に形成された、 有機 E L素子の発する青色成分の発光 強度と、 黄色〜赤色成分の発光強度との比を求めた。
実施例 9 (実施例 1 0、 1 1も同） では、 青色成分の発光と、 黄色〜赤色成分 の発光のピーク波長はそれぞれ 4 5 5 nm、 5 5 7 nmであり、 青色成分の発光 強度と、 黄色〜赤色成分の発光強度との比は、 0. 6 3 : 0. 3 7であった。 比較例 6では、 青色成分の発光のピーク波長は 4 7 2 nmであり、 黄色〜赤色 成分の発光のピーク波長はなかった。 青色成分の発光強度と、 黄色〜赤色成分の 発光強度との比は、 1 ： 0であった。
図 1 4から明らかなように、 フルカラ一装置として同一の白色輝度を得るのに 必要な、 モノクロ発光装置の発光強度は、 比較例 6に比べ実施例 9〜1 1では、 非常に少なくて済むことがわかった。
また、 色変換部材が吸収する光強度も少なくて済むため、 色変換部材中の蛍光 色素が劣化を抑制することができる。
また、 表 4から明らかなように、 比較例 6に比べ実施例 9〜1 1は、 フルカラ 一装置の発光効率、 電力効率が高いことがわかった。
さらに、 波長 5 4 0 nmにおける緑カラーフィル夕の透過率を 8 0 %以上とし た実施例 1 0では、 さらに高効率となつた。 '
さらに、 波長 6 0 0 nmにおける赤カラーフィルタの透過率を 5 0 %以下とし た実施例 9では、 赤の色度 Xが 0. 6 7を上回った。 表 4
Figure imgf000058_0001
n i t
輝度変換効率 [%]
[力ラー発光装置の連続駆動試験]
実施例 9〜 1 1及び比較例 6のフルカラ一有機 E L発光装置の、 陽極と陰極間 にデューティ比 1 Z 6 0のパルス電圧を印加し、 分光放射輝度計 （C S— 1 0 0 0、 ミノル夕製） を用い、 輝度が 8 O n i tとなるよう、 電圧値を調整した。 そ のときの色度を、 分光放射輝度計を用いて測定すると同時に、 マルチメ一夕を用 いて電流値を測定した。
次に、 赤色画素だけが点灯するような配線とし、 マルチメータで測定される電 流値が、 全画素点灯時の 1 / 3になるようにパルス電圧値を調整した。 そのとき の輝度 e dを、 分光放射輝度計を用いて測定した後、 連続点灯状態とした。 一方、 フルカラー有機 E L発光装置にて、 赤色画素の.みを点灯させたときと同 一条件にて、 実施例 9、 比較例 6のモノクロ有機 E L発光装置 （実施例 1 0、 1 1のモノク口装置は実施例 9と同一構成） の、 陽極と陰極間に 1 / 6 0のパルス 電圧を印加し、 その輝度 I m。n。を測定した後、 連続点灯状態とした。
その後は、 モノク口発光装置が初期の輝度と一致するように電圧値を調整した 後、 同一の電圧値になるよう赤色発光するフルカラ一発光装置の電圧値を調整し、 そのときの輝度を測定する、 という操作を 5 0時間毎に行った。
モノクロ発光装置の輝度に対するフルカラー発光装置の輝度比 I r e dZ l m。n 。の経時変化を図 1 5に示す。 図 1 5では、 初期の輝度比 I r e dZ l m。n。を 1に 規格化してある。 この評価により、 色変換部材のみの劣化度合いを評価すること ができる。
これにより、 輝度比 I r e dZ l m。。。が半減する時間は、 比較例 6で 1 3 0 0 0時間であつたのに対し、 実施例 9では 1 7 0 0 0時間、 実施例 1 1では、 1 9 0 0 0時間、 実施例 1 0では、 2 1 0 0 0時間というように、 赤色画素の半減寿 命が大きく向上した。
以上の結果、 低消費電力、 高効率、 高い色再現性を有し、 かつ長寿命なフル力 ラー発光装置であることが確認できた。 産業上の利用可能性
以上、 詳細に説明したように、 本発明によれば、 赤色光の強度が高いカラ一発 光装置を提供できる。 また、 本発明によれば、 色純度、 発光効率がよく、 しかも長寿命であるカラ、 発光装置を提供することができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 青色領域と、 前記青色領域以外にピークがある発光スペクトルを有する光 を発する有機エレクトロルミネッセンス素子と、
； 青色光を通過させる青色フィルタを含む青色画素と、
前記有機エレクト口ルミネッセンス素子の発光の少なくとも一部を緑色光に変 換する緑色変換部材と、 緑色光を通過させる緑色フィルタを含む、 緑色画素と、. 前記有機エレクトロルミネッセンス素子の発光の少なくとも一部を赤色光に変 換する赤色変換部材と、 赤色光を通過させる赤色フィル夕を含む、 赤色画素とを 有し、
前記赤色変換部材の励起スぺクトルの少なくとも 1つのピークが、 前記有機ェ レクト口ルミネッセンス素子の青色領域以外のピークと一致する、 カラー発光装
2 . 前記発光スペクトルの、 前記青-色領域のピーク強度と、 前記青色領域以外 のピークの強度との比が、 9 ： 1〜5 ： 5である請求の範囲第 1項に記載のカラ 一発光装置。
3 . 前記青色領域のピークが 4 0 0〜5 0 0 nmにあるピークであり、 前記青 色領域以外のピークが 5 0 0〜6 0 0 n mにあるピークである請求の範囲第 1項 に記載のカラー発光装置。
4 . 青色成分と黄色〜赤色成分を有する光を発する発光素子であって、 前記発 光素子の発する青色成分の発光強度と、 黄色〜赤色成分の発光強度との比が、 9 ： 1〜5 ： 5である発光素子と、
前記発光素子が発する光を受けて、 それぞれ青色、 緑色、 赤色を発する青色変 換部材、 緑色変換部材、 赤色変換部材と、
を含むカラー発光装置。 5 . 前記発光素子の発する光の輝度に対する、 前記緑色変換部材の輝度変換効 率が、
5 0 %以上である請求の範囲第 4項に記載のカラー発光装置。
6 . 前記発光素子の発する光の輝度に対する、 前記赤色変換部材の輝度変換効 率が、 1 0 %以上である請求項の範囲第 4項に記載のカラ一発光装置。
7 . 前記赤色変換部材が、 光取出し方向に沿って、
前記発光素子からの発光の一部を吸収して、 より長波長の蛍光を発する蛍光変 襖層と、
不要な光を遮断する力ラーフィルタ層との積層体からなり、
前記カラーフィルタの、 波長 6 0 0 n mにおける透過率が、 6 0 %以下である 請求の範囲第 4項に記載のカラ一発光装置。
8 . 前記緑色変換部材が、 光取出し方向に沿って、
前記発光素子からの発光の一部を吸収して、 より長波長の蛍光を発する蛍光変 換層と、
不要な光を遮断するカラ一フィルタ層との積層体からなり、 '
前記カラ一フィルタの、 波長 5 4 0 n mにおける透過率が、 8 0 %以上である 請求の範囲第 4項に記載の力ラ一発光装置。
9 . 前記発光素子が有機エレクト口ルミネッセンス発光素子である請求の範囲 第 4項に記載の力ラー発光装置。
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