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JP2004014335A - Organic electroluminescent (el) element, display device, light emitting method, and display method - Google Patents

Organic electroluminescent (el) element, display device, light emitting method, and display method Download PDF

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JP2004014335A
JP2004014335A JP2002167085A JP2002167085A JP2004014335A JP 2004014335 A JP2004014335 A JP 2004014335A JP 2002167085 A JP2002167085 A JP 2002167085A JP 2002167085 A JP2002167085 A JP 2002167085A JP 2004014335 A JP2004014335 A JP 2004014335A
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JP
Japan
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light
organic electroluminescent
organic
emitting
color
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Application number
JP2002167085A
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Japanese (ja)
Inventor
Hisahiro Okada
岡田 尚大
Satoshi Ito
伊藤 聡
Naoko Furusawa
古澤 直子
Takayuki Suzuki
鈴木 隆行
Hideki Hoshino
星野 秀樹
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
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  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic EL element having high luminous efficiency and a wide visual field angle without causing color variation depending on an angle, to provide its light emitting method, to provide a display device and its display method using the organic EL element, and to provide a transparent substrate suitable for portage, having low moisture permeability and applicable to the organic EL element. <P>SOLUTION: An organic electroluminescent part having an optical fine resonator structure and emitting light having color in a bluish-violet region, and a color conversion part emitting fluorescence of visible light by absorbing light emitted from the organic electroluminescent part are each characteristically an inorganic phosphor having particle diameters of 0.05-1.0 μm. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス(以下、単に有機ELとも称する)素子、表示装置、発光方法および表示方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、無機エレクトロルミネッセンス素子は平面型光源として使用されてきたが、該発光素子を駆動させるためには交流の高電圧が必要である。
【0003】
最近開発された、有機EL素子は、蛍光性有機化合物を含む有機化合物薄膜を陰極と陽極とで挟んだ構成を有し、前記薄膜に電子及び正孔を注入して再結合させることにより励起子(エキシトン)を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出(蛍光・燐光)を利用して発光する素子である。通常、この発光を利用するために、有機化合物薄膜を挟む電極の少なくとも一方は、ITO等の透明電極が用いられ、該透明電極は、さらにガラス等の透明基体によって支持されている。
【0004】
有機EL素子は、数V〜数十V程度の低電圧で発光が可能であり、自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、薄膜型の完全固体素子であるので省スペース、携帯性等の観点から注目されている。
【0005】
そして、この有機EL素子を用いたフルカラーの表示装置やプロジェクション装置が各種提案されている。これらの中で特開平3−152897号公報においては、青色〜青緑色発光する発光層を含む有機化合物薄膜を電極で挟んだ有機EL部の上に、前記有機EL部からの青色〜青緑色発光を吸収して緑色に発光する蛍光部と、赤色に発光する蛍光部の2種の色変換部と、青色の色純度を上げるための青色カラーフィルタ部とを設けた有機EL素子を用いることによりフルカラー発光を得る方式の表示装置が開示されている。この方式の表示装置は、青、緑および赤色発光をする3種の有機EL部を塗り分けて設ける方式のものに比べ、簡単に製造できる点で優れている。しかし、前記有機EL部の発光色が青色〜青緑色であるため、これが前記色変換部を介した場合、十分な光強度の赤色発光を得ることが難しいという問題がある。
【0006】
また、発光層の発光には指向性がなく、四方八方に散逸してしまうため、前記発光層から前記色変換部へ光を導く際のロスが大きい。すなわち、前記有機EL部からの発光は、前記色変換部側(前方向)へ出てくるもののみを利用することになるが、古典光学に基づいた多重反射から導き出される前方向への光取り出し効率(発光効率)は1/2nで近似でき、発光層の屈折率nで決まってしまう。発光層の屈折率を約1.7とすると、単純に前記有機EL部からの発光効率は約20%となる。残りの光は、発光層の面積方向へ伝搬するか(横方向への霧散)、発光層を挟んで透明電極と相対する金属電極で消失する(後方向への吸収)。よって、光強度が足りず表示画面が暗くなる問題がある。
【0007】
上記発光効率が低いという問題は、上述の特開平3−152897号公報に開示される発明に限らず、有機EL素子を用いた装置においては共通の解決課題でもある。
【0008】
また、有機EL素子の発光層に含有される蛍光性有機化合物からの発光スペクトルの半値幅は100nm程度あるため、必ずしも色純度が高いとは言えない。
【0009】
こうした中で、有機EL素子の上記発光効率と色純度の問題を解決する方法の一つとして、光学的微小共振器構造を有する有機EL素子の提案が、特開平6−283271号、同7−282981号、同9−180883号、特開2000−98931公報等でなされている。これらは、透明陽極と透明基体との間に誘電体ミラーを設けるもので、光反射ミラーとしての金属陰極と前記誘電体ミラーとの間に挟まれた発光層から発光がなされると、前記ミラー間で光の干渉効果を利用して増幅が起きる現象を利用したものである。
【0010】
光学的微小共振器構造を有する有機EL素子では、前記ミラー間に挟まれる層の厚さを、取り出したい光の波長(発光波長)において干渉条件を満足するように調整すれば自由に設計でき、且つ、該設計した発光波長の光強度は増強されるが他の波長成分は抑制されるため、発光スペクトルの半値幅も小さくなり(狭帯域化)、結果として色純度を高めることが可能となる。また、発光の放射パターンが発光波長に強く依存する現象が現れ、発光波長の光は誘電体ミラーから前方向へ顕著に指向するようになり、横方向への損失も小さくなる。
【0011】
尚、光学的微小共振器構造を有する有機EL素子の発光機構については、有機EL素子における発光特性の制御(NHK放送技術研究所 時任静士氏 講演会資料)や、応用物理 第69巻 第11号(2000)有機EL素子のデバイス構造と発光機構II(藤井彰彦氏および吉野勝美氏)に詳しい記述がある。
【0012】
しかしながら、光学的微小共振器構造を有する有機EL素子を、表示装置に適用しようとすると、その発光の高い指向性がゆえに、逆に視野角が得られないという問題が発生し、プロジェクション装置への応用しか提案がなされていない現状がある。また、角度によって光学長が変わるため発光色が変化してしまう色再現上の問題点も含んでいる。
【0013】
一方、有機EL素子の別の問題点として、空気中の水分に対して安定性が悪いことによる耐久性の低さが挙げられる。空気中の水分の影響を出来るだけなくす目的で、有機EL素子の透明基体としては透湿性の低い透明ガラスを用い、その上に蒸着法等の乾式製膜法で素子を形成し、さらにガラスまたは金属製のキャップで封止しているのが現状である。しかしながらこの方法では、生産性が悪く高価なものとなるのみでなく、フレキシブル性がないので壊れやすいこと、また、質量がかさむことから、PDA等の携帯機器への適用はしにくい。
【0014】
よって透明基体として、透明樹脂フィルムを用いることが考えられるが、例えば、ポリエステルテレフタレート(PET)、ポリエステルナフタレート(PEN)、セルローストリアセテート(TAC)等のフィルムをこれに用いる場合、これらは透湿性が高いため、そのままでは透明ガラスのように有機EL素子の透明基体としては用いることが出来ない。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記有機EL素子の問題点に鑑み、高い発光効率を有し、視野角が広く、且つ、角度による色変化のない有機EL素子とその発光方法、前記有機EL素子を用いた表示装置とその表示方法、および、携帯適正があり、透湿性が低い、有機EL素子に適用可能な透明基板を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、以下の構成によって達成された。
【0017】
1.光学的微小共振器構造を有し、発光が青紫領域の色である有機エレクトロルミネッセンス部と、前記有機エレクトロルミネッセンス部からの発光を吸収することにより可視光の蛍光を発光する色変換部が、粒径が0.05〜1.0μmの無機蛍光体であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0018】
2.光学的微小共振器構造を有し、発光が青紫領域の色である有機エレクトロルミネッセンス部と、前記有機エレクトロルミネッセンス部からの発光を吸収することにより可視光の蛍光を発光する色変換部が、BaとSiを含む無機蛍光体であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0019】
3.光学的微小共振器構造を有し、発光が青紫領域の色である有機エレクトロルミネッセンス部と、前記有機エレクトロルミネッセンス部からの発光を吸収することにより可視光の蛍光を発光する色変換部が、粒径が0.05〜1.0μmのBaとSiを含む無機蛍光体であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0020】
4.光学的微小共振器構造を有し、発光が青紫領域の色である有機エレクトロルミネッセンス部と、前記有機エレクトロルミネッセンス部からの発光を吸収することにより可視光の蛍光を発光する色変換部が、粒径が0.05〜1.0μmのBa2−aEuSiOであることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0021】
5.光学的微小共振器構造を有し、発光が青紫領域の色である有機エレクトロルミネッセンス部と、前記有機エレクトロルミネッセンス部からの発光を吸収することにより可視光の蛍光を発光する色変換部が、BaとMgを含む無機蛍光体であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0022】
6.光学的微小共振器構造を有し、発光が青紫領域の色である有機エレクトロルミネッセンス部と、前記有機エレクトロルミネッセンス部からの発光を吸収することにより可視光の蛍光を発光する色変換部が、粒径が0.05〜1.0μmのBaとMgを含む無機蛍光体であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0023】
7.光学的微小共振器構造を有し、発光が青紫領域の色である有機エレクトロルミネッセンス部と、前記有機エレクトロルミネッセンス部からの発光を吸収することにより可視光の蛍光を発光する色変換部が、粒径が0.05〜1.0μmのBa1−aEuMgAl1017であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0024】
8.光学的微小共振器構造を有し、発光が青紫領域の色である有機エレクトロルミネッセンス部と、前記有機エレクトロルミネッセンス部からの発光を吸収することにより可視光の蛍光を発光する色変換部が、KとWを含む無機蛍光体であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0025】
9.光学的微小共振器構造を有し、発光が青紫領域の色である有機エレクトロルミネッセンス部と、前記有機エレクトロルミネッセンス部からの発光を吸収することにより可視光の蛍光を発光する色変換部が、粒径が0.05〜1.0μmのKとWを含む無機蛍光体であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0026】
10.光学的微小共振器構造を有し、発光が青紫領域の色である有機エレクトロルミネッセンス部と、前記有機エレクトロルミネッセンス部からの発光を吸収することにより可視光の蛍光を発光する色変換部が、粒径が0.05〜1.0μmのKEu2.5(WO6.25であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0027】
11.有機エレクトロルミネッセンス部が、透明基体の上側に設けられ、前記透明基体側から、ハーフミラー部、発光層を含む有機化合物薄膜、および光反射部をこの順序で有するものであることを特徴とする前記1〜10のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0028】
12.ハーフミラー部が、透明基体側から、誘電体ミラーおよび透明電極をこの順序で有するものであることを特徴とする前記1〜11のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0029】
13.光反射部が、金属電極であることを特徴とする前記1〜12のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0030】
14.色変換部が、誘電体ミラーの下側に設けられていることを特徴とする前記1〜13のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0031】
15.誘電体ミラーは、酸化ケイ素を主成分とする層と酸化チタンを主成分とする層とを複数層積層したものであることを特徴とする前記1〜14のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0032】
16.酸化ケイ素を主成分とする層および酸化チタンを主成分とする層の少なくとも1層が、酸窒化ケイ素または酸窒化チタンを含有することを特徴とする前記15に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0033】
17.透明基体が透明樹脂フィルムであることを特徴とする前記1〜16のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0034】
18.前記1〜17のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子から構成されることを特徴とする表示装置。
【0035】
19.光学的微小共振器構造を有し、発光が青紫領域の色である有機エレクトロルミネッセンス部からの発光を、色変換部に吸収させることにより可視光の蛍光を発光させることを特徴とする発光方法。
【0036】
20.有機エレクトロルミネッセンス部は、透明基体の上側に設けられ、前記透明基体側から、ハーフミラー部、発光層を含む有機化合物薄膜、および光反射部をこの順序で有するものであることを特徴とする前記19に記載の発光方法。
【0037】
21.ハーフミラー部が、透明基体側から、誘電体ミラーおよび透明電極をこの順序で有するものであることを特徴とする前記20に記載の発光方法。
【0038】
22.光反射部が、金属電極であることを特徴とする前記20または21に記載の発光方法。
【0039】
23.色変換部が、誘電体ミラーの下側に設けられていることを特徴とする前記20〜22のいずれか1項に記載の発光方法。
【0040】
24.誘電体ミラーが、酸化ケイ素を主成分とする層と酸化チタンを主成分とする層とを複数層積層したものであることを特徴とする前記20〜23のいずれか1項に記載の発光方法。
【0041】
25.酸化ケイ素を主成分とする層および酸化チタンを主成分とする層の少なくとも1層が、酸窒化ケイ素または酸窒化チタンを含有することを特徴とする前記24に記載の発光方法。
【0042】
26.透明基体が、透明樹脂フィルムであることを特徴とする前記20〜25のいずれか1項に記載の発光方法。
【0043】
27.前記19〜26のいずれか1項に記載の発光方法による発光を用いて表示を行うことを特徴とする表示方法。
【0044】
以下、本発明について詳細に説明する。本発明の有機EL素子は、光学的微小共振器構造を有する有機EL部からの発光が、上述した機構により光強度が強いという利点がある一方、視野角が狭くなり、且つ、角度によって発光色が変化してしまう問題を、色変換部と組み合わせ、該色変換部に前記有機EL部からの発光を吸収させることにより可視光の蛍光として発光させることで全て解決したものである。
【0045】
すなわち、有機EL部からの光強度の強い発光は、色変換部が発光するための励起エネルギーとしてのみ用いられる。そして、色変換部に含有される蛍光化合物からの発光は、指向性がないため視野角が広く、且つ、発光波長は蛍光化合物に特有であるため色変化も起きない。
【0046】
同時に本発明の有機EL素子は、上記特開平3−152897号公報に開示される有機EL部(光学的微小共振器構造を有しない)と色変換部を有する有機EL素子における発光の光強度が低い問題も同時に解決していることになる。
【0047】
結果として、直接視認する表示装置への適用に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子とそれを用いた表示装置、発光方法および表示方法を提供できる。
【0048】
また、本発明の有機EL素子の発光層の発光が、青紫領域の色であることにより、上記特開平3−152897号公報に開示される青〜青緑領域の色の発光をするものに比べて、色変換部からの赤領域の色の発光の光強度を確保することが可能となる。
【0049】
また、上記特開平3−152897号公報に開示される青〜青緑領域の色の発光をする有機化合物薄膜を用い、これに光学的微小共振器構造を付与し、この有機EL部をBGRフルカラーの表示装置に適用した場合、B(青領域の色)の発光については色変換部を用いず直接発光を取り出し、G(緑領域の色)およびR(赤領域の色)の発光については色変換部を介して蛍光体の発光を取り出すことになる。つまり、Bの発光だけは光学的微小共振器構造により増幅された指向性の高い光をそのまま用い、一方、GおよびRの発光は光学的微小共振器構造により増幅された後に色変換部を介すことによって指向性のない視野角の広い光を用いることになる。よって、前記赤領域の色の発光強度が弱いことと合わせ、上記特開平3−152897号公報に開示される青〜青緑領域の色の発光をする有機化合物薄膜をフルカラーの表示装置に適用すると、視認性も発光強度もバランスも悪いものとなってしまう。しかし、本発明の青紫領域の色に発光する有機EL部を用いることによって、BGRのバランスの良い、優れた表示装置を提供することが可能となる。
【0050】
また、本発明の誘電体ミラー構造を有する透明基板は、有機EL素子用以外では、例えば、半透過型の反射層を有する電気工学装置などに応用でき、バックライトから照射される光の利用効率を向上できる。
【0051】
この本発明の透明基板を、上述の本発明の有機EL素子の透明基体および誘電体ミラーとして用いることにより、有機EL部に光学的微小共振器構造を与えることができる。さらに、前記誘電体ミラー構造が、透明基体に防湿性を与え、有機EL素子全体のガスバリア性を高める相乗効果を有することもわかった。
【0052】
また、本発明の透明基板において、透明樹脂フィルム上に誘電体ミラー層を有する構成とした場合には、この透明基板は、フレキシブル性を有し、壊れにくく、軽く、PDA等の携帯装置への適用に優れたものとできる。
【0053】
以下、本発明の各構成要素について説明する。
本発明の有機EL素子は、光学的微小共振器構造を有する有機EL部と、前記有機EL部からの発光を吸収することにより可視光の蛍光を発光する色変換部とを有する。
【0054】
有機EL部と色変換部との相対位置は、有機EL部からの発光を吸収できる位置に色変換部が配置されていれば特に限定はないが、有機EL部からの発光の指向方向に色変換部を積層することが好ましい。
【0055】
有機EL部が光学的微小共振器構造を有するとは、有機EL部内の発光が、有機EL部内で反射を起こし(構成層の屈折率の違い等により)、干渉現象を起こすことを言う。反射を起こさせ、増幅した発光を取り出すためには、発光層を、ハーフミラー部と、光反射部とで挟む構造とすることが好ましい。
【0056】
一つは、Au、Ag、Cu、Pt、Ni、Pd、Se、Te、Rh、Ir、Ge、Os、Ru、Cr、W、ITO、SnO、ZnO等の薄膜状電極とするもので、光反射率が30%以上となる膜厚で構成されたもの、又は、前記薄膜状電極を2層以上積層し、反射率50%以上かつ透過率30%以上を両立する膜である。
【0057】
もう一つは、誘電体ミラーおよび透明電極を積層したものであり、透明基体側からこの順序で有する。誘電体ミラーとしては、屈折率が0.1以上異なる膜を複数層積層したものである。誘電体ミラーは、別名、多層膜ミラーとも呼ぶ。
【0058】
ハーフミラー部の構成として好ましいのは、後者の誘電体ミラーおよび透明電極の組み合わせのものである。
【0059】
光反射部の構成としては、金属電極が考えられ、光反射率は80%以上あることが好ましい。
【0060】
上記本発明の有機EL素子において、有機EL部を光学的微小共振器構造をとするのに、発光層を含む有機化合物薄膜をハーフミラー部と光反射部とで挟む構造とした場合、この構造体の内部で発光波長の光の定在波が存在できる条件を満たすように有機化合物薄膜の光学膜厚とハーフミラー部の光学膜厚を調整する必要がある。該調整方法は公知の方法が適用できる。
【0061】
例えば、特開平6−283271号や、同7−282981号、同9−180883号および時任らのJ.Appl.Phys.,Vol.86,No.5,1 September 1999 p.2407−2411、中山らのAppl.Phys.Lett.63(5),2 August 1993 p.594−595,高田らのAppl.Phys.Lett.63(15),11 October 1993 p.2032−2034などにその調整方法が記載されており、本発明はそれらの何れの方法を用いてもよい。
【0062】
その一例としては下記のような光学長の関係式(数1)が挙げられ、光学長Lは目的の発光波長の1.5倍もしくは2倍になった時に効果的に発光強度の増強と発光スペクトルのシャープ化が観測される。
【0063】
光学的微小共振器の光学長Lが、多層膜ミラー(誘電体ミラー)内部への光の浸み込み分を考慮した式は以下の通りである。
【0064】
(数1) L=(λ/2)×(neff/Δn)+Σncosθ
ここで、neffは多層膜ミラーの有効屈折率、Δnは多層膜ミラーの2つの層の屈折率の差、nとdは有機化合物薄膜と透明電極である透明導電層の屈折率と層厚、θは有機化合物薄膜同士または有機化合物薄膜と透明導電層との各界面に入射する光と界面に立てた法線とのなす角度、で与えられ、理想的には、その光学長Lが目的の発光波長の1.5倍もしくは2.0倍である時に効率の良い光学的微小共振器構造となるが、実用上はその理想光学長の±10%以内であれば本発明の目的は達せられる。
【0065】
上記構成において、式(数1)の第1項のλ/2(neff/Δn)は、共振している光が多層膜ミラーへ浸み込む深さを表している。第1項からわかるように、neffとΔnとは、多層膜ミラーを構成する材料によってきまる定数であるので、光の波長λが決まれば浸み込む深さも決まることになる。また、第2項における各層の屈折率nも材料によってきまる定数であり、また多層膜ミラーの各層の厚さはλ/4に設定されている。従って、光学長Lは、透明導電層及び有機化合物薄膜の厚さdを変更することにより制御することができる。
【0066】
光学的微小共振器に共振する光の波長は、上述の光学長Lによって決定される。すなわち、光学長Lが1/2波長の整数倍に相当する光が光学的微小共振器に共振できる。従って、透明導電層と有機化合物薄膜の合計の厚みを薄くし、光学長Lを小さくして行くと、光学的微小共振器に共振して素子から放出される光の波長も短波長側に変化して行く。この場合、1/2波長の1.5倍が光学長Lと等しい光が共振する光として最も長波長である。従って、素子から放出される光はこれより短波長となる。素子から放出される光が短波長になると、素子前方への指向性が高い光を得ることができる。また、光学長Lを小さくすると素子の発光モードを単一モードにすることができる。
【0067】
光学的微小共振器構造を有する有機EL部は、透明基体の上側に設けられ、前記透明基体側から、誘電体ミラー、透明電極、発光層を含む有機化合物薄膜、および金属電極をこの順序で設けたものが好ましい。
【0068】
本発明の有機EL素子の好ましい層構成としては、
a.透明基体/色変換部/誘電体ミラー/透明電極/有機化合物薄膜/金属電極
b.色変換部/透明基体/誘電体ミラー/透明電極/有機化合物薄膜/金属電極
などがある。
【0069】
上記有機化合物薄膜の構成は、単層でも多層積層でもよく、例えば、多層構成の場合には、有機物以外の層(例えば、フッ化リチウムやフッ化マグネシウム等の無機金属塩の層、またはそれらを含有する層など)が任意の位置に配置されていてもよい。
【0070】
電極(陽極/陰極)と有機化合物薄膜との構成は、基本的には一対の電極の間に、少なくとも1層の発光層を挾持し、必要に応じ、正孔輸送層や電子輸送層を介在させた構造を有する。尚、本発明においては、電極の一方は発光層からの発光を透過する透明電極、他方は光反射能を有する金属電極(金属を含有する電極)とすることが好ましい。
【0071】
具体的には、
1:陽極/発光層/陰極
2:陽極/正孔輸送層/発光層/陰極
3:陽極/発光層/電子輸送層/陰極
4:陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
などの構造がある。
【0072】
陽極としては、仕事関数の大きい(4eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物及び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Au等の金属、CuI、インジウムチンオキシド(ITO)、SnO、ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。これらから構成される電極は透明電極である。該陽極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリングなどの方法により、薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度を余り必要としない場合(100μm以上程度)は、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましく、又、陽極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。更に、膜厚は、用いる材料にもよるが、通常10nm〜1μm、好ましくは10〜200nmの範囲である。
【0073】
一方、陰極としては、仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。これらから構成される電極は金属電極である。
【0074】
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/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属などが挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化などに対する耐久性の点から、電子注入性金属と、これより仕事関数の値が大きく安定な金属である第2金属との混合物、例えばマグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、リチウム/アルミニウム混合物などが好適である。
【0075】
該陰極は、これらの電極物質を、蒸着やスパッタリングなどの方法により薄膜を形成させることにより作製することができる。又、陰極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10nm〜1μm、好ましくは50〜200nmの範囲で選ばれる。
【0076】
尚、発光を透過させるため、有機EL素子の陽極又は陰極の何れか一方が透明(含半透明)であれば、発光効率が向上し好都合である。
【0077】
上記発光層は、電極または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子および正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であっても良い。
【0078】
発光層に使用される材料(以下、発光材料という)は、蛍光または燐光を発する有機化合物または錯体であることが好ましく、有機EL素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができる。このような発光材料は、主に有機化合物であり、所望の色調により、例えば、Macromol.Synth.,125巻,17〜25頁に記載の化合物等を用いることができる。
【0079】
発光材料は、発光性能の他に、前記正孔輸送機能や電子輸送機能を併せ持っていても良く、前記正孔輸送材料や電子輸送材料の殆どが、発光材料としても使用できる。
【0080】
発光材料は、p−ポリフェニレンビニレンやポリフルオレンのような高分子材料でも良く、さらに前記発光材料を高分子鎖に導入した、または前記発光材料を高分子の主鎖とした高分子材料を使用しても良い。
【0081】
また、発光層にはドーパント(ゲスト物質)を併用してもよく、EL素子のドーパントとして使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。ドーパントの具体例としては、例えば、キナクリドン、DCM、クマリン誘導体、ローダミン、ルブレン、デカシクレン、ピラゾリン誘導体、スクアリリウム誘導体、ユーロピウム錯体等がその代表例として挙げられる。
【0082】
この発光層は、上記化合物を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、LB法などの公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。発光層としての膜厚は、特に制限はないが、通常は5nm〜5μmの範囲で選ばれる。この発光層は、これらの発光材料一種又は二種以上からなる一層構造であってもよいし、あるいは、同一組成又は異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。
【0083】
また、この発光層は、特開昭57−51781号公報に記載されているように、樹脂などの結着材と共に上記発光材料を溶剤に溶かして溶液としたのち、これをスピンコート法などにより薄膜化して形成することができる。このようにして形成された発光層の膜厚については、特に制限はなく、状況に応じて適宜選択することができるが、通常は5nm〜5μmの範囲である。
【0084】
本発明においては、発光層からの発光は、青紫領域の色である。
本発明の有機EL素子において、その発光層からの発光である青紫領域の色は、分光放射輝度計CS−1000(ミノルタ製)等の測定器で測定し、その結果、座標が、CIE色度座標(「新編色色彩科学ハンドブック」108頁の図4.16(日本色彩学会編、東京大学出版会、1985))に当てはめたとき、Purplish Blue(紫青)、または、Bluish Purple(青紫)の領域にある場合をいう。
【0085】
前記青紫領域の発光を示す化合物の一般的な特徴としては、溶液中における蛍光極大波長が350nm以上420nm以下に入るものが好ましく、蛍光量子収率が0.1以上のものが好ましい。
【0086】
そのような発光材料の具体例としては、特開2000−203091(対応EP公開済:EP1067165A)、特開2001−160488、同2001−81453、同2001−93670、同2002−56975等に記載されている。
【0087】
具体例の一部を下記に示すが、これに限定されるものではない。
【0088】
【化1】

Figure 2004014335
【0089】
【化2】
Figure 2004014335
【0090】
【化3】
Figure 2004014335
【0091】
【化4】
Figure 2004014335
【0092】
【化5】
Figure 2004014335
【0093】
【化6】
Figure 2004014335
【0094】
尚、上記発光材料BP−9の合成例を以下に示す。
【0095】
【化7】
Figure 2004014335
【0096】
2,5−ジメチルアニリン2.37gと、2,5−ジメチルヨードベンゼン10gと、銅粉1.25gと炭酸カリウム2.98gを撹拌しながら200度で30時間加熱した。反応溶液にテトラヒドロフランと酢酸エチルと水を加えた後セライトを用いて濾過し、水層を除去し、残りの有機層を飽和食塩水で洗った後硫酸マグネシウムで乾燥し、濃縮、カラム精製後、酢酸エチルで再結晶することで5gのトリフェニルアミン(A)を得た。次に塩化メチレン25mlに(A)2.0gを加え、これに0度で2.9gの臭素を滴下し、1時間撹拌後濃縮、精製することで2.7gのトリス(4−ブロモ−2,5−ジメチルフェニル)アミン(B)を得た。(B)1.00gをテトラヒドロフラン50ml−水5ml2層系の溶媒中、炭酸カリウム、パラジウム触媒の存在下、1.00gナフチルボロン酸と反応させることで690mgの本発明の例示化合物(3)を得た。NMR及びマススペクトルにより目的物であることを確認した。
【0097】
BP−9のデータ:H−NMR(400MHz,CDCl)δ/ppm1.96(s,9H),2.05(s,9H),6.90(s,3H),7.09(s,3H),7.40(t,J=6.8Hz,3H),7.41(t,J=6.8Hz,3H),7.47(t,J=6.8Hz,3H),7.52(t,J=8.1Hz,3H),7.54(m,3H),7.84(d,J=8.1Hz,3H),7.89(d,J=8.1Hz,3H)
MS(FAB)m/z707(M
また、必要に応じて設けられる正孔輸送層は、陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有し、この正孔輸送層を陽極と発光層の間に介在させることにより、より低い電界で多くの正孔が発光層に注入され、その上、発光層に陰極又は電子輸送層より注入された電子は、発光層と正孔輸送層の界面に存在する電子の障壁により発光層内の界面に累積され、発光効率が向上するなど、発光性能の優れた素子となる。
【0098】
この正孔輸送層の材料(以下、正孔輸送材料という)については、上記の好ましい性質を有するものであれば特に制限はなく、従来、光導伝材料において、正孔の電荷輸送材料として慣用されているものや、EL素子の正孔輸送層に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。
【0099】
上記正孔輸送材料は、正孔の注入、電子の障壁性の何れかを有するものであり、有機物,無機物の何れであってもよい。この正孔輸送材料としては、例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、又、導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。
【0100】
正孔輸送材料としては、上記のものを使用することができるが、例えば、ポルフィリン化合物、芳香族第3級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第3級アミン化合物を用いることが好ましい。上記芳香族第3級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、N,N,N′,N′−テトラフェニル−4,4′−ジアミノフェニル;N,N′−ジフェニル−N,N′−ビス(3−メチルフェニル)−〔1,1′−ビフェニル〕−4,4′−ジアミン(TPD);2,2−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)プロパン;1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)シクロヘキサン;N,N,N′,N′−テトラ−p−トリル−4,4′−ジアミノビフェニル;1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)−4−フェニルシクロヘキサン;ビス(4−ジメチルアミノ−2−メチルフェニル)フェニルメタン;ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)フェニルメタン;N,N′−ジフェニル−N,N′−ジ(4−メトキシフェニル)−4,4′−ジアミノビフェニル;N,N,N′,N′−テトラフェニル−4,4′−ジアミノジフェニルエーテル;4,4′−ビス(ジフェニルアミノ)クオードリフェニル;N,N,N−トリ(p−トリル)アミン;4−(ジ−p−トリルアミノ)−4′−〔4−(ジ−p−トリルアミノ)スチリル〕スチルベン;4−N,N−ジフェニルアミノ−(2−ジフェニルビニル)ベンゼン;3−メトキシ−4′−N,N−ジフェニルアミノスチルベンゼン;N−フェニルカルバゾール、更には、米国特許5,061,569号に記載されている2個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、4,4′−ビス〔N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ〕ビフェニル(NPD)、特開平4−308688号に記載されるトリフェニルアミンユニットが三つスターバースト型に連結された4,4′,4″−トリス〔N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン(MTDATA)等が挙げられる。
【0101】
さらに、これらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
【0102】
又、p型−Si,p型−SiC等の無機化合物も正孔輸送材料として使用することができる。以上の正孔輸送材料のほかに、特に本発明の好ましい形態である青紫領域の発光を得るためには、溶液中での蛍光極大波長が420nm以下の化合物、または、非蛍光性化合物(蛍光量子収率が0.01未満の化合物)であることが好ましく、その代表例としては以下が挙げられる。
【0103】
【化8】
Figure 2004014335
【0104】
この正孔輸送層は、上記正孔輸送材料を、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、LB法など、公知の方法により薄膜化することで形成することができる。正孔輸送層の膜厚については、特に制限はないが、通常は5nm〜5μm程度である。
【0105】
この正孔輸送層は、上記材料の1種又は2種以上からなる1層構造であってもよく、同一組成又は異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。
【0106】
更に、必要に応じて用いられる電子輸送層は、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。
【0107】
この電子輸送層に用いられる材料(以下、電子輸送材料と称する)の例としては、例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体,ジフェニルキノン誘導体,チオピランジオキシド誘導体,ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物,カルボジイミド,フルオレニリデンメタン誘導体,アントラキノジメタン及びアントロン誘導体,オキサジアゾール誘導体などが挙げられる。又、特開昭59−194393号に記載される一連の電子伝達性化合物は、該公報では発光層を形成する材料として開示されているが、本発明者らが検討の結果、電子輸送材料として用い得ることが判った。更に、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引性基として知られているキノキサリン環を有するキノキザリン誘導体なども、電子輸送材料として用いることができる。
【0108】
さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
【0109】
又、8−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス(8−キノリノール)アルミニウム(Alq)、トリス(5,7−ジクロロ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5,7−ジブロモ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(2−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、ビス(8−キノリノール)亜鉛(Znq)等、及びこれらの金属錯体の中心金属がIn、Mg、Cu、Ca、Sn、Ga又はPbに置き替わった金属錯体も電子輸送材料として用いることができる。その他、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホ基などで置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。又、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔輸送層と同様に、n型−Si,n型−SiC等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
【0110】
電子輸送材料も正孔輸送層と同様に、特に青紫領域の発光を得る場合には、短波長の蛍光発光を持つ化合物が好ましく、目安としては溶液中での蛍光極大波長が420nm以下の化合物が好ましい。また、非蛍光性化合物(蛍光量子収率が0.01未満)であってもよい。
【0111】
この電子輸送層は、上記化合物を、例えば、真空蒸着法,スピンコート法,キャスト法,LB法などの公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。電子輸送層としての膜厚は特に制限はないが、通常は5nm〜5μmの範囲で選ばれる。この電子輸送層は、これらの電子輸送材料1種又は2種以上からなる1層構造でもよいし、同一組成又は異種組成の複数層から成る積層構造でもよい。
【0112】
陽極と発光層または正孔輸送層の間及び陰極と発光層または電子輸送層との間には、バッファー層(電極界面層ともいう)を存在させてもよい。
【0113】
バッファー層とは、駆動電圧低下や発光効率向上のために、電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日 エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(第123頁〜第166頁)に詳細に記載されており、具体的には、陽極バッファー層と陰極バッファー層とがある。
【0114】
陽極バッファー層は、特開平9−45479号、同9−260062号、同8−288069号等に詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン(エメラルディン)やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。
【0115】
陰極バッファー層は、特開平6−325871号、同9−17574号、同10−74586号等に詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。
【0116】
上記バッファー層は、ごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるが、その膜厚は0.1〜100nmの範囲が好ましい。
【0117】
さらに、上記基本構成層の他に、必要に応じてその他の機能を有する層を積層してもよく、例えば特開平11−204258号、同11−204359号、および「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日 エヌ・ティー・エス社発行)」の第237頁等に記載されている正孔阻止(ホールブロック)層などのような機能層を有していても良い。
【0118】
誘電体ミラーは、屈折率の異なる層を積層したものであって、酸化ケイ素層(SiO)を主成分とする層と酸化チタン層(TiO)を主成分とする層とを複数層積層したものを好ましく用いることが出来る。例えば、TiO(屈折率n=2.40)とSiO(屈折率n=1.46)の3回交互積層のスタックミラーを用いることができ、この場合、波長550nm付近で60%程度の反射率が得られる。反射波長域(ストップバンド幅)は、λ/4の条件を満たす膜厚にすることで自由に設計できる。
【0119】
また、上記酸化物(SiO、TiO)には必要に応じて、特にガスバリア性をさらに向上させたい場合には、成膜時に窒素を加え、部分的に窒化物にしてもよく、その場合には、SiO、TiOという組成で表される酸窒化物となる。窒素の比率を上昇させるとガスバリア性が増強されるが、逆に透過率が低下するため、xおよびyは、0.4≦x/(x+y)≦0.8であることが好ましい。
【0120】
透明基体としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。本発明において透明基体は、透明樹脂フィルムを好ましく用いることができ、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート(PC)、セルローストリアセテート(TAC)、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)等からなるフィルム等が挙げられる。
【0121】
本発明の誘電体ミラー構造を有する透明基板は、屈折率の異なる層を積層した構造であれば特に限定はないが、上記のような透明基体の上側に、上記誘電体ミラー層を有するものが好ましい。
【0122】
本発明の誘電体ミラー構造を有する透明基板は、もちろん本発明の有機EL素子に用いることが可能であるが、それ以外の用途としては、半透過型の液晶表示装置、空間光変調器等、電気光学装置応用が考えられる。
【0123】
本発明の誘電体ミラー構造を有する透明基板を、本発明の有機EL素子に適用する場合には、場合によって、透明基体と誘電体ミラー層の間に後述の色変換部を設けてもよいし、誘電体ミラー層の上にさらに保護層を設けてもよい。
【0124】
尚、本発明の誘電体ミラー構造を有する透明基板において、透明基体の上側に誘電体ミラー層を設ける方法としては、蒸着法、スパッタリング法等が適用できる。
【0125】
色変換部としては、色変換層であることが好ましい。色変換部は、有機EL部からの発光を吸収して、波長変換し、可視光の蛍光を発光する蛍光色素を含有するものである。
【0126】
本発明では、蛍光色素として、無機蛍光体を用いる。本発明で用いることのできる無機蛍光体は液相合成法で合成することが好ましい。
【0127】
本発明における液相合成法とは、液体の存在下または液中で無機蛍光体、無機蛍光体前駆体を合成する事であり、冷却晶析をはじめとするあらゆる晶析法や共沈法を含むが反応晶析法であることが好ましい。
【0128】
反応晶析法とは、液相中または気相中で原料溶液または原料ガスを混合する事によって無機蛍光体または無機蛍光体前駆体を合成する方法である。本願の反応晶析法は好ましくは液相中での反応であり、より好ましくは液相中での原料溶液の反応である。
【0129】
無機蛍光体前駆体結晶とは、無機蛍光体の中間生成物であり、前記無機蛍光体前駆体結晶を所定の温度で焼成することにより、無機蛍光体が得られる。
【0130】
液相法で前駆体を合成した後、必要に応じてろ過、蒸発乾固、遠心分離等の方法で回収した後に好ましくは洗浄を行い、更に乾燥、焼成等の諸工程を施してもよく、分級してもよい。
【0131】
本発明の無機蛍光体の製造方法では、焼成工程に先立って脱塩工程を経ることにより、前駆体から副塩などの不純物を取り除くことが好ましい。前駆体脱塩後の電気伝導度が0.01〜20mS/cmの範囲であることが好ましく、更に好ましくは0.01〜10mS/cmであり、特に好ましくは0.01〜5mS/cmである。0.01mS/cm未満の電気伝導度にしても特に効果は大きくならないが、生産性が低くなってしまう。また20mS/cmを超えると副塩や不純物が充分に除去できていない為に粒子の粗大化や粒子径分布が広くなり、発光強度が劣化してしまう。
【0132】
本発明において、上記記載の電気伝導度の測定方法はどのような方法を用いることも可能であるが、市販の電気伝導度測定器を使用すればよい。
【0133】
本発明における脱塩工程としては、各種膜分離法、凝集沈降法、電気透析法、イオン交換樹脂を用いた方法、ヌーデル水洗法などを適用することが好ましい。また、原料溶液の一つ以上または全部に保護コロイドを混合してもかまわない。本発明で用いられる保護コロイドは、粒子同士の凝集を防ぐために機能しており、特開2001−329262の晶癖制御に用いられている有機ポリマーとは明らかに機能が異なる。本願の保護コロイドは、天然、人工を問わず各種高分子化合物を用いる事ができる。その際、保護コロイドの平均分子量は、10,000以上が好ましく、10,000以上300,000以下がより好ましく、10,000以上30,000以下が特に好ましい。また、本願の保護コロイドは、タンパク質が好ましく、ゼラチンが特に好ましい。また、単一の組成である必要はなく、各種バインダーを混合してもよい。
【0134】
ここで言う平均粒径とは、粒子が立方体あるいは八面体の所謂、正常晶の場合には、粒子の稜の長さを言う。又、正常晶でない場合、例えば球状、棒状あるいは平板状粒子の場合には、粒子の体積と同等な球を考えた時の直径を言う。
【0135】
又、粒子は単分散であることが好ましい。ここで言う単分散とは、下記式で求められる単分散度が40%以下の場合を示す。本発明において、単分散度としては30%以下が更に好ましく、0.1〜20%が特に好ましい。
【0136】
単分散度=(粒径の標準偏差/粒径の平均値)×100
本発明においては、無機蛍光体前駆体の乾燥方法には特に限定はなく、真空乾燥、気流乾燥、流動層乾燥、噴霧乾燥等、あらゆる方法が用いられる。
【0137】
本発明においては、無機蛍光体前駆体の焼成温度、時間に特に限定はなく、無機蛍光体の種類に応じて適宜選択できる。更に、焼成時のガス雰囲気は、酸化性雰囲気、還元性雰囲気又は不活性雰囲気の何れでもよく、目的に応じて適宜選択できる。焼成装置としても特に限定はなく、あらゆる装置を使用することができる。例えば箱型炉や坩堝炉、ロータリーキルン等が好ましく用いられる。
【0138】
焼成時に焼結防止剤を添加しても添加しなくともよい。添加する場合は、前駆体形成時にスラリーとして添加してもよく、又、粉状のものを乾燥済前駆体と混合して焼成する方法も好ましく用いられる。更に、焼結防止剤に特に限定はなく、無機蛍光体の種類、焼成条件によって適宜選択される。例えば、無機蛍光体の焼成温度域によって800℃以下での焼成にはTiO等の金属酸化物が、1000℃以下での焼成にはSiOが、1700℃以下での焼成にはAlが、それぞれ好ましく使用される。
【0139】
本発明で用いる無機蛍光体は、平均粒径は0.05〜1.0μmであるが、0.8μm以下であることが好ましい。ここで無機蛍光体の粒径は、球換算粒径を意味する。球換算粒径とは、粒子の体積と同体積の球を想定し、該球の粒径をもって表した粒径である。
【0140】
また、粒径分布も上記と同様の理由から予め狭い方が有利であり、具体的には、粒径分布の変動係数が100%以下であることが好ましく、70%以下であることが更に好ましい。ここで粒径分布の変動係数(粒子分布の広さ)とは、下式によって定義される値である。
【0141】
粒径分布の広さ(変動係数)[%]
=(粒子サイズ分布の標準偏差/粒子サイズの平均値)×100
上記無機系蛍光体は、必要に応じて表面改質処理を施してもよく、その方法としてはシランカップリング剤等の化学的処理によるものや、サブミクロンオーダーの微粒子等の添加による物理的処理によるもの、さらにはそれらの併用によるもの等が挙げられる。
【0142】
希土類錯体系蛍光体としては、希土類金属としてCe、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb等を有するものが挙げられ、錯体を形成する有機配位子としては、芳香族系、非芳香族系のどちらでも良く、好ましく下記一般式(B)で表される化合物が好ましい。
【0143】
一般式(B) Xa−(L)−(L−(L)−Ya
[式中、L、L、Lはそれぞれ独立に2個以上の結合手を持つ原子を表わし、nは0または1を表わし、XaはLの隣接位に配位可能な原子を有する置換基を表わし、YaはLの隣接位に配位可能な原子を有する置換基を表わす。さらにXaの任意の部分とLとは互いに縮合して環を形成してもよく、Yaの任意の部分とLとは互いに縮合して環を形成してもよく、LとLとは互いに縮合して環を形成してもよく、さらに分子内に芳香族炭化水素環または芳香族複素環が少なくとも一つ存在する。ただし、Xa−(L)−(L−(L)−Yaがβ−ジケトン誘導体やβ−ケトエステル誘導体、β−ケトアミド誘導体又は前記ケトンの酸素原子を硫黄原子又は−N(R201)−に置き換えたもの、クラウンエーテルやアザクラウンエーテルまたはチアクラウンエーテルまたはクラウンエーテルの酸素原子を任意の数硫黄原子または−N(R201)−に置き換えたクラウンエーテルを表わす場合には芳香族炭化水素環または芳香族複素環は無くてもよい。−N(R201)−において、R201は、水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基を表す。]
一般式(B)において、XaおよびYaで表される配位可能な原子とは、具体的には酸素原子、窒素原子、硫黄原子、セレン原子、テルル原子であり、特に酸素原子、窒素原子、硫黄原子であることが好ましい。
【0144】
一般式(B)において、L、L、Lで表される2個以上の結合手を持つ原子としては、特に制限はないが、代表的には炭素原子、酸素原子、窒素原子、シリコン原子、チタン原子等が挙げられるが、このましいものは炭素原子である。
【0145】
以下に一般式(B)で表される希土類錯体系蛍光体の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0146】
【化9】
Figure 2004014335
【0147】
【化10】
Figure 2004014335
【0148】
【化11】
Figure 2004014335
【0149】
【化12】
Figure 2004014335
【0150】
【化13】
Figure 2004014335
【0151】
【化14】
Figure 2004014335
【0152】
【化15】
Figure 2004014335
【0153】
色変換部を設ける場所は、前記光学的微小共振器構造を有する有機EL部からの発光を吸収できる位置であれば特に限定はないが、透明電極と透明基体との間、または、透明基体の前記透明電極とは反対側(発光を取り出す前側)に設けることが好ましい。
【0154】
上記色変換部は、上記無機蛍光体を蒸着あるいはスパッタリング法による製膜や、適当な樹脂をバインダとしてその中に分散させた塗布膜等いずれの形態であっても構わない。膜厚は、100nm〜5mm程度が適当である。ここで、適当な樹脂をバインダとしてその中に分散させた塗布膜とする場合、無機蛍光体の分散濃度は、蛍光の濃度消光を起こすことがなく、かつ、有機EL部からの発光を十分に吸収できる範囲であればよい。無機蛍光体の種類によるが、使用する樹脂1gに対して10−7〜10−3モル程度が適当である。無機蛍光体の場合は、濃度消光がほとんど問題とならないため、樹脂1gに対して0.1〜10g程度使用できる。
【0155】
本発明の有機EL素子は、照明用や露光光源のような一種のランプとして使用しても良いし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、画像を直接視認するタイプの表示装置(ディスプレイ)として使用しても良い。動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス(パッシブマトリクス)方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでも良い。
【0156】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明の態様はこれに限定されるものではない。
【0157】
<無機蛍光体の作製>
無機蛍光体1(赤色無機蛍光体 固相法)
赤色無機蛍光体は、原料として塩化カリウム(KCl)と酸化ユウロピウム(Eu)とタングステン酸ナトリウム(Na(WO))とをモル比で0.6:0.3:0.1:1.0となるように配合し、適量のフラックスと共にボールミルで混合し、1,400℃酸化条件下で2時間焼成し無機蛍光体1(KEu2.5(WO6.25)を得た。
【0158】
無機蛍光体2(赤色無機蛍光体 液相法)
水1000mlを溶液[A]とした。水500mlにカリウムのイオン濃度が0.4659mol/l、ユウロピウムのイオン濃度が0.0388mol/lとなるように塩化カリウム、硝酸ユウロピウム六水和物を溶解し溶液[B]とした。水500mlにタングステン酸のイオン濃度が0.7763mol/lとなるようにタングステン酸ナトリウムを溶解し溶液[C]とした。
【0159】
図1の反応容器に溶液[A](21)を入れ温度を40℃に保ち、攪拌翼を用いて攪拌を行った。その状態で同じく40℃に保った溶液[B](22)、溶液[C](23)を溶液[A](21)の入った反応容器下部ノズルより100ml/minの速度で等速添加を行った。添加後10分間熟成を行い、前駆体2を得た。その後前駆体2を濾過乾燥し乾燥前駆体2を得た。さらに乾燥前駆体2を1,400℃酸化条件下で2時間焼成し無機蛍光体2を得た。
【0160】
無機蛍光体3(緑色無機蛍光体 固相法)
緑色無機蛍光体は、原料として酸化バリウム(BaO),酸化硅素(SiO)をモル比で2対1に配合する。次に、この混合物に対して所定量の酸化ユウロピウム(Eu)を添加し、ボールミルで混合後、1,000℃ 5%H−95%N雰囲気条件下で2時間焼成し無機蛍光体3を得た。
【0161】
無機蛍光体4(緑色無機蛍光体 液相法)
水1000mlを溶液[A]とした。水500mlにシリコンのイオン濃度が0.5000mol/lとなるように、メタ珪酸ナトリウムを溶解し溶液[B]とした。水500mlにバリウムのイオン濃度が0.9500mol/l、マンガンのイオン濃度が0.0500mol/lとなるように硝酸バリウムと硝酸ユウロピウム六水和物を溶解し溶液[C]とした。
【0162】
図1の反応容器に溶液[A]を入れ温度を40℃に保ち、攪拌翼を用いて攪拌を行った。その状態で同じく40℃に保った溶液[B]、[C]を溶液[A]の入った反応容器下部ノズルより100ml/minの速度で等速添加を行った。添加後10分間熟成を行い、前駆体4を得た。その後前駆体4を濾過乾燥し乾燥前駆体4を得た。
さらに乾燥前駆体4を1,000℃ 5%H−95%N雰囲気条件下で2時間焼成し無機蛍光体4を得た。
【0163】
無機蛍光体5(青色無機蛍光体 固相法)
青色無機蛍光体は、まず、原料として炭酸バリウム(BaCO),炭酸マグネシウム(MgCO),酸化アルミニウム(α−Al)をモル比で1対1対5に配合する。次に、この混合物に対して、所定量の酸化ユウロピウム(Eu)を添加する。そして、適量のフラックス(AlF,BaCl)と共にボールミルで混合し、1,600℃還元条件下で2時間焼成し無機蛍光体5を得た。
【0164】
無機蛍光体6(青色無機蛍光体 液相法)
水1000mlを溶液[A]とした。水500mlにバリウムのイオン濃度が0.0900mol/l、マグネシウムのイオン濃度が0.1000mol/l、ユウロピウムのイオン濃度が0.01mol/lとなるように、塩化バリウム2水和物、塩化マグネシウム6水和物、塩化ユウロピウム6水和物を溶解し溶液[B]とした。水500mlにアルミニウムのイオン濃度が1.000mol/lとなるように塩化アルミニウム6水和物を溶解し溶液[C]とした。
【0165】
図1の反応容器に溶液[A]を入れ温度を40℃に保ち、攪拌翼を用いて攪拌を行った。その状態で同じく40℃に保った溶液[B]、[C]を溶液[A]の入った反応容器下部ノズルより100ml/minの速度で等速添加を行った。添加後10分間熟成を行い、前駆体6を得た。その後前駆体6を濾過乾燥し乾燥前駆体6を得た。さらに乾燥前駆体6を1,600℃還元条件下で2時間焼成し無機蛍光体6を得た。
【0166】
大塚電子(株)蛍光スペクトル測定装置を用いて、147nm励起における発光強度測定を行い、比較例である無機蛍光体の発光強度を100%としたときの無機蛍光体の相対発光強度は以下のようになった。また、無機蛍光体の粒径を走査型電子顕微鏡で観察し、粒子500個の平均粒径を測定した。
【0167】
【表1】
Figure 2004014335
【0168】
以上のように本発明の無機蛍光体粒子は優れた特性を持つことが明らかとなった。また平均粒径が小さくなっても、相対発光強度が減少しないという長所を持つことがわかる。
【0169】
実施例1
サイズ25mm×75mm、厚さ0.1mmの市販PES(ポリエーテルスルホン)フィルム(住友ベークライト(株)製スミライトFS−1300)上に、RFマグネトロンスパッタ法で酸化ケイ素層(SiO)、酸化チタン層(TiO)の順で最後が酸化チタン層になるように、交互に各3層積層した誘電体ミラーを形成した。このとき、酸化ケイ素層、酸化チタン層の膜厚は、それぞれ、69nm、42nmとした。
【0170】
なお、この誘電体ミラーは、素子から放出される光の波長を405nmとして設計した。
【0171】
以上のようにして、透明樹脂フィルムを構成材料とし、誘電体ミラー構造を有する透明基板を作製することができた。
【0172】
誘電体ミラーを設けたことで、PESフィルム単独の場合に比べて、防湿性は格段に向上した。
【0173】
実施例2
実施例1において、酸化ケイ素層を酸窒化ケイ素層に、酸化チタン層を酸窒化チタン層に変更した以外は、実施例1と同様にして、透明樹脂フィルムを構成材料とし、誘電体ミラー構造を有する透明基板を作製したところ、実施例1の透明基板に比べ、防湿性が更に向上した。
【0174】
実施例3
実施例1で作製した透明基板の誘電体ミラーの上にRFマグネトロンスパッタ法で、透明電極(陽極)として、透明導電層(ITO)を50nmの厚さで形成した。これを有機溶剤で十分に洗浄後、真空蒸着装置内に固定した。まず、正孔輸送層として、m−MTDATXAを20nm、発光層としてDMPhenを20nm、電子輸送層として、バソキュプロイン(BC)20nm蒸着した。これにより、透明導電層と有機化合物薄膜との合計が110nmとなった。DMPhenは、上述のBP−13である。以下にm−MTDATXAとBCの構造式を示す。
【0175】
【化16】
Figure 2004014335
【0176】
この素子における光学的微小共振器の光学長は、透明導電層と有機化合物薄膜の厚さと屈折率及び誘電体ミラーへの浸み込み量から、上述の式(数1)により、目的とする波長405nmの1.5倍になった。
【0177】
陰極としてMgAg合金(10:1)を180nm蒸着した。
<無機蛍光体を用いた色変換フィルターの作製>
平均粒径5nmのエアロジル0.16gにエタノール15gおよびγ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン0.22gを加えて開放系室温下1時間攪拌した。この混合物と無機蛍光体1の20gとを乳鉢に移し、よくすり混ぜた後、70℃のオーブンで2時間、さらに120℃のオーブンで2時間加熱し、表面改質した無機蛍光体1を得た。
【0178】
また、同様にして、無機蛍光体2〜6の表面改質も行った。
上記の表面改質を施した無機蛍光体1の10gに、トルエン/エタノール=1/1の混合溶液(300g)で溶解されたブチラール(BX−1)30gを加え、攪拌した後、Wet膜厚200μmでガラス上に塗布した。得られた塗布済みガラスを100℃のオーブンで4時間加熱乾燥し、本発明の色変換部としての赤色変換フィルター(F−1)を作製した。
【0179】
また、これと同じ方法で無機蛍光体3を塗設した緑色変換フィルター(F−3)および無機蛍光体5を塗設した青色変換フィルター(F−5)を作製した。同様にして、無機蛍光体2,4,6を塗設したフィルターF−2、F−4、F−6を作製した。
【0180】
続いて、透明樹脂フィルムの透明基体の下側に、色変換部として青色変換フィルター(F−5)をストライプ状に貼り付けた。本実施例の有機EL素子は、以下のような構成である。
【0181】
色変換部/透明基体/誘電体ミラー/透明電極/有機化合物薄膜/金属電極
以上により、光学的微小共振器構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子が作製された。
【0182】
この素子に8Vの電圧を印加したところ、鮮明な青色の発光が得られた。発光スペクトルの極大発光波長は448nm、CIE色度座標上で、(0.15,0.06)となった。
【0183】
さらに、上記色変換部の青色変換フィルター(F−5)を、緑色変換フィルター(F−3)または赤色変換フィルター(F−1)に代えた有機EL素子を作製した。その結果、緑色変換フィルター(F−3)を設けた有機EL素子からは、極大発光波長532nm、CIE色度座標上(0.24,0.63)の緑色光が、赤色変換フィルター(F−1)を設けた有機EL素子からは、極大発光波長615nm、CIE色度座標上(0.63,0.33)の赤色光が、それぞれ得られた。
【0184】
また、以下のような色変換部の位置を透明基体の上側に変更した以下の層構成の有機EL素子を作製した。
【0185】
透明基体/色変換部/誘導体ミラー/透明電極/有機化合物薄膜/金属電極
この場合も、上記青、緑、赤色とほぼ同様の極大発光波長、CIE色度座標の発光スペクトルが得られた。
【0186】
尚、使用した透明基板を実施例2で作製したものに変更しても同等の結果を得ることが出来た。
【0187】
比較例1
実施例1で作製した誘電体ミラーにおいて、SiO層、TiO層の膜厚を、それぞれ、79nm、48nmとした以外は、実施例1と全く同様にして、誘電体ミラー構造を有する透明基板を作製した。
【0188】
この誘電体ミラー構造を有する透明基板上にRFマグネトロンスパッタ法で透明導電層(ITO)を50nm形成した。これら基板を有機溶剤で十分に洗浄後、真空蒸着装置内に固定した。まず、正孔輸送層として、m−MTDATAを40nm、発光層としてDPVBiを25nm蒸着、電子輸送層として、Alqを10nm蒸着した。これにより、透明導電層と有機化合物層の合計が125nmとなった。
【0189】
以下に、m−MTDATA、DPVBi、Alqの構造式を示す。
【0190】
【化17】
Figure 2004014335
【0191】
この素子における光学的微小共振器の光学長は、透明導電層と有機化合物薄膜の厚さと屈折率及び誘電体ミラーへの浸み込み量から、上述の式(数1)により、目的とする波長460nmの1.5倍になった。最後に陰極としてMgAg合金(10:1)を180nm蒸着した。
【0192】
<有機蛍光体を用いた色変換部の作製>
有機蛍光体を用いた色変換部は、特開平3−152897号公報と同様にして作製した。具体的には、緑色変換部は前記公報に記載のクマリン153をポリメチルメタクリレート(PMMA)分散膜とし、赤色変換部は前記公報に記載のフェノキサジン9とピリジン1のPMMA分散膜としたものを用いた。
【0193】
透明樹脂フィルムの透明基体の下側に、色変換部として緑色変換部をストライプ状に貼り付けた。この素子に8Vの電圧を印加したところ、緑色の発光が得られた。発光スペクトルの極大発光波長は532nm、CIE色度座標上で、(0.24,0.63)となった。
【0194】
さらに、上記緑色変換部を、赤色変換部に代えた有機EL素子を作製した。この素子に8Vの電圧を印加したところ、赤色の発光が得られた。発光スペクトルの極大発光波長は615nm、CIE色度座標上で(0.63,0.32)となった。
【0195】
以上により、光学的微小共振器構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子が作製されたが、発光層からの光が青紫色の場合の上記実施例2に比べると、緑色、及び赤色の発光輝度はいずれも低い値であった。また、この場合、発光層からの光が青色であるため色変換部を要さず、青色の光学的微小共振器構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子は、視野角が得られずに、作製が困難となる欠点がある。
【0196】
比較例2
上記実施例3において、SiO、TiOを各3層積層した誘電体ミラーを形成する工程を省いた以外は、実施例3と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。この時、本比較例の有機EL素子の層構成は、
色変換部/透明基体/透明電極/有機化合物薄膜/金属電極
である。
【0197】
青色光、緑色光、赤色光の強度はそれぞれ、実施例3の0.27倍、0.33倍、0.24倍であった。
【0198】
比較例3
上記比較例1において、SiO、TiOを各3層積層した誘電体ミラーを形成する工程を省いた以外は、比較例1と同様に、有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。この時、本比較例の有機EL素子の層構成は、
色変換部/透明基体/透明電極/有機化合物薄膜/金属電極
である。
【0199】
緑色光、赤色光の強度はそれぞれ、比較例1の0.40倍、0.33倍であった。有機EL部からの青色発光を色変換した場合は、有機EL部からの青紫色発光を色変換した場合に比べると、光学的微小共振器構造を導入することによる発光強度の増大効果は小さいことがわかる。
【0200】
比較例4
上記実施例3において、色変換部を作製する工程を省いた以外は、実施例3と同様に、有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。本比較例の発光スペクトルは、極大発光波長405nm、半値幅12nm、CIE色度座標(x=0.16,y=0.036)の青紫色の発光を得ることができた。ところが、発光の放射パターンは、視野角が得られないため表示装置には適さないことがわかった。
【0201】
実施例4
以下、上記実施例3で作製した本発明の有機EL素子から構成される本発明の表示装置の一例を図面に基づいて以下に説明する。
【0202】
図2は、有機EL素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。
【0203】
ディスプレイ1は、複数の画素3を有する表示部A、画像情報に基づいて表示部Aの画像走査を行う制御部B等からなる。
【0204】
制御部Bは、表示部Aと電気的に接続され、複数の画素3それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線毎の画素3が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部Aに表示する。
【0205】
図3は、表示部Aの模式図である。
表示部Aは基体上に、複数の走査線5およびデータ線6を含む配線部と、複数の画素3等とを有する。表示部Aの主要な部材の説明を以下に行う。
【0206】
図においては、画素3の発光した光が、白矢印方向(下方向)へ取り出される場合を示している。
【0207】
配線部の走査線5および複数のデータ線6は、それぞれ導電材料からなり、走査線5とデータ線6は格子状に直交して、直交する位置で画素3に接続している(詳細不図示)。
【0208】
画素3は、走査線5から走査信号が印加されると、データ線6から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を、適宜、同一基体上に並置することによって、フルカラー表示が可能となる。
【0209】
次に、画素3の発光プロセスを説明する。
図4は、画素3の模式図である。
【0210】
画素3は、有機EL素子10、スイッチングトランジスタ11、駆動トランジスタ12、コンデンサ13等を備えている。
【0211】
図において、制御部Bからデータ線6を介してスイッチングトランジスタ11のドレインに画像データ信号が印加される。そして、制御部Bから走査線5を介してスイッチングトランジスタ11のゲートに走査信号が印加されると、スイッチングトランジスタ11の駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサ13と駆動トランジスタ12のゲートに伝達される。
【0212】
画像データ信号の伝達により、コンデンサ13が画像データ信号の電位に応じて充電されるとともに、駆動トランジスタ12の駆動がオンする。駆動トランジスタ12は、ドレインが電源ライン7に接続され、ソースが有機EL素子10の電極に接続されており、ゲートに印加された画像データ信号の電位に応じて電源ライン7から有機EL素子10に電流が供給される。
【0213】
制御部Bの順次走査により走査信号が次の走査線5に移ると、スイッチングトランジスタ11の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスタ11の駆動がオフしてもコンデンサ13は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ12の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機EL素子10の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じて駆動トランジスタ12の駆動して有機EL素子10が発光する。
【0214】
すなわち、有機EL素子10の発光は、複数の画素3それぞれの有機EL素子10に対して、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタ11と駆動トランジスタ12を設けて、複数の画素3それぞれの有機EL素子10の発光を行っている。このような発光方法をアクティブマトリクス方式と呼んでいる。
【0215】
ここで、有機EL素子10の発光は、複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でも良いし、2値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでも良い。
【0216】
また、コンデンサ13の電位の保持は、次の走査信号の印加まで継続して保持しても良いし、次の走査信号が印加される直前に放電させても良い。
【0217】
本発明においては、上述したアクティブマトリクス方式に限らず、走査信号が走査されたときのみデータ信号に応じて有機EL素子を発光させるパッシブマトリクス方式の発光駆動でも良い。
【0218】
図5は、画素3の有機EL素子10の部分のみ抜き出し、厚さ方向から見た断面図である。
【0219】
図5(a)と図5(b)はそれぞれ色変換部の配置が異なる態様を表している。図5(a)において有機EL素子10は、透明基体である透明樹脂フィルム10eの上側に有機EL部Yを、下側に色変換部Xを積層した態様であり、図5(b)において有機EL素子10は、透明樹脂フィルム10eの上側に色変換部Xと有機EL部Yをこの順序で積層した態様である。
【0220】
図中、参照符号の10aは金属電極、10bは発光層を含む有機化合物薄膜、10cは透明電極、10dは誘電体ミラー、10eは透明樹脂フィルム、10fは色変換層である。
【0221】
金属電極10aおよび透明電極10cを介して有機化合物薄膜10bに電流が供給されると電流量に応じて発光する。このときの発光色は、本発明において好ましくは青紫領域の色である。そして、この青紫領域の色の発光は、誘電体ミラー10dと、光反射部としての金属電極10aの間で増幅され、図中の下側方向へ指向性を有する光強度の高い光として取り出される。そして、透明樹脂フィルム10eを介して、または、介さずに、色変換層10fに吸収され、色変換層が赤色変換能を有する場合には赤領域の、緑色変換能を有する場合には緑領域の、青色変換能を有する場合には青領域の色の発光を、図中白矢印のような方向に取り出すことが出来る。
【0222】
図6は、パッシブマトリクス方式によるディスプレイAの模式図である。
図において、複数の走査線5と複数の画像データ線6が画素3を挟んで対向して格子状に設けられている。
【0223】
順次走査により走査線5の走査信号が印加されたとき、印加された走査線5に接続している画素3が画像データ信号に応じて発光する。
【0224】
パッシブマトリクス方式では画素3にアクティブ素子が無く、製造コストの低減が計れる。
【0225】
【発明の効果】
高い発光効率を有し、視野角が広く、且つ、角度による色変化のない有機EL素子とその発光方法、前記有機EL素子を用いた表示装置とその表示方法、および、携帯適正があり、透湿性が低い、有機EL素子に適用可能な透明基板を提供することが出来た。
【図面の簡単な説明】
【図1】無機蛍光体の前駆体の製造装置の一例を示す概略図。
【図2】有機EL素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。
【図3】表示部の模式図である。
【図4】画素の模式図である。
【図5】有機EL素子を厚さ方向から見た断面図である。
【図6】パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。
【符号の説明】
1 ディスプレイ
3 画素
5 走査線
6 データ線
7 電源ライン
10 有機EL素子
10a 金属電極
10b 有機化合物薄膜
10c 透明電極
10d 誘電体ミラー
10e 透明樹脂フィルム
10f 色変換層
11 スイッチングトランジスタ
12 駆動トランジスタ
13 コンデンサ
A 表示部(ディスプレイ)
B 制御部
X 色変換部
Y 有機EL部
21 溶液[A]
22 溶液[B]
23 溶液[C][0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an organic electroluminescence (hereinafter, also simply referred to as “organic EL”) element, a display device, a light emitting method, and a display method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an inorganic electroluminescent element has been used as a planar light source, but a high AC voltage is required to drive the light emitting element.
[0003]
A recently developed organic EL device has a configuration in which an organic compound thin film containing a fluorescent organic compound is sandwiched between a cathode and an anode, and electrons and holes are injected into the thin film and recombined to form an exciton. (Exciton), and emits light by utilizing light emission (fluorescence / phosphorescence) when the exciton is deactivated. Usually, in order to utilize this light emission, at least one of the electrodes sandwiching the organic compound thin film uses a transparent electrode such as ITO, and the transparent electrode is further supported by a transparent substrate such as glass.
[0004]
The organic EL element can emit light at a low voltage of about several volts to several tens of volts, and has a wide viewing angle and high visibility because it is a self-luminous type. , From the viewpoint of portability and the like.
[0005]
Various types of full-color display devices and projection devices using the organic EL element have been proposed. Among these, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-15297, the blue-to-blue-green emission from the organic EL section is provided on an organic EL section in which an organic compound thin film including a light-emitting layer emitting blue to blue-green light is sandwiched between electrodes. By using an organic EL element provided with a fluorescent portion that absorbs light and emits green light, a fluorescent portion that emits red light, and a blue color filter portion that improves blue color purity. A display device that obtains full-color light emission is disclosed. The display device of this type is superior in that it can be easily manufactured, as compared with a display device in which three types of organic EL portions emitting blue, green and red light are separately provided. However, since the emission color of the organic EL section is blue to blue-green, there is a problem that it is difficult to obtain red light emission of sufficient light intensity when the light passes through the color conversion section.
[0006]
In addition, since the light emission of the light emitting layer has no directivity and is scattered in all directions, there is a large loss in guiding the light from the light emitting layer to the color conversion unit. In other words, the light emitted from the organic EL unit uses only the light that comes out to the color conversion unit side (forward direction), but the light is extracted in the forward direction derived from multiple reflection based on classical optics. Efficiency (luminous efficiency) is 1 / 2n 2 , And is determined by the refractive index n of the light emitting layer. Assuming that the refractive index of the light emitting layer is about 1.7, the luminous efficiency from the organic EL section simply becomes about 20%. The remaining light propagates in the area direction of the light-emitting layer (spraying in the horizontal direction) or disappears at the metal electrode opposite to the transparent electrode with the light-emitting layer interposed therebetween (backward absorption). Therefore, there is a problem that the display screen becomes dark due to insufficient light intensity.
[0007]
The problem that the luminous efficiency is low is not limited to the invention disclosed in JP-A-3-152897, but is a common problem to be solved in an apparatus using an organic EL element.
[0008]
Further, since the half width of the emission spectrum from the fluorescent organic compound contained in the light emitting layer of the organic EL element is about 100 nm, it cannot be said that the color purity is necessarily high.
[0009]
Under these circumstances, as one of the methods for solving the above-mentioned problems of the luminous efficiency and the color purity of the organic EL element, an organic EL element having an optical micro-resonator structure has been proposed in JP-A-6-283271 and JP-A-7-283271. 282981, 9-180883, JP-A-2000-98931, and the like. These are provided with a dielectric mirror between a transparent anode and a transparent substrate. When light is emitted from a light emitting layer sandwiched between a metal cathode as a light reflecting mirror and the dielectric mirror, the mirror is formed. This utilizes a phenomenon in which amplification occurs using the interference effect of light between the two.
[0010]
An organic EL device having an optical micro-resonator structure can be freely designed by adjusting the thickness of a layer sandwiched between the mirrors so as to satisfy an interference condition at a wavelength (emission wavelength) of light to be extracted. In addition, since the light intensity of the designed emission wavelength is enhanced, but other wavelength components are suppressed, the half width of the emission spectrum is also reduced (narrow band), and as a result, the color purity can be increased. . In addition, a phenomenon in which the emission pattern of light emission strongly depends on the light emission wavelength appears, and the light of the light emission wavelength is significantly directed forward from the dielectric mirror, and the loss in the horizontal direction is reduced.
[0011]
The light emission mechanism of the organic EL device having the optical micro-resonator structure is described in terms of control of the light emission characteristics of the organic EL device (NHK Broadcasting Research Institute Shizutoki Tokito lecture material), Applied Physics Vol. 69, No. 11 No. (2000) Device structure and light emitting mechanism II of organic EL device (Akihiko Fujii and Katsumi Yoshino) have a detailed description.
[0012]
However, when an organic EL element having an optical microresonator structure is applied to a display device, a problem arises in that a viewing angle cannot be obtained due to the high directivity of light emission. There is a situation where only applications have been proposed. Also, there is a problem in color reproduction in which the emission color changes because the optical length changes depending on the angle.
[0013]
On the other hand, another problem of the organic EL element is low durability due to poor stability against moisture in the air. For the purpose of minimizing the influence of moisture in the air, transparent glass having low moisture permeability is used as the transparent substrate of the organic EL element, and the element is formed thereon by a dry film forming method such as an evaporation method. At present, it is sealed with a metal cap. However, this method is not only difficult to apply to a portable device such as a PDA because it is not only inefficient and expensive, but also fragile because of lack of flexibility, and because of its large mass.
[0014]
Therefore, it is conceivable to use a transparent resin film as the transparent substrate. For example, when a film such as polyester terephthalate (PET), polyester naphthalate (PEN), or cellulose triacetate (TAC) is used for these, they have moisture permeability. Due to its high cost, it cannot be used as it is as a transparent substrate of an organic EL device like transparent glass.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an organic EL element having high luminous efficiency, a wide viewing angle, and having no color change depending on the angle, an emission method thereof, and an organic EL element. It is an object of the present invention to provide a display device, a display method thereof, and a transparent substrate which is portable and has low moisture permeability and which can be applied to an organic EL element.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The above object of the present invention has been achieved by the following configurations.
[0017]
1. An organic electroluminescent portion having an optical microresonator structure and emitting light of a color in the blue-violet region, and a color conversion portion emitting visible light fluorescence by absorbing light emitted from the organic electroluminescent portion, comprising: An organic electroluminescent device, which is an inorganic phosphor having a diameter of 0.05 to 1.0 μm.
[0018]
2. An organic electroluminescent portion having an optical microresonator structure and emitting light of a color in the blue-violet region; and a color conversion portion emitting fluorescent light of visible light by absorbing light emitted from the organic electroluminescent portion. An organic electroluminescent device comprising an inorganic phosphor containing Si and Si.
[0019]
3. An organic electroluminescent portion having an optical microresonator structure and emitting light of a color in the blue-violet region, and a color conversion portion emitting visible light fluorescence by absorbing light emitted from the organic electroluminescent portion, comprising: An organic electroluminescent device comprising an inorganic phosphor containing Ba and Si having a diameter of 0.05 to 1.0 μm.
[0020]
4. An organic electroluminescent portion having an optical microresonator structure and emitting light of a color in the blue-violet region, and a color conversion portion emitting visible light fluorescence by absorbing light emitted from the organic electroluminescent portion, comprising: Ba having a diameter of 0.05 to 1.0 μm 2-a Eu a SiO 4 An organic electroluminescence device characterized by the following.
[0021]
5. An organic electroluminescent portion having an optical microresonator structure and emitting light of a color in the blue-violet region; and a color conversion portion emitting fluorescent light of visible light by absorbing light emitted from the organic electroluminescent portion. An organic electroluminescent device comprising an inorganic phosphor containing Mg and Mg.
[0022]
6. An organic electroluminescent portion having an optical microresonator structure and emitting light of a color in the blue-violet region, and a color conversion portion emitting visible light fluorescence by absorbing the light emitted from the organic electroluminescent portion are formed of particles. An organic electroluminescence device comprising an inorganic phosphor containing Ba and Mg having a diameter of 0.05 to 1.0 μm.
[0023]
7. An organic electroluminescent portion having an optical microresonator structure and emitting light of a color in the blue-violet region, and a color conversion portion emitting visible light fluorescence by absorbing light emitted from the organic electroluminescent portion, comprising: Ba having a diameter of 0.05 to 1.0 μm 1-a Eu a MgAl 10 O 17 An organic electroluminescence device characterized by the following.
[0024]
8. An organic electroluminescent portion having an optical microresonator structure and emitting light of a color in the blue-violet region; and a color conversion portion emitting visible light fluorescence by absorbing the light emitted from the organic electroluminescent portion, comprises K And an inorganic phosphor containing W.
[0025]
9. An organic electroluminescent portion having an optical microresonator structure and emitting light of a color in the blue-violet region, and a color conversion portion emitting visible light fluorescence by absorbing the light emitted from the organic electroluminescent portion are formed of particles. An organic electroluminescent device comprising an inorganic phosphor containing K and W having a diameter of 0.05 to 1.0 μm.
[0026]
10. An organic electroluminescent portion having an optical microresonator structure and emitting light of a color in the blue-violet region, and a color conversion portion emitting visible light fluorescence by absorbing light emitted from the organic electroluminescent portion, comprising: K with a diameter of 0.05 to 1.0 μm 5 Eu 2.5 (WO 4 ) 6.25 An organic electroluminescence device characterized by the following.
[0027]
11. An organic electroluminescent portion is provided above a transparent substrate, and has a half mirror portion, an organic compound thin film including a light emitting layer, and a light reflecting portion in this order from the transparent substrate side. The organic electroluminescence device according to any one of items 1 to 10.
[0028]
12. 12. The organic electroluminescence device according to any one of 1 to 11, wherein the half mirror section has a dielectric mirror and a transparent electrode in this order from the transparent base side.
[0029]
13. 13. The organic electroluminescence device according to any one of 1 to 12, wherein the light reflecting portion is a metal electrode.
[0030]
14. 14. The organic electroluminescence device according to any one of 1 to 13, wherein the color conversion unit is provided below the dielectric mirror.
[0031]
15. The organic electroluminescent device according to any one of the above items 1 to 14, wherein the dielectric mirror is formed by laminating a plurality of layers mainly composed of silicon oxide and a layer mainly composed of titanium oxide. Luminescent element.
[0032]
16. 16. The organic electroluminescence device according to the above 15, wherein at least one of the layer containing silicon oxide as a main component and the layer containing titanium oxide as a main component contains silicon oxynitride or titanium oxynitride.
[0033]
17. 17. The organic electroluminescent device according to any one of 1 to 16, wherein the transparent substrate is a transparent resin film.
[0034]
18. A display device comprising the organic electroluminescence element according to any one of the above items 1 to 17.
[0035]
19. A light emitting method having an optical micro-resonator structure, wherein visible light fluorescence is emitted by absorbing light emitted from an organic electroluminescence portion, which emits light in a blue-violet region, into a color conversion portion.
[0036]
20. The organic electroluminescent portion is provided on the upper side of the transparent substrate, and has a half mirror portion, an organic compound thin film including a light emitting layer, and a light reflecting portion in this order from the transparent substrate side. 20. The light emitting method according to 19.
[0037]
21. 21. The light emitting method according to the item 20, wherein the half mirror section has a dielectric mirror and a transparent electrode in this order from the transparent substrate side.
[0038]
22. 22. The light emitting method according to the above item 20 or 21, wherein the light reflecting portion is a metal electrode.
[0039]
23. 23. The light emitting method according to any one of 20 to 22, wherein the color conversion unit is provided below the dielectric mirror.
[0040]
24. 24. The light emitting method according to any one of the above items 20 to 23, wherein the dielectric mirror is formed by laminating a plurality of layers composed mainly of silicon oxide and a layer composed mainly of titanium oxide. .
[0041]
25. 25. The light-emitting method according to the above item 24, wherein at least one of the layer containing silicon oxide as a main component and the layer containing titanium oxide as a main component contains silicon oxynitride or titanium oxynitride.
[0042]
26. 26. The light emitting method according to any one of the above 20 to 25, wherein the transparent substrate is a transparent resin film.
[0043]
27. 27. A display method, wherein display is performed using light emission by the light emission method according to any one of 19 to 26.
[0044]
Hereinafter, the present invention will be described in detail. The organic EL device of the present invention has the advantage that the light emitted from the organic EL portion having the optical microresonator structure has a high light intensity by the above-described mechanism, but the viewing angle is narrow and the light emission color depends on the angle. Is completely solved by combining the color conversion unit with the color conversion unit and causing the color conversion unit to emit light as visible light fluorescence by absorbing the light emitted from the organic EL unit.
[0045]
That is, light with high light intensity from the organic EL unit is used only as excitation energy for the color conversion unit to emit light. Light emitted from the fluorescent compound contained in the color conversion portion has a wide viewing angle because of no directivity, and does not change color because the emission wavelength is unique to the fluorescent compound.
[0046]
At the same time, the organic EL element of the present invention has a light emission intensity of the organic EL element (having no optical micro-resonator structure) and the organic EL element having a color converter disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 3-152897. This means that low problems have been solved at the same time.
[0047]
As a result, it is possible to provide an organic electroluminescent element excellent in application to a display device which can be directly viewed, a display device using the same, a light emitting method and a display method.
[0048]
Further, since the light emission of the light emitting layer of the organic EL element of the present invention is in the blue-violet region, the light emission layer emits light in the blue to blue-green region disclosed in JP-A-3-152897. As a result, it is possible to secure the light intensity of the emission of the color in the red region from the color conversion unit.
[0049]
Further, an organic compound thin film which emits light in the blue to blue-green region disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-152978 is used, and an optical micro-resonator structure is provided thereon. When the present invention is applied to the display device of (1), light emission of B (blue region color) is directly extracted without using a color conversion unit, and color emission of G (green region color) and R (red region color) is obtained. The light emitted from the phosphor is extracted through the converter. In other words, only the B emission uses the highly directional light amplified by the optical microresonator structure as it is, while the G and R emissions are amplified by the optical microresonator structure and then passed through the color converter. As a result, light having a wide viewing angle without directivity is used. Therefore, when the light emission intensity of the color in the red region is weak, and the organic compound thin film emitting light in the blue to blue-green region disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-152897 is applied to a full-color display device. In addition, visibility, emission intensity, and balance are poor. However, by using the organic EL unit that emits light in the blue-violet region of the present invention, it is possible to provide an excellent display device with a good BGR balance.
[0050]
Further, the transparent substrate having the dielectric mirror structure of the present invention can be applied to, for example, an electric engineering apparatus having a semi-transmissive reflective layer other than for an organic EL element, and the utilization efficiency of light emitted from a backlight. Can be improved.
[0051]
By using the transparent substrate of the present invention as the transparent base and the dielectric mirror of the above-described organic EL device of the present invention, an optical micro-resonator structure can be provided to the organic EL section. Furthermore, it has been found that the dielectric mirror structure has a synergistic effect of imparting moisture resistance to the transparent substrate and increasing the gas barrier properties of the entire organic EL element.
[0052]
In the case where the transparent substrate of the present invention has a structure in which a dielectric mirror layer is provided on a transparent resin film, the transparent substrate has flexibility, is hard to be broken, is light, and is suitable for portable devices such as PDAs. Excellent application.
[0053]
Hereinafter, each component of the present invention will be described.
The organic EL device of the present invention includes an organic EL unit having an optical microresonator structure, and a color conversion unit that emits visible light fluorescence by absorbing light emitted from the organic EL unit.
[0054]
The relative position between the organic EL unit and the color conversion unit is not particularly limited as long as the color conversion unit is arranged at a position where the light emission from the organic EL unit can be absorbed. It is preferable to stack the converters.
[0055]
The fact that the organic EL section has an optical microresonator structure means that light emission in the organic EL section is reflected in the organic EL section (due to a difference in the refractive index of the constituent layers, etc.) and causes an interference phenomenon. In order to cause reflection and take out amplified light, it is preferable that the light emitting layer has a structure sandwiched between a half mirror portion and a light reflecting portion.
[0056]
One is Au, Ag, Cu, Pt, Ni, Pd, Se, Te, Rh, Ir, Ge, Os, Ru, Cr, W, ITO, SnO. 2 , ZnO or other thin film electrode having a film thickness such that the light reflectance is 30% or more, or a laminate of two or more thin film electrodes and having a reflectance of 50% or more and a transmittance. The film is compatible with 30% or more.
[0057]
The other is a laminate of a dielectric mirror and a transparent electrode, which are provided in this order from the transparent substrate side. The dielectric mirror is formed by laminating a plurality of films having different refractive indexes by 0.1 or more. The dielectric mirror is also referred to as a multilayer mirror.
[0058]
The preferred configuration of the half mirror section is the latter combination of a dielectric mirror and a transparent electrode.
[0059]
As a configuration of the light reflecting portion, a metal electrode can be considered, and the light reflectance is preferably 80% or more.
[0060]
In the organic EL device of the present invention, when the organic EL section has an optical micro-resonator structure, the organic compound thin film including the light emitting layer is sandwiched between the half mirror section and the light reflecting section. It is necessary to adjust the optical film thickness of the organic compound thin film and the optical film thickness of the half mirror portion so as to satisfy the condition that a standing wave of light having an emission wavelength can exist inside the body. A known method can be applied to the adjusting method.
[0061]
For example, JP-A-6-283271, JP-A-7-282981, JP-A-9-180883 and J. Tokito et al. Appl. Phys. , Vol. 86, No. 5, 1 September 1999 p. 2407-2411, Nakayama et al., Appl. Phys. Lett. 63 (5), 2 August 1993, p. 594-595, Takada et al., Appl. Phys. Lett. 63 (15), 11 October 1993, p. 2032-2034, etc., the adjustment method is described, and the present invention may use any of those methods.
[0062]
One example is the following optical length relational expression (Equation 1). When the optical length L becomes 1.5 or 2 times the target emission wavelength, the emission intensity is effectively increased and the emission is increased. A sharpening of the spectrum is observed.
[0063]
The formula in which the optical length L of the optical microresonator takes into account the amount of light permeated into the multilayer mirror (dielectric mirror) is as follows.
[0064]
(Equation 1) L = (λ / 2) × (n eff / Δn) + Σn i d i cos θ
Where n eff Is the effective refractive index of the multilayer mirror, Δn is the difference between the refractive indexes of the two layers of the multilayer mirror, n i And d i Is the refractive index and layer thickness of the organic compound thin film and the transparent conductive layer that is the transparent electrode, and θ is the light incident on each interface between the organic compound thin films or each interface between the organic compound thin film and the transparent conductive layer, and the normal to the interface. The ideal optical microresonator structure is obtained when the optical length L is 1.5 times or 2.0 times the target emission wavelength. The object of the present invention can be achieved if the ideal optical length is within ± 10%.
[0065]
In the above configuration, λ / 2 (n) in the first term of Expression (Equation 1) eff / Δn) represents the depth at which the resonating light permeates the multilayer mirror. As can be seen from the first term, n eff And Δn are constants determined by the material constituting the multilayer mirror, so that if the wavelength λ of light is determined, the depth of penetration will also be determined. Further, the refractive index n of each layer in the second term i Is also a constant determined by the material, and the thickness of each layer of the multilayer mirror is set to λ / 4. Therefore, the optical length L is the thickness d of the transparent conductive layer and the organic compound thin film. i Can be controlled by changing.
[0066]
The wavelength of light that resonates with the optical microresonator is determined by the optical length L described above. That is, light whose optical length L is equal to an integral multiple of 1/2 wavelength can resonate with the optical microresonator. Therefore, when the total thickness of the transparent conductive layer and the organic compound thin film is reduced and the optical length L is reduced, the wavelength of light emitted from the element resonating with the optical micro-resonator also changes to the shorter wavelength side. Go. In this case, light having an optical length L equal to 1.5 times the half wavelength is the longest wavelength as resonating light. Therefore, the light emitted from the device has a shorter wavelength. When the light emitted from the element has a short wavelength, light having high directivity in front of the element can be obtained. Further, when the optical length L is reduced, the light emission mode of the element can be set to a single mode.
[0067]
The organic EL section having an optical micro-resonator structure is provided on the upper side of the transparent substrate, and a dielectric mirror, a transparent electrode, an organic compound thin film including a light emitting layer, and a metal electrode are provided in this order from the transparent substrate side. Are preferred.
[0068]
Preferred layer constitutions of the organic EL device of the present invention include:
a. Transparent substrate / color converter / dielectric mirror / transparent electrode / organic compound thin film / metal electrode
b. Color converter / transparent substrate / dielectric mirror / transparent electrode / organic compound thin film / metal electrode
and so on.
[0069]
The structure of the organic compound thin film may be a single layer or a multi-layer structure. For example, in the case of a multi-layer structure, a layer other than an organic substance (for example, a layer of an inorganic metal salt such as lithium fluoride or magnesium fluoride, or May be arranged at any position.
[0070]
The structure of an electrode (anode / cathode) and an organic compound thin film is basically such that at least one light emitting layer is sandwiched between a pair of electrodes, and a hole transport layer or an electron transport layer is interposed as necessary. It has the structure made to be. In the present invention, one of the electrodes is preferably a transparent electrode that transmits light emitted from the light-emitting layer, and the other is a metal electrode (an electrode containing a metal) having a light reflecting ability.
[0071]
In particular,
1: anode / light-emitting layer / cathode
2: anode / hole transport layer / light-emitting layer / cathode
3: anode / light-emitting layer / electron transport layer / cathode
4: anode / hole transport layer / light-emitting layer / electron transport layer / cathode
There are such structures.
[0072]
As the anode, 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 is preferably used. Specific examples of such an electrode material include metals such as Au, CuI, indium tin oxide (ITO), and SnO. 2 , ZnO and the like. The electrode composed of these is a transparent electrode. The anode may be formed by forming a thin film of these electrode materials by a method such as evaporation or sputtering, and forming a pattern of a desired shape by a photolithography method, or when the pattern accuracy is not required much (100 μm or more). To the extent), a pattern may be formed through a mask having a desired shape during the deposition or sputtering of the electrode material. When light is extracted from the anode, the transmittance is desirably greater than 10%, and the sheet resistance of the anode is preferably several hundred Ω / □ or less. Further, the film thickness is usually in the range of 10 nm to 1 μm, preferably 10 to 200 nm, though it depends on the material used.
[0073]
On the other hand, as a cathode, a metal having a small work function (4 eV or less) (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof are used as an electrode material. The electrode composed of these is a metal electrode.
[0074]
Specific examples of the electrode material include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, rare earth metals and the like. Among them, a mixture of an electron-injecting metal and a second metal, which is a metal having a large work function and a stable work function, such as a magnesium / silver mixture, from the viewpoint of durability against electron injection and oxidation. Magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) Mixtures, lithium / aluminum mixtures and the like are preferred.
[0075]
The cathode can be manufactured by forming a thin film from these electrode substances by a method such as vapor deposition or sputtering. Further, the sheet resistance as the cathode is preferably several hundred Ω / □ or less, and the film thickness is usually selected in the range of 10 nm to 1 μm, preferably 50 to 200 nm.
[0076]
In order to transmit light, if either one of the anode and the cathode of the organic EL element is transparent (including semi-transparent), the luminous efficiency is advantageously improved.
[0077]
The light emitting layer is a layer that emits light by recombination of electrons and holes injected from the electrode or the electron transporting layer and the hole transporting layer, and the light emitting portion is a light emitting layer even in the light emitting layer. And an interface between the layer and the adjacent layer.
[0078]
The material used for the light-emitting layer (hereinafter, referred to as a light-emitting material) is preferably an organic compound or complex that emits fluorescence or phosphorescence, and is appropriately selected from known materials used for the light-emitting layer of the organic EL device. Can be used. Such a light-emitting material is mainly an organic compound, and according to a desired color tone, for example, Macromol. Synth. And the like, vol. 125, pp. 17-25.
[0079]
The light emitting material may have the hole transport function and the electron transport function in addition to the light emitting performance, and most of the hole transport material and the electron transport material can be used as the light emitting material.
[0080]
The light-emitting material may be a polymer material such as p-polyphenylenevinylene or polyfluorene. Further, a polymer material in which the light-emitting material is introduced into a polymer chain or a polymer material in which the light-emitting material is a polymer main chain is used. May be.
[0081]
Further, a dopant (guest material) may be used in combination in the light-emitting layer, and an arbitrary one can be selected from known ones used as dopants in EL devices. Specific examples of the dopant include, for example, quinacridone, DCM, coumarin derivatives, rhodamine, rubrene, decacyclene, pyrazoline derivatives, squarylium derivatives, europium complexes, and the like.
[0082]
This light emitting layer can be formed by forming the above compound into a thin film by a known thinning method such as a vacuum evaporation method, a spin coating method, a casting method, and an LB method. The thickness of the light emitting layer is not particularly limited, but is usually selected in the range of 5 nm to 5 μm. This light-emitting layer may have a single-layer structure composed of one or two or more of these light-emitting materials, or may have a laminated structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions.
[0083]
Further, as described in JP-A-57-51781, this light-emitting layer is prepared by dissolving the light-emitting material together with a binder such as a resin in a solvent to form a solution, and then spin-coating the solution. It can be formed as a thin film. The thickness of the light emitting layer thus formed is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the situation, but is usually in the range of 5 nm to 5 μm.
[0084]
In the present invention, the light emitted from the light emitting layer has a color in the blue-violet region.
In the organic EL device of the present invention, the color in the blue-violet region, which is the light emitted from the light-emitting layer, is measured by a measuring device such as a spectral radiance meter CS-1000 (manufactured by Minolta). When applied to the coordinates (FIG. 4.16 (Edited by the Japan Society of Color Science, University of Tokyo Press, 1985) on page 108 of the “New Color and Color Science Handbook”), the values of Purplish Blue (purple blue) or Blue Purple (purplish blue) were obtained. It means that it is in the area.
[0085]
As a general feature of the compound that emits light in the blue-violet region, those having a fluorescence maximum wavelength in a solution of 350 nm or more and 420 nm or less are preferable, and those having a fluorescence quantum yield of 0.1 or more are preferable.
[0086]
Specific examples of such a light emitting material are described in JP-A-2000-203091 (corresponding EP published: EP1067165A), JP-A-2001-160488, JP-A-2001-81453, JP-A-2001-93670, JP-A-2002-56975, and the like. I have.
[0087]
Some specific examples are shown below, but are not limited thereto.
[0088]
Embedded image
Figure 2004014335
[0089]
Embedded image
Figure 2004014335
[0090]
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Figure 2004014335
[0091]
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Figure 2004014335
[0092]
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Figure 2004014335
[0093]
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Figure 2004014335
[0094]
An example of the synthesis of the light emitting material BP-9 is shown below.
[0095]
Embedded image
Figure 2004014335
[0096]
2.37 g of 2,5-dimethylaniline, 10 g of 2,5-dimethyliodobenzene, 1.25 g of copper powder and 2.98 g of potassium carbonate were heated at 200 ° C. for 30 hours with stirring. After adding tetrahydrofuran, ethyl acetate and water to the reaction solution, the mixture was filtered using celite, the aqueous layer was removed, the remaining organic layer was washed with brine, dried over magnesium sulfate, concentrated, and purified by column purification. By recrystallizing with ethyl acetate, 5 g of triphenylamine (A) was obtained. Next, 2.0 g of (A) was added to 25 ml of methylene chloride, 2.9 g of bromine was added dropwise at 0 ° C, and the mixture was stirred for 1 hour, concentrated and purified to obtain 2.7 g of tris (4-bromo-2). , 5-Dimethylphenyl) amine (B) was obtained. (B) 690 mg of Exemplified Compound (3) of the present invention was obtained by reacting 1.00 g with 1.00 g naphthylboronic acid in a two-layer solvent of 50 ml of tetrahydrofuran and 5 ml of water in the presence of potassium carbonate and a palladium catalyst. Was. NMR and mass spectrum confirmed that the product was the desired product.
[0097]
BP-9 data: 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) Δ / ppm 1.96 (s, 9H), 2.05 (s, 9H), 6.90 (s, 3H), 7.09 (s, 3H), 7.40 (t, J = 6.8 Hz) , 3H), 7.41 (t, J = 6.8 Hz, 3H), 7.47 (t, J = 6.8 Hz, 3H), 7.52 (t, J = 8.1 Hz, 3H), 7 .54 (m, 3H), 7.84 (d, J = 8.1 Hz, 3H), 7.89 (d, J = 8.1 Hz, 3H)
MS (FAB) m / z 707 (M + )
In addition, the hole transport layer provided as needed has a function of transmitting holes injected from the anode to the light emitting layer, by interposing this hole transport layer between the anode and the light emitting layer, At a lower electric field, many holes are injected into the light emitting layer, and furthermore, electrons injected from the cathode or the electron transport layer into the light emitting layer emit light due to an electron barrier present at the interface between the light emitting layer and the hole transport layer. An element having excellent light-emitting performance, for example, accumulating at the interface in the layer and improving the light-emitting efficiency, is obtained.
[0098]
The material of the hole transport layer (hereinafter, referred to as a hole transport material) is not particularly limited as long as it has the above-mentioned preferable properties. Conventionally, it is commonly used as a charge transport material for holes in photoconductive materials. And any known materials used in the hole transport layer of the EL element.
[0099]
The hole transport material has any of a hole injection property and an electron barrier property, and may be an organic substance or an inorganic substance. Examples of the hole transport material include triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, styryl anthracene Derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aniline-based copolymers, and conductive polymer oligomers, particularly thiophene oligomers, are mentioned.
[0100]
As the hole transporting material, those described above can be used. For example, it is preferable to use a porphyrin compound, an aromatic tertiary amine compound and a styrylamine compound, particularly an aromatic tertiary amine compound. Representative examples of the aromatic tertiary amine compound and styrylamine compound include N, N, N ', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminophenyl; N, N'-diphenyl-N, N' -Bis (3-methylphenyl)-[1,1'-biphenyl] -4,4'-diamine (TPD); 2,2-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) propane; 1,1- Bis (4-di-p-tolylaminophenyl) cyclohexane; N, N, N ', N'-tetra-p-tolyl-4,4'-diaminobiphenyl; 1,1-bis (4-di-p- Tolaminophenyl) -4-phenylcyclohexane; bis (4-dimethylamino-2-methylphenyl) phenylmethane; bis (4-di-p-tolylaminophenyl) phenylmethane; N, N'-diphenyl-N, N -Di (4-methoxyphenyl) -4,4'-diaminobiphenyl; N, N, N ', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminodiphenyl ether; 4,4'-bis (diphenylamino) quadri Phenyl; N, N, N-tri (p-tolyl) amine; 4- (di-p-tolylamino) -4 '-[4- (di-p-tolylamino) styryl] stilbene; 4-N, N-diphenyl Amino- (2-diphenylvinyl) benzene; 3-methoxy-4'-N, N-diphenylaminostilbenzene; N-phenylcarbazole, and also two amino acids described in U.S. Pat. No. 5,061,569. Those having a condensed aromatic ring in the molecule, for example, 4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (NPD), JP-A-4-30868 No. 4,4 ', 4 "-tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine (MTDATA) in which triphenylamine units described in No. 3 are linked in a three-star burst type Is mentioned.
[0101]
Further, a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain, or a polymer material in which these materials are used as a polymer main chain can be used.
[0102]
In addition, inorganic compounds such as p-type Si and p-type SiC can be used as the hole transport material. In addition to the above hole transport materials, in order to obtain light emission in the blue-violet region, which is a preferred embodiment of the present invention, a compound having a fluorescence maximum wavelength of 420 nm or less in a solution or a non-fluorescent compound (fluorescent quantum (A compound having a yield of less than 0.01), and typical examples thereof include the following.
[0103]
Embedded image
Figure 2004014335
[0104]
This hole transport layer can be formed by thinning the above hole transport material by a known method such as a vacuum evaporation method, a spin coating method, a casting method, and an LB method. The thickness of the hole transport layer is not particularly limited, but is usually about 5 nm to 5 μm.
[0105]
The hole transport layer may have a single-layer structure composed of one or more of the above materials, or may have a laminated structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions.
[0106]
Further, the electron transporting layer used as necessary may have a function of transmitting electrons injected from the cathode to the light emitting layer, and the material may be any of conventionally known compounds. Can be selected and used.
[0107]
Examples of the material used for the electron transport layer (hereinafter, referred to as an electron transport material) include, for example, heterocyclic tetracarboxylic anhydrides such as nitro-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyran dioxide derivatives, and naphthalene perylene. , Carbodiimide, fluorenylidenemethane derivatives, anthraquinodimethane and anthrone derivatives, oxadiazole derivatives and the like. Also, a series of electron-transporting compounds described in JP-A-59-194393 are disclosed as materials for forming a light-emitting layer in the publication, but as a result of investigations by the present inventors, they have been reported as electron-transporting materials. It has been found that it can be used. Further, in the oxadiazole derivative, a thiadiazole derivative in which an oxygen atom of the oxadiazole ring is substituted with a sulfur atom, a quinoxaline derivative having a quinoxaline ring known as an electron-withdrawing group, and the like may also be used as the electron transporting material. it can.
[0108]
Further, a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain, or a polymer material in which these materials are used as a polymer main chain, can also be used.
[0109]
Also, metal complexes of 8-quinolinol derivatives, for example, tris (8-quinolinol) aluminum (Alq), tris (5,7-dichloro-8-quinolinol) aluminum, tris (5,7-dibromo-8-quinolinol) aluminum , Tris (2-methyl-8-quinolinol) aluminum, tris (5-methyl-8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (Znq), and the like; A metal complex replaced with Cu, Ca, Sn, Ga or Pb can also be used as an electron transport material. In addition, metal-free or metal phthalocyanine, or those whose terminals are substituted with an alkyl group, a sulfo group, or the like can be preferably used as the electron transporting material. Also, the distyrylpyrazine derivative exemplified as the material of the light emitting layer can be used as the electron transporting material, and similarly to the hole transporting layer, inorganic semiconductors such as n-type Si and n-type SiC can be used as the electron transporting material. Can be used as
[0110]
In the case where the electron transporting material also emits light in the blue-violet region, similarly to the hole transporting layer, a compound having short-wavelength fluorescence is preferred, and as a guide, a compound having a fluorescence maximum wavelength of 420 nm or less in a solution is used as a guide. preferable. Further, it may be a non-fluorescent compound (fluorescence quantum yield is less than 0.01).
[0111]
This electron transporting layer can be formed by forming the above compound by a known thinning method such as a vacuum evaporation method, a spin coating method, a casting method, and an LB method. The thickness of the electron transport layer is not particularly limited, but is usually selected in the range of 5 nm to 5 μm. The electron transport layer may have a single layer structure composed of one or more of these electron transport materials, or may have a laminated structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions.
[0112]
A buffer layer (also referred to as an electrode interface layer) may be present between the anode and the light emitting layer or the hole transport layer and between the cathode and the light emitting layer or the electron transport layer.
[0113]
The buffer layer is a layer provided between an electrode and an organic layer in order to reduce driving voltage and improve luminous efficiency, and is referred to as “Organic EL device and the forefront of its industrialization (NTS, November 30, 1998) Issue 2), Vol. 2, Chapter 2, “Electrode Materials” (pages 123 to 166), specifically, an anode buffer layer and a cathode buffer layer.
[0114]
The anode buffer layer is described in detail in JP-A-9-45479, JP-A-9-260062, JP-A-8-288069 and the like. Specific examples thereof include a phthalocyanine buffer layer represented by copper phthalocyanine and a vanadium oxide represented by vanadium oxide. Oxide buffer layer, amorphous carbon buffer layer, polymer buffer layer using a conductive polymer such as polyaniline (emeraldine) or polythiophene.
[0115]
The cathode buffer layer is described in detail in JP-A-6-325871, JP-A-9-17574, and JP-A-10-74586, and specifically, a metal buffer layer represented by strontium, aluminum, or the like; Examples include an alkali metal compound buffer layer represented by lithium, an alkaline earth metal compound buffer layer represented by magnesium fluoride, and an oxide buffer layer represented by aluminum oxide.
[0116]
The buffer layer is desirably a very thin film, and the thickness is preferably in the range of 0.1 to 100 nm, depending on the material.
[0117]
Further, in addition to the above-mentioned basic constituent layers, layers having other functions may be laminated as necessary. For example, JP-A-11-204258, JP-A-11-204359, and "Organic EL Device and Its Industrialization Front page (November 30, 1998, published by NTTS Corporation) ", page 237, etc., may have a functional layer such as a hole blocking (hole block) layer.
[0118]
The dielectric mirror is formed by laminating layers having different refractive indices, and includes a silicon oxide layer (SiO 2). 2 ) And a titanium oxide layer (TiO 2) 2 ) Can be preferably used. For example, TiO 2 (Refractive index n = 2.40) and SiO 2 (Refractive index n = 1.46) A stack mirror of three alternate layers can be used. In this case, a reflectance of about 60% can be obtained near a wavelength of 550 nm. The reflection wavelength range (stop band width) can be freely designed by setting the film thickness to satisfy the condition of λ / 4.
[0119]
In addition, the above oxides (SiO 2 , TiO 2 If necessary, in order to further improve the gas barrier properties, nitrogen may be added at the time of film formation and partially nitrided. x N y , TiO x N y Oxynitride represented by the following composition: Increasing the proportion of nitrogen enhances the gas barrier properties, but conversely decreases the transmittance. Therefore, x and y preferably satisfy 0.4 ≦ x / (x + y) ≦ 0.8.
[0120]
Examples of the transparent substrate include glass, quartz, and a transparent resin film. In the present invention, as the transparent substrate, a transparent resin film can be preferably used. For example, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyether sulfone (PES), polyether imide, polyether ether ketone, polyphenylene sulfide , Polyarylate, polyimide, polycarbonate (PC), cellulose triacetate (TAC), cellulose acetate propionate (CAP), and the like.
[0121]
The transparent substrate having the dielectric mirror structure of the present invention is not particularly limited as long as it has a structure in which layers having different refractive indices are stacked, but those having the dielectric mirror layer above the transparent base as described above are preferred. preferable.
[0122]
The transparent substrate having the dielectric mirror structure of the present invention can of course be used for the organic EL device of the present invention, but other uses include a transflective liquid crystal display device, a spatial light modulator, and the like. Electro-optical device applications are conceivable.
[0123]
When the transparent substrate having the dielectric mirror structure of the present invention is applied to the organic EL device of the present invention, a color conversion section described later may be provided between the transparent substrate and the dielectric mirror layer in some cases. A protective layer may be further provided on the dielectric mirror layer.
[0124]
In the transparent substrate having the dielectric mirror structure of the present invention, as a method of providing a dielectric mirror layer on the transparent substrate, an evaporation method, a sputtering method, or the like can be applied.
[0125]
The color conversion section is preferably a color conversion layer. The color conversion section contains a fluorescent dye that absorbs light emitted from the organic EL section, converts the wavelength, and emits visible light fluorescence.
[0126]
In the present invention, an inorganic phosphor is used as the fluorescent dye. The inorganic phosphor that can be used in the present invention is preferably synthesized by a liquid phase synthesis method.
[0127]
The liquid phase synthesis method in the present invention is to synthesize an inorganic phosphor and an inorganic phosphor precursor in the presence or in the presence of a liquid, and includes any crystallization method including cooling crystallization and coprecipitation method. However, the reaction crystallization method is preferred.
[0128]
The reaction crystallization method is a method of synthesizing an inorganic phosphor or an inorganic phosphor precursor by mixing a raw material solution or a raw material gas in a liquid phase or a gas phase. The reaction crystallization method of the present application is preferably a reaction in a liquid phase, and more preferably a reaction of a raw material solution in a liquid phase.
[0129]
The inorganic phosphor precursor crystal is an intermediate product of the inorganic phosphor, and the inorganic phosphor is obtained by firing the inorganic phosphor precursor crystal at a predetermined temperature.
[0130]
After synthesizing the precursor by a liquid phase method, if necessary, filtration, evaporation to dryness, and preferably after washing by a method such as centrifugation, washing, and further drying, may be subjected to various steps such as baking, You may classify.
[0131]
In the method for producing an inorganic phosphor of the present invention, it is preferable to remove impurities such as secondary salts from the precursor by performing a desalting step prior to the firing step. The electric conductivity after the desalting of the precursor is preferably in the range of 0.01 to 20 mS / cm, more preferably 0.01 to 10 mS / cm, and particularly preferably 0.01 to 5 mS / cm. . Even if the electric conductivity is less than 0.01 mS / cm, the effect is not particularly increased, but the productivity is lowered. On the other hand, if it exceeds 20 mS / cm, since the secondary salts and impurities cannot be sufficiently removed, the particles become coarse and the particle size distribution becomes wide, and the light emission intensity deteriorates.
[0132]
In the present invention, any of the above-described methods for measuring electric conductivity can be used, but a commercially available electric conductivity measuring device may be used.
[0133]
As the desalting step in the present invention, it is preferable to apply various membrane separation methods, coagulation sedimentation methods, electrodialysis methods, methods using ion exchange resins, Nudel washing methods, and the like. Further, one or more or all of the raw material solutions may be mixed with a protective colloid. The protective colloid used in the present invention functions to prevent agglomeration of particles, and clearly has a different function from the organic polymer used for controlling the crystal habit disclosed in JP-A-2001-329262. As the protective colloid of the present application, various polymer compounds can be used regardless of whether they are natural or artificial. In this case, the average molecular weight of the protective colloid is preferably 10,000 or more, more preferably 10,000 or more and 300,000 or less, and particularly preferably 10,000 or more and 30,000 or less. The protective colloid of the present application is preferably a protein, and particularly preferably gelatin. Further, it is not necessary to have a single composition, and various binders may be mixed.
[0134]
The term “average particle size” as used herein refers to the length of a ridge of a particle when the particle is a cubic or octahedral so-called normal crystal. In the case of non-normal crystals, for example, in the case of spherical, rod-like or tabular grains, it refers to the diameter of a sphere equivalent to the volume of the grains.
[0135]
Further, the particles are preferably monodispersed. The term “monodispersion” as used herein means a case where the degree of monodispersion determined by the following equation is 40% or less. In the present invention, the monodispersity is more preferably 30% or less, and particularly preferably 0.1 to 20%.
[0136]
Monodispersity = (standard deviation of particle size / average value of particle size) × 100
In the present invention, the method for drying the inorganic phosphor precursor is not particularly limited, and any method such as vacuum drying, flash drying, fluidized bed drying, and spray drying may be used.
[0137]
In the present invention, the firing temperature and time of the inorganic phosphor precursor are not particularly limited, and can be appropriately selected according to the type of the inorganic phosphor. Furthermore, the gas atmosphere during firing may be any of an oxidizing atmosphere, a reducing atmosphere, or an inert atmosphere, and can be appropriately selected depending on the purpose. The firing device is not particularly limited, and any device can be used. For example, a box furnace, a crucible furnace, a rotary kiln and the like are preferably used.
[0138]
A sintering inhibitor may or may not be added during firing. When it is added, it may be added as a slurry at the time of forming the precursor, or a method in which a powdery material is mixed with a dried precursor and fired is preferably used. Furthermore, the sintering inhibitor is not particularly limited, and is appropriately selected depending on the type of the inorganic phosphor and the firing conditions. For example, for firing at 800 ° C. or less depending on the firing temperature range of the inorganic phosphor, TiO 2 2 Metal oxide such as SiO. 2 However, firing at 1700 ° C or lower requires Al 2 O 3 Are each preferably used.
[0139]
The average particle diameter of the inorganic phosphor used in the present invention is 0.05 to 1.0 μm, but is preferably 0.8 μm or less. Here, the particle size of the inorganic phosphor means a sphere-converted particle size. The sphere-equivalent particle size is a particle size represented by the particle size of a sphere assuming a sphere having the same volume as the volume of the particle.
[0140]
Further, it is advantageous that the particle size distribution is narrower in advance for the same reason as described above. Specifically, the coefficient of variation of the particle size distribution is preferably 100% or less, and more preferably 70% or less. . Here, the variation coefficient of the particle size distribution (the width of the particle distribution) is a value defined by the following equation.
[0141]
Area of particle size distribution (coefficient of variation) [%]
= (Standard deviation of particle size distribution / average value of particle size) x 100
The above-mentioned inorganic phosphor may be subjected to a surface modification treatment as necessary, and may be subjected to a chemical treatment such as a silane coupling agent or a physical treatment by adding submicron-order fine particles or the like. And the combination thereof.
[0142]
Examples of the rare earth complex-based phosphor include those having rare earth metals such as Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, and Yb. The ligand may be either aromatic or non-aromatic, and is preferably a compound represented by the following formula (B).
[0143]
General formula (B) Xa- (L x )-(L y ) n − (L z ) -Ya
[Where L x , L y , L z Each independently represents an atom having two or more bonds, n represents 0 or 1, and Xa represents L x Represents a substituent having a coordinable atom at the adjacent position of z Represents a substituent having a coordinable atom at the adjacent position. Furthermore, any part of Xa and L x May be condensed with each other to form a ring, and any part of Ya and L z May be fused to each other to form a ring; x And L z May be condensed with each other to form a ring, and at least one aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocyclic ring is present in the molecule. However, Xa- (L x )-(L y ) n − (L z ) -Ya is a β-diketone derivative, a β-ketoester derivative, a β-ketoamide derivative or an oxygen atom of the ketone is a sulfur atom or 201 )-, Crown oxygen, azacrown ether, thiacrown ether or crown ether in which oxygen atoms are any number of sulfur atoms or -N (R 201 In the case where the crown ether is replaced by-), the aromatic hydrocarbon ring or the aromatic heterocyclic ring may not be present. −N (R 201 )- 201 Represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group. ]
In the general formula (B), the coordinable atoms represented by Xa and Ya are specifically an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a selenium atom, a tellurium atom, and particularly an oxygen atom, a nitrogen atom, It is preferably a sulfur atom.
[0144]
In the general formula (B), L x , L y , L z The atom having two or more bonds represented by is not particularly limited, but typically includes a carbon atom, an oxygen atom, a nitrogen atom, a silicon atom, a titanium atom, and the like. Is a carbon atom.
[0145]
Hereinafter, specific examples of the rare earth complex-based phosphor represented by the general formula (B) will be shown, but the present invention is not limited thereto.
[0146]
Embedded image
Figure 2004014335
[0147]
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Figure 2004014335
[0148]
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[0149]
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Figure 2004014335
[0150]
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[0151]
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[0152]
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Figure 2004014335
[0153]
The place where the color conversion part is provided is not particularly limited as long as it can absorb the light emitted from the organic EL part having the optical microresonator structure, but it is between the transparent electrode and the transparent base or the transparent base. It is preferable to provide it on the side opposite to the transparent electrode (before extracting light emission).
[0154]
The color conversion section may be in any form, such as a film formed by vapor deposition or sputtering of the inorganic phosphor or a coating film in which an appropriate resin is dispersed as a binder. The film thickness is suitably about 100 nm to 5 mm. Here, when the coating film is formed by dispersing an appropriate resin as a binder in the coating film, the dispersion concentration of the inorganic phosphor does not cause the quenching of the concentration of the fluorescent light and the light emission from the organic EL portion is sufficiently reduced. What is necessary is just a range which can be absorbed. Depending on the type of inorganic phosphor, 10 g / g of resin used -7 -10 -3 Molar amounts are appropriate. In the case of an inorganic phosphor, since concentration quenching hardly causes a problem, about 0.1 to 10 g can be used per 1 g of the resin.
[0155]
The organic EL element of the present invention may be used as a kind of lamp for illumination or an exposure light source, or as a projection device for projecting an image or a display device (display) for directly recognizing an image. May be used. When used as a display device for reproducing moving images, the driving method may be either a simple matrix (passive matrix) method or an active matrix method.
[0156]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but embodiments of the present invention are not limited thereto.
[0157]
<Preparation of inorganic phosphor>
Inorganic phosphor 1 (red inorganic phosphor solid phase method)
The red inorganic phosphor is made of potassium chloride (KCl) and europium oxide (Eu) as raw materials. 2 O 3 ) And sodium tungstate (Na 3 (WO 4 )) Were mixed in a molar ratio of 0.6: 0.3: 0.1: 1.0, mixed with a suitable amount of flux in a ball mill, and calcined at 1,400 ° C. for 2 hours. Inorganic phosphor 1 (K 5 Eu 2.5 (WO 4 ) 6.25 ) Got.
[0158]
Inorganic phosphor 2 (red inorganic phosphor liquid phase method)
1000 ml of water was used as solution [A]. Potassium chloride and europium nitrate hexahydrate were dissolved in 500 ml of water so that the ion concentration of potassium was 0.4659 mol / l and the ion concentration of europium was 0.0388 mol / l, to obtain a solution [B]. Sodium tungstate was dissolved in 500 ml of water such that the ion concentration of tungstic acid was 0.7763 mol / l to obtain a solution [C].
[0159]
The solution [A] (21) was placed in the reaction vessel of FIG. 1, the temperature was kept at 40 ° C., and stirring was performed using a stirring blade. In this state, the solution [B] (22) and the solution [C] (23) also kept at 40 ° C. were added at a constant rate of 100 ml / min from the lower nozzle of the reaction vessel containing the solution [A] (21). went. After the addition, the mixture was aged for 10 minutes to obtain a precursor 2. Thereafter, the precursor 2 was filtered and dried to obtain a dried precursor 2. Further, the dried precursor 2 was calcined at 1,400 ° C. under oxidizing conditions for 2 hours to obtain an inorganic phosphor 2.
[0160]
Inorganic phosphor 3 (green inorganic phosphor solid phase method)
The green inorganic phosphor is made of barium oxide (BaO), silicon oxide (SiO 2 ) Is mixed in a molar ratio of 2: 1. Next, a predetermined amount of europium oxide (Eu) was added to the mixture. 2 O 3 ) Was added and mixed with a ball mill, and then 1,000 ° C., 5% H 2 -95% N 2 It was calcined for 2 hours under atmospheric conditions to obtain inorganic phosphor 3.
[0161]
Inorganic phosphor 4 (green inorganic phosphor liquid phase method)
1000 ml of water was used as solution [A]. Sodium metasilicate was dissolved in 500 ml of water such that the ion concentration of silicon was 0.5000 mol / l, to obtain a solution [B]. Barium nitrate and europium nitrate hexahydrate were dissolved in 500 ml of water so that the barium ion concentration was 0.9500 mol / l and the manganese ion concentration was 0.0500 mol / l to obtain a solution [C].
[0162]
The solution [A] was placed in the reaction vessel of FIG. 1, the temperature was kept at 40 ° C., and stirring was performed using a stirring blade. In this state, solutions [B] and [C] which were also kept at 40 ° C. were added at a constant rate of 100 ml / min from the lower nozzle of the reaction vessel containing the solution [A]. After the addition, the mixture was aged for 10 minutes to obtain a precursor 4. Thereafter, the precursor 4 was filtered and dried to obtain a dried precursor 4.
Further, the dried precursor 4 is subjected to 1,000 ° C., 5% H 2 -95% N 2 Calcination was performed for 2 hours under an atmosphere condition to obtain an inorganic phosphor 4.
[0163]
Inorganic phosphor 5 (blue inorganic phosphor solid phase method)
First, a blue inorganic phosphor is prepared by using barium carbonate (BaCO 3) as a raw material. 3 ), Magnesium carbonate (MgCO 3 ), Aluminum oxide (α-Al 2 O 3 ) Is mixed in a molar ratio of 1: 1: 1: 5. Next, a predetermined amount of europium oxide (Eu) was added to the mixture. 2 O 3 ) Is added. Then, an appropriate amount of flux (AlF 2 , BaCl 2 ), And calcined under a reducing condition at 1600 ° C. for 2 hours to obtain an inorganic phosphor 5.
[0164]
Inorganic phosphor 6 (blue inorganic phosphor liquid phase method)
1000 ml of water was used as solution [A]. Barium chloride dihydrate and magnesium chloride 6 were added so that the barium ion concentration was 0.0900 mol / l, the magnesium ion concentration was 0.1000 mol / l, and the europium ion concentration was 0.01 mol / l in 500 ml of water. The hydrate and europium chloride hexahydrate were dissolved to obtain a solution [B]. Aluminum chloride hexahydrate was dissolved in 500 ml of water such that the ion concentration of aluminum was 1.000 mol / l, to obtain a solution [C].
[0165]
The solution [A] was placed in the reaction vessel of FIG. 1, the temperature was kept at 40 ° C., and stirring was performed using a stirring blade. In this state, solutions [B] and [C] which were also kept at 40 ° C. were added at a constant rate of 100 ml / min from the lower nozzle of the reaction vessel containing the solution [A]. After the addition, the mixture was aged for 10 minutes to obtain a precursor 6. Thereafter, the precursor 6 was filtered and dried to obtain a dried precursor 6. Further, the dried precursor 6 was calcined under a reducing condition of 1,600 ° C. for 2 hours to obtain an inorganic phosphor 6.
[0166]
The emission intensity at 147 nm excitation was measured using an Otsuka Electronics Co., Ltd. fluorescence spectrometer, and the relative emission intensity of the inorganic phosphor when the emission intensity of the inorganic phosphor as a comparative example was set to 100% is as follows. Became. Further, the particle size of the inorganic phosphor was observed with a scanning electron microscope, and the average particle size of 500 particles was measured.
[0167]
[Table 1]
Figure 2004014335
[0168]
As described above, it has been clarified that the inorganic phosphor particles of the present invention have excellent characteristics. Further, it can be seen that there is an advantage that the relative emission intensity does not decrease even if the average particle size becomes small.
[0169]
Example 1
On a commercially available PES (polyethersulfone) film (Sumilite FS-1300 manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.) having a size of 25 mm × 75 mm and a thickness of 0.1 mm, a silicon oxide layer (SiO 2) was formed by RF magnetron sputtering. 2 ), Titanium oxide layer (TiO 2) 2 3), a dielectric mirror was formed by alternately laminating each three layers such that the titanium oxide layer was formed at the end. At this time, the thicknesses of the silicon oxide layer and the titanium oxide layer were 69 nm and 42 nm, respectively.
[0170]
Note that this dielectric mirror was designed with the wavelength of light emitted from the element being 405 nm.
[0171]
As described above, a transparent substrate having a dielectric mirror structure was produced using the transparent resin film as a constituent material.
[0172]
By providing the dielectric mirror, the moisture-proof property was remarkably improved as compared with the case of using only the PES film.
[0173]
Example 2
In the same manner as in Example 1, except that the silicon oxide layer was changed to a silicon oxynitride layer and the titanium oxide layer was changed to a titanium oxynitride layer, a transparent resin film was used as a constituent material, and a dielectric mirror structure was formed. When a transparent substrate having the same was prepared, the moisture resistance was further improved as compared with the transparent substrate of Example 1.
[0174]
Example 3
A transparent conductive layer (ITO) having a thickness of 50 nm was formed as a transparent electrode (anode) by RF magnetron sputtering on the dielectric mirror on the transparent substrate manufactured in Example 1. This was sufficiently washed with an organic solvent, and then fixed in a vacuum evaporation apparatus. First, 20 nm of m-MTDATXA was deposited as a hole transport layer, 20 nm of DMPhen was deposited as a light emitting layer, and 20 nm of bathocuproine (BC) was deposited as an electron transport layer. Thereby, the total of the transparent conductive layer and the organic compound thin film became 110 nm. DMPhen is BP-13 described above. The structural formulas of m-MTDATXA and BC are shown below.
[0175]
Embedded image
Figure 2004014335
[0176]
The optical length of the optical micro-resonator in this element is determined by the above-mentioned equation (Equation 1) from the thickness and refractive index of the transparent conductive layer and the organic compound thin film and the amount of penetration into the dielectric mirror. 1.5 times of 405 nm.
[0177]
A 180 nm MgAg alloy (10: 1) was deposited as a cathode.
<Preparation of color conversion filter using inorganic phosphor>
15 g of ethanol and 0.22 g of γ-glycidoxypropyltriethoxysilane were added to 0.16 g of aerosil having an average particle size of 5 nm, and the mixture was stirred for 1 hour at room temperature in an open system. This mixture and 20 g of the inorganic phosphor 1 were transferred to a mortar, mixed well, and heated in an oven at 70 ° C. for 2 hours and further in an oven at 120 ° C. for 2 hours to obtain a surface-modified inorganic phosphor 1. .
[0178]
Similarly, the surface modification of the inorganic phosphors 2 to 6 was also performed.
To 10 g of the surface-modified inorganic phosphor 1, 30 g of butyral (BX-1) dissolved in a mixed solution (300 g) of toluene / ethanol = 1/1 was added, and the mixture was stirred. Coated on glass at 200 μm. The obtained coated glass was dried by heating in an oven at 100 ° C. for 4 hours to produce a red conversion filter (F-1) as a color conversion portion of the present invention.
[0179]
Further, a green conversion filter (F-3) coated with the inorganic phosphor 3 and a blue conversion filter (F-5) coated with the inorganic phosphor 5 were produced in the same manner. Similarly, filters F-2, F-4, and F-6 coated with the inorganic phosphors 2, 4, and 6 were produced.
[0180]
Subsequently, a blue color conversion filter (F-5) as a color conversion portion was stuck on the lower side of the transparent base of the transparent resin film in a stripe shape. The organic EL device of this embodiment has the following configuration.
[0181]
Color converter / transparent substrate / dielectric mirror / transparent electrode / organic compound thin film / metal electrode
As described above, an organic electroluminescence device having an optical microresonator structure was manufactured.
[0182]
When a voltage of 8 V was applied to this device, clear blue light emission was obtained. The maximum emission wavelength of the emission spectrum was 448 nm, and was (0.15, 0.06) on the CIE chromaticity coordinates.
[0183]
Further, an organic EL device was produced in which the blue conversion filter (F-5) of the color conversion section was replaced with a green conversion filter (F-3) or a red conversion filter (F-1). As a result, from the organic EL device provided with the green conversion filter (F-3), green light having a maximum emission wavelength of 532 nm and a CIE chromaticity coordinate of (0.24, 0.63) is converted to a red conversion filter (F-3). Red light having a maximum emission wavelength of 615 nm and CIE chromaticity coordinates (0.63, 0.33) was obtained from the organic EL device provided with 1).
[0184]
Further, an organic EL device having the following layer configuration in which the position of the following color conversion portion was changed to the upper side of the transparent substrate was produced.
[0185]
Transparent substrate / color converter / derivative mirror / transparent electrode / organic compound thin film / metal electrode
Also in this case, the emission spectrum having the maximum emission wavelength and the CIE chromaticity coordinates almost similar to those of the blue, green and red colors was obtained.
[0186]
Incidentally, even when the used transparent substrate was changed to the one produced in Example 2, the same result could be obtained.
[0187]
Comparative Example 1
In the dielectric mirror manufactured in Example 1, SiO 2 2 Layer, TiO 2 A transparent substrate having a dielectric mirror structure was manufactured in exactly the same manner as in Example 1 except that the thicknesses of the layers were 79 nm and 48 nm, respectively.
[0188]
A 50 nm transparent conductive layer (ITO) was formed on the transparent substrate having the dielectric mirror structure by RF magnetron sputtering. After sufficiently washing these substrates with an organic solvent, they were fixed in a vacuum evaporation apparatus. First, 40 nm of m-MTDATA was deposited as a hole transport layer, 25 nm of DPVBi was deposited as a light emitting layer, and Alq was deposited as an electron transport layer. 3 Was deposited to a thickness of 10 nm. Thereby, the total of the transparent conductive layer and the organic compound layer became 125 nm.
[0189]
Below, m-MTDATA, DPVBi, Alq 3 Shows the structural formula of
[0190]
Embedded image
Figure 2004014335
[0191]
The optical length of the optical micro-resonator in this element is determined by the above-mentioned equation (Equation 1) from the thickness and refractive index of the transparent conductive layer and the organic compound thin film and the amount of penetration into the dielectric mirror. 1.5 times of 460 nm. Finally, a 180 nm MgAg alloy (10: 1) was deposited as a cathode.
[0192]
<Preparation of color conversion unit using organic phosphor>
The color converter using an organic phosphor was prepared in the same manner as in JP-A-3-152897. Specifically, the green converter is a coumarin 153 described in the above publication as a polymethyl methacrylate (PMMA) dispersed film, and the red converter is a phenoxazine 9 and pyridine 1 described in the above publication as a PMMA dispersed film. Using.
[0193]
On the lower side of the transparent substrate of the transparent resin film, a green color conversion portion was stuck in a stripe shape as a color conversion portion. When a voltage of 8 V was applied to this element, green light was emitted. The maximum emission wavelength of the emission spectrum was 532 nm, and was (0.24, 0.63) on the CIE chromaticity coordinates.
[0194]
Further, an organic EL device in which the above-mentioned green conversion part was replaced with a red conversion part was produced. When a voltage of 8 V was applied to this device, red light emission was obtained. The maximum emission wavelength of the emission spectrum was 615 nm, and was (0.63, 0.32) on the CIE chromaticity coordinates.
[0195]
As described above, an organic electroluminescence element having an optical microresonator structure was manufactured. Compared with Example 2 in which the light from the light emitting layer was blue-violet, both the green and red emission luminances were higher. It was a low value. Further, in this case, since the light from the light emitting layer is blue, a color conversion unit is not required, and an organic electroluminescence element having a blue optical micro-resonator structure is difficult to manufacture because a viewing angle cannot be obtained. There is a disadvantage.
[0196]
Comparative Example 2
In Example 3 above, 2 , TiO 2 Was manufactured in the same manner as in Example 3, except that the step of forming a dielectric mirror in which three layers were laminated was omitted. At this time, the layer configuration of the organic EL element of this comparative example is as follows:
Color conversion part / transparent substrate / transparent electrode / organic compound thin film / metal electrode
It is.
[0197]
The intensities of blue light, green light and red light were 0.27 times, 0.33 times and 0.24 times of Example 3, respectively.
[0198]
Comparative Example 3
In Comparative Example 1 described above, 2 , TiO 2 Was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1 except that the step of forming a dielectric mirror in which each of the three layers was laminated was omitted. At this time, the layer configuration of the organic EL element of this comparative example is as follows:
Color conversion part / transparent substrate / transparent electrode / organic compound thin film / metal electrode
It is.
[0199]
The intensities of green light and red light were 0.40 times and 0.33 times that of Comparative Example 1, respectively. When the blue light emission from the organic EL unit is color-converted, the effect of increasing the light emission intensity by introducing the optical microresonator structure is smaller than when the blue-violet light emission from the organic EL unit is color-converted. I understand.
[0200]
Comparative Example 4
An organic electroluminescence device was manufactured in the same manner as in Example 3 except that the process of manufacturing the color conversion unit was omitted in Example 3 described above. In the emission spectrum of this comparative example, blue-violet emission having a maximum emission wavelength of 405 nm, a half width of 12 nm, and CIE chromaticity coordinates (x = 0.16, y = 0.036) was able to be obtained. However, it was found that the emission pattern of light emission was not suitable for a display device because a viewing angle could not be obtained.
[0201]
Example 4
Hereinafter, an example of the display device of the present invention composed of the organic EL element of the present invention manufactured in Example 3 will be described below with reference to the drawings.
[0202]
FIG. 2 is a schematic diagram of a display such as a mobile phone for displaying image information by light emission of an organic EL element.
[0203]
The display 1 includes a display unit A having a plurality of pixels 3, a control unit B that performs image scanning of the display unit A based on image information, and the like.
[0204]
The control unit B is electrically connected to the display unit A, and sends a scanning signal and an image data signal to each of the plurality of pixels 3 based on image information from the outside. Light emission is performed sequentially in accordance with the signal, and image scanning is performed to display image information on the display unit A.
[0205]
FIG. 3 is a schematic diagram of the display unit A.
The display section A has a wiring section including a plurality of scanning lines 5 and data lines 6 and a plurality of pixels 3 on a base. The main members of the display unit A will be described below.
[0206]
The figure shows a case where the light emitted from the pixel 3 is extracted in the direction of the white arrow (downward).
[0207]
The scanning lines 5 and the plurality of data lines 6 of the wiring portion are each made of a conductive material, and the scanning lines 5 and the data lines 6 are orthogonal to each other in a grid pattern and are connected to the pixels 3 at orthogonal positions (not shown in detail). ).
[0208]
When a scanning signal is applied from the scanning line 5, the pixel 3 receives an image data signal from the data line 6 and emits light according to the received image data. By appropriately arranging pixels in a red region, pixels in a green region, and pixels in a blue region on the same substrate, a full-color display is possible.
[0209]
Next, a light emitting process of the pixel 3 will be described.
FIG. 4 is a schematic diagram of the pixel 3.
[0210]
The pixel 3 includes an organic EL element 10, a switching transistor 11, a driving transistor 12, a capacitor 13, and the like.
[0211]
In the figure, an image data signal is applied from the control unit B to the drain of the switching transistor 11 via the data line 6. When a scanning signal is applied to the gate of the switching transistor 11 from the control unit B via the scanning line 5, the driving of the switching transistor 11 is turned on, and the image data signal applied to the drain is transferred to the capacitor 13 and the driving transistor 12. Transmitted to the gate.
[0212]
By transmitting the image data signal, the capacitor 13 is charged according to the potential of the image data signal, and the driving of the drive transistor 12 is turned on. The driving transistor 12 has a drain connected to the power supply line 7, a source connected to the electrode of the organic EL element 10, and from the power supply line 7 to the organic EL element 10 according to the potential of the image data signal applied to the gate. Current is supplied.
[0213]
When the scanning signal is transferred to the next scanning line 5 by the sequential scanning of the control unit B, the driving of the switching transistor 11 is turned off. However, even when the driving of the switching transistor 11 is turned off, the capacitor 13 holds the potential of the charged image data signal, so that the driving of the driving transistor 12 is kept on and the next scanning signal is applied. The light emission of the organic EL element 10 continues until this. When the next scanning signal is applied by the sequential scanning, the driving transistor 12 is driven according to the potential of the next image data signal synchronized with the scanning signal, and the organic EL element 10 emits light.
[0214]
That is, the organic EL element 10 emits light by providing a switching transistor 11 and a driving transistor 12 that are active elements to the organic EL elements 10 of the plurality of pixels 3, respectively. It is emitting light. Such a light emitting method is called an active matrix method.
[0215]
Here, the light emission of the organic EL element 10 may be a light emission of a plurality of gradations by a multi-valued image data signal having a plurality of gradation potentials, or a predetermined light emission amount on / off by a binary image data signal. But it's fine.
[0216]
Further, the holding of the potential of the capacitor 13 may be continued until the next scanning signal is applied, or may be discharged immediately before the next scanning signal is applied.
[0219]
The present invention is not limited to the active matrix method described above, but may be a passive matrix light emission drive in which an organic EL element emits light in accordance with a data signal only when a scanning signal is scanned.
[0218]
FIG. 5 is a cross-sectional view of only the organic EL element 10 of the pixel 3 taken out and viewed from the thickness direction.
[0219]
FIGS. 5A and 5B show different arrangements of the color conversion units. In FIG. 5A, the organic EL element 10 is an embodiment in which an organic EL section Y is laminated on a transparent resin film 10e as a transparent substrate, and a color conversion section X is laminated on a lower side. The EL element 10 has a mode in which a color conversion section X and an organic EL section Y are stacked in this order on a transparent resin film 10e.
[0220]
In the figure, reference numeral 10a is a metal electrode, 10b is an organic compound thin film including a light emitting layer, 10c is a transparent electrode, 10d is a dielectric mirror, 10e is a transparent resin film, and 10f is a color conversion layer.
[0221]
When a current is supplied to the organic compound thin film 10b via the metal electrode 10a and the transparent electrode 10c, light is emitted according to the amount of current. The emission color at this time is preferably a color in the blue-violet region in the present invention. The light emission of the color in the blue-violet region is amplified between the dielectric mirror 10d and the metal electrode 10a as the light reflecting portion, and is extracted as light having high directivity in the downward direction in the drawing. . Then, it is absorbed by the color conversion layer 10f with or without the transparent resin film 10e, and is in the red region when the color conversion layer has red conversion capability, and in the green region when it has green conversion capability. However, in the case of having blue conversion capability, light emission in the blue region can be extracted in the direction indicated by the white arrow in the figure.
[0222]
FIG. 6 is a schematic diagram of a display A using a passive matrix method.
In the figure, a plurality of scanning lines 5 and a plurality of image data lines 6 are provided in a grid pattern facing each other with the pixel 3 interposed therebetween.
[0223]
When the scanning signal of the scanning line 5 is applied by the sequential scanning, the pixels 3 connected to the applied scanning line 5 emit light according to the image data signal.
[0224]
In the passive matrix system, there is no active element in the pixel 3, and the manufacturing cost can be reduced.
[0225]
【The invention's effect】
An organic EL element having high luminous efficiency, a wide viewing angle, and having no color change depending on the angle, a light emitting method thereof, a display device using the organic EL element and a display method thereof, and a portable, transparent It was possible to provide a transparent substrate having low wettability and applicable to an organic EL device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an example of an apparatus for producing a precursor of an inorganic phosphor.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a display device including an organic EL element.
FIG. 3 is a schematic diagram of a display unit.
FIG. 4 is a schematic diagram of a pixel.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the organic EL element viewed from a thickness direction.
FIG. 6 is a schematic diagram of a display device using a passive matrix method.
[Explanation of symbols]
1 Display
3 pixels
5 scan lines
6 Data line
7 Power line
10 Organic EL device
10a metal electrode
10b Organic compound thin film
10c transparent electrode
10d dielectric mirror
10e transparent resin film
10f color conversion layer
11 Switching transistor
12 Driving transistor
13 Capacitor
A Display (display)
B control unit
X color converter
Y Organic EL section
21 Solution [A]
22 Solution [B]
23 Solution [C]

Claims (27)

光学的微小共振器構造を有し、発光が青紫領域の色である有機エレクトロルミネッセンス部と、前記有機エレクトロルミネッセンス部からの発光を吸収することにより可視光の蛍光を発光する色変換部が、粒径が0.05〜1.0μmの無機蛍光体であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。An organic electroluminescent portion having an optical microresonator structure and emitting light of a color in the blue-violet region, and a color conversion portion emitting visible light fluorescence by absorbing light emitted from the organic electroluminescent portion, comprising: An organic electroluminescent device, which is an inorganic phosphor having a diameter of 0.05 to 1.0 μm. 光学的微小共振器構造を有し、発光が青紫領域の色である有機エレクトロルミネッセンス部と、前記有機エレクトロルミネッセンス部からの発光を吸収することにより可視光の蛍光を発光する色変換部が、BaとSiを含む無機蛍光体であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。An organic electroluminescent portion having an optical microresonator structure and emitting light of a color in the blue-violet region; and a color conversion portion emitting visible light fluorescence by absorbing light emitted from the organic electroluminescent portion, comprising: An organic electroluminescent device comprising an inorganic phosphor containing Si and Si. 光学的微小共振器構造を有し、発光が青紫領域の色である有機エレクトロルミネッセンス部と、前記有機エレクトロルミネッセンス部からの発光を吸収することにより可視光の蛍光を発光する色変換部が、粒径が0.05〜1.0μmのBaとSiを含む無機蛍光体であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。An organic electroluminescent portion having an optical microresonator structure and emitting light of a color in the blue-violet region, and a color conversion portion emitting visible light fluorescence by absorbing light emitted from the organic electroluminescent portion, comprising: An organic electroluminescent device comprising an inorganic phosphor containing Ba and Si having a diameter of 0.05 to 1.0 μm. 光学的微小共振器構造を有し、発光が青紫領域の色である有機エレクトロルミネッセンス部と、前記有機エレクトロルミネッセンス部からの発光を吸収することにより可視光の蛍光を発光する色変換部が、粒径が0.05〜1.0μmのBa2−aEuSiOであることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。An organic electroluminescent portion having an optical microresonator structure and emitting light of a color in the blue-violet region, and a color conversion portion emitting visible light fluorescence by absorbing the light emitted from the organic electroluminescent portion are formed of particles. the organic electroluminescent device size characterized in that it is a Ba 2-a Eu a SiO 4 of 0.05 to 1.0 [mu] m. 光学的微小共振器構造を有し、発光が青紫領域の色である有機エレクトロルミネッセンス部と、前記有機エレクトロルミネッセンス部からの発光を吸収することにより可視光の蛍光を発光する色変換部が、BaとMgを含む無機蛍光体であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。An organic electroluminescent portion having an optical microresonator structure and emitting light of a color in the blue-violet region; and a color conversion portion emitting visible light fluorescence by absorbing light emitted from the organic electroluminescent portion, comprising: An organic electroluminescent device, comprising: an inorganic phosphor containing Mg and Mg. 光学的微小共振器構造を有し、発光が青紫領域の色である有機エレクトロルミネッセンス部と、前記有機エレクトロルミネッセンス部からの発光を吸収することにより可視光の蛍光を発光する色変換部が、粒径が0.05〜1.0μmのBaとMgを含む無機蛍光体であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。An organic electroluminescent portion having an optical microresonator structure and emitting light of a color in the blue-violet region, and a color conversion portion emitting visible light fluorescence by absorbing light emitted from the organic electroluminescent portion, comprising: An organic electroluminescence device comprising an inorganic phosphor containing Ba and Mg having a diameter of 0.05 to 1.0 μm. 光学的微小共振器構造を有し、発光が青紫領域の色である有機エレクトロルミネッセンス部と、前記有機エレクトロルミネッセンス部からの発光を吸収することにより可視光の蛍光を発光する色変換部が、粒径が0.05〜1.0μmのBa1−aEuMgAl1017であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。An organic electroluminescent portion having an optical microresonator structure and emitting light of a color in the blue-violet region, and a color conversion portion emitting visible light fluorescence by absorbing the light emitted from the organic electroluminescent portion are formed of particles. the organic electroluminescent device characterized by size of Ba 1-a Eu a MgAl 10 O 17 of 0.05 to 1.0 [mu] m. 光学的微小共振器構造を有し、発光が青紫領域の色である有機エレクトロルミネッセンス部と、前記有機エレクトロルミネッセンス部からの発光を吸収することにより可視光の蛍光を発光する色変換部が、KとWを含む無機蛍光体であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。An organic electroluminescent portion having an optical microresonator structure and emitting light of a color in the blue-violet region, and a color conversion portion that emits visible light fluorescence by absorbing light emitted from the organic electroluminescent portion is K. And an inorganic phosphor containing W. 光学的微小共振器構造を有し、発光が青紫領域の色である有機エレクトロルミネッセンス部と、前記有機エレクトロルミネッセンス部からの発光を吸収することにより可視光の蛍光を発光する色変換部が、粒径が0.05〜1.0μmのKとWを含む無機蛍光体であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。An organic electroluminescent portion having an optical microresonator structure and emitting light of a color in the blue-violet region, and a color conversion portion emitting visible light fluorescence by absorbing the light emitted from the organic electroluminescent portion are formed of particles. An organic electroluminescent device comprising an inorganic phosphor containing K and W having a diameter of 0.05 to 1.0 μm. 光学的微小共振器構造を有し、発光が青紫領域の色である有機エレクトロルミネッセンス部と、前記有機エレクトロルミネッセンス部からの発光を吸収することにより可視光の蛍光を発光する色変換部が、粒径が0.05〜1.0μmのKEu2.5(WO6.25であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。An organic electroluminescent portion having an optical microresonator structure and emitting light of a color in the blue-violet region, and a color conversion portion emitting visible light fluorescence by absorbing the light emitted from the organic electroluminescent portion are formed of particles. the organic electroluminescent device characterized by size of K 5 Eu 2.5 (WO 4) 6.25 of 0.05 to 1.0 [mu] m. 有機エレクトロルミネッセンス部が、透明基体の上側に設けられ、前記透明基体側から、ハーフミラー部、発光層を含む有機化合物薄膜、および光反射部をこの順序で有するものであることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。An organic electroluminescent portion is provided on the upper side of the transparent substrate, and has a half mirror portion, an organic compound thin film including a light emitting layer, and a light reflecting portion in this order from the transparent substrate side. Item 10. The organic electroluminescent device according to any one of Items 1 to 10. ハーフミラー部が、透明基体側から、誘電体ミラーおよび透明電極をこの順序で有するものであることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the half mirror portion has a dielectric mirror and a transparent electrode in this order from the transparent substrate side. 光反射部が、金属電極であることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。The organic electroluminescence device according to any one of claims 1 to 12, wherein the light reflecting portion is a metal electrode. 色変換部が、誘電体ミラーの下側に設けられていることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the color conversion unit is provided below the dielectric mirror. 誘電体ミラーは、酸化ケイ素を主成分とする層と酸化チタンを主成分とする層とを複数層積層したものであることを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。The organic dielectric according to any one of claims 1 to 14, wherein the dielectric mirror is formed by stacking a plurality of layers each including a layer mainly containing silicon oxide and a layer mainly containing titanium oxide. Electroluminescent element. 酸化ケイ素を主成分とする層および酸化チタンを主成分とする層の少なくとも1層が、酸窒化ケイ素または酸窒化チタンを含有することを特徴とする請求項15に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。The organic electroluminescence device according to claim 15, wherein at least one of the layer containing silicon oxide as a main component and the layer containing titanium oxide as a main component contains silicon oxynitride or titanium oxynitride. 透明基体が透明樹脂フィルムであることを特徴とする請求項1〜16のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。The organic electroluminescent device according to any one of claims 1 to 16, wherein the transparent substrate is a transparent resin film. 請求項1〜17のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子から構成されることを特徴とする表示装置。A display device comprising the organic electroluminescence device according to claim 1. 光学的微小共振器構造を有し、発光が青紫領域の色である有機エレクトロルミネッセンス部からの発光を、色変換部に吸収させることにより可視光の蛍光を発光させることを特徴とする発光方法。A light emitting method having an optical microresonator structure, wherein visible light fluorescence is emitted by absorbing light emitted from an organic electroluminescence portion, which emits light in a blue-violet region, into a color conversion portion. 有機エレクトロルミネッセンス部は、透明基体の上側に設けられ、前記透明基体側から、ハーフミラー部、発光層を含む有機化合物薄膜、および光反射部をこの順序で有するものであることを特徴とする請求項19に記載の発光方法。The organic electroluminescent portion is provided on the upper side of the transparent substrate, and has a half mirror portion, an organic compound thin film including a light emitting layer, and a light reflecting portion in this order from the transparent substrate side. Item 20. The light emitting method according to Item 19. ハーフミラー部が、透明基体側から、誘電体ミラーおよび透明電極をこの順序で有するものであることを特徴とする請求項20に記載の発光方法。21. The light emitting method according to claim 20, wherein the half mirror section has a dielectric mirror and a transparent electrode in this order from the transparent substrate side. 光反射部が、金属電極であることを特徴とする請求項20または21に記載の発光方法。22. The light emitting method according to claim 20, wherein the light reflecting portion is a metal electrode. 色変換部が、誘電体ミラーの下側に設けられていることを特徴とする請求項20〜22のいずれか1項に記載の発光方法。23. The light emitting method according to claim 20, wherein the color conversion unit is provided below the dielectric mirror. 誘電体ミラーが、酸化ケイ素を主成分とする層と酸化チタンを主成分とする層とを複数層積層したものであることを特徴とする請求項20〜23のいずれか1項に記載の発光方法。The light-emitting device according to any one of claims 20 to 23, wherein the dielectric mirror is formed by stacking a plurality of layers including a layer mainly composed of silicon oxide and a layer mainly composed of titanium oxide. Method. 酸化ケイ素を主成分とする層および酸化チタンを主成分とする層の少なくとも1層が、酸窒化ケイ素または酸窒化チタンを含有することを特徴とする請求項24に記載の発光方法。The light emitting method according to claim 24, wherein at least one of the layer containing silicon oxide as a main component and the layer containing titanium oxide as a main component contains silicon oxynitride or titanium oxynitride. 透明基体が、透明樹脂フィルムであることを特徴とする請求項20〜25のいずれか1項に記載の発光方法。The light emitting method according to any one of claims 20 to 25, wherein the transparent substrate is a transparent resin film. 請求項19〜26のいずれか1項に記載の発光方法による発光を用いて表示を行うことを特徴とする表示方法。A display method, wherein display is performed using light emission by the light emission method according to any one of claims 19 to 26.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006008987A1 (en) * 2004-07-15 2006-01-26 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic el display
JP2009013252A (en) * 2007-07-03 2009-01-22 Napura:Kk Fluorescent assembly and fluorescent paste composition
US7485376B2 (en) * 2003-03-26 2009-02-03 Konica Minolta Holdings, Inc. Organic electroluminescent element, illuminator, and display
US7573191B2 (en) 2004-06-02 2009-08-11 Seiko Epson Corporation Organic EL device having a transflective layer and a light-reflective electrode constituting an optical resonator
JP2009224339A (en) * 2009-07-06 2009-10-01 Seiko Epson Corp Organic el device and electronic equipment
US8796914B2 (en) 2010-04-07 2014-08-05 Sharp Kabushiki Kaisha Organic electroluminescence element, organic electroluminescence display, and organic electroluminescence display apparatus
US11659764B2 (en) 2017-12-26 2023-05-23 Lg Chem, Ltd. Amine based compound and organic light emitting device comprising the same

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7485376B2 (en) * 2003-03-26 2009-02-03 Konica Minolta Holdings, Inc. Organic electroluminescent element, illuminator, and display
US7573191B2 (en) 2004-06-02 2009-08-11 Seiko Epson Corporation Organic EL device having a transflective layer and a light-reflective electrode constituting an optical resonator
US8106577B2 (en) 2004-06-02 2012-01-31 Seiko Epson Corporation Organic EL device and electronic apparatus
WO2006008987A1 (en) * 2004-07-15 2006-01-26 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic el display
JP2009013252A (en) * 2007-07-03 2009-01-22 Napura:Kk Fluorescent assembly and fluorescent paste composition
JP2009224339A (en) * 2009-07-06 2009-10-01 Seiko Epson Corp Organic el device and electronic equipment
US8796914B2 (en) 2010-04-07 2014-08-05 Sharp Kabushiki Kaisha Organic electroluminescence element, organic electroluminescence display, and organic electroluminescence display apparatus
US11659764B2 (en) 2017-12-26 2023-05-23 Lg Chem, Ltd. Amine based compound and organic light emitting device comprising the same

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