JP3828980B2 - Display element - Google Patents

Description

【００１４】
［式中、Ｒ¹ 〜Ｒ⁴ は、それぞれ水素原子，炭素数１〜６のアルキル基，炭素数１〜６のアルコキシ基，炭素数７〜１８のアラルキル基，置換もしくは無置換の炭素数６〜１８のアリール基，置換もしくは無置換の芳香族複素環式基，置換もしくは無置換のシクロヘキシル基，置換もしくは無置換の炭素数６〜１８のアリールオキシ基，置換もしくは無置換のピリジル基を示す。ここで、置換基は炭素数１〜６のアルキル基，炭素数１〜６のアルコキシ基，炭素数７〜１８のアラルキル基，炭素数６〜１８のアリールオキシ基，炭素数１〜６のアシル基，炭素数１〜６のアシルオキシ基，カルボキシル基，スチリル基，炭素数６〜２０のアリールカルボニル基，炭素数６〜２０のアリールオキシカルボニル基，炭素数１〜６のアルコキシカルボニル基，ビニル基，アニリノカルボニル基，カルバモイル基，フェニル基，ニトロ基，水酸基あるいはハロゲン原子を示す。これらの置換基は単一でも複数でもよい。また、Ｒ¹ 〜Ｒ⁴ は同一でも、また互いに異なっていてもよく、Ｒ¹ とＲ² 及びＲ³ とＲ⁴ は互いに置換している基と結合して、置換もしくは無置換の飽和又は不飽和の五員環あるいは置換もしくは無置換の飽和又は不飽和の六員環を形成してもよい。Ａｒは置換もしくは無置換の炭素数６〜２０のアリーレン基を表し、単一置換されていても、複数置換されていてもよく、また結合部位は、オルト，パラ，メタいずれでもよい。なお、置換基は前記と同じである。また、アリーレン基の置換基同士が結合して、置換もしくは無置換の飽和又は不飽和の五員環あるいは置換もしくは無置換の飽和又は不飽和の六員環を形成してもよい。但し、Ａｒが無置換フェニレンの場合、Ｒ¹ 〜Ｒ⁴ は、それぞれ炭素数１〜６のアルコキシ基，炭素数７〜１８のアラルキル基，置換もしくは無置換のナフチル基，ビフェニル基，シクロヘキシル基，アリールオキシ基より選ばれたものである。］で表されるジスチリルアリレーン系化合物，一般式（II）
Ａ−Ｑ−Ｂ ・・・（II）
［式中、Ａ及びＢは、それぞれ上記一般式（Ｉ）で表される化合物から１つの水素原子を除いた一価基を示し、同一であっても異なってもよい。また、Ｑは共役系を切る二価基を示す。］で表される芳香族メチリディン化合物及び一般式（II）
【００１５】
【化２】

【００１６】
［式中、Ａ¹ は置換もしくは無置換の炭素数６〜２０のアリーレン基又は二価の芳香族複素環式基を示す。結合位置はオルト，メタ，パラのいずれでもよい。Ａ² は置換もしくは無置換の炭素数６〜２０のアリール基又は一価の芳香族複素環式基を示す。Ｒ⁵ 及びＲ⁶ は、それぞれ水素原子，置換もしくは無置換の炭素数６〜２０のアリール基，シクロヘキシル基，一価の芳香族複素環式基，炭素数１〜１０のアルキル基，炭素数７〜２０のアラルキル基又は炭素数１〜１０のアルコキシ基を示す。なお、Ｒ⁵ ，Ｒ⁶ は同一でも異なってもよい。ここで、置換基とは、アルキル基，アリールオキシ基，アミノ基又はこれらの基を有するもしくは有しないフェニル基であり、該置換基は単一でも複数でもよい。Ｒ⁵ の各置換基はＡ¹ と結合して、飽和もしくは不飽和の五員環又は六員環を形成してもよく、同様にＲ⁶ の各置換基はＡ² と結合して、飽和もしくは不飽和の五員環又は六員環を形成してもよい。また、Ｑ¹ は前記と同じである。］で表される芳香族メチリディン化合物が挙げられる。
【００１７】
ここで、一般式（Ｉ）中のＲ¹ 〜Ｒ⁴ は前述の如く同一でも異なってもよく、それぞれ水素原子，炭素数１〜６のアルキル基（メチル基，エチル基，ｎ−プロピル基，イソプロピル基，ｎ−ブチル基，イソブチル基，ｓｅｃ−ブチル基，ｔｅｒｔ−ブチル基，イソペンチル基，ｔ−ペンチル基，ネオペンチル基，イソヘキシル基），炭素数１〜６のアルコキシ基（メトキシ基，エトキシ基，プロポキシ基，ブトキシ基等），炭素数１〜８のアラルキル基（ベンジル基，フェネチル基等，炭素数６〜１８のアリール基（フェニル基，ビフェニル基，ナフチル基等），シクロヘキシル基，芳香族複素環式基（ビリジル基，キノリル基），炭素数６〜８のアリールオキシ基（フェノキシ基，ビフェニルオキシ基，ナフチルオキシ基等）を示す。
【００１８】
また、Ｒ¹ 〜Ｒ⁴ は、これらに置換基の結合したものでもよい。即ち、Ｒ¹ 〜Ｒ⁴ はそれぞれ置換基含有フェニル基，置換基含有アラルキル基，置換基含有シクロヘキシル基，置換基含有ビフェニル基，置換基含有ナフチル基を示す。ここで、置換基は炭素数１〜６のアルキル基，炭素数１〜６のアルコキシ基，炭素数７〜１８のアラルキル基，炭素数６〜１８のアリールオキシ基，炭素数１〜６のアシル基，炭素数１〜６のアシルオキシ基，カルボキシル基，スチリル基，炭素数６〜２０のアリールカルボニル基，炭素数６〜２０のアリールオキシカルボニル基，炭素数１〜６のアルコキシカルボニル基，ビニル基，アニリノカルボニル基，カルバモイル基，フェニル基，ニトロ基，水酸基あるいはハロゲン原子であり、複数置換されていてもよい。したがって、例えば、置換基含有アラルキル基は、アルキル基置換アラルキル基（メチルベンジル基，メチルフェネチル基等），アルコキシ基置換アラルキル基（メトキシベンジル基，エトキシフェネチル基等），アリールオキシ基置換アラルキル基（フェノキシベンジル基，ナフチルオキシフェネチル基等），フェニル基置換アラルキル基（フェニルフェネチル基等）、上記置換基含有フェニル基は、アルキル基置換フェニル基（トリル基，ジメチルフェニル基，エチルフェニル基など）、アルコキシ基置換フェニル基（メトキシフェニル基，エトキシフェニル基など）アリールオキシ基置換フェニル基（フェノキシフェニル基，ナフチルオキシフェニル基等）あるいはフェニル基置換フェニル基（つまり、ビフェニリル基）である。また、置換基含有シクロヘキシル基は、アルキル基置換シクロヘキシル基（メチルシクロヘキシル基，ジメチルシクロヘキシル基，エチルシクロヘキシル基等），アルコキシ基置換シクロヘキシル基（メトキシシクロヘキシル基，エトキシシクロヘキシル基等）あるいはアリールオキシ基置換シクロヘキシル基（フェノキシシクロヘキシル基，ナフチルオキシシクロヘキシル基），フェニル基置換シクロヘキシル基（フェニルシクロヘキシル基）である。置換基含有ナフチル基は、アルキル基置換ナフチル基（メチルナフチル基，ジメチルナフチル基等），アルコキシ基置換ナフチル基（メトキシナフチル基，エトキシナフチル基等）あるいはアリールオキシ基置換ナフチル基（フェノキシナフチル基，ナフチルオキシナフチル基），フェニル基置換ナフチル基（フェニルナフチル基）である。
【００１９】
上記Ｒ¹ 〜Ｒ⁴ としては、上述したもののうち、それぞれ炭素数１〜６のアルキル基，アリールオキシ基，フェニル基，ナフチル基，ビフェニル基，シクロヘキシル基が好ましい。これらは置換あるいは無置換のいずれでもよい。また、Ｒ¹ 〜Ｒ⁴ は同一でも、また互いに異なっていてもよく、Ｒ¹ とＲ² 及びＲ³ とＲ⁴ は互いに置換している基と結合して、置換もしくは無置換の飽和又は不飽和の五員環あるいは置換もしくは無置換の飽和又は不飽和の六員環を形成してもよい。
【００２０】
一方、一般式（Ｉ）中のＡｒは置換もしくは無置換の炭素数６〜２０のアリーレン基を表し、置換もしくは無置換のフェニレン基，ビフェニレン基，ｐ−テルフェニレン基，ナフチレン基，ターフェニレン基，ナフタレンジイル基，アントラセンジイル基，フェナントレンジイル基，フェナレンジイル基等のアリーレン基であり、無置換でも置換されていてもよい。又、メチリディン（＝Ｃ＝ＣＨ−）の結合位置はオルト，メタ，パラ等どこでもよい。但し、Ａｒが無置換フェニレンの場合、Ｒ¹ 〜Ｒ⁴ は炭素数１〜６のアルコキシ基，炭素数７〜１８のアラルキル基，置換あるいは無置換のナフチル基，ビフェニル基，シクロヘキシル基，アリールオキシ基より選ばれたものである。置換基はアルキル基（メチル基，エチル基，ｎ−プロピル基，イソプロピル基，ｎ−ブチル基，イソブチル基，ｓｅｃ−ブチル基，ｔ−ブチル基，イソペンチル基，ｔ−ペンチル基，ネオペンチル基，イソヘキシル基等），アルコキシ基（メトキシ基，エトキシ基，プロポキシ基，イソプロポキシ基，ブチルオキシ基，イソブチルオキシ基，ｓｅｃ −ブチルオキシ基，ｔ−ブチルオキシ基，イソペンチルオキシ基，ｔ−ペンチルオキシ基），アリールオキシ基，（フェノキシ基，ナフチルオキシ基等），アシル基（ホルミル基，アセチル基，プロピオニル基，ブチリル基等），アシルオキシ基，アラルキル基（ベンジル基，フェネチル基等），フェニル基，水酸基，カルボキシル基，アニリノカルボニル基，カルバモイル基，アリールオキシカルボニル基，メトキシカルボニル基，エトキシカルボニル基，ブトキシカルボニル基，ニトロ基，ハロゲン原子であり、単一置換でも複数置換されていてもよい。
【００２１】
前記一般式（Ｉ）で表されるメチリディン芳香族化合物は、１分子中に２つのメチリディン（＝Ｃ＝ＣＨ−）基を有し、このメチリディン基の幾何異性によって、４通りの組合せ、すなわち、シス−シス，トランス−シス，シス−トランス及びトランス−トランスの組合せがある。本発明に用いられるＥＬ素子における青色発光成分は、それらのいずれのものであってもよいし、幾何異性体の混合したものでもよい。特に好ましくは、全てトランス体のものである。また、上記置換基は、置換基の間で結合し、置換、無置換の飽和もしくは不飽和の五員環又は六員環を形成してもよい。
【００２２】
一般式（II）におけるＡ及びＢは、それぞれ上記一般式（Ｉ）で表される化合物から１つの水素原子を除いた一価基を示し、同一であっても異なってもよいものである。ここで、一般式（II）におけるＱは共役系を切る二価基を示す。ここで、共役とは、π電子の非極在性によるもので、共役二重結合あるいは不対電子又は孤立電子対によるものも含む。Ｑの具体例としては、
【００２３】
【化３】

【００２４】
が挙げられる。このように共役系を切る二価の基を用いる理由は、上記で示されるＡあるはＢ（即ち、一般式（Ｉ）の化合物）を、単独で本発明の有機ＥＬ素子として用いた場合に得られるＥＬ発光色と、一般式（II）で表される化合物を本発明の有機ＥＬ素子として用いた場合に得られるＥＬ発光色とが変わらぬようにするためである。つまり、一般式（Ｉ）又は一般式（II）で表される青色発光成分が、短波長化あるいは長波長化したりすることはないようにするためである。また、共役系を切り二価基で接続するとガラス転移温度（Ｔｇ）は、上昇することが確認でき、均一なピンホールフリーの微結晶あるいはアモルファス性薄膜が得られることができ、発光均一性を向上させている。更に、共役系を切る二価基で結合していることにより、ＥＬ発光が長波長化することなく、また、合成あるいは精製が容易にできる長所を備えている。
【００２５】
また、一般式（III）中のＡ¹は置換もしくは無置換の炭素数６〜２０のアリーレン基又は二価の芳香族複素環式基，Ａ² は置換もしくは無置換の炭素数６〜２０のアリール基（フェニル基，ビフェニル基，ナフチル基等）又は一価の芳香族複素環式基を示す。Ｒ⁵ 及びＲ⁶ は、それぞれ水素原子，置換もしくは無置換の炭素数６〜２０のアリール基，シクロヘキシル基，一価の芳香族複素環式基，炭素数１〜１０のアルキル基（メチル基，エチル基，ｎ−プロピル基，イソプロピル基，ｎ−ブチル基，イソブチル基，ｓｅｃ −ブチル基，tert−ブチル基，イソペンチル基，ｔ−ペンチル基，ネオペンチル基，イソヘキシル基等），炭素数７〜２０のアラルキル基（ベンジル基，フェネチル基等）又は炭素数１〜１０のアルコキシ基（メトキシ基，エトキシ基，プロポキシ基，ブトキシ基等）を示す。なお、Ｒ⁵ ，Ｒ⁶ は同一でも異なってもよい。ここで、置換基とは、アルキル基，アリールオキシ基，アミノ基又はこれらの基を有するもしくは有しないフェニル基であり、該置換基は単一でも複数でもよい。Ｒ⁵ の各置換基はＡ¹ と結合して、飽和もしくは不飽和の五員環又は六員環を形成してもよく、同様にＲ⁶ の各置換基はＡ² と結合して、飽和もしくは不飽和の五員環又は六員環を形成してもよい。また、Ｑは、上記と同様に共役を切る二価基を表す。さらに、該Ａ¹ の結合はオルト，メタ，パラのいずれでもよい。さらに、本発明において、上記の一般式（Ｉ），一般式（II）又は一般式（III） で表される有機化合物は、ＣＩＥ色度座標における青紫，紫青，青，緑青もしくは青緑の発光を呈する化合物であることが必要である。具体的には、
【００２６】
【化４】

【００２７】
【化５】

【００２８】
【化６】

【００２９】
【化７】

【００３０】
【化８】

【００３１】
【化９】

【００３２】
【化１０】

【００３３】
【化１１】

【００３４】
【化１２】

【００３５】
【化１３】

【００３６】
などである。他の有機化合物としては、
【００３７】
【化１４】

【００３８】
なども挙げられる。また、特願平５−１７０３５４号明細書に記載されている上記青色発光成分の蛍光条件を満たす化合物としては、一般式（XI）
【００３９】
【化１５】

【００４０】
［式中、Ｒ³⁷〜Ｒ⁴⁸は、それぞれ独立に水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を示す。但し、Ｒ³⁷〜Ｒ⁴⁸のうち少なくとも１つは炭素数１〜６のアルキル基である。また、Ｒ³⁸とＲ³⁹，Ｒ⁴⁰とＲ⁴¹，Ｒ⁴⁴とＲ⁴⁵，Ｒ⁴⁶とＲ⁴⁷は、互いに結合して飽和もしくは不飽和の五員環又は六員環を形成してもよい。Ｘ及びＹはそれぞれ独立に置換又は無置換の炭素数６〜２０のアリール基を示す。ＸとＹは置換基と結合して置換もしくは無置換の飽和又は不飽和の五員環あるいは六員環を形成してもよい。ここで、置換基としては炭素数１〜６のアルキル基，炭素数１〜６のアルコキシ基，炭素数６〜１８のアリールオキシ基，フェニル基，アミノ基，シアノ基，ニトロ基，水酸基あるいはハロゲン原子を示す。これらの置換基は単一でも複数置換されていてもよい。］で表されるターフェニレン誘導体のスチリル化合物を挙げることができる。
【００４１】
ここで、一般式（XI）において、Ｒ³⁷〜Ｒ⁴⁸は、それぞれ独立に水素原子あるいはメチル基，エチル基，ｎ−プロピル基，イソプロピル基，ｎ−ブチル基，イソブチル基，ｓｅｃ−ブチル基，ｔ−ブチル基，イソペンチル基，ｔ−ペンチル基，ネオペンチル基，ｎ−ヘキシル基，イソヘキシル基などの炭素数１〜６のアルキル基を示す。但し、Ｒ³⁷〜Ｒ⁴⁸のうち少なくとも１つは炭素数１〜６のアルキル基であり、特にメチル基又はエチル基が好ましい。また、Ｒ³⁸とＲ³⁹，Ｒ⁴⁰とＲ⁴¹，Ｒ⁴⁴とＲ⁴⁵，Ｒ⁴⁶とＲ⁴⁷は、互いに結合して飽和もしくは不飽和の五員環又は飽和もしくは不飽和の六員環を形成してもよい。飽和もしくは不飽和の五員環又は六員環を有するスチリル化合物の例としては、Ｒ³⁸とＲ³⁹，及びＲ⁴⁶とＲ⁴⁷が飽和五員環を形成する場合は、
【００４２】
【化１６】

【００４３】
などが挙げられ、Ｒ⁴⁶とＲ⁴⁷で飽和六員環を形成する場合は、
【００４４】
【化１７】

【００４５】
などが挙げられる。Ｘ及びＹは、それぞれ独立に置換または無置換のフェニル基，ナフチル基，ビフェニル基，ターフェニル基，アントラリル基，フェナントリル基，ピレニル基，ペリレニル基など炭素数６〜２０のアリール基を示す。ここで、置換基としては、例えばメチル基，エチル基，ｎ−プロピル基，イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基，ｓｅｃ−ブチル基，ｔ−ブチル基，イソペンチル基，ｔ−ペンチル基，ネオペンチル基，ｎ−ヘキシル基，イソヘキシル基などの炭素数１〜６のアルキル基，メトキシ基，エトキシ基，ｎ−プロポキシ基，イソプロポキシ基，ｎ−ブチルオキシ基，イソブチルオキシ基，ｓｅｃ−ブチルオキシ基，イソペンチルオキシ基，ｔ−ペンチルオキシ基，ｎ−ヘキシルオキシ基などの炭素数１〜６のアルコキシ基，フェノキシ基，ナフチルオキシ基など炭素数６〜１８のアリールオキシ基，フェニル基，アミノ基，シアノ基，ニトロ基，水酸基あるいはハロゲン原子が挙げられる。これらの置換基は単一でも複数置換されていてもよい。また、ＸとＹは置換基と結合して置換もしくは無置換の飽和又は不飽和の五員環あるいは飽和又は不飽和の六員環を形成してもよい。飽和もしくは不飽和の五員環又は六員環を有するスチリル化合物の例としては、ＸとＹが飽和五員環を形成する場合は、
【００４６】
【化１８】

【００４７】
などが挙げられ、ＸとＹが飽和六員環形成する場合は、
【００４８】
【化１９】

【００４９】
などが挙げられる。
【００５０】
上記一般式（XI）で表されるスチリル化合物は、種々の公知の方法によって製造することができる。具体的には、次の２つの方法が挙げられる。
方法１
一般式（ａ）
【００５１】
【化２０】

【００５２】
［式中、Ｒは炭素数１〜４のアルキル基又はフェニル基を示し、Ｒ³⁷〜Ｒ⁴⁸は前記と同じである。］で表されるホスホン酸エステルと、一般式（ｂ）
【００５３】
【化２１】

【００５４】
［式中、Ｘ，Ｙは前記と同じである。］で表されるカルボニル化合物を塩基存在下で縮合する方法（Witting 反応又はWitting-Horner反応）により合成することができる。
方法２
一般式（ｃ）
【００５５】
【化２２】

【００５６】
［式中、Ｒ³⁷〜Ｒ⁴⁸は前記と同じである。］で表されるジアルデヒド化合物と一般式（ｄ）
【００５７】
【化２３】

【００５８】
［式中、Ｒ，Ｘ，Ｙは前記と同じである。］で表されるホスホン酸エステルを塩基存在下で縮合する方法（Witting 反応又はWitting-Horner反応）により合成することができる。
【００５９】
この合成で用いる反応溶媒としては、炭化水素，アルコール類，エーテル類が好ましい。具体的には、メタノール；エタノール；イソプロパノール；ブタノール；２−メトキシエタノール；１，２−ジメトキシエタン；ビス（２−メトキシエチル）エーテル；ジオキサン；テトラヒドロフラン；トルエン；キシレン；ジメチルスルホキシド；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド；Ｎ−メチルピロリドン；１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンなどが挙げられる。特に、テトラヒドロフラン，ジメチルスルホキシドが好適である。また、縮合剤としては、水酸化ナトリウム，水酸化カリウム，ナトリウムアミド，水素化ナトリウム，ｎ−ブチルリチウム，ナトリウムメチラート，カリウム−ｔ−ブトキシドなどが好ましく、特にｎ−ブチルリチウム，カリウム−ｔ−ブトキシドが好ましい。反応温度は、用いる反応原料の種類などにより異なり、一義的に定めることはできないが、通常は０℃〜約１００℃までの広範囲を指定できる。特に好ましくは０℃〜室温の範囲である。
【００６０】
以下に、本発明で用いられる上記スチリル化合物の具体例（１）〜（２６）を挙げるが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【００６１】
【化２４】

【００６２】
【化２５】

【００６３】
【化２６】

【００６４】
【化２７】

【００６５】
【化２８】

【００６６】
その他、下記構造式に示すようなアルミニウム錯体も青色発光成分として好ましい。
【００６７】
【化２９】

【００６８】
［式中、Ｒ¹⁷〜Ｒ¹⁹は、各々独立に、水素原子，メチル基等のアルキル基，Ｒ²⁰〜Ｒ²²は各々独立に水素原子，ハロゲン原子，α−ハロアルキル基，α−ハロアルコキシ基，アミド基，カルボニル基，スルフォニル基，カルボニルオキシ基，オキシカルボニル基，アリル基等を示す。
また、Ｌ¹ 〜Ｌ⁵ は、各々独立に、水素原子，炭素数１〜１２の炭化水素基を示し、Ｌ¹ とＬ² ，Ｌ² とＬ³ は互いに結合して芳香環を形成していてもよい。］等が挙げられる。
【００６９】
（ii）赤色発光成分（Ｒ）
赤色蛍光成分（Ｒ）としては、溶液状態でのピーク波長が好ましくは５８０〜７００ｎｍ、さらに好ましくは６００〜６４０ｎｍの有機化合物であればよく、特に制限はないが、例えば、ヨーロッパ公開特許第０２８１３８１号公報に記載されている赤色発進レーザー色素として用いられるジシアノメチレンピラン誘導体，ジシアノメチレンチオピラン誘導体，フルオレセイン誘導体，ペリレン誘導体などが挙げられる。具体的には、
【００７０】
【化３０】

【００７１】
などが挙げられる。これらの有機化合物は、層を形成する有機化合物に対して、０．１〜１０モル％、好ましくは０．５〜５モル％の割合で含有させることが必要である。この０．１〜１０モル％というのは、濃度消光を生じないための濃度範囲である。
（iii）発光層の形成方法
青色発光成分（Ｂ）と赤色発光成分（Ｒ）とを含む発光層を形成する方法としては、青色発光成分（Ｂ）を含む発光層と赤色発光成分（Ｒ）を含む発光層とを積層する方法（図３（ａ））、二つの発光層を貼り合わせる方法（図３（ｂ））、および青色発光成分（Ｂ）を含む発光層に赤色発光成分（Ｒ）を少量（０．１〜１０重量％）添加する方法（図３（ｃ））等を挙げることができる。
なお、図３（ｂ）に示す貼り合わせる方法の場合は、光硬化性接着剤、熱硬化性接着剤または低融点金属を用いることが好ましい。
（iv）膜厚
有機発光層の膜厚は、通常、０．１〜２００ｎｍ、好ましくは０．１〜５０ｎｍ、さらに好ましくは１〜４０ｎｍである。
（ｖ）青色発光成分（Ｂ）と赤色発光成分（Ｒ）との輝度の比
以下、（（Ｂ）：（Ｒ））を２０：１〜１：１とする理由を説明する。
（Ｂ）と（Ｒ）の輝度比とピークの高さの比（≒面積比）が比例していると仮定する（仮定１）。
（Ｂ）の輝度が（１００−α）ｃｄ／ｍ² ，（Ｒ）の輝度がαｃｄ／ｍ² で、合計１００ｃｄ／ｍ² の光源を色変換法とカラーフィルタとの組み合わせによって（Ｂ），（Ｇ），（Ｒ）のそれぞれの発光を取り出そうと考える。
その時、（Ｂ）の輝度はθ_B （１００−α）ｃｄ／ｍ² ，（Ｇ）の輝度はθ_G （１００−α）ｃｄ／ｍ² ，（Ｒ）の輝度はθ_R ｛（１００−α）／５＋α｝ｃｄ／ｍ² となる。
ただし、（Ｂ）→（Ｇ）の変換効率は１００％，（Ｂ）→（Ｒ）の変換効率を２０％と仮定している（仮定２，３）。θ_B ，θ_G ，θ_R は各色のカラーフィルタの透過率である。
白色発光をする為には（Ｂ）：（Ｇ）：（Ｒ）の輝度比は１：７：２であることが経験的に知られている。
このうち（Ｂ）と（Ｇ）の輝度比はθ_B （１００−α）：θ_G （１００−α）＝θ_B ：θ_G であるから、カラーフィルタの特性のみで決定される（つまり光源の（Ｂ）と（Ｒ）の比にはよらない）。（Ｂ）は（Ｇ）に対して１／７の輝度があれば十分なので（Ｂ）と（Ｇ）のバランスはカラーフィルタの選択によって十分調整可能である。
要するにホワイトバランスを調整する為には（Ｇ）と（Ｒ）の比だけを考えれば良いことになる。
ここで、（Ｇ）と（Ｒ）の比が丁度７：２である時、αはどの位の輝度が必要かが問題となる。
【００７２】
【数１】
θ_G ×（１００−α）／７＝θ_R ×｛（１００−α）／５＋α｝／２
【００７３】
ここで（Ｇ）の発光がカラーフィルタによって減少する割合θ_G と（Ｒ）の発光がカラーフィルタによって減少する割合θ_R が同程度であるとすれば（仮定４）、α≒８となる。
すなわち、（Ｂ）→（Ｒ）の変換効率が２０％の時は、９２ｃｄ／ｍ² の（Ｂ）発光に対し、８ｃｄ／ｍ² 以上の（Ｒ）発光が入っていれば（Ｂ）と（Ｒ）の比は７：２よりも（Ｒ）の方が大きくなるので、θ_R の選択が容易になる。（多少θ_R ＞θ_G でも構わなくなる。）
換言すると、現状（Ｂ）→（Ｒ）の変換効率は２０％程度なので、９２ｃｄ／ｍ² の（Ｂ）発光に対し、８ｃｄ／ｍ² 以上の（Ｒ）発光が含まれている必要がある。
９２：８＝１１．５：１
そこで（Ｂ）と（Ｒ）の輝度比は２０：１以上にする必要がある。（これは（Ｂ）：（Ｒ）＝ｎ：１，０＜ｎ＜２０という意味である）
【００７４】
▲２▼正孔注入層
次に、正孔注入層は、必ずしも本発明に用いられる素子に必要なものではないが、発光性能の向上のために用いた方が好ましいものである。この正孔注入層は発光層への正孔注入を助ける層であって、正孔移動度が大きく、イオン化エネルギーが、通常５．５ｅＶ以下と小さい。このような正孔注入層としては、より低い電界で正孔を発光層に輸送する材料が好ましく、さらに正孔の移動度が、たとえば１０⁴ 〜１０⁶ Ｖ／ｃｍの電界印加時に、少なくとも１０^-6ｃｍ² 〜／Ｖ・ ｓｅｃであればなお好ましい。
このような正孔注入材料については、前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、正孔の電荷輸送材として慣用されているものや、ＥＬ素子の正孔注入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。
【００７５】
▲３▼電子注入層
一方電子注入層は、発光層への電子の注入を助ける層であって、電子移動度が大きく、また付着改善層は、この電子注入層の中で、特に陰極との付着が良い材料からなる層である。電子注入層に用いられる材料としては、たとえば８−ヒドロキシキノリンまたはその誘導体の金属錯体、あるいはオキサジアゾール誘導体が好ましく挙げられる。また、付着改善層に用いられる材料としては、特に８−ヒドロキシキノリンまたはその誘導体の金属錯体が好適である。
上記８−ヒドロキシキノリンまたはその誘導体の金属錯体の具体例としては、オキシン（一般に８−キノリノールまたは８−ヒドロキシキノリン）のキレートを含む金属キレートオキシノイド化合物が挙げられる。
【００７６】
▲４▼陽極
陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属，合金，電気伝導性化合物またはこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としては、Ａｕ等の金属、ＣｕＩ，ＩＴＯ，ＳｎＯ₂ ，ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。
陽極は、これらの電極物質を蒸着法やスパッタリング法等の方法で、薄膜を形成させることにより作製することができる。
このように発光層からの発光を陽極から取り出す場合、陽極の発光に対する透過率が１０％より大きくすることが好ましい。また、陽極のシート抵抗は、数百Ω／□以下が好ましい。陽極の膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選択される。
なお、本発明においては、陽極として用いる電極は、その形成位置から、基板電極または対向電極のいずれであってもよい。
【００７７】
▲５▼陰極
陰極としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属，合金，電気伝導性化合物およびこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる．このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム・銀合金、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）、アルミニウム・リチウム合金、インジウム、希土類金属などが挙げられる。
この陰極は、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。
また、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、５０〜２００ｎｍの範囲が好ましい。なお、本発明に用いられるＥＬ素子においては、該陽極または陰極のいずれか一方が透明または半透明であることが、発光を透過するため、発光の取り出し効率がよいので好ましい。
なお、本発明においては、陰極として用いる電極は、その形成位置から、基板電極または対向電極のいずれであってもよい。
【００７８】
（２）基板
前記有機ＥＬ素子は、通常基板上に設置される。
本発明で用いられる基板としては、有機ＥＬ材料として普通に用いられているものを使うことができる。
【００７９】
具体的な材料としては、例えば、ガラス板、セラミック板、プラスチック板（ポリカーボネート、アクリル、塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリエステル樹脂等）、金属板、および後述する絶縁層と同じ材料からなる板等を挙げることができる。
【００８０】
２．色変換部材
本発明に用いられる色変換部材とは、蛍光色素を透明媒質中に分散したものであり、本発明では青色の入射光を赤色または緑色に変える機能をもつものを意味する。
このような青色の発光部材の発光を、橙色から赤色発光にまたは緑色に変換する蛍光色素については、たとえば、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチルリン）−４Ｈ−ピラン（以下ＤＣＭ）等のシアニン系色素、１−エチル−２−（４−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−１，３−ブタジエニル）−ピリジウム−パーコラレイト（以下ピリジン１）等のピリジン系色素、ローダミンＢ，ローダミン６Ｇ等のキサンチン系色素、他にオキサジン系を挙げることができる。
さらに、各種染料（直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料等）も蛍光性があれば可能である。また、前記蛍光色素を樹脂中にあらかじめ練りこんで顔料化したものでもよい。
【００８１】
これらの蛍光色素は、必要に応じて、単独または混合して用いてもよい。特に赤色への蛍光変換効率が低いので、上記色素を混合して用いて、発光から蛍光への変換効率を高めることもできる。
一方、樹脂は、透明な（可視光５０％以上）の材料が好ましい。たとえば、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等の透明樹脂（高分子）を挙げることができる。
なお、色変換部材を平面的に分離配置するために、フォトリソグラフィ法が適用できる透明な感光性樹脂も選ぶことができる。たとえば、アクリル酸系、メタクリル酸系、ポリケイ皮酸ビニル系、環ゴム系等の反応性ビニル基を有する光硬化型レジスト材料が挙げられる。また、印刷法を用いる場合には、透明な樹脂を用いた印刷インキ（メジウム）を選ぶことができる。たとえば、メラミン樹脂，フェノール樹脂，アルキド樹脂，エポキシ樹脂，ポリウレタン樹脂，ポリエステル樹脂，マレイン酸樹脂，ポリアミド樹脂のモノマー、オリゴマー、ポリマー、またポリメチルメタクリレート，ポリアクリレート，ポリカーボネート，ポリビニルアルコール，ポリビニルピロリドン，ヒドロキシエチルセルロース，カルボキシメチルセルロース等の透明樹脂を用いることができる。
【００８２】
色変換部材が主に蛍光色素からなる場合は、所望の色変換部材パターンのマスクを介して真空蒸着またはスパッタリング法で成膜され、一方、蛍光色素と樹脂からなる場合は、蛍光色素と上記樹脂およびレジストを混合、分離または可溶化させ、スピンコート、ロールコート、キャスト法等の方法で成膜し、フォトリソグラフィ法で所望の色変換部材パターンでパターニングしたり、スクリーン印刷等の方法で所望の色変換部材パターンでパターニングするのが一般的である。
色変換部材が蛍光色素または、蛍光色素および樹脂からなるものの膜厚は、有機ＥＬ素子の発光を十分に吸収し、蛍光を発生する機能を妨げるものでなければ制限はなく、通常蛍光色素により若干異なるが、１０ｎｍ〜１ｍｍ程度が適当である。
また、特に色変換部材が蛍光色素と樹脂からなるものは、蛍光色素の濃度が蛍光の濃度消光を起こすことなく、かつ、有機ＥＬ素子の発光を十分吸収できる範囲であればよい。蛍光色素の種類によるが、使用する樹脂に対して１〜１０^-4ｍｏｌ／ｋｇの濃度が好適に用いられる。
【００８３】
３．カラーフィルタ
本発明に用いられるカラーフィルタとしては、たとえば、下記の色素のみまたは、色素をバインダー樹脂中に溶解または分散させた固体状態のものを挙げることができる。
【００８４】
赤色（Ｒ）色素：
ペリレン系顔料、レーキ顔料、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、アントラセン系顔料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料等の単品および少なくとも二種類以上の混合物
【００８５】
緑色（Ｇ）色素：
ハロゲン多置換フタロシアニン系顔料、ハロゲン多置換銅フタロシアニン系顔料、トリフェルメタン系塩基性染料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料等の単品および少なくとも二種類以上の混合物
【００８６】
青色（Ｂ）色素：
銅フタロシアニン系顔料、インダンスロン系顔料、インドフェノール系顔料、シアニン系顔料、ジオキサジン系顔料等の単品および少なくとも二種類以上の混合物
【００８７】
一方、バインダー樹脂は、透明な（可視光５０％以上）材料が好ましい。たとえば、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等の透明樹脂（高分子）が挙げられる。
【００８８】
なお、カラーフィルタを平面的に分離配置するために、フォトリソグラフィー法が適用できる感光性樹脂も選ばれる。たとえば、アクリル酸系、メタクリル酸系、ポリケイ皮酸ビニル系、環ゴム系等の反応性ビニル基を有する光硬化型レジスト材料が挙げられる。また、印刷法を用いる場合には、透明な樹脂を用いた印刷インキ（メジウム）が選ばれる。たとえば、ポリ塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂のモノマー、オリゴマー、ポリマーまた、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等の透明樹脂を用いることができる。
【００８９】
カラーフィルタが主に色素からなる場合は、所望のカラーフィルタパターンのマスクを介して真空蒸着またはスパッタリング法で成膜され、一方、色素とバインダー樹脂からなる場合は、蛍光色素と上記樹脂およびレジストを混合、分散または可溶化させ、スピンコート、ロールコート、キャスト法等の方法で製膜し、フォトリソグラフィー法で所望のカラーフィルタパターンでパターニングしたり、印刷等の方法で所望のカラーフィルタのパターンでパターニングするのが一般的である。
【００９０】
それぞれのカラーフィルタの膜厚と透過率は、下記とすることが好ましい。
Ｒ：膜厚０．５〜５．０μｍ（透過率５０％以上／６１０ｎｍ），Ｇ：膜厚０．５〜５．０μｍ（透過率５０％以上／５４５ｎｍ），Ｂ：膜厚０．２〜５．０μｍ（透過率５０％以上／４６０ｎｍ）
【００９１】
また、特にカラーフィルタが色素とバインダー樹脂からなるものは、色素の濃度が、カラーフィルタが問題なくパターニングできて、かつ、有機ＥＬ素子の発光を十分透過できる範囲であればよい。色素の種類にもよるが、使用するバインダー樹脂を含めたカラーフィルタ膜中に色素が５〜５０重量％含まれる。
【００９２】
本発明にはブラックマトリックスを用いることができる。このブラックマトリックスとしては、たとえば、下記の金属および金属酸化物薄膜、並びに黒色色素を挙げることができる。
金属および金属酸化物薄膜の具体例としては、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）等の金属およびその酸化物の薄膜を挙げることができる。
上記金属および金属酸化物の混合物としては、光学濃度３．０以上（膜厚１００〜３０００オングストローム）のものが好ましい。
【００９３】
黒色色素の具体例としては、カーボンブラック、チタンブラック、アニリンブラックまたはカラーフィルタの色素を混合して、黒色化したもの、またはカラーフィルタと同じように上記色素をバインダー樹脂中に溶解または分散させた固体状態のものを挙げることができる。
【００９４】
金属および金属酸化物薄膜は、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法等により絶縁性基板全面か、マスキングの手法により少なくとも表示部全面に成膜後、フォトリソグラフィー法によりパターニングを行って、ブラックマトリックスのパターンを形成することができる。
【００９５】
黒色色素を用いた場合は、カラーフィルタの場合と同様にパターニングして、ブラックマトリックスを形成することができる。
【００９６】
【実施例】
以下、本発明を実施例によってさらに具体的に説明する。
▲１▼有機ＥＬ素子の作製
Ｉｎ−Ｓｎ−Ｏ系透明電極４３を形成した後のガラス基板５について、イソプロピルアルコール中での超音波洗浄を５分間行った後、ＵＶオゾン洗浄を３０分間行った。
洗浄後の透明電極付きガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極が形成されている側の面上に、前記透明電極を覆うようにして膜厚８０ｎｍの４，４’−ビス［Ｎ，Ｎ−ジ（３−メチルフェニル）アミノ］−４”−フェニル−トリフェニルアミン膜（以下「ＴＰＤ７４膜」と略記する。）を成膜した。このＴＰＤ７４膜は、第１正孔注入層として機能する。ＴＰＤ７４膜の成膜に続けて、このＴＰＤ７４膜上に膜厚２０ｎｍの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル膜（以下「ＮＰＤ膜」と略記する。）を成膜した。このＮＰＤ膜は、第２正孔注入層（正孔輸送層）として機能する。さらに、ＮＰＤ膜の成膜に続けて、このＮＰＤ膜上に４，４’−ビス［２，２−ジフェニルビニル］ビフェニル（以下「ＤＰＶＢｉ膜」と略記する。）とルモゲンＦレッド（ＢＡＳＦ社製）とを重量比９９：１になるように４０ｎｍ成膜した。この共蒸着膜は、発光層として機能する。そして、この発光層上に膜厚２０ｎｍのトリス（８−キノリノール）アルミニウム膜（以下「Ａｌｑ膜」と略記する。）を成膜した。このＡｌｑ膜は、電子注入層として機能する。
この発光層と電子注入層とは、有機層４２を形成する。
この後、上記Ａｌｑ膜まで成膜した透明電極付ガラス基板の下方（蒸着源側）に、開口を有するマスクを装着し、マグネシウム（Ｍｇ）と銀（Ａｇ）とを二元蒸着させて、膜厚２００ｎｍのＭｇ：Ａｇ合金膜を前記のＡｌｑ膜上の所定位置に成膜した。
このとき、Ｍｇの蒸着レートは２ｎｍ／秒とし、Ａｇの蒸着レートは０．１ｎｍ／秒とした。Ｍｇ：Ａｇ合金膜は、陰極４１として機能する。
▲２▼色変換部材（緑色変換膜）の作製
ガラス基板をスクリーン印刷機にセットし、０．０３ｍｏｌ／ｋｇのクマリン６と、バインダー樹脂としてポリ塩化ビニル樹脂（平均分子量２万）と、溶剤としてシクロヘキサノンに溶解したインキ（粘度８０００ｃｐｓ）とを、ガラス基板上に印刷し、８０℃でベークして２０μｍ膜厚の緑色変換膜（２Ｇ）を得た。▲３▼色変換部材（赤色変換膜）の作製
ガラス基板をスクリーン印刷機にセットし、０．０３ｍｏｌ／ｋｇの濃度のクマリン６と、４重量％のローダミン６Ｇと４重量％のローダミンＢをベンゾグアナミン樹脂中に練り込んだ蛍光顔料と、バインダー樹脂として塩化ビニル樹脂（平均重量分子量２万）をシクロヘキサンに溶解したインキ（粘度８０００ｃｐｓ）とをガラス基板上に印刷し、８０℃でベークして、２０μｍ膜厚の赤色変換膜（２Ｒ）を得た。
▲４▼青色フィルターの作製
ガラス基板上に３０重量％（対固形分）の２８重量％（対固形分）の銅フタロシアニン系顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６）と２重量％（対固形分）のジオキサジン系顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３）を分散したアクリレート系光硬化型レジスト（粘度１０ｃｐｓ）を、スピンコートし、８０℃でベーク後、マスクを介して高圧水銀灯を光源とする露光機にて、レジスト膜を３００ｍＪ／ｃｍ² （３６５ｎｍ）で露光した。
次に、１重量％炭酸ナトリウム水溶液で２分間室温現像後、２００℃でベークして青色カラーフィルタのパターンを形成した。青色カラーフィルタ（３Ｂ）の膜厚さは２μｍであった。
▲５▼緑色フィルタの作製
ガラス基板上に２３重量％のハロゲン化銅フタロシアニン系顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６）と７重量％のアゾ系顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー８３）を分散したアクリレート系光硬化型レジスト（粘度１０ｃｐｓ）を、スピンコートし、８０℃でベーク後、マスクを介し、高圧水銀灯を光源とする露光機にて、レジスト膜を３００ｍＪ／ｃｍ² （３６５ｎｍ）で露光した。
次に、１重量％炭酸ナトリウム水溶液で２分間室温現像後、２００℃でベークして緑色カラーフィルタを形成した。緑色カラーフィルタ（３Ｇ）の膜厚は２μｍであった。
▲６▼赤色フィルタの作製
ガラス基板上に２４重量％のアントラキノン系顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７）と６重量％のアゾ系顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー６）を分散したアクリレート系光硬化型レジスト（粘度１０ｃｐｓ）をスピンコートし、８０℃でベーク後、マスクを介し、高圧水銀灯を光源とする露光機にて、レジスト膜を３００ｍＪ／ｃｍ² （３６５ｎｍ）で露光した。
次に、１重量％炭酸ナトリウム水溶液で２分室温現像後、２００℃でベークして赤色カラーフィルタを形成した。赤色カラーフィルタ（３Ｒ）の膜厚は２μｍであった。
▲７▼三原色の評価
▲１▼で作製した有機ＥＬ素子のガラス基板（有機ＥＬ素子を作製した方の裏面）上に図２に示すような配置で、各色の色変換膜および各色のカラーフィルタを配置し、重ね合わせた。重ね合わせる際、その間隙中にフッ化炭化水素溶液（住友スリーエム社製、商品名：フロリナート）を入れ密着性を高めた。
有機ＥＬ素子を１０Ｖで点灯させたところ、各画素の発光は以下の通りであった。この輝度比はホワイトバランスが良好であり好ましい。
輝度
青色 １０ｃｄ／ｍ²
緑色 ７２ｃｄ／ｍ²
赤色 ２０ｃｄ／ｍ²
すなわち、赤色輝度を大きくすることができた。
【００９７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によって赤色変換効率を向上させ、高効率の三原色発光を可能とする表示素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の表示素子の一実施形態を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の表示素子の一実施例を模式的に示す断面図である。
【図３】青色発光成分（素子）と赤色発光成分（素子）とからなる有機ＥＬ素子を模式的に示す断面図で（ａ）は積層した場合，（ｂ）は貼り合わせた場合、（ｃ）は添加、混合した場合をそれぞれ示す。
【図４】従来の表示素子を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１ 発光部材
２ 色変換部材
３ カラーフィルタ
４ 有機ＥＬ素子
５ ガラス基板
６ 貼り合わせ部材
１１ 青色発光成分（素子）（Ｂ）
１２ 赤色発光成分（素子）（Ｒ）
１３ 緑色発光成分（素子）（Ｇ）
４１ 陰極
４２ 有機層
４３ 陽極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multicolor light emitting device. More specifically, the present invention relates to a display element suitably used for consumer and industrial display devices, color displays, and the like.
[0002]
[Prior art]
In order to make a color display element such as a television using an organic electroluminescence element (hereinafter referred to as an organic EL element), it is necessary to make a pixel that emits three primary colors of blue, green, and red light.
As a technique for that purpose, there are the following two methods as shown in FIG. (1) Extracting blue, green, and red colors from white light that contains all three primary colors using a color filter (white method)
This method includes a stacked type shown in FIG. 4A and a mixed type shown in FIG. 4B.
(2) Method of arranging blue, green and red light emitting elements on the screen (three-color arrangement method) (FIG. 4 (c))
However, it is difficult for organic EL elements to emit red light, and a red light-emitting organic EL element having light emission efficiency and half-life comparable to other green and blue colors has not yet been obtained. Therefore, the development of an excellent red light emitting material remains in the three-color array method (2).
The white method (1) also requires a red light-emitting component. Even if each color light-emitting element is laminated, or even if each color light-emitting material is mixed and dispersed with each other, an excellent red light-emitting material can be obtained. is necessary.
[0003]
On the other hand, a color conversion method is known in addition to the two colorization methods (FIG. 4D). This is a method in which the fluorescent dye is excited by irradiating the fluorescent dye with light of a predetermined wavelength and converted into light having a longer wavelength. A method of converting blue light emission into green and red having longer wavelengths by using this is known.
However, there is a problem in that the energy difference is large for converting blue to red, and the conversion efficiency is lower than that for converting blue to green.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a display element that improves red conversion efficiency and enables high-efficiency emission of three primary colors.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention,
In the display element in which the light emitting member and the color conversion member are sequentially arranged in the light extraction direction, the light emitting member includes a blue light emitting component (B) and a red light emitting component (R), and the luminance of the blue light emitting component with respect to the red light emitting component The display element is characterized in that the ratio ((B) :( R)) is 20: 1 to 1: 1, and a color filter is disposed on the light extraction side of the color conversion member. The
[0006]
Further, as a preferred embodiment thereof, there is provided the display element according to claim 1, wherein the light emitting member is obtained by mixing a blue light emitting component (B) and a red light emitting component (R) and dispersing them.
[0007]
As a preferred embodiment thereof, there is provided a display element in which the light emitting member is formed by laminating or bonding a layer containing a blue light emitting component (B) and a layer containing a red light emitting component (R).
[0008]
Further, as a preferred embodiment thereof, the blue light emitting component (B) and the red light emitting component (R) contained in the light emitting member are an organic electroluminescent device emitting blue light and an organic electroluminescent device emitting red light, respectively. Is provided.
[0009]
Further, as a preferred embodiment thereof, a display element in which the light emitting member is sandwiched between a pair of electrodes is provided.
[0010]
Furthermore, as a preferred embodiment thereof, there is provided a display element in which the blue light emitting component (B) and the red light emitting component (R) have emission peak wavelengths of 440 to 500 nm and 580 to 660 nm, respectively.
[0011]
[Embodiments of the Invention]
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of a display element of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of the display element of the present invention.
I. Configuration of display element
As shown in FIG. 1, the display element of the present invention has a blue light emitting component (B) 11 and a red light emitting component (R) whose luminance ratio ((R) :( B)) is 20: 1 to 1: 1. The light emitting member 1 including 12, the color conversion member 2, and the color filter 3 are sequentially arranged in the light extraction direction.
Hereinafter, each component will be specifically described.
1. Luminescent member
The light emitting member 1 used in the present invention includes a blue light emitting component (B) 11 and a red light emitting component (R) 12 having a predetermined luminance ratio.
Examples of such a light emitting member 1 include an organic EL element having an organic material layer including a light emitting layer as a constituent element. Examples of other light emitting members include inorganic EL and LEDs.
Hereinafter, an organic EL element will be described as an example.
(1) Organic EL device
In the organic EL element used in the present invention, an organic layer having at least a recombination region and a light emitting region is used. Since the recombination region and the light-emitting region are usually present in the light-emitting layer, in the present invention, only the light-emitting layer may be used as the organic layer, but if necessary, other than the light-emitting layer, for example, a hole injection layer, An electron injection layer, an organic semiconductor layer, an electron barrier layer, an adhesion improving layer, and the like can also be used.
[0012]
Next, the typical structural example of the organic EL element used for this invention is shown. Of course, it is not limited to this.
(1) Transparent electrode (anode) / light emitting layer / electrode (cathode)
(2) Transparent electrode (anode) / hole injection layer / light emitting layer / electrode (cathode)
(3) Transparent electrode (anode) / light emitting layer / electron injection layer / electrode (cathode)
(4) Transparent electrode (anode) / hole injection layer / light emitting layer / electron injection layer / electrode (cathode)
(5) Anode / organic semiconductor layer / light emitting layer / cathode
(6) Anode / organic semiconductor layer / electron barrier layer / light emitting layer / cathode
(7) Anode / hole injection layer / light emitting layer / adhesion improving layer / cathode
And the like.
Of these, the configuration of (4) is preferably used.
This light emitting layer contains a blue light emitting component (B) and a red light emitting component (R).
(1) Light emitting layer
(I) Blue light emitting component (B)
The blue light-emitting component (B) used in the present invention means an organic compound having a fluorescence peak in a solid state, preferably 450 to 500 nm, more preferably 450 to 480 nm.
The organic compound used for the blue light-emitting component is not particularly limited. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-231970 or International Publication No. WO92 / 05131, Japanese Patent Application No. 5-170354, Japanese Patent Application No. 5-129438 Among the organic compounds described in the book, those satisfying the fluorescence condition of the blue light emitting component can be mentioned. Preferred are those satisfying the fluorescent condition of the blue light emitting component described in JP-A-3-231970, International Patent Publication WO92 / 05131, and Japanese Patent Application No. 5-170345. Combinations with appropriate compounds described in the specification of JP-A-5-129438, and among compounds used for the hole injecting and transporting layer described later, those satisfying the fluorescence condition of the blue light emitting component are mentioned. it can. Next, as a compound satisfying the fluorescence condition of the blue light-emitting component described in JP-A-3-231970 and International Publication WO92 / 05131, the general formula (I)
[0013]
[Chemical 1]

[0014]
[Wherein R¹ ~ R^Four Are each a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 18 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 18 carbon atoms, substituted or unsubstituted A substituted aromatic heterocyclic group, a substituted or unsubstituted cyclohexyl group, a substituted or unsubstituted aryloxy group having 6 to 18 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted pyridyl group are shown. Here, the substituent is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 18 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 18 carbon atoms, or an acyl having 1 to 6 carbon atoms. Group, C1-C6 acyloxy group, carboxyl group, styryl group, C6-C20 arylcarbonyl group, C6-C20 aryloxycarbonyl group, C1-C6 alkoxycarbonyl group, vinyl group , Anilinocarbonyl group, carbamoyl group, phenyl group, nitro group, hydroxyl group or halogen atom. These substituents may be single or plural. R¹ ~ R^Four May be the same or different from each other, R¹ And R² And R^Three And R^Four May combine with a group substituted with each other to form a substituted or unsubstituted saturated or unsaturated five-membered ring or a substituted or unsubstituted saturated or unsaturated six-membered ring. Ar represents a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms, which may be single-substituted or plural-substituted, and the bonding site may be any of ortho, para, and meta. The substituents are the same as described above. Further, the substituents of the arylene group may be bonded to each other to form a substituted or unsubstituted saturated or unsaturated five-membered ring or a substituted or unsubstituted saturated or unsaturated six-membered ring. However, when Ar is unsubstituted phenylene, R¹ ~ R^Four Are each selected from an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 18 carbon atoms, a substituted or unsubstituted naphthyl group, a biphenyl group, a cyclohexyl group, and an aryloxy group. A distyrylarylene compound represented by the general formula (II)
A-Q-B (II)
[Wherein, A and B each represent a monovalent group obtained by removing one hydrogen atom from the compound represented by the above general formula (I), and may be the same or different. Q represents a divalent group that cuts the conjugated system. Aromatic methylidin compounds represented by the general formula (II)
[0015]
[Chemical 2]

[0016]
[Where A¹ Represents a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms or a divalent aromatic heterocyclic group. The binding position may be ortho, meta, or para. A² Represents a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms or a monovalent aromatic heterocyclic group. R^Five And R⁶ Are each a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, a cyclohexyl group, a monovalent aromatic heterocyclic group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms. Or a C1-C10 alkoxy group is shown. R^Five , R⁶ May be the same or different. Here, the substituent is an alkyl group, an aryloxy group, an amino group, or a phenyl group with or without these groups, and the substituent may be single or plural. R^Five Each substituent of is A¹ To form a saturated or unsaturated five-membered or six-membered ring, as well as R⁶ Each substituent of is A² And may form a saturated or unsaturated 5-membered ring or 6-membered ring. Q¹ Is the same as above. An aromatic methylidin compound represented by the formula:
[0017]
Here, R in the general formula (I)¹ ~ R^Four May be the same or different as described above, and each is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms (methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group). , Tert-butyl group, isopentyl group, t-pentyl group, neopentyl group, isohexyl group), C1-C6 alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc.), C1-C8 Aralkyl group (benzyl group, phenethyl group, etc., aryl group having 6 to 18 carbon atoms (phenyl group, biphenyl group, naphthyl group, etc.), cyclohexyl group, aromatic heterocyclic group (bilidyl group, quinolyl group), carbon number 6 -8 aryloxy groups (phenoxy group, biphenyloxy group, naphthyloxy group, etc.).
[0018]
R¹ ~ R^Four May be those having a substituent bonded thereto. That is, R¹ ~ R^Four Represents a substituent-containing phenyl group, a substituent-containing aralkyl group, a substituent-containing cyclohexyl group, a substituent-containing biphenyl group, and a substituent-containing naphthyl group, respectively. Here, the substituent is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 18 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 18 carbon atoms, or an acyl having 1 to 6 carbon atoms. Group, C1-C6 acyloxy group, carboxyl group, styryl group, C6-C20 arylcarbonyl group, C6-C20 aryloxycarbonyl group, C1-C6 alkoxycarbonyl group, vinyl group , Anilinocarbonyl group, carbamoyl group, phenyl group, nitro group, hydroxyl group or halogen atom, which may be substituted in plural. Therefore, for example, the substituent-containing aralkyl group includes an alkyl group-substituted aralkyl group (methylbenzyl group, methylphenethyl group, etc.), an alkoxy group-substituted aralkyl group (methoxybenzyl group, ethoxyphenethyl group, etc.), an aryloxy group-substituted aralkyl group ( Phenoxybenzyl group, naphthyloxyphenethyl group, etc.), phenyl group-substituted aralkyl groups (phenylphenethyl group, etc.), the above-mentioned substituent-containing phenyl groups are alkyl group-substituted phenyl groups (tolyl group, dimethylphenyl group, ethylphenyl group, etc.), An alkoxy group-substituted phenyl group (methoxyphenyl group, ethoxyphenyl group, etc.), an aryloxy group-substituted phenyl group (phenoxyphenyl group, naphthyloxyphenyl group, etc.) or a phenyl group-substituted phenyl group (that is, biphenylyl group). In addition, the substituent-containing cyclohexyl group may be an alkyl group-substituted cyclohexyl group (such as methylcyclohexyl group, dimethylcyclohexyl group, or ethylcyclohexyl group), an alkoxy group-substituted cyclohexyl group (such as a methoxycyclohexyl group or an ethoxycyclohexyl group), or an aryloxy group-substituted cyclohexyl group. Group (phenoxycyclohexyl group, naphthyloxycyclohexyl group), phenyl-substituted cyclohexyl group (phenylcyclohexyl group). Substituent-containing naphthyl groups include alkyl group-substituted naphthyl groups (such as methylnaphthyl group and dimethylnaphthyl group), alkoxy group-substituted naphthyl groups (such as methoxynaphthyl group and ethoxynaphthyl group), or aryloxy group-substituted naphthyl groups (phenoxynaphthyl group, Naphthyloxynaphthyl group), phenyl-substituted naphthyl group (phenylnaphthyl group).
[0019]
R above¹ ~ R^Four Among these, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryloxy group, a phenyl group, a naphthyl group, a biphenyl group, and a cyclohexyl group are preferable. These may be substituted or unsubstituted. R¹ ~ R^Four May be the same or different from each other, R¹ And R² And R^Three And R^Four May combine with a group substituted with each other to form a substituted or unsubstituted saturated or unsaturated five-membered ring or a substituted or unsubstituted saturated or unsaturated six-membered ring.
[0020]
On the other hand, Ar in the general formula (I) represents a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms, and is a substituted or unsubstituted phenylene group, biphenylene group, p-terphenylene group, naphthylene group, terphenylene group. , Naphthalenediyl group, anthracenediyl group, phenanthrene diyl group, phenalenediyl group and the like, which may be unsubstituted or substituted. The bonding position of methylidin (= C = CH-) may be anywhere such as ortho, meta, para. However, when Ar is unsubstituted phenylene, R¹ ~ R^Four Is selected from an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 18 carbon atoms, a substituted or unsubstituted naphthyl group, a biphenyl group, a cyclohexyl group, and an aryloxy group. The substituent is an alkyl group (methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group, isopentyl group, t-pentyl group, neopentyl group, isohexyl group). Group), alkoxy group (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy group, butyloxy group, isobutyloxy group, sec-butyloxy group, t-butyloxy group, isopentyloxy group, t-pentyloxy group), aryl Oxy group, (phenoxy group, naphthyloxy group, etc.), acyl group (formyl group, acetyl group, propionyl group, butyryl group, etc.), acyloxy group, aralkyl group (benzyl group, phenethyl group, etc.), phenyl group, hydroxyl group, carboxyl Group, anilinocarbonyl group, carbamoyl group, aryloxy A carbonyl group, a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, a butoxycarbonyl group, a nitro group, or a halogen atom, which may be single-substituted or plural-substituted.
[0021]
The methylidin aromatic compound represented by the general formula (I) has two methylidin (= C═CH—) groups in one molecule, and four combinations, that is, depending on the geometric isomerism of the methylidin group, There are combinations of cis-cis, trans-cis, cis-trans and trans-trans. The blue light-emitting component in the EL device used in the present invention may be any of them or a mixture of geometric isomers. Particularly preferred are all in trans form. Moreover, the said substituent may couple | bond together between substituents and may form a substituted, unsubstituted saturated or unsaturated 5-membered ring or 6-membered ring.
[0022]
A and B in the general formula (II) each represent a monovalent group obtained by removing one hydrogen atom from the compound represented by the general formula (I), and may be the same or different. Here, Q in the general formula (II) represents a divalent group that cuts the conjugated system. Here, conjugation is due to non-polarity of π electrons, and includes those due to conjugated double bonds, unpaired electrons, or lone electron pairs. As a specific example of Q,
[0023]
[Chemical Formula 3]

[0024]
Is mentioned. The reason for using the divalent group that cuts the conjugated system in this way is that when A or B shown above (that is, the compound of the general formula (I)) is used alone as the organic EL device of the present invention. This is because the obtained EL emission color and the EL emission color obtained when the compound represented by the general formula (II) is used as the organic EL device of the present invention are not changed. That is, the blue light emitting component represented by the general formula (I) or the general formula (II) is prevented from being shortened or lengthened. In addition, it can be confirmed that the glass transition temperature (Tg) increases when the conjugated system is cut and connected with a divalent group, and uniform pinhole-free microcrystals or amorphous thin films can be obtained. It is improving. Furthermore, since it couple | bonds with the bivalent group which cut | disconnects a conjugated system, it has the advantage which can synthesize | combine or refine | purify easily, without EL light emission becoming long wavelength.
[0025]
In addition, A in the general formula (III)¹Is a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 20 carbon atoms or a divalent aromatic heterocyclic group, A² Represents a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms (phenyl group, biphenyl group, naphthyl group, etc.) or a monovalent aromatic heterocyclic group. R^Five And R⁶ Are each a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, a cyclohexyl group, a monovalent aromatic heterocyclic group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (methyl group, ethyl group, n- Propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, isopentyl group, t-pentyl group, neopentyl group, isohexyl group, etc.), C 7-20 aralkyl group (benzyl) Group, phenethyl group, etc.) or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms (methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, etc.). R^Five , R⁶ May be the same or different. Here, the substituent is an alkyl group, an aryloxy group, an amino group, or a phenyl group with or without these groups, and the substituent may be single or plural. R^Five Each substituent of is A¹ To form a saturated or unsaturated five-membered or six-membered ring, as well as R⁶ Each substituent of is A² And may form a saturated or unsaturated 5-membered ring or 6-membered ring. Q represents a divalent group that breaks conjugation as described above. Furthermore, the A¹ The bond of can be either ortho, meta, or para. Furthermore, in the present invention, the organic compound represented by the general formula (I), the general formula (II) or the general formula (III) is blue-violet, purple-blue, blue, patina or blue-green in CIE chromaticity coordinates. It must be a compound that exhibits luminescence. In particular,
[0026]
[Formula 4]

[0027]
[Chemical formula 5]

[0028]
[Chemical 6]

[0029]
[Chemical 7]

[0030]
[Chemical 8]

[0031]
[Chemical 9]

[0032]
[Chemical Formula 10]

[0033]
Embedded image

[0034]
Embedded image

[0035]
Embedded image

[0036]
Etc. Other organic compounds include
[0037]
Embedded image

[0038]
And so on. Moreover, as a compound satisfying the fluorescence condition of the blue light-emitting component described in Japanese Patent Application No. 5-170354, general formula (XI)
[0039]
Embedded image

[0040]
[Wherein R³⁷~ R⁴⁸Each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. However, R³⁷~ R⁴⁸At least one of them is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. R³⁸And R³⁹, R⁴⁰And R⁴¹, R⁴⁴And R⁴⁵, R⁴⁶And R⁴⁷May combine with each other to form a saturated or unsaturated 5-membered or 6-membered ring. X and Y each independently represent a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms. X and Y may combine with a substituent to form a substituted or unsubstituted saturated or unsaturated 5-membered or 6-membered ring. Here, the substituent is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 18 carbon atoms, a phenyl group, an amino group, a cyano group, a nitro group, a hydroxyl group or a halogen. Indicates an atom. These substituents may be single or plural. The styryl compound of the terphenylene derivative represented by this can be mentioned.
[0041]
Here, in the general formula (XI), R³⁷~ R⁴⁸Are each independently a hydrogen atom or a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a t-butyl group, an isopentyl group, a t-pentyl group, or a neopentyl group. , N-hexyl group, isohexyl group and the like, and an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. However, R³⁷~ R⁴⁸At least one of them is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and a methyl group or an ethyl group is particularly preferable. R³⁸And R³⁹, R⁴⁰And R⁴¹, R⁴⁴And R⁴⁵, R⁴⁶And R⁴⁷May combine with each other to form a saturated or unsaturated five-membered ring or a saturated or unsaturated six-membered ring. Examples of styryl compounds having a saturated or unsaturated five-membered or six-membered ring include R³⁸And R³⁹, And R⁴⁶And R⁴⁷Form a saturated five-membered ring,
[0042]
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[0043]
Etc., R⁴⁶And R⁴⁷To form a saturated six-membered ring,
[0044]
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[0045]
Etc. X and Y each independently represent a substituted or unsubstituted phenyl group, naphthyl group, biphenyl group, terphenyl group, anthryl group, phenanthryl group, pyrenyl group, perylenyl group or the like, and an aryl group having 6 to 20 carbon atoms. Here, examples of the substituent include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group, isopentyl group, t-pentyl group, and neopentyl. Group, alkyl group having 1 to 6 carbon atoms such as n-hexyl group and isohexyl group, methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, n-butyloxy group, isobutyloxy group, sec-butyloxy group, iso C6-C18 aryloxy group such as pentyloxy group, t-pentyloxy group, n-hexyloxy group, etc., phenoxy group, naphthyloxy group, phenyl group, amino group, cyano Group, nitro group, hydroxyl group or halogen atom. These substituents may be single or plural. X and Y may combine with a substituent to form a substituted or unsubstituted saturated or unsaturated five-membered ring or a saturated or unsaturated six-membered ring. As an example of a styryl compound having a saturated or unsaturated five-membered ring or six-membered ring, when X and Y form a saturated five-membered ring,
[0046]
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[0047]
When X and Y form a saturated six-membered ring,
[0048]
Embedded image

[0049]
Etc.
[0050]
The styryl compound represented by the general formula (XI) can be produced by various known methods. Specifically, there are the following two methods.
Method 1
General formula (a)
[0051]
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[0052]
[Wherein R represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group;³⁷~ R⁴⁸Is the same as above. A phosphonic acid ester represented by the general formula (b)
[0053]
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[0054]
[Wherein, X and Y are as defined above. ] Can be synthesized by a method (Witting reaction or Witting-Horner reaction) in which a carbonyl compound represented by formula (I) is condensed in the presence of a base.
Method 2
General formula (c)
[0055]
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[0056]
[Wherein R³⁷~ R⁴⁸Is the same as above. And a general formula (d)
[0057]
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[0058]
[Wherein R, X and Y are the same as defined above. ] Can be synthesized by a method (Witting reaction or Witting-Horner reaction) in which a phosphonic acid ester represented by the above formula is condensed in the presence of a base.
[0059]
As the reaction solvent used in this synthesis, hydrocarbons, alcohols and ethers are preferable. Specifically, methanol; ethanol; isopropanol; butanol; 2-methoxyethanol; 1,2-dimethoxyethane; bis (2-methoxyethyl) ether; dioxane; tetrahydrofuran; toluene; xylene; dimethyl sulfoxide; Formamide; N-methylpyrrolidone; 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and the like. In particular, tetrahydrofuran and dimethyl sulfoxide are preferred. As the condensing agent, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium amide, sodium hydride, n-butyllithium, sodium methylate, potassium tert-butoxide and the like are preferable, and in particular, n-butyllithium, potassium tert- Butoxide is preferred. The reaction temperature varies depending on the type of reaction raw material to be used and cannot be uniquely determined, but usually a wide range from 0 ° C. to about 100 ° C. can be designated. Especially preferably, it is the range of 0 degreeC-room temperature.
[0060]
Specific examples (1) to (26) of the styryl compound used in the present invention are listed below, but the present invention is not limited thereto.
[0061]
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[0062]
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[0063]
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[0064]
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[0065]
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[0066]
In addition, an aluminum complex represented by the following structural formula is also preferable as the blue light-emitting component.
[0067]
Embedded image

[0068]
[Wherein R¹⁷~ R¹⁹Each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group such as a methyl group, R²⁰~ R^{twenty two}Each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, an α-haloalkyl group, an α-haloalkoxy group, an amide group, a carbonyl group, a sulfonyl group, a carbonyloxy group, an oxycarbonyl group, an allyl group, or the like.
L¹ ~ L^Five Each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms;¹ And L² , L² And L^Three May be bonded to each other to form an aromatic ring. ] Etc. are mentioned.
[0069]
(Ii) Red light emitting component (R)
The red fluorescent component (R) is not particularly limited as long as it is an organic compound having a peak wavelength in a solution state of preferably 580 to 700 nm, more preferably 600 to 640 nm. For example, European Patent No. 0281381 Examples thereof include dicyanomethylenepyran derivatives, dicyanomethylenethiopyran derivatives, fluorescein derivatives, and perylene derivatives used as red starting laser dyes described in the publication. In particular,
[0070]
Embedded image

[0071]
Etc. These organic compounds need to be contained in a proportion of 0.1 to 10 mol%, preferably 0.5 to 5 mol%, relative to the organic compound forming the layer. This 0.1 to 10 mol% is a concentration range for preventing concentration quenching.
(Iii) Formation method of light emitting layer
As a method for forming a light emitting layer containing a blue light emitting component (B) and a red light emitting component (R), a light emitting layer containing a blue light emitting component (B) and a light emitting layer containing a red light emitting component (R) are laminated. A method (FIG. 3A), a method of bonding two light-emitting layers (FIG. 3B), and a small amount of red light-emitting component (R) (0.1 to 0.1) in a light-emitting layer containing a blue light-emitting component (B). 10% by weight) and the like (FIG. 3C).
In addition, in the case of the bonding method shown in FIG.3 (b), it is preferable to use a photocurable adhesive, a thermosetting adhesive, or a low melting metal.
(Iv) Film thickness
The film thickness of the organic light emitting layer is usually 0.1 to 200 nm, preferably 0.1 to 50 nm, and more preferably 1 to 40 nm.
(V) Ratio of luminance between the blue light emitting component (B) and the red light emitting component (R)
Hereinafter, the reason why ((B) :( R)) is set to 20: 1 to 1: 1 will be described.
It is assumed that the luminance ratio of (B) and (R) and the ratio of peak height (≈area ratio) are proportional (Assumption 1).
The brightness of (B) is (100−α) cd / m² , (R) brightness is αcd / m² And a total of 100 cd / m² The light sources of (B), (G), and (R) are considered to be extracted by a combination of a color conversion method and a color filter.
At that time, the brightness of (B) is θ_B (100-α) cd / m² , (G) is θ_G (100-α) cd / m² , (R) brightness is θ_R {(100-α) / 5 + α} cd / m² It becomes.
However, the conversion efficiency of (B) → (G) is assumed to be 100%, and the conversion efficiency of (B) → (R) is assumed to be 20% (Assumptions 2 and 3). θ_B , Θ_G , Θ_R Is the transmittance of each color filter.
In order to emit white light, it is empirically known that the luminance ratio of (B) :( G) :( R) is 1: 7: 2.
Of these, the luminance ratio between (B) and (G) is θ_B (100-α): θ_G (100−α) = θ_B : Θ_G Therefore, it is determined only by the characteristics of the color filter (that is, it does not depend on the ratio between (B) and (R) of the light source). In (B), it is sufficient if the luminance is 1/7 that of (G), and the balance between (B) and (G) can be sufficiently adjusted by selecting a color filter.
In short, in order to adjust the white balance, only the ratio of (G) to (R) needs to be considered.
Here, when the ratio of (G) to (R) is exactly 7: 2, it becomes a problem how much luminance is required for α.
[0072]
[Expression 1]
θ_G × (100−α) / 7 = θ_R × {(100−α) / 5 + α} / 2
[0073]
Here, the rate θ at which the light emission of (G) is reduced by the color filter_G And the rate θ at which the light emission of (R) is reduced by the color filter_R Are approximately the same (assuming 4), α≈8.
That is, when the conversion efficiency of (B) → (R) is 20%, it is 92 cd / m.² 8 cd / m for (B) emission² If the above (R) emission is included, the ratio of (B) and (R) is larger in (R) than in 7: 2, so θ_R The selection becomes easier. (Somewhat θ_R > Θ_G But it does n’t matter. )
In other words, since the conversion efficiency of the current state (B) → (R) is about 20%, 92 cd / m² 8 cd / m for (B) emission² The above (R) emission needs to be included.
92: 8 = 11.5: 1
Therefore, the luminance ratio between (B) and (R) needs to be 20: 1 or more. (This means (B) :( R) = n: 1, 0 <n <20)
[0074]
(2) Hole injection layer
Next, the hole injection layer is not necessarily required for the element used in the present invention, but is preferably used for improving the light emitting performance. This hole injection layer is a layer that assists hole injection into the light emitting layer, and has a high hole mobility and a low ionization energy of usually 5.5 eV or less. As such a hole injection layer, a material that transports holes to the light emitting layer with a lower electric field is preferable, and the hole mobility is, for example, 10^Four -10⁶ When an electric field of V / cm is applied, at least 10^-6cm² It is still more preferable that it is ~ / V · sec.
Such a hole injection material is not particularly limited as long as it has the above-mentioned preferable properties, and conventionally used as a charge transport material for holes in a photoconductive material or a positive electrode of an EL element. Any known material used for the hole injection layer can be selected and used.
[0075]
(3) Electron injection layer
On the other hand, the electron injection layer is a layer that assists the injection of electrons into the light emitting layer and has a high electron mobility, and the adhesion improving layer is made of a material that has particularly good adhesion to the cathode among the electron injection layers. Is a layer. As a material used for the electron injection layer, for example, a metal complex of 8-hydroxyquinoline or a derivative thereof, or an oxadiazole derivative is preferably exemplified. In addition, as a material used for the adhesion improving layer, 8-hydroxyquinoline or a metal complex thereof is particularly suitable.
Specific examples of the metal complex of 8-hydroxyquinoline or a derivative thereof include metal chelate oxinoid compounds containing a chelate of oxine (generally 8-quinolinol or 8-hydroxyquinoline).
[0076]
▲ 4 ▼ Anode
As the anode, an electrode material made of a metal, an alloy, an electrically conductive compound or a mixture thereof having a high work function (4 eV or more) is preferably used. Specific examples of such electrode materials include metals such as Au, CuI, ITO, SnO.₂ , ZnO, and other conductive transparent materials.
The anode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering.
Thus, when light emission from the light emitting layer is taken out from the anode, it is preferable that the transmittance of the anode for light emission is greater than 10%. The sheet resistance of the anode is preferably several hundred Ω / □ or less. Although the film thickness of the anode depends on the material, it is usually selected in the range of 10 nm to 1 μm, preferably 10 to 200 nm.
In the present invention, the electrode used as the anode may be either a substrate electrode or a counter electrode from the formation position.
[0077]
(5) Cathode
As the cathode, those having a work function (4 eV or less) metal, alloy, electrically conductive compound and a mixture thereof as an electrode material are used. Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium-silver alloy, aluminum / aluminum oxide (Al₂ O_Three ), Aluminum / lithium alloys, indium, and rare earth metals.
This cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering.
Further, the sheet resistance as a cathode is preferably several hundred Ω / □ or less, and the film thickness is usually preferably in the range of 10 nm to 1 μm and 50 to 200 nm. Note that in the EL element used in the present invention, it is preferable that either the anode or the cathode is transparent or translucent because light emission is transmitted and the extraction efficiency of light emission is good.
In the present invention, the electrode used as the cathode may be either a substrate electrode or a counter electrode from the formation position.
[0078]
(2) Substrate
The organic EL element is usually installed on a substrate.
As the substrate used in the present invention, a substrate commonly used as an organic EL material can be used.
[0079]
Specific materials include, for example, a glass plate, a ceramic plate, a plastic plate (polycarbonate, acrylic, vinyl chloride, polyethylene terephthalate, polyimide, polyester resin, etc.), a metal plate, and a plate made of the same material as the insulating layer described later. Can be mentioned.
[0080]
2. Color conversion member
The color conversion member used in the present invention is a member in which a fluorescent dye is dispersed in a transparent medium. In the present invention, it means a member having a function of changing blue incident light to red or green.
As for the fluorescent dye that converts the light emission of such a blue light emitting member from orange to red light emission or green, for example, 4-dicyanomethylene-2-methyl-6- (p-dimethylaminostillin) -4H- Cyanine dyes such as pyran (hereinafter DCM), pyridine dyes such as 1-ethyl-2- (4- (p-dimethylaminophenyl) -1,3-butadienyl) -pyridium-percollate (hereinafter pyridine 1), rhodamine B, xanthine dyes such as rhodamine 6G, and other oxazine dyes.
Furthermore, various dyes (direct dyes, acid dyes, basic dyes, disperse dyes, etc.) are possible if they are fluorescent. The fluorescent dye may be previously kneaded into a resin to form a pigment.
[0081]
These fluorescent dyes may be used alone or as a mixture, as required. In particular, since the fluorescence conversion efficiency to red is low, it is possible to increase the conversion efficiency from light emission to fluorescence by mixing the dyes.
On the other hand, the resin is preferably a transparent material (visible light 50% or more). Examples thereof include transparent resins (polymers) such as polymethyl methacrylate, polyacrylate, polycarbonate, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, hydroxyethyl cellulose, and carboxymethyl cellulose.
A transparent photosensitive resin to which a photolithography method can be applied can also be selected in order to separate and arrange the color conversion members in a plane. For example, photocurable resist materials having reactive vinyl groups such as acrylic acid, methacrylic acid, polyvinyl cinnamate, and ring rubber are listed. Moreover, when using a printing method, the printing ink (medium) using transparent resin can be selected. For example, melamine resin, phenol resin, alkyd resin, epoxy resin, polyurethane resin, polyester resin, maleic acid resin, polyamide resin monomer, oligomer, polymer, polymethyl methacrylate, polyacrylate, polycarbonate, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, hydroxy Transparent resins such as ethyl cellulose and carboxymethyl cellulose can be used.
[0082]
When the color conversion member is mainly composed of a fluorescent dye, the film is formed by vacuum deposition or sputtering through a mask having a desired color conversion member pattern. On the other hand, when the color conversion member is composed of a fluorescent dye and a resin, the fluorescent dye and the resin are used. And resist are mixed, separated or solubilized, and formed into a film by a method such as spin coating, roll coating, or casting, and patterned with a desired color conversion member pattern by photolithography, or desired by a method such as screen printing. It is common to pattern with a color conversion member pattern.
The film thickness of the color conversion member made of a fluorescent dye or a fluorescent dye and a resin is not limited unless it sufficiently absorbs light emitted from the organic EL element and hinders the function of generating fluorescence. Although different, about 10 nm to 1 mm is appropriate.
In particular, when the color conversion member is made of a fluorescent dye and a resin, the concentration of the fluorescent dye may be in a range that does not cause fluorescence concentration quenching and can sufficiently absorb the light emitted from the organic EL element. 1-10 for the resin used, depending on the type of fluorescent dye^-FourA concentration of mol / kg is preferably used.
[0083]
3. Color filter
As a color filter used for this invention, the thing of the solid state which melt | dissolved or disperse | distributed only the following pigment | dye or the pigment | dye in binder resin can be mentioned, for example.
[0084]
Red (R) dye:
Perylene pigments, lake pigments, azo pigments, quinacridone pigments, anthraquinone pigments, anthracene pigments, isoindoline pigments, isoindolinone pigments, and mixtures of at least two or more
[0085]
Green (G) dye:
Halogen multi-substituted phthalocyanine pigments, halogen multi-substituted copper phthalocyanine pigments, trifelmethane basic dyes, isoindoline pigments, isoindolinone pigments, and mixtures of at least two or more
[0086]
Blue (B) dye:
Copper phthalocyanine pigments, indanthrone pigments, indophenol pigments, cyanine pigments, dioxazine pigments, etc., and a mixture of at least two types
[0087]
On the other hand, the binder resin is preferably a transparent material (visible light 50% or more). Examples thereof include transparent resins (polymers) such as polymethyl methacrylate, polyacrylate, polycarbonate, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, hydroxyethyl cellulose, and carboxymethyl cellulose.
[0088]
Note that a photosensitive resin to which a photolithography method can be applied is also selected in order to separately arrange the color filters in a plane. For example, photocurable resist materials having reactive vinyl groups such as acrylic acid, methacrylic acid, polyvinyl cinnamate, and ring rubber are listed. Moreover, when using a printing method, the printing ink (medium) using transparent resin is selected. For example, polyvinyl chloride resin, melamine resin, phenol resin, alkyd resin, epoxy resin, polyurethane resin, polyester resin, maleic acid resin, polyamide resin monomer, oligomer, polymer, polymethyl methacrylate, polyacrylate, polycarbonate, polyvinyl alcohol Transparent resins such as polyvinyl pyrrolidone, hydroxyethyl cellulose, and carboxymethyl cellulose can be used.
[0089]
When the color filter is mainly composed of a dye, the film is formed by vacuum deposition or sputtering through a mask having a desired color filter pattern. On the other hand, when the color filter is composed of a dye and a binder resin, the fluorescent dye, the resin and the resist are coated. Mix, disperse or solubilize, form film by spin coating, roll coating, casting method, etc., pattern with desired color filter pattern by photolithography method, or by pattern of desired color filter by printing method It is common to pattern.
[0090]
The film thickness and transmittance of each color filter are preferably as follows.
R: film thickness 0.5 to 5.0 μm (transmittance 50% or more / 610 nm), G: film thickness 0.5 to 5.0 μm (transmittance 50% or more / 545 nm), B: film thickness 0.2 to 5.0 μm (Transmittance 50% or more / 460 nm)
[0091]
In particular, when the color filter is composed of a dye and a binder resin, the concentration of the dye may be in a range where the color filter can be patterned without any problem and the light emission of the organic EL element can be sufficiently transmitted. Although depending on the kind of the dye, the color filter film including the binder resin to be used contains 5 to 50% by weight of the dye.
[0092]
In the present invention, a black matrix can be used. Examples of the black matrix include the following metal and metal oxide thin films and black pigments.
Specific examples of metal and metal oxide thin films include thin films of metals such as chromium (Cr), nickel (Ni), copper (Cu), and their oxides.
As the mixture of the metal and the metal oxide, those having an optical density of 3.0 or more (film thickness of 100 to 3000 angstroms) are preferable.
[0093]
As specific examples of black pigments, carbon black, titanium black, aniline black or color filter pigments are mixed and blackened, or the above pigments are dissolved or dispersed in a binder resin in the same manner as color filters. The thing of a solid state can be mentioned.
[0094]
The metal and metal oxide thin films are formed on the entire surface of the insulating substrate by sputtering, vapor deposition, CVD, etc. or at least the entire display by masking, and then patterned by photolithography to form a black matrix pattern. Can be formed.
[0095]
When a black pigment is used, it can be patterned in the same manner as the color filter to form a black matrix.
[0096]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
(1) Fabrication of organic EL elements
The glass substrate 5 on which the In—Sn—O based transparent electrode 43 was formed was subjected to ultrasonic cleaning in isopropyl alcohol for 5 minutes and then UV ozone cleaning for 30 minutes.
The cleaned glass substrate with a transparent electrode is mounted on a substrate holder of a vacuum evaporation apparatus, and first, 4,4′- with a film thickness of 80 nm is formed on the surface on which the transparent electrode is formed so as to cover the transparent electrode. A bis [N, N-di (3-methylphenyl) amino] -4 ″ -phenyl-triphenylamine film (hereinafter abbreviated as “TPD74 film”) was formed. This TPD74 film functions as a first hole injection layer. Following the formation of the TPD74 film, a 20 nm-thick 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl film (hereinafter abbreviated as “NPD film”) is formed on the TPD74 film. ) Was formed. This NPD film functions as a second hole injection layer (hole transport layer). Further, following the formation of the NPD film, 4,4′-bis [2,2-diphenylvinyl] biphenyl (hereinafter abbreviated as “DPVBi film”) and Lumogen F Red (manufactured by BASF). ) And 40 nm in a weight ratio of 99: 1. This co-deposited film functions as a light emitting layer. Then, a 20 nm-thick tris (8-quinolinol) aluminum film (hereinafter abbreviated as “Alq film”) was formed on the light emitting layer. This Alq film functions as an electron injection layer.
The light emitting layer and the electron injection layer form the organic layer 42.
Thereafter, a mask having an opening is attached below the glass substrate with a transparent electrode (deposition source side) formed up to the Alq film, and magnesium (Mg) and silver (Ag) are subjected to binary evaporation to form a film. A 200 nm thick Mg: Ag alloy film was formed at a predetermined position on the Alq film.
At this time, the deposition rate of Mg was 2 nm / second, and the deposition rate of Ag was 0.1 nm / second. The Mg: Ag alloy film functions as the cathode 41.
(2) Production of color conversion member (green conversion film)
A glass substrate is set on a screen printing machine, 0.03 mol / kg of coumarin 6, a polyvinyl chloride resin (average molecular weight 20,000) as a binder resin, and an ink (viscosity 8000 cps) dissolved in cyclohexanone as a solvent, It printed on the board | substrate and baked at 80 degreeC and obtained the 20-micrometer-thick green conversion film (2G). (3) Preparation of color conversion member (red conversion film)
A glass substrate is set in a screen printing machine, 0.03 mol / kg of coumarin 6, 4% by weight of rhodamine 6G and 4% by weight of rhodamine B are kneaded in benzoguanamine resin, and a binder resin. An ink (viscosity 8000 cps) obtained by dissolving a vinyl chloride resin (average weight molecular weight 20,000) in cyclohexane was printed on a glass substrate and baked at 80 ° C. to obtain a red conversion film (2R) having a thickness of 20 μm.
(4) Production of blue filter
30 wt% (based on solid content) of 28 wt% (based on solid content) copper phthalocyanine pigment (CI Pigment Blue 15: 6) and 2 wt% (based on solid content) dioxazine pigment on a glass substrate An acrylate-based photocurable resist (viscosity 10 cps) in which (C.I. Pigment Violet 23) is dispersed is spin-coated, baked at 80 ° C., and then exposed with an exposure machine using a high-pressure mercury lamp as a light source through a mask. 300mJ / cm of film² (365 nm).
Next, after developing at room temperature for 2 minutes with a 1% by weight aqueous sodium carbonate solution, baking was carried out at 200 ° C. to form a blue color filter pattern. The film thickness of the blue color filter (3B) was 2 μm.
▲ 5 ▼ Production of green filter
An acrylate-based photocurable resist in which 23% by weight of a copper halide phthalocyanine pigment (CI Pigment Green 36) and 7% by weight of an azo pigment (CI Pigment Yellow 83) are dispersed on a glass substrate ( After spin coating with a viscosity of 10 cps), the resist film was 300 mJ / cm with an exposure machine using a high-pressure mercury lamp as a light source through a mask after baking at 80 ° C.² (365 nm).
Next, after developing at room temperature for 2 minutes with a 1 wt% aqueous sodium carbonate solution, baking was performed at 200 ° C to form a green color filter. The film thickness of the green color filter (3G) was 2 μm.
(6) Production of red filter
An acrylate photocurable resist (viscosity 10 cps) in which 24% by weight of anthraquinone pigment (CI Pigment Red 177) and 6% by weight of azo pigment (CI Pigment Yellow 6) are dispersed on a glass substrate. Is spin-coated, baked at 80 ° C., and then the resist film is 300 mJ / cm through an exposure machine using a high-pressure mercury lamp as a light source through a mask.² (365 nm).
Next, after developing at room temperature for 2 minutes with a 1 wt% aqueous sodium carbonate solution, baking was carried out at 200 ° C to form a red color filter. The film thickness of the red color filter (3R) was 2 μm.
(7) Evaluation of the three primary colors
Place the color conversion film for each color and the color filter for each color on the glass substrate of the organic EL element produced in (1) (the back side of the one that produced the organic EL element) as shown in FIG. It was. When overlapping, a fluorocarbon solution (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd., trade name: Fluorinert) was placed in the gap to enhance adhesion.
When the organic EL element was turned on at 10 V, the light emission of each pixel was as follows. This luminance ratio is preferable because of good white balance.
Luminance
Blue 10cd / m²
Green 72cd / m²
Red 20cd / m²
That is, the red luminance could be increased.
[0097]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a display element that improves red conversion efficiency and enables high-efficiency emission of three primary colors.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of a display element of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of the display element of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an organic EL element composed of a blue light emitting component (element) and a red light emitting component (element), where (a) is laminated, (b) is laminated, (c ) Shows the case of adding and mixing.
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a conventional display element.
[Explanation of symbols]
1 Light emitting member
Two-color conversion member
3 Color filter
4 Organic EL elements
5 Glass substrate
6 Bonding members
11 Blue light-emitting component (element) (B)
12 Red light emitting component (element) (R)
13 Green light-emitting component (element) (G)
41 cathode
42 Organic layer
43 Anode

Claims (6)

In the display element in which the light emitting member and the color conversion member are sequentially arranged in the light extraction direction,
The light emitting member includes a blue light emitting component (B) and a red light emitting component (R), and the ratio of the luminance of the blue light emitting component to the red light emitting component ((B) :( R)) is 20: 1 to 1: 1. And a color filter is provided on the light extraction side of the color conversion member. The display element according to claim 1, wherein the light emitting member is obtained by mixing a blue light emitting component (B) and a red light emitting component (R) and dispersing them. The display element according to claim 1, wherein the light emitting member is formed by laminating or bonding a layer containing a blue light emitting component (B) and a layer containing a red light emitting component (R). The blue light emitting component (B) and the red light emitting component (R) contained in the light emitting member are an organic electroluminescent device emitting blue light and an organic electroluminescent device emitting red light, respectively. The display element according to item. The display element according to claim 4, wherein the light emitting member is sandwiched between a pair of electrodes. The display element according to claim 1, wherein peak wavelengths of light emission of the blue light emitting component (B) and the red light emitting component (R) are 450 to 500 nm and 580 to 700 nm, respectively.

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