專利名稱：包含共軛高分子量共聚物的色彩轉(zhuǎn)換膜和使用該色彩轉(zhuǎn)換膜的多色發(fā)光有機(jī)el器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固態(tài)薄膜形式的具有熒光性或磷光性的色彩轉(zhuǎn)換膜，該色彩轉(zhuǎn)換 膜可通過涂敷工藝處理，且利用具有高色彩轉(zhuǎn)換效率的共軛高分子量共聚物形成。此外，本 發(fā)明涉及一種利用該色彩轉(zhuǎn)換膜形成的多色發(fā)光有機(jī)EL器件。
背景技術(shù)：
近年來已經(jīng)對有機(jī)EL元件的實際應(yīng)用進(jìn)行了相當(dāng)多的研究。由于有機(jī)EL元件能 在低電壓下實現(xiàn)高電流密度，所以預(yù)期有機(jī)EL元件可實現(xiàn)高光致發(fā)光亮度和光致發(fā)光效 率。對能進(jìn)行多色或全色顯示的高分辨率有機(jī)多色EL顯示器的實際應(yīng)用寄予了特別高的 期望。用于實現(xiàn)多色或全色有機(jī)EL顯示器的方法的示例包括使用允許特定波長范圍的光 透過的多種類型的濾色器(濾色器方法)。在應(yīng)用濾色器方法的情況下，所使用的有機(jī)EL 元件需要發(fā)射所謂的“白光”，該“白光”包括作為多色光的三原色(紅色(R)、綠色(G)以 及藍(lán)色(B))的光的適當(dāng)平衡。日本專利申請?zhí)卦S公開No. 2000-243563中提出了用于獲得多色發(fā)光有機(jī)EL元件 的方法，其中使用了包含多種發(fā)光顏料的發(fā)光層來同時激發(fā)這多種發(fā)光顏料(參見專利文 獻(xiàn)1)。此外，美國專利說明書No. 5，683，823提出了一種用于通過使用包含主體發(fā)光材料和 客體發(fā)光材料的發(fā)光層同時使能量轉(zhuǎn)移至客體材料并發(fā)光、以引起來自主體發(fā)光材料的光 激發(fā)和發(fā)射的方法(參見專利文獻(xiàn)2)。然而，上述多色發(fā)光有機(jī)EL元件取決于多種類型的發(fā)光材料的同時激發(fā)或多種 類型的發(fā)光材料之間的能量轉(zhuǎn)移。在此類器件中，已經(jīng)報道過發(fā)光材料之間的發(fā)光強(qiáng)度的 平衡隨著驅(qū)動時間的流逝或伴隨的所施加電流的變化而變化，從而引起所得色調(diào)變化的風(fēng)險。日本專利申請?zhí)卦S公開No. 2002-75643和2003-217859提出了一種色彩轉(zhuǎn)換方 法，該方法使用單色發(fā)光有機(jī)EL元件和色彩轉(zhuǎn)換膜(參見專利文獻(xiàn)3和4)作為用于獲得 多色發(fā)光有機(jī)EL元件的另一方法。該色彩轉(zhuǎn)換膜是包含吸收短波長光并將其轉(zhuǎn)換成長波 長光的一種或多種色彩轉(zhuǎn)換物質(zhì)的層。然而，當(dāng)色彩轉(zhuǎn)換膜由單種色彩轉(zhuǎn)換物質(zhì)形成時，會出現(xiàn)被稱為濃度猝滅的現(xiàn)象。 濃度猝滅指的是當(dāng)色彩轉(zhuǎn)換物質(zhì)所吸收的能量在分子之間重復(fù)移動時光的耗散(猝滅)而 不發(fā)生發(fā)射。為了抑制該現(xiàn)象，日本專利申請?zhí)卦S公開No. 2000-230172提出了一種介質(zhì)分 布型色彩轉(zhuǎn)換膜，該介質(zhì)散射型色彩轉(zhuǎn)換膜通過將色彩轉(zhuǎn)換物質(zhì)溶解或分布在某種類型的 介質(zhì)中來降低色彩轉(zhuǎn)換物質(zhì)在色彩轉(zhuǎn)換膜中的濃度(見專利文獻(xiàn)幻。該介質(zhì)分布型色彩轉(zhuǎn) 換膜能抑制色彩轉(zhuǎn)換物質(zhì)之間的接觸，從而降低色彩轉(zhuǎn)換物質(zhì)的濃度。在該情況下，如果色彩轉(zhuǎn)換物質(zhì)的濃度降低，則要吸收的光的吸收減少，從而阻礙 了獲得足夠的轉(zhuǎn)換光強(qiáng)度?；谠搯栴}，色彩轉(zhuǎn)換膜的厚度被增大以提高吸收并保持色彩 轉(zhuǎn)換效率。在以此方式利用厚色彩轉(zhuǎn)換膜的情況下(具有約10 μ m膜厚度)，會產(chǎn)生諸如大濃度差、難以實現(xiàn)高分辨率和膜中殘留水分或溶劑的問題。在試圖在色彩轉(zhuǎn)換膜上形成有 機(jī)EL元件的情況下，大濃度差的存在導(dǎo)致電極圖案中的濃度差位置處的布線斷裂的出現(xiàn)。 此外，當(dāng)與有機(jī)EL元件組合時，色彩轉(zhuǎn)換膜中的殘留水分或溶劑的存在引起殘留水分或溶 劑附近的有機(jī)EL層的惡化，從而引起顯示缺陷。此外，在如上所述的介質(zhì)分布型色彩轉(zhuǎn)換膜中，色彩轉(zhuǎn)換物質(zhì)經(jīng)常會擴(kuò)散到介質(zhì) 中，并隨著時間的流逝聚集而形成集合體，從而引起濃度猝滅。因此，使用該類型的色彩轉(zhuǎn) 換膜使得人們難以獲得長時間的高色彩轉(zhuǎn)換效率。因此，為了能在不增大厚度的情況下獲得長時間的足夠的轉(zhuǎn)換光強(qiáng)度，需要一種 具有適當(dāng)吸收和發(fā)射光譜的材料，該材料具有高熒光量子產(chǎn)率，且不會在厚度減小時引起 濃度猝滅。在過去，所發(fā)現(xiàn)的能有效地吸收紫外光或藍(lán)光并將其轉(zhuǎn)換成綠光的材料很少，且 可用于利用能有效地吸收藍(lán)光并將其轉(zhuǎn)換成綠光的色彩轉(zhuǎn)換膜的多色發(fā)光有機(jī)EL器件的 材料尤其少。因此，強(qiáng)烈需要找出用于利用該色彩轉(zhuǎn)換膜實現(xiàn)多色發(fā)光有機(jī)EL器件的此類 色彩轉(zhuǎn)換膜或材料。此外，為了以低成本制造此類色彩轉(zhuǎn)換膜，需要使用諸如涂敷工藝的濕法工藝，該 涂敷工藝在將色彩轉(zhuǎn)換材料溶解于適當(dāng)?shù)娜軇┲笫褂蒙兽D(zhuǎn)換材料的溶液。然而，需要 該色彩轉(zhuǎn)換物質(zhì)為可溶性的，以實現(xiàn)此目的。此外，從該工藝的觀點看，需要其黏度容易被 調(diào)節(jié)至適用于所使用裝置的黏度。為實現(xiàn)該目的，需要使用由聚合物材料組成的色彩轉(zhuǎn)換 物質(zhì)，該聚合物材料提供寬的可涂敷溶劑選擇范圍，且通過改變其分子量能容易地調(diào)節(jié)其 黏度。利用聚合物材料的色彩轉(zhuǎn)換膜的常規(guī)示例包括日本專利申請?zhí)卦S公開 No. 2000-26852中提出的包含以聚亞芳基亞乙烯基作為重復(fù)單元的聚合物材料的色彩轉(zhuǎn)換 膜(參見專利文獻(xiàn)6)，以及日本專利申請?zhí)卦S公開No. 2006-169265中提出的包含以芴為 重復(fù)單元的聚合物材料的色彩轉(zhuǎn)換膜(參見專利文獻(xiàn)7)。此外，如Appl. Phys. Lett.，61， 2793(1992)和Nature，365，6 (1992)中所描述，由于聚亞芳基亞乙烯衍生物的相對高熒 光量子產(chǎn)率和高可溶解性，聚亞芳基亞乙烯衍生物已經(jīng)被廣泛研究作為聚合物EL元件的 發(fā)光材料的候選(參見非專利文獻(xiàn)1和幻。還需要利用聚合物材料的色彩轉(zhuǎn)換膜來獲得高 熒光量子產(chǎn)率。然而，迄今已報道的薄膜形式的聚亞芳基亞乙烯衍生物的熒光量子產(chǎn)率在 10%到40%量級，因此不足以用作色彩轉(zhuǎn)換膜。專利文獻(xiàn)1 日本專利申請?zhí)卦S公開No. 2000-243563專利文獻(xiàn)2 美國專利說明書No. 5，683，823專利文獻(xiàn)3 日本專利申請?zhí)卦S公開No. 2002-75643專利文獻(xiàn)4 日本專利申請?zhí)卦S公開No. 2003-217859專利文獻(xiàn)5 日本專利申請?zhí)卦S公開No. 2000-230172專利文獻(xiàn)6 日本專利申請?zhí)卦S公開No. 2000-26852專利文獻(xiàn)7 日本專利申請?zhí)卦S公開No. 2006-169265非專利文獻(xiàn)1 :Appl. Phys. Lett.，61，2793 (1992)非專利文獻(xiàn)2 =Nature, 365,628 (1992)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能在不增大厚度的情況下獲得長時間的足夠的轉(zhuǎn)換光 強(qiáng)度、且能通過低成本的濕法工藝制造的發(fā)綠光的色彩轉(zhuǎn)換膜。此外，本發(fā)明的另一目的是 提供一種使用該色彩轉(zhuǎn)換膜的多色發(fā)光有機(jī)EL器件，該多色發(fā)光有機(jī)EL器件具有優(yōu)越的 視角相關(guān)性，且在驅(qū)動時間流逝或伴隨著所施加電流改變的情況下在長時間內(nèi)展現(xiàn)穩(wěn)定的 發(fā)光性質(zhì)而不改變色調(diào)。作為進(jìn)行大量研究的結(jié)果，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過使用其中將芴基重復(fù)單元 引入聚亞芳基亞乙烯衍生物的共聚物，薄膜形式中的熒光量子產(chǎn)率可被提高到約60到 70%。作為進(jìn)一步研究的結(jié)果，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過采用其中亞苯基鍵合至芴基兩 端、并引入亞苯基作為阻止芴基與亞芳基亞乙烯基之間的相互作用的間隔基團(tuán)的結(jié)構(gòu)，熒 光量子產(chǎn)率可被進(jìn)一步提高。使用具有此類結(jié)構(gòu)的聚合物材料使得薄膜形式中的熒光量子 產(chǎn)率能夠達(dá)到80-90%。本發(fā)明的第一實施例的色彩轉(zhuǎn)換膜的特征在于包含具有以下分子式(1)表示的 結(jié)構(gòu)的共軛高分子量共聚物[Cl]
權(quán)利要求
1. 一種色彩轉(zhuǎn)換膜，包括共軛高分子量共聚物，該共軛高分子量共聚物的結(jié)構(gòu)由以 下分子式(1)表示 [Cl]
2.如權(quán)利要求1所述的色彩轉(zhuǎn)換膜，其特征在于，所述共軛高分子量共聚物具有由以 下分子式(2)表示的結(jié)構(gòu) [C2]
3.如權(quán)利要求1所述的色彩轉(zhuǎn)換膜，其特征在于，所述共軛高分子量共聚物的重均分 子量為1000到500，000。
4.如權(quán)利要求1所述的色彩轉(zhuǎn)換膜，其特征在于，所述色彩轉(zhuǎn)換膜通過涂敷工藝形成。
5.一種多色發(fā)光有機(jī)EL器件，包括一對電極，所述電極中的至少一個電極是透明電極； 插入所述一對電極之間的有機(jī)EL層；以及 根據(jù)權(quán)利要求1的色彩轉(zhuǎn)換膜，其特征在于，所述色彩轉(zhuǎn)換膜具有2 μ m或更小的膜厚度。
6.如權(quán)利要求5所述的多色發(fā)光有機(jī)EL器件，其特征在于，所述色彩轉(zhuǎn)換膜和所述透 明電極被設(shè)置成相互接觸。
全文摘要
所公開的是一種色彩轉(zhuǎn)換膜，其能在無需增大其厚度的情況下將轉(zhuǎn)換光強(qiáng)度長時間保持在足夠的程度。該色彩轉(zhuǎn)換膜的特征在于包括共軛高分子量共聚物，該共聚物具有含有交替的含芴基重復(fù)單元和亞芳基亞乙烯基重復(fù)單元且亞苯基被插入芴基兩端作為間隔基團(tuán)的結(jié)構(gòu)(即通過式(1)表示的結(jié)構(gòu))。還公開了通過使用該色彩轉(zhuǎn)換膜制造的一種多色發(fā)光有機(jī)EL器件。[C1]
文檔編號H05B33/12GK102112518SQ20098013075
公開日2011年6月29日 申請日期2009年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月10日
發(fā)明者永井優(yōu) 申請人:富士電機(jī)控股株式會社