JP4577458B1 - 共役系高分子共重合体を含む色変換膜、およびそれを用いた多色発光有機ｅｌデバイス - Google Patents

Abstract

本発明は、厚さを増大することなしに、長期間に亘って十分な変換光強度を維持することが可能な色変換膜を提供する。本発明の色変換膜は、フルオレン基を含む繰り返し単位とアリーレンビニレン繰り返し単位を交互に有し、かつ、フルオレン基の両端にスペーサーとしてフェニレン基が挿入された構造（下式（１））をもつ共役系高分子共重合体を含有することを特徴とする。本発明は、上記の色変換膜を用いた多色発光有機ＥＬデバイスも提供する。
【化１】

【選択図】なし

Description

本発明は、固体薄膜状態で蛍光または燐光を有し、塗布プロセスによる加工が可能な、高い色変換効率を有する共役系高分子共重合体を用いて形成される色変換膜に関する。さらに、本発明は、該色変換膜を用いて形成される多色発光有機ＥＬデバイスに関する。

近年、有機ＥＬ素子は実用化に向けての研究が活発に行われている。有機ＥＬ素子は低電圧で高い電流密度が実現できるために高い発光輝度および発光効率を実現することが期待されている。特に高精細なマルチカラーまたはフルカラー表示が可能な有機多色ＥＬディスプレイの実用化が期待されている。有機ＥＬディスプレイのマルチカラー化またはフルカラー化の方法の１例として、特定波長領域の光を透過させる複数種のカラーフィルタを用いる方法（カラーフィルタ法）がある。カラーフィルタ法を適用する場合、用いられる有機ＥＬ素子は、多色発光して、光の３原色（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ））をバランスよく含む、いわゆる「白色光」を発光することが求められる。

多色発光有機ＥＬ素子を得るために、特開２０００−２４３５６３号公報は、複数の発光色素を含む発光層を用い、該複数の発光色素を同時に励起する方法を提案している（特許文献１参照）。また、米国特許第５，６８３，８２３号明細書は、ホスト発光材料とゲスト発光材料とを含む発光層を用い、ホスト発光材料を励起および発光させると同時に、ゲスト材料へのエネルギー移動および発光をさせる方法を提案している（特許文献２参照）。

しかしながら、前述の多色発光有機ＥＬ素子は、複数種の発光材料の同時励起、あるいは複数種の発光材料間のエネルギー移動のいずれかに依拠している。そのような素子において、駆動時間の経過または通電電流の変化に伴って、発光材料間の発光強度バランスが変化し、得られる色相が変化する恐れがあることが報告されてきている。

多色発光有機ＥＬ素子を得るための別法として、特開２００２−７５６４３号公報および特開２００３−２１７８５９号公報は、単色発光の有機ＥＬ素子と色変換膜とを用いる色変換法を提案している（特許文献３および４参照）。用いられる色変換膜は、短波長の光を吸収して、長波長の光へと変換する１つまたは複数の色変換物質を含む層である。

しかしながら、単一の色変換物質を用いて色変換膜を形成すると、濃度消光と呼ばれる現象が発生する。濃度消光とは、色変換物質に吸収されたエネルギーが分子間の移動を繰り返すうちに発光を伴わずに散逸する（失活する）ことを意味する。この現象を抑制するために、特開２０００−２３０１７２号公報は、色変換物質を何らかの媒体中に溶解または分散させて色変換膜中の色変換物質濃度を低下させた媒体分散型の色変換膜を提案している（特許文献５参照）。媒体分散型の色変換膜においては、色変換物質の濃度の低下に伴って、色変換物質同士の接触を抑制することができる。

ここで、色変換物質の濃度を低下させると、吸収すべき光の吸光度が減少し、十分な変換光強度が得られない。この問題に関して、色変換膜を厚くして吸光度を高め、色変換の効率を維持することが行われている。このように厚い色変換膜（膜厚１０μｍ程度）を用いた場合、大きな段差、高精細化の困難さ、膜中への水分または溶媒の残留などの問題点が発生する。大きな段差が存在すると、色変換膜上に有機ＥＬ素子を形成しようとした場合に、段差部での電極パターンの断線が発生する。また、色変換膜中に水分または溶媒が残留した場合、有機ＥＬ素子と組み合わせた際に、残留水分または溶媒は、有機ＥＬ層を変質させ、それによって表示欠陥を発生させる。

さらに、上記のような媒体分散型の色変換膜においては、時間経過と共に色変換物質が媒体中を拡散移動して互いに凝集し、その結果、濃度消光を引き起こすという現象がしばしば発生する。したがって、このような色変換膜においては、長期間に亘って高い色変換効率を維持することは困難である。

したがって、厚さを増大させることなしに、長期間に亘って十分な変換光強度を維持することが可能な色変換膜を実現させるためには、適切な吸収および発光スペクトルを持ち、材料の蛍光量子収率が高く、かつ薄膜化したときに濃度消光を起こしにくい材料が望まれる。従来、紫外光または青色光を吸収して高効率で緑色光に変換できる材料はあまり見出されておらず、さらに色変換膜を用いた多色発光有機ＥＬデバイスに有用な、青色光を吸収して高効率で緑色光に変換させることの出来る材料はとりわけ少なかった。色変換膜または該色変換膜を用いた多色発光有機ＥＬデバイスを実現させるために、そのような材料の出現が切望されていた。

さらに、そのような色変換膜を低コストで作製するためには、ウェットプロセス、たとえば該色変換材料を適当な溶媒中に溶解させた後、色変換材料の溶液を用いる、塗布プロセスを用いることが望ましい。そのためには、色変換物質は可溶であることが求められる。さらに、プロセス上の観点からは、使用する装置に適した粘度調整が容易に行えることが望ましい。かかる目的には、可溶な溶媒の選択範囲が広く、かつ分子量を変えることで溶液の粘度調整が容易に行える高分子材料から成る色変換物質を用いることが望ましい。

従来、高分子材料を用いた色変換膜として、特開２０００−２６８５２号公報がポリアリーレンビニレン基を繰り返し単位として有する高分子材料を含む色変換膜を提案しており（特許文献６参照）、特開２００６−１６９２６５号公報がフルオレンを繰り返し単位として有する高分子材料を含む色変換膜を提案している（特許文献７参照）。また、Ａｐｐｌ. Ｐｈｙｓ. Ｌｅｔｔ．，６１, ２７９３（１９９２）およびＮａｔｕｒｅ，３６５，６２８（１９９２）に記載されているように、ポリアリーレンビニレン誘導体は比較的高い蛍光量子収率と可溶性の高さから高分子ＥＬ素子の発光材料の候補として広く研究が行われている（非特許文献１，２参照）。高分子材料を用いる色変換膜においても、高い蛍光量子収率を持つことが要求される。しかしながら、これまで報告されているポリアリーレンビニレン誘導体の薄膜状態での蛍光量子収率は１０−４０％程度であり、色変換膜として用いるには不十分であった。

特開２０００−２４３５６３号公報 米国特許第５，６８３，８２３号明細書 特開２００２−７５６４３号公報 特開２００３−２１７８５９号公報 特開２０００−２３０１７２号公報 特開２０００−２６８５２号公報 特開２００６−１６９２６５号公報

Ａｐｐｌ. Ｐｈｙｓ. Ｌｅｔｔ．，６１, ２７９３（１９９２） Ｎａｔｕｒｅ，３６５，６２８（１９９２）

本発明の目的は、厚さを増大させることなしに、長期間に亘って十分な変換光強度を維持し、かつ、低コストのウェットプロセスで作製することが可能な緑色発光色変換膜を提供することである。また、本発明の別の目的は、視野角依存性に優れ、駆動時間の経過あるいは通電電流の変化に伴う色相変化がなく、長期にわたって安定した発光特性を示す、該色変換膜を用いた多色発光有機ＥＬデバイスを提供することである。

そこで、本発明者は、鋭意研究の結果、ポリアリーレンビニレン誘導体にフルオレン基の繰り返し単位を導入して共重合体とすることで、薄膜状態での蛍光量子収率を６０−７０％程度にまで向上させ得ることを見出した。そして、さらなる研究の結果、本発明者は、フルオレン基の両端にフェニレン基を結合させ、該フェニレン基をフルオレン基とアリーレンビニレン基との間の相互作用を防止するスペーサーとして導入された構造とすることで、なお一層の蛍光量子収率の増大が可能であることを見出した。このような構造を持った高分子材料を採用することで、薄膜状態での蛍光量子収率は８０−９０％にまで到達した。

本発明の第１の実施形態の色変換膜は、下記式（１）

（式中、Ａｒはアリーレン基または２価の複素環基を表し、Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、１価の複素環基、アミノ基、ニトロ基、ハロゲン基またはシアノ基を表し、ｎは、１〜１００００の整数である）
で表される構造を有し、薄膜状態で４９０−５８０ｎｍの緑色発光ピーク波長を有する共役系高分子共重合体を含有することを特徴とする。ここで、前記式（１）で表される構造の共役系高分子共重合体は、下記式（２）

（式中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、およびＲ^４は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、１価の複素環基、アミノ基、ニトロ基、ハロゲン基またはシアノ基を表し、ｎは、１〜１００００の整数である）
で表される構造を有するものであってもよい。また、前記式（１）で表される共役系高分子共重合体は、重量平均分子量が１０００〜５０万であってもよい。また、前記式（１）で表される共役系高分子共重合体を含有する前記色変換膜は、塗布プロセスによって形成させたものであってもよい。

本発明の第２の実施形態の多色発光有機ＥＬデバイスは、少なくとも一方が透明電極である一対の電極と、前記一対の電極に挟持される有機ＥＬ層と、第１の実施形態の色変換膜とを含む多色発光有機ＥＬデバイスであって、前記色変換膜は、２μｍ以下の膜厚を有することを特徴とする多色発光有機ＥＬデバイスである。ここで、前記多色発光有機ＥＬデバイスは、前記色変換膜と前記透明電極とが接触して配置されたものであってもよい。

本発明においては、フルオレン基を含む繰り返し単位とアリーレンビニレン繰り返し単位を交互に有し、かつ、フルオレン基の両端にスペーサーとしてのフェニレン基が挿入された構造を持つ共役系高分子共重合体を色変換材料として用いることで、薄膜状態での蛍光量子収率を向上させ、色変換膜として用いるのに十分な色変換効率を得ることが可能になる。

本発明の色変換膜は、単一材料から構成される色変換膜でありながら、厚さを増大させることなしに、高い色変換効率を維持することが可能である。また、本発明において、溶媒に可溶な高分子材料を選択することにより、低コストの塗布プロセスによって形成することができる色変換膜を提供することができる。また、そのような色変換膜を用いて形成される多色発光有機ＥＬデバイスは、視野角依存性が少なく、駆動時間の経過または通電電流の変化に伴って色相が変化することがなく、長期にわたって安定した発光特性を示すことができる。

図１Ａは、本発明の多色発光有機ＥＬデバイスの構成例を示す図である。 図１Ｂは、本発明の多色発光有機ＥＬデバイスの構成例を示す図である。 図１Ｃは、本発明の多色発光有機ＥＬデバイスの構成例を示す図である。 図１Ｄは、本発明の多色発光有機ＥＬデバイスの構成例を示す図である。 図２は、実施例および比較例１、２の励起波長４７０ｎｍにおける蛍光スペクトルを示す図である。

本発明の第１の実施形態の色変換膜は、フルオレン基を含む繰り返し単位とアリーレンビニレン繰り返し単位を交互に有し、かつ、フルオレン基の両端にスペーサーとしてのフェニレン基が挿入された構造を有し、薄膜状態で４９０−５８０ｎｍの緑色発光ピーク波長を有する共役系高分子共重合体を含有することを特徴とする。

本発明において用いられる共役系高分子共重合体は、下記の一般式（１）で表される化合物［アリーレンビニレン／（フェニレン―フルオレン―フェニレン―ビニレン）交互共重合体］であることが望ましい。

該共役系高分子共重合体における、繰り返し単位の配列については、フェニレン基がアリーレンビニレン基とフルオレン基との間のスペーサーとして機能するという観点から、アリーレンビニレン繰り返し単位とフルオレン基を含む繰り返し単位とが交互に結合した、いわゆる交互共重合体が好ましい。

上記式（１）において、Ａｒはアリーレン基または２価の複素環基を表す。ここに、アリーレン基とは、単環芳香族炭化水素または縮合多環芳香族炭化水素から水素原子２個を除いた原子団である。好ましい単環縮合芳香族炭化水素は、置換または無置換のベンゼン環を含む。好ましい縮合多環芳香族炭化水素は、環に含まれる炭素原子数が通常６〜６０個程度であり、２個から５個のベンゼン環が縮合した芳香族化合物である。具体的には、縮合多環芳香族炭化水素は、ナフタレン、アントラセン、フェナンスレン、ピレン、ペリレン、ナフタセン、ペンタセン、クリセン、コロネンなどを含む。好ましい縮合多環芳香族炭化水素は、ナフタレンまたはアントラセンを含む。

また、上記式（１）において、Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、１価の複素環基、アミノ基、ニトロ基、ハロゲン基またはシアノ基を表す。ｎは、１〜１００００の整数である。

上記式（１）で示される共役系高分子共重合体のなかでも、Ａｒが置換または無置換の１，４−フェニレン基である下記式（２）で表される共役系高分子共重合体が好ましい。

上記式（２）中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、およびＲ^４は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、１価の複素環基、アミノ基、ニトロ基、ハロゲン基またはシアノ基を表す。ｎは、１〜１００００の整数である。

本発明におけるアルキル基は、直鎖、分岐または環状のいずれでもよく、通常１〜２０個の炭素原子を有する。本発明におけるアルキル基は、具体的には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、２−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、３，７−ジメチルオクチル基、ラウリル基などを含む。好ましいアルキル基は、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、２−エチルヘキシル基、デシル基、３，７−ジメチルオクチル基などを含む。

本発明におけるアルコキシ基は、直鎖、分岐または環状のいずれでもよく、通常１〜２０個の炭素原子を有する。本発明におけるアルコキシ基は、具体的には、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロピルオキシ基、ｉ−プロピルオキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｉ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、２−エチルヘキシルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、３，７−ジメチルオクチルオキシ基、ラウリルオキシ基などを含む。好ましいアルコキシ基は、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、２−エチルヘキシルオキシ基、デシルオキシ基、３，７−ジメチルオクチルオキシ基などを含む。

本発明におけるアルキルチオ基は、直鎖、分岐または環状のいずれでもよく、通常１〜２０個の炭素原子を有する。本発明におけるアルキルチオ基は、具体的には、メチルチオ基、エチルチオ基、ｎ−プロピルチオ基、ｉ−プロピルチオ基、ｎ−ブチルチオ基、ｉ−ブチルチオ基、ｔ−ブチルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、シクロヘキシルチオ基、ヘプチルチオ基、オクチルチオ基、２−エチルヘキシルチオ基、ノニルチオ基、デシルチオ基、３，７−ジメチルオクチルチオ基、ラウリルチオ基などを含む。好ましいアルキルチオ基は、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、２−エチルヘキシルチオ基、デシルチオ基、３，７−ジメチルオクチルチオ基などを含む。

本発明におけるアルキルシリル基は、直鎖、分岐または環状のいずれでもよく、通常１〜２０個の炭素原子を有し、本発明におけるアルキルシリル基は、モノアルキルシリル基、ジアルキルシリル基、またはトリアルキルシリル基であってもよい。具体的には、アルキルシリル基は、メチルシリル基、エチルシリル基、ｎ−プロピルシリル基、ｉ−プロピルシリル基、ｎ−ブチルシリル基、ｉ−ブチルシリル基、ｔ−ブチルシリル基、ペンチルシリル基、ヘキシルシリル基、シクロヘキシルシリル基、ヘプチルシリル基、オクチルシリル基、２−エチルヘキシルシリル基、ノニルシリル基、デシルシリル基、３，７−ジメチルオクチルシリル基、ラウリルシリル基などを含む。好ましいアルキルシリル基は、ペンチルシリル基、ヘキシルシリル基、オクチルシリル基、２−エチルヘキシルシリル基、デシルシリル基、３，７−ジメチルオクチルシリル基などを含む。

本発明におけるアルキルアミノ基は、直鎖、分岐または環状のいずれでもよく、モノアルキルアミノ基でもジアルキルアミノ基でもよく、通常１〜４０個の炭素原子を有する。本発明におけるアルキルアミノ基は、具体的には、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ｎ−プロピルアミノ基、ｉ−プロピルアミノ基、ｎ−ブチルアミノ基、ｉ−ブチルアミノ基、ｔ−ブチルアミノ基、ペンチルアミノ基、ヘキシルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基、ヘプチルアミノ基、オクチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、ノニルアミノ基、デシルアミノ基、３，７−ジメチルオクチルアミノ基、ラウリルアミノ基などを含む。好ましいアルキルアミノ基は、ペンチルアミノ基、ヘキシルアミノ基、オクチルアミノ基、２−エチルヘキシルアミノ基、デシルアミノ基、３，７−ジメチルオクチルアミノ基などを含む。

本発明におけるアリール基は、通常６〜６０個の炭素原子を有する。本発明におけるアリール基は、具体的には、フェニル基、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルコキシフェニル基（Ｃ_１〜Ｃ_１２は、炭素数１〜１２であることを示す。以下も同様である。）、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキルフェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基などを含む。好ましいアリール基は、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルコキシフェニル基、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキルフェニル基を含む。

本発明におけるアリールオキシ基は、通常６〜６０個の炭素原子を有する。本発明におけるアリールオキシ基は、具体的には、フェノキシ基、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルコキシフェノキシ基、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキルフェノキシ基、１−ナフチルオキシ基、２−ナフチルオキシ基などを含む。好ましいアリールオキシ基は、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルコキシフェノキシ基、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキルフェノキシ基を含む。

本発明におけるアリールアルキル基は、通常７〜６０個の炭素原子を有する。本発明におけるアリールアルキル基は、具体的には、フェニル−Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキル基、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルコキシフェニル−Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキル基、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキルフェニル−Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキル基、１−ナフチル−Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキル基、２−ナフチル−Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキル基などを含む。好ましいアリールアルキル基は、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルコキシフェニル−Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキル基、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキルフェニル−Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキル基を含む。

本発明におけるアリールアルコキシ基は、通常７〜６０個の炭素原子を有する。本発明におけるアリールアルコキシ基は、具体的には、フェニル−Ｃ_１〜Ｃ_１２アルコキシ基、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルコキシフェニル−Ｃ_１〜Ｃ_１２アルコキシ基、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキルフェニル−Ｃ_１〜Ｃ_１２アルコキシ基、１−ナフチル−Ｃ_１〜Ｃ_１２アルコキシ基、２−ナフチル−Ｃ_１〜Ｃ_１２アルコキシ基などを含む。好ましいアリールアルコキシ基は、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルコキシフェニル−Ｃ_１〜Ｃ_１２アルコキシ基、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキルフェニル−Ｃ_１〜Ｃ_１２アルコキシ基を含む。

本発明におけるアリールアミノ基は、通常６〜６０個の炭素原子を有する。本発明におけるアリールアミノ基は、モノアリールアミノ基またはジアリールアミノ基のいずれであってもよく、具体的には、フェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキルフェニルアミノ基、、ジ（Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキルフェニル）アミノ基、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルコキシフェニルアミノ基、ジ（Ｃ_１〜Ｃ_１２アルコキシフェニル）アミノ基、ジ（Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキルフェニル）アミノ基、１−ナフチルアミノ基、２−ナフチルアミノ基などを含む。好ましいアリールアルコキシ基は、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキルフェニルアミノ基、ジ（Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキルフェニル）アミノ基を含む。

本発明におけるアリールアルケニル基は、通常８〜６０個の炭素原子を有する。本発明におけるアリールアルケニル基は、具体的には、フェニル−Ｃ_２〜Ｃ_１２アルケニル基、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルコキシフェニル−Ｃ_２〜Ｃ_１２アルケニル基、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルケニルフェニル−Ｃ_２〜Ｃ_１２アルケニル基、１−ナフチル−Ｃ_１〜Ｃ_１２アルケニル基、２−ナフチル−Ｃ_２〜Ｃ_１２アルケニル基などを含む。好ましいアリールアルケニル基は、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルコキシフェニル−Ｃ_２〜Ｃ_１２アルケニル基、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキルフェニル−Ｃ_２〜Ｃ_１２アルケニル基を含む。

本発明におけるアリールアルキニル基は、通常８〜６０個の炭素原子を有する。本発明におけるアリールアルキニル基は、具体的には、フェニル−Ｃ_２〜Ｃ_１２アルキニル基、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルコキシフェニル−Ｃ_２〜Ｃ_１２アルキニル基、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルケニルフェニル−Ｃ_２〜Ｃ_１２アルキニル基、１−ナフチル−Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキニル基、２−ナフチル−Ｃ_２〜Ｃ_１２アルキニル基などを含む。好ましいアリールアルキニル基は、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルコキシフェニル−Ｃ_２〜Ｃ_１２アルキニル基、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキルフェニル−Ｃ_２〜Ｃ_１２アルキニル基を含む。

本発明における１価の複素環基は、通常４〜６０個の炭素原子を有する。本発明における１価の複素環基は、具体的には、チエニル基、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキルチエニル基、ピロリル基、フリル基、ピリジル基、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキルピリジル基などを含む。好ましい１価の複素環基は、チエニル基、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキルチエニル基、ピリジル基、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキルピリジル基などを含む。１価の複素環基とは、複素環化合物から水素原子１個を除いた残りの原子団をいう。

本発明の色変換膜に用いられる共役系高分子共重合体は、薄膜状態で４９０〜５８０ｎｍのピーク波長を有する緑色光を発する。本発明の色変換膜に用いられる共役系高分子共重合体は、１０００〜５０万の範囲内、より好ましくは５０００〜２０万の範囲内の重量平均分子量を有する。色変換膜の耐久性を高めるためには、低重合度の成分が少ない方が良く、重合度が５以下のオリゴマーが含まれていないことが望ましい。

一般式（２）で表される共役系高分子共重合体の具体例 (American Dye Source inc.,; 125GE)を下記に示す。

たとえ希薄溶液状態において高い蛍光量子収率を有する有機蛍光材料であっても、固体薄膜を形成すると、分子間の強い相互作用に基づく濃度消光の効果のために蛍光量子収率が大きく低下することが一般的である。一例として挙げれば、これまで報告されているポリアリーレンビニレン化合物は、希薄溶液状態では８０−９０％程度の蛍光量子収率を示すのに対して、薄膜状態における蛍光量子収率は１０−４０％程度であった。したがって、これまでに報告されているポリアリーレンビニレン化合物は、色変換膜として用いるには不十分であった。

しかしながら、本発明において、化学式（１）で表される化合物が、薄膜状態で８０−９０％という極めて高い蛍光量子収率を持ち、十分に色変換膜としての実用に耐えうる材料であることが見出された。

化学式（１）で表される化学構造の共役系高分子共重合体が、薄膜状態においても高い蛍光量子収率を示す理由は、以下のように考察できる。

一般に、高分子鎖の上に生じた励起子は、発光によってそのエネルギーを失う（発光性失活）か、または、発光以外のルートによってそのエネルギーを失う（非発光性失活）。蛍光量子収率を向上させるためには、発生した励起子の内、非発光性失活をするものの割合を小さくしてやる必要がある。高分子薄膜において、非発光性失活の原因として第一に考えられるものは、同一高分子鎖に含まれる異なるユニット間の接触によるエネルギー移動に基づく失活である。高分子鎖上に生じた励起子は、鎖の上を高速で拡散すると考えられているが、そのとき励起子が存在する部位に、当該部位を構成するユニットとは異なる他のユニットが接触すると、その異なるユニットに励起エネルギーが移動して、非発光性失活の原因となる。

式（１）の化学構造が発揮する第１の効果は、フルオレン基の導入により高分子鎖に剛直性が付与されることである。剛直な高分子鎖を持つ材料は、異なるユニット間の接触確率が低いために、蛍光量子収率が高くなる傾向がある。逆に、柔軟で屈曲性の高分子鎖を持つ材料は、異なるユニット同士が接触し易く、蛍光量子収率が低くなる傾向がある。フルオレン基は剛直性の高い置換基であり、フルオレン基の導入は高分子鎖に剛直性を付与する効果のあることが知られている。アリーレンビニレン繰り返し単位に、フルオレン基を含む繰り返し単位を導入した結果、高分子鎖に高い剛直性が付与されたために、薄膜状態の蛍光量子収率が増大したことが考えられる。

式（１）の化学構造が発揮する第２の効果は、フルオレン基を含む繰り返し単位を導入したことによる、濃度消光抑制効果である。フルオレン基のみから構成されるポリフルオレンは、紫外領域に吸収を持ち、青色に発光する材料であることが知られている。このポリフルオレンとの対比により、式（１）で表される交互共重合体において、バックライト(波長４７０ｎｍ)の吸収と発光（緑色）に主として寄与するのは、アリーレンビニレン基であると考えられる。すなわち、フルオレン基を含む繰り返し単位は、発光に寄与することなしに、アリーレンビニレン基同士を引き離し、それらの間の相互作用を抑制するスペーサーとして機能していることが考えられる。

式（１）の化学構造が発揮する第３の効果は、フルオレン基の両端に導入したフェニレン基による、アリーレンビニレン基とフルオレン基との間の相互作用抑制効果である。上に述べたように、バックライトの吸収および発光に主として寄与するのは、アリーレンビニレン基であると考えられる。しかしながら、もし、アリーレンビニレン基とフルオレン基が直接結合していたとすると、励起エネルギーの一部は、隣接するフルオレン基に移動して非発光性の失活をし、蛍光量子収率を低下させる可能性がある。ところが、化学式（１）で表される化合物では、アリーレンビニレン基とフルオレン基との間にフェニレン基が挿入された構造をしている。そうすると、この式（１）で表される化合物においては、このフェニレン基がスペーサーとなり、アリーレンビニレン基とフルオレン基との間の相互作用を抑制し、その結果、高い蛍光量子収率が達成されたものと考えられる。

本発明の色変換膜は、２０００ｎｍ（２μｍ）以下、好ましくは１００〜２０００ｎｍ、より好ましくは４００〜１０００ｎｍの膜厚を有する。本発明の色変換膜においては、上記共役系高分子共重合体（式（１）または式（２）の化合物）の蛍光量子収率が薄膜状態においても高いレベルで維持されているために、このように薄い膜厚においても十分な色変換効率を有する。

本実施形態の色変換膜は、適切な透明支持体に対して、前記共役系高分子共重合体溶液を塗布することによって作製することができる。あるいはまた、後述するように、適切な透明支持体に対して、他の要素をともに含む前記共役系高分子共重合体の溶液を塗布して、色変換膜を作製してもよい。

透明支持体として用いることができる材料は、ガラスのような無機材料であってもよく、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、プロピオニルセルロース、ブチリルセルロース、ニトロセルロース等のセルロースエステル；ポリアミド；ポリカーボネート；ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル；ポリスチレン；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン；ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂；ポリカーボネート；ポリスルホン；ポリエーテルスルホン；ポリエーテルケトン；ポリエーテルイミド；ポリオキシエチレン；ノルボルネン樹脂などの高分子材料であってもよい。高分子材料を用いる場合、透明支持体は剛直であっても可撓性であってもよい。透明支持体は可視光に対して８０％以上の透過率を有することが好ましく、８６％以上の透過率を有することがさらに好ましい。

本実施形態の色変換膜は、一時支持体に対して、共役系高分子共重合体を含む溶液を塗布し、得られた塗液を一時支持体から剥離することによって、自立フィルムとして形成してもよい。塗布に用いる溶液は、後述する他の要素をさらに含んでもよい。また、一時支持体としては、前述の透明支持体に加えて、金属、セラミックスなどの不透明支持体を用いることもできる。

本発明の色変換膜は、その色変換特性に悪影響を与えない程度の量で、酸素吸収剤を含有させてもよい。なぜなら、式（１）で表される共役系高分子共重合体、および式（２）で表される共役系高分子共重合体が、酸素の存在下で光を照射された場合に酸化されやすく、蛍光量子収率が低下する恐れがあるからである。そこで、本発明の色変換膜においては、酸素吸収剤を含有させることにより、共役系高分子共重合体の酸化を防止でき、色変換膜の蛍光量子収率の低下を防止することができる。

酸素吸収剤としては、例えば、鉄、アルミニウム、リチウム、ナトリウム、亜鉛、バリウムなどの金属、酸化第一銅や塩化第一鉄等の無機化合物、ヒドロキノン、アニリン等の有機化合物を用いることができる。

また、本発明の色変換膜は、その表面に、大気中の酸素を遮断する酸素遮断膜を設けることができる。酸素遮断膜は、色変換膜の変換光を十分に透過させるものであることが望ましい。酸素遮断膜は、該色変換膜中への大気中の酸素の侵入を遮断することによって、共役系高分子共重合体の酸化を防止して、その蛍光量子収率の低下を防止することができる。

酸素遮断膜としては、例えば、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン等のプラスチックフィルム；アルミ箔、酸化ケイ素膜、チッ化ケイ素膜などの無機材料膜；または上記プラスチックフィルム上に、アルミニウム、酸化ケイ素、またはチッ化ケイ素を積層した複合フィルム等を使用することができる。

本発明の第２の実施形態の多色発光有機ＥＬデバイスは、有機ＥＬ素子と、第１の実施形態の色変換膜とを含み、該有機ＥＬ素子は、少なくとも一方が透明である一対の電極と、該一対の電極に挟持される有機ＥＬ層とを含むことを特徴とする。

図１Ａ〜図１Ｄに本発明の多色発光有機ＥＬデバイスの例示的構造を示す。図１Ａのデバイスは、透明基板１０／色変換膜２０／有機ＥＬ素子３０ａの構成を有し、ここで有機ＥＬ素子３０ａは、透明電極３１、有機ＥＬ層３２および反射電極３３を含む。図１Ａのデバイスは、色変換膜２０と透明電極３１とが接触する構成を有し、透明基板１０の側に光を放射するいわゆるボトムエミッション方式のデバイスである。図１Ｂのデバイスは、基板１１／有機ＥＬ素子３０ｂ／色変換膜２０の構成を有する。ここで有機ＥＬ素子３０ｂは、素子３０ａと同様に透明電極３１、有機ＥＬ層３２および反射電極３３を含むが、その積層順序が反対である。図１Ｂのデバイスは、色変換膜２０と透明電極３１とが接触する構成を有し、基板１１の反対側に光を放射するいわゆるトップエミッション方式のデバイスである。

図１Ａおよび図１Ｂのデバイスにおいては、一対の電極の一方が透明電極３１であり、有機ＥＬ層３２で発光された光（ＥＬ光）は、直接的または反射電極３３における反射により透明電極３１の方向に放射され、色変換膜２０に入射する。ＥＬ光の一部は共役系高分子共重合体に吸収され、異なる波長分布を有する光（フォトルミネセンス光、ＰＬ光）として放射される。そして、色変換膜２０に吸収されなかったＥＬ光とＰＬ光とにより、多色に発光する有機ＥＬデバイスとして機能する。

一方、図１Ｃのデバイスは、透明基板１０／有機ＥＬ素子３０ｃ／色変換膜２０／反射層４０の構成を有し、ここで有機ＥＬ素子３０ｃは、第１透明電極３１ａ、有機ＥＬ層３２および第２透明電極３１ｂを含む。図１Ｃのデバイスは、ボトムエミッション方式のデバイスである。図１Ｄのデバイスは、基板１１／反射層４０／色変換膜２０／有機ＥＬ素子３０ｃの構成を有する。図１Ｄのデバイスは、トップエミッション方式のデバイスである。

図１Ｃおよび図１Ｄのデバイスにおいては、一対の電極の両方が透明電極３１（ａ，ｂ）であり、有機ＥＬ層３２で発光したＥＬ光の一部は、色変換膜２０を経由することなしに外部（図１Ｃにおいては、透明基板１０の方向、図１Ｄにおいては第２透明電極３１ｂの方向）へと放射される。ＥＬ光のうち、色変換膜２０の方向に向かった光は、その一部が色変換膜２０に吸収されＰＬ光に変換される。さらに、色変換膜２０を通過した光は反射層４０にて反射され、再び色変換膜２０に入射して波長分布変換を受け、さらに有機ＥＬ素子３０ｃを通過して外部へと放射される。

図１Ａ〜図１Ｄのデバイスのいずれにおいても、色変換膜２０は透明電極３１（第１および第２透明電極３１ａ、３１ｂを含む）と接触して配置されている。この配置は、有機ＥＬ層３２と色変換膜２０との距離を最小限にして、ＥＬ光の色変換膜２０への入射効率を向上させると同時に、視野角依存性を低減させるのに有効である。

上記のいずれの構成を採用するかについては、所望されるデバイスの用途、デバイスに要求される色相などに依存して決定される。以下に、本発明の第２の実施形態の多色発光有機ＥＬデバイスの構成要素のそれぞれについて述べる。

透明基板１０および基板１１は、積層される層の形成に用いられる条件（溶媒、温度等）に対する耐久性があり、かつ、寸法安定性に優れたものであることが好ましい。

図１Ａおよび図１Ｃのボトムエミッション型構成において用いられる透明基板１０の材料は、ガラスなどの無機材料であってもよいし、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、プロピオニルセルロース、ブチリルセルロース、ニトロセルロース等のセルロースエステル；ポリアミド；ポリカーボネート；ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル；ポリスチレン；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン；ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂；ポリカーボネート；ポリスルホン；ポリエーテルスルホン；ポリエーテルケトン；ポリエーテルイミド；ポリオキシエチレン；ノルボルネン樹脂などの高分子材料であってもよい。高分子材料を用いる場合、透明基板１０は剛直であっても可撓性であってもよい。透明基板１０は可視光に対して８０％以上の透過率を有することが好ましく、８６％以上の透過率を有することがさらに好ましい。

一方、図１Ｂおよび図１Ｄのトップエミッション型構成において用いられる基板１１は、透明性が要求されないため、前述の透明基板１０に用いることができる材料に加えて、金属またはセラミックなどを用いることができる。

透明電極３１（第１および第２透明電極３１ａ、３１ｂを含む）は、波長４００〜８００ｎｍの光に対して好ましくは５０％以上、より好ましくは８５％以上の透過率を有することが好ましい。透明電極３１は、ＩＴＯ（Ｉｎ−Ｓｎ酸化物）、Ｓｎ酸化物、Ｉｎ酸化物、ＩＺＯ（Ｉｎ−Ｚｎ酸化物）、Ｚｎ酸化物、Ｚｎ−Ａｌ酸化物、Ｚｎ−Ｇａ酸化物、またはこれらの酸化物に対してＦ、Ｓｂなどのドーパントを添加した導電性透明金属酸化物を用いて形成することができる。透明電極３１は、蒸着法、スパッタ法または化学気相堆積（ＣＶＤ）法を用いて形成され、好ましくはスパッタ法を用いて形成される。また、後述するように複数の部分電極からなる透明電極３１が必要になる場合には、導電性透明金属酸化物を全面にわたって均一に形成し、その後に所望のパターンを与えるようにエッチングを行って、複数の部分電極からなる透明電極３１を形成してもよい。

前述の材料から形成される透明電極３１は、陽極としての使用に適当である。一方、透明電極３１を陰極として用いる場合、有機ＥＬ層３２との界面に陰極バッファ層を設けて、電子注入効率を向上させることが望ましい。陰極バッファ層の材料としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、またはＣｓなどのアルカリ金属、Ｂａ、Ｓｒなどのアルカリ土類金属またはそれらを含む合金、希土類金属、あるいはそれら金属のフッ化物などを用いることができるが、それらに限定されるものではない。陰極バッファ層の膜厚は、駆動電圧および透明性等を考慮して適宜選択することができるが、通常の場合には１０ｎｍ以下であることが好ましい。

有機ＥＬ層３２は、少なくとも有機発光層を含み、必要に応じて正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層および／または電子注入層を介在させた構造を有している。具体的には、有機ＥＬ素子は下記のような層構造からなるものが採用される。
（１）陽極／有機発光層／陰極
（２）陽極／正孔注入層／有機発光層／陰極
（３）陽極／有機発光層／電子注入層／陰極
（４）陽極／正孔注入層／有機発光層／電子注入層／陰極
（５）陽極／正孔輸送層／有機発光層／電子注入層／陰極
（６）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子注入層／陰極
（７）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
上記の層構成において、陽極および陰極は、それぞれ透明電極３１（第１および第２透明電極３１ａ、３１ｂを含む）または反射電極３３のいずれかである。

有機ＥＬ層３２を構成する各層の材料としては、公知のものが使用できる。たとえば、青色から青緑色の発光を得るための有機発光層の材料としては、たとえばベンゾチアゾール系、ベンゾイミダゾール系、べンゾオキサゾール系などの蛍光増白剤、金属キレート化オキソニウム化合物、スチリルベンゼン系化合物などの材料が好ましく使用できる。

電子輸送層の材料としては、２−（４−ビフェニル）−５−（ｐ−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）のようなオキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、フェニルキノキサリン類、アルミニウムのキノリノール錯体（たとえばＡｌｑ_３）などを用いることができる。電子注入層の材料としては、前述の電子輸送層の材料に加えて、アルカリ金属ないしアルカリ土類金属をドープしたアルミニウムのキノリノール錯体を用いることもできる。

正孔輸送層の材料としては、ＴＰＤ、Ｎ，Ｎ'−ビス（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ'−ジフェニルビフェニルアミン（α−ＮＰＤ）、４，４'，４”−トリス（Ｎ−３−トリル−Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）などのトリアリールアミン系材料を含む公知の材料を用いることができる。正孔注入層の材料としては、フタロシアニン類（銅フタロシアニンなど）またはインダンスレン系化合物などを用いることができる。

反射電極３３は、高反射率の金属、アモルファス合金、微結晶性合金を用いて形成されることが好ましい。高反射率の金属は、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｃｒなどを含む。高反射率のアモルファス合金は、ＮｉＰ、ＮｉＢ、ＣｒＰおよびＣｒＢなどを含む。高反射率の微結晶性合金は、ＮｉＡｌなどを含む。反射電極３３を、陰極として用いてもよいし、陽極として用いてもよい。反射電極３３を陰極として用いる場合には、反射電極３３と有機ＥＬ層３２との界面に、前述の陰極バッファ層を設けて有機ＥＬ層３２に対する電子注入の効率を向上させてもよい。あるいはまた、反射電極３３を陰極として用いる場合、前述の高反射率金属、アモルファス合金または微結晶性合金に対して、仕事関数が小さい材料であるリチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウムなどのアルカリ土類金属を添加して合金化し、電子注入効率を向上させることができる。反射電極３３を陽極として用いる場合には、反射電極３３と有機ＥＬ層３２との界面に、前述の導電性透明金属酸化物の層を設けて有機ＥＬ層３２に対する正孔注入の効率を向上させてもよい。

反射電極３３は、用いる材料に依存して、蒸着（抵抗加熱または電子ビーム加熱）、スパッタ、イオンプレーティング、レーザーアブレーションなどの当該技術において知られている任意の手段を用いて形成することができる。後述するように複数の部分電極からなる反射電極３３が必要になる場合には、所望の形状を与えるマスクを用いて複数の部分電極からなる反射電極３３を形成してもよい。

図１Ａ〜図１Ｄにおいて、有機ＥＬ素子３０（ａ〜ｃ）中に複数の独立した発光部を形成するために、一対の電極のそれぞれを平行なストライプ状の複数の部分から形成し、一方の電極を形成するストライプと他方の電極を形成するストライプとが互いに交差（好ましくは直交）するように形成した例を示した。したがって、図示したような構成を採ることによって、これらの有機ＥＬ素子はマトリクス駆動を行うことができる。すなわち、一方の電極の特定のストライプと、他方の電極の特定のストライプに電圧が印加された時に、それらのストライプが交差する部分において有機ＥＬ層３２が発光する。あるいはまた、一方の電極をストライプパターンを持たない一様な平面電極とし、かつ、他方の電極を各発光部に対応するような複数の部分電極にパターニングしてもよい。その場合には、各発光部に対応する複数のスイッチング素子を設けて各発光部に対応する前記の部分電極に１対１で該スイッチング素子を接続して、いわゆるアクティブマトリクス駆動を行うことが可能になる。あるいはまた、デバイスの全面で均一に発光する有機ＥＬデバイスが所望される場合には、一対の電極のそれぞれを一様な平面電極とすることができる。

反射層４０は、前述の高反射率の金属（Ａｌ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｃｒなど）、アモルファス合金（ＮｉＰ、ＮｉＢ、ＣｒＰおよびＣｒＢなど）、微結晶性合金（ＮｉＡｌなど）を用いて形成されることが好ましい。本発明における色変換膜２０が薄膜であるため、反射層４０を介して下部電極間（３１ａ間）また は上部電極間（３１ｂ間）で短絡を起こすことも考えられる。短絡を防止するために、反射層４０と色変換膜２０との間、または色変換膜２０と電極（下部電極間３１ａまたは上部電極間３１ｂ）との間に、絶縁層を設けてもよい。絶縁層は、色変換膜２０に近い屈折率（好ましくは１．５〜２．０程度）を有するＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＡｌＯ_ｘ、ＡｌＮ、ＳｉＮ_ｘなどの透明絶縁性無機物を用いて形成することができる。

本発明の多色発光有機ＥＬデバイスにおいては、色変換層２０を構成する共役系高分子共重合体の種類を変更すること、あるいは色変換層２０の膜厚を調整することによって、色変換層２０におけるＥＬ光の吸収光量を調節することができる。これらの方法によるＥＬ光の吸収光量およびＰＬ光の放射光量の調節に加えて、図１Ａ〜図１Ｄに示すような色変換層２０の配置を適宜選択することによって、本発明の多色発光有機ＥＬデバイスは、白色光を含む任意の色相の光を発することができる。

本発明の多色発光有機ＥＬデバイスは、一対の電極のそれぞれを一体に形成して、ディスプレイ（モノクローム、あるいはカラーフィルタを併用するマルチカラー）を作成するための面発光光源（バックライト）として用いることができる。あるいはまた、前述のように一対の電極をマトリクス駆動ができるように形成して、モノクロームディスプレイとして、またはカラーフィルタを併用するマルチカラーディスプレイとして用いることもできる。

＜実施例１＞
透明ガラス基板として、純水洗浄および乾燥した５０×５０×０．７ｍｍのコーニング社製１７３７ガラスを用いた。式（３）に例示した、共役系高分子共重合体をメシチレン溶媒中に溶解させ、濃度が１ｗｔ％の塗布液を得た。スピンコーターに上記ガラス基板をセットし、該塗布液を滴下して、基板を回転させて膜厚１００μｍの均一な膜を形成した。この際に、基板を回転速度８００ｒｐｍで３分間回転させた。ＧＰＣ法を用いて測定した、本実施例の共役系高分子共重合体の重量平均分子量はポリスチレン換算で７万であった。

＜比較例１＞
式（３）で表される共役系高分子共重合体に代えて、以下の化学式（４）で表される共役系高分子共重合体(ＭＥＨ−ＰＰＶ)を用いたことを除いて、実施例１と同様の方法を用いて、透明ガラス基板上に色変換膜を作製した。

＜比較例２＞
式（３）で表される共役系共重合体に代えて、以下の化学式（５）で表される共役系高分子共重合体(フルオレン／ＭＥＨ−フェニレン／ビニレン共重合体American Dye Source inc.,; 108GE)を用いた。

＜評価１＞
実施例１および比較例１，２にて作製した色変換膜に対して、積分球を用いて絶対蛍光量子収率（励起波長４７０ｎｍ）を測定した。得られた結果を第１表に示す。

第１表から明らかなように、本実施例１の色変換膜は９０％という極めて高い蛍光量子収率を示した。一方、比較例２の色変換膜の蛍光量子収率は７２％であり、実施例１の値より２０％程低い値となっている。さらに、比較例１の色変換膜の蛍光量子収率は４５％であり、いっそう低い値となっている。

すなわち、比較例２の色変換膜の蛍光量子収率は、比較例１のそれよりも高い値となっている。この原因は、フルオレン基の導入により高分子鎖に剛直性が付与された効果(第１の効果)と、フルオレン基がアリーレンビニレン基同士を引き離し、それらの間の相互作用を抑制した効果(第２の効果)に基づくものと考えられる。

実施例１の色変換膜においては、フェニル基の導入により、アリーレンビニレン基からフルオレン基へのエネルギー移動が抑制されたものと思われる（第３の効果）。このことが、比較例２よりさらに大きな蛍光量子収率をもたらした原因と思われる。さらに、隣接するアリーレンビニレン基の間に、フェニレン―フルオレン―フェニレン―ビニレン繰り返し単位が挿入された構造となったことにより、アリーレンビニレン基同士の相互作用もより有効に抑制され（第２の効果）、蛍光量子収率が増大したことが考えられる。

＜評価２＞
実施例１および比較例１、２にて作製した色変換膜に対して、励起波長４７０ｎｍにおける蛍光スペクトルを測定した。得られたスペクトルを図２に示す。

図２から、比較例１の色変換膜の最大発光波長が５９０ｎｍに位置しているのに対し、比較例２のそれは５１０ｎｍに位置しており、フルオレン基の導入により発光波長が短波長化していることが分かる。このことは、フルオレン基とアリーレンビニレン基との相互作用の存在を示唆している。これに対して、実施例１の最大発光波長は、比較例２のそれより長波長シフトして５６０ｎｍに位置している。すなわち、比較例１の値に近くなっている。このことは、フェニレン基の導入により、アリーレンビニレン基とフルオレン基との相互作用が抑制された結果、アリーレンビニレン基自体の発光波長に近づいたものと説明できる。このように、発光スペクトルの解析から、フェニレン基の導入により、アリーレンビニレン基とフルオレン基との相互作用が抑制されたことが示された。

以上のことから、本発明の範囲内である実施例の色変換膜は、フルオレン基を含む繰り返し単位とアリーレンビニレン繰り返し単位を交互に有し、かつ、フルオレン基の両端にスペーサーとしてのフェニレン基が挿入された構造を持つ共役系高分子共重合体を含有することを特徴としており、この構造上の特徴に起因して、濃度消光を抑制し、高い色変換効率を実現したものと考えられる。

１０ 透明基板
１１ 基板
２０ 色変換膜
３０（ａ〜ｃ） 有機ＥＬ素子
３１（ａ，ｂ） 透明電極
３２ 有機ＥＬ層
３３ 反射電極
４０ 反射層

Claims (6)

1. 下記式(１)
   

   

   （式中、Ａｒはアリーレン基または２価の複素環基を表し、Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、１価の複素環基、アミノ基、ニトロ基、ハロゲン基またはシアノ基を表し、ｎは、１〜１００００の整数である）
   で表される構造を有し、薄膜状態で４９０−５８０ｎｍの緑色発光ピーク波長を有する共役系高分子共重合体を含有することを特徴とする色変換膜。
2. 前記共役系高分子共重合体が、下記式（２）
   

   

   （式中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、およびＲ^４は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、１価の複素環基、アミノ基、ニトロ基、ハロゲン基またはシアノ基を表し、ｎは、１〜１００００の整数である）
   で表される構造を有することを特徴とする請求項１に記載の色変換膜。
3. 前記共役系高分子共重合体の重量平均分子量が１０００〜５０万であることを特徴とする請求項１に記載の色変換膜。
4. 塗布プロセスによって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の色変換膜。
5. 少なくとも一方が透明電極である一対の電極と、前記一対の電極に挟持される有機ＥＬ層と、請求項１に記載の色変換膜とを含む多色発光有機ＥＬデバイスであって、前記色変換膜は、２μｍ以下の膜厚を有することを特徴とする多色発光有機ＥＬデバイス。
6. 前記色変換膜と前記透明電極とが接触して配置されていることを特徴とする請求項５に記載の多色発光有機ＥＬデバイス。

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