JP4846191B2 - 色変換膜および発光装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、色変換膜および発光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
色変換膜は、光源からの光により励起されて、別の色の光を発することにより、光源からの光を他の色の光に変換する膜のことであるが、従来、その材料として、低分子材料を用いる色変換膜が知られており、最近、ポリアリーレンビニレン骨格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が開示されている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００―２６８５２
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、新規な高分子化合物を材料として用いた色変換膜を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、 下記式（１）から選ばれる１種類以上の繰り返し単位から実質的になり、固体状態で蛍光および/または燐光を有する共役系高分子化合物を含有する色変換膜を提供するものである。
−Ａｒ− （１）
〔ここで、Ａｒは、アリーレン基または２価の複素環基を示す。〕
【０００６】
【発明の実施の形態】
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、芳香族炭化水素から、水素原子２個を除いた原子団であり、縮合芳香族多環をもつもの、独立したベンゼン環または縮合多環２個以上が直接またはビニレン等の基を介して結合したものも含まれる。
縮合芳香族多環をもつものとしては、環に含まれる炭素原子数が通常６〜６０程度であり、ベンゼン環が２個から５個縮合した芳香族化合物が好ましい。具体的には、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、コロネンなどであり、ナフタレン、アントラセンが好ましい。溶解性の観点からは、少なくとも１つの置換基を有していることが好ましい。
独立したベンゼン環または縮合芳香族多環２個以上が直接またはビニレン等の基を介して結合したものの例としてはスチルベン基やジスチルベン基がある。さらにベンゼン環上に、アルコキシ基、アルコキシ基で置換されたアリール基、アリールオキシ基、およびアリールアルコキシ基からなる群から選ばれる基を１個または２個有してもよい。ジスチルベン基は、中央にアリーレン基または２価の複素環基を有し、２個のフェニレン基との間に、ビニレン基を有する基である。
アリーレン基として具体的には、フェニレン基（例えば、下図の式１〜３）、ナフタレンジイル基（下図の式４〜１３）、アントラセニレン基（下図の式１４〜１９）、ビフェニレン基（下図の式２０〜２５）、ターフェニレン基（下図の式２６〜２８）、縮合環化合物基（下図の式２９〜３８）などが例示される。中でもフェニレン基、ビフェニレン基、フルオレンージイル基（下図の式３６〜３８）が好ましい。

また、２価の複素環基は、複素環化合物から、水素原子２個を除いた原子団である。ここに複素環化合物とは、５員環や６員環などの単独の環構造を構成する元素が炭素原子だけでなく、酸素、硫黄、窒素、燐、硼素なんどのヘテロ原子を環内に含むものをいう。さらに、複素環化合物には、単独の環構造を有する化合物以外に、縮合多環をもつもの、独立した単独の複素環化合物または縮合多環が直接またはビニレン等の基を介して結合したものも含まれる。ここで、縮合多環複素環化合物は、２つ以上の環が縮合した環式構造をもつ有機化合物のうち、環を構成する元素が炭素原子だけでなく、酸素、硫黄、窒素、燐、硼素などのヘテロ原子を環内に含むものをいう。環に含まれる炭素原子数は、６〜６０程度が好ましく、より好ましくは６〜３０である。具体的には、キノリン、キノキサリン、アクリジン、フェナントロリン、ベンゾキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾキサジアゾール、ベンゾチアジアゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、カルバゾールなどであり、キノリン、ベンゾキサジアゾール、ベンゾチアジアゾール、カルバゾールが好ましい。溶解性の観点からは、少なくとも１つの置換基を有していることが好ましい。
【０００７】
２価の複素環基としては、以下のものが例示される。
ヘテロ原子として、窒素を含む２価の複素環基；ピリジンージイル基（下図の式３９〜４４）、ジアザフェニレン基（下図の式４５〜４８）、キノリンジイル基（下図の式４９〜６３）、キノキサリンジイル基（下図の式６４〜６８）、アクリジンジイル基（下図の式６９〜７２）、ビピリジルジイル基（下図の式７３〜７５）、フェナントロリンジイル基（下図の式７６〜７８）、など。
ヘテロ原子としてけい素、窒素、硫黄、セレンなどを含みフルオレン型構造を有する基（下図の式７９〜９３）。
ヘテロ原子としてけい素、窒素、硫黄、セレンなどを含む５員環複素環基：（下図の式９４〜９８）、または６員環複素環基：（下図の式１２２〜１２４）が挙げられる。
ヘテロ原子としてけい素、窒素、硫黄、セレンなどを含む５員環縮合複素環基：（下図の式９９〜１０８）が挙げられる。
ヘテロ原子としてけい素、窒素、硫黄、セレンなどを含む５員環複素環基でそのヘテロ原子のα位で結合し２両体やオリゴマーになっている基：（下図の式１０９〜１１０）が挙げられる。
ヘテロ原子としてけい素、窒素、硫黄、セレンなどを含む５員環複素環基でそのヘテロ原子のα位でフェニル基に結合している基：（下図の式１１１〜１１７）が挙げられる。
ヘテロ原子として窒素、硫黄などを含むベンゼン環と５員環複素環が縮合した化合物基がその他のアリール基に結合している基：（下図の式１１８〜１２１）が挙げられる。

上記の例において、１つの構造式中に複数のＲを有しているが、それらは同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、Ｒの置換基の炭素原子は、酸素原子または硫黄原子と置き換えられていてもよいし、さらに、一つ以上の水素原子はフッ素原子に置き換えられていてもよい。
上記のＡｒの例に示したＲとしては、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、シアノ基等が挙げられる。
該アリール基、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、および１価の複素環基はさらに置換基を有していてもよい。
【０００８】
ここにアルキル基は、直鎖、分岐または環状のいずれでもよく、炭素数は通常１〜２０程度であり、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ｉ−プロピル基、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、ラウリル基などが挙げられ、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が好ましい。
【０００９】
アルコキシ基は、直鎖、分岐または環状のいずれでもよく、炭素数は通常１〜２０程度であり、具体的には、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、 ｉ−プロピルオキシ基、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が挙げられ、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が好ましい。
【００１０】
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、炭素数は通常１〜２０程度であり、具体的には、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、 ｉ−プロピルチオ基、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が挙げられ、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が好ましい。
【００１１】
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、炭素数は通常１〜６０程度であり、具体的には、メチルシリル基、エチルシリル基、プロピルシリル基、 ｉ−プロピルシリル基、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、トリメチルシリル基、エチルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、 ｉ−プロピルジメチルシリル基、ブチルジメチルシリル基、ｔ−ブチルジメチルシリル基、ペンチルジメチルシリル基、ヘキシルジメチルシリル基、ヘプチルジメチルシリル基、オクチルジメチルシリル基、２−エチルヘキシル−ジメチルシリル基、ノニルジメチルシリル基、デシルジメチルシリル基、３，７−ジメチルオクチル−ジメチルシリル基、ラウリルジメチルシリル基などが挙げられ、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、ペンチルジメチルシリル基、ヘキシルジメチルシリル基、オクチルジメチルシリル基、２−エチルヘキシル−ジメチルシリル基、デシルジメチルシリル基、３，７−ジメチルオクチル−ジメチルシリル基が好ましい。
【００１２】
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、炭素数は通常１〜４０程度であり、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、プロピルアミノ基、 ｉ−プロピルアミノ基、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が挙げられ、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が好ましい。
【００１３】
アリール基は、炭素数は通常６〜６０程度であり、具体的には、フェニル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシフェニル基（Ｃ₁〜Ｃ₁₂は、炭素数１〜１２であることを示す。以下も同様である。）、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキルフェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基などが例示され、 Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシフェニル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキルフェニル基が好ましい。
【００１４】
アリールオキシ基は、炭素数は通常６〜６０程度であり、具体的には、フェノキシ基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシフェノキシ基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂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が例示され、 Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシフェノキシ基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキルフェノキシ基が好ましい。
アリールアルキル基は、炭素数は通常７〜６０程度であり、具体的には、フェニル−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシフェニル−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキルフェニル−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル基、１−ナフチル−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル基、２−ナフチル−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル基などが例示され、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシフェニル−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキルフェニル−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキル基が好ましい。
【００１５】
アリールアルコキシ基は、炭素数は通常７〜６０程度であり、具体的には、フェニル−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシ基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシフェニル−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシ基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキルフェニル−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシ基、１−ナフチル−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシ基、２−ナフチル−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシ基などが例示され、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシフェニル−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシ基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキルフェニル−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシ基が好ましい。
【００１６】
アリールアミノ基は、炭素数は通常６〜６０程度であり、フェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシフェニルアミノ基、ジ（Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシフェニル）アミノ基、ジ（Ｃ₁〜Ｃ₁₂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が例示され、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキルフェニルアミノ基、ジ（Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキルフェニル）アミノ基が好ましい。
【００１７】
アリールアルケニル基としては、炭素数は通常８〜６０程度であり、具体的には、フェニル−Ｃ₂〜Ｃ₁₂アルケニル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシフェニル−Ｃ₂〜Ｃ₁₂アルケニル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキルフェニル−Ｃ₂〜Ｃ₁₂アルケニル基、１−ナフチル−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルケニル基、２−ナフチル−Ｃ₂〜Ｃ₁₂アルケニル基などが例示され、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシフェニル−Ｃ₂〜Ｃ₁₂アルケニル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキルフェニル−Ｃ₂〜Ｃ₁₂アルケニル基が好ましい。
【００１８】
アリールアルキニル基としては、炭素数は通常８〜６０程度であり、具体的には、フェニル−Ｃ₂〜Ｃ₁₂アルキニル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシフェニル−Ｃ₂〜Ｃ₁₂アルキニル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキルフェニル−Ｃ₂〜Ｃ₁₂アルキニル基、１−ナフチル−Ｃ₂〜Ｃ₁₂アルキニル基、２−ナフチル−Ｃ₂〜Ｃ₁₂アルキニル基などが例示され、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルコキシフェニル−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキニル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキルフェニル−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキニル基が好ましい。
【００１９】
１価の複素環基は、炭素数は通常４〜６０程度であり、具体的には、チエニル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキルチエニル基、ピロリル基、フリル基、ピリジル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキルピリジル基などが例示され、チエニル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキルチエニル基、ピリジル基、Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキルピリジル基が好ましい。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。
【００２０】
高分子化合物の溶媒への溶解性を高めるためには、水素原子でない置換基を少なくとも１つ有していることが好ましく、また置換基を含めた繰り返し単位の形状の対称性が少ないことが好ましい。
該共役系高分子化合物の溶媒への溶解性を高めるためには、式（１）で示される繰り返し単位の置換基のうちの１つ以上に環状または分岐のあるアルキル鎖が含まれることが好ましい。
【００２１】
これまで述べてきた置換基の例のうち、アルキル鎖を含む置換基においては、それらは直鎖、分岐または環状のいずれかまたはそれらの組み合わせであってもよく、直鎖でない場合、例えば、イソアミル基、２−エチルヘキシル基、３，７−ジメチルオクチル基、シクロヘキシル基、４−Ｃ₁〜Ｃ₁₂アルキルシクロヘキシル基などが例示される。
また、２つのアルキル鎖の先端が連結されて環を形成していてもよい。さらに、アルキル鎖の一部の炭素原子がヘテロ原子を含む基で置き換えられていてもよく、それらのヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子などが例示される。
さらに、置換基の例のうち、アリール基や複素環化合物基をその一部に含む場合は、それらがさらに１つ以上の置換基を有していてもよい。
色変換膜の耐久性を高めるためには、低分子の成分が少ない方が良く、重合度が５以下の成分が含まれていないことが好ましい。
【００２２】
上記式（１）で示される繰り返し単位のなかでは、下記式（２）で示される繰り返し単位が好ましく、

（２）
〔ここで、Ｘは、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、

または

を表す。Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７およびＲ_８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価の複素環基またはシアノ基を表す。ｌおよびｍは、それぞれ独立に０〜３の整数である。〕
Ｘが、Ｏ，Ｓまたは

〔式中Ｒ₇及びＲ₈は前記と同じ意味を表す。〕
であることがより好ましい。
【００２３】
上記、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７およびＲ_８におけるアルキル基、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価の複素環基の定義、具体例、好ましい例は、上記Ｒにおけるそれらの定義、具体例、好ましい例とおなじである。
【００２４】
該共役系高分子化合物は、上記式（１）で示される繰り返し単位１種類以上から実質的になるものであり、好ましくは上記式（１）で示される繰り返し単位の合計が全繰り返し単位の５０モル％以上であり、より好ましくは５０％を超え、さらに好ましくは７０モル％以上であり、そのポリスチレン換算の数平均分子量は通常１０³〜１０⁸程度である。
【００２５】
なお、本発明の色変換膜に用いる共役系高分子化合物は、蛍光特性や電荷輸送特性を損なわない範囲で、式（１）で示される繰り返し単位以外の繰り返し単位を含んでいてもよい。また、式（１）で示される繰り返し単位や他の繰り返し単位が、非共役の単位で連結されていてもよいし、繰り返し単位にそれらの非共役部分が含まれていてもよい。結合構造としては、下記に示すもの、および下記に示すもののうち２つ以上を組み合わせたものなどが例示される。ここで、Ｒは前記のものと同じ置換基から選ばれる基であり、Ａｒは炭素数６〜６０個の炭化水素基を示す。

また、該共役系高分子化合物は共重合体であることが好ましく、共重合体としては、ランダム、ブロックまたはグラフト共重合体であってもよいし、それらの中間的な構造を有する高分子、例えばブロック性を帯びたランダム共重合体であってもよい。蛍光の量子収率の高い高分子化合物を得る観点からは完全なランダム共重合体よりブロック性を帯びたランダム共重合体やブロックまたはグラフト共重合体が好ましい。主鎖に枝分かれがあり、末端部が３つ以上ある場合やデンドリマーも含まれる。
【００２６】
なお、共役系高分子化合物とは、2個あるいはそれ以上の多重結合が互いにただ1つの単結合をはさんで連なり相互作用しあう状態をもつ高分子であり、本発明の共役系高分子化合物としては、π電子系が分子鎖に沿って非極在化しているもの、σ電子系が分子鎖に沿って非極在化しているもの等があげられる。
【００２７】
本発明の色変換膜は、その色変換機能を補強するために、耐久性を損なわない範囲で、別の高分子化合物や色素を含有していてもよい。添加できる高分子化合物としては、ポリフェニレンビニレンおよびその誘導体などのポリアリーレンビニレン系高分子などが例示される。色素としては、クマリン系色素、ペリレン系色素、フタロシアニン系色素、スチルベン系色素、シアニン系色素、ローダミン系色素等が例示される。
【００２８】
また、本発明の色変換膜は、その機械的強度や加工性を補強するために、別の高分子化合物を含有していてもよい。この場合、混合する高分子化合物は、可視光領域での光の透過率が高く、熱膨張率の低いものが好ましい。光硬化性官能基を有する光硬化樹脂を用いれば、フォトリソグラフィーを適用してパターン加工することができる。光硬化性官能基としては、例えば、アクリル酸系、メタクリル酸系、ポリケイ皮酸ビニル系等の反応性ビニル基などが例示される。また、機械的強度を増すために、ポリ塩化ビニル、メラミン樹脂、フェノール樹脂、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、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、芳香族スルホンアミド樹脂、尿素樹脂などを用いても良い。
【００２９】
さらに、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。ここで、酸素吸収剤とは、酸素を吸収または酸素と反応することにより、酸素を除去する機能を有するものである。つまり、該共役系高分子化合物は，酸素の存在下で光を照射された場合に酸化されやすく、蛍光収率が低下する恐れがある。これに対し、本発明では、酸素吸収剤を含有することにより、酸化を防止でき、蛍光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があげられる。
【００３０】
本発明の色変換膜の厚さは、光源からの光を吸収して発光することにより、所望の色の発光が得られるように調整すればよい。厚すぎると吸収が大きすぎるので変換効率が低下し、薄すぎると透過光が多くなるために、色変換が不十分となる。高分子化合物の構造により吸光度も異なるため、材料により最適な膜厚は異なるので、適宜設定すればよいが、通常、１〜１００μｍ程度であり、好ましくは、１〜２０μｍである。
【００３１】
本発明の色変換膜は、例えば、上記共役系高分子化合物を溶媒に溶解させるか、熱により溶融した状態から、塗布することにより成膜することができる。成膜法には特に制限はなく、たとえば、キャスト法、スピンコート法、塗布法、蒸着法、電解法、印刷法、インクジェット法等が考えられ、簡易に成膜するためにはスピンコート法が好ましい。
【００３２】
溶液からの成膜に用いる溶媒としては、該共役系高分子化合物を溶解させるものであれば特に制限はない。該溶媒として、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート等のエステル系溶媒が例示される。
【００３３】
本発明の色変換膜に含まれる共役系高分子化合物は、一定方向に配向していてもよい。この場合には、偏光が得られ、その配向方向が偏光軸となる。高分子化合物を一定方向に配向させるためには、例えば、成膜後のラビングや、ディッピング法のような方向のある塗布法での成膜により、分子を配向させることができる。
【００３４】
色変換膜はその表面に、変換した光を十分に透過させることのできる酸素遮断膜、表面の保護のためのハードコート膜などを設けることもできる。
特に、酸素遮断膜は、該色変換膜に対して大気中の酸素を遮断することができ、色変換膜の酸化を防止することができるため、該色変換膜の表面には酸素遮断膜を設けることが好ましい。
【００３５】
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、または上記プラスチックフィルムにアルミや酸化ケイ素膜、チッ化ケイ素膜を形成したフィルム等が例示される。
【００３６】
通常、蛍光体はある特定の波長の光を吸収してそれより励起され、長波長の光を放出する。この励起極大波長（吸収極大波長）と蛍光極大波長の差をストークスシフトと呼ぶ。
本発明の色変換膜に含まれる共役系高分子化合物は、励起極大波長が４８０ｎｍ以下であり、かつ蛍光極大波長が４８０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下である場合は、２０ｎｍ以上のストークスシフト（励起極大波長と蛍光極大波長の差）を有することが好ましく、より好ましくは５０ｎｍ以上のストークスシフトを有するものである。また、該共役系高分子化合物は、励起極大波長が５００ｎｍ以下であり、かつ蛍光極大波長が５５０ｎｍ以上である場合は、２０ｎｍ以上のストークスシフトを有することが好ましく、より好ましくは５０ｎｍ以上のストークスシフトを有し、より好ましくは８０ｎｍ以上のストークスシフトを有するものである。例えば、励起極大波長が４６０ｎｍであり、蛍光極大波長が４８０ｎｍであるものは青色から、異なる色調の青色への色変換機能を示し、励起極大波長が４２０ｎｍ以下であり、蛍光極大波長が５００ｎｍ以上であるものは、青色から、緑色〜赤色への色変換機能を示す。また、励起極大波長が５００ｎｍ以下であり、蛍光極大波長が５８０ｎｍ以上であるものは、青色〜緑色から、黄色〜赤色への色変換機能を示すことになる。
【００３７】
高い色変換効率を得るためには、光源となる材料の発光極大波長が、該色変換膜で用いた共役系高分子化合物の励起極大波長の近傍であることが好ましく、一致することがもっとも好ましいが、光源となる材料の発光スペクトルと、該色変換膜で用いた共役系高分子化合物の励起スペクトルとの重なりが大きいものであれば、高い色変換効率が得られる。両スペクトルの重なり部分としては、面積比で少なくとも２０%以上が好ましく、より好ましくは５０%以上、さらに好ましくは８０%以上である。
【００３８】
また、ストークスシフトの値は物質固有のものであり自由に制御することは難しいとされているが、高分子発光材料においては、ストークスシフトは複数種類の繰り返し単位を共重合することで制御することが可能であることを見出した。例えば、短波長での吸収を有する高分子化合物に、該高分子化合物の吸収ピーク波長よりも８０ｎｍ以上長波長での発光を示す発光ユニットを少量共重合することで実現できる。
【００３９】
本発明の色変換部材は、上記本発明の色変換膜を含む部材であり、例えば、ガラスやプラスチック基板と本発明の色変換膜を積層したものがあげられる。
該部材を光源と組み合わせること、で、光源からの色を別の色に変換することができるので、１種類の光源から、多種類の色の光を得ることができる。従って、例えば、照明、ディスプレイなどの用途に適用することができる。また、青色を緑色・赤色に変換する部分を並べて形成することにより、青色発光材料を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）に組み込むとフルカラー化が可能となる。
【００４０】
本発明の色変換膜を光源と具体的に組み合わせた素子（発光装置）としては、次の構成のものがあげられる。
光源としては、有機ＥＬ素子、無機薄膜ＥＬ素子、発光ダイオードなどの自発光のものであれば良いが、多様な色に対応しやすいので、有機ＥＬ素子を用いることが好ましい。
光源／色変換膜
光源／基板／色変換膜
光源／色変換膜／基板
光源／基板／色変換膜／基板
光源／色変換膜／カラーフィルタ
光源／基板／色変換膜／カラーフィルタ
光源／色変換膜／基板／カラーフィルタ
光源／基板／色変換膜／基板／カラーフィルタ
光源／基板／色変換膜／カラーフィルタ／基板
光源／色変換膜／カラーフィルタ／基板
【００４１】
色変換膜を光源と組み合わせる方法としては、予め色変換膜を形成した基板と光源とを用いて素子を作製する方法、予め光源を形成した基板と予め色変換膜を形成した基板とを位置を合わせて貼り合わせる方法などが例示される。
色変換膜は、短波長の光を吸収し、長波長の光を効率良く発するものであることが好ましく、具体的には、青色の光を吸収し、緑色または赤色の光に変換する色変換膜、緑色の光を吸収し、赤色の光に変換する色変換膜、黄色の光を吸収し、赤色の光に変換する色変換膜が例示される。
【００４２】
また、本発明の色変換膜を多種類組み合わせることで、所望の色のすべての発光を、一色の光源から得ることができる。特に、青色に発光する有機ＥＬ素子に、青色から緑色への色変換膜と青色から赤色への色変換膜とを組み合わせることにより、フルカラーに対応した有機ＥＬ素子とすることが可能である。
各色の色変換膜を並べて形成する方法としては、特に制限はないが、たとえばスクリーン印刷法、マスク蒸着法、インクジェット法等が挙げられるが、簡易に安定した膜を得るためにはインクジェット法が好ましい。
また、色純度をより高めるために、色変換膜の出射側にカラーフィルタを用いても良い。
【００４３】
本発明の発光装置は、陽極および陰極からなる電極間に、発光層を有する有機ＥＬ素子の光取り出し側に本発明の色変換膜を有する発光装置である。
このように、光源として有機ＥＬ素子を用いる場合は、通常の有機ＥＬ素子を適宜用いることができる。ただし、フルカラーを実現するためには、最も短波長である青色の発光スペクトルを有する有機ＥＬ素子を光源とすることが好ましい。より好ましくは、発光スペクトルの極大波長が４００ｎｍ以上４８０ｎｍ以下であるものがよい。
【００４４】
有機ＥＬ素子の構成として、例えば、以下のものが挙げられる。
陽極／発光層／陰極
陽極／正孔注入層／発光層／陰極
陽極／発光層／電子注入層／陰極
陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極
各層の間に、密着性を改善したり、電荷輸送・注入を制御するためのバッファー層を挿入しても良い。
さらに、光の取り出しは、基板側（ボトムエミッション）であっても、その反対側（トップエミッション）であっても良い。ボトムエミッションの場合には、基板の上に色変換膜が形成されることが好ましい。トップエミッションの場合には、色変換膜の付いた基板と位置を合わせて貼り合わせることが好ましい。
このような有機EL素子は、一般に支持体となる基板上に形成される。
光源である有機ＥＬ素子は基板の上に陽極から形成しても良いし、陰極から形成しても良い。
【００４５】
本発明の有機ＥＬ素子を形成する基板は、電極や該素子の各層を形成する際に変化しないものであればよく、例えばガラス板、プラスチック板、高分子フィルム、シリコン基板などが例示される。不透明な基板の場合には、反対の電極が透明または半透明であることが好ましい。特に、３５０〜８００ｎｍの透過率が十分に高く、表面が平坦であるものが好ましい。透過率は５０％以上が好ましく、８０％以上がより好ましい。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、鉛ガラス、アルミケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、石英等からなるものなどが例示される。また、プラスチックとしては、ポリカーボネート、ポリアクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルスルフィド、ポリスルホンなどが例示される。
【００４６】
本発明の発光装置に用いる有機ＥＬ素子においては、陽極又は陰極のいずれか一方が透明又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く好都合である。
【００４７】
有機ＥＬ素子で用いる陽極の材料としては、仕事関数の大きい材料が好ましい。また、本発明において、陽極側が透明または半透明であることが好ましいが、該陽極の材料としては、導電性の金属酸化物、半透明の金属等が用いられる。具体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、およびそれらの複合体であるインジウム・スズ・オキサイド（ＩＴＯ）、インジウム・亜鉛・オキサイド等からなる導電性ガラス（ＮＥＳＡなど）や、金、白金、銀、銅等が用いられ、ＩＴＯ、インジウム・亜鉛・オキサイド、酸化スズが好ましい。また、該陽極として、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などの有機の透明導電膜を用いてもよい。
【００４８】
陽極の膜厚は、光の透過性と電気伝導度とを考慮して、適宜選択することができるが、例えば１０ｎｍ〜１０μｍであり、好ましくは２０ｎｍ〜１μｍであり、さらに好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。
陽極の作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法等が挙げられる。
正孔注入層の成膜は、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等により行うことができるが、均質な膜が得られやすく、かつ簡便に行える点等の点から、スピンコート法を採用することが好ましい。
【００４９】
正孔注入層に使用される材料としては、電極や隣接する層の材料との関係で適宜選択すればよく、ポリアニリンおよびその誘導体、ポリチオフェンおよびその誘導体、ポリピロールおよびその誘導体、ポリフェニレンビニレンおよびその誘導体、ポリチエニレンビニレンおよびその誘導体、ポリキノリンおよびその誘導体、ポリキノキサリンおよびその誘導体、芳香族アミン構造を主鎖または側鎖に含む重合体などの導電性高分子、金属フタロシアニン（銅フタロシアニンなど）、カーボンなどが例示される。正孔注入層が導電性高分子を含む層の場合、該導電性高分子の電気伝導度は、１０^-5Ｓ／ｃｍ以上１０³Ｓ／ｃｍ以下であることが好ましく、発光画素間のリーク電流を小さくするためには、１０^-5Ｓ／ｃｍ以上１０²Ｓ／ｃｍ以下がより好ましく、１０^-5Ｓ／ｃｍ以上１０¹Ｓ／ｃｍ以下がさらに好ましい。
【００５０】
通常は該導電性高分子の電気伝導度を１０^-5Ｓ／ｃｍ以上１０³Ｓ／ｃｍ以下とするために、該導電性高分子にイオンをドープしてもよい。
ドープするイオンの種類としてはアニオンであり、アニオンの例としては、ポリスチレンスルホン酸イオン、アルキルベンゼンスルホン酸イオン、樟脳スルホン酸イオンなどが例示され、カチオンの例としては、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオンなどが例示される。発光層に用いる発光材料としては、高分子化合物としては、例えば、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（ＷＯ９０１３１４８号等）、ポリフルオレン（ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．）第３０巻、Ｌ１９４１頁（１９９１年））、ポリパラフェニレン誘導体（アドバンスト・マテリアルズ（Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．）第４巻、３６頁（１９９２年））などが挙げられ、低分子化合物としては、例えば、ナフタレン誘導体、アントラセンもしくはその誘導体、ペリレンもしくはその誘導体、ポリメチン系、キサンテン系、クマリン系、シアニン系などの色素類、８−ヒドロキシキノリンもしくはその誘導体の金属錯体、芳香族アミン、テトラフェニルシクロペンタジエンもしくはその誘導体、またはテトラフェニルブタジエンもしくはその誘導体などを用いることができる（例えば、例えば特開昭５７−５１７８１号、同５９−１９４３９３号公報に記載されているもの）。これらを混合使用してもよい。
【００５１】
成膜方法としては、発光材料が高分子の場合には、高分子化合物を有機溶媒に溶解した溶液を使用したスピンコーティング法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ロールコート法、スプレー法、インクジェット法等の塗布法が例示されるが、正孔注入層同様、均質な膜が得られやすく、かつ簡便に行える点等の点から、スピンコート法を採用することが好ましい。
溶液からの成膜に用いる溶媒としては、高分子化合物を溶解させるものであれば特に制限はない。該溶媒として、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート等のエステル系溶媒が例示される。
【００５２】
発光層の膜厚としては通常０．５ｎｍ〜１０μｍ程度、好ましくは１ｎｍ〜１μｍである。電流密度を上げて発光効率を上げるためには１０〜５００ｎｍの範囲が好ましい。なお、塗布法により薄膜化した場合には、溶媒を除去するため、減圧下あるいは不活性雰囲気下、３０〜２００℃、好ましくは６０〜１００℃の温度で熱処理することが望ましい。
【００５３】
電子輸送性化合物の成膜方法としては、特に限定されないが、真空蒸着法、あるいは該化合物を有機溶媒に溶かした後、スピンコーティング法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ロールコート法、スプレー法等の塗布法を用いたり、さらに既知の高分子化合物と電子輸送性化合物とを溶液状態または溶融状態で混合した後、スピンコーティング法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ロールコート法、スプレー法、インクジェット法等の塗布法を用いて成膜することができる。混合する既知の高分子化合物としては、特に限定されないが、電荷輸送を極度に阻害しないものが好ましく、また、可視光に対する吸収が強くないものが好適に用いられる。例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリアニリン及びその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）及びその誘導体、ポリ（２，５−チエニレンビニレン）及びその誘導体、ポリカーボネート、ポリメタクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレンおよびポリ塩化ビニル等のビニル系ポリマー、ポリシロキサンなどが例示される。製膜が容易に行えるという点では、塗布法を用いることが好ましい。
【００５４】
電子輸送層の膜厚は、少なくともピンホールが発生しないような厚みが必要であるが、あまり厚いと素子の抵抗が増加し、高い駆動電圧が必要となり好ましくない。したがって、電子輸送層の膜厚は０．５ｎｍ〜１０μｍ、好ましくは１ｎｍ〜１μｍ、さらに好ましくは５〜２００ｎｍである。
【００５５】
陰極の材料としては、特に限定されないが、仕事関数の小さい材料が好ましい。例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウムなどの金属、およびそれらのうち２つ以上の合金、あるいはそれらのうち１つ以上と、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫のうち１つ以上との合金、グラファイトまたはグラファイト層間化合物等が用いられる。合金の例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金などが挙げられる。陰極は１層に限らず、２層以上の積層構造としてもよい。これら陰極材料のうち空気中で不安定な材料の場合、保護膜として、例えばＡｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔなどの空気中で安定な材料を更に陰極材料の上に作製してもよい。
【００５６】
陰極の作製方法としては真空蒸着法、スパッタリング法、金属薄膜を熱圧着するラミネート法等公知の方法が用いられるが、下層となる有機物層を成膜時の損傷から守るためには、真空蒸着法を用いることが好ましい。
陰極の膜厚は、電気伝導度や耐久性を考慮して、適宜選択することができるが、例えば１０ｎｍから１０μｍであり、好ましくは２０ｎｍ〜１μｍであり、さらに好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。
陰極作製後、該有機ＥＬ素子を保護する保護層を装着していてもよい。該有機ＥＬ素子を長期安定的に用いるためには、素子を外部から保護するために、保護層および／または保護カバーを装着することが好ましい。
【００５７】
該保護層としては、高分子化合物、金属酸化物、金属窒化物、金属窒酸化物、金属フッ化物、金属ホウ化物などを用いることができる。また、保護カバーとしては、ガラス板、表面に低透水率処理を施したプラスチック板などを用いることができ、該カバーを熱硬化樹脂や光硬化樹脂で素子基板と貼り合わせて密閉する方法が好適に用いられる。スペーサーを用いて空間を維持すれば、素子が破損するのを防ぐことが容易である。該空間に窒素やアルゴンのような不活性なガスを封入すれば、陰極の酸化を防止することができ、さらに酸化バリウム、酸化カルシウム等の乾燥剤を該空間内に設置することにより製造工程で吸着した水分が素子の性能を低下させるのを制することが容易となる。これらのうち、いずれか１つ以上の方策をとることが好ましい。
【００５８】
このようにして得られた有機ＥＬ素子に、直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として電圧１〜４０Ｖ程度を印加すると、発光を観測できる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。さらに、交流電圧を印加すると、正極が＋、負極が−の状態になったときにのみ、均一な発光が得られる。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【００５９】
本発明の発光装置は、面状光源、セグメント表示装置、ドットマトリックス表示装置、液晶表示装置のバックライト等として用いることができる。
【００６０】
本発明の発光装置を用いて面状の発光を得るためには、面状の陽極と陰極が重なり合うように配置すればよい。また、パターン状の発光を得るためには、前記面状の発光素子の表面にパターン状の窓を設けたマスクを設置する方法、非発光部の有機物層を極端に厚く形成し実質的に非発光とする方法、陽極または陰極のいずれか一方、または両方の電極をパターン状に形成する方法がある。これらのいずれかの方法でパターンを形成し、いくつかの電極を独立にＯN／ＯＦＦできるように配置することにより、数字や文字、簡単な記号などを表示できるセグメントタイプの表示素子が得られる。更に、ドットマトリックス素子とするためには、陽極と陰極をともにストライプ状に形成して直交するように配置すればよい。複数の種類の発光色の異なる重合体を塗り分ける方法や、カラーフィルタまたは蛍光変換フィルターを用いる方法により、部分カラー表示、マルチカラー表示が可能となる。ドットマトリックス素子は、パッシブ駆動でも、アモルファスシリコンや低温ポリシリコンを用いた薄膜トランジスタなどと組み合わせたアクティブ駆動でもよい。これらの表示素子は、コンピュータ、テレビ、携帯端末、携帯電話、カーナビゲーション、ビデオカメラのビューファインダーなどの表示装置として用いることができる。
さらに、前記面状の発光素子は、自発光薄型であり、液晶表示装置のバックライト用の面状光源、あるいは面状の照明用光源として好適に用いることができる。また、フレキシブルな基板を用いれば、曲面状の光源や表示装置としても使用できる。
【００６１】
【実施例】
以下、本発明をさらに詳細に説明するために実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６２】
実施例1
＜高分子化合物１の合成＞
９，９−ジオクチル−２，７−ジブロモフルオレン４．６ｇと４，７ジブロモベンゾ〔Ｃ〕〔１，２，５〕−チアジアゾール１．０６ｇと２，２’―ビピリジル２．２ｇとを反応容器に仕込んだ後、反応系内をアルゴンガスで置換した。これに、あらかじめアルゴンガスでバブリングして、脱気したＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（脱水溶媒）１２０ｍｌを加えた。次に、この混合溶液に、ビス（１，５−シクロオクタジエン）ニッケル（０）を４．０ｇを加え、室温で１０分間攪拌した後、６０℃で３時間反応した。なお、反応は、アルゴンガス雰囲気中で行った。反応後、この溶液を冷却した後、２５％アンモニア水１０ｍｌ／メタノール１００ｍｌ／イオン交換水２００ｍｌ混合溶液中にそそぎ込み、約１時間攪拌した。次に、生成した沈殿を濾過し、回収した。この沈殿を乾燥した後、トルエンに溶解した。この溶液を濾過し、不溶物を除去した後、この溶液を１Ｎ ＨＣｌ水で洗浄した後，２％ＮＨ3水で洗浄した。これをさらにイオン交換水で洗浄した後、この溶液をメタノール中にそそぎ込み、再沈して、生成した沈殿を回収した。この沈殿を減圧乾燥して、重合体０．２ｇを得た（高分子化合物１）。この重合体のポリスチレン換算重量平均分子量は、１．０×１０^４であり、数平均分子量は、６．０×１０^４であった。
＜素子作製および評価＞
本実施例１では、スパッタ法により１５０ｎｍの厚みでＩＴＯ膜を付けたガラス基板に、ポリ（３，４）エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（Ｂａｙｅｒ製、Ｂｙｔｒｏｎ Ｐ ＴＰ ＡＩ ４０８３）の懸濁液を、スピンコートにより５０ｎｍの厚みで成膜し、ホットプレート上で１２０゜C、１０分間乾燥した。その上に、ポリ（９，９−ジオクチル−２，７−フルオレン）（アルドリッチ製）のトルエン溶液を用いてスピンコートにより８０ｎｍの厚みで発光層を成膜した。さらに、これを減圧下８０℃で１時間乾燥した後、フッ化リチウムを約０．４ｎｍ相当蒸着し、次いでカルシウムを４０ｎｍ、さらにアルミニウムを７０ｎｍ蒸着して、有機ＥＬ素子を作製した。蒸着のときの真空度は、すべて８×１０-6Ｔｏｒｒ以下であった。蒸着装置から素子を取り出してすぐに窒素雰囲気のグローブボックス中に移し、ＵＶ硬化樹脂（共立化学産業株式会社製、Ｗｏｒｌｄ Ｒｏｃｋ ８７２３Ｋ３）を周辺に塗布したガラス基板と張り合わせた後、ＵＶ光を１分間照射し、素子を封止した。得られた素子に電圧５．５Ｖを印加したところ、輝度１００ｃｄ／ｍ2の青色のＥＬ発光が観測された。
次いで、得られた素子の発光面側表面に、色変換膜の高分子化合物として、高分子化合物１のトルエン溶液を用いてスピンコートにより８０ｎｍの厚みで色変換膜を成膜した。さらに、これを窒素雰囲気中６０℃で１０分間乾燥し、色変換素子を得た。この素子に、上記電圧５．５Ｖを印加したところ、輝度８４ｃｄ／ｍ2の緑色の発光が観測された。
【００６３】
実施例２
＜高分子化合物２の合成＞
不活性雰囲気下にて化合物１（式（３））(２６５ｍｇ、０．４０２ｍｍｏｌ)、化合物２ （式（４））(２４０ｍｇ、０.３８３ｍｍｏｌ)、アリコート３３６（１５５ｍｇ）をトルエン（６.７ｇ）に溶解させ、これに炭酸カリウム（１６７ｍｇ、１.２ｍｍｏｌ）の水溶液７ｇを加えた。さらにテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム（０.８９ｍｇ、０.０００７７ｍｍｏｌ）を加え、10時間加熱還流した。有機層をメタノールに滴下し、析出した沈殿を濾別した。得られた沈殿をトルエンに溶解させ、シリカ−アルミナカラムで通液後、トルエン液をメタノールに滴下し、析出した沈殿を濾別し、高分子化合物２を得た。収量２９０ｍｇであった。
高分子化合物２は、式(５)と式(６)の構造を有しており、その繰り返し単位の比は、仕込み比より、約１：１である。
得られた高分子１のポリスチレン換算の分子量は、Ｍｗ＝４４,０００、Ｍｎ＝２３,０００であった。

(３)

(４)

(５)

(６)
＜素子作製および評価＞
本実施例２では、前記実施例１において、色変換膜の高分子化合物として、高分子化合物１に代えて、高分子化合物２を用いた以外は、前記実施例１と同様にして色変換膜を成膜して色変換素子を得た。この素子に、上記電圧５．５Ｖを印加したところ、輝度３０ｃｄ／ｍ2の赤色の発光が観測された。
【００６４】
実施例３
＜高分子化合物３の合成＞
窒素雰囲気下にて９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ビス(エチレンボロネート)（０．６４ｇ、１．２ｍｍｏｌ）、２，７−ジブロモ−９，９−ジオクチルフルオレン（０．３８ｇ、０．６９ｍｍｏｌ）、Ｎ、Ｎ‘−ジ−４−ブロモフェニル−２−ブチルフェニルアミン（０．１３ｇ、０．３０ｍｍｏｌ）、３，６−ビス（２−（５−ブロモ−４−オクチル）チェニル−５−メチル−ベンゾ−１，２，５−チアジアゾール（０．０５６ｇ、０．０８１ｍｍｏｌ）および４，７−ジブロモベンゾ−１，２，５−チアジアゾール（０．０２４ｇ、０．０８１ｍｍｏｌ） をトルエン（８．５ｇ）に溶解させ、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム（４ｍｇ、０．００３６ｍｍｏｌ）を加え、１０分間室温で攪拌した。その後、２０％テトラエチルアンモニウムヒドライド水溶液を４ｍＬ加え、１１０℃に昇温して攪拌しながら１８時間反応した。その後、ブロモベンゼン（０．２８ｇ、１．７８ｍｍｏｌ）をトルエン１ｍＬに溶解させて反応液中に加え、１１０℃で２時間攪拌した。その後、フェニルボロン酸（０．２２ｇ、１．４９ｍｍｏｌ）を反応液中に加え、１１０℃で２時間攪拌した。５０℃に冷却後有機層をメタノール／水（１／１）混合液２００ｍＬに滴下して１時間攪拌した。沈殿をろ過してメタノルおよびイオン交換水を用いて洗浄し、減圧乾燥した。その後、トルエン５０ｍＬに溶解し、シリカカラム（シリカ量１５ｍＬ）を通して精製した。精製後の溶液をメタノール１５０ｍＬに滴下して１時間攪拌し、沈殿をろ過して減圧乾燥し、高分子化合物３を得た。得られた高分子化合物３の収量は７６０ｍｇであった。
高分子化合物３のポリスチレン換算の平均分子量は、Ｍｎ＝４．３×１０⁴、Ｍｗ＝７．８×１０^４であった。
＜素子作製および評価＞
本実施例３では、前記実施例１において、色変換膜の高分子化合物として、高分子化合物１に代えて、高分子化合物３を用いた以外は、前記実施例１と同様にして色変換膜を成膜して色変換素子を得た。この素子に、上記電圧５．５Ｖを印加したところ、輝度３０ｃｄ／ｍ²の赤色の発光が観測された。
【００６５】
〔発光装置の評価〕
前記実施例１〜３の各色変換素子について、変換された光の色を測定するとともに変換効率を評価した。すなわち、有機ＥＬ素子を駆動して発光させ、分光色度計（フォトリサーチ社製スペクトラスキャンＰＲ６５０）を用いて、色変換膜を通過して出射された光の輝度およびＣＩＥ色度座標における色度点を測定し、この輝度と光源となる有機ＥＬ素子の発光輝度とから変換効率を求めた。その結果を表１に示す。なお、有機ＥＬ素子の発光輝度は、前記のとおり１００ｃｄ／ｍ2 であった。また、ＣＩＥ色度座標における色度点は、（ｘ，ｙ）＝（０．１６，０．２４）であり、青色系統の発光色であった。
【表１】

表１より、実施例１の色変換膜は、有機ＥＬ素子の発光を緑色系統の光に変換するものであり、実施例２の色変換膜は、赤色系統の光に変換するものであることがわかる。実施例１〜２より、アリーレン骨格をもつポリマーを用いて色変換膜を作製することが可能であり、また、高い変換効率が得られていることがわかる。
【００６６】
【発明の効果】
本発明により、共役系高分子化合物用いた新規な色変換膜およびそれを用いた発光装置を提供できた。該発光装置は 液晶ディスプレイのバックライトまたは照明用としての曲面状や平面状の光源、セグメントタイプの表示素子、ドットマトリックスのフラットパネルディスプレイ等の装置に好ましく使用できる。

Claims (9)

1. 光源から入射する可視光を、該可視光よりも波長の長い他の色の光に変換する、可視光の色変換用の膜であって、
   下記式（１）から選ばれる1種以上の繰り返し単位から実質的になり、固体状態で蛍光および/または燐光を有する共役系高分子化合物を含有することを特徴とする色変換用の膜。
   −Ａｒ− （１）
   〔ここで、Ａｒは、アリーレン基または２価の複素環基を示す。〕
2. 上記式（１）で示される繰り返し単位が下記式（２）で示される繰り返し単位であることを特徴とする請求項1記載の色変換用の膜。
   

   

   （２）
   〔ここで、Ｘは、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、
   

   

   

   または
   

   

   を表す。Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７およびＲ_８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価の複素環基またはシアノ基を表す。ｌおよびｍは、それぞれ独立に０〜３の整数である。〕
3. Ｘが、Ｏ、Ｓまたは
   

   

   〔式中Ｒ₇及びＲ₈は前記と同じ意味を表す。〕
   であることを特徴とする請求項２記載の色変換用の膜。
4. 共役系高分子化合物が一定方向に配向していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の色変換用の膜。
5. さらに酸素吸収剤を含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の色変換用の膜。
6. さらに酸素遮断膜が積層されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の色変換用の膜。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の色変換用の膜を含むことを特徴とする色変換部材。
8. 陽極および陰極からなる電極間に発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子の光取り出し側に請求項１〜６のいずれかに記載の色変換用の膜を有することを特徴とする発光装置。
9. 請求項１〜７のいずれか１つに記載の膜の、色変換用の膜としての使用方法。