TW200810595A

TW200810595A - Fluorescence conversion medium and color light-emitting device including the same

Info

Publication number: TW200810595A
Application number: TW096109582A
Authority: TW
Inventors: Takashi Sekiya; Jiro Yamada
Original assignee: Idemitsu Kosan Co; Sony Corp
Priority date: 2006-08-03
Filing date: 2007-03-20
Publication date: 2008-02-16
Also published as: EP2048915A1; JP2008041361A; CN101502173B; WO2008015807A1; US20080029710A1; CN101502173A; US7986088B2; KR20090051161A; EP2048915A4

Description

200810595 (1) 九、發明說明【發明所屬之技術領域】本發明係關於一種螢光轉換介質及含有其之彩色發光裝置。特別是關於將無機奈米晶體分散之高效率螢光轉換介質’以及組合該螢光轉換介質與發出可見光及/或紫外、光之光源部之彩色發光裝置。 Φ 【先前技術】使用螢光材料、轉換光源部所發出的光的波長之螢光轉換介質，已應用於以電子顯示器領域爲代表的各種領域〇例如於專利文獻1 ’揭露由配置顯現藍色發光或藍綠色發光之有機電致發光（EL)材料部以及吸收該發光層的發光而發出從藍綠色至紅色爲止至少1色的可見螢光之螢光材料部所構成之E L元件。 • 根據該方法，使用藍色光源，以螢光轉換介質進行顏色轉換，可得三原色。亦即，於螢光轉換介質，照射藍色 . 光而激發螢光色素，可發出波長較長之綠色光及紅色光。作爲螢光轉換介質所使用的螢光材料，傳統上一般爲有機系螢光色素及有機系螢光顏料。例如專利文獻2中所揭露之將玫瑰紅系螢光顏料，以及於藍色區域有吸收且可引發朝該玫瑰紅系螢光顏料的能量轉移或再吸收之螢光顏料分散於光透過性介質所構成之紅色螢光轉換介質。爲了提高螢光轉換介質的螢光轉換效率，增加所轉換 -5- 200810595 (2) 的光強度（螢光強度），從光源所發出的光必須充分地被螢光轉換介質吸收。但是，螢光轉換介質中的有機螢光色素的濃度若變大，在膜中有機螢光色素彼此聚集。結果，從光源吸收的能量，逃到聚集的相鄰色素（濃度消光）， ' 無法得到高螢光量子產率。 ' 作爲光透過性介質，若使用光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等的反應性樹脂，樹脂中的反應成分與有機螢光色素 φ 反應，而分解色素，改變構造。所以，在螢光轉換介質的形成步驟，照射紫外光的步驟、例如在所謂2 0 0 °C的高溫進行燒成的步驟，產生所謂螢光轉換介質的螢光強度劣化的問題。而且，發光裝置在連續驅動時，於螢光轉換介質，連續照射激發光，產生所謂螢光轉換介質的螢光強度歷時劣化的問題。以上說明的問題，亦即爲了解決使用有機螢光色素作爲螢光轉換介質所使用的螢光材料的情況下的問題，於專 φ 利文獻3，提案應用無機奈米晶體的有機EL元件的全彩化技術。以無機奈米晶體的CdS、CdSe、CdTe分散於光透過性樹脂的膜，作爲螢光轉換介質，與發出波峰波長 4 5 Onm的藍色單色光之有機EL元件結合，可得紅色光、 * 綠色光。如紅色、綠色的轉換色的控制，可藉由控制無機奈米晶體的粒徑而進行。而且，於專利文獻4，揭露分散有無機奈米晶體的螢光轉換介質與LED組合之實現高效率白色LED的技術。但是，這些無機奈米晶體所構成的螢光微粒子，原理 -6 - 200810595 (3) 上因即使在發光區域內也具有大的光吸收’爲了提高轉換效率而增加螢光微粒子的濃-度，因自己吸收而有極限，所期待之從奈米晶體本身的螢光量子產率的程度上，有無法提高螢光轉換效率的問題。 " 於專利文獻5，揭露組合有機EL發光部及分散有無 - 機奈米晶體的螢光轉換介質，而實現高螢光轉換效率及高耐久性之彩色發光裝置。考慮無機奈米晶體具有筒折射率 φ ，進行螢光轉換介質的最佳化設計’使轉換效率變成最大，但無法避免無機奈米晶體的自己吸收造成之發光成分的損失，因而所得的螢光轉換效率仍舊不足。專利文獻1 :日本公開專利特開平3 - 1 5 2 8 9 7號公報專利文獻2 :日本公開專利特開平8-286033號公報專利文獻3 :美國專利第6,608,43 9號說明書專利文獻4 :美國專利第6,501，091號說明書專利文獻5 ·· W02005/097939號小冊子【發明內容】本發明有鑑於上述的問題，係以提供螢光轉換效率高的螢光轉換介質及使用其之彩色發光裝置爲目的。 • 根據本發明，提供以下的螢光轉換介質及彩色發光裝置。 1. 一種螢光轉換介質，其特徵爲含有吸收可見光及/ 或近紫外線後發出可見螢光的無機奈米晶體（nanocrystal )所成之螢光微粒子、 200810595 (4) 與分散該螢光微粒子的透明介質，螢光強度爲最大時的波長中之吸光度爲〇 · 1〜1的範圍。 2. —種螢光轉換介質，其特徵爲含有吸收可見光及/ 或近紫外線後發出可見螢光的無機奈米晶體（nanocrystal ~ )所成之螢光微粒子、 - 與分散該螢光微粒子的透明介質，以下述式所示的重疊度P爲2.5 SP S3 0之螢光轉換介質； Ρ = /Α(λ)·Ι(λ)άλ (式中，Ι(λ)(單位：nm/1 )表示，光波長爲λ (單位： nm )時，爲使最大値到達1而經規格化的螢光轉換介質之發光強度光譜，Α(λ)(單位：無次元）表示螢光轉換介質之吸光度光譜）。 3. 如第1項或第2項記載之螢光轉換介質，其中該 φ 無機奈米晶體爲半導體奈米晶體。 4. 如第3項記載之螢光轉換介質，其中於該半導體奈米晶體中所使用的塊材（bulk material)於20°C下的帶溝(band gap )爲 1.0 〜3.0eV〇 ’ 5.如第3項或第4項記載之螢光轉換介質，其中該半導體奈米晶體爲，將半導體奈米材料所成之核，以半導體材料所成之至少1層以上的殻層包覆者所成。 6 ·如第1〜5項中任一項記載之螢光轉換介質，其中該透明介質爲樹脂，該無機奈米晶體的表面爲欲提高與樹 -8 - 200810595 (5) 脂的親合性而進行相溶化處理。 7· —種彩色發光裝置，其特徵爲具有發出可見光及/ 或近紫外光之光源部、與吸收及/或透過該光源部所發出的光，發出與光源部相異光譜之光的色轉換部，該色轉換 ' 部含有如第1〜6項中任一項記載之螢光轉換介質。， 8.如第7項記載之彩色發光裝置，其中該色轉換部爲，該螢光轉換介質、與透過該螢光轉換介質所發之螢光 φ 及/或螢光轉換介質所透過之光中所定的波長區域之光，遮斷其他波長區域的光成分之彩色濾光片的層合體。 9. 如第7項或第8項記載之彩色發光裝置，其中該光源部至少含有藍色光下發光，該色轉換部接受該光源部所發之光，發出至少一種以上的紅色、綠色或藍色的光。 10. —種彩色發光裝置，其特徵爲至少具備含有藍色光下發光之光源部、與接受該光源部所發出之光，發出藍色光之藍色轉換部、與接受該光源部所發出之光，發出綠 φ 色光之綠色轉換部、與接受該光源部所發出之光，發出紅色光之紅色轉換部，該藍色轉換部未含該螢光轉換介質，含有透過該光源所發之光中的藍色波長區域之光，遮斷其他波長區域的光成分之藍色彩色濾光片，該綠色轉換部及 * 紅色轉換部的至少1部爲，如第1〜6項中任一項記載之螢光轉換介質、及透過該螢光轉換介質所發之螢光及/或螢光轉換介質所透過之光中的綠或紅色波長區域之光，且遮斷其他波長區域的光成分之彩色濾光片的層合體。 1 1.如第9項或第1 0項記載之彩色發光裝置，其中 -9- 200810595 (6) 該綠色螢光轉換介質之以下述式所定義的重疊度P爲 4<P<30 # ； Ρ = ίΑ(λ)·Ι(λ)άλ (式中，Ι(λ)(單位：ηηΓ1 )表示，光波長爲λ (單位： nm )時，爲使最大値到達1而經規格化的螢光轉換介質之發光強度光譜，Α(λ)(單位：無次元）表示螢光轉換介質之吸光度光譜）。 1 2 ·如第9〜1 1項中任一項記載之彩色發光裝置，其中該紅色螢光轉換介質之以下述式所定義的重疊度Ρ爲 2.5<Ρ<20 # ； Ρ = ίΑ(λ)·Ι(λ)άλ (式中，Ι(λ)(單位：ηπΓ1 )表示，光波長爲λ (單位： nm )時，爲使最大値到達1而經規格化的螢光轉換介質之發光強度光譜，Α(λ)(單位：無次元）表示螢光轉換介質之吸光度光譜）。 1 3 ·如第7〜1 2項中任一項記載之彩色發光裝置，其中該光源部爲有機電致發光元件。 14.如第13項記載之彩色發光裝置，其中該有機電致發光元件爲含有具有光反射性之第一電極、具有光透過性之第二電極、與該第一電極與第二電極之間所形成的含 -10 - 200810595 (7) 有有機發光層的有機發光介質。根據本發明，可提供螢光轉換效率高、螢光轉換介質歷時劣化少之螢光轉換介質及使用其之彩色發光裝置。【實施方式】 ' 以下，參照圖面，說明本發明的螢光轉換介質及彩色發光裝置。 φ 圖1爲表示關於本發明的螢光轉換介質的一實施態樣的槪略剖面圖。螢光轉換介質i係由螢光微粒子1 2分散於透明介質 1 〇所成之膜，螢光微粒子1 2係吸收從光源（未圖示）所發出的光而發出可見螢光。在螢光轉換介質1轉換的光（可見螢光）與從光源所發出的光中沒有轉換而透過的光，放射出至螢光轉換介質 1的外部。 • 以下，說明螢光轉換介質的構成。 1 .螢光轉換介質 (1 )螢光微粒子本發明所使用的螢光微粒子，係由無機結晶超微粒子化至奈米等級之無機奈米晶體所構成。作爲無機奈米晶體，可使用吸收可見光及/或近紫外線而可發出可見螢光者。由於透明性高、散射損失小，較理想爲使用粒徑20nm 以下，更理想爲1 〇nm以下爲止之超微粒子化的無機奈米 200810595 ⑻ 晶體。無機奈米晶體的表面，於後述的透明況，爲了提高對樹脂的分散性，較理想爲。作爲相溶化處理，例如以長鏈烷基、磷或塗佈表面。作爲本發明所使用之無機奈米晶體，者。 (a)金屬氧化物中摻雜過渡金屬離子之碧作爲金屬氧化物中摻雜過渡金屬離子體，例如 Y2O3、Gd203、ΖηΟ、Υ3Α15〇ΐ2 屬氧化物中摻雜Eu2+、Eu3+、Ce3+、Tb3H 的過渡金屬離子者。 (b )金屬硫屬化物中摻雜過渡金屬離子 • 體作爲金屬硫屬化物中摻雜過渡金屬離光體，例如ZnS、CdS、CdSe等的金屬 Eu2+、Eu3+、Ce3+、Tb3 +等的吸收可見光者。S、Se等，爲了防止因後述的基質樹拔出，也可利用二氧化矽等金屬氧化物等 (c )利用半導體的帶溝，吸收、發出可螢光體（半導體奈米晶體）介質爲樹脂的情進行相溶化處理酸、樹脂等修飾具體地例如下述米晶體螢光體之奈米晶體螢光 Zn2Si04等的金等的吸收可見光之奈米晶體螢光子之奈米晶體螢硫屬化物中摻雜的過渡金屬離子脂的反應成分而修飾表面。見光之奈米晶體 -12- 200810595 (9) 作爲半導體奈米晶體的材料，例如長週期型週期表的 IV族元素、Ila族元秦-VIb族元素的化合物、ilia族元素-Vb族元素的化合物、Illb族元素_Vb族元素的化合物、黃銅礦型化合物所構成的結晶。具體地例如 Si、Ge、MgS、MgSe、ZnS、ZnSe、ZnTe 、A1P 、 AlAs 、 AlSb 、 GaP 、 GaAs 、 GaSb 、 CdS 、 CdSe 、 CdTe、InP、InAs、InSb、AgAlAs2、AgAlSe2、AgAlTe2、 • AgGaS2、AgGaSe2、AgGaTe2、AglnS 2、AglnS e2、 AglnTe2 ' ZnSiP2、ZnSiAs2、ZnGeP2 Λ ZnGeAs2、ZnSnP2 、ZnSnAs2、 ZnSnSb2、 CdSiP2、 CdSiAs2、 CdGeP2、 CdGeAs2、CdSnP2、CdSnAs2等的結晶及這些元素或化合物所構成的混合結晶。較理想爲 Si、A1P、AlAs、AlSb、GaP、GaAs、InP、 ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、CuGaSe2、CuGaTe2、 CuInS2、CuInSe2、CuInTe2，直接遷移型的半導體之 ZnSe 、ZnTe、GaAs、CdS、CdTe、InP、C ul n S 2 Λ CuInSe2，因發光效率高，更理想。上述無機奈米晶體中，可藉由粒徑而容易地控制發光波長，因於藍色波長區域及近紫外線波長區域具有大吸收 * 且在發光區域之吸收與發光的重疊度大，使用半導體奈米晶體較理想。以下，說明半導體奈米晶體的功能。由特表2002-5 1 08 66號公報等的文獻可知，這些半導體材料的塊材（bulk material，指尙未微粒子化的材料） 200810595 do) 於室溫下具有0.5〜4.0eV的程度的帶溝（band gap)。以這些材料形成微粒子，藉由使粒徑奈米等級化，將半導體中的電子封閉於奈米晶體中。結果，在奈米晶體的帶溝變大。帶溝變大的幅度，已知理論上與半導體微粒子的粒徑平方成反比。所以，藉由控制半導體微粒子的粒徑，可控制帶溝。這些半導體，吸收波長比相當於帶溝的波長小的 φ 光，而發出相當於帶溝的波長的螢光。塊狀半導體的帶溝，較理想爲於20 °C下爲1.0〜3 .OeV 。若低於1.0 eV，奈米晶體化時，因螢光波長對於粒徑的變化過於敏感，製造管理上困難，故不理想。而且，若超過3. OeV，只發出波長比近紫外線區域短之螢光，難以應用於彩色發光裝置，故不理想。半導體奈米晶體，可以利用習知的方法製造，例如美國專利6,501，091號公報記載的方法。作爲該公報所記載 • 的製造例，係三辛基膦（TOP )中混合硒化三辛基膦與二甲基鎘之前驅物溶液，投入於350T：加熱之三辛基氧化膦 (TOPO )之方法。上述半導體奈米晶體，較理想爲由半導體奈米晶體構成芯粒子以及帶溝比芯粒子所使用的半導體材料大之半導體材料所構成的至少1層以上的殼層所構成之芯·殼型半導體奈米晶體。此係例如具有CdSe (帶溝：1.74eV )所構成的芯微粒子的表面包覆如ZnS (帶溝：3.8eV )之帶溝大的半導體材料的殼之構造。藉此，可容易地發現芯微 -14- 200810595 (11) 粒子內所產生的激發子之封閉效果。上述半導體奈米晶體的具體例，s、Se等因後述透明介質中的活性成分而拔出，破壞奈米晶體的構造，容易引起螢光性消失的現象。所以，爲了防止該狀況，可利用二氧化矽等金屬氧化物、有機物等修飾表面。 • 芯·殼型半導體奈米晶體，可以利用習知的方法製造，例如美國專利6,501，091號公報記載的方法。例如於 φ CdSe芯/ZnS殼構造的情況，於TOP中混合二乙基鋅與三甲基矽烷基硫化物之前驅物溶液，投入於140 °C加熱之分散有CdSe芯粒子之TOPO溶液之方法而製造。而且，形成激發子之載子，可使用在芯與殼之間分離之所謂第 II ( Type II )型奈米晶體（J · Am · Chem · S o c ·， Vol.l25? No. 3 8? 200 3, pll466-11467) 〇再者，也可使用在芯上層合2層以上的層構造成爲多殼構造、改良安定性、發光效率、發光波長的調整之奈米 • 晶體（AngewandteChemie，Vol.1 1 5, 2003，p5189-5193 ) 等。此外，上述螢光體微粒子，可使用單獨一種，或組合 2種以上使用。 (2 )透明介質透明介質，係分散•保持無機奈米晶體之介質，可選擇玻璃、透明樹脂等的透明材料。特別從螢光轉換介質的加工性的觀點，適合使用非硬化型樹脂、熱硬化型樹脂或 -15- 200810595 (12) 光硬化型樹脂等的樹脂。具體地，寡聚物或聚合物形態的三聚_氰胺樹脂、樹脂、醇酸樹脂、環氧樹脂、聚胺酯樹脂、順丁烯二酸樹脂、聚醯胺系樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯、聚碳酸醋、聚乙細醇、聚乙嫌四氯略酬（P〇lyvinyl • pyrrolidone )、羥基乙基纖維素、羧基甲基纖維素等及形成這些的單體爲構成成分之共聚合物。 φ 螢光轉換介質，在圖形化的目的，可使用光硬化型樹脂。作爲光硬化型樹脂，通常使用含有感光劑、具有反應性乙烯基之丙烯酸、甲基丙烯酸系光聚合型、聚肉桂酸乙締酯等的光交聯型等。此外，於不含感光劑的情況，也可使用熱硬化型者。而且，於全彩顯示器’形成互相分離之螢光體層配置成矩陣狀之螢光轉換介質。所以，作爲基質樹脂（透明介質）’使用適合微影法之光硬化型樹脂較理想。 • 而且，這些基質樹脂，可一種樹脂單獨使用，也可混合複數種使用。此外，於不含感光劑的情況，可藉由網版印刷等印刷，形成發光圖形。 (3 )螢光轉換介質的製作螢光轉換介質的製作，係將螢光微粒子與基質樹脂（透明介質）’使用硏磨法、超音波分散法等習知的方法，藉由使用混合•分散的分散液進行。此時，可使用基質樹 -16- 200810595 (13) 脂的良溶劑。將該螢光微粒子分散液，藉由習知的成膜方法，例如旋轉塗佈法、網版印刷法等，成膜於支持基板上，製作螢光轉換介質。而且，在無損本發明的目的之範圍，於螢光轉換介質 ' ，除曼光微粒子與基質樹脂外，可添加紫外線吸收劑、分 - 散劑、調平劑等。本發明的螢光轉換介質可適當選擇，使螢光強度爲最 φ 大時之波長的吸光度爲0.1〜1的範圍。而且，Ι(λ)(單位：nm·1 )定義，光波長爲λ (單位： nm )時，爲使最大値到達1而經規格化的螢光轉換介質之發光強度光譜，Α(λ)(單位：無次元）定義爲螢光轉換介質之吸光度光譜，重疊度Ρ定義爲Ρ = ίΑ(λ)·Ι(λ)(1λ。本發明的螢光轉換介質，可適當選擇使重疊度Ρ爲2.5SPS30 的範圍。以下詳細說明其理由。 φ 圖2爲表示CdSe/ZnS芯•殼型螢光微粒子（發光波峰615nm)分散於透明樹脂之螢光轉換介質（厚度20μηι )的吸收•發光•激發光譜圖。得知於發光區域內強吸收與激發共存。 ^ 圖3爲表示奈米晶體濃度與螢光波峰強度的關係圖。假設具有波峰波長465nm之藍色電致發光（EL)光源，作爲光源部，假設透過區域爲5 8 以上的紅色用低透過彩色濾光片（透過長波長’亦即低頻率的光）作爲層合的彩色濾光片。螢光體微粒子’係使用圖2的吸收數據 -17- 200810595 (14) 。螢光體微粒子的螢光量子產率爲0.8，螢光轉換介質的膜厚爲1 0 μπι，改變螢光體微粒子的濃度，計算螢光波峰的強度。以下敘述計算大槪內容。光源部的發光光子中，由螢光轉換介質的吸收數據，求出被螢光轉換介質吸收（一次 • 吸收）的光子數目。此係隨上述螢光量子產率而發光（一次發光），同時一次發光部分的光子中，自己吸收（二次 φ 吸收）的比例是由發光區域的螢光轉換介質的吸收數據求得，假設在比其長波長側，以上述量子產率再發光（二次發光），求得二次發光部分的貢獻。考慮以上的一次及二次吸收、——次發光及二次發光，考慮導出的透過光部分，求得發光光譜，再考慮彩色濾光片的透過特性，求得外部取出之發光光譜。橫軸爲透明介質中奈米晶體的濃度，縱軸爲螢光波峰強度。圖中的Α爲假設無自己吸收、發出的螢光全部取出 φ 的情況下之螢光波峰強度之螢光體微粒子的濃度相關性。濃度變高時，因吸收量飽和，螢光強度達到頂點。B爲只考慮自己吸收的情況，濃度變高時’得知自己吸收變成優勢，無法取出內部的螢光。C爲考慮自己吸收與再發光的 ' 情況。得知自己吸收成分中，必有一部分再發光而可取出〇圖4爲螢光轉換介質的發光強度爲最大時之波長的吸光度A ( = 1 〇 g 1 〇 (I 〇 /1)、1 〇 :入射光強度、I :射出光強度 )與螢光轉換效率的關係圖。而且’螢光轉換效率7?係 -18- 200810595 (15) 射入光源部（此處爲有機EL發光元件）的光亮度與透過螢光轉換介質•彩色濾光片取出的光亮度的比。對於紅色，係使用發光波峰波長615nm的CdSe/ZnS芯•殼型半導體奈米晶體的數據以及波長5 8 0nm爲截斷波長之紅色用低透過彩色濾光片的數據，計算出來。對於綠色，係使用發光波峰波長525nm的CdSe/ZnS芯·殻型半導體奈米晶體的數據以及透過區域480〜590nm之綠色用帶通彩色濾光 φ 片的數據，計算出來。紅與綠雖有若干差異，在 0.1SAS 1.0的範圍，得知可得良好的轉換效率。對於紅色，特別是0.1 SAS0.7特別理想。而且，對於綠色，特別是 0.2SAS1.0特別理想。爲了自己吸收、再發光順利作用，由於一次發光必須在二次吸收的波長區域附近，重要的是在螢光體微粒子的發光區域存在適度的吸收。所以，發光光譜I ( λ )與吸光度光譜A ( λ )(此處λ係以nm爲單所測得之光波長）的 φ 重疊度定義爲Ρ = ίΑ(λ)·Ι(λ)(1λ，求出較理想的區域。成爲問題的二次發光，係起因於再吸收一次發光而再發光。所以，重要的是一次發光的波長區域與強度I、再吸收的波長區域與強度Α重疊。爲了定量地評價該重疊的大小，Ι(λ)與Α(λ)的乘積再對波長九積分，求出其貢獻。結果表不於圖5。紅與綠的最佳範圍雖有若干差異， 2.5SPS30較合適。更進一步，於紅的情況，2·5^ρ^2〇更理想，綠爲4SPS30的範圍更理想。如此使用無機奈米晶體所構成的螢光微粒子之螢光轉 -19 - 200810595 (16) 換介質，藉由最佳化設計發光區域的吸收強度，利用自己吸收•再發光的效果達到最大限度，發現可使轉換效率最大化。圖6爲表示關於本發明的彩色發光裝置的一實施態樣的槪略剖面圖。彩色發光裝置20具備發出可見光及/或近紫外光之光源部22、與接受光源部22所發出的光而發出可見螢光之 φ 色轉換部30。色轉換部30形成於基材32上，光源部22 與色轉換部3 0之間隔著透明介質24。於該實施態樣，光源部22至少發出藍色光。色轉換部3 0係由藍色轉換部、綠色轉換部及紅色轉換部所構成。藍色轉換部係由藍色濾光片38構成，藍色濾光片38可使從光源部22的光中藍色波長區域的光透過，而遮斷其他波長區域的光成分。綠色轉換部係由上述的綠色螢光轉換介質5與綠色濾 φ 光片3 6所構成，綠色濾光片3 6可使綠色螢光轉換介質5 發出的螢光及/或透過綠色螢光轉換介質5的光中的綠色波長區域的光透過，而遮斷其他波長區域的光成分。紅色轉換部係由上述的紅色螢光轉換介質3與紅色濾光片3 4所構成，紅色濾光片3 4可使紅色螢光轉換介質3 發出的螢光及/或透過紅色螢光轉換介質3的光中的紅色波長區域的光透過，而遮斷其他波長區域的光成分。而且，光源部22、紅色轉換部形成紅色像素R。同樣地，光源部22、綠色轉換部形成綠色像素G，光源部22 -20- 200810595 (17) 、藍色轉換部形成藍色像素B。於該實施態樣，綠色像素G的綠色螢光紅色像素的紅色螢光轉換介質3，至少接受分（波長43 0nm〜490nm)的光之光源部的綠色光、紅色光，而實現彩色化。於藍色像素B沒有螢光轉換介質，只 3 8，從光源部22發出的光之中，只透過藍藍色光。藉此，得到全彩顯示所需之三原色施態樣，無需形成藍色螢光轉換介質，可簡製造步驟。而且，於本實施態樣，紅及綠色轉換部質與彩色濾光片的層合體，而藍色轉換部只，但不限於此，這些色轉換部，可爲螢光轉彩色濾光片單體、螢光轉換介質與彩色濾光這些的任意組合。以下說明彩色發光裝置的構成。 2.彩色發光裝置 (1 )光源部作爲光源部，可使用發出可見光者，例 EL元件、無機EL元件、半導體發光二極體等。其中，在光取出側使用透明電極之EL 有光反射性電極、發光層以及夾住該發光層電極對向之透明電極之有機EL元件及無機轉換介質5與從發出藍色成光，分別發出有藍色濾光片色成分，得到發光。於本實化發光裝置的爲螢光轉換介是彩色濾光片換介質單體、片的層合體、如可使用有機、螢光顯示管元件，例如含地與光反射性 EL元件較理 -21 - 200810595 (18) 想。特別藉由單純矩陣的構成、使用主動式矩陣驅動之像素定址，可顯示任意的大容量、高品質的圖像之有機EL 元件及無機EL元件較合適。以下，說明使用在光取出側使用透明電極之有機EL . 元件。 • 圖7爲表示有機EL元件的構成之一例的槪略剖面圖〇 φ 該有機EL元件100，具有基板上102依照光反射性電極104、發光介質106及透明電極108的順序層合之形態。有機EL元件100，藉由在光反射性電極1〇4及透明電極108之間外加電壓，將電子與電洞供給發光介質106 ，使電子與電洞再結合而發光。在發光介質106產生的光，從透明電極1 〇8取出，藉由形成光反射性電極1 04，朝基板方向傳播的發光，可有效率地取出至外部。 φ 而且，圖7所示的有機EL元件爲上發射型，然而也可使光反射性電極104爲透明電極、透明電極1〇8爲光反射性電極、基板1 02爲透光性基板而成爲底發射型， ' (A )基板有機EL元件的基板，係支持有機EL元件用之構件，較理想爲機械強度、尺寸安定性佳之基板。作爲如此的基板之材料，例如玻璃板、金屬板、陶瓷板或塑膠板（聚碳酸酯樹脂、丙烯酸酯樹脂、氯化乙烯樹 -22- 200810595 (19) 脂、聚對苯二甲酸乙二酯樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚酯樹脂、環氧樹脂、酚樹腊、矽樹—脂-、氟樹脂、聚醚礪樹脂）等 (B )光反射性電極（第一電極）第一電極爲具有光反射性的光反射性電極，不要求透明性。於本發明，可爲光反射性電極爲陽極、後述的透明 φ 電極爲陰極的情況，以及光反射性電極爲陰極、後述的透明電極爲陽極的情況之任一種元件構成。於使用第一電極作爲陽極的情況，使用滿足注入電洞所需的功函數之金屬。功函數的値期望爲4.6eV以上，具體地例如金、銀、銅、銥、鉬、鈮、鎳、餓、鈀、鉛、釕、钽、鎢或銘等金屬、這些的合金、銦及/或錫的氧化物 (以下簡稱爲ITO )等金屬氧化物、碘化銅、聚吡咯、聚苯胺、聚（3 -甲基噻吩）等導電性高分子以及這些的層合 • 體。此外，於使用作爲陰極的情況，可使用功函數低（ 4 以下）的金屬、合金、導電性化合物及這些的混合物作爲電極物質者。作爲如此的電極物質的具體例，例如鈉、鈉-鉀合金、鎂、鋰、鎂/銀合金、鋁/氧化鋁、鋁/鋰合金、銦、稀土類金屬等1種或2種以上。 (C )發光介質發光介質定義爲電子與電洞再結合、含有可能發出 -23- 200810595 (20) EL光之有機發光層的介質。如此的發光介質，例如在陽極上層合以下各層之構成。 (i )有機發光層 (Π)電洞注入層/有機發光層 ( iii)有機發光層/電子注入層 • ( iv )電洞注入層/有機發光層/電子注入層 (v)有機半導體層/有機發光層 φ ( vi )有機半導體層/電子阻隔層/有機發光層 (vii)電洞注入層/有機發光層/附著改善層這些之中，通常使用（vi )的構成較理想，因可得更高的發光亮度，耐久性也佳。作爲發光介質中有機發光層的發光材料，例如P-四重苯基（p-quarterphenyl )衍生物、P-五重苯基衍生物、苯並噻唑系化合物、苯並咪唑系化合物、苯並噁唑系化合物、金屬鉛合化氧化物（metal chelated oxynoid) 、B惡二D坐 φ ( oxadiazole )系化合物、苯乙烯基苯系化合物、二苯乙烯基吡嗪（distyrylpyrazine )衍生物、丁二烯系化合物、奈一甲釀亞月女（naphthalimide )系化合物、菲（perylene )衍生物、醒連氮（aldazine )衍生物、卩比曉啉（ - pyraziline )衍生物、環戊二烯衍生物、吡咯基吡咯衍生物、苯乙烯基胺衍生物、香豆靈（cournalin )系化合物、芳香族二亞甲基系化合物、8-喹啉衍生物爲配位子之金屬錯合物、聚苯系化合物等單獨1種或2種以上的組合。而且，這些有激發光材料中，作爲芳香族二亞甲基系 -24- 200810595 (21) 化合物之4,4’-雙（2,2-二第3 丁基苯基乙烯基）聯苯（簡稱爲DTBPBBi) 、4,4’-雙（2,2-二苯基乙烯基）聯苯（簡稱爲DPVBi)以及這些的衍生物更理想。再者，以具有二苯乙烯基亞芳基骨架等之有機發光材料作爲主體材料，於該主體材料，適合倂用作爲摻雜物之 • 藍色至紅色之強螢光色素，例如香豆靈系材料或與主體相同的螢光色素作爲摻雜的材料。更具體地，使用上述 φ DPVBi作爲主體材料，使用N，N-二苯基胺基苯（簡稱爲 DPAVB )等作爲摻雜物。於發光介質之電洞注入層，使用施加 1 X 1 04〜 lxl06V/cm範圍的電壓的情況所測得的電洞移動率爲 lxl(T6cm2/V·秒以上、游離能爲5.5eV以下的化合物較理想。藉由設置如此的電洞注入層，對有機發光層之電洞注入變好，可得高發光亮度或可低電壓驅動。如此的電洞注入層的構成材料，具體的爲卟啉化合物 φ 、芳香族3級胺化合物、苯乙烯基胺化合物、芳香族二亞甲基系化合物、縮合芳香族環化合物，例如4,4，-雙[N-( 卜萘基）-N-苯基胺基]聯苯（簡稱爲NPD ) 、4,4，，4，，-三 [N- ( 3 -甲基苯基）苯基胺基]三苯基胺（簡稱爲 • MTDATA)等的化合物。而且，作爲電洞注入層的構成材料，也適合使用 p 型-Si、p型-SiC等的無機化合物。此外，上述電洞注入層與陽極層之間，或上述電洞注入層與有機發光層之間，設置導電率爲1x1 (T1()S/cm以上的有機半導體層較理想。藉 -25- 200810595 (22) 由設置如此的有機半導體層，使對有機發光層之更加良好。於發光介質之電子注入層，使用施加 lxl06V/cm範圍的電壓的情況所測得的電洞1 lxl(T6cm2/V·秒以上、游離能超過5.5eV的化合。藉由設置如此的電子注入層，對有機發光層之變好，可得高發光亮度或可低電壓驅動。作爲如注入層的構成材料，例如8 -羥基喹啉的金屬錯合合物：Alq)、或其衍生物或噁二唑衍生物等。而且，發光介質中的附著改善層，可看做是子注入層的一形態，亦即電子注入層中，特別是的黏著性良好的材料所構成的層，由8-羥基喹啉合物或其衍生物等所構成較理想。此外，連接上入層，設置導電率爲lxl(T1GS/cm以上的有機半理想。藉由設置如此的有機半導體層，使對有機電洞注入更加良好。關於發光介質的厚度，較理想爲設定在5nm 範圍內。其理由爲發光介質的厚度若未達5 nm，度、耐久性降低的情形，另一方面發光介質的厚 5 μπι，外加電壓的値有變高的情形。所以，有機厚度爲 1 〇 n m〜3 μ m的範圍內的値更理想，2 0 n m〜圍內的値更加理想。 (D )透明電極（第二電極）電洞注入 lxlO4 〜多動率爲物較理想電子注入此的電子物（鋁鉗如此的電由與陰極的金屬錯述電子注導體層較發光層之〜5 μ m 的有發光亮度若超過發光層的 1 μηα 的範 -26- 200810595 (23) 第二電極，係使用透明導電材料所構成之透明電極材料。爲了更有效率地取出有機發光層所發出的光，透明電極係由透過率爲1 0 %以上的材料，較理想爲透過率60 % 以上的材料所構成。具體地，例如銦錫氧化物（ITO )、銦鋅氧化物（IZO )、銦銅（Culn )、氧化錫（Sn02 )、氧化鋅（ZnO )、氧化銻（Sb203、Sb2〇4、Sb2〇5 )或氧化鋁（A1203 )等單獨〗種或2種以上的組合。此外在無損 φ 透明電極的透明性的範圍下，爲了低電阻化，可添加Pt、 Au、Ni、Mo、W、Cr、Ta或A1等的金屬單獨1種或2種以上的組合較理想。於第二電極作爲陰極使用的情況，也可倂用將電子注入有機發光層用的由低功函數材料所構成的低功函數層。作爲低功函數層，使用容易注入電子之功函數小的構成材料，例如使用未達4.0 eV之構成材料。具有充分的透過率的程度地薄膜化，形成於發光介質上，於其上層合透明電 φ 極較理想。如ITO、ZnO的透明氧化物導電體的功函數爲 4.6eV以上，難以作爲陰極使用。作爲低功函數的材料，例如可使用鋁、鋇、鈣、鈽、餌、銪、釓、給、銦、鑭、鎂、銀、錳、鈸、銃、釤、釔 - 、鋅、锆等金屬、這些金屬與其他金屬的合金組成物。特別理想爲鎂、銀及鎂與銀的合金。透明電極的厚度爲5〜lOOOnm，較理想爲1〇〜5 00nm 的範圍。而且’低功函數層的厚度設定爲i〜i 〇 0nm，較理想爲5〜50nm的範圍，更理想爲5〜3 Onm的範圍。各 -27- 200810595 (24) 自若超過膜厚的上限，從有效地取出從有機發光層的發光的觀點上不合適。而且，若未達膜厚的下限，從抑制形成透明電極層時對有機發光層的損害的觀點上不合適。有機EL元件各層的形成方法，可使用習知的方法，例如藉由真空蒸鍍法、濺鍍法旋轉塗佈法等之形成方法。 ' 上述有機EL元件，依據需要可形成連接透明電極與螢光轉換介質之後述的透明介質。透明介質，係因提高螢 φ 光轉換介質表面的平滑性的目的而使用。 (2 )透明介質作爲透明介質，只要是對可見光的透過率爲50%以上的透明材料，可適當使用無機材料、有機材料及這些的層合體等。於無機材料，以無機氧化層、無機氮化層、無機酸氮化層較理想。例如二氧化矽、氧化鋁、A10N、SiAlON、 _ SlNx ( BxS2 ) 、SiOxNy (較理想爲 o.Kxd、o.kyu ) 等。於有機材料，可使用聚矽氧凝膠、氟化烴液體、丙烯酸酯樹脂、環氧樹脂、聚矽氧樹脂等。透明介質的形成，於無機材料的情況，可藉由濺鍍法、CVD法、溶膠…疑膠法等進行。此外，於有機材料的情況’可藉由旋轉塗佈法、印刷法、滴下注入法等進行。 h月貝的層厚度爲 0.0 1 μηι〜1 Omm，較理想爲 0.1 μπι 〜1 mm。 -28- 200810595 (25) (3 )彩色濾光片彩色濾光片係藉由從太碭光、室內照明光等的發光裝置的外部入射的光，使螢光轉換介質發出螢光，入射光被反射電極反射而再射出，可防止對比的降低，即可防止發光裝置在發光狀態時與非發光狀態時的亮度比降低。 * 作爲本發明所使用的彩色濾光片，例如只有下述色素或將色素溶解或分散於黏結樹脂中之固體狀態物。 φ 紅色（R )色素：茈系顏料、沈澱顏料、偶氮系顏料〇綠色（G )色素：多鹵素取代酞青系顏料、多鹵素取代銅酞青系顏料、三苯基甲垸系鹼基性染料等。藍色（B)色素：銅酞青系顏料、陰丹士林（ indanthrone )系顏料、靛酚（ind〇phenol )系顏料、花青系顏料等。另一方面’黏結樹脂爲透明（可見光透過率爲5〇%以 φ 上）的材料較理想。例如聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯啶酮、羥基乙基纖維素、羧基甲基纖維素等的透明樹脂（高分子）、作爲適合微影法之感光性樹脂之丙烯酸系、甲基丙烯酸系等具有反應性乙烯基之光硬化型光阻材料。而且，於使用印刷法的情況’選擇使用聚氯乙儲樹脂、三聚氰胺樹脂、酣樹脂等透明樹脂之印刷油墨（媒體）。於彩色濾、光片主要由色素構成的情況，隔著所期望的彩色濾光片圖形的光罩，以真空蒸鍍或濺鍍法成膜，另一 -29- 200810595 (26) 方面由色素與黏結樹脂構成的情況下’一般將螢光色素與上述樹脂以及光阻混合、分散或使其可溶解化’以旋轉塗佈、滾輪塗佈、鑄膜法等方法製膜，以微影法圖形化，得到所期望的彩色濾光片圖形，以印刷等方法圖形化’得到所期望的彩色濾光片圖形。各彩色濾光片的膜厚及透過率如下述較理想。 R :膜厚爲〇·5〜5·0μηι (透過率50%以上/610nm)， G :膜厚爲0.5〜5·0μιη (透過率50%以上/545nm)， B:膜厚爲0·2〜5·0μπι(透過率50%以上/4 6 0nm)。 (4 )基材本發明所使用的基材，係支持彩色顯示裝置的基板， 400nm〜700nm的可見光範圍的光透過率爲50%以上之平滑的基板較理想。具體地例如玻璃板、聚合物板等。作爲玻璃板，特別例如鈉鈣玻璃、含鋇·緦的玻璃、鉛玻璃、 φ 矽酸鋁玻璃、矽酸硼玻璃、矽酸硼鋇玻璃、石英等。此外，作爲聚合物板，例如聚碳酸酯、丙烯酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚硫醚、聚颯等。組合具有上述構成之彩色發光裝置與周邊驅動電路部以及界面電路部，可容易地實現適合民生用TV等的顯示模組。圖8爲使用關於本發明的彩色發光裝置之顯示模組的槪略圖。顯示模組2 0 0係由含有色轉換部3 0的基板（色轉換 -30- 200810595 (27) 基板202 )與集合光源部22、周邊驅動電路部204以及界面電路部2 0 6之基板貼合所構成。光源部2 2，較理想爲有機EL元件，更理想爲發出藍光之單色有機EL元件。此外，使用關於本發明的彩色發光裝置之顯示模組，並不限於該構成。 [實施例] φ 實施例1 (1 )光源部的製作於25mmx75mmxl.lmm的玻璃基板上，以濺鍍法形成 1 3 0 nm的膜厚之IΤ Ο，作爲透明支持基板。然後，該基板在異丙醇中進行5分鐘的超音波洗淨後，吹氮氣進行乾燥，進行UV臭氧洗淨（UV300、SAMCO三墾國際公司製） 1 0分鐘。將該透明支持基板固定於市售的蒸鍍裝置（日本真空 • 技術（股）公司製）的基板支架上，於鉬製電阻加熱坩堝中放入N，N，-雙（3-甲基苯基）-N，N，-二苯基（1，1，-聯苯基）-4,4’-二胺（TPD ) 2 00mg，於其他鉬製電阻加熱坩堝中放入4,4’-雙（2,2’-二苯基乙烯基）聯苯（DPVBi ) 200mg，再於其他鉬製電阻加熱坩堝中放入4,4，-雙（2,4-N，N-二苯基胺基苯基乙烯基）聯苯（DPAVBi) 200mg，將真空槽減壓至lxlO_4Pa爲止。之後’將放入TPD之上述坩堝加熱至215〜220它，以蒸鍍速度〇·1〜0.3 nm/秒蒸鍍於透明支持基板上，製作 -31 - 200810595 (28) 膜厚60nm的電洞注入層。此時，基板的溫度爲室溫。不從真空槽取出，於電洞注入層上，將DPVBi作爲主體材料層合40nm。此時，同時加熱DPAVBi的坩堝，於發光層混合DP A VBi作爲發光摻雜物。此時蒸鍍速度，對主體材料DPVBi的蒸鍍速度2.8〜3.0nm/秒而言，摻雜材料 DPAVBi的蒸鍍速度爲0.1〜0.13/秒。然後，使真空槽回到大氣壓，於新的鉬製電阻加熱坩堝中放入作爲黏著層的 % 材料之8-羥基喹啉·鋁錯合物，再將作爲陰極材料之鋁裝設於鎢製燈絲上，將真空槽減壓至lxl 〇"4Pa爲止。接著，以蒸鍍速度〇.〇1〜〇.〇3nm/秒蒸鍍8-羥基喹啉· 鋁錯合物，形成20nm的黏著層。再蒸鍍厚度150nm的銀，作爲陰極。如此得到有機EL光源。於所得的光源外加7V的電壓，從透明支持基板側以分光放射亮度計測定時，顯現亮度爲230nit、色度（0.1 6,0.30 )的藍綠色發光。發光的波 % 峰波長爲470nm 。 (2 )螢光轉換介質的製作 (Ο螢光微粒子作爲螢光體微粒子，使用表1所示的4種芯·殼型半導體奈米晶體。 -32- 200810595 (29) [表1] 芯材料芯粒徑 (nm) 殻材料發光波峰波長 (nm) NC1 CdSe 5.2 ZnS 615 NC2 CdSe 4.0 ZnS 531 NC3 InP 4.9 ZnS 616 NC4 ZnTe 6.8 ZnS 529 (Π)分散保持螢光體微粒子用之透明介質溶液作爲透明介質，係使用甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯共聚合物（甲基丙烯酸共聚合物比>15〜20% 、

Mw = 20,〇〇〇〜25,000、折射率1.60)，將其溶解於卜甲氧基-2-乙醯氧基丙烷。 (ΠΙ)彩色濾光片的製作於厚度〇 · 7mm的玻璃板上，旋轉塗佈顏料系紅色彩色濾光片材料（CRY-S840B、富士軟片- ARCH公司製），紫外線曝光後，於200 °C下烘烤，得到紅色彩色濾光片（膜厚1·2μπι)基板。而且，同樣地於厚度〇.7mm的玻璃板上，旋轉塗佈顏料系綠色彩色濾光片材料（CG-8510L、富士軟片-ARCH 公司製），紫外線曝光後，於200°C下烘烤，得到綠色彩色濾光片（膜厚1 ·〇μηι )基板。各彩色濾光片的透過率光譜，係使用Shimadzu UV-VIS-NIR光譜儀UV3100S ((股）島津製作所製）進行測 -33- 200810595 (30) 定。結果，紅色彩色濾光片的透過率爲9 1 % ( 61 5nm的値），綠色彩色濾光片的透過率爲88% ( 525nm 的値）。 (IV )螢光轉換基板的製作與評價將發出螢光波長615iim的紅色螢光之NC1微入透明介質溶液，使膜中奈米晶體濃度成爲7.8x1 C φ /升，進行分散處理。將其藉由旋轉塗佈法製膜於板上，於200°C進行30分鐘的乾燥處理，得到厚β 的單一螢光轉換介質的螢光轉換基板。該基板的吸及發光光譜，分別藉由 Shimadzu UV-VIS-NIR UV3100S以及日立螢光光譜儀F450 ((股）日立製）進行測定。使用該測定結果，得到發光波峰 615iim )之螢光轉換介質的吸光度A二0.17、發光的重疊度P = 4.1。 • 以相同條件，藉由旋轉塗佈法，將螢光轉換介於先前製作的紅色彩色濾光片基板的彩色濾光膜 20 〇°C進行30分鐘的乾燥處理，得到層合紅色彩色與螢光轉換介質的螢光轉換基板。螢光轉換介質的 1 0 μιη 〇將該基板，使螢光轉換介質與先前製作的有機源的透明基板相對向，隔著折射率1 . 5 3的聚矽氧合’於有機EL光源部外加電壓，以分光放射亮度時’顯示發光波長 621 nm、螢光轉換效率 0.54、在波長在波長粒子投莫耳玻璃基 ^ 10 μπι 收光譜光譜儀製作所波長（與吸收質成膜上，於濾光片膜厚爲 EL光油而貼計測定色度（ -34- 200810595 (31) 〇 · 6 7，0 · 3 2 )良好的紅色發光。比較例1 於實施例1中除NC1的膜中奈米晶體濃度爲6·3χ1 (Γ3 莫耳/升以外，.與實施例1同樣地進行。發光波峰波長（ 6 15nm )之螢光轉換介質的吸光度Α=1·34、發光與吸收的重疊度Ρ二3 3 . 1。組合光源部之評價的結果，發光波長爲632nm、轉換效率低至0.25、色度也變成（ 0.70,0.30) ，紅色過多。比較例2 於實施例1中除NC1的膜中奈米晶體濃度爲2·0χ10_4 莫耳/升，膜厚爲20 μπι以外，與實施例1同樣地進行。發光波峰波長（615nm)之螢光轉換介質的吸光度 Α=0.08 、發光與吸收的重疊度Ρ = 1 · 8。組合光源部之評價的結果，發光波長爲618nm、轉換效率低至0.27、色度也變成（ 0.64,0.34)，紅色不足。實施例2 於實施例1中除使用綠色發光的螢光微粒子NC2取代 NC1，膜中奈米晶體濃度爲 8.5x10_3莫耳/升，膜厚爲 20μπι以外，與實施例1同樣地進行。發光波峰波長（ 525nm)之螢光轉換介質的吸光度 Α=0·81、發光與吸收的重疊度Ρ= 23.6。組合光源部以及綠色彩色濾光片之評 -35- 200810595 (32) 價的結果，發光波長爲540nm、轉換效率達到1 ·36、也成爲良好的色度（〇·22,〇·72)。比較例3 於實施例2中除NC2的膜中奈米晶體濃度爲1 ·6χ1〇~3 莫耳/升，膜厚爲1 0 μιη以外，與實施例2同樣地進行。發光波峰波長（525nm)之螢光轉換介質的吸光度八二0·0? 0 、發光與吸收的重疊度P二2 · 2。組合光源部以及綠色彩色濾光片之評價的結果，轉換效率低至0.9 6、色度也變成（ 0· 14,0.52 )，綠色不足。實施例3 於實施例1中除使用紅色發光的螢光微粒子N c 3取代 NC1，膜中奈米晶體濃度爲7·0χ1 (Γ4莫耳/升，膜厚舄 2 0 μιη以外，與實施例1同樣地進行。發光波峰波長（ φ 6 16nm )之螢光轉換介質的吸光度0.19、發光與吸收的重疊度Ρ = 5.3。組合光源部以及紅色彩色濾光片之評價的結果，發光波長爲622nm、轉換效率達到0·55、也成舄良好的色度（0.66,0.33)。比較例4 於實施例3中除膜中奈米晶體濃度爲6·3χ1(Τ3莫耳/ 升，膜厚爲20 μιη以外，與實施例3同樣地進行。發光波峰波長（616nm)之螢光轉換介質的吸光度Α = 1.18、髮 -36- 200810595 (33) 光與吸收的重疊度P = 3 3 . 3。組合光源部以及紅色彩色濾光片之評價的結果，發光波長爲6 3 8nm、轉換效率低至 0.28、色度也變成（ 0.70,0.30)，紅色過多。比較例5 於實施例3中除膜中奈米晶體濃度爲3.9xl0_4莫耳/ 升，膜厚爲1 Ομπι以外，與實施例3同樣地進行。發光波 φ 峰波長（616nm )之螢光轉換介質的吸光度Α=0·04、發光與吸收的重疊度Ρ = 1 . 〇。組合光源部以及紅色彩色濾光片之評價的結果，發光波長爲6 1 7nm、轉換效率低至0.24 、色度也變成（〇·61，0·35)，紅色不足。實施例4 於實施例1中除使用綠色發光的螢光微粒子NC4取代 NC1，膜中奈米晶體濃度爲 7.0x1 (Γ4莫耳/升，膜厚爲 φ 20μπι以外，與實施例1同樣地進行。發光波峰波長（ 5 29nm )之螢光轉換介質的吸光度Α= 0·22、發光與吸收的重疊度Ρ二5.5。組合光源部以及綠色彩色濾光片之評價的結果，發光波長爲5 3 7nm、轉換效率達到1.26、也成爲良好的色度（〇 · 1 8，0 · 6 0 )。比較例6 於實施例4中除膜中奈米晶體濃度爲3·0χ1(Τ4莫耳/ 升，膜厚爲20 μιη以外，與實施例4同樣地進行。發光波 -37- 200810595 (34) 峰波長（529nm )之螢光轉換介質的吸光度A=0.09、發光與吸收的重疊度2.4。組合光源部以及綠色彩色濾光片之評價的結果，發光波長爲489nm、轉換效率低至0.94 、色度也變成（〇·1 5,0·52 )，綠色不足。 ^ 以上的實施例以及比較例所製作的螢光轉換介質的各參數、轉換效率及色度表示於表2。

-38- 200810595 (35)

〇τ

色度 CIE-y 0.32 0.30 0.34 0,72 0.52 0.33 0.30 0.35 0.60 0.52 CIE-x 0.67 0.70 0.64 0.22 0.14 0.66 0.70 0.61 0.18 0.15 轉換效率 (-) 0.54 0.25 0.27 1.36 0.96 0.55 0.28 0.24 1.26 0.94 發光波峰波長 (nm) Μ 632 00 to o s 卜 CM l〇 622 00 CO CO iO cn 00 寸重疊度P (0 — 33.1 oq Τ-Ϊ 23.6 <N CO in ! 33.3 〇 to to 寸吸光度 (-) 0.17 1.34 0.08' 謂 0.07 0.19 1 1.18 0.04 1 0.22 0.09 膜厚 (Um) Ο o S o 8 8 o 8 s 奈米晶體濃度 (10·4莫耳/升) 00 CO cO s LO CO CO O CO CF> CO O ο ¢0 殼材料 1 ZnS ZnS ZnS cn ZnS 00 N ZnS ZnS ZnS 芯粒徑 (nm) j CVJ id CM to 〇寸· o — cn σ> ^ : σ> 寸· 00 <6 00 芯材料 CdSe CdSe 1 CdSe CdSe CdSe % Cu JG a. JC ZnTe ZnTe 實施例1 比較例l j 比較例2 實施例2 比較例3 實施例3 比較例4 比較例5 實施例4 比較例6 -39- 200810595 (36) 產業上的利用可能性本發明的螢光轉換介質及使用其之彩色發光裝置，可用於民生用TC、大型顯示器、手機用顯示畫面等的各種顯示裝置的顯示畫面。【圖式簡單說明】圖1爲表示關於本發明的螢光轉換介質的一實施態樣的槪略剖面圖。圖2爲表示CdSe/ZnS芯•殻型螢光微粒子分散於透明樹脂之螢光轉換介質的吸收•發光•激發光譜圖。圖3爲表示CdSe/ZnS芯•殼型螢光微粒子分散於透明樹脂之螢光轉換介質的奈米晶體濃度與螢光強度的關係圖。圖4爲表示CdSe/ZnS芯•殼型螢光微粒子分散於透明樹脂之螢光轉換介質的紅色螢光及綠色螢光的吸光度與螢光轉換效率的關係圖。圖5爲表示CdSe/ZnS芯•殼型螢光微粒子分散於透明樹脂之螢光轉換介質的紅色螢光及綠色螢光的重疊度與螢光轉換效率的關係圖。圖6爲表示關於本發明的彩色發光裝置的一實施態樣的槪略剖面圖。圖7爲表示關於本發明的有機EL元件的一實施態樣的槪略剖面圖。圖8爲使用關於本發明的彩色發光裝置之顯示模組的 -40- 200810595 (37) 槪略圖。【主要元件符號說明】 1 :螢光轉換介質 _ 12 :螢光微粒子 - 1 〇 :透明介質 3 :紅色螢光轉換介質 φ 5 :綠色螢光轉換介質 20 :彩色發光裝置 22 :光源部 24 :透明介質 3 〇 :色轉換部 3 2 :基板 34 :紅色濾光片 3 6 :綠色濾光片 φ 3 8 :藍色濾光片 100 :有機EL元件 102 :基板 104 :光反射性電極 106 :發光介質 1 0 8 :透明電極 200 :顯示模組 202 :色轉換基板 204 :周邊驅動電路部 200810595 (38) 2 0 6 :界面電路部

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Claims

200810595 (1) 十、申請專利範圍 1·一種螢光轉換介質，其特徵爲含有吸收可見光及/或近紫外線後發出可見螢光的無機奈米晶體（nano crystal ) 所成之螢光微粒子、與分散該螢光微粒子的透明介質， ' 螢光強度爲最大時的波長中之吸光度爲0 · 1〜1的範圍。 φ 2.—種螢光轉換介質，其特徵爲含有吸收可見光及/或近紫外線後發出可見螢光的無機奈米晶體（nanocrystal ) 所成之螢光微粒子、與分散該螢光微粒子的透明介質’ 下述式所示的重疊度P爲2·5€Ρ€30之螢光轉換介質； Ρ- S A ( λ ) ·Ι(λ)(1λ (式中，Ι(λ)(單位：nm_1)表不’光波長爲λ (單位 :nm)時，爲使最大値到達1而經規格化的螢光轉換介質之發光強度光譜，A ( λ )(單位：無次元）表示螢光轉 * 換介質之吸光度光譜）。 3 .如申請專利範圍第1項之螢光轉換介質，其中該無機奈米晶體爲半導體奈米晶體。 4.如申請專利範圍第2項之螢光轉換介質，其中該無機奈米晶體爲半導體奈米晶體。 -43- 200810595 (2) 5. 如申請專利範圍第3項之螢光轉換介質，其中於該半導體奈米晶體中所使用的塊材（Bulk Material )於20 °C 下的帶溝（bandgaP)爲〜3.0eV。 6. 如申請專利範圍第4項之螢光轉換介質，其中於該半導體奈米晶體中所使用的塊材（Bulk Material )於20°C 下的帶溝（bandgap)爲1.0〜3.0eV。 7. 如申請專利範圍第3項至第6項中任一項之螢光轉 #介質，其中該半導體奈米晶體爲，將半導體奈米晶體所 # #之核，以半導體材料所成之至少1層以上的殼層包覆者所成。 8 .如申請專利範圍第1項至第6項中任一項之螢光轉換介質，其中該透明介質爲樹脂，該無機奈米晶體之表面爲，欲提高與樹脂的親合性而 _行相溶化處理。 9.一種彩色發光裝置，其特徵爲 ^ 具有使可見光及/或近紫外光發光之光源部、與吸收及/或透過該光源部所發出的光，發出與光源部相異光譜之光的色轉換部，該色轉換部含有如申請專利範圍第1項至第8項中任 /項之螢光轉換介質。 10·如申請專利範圍第9項之彩色發光裝置，其中該色轉換部爲，該螢光轉換介質、與透過該螢光轉換介質所發之螢光 -44- 200810595 (3) 及/或螢光轉換介質所透過之光中所定的波長區域之光，遮斷其他波長區域的光成分之彩色濾光片的層合體。 1 1 .如申請專利範圍第9項之彩色發光裝置，其中該光源部至少含有藍色光下發光，該色轉換部接受該光源部所發之光，發出至少一種以 . 上的紅色、綠色或藍色之光。 12.—種彩色發光裝置，其特徵爲具備 φ 至少含有藍色光下發光之光源部、與接受該光源部所發之光，發出藍色光之藍色轉換部 Λ 與接受該光源部所發之光，發出綠色光之綠色轉換部、與接受該光源部所發之光，發出紅色光之紅色轉換部，該藍色轉換部未含該螢光轉換介質，含有透過該光源 φ 所發之光中的藍色波長區域之光，遮斷其他波長區域的光成分之藍色彩色濾光片，該綠色轉換部及紅色轉換部的至少1部爲，與透過如申請專利範圍第1項至第8項中任一項之螢光轉換介質、 * 及該螢光轉換介質所發之螢光及/或螢光轉換介質所透過之光中的綠或紅色波長區域之光，且遮斷其他波長區域的光成分之彩色濾光片之層合體。如申請專利範圍第11項之彩色發光裝置，其中該綠色螢光轉換介質之下述式所定義的重疊度Ρ爲4SPS -45- 200810595 (4) 30者； P = S A ( λ ) · I ( λ ) d λ (式中，I (又）（單位：ηηΓ1 )表示，光波長爲λ (單位 ·· nm )時，爲使最大値到達1而經規格化的螢光轉換介質之發光強度光譜，Α(λ)(單位：無次元）表示螢光轉換介質之吸光度光譜）。 1 4 ·如申請專利範圍第1 1項之彩色發光裝置’其中該綠色螢光轉換介質之下述式所定義的重疊度Ρ爲2·5$Ρ$ 20者； P = S A ( λ ) · I ( λ ) d λ (式中，I ( λ )(單位：ηηΓ1 )表示，光波長爲λ (單位 :n m )時，爲使最大値到達1而經規格化的螢光轉換介質之發光強度光譜，A(A)(單位：無次元）表示螢光轉換介質之吸光度光譜）。 1 5 ·如申請專利範圍第9項之彩色發光裝置，其中該光源部爲有機電致發光元件。 1 6 ·如申請專利範圍第1 5項之彩色發光裝置，其中該有機電致發光元件爲含有具有光反射性之第一電極、具有光透過性之第二電極、 -46 - 200810595 (5) 與該第一電極與第二電極之間所形成的含有有機發光層的有機發光介質。

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