專利名稱：使用聚合物染料的色轉(zhuǎn)換膜和使用該色轉(zhuǎn)換膜的發(fā)多色光的有機(jī)el裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種色轉(zhuǎn)換膜，該色轉(zhuǎn)換膜可通過(guò)涂布方法制備，使用具有高色轉(zhuǎn)換 效率的聚合物染料形成。本發(fā)明還涉及使用這種色轉(zhuǎn)換膜形成的發(fā)多色光的有機(jī)EL裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，對(duì)于有機(jī)EL元件實(shí)際應(yīng)用的研究非?；钴S。因?yàn)橛袡C(jī)EL元件能夠在低 電壓下實(shí)現(xiàn)高電流密度，所以人們預(yù)期這類元件能實(shí)現(xiàn)高亮度和發(fā)光效率。人們特別期望 具有高清晰度的多色或全色顯示能力的有機(jī)多色EL顯示器的實(shí)際應(yīng)用。獲得具有多色或 全色顯示能力的有機(jī)EL顯示器的方法的一個(gè)例子是使用多個(gè)允許特定波長(zhǎng)的光通過(guò)的濾 色器的方法(濾色器方法)。當(dāng)采用濾色器方法時(shí)，希望使用的有機(jī)EL元件是發(fā)射所謂白 光的元件；即，發(fā)射包括光的三原色(紅色(R)，綠色(G)和藍(lán)色(B))的良好平衡的多色光。已經(jīng)研究了獲得發(fā)多色光的有機(jī)EL元件的方法，包括使用含多種發(fā)光染料的發(fā) 射層并且使多種發(fā)光染料同時(shí)被激發(fā)的方法(參見(jiàn)專利文獻(xiàn)1和幻。在另一種方法中，使 用含主體發(fā)光材料和客體發(fā)光材料的發(fā)射層，主體發(fā)光材料被激發(fā)，并被誘導(dǎo)發(fā)出光，同時(shí) 能量被轉(zhuǎn)移到客體材料，導(dǎo)致客體材料發(fā)光(參見(jiàn)專利文獻(xiàn)3)。但是，上述發(fā)多色光的有機(jī)EL元件要么依賴多種發(fā)光材料的同時(shí)激發(fā)，要么依賴 多種發(fā)光材料之間的能量轉(zhuǎn)移。已有報(bào)導(dǎo)，在這類裝置中，發(fā)光材料之間的發(fā)射強(qiáng)度的平衡 隨著驅(qū)動(dòng)時(shí)間的流逝而變化，或者隨著激勵(lì)電流的變化而變化，這可能導(dǎo)致得到的色調(diào)改變。為得到發(fā)多色光的有機(jī)EL元件而提出的另一種方法是同時(shí)使用發(fā)單色光的有機(jī) EL元件和色轉(zhuǎn)換膜的色轉(zhuǎn)換方法(參見(jiàn)專利文獻(xiàn)4-6)。使用的色轉(zhuǎn)換膜是含一種或多種 色轉(zhuǎn)換物質(zhì)的層，所述色轉(zhuǎn)換物質(zhì)能吸收短波長(zhǎng)光并將其轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)波長(zhǎng)光。專利文獻(xiàn)1 日本專利第四91450號(hào)專利文獻(xiàn)2 日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)第2000-243563號(hào)專利文獻(xiàn)3 美國(guó)專利第5，683，823號(hào)專利文獻(xiàn)4 日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)第2002-75643號(hào)專利文獻(xiàn)5 日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)第2003-217859號(hào)專利文獻(xiàn)6 日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)第2000-230172號(hào)但是，在使用單色轉(zhuǎn)換材料形成色轉(zhuǎn)換膜時(shí)，色轉(zhuǎn)換材料的分子互相聚集；隨著吸 收光的能量反復(fù)在相同的分子之間轉(zhuǎn)移，發(fā)生稱為濃縮猝滅的現(xiàn)象，色轉(zhuǎn)換材料失活，不再 發(fā)光。為了抑制這種現(xiàn)象，將色轉(zhuǎn)換材料溶解或分散在介質(zhì)中以降低濃度，從而抑制色轉(zhuǎn)換 材料分子之間的接觸(參見(jiàn)專利文獻(xiàn)5)。在此，降低色轉(zhuǎn)換材料的濃度的做法會(huì)減小待吸收的光的吸光度，結(jié)果導(dǎo)致無(wú)法 獲得充分的轉(zhuǎn)換光強(qiáng)度。為了解決這一問(wèn)題，制備更厚的色轉(zhuǎn)換膜，提高吸光度，從而維持 有效的色轉(zhuǎn)換。使用這種較厚的色轉(zhuǎn)換膜(膜厚度約10微米)會(huì)帶來(lái)許多問(wèn)題，包括在梯度區(qū)域中發(fā)生電極圖案的斷開(kāi)，難以實(shí)現(xiàn)高清晰度，膜中殘留水分或溶劑(在膜與有機(jī)EL 裝置組合時(shí)，殘留的水分或溶劑會(huì)改變有機(jī)EL層，導(dǎo)致顯示器缺陷)。同時(shí)，從降低視角依 賴性的角度考慮，也非常需要制備較薄的色轉(zhuǎn)換膜。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種色轉(zhuǎn)換膜，該色轉(zhuǎn)換膜能維持充分的轉(zhuǎn)換光 強(qiáng)度而無(wú)需增加膜的厚度。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種能通過(guò)低成本濕法制造的色轉(zhuǎn) 換膜。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種使用這種色轉(zhuǎn)換膜的發(fā)多色光的有機(jī)EL裝置；也就 是說(shuō)，提供一種具有以下性質(zhì)的發(fā)多色光的有機(jī)EL裝置具有極佳的視角依賴性，以及由 于色調(diào)不會(huì)隨著驅(qū)動(dòng)時(shí)間的流逝而變化，也不會(huì)隨著激勵(lì)電流的變化而變化，在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi) 表現(xiàn)出穩(wěn)定的發(fā)射性質(zhì)。下文將描述可用在本發(fā)明的色轉(zhuǎn)換膜中的聚合物染料。該聚合物染料包括第一染 料單元和第二染料單元，它們作為相同分子內(nèi)的組成單元。第一染料單元吸收入射到色轉(zhuǎn) 換膜上的光，并將所吸收的入射光的能量轉(zhuǎn)移到第二染料單元。第二染料單元接受來(lái)自第 一染料單元的能量，并發(fā)光。以構(gòu)成聚合物染料的組成單元的總含量為基準(zhǔn)計(jì)，第一染料單元的含量?jī)?yōu)選至少 為50%，但是不超過(guò)99. 99%。以構(gòu)成聚合物染料的組成單元的總含量為基準(zhǔn)計(jì)，第二染料 單元的含量?jī)?yōu)選至少為0. 01 %，但是不超過(guò)50%。聚合物染料的分子量?jī)?yōu)選至少為1，000, 但是不超過(guò)100,000。本發(fā)明的色轉(zhuǎn)換膜的特征是該膜是通過(guò)涂布上述聚合物染料而形成的。本發(fā)明的 發(fā)多色光的有機(jī)EL裝置由一對(duì)電極、夾在該對(duì)電極之間的有機(jī)EL層、和色轉(zhuǎn)換膜組成，所 述一對(duì)電極中的至少一個(gè)電極是透明電極。所述色轉(zhuǎn)換膜含有上述聚合物染料，并且形成 的膜厚度不超過(guò)2微米。構(gòu)成該發(fā)多色光的有機(jī)EL裝置的色轉(zhuǎn)換膜優(yōu)選通過(guò)涂布方法形成。而且，優(yōu)選色 轉(zhuǎn)換膜和透明電極以相互接觸的方式排列。在本發(fā)明中，通過(guò)在聚合物鏈上引入作為發(fā)射中心的第二染料單元，可有效抑制 由于第二染料單元的聚集引起的濃縮猝滅。這樣，即使色轉(zhuǎn)換膜由單獨(dú)一種材料組成，也可 以在無(wú)需增加膜厚度的情況下保持高色轉(zhuǎn)換效率。而且，通過(guò)選擇能溶于溶劑的聚合物材 料，可以提供能通過(guò)低成本涂布法形成的色轉(zhuǎn)換膜。而且，使用這種色轉(zhuǎn)換膜形成的發(fā)多色 光的有機(jī)EL裝置具有極低的視角依賴性，以及由于色調(diào)不會(huì)隨著驅(qū)動(dòng)時(shí)間的流逝而變化， 也不會(huì)隨著激勵(lì)電流的變化而變化，在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)表現(xiàn)出穩(wěn)定的發(fā)射性質(zhì)。附圖
簡(jiǎn)要說(shuō)明圖IA顯示根據(jù)本發(fā)明發(fā)多色光的有機(jī)EL裝置的一個(gè)實(shí)施方式的構(gòu)造的一個(gè)例子。圖IB顯示根據(jù)本發(fā)明發(fā)多色光的有機(jī)EL裝置的一個(gè)實(shí)施方式的構(gòu)造的一個(gè)例子。圖IC顯示根據(jù)本發(fā)明發(fā)多色光的有機(jī)EL裝置的一個(gè)實(shí)施方式的構(gòu)造的一個(gè)例子。圖ID顯示根據(jù)本發(fā)明發(fā)多色光的有機(jī)EL裝置的一個(gè)實(shí)施方式的構(gòu)造的一個(gè)例子。圖2顯示實(shí)施例1的色轉(zhuǎn)換膜的吸收光譜和光致發(fā)光(PL)光譜。附圖標(biāo)記的說(shuō)明10 透明基材11 基材20 色轉(zhuǎn)換膜30 (a-c) 有機(jī) EL 元件31(￡1和幻透明電極32 有機(jī) EL 層33 反射電極40 反射層本發(fā)明最佳實(shí)施方式依據(jù)本發(fā)明第一方面的色轉(zhuǎn)換膜包括由第一染料單元和第二染料單元組成的聚 合物染料。在此，第一染料單元吸收入射到色轉(zhuǎn)換膜上的光，并將所吸收的入射光的能量轉(zhuǎn) 移到第二染料單元，第二染料單元接受來(lái)自第一染料單元的能量，并發(fā)光。希望聚合物染料 中存在的第一染料單元的量能充分吸收入射光，以構(gòu)成聚合物染料的組成單元的總含量為 基準(zhǔn)計(jì)，第一染料單元的含量?jī)?yōu)選為50-99.99%。以構(gòu)成聚合物染料的組成單元的總含量 為基準(zhǔn)計(jì)，優(yōu)選第二染料單元的含量等于或小于50%，優(yōu)選為0. 01-5%。該實(shí)施方式中的色轉(zhuǎn)換膜的厚度不超過(guò)2微米，并且是使用包括涂布上述聚合物 染料的方法形成的。當(dāng)單獨(dú)制造時(shí)，可通過(guò)以獨(dú)立的膜的形式涂布聚合物染料溶液來(lái)制造本發(fā)明該方 面的色轉(zhuǎn)換膜?；蛘撸缦挛膶⒚枋龅?，可在合適的基材上涂布聚合物染料溶液和其它組分 來(lái)形成色轉(zhuǎn)換層?？捎米魍该骰牡牟牧习úＡШ途酆衔锊牧?，后者的例子包括纖維素酯，例如 二乙酰基纖維素、三乙?；w維素(TAC)、丙?；w維素、丁?；w維素、乙酰基丙?；w維 素和硝基纖維素；聚酰胺；聚碳酸酯；聚酯，例如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二 醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚-1，4-環(huán)己烷二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯、聚亞乙基-1，2-二 苯氧基乙烷-4，4’_ 二羧酸酯和聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯；聚苯乙烯；聚烯烴，例如聚乙烯、聚 丙烯和聚甲基戊烯；丙烯酸類樹(shù)脂，例如聚甲基丙烯酸甲酯；聚碳酸酯；聚砜；聚醚砜；聚醚 酮；聚醚酰亞胺；聚氧乙烯；和降冰片烯樹(shù)脂。當(dāng)使用聚合物材料時(shí)，透明基材可以是剛性 或撓性的。透明基材對(duì)可見(jiàn)光的透光率優(yōu)選至少為80%，更優(yōu)選至少為86%。用在該實(shí)施方式的色轉(zhuǎn)換膜中的聚合物染料同時(shí)包括第一染料單元和第二染料 單元，它們作為同一分子內(nèi)的組成單元。第一染料單元是吸收入射到色轉(zhuǎn)換膜上的光的單 元，并將所吸收的入射光的能量轉(zhuǎn)移到第二染料單元，所述入射到色轉(zhuǎn)換膜上的光優(yōu)選是 由有機(jī)EL元件發(fā)射的藍(lán)色到藍(lán)綠色的光。因此，希望第一染料單元的吸收光譜與有機(jī)EL元 件的發(fā)射光譜重疊，甚至更理想的是第一染料單元的吸收峰值與有機(jī)EL元件的發(fā)射光譜 峰值重疊(一致)。而且，希望第一染料單元的發(fā)射光譜與第二染料單元的吸收光譜重疊， 甚至更理想的是第一染料的發(fā)射光譜峰值與第二染料的吸收峰值重疊(一致)。適合用作本發(fā)明的第一染料單元的單元可以是π-共軛單元或σ-共軛單元?？墒褂玫摩?共軛單元的例子包括對(duì)亞苯基亞乙烯基單元，例如(1，4_亞苯基)亞乙烯基 (PPV), (2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1，4_亞苯基)亞乙烯基(MEH-PPV)、(2，5-二烷氧 基-1，4-亞苯基)亞乙烯基(RO-PPV)、氰基取代的(1，4-亞苯基)亞乙烯基(CN-PPV)和 2-二甲基辛基甲硅烷基-1，4-亞苯基亞乙烯基(DMOS-PPV)；萘亞乙烯基單元，例如1，4-萘 亞乙烯基(PNV)；對(duì)亞苯基單元，例如1，4-亞苯基和2，5-二烷氧基-1，4-亞苯基(RO-PPP)； 芴單元；噻吩單元，例如3-環(huán)己基噻吩(PCHT)、3_環(huán)己基-4-甲基噻吩(PCHMT)和3-烷 基噻吩(PAT)；乙炔單元，例如1，2-二苯基乙炔(PDPA)、l-n-烷基-2-苯基乙炔(PAPA)和 2-苯基乙炔(PPA)。由這些單元得到的聚合物的縮寫如上文括號(hào)中所示。可使用的σ-共 軛單元包括噻咯(silole)單元。另外，可使用這些材料中的多種的共聚物來(lái)實(shí)現(xiàn)光譜調(diào)節(jié)和改善耐熱性等目的。 以構(gòu)成聚合物染料的組成單元的總含量為基準(zhǔn)計(jì)，希望第一染料單元的含量為50-99. 9%0 在此濃度范圍內(nèi)，第一染料單元能充分吸收入射到色轉(zhuǎn)換膜上的光，并將所吸收的入射光 的能量轉(zhuǎn)移到第二染料單元。第二染料單元是接受從第一染料單元轉(zhuǎn)移的能量并發(fā)光的單元。在此，如上所 述，希望第一染料單元的發(fā)射光譜與第二染料單元的吸收光譜重疊，更理想的是第一染料 的發(fā)射光譜峰值與第二染料單元的吸收峰值重疊(一致)。因此，第二染料單元發(fā)射的光 的波長(zhǎng)比第一染料單元吸收的光的波長(zhǎng)更長(zhǎng)。在本發(fā)明中，適合用作第二染料單元的染料 的例子包括二萘嵌苯染料單元；花青染料單元，例如4- 二氰基亞甲基-2-甲基-6-(對(duì)二 甲基氨基苯乙烯基)-4Η-吡喃(DCM-1 ；下文所示通式(I)的化合物)，DCM-2(下文所示通 式(II)的化合物)和DCJTB (下文所示通式(III)的化合物)；4，4_ 二氟-1，3，5，7-四苯 基-4-硼_3a，二氮雜-S-二環(huán)戊二烯并苯(indacene)(下文所示通式(IV)的化合物)， Lumogen F Red和尼羅紅(Nile Red)(下文所示通式(V)的化合物)?；蛘撸墒褂霉緡嵢?料單元，如若丹明(Miodamine)B和若丹明6G，或者吡啶染料，如吡啶1。
權(quán)利要求
1. 一種包含聚合物染料的色轉(zhuǎn)換膜，其中所述聚合物染料由第一染料單元和第二染料單元組成，第一染料單元吸收入射到所述色轉(zhuǎn)換膜上的光，并將所吸收的入射光的能量轉(zhuǎn)移到第 二染料單元，以及所述第二染料單元接受來(lái)自所述第一染料單元的能量，并發(fā)光。
2.如權(quán)利要求1所述的色轉(zhuǎn)換膜，其特征在于，以構(gòu)成聚合物染料的組成單元的總含 量為基準(zhǔn)計(jì)，所述第一染料單元的含量至少為50 %，但是不超過(guò)99. 99 %。
3.如權(quán)利要求1所述的色轉(zhuǎn)換膜，其特征在于，以構(gòu)成聚合物染料的組成單元的總含 量為基準(zhǔn)計(jì)，所述第二染料單元的含量至少為0. 01 %，但是不超過(guò)50 %。
4.如權(quán)利要求1所述的色轉(zhuǎn)換膜，其特征在于，所述聚合物染料的重均分子量至少為 1，000，但是不超過(guò)100，000。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的色轉(zhuǎn)換膜，其特征在于，所述膜通過(guò)涂布方法形成。
6.一種發(fā)多色光的有機(jī)EL裝置，該裝置包括一對(duì)電極，其中至少一個(gè)電極是透明電極；夾在所述一對(duì)電極之間的有機(jī)EL層；和如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的色轉(zhuǎn)換膜，其中，所述色轉(zhuǎn)換膜的厚度不超過(guò)2微米。
7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)多色光的有機(jī)EL裝置，其特征在于，所述色轉(zhuǎn)換膜通過(guò)涂布 方法形成。
8.如權(quán)利要求6所述的發(fā)多色光的有機(jī)EL裝置，其特征在于，所述色轉(zhuǎn)換膜和所述透 明電極以相互接觸的方式排列。
全文摘要
本發(fā)明提供一種色轉(zhuǎn)換膜，該色轉(zhuǎn)換膜能保持充分的轉(zhuǎn)換光強(qiáng)度而無(wú)需增加其厚度，本發(fā)明還提供一種使用該色轉(zhuǎn)換膜的發(fā)多色光的有機(jī)EL裝置。本發(fā)明的色轉(zhuǎn)換膜包括由第一染料單元和第二染料單元組成的聚合物染料。第一染料單元吸收入射到色轉(zhuǎn)換膜上的光，并將吸收的入射光的能量轉(zhuǎn)移到第二染料單元上。第二染料單元吸收來(lái)自第一染料單元的能量，并發(fā)光。
文檔編號(hào)H05B33/12GK102067729SQ20098012299
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2009年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月28日
發(fā)明者李崇, 永井優(yōu) 申請(qǐng)人:富士電機(jī)控股株式會(huì)社