JP2000230172A - 蛍光部材及びそれを用いた発光素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 青色光を高効率で赤色光に変換する蛍光部材
を提供することを課題とする。 【解決手段】 吸収極大波長が３５０〜５００ｎｍ、発
光極大波長が５３０〜５９５ｎｍの範囲にある第一の蛍
光色素と、吸収極大波長が５３０〜５９５ｎｍ、発光極
大波長が５８５〜８００ｎｍの範囲にある第二の蛍光色
素とを、少なくとも１つずつ含むことを特徴とする蛍光
部材により上記課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光部材及びそれ
を用いた発光素子に関する。更に詳しくは、本発明は、
光を吸収して異なる波長特性の光を発光する蛍光部材及
び、この蛍光部材と、エレクトロルミネッセンス素子や
発光ダイオード等の発光部材とを組み合わせることで発
光部材の発光波長特性とは異なる光を放出しうる発光素
子に関する。

【０００２】

【従来の技術】蛍光材料は光により、より高いエネルギ
ー状態に励起され、光としてエネルギーを放出すること
で元のエネルギー状態に戻る。このいわゆるフォトルミ
ネッセンス（ＰＬ）現象では、一般的に、発光波長特性
は、励起光の波長特性より長波長化することが知られて
いる。このようなＰＬ現象による光の長波長変換の利用
事例は多く報告されている。例えば、エレクトロルミネ
ッセンス（ＥＬ）素子や発光ダイオード（ＬＥＤ）の発
光色を変換する技術が、特公昭６３−１８３１９号公
報、特開平３−１５２８９７号公報、特開平９−７３８
０７号公報等に記載されている。ＥＬ素子やＬＥＤの場
合、発光材料の選択や素子構造の設計等により発光波長
特性をある程度調整することはできる。しかし、これら
の方法だけで青緑赤の三原色表示や白色表示等の要求を
満たすことは難しい。そのため、ＰＬ現象により、すな
わち、青色発光する発光部材と緑色や赤色の成分を有す
る光を発光する蛍光材料を組み合わせることにより青緑
赤の三原色表示や白色表示を実現しようと試みられてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】蛍光部材の発光スペク
トル特性は、主に蛍光部材中の蛍光材料そのものに大き
く依存する。また、その発光強度は励起光波長や強度に
も依存するが、この依存性も蛍光材料の励起光に対する
感度特性に由来し、蛍光材料の吸収スペクトル特性と密
接な関係がある。従って、蛍光部材の励起−発光特性、
すなわち、波長変換特性は蛍光部材中の蛍光材料に大き
く依存しており、特定の波長変換特性を得るためにはそ
れに適した蛍光材料の選択が不可欠である。例えば、青
色光から緑色光への変換に適した蛍光材料は容易に入手
できる。例えば、特開平３−１５２８９７号公報によれ
ば、クマリン系の色素を用いて比較的容易に高効率の変
換が可能であることが記載されている。これに対し青色
光から赤色光への変換は、一般的な蛍光材料にとって波
長のシフトが大きいので、高効率の変換が難しかった。

【０００４】青色光から赤色光への変換効率を高める試
みとして、特開平３−１５２８９７号公報には、蛍光材
料を分散した膜の厚さを数百μｍと厚くすることで高効
率の変換が可能であると報告されている。しかしながら
このような方法では形状やコスト等のデバイス設計上の
制約が大きくなり、あまり好ましくない。

【０００５】また、特開平８−２８６０３３号公報及び
特開平９−２１３４７８号公報には、青色光を吸収して
緑色発光する蛍光材料と青色光及び緑色光を吸収して赤
色発光する蛍光材料を含む蛍光部材によって青色光を赤
色光又は白色光に変換する技術が記載されている。この
方法では緑色発光する蛍光材料が青色光を吸収し、その
励起エネルギーの一部は緑色光として、一部はエネルギ
ー移動の形態で、赤色発光する蛍光材料に移動吸収され
赤色光が放出される。しかしながらこの方法では赤色成
分の発光とともにある程度の緑色成分の発光も伴うた
め、青色光から赤色光に変換する場合、得られる赤色光
の色純度が低下する原因となる。

【０００６】このように蛍光材料を用いて青色光を赤色
光に高効率で変換する技術は未だ十分なものではない。
本発明は、青色光を高効率で赤色光に変換する蛍光部材
と、それを用いて赤色光や白色光等の赤色成分を含む発
光色の発光素子を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、吸収極
大波長が３５０〜５００ｎｍ、発光極大波長が５３０〜
５９５ｎｍの範囲にある第一の蛍光色素と、吸収極大波
長が５３０〜５９５ｎｍ、発光極大波長が５８５〜８０
０ｎｍの範囲にある第二の蛍光色素とを、少なくとも１
つずつ含むことを特徴とする蛍光部材が提供される。

【０００８】更に、本発明によれば、上記蛍光部材と、
少なくとも３５０〜５００ｎｍの波長域の一部又は全部
を波長成分として含む光を発光する発光部材とを含むこ
とを特徴とする発光素子が提供される。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の蛍光部材において第一の
蛍光色素と第二の蛍光色素はそれぞれ励起光の吸収と蛍
光発光の役割を分担していると考えられる。すなわち、
青色周辺波長を主成分とする光を励起光として赤色周辺
波長を主成分とする発光を得ようとする場合、第二の蛍
光色素単独ではこの波長域の励起光に対する感度が低い
ため十分な発光強度は得られない。しかし、この励起波
長域に吸収を持つ第一の蛍光色素の存在下では、（１）
励起光が第一の蛍光色素を励起し、そのエネルギーの一
部が第一の蛍光色素から光として放出、その一部が第二
の蛍光色素を励起する、（２）励起光が第一の蛍光色素
を励起し、そのエネルギーの一部がエネルギーのまま第
二の蛍光色素に移動、第二の蛍光色素を励起する、とい
う２通りの経路で、第一の蛍光色素が励起光の吸収によ
り得たエネルギーで第二の蛍光色素を励起する、すなわ
ち、第一の蛍光色素が第二の蛍光色素の増感剤として作
用し第二の蛍光色素が発光すると考えられる。このよう
な本発明の蛍光部材における蛍光色素の混合による増感
効果は、前述の特開平９−２１３４７８号公報の青色光
を吸収して緑色発光する蛍光材料と青色光及び緑色光を
吸収して赤色発光する蛍光材料を含む蛍光部材の場合で
も同じ原理を利用している。

【００１０】しかしながら、本発明者らは検討の結果、
第一の蛍光色素と第二の蛍光色素が、所定の範囲の吸収
極大波長及び発光極大波長を有する場合、第二の蛍光色
素の発光が高効率化するとともに、第一の蛍光色素の発
光が抑制されることを見いだした。

【００１１】これは、次の理由によるものと考えられ
る。即ち、第一の蛍光色素から第二の蛍光色素へのエネ
ルギーの受け渡しは、第一の蛍光色素の発光を経る移動
よりもエネルギーの直接移動の方が効率がよい。次に、
上記所定の範囲の吸収極大波長及び発光極大波長を有す
る第一の蛍光色素と第二の蛍光色素を使用した場合、発
光を経る移動より、エネルギーの直接移動の割合が大き
くなる。その結果、第二の蛍光色素の発光効率が高くな
るためであると考えられる。

【００１２】ここで、特開平９−２１３４７８号公報に
記載の構成の場合、二つの蛍光材料の吸収及び発光波長
特性の差が本発明に比べて大きいため、緑色発光する蛍
光材料からの発光がある程度伴って色純度が低くなる。
更に、青色光に対する発光した赤色光の効率も高くはな
らない。これに対して、本発明の構成であれば、例え
ば、色素濃度を調整することにより、第一の蛍光色素か
らの発光を十分小さくすることが可能で、励起光に対す
る第二の蛍光色素の発光効率を高くすることが可能であ
る。

【００１３】更に、特開平９−２１３４７８号公報で
は、吸収色と発光色を青、緑、赤色に限定している。し
かし、例えば、蛍光材料として有機化合物を用いる場
合、半値幅の広い波長特性となりやすいため、白っぽく
発光したり、中間色を発光する。従って、純粋に緑色や
赤色に発光する蛍光材料は少ないので、選択できる蛍光
材料は限られる。これに対して、本発明の蛍光部材は、
所定の範囲の発光又は吸収の極大波長を有していればど
のような蛍光色素も使用できるので、使用できる蛍光色
素の選択肢が非常に多い。

【００１４】以下に本発明の蛍光部材を詳しく説明す
る。本発明の蛍光部材は吸収極大波長が３５０〜５００
ｎｍ（近紫外〜青緑色）の範囲にあり、発光極大波長が
５３０〜５９５ｎｍ（黄緑色〜橙色）の範囲にある第一
の蛍光色素と、吸収極大波長が５３０〜５９５ｎｍ（黄
緑色〜橙色）の範囲にあり、発光極大波長が５８５〜８
００ｎｍ（橙色〜近赤外）の範囲にある第二の蛍光色素
を、それぞれ少なくとも１つずつ含めばどのような形態
であってもよい。ここで、各波長範囲の後ろの括弧内に
記載した色名はそれぞれの波長の単色光の色名である。
また、これらの波長範囲はあくまで吸収や発光の極大波
長の範囲であり、吸収色や発光色はどのような色でもよ
い。

【００１５】第一の蛍光色素と第二の蛍光色素は、発光
極大波長の差が６０ｎｍ以下の蛍光色素から選択するこ
とが望ましい。また、第一の蛍光色素の発光極大波長と
第二の蛍光色素の吸収極大波長は、その値が近いほど発
光を経ないエネルギー移動が起こりやすいため、できる
だけ両波長の差が小さいことが好ましい。具体的には、
その差は３０ｎｍ以下であることが望ましい。

【００１６】第一の蛍光色素としては、吸収極大波長が
３５０〜５００ｎｍの範囲にあり、発光極大波長が５３
０〜５９５ｎｍの範囲にあれば、有機／無機を問わずど
んな蛍光色素でも使用することができるが、第一の蛍光
色素と第二の蛍光色素の発光極大波長の差が小さく、か
つ、励起光の波長特性と第二の蛍光色素の発光波長特性
の波長シフトを大きくするためには、第一の蛍光色素は
その吸収と発光の波長シフトが大きな材料であることが
好ましい。この条件を満たす第一の蛍光色素としては、
通常ＤＣＭと略される２−〔２−〔４−（Ｎ，Ｎ−ジメ
チルアミノ）フェニル〕エテニル〕−４−ジシアノメチ
レン−６−メチル−４Ｈ−ピランや、特開平８−１００
１７３号公報に記載のＤＣＭ誘導体が挙げられ、これら
ＤＣＭ及びその誘導体は吸収極大波長と発光極大波長の
シフト幅が大きいため特に好ましい。なお、特開平８−
１００１７３号公報に記載のＤＣＭ誘導体は、下記一般
式（Ｉ）

【００１７】

【化１】

【００１８】（式中、Ａｒ¹ 及びＡｒ² はアリール基、
Ｒ¹ 〜Ｒ⁵ は水素原子又は炭素数１〜３のアルキル基、
Ｒ⁶ は炭素数１〜３のアルキル基）で表され、具体的に
は、

【００１９】

【化２】

【００２０】が挙げられる。

【００２１】また、第二の蛍光色素としては、吸収極大
波長が５３０〜５９５ｎｍの範囲にあり、発光極大波長
が５８５〜８００ｎｍの範囲にあれば有機／無機を問わ
ずどんな蛍光色素でもよい。特に発光波長が赤色周辺波
長の有機蛍光色素は、共役二重結合長が一般に長いため
光安定性が低い化合物やイオン性の構造のため有機溶剤
系での取り扱いが難しい化合物が多い。しかしながら、
Ｌｕｍｏｇｅｎ ＦＲｅｄ ３００（ＢＡＳＦ社製）の
ようなペリレン系蛍光色素は、光安定性や有機溶剤への
溶解性等も良好で、第二の蛍光色素として特に好適であ
る。

【００２２】また、第一の蛍光色素としてのＤＣＭと第
二の蛍光色素としてのＬｕｍｏｇｅｎ Ｆ Ｒｅｄ ３
００の組み合わせは、特に好適である。その理由は、両
色素間のエネルギー移動が良好であり、また、Ｌｕｍｏ
ｇｅｎ Ｆ Ｒｅｄ ３００の光安定性が良好であるた
め、それに伴ってＤＣＭの光安定性も著しく向上するか
らである。

【００２３】また、本発明の蛍光部材は、例えば、蒸着
膜のような第一の蛍光色素と第二の蛍光色素のみから構
成される形態でもよい。また、一般に蛍光色素は濃度が
ある程度高くなると、吸収した励起エネルギーを同種の
色素間で移動を繰り返すうち発光することなく失活す
る、濃度消光と呼ばれる現象がおこる。そのため、蛍光
部材は、何らかの媒体中に溶解又は分散の形態で蛍光色
素が担持されていることが望ましい。ここで、溶解とは
蛍光色素が媒体中に分子単位でバラバラに散らばってい
る状態、分散とは蛍光色素が媒体中に複数分子の集合単
位で散らばっている状態を意味する。このように蛍光色
素が媒体中に溶解又は分散の形態で担持されている蛍光
部材は、それぞれの蛍光色素の濃度を互いに調整するこ
とが可能であるため、第二の蛍光色素からの発光が強く
なるよう調整したり、かつ、その強度に対する第一の蛍
光色素からの発光強度を調整することも容易であり好ま
しい。

【００２４】媒体としては、蛍光部材の使用形態に合わ
せて成型しやすいものが好ましい。具体的には、高分子
化合物や無機化合物の焼結体等の固体や、容器に封入し
ての使用を目的とした水、アルコールその他有機溶剤等
の液体から選択できる。中でも、ポリメチルメタクリレ
ート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ塩
化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（Ｐ
ＥＴ）等の高分子材料は成型加工性に優れているので特
に好ましい。

【００２５】また、本発明の蛍光部材は、少なくとも３
５０〜５００ｎｍの波長域の一部又は全部を波長成分と
して含む励起光の吸収により、５８５〜８００ｎｍの波
長域の一部又は全部を波長成分として含む光を発光する
蛍光部材であればよい。従って、光学路長や構造等を適
宜選択することにより、励起光又はその吸収残りや第一
の蛍光色素の発光を取り出せる蛍光部材であっても、取
り出せない蛍光部材であってもよい。次に、本発明の蛍
光部材を用いた発光素子を詳しく説明する。

【００２６】本発明の発光素子は、３５０〜５００ｎｍ
の波長域の一部又は全部を波長成分として含む光を発光
する発光部材と、上述した本発明の蛍光部材とを組み合
わせたものであればどのような形態であってもよい。発
光部材としては、上記波長域の光を発するものであれば
どんなものでもよい。特に、電界や電流等の電気エネル
ギーにより発光制御される発光部材が好ましく、中で
も、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子、ＬＥＤ等が好適であ
る。

【００２７】蛍光部材は、発光部材の発光部位に近いほ
ど、励起光の損失が少なくなるため好ましい。発光部材
が有機又は無機ＥＬ素子の場合、蛍光部材は例えばフィ
ルム状の形態で、ＥＬ素子の光取り出し側基板の外側
面、基板の内側面と電極層の間、あるいは、電極間等Ｅ
Ｌ素子の発光部位から光の取り出し方向の任意の場所に
配設することができる。ＥＬ素子の発光の制御が可能な
単位発光領域のサイズが光取り出し側基板の厚さに比べ
十分な大きさを持たない場合、例えば、発光部材として
のＥＬ素子が精細なマトリクス構造を有し、かつ、蛍光
部材もそれに対応して精細なパタンで形成されるような
場合には、蛍光部材を光取り出し側基板の内側面と電極
層の間に形成することが望ましい。これは、光取り出し
基板の外側に蛍光部材を形成すると見る方向によって基
板内側と外側、すなわち、発光部材と蛍光部材の相対位
置にずれが生じるためである。これに対し、視角による
発光部材と蛍光部材の相対位置のずれが問題とならない
ような場合、すなわち、ＥＬ素子の発光の制御が可能な
単位発光領域のサイズが光取り出し側基板の厚さに比べ
十分に大きい場合などでは、蛍光部材を光り取り出し側
基板の外側面に形成したり、あるいは、光取り出し側基
板そのものを蛍光部材で形成することも可能である。特
に、光取り出し側基板の外側面への形成はＥＬ素子内部
に影響を与えないため、蛍光部材のフィルム厚さや構成
材料の選択等の設計上の自由度が高く好適である。ま
た、発光部材がＬＥＤの場合には、発光チップを直接覆
うように形成したり、モールド樹脂そのものを蛍光部材
で形成したり、あるいは、モールド樹脂の外側表面に蛍
光部材をフィルム状に形成する等が可能である。

【００２８】また、発光部材と蛍光部材は直接接触して
いる必要はなく、蛍光部材を発光素子の発光面形状に形
成し、その全面を照光可能な態様で発光部材を配設すれ
ばよい。その際、発光部材による照光が、蛍光部材の面
上で略均一な明るさとなるよう、発光部材と蛍光部材の
間に光拡散機能を持つフィルム等の機能性部材を配設し
てもよい。また、ＬＥＤ等を光源とする導光板型面発光
部材の導光板光入射面、光出射面、散乱面に蛍光部材を
フィルム状に形成したり、導光板そのものを蛍光部材で
形成することも可能である。

【００２９】上記のように発光部材と蛍光部材とを組み
合わせることで、発光部材そのもので発光色の調整が困
難な場合でも発光色を容易に調整することができる。更
に、製造コストの観点から発光部材の発光色数を多数用
意することが困難な場合でも、所望の数の発光色を得る
ことができる。ここで蛍光部材を介して放出される光に
ついて説明する。

【００３０】発光部材が蛍光部材の光取り出し方向に対
して背面に配設されたり、蛍光部材中や表面等での散乱
や反射等が起こる場合、発光部材からの発光の一部を蛍
光部材を介して放出することができる。ただし、このと
き放出される光は、蛍光部材中の色素や媒体によって特
定の波長成分がある割合で吸収された残りであるため、
ほとんどの場合、発光部材から放出される光と同じ色で
はない。また、逆に蛍光色素の濃度や光学路長の調整等
によって発光部材からの発光のほとんどを蛍光部材で吸
収して放出されないようにすることも可能である。更
に、発光部材と蛍光部材の位置関係等発光素子の構造を
工夫することにより発光部材の発光を蛍光部材を介して
放出されないようにすることも可能である。

【００３１】また、蛍光部材から放出される第一及び第
二の蛍光色素からの発光は、それぞれの蛍光色素の濃度
や蛍光部材の光学路長等により発光強度を調整すること
が可能である。特に、第一の蛍光色素からの発光を、ほ
とんど放出されないように調整することも可能である。
第二の蛍光色素からの発光は多くの場合、第一の蛍光色
素で吸収されずに蛍光部材から放出される。しかしなが
ら、蛍光部材の光学路長が長くなったり、色素の濃度が
高くなると自己吸収と呼ばれる現象がおこり、第二の蛍
光色素自身により発光成分のうち短波長側が吸収され、
残りの光が放出される。また、第一の蛍光色素からの発
光は、主に第二の蛍光色素により吸収されたり、第一の
蛍光色素自身により自己吸収され、その残りの成分が蛍
光部材より放出される。

【００３２】蛍光部材を介して放出されるこれらの光成
分は、その各々の強度がある程度調整可能であるため、
例えば、ほとんど第二の蛍光色素からの発光のみとする
ことで赤色の発光素子とすることができる。更に、青色
及び緑色領域の成分を含む励起光を用いて、各成分を混
色させ白色の発光素子とすることも可能である。特に発
光部材が青色有機ＥＬ素子や青色ＬＥＤ等の場合は、そ
の特性上発光成分としてある程度の緑色領域のスペクト
ルを含んでいる。この場合、蛍光部材を主に青色領域及
び黄色領域にのみ吸収があり赤色を発光する部材から選
べば、発光部材からの発光のうち緑成分はほとんど蛍光
部材によって吸収されずに蛍光部材を介して放出され
る。この緑成分と、青色成分の吸収残り及び蛍光部材か
らの赤色成分とを混合することで、三原色を成分とする
白色光を発光する発光素子を得ることができる。このと
き、発光部材の発光の緑色成分があまり吸収されずにほ
ぼそのまま蛍光部材を介して放出されるため、発光部材
の発光輝度に対する蛍光部材を介して放出される光の輝
度の割合、すなわち蛍光部材の輝度変換率は高くなりう
る。この理由は、可視光のうち緑色領域は、人間の視感
度特性上、最も感度が高いため輝度に大きく貢献するの
に対し、青色や赤色の成分は輝度への貢献が小さいため
である。

【００３３】また、発光部材から放出される光の割合を
増加させたい場合、発光の制御が可能な単位発光領域の
一部に任意の割合で、蛍光部材を介さずに発光部材から
直接光を放出できる部分を設ければよい。このようにす
ることで、蛍光部材の発光と発光部材の発光を任意の割
合で混合して、単位発光領域全体の色度を調整すること
もでき、例えばこれにより白色の発光素子を得ることが
可能である。次に、実施例により本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定
されるものではない。

【００３４】

【実施例】〔蛍光部材の実施例及び比較例〕 （実施例１）ＰＭＭＡ（分子量約３８０００、ＡＣＲＯ
Ｓ社製）とＤＣＭ及びＬｕｍｏｇｅｎ Ｆ Ｒｅｄ ３
００をエチレングリコールモノエチルエーテルに溶解
し、ガラス基板上にスピンコート法により塗布・焼成し
て、ＤＣＭ及びＬｕｍｏｇｅｎＦ Ｒｅｄ ３００をそ
れぞれ０．３重量％含有する膜厚１０μｍのＰＭＭＡ膜
からなる蛍光部材１を作成した。

【００３５】この蛍光部材１の法線方向から励起光とし
て青色ＬＥＤ（日亜化学工業社製）で青色光を照射し、
法線に対し４５°の角度に放出される蛍光部材１のＰＬ
スペクトルを大塚電子社製瞬間マルチ測光システムＭＣ
ＰＤ−２０００を用いて測定した。６０８ｎｍにＬｕｍ
ｏｇｅｎ Ｆ Ｒｅｄ ３００の発光による発光極大を
持つ、色度がｘ＝０．６４、ｙ＝０．３６の赤色光が観
測された。結果を図１に示す。また、使用した青色ＬＥ
Ｄの発光スペクトルを図２に示す。

【００３６】（比較例１）ＤＣＭの代わりにクマリン７
を用いたこと以外は実施例１と同様にして、蛍光部材２
を作成した。また、実施例１と同様にして青色光で励起
した蛍光部材２のＰＬスペクトルを測定した。６０３ｎ
ｍにＬｕｍｏｇｅｎ Ｆ Ｒｅｄ ３００の発光による
第一の発光極大を、４９０ｎｍにクマリン７の発光によ
る第二の発光極大を持つ、色度がｘ＝０．５３、ｙ＝
０．４０の橙色光が観測された。結果を図３に示す。

【００３７】（比較例２）Ｌｕｍｏｇｅｎ Ｆ Ｒｅｄ
３００を用いなかったこと以外は実施例１と同様にし
て、蛍光部材３を作成した。また、実施例１と同様にし
て青色光で励起した蛍光部材３のＰＬスペクトルを測定
した。５６４ｎｍに発光極大を持つ、色度がｘ＝０．４
８、ｙ＝０．５１の黄色光が観測された。結果を図４に
示す。また、この蛍光部材３の吸収スペクトルを日立製
作所社製Ｕ−３４１０形自記分光光度計を用いて測定し
た。吸収極大波長は４６１ｎｍであった。結果を図５に
示す。

【００３８】（比較例３）ＤＣＭの代わりにＬｕｍｏｇ
ｅｎ Ｆ Ｒｅｄ ３００を用いたこと以外は比較例２
と同様にして、蛍光部材４を作成した。また、実施例１
と同様にして青色光で励起した蛍光部材４のＰＬスペク
トルを測定した。６０２ｎｍに発光極大を持つ、色度が
ｘ＝０．６１、ｙ＝０．３６の赤色光が観測された。結
果を図６に示す。また、比較例２と同様にして蛍光部材
４の吸収スペクトルを測定したところ、吸収極大波長は
５７３ｎｍであった。結果を図７に示す。

【００３９】（比較例４）ＤＣＭの代わりにクマリン７
を用いたこと以外は比較例２と同様にして、蛍光部材５
を作成した。また、実施例１と同様にして青色光で励起
した蛍光部材５のＰＬスペクトルを測定した。４９０ｎ
ｍに発光極大を持つ、色度がｘ＝０．１９、ｙ＝０．５
１の緑色光が観測された。結果を図８に示す。また、比
較例２と同様にして蛍光部材５の吸収スペクトルを測定
したところ、吸収極大波長は４３５ｎｍであった。結果
を図９に示す。以上の実施例１及び比較例１〜４におけ
る蛍光部材１〜５のＰＬ発光の輝度相対値は順に、５１
５、４６０、５２１、１００、７０５であり、赤色光は
視感度が低いにもかかわらず、実施例１における蛍光部
材１は十分に高い輝度を示した。

【００４０】また、蛍光部材１のＬｕｍｏｇｅｎ Ｆ
Ｒｅｄ ３００の発光に由来する発光極大強度は、Ｌｕ
ｍｏｇｅｎ Ｆ Ｒｅｄ ３００を単独で含有する蛍光
部材４の発光極大強度の約５．９倍となった。更に、こ
の発光極大強度は蛍光部材５のクマリン７の緑色発光の
極大強度の約１．２倍であった。この結果は、既にクマ
リン系色素で実用的な波長変換特性の得られている青／
緑色波長変換と同様に、十分実用的な青／赤色波長変換
特性が得られたことを意味する。更にまた、蛍光部材１
のＰＬスペクトルにはＤＣＭの発光に由来する波長成分
がほとんど含まれない。そのため、赤色光として利用す
る場合、カラーフィルター等による色度補正は事実上不
要である。また、蛍光部材１に用いた蛍光色素ＤＣＭと
Ｌｕｍｏｇｅｎ Ｆ Ｒｅｄ ３００は比較例２及び３
の結果からも、発光極大波長の差が３８ｎｍ、発光極大
波長と吸収極大波長の差が９ｎｍと非常に好ましい組み
合わせであることが示唆される。

【００４１】一方、比較例１の蛍光部材２ではＬｕｍｏ
ｇｅｎ Ｆ Ｒｅｄ ３００の発光に由来する発光極大
強度は、Ｌｕｍｏｇｅｎ Ｆ Ｒｅｄ ３００を単独で
含有する蛍光部材４の発光極大強度の約３．４倍とクマ
リン７による増感効果は認められる。しかし、蛍光部材
１の場合より増感効果が小さいことに加え、その約０．
３倍の発光極大強度でクマリン７の発光に由来する緑色
の波長成分が含まれる結果、発光色は橙色となった。ま
た、蛍光部材２に用いた蛍光色素クマリン７とＬｕｍｏ
ｇｅｎ Ｆ Ｒｅｄ ３００は比較例３及び４の結果か
らも、発光極大波長の差が１１２ｎｍ、発光極大波長と
吸収極大波長の差が８３ｎｍと大きく、増感効果が小さ
い組み合わせであることが示唆される。

【００４２】〔発光素子の実施例〕 （実施例２）ＰＭＭＡ（分子量約３８０００、ＡＣＲＯ
Ｓ社製）とＤＣＭ及びＬｕｍｏｇｅｎ Ｆ Ｒｅｄ ３
００をエチレングリコールモノエチルエーテルに溶解
し、ガラス基板上にスピンコート法により塗布・焼成し
て、ＤＣＭ及びＬｕｍｏｇｅｎＦ Ｒｅｄ ３００をそ
れぞれ０．３重量％含有する膜厚５０μｍのＰＭＭＡ膜
からなる蛍光部材６を作成した。また、東芝社製の青緑
発光分散型ＥＬ素子に青色カラーフィルターを重ねて青
色発光の発光部材１とし、さらにその上に蛍光部材６を
重ねて発光素子１とした。

【００４３】この発光素子１の発光スペクトルを大塚電
子社製瞬間マルチ測光システムＭＣＰＤ−２０００を用
いて測定した。６０３ｎｍに発光極大を有する色度ｘ＝
０．５９、ｙ＝０．３９の赤色光が観察された。結果を
図１０に、同様に測定した発光部材２の発光スペクトル
を図１１に示す。また、発光部材１の発光輝度が１００
ｃｄ／ｍ² のときの発光素子２の発光輝度は７７ｃｄ／
ｍ² であった。

【００４４】（実施例３）ＰＭＭＡ（分子量約３８００
０、ＡＣＲＯＳ社製）とＤＣＭ及びＬｕｍｏｇｅｎ Ｆ
Ｒｅｄ ３００をエチレングリコールモノエチルエー
テルに溶解し、ガラス基板上にスピンコート法により塗
布・焼成して、ＤＣＭ及びＬｕｍｏｇｅｎＦ Ｒｅｄ
３００をそれぞれ０．３重量％含有する膜厚１２μｍの
ＰＭＭＡ膜からなる蛍光部材７を作成した。また、ガラ
ス基板上に膜厚１４０ｎｍのインジウム−スズ酸化物
（ＩＴＯ）、膜厚５ｎｍの銅フタロシアニン、膜厚４０
ｎｍのＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナ
フチル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミ
ン、０．１５重量％でペリレンを添加した膜厚２５ｎｍ
のビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニ
ルフェノラト）アルミニウム（III)、膜厚４０ｎｍのト
リス（８−キノリノラト）アルミニウム（III)、及び膜
厚１６０ｎｍのアルミニウムをこの順で積層してなる青
色発光有機ＥＬ素子を発光部材２とした。この発光部材
２の発光面に蛍光部材７を重ねて発光素子２とした。

【００４５】この発光素子２の発光スペクトルを実施例
２と同様にして測定した。６０２ｎｍ、５２１ｎｍ、４
８５ｎｍ及び４５３ｎｍの４つの発光極大を有する色度
ｘ＝０．３３、Ｙ＝０．３７の白色光が観察された。結
果を図１２に、同様に測定した発光部材２の発光スペク
トルを図１３に示す。また、発光部材３の発光輝度が１
００ｃｄ／ｍ² のときの発光素子２の発光輝度は７４ｃ
ｄ／ｍ² であった。

【００４６】（実施例４）ＰＭＭＡ（分子量約３８００
０、ＡＣＲＯＳ社製）とＤＣＭ及びＬｕｍｏｇｅｎ Ｆ
Ｒｅｄ ３００をエチレングリコールモノエチルエー
テルに溶解し、ガラス基板上にスピンコート法により塗
布・焼成して、ＤＣＭを０．３重量％及びＬｕｍｏｇｅ
ｎ Ｆ Ｒｅｄ ３００を０．２重量％含有する膜厚３
５μｍのＰＭＭＡ膜からなる蛍光部材８を作成した。ま
た、約５ｍｍピッチで配置した日亜化学工業社製の青色
ＬＥＤと導光板を組み合わせて青色面発光の発光部材３
とした。この発光部材３の発光面に蛍光部材８を重ねて
発光素子３とした。

【００４７】この発光素子３の発光スペクトルを実施例
２と同様にして測定した。６０３ｎｍ、５３５ｎｍ及び
４２３ｎｍの３つの発光極大を有する色度ｘ＝０．４
３、ｙ＝０．４２の黄色光が観察された。結果を図１４
に示す。また、発光部材３の発光輝度が１００ｃｄ／ｍ
² のときの発光素子３の発光輝度は４１ｃｄ／ｍ² であ
った。

【００４８】（実施例５）４００μｍ角の面領域あたり
１００μｍ角の開口部が１つとなるよう、実施例４で作
成した蛍光部材８にドライエッチング法により開口部を
設けた蛍光部材９を作成し、発光部材３の発光面に蛍光
部材９を重ねて発光素子４とした。この発光素子４の発
光スペクトルを実施例２と同様にして測定した。６０３
ｎｍ、５３５ｎｍ及び４３１ｎｍの３つの発光極大を有
する色度ｘ＝０．３４、ｙ＝０．３３の白色光が観察さ
れた。結果を図１５に示す。また、発光部材３の発光輝
度が１００ｃｄ／ｍ² のときの発光素子４の発光輝度は
４５ｃｄ／ｍ² であった。

【００４９】以上の実施例及び比較例により、本発明に
よって青色光を高効率で赤色光に変換する蛍光部材とそ
れを用いて赤色光や赤緑青の三原色からなる白色光を発
光する発光素子を作成することが可能であることを確認
した。

【００５０】なお、以上の実施例においては、発光素子
の発光色は赤色光と白色光及び黄色光に限定したが、赤
色の波長成分を含む発光色であればどのような色であっ
てもかまわない。また、青／緑色波長変換材料との併用
により、より高輝度の白色やあるいは多色発光素子とす
ることももちろん可能である。

【００５１】

【発明の効果】以上のように、本発明の蛍光部材は青色
周辺波長の光を高効率で赤色周辺波長の光に変換するこ
とが可能で、青色周辺の波長成分を含む発光部材と組み
合わせた本発明の発光素子により、赤色や白色等赤色周
辺の波長成分を含む発光色を得ることができる。本発明
の蛍光部材及び発光素子を用いれば、発光部材そのもの
で発光色の調整が困難な場合や製造コストの観点等から
発光部材の発光色数を多数用意することができない場合
等でも発光素子として発光色を容易に調整することが可
能となる。また、本発明の蛍光部材と青／緑波長変換蛍
光部材を用いて精細な多色パタンに加工すれば、発光部
材そのものを精細パタンに加工できない場合にも精細な
多色発光素子を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１に記載の蛍光部材１のＰＬスペクトル
である。

【図２】実施例１に記載の青色ＬＥＤの発光スペクトル
である。

【図３】比較例１に記載の蛍光部材２のＰＬスペクトル
である。

【図４】比較例２に記載の蛍光部材３のＰＬスペクトル
である。

【図５】比較例２に記載の蛍光部材３の吸収スペクトル
である。

【図６】比較例３に記載の蛍光部材４のＰＬスペクトル
である。

【図７】比較例３に記載の蛍光部材４の吸収スペクトル
である。

【図８】比較例４に記載の蛍光部材５のＰＬスペクトル
である。

【図９】比較例４に記載の蛍光部材５の吸収スペクトル
である。

【図１０】実施例２に記載の発光素子１の発光スペクト
ルである。

【図１１】実施例２に記載の発光部材２の発光スペクト
ルである。

【図１２】実施例３に記載の発光素子２の発光スペクト
ルである。

【図１３】実施例３に記載の発光部材２の発光スペクト
ルである。

【図１４】実施例４に記載の発光素子３の発光スペクト
ルである。

【図１５】実施例５に記載の発光素子４の発光スペクト
ルである。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸収極大波長が３５０〜５００ｎｍ、発
   光極大波長が５３０〜５９５ｎｍの範囲にある第一の蛍
   光色素と、吸収極大波長が５３０〜５９５ｎｍ、発光極
   大波長が５８５〜８００ｎｍの範囲にある第二の蛍光色
   素とを、少なくとも１つずつ含むことを特徴とする蛍光
   部材。
2. 【請求項２】 第一の蛍光色素の発光極大波長と第二の
   蛍光色素の発光極大波長の差が６０ｎｍ以下である請求
   項１に記載の蛍光部材。
3. 【請求項３】 第一の蛍光色素の発光極大波長と第二の
   蛍光色素の吸収極大波長の差が３０ｎｍ以下である請求
   項１又は２に記載の蛍光部材。
4. 【請求項４】 第一の蛍光色素が、２−〔２−〔４−
   （Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）フェニル〕エテニル〕−４
   −ジシアノメチレン−６−メチル−４Ｈ−ピラン又はそ
   の誘導体である請求項１〜３のいずれか１つに記載の蛍
   光部材。
5. 【請求項５】 第二の蛍光色素が、ペリレン系蛍光色素
   である請求項１〜４のいずれか１つに記載の蛍光部材。
6. 【請求項６】 蛍光色素が、固体中又は液体中に、溶解
   もしくは分散の形態で担持されている請求項１〜５のい
   ずれか１つに記載の蛍光部材。
7. 【請求項７】 固体が、高分子材料である請求項６に記
   載の蛍光部材。
8. 【請求項８】 蛍光部材が、少なくとも３５０〜５００
   ｎｍの波長域の一部又は全部を波長成分として含む光を
   吸収し、少なくとも５８５〜８００ｎｍの波長域の一部
   又は全部を波長成分として含む光を発光する請求項１〜
   ７のいずれか１つに記載の蛍光部材。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれか１つに記載の蛍
   光部材と、少なくとも３５０〜５００ｎｍの波長域の一
   部又は全部を波長成分として含む光を発光する発光部材
   とを含むことを特徴とする発光素子。
10. 【請求項１０】 蛍光部材を介して放出される光が赤色
    又は白色である請求項９に記載の発光素子。
11. 【請求項１１】 発光素子が発光を制御しうる単位発光
    領域を有し、単位発光領域が、蛍光部材を介して光を放
    出する部分と、蛍光部材を介さずに発光部材から光を放
    出する部分からなる請求項９又は１０に記載の発光素
    子。
12. 【請求項１２】 単位発光領域が、蛍光部材を介して放
    出された光と、蛍光部材を介さずに発光部材から放出さ
    れた光との混色により白色の光を放出する請求項１１に
    記載の発光素子。
13. 【請求項１３】 発光部材が、有機或いは無機エレクト
    ロルミネッセンス素子、又は発光ダイオードからなる請
    求項９〜１２のいずれか１つに記載の発光素子。