JP4740582B2

JP4740582B2 - 電界発光装置

Info

Publication number: JP4740582B2
Application number: JP2004354950A
Authority: JP
Inventors: 高史野口; 和弘長谷川; 忠伸佐藤
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2004-03-19
Filing date: 2004-12-08
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2024-12-08
Also published as: US20050206302A1; JP2005302693A; US7816862B2

Description

本発明は、電界発光装置に関する。特に、演色性に優れた電界発光装置に関する。

電界発光（エレクトロルミネッセンス、ＥＬとも称する。）素子は、面発光光源であり、蛍光体粉末を電極の間に挟んで発光素子とした分散型ＥＬ素子が知られている。分散型ＥＬ素子の一般的な形状は、蛍光体粉末を高誘電率のバインダー中に分散したものを、少なくとも一方が透明な２枚の電極の間に挟み込んだ構造からなり、両電極間に交流電場を印加することにより発光する。
蛍光体粉末を用いて作成された分散型ＥＬ素子は、数ｍｍ以下の厚さとすることが可能で、面発光体であり、発熱が少ないなど数多くの利点を有するため、道路標識、各種インテリアやエクステリア用の照明、液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ用の光源、大面積の広告用の照明光源等としての用途がある。
また分散型ＥＬ素子は、高温プロセスを用いないため、プラスチックを基板としたフレキシブルな素子の形成が可能であること、真空装置を使用することなく比較的簡便な工程で、低コストで製造が可能であること、また発光色の異なる複数の蛍光体粒子を混合することで素子の発光色の調節が容易であるという特長を有し、液晶表示装置（ＬＣＤ）などのバックライト等、各種表示素子へ応用されている。

図１に、現在市販されている白色発光する分散型ＥＬ素子の発光波形を示す。図１に示すように、現在提案されている白色発光する分散型ＥＬ素子は、主に２つの波長域に発光強度が集中した発光波形を有する。
これらの白色発光する分散型ＥＬ素子は、上記のとおり、フレキシブルな面状発光光源として種々の利点を有するが、蛍光灯などの他の白色光源と比べて演色性が劣る点が問題である。例えば、透明陽画等の透過媒体をＥＬ素子に載せて観察した場合、その色再現性は、蛍光灯等を平面光源とした従来の照明下に比べると劣ってしまう。

本発明は、演色性に優れた電界発光装置を提供することを課題とする。特に、本発明は、優れた演色性を呈する発光強度分布（発光波形）で白色発光する電界発光装置を提供することを課題とする。

上記課題は、下記の手段により達成される。
〔１〕
発光層と光散乱層と顔料層とがこの順に積層され、該顔料層を該光散乱層と誘電体層とで挟み込み、これらの層が少なくとも一方が透明な、対向する一対の電極で挟持された構成を有し、可視域に少なくとも２つの発光極大を有する電界発光装置であって、該発光極大のうち大きい値のものから２つを選んだときの２つの発光極大の一方を４５０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下の範囲に有し、他方を６０５ｎｍ以上の範囲に有し、発光極小を５６５ｎｍ以上５８３ｎｍ以下の範囲に有することを特徴とする電界発光装置。
〔２〕
前記他方の発光極大を６０５ｎｍ以上６１５ｎｍ以下の範囲に有することを特徴とする〔１〕に記載の電界発光装置。
〔３〕
前記一方の発光極大を４７７ｎｍ以上４９８ｎｍ以下の範囲に有することを特徴とする〔１〕または〔２〕に記載の電界発光装置。
〔４〕
前記一方の発光極大を４８３ｎｍ以上４９３ｎｍ以下の範囲に有することを特徴とする〔１〕または〔２〕に記載の電界発光装置。
〔５〕
発光極小を５７１ｎｍ以上５８３ｎｍ以下の範囲に有することを特徴とする〔１〕から〔４〕のいずれか１つに記載の電界発光装置。
〔６〕
前記一方の発光極大値と前記他方の発光極大値との比が、２：８〜８：２の範囲であることを特徴とする〔１〕から〔５〕のいずれか１つに記載の電界発光装置。
〔７〕
前記光散乱層が、ＴｉＯ_２，ＢａＴｉＯ_３，ＳｒＴｉＯ_３，ＰｂＴｉＯ_３，ＫＮｂＯ₃，ＰｂＮｂＯ_３，Ｔａ_２Ｏ_３，ＢａＴａ₂Ｏ₆，ＬｉＴａＯ₃，Ｙ_２Ｏ_３，Ａｌ_２Ｏ_３，ＺｒＯ_２，ＡｌＯＮ，ＺｎＳから選択される誘電体粒子を含むことを特徴とする〔１〕から〔６〕のいずれか１つに記載の電界発光装置。
〔８〕
前記誘電体粒子がシアノエチルセルロース系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、又はフッ化ビニリデン樹脂に分散されることを特徴とする〔７〕に記載の電界発光装置。
〔９〕
前記光散乱層の厚みが３μｍから１５μｍの範囲であることを特徴とする〔１〕から〔８〕のいずれか１つに記載の電界発光装置。

一般に、電界発光装置（ＥＬ装置）の場合、発光材料の制約から、図１に示すように、主に２つの波長域に発光強度が集中する発光波形により白色光を実現させている。
本発明のＥＬ装置では、上記のとおり、２つの発光極大のうち、一方（以下、「短波側発光極大」ともいう）を４５０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下の範囲とし、他方（以下、「長波側発光極大」ともいう）を６０５ｎｍ以上の範囲とすることにより、視覚的に白色で、演色性に優れる発光を得ることができる。
従来のＥＬ素子においては、白色光を実現させているが、視覚的に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）と感じる波長の光の強度が均等に確保されているわけではないので、結果的に演色性が悪かったと考えられる。これに対し、本発明のＥＬ装置では、２つの発光極大を、人間が視覚的にＲ、Ｇ、Ｂの色を最も認識する（例えば、赤色らしい赤と感じる）波長近傍の範囲とすることにより、良好な演色性を呈する発光が得られたと推定している。すなわち、人間が視覚的にＲ、Ｇ、Ｂの色を最も認識する波長は、Ｒが６１０ｎｍ、Ｇが５３０ｎｍ、Ｂが４５０ｎｍであり、本発明では、２つの発光極大のうち、一方（短波側発光極大）を４５０〜５３０ｎｍの範囲とすることによりＧ及びＢの強度が確保でき、他方（長波側発光極大）を６０５ｎｍ以上の範囲とすることによりＲの強度が確保できるので、良好な演色性を得ることができる。

本発明のＥＬ装置は、長波側発光極大を６０５〜６１５ｎｍ以下の範囲に有することが好ましい。長波側発光極大をこの範囲にすることにより、より良好な演色性を得ることができる。
また、短波側発光極大を４７７〜４９８ｎｍの範囲に有することが好ましく、４８３〜４９３ｎｍの範囲に有することがより好ましい。短波側発光極大を４７７〜４９８ｎｍ（より好ましくは４８３〜４９３ｎｍ）と、ＧとＢの色の均衡点である４８７ｎｍ近傍の範囲とすることにより、ＧとＢの強度がより均等に確保されやすくなり、より良好な演色性を得ることができる。ここで、ＧとＢの色の均衡点（４８７ｎｍ）とは、ＧとＢの２つの色を考えた場合に、視覚的に両者が均衡する点で、視覚的にはこの点より長波側でより緑色を、短波側でより青色を強く感じる。

さらにまた、発光極小を５６５〜５８３ｎｍの範囲に有することが好ましく、５７１〜５８３ｎｍの範囲に有することがより好ましい。発光極小を５６５〜５８３ｎｍ（より好ましくは５７１〜５８３ｎｍ）と、ＲとＧの色の均衡点である５７８ｎｍ近傍の範囲とすることにより、Ｒ（長波側発光極大の波形）とＧ及びＢ（短波側発光極大の波形）とが分離され、より良好な演色性を得ることができる。ここで、ＲとＧの色の均衡点（５７８ｎｍ）とは、ＲとＧの２つの色を考えた場合に、視覚的に両者が均衡する点で、視覚的にはこの点より長波側でより赤色を、短波側でより緑色を強く感じる。

上記のＲ、Ｇ、Ｂを最も認識する波長及び色の均衡点の考えは、ＲとＧ及びＢとＹ（イエロー）はそれぞれ同時に知覚されないとした反対色説（ＪｕｄｄとＷｙｓｚｅｃｋｉ，（１９７５年））に基づくもので、その具体的な波長は、例えば『色彩工学の基礎』（池田光男著、朝倉書店刊）２３７頁の反対色応答曲線から得ることができる。

本発明によれば、演色性に優れ、白色発光する電界発光装置を提供することができる。

以下、本発明の電界発光装置（ＥＬ装置）について説明する。
本発明のＥＬ装置は、上記のとおり、可視域に少なくとも２つの発光極大を有する発光極大を持つものである。そして、少なくとも２つの発光極大のうち大きい値のものから２つを選んだとき、この２つの発光極大は、短波側である４５０〜５３０ｎｍ（好ましくは４７７〜４９８ｎｍ、より好ましくは４８３〜４９３ｎｍ）の範囲に発光極大を有する青緑色（Ｂ＋Ｇ）の発光と、長波側である６０５ｎｍ以上（好ましくは６０５〜６１５ｎｍ）の範囲に発光極大を有する赤色（Ｒ）の発光とからなる。

Ｂ＋Ｇ発光、Ｒ発光の各発光は、上記の各範囲に発光極大を有する発光材料を用いることで実現することができる。また、所望の波長範囲より短波側に発光極大を有する発光材料とともに、色変換材料等を用いて発光極大波長を長波側にシフトさせて、所望の波長範囲に発光極大が入るようにしてもよい。さらにまた、バンドリフレクションフィルター等のフィルターを用い、特定波長の光をカットすることで、所望の波長範囲に発光極大波長が入るようにを調整することもできる。

また、上記２つの発光から形成される発光極小は、好ましくは５６５〜５８３ｎｍ、より好ましくは５７１〜５８３ｎｍの範囲にある。
発光極小は、Ｂ＋Ｇ発光とＲ発光の各発光に用いる発光材料の発光極大の位置やその発光強度比により、調整することができる。また、染料やフィルター等の光吸収材料を用いて光をカットすることで、所望の波長を発光極小とすることもできる。

ＥＬ装置の発光の色温度範囲は、５０００Ｋから１００００Ｋの範囲が好ましく、６０００Ｋから１００００Ｋの範囲がより好ましい。従って、短波側極大値と長波側極大値の比の範囲は、２：８〜８：２の範囲であることが好ましく、３５：６５〜７５：２５の範囲であることがより好ましい。その際、長波側半値幅は、８０ｎｍ以内であることが望ましい。

本発明のＥＬ装置は、１つの発光単位（ＥＬ素子）からなるものであってもよいし、複数のＥＬ素子から構成されているものであってもよい。
また、本発明のＥＬ装置は、発光材料として蛍光体粒子を用いた無機ＥＬ装置であっても、発光材料として蛍光又は燐光発光性の有機化合物を用いた有機ＥＬ装置であってもよい。さらに、本発明のＥＬ装置は広義のＥＬ装置を指し、無機ＥＬ装置や有機ＥＬ装置等のいわゆる薄膜型ＥＬ装置に限らず、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の注入型ＥＬ装置にも適用可能である。ＬＥＤの場合にも、上記特定の２波長域に発光極大を持たせることで、白色で、演色性に優れる発光を得ることができる。

以下、本発明の一実施形態である、蛍光体粒子を高誘電率の結合剤中に分散させた分散型ＥＬ装置（無機ＥＬ装置）について説明する。
本実施形態のＥＬ装置は、発光層と光散乱層と顔料層とがこの順に積層され、これらの層が少なくとも一方が透明な、対向する一対の電極で挟持された構成を有する。発光層と電極との間には、ＥＬ装置の絶縁破壊を防止し、発光層に安定した電界を集中させるために誘電体層が配置されていることが好ましい。

発光層では、蛍光体粒子が結合剤中に分散しているのが好ましい。結合剤としては、シアノエチルセルロース系樹脂のように、比較的誘電率の高いポリマーや、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ化ビニリデンなどの樹脂を用いることができる。これらの樹脂に、ＢａＴｉＯ₃やＳｒＴｉＯ₃などの高誘電率の微粒子を適度に混合して誘電率を調整することもできる。
蛍光体粒子の分散方法としては、ホモジナイザー、遊星型混練機、ロール混練機、超音波分散機などを用いることができる。

発光層で好ましく用いられる蛍光体粒子の母体材料としては、具体的には第II族元素と第VI族元素とからなる群から選ばれる元素の一つあるいは複数と、第III族元素と第Ｖ族元素とから成る群から選ばれる一つあるいは複数の元素とから成る半導体の微粒子であり、必要な発光波長領域により任意に選択される。
例えば、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣａＳ、ＭｇＳ、ＳｒＳ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、及びそれらの混晶、ＣａＧａ₂Ｓ₄、ＳｒＧａ₂Ｓ₄、ＢａＡｌ₂Ｓ₄などが挙げられるが、ＺｎＳ、ＣａＳ、ＳｒＳなどを好ましく用いることができる。
また、付活剤として、ＭｎやＣｕなどの金属イオン、及び希土類元素を好ましく用いることができる。必要に応じて添加される共付活剤としては、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ等のハロゲンの他にＡｌ等を好ましく用いることができる。

上記の蛍光体粒子の中でも、青緑色（Ｂ＋Ｇ）の発光材料を含有することが好ましい。青緑色発光材料としては４２０〜５７０ｎｍの範囲に発光極大を有する材料が好ましく、より好ましくは４５０〜５３０ｎｍの範囲に発光極大を有する材料であり、最も好ましくは４８３〜４９３ｎｍの範囲に発光極大を有する材料である。上記の発光材料を単独で用い、４５０〜５３０ｎｍの範囲に発光極大を有する青緑色発光を得てもよいし、異なる発光極大を有する複数の発光材料を用い、個々の発光材料からの発光を重ねた結果４５０〜５３０ｎｍの範囲に発光極大を有する青緑色発光を得てもよい。さらに、本発明におけるＥＬ装置は青緑に発光する材料と赤色に発光する材料を併用するが、赤色の発光材料は青緑色の光を吸収し赤色の光を発するため、青緑発光の領域では、青緑発光材料による発光と赤色発光材料の吸収の重ね合わせで観測される発光極大が決定される。即ち、上記の波長範囲に含まれない波長に発光極大を持つ発光材料であっても、赤色発光材料の吸収との重ね合わせにおいて、上記の波長範囲に発光極大が含まれるものであれば、好ましく用いることができる。

青緑色発光する蛍光体粒子として好ましくは、銅及び塩素によって付活した硫化亜鉛粒子（（ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｃｌ）蛍光体粒子）、セリウム及び銅によって付活した硫化ストロンチウム粒子（（ＳｒＳ：Ｃｅ，Ｃｕ）蛍光体粒子）等を用いることができるが、特に（ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｃｌ）蛍光体粒子を用いることが好ましい。ここで、（ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｃｌ）蛍光体粒子において、Ｃｕ及びＣｌの添加量は、ＺｎＳが１モルに対して、１×１０^-4以上１×１０^-2以下モルの範囲が好ましく、５×１０^-4以上５×１０^-3以下モルの範囲が特に好ましい。これによって、４６０ｎｍ付近と５００ｎｍ付近との２つの発光ピークが重なり、青緑色のＥＬ発光が得られる。
また、（ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｂｒ）や（ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｉ）等の青色発光するＥＬ蛍光体や（ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ）の緑色発光するＥＬ蛍光体を前記青緑発光するＥＬ蛍光体に加えたり、青色発光するＥＬ蛍光体と緑色発光するＥＬ蛍光体同士を混合したりすることも、ＥＬ装置の発光色を調整するために好ましい。
さらに、青緑の発光極大が４９８ｎｍ以上になった場合は、５００〜５３０ｎｍ付近の光をより多く吸収する赤色発光材料を用い、観測されるＥＬスペクトルの青緑発光部の発光極大を４９８ｎｍ以下、より好ましい４９３ｎｍ以下にすることが好ましい。

発光層に利用可能な蛍光体粒子は、蛍光体母体と付活剤と融剤とを混合して焼成する焼成法（固相法）で形成することが好ましい。他にも、加熱加圧した溶媒中で合成する水熱合成法、溶融した尿素を反応溶媒として用いる尿素溶融法、微小液滴化した蛍光体前駆体溶液を熱分解する噴霧熱分解法で形成することも微粒子で単分散の蛍光体粒子を得ることができるためより好ましい。
また、蛍光体粒子の形成において、形成過程に物理的衝撃を加える工程を設けることが、ＥＬ装置の高輝度化のために好ましい。
蛍光体粒子の球相当径の平均粒子サイズは、発光層の薄層化に適した０．１μｍ以上１５μｍ以下の範囲が好ましい。また、蛍光体粒子は、水分による劣化を防止するため粒子の表面に０．０１μｍ以上１．０μｍ以下の範囲の酸化物や窒化物の非発光シェル層を有することが好ましい。

本発明において発光層の厚み（塗膜の乾燥後の膜厚）は、ＥＬ装置に印加される電界強度を高めて高輝度を得るために０．５μｍ以上３０μｍ以下の範囲が好ましく、電極対に挟持される発光層と誘電体層の総膜厚は、１μｍ以上５０μｍ以下の範囲が好ましい。
発光層中の蛍光体含有量は、粒子密度を高めて高輝度を得るために４０質量％以上９５質量％以下の範囲が好ましい。

光散乱層には高い可視光反射率を有する誘電体粒子を用いることが好ましい。この可視光反射率の高い誘電体粒子としては、金属酸化物、窒化物等から選択することが好ましく、例えばＴｉＯ_２，ＢａＴｉＯ_３，ＳｒＴｉＯ_３，ＰｂＴｉＯ_３，ＫＮｂＯ₃，ＰｂＮｂＯ_３，Ｔａ_２Ｏ_３，ＢａＴａ₂Ｏ₆，ＬｉＴａＯ₃，Ｙ_２Ｏ_３，Ａｌ_２Ｏ_３，ＺｒＯ_２，ＡｌＯＮ，ＺｎＳ等挙げられる。これらの誘電体粒子は結合剤に分散することが好ましい。結合剤としては、シアノエチルセルロース系樹脂のように、比較的誘電率の高いポリマーや、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ化ビニリデンなどの樹脂が好ましい。

顔料層は、上記の青緑色発光のＥＬ蛍光体の青色から緑色発光の一部を吸収して発光する蛍光顔料を含有していることが好ましい。顔料層には蛍光顔料の他にも蛍光染料を含有させることもできる。蛍光顔料または蛍光染料の発光中心をなす化合物としては、ローダミン、ラクトン、キサンテン、キノリン、ベンゾチアゾール、トリエチルインドリン、ペリレン、トリフェンニン、ジシアノメチレンを骨格として持つ化合物が好ましく、他にもシアニン系色素、アゾ染料、ポリフェニレンビニレン系ポリマー、ジシランオリゴチエニレン系ポリマー、ルテニウム錯体、ユーロピウム錯体、エルビウム錯体を用いることも好ましい。
これらの化合物の中でも、５５０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲に発光スペクトルの極大値をもつものが好ましく、より好ましくは５９０〜６３０ｎｍの範囲に発光極大を有するものであり、さらに好ましくは６０５〜６１５ｎｍの範囲に発光極大を有するものであり、最も好ましくは６１０ｎｍに発光極大を有するものである。これらの化合物は単独で用いても複数種類を用いてもよい。上記の範囲に発光極大を有する蛍光顔料としては、シンロイヒ社製の「ＦＡ−００７」を使用できる。
また、上記の蛍光顔料または蛍光染料により５５０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲に発光極大が得られない場合でも、バンドリフレクションフィルター等のフィルターを用いることで、発光極大波長を該範囲内に調整することができる。

顔料層のバインダーとしては前述の光散乱層で例示した結合剤を好ましく用いることができる。顔料層における蛍光顔料の濃度は高いことが好ましい。顔料層には光散乱層に用いた材料を微粒子として分散させてもよい。
顔料層の厚みは、３μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以上１５μｍ以下であることがより好ましい。

誘電体層には、誘電率と絶縁性が高く、且つ高い誘電破壊電圧を有する材料であれば任意のものを用いることができる。具体的には、光散乱層で例示した材料（例えば、金属酸化物、窒化物等）と同じ材料を好ましく用いることができる。誘電体層に用いる結合剤についても光散乱層において例示したものを用いることができる。
誘電体層には粒子を添加することもできるが、均一な膜として設置することもでき、さらには粒子構造を有する膜とすることも好ましい。またそれらの組み合わせであっても良い。「膜が均一である」とは、誘電体層そのものがアモルファス、あるいは結晶構造を持った層であることを意味し、均一な膜としては、例えば、薄膜結晶層が挙げられる。誘電体層が均一なからなる場合は、膜の厚みは０．１μｍ以上１０μｍ以下の範囲が好ましい。
また、誘電体層の誘電体粒子含有量は、誘電体層の誘電率を高めて発光層に電界を集中するために４０質量％以上９５質量％以下の範囲が好ましい。

上記実施形態に係るＥＬ装置においては、発光極大、極小の波長は以下の方法により調整することができる。
本実施形態において、顔料層に使用することができる蛍光顔料は、顔料の発光バンドと該顔料の吸収バンドの間で波長の上で重なり合いがあり、自ら発した光を自らが吸収することにより、見かけ上、発光バンドの短波側の形状が変化する。すなわち、顔料層中の蛍光顔料への光の与え方や光吸収の大きさを変えることによって、見かけ上の発光極大の位置を変化させ、ＥＬ装置内での蛍光顔料の発光極大波長を所望の波長に調整することができる。上記実施形態においては、顔料層を光散乱層と誘電体層とで挟み込むことで、発光層から入射した光を多重反射／多重散乱させ、顔料層周囲の光散乱の状態を制御することができる。そして、このように顔料層周囲の光散乱の状態を制御することで蛍光顔料の自己吸収を変化させることによって、所望の発光極大波長を得ることができる。

発光層、光散乱層、顔料層、及び誘電体層は、スピンコート法、ディップコート法、バーコート法、あるいはスプレー塗布法などによる塗布法により形成されることが好ましい。特に、スライドコート法やエクストルージョンコート法のような連続塗布が可能な方法を用いることが好ましい。
また、電極としては、アルミニウム、銀等の金属電極を用いることができる。透明電極としては、輝度向上や発光ムラの抑制のために表面抵抗値が０．０１Ω／□以上３０Ω／□以下の範囲のものが好ましい。具体的には、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）等を用いることができる。

本発明においてＥＬ装置は、水分による劣化を防止するために、４０℃−９０％ＲＨでの水蒸気透過率が０．０５ｇ／ｍ²／ｄａｙ以下の防湿フィルムを用いて、真空中又は露点管理した乾燥雰囲気中で封止することが好ましい。
また、ＥＬ装置の駆動による振動や雑音を相殺または吸収するために、絶縁層を挟んで補償電極層を設置して、発光層に印加する電圧と逆位相の電圧を印加したり、緩衝材層をＥＬ装置に付与したりすることが好ましい。

以下に、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
［実施例１］本発明に係るＥＬ装置の作製例１
平均粒子サイズが１５μｍの銅と塩素を付活した４９８ｎｍに発光極大を持つ硫化亜鉛粒子と、３０質量％のシアノエチルセルロース溶液（「ＣＲ−Ｓ」，信越化学社製、以下同じ。）とを１．２：１の質量比で混合・分散して、発光層用塗布液を作製した。一方、厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に、ＩＴＯをスパッターにより４０ｎｍの厚さに均一に付着させてＩＴＯ層を形成した。このＩＴＯ層上に上記の発光層用塗布液を塗布し、温風乾燥機を用いて１１０℃で５時間乾燥して、厚み５０μｍの発光層を形成した。

次に、平均粒子サイズが０．２μｍのＢａＴｉＯ₃の微粒子（「ＢＴ−８」，キャボットスペシャリティケミカルズ社製、以下同じ。）を、３０質量％のシアノエチルセルロース溶液に分散して光散乱層用塗布液を作製した。この光散乱層用塗布液を、上記の発光層の上に塗布し、１１０℃で５時間乾燥して光散乱層を形成した。この光散乱層の厚みは、下記表１に示すように３μｍから１５μｍの範囲で変更した。

さらに、シンロイヒ社製赤色顔料（「シンロイヒＦＡ−００７」、以下同じ）を、３０質量％のシクロヘキサノールに分散して顔料層用塗布液を作製した。この顔料層用塗布液を上記の光散乱層の上に塗布し、１１０℃で２時間乾燥して顔料層を形成した。赤色顔料の塗布量はでき上がりのＥＬ装置の色度図上の座標がｘ、ｙともに０．３２から０．３４までの間にあるように調整した。

一方、平均粒子サイズが０．２μｍのＢａＴｉＯ₃の微粒子を３０質量％のシアノエチルセルロース溶液に分散して、誘電体層用塗布液を作製した。この誘電体層用塗布液を厚み７５μｍのアルミシート上に塗布して誘電体層を形成した。このアルミシート上の誘電体層と、上記の顔料層とを熱圧着した。なお、誘電体層の厚みは光散乱層との厚みの合計が２５μｍになるようにした。以上によって得られたシートにリード片を載設し、さらに防湿フィルムによって挟み封止して、ＥＬ装置（１）〜（５）を形成した。
なお、図２に、実施例１で作製したＥＬ装置の断面図を示す。図２に示すＥＬ装置１０は、ＰＥＴフィルム１１上に、透明電極であるＩＴＯ層１２、発光層１３、光散乱層１４、顔料層１５、誘電体層１６、及び金属電極であるアルミシート１７がこの順に積層されたものである。なお、図２において、リード片及び防湿フィルムは図示されていない。

［実施例２］本発明に係るＥＬ装置の作製例２
上記作製例１において、発光層の硫化亜鉛粒子のうちの４０質量％を４５０ｎｍに発光極大を持つ粒子、残りの６０質量％を４９８ｎｍに発光極大を持つ粒子とし、かつ、顔料層の赤色顔料の添加量を１０質量％にしたこと以外は、作製例１と同様にして、ＥＬ装置（６）〜（１１）を作製した。

［比較例１］
平均粒子サイズが１５μｍの銅と塩素を付活した４９８ｎｍに発光極大を持つ硫化亜鉛粒子と、３０質量％のシアノエチルセルロース溶液とを１．２：１の質量比で混合・分散し、ここにシンロイヒ社製赤色顔料を硫化亜鉛粒子に対して３質量％となるように添加、分散して、発光層用塗布液を作製した。一方、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム上に、ＩＴＯをスパッターにより４０ｎｍの厚さに均一に付着させてＩＴＯ層を形成した。このＩＴＯ層上に上記の発光層用塗布液を塗布し、温風乾燥機を用いて１１０℃で５時間乾燥して、厚み５０μｍの発光層を形成した。
一方、平均粒子サイズが０．２μｍのＢａＴｉＯ₃の微粒子を３０質量％のシアノエチルセルロース溶液に分散して誘電体層用塗布液を作製した。この誘電体層用塗布液を、厚み７５μｍのアルミシート上に塗布し、１１０℃で５時間乾燥して、厚みが２５μｍの誘電体層を形成した。このアルミシート上の誘電体層と、上記の発光層とを熱圧着した。これにリード片を載設し、防湿フィルムを挟み封止して、比較例１のＥＬ装置を作製した。

［比較例２］
平均粒子サイズが１５μｍの銅と塩素を付活した４９８ｎｍに発光極大を持つ硫化亜鉛粒子と、３０質量％のシアノエチルセルロース溶液とを１．２：１の質量比で混合・分散して、発光層用塗布液を作製した。一方、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム上にＩＴＯをスパッターにより４０ｎｍの厚さに均一に付着させて、ＩＴＯ層を形成した。このＩＴＯ層上に上記の発光層用塗布液を塗布し、温風乾燥機を用いて１１０℃で５時間乾燥して、厚み５０μｍの発光層を形成した。

次に、平均粒子サイズが０．２μｍのＢａＴｉＯ₃の微粒子を３０質量％のシアノエチルセルロース溶液に分散した後、この分散液にシンロイヒ社製赤色顔料をＢａＴｉＯ₃と同じ質量になるように添加、分散した。この分散液を、出来上がりの厚みが８μｍになるように上記の発光層上に塗布した後、再び１１０℃で５時間乾燥し、顔料層を形成した。
さらに平均粒子サイズが０．２μｍのＢａＴｉＯ₃の微粒子のみを３０質量％シアノエチルセルロース溶液に分散して、厚み７５μｍのアルミシート上に塗布、乾燥し、厚みが１７μｍの誘電体層を形成し、この誘電体層と上記の顔料層とを熱圧着した。これにリード片を載設し、防湿フィルムを挟み封止して、比較例２のＥＬ装置を作製した。

以上により作製したＥＬ装置を発光させたところ、可視光域に２つの発光極大を有する白色発光が得られた。各々のＥＬ装置の発光極大及び発光極小における波長を表１に示す。

発光させた上記のＥＬ装置上に、画像を形成した透過媒体を載せて画像を観察したところ、本発明のＥＬ装置は、比較例のＥＬ装置と比較して赤色発光の発光極大波長が長波となっており、赤色を鮮やかに表現でき、優れた演色性を呈する発光が得られた。

代表的な白色発光する分散型ＥＬ素子の発光波形を示した図である。本発明の実施例に係るＥＬ装置の断面図である。

符号の説明

ａ：無機ＥＬ素子（発光極大波長４８５ｎｍ、５８５ｎｍ）
ｂ：無機ＥＬ素子（発光極大波長４７５ｎｍ、５９０ｎｍ）
ｃ：無機ＥＬ素子（発光極大波長４９０ｎｍ、６００ｎｍ）
１０ＥＬ装置
１３発光層
１４光散乱層
１５顔料層
１６誘電体層

Claims

発光層と光散乱層と顔料層とがこの順に積層され、該顔料層を該光散乱層と誘電体層とで挟み込み、これらの層が少なくとも一方が透明な、対向する一対の電極で挟持された構成を有し、可視域に少なくとも２つの発光極大を有する電界発光装置であって、該発光極大のうち大きい値のものから２つを選んだときの２つの発光極大の一方を４５０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下の範囲に有し、他方を６０５ｎｍ以上の範囲に有し、発光極小を５６５ｎｍ以上５８３ｎｍ以下の範囲に有することを特徴とする電界発光装置。
前記他方の発光極大を６０５ｎｍ以上６１５ｎｍ以下の範囲に有することを特徴とする請求項１に記載の電界発光装置。
前記一方の発光極大を４７７ｎｍ以上４９８ｎｍ以下の範囲に有することを特徴とする請求項１または２に記載の電界発光装置。
前記一方の発光極大を４８３ｎｍ以上４９３ｎｍ以下の範囲に有することを特徴とする請求項１または２に記載の電界発光装置。
発光極小を５７１ｎｍ以上５８３ｎｍ以下の範囲に有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電界発光装置。
前記一方の発光極大値と前記他方の発光極大値との比が、２：８〜８：２の範囲であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電界発光装置。
前記光散乱層が、ＴｉＯ_２，ＢａＴｉＯ_３，ＳｒＴｉＯ_３，ＰｂＴｉＯ_３，ＫＮｂＯ₃，ＰｂＮｂＯ_３，Ｔａ_２Ｏ_３，ＢａＴａ₂Ｏ₆，ＬｉＴａＯ₃，Ｙ_２Ｏ_３，Ａｌ_２Ｏ_３，ＺｒＯ_２，ＡｌＯＮ，ＺｎＳから選択される誘電体粒子を含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電界発光装置。
前記誘電体粒子がシアノエチルセルロース系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、又はフッ化ビニリデン樹脂に分散されることを特徴とする請求項７に記載の電界発光装置。
前記光散乱層の厚みが３μｍから１５μｍの範囲であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の電界発光装置。