JP4816851B2

JP4816851B2 - Ｅｌ素子及び表示媒体

Info

Publication number: JP4816851B2
Application number: JP2001225890A
Authority: JP
Inventors: 貴央清水; 聡一秦; 徳政関根
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2001-07-26
Filing date: 2001-07-26
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2021-07-26
Also published as: JP2003045658A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＥＬ素子に関するもので、特に特定の文字、図柄、写真等の静止画像を表示するものに関する。特に、グリーティングカード等の表示媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エレクトロルミネッセンス素子を用いた表示素子で図柄や、文字などを光らせる場合、ＥＬ素子をバックライトとして図柄、文字を光らせる方法と発光材料を図柄、文字のパターンに形成するという方法が用いられていた。しかし、前者の方法であると、バックライトを通して絵や写真、文字等を透かしているだけであるので鮮明な発光画像は得られない。また、後者の場合であると、大きいパターンごとに所望の色の発光層を塗り分けて文字、図柄などを形成しているだけであるため、写真や細かい絵のような階調のある繊細な図柄は表現できなかった。
【０００３】
また、赤、緑、青の発光材料をドットマトリックス型に形成し、ＴＦＴにより制御することにより鮮明な画像を表現する方法もあるが、これは主に動画を表現するためのものである。静止画像として写真や、絵なども表現できないことはないが、非常に高価なものになってしまう。
【０００４】
そのため、ＥＬ素子を用いた表示媒体において、写真などの精細な静止画像を表示できるカード、ポスター等の表示媒体を安価に製造することは困難であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、生産効率が高く、安価で、画素が微細な写真や絵、文字などのパターンを表現できるＥＬ素子、およびそれを用いた表示媒体の提供にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、少なくとも基材、陽極層、発光層、陰極層を含むＥＬ素子において、前記発光層が、赤、緑、青に色分解された画像を、赤、緑、青の発光材料を網点の形状に印刷することにより形成し、かつ、網点の大きさを調整することにより、色の濃淡をつけることを特徴とするＥＬ素子である。
【０００７】
請求項２の発明は、少なくとも基材、陽極層、発光層、陰極層を含むＥＬ素子において、前記発光層が、赤、緑、青に色分解された画像を、赤、緑、青の発光材料をドットの形状に印刷することにより形成し、かつ、前記発光材料が、赤、緑、青のドットをランダムに配置し、色の濃いところは密に、色の薄いところは疎にするＦＭスクリーニング法により形成することを特徴とするＥＬ素子である。
【０００８】
請求項３の発明は、前記赤、緑、青の網点又はドットが、互いに重ならないことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のＥＬ素子である。
【０００９】
請求項４の発明は、前記発光層の上に導電性の物質を含むオーバーコート層を積層することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＥＬ素子である。
【００１０】
請求項５の発明は、前記発光層の表示面側とは反対側の面に、黒色遮蔽層を設けることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＥＬ素子である。
【００１１】
請求項６の発明は、前記発光材料がオフセット印刷法またはグラビア印刷法により印刷されてなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のＥＬ素子である。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載のＥＬ素子を用いた表示媒体である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明は、少なくとも基材、陽極層、発光層、陰極層からなるＥＬ素子において、写真や絵など鮮明な画像を精度良く表示させるために、写真、絵等の原稿を、２色以上に色分解し、発光層としてそれぞれの色に発光する発光材料を印刷法により印刷することにより形成することを特徴とするものである。以下、本発明を詳細に説明する。
【００１７】
本発明のＥＬ素子の構成は少なくとも基材、陽極層、発光層、陰極層からなるものであるが、必要に応じて陽極層と発光層の間に正孔輸送層、発光層と陰極層の間に電荷輸送層、表示側とは反対の側に黒色の遮蔽層を設けても良い。また、前記遮蔽層は発光層と陰極の間でも良いし、陰極よりも外側でもかまわない。また、前記正孔輸送層、電子輸送層は発光層とは別に積層しても、発光層と混合して積層しても良い。また、各構成ともに、基材から順に積層してなるものである。
【００１８】
最初に、本発明の特徴である発光層の形成法について述べる。
まず表示させたい写真、絵、イラスト、文字などの原稿を色分解する。色分解の方法は公知の方法を用いることができるが、具体的にはカラースキャナを用いる方法が一般的である。この方法では取り込んだ原稿が色フィルターを通り、通った光を電気信号に換え、２色以上に色分解するというものである。またこの時同時に色補正を行っても良い。また、このカラースキャナにはドラム式、平面スキャナなどの方式があるが用途に応じて使い分けをすることができる。また、このカラースキャナなどにより印刷で用いる藍、紅、黄、墨に分解してからコンピュータ上で２色以上、光の３原色を用いる場合は、赤、緑、青に変換しても良い。
また、スキャナー等を用いずに所望の色の補色関係にある色のフィルターを通し、カラー原稿を撮影し、色分解されたネガ、ポジを作成してから所望の色の版を作成しても良い。具体的には黄のフィルターを用いて青版、紅のフィルターを用いて緑版、藍のフィルターを用いて赤版を作成しても良い。
また、本発明では印刷物や写真の原稿だけではなく、コンピュータ上で作成したＣＧ画像データや、予めコンピュータに取り込んである写真、イラスト等の画像データを、コンピュータ上で色分解してもよい。
【００１９】
ＥＬ素子は発光体により画像を表現するので、色分解は、光の３原色である赤、緑、青に分解することが好ましい。また、黒色を表すには、単に絶縁層を設けて非発光部としても良いが、発光層の表示側とは反対側に光を遮る黒色の遮蔽層を設けることで、よりコントラストの良いものとなる。また、黒色または暗色を表現するために、黒色の顔料または染料を画像の暗色部として印刷しても良い。
【００２０】
次に、前記方法で分解された色ごとに版を作り、それぞれの版を用いて発光材料を印刷法により印刷する。
印刷法は、目的に応じて様々な方法を用いることができる。例えばフレキソ印刷法、オフセット印刷法やグラビア印刷法がある。オフセット印刷であれば精細に印刷できるのでシャープな表示が得られる。グラビア印刷であれば版の耐久性が高い。また、グラビア印刷の中で、コンベンショナルグラビア法は、画像の階調を版の深浅による発光材料の多少で表現する方法であり、好ましく用いることができる。
【００２１】
また、各色の形成法には、特に制限するものではなく、例えば、図３に示すようにそれぞれの発光材料を直線状に並べ、各色が重ならないよう形成しても良い。この方法であれば、発光材料同士が重なることがないので、発光の吸収等の問題が起きず、発光の制御が容易にでき、好ましい。また、この方法では発光材料の網点の大きさを調整することにより色の濃淡を調節する。ここでいう大きさというのは発光材料の網点の大きさ及び／または厚みを意味する。
【００２２】
また、前記赤、緑、青の各色を形成する方法は主に２種類あり、一つは各色ごとに均等な間隔で整然と直線状に並んだ網点により形成する方法（ＡＭスクリーニング法）である。この方法では、網点の大きさを調製することにより、色の濃淡を調節する。もう一つは各色ごとに同じ大きさのドットをランダムに配置し、密度によって色の濃淡を調節する方法である。前記赤、緑、青の網点は、その角度を３０°ずらして形成しても良い。
また、これらの方法では各発光材料が重なってしまうため、発光材料のうち、表示側に積層したの発光材料の吸収波長は、他の発光材料の発光波長と異なることが好ましい。そうすれば表示側の発光材料が他の発光材料からの発光を吸収せず、発光色の制御がしやすい。
【００２３】
発光材料としては、要求性能を満たせば、どのよなものでも用いることができるが、有機系、中でも高分子系が好ましい。クマリン系、ペリレン系、ピラン系、アンスロン系、ポルフィレン系、キナクリドン系、Ｎ，Ｎ’−ジアルキル置換キナクリドン系、ナフタルイミド系、Ｎ，Ｎ’−ジアリール置換ピロロピロール系等の蛍光性色素をポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾール等の高分子中に溶解させたものや、ポリアリーレン系、ポリアリールビニレン系等の高分子発光体を用いることができる。発光層として高分子を用いることにより、機械的強度が強く、耐久性の高い長寿命のＥＬ素子を提供できる。
【００２４】
黒色の遮蔽層としては、アニリンブラックなどの染料や、その他黒色の顔料やインキ等を適当な溶媒に溶解、分散させ、スピンコート、フレキソ、グラビア、マイクログラビア、オフセット等のコーティング、印刷方法を用いて製膜することができる。また、導電性物質を含んでいても良い。
【００２５】
また、前記発光材料の上に導電性の物質を含むオーバーコート層を積層しても良い。これにより、印刷面の平面性が増し、陰極の短絡を防ぐことができる。また、印可される電圧をより均一にするために、発光材料と同程度の導電性を示す物質が好ましい。さらに、同様の目的でオーバーコート層の代わりに電子輸送層を用いても良い。
【００２６】
次に他の層の積層方法について説明する。
基材は特に制限するものではなくガラス、樹脂フィルム等何でも用いることができる。樹脂フィルムであれば可撓性透明性であるのでカード、ポスター、電報などの表示媒体に用いることができ、好ましい。このような樹脂フィルムとしてはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート等を用いることができる。また、陽極層を設けない側の面にはセラミック蒸着フィルムやポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル等のガスバリア性フィルムを積層したりしても良い。
【００２７】
陽極層としては、透明又は半透明であることが好ましく、公知のものを用いることができる。例えば、インジウムと錫の複合酸化物（ＩＴＯ）などを用いることができる。また、積層の方法は蒸着、スパッタリング法等を用いることができる。また、陽極層の形成は全面べたでもパターニングされていてもかまわない。
【００２８】
正孔輸送層を設ける場合は、銅フタロシアニンやその誘導体、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン等の芳香族アミン系などの低分子も用いることができるが、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリビニルカルバゾール、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホン酸との混合物等の高分子材料が湿式法による製膜が可能でありより好ましい。
【００２９】
電子輸送層を設ける場合は、１，３，５−トリス（４−ｔｅｒｔブチルフェニル−１，３，４−オキサジアゾール）ベンゼン（ＴＰＯＢ）などのオキザジアゾール誘導体やトリス（８−キノリノール）アルミニウムなどの８−キノリノール誘導体またはそれらの金属錯体などの低分子も用いることができるが、ポリ（ピリジン−２，５−ジイル）、ポリ（キノリン−５，８−ジイル）、ポリ（キノキサリン−５，８−ジイル）等の高分子材料が湿式法による製膜が可能でありより好ましい。
【００３０】
正孔輸送層、高分子発光層および電子輸送層は、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル、水等の単独または混合溶媒に高分子材料を溶解させ、スピンコート、スプレーコート、フレキソ、グラビア、マイクログラビア、凹版オフセット等のコーティング、印刷方法を用いて製膜することができる。上記のような湿式法を用いると、生産効率が高く、安価に製造できるため、好ましい。また必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調製剤、紫外線吸収剤などを添加してもよい。これらの膜厚は、単層または複数層積層する場合においても合わせて１０００ｎｍ以下であり、好ましくは５０〜１５０ｎｍである。
【００３１】
陰極層としてはＭｇ，Ａｌ，Ｙｂ、Ｃａ、Ｂａ等の金属単体を用いたり、発光媒体と接する界面にＬｉやＬｉＦ等の化合物を１ｎｍ程度はさんで、安定性、導電性の高いＡｌやＣｕを積層して用いる。または、電子注入効率と安定性を両立させるため、仕事関数の低い金属と安定な金属との合金系、例えばＭｇＡｇ，ＡｌＬｉ，ＣｕＬｉ等の合金が使用できる。陰極の形成方法は材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム法、スパッタリング法を用いることができる。陰極の厚さは、１０ｎｍ〜１０００ｎｍ程度が望ましい。また、陰極層の形成は全面べたでもパターニングされていてもかまわない。
【００３２】
また、本発明のＥＬ素子は、基材として長尺の可撓性のある基材を用いることにより、連続的に基材を巻きだしながら、陽極層、高分子ＥＬ層と光吸収層、陰極層を形成し、最後に該基材を巻き取り所定の大きさに切断することができる。この時、陽極層は上記したような蒸着またはスパッタリング法または塗布熱分解法等で形成することができ、発光層、黒色の遮蔽層は上記したような印刷法等で形成することができ、陰極層は上記したような蒸着法または電子ビーム法またはスパッタリング法等で形成することができる。また、必要に応じて正孔輸送層又は／及び電子輸送層を含むことができる。このように連続的に湿式法を主体として高分子ＥＬ層を成膜していくことにより、生産効率の高くなり、安価にＥＬ素子が提供できる。
【００３３】
【実施例】
以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
＜実施例１＞
ＰＥＴからなる基材１上にスパッタリング法で陽極層としてＩＴＯ膜２を形成した。
次に発光層を以下の方法で形成した。まず、原稿である写真をドラム式スキャナで撮り込み、電気信号のデータに変換した後、コンピュータ上で赤、緑、青に色分解した。色分解されたデータを元に赤、緑、青のグラビア印刷用の版を作成し、それぞれの版を用いて各色の発光層をグラビア印刷により印刷した。なお、赤色発光材料としてポリ（３−ヘキシルチオフェン）、緑色発光材料としてポリ（３−シクロヘキシルチオフェン）、青色発光材料としてポリ（オクチルフルオレン）を用い、それぞれ５０ｎｍの膜厚で形成した。
色分解した発光層を、図５のように、赤、緑、青の網点をそれぞれ直線状に並べ、重ならないよう形成した。
次に黒色の遮蔽層として、アニリンブラックをトルエン溶液中に溶解させたものをスピンコート法により２０ｎｍの膜厚で形成した。
次に陰極層としてＭｇＡｇを２元共蒸着により２００ｎｍの膜厚で形成した。
【００３４】
得られたＥＬ素子は５Ｖの電圧を印加したところ平均１００ｃｄ／ｍ²の発光が得られ、元原稿である写真と同じ鮮明な静止画像が得られた。
【００３５】
＜実施例２＞
実施例１と同様の手順で原稿を色分解し、それぞれの発光材料は網点により形成をし、それぞれ３０°角度をずらしてグラビア印刷法により、各色の発光材料を３０ｎｍの膜厚で印刷した。さらにその上にオーバーコート層の代わりに電子輸送層としてポリスチレンスルホン酸ナトリウムを５０ｎｍの膜厚でスピンコート法により製膜した。
次に黒色の遮蔽層として、アニリンブラックをトルエン溶液中に溶解させたものをスピンコート法により２０ｎｍの膜厚で形成した。
次に陰極層としてＭｇＡｇを２元共蒸着により２００ｎｍの膜厚で形成した。
【００３６】
得られたＥＬ素子は５Ｖの電圧を印加したところ平均５０ｃｄ／ｍ²の発光が得られ、元原稿である写真と同じ静止画像が得られた。
【００３７】
＜実施例３＞
前記発光材料を、それぞれの色毎にドット状に形成すること以外は実施例２と同様に作製した。
得られたＥＬ素子は５Ｖの電圧を印加したところ平均５０ｃｄ／ｍ²の発光が得られ、元原稿である写真と同じ静止画像が得られた。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、原稿の画像データを色分解し、分解された色毎に印刷用の版を作り、各色の発光材料を印刷することにより発光層を形成することで、鮮明な静止画像のＥＬ素子が、安価に生産できる。
【００３９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＥＬ素子の構成を示す断面図である
【図２】本発明のＥＬ素子の他の構成を示す断面図である
【図３】本発明のＥＬ素子の発光材料の他の印刷例（３色分）を示す説明図である。
【図４】本発明のＥＬ素子の発光材料の一つの印刷例（１色分）を示す説明図である。
【図５】本発明のＥＬ素子の発光材料の他の印刷例（１色分）を示す説明図である。
【符号の説明】
１基材
２陽極
３発光材料
３Ａ発光材料Ａ
３Ｂ発光材料Ｂ
３Ｃ発光材料Ｃ
４オーバーコート層（電子輸送層）
５遮蔽層
６陰極

Claims

少なくとも基材、陽極層、発光層、陰極層を含むＥＬ素子において、前記発光層が、赤、緑、青に色分解された画像を、赤、緑、青の発光材料を網点の形状に印刷することにより形成し、かつ、網点の大きさを調整することにより、色の濃淡をつけることを特徴とするＥＬ素子。
少なくとも基材、陽極層、発光層、陰極層を含むＥＬ素子において、前記発光層が、赤、緑、青に色分解された画像を、赤、緑、青の発光材料をドットの形状に印刷することにより形成し、かつ、前記発光材料が、赤、緑、青のドットをランダムに配置し、色の濃いところは密に、色の薄いところは疎にするＦＭスクリーニング法により形成することを特徴とするＥＬ素子。
前記赤、緑、青の網点又はドットが、互いに重ならないことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のＥＬ素子。
前記発光層の上に導電性の物質を含むオーバーコート層を積層することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＥＬ素子。
前記発光層の表示面側とは反対側の面に、黒色遮蔽層を設けることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＥＬ素子。
前記発光材料がオフセット印刷法またはグラビア印刷法により印刷されてなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のＥＬ素子。
請求項１〜６のいずれかに記載のＥＬ素子を用いた表示媒体。