(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
この基板に支持された発光体と、
基板の発光体側の面に設けられ、各々が発光体に接触する一対の電極と、を備え、
発光体は、イオン液体と、このイオン液体中に溶解された発光物質と、イオン液体をゲル化するゲル化材料とを有し、
各電極は、主成分として、２以上の酸素が結合された金属酸化物を含むとともに、透光性を有し、
一対の電極のうちの一方の電極と基板との間、および他方の電極と基板との間に、発光体から発せられた光を反射する反射層が設けられ、
一対の電極は、各々櫛歯状に形成され、
反射層は、各電極に対応するように櫛歯状に形成されていることを特徴とする発光表示装置。
【請求項２】
各電極は、酸化錫化合物からなることを特徴とする請求項１に記載の発光表示装置。
【請求項３】
各電極は、インジウム錫酸化物、フッ素添加酸化錫、および酸化アンチモン混合酸化錫のうちいずれかの材料からなることを特徴とする請求項２に記載の発光表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光表示装置に係り、とりわけ、有機溶媒を用いることがない発光表示装置であって、安全性に優れ、構成材料の種類を少なくすることができるとともに、発光輝度を向上させることができる発光表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機ＥＬ等の発光表示装置の開発が急激に進展している。有機ＥＬの発光表示装置に用いられる発光素子は自発光素子であるため、バックライトが必要な液晶の受光素子よりも、薄型化および軽量化が図れる。それに有機ＥＬの発光素子は自発光素子であるため、液晶の受光素子と比べると視認性に優れている。このため、有機ＥＬの発光表示装置は、優れた視認性、高速表示性、低電圧駆動性、薄型化等の特徴を有している。
【０００３】
有機ＥＬの発光表示装置は、一般に、各々の互いに対向する面に電極が形成された一対の基板と、一対の基板間に挟持された発光層とを備えている。このうち発光層は電圧が印加されて発光する発光物質を含み、数１００ｎｍの厚さを有している。このため、対向する各電極間の距離が短く、各電極が相互に接触し易い。また、有機ＥＬの発光表示装置の発光層には直流電圧が印加される。このため、有機ＥＬの発光表示装置を構成する各電極間の界面に不純物が蓄積され易い。このことにより、有機ＥＬの発光表示装置において用いられる発光層は、動作寿命が短くなる。
【０００４】
このような問題に対して、電気化学反応を利用した液体からなる発光層を用いた発光表示装置の開発が行われている（例えば、特許文献１乃至５並びに非特許文献１および２参照）。
【０００５】
これら特許文献１乃至５並びに非特許文献１および２における発光表示装置２０は、図９に示すように、互いに対向する面に電極２２が形成された一対の基板２１と、一対の基板２１間に挟持され、有機溶媒２４と支持塩２５とからなる電解質に発光物質２６を溶解させた発光層２３とを有し、各電極２２間に電圧が印加されて発光層２３が発光するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１３９８９９号公報
【特許文献２】特開２００６−３０１３０２号公報
【特許文献３】特開２００５−３０２３３２号公報
【特許文献４】特開２００５−２９４０６６号公報
【特許文献５】特許４０８６３０３号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】「東芝レビュー  vol.60, No.9, P33(2005)」
【非特許文献２】「Journal of the Electrochemical Society, Vol.152(8) pA1677(2005)」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図９に示す発光表示装置２０においては、発光層２３として可燃性である有機溶媒２４を使用しているため、取り扱い上、安全性に問題がある。また、有機溶媒２４は揮発性を有しているため、比較的容易に揮発する。このため、発光層２３内の濃度が変化して、発光層２３が劣化して発光層２３の発光特性が低下する。さらに、上述のように、有機溶媒２４を用いる場合、発光層２３を十分に発光させるために、有機溶媒２４に支持塩２５を溶解させる必要がある。このため、発光層２３を構成する材料の種類が多くなるという問題もある。
【０００９】
また、このような発光表示装置２０においては、電極２２間に電圧を印加した場合における発光層２３からの発光の輝度は、十分に高いとは言えないというのが現状である。
【００１０】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、有機溶媒を用いることがない発光表示装置であって、安全性に優れ、構成材料の種類を少なくすることができるとともに、発光輝度を向上させることができる発光表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、基板と、この基板に支持された発光体と、基板の発光体側の面に設けられ、各々が発光体に接触する一対の電極と、を備え、発光体は、イオン液体と、このイオン液体中に溶解された発光物質と、イオン液体をゲル化するゲル化材料とを有し、各電極は、主成分として、２以上の酸素が結合された金属酸化物を含んでいることを特徴とする発光表示装置である。
【００１２】
本発明は、各電極は、酸化錫化合物からなることを特徴とする発光表示装置である。
【００１３】
本発明は、各電極は、インジウム錫酸化物、フッ素添加酸化錫、および酸化アンチモン混合酸化錫のうちいずれかの材料からなることを特徴とする発光表示装置である。
【００１４】
本発明は、各電極と基板との間に、発光体から発せられた光を反射する反射層が設けられていることを特徴とする発光表示装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、有機溶媒を用いることなく、安全性に優れ、構成材料の種類を少なくすることができるとともに、発光輝度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の実施の形態における発光表示装置の全体構成を示す斜視図。
【図２】図２は、図１におけるＸ−Ｘ線断面を示す図。
【図３】図３は、本発明の実施の形態において、発光体から発せられた光の経路を説明するための図。
【図４】図４は、比較例として、基板の裏面に反射層が設けられた場合に発光体から発せられた光の経路を説明するための図。
【図５】図５は、ＩＴＯからなる電極のサイクリックボルタノグラムを示す図。
【図６】図６は、ＦＴＯからなる電極のサイクリックボルタノグラムを示す図。
【図７】図７は、ＩＺＯからなる電極のサイクリックボルタノグラムを示す図。
【図８】図８は、ＧＺＯからなる電極のサイクリックボルタノグラムを示す図。
【図９】図９は、従来の発光表示装置の断面構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
発明の実施の形態
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１８】
図１により、本発明における発光表示装置１について説明する。ここで、発光表示装置１は、電圧が印加されることにより発光され、各種ディスプレイ等として使用されるものである。
【００１９】
図１に示す発光表示装置１は、基板２と、この基板２に支持された発光体５と、基板２の発光体５側の面に設けられ、各々が櫛歯状に形成されて発光体５に接触する一対の電極（第１電極３、第２電極４）とを備えている。このうち、発光体５は、塊状（本実施の形態においては直方体状）に成形されて基板２上に載置されている。また、第１電極３と第２電極４との間に、発光体５に対して交流電圧を印加する交流電源９が接続されている。
【００２０】
第１電極３および第２電極４は、主成分として、２以上の酸素が結合された金属酸化物を含んでおり、例えば、透光性を有する酸化錫化合物によりそれぞれ形成された第１透明電極６および第２透明電極７からなっている。とりわけ、これら第１透明電極６および第２透明電極７は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、フッ素添加酸化錫（ＦＴＯ）、および酸化アンチモン含有酸化錫（ＡＴＯ）のうちいずれかの材料からなっていることが好ましい。ここで、主成分とは、各電極３、４を構成している複数の成分のうちの主な成分、すなわち最も多い成分を指している。例えば、各電極３、４には、２以上の酸素が結合された金属酸化物が、主成分として９５ｗｔ％以上９９．５ｗｔ％以下含有されていることが好ましい。このことにより、発光輝度を向上させることができるとともに、導電性を付与する添加物の含有量を確保して各電極３、４が導電性を有することができる。なお、各電極３、４の主成分の含有量は、Ｘ線光電子分光法（X-ray Photoelectron Spectroscopy）を用いて測定することができる。この方法によれば、超高真空中で固体にＸ線を照射して、表面から数ｎｍ（ナノメートル）以内の深さから放出される電子のエネルギー分光を行うことにより、表面に存在する元素の種類（水素、ヘリウムを除く）と、各元素の量（検出限界は、〜１０分の数ａｔ％程度）と、これらの元素の化学的結合状態を分析することができる。また、この方法は、状態分析ができることから、エスカ（ESCA : Electron Spectroscopy for Chemical Analysis）とも呼ばれ、金属、半導体、ガラス、セラミックス、有機物、高分子材料などあらゆるものの分析が可能である。この方法で分析される各元素の量（ａｔ％）と各元素の原子量との積により、各元素の含有量（ｗｔ％）を算出することができる。
【００２１】
第１透明電極６および第２透明電極７は、基板２表面（発光体５側の面）において、基部６ａ、７ａとこの基部６ａ、７ａに接続される櫛部６ｂ、７ｂとをそれぞれ有する櫛歯状に形成され、各透明電極６、７の櫛部６ｂ、７ｂは互いに入り込んでいる。
【００２２】
すなわち、第１透明電極６は、長方形状を有する基部６ａと、この基部６ａに対して直交するように一端が接続されるとともに他端が第２透明電極７側に延び、所定間隔を隔てて配置された複数の櫛部６ｂとを含んでいる。また、第２透明電極７は、長方形状を有する基部７ａと、この基部７ａに対して直交するように一端が接続されるとともに他端が第１透明電極６側に向かって第１透明電極６の各櫛部６ｂ間に延び、各櫛部６ｂと対向するように所定間隔を隔てて配置された複数の櫛部７ｂとを含んでいる。なお、図１においては、第１透明電極６および第２透明電極７は、３つの櫛部６ｂ、７ｂをそれぞれ有しているが、このことに限られることはなく、任意の個数の櫛部６ｂ、７ｂを有するように構成してもよい。
【００２３】
第１透明電極６の基部６ａおよび櫛部６ｂ並びに第２透明電極７の基部７ａおよび櫛部７ｂは、それぞれ薄膜状に形成され、その厚さが、０．１μｍ〜２μｍであることが好ましい。このことにより、第１透明電極６および第２透明電極７が透光性を有することができるとともに、発光体５に印加する電圧が低下することを抑制して、発光体５から発せられる光を安定して取り出すことができる。
【００２４】
また、第１透明電極６の各櫛部６ｂおよび第２透明電極７の各櫛部７ｂの幅は、それぞれ１０μｍ以上かつ２ｍｍ以下であれば良く、特に１００μｍから１ｍｍの範囲とすることが好適である。また、第１透明電極６の櫛部６ｂとこれに対向する第２透明電極７の櫛部７ｂとの間の電極間距離（ギャップ）は５μｍ以上かつ１ｍｍ以下であれば良く、特に５０μｍから２００μｍの範囲とすることが好適である。なお、本発明による発光表示装置１は電極間距離が大きくても低電圧で発光することが特徴であり、電極間距離はμｍオーダー以下とすることも可能であるが、第１透明電極６と第２透明電極７との接触による不良、または異物の付着による不良などが生じることを防止するために、５μｍ以上とすることが好ましい。一方、電極間距離が大きい場合には十分な発光を得ることが困難になるため、電極間距離は１ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００２５】
このような第１透明電極６および第２透明電極７は、基板２上にスパッタ法若しくはＥＢ蒸着法により成膜されて、フォトレジスト、または臭酸若しくは塩化鉄を用いたエッチングによって櫛歯状となるようにパターン状に形成することができる。
【００２６】
図２に示すように、第１透明電極６および第２透明電極７と基板２との間に、発光体５から発せられた光を反射する反射層８がそれぞれ設けられている。この反射層８は、各透明電極６、７に対応する形状を有し、一対の櫛歯状に形成されている。また、反射層８に用いる材料としては、光を反射するものであれば特に制限されることはなく、例えば、アルミニウムを好適に用いることができる。
【００２７】
発光体５は、イオン液体１０と、このイオン液体１０中に溶解された発光物質１１とを有している。このようにして形成された発光体５を電気化学反応させることにより、発光体５に印加する電圧を低く抑えることができるとともに、高速に酸化還元反応を起こさせることができる。また、この発光物質１１が溶解されたイオン液体１０（発光溶液）に、この発光溶液をゲル化するゲル化材料１２が添加されている。このことにより、ゲル化された発光溶液を塊状に成形することができ、発光体５を任意の形状（本実施の形態においては直方体状）に成形することができる。
【００２８】
ところで、イオン液体１０は溶融塩とも呼ばれ、常温で液体状態を維持するイオンのみからなっている。このイオン液体１０は、有機溶媒に支持塩が溶解された液体電解質とは異なり、難燃性、不揮発性等の特徴を有している。
【００２９】
イオン液体１０に用いる材料としては、多種類の発光物質１１を高濃度に溶解させるために極性が高い材料が望ましく、例えば、４級アンモニウム塩系、イミダゾリウム系、ピリジウム系等を用いることができる。特に、イオン液体１０のカチオン材料として、非環状式の４級アンモニウム塩（例えば、Ｎ,Ｎ,Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピルアンモニウム、Ｎ,Ｎ−ジメチル−Ｎ−メチル−（２−メトキシエチル）アンモニウム等）を用いる場合には、電位窓を広くすることができるため、発光体５の発光輝度を高めることができる。
【００３０】
発光物質１１に用いる材料としては、電気化学発光する材料であれば特に制限はなく、例えば、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）、ＤＰＡ（９，１０−ジフェニルアントラセン）、５，１２−ジフェニルテトラセン、ペリレン、ルブレン、ＲｕＣｌ６、ＲｕＰＦ６、Ｒｕ（ｂｐｙ３）Ｃｌ２ 、Ｒｕ（ｂｐｙ３）（ＰＦ６）２、Ｒｕ（ｄ８−ｂｐｙ３）（ＰＦ６）２等のＲｕ（ルテニウム）化合物・錯体、Ｉｒ（ｐｐｙ３）、Ｉｒ（ｂｐｙ３）（ＰＦ６）３等のＩｒ（イリジウム）化合物・錯体を好適に用いることができる。また、発光物質１１の濃度については特に制限はないが、１０ｗｔ％を超えると発光物質１１を十分に溶解させることができないため、発光物質１１の濃度は少なくとも１０ｗｔ％以下であることが望ましい。さらには、１０ｗｔ％以下であっても発光物質１１の濃度が濃い場合には発光溶液自体の透光性が低下し、液滴状またはゲル状に形成された発光体５から外部に放射される光が弱まるため、発光物質１１の濃度は１ｗｔ％から５ｗｔ％以下であることが好適である。
【００３１】
またゲル化とは、イオン液体１０が流動性を失った状態をいい、ゲル化材料１２としては、シリカのナノサイズ微粒子、または酸化チタンのナノサイズ微粒子を用いることが好ましい。また、ゲル化材料１２の濃度が１５ｗｔ％を超えると、ゲルの柔軟性が失われ成形性が低下するため、ゲル化材料１２の濃度は少なくとも１ｗｔ％〜１５ｗｔ％であることが望ましい。さらには、１５ｗｔ％以下であってもゲル化材料１２の濃度が濃い場合にはチクソ性が低下し、印刷等を行うことが困難になるため、ゲル化材料１２の濃度は３ｗｔ％〜７ｗｔ％であることが好適である。
【００３２】
このような発光体５は、基板２の表面に櫛歯状に形成された一対の透明電極６、７上に、ゲル化された発光溶液を塗布、吹きつけ、インクジェット等のように印刷に類似した方法により形成することができる。あるいは、ゲル化された発光溶液を紙または布等の含浸材を介して一対の透明電極６、７上に形成する方法、さらには、ゲル化された発光溶液を予め含浸材に含浸させて一対の透明電極６、７上に形成する方法などがある。
【００３３】
基板２に用いる材料としては、絶縁性を有する材料であれば特に制限されることはなく、例えば、ガラス、フィルム、セラミック等を好適に用いることができる。特に、基板２が、発光体５から発せられる光を透過しない材料から形成される場合には、発光体５から発せられた光が、基板２を透過することを防止して、発光体５から得られる発光輝度を高くすることができる。
【００３４】
次に、本実施の形態における発光表示装置１の作用について説明する。
【００３５】
図１に示す発光表示装置１において発光体５を発光させる場合、まず、交流電源９から第１透明電極６および第２透明電極７を介して発光体５に交流電圧が印加される。この場合、例えば陰極となる第１透明電極６の櫛部６ｂの近傍において、電気化学的な還元反応が起こり、発光物質１１からラジカルアニオン１３が生成される。他方、陽極となる第２透明電極７の櫛部７ｂの近傍において、電気化学的な酸化反応が起こり、発光物質１１からラジカルカチオン１４が生成される。電子的に中性な分子では酸化還元に伴いラジカルアニオン１３、ラジカルカチオン１４が生成されるが、発光物質１１としてＲｕ（ｂｐｙ３）（ＰＦ６）２を用いた場合に生成されるＲｕ（ｂｐｙ３）２＋（ＰＦ６−）２等の塩では、２価Ｒｕが１価Ｒｕ及び３価Ｒｕに価数変化することにより同様の作用効果を発揮する。
【００３６】
発光体５に交流電圧が印加されている間、第１透明電極６および第２透明電極７に交流電圧が印加されているため、第１透明電極６および第２透明電極７において還元反応と酸化反応とが交互に繰り返される。すなわち、例えば、第１透明電極６の櫛部６ｂの近傍に還元反応により生成されたラジカルアニオン１３は、第２透明電極７の櫛部７ｂに向けて移動する。次に、第１透明電極６および第２透明電極７の極性が反転され、第１透明電極６の櫛部６ｂの近傍に酸化反応によりラジカルカチオン１４が生成される。この間、第１透明電極６の櫛部６ｂの近傍から第２透明電極７の櫛部７ｂへ向けて移動していたラジカルアニオン１３が、第１透明電極６の櫛部６ｂへ戻ってくる。このことにより、ラジカルアニオン１３とラジカルカチオン１４とが衝突する。次に、衝突したラジカルアニオン１３とラジカルカチオン１４とから、基底状態の中性分子と励起状態の中性分子とが生成される。その後、励起状態の中性分子が基底状態に戻ることにより、この中性分子から光が発せられる。
【００３７】
この第１透明電極６の櫛部６ｂの近傍における発光メカニズムと同様にして、第２透明電極７の櫛部７ｂの近傍において、生成されたラジカルアニオン１３とラジカルカチオン１４とが互いに衝突し、励起状態の分子が生成されて発光する。
【００３８】
このようにして、第１透明電極６の櫛部６ｂの近傍および第２透明電極７の櫛部７ｂの近傍においてラジカルアニオン１３とラジカルカチオン１４とが衝突して発光する。このため、第１透明電極６の櫛部６ｂと第２透明電極７の櫛部７ｂとの間の距離が比較的離れている場合においても発光体５を発光させることができる。
【００３９】
発光体５が発光している間、図３に示すように、発光体５からはさまざまな方向に光が発せられる。例えば、発光体５から上方に向けて発せられた光は、図３の太線矢印１５に示す経路に沿ってそのまま外部に取り出される。一方、発光体５から基板２の側に向けて発せられた光は、反射層８の表面にて反射して、図３の破線矢印１６に示す経路に沿って発光体５の上方に向かう。このことにより、発光体５から基板２の側に発せられた光を発光体５の上方に向けさせることができる。このため、発光体５の上方に取り出される光の輝度を向上させることができる。
【００４０】
このように本実施の形態によれば、発光体５は、イオン液体１０と、このイオン液体１０中に溶解された発光物質１１と、イオン液体１０をゲル化するゲル化材料１２とを有しているため、可燃性の有機溶媒を用いることなく発光体５を形成することができる。発光体５が含むイオン液体１０は難燃性となっているため、可燃性の有機溶媒を用いる場合に比べて取り扱い上、比較的安全である。また、有機溶媒は揮発性を有しているために気化され易いが、本実施の形態によれば、発光体５が含むイオン液体１０は不揮発性を有しているために気化されることがない。このため、発光体５が劣化することを防止して、発光体５の発光特性が低下することなく安定した性能を維持することができる。さらに、本実施の形態によれば、イオン液体１０を用いて発光体５を形成しているため、イオン液体１０に支持塩を溶解させる必要がない。このため、発光体５を構成する材料の種類を少なくすることができる。
【００４１】
また、本実施の形態によれば、第１透明電極６および第２透明電極７は、透光性を有する酸化錫化合物からなっているため、後述する実施例において明らかなように、発光体５から発せられる光の輝度を高くすることができる。また、各透明電極６、７と基板２との間に反射層８が設けられているため、各透明電極６、７の近傍において発光体５から基板２側に発せられた光を、発光体５の上方に反射させることができる。このことにより、発光体５から発せられる光の輝度を、より一層高くすることができる。
【００４２】
また、本実施の形態によれば、直方体状に成形された発光体５を、表面に一対の透明電極６、７が櫛歯状に形成された基板２上に載置し、発光体５に第１透明電極６および第２透明電極７を介して交流電圧を印加することにより、発光体５を発光させることができる。この場合、発光体５は外部に露出しているため、発光体５から発せられた光を容易に外部に取り出すことができる。また、このように、一つの基板２上に一対の透明電極６、７を形成して発光体５を載置することにより、部品点数を減らして、発光表示装置１の構成を簡素化することができる。
【００４３】
なお、本実施の形態においては、各電極３、４が、透光性を有する酸化錫化合物からなっている例について述べた。しかしながら、各電極３、４は、酸化錫化合物であることに限られることはなく、主成分として、２以上の酸素が結合された金属酸化物を含んでいれば良い。また、各電極３、４は、透光性を有することに限られることはなく、透光性が比較的小さい半透明、あるいは透光性をもたない不透明であっても良い。いずれの場合においても、下記の実施例において詳述するように、発光体５から発せられる光の輝度を高くすることができる。
【００４４】
また、本実施の形態においては、各透明電極６、７と基板２との間に反射層８が設けられている例について述べた。しかしながらこのことに限られることはなく、各透明電極６、７と基板２との間に反射層８を介在させることなく、基板２上に直接各透明電極６、７を形成するようにしても良い。この場合においても、各透明電極６、７が酸化錫化合物からなっているため、発光体５から発せられる光の輝度を高くすることができる。特に、各電極３、４が不透明な酸化錫化合物からなる場合には、発光体５から発せられる光が各電極３、４を透過して基板２側に向かうことがないため、反射層８を設けなくても、発光体５からの発光輝度を高めることができる。
【００４５】
また、本実施の形態においては、発光体５が直方体状に形成されている例を示した。しかしながら、このことに限られることはなく、発光体５は任意の形状に塊状に成形して、発光体５を発光させることもできる。すなわち、任意の形状に成形された発光体５を発光させることにより、さまざまな発光形状を得ることができる。さらには、発光体５のゲル化の程度を弱めて、イオン液体１０と発光物質１１とからなる発光溶液が表面張力により基板２表面に載置されるようにしてもよい。
【実施例】
【００４６】
実施例１
図１に示す発光表示装置１において、基板２上に一対の電極３、４を形成し、この電極３、４上に発光体５を形成し、この発光体５に交流電圧を印加して発光体５から得られる発光の輝度を測定した。
【００４７】
まず、ガラス基板２上に、電極３、４の各櫛部６ｂ、７ｂの幅が１００μｍ、対向する櫛部６ｂ、７ｂ間のギャップが１００μｍとなるように、櫛歯状の一対の電極３、４をそれぞれ形成した。なお、本実施例においては、各電極３、４は、ガラス基板２上に図３に示す反射層８を介在させることなく、直接形成した。
【００４８】
また、発光体５から発せられる光の輝度を向上させて各種導電材料による輝度の違いを明瞭にするために、図４に示すように、ガラス基板２の下面（発光体５とは反対側の面）に、発光体５から発せられる光を反射するアルミニウムからなる反射層１７を形成した。
【００４９】
次に、イオン液体１０であるＴＭＰＡ−ＴＦＳＩ（Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピルアンモニウム−ビス（トリフルオロメタンサルフォニル）イミド）に、発光物質１１としてのＲｕ（ｂｐｙ）３（ＰＦ６）２を１ｍｏｌ％溶解させて、発光溶液を生成した。この発光溶液にゲル化材料（シリカ微粒子（日本アエロジル社製、アエロジル２００））１２を７ｗｔ％添加して所定時間混練し、発光溶液をゲル化した。次に、このゲル化された発光溶液を各電極３、４上に、１００μｍ厚さに塗布し、６０Ｈｚ、±４．０Ｖの方形波の交流電圧を印加して発光の輝度を測定した。なお、発光輝度の測定には、コニカミノルタ社製の色彩輝度計ＣＳ−１００Ａを用いた。
【００５０】
上述のようにして、各電極３、４に用いる導電材料を種々変えて発光表示装置１を作製して発光輝度を測定したところ、表１に示す結果が得られた。
【００５１】
【表１】
0005609061.tif 000002
【００５２】
ここで、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）は、主成分としての酸化錫に、添加物としての酸化インジウムを添加したものであり、ＳｎＯ２＋Ｉｎ２Ｏ３で表される。また、ＦＴＯ（フッ素添加酸化物）は、主成分としての酸化錫に、添加物としてのフッ素を添加したものであり、ＳｎＯ２＋Ｆで表される。さらに、ＡＴＯ（酸化アンチモン混合錫酸化物）は、主成分としての酸化錫に、添加物としての酸化アンチモンを混合したものであり、ＳｎＯ２＋Ｓｂ２Ｏ３で表される。これらの酸化錫化合物は、いずれも酸化錫を９５ｗｔ％以上９９．５ｗｔ％以下含有している。
【００５３】
また、ＩＺＯは、主成分としての酸化亜鉛に、添加物としての酸化インジウムを添加したものであり、ＺｎＯ＋Ｉｎ２Ｏ３で表され、ＧＺＯは、主成分としての酸化亜鉛に、添加物としての酸化ガリウムを添加したものであり、ＺｎＯ＋Ｇａ２Ｏ３で表され、ＡＺＯは、主成分としての酸化亜鉛に、添加物としての酸化アルミを添加したものであり、ＺｎＯ＋Ａｌ２Ｏ３で表される。これらの酸化亜鉛化合物は、いずれも酸化亜鉛を９５ｗｔ％以上９９．５ｗｔ％以下含有している。
【００５４】
表１に示すように、各電極３、４に用いる材料によって発光輝度が大きく異なり、特に、ＩＴＯ、ＦＴＯ、ＡＴＯといった透明な酸化錫化合物の発光輝度が高いことがわかった。すなわち、各電極３、４を、主成分を酸化錫として透光性を有する酸化錫化合物であるＩＴＯ、ＦＴＯ、ＡＴＯにより形成した場合、酸化亜鉛化合物のような主成分が他の金属酸化物からなる電極、または金属からなる電極に比べて、発光輝度が高い発光表示装置１を得ることができることが確認された。
【００５５】
なお、各材料により形成された電極３、４は、いずれも単位面積あたりの抵抗、いわゆるシート抵抗が２０Ω以下となるように電極３、４の膜厚を調整している。このため、表１に示す結果は、電極３、４の抵抗ではなく、電極３、４の材料に依る差異であると考えられる。
【００５６】
このようにＩＴＯ、ＦＴＯ、ＡＴＯからなる電極３、４において発光輝度が高い理由としては以下のようなことが考えられる。
【００５７】
ラジカルアニオン１３とラジカルカチオン１４では、電子が欠乏したラジカルカチオン１４の方が不安定であり、消滅速度が速い。このことにより、ラジカルアニオン１３と衝突するラジカルカチオン１４が少なくなり、発光体５からの発光輝度が減少する。このため、高い輝度で発光体５を発光させるためには、ラジカルカチオン１４を安定して生成する必要がある。一方、金属は一般に酸化しやすいため、ラジカルカチオン１４を生成するための陽極反応において不安定となり、ラジカルカチオン１４を安定して生成することが難しい。このため、酸化し難い金属酸化物からなる金属酸化物電極の方が、陽極反応において安定してラジカルカチオン１４を生成することができ、金属電極よりも発光輝度が高い傾向があると考えられる。なお、白金（Ｐｔ）は、金属の中でも酸化し難く、ある程度の輝度を得ることができるが、表１にも示すようにＩＴＯ、ＦＴＯ、ＡＴＯに比べると輝度は低く、高価であるという問題がある。
【００５８】
また、表１によれば、ＩＺＯ、ＧＺＯ、ＡＺＯといった主成分が酸化亜鉛からなる酸化亜鉛化合物による透明電極と、ＩＴＯ、ＦＴＯ、ＡＴＯといった主成分が酸化錫からなる酸化錫化合物による透明電極では、明らかに酸化錫化合物の方が高い輝度が得られるということがわかる。
【００５９】
そこで、ゲル化させていない発光溶液についてサイクリックボルタノグラム（ＣＶ）を測定した。測定の際、対向電極には白金を用い、参照電極にはＡｇ／Ａｇ＋を用い、掃引速度は、１００ｍＶ／ｓｅｃとした。作用電極にＩＴＯ、ＦＴＯ、ＩＺＯ、ＧＺＯを用いてＣＶを測定したところ、図５乃至図８に示す結果が得られた。図５乃至図８では正電位が左側に負電位が右側に示され、正電位側に酸化ピーク波形が発現し、負電位側に還元ピーク波形が発現している。
【００６０】
同じ金属酸化物からなる透明電極であっても、図５および図６に示すように、電極３、４が、ＩＴＯ、ＦＴＯからなる場合には、酸化ピーク波形および還元ピーク波形が明瞭に発現している。一方、図７および図８に示すように、電極３、４がＩＺＯ、ＧＺＯからなる場合には、酸化ピーク波形および還元ピーク波形が不明瞭になっている。この場合、電気化学発光の基本反応である酸化還元反応が生じ難いため、発光輝度が低くなる。
【００６１】
このことの原因は明確ではないが、酸化錫（ＳｎＯ２）は酸素の結合数が２であるのに対して、酸化亜鉛（ＺｎＯ）は、酸素の結合数は１であることに関連していると考えられる。つまり、主成分としての金属酸化物の酸素の結合数が多いほど、言い換えれば、電極３、４を構成する導電体の原子の結合に寄与する最外殻軌道上の電子の数が多いほど、この電極３、４と接する有機物との間の電子の授受である酸化還元反応が活発になるものと考えられる。
【００６２】
このことにより、一対の電極３、４を、主成分として、２以上の酸素が結合された金属酸化物を含む化合物（酸化錫化合物、好ましくは、透光性を有する酸化錫化合物（ＩＴＯ、ＦＴＯ、ＡＴＯなど））で形成することにより、発光輝度を高めることができる。
【００６３】
実施例２
また、一対の電極３、４をＩＴＯ、ＦＴＯ、ＡＴＯにより形成し、各電極３、４と基板２との間に反射層８を設けて、図２および図３に示す発光表示装置１を作製し、発光体５から得られる発光の輝度を測定した。なお、発光輝度の測定には、コニカミノルタ社製の色彩輝度計ＣＳ−１００Ａを用いた。
【００６４】
ＩＴＯからなる電極３、４の場合には３００ｃｄ／ｍ２、ＦＴＯからなる電極３、４の場合には２００ｃｄ／ｍ２、ＡＴＯからなる電極３、４の場合には、１８０ｃｄ／ｍ２の輝度が得られた。このようにして、図３に示す反射層８を設けることにより、輝度が高められることが確認できた。
【００６５】
なお、比較例としての図４に示すように、ガラス基板２の裏面に反射層１７を形成する場合、発光体５からガラス基板２の側に向けて発せられた光のうち反射層１７にて反射される光は一部だけであり、光の大部分は、図４の破線矢印１６に示す経路に沿ってガラス基板２内を導波して失活する。このことにより、図４に示す構成では、発光輝度を高くすることが困難になる。なお、ガラス基板２の厚さを可視光の波長よりも薄くすることにより、光が失活することは防止可能ではあるが、発光体５を支持するためにある程度の強度が必要であるため、このような薄さにすることは困難である。このため、ＩＴＯ、ＦＴＯ、ＡＴＯといった透光性を有する酸化錫化合物を電極として用いる場合には、図３に示すように、各電極３、４と基板２との間に反射層８を設けることが有効である。なお、各電極３、４は、１００ｎｍ〜２００ｎｍの厚みで形成され、この厚みは可視光の波長よりも薄くなっている。このため、各電極３、４内において、図４に示すような導波効果による損失が生じることを防止することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１      発光表示装置
２      基板
３      第１電極
４      第２電極
５      発光体
６      第１透明電極
６ａ    基部
６ｂ    櫛部
７      第２透明電極
７ａ    基部
７ｂ    櫛部
８      反射層
９      交流電源
１０    イオン液体
１１    発光物質
１２    ゲル化材料
１３    ラジカルアニオン
１４    ラジカルカチオン
１５、１６  矢印
１７    反射層
２０    発光表示装置
２１    基板
２２    電極
２３    発光層
２４    有機溶媒
２５    支持塩
２６    発光物質
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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