(57)【要約】【課題】発光輝度を確実に向上させることができる発光表示装置を提供する。【解決手段】本発明による発光表示装置１は、一対の基板２ａ、２ｂと、一対の基板２ａ、２ｂ間に挟持された発光部５と、発光部５に接続される一対の電極３、４とを備えている。発光部５は、カチオン材料を含むイオン液体と、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ている。カチオン材料は、発光物質が溶解されたイオン液体を一対の電極３、４間に設けた状態で、一対の電極３、４間に作用電圧を印加して一対の電極３、４間を流れる電流を測定して得られる電圧−電流特性を示すＡ曲線と、イオン液体のみを一対の電極３、４間に設けた状態で一対の電極３、４間に作用電圧を印加して一対の電極３、４間を流れる電流を測定して得られる電圧−電流特性を示すＢ曲線とを比較した場合に、Ｂ曲線がＡ曲線の電圧軸に沿って両側へ突出して延びる特性を有している。【選択図】図１
2011023395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板と、
一対の基板の間に挟持された発光部と、
この発光部に接続される一対の電極と、を備え、
一対の電極のうちの一方の電極は一方の基板の発光部側の面に設けられ、他方の電極は他方の基板の発光部側の面に設けられ、
発光部は、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、
イオン液体は、カチオン材料を含み、
このカチオン材料は、発光物質が溶解されたイオン液体を一対の電極間に設けた状態で、一対の電極間に作用電圧を印加して一対の電極間を流れる電流を測定して得られる電圧−電流特性を示すＡ曲線と、イオン液体のみを一対の電極間に設けた状態で一対の電極間に作用電圧を印加して一対の電極間を流れる電流を測定して得られる電圧−電流特性を示すＢ曲線とを比較した場合に、Ｂ曲線がＡ曲線の電圧軸に沿って両側へ突出して延びる特性を有することを特徴とする発光表示装置。
【請求項２】
基板と、
この基板に支持された発光部と、
基板の発光部側の面に形成され、この発光部に接続される一対の電極と、を備え、
発光部は、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、
イオン液体は、カチオン材料を含み、
このカチオン材料は、発光物質が溶解されたイオン液体を一対の電極間に設けた状態で、一対の電極間に作用電圧を印加して一対の電極間を流れる電流を測定して得られる電圧−電流特性を示すＡ曲線と、イオン液体のみを一対の電極間に設けた状態で一対の電極間に作用電圧を印加して一対の電極間を流れる電流を測定して得られる電圧−電流特性を示すＢ曲線とを比較した場合に、Ｂ曲線がＡ曲線の電圧軸に沿って両側へ突出して延びる特性を有することを特徴とする発光表示装置。
【請求項３】
イオン液体のカチオン材料は、４級アンモニウム塩からなることを特徴とする請求項１または２に記載の発光表示装置。
【請求項４】
イオン液体のカチオン材料は、非環状式の４級アンモニウム塩からなることを特徴とする請求項３に記載の発光表示装置。
【請求項５】
イオン液体のカチオン材料は、Ｎ,Ｎ,Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピルアンモニウムからなることを特徴とする請求項４に記載の発光表示装置。
【請求項６】
イオン液体のカチオン材料は、Ｎ,Ｎ−ジメチル−Ｎ−メチル−（２−メトキシエチル）アンモニウムからなることを特徴とする請求項４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、発光輝度を確実に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３並びに非特許文献１乃至３参照）。
【０００５】
このうち特許文献１および２並びに非特許文献１乃至３における発光表示装置は、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、有機溶媒と支持塩とからなる電解質に発光物質を溶解させた発光層とを有し、各電極間に交流電圧が印加されて発光層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
【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)」
【非特許文献３】「Japanese Journal of Applied Physics, Vol.44, No.11, 2005, pp.8161」
【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、このような発光表示装置において、電極間に電圧を印加した場合における発光層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。
【０００９】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、発光輝度を確実に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】
【００１０】
本発明は、一対の基板と、一対の基板の間に挟持された発光部と、この発光部に接続される一対の電極と、を備え、一対の電極のうちの一方の電極は一方の基板の発光部側の面に設けられ、他方の電極は他方の基板の発光部側の面に設けられ、発光部は、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、イオン液体は、カチオン材料を含み、このカチオン材料は、発光物質が溶解されたイオン液体を一対の電極間に設けた状態で、一対の電極間に作用電圧を印加して一対の電極間を流れる電流を測定して得られる電圧−電流特性を示すＡ曲線と、イオン液体のみを一対の電極間に設けた状態で一対の電極間に作用電圧を印加して一対の電極間を流れる電流を測定して得られる電圧−電流特性を示すＢ曲線とを比較した場合に、Ｂ曲線がＡ曲線の電圧軸に沿って両側へ突出して延びる特性を有することを特徴とする発光表示装置である。
【００１１】
本発明は、基板と、この基板に支持された発光部と、基板の発光部側の面に形成され、この発光部に接続される一対の電極と、を備え、発光部は、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、イオン液体は、カチオン材料を含み、このカチオン材料は、発光物質が溶解されたイオン液体を一対の電極間に設けた状態で、一対の電極間に作用電圧を印加して一対の電極間を流れる電流を測定して得られる電圧−電流特性を示すＡ曲線と、イオン液体のみを一対の電極間に設けた状態で一対の電極間に作用電圧を印加して一対の電極間を流れる電流を測定して得られる電圧−電流特性を示すＢ曲線とを比較した場合に、Ｂ曲線がＡ曲線の電圧軸に沿って両側へ突出して延びる特性を有することを特徴とする発光表示装置である。
【００１２】
本発明は、イオン液体のカチオン材料は、４級アンモニウム塩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、イオン液体のカチオン材料は、非環状式の４級アンモニウム塩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、イオン液体のカチオン材料は、Ｎ,Ｎ,Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピルアンモニウムからなることを特徴とする発光表示装置である。
【００１５】
本発明は、イオン液体のカチオン材料は、Ｎ,Ｎ−ジメチル−Ｎ−メチル−（２−メトキシエチル）アンモニウムからなることを特徴とする発光表示装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、発光輝度を確実に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態における発光表示装置の全体構成を示す図。
【図２】図２は、本発明の第1の実施の形態における発光表示装置において使用される四級アンモニウム塩の構造式を示す図。
【図３】図３（ａ）は、本発明の第２の実施の形態における発光表示装置を示す斜視図。図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＸ−Ｘ線断面を示す図。
【図４】図４は、イオン液体に用いるカチオン材料の構造式を示す図。
【図５】図５は、イオン液体（ＢＭＩ−ＴＦＳＩ）と、このイオン液体に発光物質を溶解した発光溶液のサイクリックボルタノグラムを示す図。
【図６】図６は、イオン液体（ＢＭＩ−ＢＦ４）と、このイオン液体に発光物質を溶解した発光溶液のサイクリックボルタノグラムを示す図。
【図７】図７は、イオン液体（ＡＢＩｍ−ＴＦＳＩ）と、このイオン液体に発光物質を溶解した発光溶液のサイクリックボルタノグラムを示す図。
【図８】図８は、イオン液体（ＡＢＩｍ−ＢＦ４）と、このイオン液体に発光物質を溶解した発光溶液のサイクリックボルタノグラムを示す図。
【図９】図９は、イオン液体（ＡＡＩｍ−ＴＦＳＩ）と、このイオン液体に発光物質を溶解した発光溶液のサイクリックボルタノグラムを示す図。
【図１０】図１０は、イオン液体（ＡＡＩｍ−ＢＦ４）と、このイオン液体に発光物質を溶解した発光溶液のサイクリックボルタノグラムを示す図。
【図１１】図１１は、イオン液体（ＢＤＭＩ−ＢＦ４）と、このイオン液体に発光物質を溶解した発光溶液のサイクリックボルタノグラムを示す図。
【図１２】図１２は、イオン液体（Ｐ１４−ＴＦＳＩ）と、このイオン液体に発光物質を溶解した発光溶液のサイクリックボルタノグラムを示す図。
【図１３】図１３は、イオン液体（Ｐ１３−ＴＦＳＩ）と、このイオン液体に発光物質を溶解した発光溶液のサイクリックボルタノグラムを示す図。
【図１４】図１４は、イオン液体（ＰＰ１３−ＴＦＳＩ）と、このイオン液体に発光物質を溶解した発光溶液のサイクリックボルタノグラムを示す図。
【図１５】図１５は、イオン液体（ＮＢｐｙ−ＢＦ４）と、このイオン液体に発光物質を溶解した発光溶液のサイクリックボルタノグラムを示す図。
【図１６】図１６は、イオン液体（ＴＭＰＡ−ＴＦＳＩ）と、このイオン液体に発光物質を溶解した発光溶液のサイクリックボルタノグラムを示す図。
【図１７】図１７は、イオン液体（ＤＥＭＥ−ＴＦＳＩ）と、このイオン液体に発光物質を溶解した発光溶液のサイクリックボルタノグラムを示す図。
【図１８】図１８は、イオン液体（ＤＥＭＥ−ＢＦ４）と、このイオン液体に発光物質を溶解した発光溶液のサイクリックボルタノグラムを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
第１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。
【００１９】
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。
【００２０】
図１に示す発光表示装置１は、一対の第１基板２ａおよび第２基板２ｂと、これら第１基板２ａと第２基板２ｂとの間に挟持される発光層（発光部）５と、この発光層５に接続される一対の電極（第１電極３および第２電極４）とを備えている。このうち第１電極３は第１基板２ａの発光層５側の面に設けられ、第２電極４は第２基板２ｂの発光層５側の面に設けられ、第１電極３と第２電極４との間に、発光層５が設けられている。このことにより、第１電極３および第２電極４が対向して配置されるため、発光層５に電界を効果的に印加することができ、発光層５から高輝度の発光を得ることができる。また、第１電極３と第２電極４との間に、発光層５に対して交流電圧を印加する交流電源６が接続されている。
【００２１】
発光層５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を有している。このようにして形成された発光層５を電気化学反応させることにより、発光層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、この発光物質が溶解されたイオン液体（発光溶液）に、この発光溶液をゲル化するゲル化材料が添加されている。このことにより、ゲル化された発光溶液が第１電極３と第２電極４との間から外方に漏洩することを防止し、発光層５の発光特性が低下することなく安定した性能を長期間に渡って維持することができる。なお、発光層５は、ゲル化されていない発光溶液から構成してもよい。この場合においても、発光層５から確実に発光を得ることができる。
【００２２】
また、イオン液体は、図２に示すような構造式を有する４級アンモニウム塩からなるカチオン材料を含んでいる。このカチオン材料は、発光溶液を一対の電極３、４間に注入した状態で、一対の電極３、４間に作用電圧を印加して一対の電極３、４間を流れる電流を測定して得られる電圧−電流特性（サイクリックボルタノグラム）を示すＡ曲線（図５参照）と、イオン液体のみを一対の電極３、４間に注入した状態で一対の電極３、４間に作用電圧を印加して一対の電極３、４間を流れる電流を測定して得られるサイクリックボルタノグラムを示すＢ曲線とを比較した場合に、Ｂ曲線がＡ曲線の電圧軸に沿って両側へ突出して延びる特性を有している。この場合、詳細を後述するように、発光溶液のＡ曲線の電圧軸に沿った幅は、イオン液体のＢ曲線の電圧軸に沿った幅よりも狭くなる。すなわち、発光溶液の電位窓は、イオン液体の電位窓よりも狭くなる。
【００２３】
図１に示すように、第１基板２ａと第２基板２ｂとの間に、発光層５を囲むように第１電極３と第２電極４との間の距離（ギャップ）を一定に保持するスペーサ７が設けられている。この第１電極３と第２電極４との間の距離は、１μｍ以上かつ５ｍｍ以下であれば良く、特に５μｍから２ｍｍの範囲に設定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電極３と第２電極４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、５００μｍ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２ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００２４】
さらに、第１基板２ａと第２基板２ｂとの間に設けられたスペーサ７に、ゲル化された発光溶液を注入する注入孔８が形成されている。この注入孔８には、このゲル化された発光溶液を注入した後に注入孔８を封止する封止材９が設けられている。
【００２５】
ところで、イオン液体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、難燃性であるため取り扱い上安全である。また、イオン液体は、不揮発性であるため、発光層５が劣化することを防止して発光層５の発光特性を維持することができるとともに、支持塩等を溶解させる必要がないため、発光層５を構成する材料の種類を少なくすることができる。
【００２６】
発光物質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を十分に溶解させることができないため、発光物質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層５から外部に放射される光が弱まるため、発光物質の濃度は１ｗｔ％から５ｗｔ％以下であることが好適である。
【００２７】
またゲル化とは、イオン液体が流動性を失った状態をいい、ゲル化材料としては、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、ゲル化材料の濃度は３ｗｔ％〜７ｗｔ％であることが好適である。
【００２８】
第１基板２ａおよび第２基板２ｂに用いる材料としては、例えば、透明なガラスまたは透明なフィルム等を用いることができる。
【００２９】
各電極３、４に用いる材料としては、透明な材料であれば特に制限はなく、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等を好適に用いることができる。なお、このことに限られることはなく、各電極３、４には、透光性を有する炭素材料、例えば、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、またはボロンもしくは窒素を一定量添加した導電性ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）もしくは導電性ダイヤモンド等を用いることもできる。この場合、炭素は、電気化学的に安定して還元されることがないため、各電極３、４の材料が成分変化することを防止して、その成分を一定に維持することができる。
【００３０】
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。
【００３１】
図１に示す発光表示装置１において発光層５を発光させる場合、まず、交流電源６から第１電極３および第２電極４を介して発光層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電極３の近傍において、電気化学的な還元反応が起こり、発光物質からラジカルアニオンが生成される。他方、陽極となる第２電極４の近傍において、電気化学的な酸化反応が起こり、発光物質からラジカルカチオンが生成される。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、ラジカルカチオンが生成されるが、発光物質として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。
【００３２】
発光層５に交流電圧が印加されている間、第１電極３および第２電極４に交流電圧が印加されているため、第１電極３および第２電極４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電極３の近傍に還元反応により生成されたラジカルアニオンは、第２電極４に向けて移動する。次に、第１電極３および第２電極４の極性が反転され、第１電極３近傍に酸化反応によりラジカルカチオンが生成される。この間、第１電極３近傍から第２電極４へ向けて移動していたラジカルアニオンが、第１電極３へ戻ってくる。このことにより、ラジカルアニオンとラジカルカチオンとが衝突する。次に、衝突したラジカルアニオンとラジカルカチオンとから、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。
【００３３】
この第１電極３の近傍における発光メカニズムと同様にして、第２電極４の近傍において、生成されたラジカルアニオンとラジカルカチオンとが互いに衝突し、励起状態の分子が生成されて発光する。
【００３４】
このようにして、第１電極３近傍および第２電極４の近傍においてラジカルアニオンとラジカルカチオンとが衝突して発光する。このため、第１電極３と第２電極４との間の距離が比較的離れている場合においても発光層５を発光させることができる。
【００３５】
このように本実施の形態によれば、発光層５を構成するイオン液体のカチオン材料が、上述した所定の条件を満たす４級アンモニウム塩からなっている。このことにより、発光溶液の電位窓をイオン液体の電位窓よりも狭くすることができる。この場合、発光溶液の電位窓の端部、すなわち発光溶液の電流密度がピークとなる電位近傍では、イオン液体は電気化学的に安定している。このため、発光物質の酸化還元電流を有効に発光に寄与させることができる。このため、一対の電極３、４間に交流電圧が印加された場合に発光層５からの発光の輝度を確実に向上させることができる。
【００３６】
また、本実施の形態によれば、上述のように発光層５からの発光の輝度を確実に向上させることができる。このことにより、一対の電極３、４の一方の表面に、発光溶液の電気化学反応を行う面積を大きくするための多孔質部材等を設ける必要がない。このことにより、発光表示装置１の構造を簡素化することができる。
【００３７】
第２の実施の形態
次に、図３により、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００３８】
図３（ａ）、（ｂ）に示す第２の実施の形態における発光表示装置において、各電極は、基板表面において、基部とこの基部に接続される櫛部とを有する櫛歯状に形成され、各電極の櫛部は互いに入り込んでいる点が主に異なり、他の構成は図１および図２に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図３（ａ）、（ｂ）において、図１および図２に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３９】
図３（ａ）、（ｂ）に示す発光表示装置１において、基板２の表面に発光体（発光部）５が塊状（直方体状）に成形されて載置（支持）されている。
【００４０】
各電極３、４は、基板２表面（発光体５側の面）において、基部３ａ、４ａとこの基部３ａ、４ａに接続される櫛部３ｂ、４ｂとを有する櫛歯状に形成され、各電極３、４の櫛部３ｂ、４ｂは互いに入り込んでいる。
【００４１】
すなわち、第１電極３は、長方形状を有する基部３ａと、この基部３ａ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電極４側に延び、所定間隔を隔てて配置された複数の櫛部３ｂとを含んでいる。また、第２電極４は、長方形状を有する基部４ａと、この基部４ａ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電極３側に向かって第１電極３の各櫛部３ｂ間に延び、各櫛部３ｂ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４ｂとを含んでいる。なお、図３（ａ）、（ｂ）においては、各電極３、４は、３つの櫛部３ｂ、４ｂ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３ｂ、４ｂを有するように構成してもよい。
【００４２】
第１電極３の各櫛部３ｂおよび第２電極４の各櫛部４ｂ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電極３の櫛部３ｂとこれに対向する第２電極４の櫛部４ｂとの間のギャップは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。
【００４３】
各電極３、４に用いる材料としては、透明な材料に限られることはなく、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、スズ（Ｓｎ）、ビスマス（Ｂｉ）等の金属材料および炭素材料を用いることができる。このことにより、希少金属であるインジウムを含むＩＴＯを使用することなく、比較的安価な材料を用いて発光体５から発せられる光を外部に取り出すことができる。金属材料からなる各電極３、４を形成する方法としては、基板２上に上記金属材料からなる金属箔を設けて、この金属箔に対してレジストパターンを形成した後エッチングすることにより形成する方法が挙げられる。
【００４４】
また、各電極３、４に用いる材料は、上述のような金属材料に限られることはなく、炭素材料、例えば、ガラス状炭素（グラッシーカーボン、ＧＣ）、グラファイト、グラファイトと非晶質炭素の混合物、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、グラファイトと非晶質炭素の混合物であるプラスチックフォームドカーボン（ＰＦＣ）等を用いることもできる。この場合、炭素は、電気化学的に安定して還元されることがないため、各電極３、４の材料が成分変化することを防止して、その成分を一定に維持することができる。炭素材料からなる各電極３、４を形成する方法としては、基板２上に炭素と可塑剤とを混合したカーボンペーストをスクリーン印刷等によりパターン印刷した後に可塑剤を焼結する方法、または、基板２上に、板状の焼結炭素が切断されること等により得られた細長状の焼結炭素部材を載置して形成する方法が挙げられる。
【００４５】
図３（ａ）、（ｂ）に示す発光表示装置１において、交流電源６から発光体５に交流電圧が印加される間、第１電極３および第２電極４において還元反応と酸化反応とが交互に繰り返され、図１に示す発光表示装置１と同様の発光メカニズムにより、第１電極３の各櫛部３ｂ近傍に還元反応により生成されたラジカルアニオンと酸化反応により生成されたラジカルカチオンとが互いに衝突し発光する。同様にして、第２電極４の各櫛部４ｂの近傍において、生成されたラジカルアニオンとラジカルカチオンとが互いに衝突し発光する。
【００４６】
このように本実施の形態によれば、上述の第１の実施の形態と同様に、発光体５を構成するイオン液体のカチオン材料として、上述した所定の条件を満たす４級アンモニウム塩を用いることにより、発光溶液の電位窓をイオン液体の電位窓よりも狭くすることができる。この場合、発光溶液の電位窓の端部、すなわち発光溶液の電流密度がピークとなる電位近傍では、イオン液体は電気化学的に安定している。このため、発光物質の酸化還元電流を有効に発光に寄与させることができる。このため、一対の電極３、４間に交流電圧が印加された場合に発光体５からの発光の輝度を確実に向上させることができる。
【００４７】
さらに本実施の形態によれば、塊状に成形された発光体５を、表面に一対の電極３、４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電極３および第２電極４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から発光した光を容易かつ確実に外部に取り出すことができるとともに、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長期間に渡って維持することができる。
【００４８】
なお、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。さらには、発光体５をゲル化させることなく、イオン液体と発光物質とからなる発光溶液が表面張力により基板２表面に載置させるようにしてもよい。
【００４９】
また、本実施の形態においては、表面に一対の電極３、４が櫛歯状に形成された基板２上に発光体５を載置した例について述べた。しかしながらこのことに限られることはなく、一対の基板２ａ、２ｂ（図１参照）のうちの一方、例えば基板２ａの発光層５側の面に、第１電極３および第２電極４を櫛歯状に形成して、一対の基板２ａ、２ｂ間に液状またはゲル状の発光層５を介在させるように構成してもよい。
【００５０】
実施例１
図１に示す発光表示装置１において、以下に示すイオン液体のカチオン材料とアニオン材料の組み合わせを変えて構成された発光層５を一対の電極３、４間に形成し、この発光層５に交流電圧を印加して発光層５から得られる発光の輝度を測定した。
【００５１】
本実施例において用いるイオン液体のカチオンを以下に示す。これらの構造式は図４に示す。
・１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム（ＢＭＩ）
・１−ブチル−３−アリルイミダゾリウム（ＡＢＩｍ）
・１,３−ジアリルイミダゾリウム（ＡＡＩｍ）
・１−ブチル１−２，３−ジメチルイミダゾリウム（ＢＤＭＩ）
・Ｎ−メチル−Ｎ−ブチルピロリジニウム（Ｐ１４）
・Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピロリジニウム（Ｐ１３）
・Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピペリジニウム（ＰＰ１３）
・１−ブチルピリジニウム（ＮＢｐｙ）
・Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピルアンモニウム（ＴＭＰＡ）
・Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−メチル−Ｎ−（２−メトキシエチル）アンモニウム（ＤＥＭＥ）
【００５２】
また、本実施例において用いるイオン液体のアニオンを以下に示す。
・ヨウ素（Ｉ）
・ビス（トリフルオロメタンサルフォニル）イミド（ＴＦＳＩ）
・テトラフロオロボレイト（ＢＦ４）
・へキサフルオロホスフェイト（ＰＦ６）
【００５３】
これらのカチオンとアニオンを組み合わせて構成されたイオン液体に発光物質としてＲｕ（ｂｐｙ）３（ＰＦ６）２を１ｍｏｌ％溶解させて発光溶液を作製した。
【００５４】
一対の電極３、４として透明なＩＴＯを１００ｎｍの厚さにスパッタ成膜したガラス基板２ａ、２ｂを、そのＩＴＯが形成された面が２５μｍの間隔で対向するように配置した。
【００５５】
これらの基板２ａ、２ｂ間に上述の発光溶液を注入し、方形波、６０Ｈｚ、±３．０Ｖの交流電圧を印加して輝度を測定した。その結果を表１に示す。
【００５６】
【表１】
2011023395.tif 000003
【００５７】
ここで、ＦＷは、イオン液体の分子量を表し、溶解性の○印は、Ｒｕ（ｂｐｙ）３（ＰＦ６）２が溶解したことを表している。×印は、Ｒｕ（ｂｐｙ）３（ＰＦ６）２が溶解しなかったことを表し、この場合には輝度の測定ができなかった。また、表１中のＮｏ．１では、十分な酸化還元反応が起きなかったため、輝度の測定ができなかった。
【００５８】
この表１から、イオン液体を構成するカチオンの材料およびアニオンの材料の組み合わせによって輝度が大きく異なっていることがわかる。そして、カチオンが、
・Ｎ−メチル−Ｎ−ブチルピロリジニウム（Ｐ１４）
・Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピロリジニウム（Ｐ１３）
・Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピペリジニウム（ＰＰ１３）
・１−ブチルピリジニウム（ＮＢｐｙ）
・Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピルアンモニウム（ＴＭＰＡ）
・Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−メチル−Ｎ−（２−メトキシエチル）アンモニウム（ＤＥＭＥ）
といった４級アンモニウム塩のカチオンから構成されるイオン液体の輝度が比較的高いことがわかる。さらに、このような４級アンモニウム塩のうち非環状式の４級アンモニウム塩であるＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピルアンモニウム（ＴＭＰＡ）とＮ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−メチル−Ｎ−（２−メトキシエチル）アンモニウム（ＤＥＭＥ）が、輝度がさらに高いことがわかる。
【００５９】
また、ＴＭＰＡとＴＦＳＩの組み合わせからなるイオン液体（ＴＭＰＡ−ＴＦＳＩ）に、２．５ｍｏｌ％濃度の発光物質を溶解させたところ、輝度は１３０（ｃｄ／ｍ２）に上昇した。さらに一方のガラス基板の外側にアルミ反射板を設置したところ、輝度は２２０（ｃｄ／ｍ２）に上昇した。
【００６０】
実施例２
本実施例における発光表示装置１は、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））を添加した点が異なるのみであり、その他の構成は実施例１と略同一である。
【００６１】
本実施例においては、実施例１で用いた発光溶液にシリカ微粒子７ｗｔ％を添加して所定時間混練した。
【００６２】
すなわち、Ｒｕ（ｂｐｙ）３（ＰＦ６）２をＴＭＰＡ−ＴＦＳＩからなるイオン液体に１ｍｏｌ％、２．５ｍｏｌ％それぞれ溶解させてゲル化された発光溶液を作製した。この発光溶液を基板２ａ、２ｂ間に注入し、方形波、６０Ｈｚ、±３．０Ｖの交流電圧を印加して輝度を測定した。その結果、Ｒｕ（ｂｐｙ）３（ＰＦ６）２を１ｍｏｌ％溶解させた発光層５から７０（ｃｄ／ｍ２）の輝度が得られ、２．５ｍｏｌ％溶解させた発光層５から１３５（ｃｄ／ｍ２）の輝度が得られ、実施例１とほぼ同程度の輝度が得られることを確認した。
【００６３】
実施例３
上述したように、実施例１において、ＴＭＰＡ−ＴＦＳＩからなるイオン液体、ＤＥＭＥ−ＴＦＳＩからなるイオン液体、およびＤＥＭＥ−ＢＦ４からなるイオン液体の発光輝度がそれぞれ高くなることが示された。しかしながら、表１に示すように、各イオン液体の電流密度はいずれも０．３〜０．４（ｍＡ／ｍｍ２）であって、イオン液体の種類によらずほぼ一定となっている。すなわち、各イオン液体の発光輝度の違いは電流密度によらないことがわかる。なお、この電流密度は、発光物質であるＲｕ錯体の酸化還元電流を示しているものと考えられる。
【００６４】
そこで、実施例１で用いた各イオン液体、およびこのイオン液体に１ｍｏｌ％濃度の発光物質を溶解した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。その結果を図５乃至図１８に示す。なお、図５乃至図１８においては、発光溶液のサイクリックボルタノグラムを示すＡ曲線を破線で示し、イオン液体のみのサイクリックボルタノグラムを示すＢ曲線を実線で示している。ここで、作用電極および対向電極には白金を用い、参照電極にはＡｇ／Ａｇ＋を用いた。掃引速度は１００ｍＶ／ｓｅｃとした。
【００６５】
図１６乃至図１８に示すように、表１により発光輝度が高いことが示されたＴＭＰＡ−ＴＦＳＩからなるイオン液体、ＤＥＭＥ−ＴＦＳＩからなるイオン液体、およびＤＥＭＥ−ＢＦ４からなるイオン液体は、電位窓が広く（特にマイナス側の還元電位がマイナス側に位置し）、発光溶液のＣＶ曲線のピーク波形と、イオン液体のみのＣＶ曲線ピーク波形とが重なっていないことがわかる。すなわち、イオン液体のＣＶ曲線が発光溶液のＣＶ曲線の電圧軸に沿って両側へ突出して延びている。この場合、発光溶液の電流密度がピークとなる電位の近傍において、イオン液体の電流密度がピークとなることはなく、イオン液体は電気化学的に安定している。このことにより、発光物質の酸化還元電流がイオン液体に分流することがなく、発光物質の酸化還元電流が有効に発光に寄与し、発光輝度が高くなると考えられる。
【００６６】
これに対して、イオン液体の電位窓が狭く（特にマイナス側の還元電位がマイナス側に延びておらず）、発光溶液のＣＶ曲線のピーク波形と、イオン液体のみのＣＶ曲線のピーク波形とが重なっている場合には、発光溶液の電流密度がピークとなるマイナス側の電位近傍において、イオン液体の電流密度もピークとなりイオン液体が電気化学的に安定していない。この場合、発光物質の酸化還元電流がイオン液体に分流し、発光輝度が低くなると考えられる。
【符号の説明】
【００６７】
１      発光表示装置
２      基板
２ａ    第１基板
２ｂ    第２基板
３      第１電極
３ａ    基部
３ｂ    櫛部
４      第２電極
４ａ    基部
４ｂ    櫛部
５      発光層、発光体
６      交流電源
７      スペーサ
８      注入孔
９      封止材
【図１】
2011023395.tif 000004
【図２】
2011023395.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2011023395.tif 000009
【図７】
2011023395.tif 000010
【図８】
2011023395.tif 000011
【図９】
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【図１０】
2011023395.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2011023395.tif 000018
【図１６】
2011023395.tif 000019
【図１７】
2011023395.tif 000020
【図１８】
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