(57)【要約】【課題】演色性に優れた電界発光装置を提供すること。【解決手段】可視域に２つの発光極大を有する電界発光装置であって、該２つの発光極大のうち、短波側発光極大を４５０〜５３０ｎｍの範囲に有し、長波側発光極大を６０５〜６１５ｎｍの範囲に有する電界発光装置。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視域に２つの発光極大を有する電界発光装置であって、
該２つの発光極大のうち、
短波側発光極大を４４５〜４５５ｎｍの範囲に有し、
長波側発光極大を５３０〜６１０ｎｍの範囲に有することを特徴とする電界発光装置。
【請求項２】
前記長波側発光極大を５７１〜５８３ｎｍ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。
【請求項３】
発光極小を４８３〜４９３ｎｍ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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題は、下記の手段により達成される。
（１）可視域に２つの発光極大を有する電界発光装置であって、
該２つの発光極大のうち、
短波側発光極大を４４５〜４５５ｎｍの範囲に有し、
長波側発光極大を５３０〜６１０ｎｍの範囲に有することを特徴とする電界発光装置。
（２）前記長波側発光極大を５７１〜５８３ｎｍの範囲に有することを特徴とする上記（１）に記載の電界発光装置。
（３）発光極小を４８３〜４９３ｎｍの範囲に有することを特徴とする上記（１）または（２）に記載の電界発光装置。
【０００６】
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、長波側発光極大を５３０〜６１０ｎｍの範囲とし、短波側発光極大を４４５〜４５５ｎｍ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（長波側発光極大）を５３０〜６１０ｎｍの範囲とすることによりＲ及びＧの強度が確保でき、もう一方（短波側発光極大）を４４５〜４５５ｎｍの範囲とすることによりＢ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。
【０００７】
また、長波側発光極大を５７１〜５８３ｎｍの範囲とすることが好ましい。長波側発光極大を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とＧ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、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。
【０００８】
さらにまた、発光極小を４８３〜４９３ｎｍの範囲とすることが好ましい。発光極小を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、Ｒ及びＧ（長波側発光極大の波形）と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、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。
【０００９】
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。
【発明の効果】
【００１０】
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。  本発明の電界発光装置は、フレキシブルな（軽量で、かつ多少の歪曲に対しても、また多少粗雑に扱っても落としたりしても、割れたり破損したりしない）面状発光光源として好適に利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の電界発光装置について説明する。
本発明のＥＬ装置は、上記のとおり、特定の２つの波長域に発光極大を持つものである。すなわち、短波側である４４５〜４５５ｎｍの範囲に発光極大を有する青色（Ｂ）の発光と、長波側である５３０〜６１０ｎｍ（好ましくは５７１〜５８３ｎｍ）の範囲に発光極大を有するオレンジ色（Ｒ＋Ｇ）の発光とからなる。
Ｂ発光、Ｒ＋Ｇ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。
【００１２】
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４８３〜４９３ｎｍの範囲にある。
発光極小は、Ｂ発光とＲ＋Ｇ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。
【００１３】
Ｂ発光とＲ＋Ｇ発光との発光強度比は、全体の発光が白色となるように調整することが好ましい。この場合、Ｂ発光とＲ＋Ｇ発光との発光強度比は、発光極大の強度比で、０．８：１．２〜１．２〜０．８が好ましく、０．９：１．１〜１．１〜０．９がより好ましい。また、必要に応じて、強度比を調整することで全体の発光に白色以外の色味をつけてもよい。
強度比は、フィルター等で調整することができる。
【００１４】
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。
【００１５】
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、発光層を、少なくとも一方が透明な、対向する一対の電極で挟持した構成を有する。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するために誘電体層を隣接することが好ましい。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
本発明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。
【００１９】
本発明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。
【００２０】
本発明のＥＬ装置は、前述のとおり、青（Ｂ）発光とオレンジ色（Ｒ＋Ｇ）発光の両方を有する。
青色発光材料としては４２０〜４７０ｎｍ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４４０〜４６０ｎｍの範囲に発光極大を有する材料であり、最も好ましくは４４５〜４５５ｎｍの範囲に発光極大を有する材料である。
この様な蛍光材料として好ましくは、（ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｃｌ）、（ＳｒＳ：Ｃｅ，Ｃｕ）、ＢａＡｌ2Ｓ4：Ｅｕ蛍光体等を用いることができるが、特に（ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｃｌ）蛍光体を用いることが好ましい。ここで、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、１×１０-4以上１×１０-3以下モルの範囲が特に好ましい。これによって、４５０〜４６０ｎｍ付近に発光極大を有する青色のＥＬ発光が得られる。
また、４４５〜４５５ｎｍ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。
【００２１】
一方、オレンジ色発光材料としては、５５５〜５９５ｎｍの範囲に発光極大を有する発光材料が好ましく、より好ましくはから５６５〜５９０ｎｍの範囲に発光極大を持つ発光材料であり、最も好ましくは５７１〜５８３ｎｍの範囲に発光極大を持つ発光材料である。この様なオレンジ色発光材料としては、蛍光体粒子、あるいは蛍光顔料、蛍光染料又は蛍光色素等の色変換材料を用いることが好ましい。
蛍光体粒子として具体的に好ましくは、（ＺｎＳ：Ｍｎ，Ｃｕ，Ｃｌ）又は（Ｚｎ1-xＭｇxＳ：Ｍｎ，Ｃｕ，Ｃｌ）蛍光体であり、Ｍｎの添加量は、ＺｎＳ又はＺｎ1-xＭｇxＳが１モルに対して、１×１０-3以上１×１０-1以下モルの範囲であることが好ましく、５×１０-3以上５×１０-2以下モルの範囲が特に好ましい。
蛍光顔料、蛍光染料又は蛍光色素として好ましくはベンズイミダゾール、キノリン、ベンゾチアゾール、トリエチルインドリン、ジピリジルジシアノベンゼンを骨格として持つ化合物が好ましく、これらの化合物には炭素、窒素、硫黄、あるいは酸素等が含まれた飽和または不飽和の鎖状置換基が結合していることがさらに好ましい。これらの骨格はポリマー分子中の一部分として使用されることも好ましい。また、ジメチルまたはジフェニルホスフィノ金複核錯体、チエニレン−フェニレン系ポリマー、ジシランオリゴチエニレン系ポリマーを用いることも好ましい。これらの化合物は単独で使用することも好ましいが、ポリマー中等に分散した後に使用することも好ましい。
ＥＬ装置への色変換材料の添加は、発光層中に蛍光体粒子とともに混合したり、誘電体層中に誘電体粒子とともに混合したりすることが好ましい。また、発光層と透明電極、発光層と誘電体層の間に、色変換材料層を別途設けることも好ましい。
【００２２】
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が用いられる。これらは金属酸化物、窒化物から選択され、例えばＴｉＯ2、ＢａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3、ＰｂＴｉＯ3、ＫＮｂＯ3、ＰｂＮｂＯ3、Ｔａ2Ｏ3、ＢａＴａ2Ｏ6、ＬｉＴａＯ3、Ｙ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＡｌＯＮ、ＺｎＳなどが用いられる。
これらは均一な膜として設置されてもよいし、また粒子構造を有する膜として用いてもよい。
均一な膜の場合は、誘電膜の調製法はスパッター、真空蒸着等の気相法であってもよく、この場合、膜の厚みは通常０．１μｍ以上１０μｍ以下の範囲とする。
【００２３】
発光層と誘電体層は、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。
【００２４】
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。
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。
【００２５】
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。
【実施例】
【００２６】
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。
［ＥＬ装置の作成］
ＥＬ装置を作成するために、ＥＬ蛍光体粒子として平均粒子サイズがそれぞれ５μｍであるＺｎＳ：Ｃｕ，Ｃｌ粒子、結合剤としてシアノレジン（信越化学社製；ＣＲ−Ｓ）、蛍光顔料及び結合剤を溶解する溶媒としてＤＭＦを準備する。下記組成物を適量のＤＭＦ中に添加し、プロペラミキサー（回転数３０００ｒｐｍ）で分散させ、１６℃における粘度が０．５Ｐａ・ｓであるＥＬ蛍光体粒子含有塗布液を調整する。ここで、塗布液の粘度は、粘度計（ＶＩＳＣＯＮＩＣ  ＥＬＤ．Ｒ、及びＶＩＳＣＯＭＥＴＥＲ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＲ  Ｅ−２００  ローターＮｏ．７１、東京計器（株）製）を用い、撹拌（回転数：２０ｒｐｍ）下、１６℃液温において測定する。さらに、このＥＬ蛍光体粒子含有塗布液に蛍光顔料を添加し、プロペラミキサー（回転数３０００ｒｐｍ）で分散する。
【００２７】
（ＥＬ蛍光体粒子含有塗布液組成）
・ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｃｌ          ・・・・・１００質量部
・シアノレジン                ・・・・・２５質量部
・蛍光顔料                    ・・・・・２質量部
【００２８】
蛍光顔料としてはブロードな発光を示し、５５０〜６００ｎｍの間に発光ピークを示す顔料であれば、使用することは可能であるが、本実施例ではシンロイヒ社製の「ＦＡ−００１」を使用する。
【００２９】
次に、スライドコーターを用いて、前記より得られたＥＬ蛍光体粒子含有塗布液を、ＩＴＯ透明電極がスパッタリングで形成されているポリエチレンテレフタレート（膜厚１００μｍ）の支持体上に、１０ｍ／ｍｉｎの塗布速度で、乾燥後の発光層の膜厚が２０μｍとなるように塗布した後、１２０℃で乾燥し、発光層がＩＴＯ上に形成されたシート状積層体を得る。
【００３０】
続いて、得られたシート状積層体に、誘電体層、背面電極層、発光極大調整用フィルター及び防湿フィルム層とを以下のようにして形成し、ＥＬ装置を作成する。
誘電体微粒子として、チタン酸バリウムＢＴ−８（キャボットスペシャリティケミカルズ製：平均粒径１２０ｎｍ）、結合剤としてシアノレジン（信越化学社製；ＣＲ−Ｓ）、結合剤を溶解する溶媒としてＤＭＦを準備する。下記組成物を適量のＤＭＦ中に添加し、プロペラミキサー（回転数３０００ｒｐｍ）で分散させ、１６℃における粘度が０．５Ｐａ・ｓである誘電体微粒子含有塗布液を調製する。
【００３１】
（誘電体微粒子含有塗布液組成）
・ＢＴ−８                    ・・・・・９０質量部
・シアノレジン                ・・・・・３０質量部
【００３２】
前記シート状積層体を、前述のスライドコーターを配置した塗布装置に再度配置し、発光層の塗布と同様の方法で誘電体微粒子含有塗布液を、塗膜の乾燥膜厚が１０μｍになるように、前記シート状積層体の移動速度が１０ｍ／ｍｉｎで塗布した後、１２０℃で乾燥して、ＩＴＯ上に発光層と誘電体層を積層したシート状積層体を得る。その上に、背面電極層として３０μｍ厚のアルミ箔を貼り合わせて、シート状積層体を切り出した後、透明電極と背面電極に電圧を供給するためのリード線を付設する。このシート状積層体のＩＴＯ面上に、反射率中心波長が４８８ｎｍで半値幅が１５ｎｍのバンドリフレクションフィルターを付設した後、全体を防湿フィルム（凸版印刷社製；ＧＸフィルム）で被覆することで、本発明のＥＬ装置を得ることができる。
【００３３】
このＥＬ装置から得られる発光は、可視域に２つの発光極大を有し、短波側発光極大を４５０ｎｍに、長波側発光極大を５７８ｎｍに有する。
このＥＬ装置からの発光は良好な演色性を有し、発光させたＥＬ装置上に画像を形成した透過媒体を載せて観察すると、良好な色再現性を有する画像が観察される。
一方、図１に示す無機ＥＬ素子上に同じ透過媒体を貼付して、素子を発光させて画像を観察すると、画像の色再現性は悪く、発光の演色性は良くないことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】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。
【符号の説明】
【００３５】
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）
【図１】
2005268069.tif 000002