JP2009238423A - 分散型無機エレクトロルミネッセンスパネル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電極2,5間に発光体層3及び誘電体層4を有する分散型無機エレクトロルミネッセンスパネルであって、発光体層3が無機蛍光体と有機色素を含有し、無機蛍光体はZnS(硫化亜鉛)であり、有機色素としてクマリン6(3−(2′−ベンゾチアゾリル)−7−ジエチルアミノクマリン)とDCJTB(4−(ジシアノメチレン)−2−t−ブチル−6−(1,1,7,7−テトラメチルジュロリジル−9−エニル)−4H−ピラン)を実質上重量比1:1で含有する。
【選択図】図1
Description
しかしながら、色フィルターを用いずに赤色の発光が得られる分散型無機ELパネルは存在していない。このことから、分散型無機ELパネルで赤色を発光するのは困難と考えられていた。
特許文献1には、演色性の高い白色を与える分散型無機ELパネルを目的として、色変換材料を用いることが記載されている。
さらに本発明の有用な例として、色フィルターを用いずに赤色発光する分散型無機ELパネルと、白色発光する分散型無機ELパネルを提供することを課題とする。
電極間に発光体層及び誘電体層を有する分散型無機エレクトロルミネッセンスパネルであって、
前記発光体層が無機蛍光体と有機色素2種類とを必須成分として含有し、前記無機蛍光体がZnSであるとともに、前記有機色素がクマリン6とDCJTBであり、
前記のZnS、クマリン6及びDCJTBの配合比を変えたパネルを作製することにより、
それぞれの配合比に応じて、
CIE色度座標において、色度座標値が(0.16,0.18)である点Bと、
(0.26,0.60)である点Gと、
(0.54,0.28)である点Rの3点を頂点とする三角形で囲まれる範囲内の一点の色を発光することを特徴とする分散型無機エレクトロルミネッセンスパネルを提供する。但し前記三角形の領域のうち、点B,点G及び辺BGは除く。
尚、前記のR、G、Bの3点を発光するための無機蛍光体及び有機色素の配合の概略は次の通りである。
点Rについては、発光体層を形成する蛍光体ペースト中のZnS含有量が60質量%、クマリン6の含有量が0.05質量%及びDCJTBの含有量が0.05質量%である。
点Gについては、蛍光体ペースト中のZnS含有量が60質量%、クマリン6の含有量が0.1質量%である。
点Bについては、蛍光体ペースト中にZnSのみを60質量%含有する。
前記発光体層を形成する蛍光体ペーストが無機蛍光体と2種類の有機色素とを必須成分として含有し、前記無機蛍光体がZnSであるとともに、前記有機色素がクマリン6とDCJTBであり、
前記のZnS、クマリン6及びDCJTBの配合比を変えることにより、
CIE色度座標において、
蛍光体ペースト中のZnS含有量が60質量%、クマリン6の含有量が0.05質量%及びDCJTBの含有量が0.05質量%である無機エレクトロルミネッセンスパネルからの発光色のCIE色度座標値(X1、Y1)と、
蛍光体ペースト中のZnS含有量が60質量%、クマリン6の含有量が0.1質量%である無機エレクトロルミネッセンスパネルからの発光色のCIE色度座標値(X2、Y2)と、
蛍光体ペースト中にZnSのみを60質量%含有する無機エレクトロルミネッセンスパネルからの発光色のCIE色度座標値(X3、Y3)と、
上記の3つの座標値の点を頂点とする三角形で囲まれる範囲内の一点の色を発光することを特徴とする分散型無機エレクトロルミネッセンスパネルを提供する。但し前記三角形で囲まれる範囲のうち、点Bを発光するパネル,点Gを発光するパネル及び辺BG上の点を発光するパネルは除く。
尚、無機エレクトロルミネッセンスパネルの発光色の測定及びCIE色度座標値を求める方法については後に記載する。
また本発明は、電極間に発光体層及び誘電体層を有する分散型無機エレクトロルミネッセンスパネルであって、前記発光体層が無機蛍光体と有機色素を含有し、前記無機蛍光体がZnSであるとともに、前記有機色素としてクマリン6とDCJTBを実質上重量比3:1で含有し、白色発光することを特徴とする分散型無機エレクトロルミネッセンスパネルを提供する。
さらに本発明の有用な例として、色フィルターを用いずに赤色発光する分散型無機ELパネルと、白色発光する分散型無機ELパネルを得ることができる。
図1は、本形態例の分散型無機ELパネルの一例を示す断面図である。この無機ELパネルは、透明基材1の片面に透明電極2を設け、その上に、発光体層3、誘電体層4、背面電極5の順に積層させた構造であり、透明導電層2と背面電極5の間に交流電源6を接続し、交流電圧を印加することにより発光する。すなわち、この分散型無機ELパネルは、電極2,5間に発光体層3及び誘電体層4を有する分散型無機エレクトロルミネッセンスパネルである。
本発明において、クマリン6とは、3−(2′−ベンゾチアゾリル)−7−ジエチルアミノクマリンであり、DCJTBとは、4−(ジシアノメチレン)−2−t−ブチル−6−(1,1,7,7−テトラメチルジュロリジル−9−エニル)−4H−ピラン(英語では4−(dicyanomethylene)−2−t−butyl−6−(1,1,7,7−tetramethyljulolidyl−9−enyl)−4H−pyran)である。
尚、配合比を決めて作製した無機エレクトロルミネッセンスパネルからの発光色は一点である。前記の広い範囲の色とは、配合比を変えたパネルそれぞれの発光色が、全体として広い範囲に渡るということを意味する。
但し前記の三角形で囲まれる範囲のうち、点B,点G及び辺BG上の点の色を発光するパネルは除く。その理由は、これらの点は本発明の必須要件である、発光体層がZnS、クマリン6及びDCJTBを含有するという条件を満たさないためである。
換言すれば、前記の三角形で囲まれる範囲のうち、点B,点G及び辺BG上の点を除いた領域の点の色を発光するパネルは、その発光体層がZnS、クマリン6及びDCJTBを含有する。
前記の点Rの発光色を有する無機ELパネルの発光体層は、蛍光体及び有機色素を、無機蛍光体ペースト:クマリン6:DCJTB=10:0.005:0.005の比で含有する。
前記の点Gの発光色を有する無機ELパネルの発光体層は、蛍光体及び有機色素を、無機蛍光体ペースト:クマリン6:DCJTB=10:0.01:0の比で含有する。即ちDCJTBは含有しない。
前記の点Bの発光色を有する無機ELパネルの発光体層は、無機蛍光体のみを含有し、有機色素を含有しない。
本発明の分散型無機ELパネル、すなわち、発光体層が無機蛍光体と有機色素を含有し、無機蛍光体がZnSであるとともに、有機色素がクマリン6とDCJTBであり、ZnS、クマリン6、DCJTBの配合比を変えることにより、広い範囲の色を発光するパネルの発光の分光スペクトルの測定及び色度、輝度の測定は次の機器を用いて行う。前記のCIE色度座標値は下記の機器を用いて得られる値である。
分光器:Ocean Optics USB−2000
測定方法:リニアシリコンCCDアレイ
分光波長域:350〜850nm
波長分解能:1nm
色彩輝度計:コニカミノルタ色彩輝度計CS−200
測定方法:分光、リニアセンサーアレイ
測定範囲:0.01〜2×107cd/m2
色度表示:x,y
クマリン6とDCJTBの配合比を、重量比で実質上3:1とした場合は、そのパネルから白色を発光させることができる。
このような本発明の無機ELにおいては、無機蛍光体がZnSであり、第1の有機色素がクマリン6であり、第2の有機色素がDCJTBであって、無機蛍光体の発光エネルギーの一部を第1の有機色素の発光エネルギーに変換し、変換により得られた第1の有機色素の発光エネルギーの一部を第2の有機色素の発光エネルギーに変換することによって、無機発光体の発光、第1の有機色素の発光、第2の有機色素の発光が組み合わさって得られる。
また、本発明の無機ELにおいては、青色発光の無機蛍光体ZnSからのエネルギー移動が可能な緑色蛍光色素としてクマリン6が配合され、さらに、クマリン6からのエネルギー移動が可能な赤色蛍光色素としてDCJTBが配合され、かつクマリン6とDCJTBの配合比が、重量比で実質上1:1とされる。
これにより、色フィルターなしで、演色性の高い赤色を発光させることが可能な分散型無機ELパネルを製造することができる。
このような本発明の無機ELにおいては、無機蛍光体がZnSであり、第1の有機色素がクマリン6であり、第2の有機色素がDCJTBであって、無機蛍光体の発光エネルギーを第1の有機色素の発光エネルギーに実質的にすべて変換し、変換により得られた第1の有機色素の発光エネルギーを第2の有機色素の発光エネルギーに実質的にすべて変換することによって、第2の有機色素の発光が得られる。
すなわち、発光体層がZnSからなる無機発光体とクマリン6およびDCJTBからなる有機色素を含有する分散型無機エレクトロルミネッセンスパネルを用いて色純度の高い赤色発光を得ることができる。
透明電極を形成する材料としては、前記の酸化物半導体の他に導電性高分子を用いることができる。その具体例としては、ポリアニリン、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)などが挙げられる。
<パネルの作製>
作製した片面発光分散型無機ELパネルの構造を図1に示す。この分散型無機ELパネルは、有機蛍光色素として3−(2′−ベンゾチアゾリル)−7−ジエチルアミノクマリン(クマリン6)と4−(ジシアノメチレン)−2−t−ブチル−6−(1,1,7,7−テトラメチルジュロリジル−9−エテニル)−4H−ピラン(DCJTB)が重量比1:1で添加された発光体層3と、誘電体層4と、背面電極5とが、この順で透明導電性基板(透明基板1の上に透明導電層2を設けたもの)の上に積層させた構造であり、透明導電層2と背面電極5の間に交流電源6を接続し、交流電圧を印加することにより発光する。
背面電極は、銀(Ag)を主成分として含む銀ペースト(FEA−685:藤倉化成社製)を用いて形成した。
透明導電性基板としては、130Ω/□の表面抵抗値を有する酸化インジウムスズ(ITO)ガラス基板を用いた。
分散型無機ELパネルの輝度は、パネルの膜厚が印加起電力および周波数に依存するため、異なる操作条件によって異なったものとなる。有機色素が分散された無機ELパネルの操作条件は、通常の分散型無機ELパネルの操作条件と同様と考えられる。本実施例では、周波数が1〜20kHzの範囲内の正弦波形を有する交流を入力して測定した。
図2(a)は、実施例1に係る無機ELパネルの発光スペクトルを示し、クマリン6(C6):DCJTB=1:10の比で発光体層に添加したものである。図2(b)は、本実施例2に係る無機ELパネルの発光スペクトルを示し、クマリン6(C6):DCJTB=1:1の比で発光体層に添加したものである。
(a)と(b)それぞれの無機ELパネルについて、交流の周波数を1kHz(白の丸)、5kHz(黒の三角)、10kHz(白の三角)、15kHz(黒の四角)、および20kHz(白の四角)の条件でEL発光スペクトルを測定し、各周波数におけるEL発光スペクトルを重ね合わせてグラフに表示した。
本発明によれば、緑色色素クマリン6と赤色色素DCJTBの共添加により、ZnS発光体の青色のエネルギーがほぼ100%DCJTBに遷移し、演色性の高い赤色発光を与えた。
したがって、本発明は、分散型無機ELにおける赤色の純度が低いという問題を解決するものである。
蛍光体ペーストを調製する際、無機蛍光体ペースト10重量部に対して、クマリン6を0.00375重量部、DCJTBを0.00125重量部加えたものを用い、C6:DCJTB=3:1の配合比としたほかは、実施例1と同様に無機ELパネルを作製した。
従来の色変換技術では、ZnS発光体の色(青緑色)は必ず再現するものである。
また、参考例として、発光体層にZnSとDCJTBを添加した無機ELパネル(実施例1の構成からクマリン6を省略したもの)を作製し、ELスペクトルを測定したところ、ZnS発光体に由来する450nmのピークが顕著に表われ、青味のある赤(パープル)として観察された。このことから、クマリン6がないと、ZnS発光体の青色のエネルギーが一部しかDCJTBに遷移していないものと考えられる。
Claims (6)
- 電極間に発光体層及び誘電体層を有する分散型無機エレクトロルミネッセンスパネルであって、
前記発光体層が無機蛍光体と2種類の有機色素とを必須成分として含有し、前記無機蛍光体がZnSであるとともに、前記有機色素がクマリン6とDCJTBであり、
前記のZnS、クマリン6及びDCJTBの配合比を変えることにより、それぞれの配合比に応じて、
CIE色度座標において、色度座標値が(0.16,0.18)である点Bと、
(0.26,0.60)である点Gと、
(0.54,0.28)である点Rの3点を頂点とする三角形で囲まれる領域(点B、点G及び辺BGを除く)の一点の色を発光することを特徴とする分散型無機エレクトロルミネッセンスパネル。 - 電極間に発光体層及び誘電体層を有する分散型無機エレクトロルミネッセンスパネルであって、
前記発光体層を形成する蛍光体ペーストが無機蛍光体と2種類の有機色素とを必須成分として含有し、前記無機蛍光体がZnSであるとともに、前記有機色素がクマリン6とDCJTBであり、
前記のZnS、クマリン6及びDCJTBの配合比を変えることにより、CIE色度座標において、
蛍光体ペースト中のZnS含有量が60質量%、クマリン6の含有量が0.05質量%及びDCJTBの含有量が0.05質量%である無機エレクトロルミネッセンスパネルからの発光色のCIE色度座標における点R(X1、Y1)と、
蛍光体ペースト中のZnS含有量が60質量%、クマリン6の含有量が0.1質量%である無機エレクトロルミネッセンスパネルからの発光色のCIE色度座標における点G(X2、Y2)と、
蛍光体ペースト中にZnSのみを60質量%含有する無機エレクトロルミネッセンスパネルからの発光色のCIE色度座標における点B(X3、Y3)と、
上記の3つの座標値の点を頂点とする三角形で囲まれる領域(点B、点G及び辺BGを除く)の一点の色を発光することを特徴とする分散型無機エレクトロルミネッセンスパネル。 - 電極間に無機蛍光体と有機色素を含有する発光体層及び誘電体層を有する分散型無機エレクトロルミネッセンスパネルであって、
前記無機蛍光体の発光エネルギーを第1の有機色素の発光エネルギーに実質的にすべて変換し、変換により得られた第1の有機色素の発光エネルギーを第2の有機色素の発光エネルギーに実質的にすべて変換することによって、第2の有機色素の発光が得られるものであり、
前記無機蛍光体がZnSであり、
前記第1の有機色素がクマリン6であり、
前記第2の有機色素がDCJTBである分散型無機エレクトロルミネッセンスパネル。 - 電極間に発光体層及び誘電体層を有する分散型無機エレクトロルミネッセンスパネルであって、
前記発光体層が無機蛍光体と有機色素を含有し、前記無機蛍光体がZnSであるとともに、前記有機色素としてクマリン6とDCJTBを実質上重量比1:1で含有し、赤色発光することを特徴とする請求項3に記載の分散型無機エレクトロルミネッセンスパネル。 - 電極間に無機蛍光体と有機色素を含有する発光体層及び誘電体層を有する分散型無機エレクトロルミネッセンスパネルであって、
前記無機蛍光体の発光エネルギーの一部を第1の有機色素の発光エネルギーに変換し、変換により得られた第1の有機色素の発光エネルギーの一部を第2の有機色素の発光エネルギーに変換することによって、前記無機発光体の発光、前記第1の有機色素の発光、前記第2の有機色素の発光が組み合わさって得られるものであり、
前記無機蛍光体がZnSであり、
前記第1の有機色素がクマリン6であり、
前記第2の有機色素がDCJTBである分散型無機エレクトロルミネッセンスパネル。 - 電極間に発光体層及び誘電体層を有する分散型無機エレクトロルミネッセンスパネルであって、
前記発光体層が無機蛍光体と有機色素を含有し、前記無機蛍光体がZnSであるとともに、前記有機色素としてクマリン6とDCJTBを実質上重量比3:1で含有し、白色発光することを特徴とする請求項5に記載の分散型無機エレクトロルミネッセンスパネル。
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