JPH1138918A - エレクトロルミネッセンス素子およびエレクトロルミネッセンス発光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エレクトロルミネッセンス素子の発光面上に
配置される光透過性の印刷層の色を際立たせることがで
きる様に、非発光時には白色外観を有し、かつ発光時に
は高輝度で白色発光可能なエレクトロルミネッセンス素
子、およびエレクトロルミネッセンス発光装置を提供す
る。 【解決手段】 白色発光する発光面(91)を有するエレク
トロルミネッセンス要素(10)と、発光面(91)の上に配置
され、電圧印加時には拡散光透過率が７０％以上であ
り、電圧非印加時には白色を呈し、拡散光透過率が５０
％以下である液晶層(1)とを含み、エレクトロルミネッ
センス要素(10)の発光時及び非発光時の両方において白
色外観を有するエレクトロルミネッセンス素子、及びこ
のエレクトロルミネッセンス素子と電源とからなるエレ
クトロルミネッセンス発光装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エレクトロルミネ
ッセンス（ＥＬ）素子およびＥＬ発光装置に関し、さら
に詳しくは、発光時および非発光時の両方で白色の外観
を有する高輝度ＥＬ素子および高輝度ＥＬ発光装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から半導体発光層を含むＥＬ素子
や、蛍光体等の発光体粒子を高誘電率ポリマー等のマト
リックス樹脂に分散させて形成した、いわゆる「分散型
発光層」を含むＥＬ素子が知られている。たとえば、
「分散型発光層」を含むＥＬ素子は、特公昭５９−１４
８７８号公報に開示されている様に、透明基材、透明電
極層、マトリックス樹脂だけからなる絶縁層、マトリッ
クス樹脂と蛍光体粒子とからなる発光層、上記と同一の
絶縁層、および背面電極をこの順に積層して形成され
る。また、特公昭６２−５９８７９号公報には、ポリエ
ステルフィルム、ＩＴＯ（インジウム・チン・オキサイ
ド）電極、マトリックス樹脂と蛍光体粒子とからなる発
光層、およびアルミ箔（背面電極）をこの順に積層して
なるＥＬ発光素子が開示されている。これらのＥＬ素子
では、発光時には蛍光体粒子の発光色がそれぞれ観察さ
れ、通常は白色発光しない。したがって、発光面の上に
光透過性の印刷層を配置した場合、白い下地上に印刷を
施した時の様には、印刷色を際立たせることはできな
い。

【０００３】また、特公平５−１７６７６号には、青緑
色の発光色を有する蛍光体粒子と、青緑色の補色である
赤色に蛍光発色する顔料とを含有する分散型発光層を有
し、白色発光するＥＬ素子が開示されている。しかしな
がら、非発光時には上記顔料の赤色の外観を有する。一
方、発光時および非発光時ともに白い外観を有する「白
色ＥＬ素子」も知られている。たとえば、特開昭６３−
１９７９６号公報、特開平６−１６８７８４号公報等に
は、分散型発光層を含むＥＬ要素の発光面に、白色の拡
散光透過シートが積層されたＥＬ素子が開示されてい
る。これらの素子では、発光層が白色発光し、非発光時
には白色シートがＥＬ要素の色を隠蔽するので、発光時
および非発光時ともに白い外観を有する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
様な白色シートは通常５０％以下の透過率しか有してお
らず、発光層の光を十分に透過しないので、発光時の輝
度が低下してしまう。すなわち、本発明の目的は、上記
従来技術の問題点を解決するために、ＥＬ素子の発光面
上に配置される光透過性の印刷層の色を際立たせること
ができる様に、非発光時には白色外観を有し、かつ発光
時には高輝度で白色発光可能なＥＬ素子、およびＥＬ発
光装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、白色発光する発光面（９１）を有するエ
レクトロルミネッセンス要素（１０）と、該発光面（９
１）の上に配置され、電圧印加時にはヘイズが２０％以
下であり、電圧非印加時には白色を呈しそのヘイズが７
０％以上である液晶層（１）とを含んでなり、エレクト
ロルミネッセンス要素（１０）の発光時および非発光時
の両方において白色外観を有するＥＬ素子、および
（ａ）電源（７）と、（ｂ）電源（７）と電気的に接続
され、白色発光する発光面を有するエレクトロルミネッ
センス要素（１０）と、（ｃ）エレクトロルミネッセン
ス要素（１０）の発光面の上に配置され、電圧印加時に
はヘイズが２０％以下であり、電圧非印加時には白色を
呈しそのヘイズが７０％以上であり、電源（７）と電気
的に接続される液晶層（１）とを含んでなり、エレクト
ロルミネッセンス要素（１０）と液晶層（１）とに同時
に電圧が印加される様に電源（７）が接続されたＥＬ発
光装置を提供する。

【０００６】本発明によれば、図１に示す様に、ＥＬ要
素（１０）の発光面（９１）の上に配置された液晶層
（１）が、電圧非印加時には白色を呈し、かつそのヘイ
ズが７０％以上であるので、ＥＬ要素の非発光時の色を
効果的に隠蔽し、良好な白色外観を与える。したがっ
て、ＥＬ素子の発光面の上に配置される光透過性の印刷
層の色を際立たせることができる。一方、液晶層（１）
は、電圧印加時にへイズが２０％以下となるので、白色
発光するＥＬ要素（１０）の輝度を低下させることなく
光を透過する。したがって、ＥＬ素子の発光時にも、非
発光時と同様に印刷層の色を際立たせることができる。
また、発光時および非発光時の両方において同様の外観
を有することができる。なお、液晶層の「ヘイズ」はＪ
ＩＳ Ｋ７１０５ ６．４に従い、日本電色工業（株）
社製の色差計「Σ９０」を用いて測定された値を意味す
る。

【０００７】ＥＬ要素（１０）が、発光層（８）と、発
光層（８）の発光色と補色の関係にある色に発色する着
色材を含むカラーフィルター層（９）とを含んでなり、
発光面（９１）が、カラーフィルター層（９）の表面で
ある場合、発光時および非発光時の両方において白色度
を効果的に高めることができる。また、発光層（８）
が、発光体粒子（４０）を含む粒子から実質的になり、
支持層（３）と絶縁層（５）との間に位置し、支持層
（３）と絶縁層（５）との両方に密着している発光粒子
層（４）を含んでなる場合、発光層（８）における発光
体粒子の充填率が容易に高められ、発光輝度がいっそう
向上する。

【０００８】一方、本発明のＥＬ発光装置は、（ａ）電
源（７）と（ｂ）電源（７）と電気的に接続され、白色
発光する発光面を有するＥＬ要素（１０）と、（ｃ）エ
レクトロルミネッセンス要素（１０）の発光面の上に配
置され、電圧印加時にはヘイズが２０％以下であり、電
圧非印加時には白色を呈し、かつヘイズが７０％以上で
あり、電源（７）と電気的に接続される液晶層（１）と
を含んでなり、ＥＬ要素（１０）と液晶層（１）とに同
時に電圧が印加される様に電源（７）に接続して構成す
る。これにより、このＥＬ発光装置は、発光時および非
発光時の両方において白色外観を有することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】ＥＬ要素 本発明で用いるＥＬ要素の一例は、図２に示す様に、透
明導電層（２）と、背面電極（６）との間に挟まれた発
光層（８）を含むシート状のＥＬ要素である。透明導電
層（２）は、たとえば、少なくとも一方の主要面が平坦
である透明基材と、その平坦面に直接コーティングして
設けられた透明導電膜とからなる。この様な形態のＥＬ
要素は、背面電極層、発光層、透明導電層、およびカラ
ーフィルター層をこの順に積層して形成する。

【００１０】透明導電層の透明基材とカラーフィルター
層とは、好適にはこれらの間に空気界面が存在しない様
に密着される。この様な密着状態は、たとえば、 Ａ：透明接着剤の層を介して、透明基材とカラーフィル
ター層とを接着する、または、 Ｂ：カラーフィルター層に透明接着剤を含有させ、透明
基材にカラーフィルター層を接着する、ことにより達成
できる。この様な場合、透明接着剤の光透過率は通常７
５％以上、好適には８０％以上、特に好適には８５％以
上である。なお，本明細書における「光透過率」は、日
本分光（株）社製の紫外／可視分光光度計「Ｕ ｂｅｓ
ｔ Ｖ−５６０」を使用し、５５０ｎｍの光を用いて測
定された光線透過率を意味する。また、カラーフィルタ
ー層（９）の背面（発光面（９１）と対向する主要面）
に、透明導電膜からなる透明導電層を直接コーティング
することもできる。

【００１１】発光層（８）は、既知の分散型発光層とは
異なる構造、すなわち、マトリックス樹脂を含んでなる
透明な支持層（３）と、絶縁体物質を含んでなる絶縁層
（５）と、それらの間に挟まれた発光体粒子から実質的
になる発光粒子層（４）とが互いに密着した積層構造と
するのが好ましい（詳細は後述する）。なお、ＥＬ要素
全体の厚みは、通常４０〜３０００μｍの範囲である。

【００１２】透明導電層 透明導電層（２）は、透明導電膜だけからなる層、およ
び透明基材と透明導電膜とからなる積層体の両方を含
む。積層体の場合、導電膜を発光層（８）側に向けて配
置する。透明導電膜は、通常は透明基材またはカラーフ
ィルター層の一方の主要面にコーティングして形成す
る。透明導電膜には、通常の分散型のＥＬ素子に用いら
れているＩＴＯ膜などの透明電極が使用できる。透明導
電膜の厚みは、通常０．０１〜１０００μｍであり、表
面抵抗値は、通常５００Ω／□以下、好適には１〜３０
０Ω／□である。また、光透過率は通常７０％以上、好
適には８０％以上である。

【００１３】ＩＴＯ膜は、通常の蒸着、スパッタリン
グ、ペーストの塗布等のコーティング手段により形成す
る。また、透明基材またはカラーフィルター層の一方の
主要面の表面にコロナ処理、接着剤層や酸化珪素コーテ
ィングの塗布等の易接着処理を施した後、ＩＴＯ膜をコ
ーティングすることもできる。あるいは、発光層の上に
ＩＴＯ膜からなる透明導電層を設けた後、そのＩＴＯ膜
の上に、カラーフィルター層を積層することもできる。
さらに、仮の基材の離型処理面に設けたＩＴＯ膜を、透
明接着剤を介して、透明基材またはカラーフィルター層
の上に転写することもできる。この様な仮の基材とし
て、剥離紙、剥離フィルム、低分子量ポリエチレンンフ
ィルム等が使用できる。

【００１４】透明基材には、ガラス板、プラスチックフ
ィルムなどの基材が使用できる。プラスチックフィルム
の例は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ
エチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹
脂；ポリメチルメタクリレート、変性ポリメチルメタク
リレート等のアクリル樹脂；ポリフッ化ビニリデン、ア
クリル変性ポリフッ化ビニリデン等のフッ素樹脂；ポリ
カーボネート樹脂；塩化ビニル系コポリマー等の塩化ビ
ニル樹脂などのフィルムである。透明基材は通常は単層
フィルムを用いるが、多層フィルムを用いることもでき
る。また、透明基材の表裏両面は通常平坦であるが、本
発明の効果を損なわない範囲において、透明導電膜が設
けられていない表面がプリズム状の凸部を有していても
良い。

【００１５】透明基材の光透過率は、通常７０％以上、
好適には８０％以上、特に好適には８５％以上である。
透明基材の厚みは、通常１０〜１０００μｍである。ま
た、本発明の効果を損なわない範囲において、透明基材
は、紫外線吸収剤、吸湿剤、着色剤、蛍光物質、燐光物
質等の添加剤を含有することもできる。

【００１６】背面電極 背面電極（６）は、発光層（８）の背面側（発光層の絶
縁層側）に配置される。図２の形態では、発光層（８）
と直接接する様に配置されている。また、発光層との間
に背面電極との接着力を高める等の目的で、樹脂層を設
けることもできる。この樹脂層の樹脂には、たとえば、
後述する高誘電率ポリマーを使用する。また、樹脂層
に、絶縁体無機粒子を含有させることもできる。

【００１７】背面電極には、通常の分散型のＥＬ素子に
用いられているアルミニウム、金、銀、銅、ニッケル、
クロム等の金属膜；ＩＴＯ膜等の透明導電膜；導電性カ
ーボン膜などの導電膜が使用できる。金属膜は、たとえ
ば、蒸着膜、スパッタ膜、または金属箔などである。背
面電極の厚みは、通常５ｎｍ〜１０００μｍである。ま
た、背面電極も透明導電膜からなり、かつ絶縁層が透明
である場合、ＥＬ素子の表裏両面を発光させることが可
能である。

【００１８】発光層の形成 発光層は、たとえば、次のようにして形成する。高誘電
率ポリマーを含んでなるマトリックス樹脂と、蛍光体粒
子と、溶媒とを混合し、ホモミキサー等の混練装置を用
いて均一に分散させ、分散型発光層用の塗料を調製し、
それを塗布、乾燥させて発光層を形成する。この場合、
透明導電層または背面電極の上に、塗料を直接塗布して
も良いし、また、剥離性を有する仮の支持体の上に発光
層を形成した後、透明導電層または背面電極の上に転写
しても良い。塗料の固形分濃度は、通常１０〜６０重量
％である。なお、塗布手段、塗布厚、乾燥条件等は、通
常の分散型発光層の形成方法に準ずる。

【００１９】一方、積層型発光層（支持層、発光粒子層
および絶縁層とからなる積層構造）は、たとえば、次の
ようにして形成する。まず、発光粒子層を、通常の粉体
コーティング法により、支持層または絶縁層の一方の表
面に形成する。たとえば、支持層が流動性を有する状態
で、静電吸引法、スプレー法、重力散布法等の手段に
て、発光体粒子を含む粒子を支持層上に散布し、粒子が
部分的に、またはほぼ全体的に支持層中に埋没した状態
の発光粒子層を形成した後、支持層の流動性を失わせ
て、支持層と粒子層とを互いに密着させる。支持層が流
動性を有する状態にするには、溶剤を含む支持層用の塗
料から形成した塗布層を未乾燥状態に保つ方法、支持層
用の樹脂の軟化点または融点以上の温度に支持層を保つ
方法、または、放射線硬化型モノマーを支持層用の塗料
に含ませる方法が好適である。これらの方法によれば、
支持層の流動性を失わせる固化操作（乾燥、冷却または
硬化）が容易である。また、同様の方法により、支持層
に代えて塗布層からなる絶縁層の上に、発光粒子層を形
成することもできる。

【００２０】上記の様にして形成した発光粒子層の上
に、支持層または絶縁層の他方を積層し、これらが互い
に密着した積層構造を形成する。この他方の層は、その
層を形成する材料を含んでなる塗料を塗布し、固化させ
て積層するか、または、その層を形成する材料からなる
フィルムを圧着させる方法によって積層するのが好まし
い。これらの方法によれば、支持層、発光粒子層および
絶縁層の、それぞれの界面に気泡が存在しない密着構造
が確実に形成できる。

【００２１】図２の形態では、発光粒子層は単層状に配
置された複数の粒子からなり、支持層および絶縁層の両
方に密着している。しかしながら、本発明の効果を損な
わない範囲において、発光粒子層は多層状の粒子層であ
っても良く、また、支持層または絶縁層のいずれか一方
に、発光粒子層の一部のまたはほぼ全部の粒子が完全に
埋没しても良い。要は、発光粒子層が、支持層と絶縁層
との間に配置され、いずれの層どうしの界面にも気泡が
実質的に存在しない密着構造が形成できれば良いのであ
る。

【００２２】また、上記の様にして形成された発光粒子
層では、通常、粒子間に支持層または絶縁層の材料が侵
入する。この場合、粒子の充填率は、通常２０体積％以
上、好適に３０体積％以上、特に好適には４０体積％以
上になる様にする。充填率の低下は、発光輝度の低下を
招くおそれがあるからである。ここでいう「粒子の充填
率」は、発光粒子層の全部の粒子と、その粒子間に存在
するその粒子以外の材料とからなる層を仮定し、その仮
定層の全体積に対する粒子の全体積の百分率であると定
義する。さらに、本発明の効果を損なわない限り、支持
層または／および絶縁層が２層以上の積層体であっても
良い。

【００２３】支持層 発光層（８）の支持層（４）は、好適には透明導電層
（２）の背面（透明導電膜）に密着する様に配置され
る。これにより、発光層の発光効率が容易に高められ
る。支持層は、マトリックス樹脂を含んでなる透明な層
である。支持層の厚みは通常３〜１０００μｍであり、
光透過率は通常７０％以上、好適には８０％以上であ
る。マトリックス樹脂としては、通常の分散型のＥＬ素
子の発光層に用いられる、エポキシ樹脂、高誘電率ポリ
マーなどが使用できる。高誘電率ポリマーは、１ｋＨｚ
の交流電圧を印加して測定した誘電率が通常約５以上、
好適には７〜２５、特に好適には８〜１８の範囲のポリ
マーである。誘電率が低すぎると発光輝度が高められな
いおそれがあり、反対に高すぎると、発光層の寿命が短
くなるおそれがある。

【００２４】高誘電率ポリマーの例は、フッ化ビニリデ
ン系樹脂、シアノ系樹脂等である。フッ化ビニリデン系
樹脂は、たとえば、フッ化ビニリデンモノマーと、少な
くとも１種の他のフッ素系モノマーとの共重合により得
られる。他のフッ素系モノマーは、たとえば、四フッ化
エチレン、三フッ化塩化エチレン、六フッ化プロピレン
等である。シアノ系樹脂は、たとえば、シアノエチルセ
ルロース、シアノエチル化エチレン−ビニルアルコール
共重合体等である。

【００２５】図２の形態では、支持層はマトリックス樹
脂だけからなるが、本発明の効果を損なわない範囲にお
いて、他の樹脂、充填剤、界面活性剤、紫外線吸収剤、
酸化防止剤、防黴剤、防錆剤、吸湿剤、着色剤、燐光物
質等の添加剤を含有していてもよい。上記他の樹脂は、
透明性を損なわない限り、硬化性または粘着性を有して
いても良い。

【００２６】絶縁層 発光層（８）の絶縁層（５）に含まれる絶縁体物質は、
たとえば、通常の分散型のＥＬ素子に用いられる絶縁体
粒子、高誘電率ポリマー等である。図２の形態では、高
誘電率ポリマー中に、絶縁体粒子を分散させて形成した
塗料から形成された塗布層である。絶縁体粒子の例は、
二酸化チタン、チタン酸バリウム、酸化アルミニウム、
酸化マグネシウム、酸化珪素、窒化珪素等の絶縁体無機
粒子である。高誘電率ポリマーには、支持層に用いられ
得るポリマーが使用できる。絶縁層は、たとえば、背面
電極または発光粒子層の上に塗布により設けることがで
きる。

【００２７】絶縁層が、絶縁体粒子と高誘電率ポリマー
とを含んでなる塗布層である場合、それらの配合割合
は、高誘電率ポリマー１００重量部に対して、絶縁体粒
子が１〜４００重量部、好適には１０〜３００重量部、
特に好適には２０〜２００重量部の範囲である。絶縁体
粒子が少なすぎると、絶縁効果が低減し発光輝度が低下
するおそれがあり、反対に多すぎると、塗料の塗布が困
難になるおそれがある。絶縁層の厚みは通常２〜１００
０μｍである。また、絶縁層は、絶縁性を損なわない範
囲において、充填剤、界面活性剤、酸化防止剤、防黴
剤、防錆剤、吸湿剤、着色剤、燐光物質、硬化性樹脂、
粘着剤等の添加剤を含有することもできる。

【００２８】発光粒子層 発光粒子層（４）の発光体粒子（４０）は、交流電界中
に置かれた時に自ら発光する粒子であり、たとえば、通
常の分散型ＥＬ素子の発光層に用いられている蛍光体粒
子が使用できる。蛍光体の例は、ＺｎＳ、ＣdＺnＳ、Ｚ
nＳＳe、ＣdＺnＳe等の蛍光化合物の単体、または蛍光
化合物にＣu、Ｉ、Ｃl、Ａl、Ｍn、ＮdＦ₃、Ａg、Ｂ等
の補助成分を添加した複合体である。蛍光体粒子の平均
粒子径は、通常５〜１００μｍである。また、粒子化さ
れた蛍光体の表面にガラス、セラミックス等の被覆膜を
形成したものを用いても良い。

【００２９】発光粒子層の粒子に含まれる発光体粒子の
割合は、好適には４０体積％以上である。４０体積％未
満であると、発光輝度の向上効果が低下するおそれがあ
る。発光粒子層の厚みは、通常５〜５００μｍである。
また、発光粒子層が実質的に単層状に配置された複数の
粒子からなる場合、ＥＬ素子の薄型化が容易になるので
好適である。さらに発光粒子層は、２種以上の発光体粒
子を含んでいても良い。

【００３０】発光粒子層は、発光体粒子以外の粒子（ガ
ラス、着色材、燐光物質、ポリマー、無機酸化物等から
なる粒子）を１種または２種以上を含有することができ
る。しかしながら、発光輝度は、粒子が発光体粒子だけ
からなる場合に最も高められる。したがって、特に好適
な発光体粒子の割合は、５０〜１００体積％の範囲であ
る。

【００３１】白色発光するＥＬ要素 白色発光するＥＬ要素の１つの好適な形態は、上記の様
に、発光層（８）と、発光層（８）が発する光の色と補
色の関係にある色に発色する着色材を含むカラーフィル
ター層（９）とを含んでなる。この場合、発光面（９
１）はフィルター層（９）の表面である。この様な補色
関係は、たとえば、蛍光体粒子がＺnＳ系化合物を含有
しその発光色が青緑色である場合、着色材が桃色または
赤色に発色する様に選ばれる。フィルター層（９）の着
色材には、発光層（８）が発する光により蛍光発色する
蛍光着色材が好適である。これにより、発光時の白色度
をいっそう効果的に高めることができる。フィルター層
は、たとえば、光透過性の樹脂と、樹脂中に分散または
溶解した蛍光着色材とを含む層である。フィルター層の
光透過率は、通常５５％以上である。蛍光着色材として
は、たとえば、蛍光体粒子の発光色が青緑色である場
合、ローダミン６Ｇ、ローダミンＢ、ペリレン系染料な
どの赤色または桃色系の蛍光染料が好ましい。また、こ
れらの染料を樹脂中に分散させて形成した加工顔料も使
用できる。

【００３２】フィルター層の樹脂には、たとえば、粘着
剤が使用できる。粘着剤は、透明基材（または透明導電
膜）と液晶層との密着性を効果的に高め、発光輝度を高
めることができる。この様な粘着剤として、アクリル系
粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリオレフィン系粘着
剤、合成ゴム系粘着剤等が使用できる。この他、非粘着
性の熱可塑性樹脂、硬化性樹脂も使用できる。これらの
樹脂の光透過率は、通常７５％以上、好適には８０％以
上、特に好適には８５％以上である。

【００３３】フィルター層における樹脂と蛍光着色材の
含有割合は、樹脂１００重量部に対する着色材の量が、
通常０．０１〜５０重量部、好適には０．０２〜１０重
量部の範囲である。また、フィルター層は、カラーフィ
ルター効果を損なわない範囲において、界面活性剤、酸
化防止剤、防黴剤、防錆剤、吸湿剤、架橋剤等の添加剤
を含有することもできる。フィルター層の厚みは、通常
３〜１００μｍ、好適には５〜５０μｍである。また、
フィルター層と液晶層とを密着させることが特に必要で
はない場合、フィルター層の表面に透明フィルムを積層
しても良い。透明フィルムには、上記透明基材と同様の
素材が使用できる。

【００３４】白色発光する発光層は、発光層の支持層
に、発光粒子層の発光色と補色の関係にある色の蛍光染
料を含有させてつくることもできる。また、発光粒子層
に、青、青緑、緑、オレンジなどの色の光を発光し、互
いに独立するスペクトルを持つ発光体粒子を、少なくと
も２種類混合し、白色発光層を形成することもできる。
さらに、発光粒子層に、発光体粒子以外の粒子として、
発光体粒子の発光色と補色の関係にある着色顔料を含ま
せて、白色発光層を形成することもできる。これらの場
合、カラーフィルター層を配置する必要はない。

【００３５】液晶層 液晶層（１）は、たとえば、２つの透明電極層（１１
ａ，１１ｂ）と、それらに挟まれた高分子分散型の液晶
マトリックス層（１２）の積層体を含んでなる。マトリ
ックス層（１２）は、２つの透明電極層（１１ａ，１１
ｂ）を介して電圧を印加された時はほぼ無色透明になる
が、電圧非印加時には白色を呈しほぼ不透明になり、Ｅ
Ｌ要素の色を効果的に隠蔽する。透明電極層（１１ａ，
１１ｂ）は、上記透明導電層と同様の構成を有すること
ができる。たとえば、透明プラスチックフィルムと、そ
の上にコーティングされたＩＴＯ膜とからなる積層体で
ある。また、液晶層全体の厚みは、通常１０〜１００μ
ｍの範囲である。この様な液晶層の具体例として、３Ｍ
（株）社製「品名：プライバシーフィルム」を挙げるこ
とができる。液晶層（１）のヘイズは、電圧印加時には
２０％以下が必須であり、好適には１５％以下、特に好
適には１０％以下である。また、電圧非印加時のヘイズ
は７０％以上が必須であり、好適には８０％以上、特に
好適には９０％以上である。

【００３６】ＥＬ素子の製造方法 ここで、積層型ＥＬ要素を含むＥＬ素子を製造するのに
適した、本発明の１形態の製造方法について説明する。
まず、透明導電膜が主要面の一方に積層された透明基材
を用意し、透明導電膜の上に支持層形成用の塗料を塗布
し、その塗料が乾燥する前に発光体粒子を含む粒子を層
状に散布し、支持層中に粒子の層を部分的に埋設し、そ
の後その塗料を乾燥する。これにより、支持層中に部分
的に埋設され、かつ支持層に密着した発光粒子層が容易
に形成できる。粒子は、粒子の垂直方向（支持層の面に
対して垂直な方向）の長さ（たとえば、略球状粒子であ
れば「直径」）の、通常は１〜９９％、好適には１０〜
９０％、特に好適には２０〜８０％の部分が、支持層中
に埋没する様にする。埋没割合が１％未満であると、絶
縁層の形成段階で粒子層が破損するおそれがあり、反対
に９９％を超える様に埋設しようとすると、粒子層が均
一に形成できないおそれがある。

【００３７】支持層形成用の塗料の塗布厚は、乾燥厚が
上記の範囲になる様に選ばれる。支持層形成用の塗料の
固形分濃度は、通常５〜８０重量％の範囲である。塗料
に用いられる溶剤は、マトリックス樹脂を均一に溶解し
得る様に、通常の有機溶媒の中から選択される。塗料の
調製には、ホモミキサー、サンドミル、プラネタリーミ
キサー等の混合、混練装置が使用できる。塗布操作に
は、バーコーター、ロールコーター、ナイフコーター、
ダイコーター等の塗布装置が使用できる。乾燥条件は、
塗料の溶剤の種類、固形分濃度にもよるが、通常、常温
（約２５℃）〜１５０℃、５秒〜１時間の範囲で適宜選
ばれる。粒子の散布は前述の方法を用い、支持層形成用
の塗料を塗布後、通常１分以内に行う。これにより、粒
子の埋設を容易にすることができる。この時の支持層形
成用の塗料の乾燥の程度は、粒子と支持層との濡れ性に
もよるが、固形分濃度で表せば通常１０〜９５重量％、
好適には２０〜９０重量％の範囲である。

【００３８】続いて、発光粒子層を被覆する様に絶縁層
形成用の塗料を塗布し、乾燥する。これにより、発光体
粒子層が、支持層および絶縁層の両層に埋設され、いず
れの層どうしの界面にも気泡が実質的に存在しない密着
構造が形成できる。絶縁層形成用の塗布厚は、乾燥厚が
上記の範囲になる様に選ばれる。塗料の固形分濃度は、
通常５〜７０重量％の範囲である。塗料に用いられる溶
剤は、絶縁体物質を均一に溶解またはおよび分散し得る
様に、通常の有機溶媒の中から選択される。塗料の調製
および塗布には、支持層形成用塗料の場合と同様の装
置、器具が使用できる。乾燥条件は、塗料の溶剤の種
類、固形分濃度にもよるが、通常、常温（約２５℃）〜
１５０℃、５秒〜１時間の範囲で適宜選ばれる。

【００３９】さらに続いて、絶縁層の上に背面電極層を
積層する。背面電極の形成は、前述の方法が使用でき
る。しかしながら、乾燥後の絶縁層上に効率良く、かつ
密着性良く設けるには、蒸着、スパッタリング等の真空
薄膜形成法が好適である。

【００４０】最後に、透明基材の他方の主要面上にカラ
ーフィルター層を積層し、カラーフィルター層の上に液
晶層を積層しＥＬ素子を完成させる。カラーフィルター
層が透明フィルムを含む場合、液晶層は透明フィルムの
上に載置するか、または透明接着剤を介して透明フィル
ムと液晶層とを密着させる。また、フィルター層が透明
フィルムを含まず、粘着剤を含む場合、フィルター層と
液晶層とを直接密着させることができる。

【００４１】ＥＬ発光装置 上記の様に、本発明のＥＬ発光装置は、ＥＬ要素（１
０）と液晶層（１）とに同時に電圧が印加される様に、
それぞれを電源（７）に接続して構成する。図１に示す
様に、電源は１つでも良いが、ＥＬ要素用と液晶層用の
２つの電源を用いることもできる。また、電源が１つの
場合、電源（７）に対して、ＥＬ要素（１０）と液晶層
（１）とを直列または並列にて接続する。好適には並列
接続（図１参照）である。

【００４２】装置の発光は、通常、２つの透明電極層
（１１ａ，１１ｂ）、透明導電層（２）および背面電極
層（６）とに設けられた４つの端子に電源を接続し、電
圧を印加してＥＬ素子を発光させ、同時に液晶層を透明
化して行う。電源には、乾電池、蓄電池、太陽電池等の
電池が使用できる。また、送電線から供給される交流電
流を、インバータ（電圧や周波数の大きさを変えたり、
交流−直流間の変換を行う装置）を介してＥＬ素子に印
加することもできる。交流周波数は、通常５０〜１００
０Ｈｚの範囲である。また、印加電圧は、通常３〜２０
０Ｖの範囲である。積層型発光層は発光効率が高いの
で、分散型発光層の場合より低い電圧でも十分な明るさ
で発光する。

【００４３】カラーフィルター層と液晶層とが、直接ま
たは光透過性の層を介して密着している場合、発光時の
輝度を特に高めることができる。一方、フィルター層と
液晶層とが密着せず、それらの間に空気界面が存在する
場合、非発光時の外観の白色度を高めることができる。
すなわち、発光輝度の向上を重視するか、または非発光
時の白色度の向上を重視するかによって、フィルター層
と液晶層との積層形態を適宜選択できる。フィルター層
と液晶層とを離して配置する場合、たとえば、ＥＬ要素
の周縁の全部または一部に沿ってスペーサを配置して行
うことができる。スペーサの厚み（すなわち、ＥＬ要素
の発光面と液晶層との距離）は、通常０．５〜２０mmの
範囲である。

【００４４】さらに、本発明のＥＬ発光装置には、発光
輝度の向上等を目的として、プリズムフィルムを組み込
むこともできる。図３は、液晶層（１）とＥＬ要素との
間にプリズムフィルム（９２）を配置した実施形態を示
す。液晶層（１）とプリズムフィルム（９２）とは密着
していない。フィルター層（９）は、蛍光着色材を含む
粘着剤の層からなり、プリズムフィルム（９２）と透明
導電層（２）とを密着させている。プリズムフィルム
（９２）は、１つの方向に沿って互いに平行に配置され
た複数のプリズム突条を有するフィルムで、発光面の法
線方向、および法線から傾いた角度方向へ放射される光
を効果的に強め、広い観測角度での発光輝度を向上させ
る。この様なプリズムフィルムの具体例としては、たと
えば、３Ｍ（株）社製「ＢＥＦ９０ＨＰ」等を挙げるこ
とができる。

【００４５】一方、図４は、発光層（８）と、透明電極
層（１１ａ）と液晶マトリックス層（１２）とからなる
液晶層とが、粘着剤を含有するフィルター層（９）を介
して密着した構造を示す。この構造では、マトリックス
層（１２）と発光層（８）とからなる積層体が、透明電
極層（１１ａ）と背面電極（６）との間に挟まれてい
る。すなわち、１つの電源と一対の電極だけで、発光層
（８）とマトリックス層（１２）とに同時に電圧を印加
できる。プリズムフィルム（９２）は、透明粘着剤の層
（図示せず）を介して、透明電極層（１１ａ）の表面に
密着している。

【００４６】ＥＬ素子の使用方法 本発明のＥＬ素子は、自動車の液晶計器盤等の液晶ディ
スプレーのバックライト光源として使用できる。また、
内照式の看板、道路標識、装飾ディスプレー等の内照式
表示体の光源としても使用できる。たとえば、光透過性
シートの表面に、文字、図案等のイメージを有する印刷
層を設け、シートの背面とＥＬ素子の発光面とを向かい
合う様にして配置して使用する。光透過性シートには、
たとえば、上記透明基材と同様の素材が使用でき、その
光透過率は通常２０％以上である。この時、通常シート
の背面とＥＬ素子の発光面とは密着させないのが好まし
い。しかしながら、ＥＬ素子の非発光時の白色度が比較
的高い場合（例えば、液晶層の電圧非印加時のヘイズが
８０％以上である場合）、シート背面とＥＬ素子の発光
面とを密着させることもできる。また、ＥＬ素子の非発
光時の白色度が同様に高い場合、液晶層の表面に直接印
刷層を設けることもできる。

【００４７】また、プリズム型再帰性反射シートを光透
過性シートとして用いることもできる。再帰性反射シー
トとの組み合わせは、ＥＬ内蔵型表示体に、再帰反射性
と自発光性能とを合わせ持たせることができる。ＥＬ素
子を屋外で使用する場合、ＥＬ素子を、ポリアミド系樹
脂等からなる捕水フィルムや、ポリテトラフルオロエチ
レンフィルム等からなる防湿フィルムにて被覆して用い
るのが好ましい。

【００４８】

【実施例】実施例１ ＥＬ素子の形成 最初に、ＥＬ要素を次のようにして形成した。ＩＴＯ膜
付き透明基材として、尾池工業（株）社製のＰＥＴフィ
ルム「ＴＣＦ・ＫＰＣ３００−７５（Ａ）」（厚み７５
μｍ、光透過率は８１％）を使用した。このフィルム
は、一方の表面に、スパッタ法により積層されたＩＴＯ
からなる透明導電膜を有していた。なお、ＩＴＯ層の厚
みは５０ｎｍ、表面抵抗値は２５０Ω／□であった。

【００４９】高誘電率ポリマー（３Ｍ社製テトラフルオ
ロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−フッ化ビニリ
デン共重合体「ＴＨＶ２００Ｐ」、誘電率：８（１ｋＨ
ｚ）、光透過率９６％）と、酢酸エチルとを混合し、ホ
モミキサーを用いて均一に溶解させて、支持層形成用の
塗料を調製した。塗料の固形分は約２５重量％であっ
た。

【００５０】調製した支持層形成用の塗料を、透明基材
の透明導電膜の上に塗布し、その塗料が乾燥する前に発
光体粒子を実質的に単層状に散布し、粒子が直径の約５
０％が埋没する様に埋設させた後、塗料を乾燥した。塗
料の塗布は、ナイフコーターを用いて行い、塗布直後に
粒子を散布した。乾燥条件は、約６５℃、約１分間であ
った。支持層と発光体粒子層とを合わせた乾燥後の厚さ
は、４０μｍであった。発光体粒子は、オスラム・シル
バニア社製のＺnＳ系の蛍光体粒子「Ｓ−７２３」（平
均粒子径：約２３μｍ）であった。

【００５１】続いて、発光粒子層を被覆する様に絶縁層
形成用の塗料を塗布し、その塗料を乾燥させ、絶縁層を
形成した。これにより、発光体粒子層が、支持層および
絶縁層の両層に埋設され、いずれの層どうしの界面にも
気泡が実質的に存在しない、密着構造が形成できた。絶
縁層形成用の塗料は、高誘電率ポリマー（前述の「ＴＨ
Ｖ２００Ｐ」）、絶縁体粒子（関東化学（株）社製チタ
ン酸バリウム）および酢酸エチルを混合した以外は、支
持層形成用の塗料と同様にして調製した。ポリマー対絶
縁体粒子の重量比は、１００：８０であり、塗料の固形
分は約３８重量％であった。塗料の塗布は、ナイフコー
ター用いて行い、乾燥条件は約６５℃、約１分間であっ
た。支持層、発光粒子層および絶縁層とからなる積層体
の、乾燥後の厚さは４５μｍであった。

【００５２】上記のように形成した絶縁層の上に、真空
蒸着法を用いてアルミニウムからなる背面電極層を積層
した。用いた真空蒸着装置は、ＵＬＶＡＣ社製「ＥＢＶ
−６ＤＡ」であり、チャンバー内圧力１０^-5Ｔｏｒｒ以
下、蒸着時間５秒間の条件で真空蒸着を行った。

【００５３】最後に、透明フィルム付きカラーフィルタ
ー層を透明基材の上に密着させ、本実施例のＥＬ要素を
形成した。カラーフィルター層は、次のようにして形成
した。まず、アクリル系粘着剤（綜研化学（株）社製、
「品名：ＳＫダイン１３０６」）１００重量部に、ポリ
イソシアネート系架橋剤１．７重量部と、蛍光染料とし
てのローダミン６Ｇ（関東化学（株）社から入手）の１
％メタノール溶液４重量部とを混合し、固形分濃度４０
重量％の粘着剤溶液を調製した。粘着剤溶液を剥離紙
（リンテック（株）社製「ＫＧＭ１１Ｓ白」）の剥離面
上に、ナイフコーターを用いて塗布し、１００℃で３分
間乾燥し、厚さ１０μｍのカラーフィルター層を形成し
た。さらに、そのフィルター層の表面に、厚さ８０μｍ
の透明フィルム（ポリメチルメタクリレート）をラミネ
ートし、透明フィルム付きカラーフィルター層を得た。

【００５４】上記の様にして得たＥＬ要素を、平面寸法
１００ｍｍ×１００ｍｍの正方形状に裁断し、透明導電
層および背面電極層にそれぞれ端子を設けた後、ＥＬ要
素の発光面（カラーフィルター層の透明フィルムの表
面）の１０ｍｍ上方に、液晶層（端子付き）を配置し、
本実施例のＥＬ素子を完成させた。液晶層には、３Ｍ社
製「プライバシーフィルム」を用いた。この液晶層は、
電圧印加時のヘイズは約５％（光線透過率は約７６％）
であり、電圧非印加時には白色を呈し、ヘイズは約９４
％（光線透過率は０．２％）であった。なお、ＥＬ要素
と液晶層とは、１００ｍｍ（たて）×１０ｍｍ（横）×
１０ｍｍ（厚さ）の寸法を有する、透明アクリル板から
なる２枚のスペーサを横方向の両端に配置し、アクリル
系粘着剤を用いて互いに動かないように固定した。

【００５５】ＥＬ素子の発光 本実施例のＥＬ素子のそれぞれ４つの端子を介して、電
源（菊水電子工業（株）社製「ＰＣＲ５００Ｌ」）に、
ＥＬ要素と液晶層とを並列に接続し、１２０Ｖ、４００
Ｈｚの条件にて交流電圧を印加して発光させた。本実施
例のＥＬ素子は、非発光時および発光時ともに白色度の
高い白色外観を有していた。次に、ＥＬ素子を暗箱内に
設置し、液晶層の表面から１ｍ垂直方向に離れた点にお
ける発光輝度を、ミノルタ（株）社製輝度計「ＬＳ１１
０」を用いて測定した。結果を表１に示す。

【００５６】比較例１ 液晶層を配置しなかった以外は、実施例１と同様にして
本比較例のＥＬ素子を形成した。本比較例のＥＬ素子
は、非発光時はカラーフィルター層の赤色の外観を有し
ていた。また、本比較例のＥＬ素子の発光輝度を、実施
例１と同様にして測定した。結果を表１に示す。

【００５７】比較例２ 液晶層に代えて、白色半透明フィルムを用いた以外は、
実施例１と同様にして本比較例のＥＬ素子を形成した。
なお、この白色半透明フィルムは、３Ｍ社製装飾性粘着
フィルム「スコッチカルフィルム（商標）ＴＬ５００
１」を、５０μｍ厚の透明ポリエステルフィルムにラミ
ネートして形成され、上記装飾性フィルム側をＥＬ要素
の発光面に向けて配置した。なお、この白色半透明フィ
ルムのヘイズは、約９２％（光透過率は約０．８％）で
あった。本比較例のＥＬ素子の発光輝度を実施例１と同
様にして測定した。結果を表１に示す。本比較例のＥＬ
素子は、非発光時は白色の外観を有していたが、発光輝
度は低かった。

【００５８】

【表１】 例 液晶層 発光面の外観 発光輝度番号 非発光時 発光時 (cd／m²) 実施例１ あり 白色 白色 ４１.４ 比較例１ なし 赤色 白色 ４９.４ 比較例２ なし 白色 白色 ３０.５

【００５９】

【発明の効果】上記の様に、本発明によれば、非発光時
に白色外観を有し、かつ発光時には高輝度で白色発光可
能なＥＬ素子、およびＥＬ発光装置を提供することがで
きる。この様なＥＬ素子またはＥＬ発光装置を用いれ
ば、発光時および非発光時ともに、発光面が白色度の高
い下地となり、発光面の上に配置される光透過性の印刷
層の色を際立たせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のＥＬ装置の一例の断面図。

【図２】 本発明で用いるＥＬ要素の一例の断面図。

【図３】 プリズムフィルムを有する本発明のＥＬ装置
の他の例の断面図。

【図４】 プリズムフィルムを有する本発明のＥＬ装置
の別の例の断面図。

【符号の説明】

１：液晶層、２：透明導電層、３：支持体、４：発光粒
子層、５：絶縁層、６：背面電極、７：電源、８：発光
層、９：カラーフィルター層、１０：ＥＬ要素、１２：
マトリックス層、１１ａ，１１ｂ：透明電極層、４０：
発光粒子、９１：発光面、９２：プリズムフィルム。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 白色発光する発光面（９１）を有するエ
   レクトロルミネッセンス要素（１０）と、 該発光面（９１）の上に配置され、電圧印加時にはヘイ
   ズが２０％以下であり、電圧非印加時には白色を呈しそ
   のヘイズが７０％以上である液晶層（１）とを含んでな
   り、エレクトロルミネッセンス要素（１０）の発光時お
   よび非発光時の両方において白色外観を有するエレクト
   ロルミネッセンス素子。
2. 【請求項２】 エレクトロルミネッセンス要素（１０）
   は、発光層（８）と、発光層（８）の発光色と補色の関
   係にある色に発色する着色材を含むカラーフィルター層
   （９）とを含んでなり、発光面（９１）はカラーフィル
   ター層（９）の表面である請求項１に記載のエレクトロ
   ルミネッセンス素子。
3. 【請求項３】 （ａ）電源（７）と、 （ｂ）電源（７）と電気的に接続され、白色発光する発
   光面を有するエレクトロルミネッセンス要素（１０）
   と、 （ｃ）エレクトロルミネッセンス要素（１０）の発光面
   の上に配置され、電圧印加時にはヘイズが２０％以下で
   あり、電圧非印加時には白色を呈しそのヘイズが７０％
   以上であり、電源（７）と電気的に接続される液晶層
   （１）とを含んでなり、エレクトロルミネッセンス要素
   （１０）と液晶層（１）とに同時に電圧が印加される様
   に電源（７）が接続されたエレクトロルミネッセンス発
   光装置。