JPH10233191A - 面状発光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】反射型液晶ディスプレイの明るさを向上し、視
認性を改良すること。 【解決手段】少なくとも光を反射する機能を持つ部分と
一種類以上の蛍光物質を含む部分からなり、３８０〜８
００ｎｍの任意の領域で発光することを特徴とする面状
発光体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に薄型、軽量の
セグメントまたはマトリックス表示を行うディスプレイ
（特に液晶ディスプレイ）の視認性向上のために表示部
位に光を供給するものであって、ディスプレイの応用分
野であるパーソナルコンピュータ、モニター、ワープ
ロ、携帯情報端末、移動電話、テレビ、ビデオカメラ、
カセットレコーダー、ＣＤレコーダー、レーザーディス
ク、ステレオ、ビデオデッキ、カメラ、カーステレオ、
カーナビゲーションシステム、カラオケシステムなどＯ
Ａ、家電用民生機器、その他公共表示機器などに利用さ
れる。

【０００２】

【従来の技術】フラットパネルディスプレイとして液晶
ディスプレイは、薄型、軽量、低消費電力の特徴を生か
して多くの分野で利用が進んでいる。近年、マルチカラ
ー反射型ディスプレイとして相転移型ゲスト・ホストタ
イプ、カラー偏光板を利用するもの、液晶の複屈折性を
利用するもの、液晶と位相差板の複屈折を利用するも
の、ＴＮ液晶をＭＩＭ駆動させる方式等がある。表示色
を出すためには、液晶の背面に反射板を設け前面に配置
した分光フィルター（主にカラーフィルター）によって
色を出す方法と位相差板の位相差応じて偏光度が光の波
長によって異なる現象を利用した方法が考案されてい
る。

【０００３】液晶ディスプレイは自発光ではないので何
らかの方法で光を供給する必要がある。光の供給は、大
別して液晶素子の背面または内部に電極としてアルミニ
ウムなどの反射板を設けて外部の光を利用して表示させ
るものとバックライトによって背面から光を出射して表
示させるもの、または外部の光を特定の領域のみ散乱さ
せるによって表示させる方法がある。バックライトを使
用するディスプレイは、液晶ディスプレイの特徴である
低消費電力の特徴が生かせないので、特に携帯機器など
電力をできるだけ抑えたい機器への応用にはバックライ
トを使用しない反射型のディスプレイが有用である。反
射型ディスプレイでは液晶素子の外部に反射板と設ける
方法と外光を有効利用するために液晶素子内に設けられ
ている電極を反射板と兼用して光の吸収を抑える方法が
ある。液晶素子の外部に設けられた反射板としては、拡
散性が弱い鏡面のようなタイプから、極めて拡散性が強
い標準白色板のようなタイプまであり、コントラストや
明るさとのバランスによってその最適なタイプを選択し
ている。また、液晶素子内部に設ける方法では、反射板
の表面形状（凹凸）を最適化することによって視認性の
向上を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これら反射型
カラー液晶ディスプレイは、消費電力は低いものの画質
においては、改善されるべき点が多くある。改善点とし
て挙げられるものとしてまず明るさ、コントラスト、発
光色、階調などがある。中でも明るさは、視認性の点で
極めて重要な項目であり、例えばカラーフィルターを使
用する方法は、光の透過率が非常に低いため、概して暗
い表示しかできず視認性に劣っている。また、位相差を
利用する場合は、色の数が少ないことと電圧によって色
を制御しているために階調表示ができない欠点がある
し、明るさも満足できるものではない。 これらの課題
の根底にある原因は、消費電力を抑えるために反射板か
らの外光の反射光だけに依存しているからであり、暗闇
など外部からの光の供給がない所では、表示機能は絶望
的に低下してしまう。仮に十分な光量の下で表示を行っ
ても外光は各部材での光の吸収や偏光板での光の分離に
よって入射光のほんの僅かしか利用できないのが現状で
ある。

【０００５】即ち、本発明は主に低消費電力でカラー表
示を行う液晶ディスプレイにおいてその明るさを改善す
ることに関する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、少な
くとも光を反射する機能を持つ部分と一種類以上の蛍光
物質を含む部分からなり、３８０〜８００ｎｍの任意の
領域で発光することを特徴とする面状発光体である。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の要点は、反射板からの反
射光だけでは不十分な光量を可視光を発する蛍光物質を
含む部分が補う事によりディスプレイとして実用的な明
るさを出すことにある。蛍光物質を発光させる方法とし
ては、外光によって光励起する方法および／または外部
から微弱な電力を供給する方法によって達成させる。代
表的な構成を図１に示す。液晶素子１の前面から進入し
た光は、反射板３で反射されて再び素子の外に出て行く
過程の他に入射光および／または反射光が蛍光物質を含
む部分２に吸収されてこれが蛍光物質を発光させる過
程、または電気エネルギーによって蛍光物質を発光させ
る過程を加えることにより従来の反射板のみの場合と比
較してより光量の多い、即ち明るい反射型液晶ディスプ
レイを提供できるものである。

【０００８】光を反射する機能を持つ部分としては、波
長１９０〜７８０ｎｍの光を反射する機能があれば特に
限定されるものではない。例えば、金、銀、銅、アルミ
ニウム、インジウム、マグネシウム、カルシウム、タン
グステン、タンタル、クロム、ニッケル、パラジウム、
白金、亜鉛、鉄、ガリウム、ゲルマニウム、ケイ素、
錫、鉛またはこれらの元素を含む合金からなる単板、は
く、蒸着膜、電着膜、コーティング膜が挙げられる。表
面の形状は、目的とする光の射出方向によって決定され
るので特に限定されないが、正面方向への光射出を行い
たいときは表面は平らな鏡面状態が望ましい。但し、鏡
面はディスプレイへの背景の映り込みを起こすことがあ
るため、注意が必要である。もう一つの方法としては、
レンズ機能を持つフィルムなどを反射板に貼り付ける方
法がある。逆に光の射出方向を広げて視野角を広げたい
場合は、反射板表面を粗にする方法や拡散フィルム
（板）を設ける方法がある。通常は、その用途によって
最適な射出範囲があるので、これらの方法を組み合わせ
て目的の反射を行わせる。

【０００９】本発明における蛍光物質とは、波長１９０
〜７８０ｎｍの紫外〜可視光によって３８０〜８００ｎ
ｍの可視光を発する物質を指す。発光色はフルカラー表
示の場合、赤、青、緑の３原色の発光をする物質であ
り、モノクロ表示やマルチカラー表示であれば、紫、青
紫、黄緑、オレンジ色に発色する化合物も使用できる。
また、これらの化合物の２つ以上を混合して中間色や白
色の発光を行ってもよい。また、遅延蛍光物質を用いる
と反射光が利用できない暗がりでもディスプレイとして
の機能を果たすことができるが、この場合は電気エネル
ギーを利用したほうがより視認性が向上することは、一
般的に起こり得ることである。具体的な蛍光物質として
は上記特性を備えるものであれば、特に限定されるもの
でない。

【００１０】一例を挙げると、無機化合物では蛍光水銀
ランプ用蛍光体である、りん酸塩（（Ｓｒ，Ｍｇ）
₃（ＰＯ₄）₂ ：Ｓｎ²⁺（橙赤色））、ゲルマン酸塩（４
ＭｇＯ・ＧｅＯ₂ ：Ｍｎ⁴⁺（深赤色））、イットリウム
酸塩（Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺（赤色））、バナジン酸塩（Ｙ，
ＶＯ₄ ：Ｅｕ³⁺（赤色））、ハロけい酸塩（Ｓｒ₂Ｓｉ₃
Ｏ₈・₂ＳｒＣｌ₂：Ｅｕ²⁺（青緑色））、アルミン酸塩
（（Ｂａ，Ｍｇ）₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₄：Ｅｕ²⁺（青色）；（Ｂ
ａ，Ｍｇ）₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₄：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺（緑色）；Ｙ₂
Ｏ₃・Ａｌ₂Ｏ₃：Ｔｂ³⁺（黄緑色））、ＣＲＴ用蛍光体
である、ＺｎＳ：Ａｇ（青色），ＺｎＳ：Ａｕ，Ｃｕ，
Ａｌ（緑色），ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ（緑色），Ｙ₂Ｏ
₂Ｓ：Ｅｕ³⁺（赤），蛍光表示管用蛍光体である、Ｚｎ
Ｏ：Ｚｎ（緑），ＺｎＳ：［Ｚｎ］＋Ｉｎ₂Ｏ₃（青），
ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ＋Ｉｎ₂Ｏ₃（黄みの緑），ＺｎＳ：
Ａｕ，Ａｌ＋Ｉｎ₂Ｏ₃（黄緑），（Ｚｎ_0.9，Ｃｄ_0.1）
Ｓ：Ａｕ，Ａｌ＋Ｉｎ₂Ｏ₃，エレクトロルミネセンス用
蛍光体である、ＰｒＦ₃（白）、ＮｄＦ₃（橙）、ＳｍＦ
₃（橙赤）、ＥｕＦ₃（ピンク）、ＴｂＦ₃（緑）、Ｄｙ₃
（黄白）、ＨｏＦ₃（ピンク）、ＥｒＦ₃（緑）、ＴｍＦ
₃（青）、ＹｂＦ₃（赤）、ＭｎＦ₂（橙赤）、プラズマ
ディスプレイ用蛍光体である、ＣａＷＯ₄：Ｐｂ
（青）、ＹＳｉＯ₅Ｃｅ（青）、Ｂａ，ＭｇＡｌ
₁₄Ｏ₂₃：Ｅｕ（青色）、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ（緑）、Ｂ
ａＡｌ₁₂Ｏ₁₉：Ｍｎ（緑）、ＺｎＡｌ₁₂Ｏ₁₉：Ｍｎ
（緑）、ＣａＡｌ₁₂Ｏ₁₉：Ｍｎ（緑）、ＹＢＯ₃：Ｔｂ
（緑）、ＧｄＢＯ₃：Ｔｂ（緑）、ＳｃＢＯ₃：Ｔｂ
（緑）、Ｓｒ₄Ｓｉ₃Ｏ₈Ｃｌ₄：Ｅｕ（緑）、Ｙ₂Ｏ₃：Ｅ
ｕ（赤）、Ｙ₂ＳｉＯ₅：Ｅｕ（赤）、Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｅ
ｕ（赤）などが挙げられる。

【００１１】有機物は、量子効率が高く化合物の選択も
多いことから様々な蛍光物質が知られており、ここでは
その一例を示すが本発明は以下の化合物に限定されるも
のではない。有機蛍光物質としては、芳香族炭化水素系
化合物としてナフタレン、アントラセン、フェナントレ
ン、クリセン、ペリレン、トリフェニレン、ピレン、ア
セナフテン、フルオレン、ビフェニル、ターフェニル、
ジフェニルベンゼン、クオーターフェニル、ジフェニル
アントラセン、ルブレンおよびその置換体、アリレンお
よびアリルアセチレン系化合物としてジアリルエチレ
ン、ジアリルポリエン、アリル置換ビニルベンゼン、ジ
スチリリルベンゼン、五員環複素環化合物としてフラ
ン、チオフェン、ピロール、ベンゾフラン、ベンゾチオ
フェン、インドールとそれらの誘導体、ポルフィリン、
フタロシアニン、ジアザボラインダセンとそれらの誘導
体、アリル置換オキサゾール、オキサジアゾール、チア
ジアゾール、ベンゾオキサジアゾール、ベンゾチアジア
ゾールとそれらの誘導体、アリル置換ピラゾリンとピラ
ゾールとそれらの誘導体、六員環複素環化合物として、
キノリン、イソキノリン、ベンゾキノリン、フェナント
リジンとそれらの誘導体、ピラジン、ピリダジン、ピリ
ミジン、キノキサリン、フェナジン、キナゾリン、フェ
ナントロリンとそれらの誘導体、酸素含有複素環化合物
として、フルオレセイン、ローダミン、ピロニン、ベン
ズキサンテン、ベンゾジオキサンとその誘導体、環に二
つの異なるヘテロ原子を持つフェノチアジン誘導体、フ
ェノオキサジン誘導体、カルボニル含有化合物として
は、α，β−不飽和ケトン、アントロン、ベンズアント
ロン、アントラピリドン、オキサゾールアントラピリジ
ン、フルオレノン、ベンゾキノリン、ナフトキノン、ア
ントラキノン、ナフタセンキノン、ヘプタセンキノン、
ピラントロン、クマリン、カルボスチリル、オキサゾロ
ン、インジゴ、チオインジゴとそれらの誘導体、ナフタ
ル酸化合物として、アセチルアミノナフタル酸、ナフタ
ルイミド、フェニルヒドラジン、ペリレンテトラカルボ
ン酸、ナフトキシレンベンズイミダゾールとそれらの誘
導体、その他、キノリノール、フラボノール誘導体、カ
ルバゾール誘導体、トリフェニルアミン誘導体、オキサ
ジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体との金属錯体系
蛍光材料などが好適な蛍光材料として挙げることができ
る。

【００１２】蛍光物質を含む部分の構成は、光を有効利
用できれば特に限定されるものではない。反射光をでき
るだけ有効利用したい場合は、蛍光部分を含む部分の可
視光吸収はできるだけ低く抑える必要がある。従って、
蛍光物質は紫外光を吸収して可視光を発する物質を選択
するのが好ましい。但し、特定の波長領域の光のみを利
用する（特に長波長領域）ディスプレイの場合は、可視
光に吸収があってもよく可視光を吸収して可視光を発す
ることになる。蛍光物質は、それ自身膜形成能力がある
場合は単体で蛍光層を作るが、多くの場合バインダー成
分としてポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポ
リカーボネート、スチレン・無水マレイン酸共重合体、
スチレン・アクリロニトリル共重合体、ポリビニルクロ
ライド、セルロースアセテートブチレート、セルロース
アセテート、セルロースプロピオネート、ポリα−ナフ
チルメタクリレート、ポリビニルナフタレン、ポリｎ−
ブチルメタクリレート、テトラフルオロエチレン・ヘキ
サフルオロプロピレン共重合体、ポリシクロヘキシルメ
タクリレート、ポリ（４−メチルペンテン）、エポキ
シ、ポリスルホン、ポリエーテルケトン、ポリアリレー
ト、ポリイミド、ポリエーテルイミド、環状オレフィン
重合体、ポリエチレン、ポリプロピレンなど透明性のあ
る重合体を用い、蛍光体を分散した上記重合体を溶液コ
ーティングもしくは溶融製膜することによって形成する
ことができる。

【００１３】蛍光体は、これらバインダー中に分散され
た時はできるだけ高濃度にした方が発光強度が稼げるの
で好ましいはずであるが、蛍光体の場合は濃度消光現象
といって高濃度にするほど蛍光が弱められることがあ
る。従って、蛍光物質がバインダー成分と混合して用い
られた場合は、その含有率については、個々の物質によ
って最適値があるので一概には示せない。一般的には８
０重量％以下の濃度で使用される。これは、多くの蛍光
物質が濃度が上がることによって濃度消光現象を起こ
し、著しく蛍光強度が弱められることとバインダー成分
が減少することによる自己支持性が低下するという二つ
の理由による。しかし、ふっ素置換９−アミノアクリジ
ンの様に固体状態のような高濃度状態で強い蛍光を示す
化合物やアルミノキノリン錯体の様に自己支持性のある
化合物もあることから、上記含有濃度は特に制限されな
い。

【００１４】また、二種類以上の蛍光物質を混合したホ
スト−ゲストシステムによって、エネルギー移動を起こ
すことによって発光波長を変換したり色純度を向上した
りすることも可能である。但し、この場合ホストの蛍光
体よりエネルギーの高い波長への変換はできない。モノ
クロディスプレイの場合は、所望の色に発光する２種類
以上の蛍光物質をブレンドして用いられるが、マルチカ
ラーもしくはフルカラーディスプレイの場合は、上記蛍
光物質の２種類以上を独立に定められた領域に配置して
多色発光を可能成らしめる。発光色は、その用途におい
て決まることから特に限定されるわけではない。一例を
示すとグラフィック表示やテレビの様な画像表示を行う
マトリックス駆動表示カラーディスプレイにでは、画像
表示に必要な表示色を出すために高純度の赤、青、緑の
３原色発光が必要である。その代表的な構造を図２に示
す。外部から進入した光は、液晶素子５を透過し蛍光物
質を含む部分６，７，８へ入る。図２において蛍光物質
を有する層は、分光フィルターも兼ねており、６，７，
８ではそれぞれ赤、緑、青以外の光が吸収されることに
より、赤色、緑色、青色反射光１３，１４，１５が発せ
られる。一方、吸収された光は蛍光物質９，１０，１１
を励起し、それぞれ赤、緑、青の蛍光１６，１７，１８
を発し、この光と前記反射光１３，１４，１５が合わさ
って反射板だけの場合よりより明るい表示が可能とな
る。但し、本発明において蛍光物質の発光強度が大きな
場合は、反射光を利用せずとも、蛍光物質を含む部分が
入射光の全てを吸収して所定の色に蛍光体を発光させる
方法をとってもよい。カラー表示の場合、蛍光物質を含
む部分の形状は、基本的に液晶素子の形状と対応させる
と光の利用効率が高くなる。形状としては、情報表示に
必要なセグメント形状、マトリックス形状が挙げられ
る。マトリックス形状は、さらにストライプ形状、モザ
イク形状などが好ましい形態として挙げることができ
る。但し、モノクロ表示の場合は、上記発光領域を規定
した配置の他、均一に発光体を塗布したのもでも本発明
の目的を達することが可能である。画素サイズは、用途
により定まる項目であり本発明においては特に定義でき
るものではないが、上記ディスプレイ用途では、一画素
のサイズは５００μｍ角以下が好ましい例として挙げら
れる。ただ、現在実用化されている液晶ディスプレイの
単色一画素サイズは１００×３００μｍであり、このサ
イズが一つの好適な画素サイズとして示すことができ
る。ただ、形状は表示様式に依存するため特に限定され
るものではない。これら画素の間にはコントラストを高
めるためにブラックマトリックス（ＢＭ）と称する格子
状の黒色領域が存在することが好ましい。ＢＭの材質と
しては、クロム、炭素、または炭素またはその他黒色物
質を分散した樹脂が用いられる。また、本発明では、図
３，４に示すようなカラーフィルターと蛍光物質を含む
部分、そして反射板が積層された構造も取り得る。これ
はそれぞれの層に機能分離することにより材料の選択の
幅が広がり多くの用途に対応できる可能性を提供でき
る。

【００１５】蛍光物質を含む部分の厚みは、実用面を考
えると１ｃｍ以下の物が好適に用いることができる。２
ｍｍ以下であれば、薄型、軽量の傾向にある現在のフラ
ットパネルディスプレイにおいて特に有用である。

【００１６】電気エネルギーによって発光する蛍光物質
を含む部分とは、光を反射できる背面電極（陰極）と透
明性正面電極（陽極）があり、その間に正孔輸送性、電
子輸送性、蛍光性を持つ発光層を形成した物を言う。従
って、１）正孔輸送層／発光層、２）正孔輸送層／発光
層／電子輸送層、３）発光層／電子輸送層、そして、
４）以上の組合わせ物質を一層に混合した形態のいずれ
であってもよい。即ち、素子構成としては、上記１）〜
３）の多層積層構造の他に４）のように発光材料と正孔
輸送材料および／または電子輸送材料を含む層を一層設
けるだけでもよい。 正孔輸送材料としてはその機能を
果すものであれば特に限定されないが、具体的にはポル
フィリン系化合物、Ｑ１−Ｇ−Ｑ２（Ｑ１及びＱ２は別
個に窒素原子及び少なくとも３個の炭素環−それらの少
なくとも１個は芳香族のもの−を有する基であり、Ｇは
シクロアルキレン基、アリーレン基、アルキレン基また
は炭素−炭素結合からなる連結基である）（特公平６−
３２３０７号公報）、そして、Ｎ，Ｎ´−ジフェニル−
Ｎ，Ｎ´−ビス（３−フェニル）−１，１´−ビフェニ
ル−４，４´−ジアミン（ＴＰＤ）、ポリフォスファゼ
ン誘導体、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ）、ポリ
シラン、４，４´，４´´−トリス（３−メチルフェニ
ルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡ
ＴＡ）、４，４´，４´´−トリ（Ｎ−カルバゾリル）
トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ），ビストリフェニルア
ミンスチリル、トリフェニルアミンオリゴマー、テトラ
またはヘキサアミン誘導体、ＰＴＰＤＭＡをはじめ、ヒ
ドラゾン系化合物、スチルベン系化合物、トリフェニル
アミン系化合物、オキサジアゾール誘導体やフタロシア
ニン誘導体に代表される複素環化合物、ポリマ系では前
記単量体を側鎖に有するポリカーボネートやスチレン誘
導体、ビス（フェニルカルバゾール）、ビス（ｏ−メチ
ルフェニルカルバゾール）、ビス（ｍ−メチルフェニル
カルバゾール）、ビス（ｐ−メチルフェニルカルバゾー
ル）、ビス（ｏ−メトキシフェニルカルバゾール）、ビ
ス（ｍ−メトキシフェニルカルバゾール）、ビス（ｐ−
メトキシフェニルカルバゾール）、ビス（ナフチルカル
バゾール）、ビス（メチルナフチルカルバゾール）、ビ
ス（フェナントロリルカルバゾール）、ビス（エチルカ
ルバゾール）、ビス（フェニルイミノジベンジル）、ビ
ス（ｍ−メチルフェニルイミノジベンジル）、トリス
（フェニルカルバゾール）、トリス（メチルフェニルカ
ルバゾール）、トリス（ナフチルカルバゾール）、トリ
ス（メチルナフチルカルバゾール）、トリス（フェナン
トロリルカルバゾール）、トリス（エチルカルバゾー
ル）、トリス（フェニルイミノジベンジル）、トリス
（ｍ−メチルフェニルイミノジベンジル）、フタロシア
ニン、金属フタロシアニン、ポルフィリン化合物、をあ
げることができる。これらの化合物は、積層または混合
しても使用できる。

【００１７】本発明において陽極は、光を取り出すため
に透明であれば酸化錫、酸化インジウム、酸化錫インジ
ウム（ＩＴＯ）などの導電性金属酸化物、あるいは金、
銀、クロム、アルミニウムなどの金属、そしてこれら金
属とＩＴＯとの積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導
電性物質、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリ
ン、ポリフェニレンビニレン、ポリフェニレン、ポリエ
チレンまたはドーピング処理を施したこれらの導電性ポ
リマ、そしてこれら導電性ポリマとＩＴＯとの積層物な
ど特に限定されるものでないが、ＩＴＯガラスやネサガ
ラスを用いることが特に望ましい。透明電極の抵抗は素
子の発光に十分な電流が供給できればよいので特別な限
定はないが、素子の消費電力の観点からは低抵抗である
ことが望ましい。例えば３００Ω／□以下のＩＴＯ基板
であれば素子電極として機能するが、現在では低抵抗基
板の供給も可能になっていることから、２０Ω／□以下
の基板を使用することが特に望ましい。ＩＴＯの厚みは
抵抗値に合わせて任意に選ぶ事ができるが、通常５００
〜３０００オングストロームの間で用いられることが多
い。ただし、大画面ディスプレイなど現状の低抵抗ＩＴ
Ｏの抵抗でも十分でない場合には、金属のガイド電極を
設けることも可能である。また、ＩＴＯの基板はソーダ
ライムガラス、無アルカリガラス、透明樹脂などが用い
られ、また厚みも機械的強度を保つのに十分な厚みがあ
ればよいので、ガラスの場合は０．５ｍｍ以上あれば十
分である。ガラスの材質については、ガラスからの溶出
イオンが少ない方がよいので無アルカリガラスの方が好
ましいが、ソーダライムガラスも使用可能である。この
場合、ＳｉＯ₂ などのバリアコートを施したソーダライ
ムガラスが市販されているのでこれを使用することがよ
り好ましい。透明樹脂基板の材質としては、アクリル樹
脂、ポリカーボネート、ノルボルネン誘導体の開環重合
体、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテ
ルエーテルケトン、ポリスチレン誘導体などが上げられ
るが、一般的には低抵抗のＩＴＯの薄膜形成が可能でそ
れに続くエッチング工程でも安定であることが必要であ
る事から耐熱、耐薬品性の樹脂が特に好ましいが、表面
コーティング技術を施すことによってこの問題を解決す
ることも可能である。ＩＴＯ膜形成方法は、電子ビーム
法、スパッタリング法、化学反応法など特に制限を受け
るものではない。また、ＩＴＯをＵＶ−オゾン処理する
ことによりＩＴＯ表面の清浄度を上げ、素子の駆動電圧
を下げたり発光特性を安定化できる。

【００１８】陰極は、効率よく電子を発光を司る物質ま
たは発光を司る物質に隣接する物質（例えば電子輸送
層）に供給させなくてはならないので、電極と隣接する
物質との密着性、イオン化ポテンシャルの調整などが必
要になってくる。また、長期間の使用に対して安定な性
能を維持するために大気中でも比較的安定な材料を使用
することが特に望ましいが、保護膜などを使用すること
も可能であることから、これに限定されるものではな
い。具体的にはインジウム、金、銀、アルミニウム、
鉛、マグネシウムなどの金属や希土類単体、アルカリ金
属、あるいはこれらの合金などを用いることが可能であ
るが、素子特性を考慮するとマグネシウムやリチウム、
カリウム、ナトリウムなどの低仕事関数金属を用いるこ
とが望ましい。しかし、これらの金属は非常に活性で不
安定である事から銀やアルミニウムなどとの合金を用い
ることもできる。電極の作製には、抵抗加熱法、電子ビ
ーム法、スパッタリング法、コーティング法などが用い
られ、金属を単体で蒸着することも２成分以上を同時に
蒸着することもできる。特に合金形成のためには複数の
金属を同時に蒸着すれば容易に合金電極を形成すること
が可能であるし、合金を蒸着してもよい。陰極の厚さ
は、５０ｎｍ以上あれば電極としての機能を十分果たす
が多くは通常は１００〜５００ｎｍ程度である。但し、
陰極の抵抗値や保護的な意味合いがある場合には、５０
０ｎｍ以上の電極とすることには何等問題はない。但
し、膜形成に時間がかかるのとその時に素子に当たる輻
射熱によって素子がダメージを受けるという問題がある
ため、通常は１００〜３００ｎｍの範囲で用いられるケ
ースが多い。陰極は、単層でその機能を十分に発現でき
るものであれば、単層で用いることがプロセス上効率が
よいが、不安定な電極材料を使用する場合（多くの場合
そうであるが）には陰極の上にキャップ層を設けること
ができる。これは、大気中の酸素や水分など素子の劣化
要因から電極を守る意味があり、これらの物質に対して
バリア性があるものが用いられる。また、陰極を形成す
る前に有機物にドーパントをドーピングすることもでき
る。これは、陰極からの電子の注入効率を上げると共に
電子輸送層のキャリア移動度を向上させる意味がある。
具体的には、アルカリ金属ガス、アルカリ土類金属ガス
やアンモニア蒸気に晒すことにより行うのであるが、こ
の場合には不安定な金属を電極として使用しなくてはな
らないという問題がなくなるという特徴がある。

【００１９】素子の膜厚（陽極／発光を司る物質／陰極
を合わせて）は、通常１μｍ以下である事が好ましい。
この内訳は、陽極と陰極の厚さがそれぞれ０．２μｍ程
度で発光を司る有機物質の膜厚が０．６μｍ以下であ
る。有機物は、電荷の移動度が低いため、駆動電圧を低
くするためには膜厚は薄い方が好ましいが、余りに薄い
と素子の短絡現象が起こるので、経験的には、０．０３
〜０．３μｍが特に好ましい例としてあげることができ
る。但し、この膜厚の規定で重要なことは、有機薄膜の
膜厚であって、電極が極端に厚い場合は、素子の膜厚は
１μｍを越えることもありえる。

【００２０】蛍光物質は主に以前から発光体として知ら
れていたアントラセンやピレン、そして前述のトリス
（８−キノリノラト）アルミニウム及びその誘導体の他
にも、例えば、ビススチリルアントラセン誘導体、テト
ラフェニルブタジエン誘導体、クマリン誘導体、オキサ
ジアゾール誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ピロロ
ピリジン誘導体、ペリノン誘導体、シクロペンタジエン
誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾロピリジ
ン誘導体、ポリマー系では、ポリフェニレンビニレン誘
導体、ポリパラフェニレン誘導体、そして、ポリチオフ
ェン誘導体などが使用できる。また発光層にはドーパン
トと称する化合物が微量添加されていてもよく、具体的
にはルブレン、キナクリドン誘導体、フェノキサゾン６
６０、ジシアノメチレンスチリリルピラン誘導体、ペリ
ノン、ペリレン、クマリン誘導体、ジアザインダセン系
誘導体、ジメチルアミノピラジンジカルボニトリル、ピ
ラジンジカルボニトリル誘導体、ＮｉｌｅＲｅｄ、ロー
ダミン誘導体などの蛍光物質が使用できる。発光層の形
成方法は、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリ
ング、分子積層法、コーティング法など特に限定される
ものではないが、通常は、抵抗加熱蒸着法が簡便なこと
から使用される場合が多い。発光層の厚みは、発光を司
る物質の抵抗値にもよるので限定することはできない
が、経験的には１０〜１０００ｎｍの間から選ばれる。
トリス（８−キノリノラト）アルミニウムの場合、膜厚
は２０〜２００ｎｍが好ましく、３０〜１５０ｎｍがよ
り好ましい。 電子輸層物質としては、電界を与えられ
た電極間において陰極からの電子を効率良く輸送するこ
とが必要で、電子注入効率が高く、注入された電子を効
率良く輸送することが望ましい。そのためには電子親和
力が大きく、しかも電子移動度が大きく、さらに安定性
に優れ、トラップとなる不純物が製造時および使用時に
発生しにくい物質であることが要求される。このような
条件を満たす物質として電子輸送能を持つ発光物質とし
て知られているトリス（８−キノリノラト）アルミニウ
ムなどのオキシン錯体、ペリレン誘導体、ペリノン誘導
体、ナフタレン、クマリン、オキサジアゾール誘導体、
アルダジン誘導体、ビススチリル誘導体、ピラジン誘導
体、そしてフェナントロリン誘導体などがあるが特に限
定されるものではない。そして、該電子輸層物質は単
独、積層、混合いずれの形態も取り得ることが可能であ
り、発光層や陰極との組み合わせで最適な形態を取り得
る。

【００２１】本発明における光シャッター機構とは、波
長１９０〜７８０ｎｍの紫外〜可視光の一部あるいは全
波長の光をスイッチングできるものを指す。該シャッタ
ー機構は通常複数のピクセルの集合体からなるが、その
数量およびサイズについては、目的とするディスプレイ
によって異なるので一概には示せないが、上記ディスプ
レイ用途に用いられるディスプレイでは、一画素のサイ
ズは５００μｍ角以下が好ましい例として挙げられる。
典型的な例として、１０インチ小型フルカラーディスプ
レイでは、ピクセル数は６４０×３×４００、サイズは
約１００×３００μｍとなる。しかし、画面サイズや表
示方式、用途が多岐にわたることから、上記ピクセルの
数量とサイズおよび配列方式は特に制限されるものでは
ない。フラットパネルディスプレイにおいて階調表示を
行うためには、電気的制御によりピクセルの光透過率を
任意の値に変化せしめるものが好適に用いることができ
る。光透過率の絶対値や、その変化のコントラストと速
度応答性は高いほど理想的である。光シャッター機構の
厚さは５ｃｍ以下のものが有用であるが、薄型化、軽量
化を考慮すれば１ｃｍ以下であることが望ましい。これ
らの要件を満たす具体的光シャッター機構としては、Ｔ
ＦＴ、ＳＴＮ、強誘電、反強誘電、２色性色素を用いた
ゲストホスト、ポリマー分散型であるＰＤＮ方式などの
透過型液晶光シャッター機構や酸化タングステン、酸化
イリジウム、プルシアンブルー、ビオローゲン誘導体、
ＴＴＦ−ポリスチレン、希土類金属−ジフタロシアニン
錯体、ポリチオフェン、ポリアニリンなどに代表される
エレクトクロミック、ケミカルクロミックなどが挙げら
れるが、中でも液晶モジュールは、薄型、軽量、低消費
電力を特徴とし、セグメントの高密度化も可能であるこ
とから好適に用いられる。

【００２２】

【実施例】以下に実施例および比較例をあげて本発明を
説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるも
のではない。

【００２３】実施例１ ８×６ｃｍ，厚さ１５μｍのアルミホイル反射板に塩化
メチレンにトリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯
体（吸収極大波長２６５，３９６ｎｍ、発光極大波長５
１０ｎｍ（以下Ａｌｑ３と略記））とポリメチルメタク
リレート（ＰＭＭＡ）を６：４の比率で２０重量％溶解
した溶液をキャストした後、８０℃で乾燥して厚さ５０
μｍの蛍光物質含有層をもつシートを形成した。本シー
トをＴＮ透過型液晶モジュールと張り合わせて評価した
ところ、明るく明瞭な緑色による表示を行うことができ
た。

【００２４】実施例２ 蛍光物質としてモル比１００：１のＡｌｑ３とジメチル
アミノフェニルエチニルメチルピランイリデンプロパン
ジニトリル（吸収極大波長４８０ｎｍ、発光極大波長６
２７ｎｍ）の混合材料を用いた以外は、実施例１と同様
にしたところ、明るく明瞭な赤色発光による表示を行う
ことができた。

【００２５】実施例３ 蛍光物質としてテトラフェニルブタジエン（吸収極大波
長３６０ｎｍ、発光極大波長４５０ｎｍ）を用いた以外
は、実施例１と同様にしたところ、明るく明瞭な青色発
光による表示を行うことができた。

【００２６】実施例４ 蛍光物質としてテトラフェニルブタジエン、クマリン６
（吸収極大波長４５８ｎｍ、発光極大波長４９７ｎ
ｍ）、ジメチルアミノフェニルエチニルメチルピランイ
リデンプロパンジニトリルを４０：４０：２０の比率で
用いた以外は実施例１と同様にしたところ、明るく明瞭
な白色発光による表示を行うことができた。

【００２７】実施例５ ガラス基板の上に２７０μｍピッチの赤、緑、青のスト
ライプを配置したカラーフィルターを作製した。画素の
上にテトラフェニルブタジエン、クマリン６、ジメチル
アミノフェニルエチニルメチルピランイリデンプロパン
ジニトリルを４０：４０：２０の比率で分散した厚さ５
０μｍのＰＭＭＡ蛍光体層を形成した。そして、その上
に０．２μｍのアルミニウム反射層を真空蒸着によって
形成した。最後に背面に透明電極をマスク蒸着によって
ストライプ状に形成した。本シートを背面板としたＴＮ
透過型液晶モジュールを作製したところ、明るく明瞭な
カラー表示ができた。

【００２８】実施例６ ８×６ｃｍのＩＴＯガラス基板（表面抵抗１５Ω／□）
を洗浄し、真空蒸着機に入れて５×１０^-4Ｐａに減圧し
た。Ｎ，Ｎ−ジフェニル−Ｎ´，Ｎ´−（３−メチルフ
ェニル）−４，４´−ジフェニルアミンを１００ｎｍ蒸
着して、続いてトリス（８−キノリノラト）アルミニウ
ム錯体を１００ｎｍ、リチウムを１ｎｍ、そして電極兼
反射板であるアルミニウムを２００ｎｍした。本素子の
ガラス基板面をＴＮ透過型液晶モジュールの背面にくる
ように設置して、素子に５Ｖの電圧をかけて０．５ｍＡ
／cm² の電気エネルギーで発光させながら液晶表示行っ
たところ、明るく明瞭な緑色による表示を行うことがで
きた。

【００２９】実施例７ ８×６ｃｍのＩＴＯガラス基板（表面抵抗１５Ω／□）
を１００μｍピッチ（線幅７０μｍ）のストライプ状に
パターンニングした。本基板を真空蒸着機に入れて５×
１０^-4Ｐａに減圧した。Ｎ，Ｎ−ジフェニル−Ｎ´，Ｎ
´−（３−メチルフェニル）−４，４´−ジフェニルア
ミンを１００ｎｍ蒸着して、２本おきにＩＴＯストライ
プ形状に合うようにテトラフェニルブタジエンを１００
ｎｍ（青色）、０．３％クマリン６をドープしたトリス
（８−キノリノラト）アルミニウム錯体１００ｎｍ（緑
色）、０．３％ジメチルアミノフェニルエチニルメチル
ピランイリデンプロパンジニトリルをドープしたトリス
（８−キノリノラト）アルミニウム錯体１００ｎｍ（赤
色）を蒸着した。これら有機層は１ｎｍまでカウントさ
れるまでリチウム蒸気に晒し、ＩＴＯに直交するように
３００μｍピッチ（線幅２１０μｍ）のストライプ状に
アルミニウムの電極兼反射板を２００ｎｍ形成した。本
素子のガラス基板面をＴＮ透過型液晶モジュールの背面
にストライプが液晶の画素に一致するように設置して、
素子に５Ｖの電圧をかけて０．５ｍＡ／cm² の電気エネ
ルギーで発光させながら液晶表示行ったところ、明るく
明瞭なカラー表示を行うことができた。

【００３０】実施例８ ＩＴＯガラス基板のＩＴＯを３００μｍピッチ（線幅２
１０μｍ）のストライプ状にエッチングした。そしてガ
ラス側にＩＴＯストライプと位置を合わせながら２１０
×７０μｍ角の赤、緑、青の画素をモザイク状に配置し
たカラーフィルターを作製した。この様にして得られた
基板を洗浄し、真空蒸着機に入れて５×１０^-4Ｐａに減
圧した。Ｎ，Ｎ−ジフェニル−Ｎ´，Ｎ´−（３−メチ
ルフェニル）−４，４´−ジフェニルアミン（青色）を
１００ｎｍ蒸着して、バソクプロイン（正孔ブロック材
料）を３０ｎｍ、０．３％クマリン６をドープしたトリ
ス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体３０ｎｍ（緑
色）、０．３％ジメチルアミノフェニルエチニルメチル
ピランイリデンプロパンジニトリルをドープしたトリス
（８−キノリノラト）アルミニウム錯体３０ｎｍ（赤
色）を順次蒸着した。これら有機層は１ｎｍまでカウン
トされるまでリチウム蒸気に晒し、アルミニウムの電極
兼反射板を蒸着して白色発光体を形成した。素子に６Ｖ
の電圧をかけて０．６２ｍＡ／cm² の電気エネルギーで
発光させながら液晶表示行ったところ、明るく明瞭なカ
ラー表示を行うことができた。

【００３１】

【発明の効果】以上に述べたとおり、本発明によって反
射型液晶ディスプレイの明るさを向上し、視認性を改良
することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】反射光と蛍光物質を含む部分からの光を利用す
る反射板の概念図である。

【図２】反射光と蛍光物質を含む部分からの光を利用す
るＲＧＢ反射板の概念図である。

【図３】カラーフィルターを用いて反射光と蛍光物質を
含む部分からの光を利用するＲＧＢ反射板の概念図であ
る。

【図４】カラーフィルターと白色発光蛍光物質を用いる
ＲＧＢ反射板の概念図である。

【符号の説明】

１、液晶素子 ２、蛍光物質を含む部分 ３、反射板 ４、蛍光体 ５、液晶素子 ６、赤色蛍光物質を含む部分 ７、緑色蛍光物質を含む部分 ８、青色蛍光物質を含む部分 ９、赤色蛍光物質 １０、緑色蛍光物質 １１、青色蛍光物質 １２、反射板 １３、赤色反射光 １４、緑色反射光 １５、青色反射光 １６、赤色蛍光 １７、緑色蛍光 １８、青色蛍光 １９、液晶素子 ２０、カラーフィルター ２１、赤色蛍光物質を含む部分 ２２、緑色蛍光物質を含む部分 ２３、青色蛍光物質を含む部分 ２４、反射板 ２５、液晶素子 ２６、カラーフィルター ２７、白色蛍光物質を含む部分 ２８、反射板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｊ 61/40 Ｈ０１Ｊ 61/40

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも光を反射する部分と蛍光物質を
   含む部分からなり、３８０〜８００ｎｍの任意の領域で
   発光することを特徴とする面状発光体。
2. 【請求項２】光を反射する部分と蛍光物質を含む部分が
   層状に積層されたことを特徴とする請求項１記載の面状
   発光体。
3. 【請求項３】蛍光物質を含む部分が分光フィルターを兼
   ねることを特徴とする請求項１記載の面状発光体。
4. 【請求項４】光を反射する部分と分光フィルター部分と
   蛍光物質を含む部分が層状に積層されたことを特徴とす
   る請求項１記載の面状発光体。
5. 【請求項５】光を反射する部分と分光フィルター部分と
   蛍光物質を含む部分と偏光機能を有する部分が層状に積
   層されたことを特徴とする請求項１記載の面状発光体。
6. 【請求項６】分光フィルターが蛍光物質の発光波長以外
   の可視光の特定波長だけを吸収するものであることを特
   徴とする請求項３ないし請求項５のいずれかに記載の面
   状発光体。
7. 【請求項７】蛍光物質を含む部分がストライプ形状また
   はモザイク形状に形成され、二つ以上の異なる波長領域
   で発光することを特徴とする請求項１ないし請求項６の
   いずれかに記載の面状発光体。
8. 【請求項８】蛍光物質が遅延蛍光性を持つことを特徴と
   する請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の面状発
   光体。
9. 【請求項９】蛍光物質を含む部分が１９０〜７８０ｎｍ
   の領域のいずれかの光を吸収して発光することを特徴と
   する請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の面状発
   光体。
10. 【請求項１０】蛍光物質を含む部分が電気エネルギーに
    よって発光することを特徴とする請求項１ないし請求項
    ９のいずれかに記載の面状発光体。
11. 【請求項１１】１９０〜７８０ｎｍの領域のいずれかの
    光を透過させることが可能な光シャッター機構の背面に
    設けることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のい
    ずれかに記載の面状発光体。
12. 【請求項１２】光シャッター機構が液晶素子であること
    を特徴とする請求項１１記載の面状発光体。