JP2003282269A - エレクトロルミネセンス素子 - Google Patents

エレクトロルミネセンス素子

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俊一 植澤
永裕 ▲曾▼
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Abstract

(57)【要約】 【課題】純粋な白色に発光可能なエレクトロルミネセン
ス素子を提供する。 【解決手段】背面電極１上に、絶縁層としての低透水性
のシールポリマー層３と、低漏れ電流―高誘電定数の結
合材５中に埋め込まれた蛍光粒子７を収容した複数の誘
電体セル９と、結合材層１１と、ＩＴＯから成る透明導
電層１３とを積層形成し、この透明導電層１３上に、Ｐ
ＥＴフィルムから成る透明保護膜１５を最後に形成す
る。このとき、各誘電体セル９により発光層が構成さ
れ、この発光層における蛍光粒子７の材質として、亜
鉛、硫黄、マンガン、銅、シリコン、及び、チタンを含
み、これらの質量比が、亜鉛を１として、硫黄を３．
１、マンガンを０．３、銅を０．７、Ｓｉを３．５、チ
タンを５．６とし、かつ、それらの数値の合計が１４．
２となるように選択する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、白色に発光する
エレクトロルミネセンス素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電圧の印加により発光するエレク
トロルミネセンス素子（以下「ＥＬ素子」という。）と
して、透明導電層、蛍光粒子を含む発光層、絶縁層及び
背面電極が積層されたものが知られている。
【０００３】このＥＬ素子の発光色は、発光層に含まれ
る蛍光物質によって決まり、蛍光物質の選択により赤
色、青色、緑色の３原色をはじめとして種々の発光色が
実現され、白色発光するＥＬ素子も考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の白色発
光ＥＬ素子において、純粋な白色は実現されておらず、
赤みがかった白色や青みがかった白色であることが殆ど
である。そのため、従来の白色ＥＬ素子をディスプレイ
として利用するには不十分であるという問題点があっ
た。
【０００５】そこで本発明は、上記に鑑みてなされたも
ので、純粋な白色に発光可能なエレクトロルミネセンス
素子を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、透明導電層と、複数の蛍
光粒子を含む発光層と、絶縁層と、背面電極とが積層さ
れたエレクトロルミネセンス素子において、前記蛍光粒
子として、亜鉛、硫黄、マンガン、銅、シリコン、及
び、チタンを含み、これらの質量比が亜鉛１に対し、硫
黄が３．１、マンガンが０．１〜０．９、銅が０．９〜
０．１、Ｓｉが３．５、チタンが５．６であり、かつ、
それらの数値の合計が１４．２であることを特徴として
いる。
【０００７】このような構成によれば、質量比が亜鉛１
に対し、硫黄を３．１、マンガンを０．１〜０．９、銅
を０．９〜０．１、Ｓｉを３．５、チタンを５．６と
し、かつ、それらの数値の合計が１４．２となるよう
に、蛍光粒子として亜鉛、硫黄、マンガン、銅、シリコ
ン、及び、チタンを含む発光層を形成することにより、
純粋な白色に発光可能なＥＬ素子が得られる。
【０００８】このとき、マンガンを多くすればより青み
がかった白色となり、銅を多くすればより赤みがかった
白色となるため、特に亜鉛を１として、硫黄を３．１、
マンガンを０．３、銅を０．７、Ｓｉを３．５、チタン
を５．６とすることで、純粋な白色発光が得られる。
【０００９】また、請求項２に記載の発明は、前記発光
層が、前記透明導電層と前記背面電極との間に配設され
少なくとも１個の前記蛍光粒子をカプセル状に包被した
誘電体セルを複数含むことを特徴としている。このと
き、請求項３に記載のように、前記誘電体セルが、隣接
する前記誘電体セルから実質的に隔てられていることが
望ましい。
【００１０】このような構成によれば、ＥＬ素子を切
断、型打ち、穿孔その他の加工しても、加工部分に位置
するわずかな誘電体セルのみが水分損傷にさらされるだ
けで、大半の誘電セルは損傷せずに残る。そのため、加
工性に優れ、寿命の低下のない白色発光可能なＥＬ素子
を提供することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】この発明の一実施形態について図
１を参照して説明する。但し、図１は断面図であり、印
刷法により形成された例を示す。
【００１２】本実施形態におけるＥＬ素子は、図１に示
すように、アルミニウムから成る背面電極１を形成し、
この背面電極１上に絶縁層としての低透水性のシールポ
リマー層３と、低漏れ電流−高誘電定数の結合材５中に
埋め込まれた蛍光粒子７を収容した複数の誘電体セル９
と、結合材層１１と、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）から
成る透明導電層１３とを順次積層形成する。このとき、
各誘電体セル９は、シールポリマー層３が隣接する誘電
体セル９間に入り込むことにより、相互に隔てられる。
【００１３】更に、透明導電層１３上に、ポリエチレン
テレフタレート（ＰＥＴ）フィルムから成る透明保護膜
１５を最後に形成する。ここで、透明保護膜１５は、特
にＰＥＴに限られず、他のプラスチックフィルムで形成
してもよい。
【００１４】なお、以上は、背面電極１側から積層形成
する場合について説明しているが、これとは逆に透明保
護膜１５側から順次積層形成していっても構わない。
【００１５】ところで、結合材５に埋め込まれた誘電体
セル９により発光層が構成され、この発光層における蛍
光粒子７の材質として、亜鉛、硫黄、マンガン、銅、シ
リコン、及び、チタンを含み、これらの質量比が、亜鉛
を１として、硫黄を３．１、マンガンを０．３、銅を
０．７、Ｓｉを３．５、チタンを５．６とし、かつ、そ
れらの数値の合計が１４．２となるように選択されてお
り、これにより赤みがかったり、青みがかることのない
ほぼ純粋な白色発光を得ている。より具体的には、交流
電圧の実効値２００Ｖ、周波数１ＫＨｚを最大許容値と
した条件下で、発光効率０．２ｍＡ／ｃｍ２（ａｔ１０
０Ｖｒｍｓ／４００Ｈｚ）が得られ、発光輝度１２０ｃ
ｄ／ｍ２、ＣＩＥ表色系における色度座標Ｘ＝０．３
２、Ｙ＝０．４２（ａｔ１００Ｖｒｍｓ／４００Ｈｚ）
を達成することができ、ほぼ純粋な白色発光を得られる
ことが実験的に確認されている。
【００１６】また、各層の層厚は、例えば透明保護膜１
５が１５０〜２００μｍ、透明導電層１３が０．３μ
ｍ、結合材層１１が０．２μｍ、誘電体セル９部分が３
０〜４０μｍでシールポリマー層３と併せて５０〜７０
μｍ、背面電極１が３０μｍとするのが望ましい。
【００１７】従って、上記した実施形態によれば、亜鉛
１に対し、硫黄を３．１、マンガンを０．３、銅を０．
７、Ｓｉを３．５、チタンを５．６とし、かつ、それら
の数値の合計が１４．２となるように、蛍光粒子７とし
て亜鉛、硫黄、マンガン、銅、シリコン、及び、チタン
を含む発光層を形成することにより、純粋な白色に発光
可能なＥＬ素子を形成することができ、この純粋な白色
ＥＬ素子を用いることにより、種々のディスプレイを始
めとする低消費電力の表示装置を得ることが可能にな
る。
【００１８】更に、本実施形態におけるＥＬ素子の特徴
として、従来の白色ＥＬ素子が電圧を印加していないと
きには赤み、若しくはピンクがかっていたのに対し、電
圧を印加していないときに透明保護膜１５側から本実施
形態におけるＥＬ素子を見たときの色が、発光時と変わ
らない白色である。そのため、本ＥＬ素子を、例えば標
識に使用した場合に、電力消費抑制のために、昼間ＥＬ
素子に電圧を印加しないときであっても、外観上、電圧
を印加して発光させたときと同様の純粋な白色を得るこ
とができ、標識としての機能を損なうことがない。
【００１９】また、誘電体セル９を各々のセル９同士か
ら分離して結合材５に埋め込んでいるため、誘電体セル
９内の蛍光粒子７の酸化を抑制でき、しかもＥＬ素子を
切断、型打ち、穿孔その他の加工しても、加工部分に位
置するわずかな誘電体セル９のみが水分損傷にさらされ
るだけで、大半の誘電セル９は損傷せずに残ることにな
り、その結果、加工性に優れ、寿命の低下のない高輝
度、長寿命の白色ＥＬ素子を提供することができる。
【００２０】なお、亜鉛１に対してマンガンを０．１〜
０．９、銅を０．９〜０．１の質量比で設定すればよい
が（但し、質量比の合計値が１４．２を超えないこと条
件とする）、マンガンを多くすればより青みがかった白
色となり、銅を多くすればより赤みがかった白色とな
る。
【００２１】また、上記した実施形態の変形例として、
透明導電層１３への電気的接続を簡略化するために、図
２に示すように、各誘電体セル９群の間の感激を満たす
シールポリマー層３の間に、薄い金属製の接触格子２１
を挿入形成し、この格子２１と透明導電層１３との間の
接続を、局所的に配された導電性エポキシ結合材２３に
より実現するようにしてもよい。
【００２２】なお、本発明は上記各実施形態に限定され
るものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上
述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
【００２３】例えば、透明導電層１３、背面電極１等の
各層の構成材料は上記各実施形態に限られず、その他の
公知の材料を用いることができる。具体的には、背面電
極１の材料として、上記したアルミニウムのほかに、銀
（Ａｇ）や導電性ポリマーを用いることができる。
【００２４】
【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よれば、亜鉛１に対し、硫黄を３．１、マンガンを０．
１〜０．９、銅を０．９〜０．１、Ｓｉを３．５、チタ
ンを５．６とし、かつ、それらの数値の合計が１４．２
となるように、蛍光粒子として亜鉛、硫黄、マンガン、
銅、シリコン、及び、チタンを含む発光層を形成するこ
とにより、純粋な白色に発光可能なＥＬ素子を得ること
ができる。
【００２５】更に、従来の白色ＥＬ素子が電圧を印加し
ていないときには赤み、若しくはピンクがかっていたの
に対し、本発明におけるＥＬ素子を、電圧を印加してい
ないときに透明導電層側から見たときの色が、発光時と
変わらない白色であるため、本ＥＬ素子を、例えば標識
に使用した場合に、電力消費の抑制のために昼間ＥＬ素
子に電圧を印加しないときであっても、外観上、電圧を
印加して発光させたときと同様の純粋な白色を得ること
ができ、標識としての機能を損なうことがなく、昼間、
夜間を問わず標識としての効果を発揮することが可能に
なる。
【００２６】また、請求項２、３に記載の発明によれ
ば、ＥＬ素子を切断、型打ち、穿孔その他の加工して
も、加工部分に位置するわずかな誘電体セルのみが水分
損傷にさらされるだけで、大半の誘電セルは損傷せずに
残る。そのため、加工性に優れ、寿命の低下のない白色
発光可能なＥＬ素子を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態の断面図である。
【図２】一実施形態の変形例の断面図である。
【符号の説明】
１ 背面電極 ３ シールポリマー層 ５ 結合材 ７ 蛍光粒子 ９ 誘電体セル １１ 結合材層 １３ 透明導電層 １５ 透明保護膜 ２１ 接触格子 ２３ 導電性エポキシ結合材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K007 AB04 AB11 AB18 DA05 DB02 DC01 DC02 EA03 4H001 CA04 XA14 XA16 XA22 XA25 XA29 XA30 YA25 YA29

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 透明導電層と、複数の蛍光粒子を含む発
    光層と、絶縁層と、背面電極とが積層されたエレクトロ
    ルミネセンス素子において、 前記蛍光粒子として、亜鉛、硫黄、マンガン、銅、シリ
    コン、及び、チタンを含み、これらの質量比が亜鉛１に
    対し、硫黄が３．１、マンガンが０．１〜０．９、銅が
    ０．９〜０．１、Ｓｉが３．５、チタンが５．６であ
    り、かつ、それらの数値の合計が１４．２であることを
    特徴とするエレクトロルミネセンス素子。
  2. 【請求項２】 前記発光層が、前記透明導電層と前記背
    面電極との間に配設され少なくとも１個の前記蛍光粒子
    をカプセル状に包被した誘電体セルを複数含むことを特
    徴とする請求項１に記載のエレクトロルミネセンス素
    子。
  3. 【請求項３】 前記誘電体セルが、隣接する前記誘電体
    セルから実質的に隔てられていることを特徴とする請求
    項２に記載のエレクトロルミネセンス素子。
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