JPH01239795A - エレクトロルミネセンス素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はエレクトロルミネセンス素子に係わり、さらに
詳しくはその発光層に使用される蛍光体の粒子表面の改
質に関するものである。

〔従来の技術〕

分散型のエレクトロルミネセンス素子の基本的構成は、
透光性基板上に透明電極を形成し、この透明電挽と背面
電極との間に発光層、絶縁層を配置し、それら全体を外
装体で被覆してなるものである（例えば、特開昭６２−
１２２０９２号公報）。

そして、その発光層の蛍光体としては、例えば「わかり
やすい半導体光物性」　（高木、山田著、廣済堂産報出
版）にも見られるように、ＺｎＳを発光母体とする蛍光
体が好用されている。これは、ＺｎＳを発光母体とする
蛍光体が大気中で比較的安定で、作製しやすいなどとい
う理由によるものである。

ところで、この分散型エレクトロルミネセンス素子の欠
点は、素子内に水分が侵入すると、蛍光体がその水と反
応して劣化し輝度が低下することである。そのため、こ
れまでにも特公昭４０−８５７５号公報に示されるよう
に外装体に水分保持能力を有するプラスチックシートを
内張して素子内へ水分が侵入するのを防止したり、ある
いは特公昭４４−１６７４号公報に示されるように絶縁
層に酸化バリウムを用い、酸化バリウムの乾燥作用によ
り侵入した水分が発光層の蛍光体に接触しないようにし
て、蛍光体の水分による劣化を防止することが提案され
ている。

（発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記提案の方法は、いずれも蛍光体その
ものの水に対するｔ（性を高めたものではなく、それぞ
れの提案に応じた改良は認められるものの、水分の蛍光
体への接触が生じたときには蛍光体の劣化が生し、木質
的な解決策とはなっていない。

本発明は、蛍光体そのものを改質して分散型エレクトロ
ルミネセンス素子の持つ水分による蛍光体の劣化という
欠点を解消し、以て長寿命の分散型工【／クトロルミネ
センス素子を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段〕 本発明は、ＺｎＳを発光母体とする蛍光体の粒子表面に
酸化物被膜を形成することによって、蛍光体の粒子表面
を改質して水に対する耐性を高め、水分による蛍光体の
劣化を防止して、Ｌ記目的を達成したものである。

上記酸化物被膜を構成する酸化物としては、例えば二酸
化ケイ素（ＳｉＯｚ）や酸化アルミニウム（Ａ　Ｉ　ｔ
　Ｏｓ）などがあげられる。これらの酸化物は透明性が
高く、したがって蛍光体の発光による輝度の低下を招く
ことが少なく、かつ水分の蛍光体への接触を阻止して、
蛍光体の劣化を防止する。

蛍光体表面への酸化物被膜の形成は、例えば、蛍光体を
分散させたアルカリ水溶液に、ケイ素イオン、あるいは
アルミニウムイオンを含む水溶液を添加し、ついで酸を
加えて中和して、蛍光体の粒子表面に酸化物を被着くす
なわち、被膜として沈着）させることによって行われる
。

蛍光体への酸化物の被着量としては、蛍光体１ｇ当り０
．１〜ｌｏｍ　ｇ、特に０．３〜３ｍｇの範囲にするの
が好ましい。酸化物の被着量が蛍光体１ｇ当り０．１ｍ
ｇより少ない場合は、蛍光体の粒子表面を酸化物被膜で
覆って蛍光体の水に対する耐性を高める効果が充分に発
揮されず、また酸化物の被着量が蛍光体１ｇ当り１０ｍ
　ｇより多くなると、蛍光体の発光状態が外部から充分
に視認できなくなって輝度が低下するので好ましくない
。

ＺｎＳを発光母体とする蛍光体としては、例えばＺｎＳ
：Ｃｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ、ＡＩ、ＺｎＳ：Ｃｕ、Ｍｎなど
があげられる。本発明において、蛍光体としてＺｎＳを
発光母体とするものを用いるのは、前述したように、こ
れらは大気中で比較的安定で、作製することが容易であ
るというＰ１山によるものである。

つぎに、本発明に係る分散型のエレクトロルミネセンス
素子の構造を第１図に基づいて説明する。

図中、ｌは透光性基板で、例えばポリエチレンテレフタ
レートフィルムからなる。２は透明電極で、ＩＴＯ（イ
ンジウム錫酸化物）膜からなり、上記透光性基板■上に
スパッタ法、真空蒸着法などの方法で形成されている。

この透明電極２はシート抵抗が２００Ω／口以下のもの
が好ましい。通常、この透光性基板１と透明電極２とは
透明導電性フィルムとして一体化した状態で供給される
。

３は発光層であり、この発光層３はＺｎＳを発光母体と
する蛍光体と有機誘電体との混合物からなり、上記Ｚｎ
Ｓを発光母体とする蛍光体の表面には酸化物被膜が形成
されている。上記の有機誘電体はシアンエチル化サッカ
ローズとシアノエチル化セルロースとからなり、蛍光体
粒子を結着するバインダーとしての役割を果たしている
。蛍光体と有機誘電体との割合は重量比で６０〜８０　
：　２０〜４０程度であり、また有機誘電体のシアンエ
チル化サッカローズとシアノエチル化セルロースとの割
合は重量比で７０〜９０　：　１０〜３０程度である。

この発光層３は通常３０〜９０μｍ程度の厚さに形成さ
れるが、使用条件によって変えられる。さらに、この発
光層３の構成材料に有機蛍光体を添加することによって
ＺｎＳを発光母体とする蛍光体の色とは異なる発光色を
得ることも可能、二・ある。ＺｎＳを発光母体とする蛍
光体の粒子表面に形成する酸化物被膜の構成材料として
は、例えば二酸化ケイ素、酸化アルミニウムなどが用い
られるが、その被着寸はｉり記のように蛍光体１ｇ当り
０．１〜ｔｏｍｇが好ましい。４は絶縁層で、この絶縁
層４はチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯｚ）などの無機誘
電体とシアノエチル化すン力ローズやシアノエチル化セ
ルロースなどの有機誘電体との混合物からなり、有機誘
電体は無機誘電体粒子を結着するバインダーとしての役
ルｊを果している。５は背面電極で、アルミニウム箔や
アルミニウム蒸着膜からなる。６は防湿フィルムからな
る外装体で、上記防７品フィルムとしては三フッ化塩化
エチレンフィルムが用いられている。、７は外装体６と
しての２枚の防γ、ソフィルムの接合面を接着する接着
剤である。この第１図において、接着剤７は厚く図示さ
れているが、実際には、後記の実施例の項で例示するよ
うに厚みが３０μｍ程度の薄いものである。つまり、図
面では理解しやすくするために、接着剤７は厚く図示さ
れているが、実物では図面とは異なり、外袋体６として
の２枚の防湿フィルムの周辺部同士が非常に近接した状
態で接着剤７により接着されている。８は透明電極２か
らのリード線で、９はスＹ面電損５からのリート線であ
り、ＩＯは駆動電源である。

〔実施例〕

つぎに、実施例をあげて本発明をさらに説明する。

実施例ｌ ＮａＯＨ８０ｇを水５２に溶解した。これに平均粒径３
０μｍのＺｎＳ　：　Ｃｕ　　（Ｃｕ＝０．０５％）＄
５（末１ｋｇを入れ、ホモミキサーで１０分間かきまぜ
て分散した。つぎにＩＭ（１ｍｏｌ／ｆ）のＮ　ａ　４
Ｓ　ｉ　Ｏａ水溶？＆１５ｍ１を添加し、ホモミキサー
で３０分間分散させた後、２Ｎ（２規定）の硫酸を滴下
し、溶液のｐ　Ｈを７にした。さらに３０分間分散させ
た後、濾別し、充分に水洗した。得られた反応生成物を
１２０°Ｃで乾燥し、粒子表面に二酸化ケイ素被１１り
を有する蛍光体を得た。この７酸化ケイ素被膜の蛍光体
１ｇ当りの二酸化ゲ・イ素攪は１ｍｇであった。

つぎに、Ｎ−メチル−２−ピロリドン２０重量部にヒド
ロキシエチル化セルロース０．４重量部、シアノエチル
化サッカローズ３重量部を溶解し、この溶液に上記のよ
うにして粒子表面に二酸化ケイ素被膜を形成した蛍光体
１０重量部を加え、撹拌分散させ、この分散液を透明導
電性フィルム〔透光性基体となるｊ￥さ３０μｍのポリ
エチレンテレフタレートフィルム上に透明電極となるＩ
ＴＯＩ＋２（膜厚８００人、シート抵抗１８０Ω／口）
を形成したもの〕のＩＴＯ膜上に乾燥後の厚さが５０７
Ｉｍになるように塗布し、熱風乾燥させて発光層を形成
し、第２図に示す構造のものを得た。第２図において、
１は透光性基板で、前記のように１７さ３０７１ｍのポ
リエチレンテレフタレートフィルムからなり、２は透明
電極で、厚さ８００人のＩＴＯ膜からなり、３は上記の
ようにして形成された発光層である。

つぎに、Ｉ￥さ５０μｍのアルミニウム箔に、発光層と
同様のバインダー組成のものに平均粒径２μｍのチタン
酸バリウム（Ｂ　ａ　Ｔ　ｉ　Ｏ，）１０重量部を加え
撹拌分散させたものを乾燥後の１ゾさが１５７１ｍにな
るように塗布し、熱風乾燥させて泡縁層を形成して、第
３図に示す構造のものを得た。第３図において、４は上
記のようにして形成された絶縁層で、５は厚さ５０μｍ
のアルミニウム箔からなる背面電極である。

上記第２図に示す発光ＩＩ　３を有するシート状物と第
３図に示ず絶縁層４を有するシート状物をそれぞれ２０
Ｘ１００　ｍｍの寸法に切断し、発光層３の一部をリー
ド線取付用に剥離した後、発光層３と絶縁層４とが対向
するように配置し、その周辺に厚さ３０μｍで幅３．５
＋＋＋＋ｗのフィルム状のポリオレフィン系ホントメル
ト接着剤を配置し、かつそれらの上下に厚さ２００μｍ
で２８＋ｎｍＸ１０８　ｍｍの三フッ化塩化エチレンフ
ィルムを配置し、接着剤部分に圧力が加わるようにして
１００’Ｃ２７ｋｇ　／　ｃｒＡで１５秒間加圧加熱す
ることにより、第１図に示す構造のエレクトロルミネセ
ンス素子を作製した。

実施例２ Ｎ　ａ　ＯＬｌおよびＮａ４ＳｉＯ，の４度を変え、形
成される二酸化ケイ素被膜の蛍光体１　ｍ　ｌ；当りの
二酸化ケイ素量を変えるようにしたほかは実施例■と同
じ条件で４種類のエレクトロルミネセンス素子（実施例
２−１〜２−４）を作製した。

実施例３ １Ｍ−ＮａａＳ　ｉ　０４に代えて０．５Ｍ−Ａｌ１（
ＳＯａ）＊を１７．５ｍ　ｌ用いたほかは実施例１と同
じ条件でエレクトロルミネセンス素子を作製した。

蛍光体の粒子表面に形成した酸化アルミニウム被膜の蛍
光体１ｇ当りの酸化アルミニウム鼠は１．０１７１ｇで
あった。

比較例１ 蛍光体としてＺｎＳ：Ｃｕを用い、実施例１のような二
酸化ケイ素被膜形成処理をしなかったほかは実施例１と
同様にしてエレクトロルミネセンス素子を作製した。

上記のように作製したエレクトロルミネセンス素子に４
００　Ｈｚ　（正弦波）、１００　Ｖの条件で電圧を印
加し、初期輝度および輝度が半減するまでの時間（寿命
と呼ぶ）を測定した。その結果を第１表に示す。

第１表に示すように、蛍光体の粒子表面に二酸化ケイ素
膜を形成した実施例１および実施例２−１〜２−４のエ
レクトロルミネセンス素子や、蛍光体の粒子表面に酸化
アルミニウム被膜を形成した実施例３のエレクトロルミ
ネセンス素子は、蛍光体の粒子表面にそのような酸化物
被膜を形成していない比較例１のエレクトロルミネセン
ス素子に比べて、寿命が長く、Ｈ度は若干低下したが、
それでも大幅な低下はなかった。上記の結果から、蛍光
体の粒子表面に酸化物被膜を形成することによって水分
による蛍光体の劣化が防止されることが明らかにされた
。

また、上記のような蛍光体の粒子表面への酸化物被膜の
形成に加えて、シリカゲルやモリキュラシーブを添加し
た保水１模かナイロンなどの高分子性保水材を素子内に
封入すればさらに寿命が長くなることはいうまでもない
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明では、ＺｎＳを発光母体と
する蛍光体の粒子表面に酸化物被膜を形成することによ
り、蛍光体の水に対する耐性を高めて、蛍光体の水分に
よる劣化を防止し、長寿命のエレクトロルミネセンス素
子を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る分散型エレクトロルミネセンス素
子の一例を模式的に示す断面図である。 第２図および第３図は第１図に示すエレクトロルミネセ
ンス素子の主要構成部材の形成時の状態を示すものであ
り、第２図は発光層形成時の状態を示す要部拡大断面図
で、第３図は絶縁層形成時の状態を示す要部拡大断面図
である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　透光性基板上に形成した透明電極と背面電極と
   の間に、少なくともＺｎＳを発光母体とする蛍光体を用
   いた発光層および絶縁層を配設するエレクトロルミネセ
   ンス素子において、Ｚｎｓを発光母体とする蛍光体の粒
   子表面に酸化物被膜を形成したことを特徴とするエレク
   トロルミネセンス素子。
2. （２）　酸化物被膜を構成する酸化物が二酸化ケイ素ま
   たは酸化アルミニウムである請求項１記載のエレクトロ
   ルミネセンス素子。
3. （３）　酸化物被膜を構成する酸化物が蛍光体１ｇ当り
   ０．１〜１０ｍｇである請求項１記載のエレクトロルミ
   ネセンス素子。