JPH06248261A - エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

エレクトロルミネッセンス素子

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JPH06248261A
JPH06248261A JP5059606A JP5960693A JPH06248261A JP H06248261 A JPH06248261 A JP H06248261A JP 5059606 A JP5059606 A JP 5059606A JP 5960693 A JP5960693 A JP 5960693A JP H06248261 A JPH06248261 A JP H06248261A
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JP
Japan
Prior art keywords
coating material
phosphor
phosphor particles
group
organoalkoxysilane
Prior art date
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Pending
Application number
JP5059606A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideyuki Hanaoka
秀行 花岡
Masaji Watanabe
政次 渡辺
Yasushi Otaki
靖史 大瀧
Kinji Yamada
欣司 山田
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JSR Corp
Original Assignee
Japan Synthetic Rubber Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 分散型EL素子に用いる発光粒子表面をアル
コキシシランをコーティング材でコーティングして、輝
度の劣化を防ぎ、素子の長寿命化を図る。 【構成】 透明電極と対向電極との間に蛍光体粒子を含
む発光層を設けたエレクトロルミネッセンス素子におい
て、該蛍光体粒子表面を 一般式 RSi(OR′)3 〔式中、Rは炭素数1〜8の有機基、R′は炭素数1〜
5のアルキル基を示す。〕で表わされるオルガノアルコ
キシシランの加水分解部分縮合物(I)と水または親水
性有機溶媒に分散されたコロイド状シリカおよび/また
はコロイド状アルミナ(II)を含有するコーティング
材で被覆することを特徴とするエレクトロルミネッセン
ス素子。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、分散型エレクトロルミ
ネッセンス(EL)素子に関し、特にその蛍光体に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、分散型EL素子は、硫化亜鉛(Z
nS)を母体とした蛍光粒子が一般的に用いられてい
る。硫化亜鉛蛍光体は、電場発光の際、周囲に水分が存
在すると、これと反応し、黒化して輝度の劣化を起こ
し、素子の寿命が短くなるという問題がある。さらに、
硫化亜鉛蛍光体が、絶縁層となるBaTiO3 層中の不
純物(鉄、ニッケル、クロムなど)と接触すると、これ
ら蛍光体キラーのため輝度の低下を起こし、また透明電
極のITOと接触するとインジウムが還元し、暗化して
輝度の低下を起こし、同様に素子の寿命が短くなるとい
う問題がある。
【0003】そのため、分散型EL素子は、上記黒化あ
るいは輝度劣化の防止、素子寿命を改良するために、蛍
光体自身の改良や素子の防湿フィルムによるパッケージ
化、あるいは有機チタニウム、金属パラジウムなどの還
元防止膜を透明電極のITO層と発光層との間に設ける
などの工夫がなされている。例えば、特開平1−239
795号公報、特開平1−315989号公報には、蛍
光体表面に酸化物を形成させることにより、耐湿性が向
上されることが開示されている。また、特開昭63−2
3987号公報には、蛍光体表面を疎水性シリカ粒子で
被覆することにより、EL蛍光体の寿命特性が改良され
ることが開示されている。さらには、特開平3−127
487号公報には、シリコーン樹脂粉末を発光層に含有
させることにより、素子の長寿命化が可能であることか
開示されている。
【0004】しかしながら、前記各号公報に記載された
方法では、いずれも輝度の劣化を防止する点で不十分で
あり、素子の寿命として満足できるものは得れていな
い。また、防湿フィルムを用いても水分を完全に除去す
ることは難しく、黒化あるいは輝度の劣化を防止するこ
とは難かしい。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記状況に鑑
み、蛍光体自身の耐湿性を向上すると共に、絶縁層、透
明層との接触を防止することで輝度の劣化を抑制し、素
子の長寿命化を図ることを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、分散型EL用
蛍光体の表面を前記オルガノアルコキシシラン加水分解
部分縮合物を含有するコーティング剤で被覆することに
より、黒化、輝度の劣化を防ぎ、素子の長寿命化を図ろ
うとするものである。すなわち本発明は、透明電極と対
向電極との間に蛍光体粒子を含む発光層を設けたエレク
トロルミネッセンス素子において、該蛍光体粒子表面を 一般式 RSi(OR′)3 〔式中、Rは炭素数1〜8の有機基、R′は炭素数1〜
5のアルキル基を示す。〕で表わされるオルガノアルコ
キシシランの加水分解部分縮合物(I)と水または親水
性有機溶媒に分散されたコロイド状シリカおよび/また
はコロイド状アルミナ(II)を含有するコーティング
材で被覆することを特徴とするエレクトロルミネッセン
ス素子を提供するものである。
【0007】一般式 RSi(OR′)3 で表わされる
オルガノアルコキシシラン中のRは、炭素数1〜8の有
機基であり、例えばメチル基、エチル基、n−イソプロ
ピル基、i−プロピル基などのアルキル基、その他、γ
−クロロプルピル基、ビニル基、3,3,3−トリクロ
ロプロピル基、γ−グリシドキシプロピル基、γ−メタ
クリルオキシプロピル基、γ−メルカプトプロピル基、
フェニル基、3,4−エポキシシクロヘキシルエチル
基、γ−アミノプロピル基などが挙げられる。また、オ
ルガノアルコキシシラン中のR′は、炭素数1〜5のア
ルキル基であり、例えばメチル基、エチル基、n−プロ
ピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチ
ル基、t−ブチル基などが挙げられる。
【0008】これらのオルガノアルコキシシランの具体
例としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエ
トキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリ
エトキシシラン、n−プロピル、トリメトキシシラン、
n−プロピルトリエトキシシラン、i−プロピルトリメ
トキシシラン、i−プロピルトリエトキシシラン、γ−
クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピ
ルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビ
ニルトリエトキシシラン、3,3,3−トリクロロプロ
ピルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピ
ルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピル
トリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フ
ェニルトリエトキシシラン、3,4−エポキシシクロヘ
キシルエチルトリメトキシシラン、3,4−エポキシシ
クロヘキシルエチルトリエトキシシランなどが挙げられ
る。これらのオルガノアルコキシシランは、1種単独で
使用することも、また2種以上を併用することもでき
る。
【0009】また、一般式 RSi(OR′)3 で表わ
されるオルガノアルコキシシランのうち、50モル%以
上がCH3 Si(OR′)3 でるあことが好ましい。さ
らに、必要に応じて種々のジアルキルジアルコキシシラ
ン、テトラアルコキシシランを併用し、共縮合すること
も可能である。かかるオルガノアルコキシシランは、加
水分解によってアルコールを遊離すると共に重縮合を生
起し、オルガノポリシロキサンを生成する。かかるオル
ガノポリシロキサンのポリスチレン換算重量平均分子量
は500〜50,000であり、500未満では得られ
るコーティング被膜にクラックが生じやすく、一方、5
0,000を超えると同被膜の硬化が不十分となりやす
い。特にコロイド状シリカを使用する場合のオルガノポ
リシロキサンの重量平均分子量は500〜5,000、
好ましくは600〜3,000で、コロイド状アルミナ
を使用する場合は3,000〜50,000、好ましく
は5,000〜30,000である。
【0010】本発明のコーティング材は、前記オルガノ
ポリシロキサンとコロイド状シリカおよび/またはコロ
イド状アルミナを併用する。ここで、コロイド状シリ
カ、コロイド状アルミナは、本発明のコーティング材の
透明性を保持しながら、つまり輝度を低下させることな
く固形分を増し、該成分の量によって得られるコーティ
ング被覆の厚さを制御することができる。
【0011】ここで、コロイド状シリカとは、高純度の
無水ケイ酸を水または親水性有機溶媒に分散した分散液
であり、平均粒径が5〜30mμ、固形分濃度が10〜
40重量%程度のものである。このうなコロイド状シリ
カとしては、例えば、スノーテックス、イソプロパノー
ルシリカゲル、メタノールゾル〔日産化学工業(株)
製〕;カタロイド、オスカル〔触媒化成工業(株)
製〕;Ludox〔米国デュポン社製〕;Nalcoa
g〔米国ナルコケミカル社製〕などを挙げることができ
る。
【0012】コロイド状アルミナとは、通常、水を分散
媒とするpH2.5〜6のアルミナゾル、擬ベーマイ
ト、ベーマイトなどを5〜50重量%程度含有したもの
で、通常その平均粒径が5〜200mμ、好ましくは1
0〜100mμ程度のものである。このようなコロイド
状アルミナとしては、例えば、アルミナゾル−100、
アルミナゾル−200、アルミナゾル−520〔日産化
学工業(株)製〕などを挙げることができる。
【0013】コロイド状シリカおよび/またはコロイド
状アルミナは、オルガノアルコキシシランの加水分解部
分縮合物100重量部に対して、固形分換算で5〜50
重量部含有させることができる。
【0014】本発明のコーティング材は蛍光体粉末、例
えば硫化亜鉛のごとく、その結晶構造が立方晶のうち、
亜鉛鉱型の場合、へき開面によく浸透し、被覆すること
によって蛍光体表面を十分保護することができる。この
ように、へき開面によく浸透し、被覆するためには、か
かるコーティング材の表面張力を小さくすることが好ま
しい。そのため、本発明のコーティング材の水分は10
重量%以下であることが好ましい。コーティング材の水
分を10重量%以下にするためには、一般式RSi(O
R′)3 で表わされるオルガノアルコキシシランの加水
分解に使用する水分を制御する方法、コロイド状シリ
カ、コロイド状アルミナを親水性有機溶媒のものを用い
る方法などが好ましい。
【0015】(作 用)分散型EL用蛍光体に用いる発
光粒子表面をオルガノアルコキシシラン加水分解部分縮
合物を含有するコーティング材で被覆することにより、
電場発光の際、黒化を防ぐと同時に輝度の劣化を防ぎ、
素子の長寿命化が可能となる。
【0016】
【実施例】次に実施例を挙げて説明する。第1図に本発
明の実施例によるエレクトロルミネッセンス(EL)素
子の構造断面図を、また第2図に本発明にかかるコーテ
ィング材を被覆した蛍光体粒子の断面図を示す。ZnS
蛍光体の粒子1は、その表面を本発明にかかるコーティ
ング材の薄膜2で被覆されている。このように被覆され
た蛍光体粒子が有機バインダー3中に分散されて、発光
層4を構成している。この発光層4は裏面電極7となる
金属板上に形成した絶縁層6の上に形成してある。発光
層4の上には透明電極5を形成し、発光層4に電界を印
加して発光を生じさせ、その光を外部に取り出すことが
できるように構成されている。
【0017】次に、蛍光体粒子1表面に本発明にかかる
コーティング材を被覆する工程について、例示的に説明
する。 (1)蛍光体粒子をコーティング材に浸漬、引き上げ
後、熱風乾燥し、コーティング材を被覆した粒子を作製
する。 (2)蛍光体粒子とコーティング材を混合し、スラリー
状態とした後、熱風中にフラッシュし、流動乾燥して、
コーティング材を被覆した粒子を作製する。 (3)蛍光体粒子をコーティング材に浸漬、引き上げ
後、または蛍光体粒子とコーティング材をスラリー状態
とした後、真空乾燥することにより、コーティング材を
被覆した粒子を作製する。
【0018】次に、このようにして作製したEL蛍光体
を用いてEL素子の作製を行なった。チタン酸バリウム
(BaTiO3 )をシアノエチルセルロースに分散し、
ペースト化したものをアルミニウムなどの裏面電極7上
にスクリーン印刷し、絶縁層6を形成する。その上に上
述のようにして作製した蛍光体をシアノエチル、セルロ
ースなどの有機バインダを用い、同様の方法でペースト
化して発光層4を形成し、さらにその上にITOなどの
透明電極5を形成する。そして電極端子を取り付けてE
Lセルとする。
【0019】以下、具体的に実施例を挙げて説明する
が、以下の実施例に限定されるものではない。なお、実
施例中、部は重量基準である。 実施例および比較例 オルガノアルコキシシラン、コロイダルシリカ、アルミ
ナゾル、水、親水性有機溶媒を種々の割合で混合し・反
応し、表1に示す実施例のコーティング材を調製した。
【0020】試験例 前記表1に示したコーティング材をEL蛍光体(Zn
S:Cu/Cl)表面に、平均0.01〜0.1μmの
厚さに被覆した。この蛍光体粒子に用いて前述の方法で
EL素子を作製し、以下の試験方法で駆動試験を行なっ
た。 印加電圧;交流電界、100V、400Hz 雰囲気 ;40℃、相対湿度90% 初期輝度を60cd/cm2 に調整し、1000時間後
のEL素子の発光面の状態および輝度を測定し、表2に
示した。なお、比較例は本発明のコーティング材を用い
ない例である。
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】
【発明の効果】実施例および比較例から明らかなよう
に、蛍光体粒子の表面を本発明にかかるコーティング材
で被覆することにより、蛍光体の耐湿性を向上し、かつ
絶縁層、透明層と発光粒子との接触を防止することで黒
化、輝度劣化を抑制し、素子の長寿命化を図ることが可
能である。さらには、蛍光体粒子の表面を本発明にかか
るコーティング材で被覆することにより、ITOと硫化
亜鉛蛍光体との接触を防止できるため還元防止膜が不要
となり、工程の簡素化によるコストダウンが可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】分散型エレクトロルミネッセンス素子の断面図
である。
【図2】蛍光体粒子の断面図である。 1.ZnS蛍光体粒子 2.オルガノアルコキシシラン加水分解部分縮合物を主
成分とする薄膜 3.有機バインダー 4.発 光 層 5.透明電極層 6.絶 縁 層 7.裏面電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 欣司 東京都中央区築地2丁目11番24号 日本合 成ゴム株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明電極と対向電極との間に蛍光体粒子
    を含む発光層を設けたエレクトロルミネッセンス素子に
    おいて、該蛍光体粒子表面を 一般式 RSi(OR′)3 〔式中、Rは炭素数1〜8の有機基、R′は炭素数1〜
    5のアルキル基を示す。〕で表わされるオルガノアルコ
    キシシランの加水分解部分縮合物(I)と水または親水
    性有機溶媒に分散されたコロイド状シリカおよび/また
    はコロイド状アルミナ(II)を含有するコーティング
    材で被覆することを特徴とするエレクトロルミネッセン
    ス素子。
JP5059606A 1993-02-24 1993-02-24 エレクトロルミネッセンス素子 Pending JPH06248261A (ja)

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