JPH11307265A - El発光素子及びその製造方法 - Google Patents

El発光素子及びその製造方法

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JPH11307265A
JPH11307265A JP10109077A JP10907798A JPH11307265A JP H11307265 A JPH11307265 A JP H11307265A JP 10109077 A JP10109077 A JP 10109077A JP 10907798 A JP10907798 A JP 10907798A JP H11307265 A JPH11307265 A JP H11307265A
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light emitting
insulating layer
emitting layer
electrode
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JP10109077A
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Kokei Tsukiyama
弘敬 築山
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Gunze Ltd
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Gunze Ltd
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • H05B33/10Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of electroluminescent light sources
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional [2D] radiating surfaces
    • H05B33/20Light sources with substantially two-dimensional [2D] radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the material in which the electroluminescent material is embedded
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05B33/22Light sources with substantially two-dimensional [2D] radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of auxiliary dielectric or reflective layers

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高品位で高輝度なEL発光素子とその製造方
法を提供することを目的とする。 【解決手段】トルエンよりも沸点が高い溶剤を用いて溶
解させたバインダ中に高誘電率物質を分散させ、溶剤以
外の不揮発性成分中の高誘電率物質の配合率が75重量
%以上である混合ペーストを用いて絶縁層を形成する。
また、トルエンよりも沸点が高い溶剤を用いて溶解させ
たバインダ中に蛍光物質を分散させ、溶剤以外の不揮発
性成分中の高誘電率物質の配合率が75重量%以上であ
る混合ペーストを用いて発光層を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高品位で高輝度な
EL発光素子及びその製造方法に関する技術である。
【0002】
【従来の技術】通常、液晶などの表示デバイスのバック
ライトに用いられるEL発光素子は、図1に示されるよ
うな構成をしている。これに示すように従来の構成のE
L発光素子1は、ITO(indium tin oxide)などから
なる透明電極2が形成されたPETフィルム3上に、有
機バインダ4中に銅,マンガン,アルミニウム等により
付活化した硫化亜鉛等の蛍光体粒子5が分散された発光
層6と、有機バインダ7中に無機系のチタン酸バリウム
に代表される誘電率の大きな粒径1〜2μmの粒子8が
分散された絶縁層9とが積層して形成され、更にその上
に背面電極10が形成された構成をなしている。
【0003】こういったEL発光素子においては、発光
層6及び絶縁層9の形成は、スクリーン印刷法により行
うのが現在のもっとも一般的な方法である。この主なス
テップの一部を模式的に示せば図2に示すようになる。
これに示すようにスクリーン印刷法では、メッシュ状の
スクリーン20に、バインダ、蛍光物質及び有機系溶剤
との混合ペースト21を塗布し、これをスキージ22を
用いてメッシュの隙間から押し出して基板23(ここで
は透明電極2が形成されたPETフィルム3のこと)上
に敷設する。そして、バインダを溶かすための有機系溶
剤が気化してバインダが硬化すると、次にこの上に絶縁
層を形成するステップに入る。このステップでも上記発
光層の場合と同様に、バインダとチタン酸バリウム等の
誘電体物質と有機系溶剤との混合ペースト21をメッシ
ュ状のスクリーン20に塗布し、これをスキージ22で
押し出して先ほど形成した発光層の上に敷設する。この
ような主なステップを経て、EL発光素子は形成され
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、現在の一般
的なEL発光素子の発光輝度では不十分であり、その向
上が望まれている。しかしながら、上記したような従来
のようにして作製されたEL発光素子では、このような
要請に応えるには限界があった。つまり、従来のスクリ
ーン印刷法では、蛍光物質や高誘電率物質の配合率を高
めることにより、絶縁層の誘電率を上げ且つ発光層の発
光効率を高めて輝度の向上を図ろうとしても、形成する
層内や層と層との境界部分に間隙が残存してしまうの
で、配合率を高めるには限界があったのである。
【0005】このように間隙が残存するとその間隙内で
異常放電が惹起されて前面電極を形成するITOが黒化
したり、絶縁層が絶縁破壊する。こうなればその微細な
部位が発光しなくなってしまい素子全体として輝度は得
られたとしても、品質上問題となる。これに対して、間
隙内での異常放電を抑えるために発光層と前面電極との
間に更に絶縁層を設けて電流量を制限する方法が考えら
れるが、このような電流制限層を設けると、電極間の距
離が大きくなるので容量が低下してしまって結局は輝度
が低下してしまうから、蛍光物質や高誘電率物質の配合
率を高めたことによる効果が十分に得られない。
【0006】また、このように配合率を高めることに限
界があったために、絶縁層の膜厚を単に薄くして容量を
増やして輝度の向上を図ろうとしても、膜厚が薄くなっ
たぶん光透過率が高くなってしまい背面電極の色(通
常、黒色)が透けることになり、結局は輝度が低下して
しまっていた。そこで、本発明は、このような問題にか
んがみてなされたものであって高品位で高輝度なEL発
光素子とその製造方法を提供することを目的としてい
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、基板上に第一の電極を形成する第一電極
形成ステップと、当該第一の電極上に発光層を形成する
発光層形成ステップと、当該発光層上に絶縁層を形成す
る絶縁層形成ステップと、当該絶縁層上に第二の電極を
形成する第二電極形成ステップとを備えたEL発光素子
の製造方法であって、上記絶縁層形成ステップは、トル
エンよりも沸点が高い溶剤を含む溶媒に溶解させたバイ
ンダ中に高誘電率物質を分散させ、不揮発性成分中の高
誘電率物質の配合率が75重量%以上である混合ペース
トを用いて絶縁層を形成することを特徴とする。
【0008】このようにして作製したEL発光素子で
は、絶縁層内や例えば当該絶縁層と発光層との間の間隙
の発生を抑えつつ絶縁層の誘電率が高められるので、静
電容量を大きくすることができる。従って、上記した電
流制限層を配設しなくても、異常放電を抑制することに
より、ITOの黒化等による品質の低下を防止すると同
時に輝度の向上を図ることができる。
【0009】また、上記目的を達成するために、基板上
に第一の電極を形成する第一電極形成ステップと、当該
第一の電極上に発光層を形成する発光層形成ステップ
と、当該発光層上に絶縁層を形成する絶縁層形成ステッ
プと、当該絶縁層上に第二の電極を形成する第二電極形
成ステップとを備えたEL発光素子の製造方法であっ
て、上記発光層形成ステップは、トルエンよりも沸点が
高い溶剤を含む溶媒に溶解させたバインダ中に蛍光物質
を分散させ、不揮発性成分中の蛍光物質の配合率が75
重量%以上である混合ペーストを用いて発光層を形成す
ることを特徴とする。
【0010】これにより発光層での間隙の発生を抑えつ
つ発光層での発光効率を高められるので、上記した電流
制限層を配設せずとも異常放電を抑制することによりI
TOの黒化による品質の低下を防止すると同時に輝度の
向上を図ることができる。なお、絶縁層や発光層を形成
する方法として、上記製法を適応するのに最も意義深い
と思われるのはスクリーン印刷法である。
【0011】ここで、絶縁層と発光層双方を上記したよ
うにして形成すれば、どちらか一方だけを高配合率に設
定した場合よりも輝度をより向上させることができる。
上記絶縁層における高誘電率物質の配合率は、85重量
%以上90重量%以下に設定することがより望ましい。
また、この絶縁層の厚みは、35μm以下に設定するこ
とが望ましい。
【0012】上記発光層における蛍光物質の配合率は、
92重量%以下に設定することがより望ましい。この発
光層の厚みは、40μm以下に設定することが望まし
い。上記トルエンよりも沸点が高い溶剤には、酢酸メト
キシブチル又はジエチレングリコールモノエチルエーテ
ルアセテートを挙げることができる。上記バインダとし
ては、フッ化ビニリデン−6フッ化プロピレン共重合
体、フッ化ビニリデン−3フッ化エチレン共重合体及び
フッ化ビニリデン−3フッ化塩化エチレン共重合体など
の2元共重合系のフッ素樹脂を用いることが省電力化を
図る上でより望ましい。
【0013】更に、上記第二電極形成ステップで、導電
性物質を熱硬化性かつ溌水性の樹脂で固定させて第二の
電極を形成すれば、素子の吸湿による寿命の低下を抑え
るには効果的である。
【0014】
【発明の実施の形態】本実施の形態に係るEL発光素子
の構造は、基本的には上記した従来のEL発光素子(図
1記載)と同様であるが、発光層や絶縁層における配合
率や膜厚を異にしている。具体的には、発光層において
は蛍光物質の配合率を75重量%以上、膜厚は、40μ
m以下に、絶縁層においては高誘電率物質の配合率を7
5重量%以上、膜厚を35μm以下に設定してある。な
お、蛍光物質には、銅,マンガン,アルミニウム,銀,
塩素,ホウ素などの元素により活性化させた硫化亜鉛や
硫化カドミウム亜鉛、或は希土類により活性化させた酸
化イットリウムなどの酸化物を用いることができる。高
誘電率物質としては、チタン酸バリウムや酸化チタン等
を用いることができる。
【0015】このように蛍光物質及び高誘電率物質の配
合率を設定し且つ各層の膜厚を上記の数値に設定するこ
とにより輝度を高め同時に消費電力の低減を図ることが
できる。これは、蛍光物質を高い配合率に充填すること
により発光効率が高くなるので輝度を向上させることが
できるのである。また、絶縁層の高誘電率物質の配合率
を高めることにより、絶縁層の誘電率が向上され静電容
量が増す。従って、輝度の向上に寄与するのである。し
かも、このように発光効率を高め静電容量をも増やして
いるので、これらが相乗的に作用して輝度の向上効果が
顕著に現れる。更に、上記構成では各層の膜厚が従来よ
りも薄く設定されているので、静電容量も大きくして輝
度向上を図ると共に、作動電圧を低減させて消費電力を
抑えるのに効果的な形態となっている。
【0016】このような低電力で高い輝度が得られるE
L発光素子は、ページャ(俗称;ポケットベル)、携帯
電話等の携帯用電子機器のディスプレイに用いるバック
ライトなどとして極めて有用なものである。携帯用電子
機器では、コンパクトでしかも省電力、高輝度なものに
対する要請が高いからである。ところで、蛍光物質や絶
縁物質の配合率はできるだけ高く設定する方が、輝度向
上や消費電力の低減を図る上で望ましいと思われる。し
かし、あまりに配合率を高くすると、逆に各層を形成す
る際に用いるバインダ量が極めて少なくなるため、後述
するスクリーン印刷法において、蛍光物質や高誘電率物
質の粒子破砕による特性の劣化や印刷パターンがバイン
ダにより解消されない状態などを招きやすくなり、却っ
てこのような印刷精度の低下により輝度が低下してしま
ったり或は消費電力(電流値)が高くなってしまうこと
にもなるので、より望ましくは発光層においては、92
重量%以下、又、絶縁層においては90重量%以下に設
定すべきである。
【0017】また、膜厚はできるだけ薄い方が上記効果
はより顕著なものとなるので望ましいが、あまり薄くし
過ぎると、絶縁層においては絶縁破壊などが惹起されや
すくなるし、発光層においては高密度に充填して発光効
率を高める効果が得られなくなるのでより望ましくは発
光層及び絶縁層共に15μm以上に設定すべきである。
なお、このように発光層や絶縁層の膜厚を従来よりも薄
く設定できるのは、配合率を高めて薄くしてあるため、
光透過率が大きくなり背面電極が透けてみえ、結果とし
て輝度が下がるといった上記問題が解消されているから
である。
【0018】上記蛍光物質の配合量を高めた発光層及び
高誘電率物質の配合量を高めた絶縁層は、以下述べるよ
うにしてスクリーン印刷法を用いて作製した。ここでは
各層形成に用いたペースト組成を工夫することによっ
て、上記した輝度や消費電力などの特性に優れたEL発
光素子を作製してある。つまり、単に蛍光物質や高誘電
率物質の配合率を高めているのではなく、各層内や層と
層との間の間隙の発生を抑えて緻密な積層体としてあ
る。このように間隙量を抑えることにより、蛍光物質や
高誘電率物質の配合量を増やすことで輝度を高くするだ
けでなく作動中の異常放電発生を防止することができ
る。しかも、上記したように前面電極と発光層との間に
電流制限層を配設することなくこのように異常放電発生
を抑制できるので、構成がその分簡略で素子全体をその
ぶん薄くすることができるといった利点もある。なお、
このように異常放電を抑えられるEL発光素子は、間隙
内での異常放電により絶縁破壊やITO透明電極が焼け
て黒色化しないので品質的に高品位なものと言える。
【0019】具体的には以下のようにして作製する。先
ず、予めPETフィルム上にITOを蒸着させた前面電
極基板に、発光層を形成する。この形成は、粒子状の蛍
光物質の配合量及び膜厚が上記した数値に設定されるよ
うにスクリーン印刷法により行う。つまり、蛍光物質と
有機系の高分子からなるバインダとこれを溶解させる有
機系溶剤との混合ペーストを用いて従来と同様にメッシ
ュ状のスクリーンからスキージを使って基板上に敷設す
る。ただし、ここで用いる発光層形成用の混合ペースト
の組成は従来とは大きく異なっている。
【0020】つまり、ここでは上記有機系溶剤が、従来
から一般的であったトルエンや酢酸エチルよりも気化し
にくい、即ち、これらよりも高沸点(一般的に言って所
定の温度での蒸気圧が低いということでもある。)の有
機系溶剤である。このような溶剤でバインダを溶解した
混合ペーストを用いることにより、混合ペーストをメッ
シュから押し出して基板上に敷いたときに高いレベリン
グ効果が得られる。
【0021】この混合ペーストは、適当な量の有機系溶
剤により溶解させたバインダ中に、不揮発性成分(蛍光
物質とバインダ)中の蛍光物質の配合率が75重量%以
上になるように蛍光物質が配合されたものであり、混合
ペーストにおける不揮発性成分である蛍光物質とバイン
ダの配合比が、成膜した後の蛍光物質とバインダとの配
合比に相当することになる。
【0022】このレベリング効果とは、ここでは、蛍光
体粒子同士の間隙にバインダが硬化する前にその流動性
によりバインダ自身が流れ込んで、隣接する粒子によっ
て形成される溝を解消したり或はピンホールを追い出し
てこれを解消したり、又はペーストを敷設した直後に残
るメッシュの繊維によるペーストが敷れていない部分
(印刷パターン)を解消する現象を意味する。
【0023】従って、このように蛍光体粒子の間隙にバ
インダが流れ込み間隙が塞がれるまでは、バインダの流
動性が維持される必要があるが、この流動性はバインダ
を溶かすための溶剤が気化する以前には付与されてい
る。しかし、溶剤が気化してしまうとバインダは硬化す
るので流動性がなくなり、上記したレベリング効果は期
待できない。即ち、バインダを溶解させ流動性を付与す
るための溶剤はできるだけ気化しにくいものが望ましい
ということになる。また、蛍光体粒子の配合率が高くな
ればなる程にバインダ含量が少なく、殊にメッシュパタ
ーンが残り易くなるので気化しにくい溶剤を用いる必要
性は高い。
【0024】このため上記した高沸点の有機系溶剤を用
いているのである。この溶剤の具体例としては、バイン
ダの溶解性に優れた酢酸メトキシブチル(沸点;173
℃,蒸気圧;3.0mmHg(30℃))やジエチレン
グリコールモノエチルエーテルアセテート(沸点;21
7℃,蒸気圧;0.05mmHg(20℃))が挙げら
れる。これに対して、トルエンは、沸点110.6℃、
酢酸エチルは、沸点;76.8℃である。
【0025】尤も、従来から一般的であるトルエンや酢
酸エチルであっても混合ペースト中の含量を増せばレベ
リング効果を得られると思われるが、このようにバイン
ダを溶解させる溶剤の含量を増やすとそれだけ混合ペー
スト全体の粘性が低下するので、基板上にうまく混合ペ
ーストが載らないといった弊害があるので望ましくな
い。
【0026】なお、これらの有機系溶剤は単一で用いて
もよいし、混合して用いてもよい。但し、混合した有機
系溶剤を用いる方が混合ペースト中のバインダの量に応
じて気化する速度を任意に変更できるといった利点があ
る。従って、バインダ量をより少なくつまり蛍光物質の
配合率をより高く設定しバインダの流動性が得られ難い
場合には、より気化しにくいジエチレングリコールモノ
エチルエーテルアセテートの含量の多い溶剤を用い、バ
インダの量をより多くつまり蛍光物質の配合率をより低
く設定するといった流動性が得られ易い場合には、やや
気化しやすい酢酸メトキシブチルの含量が多い溶剤を用
いることができる。
【0027】次に、上記のようにして形成した発光層の
上に同様にスクリーン印刷法によって絶縁層を形成す
る。ここでもレベリング効果が得られ、層内に或は上記
発光層との境界部分に間隙が残らないような高沸点及び
低蒸気圧の溶剤を用いている。上記した発光層や絶縁層
の形成に用いたバインダの種類は特に限定されず従来か
らのフッ化ビニリデンと6フッ化プロピレンと4フッ化
エチレンとからなる3元共重合体であるフッ素樹脂等を
用いることができるが、その中でも特に、2元共重合系
のフッ素樹脂、例えば、フッ化ビニリデンと6フッ化プ
ロピレン、フッ化ビニリデンと3フッ化エチレン、フッ
化ビニリデンと3フッ化塩化エチレンなどからなる2元
共重合体を用いれば、この樹脂は電流を通し難いので同
じ作動電圧でも消費電力を小さくできるのでより望まし
い。
【0028】そして、次に、このようにして形成した絶
縁層の上にカーボン粉末、銅粉末或は銀粉末などの導電
性物質をバインダに分散させた混合ペーストを用いて従
来同様のスクリーン印刷法により背面電極を形成する。
なお、背面電極形成用のバインダの種類は特に限定され
ないが、例えば熱硬化性のフェノール樹脂を用いれば、
これは溌水性が高く作動中に素子の温度が上がっても軟
化しないので素子自体の吸湿による寿命の低下を抑える
には効果的である。特に、上記したように本実施の形態
に係るEL発光素子における絶縁層では、バインダ含量
が少なく又吸水性の高いチタン酸バリウムや酸化チタン
の含量が多いので、このように背面電極の溌水性を高め
ることは意義深いと思われる。
【0029】
【実施例】[実験1]下記表1に示すように、絶縁層に
おける高誘電率物質の配合率(重量%)と膜厚を様々の
値に設定したEL1〜EL11を試作し、電圧120
V、周波数400Hzの交流を前面電極と背面電極間に
印加して発光させた場合の輝度(cd/m2)及び作動
電流(mA/cm2)を測定した。なお、EL1〜EL
11において絶縁層以外は全て同様の条件で形成し、こ
こでの発光層における蛍光物質の配合率は85重量%、
その膜厚は、40μmに設定してある。また、絶縁層及
び発光層のバインダにはフッ化ビニリデンと6フッ化プ
ロピレンとの共重合体を用い、背面電極形成用のバイン
ダには、熱硬化性のフェノール樹脂を用いてある。
【0030】
【表1】
【0031】この表に示すように絶縁層の高誘電率物質
の配合率が高くなるほど輝度は高くると共に、電流値も
徐々に小さくなる傾向が認められた。ここで、EL1と
EL4,EL7,EL10、更にはEL2とEL5,E
L8,EL11とを基に、同じ絶縁層の厚みにおいて高
誘電率物質の配合率に対する輝度及び電流値をプロット
すると図3に示すようになる。この図の横軸は、高誘電
率物質(バリウム)配合率(重量%)であり、縦軸は、
輝度(cd/m2)及び電流(mA/cm2)を表してい
る。
【0032】この図から分かるように、高誘電率物質の
配合率が75重量%を境界に、輝度向上効果と又電流も
低減の効果は顕著であると言える。また、高誘電率物質
の配合率(重量%)が85重量%以上になると、輝度は
低下する傾向が認められる一方、電流は更に低減されて
いることから、省電力で高い輝度を得るには85重量%
〜90重量%に設定するのが望ましいと言える。
【0033】[実験2]更に、上記した実施の形態に基
づいて下記表2に示すように、発光層の膜厚40μmで
蛍光物質の配合率(重量%)を様々の値に設定したEL
12〜EL16を試作し、上記同様に電圧120V、周
波数400Hzの交流を前面電極と背面電極間に印加し
て発光させた場合の輝度(cd/m2)を測定した。な
お、EL12〜EL16において発光層以外は全て同様
の条件で形成し、ここでの絶縁層における高誘電率物質
の配合率は75重量%、その膜厚は、25μmに設定し
てある。
【0034】
【表2】
【0035】そして、この結果を基に、発光層における
蛍光物質の配合率(重量%)に対して輝度をプロットす
ると図4のようになる。この図に示すように発光層の蛍
光物質の配合率が高くなるほど輝度は高くる傾向が認め
られた。なお、このように蛍光物質の配合率が65重量
%以上であれば、輝度は漸次高くなるが、この場合にお
ける輝度の最大値に対して相対的にできるだけ高い輝度
であることが望ましいので、蛍光物質の配合率としては
75重量%以上に設定すべきであろう。
【0036】また、この図からも分かるとうり、蛍光物
質の配合率が92重量%を超えると輝度が低下する傾向
が認められたことから、この辺りの配合率になると印刷
の精度が低下し始めると考えられた。従って、その点を
考慮すれば蛍光物質の配合率は92重量%以下に設定す
ることがより望ましいと言える。ちなみに、ここでは数
値では示していないが発光層の厚みは、40μm以下に
設定することにより、蛍光物質が同じ配合率である場合
に輝度向上効果が顕著であることを確認した。
【0037】[実験3]また、上記した実施の形態に基
づいて下記表3に示すように、絶縁層及び発光層のバイ
ンダとして3元共重合系のフッ素樹脂を用いた素子EL
17,18を作成し、バインダとして2元共重合系のフ
ッ素樹脂を用いたEL4,EL7と共に作動電流(mA
/cm2)を上記同様に測定した。3元共重合系のフッ
素樹脂にはフッ化ビニリデンと6フッ化プロピレンと4
フッ化エチレンとの共重合体を用いた。なお、発光層
は、すべて蛍光物質の配合率;85重量%,膜厚;40
μmに設定し、絶縁層は、膜厚は全て25μmで高誘電
率物質の配合率は確認のために75重量%と85重量%
の2つの値に設定したものを作成した。
【0038】
【表3】
【0039】この表からも分かるように、3元共重合系
のフッ素樹脂をバインダとして用いた場合よりも、2元
共重合系のフッ素樹脂をバインダとして用いた場合の方
が、作動電流は低いことが分かる。このことは、3元共
重合系のフッ素樹脂よりも2元共重合系のフッ素樹脂の
方が、省電力化を図る上で適応され得るバインダとして
はより望ましいということを示唆している。
【0040】〔その他の事項〕本発明は、上記実施の形
態に限定されないのは言うまでもなく、発明の要旨を逸
脱しない範囲において次のような変形例が考えられる。 (1) 上記実施の形態では、発光層と絶縁層の双方を
レベリング効果が得られるような溶解溶剤を用いたスク
リーン印刷法を適用して高配合率に形成してあるが、例
えば、絶縁層や発光層だけをその方法により形成して
も、両層をトルエンや酢酸エチルなどの比較的気化しや
すく上記レベリング効果が十分に得られない溶剤を用い
て形成した場合に比べ、異常放電は発生しにくい。これ
は、何れか一方の層をそのように形成すれば、その層で
の間隙の発生が抑えられるからである。
【0041】しかしながら、異常放電を防止すると共
に、輝度の向上と作動電圧の低減を図る上では双方共に
上記したスクリーン印刷法を用いて形成することが更に
間隙量を減らせられるのでより望ましい。 (2) 更に、高配合率に充填するだけで膜厚を上記よ
りやや厚めの従来同様にしても高輝度化の効果や省電力
化の効果は得られるが、膜厚も上記したように薄く設定
した方が輝度向上の効果や作動電圧低減の効果は顕著で
ある。
【0042】又、発光層だけを上記した方法により間隙
量を減らした状態で高配合率にしかも上記膜厚に形成す
ることもできる。この場合にも、発光層における発光効
率は向上し、また、発光層の膜厚が薄いぶん静電容量が
大きくなるので、素子自体の輝度向上の効果や作動電圧
低減の効果は得られる。更に、絶縁層だけを上記スクリ
ーン印刷法により間隙量を減らした状態で高配合率で上
記のように薄膜に形成しても、同様に輝度向上の効果や
作動電圧低減の効果は得られる。
【0043】なお、発光層と絶縁層ともに上記したよう
に高配合率かつ薄膜に形成することがより望ましいのは
言うまでもない。 (3) 絶縁層上に形成する背面電極は、既に絶縁層が
レベリングされて表面が平坦になっている場合には、問
題なく従来からの電極用の混合ペーストを用いてスクリ
ーン印刷法により形成すればよい。しかし、発光層だけ
を実施の形態のようにして高配合率に形成し絶縁層は従
来からのスクリーン印刷法で形成した場合には、絶縁層
表面は、平坦になっておらずかなり凹凸を有して粗いと
思われるので、このような場合には、背面電極の形成に
もレベリング効果が期待できる高沸点の有機系溶剤を用
いたスクリーン印刷法に供すべきである。
【0044】(4) 上記したEL発光素子において、
例えば、背面電極にアルミ箔や銅箔などを樹脂フィルム
上に貼り付けた電極部材を用いる場合には、上記したよ
うに、発光層→絶縁層→背面電極の順番で形成しなくて
も、背面電極に上記したスクリーン印刷法により絶縁層
を先ず形成し、次いで、発光層をこの絶縁層上に形成
し、最後に、ITOを蒸着させたPETフィルムを熱圧
着させることにより作製することもできる。
【0045】(5) 上記した発光層及び絶縁層の形成
はスクリーン印刷法により行ったが、これに限定されな
いのは言うまでもなく、ドクター印刷法も印刷方法とし
て考えられる。ドクター印刷法の場合には、上記したメ
ッシュパターンが形成されないのでレベリング効果は得
られ易い一方、混合ペースト中のバインダ含量が少なく
蛍光物質や高誘電率物質などの無機物質の含量が多くな
れば、当該無機物質の粒子がスクリーン印刷法の場合よ
りも破砕され易くなると思われる。従って、印刷精度を
維持しながらこれら無機物質を上記したような範囲での
高い配合率とするには若干の困難性が伴う。この点で、
上記したスクリーン印刷法により形成する方が望ましい
と言える。
【0046】また、スクリーン印刷法では上記したよう
に用いるスクリーンのメッシュのパターンが顕在しやす
いため、これを解消するためにも上記したような有機系
溶剤を使用した混合ペーストを用いることは特に意義深
いものと言える。
【0047】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明のEL発
光素子は、絶縁層形成ステップで、トルエンよりも沸点
が高い溶剤を用いて溶解させたバインダ中に高誘電率物
質を分散させた混合ペーストを用いて、スクリーン印刷
法等により溶剤以外の不揮発性成分中の高誘電率物質の
配合率が75重量%以上になるようにして作製されたも
のである。
【0048】このようにして作製したEL発光素子で
は、絶縁層内や例えば当該絶縁層と発光層との間の間隙
の発生を抑えつつ絶縁層の誘電率が高められるので、静
電容量を大きくすることができる。従って、上記した電
流制限層を配設しなくても、異常放電を抑制することに
より、ITOの黒化等による品質の低下を防止すると同
時に輝度の向上を図ることができる。
【0049】また、発光層形成ステップで、トルエンよ
りも沸点が高い溶剤を用いて溶解させたバインダ中に蛍
光物質を分散させた混合ペーストを用いて、スクリーン
印刷法等により溶剤以外の不揮発性成分中の蛍光物質の
配合率が75重量%以上になるようにして作製されたも
のである。これにより発光層での間隙の発生を抑えつつ
発光層での発光効率を高められるので、上記した電流制
限層を配設せずとも異常放電を抑制することによりIT
Oの黒化による品質の低下を防止すると図ると同時に輝
度の向上を図ることができる。
【0050】ここで、絶縁層と発光層双方を上記したよ
うにして形成すれば、どちらか一方だけを高密度に充填
した場合よりも輝度をより向上させることができる。上
記絶縁層における高誘電率物質の配合率は、85重量%
以上90重量%以下に設定することがより望ましい。ま
た、この絶縁層の厚みは、35μm以下に設定すること
が望ましい。
【0051】上記発光層における蛍光物質の配合率は、
92重量%以下に設定することがより望ましい。この発
光層の厚みは、40μm以下に設定することが望まし
い。上記トルエンよりも沸点が高い溶剤には、酢酸メト
キシブチル又はジエチレングリコールモノエチルエーテ
ルアセテートを挙げることができる。上記バインダとし
ては、フッ化ビニリデン−6フッ化プロピレン共重合
体、フッ化ビニリデン−3フッ化エチレン共重合体及び
フッ化ビニリデン−3フッ化塩化エチレン共重合体など
の2元共重合系のフッ素樹脂を用いることが省電力化を
図る上でより望ましい。
【0052】更に、上記第二電極形成ステップで、導電
性物質を熱硬化性かつ溌水性の樹脂で固定させて第二の
電極を形成すれば、素子の吸湿による寿命の低下を抑え
るには効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来及び上記実施の形態に係るEL発光素子の
構成を示す平面図である。
【図2】スクリーン印刷法による発光層や絶縁層の形成
ステップを説明する模式図である。
【図3】高誘電率物質の配合率と輝度及び作動電流との
関係を示す特性図である。
【図4】蛍光物質の配合率(重量%)と輝度との関係を
示す特性図である。
【符号の説明】
1 EL発光素子 2 透明電極 3 PETフィルム 4 有機バインダ 5 蛍光体粒子 6 発光層 7 有機バインダ 8 粒子(高誘電率物質) 9 絶縁層 10 背面電極 20 スクリーン 21 混合ペースト 22 スキージ 23 基板
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H05B 33/26 H05B 33/26 Z

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 前面電極と、発光層と、絶縁層と、背面
    電極とを備えたEL発光素子において、 上記絶縁層の高誘電率物質の配合率が75重量%以上で
    あることを特徴とするEL発光素子。
  2. 【請求項2】 上記発光層は、蛍光物質の配合率が75
    重量%以上であることを特徴とする請求項1記載のEL
    発光素子。
  3. 【請求項3】 前面電極と、発光層と、絶縁層と、背面
    電極とを備えたEL発光素子において、 上記発光層の蛍光物質の配合率が75重量%以上である
    ことを特徴とするEL発光素子。
  4. 【請求項4】 上記絶縁層の厚みは、35μm以下であ
    ることを特徴とする請求項1若しくは2の何れかに記載
    のEL発光素子。
  5. 【請求項5】 上記発光層の厚みは、40μm以下であ
    ることを特徴とする請求項2若しくは3の何れかに記載
    のEL発光素子。
  6. 【請求項6】 上記絶縁層における高誘電率物質の配合
    率は、85重量%以上90重量%以下であることを特徴
    とする請求項1,2若しくは4の何れかに記載のEL発
    光素子。
  7. 【請求項7】 上記発光層における蛍光物質の配合率
    は、92重量%以下であることを特徴とする請求項3若
    しくは5の何れかに記載のEL発光素子。
  8. 【請求項8】 上記絶縁層又は発光層は、2元共重合系
    のフッ素樹脂をバインダとしていることを特徴とする請
    求項1〜7の何れかに記載のEL発光素子。
  9. 【請求項9】 上記2元共重合系のフッ素樹脂は、フッ
    化ビニリデン−6フッ化プロピレン共重合体、フッ化ビ
    ニリデン−3フッ化エチレン共重合体及びフッ化ビニリ
    デン−3フッ化塩化エチレン共重合体からなる群から選
    ばれたものであることを特徴とする請求項8記載のEL
    発光素子。
  10. 【請求項10】 上記背面電極は、導電性物質が熱硬化
    性かつ溌水性の樹脂で固定されたものであることを特徴
    とする請求項1〜9の何れかに記載のEL発光素子。
  11. 【請求項11】 基板上に第一の電極を形成する第一電
    極形成ステップと、当該第一の電極上に発光層を形成す
    る発光層形成ステップと、当該発光層上に絶縁層を形成
    する絶縁層形成ステップと、当該絶縁層上に第二の電極
    を形成する第二電極形成ステップとを備えたEL発光素
    子の製造方法であって、 上記絶縁層形成ステップは、 トルエンよりも沸点が高い溶剤を含む溶媒に溶解させた
    バインダ中に、高誘電率物質を分散させ、不揮発性成分
    中の高誘電率物質の配合率が75重量%以上である混合
    ペーストを用いて絶縁層を形成することを特徴とするE
    L発光素子の製造方法。
  12. 【請求項12】 上記発光層形成ステップは、 トルエンよりも沸点が高い溶剤を含む溶媒に溶解させた
    バインダ中に、蛍光物質を分散させ、不揮発性成分中の
    蛍光物質の配合率が75重量%以上である混合ペースト
    を用いて発光層を形成することを特徴とする請求項11
    記載のEL発光素子の製造方法。
  13. 【請求項13】 基板上に第一の電極を形成する第一電
    極形成ステップと、当該第一の電極上に発光層を形成す
    る発光層形成ステップと、当該発光層上に絶縁層を形成
    する絶縁層形成ステップと、当該絶縁層上に第二の電極
    を形成する第二電極形成ステップとを備えたEL発光素
    子の製造方法であって、 上記発光層形成ステップは、トルエンよりも沸点が高い
    溶剤を含む溶媒に溶解させたバインダ中に、蛍光物質を
    分散させ、不揮発性成分中の蛍光物質の配合率が75重
    量%以上である混合ペーストを用いて発光層を形成する
    ことを特徴とするEL発光素子の製造方法。
  14. 【請求項14】 上記絶縁層形成ステップは、スクリー
    ン印刷法を用いることを特徴とする請求項11記載のE
    L発光素子の製造方法。
  15. 【請求項15】 上記発光層形成ステップは、スクリー
    ン印刷法を用いることを特徴とする請求項12若しくは
    13の何れかに記載のEL発光素子の製造方法。
  16. 【請求項16】 上記トルエンよりも沸点が高い溶剤
    は、酢酸メトキシブチル又はジエチレングリコールモノ
    エチルエーテルアセテートであることを特徴とする請求
    項11〜15の何れかに記載のEL発光素子の製造方
    法。
  17. 【請求項17】 上記バインダは、2元共重合系のフッ
    素樹脂であることを特徴とする請求項11〜16の何れ
    かに記載のEL発光素子の製造方法。
  18. 【請求項18】 上記2元共重合系のフッ素樹脂は、フ
    ッ化ビニリデン−6フッ化プロピレン共重合体、フッ化
    ビニリデン−3フッ化エチレン共重合体及びフッ化ビニ
    リデン−3フッ化塩化エチレン共重合体からなる群から
    選ばれたものであることを特徴とする請求項17記載の
    EL発光素子の製造方法。
  19. 【請求項19】 上記第二電極形成ステップは、 導電性物質を熱硬化性かつ溌水性の樹脂で固定させて第
    二の電極を形成することを特徴とする請求項11〜18
    の何れかに記載のEL発光素子の製造方法。
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