JPS5918596A - 直流型薄膜エレクトロルミネツセンス素子用ペ−スト及びそれを利用した該素子の製造方法 - 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】 本発明は、印刷等にょシ直流型薄膜エレクトロルミネッ
センス素子を製造するためのペースト及びそれを利用し
た該素子の製造方法に関するものである。

エレクトロルミネッセンス素子（以下、ＥＬ素子と略記
する）は、従来の発光体と異なり平面発光という特色を
持ち、光源、表示パネルなどとして注目を集めて来てい
る。ＥＬ素子は駆動方式によシ直流型と交流型に分けら
れ、さらに蛍光体層の構成様式の違いにょシ各々が分散
型と薄膜型に細分化される。

このうち本発明によるペーストは直流型薄膜ＥＬ素子の
製造に使用されるものであるが、このタイプのＥＬ素子
はいまだ研究段階にあるものの、発光のしきい電圧が低
くかつ高輝度が得られるという特徴を持っているため、
将来実用化が期待されている。

第１図に一般的な直流型薄膜ＥＬ素子の断面図を示した
。１は透明基板で通常はガラスが使用される。２は透明
電極、３は蛍光体薄膜、４は対向電極で普通はアルミニ
ウムが使用される。従来製造が試みられて来ている直流
型薄膜Ｅ　Ｌ素子の蛍光体薄膜３は、負空蒸着、スパッ
タリング、分子線エピタキシーなどの手法を用いて形成
されている。たとえば、真空蒸着の場合には一般に次の
ような方法が取られている。′−１：ず蛍光体母体を構
成する化合物粉末に、活性剤となる原案を含む化合物を
所定量配合した原料粉末を型の中で加圧成形してベレッ
ト化し、不活性雰囲気中で焼成する。

この焼成ペレットを蒸発源として、あらかじめ透明電極
２が載置された透明基板１上に、１０　〜１０　１’ｏ
ｒｒＯ高真空下で薄膜が形成される。このような従来試
みられて来ている成膜方法を使えば、薄膜としては良好
なものが得られるか、基板を高真空下に保持しなければ
ならないため、量産性に乏しく、マた大面積化がむずか
しく高価になる。

これに対して、以下詳述する本発明によるペーストを使
用すれば、スクリーン印刷等により蛍光体薄膜を形成す
ることができるため、大面積のＥＬ素子を安価に答易に
製造することができる。

以下、本発明による池膜ＥＬ索子用ペーストの製造方法
について説明する。蛍光体母体を構成するＩｒｂ族元素
たとえば亜鉛、カドミウム等と有機物とからなる有機金
属化合物としては、金属セッケンや錯体が使用されるが
、いずれも、熱、あるいは成膜中の雰囲気、機械的な刺
激などに対して安定であることが狭梢される。具体的に
は、オクチル酸塩、ヘキシル酸塩などの金属セッケンや
、アセチルアセトナート錯体などが好擾しい。また蛍光
体活性剤となる金属元素たとえば銅やマンガンの有機金
属化合物としては、前記した■１ｂ族有機会属化合物と
同様の特性が要求され、同じくオクチル酸塩、ヘキシル
酸塩や、アセチルアセトナート錯体などが好１１〜い。

これら有機金属化合物の溶媒としては、沸点が高くかつ
スクリーン印刷等に適するような適度な粘度を持ってい
ることが必要Ｔ、ｂる。例えは、ターピネオール、２エ
チルヘキサノール、ベンジルアルコール等（７）　高？
Ｊｌｉ　点７　ル：１−ル類、ベンジルアセテート、ジ
メチルフタレート等の高沸点エステル類、カルピトール
、ブチルカルピトール、ブチルセロソルブ等の高沸点ア
ルコールエーテル類などが用いられる。さらにペースト
の粘度の調整剤となる有機増粘剤としては、前記治機金
机化合物と共通の溶媒を持つことが要求され、また、後
述するように基板の変形温度以下で完全に燃焼すること
が必要である。このような条件を満たすものとしてはニ
トロセルロース、エチルセルロース等のセルロース化合
物カ多用すれる。まず、前記有機溶媒の１釉あるいは２
種以上の混合液に、セルロース化合物からなる有機増粘
剤を溶解し適度な粘度にする。この溶液に１種あるいは
２棟以上の■ｂ族元素の有機金属化合物と、蛍光体活性
剤からなる有機金属化合物とを溶解し、充分攪拌混合す
れば、直流型ＥＬ累累月用ペースト得られる。

次に、本発明によるペーストを使用してＥＬＬ子用蛍光
体薄膜を製造する方法について詩、明する。

あらかじめ透明箱；極が載置されているガラス等の基板
の上に、本発明によるペーストをスクリーン印刷あるい
はドクターナイフ、ロールコータ−などの手法で塗布し
、有機金属の分解温度以下で乾燥し溶媒を除去する。こ
の乾燥した基板を炉中に入れ雰囲気を不活性ガスで充分
置換した後、蛍光体母体を構成する陰性原子からなるガ
ス芥囲気あるいは陰性原子化合物からなる雰囲気で置換
する。

この状態で■ｂ族肩機金属化合物の分解温度まで昇温す
れば、ＩＩｂ族元素が遊離すると共に、雰囲気中の蛍光
体母体を構成する陰性原子と反応し、ＥＬＬ子用蛍光体
母体化合物が生成する。さらに、再び雰囲気を不活性ガ
スで置換し蛍光体活性剤金属からなる有機金属化合物の
分解温度まで昇温すれば、活性剤金属が遊離すると共に
蛍光体母体中に拡散してゆき活性化される。このような
処理が終了した基板を、空気中あるいは酸累を付加した
空気中で有機増粘剤の燃焼温度で加熱すれば、増粘剤は
燃焼消失し、基板上にはＥ　Ｌ素子用蛍光体薄膜が形成
される。

このようにして作成した蛍光体膜は基板との密着性に優
れ、また塗布膜厚、増粘剤の燃焼条件を適度に選択すれ
は透明化も弓部である。丑だ蛍光体の膜厚（−１、ペー
スト中に含崩される有機金属化合物の邦および塗布膜厚
を調整すれは５００〜３０００オンクストローム捷で広
い範１（ＦＩ　Ｉ／Ｃ渡り容易に変えることかできる。

たたし、膜厚が上記よυ厚くなると膜中に微小なりラッ
クが発生するようになり、良好なものは得られにくくな
る。

次に、本発明によるペーストの製造方法、およびこのペ
ーストを使用して的流型ＥＬ素子用蛍光体薄膜を製造す
るノブ法について、実施し１］に基つき具体的に説明す
る。

実施例１ 亜鉛のアセチルアセトナート錯体と、付活剤と々るマン
ガンのアセチルアセトナート錯体および共伺活剤と々る
銅のアセチルアセトナ−１体とを、ブチルカルピトール
：ブチルセロソルブ：ベンチルアセテ−）＝３　：　２
　：　５の割合に混合した混合有機溶媒に％　７’＋・
し、さらに増粘剤としてニド１１開昭５！Ｊ−１１３５
Ｊ６　（３）ロセルロースヲ１５　ｗｔ％添加シてペー
スｌ’；ｌ：８０．０００センチボイズに々るようにす
る。このとき亜鉛のアセチルアセトナート錯体の宮廟１
ｔはペースト全量に対して１〜２　Ｑ　ｗｔ％が好まし
２い。

ｉｔラマンンのアセチルアセトナート錯体ノ、亜鉛を（
ｌＷｉ：ｆｌ、亜鉛に換豹した垂部にλ・（してマンガ
ンが０３車Ｍ；φに、丑だ銅のアセナルアセトナート８
体は回しく００３沖゛Ｆ↑ニー係になるように、それぞ
れ粘、１軒する。このペーストを用いて、スデンレスネ
ソト２５０メツシュのスクリーン版で透明箱、極を予め
載１６シであるガラス基板上にスクリーン印刷し７．１
１０°Ｃで３０分間乾燥する。乾燥した基板を炉中に入
れ雰μｍ１気を９累ガスで充分置似（し、さらに硫化水
素カスで置換した後１３０〜１６０°Ｃに昇温する。こ
のとき、亜鉛のアセチルアセトナート錯体が分解し亜鉛
か遊離するが、直ちに雰囲気中のイｖ１１・化水累と反
応し硫化亜鉛が生成する。反応終了後Ｐ４度窒素雰囲気
にし２００〜２５０℃に昇温すると、マンカンのアセチ
ルアセトナート錯体お」：ひ銅のアセプルアセトナート
錯体が分解し、先に生成した硫化亜鉛中に拡散し活性化
する。これら有機金属の解離反応か終了したら雰囲気を
空気で置換し５００℃で３０分間焼成すれは、増粘剤が
完全に燃焼しガラス基板上に透明な曲流型１ＣＬ素子用
マンカン、銅付活硫化亜鉛の蛍光体湖膜が形成される。

実施例 亜鉛のアセチルアセトナート錯体Ｈ体と、カドミウムの
アセチルアセトナート錯体とを２：１の割合で混合した
ものと、付活剤となるマンガンのアセチルアセトナート
錯体および共付活剤となる鉋のアセチルアセトナート８
体とを、２エチヘキザノール：ペンジルアルコールー：
ｔ　：　３　］割１１＋’、合した混合有機溶媒に溶か
し、嘔らに増粘剤としてエチルセルロースを１２ｗｔ％
添加してペースト粘度がｓ　ｏ、ｏ　ｏ　ｏセンチボイ
ズになるようにする。

たたし、亜鉛とカドミウム細体の含有量はペースト全量
に対して１〜２０　ｗｔ％が好ましい。またマンガンの
アセチルアセトナート錯体は、亜鉛とカドミウムを硫化
物に換算した重量に対してマンガンが０．３重量係に、
また銅のアセチルアセトナート錯体は同じ（０，０３重
量係になるように、それぞれ調整する。以１、前記実施
例１と同じ方法で透明箱１極を載置したガラス基板上に
蛍光体薄膜を形成する。ただし、カドミウムのアセチル
アセトナート錯体の分解温度が１７０〜１９０℃である
ため、この場合には硫化水素カス中での処理温度は１９
０〜２００℃にする必要がある。このようにすれば、付
活剤としてマンガンが、共伺活剤として銅が、それぞれ
伺与された硫化亜鉛と硫化カドミウムからなる直流型洪
膜ＥＬ素子用蛍光体薄膜を形成することができる。

実施例１、実施例２で作成した蛍光体薄膜の上に対向電
極として銀を蒸着し直流ＫＬ素子を作成し、透明電極を
プラスに、対向電極をマイナスに接続し直流電圧を印加
すると発光する。本実施例では、いずれも活性剤として
マンガンを使用しているため、第２図に示しだように発
光波長０６０μｍ付近にピークを持つ黄橙色の発光色を
示した。

また実施例１，２いずれの場合も発光のしきい電圧は、
蛍光体薄膜の膜厚によシ若干の影響は受けるものの、い
ずれも２０〜３０Ｖであった。さらに、第３図に、本実
施例によるＥＬ素子について、直流電圧と輝度の関係を
示した。これより、従来の蒸着により製造された直流型
泡膜ＥＬ素子の場合と同様に、輝度の対数とＶＸとの間
に泊線関係の成立することがわかった。

以上ｈ５ｒ明して来たように、本発明によるペーストを
使用して作成した直流型薄膜ＥＬ素子は、従来製造が試
みられて来ている蒸着法、あるいはスパッタリングなど
の方法で作成した直流型Ｍ、ｌｌ６ＥＬ素子とほぼＩｉ
’１等の特性を示すことがわかった。

これらの結果から、本発明によるペーストを使えは、大
面積の直流型薄膜ＥＬ素子を客易にかつ安価に製造でき
ることがわかり、今後このタイプのＥＬ素子の工業化に
際してはその価値は著しく太きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は直流型薄膜ＥＬ素子の一般的な構造を説明する
だめの断面図、第２図は本発明の１実施例によシ作成し
た直流型薄膜ＥＬ素子の発光スペクトルを示すグラフ、
第３図は本発明の実施例により作成した直流型薄膜Ｅ　
Ｌ素子の輝度と電圧の関係を示すグラフである。 １・・・・・・透明基板　　　　２・・・・・・透明電
極３・・・・・・蛍光体薄膜　　　４・・・・・・対向
電極４３０− 派

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）有機増粘剤を含む粘性液体に、蛍光体母体を構成
   するＩｌｂ族元累と有機物とからなる１種あるいは２種
   以上の廟後金属化合物と、蛍光体活性剤となる金属元素
   と有機物とからなる１種あるいは２種以上の有機金属化
   合物とを溶解させたことを特徴とする直ｋ　’５＋Ｄ　
   尚膜エレクトロルミネッセンス素子用ペースト。
2. （２）有機増粘剤を含む粘性液体に、蛍光体母体を構成
   するＩＩｂ族元素と有機物とからなる１釉あるいは２種
   以上の有機金属化合物と、蛍光体活性剤となる金属元素
   と有機物とからなる１種あるいは２種以上の有機金属化
   合物とを溶解させてなる、直流型薄膜エレクトロルミネ
   ッセンス素子用ペーストを、透明電極が設けられた基板
   上に、スクリーン印刷あるいは塗布により形成し、所定
   の雰囲　　２ 気で焼成することを特徴とする直流型薄膜エレクトロル
   ミネッセンス素子の製造方法。