JPS6248357B2

JPS6248357B2 -

Info

Publication number: JPS6248357B2
Application number: JP57128063A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Kato; Kazuhiko Kawachi; Yoshimi Kamijo
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1982-07-22
Filing date: 1982-07-22
Publication date: 1987-10-13
Also published as: JPS5918596A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、印刷等により直流型薄膜エレクトロ
ルミネツ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。

エレクトロルミネツセンス素子（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
より直流型と交流型に分けられ、さらに螢光体層
の構成様式の違いにより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
るという特徴を持つているため、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は螢光体薄膜、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EL素子の螢
光体薄膜３は、真空蒸着、スパツタリング、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。まず螢光体母体を構成
する化合物粉末に、活性剤となる原素を含む化合
物を所定量配合した原料粉末を型の中で加圧成形
してペレツト化し、不活性雰囲気中で焼成する。
この焼成ペレツトを蒸発源として、あらかじめ透
明電極２が載置された透明基板１上に、10^-5〜
10^-7Torrの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が、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、ま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螢光
体薄膜を形成することができるため、大面積の
EL素子を安価に容易に製造することができる。

以下、本発明による薄膜EL素子用ペーストの
製造方法について説明する。螢光体母体を構成す
る_b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、金属セツ
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
安定であることが要請される。具体的には、オク
チル酸塩、ヘキシル酸塩などの金属セツケンや、
アセチルアセトナート錯体などが好ましい。また
螢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_b族有
機金属化合物と同様の特性が要求され、同じくオ
クチル酸塩、ヘキル酸塩や、アセチルアセトナー
ト錯体などが好ましい。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つていることが必
要である。例えば、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の高沸点アル
コール類、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、カルビトール、ブチ
ルカルビトール、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、前記有機金属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が多
用される。まず、前記有機溶媒の１種あるいは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種以上の_b族元素の有機金属化
合物と、螢光体活性剤からなる有機金属化合物と
を溶解し、充分撹拌混合すれば、直流型EL素子
用ペーストが得られる。

次に、本発明によるペーストを使用してEL素
子用螢光体薄膜を製造する方法について説明す
る。あらかじめ透明電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
ー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、
螢光体母体を構成する陰性原子からなるガス雰囲
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族有機金属化合物の分解温
度まで昇温すれば、_b族元素が遊離すると共
に、雰囲気中の螢光体母体を構成する陰性原子と
反応し、EL素子用螢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螢
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
螢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
素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EL
素子用螢光体薄膜が形成される。

このようにして作成した螢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
適度に選択すれば透明化も可能である。また螢光
体の膜厚は、ペースト中に含有される有機金属化
合物の量および塗布膜厚を調整すれば500〜3000
オングストロームまで広い範囲に渡り容易に変え
ることができる。ただし、膜厚が上記より厚くな
ると膜中に微小なクラツ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直流型EL素子用螢光
体薄膜を製造する方法について、実施例に基づき
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
なるマンガンのアセチルアセテート錯体および共
付活剤となる銅のアセチルアセトナート錯体と
を、ブチルカルビトール：ブチルセロソルブ：ベ
ンチルアセテート＝３：２：５の割合に混合した
混合有機溶媒に溶かし、さらに増粘剤としてニト
ロセルロースを15wt％添加してペースト粘度が
80000センチポイズになるようにする。このとき
亜鉛のアセチルアセトナート錯体の含有量はペー
スト全量に対して１〜20wt％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、亜鉛を
硫化亜鉛に換算した重量に対してマンガンが0.3
重量％に、また銅のアセチルアセトナート錯体は
同じく0.03重量％になるように、それぞれ調整す
る。このペーストを用いて、ステンレスネツト
250メツシユのスクリーン版で透明電極を予め載
置してあるガラス基板上にスクリーン印刷し、
110℃で30分間乾燥する。乾燥した基板を炉中に
入れ雰囲気を窒素ガスで充分置換し、さらに硫化
水素ガスで置換した後130〜160℃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
し亜鉛が遊離するが、直ちに雰囲気中の硫化水素
と反応し硫化亜鉛が生成する。反応終了後再度窒
素雰囲気にし200〜250℃に昇温すると、マンガン
のアセチルアセトナート錯体および銅のアセチル
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
反応が終了したら雰囲気を空気で置換し500℃で
30分間焼成すれば、増粘剤が完全に燃焼しガラス
基板上に透明な直流型EL素子用マンガン、銅付
活硫化亜鉛の螢光体薄膜が形成される。

実施例２亜鉛のアセチルアセトナート錯体と、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銅の
アセチルアセトナート錯体とを、２エチヘキサノ
ール：ベンジルアルコール＝１：３の割合に混合
した混合有機溶媒に溶かし、さらに増粘剤として
エチルセルロースを12wt％添加してペースト粘
度が80000センチポイズになるようにする。ただ
し、亜鉛とカドミウム錯体の含有量はペースト全
量に対して１〜2wt％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％に、また銅のアセチルアセトナート錯
体は同じく0.03重量％になるように、それぞれ調
整する。以下、前記実施例１と同じ方法で透明電
極を載置したガラス基板上に螢光体薄膜を形成す
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
合には硫化水素ガス中での処理温度は190〜200℃
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、共付活剤として銅が、それぞれ
付与された硫化亜鉛と硫化カドミウムからなる直
流型薄膜EL素子用螢光体薄膜を形成することが
できる。

実施例１、実施例２で作成した螢光体薄膜の上
に対向電極として銀を蒸着し直流EL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図に示したように発光波長0.60μ
ｍ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、螢光体薄膜の膜厚により若干の影響は受け
るものの、いずれも20〜30Vであつた。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薄膜EL素子の場合
と同様に、輝度の対数と１／√電圧（）との間
に直線関係の成立することがわかつた。

以上説明して来たように、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
パツタリングなどの方法で作成した直流型薄膜
EL素子とほぼ同等の特性を示すことがわかつ
た。これらの結果から、本発明によるペーストを
使えば、大面積の直流型薄膜EL素子を容易にか
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
く大きいものである。

【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
説明するための断面図、第２図は本発明の１実施
例により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EL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…螢光体薄
膜、４…対向電極。

Claims

【特許請求の範囲】１有機増粘剤を含む粘性液体に、螢光体母体を
構成する_b族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、螢光体活性剤
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
特徴とする直流型薄膜エレクトロルミネツセンス
素子用ペースト。２有機増粘剤を含む粘性液体に、螢光体母体を
構成する_b族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、螢光体活性剤
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ツセンス素子用ペー
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
気で焼成することを特徴とする直流型薄膜エレク
トロルミネツセンス素子の製造方法。