JPS63318092A - Ｅｌ素子の構造 - Google Patents
Ｅｌ素子の構造Info
- Publication number
- JPS63318092A JPS63318092A JP62152734A JP15273487A JPS63318092A JP S63318092 A JPS63318092 A JP S63318092A JP 62152734 A JP62152734 A JP 62152734A JP 15273487 A JP15273487 A JP 15273487A JP S63318092 A JPS63318092 A JP S63318092A
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- Japan
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- dielectric
- phosphor particles
- transparent
- dielectric constant
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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。
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〕
本発明は電界を加えることによって発光する蛍光体を用
いた、所謂エレクトロルミネッセンス素子に関するもの
である。
いた、所謂エレクトロルミネッセンス素子に関するもの
である。
電界発光用蛍光体を用いたエレクトロルミネッセンス（
ＥＬ）素子は、面光源や各種の表示装置または光導電体
と組み合わせた光増幅器など種々の応用が考えられてい
る。
ＥＬ）素子は、面光源や各種の表示装置または光導電体
と組み合わせた光増幅器など種々の応用が考えられてい
る。
このＥ Ｌ素子においては、蛍光材料（発光母材結晶）
として通常、硫化亜鉛（ＺｎＳ）結晶或いばこれと同居
の結晶が用いられている。このＺｎＳ結晶を蛍光材料と
するには、まず母材結晶の格子原子と置換して発光中心
となる不純物準位を形成するために、銅（ＣｕＬ 金（
Ａｕ） 、 マンガン（Ｍｎ）などの不純物（イ」活剤
）を添加するとともに、さらにこれらの不純物が発光中
心となりやずくするための不純物（共付活剤）である塩
素（ＣＩＬ アルミニウム（ＡＩ）、臭素（Ｂｒ）、ガ
リウム（Ｇａ）等をＺｎＳ結晶に添加して調製される。
として通常、硫化亜鉛（ＺｎＳ）結晶或いばこれと同居
の結晶が用いられている。このＺｎＳ結晶を蛍光材料と
するには、まず母材結晶の格子原子と置換して発光中心
となる不純物準位を形成するために、銅（ＣｕＬ 金（
Ａｕ） 、 マンガン（Ｍｎ）などの不純物（イ」活剤
）を添加するとともに、さらにこれらの不純物が発光中
心となりやずくするための不純物（共付活剤）である塩
素（ＣＩＬ アルミニウム（ＡＩ）、臭素（Ｂｒ）、ガ
リウム（Ｇａ）等をＺｎＳ結晶に添加して調製される。
その際、付活剤の添加量は、発光中心を形成するには約
０．０１モル％程度の添加で充分であるが、蛍光体を電
界発光させるためには、結晶の表面や内部に導電層が存
在する必要があるので、該付活剤を多量に添加し、それ
らが結晶表面、欠陥７粒界に析出するようにしている。
０．０１モル％程度の添加で充分であるが、蛍光体を電
界発光させるためには、結晶の表面や内部に導電層が存
在する必要があるので、該付活剤を多量に添加し、それ
らが結晶表面、欠陥７粒界に析出するようにしている。
例えば、Ｃｕを付活剤とした場合、第３図に模式的に示
すようにＺｎＳ結晶粒１には一部のＣｕが格子原子と置
換して発光中心を形成しているが、残りのＣｕは符号２
で示す導電性のＣｕＸ５となって結晶欠陥９粒界或いは
表面に固溶または析出する。
すようにＺｎＳ結晶粒１には一部のＣｕが格子原子と置
換して発光中心を形成しているが、残りのＣｕは符号２
で示す導電性のＣｕＸ５となって結晶欠陥９粒界或いは
表面に固溶または析出する。
上記のようにして調製された蛍光体粉末１は、誘電率が
３〜２０程度のエポキシ樹脂、ポリエチレン、シアノエ
チルセルロース等の誘電体中に分散されて、前面電極と
なる透明導電フィルムと肩等の背面電極との間に挟んだ
後、全体を透明な防湿フィルムにて被覆密封することに
よりＥＬ素子としている。
３〜２０程度のエポキシ樹脂、ポリエチレン、シアノエ
チルセルロース等の誘電体中に分散されて、前面電極と
なる透明導電フィルムと肩等の背面電極との間に挟んだ
後、全体を透明な防湿フィルムにて被覆密封することに
よりＥＬ素子としている。
ところで、蛍光体にかかる電界の強さは、ＥＬ素子に印
加する電圧、蛍光体及び誘電体の誘電率や蛍光体と誘電
体との体積比等で決まるので、適当な誘電体を選択する
ことが重要であり、特に低い駆動電圧で蛍光体に大きな
電界強度を与えて所望の発光強度を得るためには、大き
な誘電率を有する誘電体を用いることが望ましい。
加する電圧、蛍光体及び誘電体の誘電率や蛍光体と誘電
体との体積比等で決まるので、適当な誘電体を選択する
ことが重要であり、特に低い駆動電圧で蛍光体に大きな
電界強度を与えて所望の発光強度を得るためには、大き
な誘電率を有する誘電体を用いることが望ましい。
しかしながら、上記エポキシ樹脂、ポリエチレン、シア
ンエチルセルロース等の従来用いられている透明誘電体
の誘電率は通常、１０以下と極めて低く、シアノエチル
セルロースでも２０程度と低いため、駆動電圧をあまり
小さくできず応用範囲が狭められていた。
ンエチルセルロース等の従来用いられている透明誘電体
の誘電率は通常、１０以下と極めて低く、シアノエチル
セルロースでも２０程度と低いため、駆動電圧をあまり
小さくできず応用範囲が狭められていた。
そこで誘電率の極めて大きい酸化チタン（ＴｉＯ２ε−
１７００００）やチタン酸バリウム（ＢａＴｉ０３ε−
３０００〜７０００）などを蛍光体を分散させる誘電体
として用いることも考えられるが、実用的には加熱処理
によって誘電体中に蛍光体を固定する工程を必要とし、
かかる材料を誘電体とする場合、熱処理温度が高すぎ、
温度に敏感な蛍光体の発光強度を極端に劣化させてしま
うので使用し得ない。
１７００００）やチタン酸バリウム（ＢａＴｉ０３ε−
３０００〜７０００）などを蛍光体を分散させる誘電体
として用いることも考えられるが、実用的には加熱処理
によって誘電体中に蛍光体を固定する工程を必要とし、
かかる材料を誘電体とする場合、熱処理温度が高すぎ、
温度に敏感な蛍光体の発光強度を極端に劣化させてしま
うので使用し得ない。
さらに、ＥＬ素子は湿気に弱いため、防湿フィルムによ
るＥＬナセル被覆密封方法など防湿に対する工夫が種々
なされてはいるが、密封状態が不完全であるとＥＬ素子
の劣化が早まるため、より防湿性の高い蛍光体が望まれ
ていた。
るＥＬナセル被覆密封方法など防湿に対する工夫が種々
なされてはいるが、密封状態が不完全であるとＥＬ素子
の劣化が早まるため、より防湿性の高い蛍光体が望まれ
ていた。
本発明は、以上の点に鑑み、低い駆動電圧で高電界を得
ることができるとともに耐湿性に優れたＥ Ｌ素子を提
供することを目的としている。
ることができるとともに耐湿性に優れたＥ Ｌ素子を提
供することを目的としている。
上記目的は本発明によれば、ＥＬ素子の発光層において
、誘電体に分散させるＥＬ用蛍光体粒子の表面を実質的
に透明な高誘電率をもつ誘電体薄膜で被覆することによ
り達成される。
、誘電体に分散させるＥＬ用蛍光体粒子の表面を実質的
に透明な高誘電率をもつ誘電体薄膜で被覆することによ
り達成される。
この発明によれば、蛍光体粒子自体が高誘電率の誘電体
薄膜で覆われているので、耐湿性に優れるとともに、駆
動電圧が低くても蛍光体粒子にかかる電界の強度は大き
くなりＥＬ素子の発光強度を充分に大きくし得る。
薄膜で覆われているので、耐湿性に優れるとともに、駆
動電圧が低くても蛍光体粒子にかかる電界の強度は大き
くなりＥＬ素子の発光強度を充分に大きくし得る。
以下、本発明の一実施例を図面を参照してさらに詳細に
説明する。
説明する。
第１図は本発明によるＥＬ素子の概略側断面図を示して
いる。このＥＬ素子１０は基本的には、ＡＩ等の背面電
極１１上に、蛍光体粒子１２を分散固定した誘電体１３
でなる発光層１４を形成し、この発光層１４上に前面電
極となる透明導電フィルム１５を重合することによりＥ
Ｌナセル構成し、最後に透明な防湿フィルム１６を熱圧
着等によりＥＬナセル全体を覆うようにして密封し、水
分の付着吸収を防止している。
いる。このＥＬ素子１０は基本的には、ＡＩ等の背面電
極１１上に、蛍光体粒子１２を分散固定した誘電体１３
でなる発光層１４を形成し、この発光層１４上に前面電
極となる透明導電フィルム１５を重合することによりＥ
Ｌナセル構成し、最後に透明な防湿フィルム１６を熱圧
着等によりＥＬナセル全体を覆うようにして密封し、水
分の付着吸収を防止している。
上記発光層１４において、誘電体１３中に分散されてい
る蛍光体粒子１２の蛍光材料としては、硫化亜鉛（Ｚｎ
Ｓ）結晶の粉末が用いられ、この中に付活剤としての銅
（Ｃｕ）と、共付活剤として塩素（ＣＩＬ アルミニウ
ム（Ａ Ｉ ）、臭素（Ｂｒ）、ガリウム（Ｇａ）等と
を添加して調製されており、これらをシアノエチルセル
ロースなどの有機バインダーでなる誘電体１３中に分散
して固定される。そして、ＺｎＳ蛍光体粒子１２に添加
した付活剤としてのＣｕは、第２図に示すように、その
一部は格子原子と置換して発光中心を形成しているが、
残りのＣｕは符号１７で示ず導電性のＣｕＸ５となり、
結晶欠陥１粒界或いは表面に固溶または析出して、発光
中心を励起するための電子を加速させる役割を担う発光
機構となっている。
る蛍光体粒子１２の蛍光材料としては、硫化亜鉛（Ｚｎ
Ｓ）結晶の粉末が用いられ、この中に付活剤としての銅
（Ｃｕ）と、共付活剤として塩素（ＣＩＬ アルミニウ
ム（Ａ Ｉ ）、臭素（Ｂｒ）、ガリウム（Ｇａ）等と
を添加して調製されており、これらをシアノエチルセル
ロースなどの有機バインダーでなる誘電体１３中に分散
して固定される。そして、ＺｎＳ蛍光体粒子１２に添加
した付活剤としてのＣｕは、第２図に示すように、その
一部は格子原子と置換して発光中心を形成しているが、
残りのＣｕは符号１７で示ず導電性のＣｕＸ５となり、
結晶欠陥１粒界或いは表面に固溶または析出して、発光
中心を励起するための電子を加速させる役割を担う発光
機構となっている。
さらに、これら蛍光体粒子１２及びその表面に析出した
上記導電性のＣｕ、 Ｓの全体は、透明な高誘電率を有
する誘電体薄膜１８にて被覆されて形成されている。こ
の誘電体薄膜１８は、例えば金属または金属酸化物の溶
液などをＺｎＳ蛍光体粒子１２の表面に塗布し、次いで
焼成することによって得られる。
上記導電性のＣｕ、 Ｓの全体は、透明な高誘電率を有
する誘電体薄膜１８にて被覆されて形成されている。こ
の誘電体薄膜１８は、例えば金属または金属酸化物の溶
液などをＺｎＳ蛍光体粒子１２の表面に塗布し、次いで
焼成することによって得られる。
近年、金属または金属酸化物のアルコラード溶液など、
種々の金属または金属酸化物の有機物溶液が開発製作さ
れてきており、これらの溶液を目的物の表面に浸漬、吹
きつけ或いはスピンコード等で塗布し、それを比較的低
温度で焼成することで無機の金属酸化物膜が得られるよ
うになった。
種々の金属または金属酸化物の有機物溶液が開発製作さ
れてきており、これらの溶液を目的物の表面に浸漬、吹
きつけ或いはスピンコード等で塗布し、それを比較的低
温度で焼成することで無機の金属酸化物膜が得られるよ
うになった。
本発明は好適には、上記の金属または金属酸化物溶液の
うち、焼成後に高誘電率を有し且つ透明或いは薄膜状態
では比較的透明な誘電体となる、金属または金属酸化物
の有機物溶液（以下、単に金属有機物溶液と略す）を蛍
光体粒子の表面に塗布し、次いで焼成することによって
高誘電率で実質的に透明な誘電体薄膜で被覆さたＢＬ用
蛍光体粒子を得るのである。
うち、焼成後に高誘電率を有し且つ透明或いは薄膜状態
では比較的透明な誘電体となる、金属または金属酸化物
の有機物溶液（以下、単に金属有機物溶液と略す）を蛍
光体粒子の表面に塗布し、次いで焼成することによって
高誘電率で実質的に透明な誘電体薄膜で被覆さたＢＬ用
蛍光体粒子を得るのである。
上記金属有機物溶液で得られる高誘電率の誘電体薄膜と
しては、例えばＴｉＯ２，ＳｒＴｉＯ３，ＢａＴｉＯ３
゜Ｐ Ｚ Ｔ （ＰｂＺｒＯ３とＰｂＴｉ０ｉ の固
溶体）、 ＰＬＺＴ（ＰＺＴにＬａが添加さたもの）
などが挙げられるが、゛その他これらの混合物や他の誘
電体がＥＬ素子の特性に応じて用いられ得る。
しては、例えばＴｉＯ２，ＳｒＴｉＯ３，ＢａＴｉＯ３
゜Ｐ Ｚ Ｔ （ＰｂＺｒＯ３とＰｂＴｉ０ｉ の固
溶体）、 ＰＬＺＴ（ＰＺＴにＬａが添加さたもの）
などが挙げられるが、゛その他これらの混合物や他の誘
電体がＥＬ素子の特性に応じて用いられ得る。
次に、上記誘電体薄膜１８をＺｎＳ蛍光体粒子１２の表
面に形成する場合の一例を工程順に従って説明する。
面に形成する場合の一例を工程順に従って説明する。
先ず、脱脂洗浄等によって洗浄化されたＥＬ用蛍光体粒
子を、所定の濃度に希釈された金属有機物溶液中に浸漬
し、攪拌した後ＥＬ用蛍光体粒子を引き上げ乾燥する。
子を、所定の濃度に希釈された金属有機物溶液中に浸漬
し、攪拌した後ＥＬ用蛍光体粒子を引き上げ乾燥する。
これにより蛍光体粒子表面が金属有機物で覆われる。次
いで、該蛍光体粒子表面の金属有機物を金属酸化物、即
ち誘電体に変化させるために焼成する。その際、約４０
０°Ｃ程度までの比較的低温で、酸素を含む雰囲気で熱
処理することにより金属有機物中に含まれる有機物成分
を焼成除去する。次に、９００℃程度までの比較的高温
で、不活性ガス雰囲気或いは酸素を含む雰囲気または金
属酸化物中の蒸気圧が高い成分原子の蒸発を補正、抑制
する目的でその成分原子を含む雰囲気（例えばＰＬＺＴ
薄膜を得る場合にはｐｂを含む雰囲気）で熱処理し、そ
れによって金属酸化物を結晶化させて所定の組成を有す
る誘電体とするものである。その後、必要ならばアニー
ル等の熱処理を行ってもよい。
いで、該蛍光体粒子表面の金属有機物を金属酸化物、即
ち誘電体に変化させるために焼成する。その際、約４０
０°Ｃ程度までの比較的低温で、酸素を含む雰囲気で熱
処理することにより金属有機物中に含まれる有機物成分
を焼成除去する。次に、９００℃程度までの比較的高温
で、不活性ガス雰囲気或いは酸素を含む雰囲気または金
属酸化物中の蒸気圧が高い成分原子の蒸発を補正、抑制
する目的でその成分原子を含む雰囲気（例えばＰＬＺＴ
薄膜を得る場合にはｐｂを含む雰囲気）で熱処理し、そ
れによって金属酸化物を結晶化させて所定の組成を有す
る誘電体とするものである。その後、必要ならばアニー
ル等の熱処理を行ってもよい。
このようにして、蛍光体粒子表面に厚さが数百人〜数千
人の高誘電率（数百〜数千）を有する実質的に透明な誘
電体薄膜が形成され、この状態で通常と同様にしてシア
ノエチルセルロース等の有機バインダー中に分散させて
固定したものを、前面及び背面電極で挟み込むことによ
り、ＥＬセルが完成する。
人の高誘電率（数百〜数千）を有する実質的に透明な誘
電体薄膜が形成され、この状態で通常と同様にしてシア
ノエチルセルロース等の有機バインダー中に分散させて
固定したものを、前面及び背面電極で挟み込むことによ
り、ＥＬセルが完成する。
最後にＥＬ素子とするには、必要により吸湿フィルムを
載置したＥＬセルの全体を、防湿フィルムで熱圧着等に
より密封すればよい。
載置したＥＬセルの全体を、防湿フィルムで熱圧着等に
より密封すればよい。
尚、上記した誘電体薄膜の種類は必ずしも一種類だけで
用いられる必要はなく、誘電率の値の異なる誘電体でそ
れぞれ被覆された蛍光体を数種類混合して用い、または
誘電体薄膜内に種々の色素を混入する等により、各種の
応用が可能である。
用いられる必要はなく、誘電率の値の異なる誘電体でそ
れぞれ被覆された蛍光体を数種類混合して用い、または
誘電体薄膜内に種々の色素を混入する等により、各種の
応用が可能である。
以上述べたように、本発明に係るＥＬ素子によれば、誘
電体中に分散されている蛍光体粒子の表面が高誘電率で
且つ実質的に透明な誘電体薄膜で被覆されているから、
極めて大きな誘電率を有するため、蛍光体に有効な高電
界を低い素子駆動電圧で得ることができる。
電体中に分散されている蛍光体粒子の表面が高誘電率で
且つ実質的に透明な誘電体薄膜で被覆されているから、
極めて大きな誘電率を有するため、蛍光体に有効な高電
界を低い素子駆動電圧で得ることができる。
さらに、蛍光体粒子の各表面がすべて誘電体薄膜により
覆われているので、たとえ防湿フィルムを通して水分が
ＥＬ素子内に浸入しても蛍光体粒子が湿気を帯びること
がなく、耐湿性に優れたＥＬ素子を提供することができ
る。
覆われているので、たとえ防湿フィルムを通して水分が
ＥＬ素子内に浸入しても蛍光体粒子が湿気を帯びること
がなく、耐湿性に優れたＥＬ素子を提供することができ
る。
第１図は本発明によるＥＬ素子の概略側断面図であり、
第２図は本発明による、高誘電率の誘電体薄膜で被覆さ
れた蛍光体粒子の構造を示す断面図である。 第３図は従来の蛍光体粒子の構造を示す断面図である。 １Ｏ−−−−Ｅ Ｌ素子； １１− 背面電極；１２
−蛍光体粒子：１３−−−一誘電体；１４〜 発光層；
１５−透明導電フィルム：１６−−−−−防湿フィル
ム； １７−−−−−導電性のＣｕ ＸＳ ； １８−
ｊＭ誘電体薄膜
第２図は本発明による、高誘電率の誘電体薄膜で被覆さ
れた蛍光体粒子の構造を示す断面図である。 第３図は従来の蛍光体粒子の構造を示す断面図である。 １Ｏ−−−−Ｅ Ｌ素子； １１− 背面電極；１２
−蛍光体粒子：１３−−−一誘電体；１４〜 発光層；
１５−透明導電フィルム：１６−−−−−防湿フィル
ム； １７−−−−−導電性のＣｕ ＸＳ ； １８−
ｊＭ誘電体薄膜
Claims (1)
- 蛍光体粒子を誘電体中に分散させて形成した発光層を
有するＥＬ素子において、上記蛍光体粒子の表面が高誘
電率で且つ実質的に透明な誘電体薄膜で被覆されている
ことを特徴とする、ＥＬ素子の構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62152734A JPS63318092A (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | Ｅｌ素子の構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62152734A JPS63318092A (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | Ｅｌ素子の構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63318092A true JPS63318092A (ja) | 1988-12-26 |
Family
ID=15546994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62152734A Pending JPS63318092A (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | Ｅｌ素子の構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63318092A (ja) |
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| JPS62195894A (ja) * | 1986-02-22 | 1987-08-28 | アルプス電気株式会社 | エレクトロルミネツセンス素子 |
-
1987
- 1987-06-19 JP JP62152734A patent/JPS63318092A/ja active Pending
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