CN1353567A - El元件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及EL元件。本发明的EL元件由透光性基板、形成于所述基板上的透光性电极层、包含阳离子交换剂的发光体层、电介质层以及背面电极层构成,在所述透光性电极层与所述发光体层之间,具有与构成所述发光体层的合成树脂粘合剂不相溶的合成树脂构成的电介质绝缘层。本发明提供能够防止黑点,而且暗点也不容易发生的,具有良好的光照射特性的EL元件。
Description
技术领域
本发明涉及使用于各种电子设备的显示部和操作部的照明等的EL元件。
背景技术
近年来,在各种电子设备的高性能化和多样化的发展中,其显示部和操作部等的照明多使用EL元件。下面参照图2和图3对这样的已有的涂布型EL元件加以说明。
图2是已有的EL元件的剖面图。已有的EL元件由聚乙烯对酞酸酯、即PET(polyethylene terephthalate)等的透明绝缘膜1、在绝缘膜1的整个上表面上以溅射法或电子束法形成的透光性电极层2、或印刷将氧化铟锡等分散的透明合成树脂形成的透光性的电极层2、使作为发光的基体的硫化锌等荧光体4分散于合成树脂粘合剂(binder)3形成的发光体层5、在合成树脂粘合剂中分散钛酸钡等的电介质层6、在电介质层6上形成的银或碳系树脂的背面电极层7、以及环氧树脂或聚酯树脂等形成的绝缘层8构成。发光体层5、电介质层6、背面电极层7以及绝缘层8依序重叠于透光性电极层2上。
在如上所述的结构中,将EL以及安装于电子设备上,从电子设备的电路(未图示)将交流电压施加于透光性电极层2和背面电极层7之间,发光体层5的荧光体4就发光,使此光线从背面照明电子设备的显示面板或LCD等。
又,在如上所述的结构中,在高湿度环境中使LE元件发光时,由于空气中的水分和施加的电压,发光体的合成树脂粘合剂3内发生合成树脂粘合剂3碳化的所谓黑点,妨碍光线照射。为了防止发生这样的情况,在硫化锌等荧光体4上通常施加氧化铝或氧化钛、氧化硅等金属氧化物或氮化铝等构成的防湿被覆膜4A。
但是,如图3(a)的部分剖面图所示,在荧光体4上被覆防湿被覆膜4A时,一旦有许多荧光体4凝集,在该凝集边界部9存在没有覆盖防湿被覆膜4A的情况。或如图3(b)所示,在将荧光体4和合成树脂粘合剂3混合于溶剂中的状态下进行搅拌时,由于荧光体4之间的相互冲突,存在防湿被覆膜4A发生剥离,露出荧光体4的情况。由于这些情况,引起在高湿度的情况下从荧光体4溶出金属离子,发光体层5的绝缘性能劣化,黑点容易发生的问题。
作为上述问题的解决办法,本发明人在日本专利申请2000-196109号提出了在发光体层5内分散阳离子交换剂,用发光体层内的阳离子交换剂捕捉在高湿度的情况下从荧光体溶出的离子的方法。借助于此,即使使用防湿被覆膜覆盖不充分的荧光体,也能够在高湿度的情况下维持发光体层的绝缘性能,提供不容易发生黑点的EL。
但是在上述改良的EL元件中,虽然便携式电话等施加数伏特到十余伏特电压的通常的电子设备上使用的情况下不存在问题,但是在施加数十伏特或100伏特等电压,以高辉度长时间点亮的情况下,虽然在不点亮时看不见,但是存在着在点亮时容易发生部分地方有比周围暗的所谓暗点的情况。这种现象特别是在采用以溅射法形成透光性电极层,荧光体的防湿覆盖不充分的材料的情况下更加显著。
本发明的目的在于,解决这样的存在问题,提供能够防止黑点的发生,而且暗点不容易发生的,能够得到良好光照的EL元件。
发明内容
本发明的EL元件由透光性基板、形成于基板上的透光性电极层、包含阳离子交换剂的发光体层、电介质层以及背面电极层构成,在透光性电极层与发光体层之间,具有与构成发光体层的合成树脂粘合剂不相溶的合成树脂构成的电介质绝缘层。
本发明提供能够防止黑点,而且暗点也不容易发生的,具有良好的光照射特性的EL元件。
附图说明
图1是本发明一实施形态的EL元件的剖面图。
图2是已有的EL元件的剖面图。
图3是已有的荧光体的部分剖面图。
具体实施形态
下面利用图1对本发明的实施形态加以说明。对于与在已有技术部分说明的结构相同的部分标以相同的符号,并且省略详细说明。
实施形态1
图1是本发明一实施形态的EL元件的剖面图。本发明一实施形态的EL元件以聚乙烯对酞酸酯(polyethylene terephthalate)或聚酰亚胺(polyimide)等透光性绝缘膜1、在绝缘膜1的整个上表面上以溅射法或电子束法形成的,氧化铟锡构成的透光性电极层2、使作为发光的基体的硫化锌等荧光体4分散于氟橡胶等合成树脂粘合剂3形成的发光体层11作为基本结构要素。
在荧光体4上施加氧化铝或氧化钛、氧化硅等金属氧化物,或氮化铝等防湿被覆膜4A,同时在发光体层11内添加荧光体4,分散锑酸或磷酸盐、硅酸盐、沸石等阳离子交换剂12。
又,透光性电介质绝缘层13的树脂材料使用氰基(cyano)系树脂或分散有介电常数大于100的高介电常数无机粉末的氰基树脂。上述树脂材料采用与发光体层的合成树脂粘合剂不相溶的合成树脂。
在本实施形态中,在透光性电极层2与发光体层11之间印刷形成膜厚0.1~20微米的电介质绝缘层13。
而且,在发光体层11上依序重叠印刷形成在高电介质性能的合成树脂粘合剂上分散钛酸钡等高电介质性能的无机填料形成的电介质层6、银或碳系树脂的背面电极7、以及环氧树脂或聚酯树脂等形成的绝缘层8,构成EL元件。
在上述结构中,将EL元件安装于电子设备,从电子设备的电路(未图示)将交流电压施加于EL元件的透光性电极层2和背面电极层7之间,发光体层11的荧光体4就发光,该光线从后方照射电子设备的显示面板或LCD等。
下面对这样的EL元件的具体制作方法及其特性进行说明。
首先,在厚度为125微米的PET(polyethylene terephthalate;聚乙烯对酞酸酯)构成的绝缘薄膜上溅射厚度30nm的氧化铟锡,形成透光性电极层2,然后依序重叠进行下述印刷。
(1)将在N-甲基吡咯烷酮中以30%固体成分溶解的氰基乙酯化支链淀粉(cyano-ethyl pullulan)树脂(日本信越化学株式会社制造,CR-M)膏用350目的不锈钢筛网以规定的图形印刷在透光性电极层2上,然后在100℃烘干30分钟,形成膜厚1.6微米的电介质绝缘层13。
还有,对于电介质绝缘层13,除了上面所述外,还以同样的方法,但是改变氰基乙酯化支链淀粉树脂固体成分的比例或筛网的目数,多次重复进行印刷,如表1中No.1~10所示,制作10种薄膜厚度的样品。
(2)在电介质绝缘层13上印刷溶解于2-乙氧基乙氧基乙醇(2-ethoxyethoxyethanol)的合成树脂粘合剂3,在100℃烘干30分钟,形成发光体层11。使用于合成树脂粘合剂3的膏是,氟橡胶(杜邦公司制造的VitonA)100重量%,添加五氧化锑水合物粉末30重量%作为阳离子交换剂12,用辊轧粉碎分散的膏50克,与覆盖氮化铝防湿被覆膜4A的荧光体4(Osram Silvania制造:ANE430)200克搅拌混合制成的。用200目的不锈钢筛网以规定的图形印刷。
对于发光体层11,除了上面所述外,还以同样的方法,但是改变阳离子交换剂12的添加重量%,如表2所示制作No.5及No.11~19所示的9种样品。
(3)在发光体层11上,以具有规定的图形的100目的不锈钢筛网印刷在溶解于2-乙氧基乙氧基乙醇的22重量%的氟橡胶(杜邦公司制造的VitonA)中分散高电介质性能的无机填料钛酸钡粉末(堺化学株式会社制造:BT-05)78重量%等形成的电介质膏,以与发光体层11相同的条件进行烘干形成电介质层6。
(4)在电介质层6上,以具有规定的图形的200目的不锈钢筛网印刷碳糊(东洋纺株式会社制DW-250H),以155℃烘干30分钟形成背面电极层7。
(5)最后,以具有规定的图形的200目的不锈钢筛网印刷绝缘保护膜(藤仓化学株式会社制XB-804),以155℃烘干30分钟形成绝缘层8。
对如上所述制作的No.1~10的EL元件,就表1所示的项目进行评价。
初始辉度(Cd/m2)是在制作后放置一天再测定以100V、400Hz的条件点亮的值。
辉度保持率是将样品在25℃、65%RH湿度的槽中以100V、400Hz连续点亮1000小时之后,将样品从槽中取出在30分钟之后进行辉度测定,以相对于初始值的变化率求得的。
EL元件有无发生暗点及其水平,根据目视方法进行评价,评价标准有,G(没有暗点发生)、F(暗点很少发生)、P(暗点为可以看作是不均匀的水平)、B(发生暗点,达到导致不均匀的程度)。
表1
No. | 电介质绝缘层膜厚(微米) | 发光体层中的离子交换剂添加量(wt%) | 初始辉度(Cd/m2) | 辉度保持率(%) | 暗点评价 |
1 | 0 | 30 | 96.5 | 38 | B |
2 | 0.06 | 30 | 96.6 | 39 | B |
3 | 0.18 | 30 | 97.1 | 42 | P |
4 | 0.8 | 30 | 96.2 | 51 | F |
5 | 1.6 | 30 | 95.5 | 54 | G |
6 | 2.8 | 30 | 94.8 | 54 | G |
7 | 5.2 | 30 | 91.5 | 56 | G |
8 | 12.6 | 30 | 81.2 | 61 | G |
9 | 16.3 | 30 | 68.1 | 63 | G |
10 | 28.1 | 30 | 32.1 | 71 | G |
从表1可知,与没有形成电介质绝缘层13的No.1和膜厚0.1微米以下的No.2相比,随着电介质绝缘层13的膜厚的增大,暗点不再发生,同时辉度保持率变大,也就是说辉度的变化减小。
但是,随着电介质绝缘层13膜厚的变大,初始辉度稍有下降,在膜厚超过20微米的No.10,辉度下降到其他样品的1/3。
同样,对于No.5和No.11~19的EL元件,也评价在100V、400Hz的初始辉度(Cd/m2)、在40℃、95%RH湿度的槽中以100V、400Hz连续点亮240小时后的辉度保持率,而且对于有无发生黑点及其水平,根据目视方法进行评价,评价标准为,G(没有黑点发生)、F(黑点很少发生,而且是φ1mm以下、少量的水平)、P(发生的黑点为φ1mm以下、中等水平)、B(发生的黑点在φ1mm以上,或黑点在φ1mm以下但是数量多得不计其数)。评价结果示于表2。
表2
No. | 电介质绝缘层膜厚(微米) | 发光体层中的离子交换剂添加量(wt%) | 初始辉度(Cd/m2) | 辉度保持率(%) | 黑点评价 |
11 | 1.6 | 0 | 84.1 | 29 | B |
12 | 1.6 | 0.01 | 83.9 | 32 | B |
13 | 1.6 | 0.1 | 84.5 | 36 | B |
14 | 1.6 | 1 | 84.8 | 49 | P |
15 | 1.6 | 10 | 89.2 | 68 | F |
5 | 1.6 | 30 | 95.5 | 72 | G |
16 | 1.6 | 100 | 96.9 | 72 | G |
17 | 1.6 | 200 | 98.3 | 72 | G |
18 | 1.6 | 300 | 98.6 | 71 | G |
19 | 1.6 | 400 | 93.0 | 73 | G |
从表2可知,在电介质绝缘层13的膜厚为一定值的情况下,随着发光体层11内阳离子交换剂12的添加量的增加,辉度保持率变大,同时黑点也变得不容易发生。
这样采用本实施形态,在发光体层11中分散阳离子交换剂12,同时在透光性电极层2和发光体层11之间形成电介质绝缘层13,构成EL元件,能够得到防止黑点的发生,而且暗点也不容易发生的、光照射性能良好的EL元件。
又,由于电介质绝缘层13由氰基系树脂或分散有介电常数大于100的高介电常数无机粉末的氰基树脂构成,电介质绝缘层具有高介电性能,电压集中施加于低介电常数的发光体层11,因此能够得到高辉度的EL元件。
又,电介质绝缘层13的膜厚做成0.1~20微米,以此可以得到能够防止暗点发生,而且辉度降低也少的EL元件。
还有,在上述说明中,对电介质绝缘层13的合成树脂使用氰基乙酯化支链淀粉(cyano-ethyl pullulan)树脂的情况作出了说明,但是,除此以外,实施本发明还可以使用氰基乙酯纤维素(cyano-ethyl cellulose)或氰基化蔗糖(succallose)等多糖类合成树脂等。
又,采用在这些氰基树脂中分散例如介电常数为300的氧化钛或介电常数为300的钛酸钡、介电常数6000的钛锆酸钡(Barium titanate zirconate;BaTixBa3-xO3)等介电常数为100以上的高介电性能的无机粉末,也能够实施本发明。
还有,关于在发光体层11中添加的阳离子交换剂12,上面对使用五氧化锑水合物粉末、所谓锑酸的情况作出了说明,但是也可以取而代之,采用磷酸钛等磷酸盐、硅酸盐或沸石、或市售的东亚合成化学工业株式会社制造的IXE-100~400等其他阳离子交换剂。只要是具有阳离子交换能力的化合物、混合物,不管是有机化合物还是无机化合物,都能够得到与本实施形态相同的效果。
又,关于发光体层11的荧光体4,上面使用覆盖氮化铝防湿被覆膜4A的OsramSilvania公司制造的ANE430进行了说明,但是此外,使用以例如Osram Silvania公司制造的CJ型等氧化铝或氧化钛、氧化硅等金属氧化物覆盖的荧光体,或没有施加防湿被覆膜4A的Osram Silvania公司制造的#723等荧光体也能够得到相同的效果。
还有,对于发光体层11的合成树脂粘合剂3,上面就使用氟橡胶的情况进行了说明,但是此外还可以使用聚酯树脂或苯氧基树脂、环氧树脂、或丙烯树脂等合成树脂粘合剂。
如上所述,采用本发明能够得到这样的有利效果,即能够得到可防止黑点,而且暗点也不容易发生的,具有良好的光照射特性的EL元件。
Claims (5)
1.一种EL元件,其特征在于,由透光性基板、形成于所述基板上的透光性电极层、包含阳离子交换剂的发光体层、电介质层、以及背面电极层构成,在所述透光性电极层与发光体层之间,具有与构成所述发光体层的合成树脂粘合剂不相溶的合成树脂构成的电介质绝缘层。
2.根据权利要求1所述的EL元件,其特征在于,所述电介质绝缘层由氰基系树脂或分散有介电常数大于100的高介电常数无机粉末的氰基树脂构成。
3.根据权利要求1所述的EL元件,其特征在于,所述电介质绝缘层的膜厚为0.1~20微米。
4.根据权利要求1所述的EL元件,其特征在于,所述基板是树脂薄膜。
5.根据权利要求1所述的EL元件,其特征在于,所述阳离子交换剂是无机阳离子交换剂。
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