JP2003041249A - El蛍光体とその製造方法及びそれを用いたel素子 - Google Patents

El蛍光体とその製造方法及びそれを用いたel素子

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JP2003041249A
JP2003041249A JP2001233232A JP2001233232A JP2003041249A JP 2003041249 A JP2003041249 A JP 2003041249A JP 2001233232 A JP2001233232 A JP 2001233232A JP 2001233232 A JP2001233232 A JP 2001233232A JP 2003041249 A JP2003041249 A JP 2003041249A
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JP
Japan
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phosphor
moisture
coating film
proof coating
silicon oxide
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JP2001233232A
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English (en)
Inventor
Koji Tanabe
功二 田邉
Yosuke Chikahisa
陽介 近久
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 各種電子機器の照明等に用いられるEL素子
に関し、高温多湿下においても輝度の劣化が少ないEL
蛍光体とその製造方法及びそれを用いたEL素子を提供
することを目的とする。 【解決手段】 珪素酸化物と金属フッ化物の混合蒸気に
よって、蛍光粒子14Aの表面に光透過性の珪素酸化物
と金属フッ化物の防湿被覆膜14Bを形成したEL蛍光
体14を用いて、EL素子の発光体層15を構成するこ
とで、輝度劣化の少ないものを得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種電子機器の表
示部や操作部の照明等に用いられるEL蛍光体とその製
造方法及びそれを用いたEL素子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、各種電子機器の多様化が進むにつ
れて、暗闇でも表示部の識別や操作が可能なように表示
パネルやLCDの後方に照明用のバックライトを備えた
ものが増え、そのバックライト用としてEL素子が多く
使用されるようになっている。
【0003】このような従来のEL素子について、図3
を用いて説明する。
【0004】図3は従来のEL素子の断面図であり、同
図において、1はポリエチレンテレフタレート等の光透
過性の基材で、この上面の全面にスパッタ法または電子
ビーム法等によって、酸化インジウム錫からなる光透過
性電極層2が形成されている。
【0005】そして、この上に、合成樹脂3に発光の母
材となるEL蛍光体4を分散させた発光体層5や、同じ
く合成樹脂にチタン酸バリウム等を分散させた誘電体層
6、誘電体層6に接続された銀やカーボンレジン系の背
面電極層7、エポキシ樹脂やポリエステル樹脂等の絶縁
層8が順次重ねて印刷形成されて、EL素子が構成され
ている。
【0006】また、発光体層5内のEL蛍光体4は、水
分による輝度の劣化を防ぐため、銅等に硫化亜鉛を被覆
した蛍光粒子4Aの表面を、酸化アルミニウムや酸化チ
タン、シリカ等の金属酸化物や窒化アルミニウム等の金
属窒化物を蒸着した、防湿被覆膜4Bで覆って形成され
ている。
【0007】以上の構成において、このEL素子を電子
機器に装着し、電子機器の回路(図示せず)からEL素
子の光透過性電極層2と背面電極層7の間に交流電圧を
印加すると、発光体層5のEL蛍光体4が発光し、この
光が電子機器の表示パネルやLCD等を後方から照光す
るため、周囲が暗い場合でも表示部や操作部の識別を明
確に行うことができるものであった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のEL素子においては、発光体層5内のEL蛍光体4の
防湿被覆膜4Bが、金属酸化物や金属窒化物を蒸着して
形成されているため、防湿被覆膜4Bの緻密性が不充分
で、高温多湿下においては輝度の劣化が生じ易く、ま
た、これを防止するために防湿被覆膜4Bを厚くした場
合には、輝度が低下してしまうという課題があった。
【0009】本発明は、このような従来の課題を解決す
るものであり、高温多湿下においても輝度の劣化が少な
いEL蛍光体とその製造方法及びそれを用いたEL素子
を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、以下の構成を有するものである。
【0011】本発明の請求項1に記載の発明は、珪素酸
化物と金属フッ化物の混合蒸気によって、蛍光粒子の表
面に光透過性の珪素酸化物と金属フッ化物の防湿被覆膜
を形成してEL蛍光体を構成したものであり、分子径の
異なる珪素酸化物と金属フッ化物によって、蛍光粒子表
面に緻密な防湿被覆膜を形成できるため、高温多湿下に
おいても輝度の劣化が少ないEL蛍光体を得ることがで
きるという作用を有する。
【0012】請求項2に記載の発明は、蛍光粒子を連続
的に珪素酸化物と金属フッ化物の混合蒸気に晒し、蛍光
粒子の表面に防湿被覆膜を形成するEL蛍光体の製造方
法であり、輝度の劣化が少ないEL蛍光体を簡易に製作
することができるという作用を有する。
【0013】請求項3に記載の発明は、請求項2記載の
発明において、雰囲気温度200℃以下で防湿被覆膜を
形成したものであり、防湿被覆膜形成時の熱劣化による
蛍光粒子の輝度低下を防止できるという作用を有する。
【0014】請求項4に記載の発明は、光透過性の基材
上に光透過性電極層と、請求項1記載のEL蛍光体を合
成樹脂内に分散した発光体層、及び背面電極層を重ねて
形成してEL素子を構成したものであり、輝度劣化の少
ないEL素子を実現することができるという作用を有す
る。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図1及び図2を用いて説明する。
【0016】なお、従来の技術の項で説明した構成と同
一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略
化する。
【0017】(実施の形態)図1は本発明の一実施の形
態によるEL蛍光体を用いたEL素子の断面図であり、
同図において、1はポリエチレンテレフタレートやポリ
イミドフィルム等の光透過性の基材で、この上面の全面
または所定の箇所に、スパッタ法または電子ビーム法、
或いは酸化インジウム錫等を分散した合成樹脂を印刷し
て、光透過性電極層2が形成されている。
【0018】そして、この上に、フッ素ゴムやシアノ系
樹脂等の高誘電性の合成樹脂13に発光の母材となるE
L蛍光体14を分散させた発光体層15や、同じく高誘
電性の合成樹脂にチタン酸バリウム等の高誘電性無機充
填体を分散させた誘電体層6、誘電体層6に接続された
銀やカーボンレジン系の背面電極層7、エポキシ樹脂や
ポリエステル樹脂等の絶縁層8が順次重ねて印刷形成さ
れて、EL素子が構成されている。
【0019】また、発光体層15内のEL蛍光体14
は、水分による輝度の劣化を防ぐため、銅等に硫化亜鉛
を被覆した蛍光粒子14Aの表面を、光透過性の珪素酸
化物と金属フッ化物の防湿被覆膜14Bで覆って形成さ
れている。
【0020】以上の構成において、EL素子を電子機器
に装着し、電子機器の回路(図示せず)からEL素子の
光透過性電極層2と背面電極層7の間に交流電圧を印加
すると、発光体層15のEL蛍光体14が発光し、この
光が電子機器の表示パネルやLCD等を後方から照光す
るため、周囲が暗い場合でも表示部や操作部の識別を明
確に行うことができる。
【0021】次に、以上のようなEL蛍光体14の製作
方法について説明する。
【0022】図2はEL蛍光体の製造方法のプロセス図
であり、同図において、21は真空チャンバーで、蒸着
元22から蒸発した珪素酸化物と金属フッ化物の蒸気2
3が、左方から供給されるアルゴンガス等の不活性ガス
24と共に、真空チャンバー21内に導入される。
【0023】そして、上部の投入口からバルブ25を開
けて、蛍光粒子14Aを投入し少量ずつ連続的に落下さ
せると、蛍光粒子14Aが蒸気23に晒されて、表面に
珪素酸化物と金属フッ化物の防湿被覆膜14Bが形成さ
れ、真空チャンバー21下部に落下する。
【0024】さらに、所定の厚さの被覆膜を形成するた
めバルブ26を開放し、移送管27によって防湿被覆膜
14Bが形成された蛍光粒子14Aを上方へ移送し、真
空チャンバー21A内に再び落下させ、これを何回か繰
返して蛍光粒子14A表面に所定の厚さの均一な防湿被
覆膜14Bを形成する。
【0025】また、この時、真空チャンバー21内の雰
囲気温度は200℃以下にコントロールされ、所定の厚
さの防湿被覆膜14Bが形成されたEL蛍光体14は、
真空を解除した後、取出し口から取出される。
【0026】以上のようにして、蛍光粒子14A(株式
会社東芝製SP−500)を、二酸化珪素90重量%と
フッ化マグネシウム10重量%の蒸気23に晒し、防湿
被覆膜14Bの膜厚が4〜500nmのEL蛍光体14
を製作した。
【0027】次に、このようなEL蛍光体を用いたEL
素子の具体的な製作方法と、その特性について説明す
る。
【0028】先ず、厚さ125μmのポリエチレンテレ
フタレート(PET)の絶縁フィルム1上に、酸化イン
ジウム錫を厚さ30nmにスパッタして、光透過性電極
層2を形成した後、順次重ねて以下の印刷を行った。
【0029】光透過性電極層2上に、2エトキシエトキ
シエタノールに溶解した合成樹脂13としてのフッ素ゴ
ム(ダイキン社製G−201)100重量%に対し、上
記のように製作したEL蛍光体200gを攪拌混合した
後、所定パターンの200ロッシュステレンススクリー
ンで印刷し、100℃で30分間乾燥して、下記(表
1)に示すようなNo.3〜8の六種類の発光体層15
を形成した。
【0030】なお、この時、比較用として、防湿被覆膜
で覆われていない蛍光粒子(株式会社東芝製SP−50
0)と、窒化アルミニウムを防湿被覆膜4Bとした蛍光
粒子(オスラムシルバニア社製ANE430)を用い
て、同様にNo.1と2の蛍光体層も形成した。
【0031】次に、この各々の発光体層上に、2エトキ
シエトキシエタノールに溶解したフッ素ゴム(ダイキン
社製G−201)22重量%に、チタン酸バリウム粉末
(堺化学株式会社製BT−05)78重量%等を分散し
た誘電体ペーストを、所定パターンの100メッシュス
テンレススクリーンで印刷し、発光体層15と同一条件
で乾燥して誘電体層6を形成した。
【0032】続いて、カーボンペースト(東洋紡株式会
社社DW−250H)を所定パターンの200メッシュ
ステンレススクリーンで印刷し、155℃で30分乾燥
して背面電極層7を形成した。
【0033】最後に、絶縁レジスト(藤倉化成株式会社
製 XB−804)を所定パターンの200メッシュス
テンレススクリーンで印刷し、155℃で30分間乾燥
して絶縁層8を形成した。
【0034】
【表1】
【0035】以上のように製作したNo.1〜8のEL
素子について、(表1)に示すように、100V400
Hzでの初期輝度(Cd/m2)を製作後一日放置した
後で測定し、これらを40℃95%RH湿度槽中に10
0V400Hzで1000時間連続点灯した後、槽から
取り出して30分後に輝度を測定し、高温多湿下での輝
度の変化を示す輝度保持率を比較評価した。
【0036】この結果、(表1)から明らかなように、
防湿被覆膜で覆われていないNo.1や窒化アルミニウ
ムを防湿被覆膜4BとしたNo.2に比べ、No.3や
4はNo.1とほぼ同等の初期輝度が得られ、防湿被覆
膜4Bの膜厚が厚くなるに従って、輝度保持率が大き
く、つまり、高温多湿下での輝度の変化が少なくなって
いる。
【0037】このように本実施の形態によれば、分子径
の異なる珪素酸化物と金属フッ化物によって、蛍光粒子
14A表面に緻密な防湿被覆膜14Bが形成されたEL
蛍光体14を得ることができるため、高温多湿下におい
ても輝度の劣化が少ないEL蛍光体とその製造方法を実
現することができるものである。
【0038】また、真空チャンバー21内の雰囲気温度
を200℃以下とし、この中で防湿被覆膜14Bを形成
することによって、防湿被覆膜14B形成時の熱劣化に
よる蛍光粒子14Aの輝度低下を防止することができ
る。
【0039】さらに、このようなEL蛍光体14を用い
てEL素子の蛍光体層15を構成することによって、輝
度劣化の少ないEL素子を得ることができる。
【0040】なお、以上の説明では、防湿被覆膜14B
の珪素酸化物として二酸化珪素を用いて説明したが、一
般的に珪素酸化物はSiOXで表わされ、X=1〜2の
範囲であればどの珪素酸化物でも良いが、これらを混合
して用いる場合、その混合比がX=1.7未満では黄色
から褐色に着色するため好ましくない。
【0041】また、金属フッ化物としてフッ化マグネシ
ウムを用いたが、カルシウム、バリウム、ストロンチウ
ム、セシウム、ナトリウム、リチウム等のフッ化物でも
よく、中でもフッ化マグネシウムやカルシウムが望まし
い。
【0042】さらに、珪素酸化物と金属フッ化物の混合
比率としては、珪素酸化物70〜95重量%が望まし
い。
【0043】また、様々な蛍光粒子について本発明の実
施が可能であると共に、防湿被覆膜14Bの被覆も、蛍
光粒子14Aを少量ずつ連続的に落下させる以外に、拡
散装置等を用いて攪拌しながら連続的に被覆させる等、
様々な方法によって防湿被覆膜の被覆が実施可能であ
る。
【0044】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、高温多湿
下においても輝度の劣化が少ないEL蛍光体とその製造
方法及びそれを用いたEL素子を得ることができるとい
う有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態によるEL蛍光体を用い
たEL素子の断面図
【図2】同製造方法のプロセスを示す図
【図3】従来のEL素子の断面図
【符号の説明】
1 基材 2 光透過性電極層 6 誘電体層 7 背面電極層 8 絶縁層 13 合成樹脂 14 EL蛍光体 14A 蛍光粒子 14B 防湿被覆膜 15 発光体層 21 真空チャンバー 22 蒸着元 23 蒸気 24 不活性ガス 25,26 バルブ 27 移送管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3K007 AB11 AB13 AB14 AB18 CA06 CB01 CC02 DA04 DA05 FA01 4H001 CA01 CC05 CC08 XA16 XA30

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 珪素酸化物と金属フッ化物の混合蒸気に
    よって、蛍光粒子の表面に光透過性の珪素酸化物と金属
    フッ化物の防湿被覆膜が形成されたEL蛍光体。
  2. 【請求項2】 蛍光粒子を連続的に珪素酸化物と金属フ
    ッ化物の混合蒸気に晒し、蛍光粒子の表面に防湿被覆膜
    を形成するEL蛍光体の製造方法。
  3. 【請求項3】 雰囲気温度200℃以下で防湿被覆膜を
    形成した請求項2記載のEL蛍光体の製造方法。
  4. 【請求項4】 光透過性の基材上に光透過性電極層と、
    請求項1記載のEL蛍光体を合成樹脂内に分散した発光
    体層、及び背面電極層を重ねて形成したEL素子。
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