JP2006127780A - Electroluminescent element - Google Patents

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Shunsuke Shiotani
俊介 塩谷
Sotomitsu Ikeda
外充 池田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electroluminescent element emitting light with high efficiency and a long life in a desired phosphor. <P>SOLUTION: A light-emitting layer, a dielectric layer and a charge-supplying layer are intercalated between a back electrode and a transparent electrode, the charge-supplying layer includes a needle-like substance, and is in contact with both surfaces of the light-emitting layer. Since the charge-supplying layer having the needle-like substance is provided on both surfaces of the light-emitting layer, high-energy electrons can effectively be collided with the desired phosphor, so that the electroluminescent element is capable of having a long life, high efficiency and multicolor. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、情報表示装置及び照明などに用いられる電界発光(EL)素子に関するものである。   The present invention relates to an electroluminescence (EL) element used for an information display device and illumination.

電界発光(EL)素子は、交流の高電界を印加させることにより蛍光体を励起させて発光を行う電界発光型と、発光ダイオードのような電荷注入型とがある。このうち、電界発光型には蛍光体粒子をバインダ中に分散させた分散型EL素子と、蛍光体や誘電体を蒸着等により薄膜化して素子を形成した薄膜型EL素子に大別される。   Electroluminescent (EL) elements include an electroluminescent type that emits light by exciting a phosphor by applying an alternating high electric field, and a charge injection type such as a light emitting diode. Among these, the electroluminescent type is broadly classified into a dispersion type EL element in which phosphor particles are dispersed in a binder and a thin film type EL element in which a phosphor or a dielectric is thinned by vapor deposition or the like to form an element.

分散型EL素子については、低電圧駆動が可能、大面積化が容易、フレキシブル化が容易であるため、携帯電話やPDA等の小型携帯端末の表示部や操作部、更にはポスターや看板等のバックライトとして多く用いられている。一方、薄膜型EL素子については、真空蒸着を必要とするため、大面積化が困難ではあるが、高輝度な発光素子が得られていることからカラーディスプレイへの応用が検討されている。   The distributed EL element can be driven at a low voltage, can easily be increased in area, and can be easily flexible. Therefore, the display unit and the operation unit of a small portable terminal such as a mobile phone or a PDA, as well as a poster or a signboard can be used. It is often used as a backlight. On the other hand, thin-film EL elements require vacuum deposition and are difficult to increase in area. However, since high-luminance light-emitting elements are obtained, application to color displays is being studied.

図9に従来の分散型EL素子の一例の断面図を示す。   FIG. 9 shows a cross-sectional view of an example of a conventional dispersion type EL element.

銀やアルミニウム板等の背面電極101と、ガラスやPET(Poly Ethylene Terephthalate)フィルム等の透明基板102と、透明基板102表面に形成された酸化インジウム錫(ITO)等の透明電極103と、背面電極101と透明電極103との間に介在された発光層105及び誘電体層106と、導線108と、防湿層109とから構成されている。尚、発光層105は、シアノエチルセルロース等の有機バインダ中に、ZnS等のホスト材にCuやMn等をドープした蛍光体粉末104を分散させた混合物であり、誘電体層106は、発光層と同様な有機バインダ中に、チタン酸バリウム等の高誘電率を有する誘電体粉末106を分散させた混合物である。   Back electrode 101 such as silver or aluminum plate, transparent substrate 102 such as glass or PET (Poly Ethylene Terephthalate) film, transparent electrode 103 such as indium tin oxide (ITO) formed on the surface of transparent substrate 102, and back electrode A light emitting layer 105 and a dielectric layer 106 interposed between the transparent electrode 103 and the transparent electrode 103, a conductive wire 108, and a moisture-proof layer 109 are included. The light emitting layer 105 is a mixture in which a phosphor powder 104 doped with Cu, Mn, or the like in a host material such as ZnS is dispersed in an organic binder such as cyanoethyl cellulose. This is a mixture in which a dielectric powder 106 having a high dielectric constant such as barium titanate is dispersed in a similar organic binder.

上記従来の分散型EL素子の発光原理は、非特許文献1、2であるフィッシャーらの報告より、以下のように考えられている。   The light emission principle of the conventional dispersion-type EL element is considered as follows from the report of Fisher et al.

蛍光体であるZnSにCuを添加することにより、ZnSの線欠陥に沿ってCuS針晶が析出する。このCuSは非常に高い導電率を示し、この蛍光体に電場が印加されると、線欠陥の両端の近くには電気力線が集中し、高い電場(10〜10V/cm)が生じる。交流電場を印加すると、導電性欠陥線の両端からそれぞれ電子・ホールが放出される。放出されたホールは、発光中心にトラップされ発光を行い、更に半周期後、電場は逆転し、今度は電子が放出されると、トラップされたホールと再結合して発光を行う。そのため、分散型ELの発光は、最初は欠陥線の両端の2個のスポットから始まり、電圧を上げていくとそれらが次第に伸び、互いに向き合っているコメリット状の発光として観測される。 By adding Cu to ZnS, which is a phosphor, Cu x S needle crystals are deposited along the ZnS line defects. This Cu x S exhibits a very high conductivity. When an electric field is applied to the phosphor, electric lines of force are concentrated near both ends of the line defect, and a high electric field (10 5 to 10 6 V / cm ) Occurs. When an alternating electric field is applied, electrons and holes are emitted from both ends of the conductive defect line. The emitted holes are trapped in the emission center and emit light, and after a further half cycle, the electric field is reversed, and when electrons are released this time, they recombine with the trapped holes and emit light. Therefore, the light emission of the dispersive EL starts from two spots at both ends of the defect line, and as the voltage is increased, they gradually grow and are observed as a comitated light emission facing each other.

一方、図10に従来の薄膜型EL素子の一例の断面図を示す。   On the other hand, FIG. 10 shows a cross-sectional view of an example of a conventional thin film EL element.

銀やアルミニウム板等の背面電極111と、ガラスやPET(Poly Ethylene Terephthalate)フィルム等の透明基板112と、透明基板上に形成されたITO等の透明電極113と、背面電極111と透明電極113との間に介在された発光層114及び誘電体層115と、導線116と防湿層117とから構成されている。尚、発光層114は、ZnS等のホスト材にMnやTbFをドープした蛍光体から成り、スパッタ法や真空蒸着法、CVD法等により薄膜状に形成される。又、誘電体層115は、SiO、Si、Al等の誘電体から成り、スパッタ法、真空蒸着法、CVD法等により、薄膜状に形成される。 A back electrode 111 such as silver or aluminum plate, a transparent substrate 112 such as glass or PET (Poly Ethylene Terephthalate) film, a transparent electrode 113 such as ITO formed on the transparent substrate, a back electrode 111 and a transparent electrode 113 The light-emitting layer 114 and the dielectric layer 115 are interposed between the conductive layer 116 and the moisture-proof layer 117. The light emitting layer 114 is made of a phosphor obtained by doping a host material such as ZnS with Mn or TbF 3 , and is formed into a thin film by a sputtering method, a vacuum deposition method, a CVD method, or the like. The dielectric layer 115 is made of a dielectric material such as SiO 2 , Si 3 N 4 , Al 2 O 3 , and is formed in a thin film shape by sputtering, vacuum deposition, CVD, or the like.

上記薄膜型EL素子の発光原理は、高電界によって加速された電子(ホットエレクトロン)が蛍光体を直接励起させて発光を行う。   The light emission principle of the thin film EL element is that light (hot electrons) accelerated by a high electric field excites the phosphor directly to emit light.

又、特許文献1には陰極側にカーボンナノチューブ層を設けることで電界集中ポイントを生じさせ、素子の低電圧駆動を可能にし、高効率、長寿命化を図っていることが記載されている。   Patent Document 1 describes that by providing a carbon nanotube layer on the cathode side, an electric field concentration point is generated, the device can be driven at a low voltage, and high efficiency and long life are achieved.

又、特許文献2には透明電極側の針状物質11に、ITO針状粉末等の透明な導電性酸化物を用いることが記載されている。   Patent Document 2 describes that a transparent conductive oxide such as ITO needle-like powder is used for the needle-like substance 11 on the transparent electrode side.

J.Electrochem.Soc.,109,p1043(1962)、J. et al. Electrochem. Soc. 109, p1043 (1962), J.Electrochem.Soc.,110,p733(1963)J. et al. Electrochem. Soc. , 110, p733 (1963) 特開2002−305087号公報JP 2002-305087 A 特開平06−293515号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-293515

しかしながら、従来の分散型EL素子では電界を印加させると、線欠陥及びCuxS針晶の数がゆっくりと減少してしまうことから、発光寿命が短いことが問題となっている。又、ZnS/CuxS系以外の蛍光体を用いて分散型EL素子を作製した場合、高エネルギーの電子が効率良く蛍光体に注入されず、高輝度で長寿命発光を行うことができないことが問題となっている。更に、上記のような理由から、分散型ELに利用できる蛍光体の種類が限定されてしまい、発光色が制限されるという問題も有している。   However, in the conventional dispersion type EL element, when an electric field is applied, the number of line defects and CuxS needle crystals is slowly decreased, so that there is a problem that the light emission lifetime is short. In addition, when a dispersion type EL device is manufactured using a phosphor other than ZnS / CuxS, high-energy electrons are not efficiently injected into the phosphor, and it is impossible to emit light with high brightness and long life. It has become. Furthermore, for the reasons described above, there is a problem that the types of phosphors that can be used for the dispersion type EL are limited, and the emission color is limited.

又、従来の薄膜型EL素子についても、分散型EL素子に比べると効率良くEL発光を行うことが可能であるが、より高効率発光を目指す為に高効率にホットエレクトロンを発生させることが求められている。   Also, conventional thin-film EL elements can emit EL more efficiently than dispersion-type EL elements, but it is required to generate hot electrons with high efficiency in order to aim for more efficient light emission. It has been.

又、分散型EL素子や薄膜型EL素子とは異なり、ホールと電子を発光層に注入させて発光を行う電流注入型の有機EL素子については、特許文献1に開示されているように、陰極側にカーボンナノチューブ層を設けることで電界集中ポイントを生じさせ、素子の低電圧駆動を可能にし、高効率、長寿命化を図っている。   Further, unlike a dispersion type EL element or a thin film type EL element, a current injection type organic EL element that emits light by injecting holes and electrons into a light emitting layer is disclosed in Patent Document 1, as disclosed in Patent Document 1. By providing a carbon nanotube layer on the side, an electric field concentration point is generated, enabling the device to be driven at a low voltage, and achieving high efficiency and long life.

しかしながら、このような構成であると、分散型EL素子や薄膜型EL素子のように高電界の交流電場を印加して発光を行うEL素子に対しては、発光層の片面からしかカーボンナノチューブ層を通じて電荷を発光層に供給できないため、EL素子の高効率・長寿命化を図るには不十分な構成である。   However, with such a configuration, for an EL element that emits light by applying an alternating electric field with a high electric field, such as a dispersion type EL element or a thin film type EL element, the carbon nanotube layer is formed only from one side of the light emitting layer. Thus, the structure cannot be used to increase the efficiency and life of the EL element.

本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とする処は、所望の蛍光体を高効率・長寿命発光で発光させることができる電界発光素子を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide an electroluminescent device capable of emitting a desired phosphor with high efficiency and long life light emission. .

本発明に係る電界発光素子は、背面電極、透明電極間に発光層、誘電体層、電荷供給層が介在し、該電荷供給層は針状物質を有しており、該電荷供給層は、該発光層の両面に設けられていることを特徴としている。   In the electroluminescent device according to the present invention, a light emitting layer, a dielectric layer, and a charge supply layer are interposed between a back electrode and a transparent electrode, and the charge supply layer has a needle-like substance. It is provided on both surfaces of the light emitting layer.

本発明は、発光層の両面に針状物質を有する電荷供給層を設けているため、交流電界を印加した際に、発光層の両面から蛍光体に効率良く高電界を印加することができ、EL素子の高効率・長寿化が可能となる。本発明を分散型EL素子に用いる場合、所望の蛍光体粉末に効率良く高エネルギーの電子を衝突させることができるため、分散型EL素子の長寿命・高効率・多色化が可能となる。   In the present invention, since a charge supply layer having a needle-like substance is provided on both sides of the light emitting layer, when an alternating electric field is applied, a high electric field can be efficiently applied to the phosphor from both sides of the light emitting layer, High efficiency and longevity of the EL element can be achieved. When the present invention is used for a dispersion type EL device, high energy electrons can be efficiently collided with a desired phosphor powder, so that the long life, high efficiency, and multiple colors of the dispersion type EL device can be achieved.

又、本発明を薄膜型EL素子に用いる場合にも、分散型EL素子の場合と同様、従来の薄膜型ELに比べより高効率にホットエレクトロンを蛍光体薄膜に供給できるため、薄膜型EL素子の長寿命・高効率・多色化が可能となる。   Further, when the present invention is used for a thin film type EL element, as in the case of a dispersion type EL element, hot electrons can be supplied to the phosphor thin film more efficiently than a conventional thin film type EL element. Long life, high efficiency, and multiple colors are possible.

前記針状物質については、高電界が生じ易い形状で、尚且つ電荷供給層に多数添加することができるように、ナノチューブやナノワイヤを用いる方が好ましく、具体的にはカーボンナノチューブや金属ナノチューブ、金属ナノワイヤ等を挙げることができる。その中で、特にカーボンナノチューブは、電界集中し易い構造であり、融点が高く、安定な構造であるため、長時間安定して電荷供給源として働くことができ、更に、大量生産も可能な物質であることから、本発明の針状物質として用いるには好適な物質である。   For the acicular substance, it is preferable to use a nanotube or a nanowire so that a high electric field is easily generated and a large number can be added to the charge supply layer. Specifically, a carbon nanotube, a metal nanotube, or a metal is used. Examples thereof include nanowires. Among them, carbon nanotubes, in particular, have a structure that easily concentrates the electric field, have a high melting point, and have a stable structure, so that they can function stably as a charge supply source for a long time and can be mass-produced. Therefore, it is a suitable material for use as the acicular material of the present invention.

尚、本発明は、上記ナノチューブ及び上記ナノワイヤの混合物であっても構わない。又、前記カーボンナノチューブは、その長軸が層面に対して垂直方向に配向している割合が大きいことが好ましく、このような構造にすることにより、より効率良く電界集中ポイントを形成することができるようになる。ここで、ナノチューブとは内径:数百Å〜数百nm、外径:数百Å〜数百nm、長さ:数nm〜数mmの大きさのものを指し、ナノワイヤとは、直径:数nm〜数百nm、長さ:数十nm〜数mmのものを指す。   The present invention may be a mixture of the nanotube and the nanowire. The carbon nanotubes preferably have a large proportion of the major axis oriented in the direction perpendicular to the layer surface. By using such a structure, the electric field concentration point can be formed more efficiently. It becomes like this. Here, the nanotubes are those having an inner diameter of several hundreds of nanometers to several hundreds of nanometers, an outer diameter of several hundreds of nanometers to several hundreds of nanometers, and a length of several nanometers to several millimeters. Nanowires have a diameter of several nanometers. It refers to those of nm to several hundred nm and length: several tens of nm to several mm.

本発明によれば、発光層の両面に針状物質を有する電荷供給層が接していることにより、長寿命・高効率発光が可能なEL素子を提供することができる。又、所望の蛍光体で長寿命・高効率発光が可能となるため、本発明により、分散型EL素子は蛍光体材料の選択が広がり多彩な色を発光することが可能となる。   According to the present invention, an EL element capable of long-life and high-efficiency light emission can be provided by contacting a charge supply layer having a needle-like substance on both sides of a light-emitting layer. In addition, since long-life and high-efficiency light emission is possible with a desired phosphor, according to the present invention, the dispersion-type EL element can select various phosphor materials and emit various colors.

本発明に係るEL素子は、針状物質を含む電荷供給層を設けることで、電界集中ポイントが生じ、高効率に高エネルギーの電子又はホールを生じさせることができる。前記針状物質は、効率良く電界集中ポイントを設けるために、高導電性のナノチューブやナノワイヤであることが好ましく、その中で、特にカーボンナノチューブは、電界が集中し易い構造であり、又、融点が高く安定であるため、フィールドエミッションディスプレイ(FED)用の電子源として検討されている物質でもあり、本発明の針状物質として用いるには好適な材料である。   In the EL element according to the present invention, by providing a charge supply layer containing an acicular substance, an electric field concentration point is generated, and high-energy electrons or holes can be generated with high efficiency. The needle-like substance is preferably a highly conductive nanotube or nanowire in order to efficiently provide an electric field concentration point. Among them, the carbon nanotube has a structure in which an electric field is easily concentrated, and has a melting point. Since it is high and stable, it is also a substance that has been studied as an electron source for field emission display (FED), and is suitable for use as the needle-like substance of the present invention.

以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態を詳細に説明するが、これによって本発明は限定されない。本発明のEL素子は、図1にその一例を示すように、背面電極1と、誘電体層2と発光層3と電荷供給層4、5と透明電極6と透明基板7と導線8と素子を湿気から守るための防湿層9を設けている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. As shown in FIG. 1, an example of the EL element of the present invention is a back electrode 1, a dielectric layer 2, a light emitting layer 3, a charge supply layer 4, 5, a transparent electrode 6, a transparent substrate 7, a conductor 8, and an element. A moisture-proof layer 9 is provided to protect the film from moisture.

背面電極1は、導電性材料であれば良く、具体的にはアルミニウム、バナジウム、コバルト、ニッケル、タングステン、銀、金等が挙げられる。又、ITOや、酸化スズ(SnO)、酸化亜鉛(ZnO)等の透明で高導電性をもつ物質を用いれば、透明なEL素子を作製することができる。
誘電体層2は、有機バインダ中に誘電体粒子を分散させる分散型と、スパッタ法等により誘電体薄膜を直接形成する薄膜型のものを挙げることができる。誘電体層2に用いられる誘電体は、例えば、SiO、SiN、SiOxy、TiO、Al、Si、SiAlON、Ta、Y、HfO、BaTiO、S、TaxSn、ZrO、BaTa、PbNb、SrTiO、PbTiO若しくは上記構成元素以外の元素が固溶した固溶体などの誘電体が例示される。
The back electrode 1 may be any conductive material, and specifically includes aluminum, vanadium, cobalt, nickel, tungsten, silver, gold and the like. A transparent EL element can be manufactured by using a transparent and highly conductive material such as ITO, tin oxide (SnO 2 ), or zinc oxide (ZnO).
Examples of the dielectric layer 2 include a dispersion type in which dielectric particles are dispersed in an organic binder, and a thin film type in which a dielectric thin film is directly formed by sputtering or the like. Dielectric used in the dielectric layer 2, for example, SiO 2, SiN x, SiO x N y, TiO 2, Al 2 O 3, Si 3 N 4, SiAlON, Ta 2 O 5, Y 2 O 3, HfO 2 , BaTiO 3 , S 3 O 3 , Ta x Sn y O z , ZrO 2 , BaTa 2 O 6 , PbNb 2 O 6 , SrTiO 3 , PbTiO 3 or a dielectric solution such as a solid solution in which an element other than the above constituent elements is dissolved. The body is illustrated.

分散型は、シアノエチルセルロースや、シアノエチルサッカロース等の高誘電率を有する有機バインダ中に、上記誘電体から成る誘電体粒子を、ジメチルホルムアミドや、イソプロピルアルコール等の有機溶媒に分散させ、その液体をドクターブレード法や、スクリーン印刷法、スピンコート法等を用いて背面電極1上や発光層3上や透明電極6上や電荷供給層4若しくは5上に塗布して形成する。   In the dispersion type, dielectric particles made of the above dielectric are dispersed in an organic solvent such as dimethylformamide or isopropyl alcohol in an organic binder having a high dielectric constant such as cyanoethyl cellulose or cyanoethyl saccharose. A blade method, a screen printing method, a spin coating method, or the like is used to coat and form on the back electrode 1, the light emitting layer 3, the transparent electrode 6, or the charge supply layer 4 or 5.

一方、薄膜型は、背面電極1上や発光層3上や透明電極6上や電荷供給層4若しくは5上に、スパッタ法やCVD(Chemical Vapor Deposition)法、蒸着法等により、上記誘電体の薄膜を形成しても良いし、エアロゾルデポジション法を用いて粒径数μm以下の上記誘電体粒子を、背面電極1上や発光層3上や透明電極6上や電荷供給層4若しくは5上に、に直接吹き付けて誘電体薄膜を形成しても良い。誘電体層2の膜厚としては、1nm〜100μmが好ましい。   On the other hand, the thin film type is formed on the back electrode 1, the light emitting layer 3, the transparent electrode 6, the charge supply layer 4 or 5 by sputtering, CVD (Chemical Vapor Deposition), vapor deposition or the like. A thin film may be formed, or the dielectric particles having a particle size of several μm or less may be formed on the back electrode 1, the light emitting layer 3, the transparent electrode 6, or the charge supply layer 4 or 5 using the aerosol deposition method. Alternatively, the dielectric thin film may be formed by spraying directly on the substrate. The film thickness of the dielectric layer 2 is preferably 1 nm to 100 μm.

発光層3については、有機バインダ中に誘電体粒子を分散させる分散型(分散型EL素子)と、スパッタ法等により誘電体薄膜を直接形成する薄膜型(薄膜型EL素子)のものを挙げることができる。   Examples of the light emitting layer 3 include a dispersion type (dispersion type EL element) in which dielectric particles are dispersed in an organic binder and a thin film type (thin film type EL element) in which a dielectric thin film is directly formed by sputtering or the like. Can do.

分散型は、シアノエチルセルロースや、シアノエチルサッカロース等の高誘電率を有する有機バインダ中に、蛍光体粒子が混合されている。形成法は、ジメチルホルムアミド等の有機溶媒に上記有機バインダ、上記蛍光体粒子を分散させた液体を、ドクターブレード法や、スクリーン印刷法、スピンコート法等を用いて、背面電極1上や誘電体層2上や透明電極6上や電荷供給層4若しくは5上に塗布する。   In the dispersion type, phosphor particles are mixed in an organic binder having a high dielectric constant such as cyanoethyl cellulose or cyanoethyl saccharose. The forming method is such that a liquid obtained by dispersing the organic binder and the phosphor particles in an organic solvent such as dimethylformamide is used on the back electrode 1 or a dielectric using a doctor blade method, a screen printing method, a spin coating method, or the like. Coating is performed on the layer 2, the transparent electrode 6, or the charge supply layer 4 or 5.

一方、薄膜型は、背面電極1上や誘電体層2上や透明電極6上や電荷供給層4若しくは5上に、スパッタ法やCVD(Chemical Vapor Deposition)法、蒸着法等により、上記誘電体の薄膜を形成しても良いし、エアロゾルデポジション法を用いて粒径数μm以下の蛍光体粒子を背面電極1上や発光層3上や透明電極6上や電荷供給層4若しくは5上に直接吹き付けて発光層薄膜を形成しても良い。   On the other hand, the thin film type is formed on the back electrode 1, the dielectric layer 2, the transparent electrode 6, or the charge supply layer 4 or 5 by the sputtering method, the CVD (Chemical Vapor Deposition) method, the vapor deposition method, or the like. Alternatively, phosphor particles having a particle size of several μm or less may be formed on the back electrode 1, the light emitting layer 3, the transparent electrode 6, or the charge supply layer 4 or 5 using the aerosol deposition method. The light emitting layer thin film may be formed by spraying directly.

上記発光層3の膜厚としては、1nm〜100μmが好ましい。   The film thickness of the light emitting layer 3 is preferably 1 nm to 100 μm.

本発明で用いる蛍光体については、電界を印加した際にEL発光を行う蛍光体であれば何でも良く、無機物質では、例えば、II−VI族化合物半導体、III−V族化合物半導体、I−V族化合物半導体、I−VI族化合物半導体、I−VII族化合物半導体、II−V族化合物半導体、II−VII族化合物半導体、III−VI族化合物半導体、IV−IV族化合物半導体等の化合物半導体、又はVI族半導体等が挙げることができ、これら蛍光体の具体的な一例としてCa(PO・Ca(F,Cl)、BaMgAl1017、ZnSiO、LaPO、YBO、Y、YS、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、CaS、SrS、GaAs、GaN、GaAlAs、GaP、InP、InN、AlN、SiO、BaAl、Y1512、ZnO、Si、SiGe、InAs、ZnSiO、(Y,Gd)BO、Zn(PO、ZnWO等が例示される。 The phosphor used in the present invention may be any phosphor that emits EL when an electric field is applied. Examples of inorganic substances include II-VI group compound semiconductors, III-V group compound semiconductors, and IV groups. Group compound semiconductor, Group I-VI compound semiconductor, Group I-VII compound semiconductor, Group II-V compound semiconductor, Group II-VII compound semiconductor, Group III-VI compound semiconductor, Group IV-IV compound semiconductor, etc., Or VI group semiconductors, and specific examples of these phosphors include Ca 2 (PO 4 ) 2 .Ca (F, Cl) 2 , BaMgAl 10 O 17 , ZnSiO 4 , LaPO 4 , YBO 3 , Y 2 O 3 , Y 2 O 2 S, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, CaS, SrS, GaAs, GaN, GaAlA s, GaP, InP, InN, AlN, SiO 2, BaAl 2 S 4, Y 3 A 15 O 12, ZnO, Si, SiGe, InAs, Zn 2 SiO 4, (Y, Gd) BO 3, Zn 3 (PO 4) 2, ZnWO 4, and the like.

又、上記化合物に通常マンガン、希土類元素及びその他の元素より選ばれる少なくとも1種類以上が添加される、いわゆるドープ系蛍光体でも構わない。この場合は、上記化合物を母体として、母体に含まれるドープイオンが発光する。この場合のドープイオンの種類は特に限定されるものではないが、セリウム、プラセオジミウム、ネオジミウム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム、マンガン、鉛、チタン、塩素、カリウム、錫、ビスマス、Tl、銀、クロム、ガリウム、金、インジウム、鉄、VO 3−、Yb、ニッケル、銅、アルミニウム、チチウム、LnF、TbF、F、などが例示される。又、これらの中の2種類以上のイオンが同時にドープされていても構わない。 Also, a so-called doped phosphor in which at least one selected from manganese, rare earth elements and other elements is added to the above compound may be used. In this case, dope ions contained in the matrix emit light with the above compound as the matrix. The type of doped ions in this case is not particularly limited, but cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium, manganese, lead, titanium , Chlorine, potassium, tin, bismuth, Tl, silver, chromium, gallium, gold, indium, iron, VO 4 3− , Yb, nickel, copper, aluminum, titanium, LnF 3 , TbF 3 , F, etc. The Also, two or more of these ions may be doped at the same time.

又、発光性のある色素の種類としては、特に限定されるものではないが、フタロシアニン系色素、アゾ系色素、ペリレン系色素等が例示される。   Further, the type of the luminescent dye is not particularly limited, and examples thereof include phthalocyanine dyes, azo dyes, and perylene dyes.

更に、発光性のある導電性高分子の種類としては、特に限定されるものではないが、ポリパラフェニレン系高分子、ポリパラフェニレンビニレン系高分子、ポリチオフェン系高分子、ポリアニリン系高分子、ポリピロール系高分子、ポリビニルカルバゾール系高分子、又はそれらを含む共重合体等が例示される。   Furthermore, the type of the conductive polymer having light emission is not particularly limited, but polyparaphenylene polymer, polyparaphenylene vinylene polymer, polythiophene polymer, polyaniline polymer, polypyrrole. Examples thereof include polymer-based polymers, polyvinylcarbazole-based polymers, and copolymers containing them.

又、本発明を分散型EL素子に用いる場合、蛍光体粒子の表面は、発光キラーとなる表面欠陥の抑制や、キャリアの閉じ込め向上のために有機化合物・無機化合物を配位、吸着或いは結合して被覆されるものであっても良い。被覆層が有機化合物の種類としては、チオール系化合物、アミン系化合物、燐酸系化合物等が挙げられ、その一例として、トリブチルホスフィンオキシド等のトリアルキルホスフィンオキシド類、トリオクチルホスフィン等のトリアルキルホスフィン類、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン等のアルキルアミン類、ヘキサンチオール等のアルキルチオール類、チオクレゾール等が例示される。又、それ以外にも、チオフェン類、フェニレン類、フェニレンビニレン類、ピロール類、カルバゾール類等の導電性を有するような配位子でも構わない。   When the present invention is used for a dispersion type EL device, the surface of the phosphor particles coordinates, adsorbs or binds an organic compound / inorganic compound to suppress surface defects that cause light emission killer and improve carrier confinement. It may be coated. Examples of types of organic compounds for the coating layer include thiol compounds, amine compounds, phosphoric acid compounds, etc. Trialkyl phosphine oxides such as tributyl phosphine oxide and trialkyl phosphines such as trioctyl phosphine. And alkylamines such as dodecylamine and hexadecylamine, alkylthiols such as hexanethiol, and thiocresol. In addition, other conductive ligands such as thiophenes, phenylenes, phenylene vinylenes, pyrroles, and carbazoles may be used.

一方、被覆層が無機化合物については、蛍光体表面を被覆できる物質であれば何でも良いが、キャリアを効率良く蛍光体内に閉じ込めておくために、蛍光体のバンドギャップよりも広い半導体で被覆したり、上記ドープ型蛍光体については、母体材料となっている材料で被覆したりすることが好ましい。又、SiO、SiNx、SiO、TiO、Al、Si、SiAlON、Ta、Y、HfO、BaTiO、S、TaxSn、ZrO、BaTa、PbNb、SrTiO、PbTiO、若しくは上記構成元素以外の元素が固溶した誘電体を被覆しても構わない。 On the other hand, as long as the coating layer is an inorganic compound as long as it is a substance that can coat the phosphor surface, it may be coated with a semiconductor wider than the phosphor band gap in order to efficiently confine carriers in the phosphor. The doped phosphor is preferably covered with a material that is a base material. Further, SiO 2, SiN x, SiO X N y, TiO 2, Al 2 O 3, Si 3 N 4, SiAlON, Ta 2 O 5, Y 2 O 3, HfO 2, BaTiO 3, S 2 O 3, Ta x Sn y O z , ZrO 2 , BaTa 2 O 6 , PbNb 2 O 6 , SrTiO 3 , PbTiO 3 , or a dielectric in which an element other than the above constituent elements is dissolved may be coated.

上記蛍光体の粒子径は特に制限されることはないが、上記蛍光体の中でナノ粒子化することで量子閉じ込め効果が発現し、発光輝度が向上する蛍光体については、ナノ粒子サイズのものを用いる方が好ましい。又、ナノ粒子にすることで、バンドギャップが変化するため、粒径制御による発光色の制御を行うこともできる。尚、上記量子閉じ込め効果は物質によっても異なるが、数十nm程度以下のサイズで発現する。又、ナノ粒子は可視光に対して透明であるため、発光層を透明にすることにより、発光層で光が散乱されずに効率良く光を外部に取り出すことができ、更に、両面を透明電極にすることにより、透明な発光素子を提供することもできる。   The particle size of the phosphor is not particularly limited, but the phosphor that exhibits a quantum confinement effect by forming nanoparticles in the phosphor and improves the emission luminance is of a nanoparticle size. Is preferred. In addition, since the band gap is changed by using nanoparticles, the emission color can be controlled by controlling the particle size. The quantum confinement effect varies depending on the substance, but is manifested in a size of about several tens of nm or less. In addition, since the nanoparticles are transparent to visible light, by making the light emitting layer transparent, the light can be efficiently extracted outside without being scattered by the light emitting layer. Thus, a transparent light emitting element can be provided.

透明電極6側の電荷供給層5は、効率良く素子外部に光を外部に取り出せるように、針状物質10の密度を背面電極1側の電荷供給層4に含まれる針状物質11の密度に比べ少なくしたり、電荷供給層5の膜厚を、電荷供給層4の膜厚よりも薄くしたりする方が好ましい。又、効率良く光を外部に取り出すために、透明電極側の針状物質11に、特許文献2に開示されている方法で作製されるITO針状粉末等の透明な導電性酸化物を用いることも可能である。又、発光層3が透明な場合、背面電極1側の電荷供給層4の針状物質10にカーボンナノチューブ等の黒色の物質を用いることで、背面電極1がアルミニウム等の金属を用いる場合に起こる鏡面反射を防ぐことができ、特に本発明をディスプレイに用いる場合、コントラストの上昇を図ることが可能となる。   In the charge supply layer 5 on the transparent electrode 6 side, the density of the needle-like substance 10 is set to the density of the needle-like substance 11 included in the charge supply layer 4 on the back electrode 1 side so that light can be efficiently extracted outside the device. It is preferable to reduce the thickness of the charge supply layer 5 or to make the thickness of the charge supply layer 5 thinner than that of the charge supply layer 4. Also, in order to efficiently extract light to the outside, a transparent conductive oxide such as ITO needle-like powder produced by the method disclosed in Patent Document 2 is used for the needle-like substance 11 on the transparent electrode side. Is also possible. Further, when the light emitting layer 3 is transparent, a black material such as carbon nanotube is used for the needle-like material 10 of the charge supply layer 4 on the back electrode 1 side, and this occurs when the back electrode 1 uses a metal such as aluminum. Specular reflection can be prevented, and in particular, when the present invention is used for a display, it is possible to increase the contrast.

電荷供給層4、5は、針状物質10、11の長軸が図1に示すように、EL素子の層面に対して垂直に配向している方がより高効率に電界が集中するため好ましいが、それ以外にも図2に示す用に針状物質が無配向である電荷供給層を用いても良い。   The charge supply layers 4 and 5 are preferably oriented such that the long axes of the acicular substances 10 and 11 are perpendicular to the layer surface of the EL element, as shown in FIG. 1, because the electric field concentrates more efficiently. However, other than that, a charge supply layer in which the acicular substance is non-oriented may be used as shown in FIG.

上記針状物質10、11は、導電性を持つ針状物質であれば何でも良く、具体的には、カーボンナノチューブ、ボロンナイトライドナノチューブ、シリコンナノチューブ、金属ナノチューブ、金属ナノワイヤ、更には、針状形状を有するITO等の透明な導電性酸化物、更には上記物質の混合物等が例示されるが、その中で特にカーボンナノチューブは、電界集中し易い構造であり、融点が高く、安定な構造であるため、長時間安定して電荷供給源として働くことができ、更に大量生産も可能な物質であることから、本発明の針状物質として用いるには好適な物質である。   The needle-like substances 10 and 11 may be anything as long as they are conductive needle-like substances. Specifically, carbon nanotubes, boron nitride nanotubes, silicon nanotubes, metal nanotubes, metal nanowires, and needle-like shapes. Examples thereof include transparent conductive oxides such as ITO having a mixture of the above substances, and further, a mixture of the above substances, among which carbon nanotubes have a structure that is easy to concentrate an electric field, have a high melting point, and a stable structure. Therefore, since it is a substance that can work stably as a charge supply source for a long time and can be mass-produced, it is a suitable substance for use as the acicular substance of the present invention.

カーボンナノチューブには、壁面が単層である単層カーボンナノチューブ、壁面が複数の層から成る多層カーボンナノチューブ、更にはグラフェンシートが積層されて円柱状構造を形成するグラファイトナノファイバ等があり、更にカイラルベクトルの違いによって金属的なものと半導体的なもの存在するが、本発明では、より高い導電率を有しているカーボンナノチューブを用いる方が好ましい。   Carbon nanotubes include single-walled carbon nanotubes with a single wall, multi-walled carbon nanotubes with multiple walls, and graphite nanofibers with a graphene sheet stacked to form a cylindrical structure. Depending on the vector, there are metallic and semiconducting materials, but in the present invention, it is preferable to use carbon nanotubes having higher conductivity.

上記カーボンナノチューブの製法については、金属触媒を用いて炭化水素ガスからカーボンナノチューブを作製するCVD法、炭素電極のアーク放電によりカーボンナノチューブを作製するアーク放電法、グラファイト棒をレーザーで叩き、高温炭素蒸気を発生させ、収集装置でカーボンナノチューブの成長を行うレーザーアブレーション法等を挙げることができるが、本発明は上記した如何なる方法で作製されたカーボンナノチューブを用いても良い。   As for the above-mentioned carbon nanotube production method, CVD method for producing carbon nanotubes from hydrocarbon gas using a metal catalyst, arc discharge method for producing carbon nanotubes by arc discharge of a carbon electrode, high-pressure carbon vapor by striking a graphite rod with a laser And a carbon ablation method in which carbon nanotubes are grown with a collecting device. However, the present invention may use carbon nanotubes produced by any method described above.

又、作製法の中で、特にCVD法を用いれば、図1に示すようにカーボンナノチューブの長軸を本発明のEL素子の層面に対して垂直方向に配向させることができ、より高効率に高エネルギーの電子・ホールを生じさせることができる。具体的には、背面電極1や誘電体層2や発光層3や透明電極6上に、例えば、コバルト等の金属微粒子の触媒をキャストし、例えば、アセチレンの希釈ガスを供給して反応させることで上記所望の配向をした電荷供給層を形成することができる。尚、金属触媒微粒子のキャスティングに、スクリーン印刷やインクジェット技術を用いれば、素子の大面積化、パターンニング、曲面上への形成にも対応が可能となる。   Further, if the CVD method is used in the manufacturing method, the long axis of the carbon nanotube can be oriented in the direction perpendicular to the layer surface of the EL element of the present invention as shown in FIG. High energy electrons and holes can be generated. Specifically, for example, a catalyst of metal fine particles such as cobalt is cast on the back electrode 1, the dielectric layer 2, the light emitting layer 3, and the transparent electrode 6, and for example, a diluent gas of acetylene is supplied and reacted. Thus, a charge supply layer having the desired orientation can be formed. If screen printing or ink jet technology is used for casting of the metal catalyst fine particles, it is possible to cope with an increase in area of the element, patterning, and formation on a curved surface.

本発明の電荷供給層4、5は、上記したように、CVD法を用いてカーボンナノチューブを配向させて形成する以外にも、針状物質10,11をアクリル樹脂等の樹脂及びその溶剤中に分散させたペーストを用いてスクリーン印刷やインクジェット技術を用いて形成しても良い。このような構成の電荷供給層にすれば、針状物質の種類を問わず所望の針状物質を分散させることができる。   As described above, the charge supply layers 4 and 5 of the present invention are formed by aligning the carbon nanotubes by using the CVD method, and the acicular materials 10 and 11 in a resin such as an acrylic resin and its solvent. You may form using the paste which was disperse | distributed using screen printing or an inkjet technique. With the charge supply layer having such a configuration, a desired acicular substance can be dispersed regardless of the type of acicular substance.

透明電極6は、光を取り出す為に透光性を有する材料から構成されていることが好ましく、具体的には、インジウムとスズの複合酸化物ITO、酸化スズ(SnO)、酸化亜鉛(ZnO)等が挙げられる。又、上記透明電極6はPETやポリカーボネート(PC:Poly
Carbonate)、ポリオレフィン(PO:Poly Olefin)及びポリエーテルサルフォン(PES:Poly
Eter Sulphone)などの高分子ポリマー系材料や、ガラス等の透明基板7上に真空蒸着法やスパッタ法等を用いて形成を行う。
The transparent electrode 6 is preferably made of a light-transmitting material for extracting light. Specifically, the indium and tin composite oxide ITO, tin oxide (SnO 2 ), zinc oxide (ZnO) ) And the like. The transparent electrode 6 is made of PET or polycarbonate (PC: Poly
Carbonate), polyolefin (PO: Poly Olefin) and polyethersulfone (PES: Poly)
Eter Sulphone) or the like or a transparent substrate 7 such as glass is formed using a vacuum deposition method, a sputtering method, or the like.

防湿層9については、水分が透過しづらい物質であり、絶縁性を有していることが好ましく、具体的にはガラス又は、3弗化塩化エチレンやPET等の防湿性を有するフィルム等が例示できる。   The moisture-proof layer 9 is a substance that is difficult for moisture to permeate, and preferably has an insulating property. Specifically, glass or a film having moisture-proof properties such as ethylene trifluoride chloride and PET is exemplified. it can.

又、図1、図2に示す以外の本発明のEL素子の形態の一例として、図3に示すように背面電極1側の電荷供給層4が、針状物質の長軸が垂直方向に配向しており、透明電極6側の電荷供給層5が無配向である構成や、図4に示すように発光層3を誘電体層2で挟み込むような構成や、図5に示す用にガラス、プラスチック、セラミックス、金属等から成る背面基板12を設け、その上に背面電極1を形成するような構成や、図6に示すように電荷供給層4若しくは5が電極を兼ねている構成等が例示できる。   Further, as an example of the form of the EL element of the present invention other than those shown in FIGS. 1 and 2, as shown in FIG. 3, the charge supply layer 4 on the back electrode 1 side is oriented with the long axis of the acicular substance in the vertical direction. The structure in which the charge supply layer 5 on the transparent electrode 6 side is non-oriented, the structure in which the light emitting layer 3 is sandwiched between the dielectric layers 2 as shown in FIG. Examples include a configuration in which a back substrate 12 made of plastic, ceramics, metal, or the like is provided and the back electrode 1 is formed thereon, or a configuration in which the charge supply layer 4 or 5 also serves as an electrode as shown in FIG. it can.

更に、本発明のEL素子をディスプレイとして用いることにより、高効率で長寿命発光を行うディスプレイを提供することもできる。その構成の一例を図7に示す。   Furthermore, by using the EL element of the present invention as a display, a display that emits light with high efficiency and a long lifetime can be provided. An example of the configuration is shown in FIG.

背面基板21上に形成された背面電極22と、透明電極27が各々直交するX方向−Y方向に配線された電極間に、誘電体層23と発光層25、電荷供給層24、26を設ける構成であり、背面電極22と透明電極27が交差する場所が1画素となる。尚、フルカラーディスプレイを作製する場合は、蛍光体を一方の電極上にRGB各々の場所にそれぞれ塗り分けることで可能となる。フルカラー化の際の蛍光体の種類については、本発明は所望の蛍光体で発光が可能であるため、上記した蛍光体の中からそれぞれR(赤)G(緑)B(青)を発光するものを選べば良く、又、量子閉じ込め効果により発光色が変化するナノ粒子を用いる場合には、粒径制御を行い、発光色を制御させれば良い。ディスプレイの駆動方法としては図6に示すように、単純マトリックス駆動を行う以外にも、TFTを用いるアクティブマトリックス駆動を行うものであっても良い。   A dielectric layer 23, a light emitting layer 25, and charge supply layers 24 and 26 are provided between a back electrode 22 formed on the back substrate 21 and an electrode in which transparent electrodes 27 are wired in the X direction and the Y direction perpendicular to each other. It is a structure, and the place where the back electrode 22 and the transparent electrode 27 intersect is one pixel. In the case of producing a full-color display, it is possible to separately coat the phosphor on one electrode at each of the RGB locations. Regarding the types of phosphors used for full color, since the present invention can emit light with a desired phosphor, R (red), G (green), and B (blue) are emitted from each of the phosphors described above. What is necessary is just to select a thing, and when using the nanoparticle from which a luminescent color changes by a quantum confinement effect, particle size control should just be performed and a luminescent color should be controlled. As a display driving method, as shown in FIG. 6, in addition to simple matrix driving, active matrix driving using TFTs may be performed.

本発明において、背面基板21にアルミ箔等のフレキシブルな基板を、又、透明電極27上に透明基板28が存在する場合は、透明基板にPET等のフレキシブルな高分子ポリマー系材料を用いれば、フレキシブルなディスプレイを提供することができる。本発明の分散型EL素子は、真空装置など製造過程に大掛かりな装置を用いずにもディスプレイを製造することが可能であるため、大画面化が容易で、安価なディスプレイにもなる。   In the present invention, if a flexible substrate such as an aluminum foil is present on the back substrate 21 and a transparent substrate 28 is present on the transparent electrode 27, if a flexible polymer polymer material such as PET is used for the transparent substrate, A flexible display can be provided. Since the dispersion type EL element of the present invention can produce a display without using a large-scale apparatus such as a vacuum apparatus, the screen can be easily enlarged and the display can be inexpensive.

又、上記ディスプレイ以外にも本発明を照明に用いることにより、高効率で長寿命発光を行う照明を提供することもできる。本発明は、従来のEL素子と比較して蛍光体材料の選択が広がり多彩な色を発光することが可能となるため、より多種類の色を発光する照明を提供することが可能となる。例えば、白色照明として用いる場合には、例えば、RGBの色を発光する蛍光体粒子を混合させたり、青色発光をする蛍光体と青色の光で励起されて青と補色である黄色発光を行う色変換をする蛍光体を混合させたりすれば良い。   In addition to the above-described display, by using the present invention for illumination, it is possible to provide illumination that emits light with high efficiency and long life. According to the present invention, selection of a phosphor material is widened as compared with a conventional EL element, and various colors can be emitted. Therefore, it is possible to provide illumination that emits more kinds of colors. For example, when used as white illumination, for example, phosphor particles emitting RGB colors are mixed, or a phosphor emitting blue light and a color that emits yellow light that is complementary to blue by being excited by blue light. What is necessary is just to mix the fluorescent substance to convert.

本発明のEL素子は真空装置等、製造過程に大掛かりな装置を用いずとも作製することが可能であるため、大画面化が容易で、安価な照明を提供できる。そのため、上記理由から、大面積の照明を容易に提供することが可能となるため、例えば、天井や壁に本発明のEL素子を貼れば室内照明として用いることができ、大画面液晶ディスプレイのバックライトとしても用いることができる。   Since the EL element of the present invention can be manufactured without using a large apparatus such as a vacuum apparatus in the manufacturing process, the screen can be easily enlarged and inexpensive illumination can be provided. For this reason, it is possible to easily provide large-area lighting for the above reasons. For example, if the EL element of the present invention is attached to a ceiling or a wall, it can be used as room lighting, and the back of a large-screen liquid crystal display. It can also be used as a light.

以下、実施例により具体的に説明するが、本発明は、以下に示すものに限られたものではない。   Hereinafter, although an Example demonstrates concretely, this invention is not limited to what is shown below.

本実施例は、本発明のEL素子を照明装置として用いた場合であり、発光層として有機バインダ中に蛍光体粉末を分散させた分散型EL素子である。   In this example, the EL element of the present invention is used as a lighting device, and is a dispersion type EL element in which phosphor powder is dispersed in an organic binder as a light emitting layer.

本実施例は、図1において、背面電極1にアルミニウム箔を用い、誘電体層2は背面電極上に膜厚約100nmのアルミナの薄膜をスパッタ法にて形成する。そして、誘電体層2上にコバルトの微粒子(粒径:約4nm)をスクリーン印刷法によりキャスティングさせ、700〜900℃で常圧のアセチレンの希釈ガスと反応させることにより、カーボンナノチューブの長軸がEL素子の層面に対して垂直に配向している電荷供給層4(膜厚:約3μm)を作製する。   In this embodiment, in FIG. 1, an aluminum foil is used for the back electrode 1, and the dielectric layer 2 is formed by forming a thin film of alumina having a thickness of about 100 nm on the back electrode by sputtering. Then, cobalt fine particles (particle size: about 4 nm) are cast on the dielectric layer 2 by a screen printing method, and reacted with a dilute gas of acetylene at 700 to 900 ° C. under normal pressure, whereby the long axis of the carbon nanotube is obtained. A charge supply layer 4 (thickness: about 3 μm) oriented perpendicular to the layer surface of the EL element is produced.

一方、透明基板7にはPETを用い、透明電極6はその透明基板7上にITOをスパッタ法を用いて形成する。そして、その上に、電荷供給層5として、針状ITO透明導電ペースト(住友金属鉱山製:SC−100シリーズ)をスクリーン印刷法により膜厚約10μmに形成する。発光層3は、バインダであるシアノエチルセルロース中に、蛍光体粉末であるZnS:Mn分散させたものであり、その重量比はバインダ:蛍光体粉末=3.0:1.0である。発光層3の形成は、有機溶媒であるジメチルホルムアミド中に上記バインダ、上記蛍光体粉末を、上記混合比になるように分散させ、上記電荷供給層5上にスクリーン印刷法を用いて膜厚が50μmになるように塗布して行う。   On the other hand, PET is used for the transparent substrate 7, and the transparent electrode 6 is formed on the transparent substrate 7 using ITO by sputtering. Then, a needle-like ITO transparent conductive paste (manufactured by Sumitomo Metal Mining: SC-100 series) is formed as a charge supply layer 5 to a film thickness of about 10 μm by screen printing. The light emitting layer 3 is obtained by dispersing phosphor powder ZnS: Mn in cyanoethyl cellulose as a binder, and the weight ratio thereof is binder: phosphor powder = 3.0: 1.0. The light-emitting layer 3 is formed by dispersing the binder and the phosphor powder in dimethylformamide, which is an organic solvent, so that the mixing ratio is the same, and then forming a film thickness on the charge supply layer 5 using a screen printing method. The coating is performed so that the thickness becomes 50 μm.

本実施例のEL素子は、図7に示すように、誘電体層2及び電荷供給層4を形成した背面電極1側と、透明電極6と電荷供給層5と、発光層3を形成した透明基板7側とを、ローラを用い一体的に貼り合わせ、導線8を形成した後、防湿層9として用いる3弗化塩化エチレンフィルムで上下から挟み込み、これを加熱プレスして熱圧着し作製する。   As shown in FIG. 7, the EL element of this example includes a transparent electrode 6, a charge supply layer 5, and a light emitting layer 3 formed on the back electrode 1 side on which the dielectric layer 2 and the charge supply layer 4 are formed. The substrate 7 side is integrally bonded using a roller to form a conductive wire 8, and then sandwiched from above and below by a trifluorinated ethylene chloride film used as a moisture-proof layer 9.

上記のように形成し、交流電界を印加することで、長寿命且つ高効率な発光を行うフレキシブルな照明装置を提供することができる。   By forming an AC electric field as described above, a flexible lighting device that emits light with a long lifetime and high efficiency can be provided.

本実施例は、本発明のEL素子をディスプレイとして用いた場合である。   In this example, the EL element of the present invention is used as a display.

本実施例は、単純マトリックス駆動のディスプレイであり、発光層に蛍光体薄膜を用いた薄膜型EL素子である。   This example is a display driven by a simple matrix, and is a thin film type EL element using a phosphor thin film as a light emitting layer.

本実施例のディスプレイの形成法は以下の通りである。   The method of forming the display of this example is as follows.

図7において、背面基板21として用いるガラス基板上に蒸着法によりアルミニウム薄膜を形成し、その後、フォトレジストを用いた通常のエッチングによりパターンニングを行い、図7に示すパターンの背面電極22を形成する。そして、その上に誘電体層23として膜厚約100nmのアルミナ薄膜をスパッタ法にて形成する。そして、更にその上に実施例1の電荷供給層3と同様な方法で電荷供給層24を膜厚が約3μmになるように作製し、その後、発光層25としてスパッタ法を用いて膜厚約1μmのZnS:Mn薄膜を電荷供給層24上に形成する。電荷供給層26は、上記電荷供給層24と同様な方法で形成するが、光を素子外部に取り出し易くするために電荷供給層24よりも薄い膜厚の約0.5μmになるように形成する。そして、その後、電荷供給層26上にITO膜を成膜し、フォトレジストを用いた通常のエッチングによるパターンニングを行い、図7に示すパターンになるように透明電極25を形成する。その後、駆動ICに接続するための導線を形成し、防湿フィルムで上下から挟み込み、これを加熱プレスして熱圧着を行う。   In FIG. 7, an aluminum thin film is formed by vapor deposition on a glass substrate used as the back substrate 21, and then patterned by ordinary etching using a photoresist to form the back electrode 22 having the pattern shown in FIG. . Then, an alumina thin film having a thickness of about 100 nm is formed thereon as the dielectric layer 23 by sputtering. Further, a charge supply layer 24 is formed thereon so as to have a film thickness of about 3 μm by the same method as that of the charge supply layer 3 of Example 1, and then the light-emitting layer 25 is formed using a sputtering method to a film thickness of about A 1 μm ZnS: Mn thin film is formed on the charge supply layer 24. The charge supply layer 26 is formed by the same method as the charge supply layer 24, but is formed to have a thickness of about 0.5 μm, which is thinner than the charge supply layer 24, in order to make it easy to extract light outside the device. . Thereafter, an ITO film is formed on the charge supply layer 26, and patterning is performed by ordinary etching using a photoresist, so that the transparent electrode 25 is formed so as to have the pattern shown in FIG. Thereafter, a conductive wire for connection to the driving IC is formed, sandwiched from above and below by a moisture-proof film, and this is heated and pressed to perform thermocompression bonding.

上記のように形成し、交流電界を印加することで、長寿命且つ高効率な発光を行うディスプレイを提供することができる。   A display that emits light with a long lifetime and high efficiency can be provided by applying the AC electric field formed as described above.

本発明の実施の形態の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of embodiment of this invention. 本発明のEL素子をディスプレイとして用いた場合の図である。It is a figure at the time of using the EL element of this invention as a display. 実施例1のEL素子の形成方法を示す断面図である。3 is a cross-sectional view showing a method for forming an EL element according to Example 1. FIG. 従来の分散型EL素子の断面図である。It is sectional drawing of the conventional dispersion-type EL element. 従来の薄膜型EL素子の断面図である。It is sectional drawing of the conventional thin film type EL element.

符号の説明Explanation of symbols

1 背面電極
2 誘電体層
3 発光層
4 電荷供給層(背面電極側)
5 電荷供給層(透明電極側)
6 透明電極
7 透明基板
8 導線
9 防湿層
10 針状物質(透明電極側)
11 針状物質(背面電極側)
12 背面基板
21 背面基板
22 背面電極
23 誘電体層
24 電荷供給層(背面電極側)
25 発光層
26 電荷供給層(透明電極側)
27 透明電極
28 透明基板
31 蛍光体粒子
101 背面電極
102 透明基板
103 透明電極
104 蛍光体粒子
105 発光層
106 誘電体粒子
107 誘電体層
108 導線
109 防湿層
111 背面電極
112 透明基板
113 透明電極
114 発光層
115 誘電体層
116 導線
117 防湿層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Back electrode 2 Dielectric layer 3 Light emitting layer 4 Charge supply layer (back electrode side)
5 Charge supply layer (transparent electrode side)
6 Transparent electrode 7 Transparent substrate 8 Conductor 9 Moisture-proof layer 10 Needle-like substance (transparent electrode side)
11 Needle-like material (back electrode side)
12 Back substrate 21 Back substrate 22 Back electrode 23 Dielectric layer 24 Charge supply layer (back electrode side)
25 Light emitting layer 26 Charge supply layer (transparent electrode side)
27 Transparent Electrode 28 Transparent Substrate 31 Phosphor Particle 101 Back Electrode 102 Transparent Substrate 103 Transparent Electrode 104 Phosphor Particle 105 Light-Emitting Layer 106 Dielectric Particle 107 Dielectric Layer 108 Conductive Wire 109 Moisture Proof Layer 111 Back Electrode 112 Transparent Substrate 113 Transparent Electrode 114 Light Emitting layer
115 Dielectric layer 116 Conductor 117 Moisture-proof layer

Claims (5)

背面電極、透明電極間に発光層、誘電体層、電荷供給層が介在し、該電荷供給層は針状物質を有しており、該電荷供給層は該発光層の両面に接していることを特徴とする電界発光素子。   A light emitting layer, a dielectric layer, and a charge supply layer are interposed between the back electrode and the transparent electrode, the charge supply layer has a needle-like substance, and the charge supply layer is in contact with both surfaces of the light emitting layer. An electroluminescent element characterized by the above. 前記分散型EL素子であることを特徴とする請求項1記載の電界発光素子。   2. The electroluminescent element according to claim 1, wherein the electroluminescent element is the dispersion type EL element. 薄膜型EL素子であることを特徴とする請求項1記載の電界発光素子。   2. The electroluminescent device according to claim 1, which is a thin film EL device. 前記針状物質は、カーボンナノチューブであることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の電界発光素子。   The electroluminescent element according to claim 1, wherein the acicular substance is a carbon nanotube. 前記カーボンナノチューブは、その長軸が層面に対して垂直方向に配向している割合が大きいことを特徴とする請求項4記載の電界発光素子。   5. The electroluminescent device according to claim 4, wherein the carbon nanotube has a large proportion of the major axis oriented in a direction perpendicular to the layer surface.
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