JP2696056B2 - エレクトロルミネッセンス及びその製造方法 - Google Patents

エレクトロルミネッセンス及びその製造方法

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JP2696056B2 JP5253113A JP25311393A JP2696056B2 JP 2696056 B2 JP2696056 B2 JP 2696056B2 JP 5253113 A JP5253113 A JP 5253113A JP 25311393 A JP25311393 A JP 25311393A JP 2696056 B2 JP2696056 B2 JP 2696056B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エレクトロルミネッセ
ンス及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、エレクトロルミネッセンス(以
下、ELと称する。)は、透明基板と背面電極との間
に、透明電極と発光層と誘電体層とからなる積層体を有
しており、さらに、このようなELの中には、上記積層
体が複数重ねられたいわゆる多色発光型のものもある
(例えば特開昭58−30093号公報)。このELに
おいて、上記透明電極を形成する手段としては、次のよ
うな方法が知られている。
【0003】A)インジウム−錫酸化物(In2O3とSnO2
の混合系;以下、ITOと称する)を透明電極と隣接さ
せる層(誘電体層や透明基板)の表面に真空蒸着するこ
とにより導電薄膜を形成する。
【0004】B)予め焼成した粒状ITO結晶を高分子
バインダに練り込み、これを透明電極と隣接させる層の
表面に塗布して乾燥させることにより、透明電極を形成
する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】A)の方法では、導電
性に優れた薄膜を形成できるものの、真空蒸着を行うた
めに大がかりな設備を要し、その作業性も悪く、コスト
が高い。また、透明導電膜を挾む層のポリマーが熱伸縮
することにより透明導電膜にクラックが生じて発光不良
を招くおそれがある。
【0006】これに対し、B)の方法では、簡単な作業
で低廉なELを製造できるものの、粒状ITO結晶同士
の間にバインダが介在するために透明電極の導電抵抗が
大きく、特に、発光面積の大きなELでは実用が困難で
ある。
【0007】本発明は、このような事情に鑑み、大がか
りな設備を要しない簡単な作業で、導電性に優れた透明
電極を形成することができるEL及びその製造方法を提
供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、本発明は、前方から順に透明電極、発光
層、及び誘電体層が積層された積層体を複数重ね、その
背面に背面電極が設けられるELにおいて、少なくと
も、上記誘電体層と隣接する透明電極を、ITO(イン
ジウム−錫酸化物)の針状結晶とそのバインダとで構成
したものである(請求項1)。
【0009】また本発明は、透明基板と背面電極との間
に、前方から順に透明電極、発光層、及び誘電体層が積
層された積層体が介在するELにおいて、上記透明基板
と隣接する透明電極をITOの針状結晶とそのバインダ
とで構成したものである(請求項2)。
【0010】これらのELは、ITOの針状結晶をバイ
ンダに混在させた後、これを上記誘電体層の表面(請求
項5)や上記透明基板の表面(請求項6)に塗布して乾
燥させることにより上記透明電極を形成するものであ
る。
【0011】これらのELにおいて、上記針状結晶とし
てはアスペクト比が6以上のものがより好ましい(請求
項3)。
【0012】また、上記透明電極のバインダは、これと
隣接する誘電体層のバインダと同じ高分子材料で形成す
るのが、より好ましい(請求項4)。
【0013】
【作用】請求項1,2記載のELによれば、請求項5,
6記載の方法のように、予め焼成したITO結晶をバイ
ンダに練り込んで隣接層(誘電体層や透明基板)に塗布
し、これを乾燥させるだけで透明電極を形成することが
できる。しかも、この透明電極がITO結晶をバインダ
で練り合せたものであっても、このITO結晶が針状を
なしている(請求項3記載のELでは6以上のアスペク
ト比を有している)ために、従来の粒状ITO結晶に比
べて結晶同士が相互接触する度合が高く、その分導電性
も高い。
【0014】また、請求項4記載のELでは、上記透明
電極のバインダが、この透明電極と隣接する誘電体層の
バインダと同じ高分子材料で形成されているので、両バ
インダが融合することにより、両バインダの界面が消滅
して両者が一体化される。このため、両層間での剥離が
なくなり、また誘電率が大きいため、発光層への電圧降
下を極力抑えることができる。
【0015】
【実施例】本発明のELの製造方法の一例を図面に基づ
いて説明する。
【0016】まず、図1に示すように、ガラスからなる
透明基板10上に透明電極12を形成する。この透明電
極12は、予めITOの微粉末を焼成して針状結晶を形
成し、この針状結晶をシアノエチルセルロースからなる
バインダに練り込み、この混合物を上記透明基板10上
にスクリーン印刷等で塗布して乾燥させることにより、
形成することができる。なお、上記ITOにおけるIn2O
3とSnO2との混合比は、従来と同様、良好な導電性が得
られる範囲で適当に定めれば良く、この実施例では重量
比にして SnO2を 4.8%含有させている。
【0017】次に、この透明電極12の表面に第1の発
光(ここでは橙色発光)層14、及び第1の誘電体層1
6を形成する。第1の発光層14は、ZnS:Mn 等の発光
素子と前記シアノエチルセルロースからなるバインダと
の混合物を上記透明電極12の表面に塗布し、これを乾
燥させることにより形成することが可能であり、第1の
誘電体層16は、BaTiO3と前記シアノエチルセルロース
からなるバインダとの混合物を第1の発光層14の表面
に塗布し、これを乾燥させることにより、形成が可能で
ある。
【0018】ただし、本発明では上記第1の発光層14
や第1の誘電体層16の具体的な構成及び形成方法につ
いては何ら問わない。
【0019】次に、上記第1の誘電体層16の表面に、
第2の透明電極18を形成する。この第2の透明電極1
8は、前記透明電極12と同様、予め焼成したITOの
針状結晶をシアノエチルセルロースからなるバインダに
練り込み、これを上記誘電体層16上にスクリーン印刷
等で塗布し、これを乾燥させることにより、形成するこ
とができる。
【0020】次に、図2に示すように、上記第2の透明
電極18の表面にZnS:Cu等の発光素子とバインダとから
なる第2の発光(ここでは緑色発光)層20を形成し、
この第2の発光層20の表面に上記第1の誘電体層16
と同様の第2の誘電体層22を形成し、この第2の誘電
体層22の表面に背面電極24を積層することにより、
多色発光分散型ELを完成することができる。
【0021】そして、図3に示すように、上記ELの第
2の透明電極18に交流電源26を接続し、この交流電
源26を上記透明電極12及び背面電極24にそれぞれ
スイッチ28,30を介して接続する。この状態で、ス
イッチ28のみをオンにして第1の発光層14に電界を
形成すれば橙色発光を得ることができ、スイッチ30の
みをオンにして第2の発光層20に電界を形成すれば緑
色発光を得ることができ、スイッチ28,30を同時に
オンにして両発光層14,20に電界を同時形成すれば
黄色発光を得ることができる。
【0022】以上のように、このELでは、予め焼成し
たITO結晶をバインダに練り込み、これを第1の誘電
体層16や透明基板10の表面に塗布することにより第
2の透明電極18や第1の透明電極12を形成している
ので、真空蒸着によって透明電極18,12を形成する
場合と異なり、大がかりな設備及び面倒な作業を伴うこ
となく、塗布したバインダを乾燥させるための低温加熱
(約100℃)だけで透明電極18,12を形成すること
ができる。しかも、上記ITO結晶は針状をなしている
ので、膜厚を特に増やすことなく、従来のように粒状の
ITO結晶を用いる場合に比べて結晶同士の接触度合を
高めることができ、これにより導電性を飛躍的に高める
ことができる。
【0023】次の表1は、単色発光のEL、すなわち図
2において第2の透明電極18、第2の発光層20、及
び第2の誘電体層22を省略して第1の誘電体層16上
に直接背面電極24を積層したELであって、従来のよ
うにITOの真空蒸着により第1の透明電極12を形成
したEL、ITOの粒状結晶をバインダに練り込んだも
ので第1の透明電極12を形成したEL、ITOの針状
結晶をバインダに練り込んだもので第1の透明電極12
を形成したELについての性能をテストした結果を示し
たものである。
【0024】
【表1】
【0025】この表1から、ITOの針状結晶、特にア
スペクト比が6以上の結晶を用いたELによれば、IT
Oの真空蒸着により第1の透明電極12を形成したEL
と比べると発光効率は少し劣るものの、ITOの粒状結
晶を用いたELと比べれば格段優れた導電性を得ること
ができ、十分実用に供することが可能であるのが分か
る。
【0026】なお、本発明はこのような実施例に限定さ
れるものでなく、例として次のような態様をとることも
可能である。
【0027】(1) 上記実施例では、第1の透明電極12
と第2の透明電極18との双方にITOの針状結晶を用
いたものを示したが、本発明では両電極12,18の少
なくとも一方(好ましくは第1の誘電体層16の表面に
形成される第2の透明電極18)にITOの針状結晶を
用いればよく、例えば第1の透明電極12については、
従来から用いられている SnO2またはITOの粒状結晶
をバインダに練り込んで塗布する方法や、化学蒸着、ス
パッタ法等の真空蒸着法を用いて形成するようにしても
よい。
【0028】(2) 上記実施例では、透明基板10と背面
電極24との間に、透明電極12(18)、発光層14
(20)、及び誘電体層16(22)からなる積層体を
2つ重ねたものを示したが、本発明は、単一の積層体を
もつEL(すなわち単色EL)、もしくは3つ以上の積
層体を重ねたELにも適用が可能である。前者の場合
は、前記実施例にも示したように、透明基板10の表面
にITO針状結晶とバインダとの混合物を直接塗布する
ようにすればよい。
【0029】(3) 上記実施例では、ITOの針状結晶と
バインダだけで上記透明電極12,18を構成したもの
を示したが、上記針状結晶にITOの粒状結晶が混在し
ていても特に差し支えはない。
【0030】(4) 本発明では、各層のバインダの種類は
問わず、上記シアノエチルセルロース以外でも、その他
のシアノエチル化した高誘電ポリマー等が適用可能であ
る。ただし、上記実施例のように、上記第2の透明電極
18のバインダとして、これに隣接する第1の誘電体層
16のバインダと同じ材料のものを用いれば、第1の誘
電体層16の表面に上記バインダを塗布し、乾燥させる
際、両バインダ同士が融合して界面が消え、一体化され
るので、界面剥離を起こさない高強度の積層を実現する
ことができ、また、界面に空気層を残すことにより誘電
率を降下させて発光ムラを招くのを確実に防ぐことがで
きる利点が生じる。
【0031】
【発明の効果】以上のように本発明は、ITOの針状結
晶をバインダ内に混在させ、これを誘電体層や透明基板
に塗布して乾燥させることにより、透明電極を形成した
ものであるので、大がかりな設備や高温加熱を伴わない
簡単な作業で、導電性に優れた透明電極をもつELを得
ることができ、その低廉化を図ることができる。特に、
上記針状結晶としてアスペクト比が6以上の結晶を用い
たものによれば、粒状結晶を用いたものに比べて透明電
極の導電性を飛躍的に高めることができる効果がある。
【0032】また、誘電体層との隣接する透明電極を上
記針状結晶とバインダとで構成したものにおいて、この
バインダを上記誘電体層のバインダと同じ材料で形成し
たものによれば、両バインダを融合、一体化させて界面
を消滅させることにより、界面剥離の生じない高強度の
積層を実現するとともに、誘電率が大きいため、発光層
への電圧降下を極力抑えることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例において透明基板上に第1の
積層体を積層した状態を示す断面図である。
【図2】上記第1の積層体に第2の積層体及び背面電極
を積層したELの断面図である。
【図3】上記ELに交流電源を接続した状態を示す断面
図である。
【符号の説明】
10 透明基板 12 第1の透明電極 14 第1の発光層 16 第1の誘電体層 18 第2の透明電極 20 第2の発光層 22 第2の誘電体層 24 背面電極

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 前方から順に透明電極、発光層、及び誘
    電体層が積層された積層体を複数重ね、その背面に背面
    電極が設けられるエレクトロルミネッセンスにおいて、
    少なくとも、上記誘電体層と隣接する透明電極を、イン
    ジウム−錫酸化物の針状結晶とそのバインダとで構成し
    たことを特徴とするエレクトロルミネッセンス。
  2. 【請求項2】 透明基板と背面電極との間に、前方から
    順に透明電極、発光層、及び誘電体層が積層された積層
    体が介在するエレクトロルミネッセンスにおいて、上記
    透明基板と隣接する透明電極をインジウム−錫酸化物の
    針状結晶とそのバインダとで構成したことを特徴とする
    エレクトロルミネッセンス。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載のエレクトロルミ
    ネッセンスにおいて、上記針状結晶はアスペクト比が6
    以上の結晶であることを特徴とするエレクトロルミネッ
    センス。
  4. 【請求項4】 請求項1記載のエレクトロルミネッセン
    スにおいて、上記透明電極のバインダをこれと隣接する
    誘電体層のバインダと同じ高分子材料で形成したことを
    特徴とするエレクトロルミネッセンス。
  5. 【請求項5】 請求項1記載のエレクトロルミネッセン
    スの製造方法において、インジウム−錫酸化物の針状結
    晶をバインダに混在させた後、これを誘電体層の表面に
    塗布して乾燥させることにより上記透明電極を形成する
    ことを特徴とするエレクトロルミネッセンスの製造方
    法。
  6. 【請求項6】 請求項2記載のエレクトロルミネッセン
    スの製造方法において、インジウム−錫酸化物の針状結
    晶をバインダに混在させた後、これを透明基板の表面に
    塗布して乾燥させることにより上記透明電極を形成する
    ことを特徴とするエレクトロルミネッセンスの製造方
    法。
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