JP2837766B2 - エレクトロルミネセンス素子 - Google Patents
エレクトロルミネセンス素子Info
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- electrode layer
- insulator
- emitting layer
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、無機分散型の交流形エ
レクトロルミネセンス素子（以下、単にＥＬ素子とい
う）に関する。
レクトロルミネセンス素子（以下、単にＥＬ素子とい
う）に関する。
【０００２】
【従来の技術】エレクトロルミネセンス素子は、新しい
光源として魅力的であり、たとえば光る天井やパーソナ
ルコンピュータのディスプレイ用などに開発が進められ
ているが、まだ輝度が低い上、経時劣化が大きいなどの
問題があり、ごく一部の特殊用途に利用されているのみ
である。上記のＥＬ素子についても性能向上の研究がな
され、たとえば、特開昭５６−３８７９２号公報、滋賀
県立信楽窯業試験場昭和５９年度業務報告、同６０年度
業務報告などに、改良したＥＬ素子が記載されている。
しかし、これらのＥＬ素子も、まだ輝度が低く、数十ｃ
ｄ／ｍ2 の輝度を得ようとすれば、１ｋＨｚ以上の高周
波と１ｋＶ以上の高電圧を要し、経時劣化が大きく、広
く実用化されるにはいたっていない。
光源として魅力的であり、たとえば光る天井やパーソナ
ルコンピュータのディスプレイ用などに開発が進められ
ているが、まだ輝度が低い上、経時劣化が大きいなどの
問題があり、ごく一部の特殊用途に利用されているのみ
である。上記のＥＬ素子についても性能向上の研究がな
され、たとえば、特開昭５６−３８７９２号公報、滋賀
県立信楽窯業試験場昭和５９年度業務報告、同６０年度
業務報告などに、改良したＥＬ素子が記載されている。
しかし、これらのＥＬ素子も、まだ輝度が低く、数十ｃ
ｄ／ｍ2 の輝度を得ようとすれば、１ｋＨｚ以上の高周
波と１ｋＶ以上の高電圧を要し、経時劣化が大きく、広
く実用化されるにはいたっていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者は、
輝度が高く、経時劣化の少いＥＬ素子を目的として検討
した結果、まず、ＥＬ素子の輝度が低いのは、従来、Ｅ
Ｌ素子製造工程における熱処理温度が６５０℃を超え、
このために発光体層中の蛍光体が熱劣化すること、発光
体の経時劣化が大きいのは、使用中に電極に印加する高
周波数の高電圧に因るものであることなどを知った。ま
た、従来のＥＬ素子の発光体層では、少量の蛍光体を数
十重量％ものガラス相中に分散せしめている。これらの
事実から、本発明は、比較的低温の熱処理で製造され、
かつ、高い誘電率の絶縁体層と発光体層を有し、低周波
数、低電圧の印加で高い輝度をもつＥＬ素子の開発を課
題とした。
輝度が高く、経時劣化の少いＥＬ素子を目的として検討
した結果、まず、ＥＬ素子の輝度が低いのは、従来、Ｅ
Ｌ素子製造工程における熱処理温度が６５０℃を超え、
このために発光体層中の蛍光体が熱劣化すること、発光
体の経時劣化が大きいのは、使用中に電極に印加する高
周波数の高電圧に因るものであることなどを知った。ま
た、従来のＥＬ素子の発光体層では、少量の蛍光体を数
十重量％ものガラス相中に分散せしめている。これらの
事実から、本発明は、比較的低温の熱処理で製造され、
かつ、高い誘電率の絶縁体層と発光体層を有し、低周波
数、低電圧の印加で高い輝度をもつＥＬ素子の開発を課
題とした。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め、基板上の透明電極層と背面電極層との間に、発光体
層と絶縁体層とを配置してなるエレクトロルミネセンス
素子であって、上記発光体層は、２〜１５重量％のガラ
ス相に蛍光体粒子を分散、固定してなることを特徴とす
るエレクトロルミネセンス素子を完成した。
め、基板上の透明電極層と背面電極層との間に、発光体
層と絶縁体層とを配置してなるエレクトロルミネセンス
素子であって、上記発光体層は、２〜１５重量％のガラ
ス相に蛍光体粒子を分散、固定してなることを特徴とす
るエレクトロルミネセンス素子を完成した。
【０００５】また、基板上の透明電極層と背面電極層と
の間に、発光体層と絶縁体層とを配置してなるエレクト
ロルミネセンス素子であって、上記絶縁体層には、２〜
１５重量％のガラス相が含まれていることを特徴とする
エレクトロルミネセンス素子を完成した。
の間に、発光体層と絶縁体層とを配置してなるエレクト
ロルミネセンス素子であって、上記絶縁体層には、２〜
１５重量％のガラス相が含まれていることを特徴とする
エレクトロルミネセンス素子を完成した。
【０００６】本発明において、発光体層または絶縁体層
のガラス相中には、それぞれ１〜５０重量％のＳｉ
Ｏ2 、ＺｒＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 およびＬｉ2 Ｏを含有してい
ることが好ましい。
のガラス相中には、それぞれ１〜５０重量％のＳｉ
Ｏ2 、ＺｒＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 およびＬｉ2 Ｏを含有してい
ることが好ましい。
【０００７】もちろん、発光体層と絶縁体層との双方に
それぞれ２〜１５重量％のガラス相を含んだＥＬ素子
は、好ましい実施態様である。
それぞれ２〜１５重量％のガラス相を含んだＥＬ素子
は、好ましい実施態様である。
【０００８】
【実施態様】本発明についてさらに詳しく説明する。な
お、以下の説明中、％は、とくに断らない限り重量％を
示す。
お、以下の説明中、％は、とくに断らない限り重量％を
示す。
【０００９】本発明のＥＬ素子は、基板にセラミックス
を用い、その基板上に透明電極層と背面電極層とを形成
し、さらにその両電極層の間に発光体層と絶縁体層とを
サンドイッチさせ、層状体にしたものである。さらに通
常は、基板上の層状体を保護するためにガラスを被せ
る。以下、図面を参照しつつ説明する図１は、不透明な
セラミックス基板を採用したときのＥＬ素子の縦断面を
示す図である。セラミックス基板１として不透明なセラ
ミックス、たとえば、アルミナ、マグネシア、ジルコニ
アなどのいわゆるニューセラミックスや、陶磁器類を使
用する。基板１上に、順に背面電極層２、絶縁体層３、
発光体層４、透明電極層５を形成し、さらに保護ガラス
６を被せている。図２は、透明なセラミックス基板を採
用したときのＥＬ素子の縦断面を示す。セラミックス基
板２１として透明なセラミックス、たとえばガラス、ア
ルミナ、マグネシアなどを使用する。基板２１上に、順
に透明電極層２２、発光体層２３、絶縁体層２４、背面
電極層２５を形成し、さらに保護ガラス２６を被せてい
る。透明、不透明という表現は、目的とする機能を達成
するに足る光の透過、または遮蔽があるかどうかの判断
に基ずく。また、基板は、平板に限らず曲面板であって
もよい。
を用い、その基板上に透明電極層と背面電極層とを形成
し、さらにその両電極層の間に発光体層と絶縁体層とを
サンドイッチさせ、層状体にしたものである。さらに通
常は、基板上の層状体を保護するためにガラスを被せ
る。以下、図面を参照しつつ説明する図１は、不透明な
セラミックス基板を採用したときのＥＬ素子の縦断面を
示す図である。セラミックス基板１として不透明なセラ
ミックス、たとえば、アルミナ、マグネシア、ジルコニ
アなどのいわゆるニューセラミックスや、陶磁器類を使
用する。基板１上に、順に背面電極層２、絶縁体層３、
発光体層４、透明電極層５を形成し、さらに保護ガラス
６を被せている。図２は、透明なセラミックス基板を採
用したときのＥＬ素子の縦断面を示す。セラミックス基
板２１として透明なセラミックス、たとえばガラス、ア
ルミナ、マグネシアなどを使用する。基板２１上に、順
に透明電極層２２、発光体層２３、絶縁体層２４、背面
電極層２５を形成し、さらに保護ガラス２６を被せてい
る。透明、不透明という表現は、目的とする機能を達成
するに足る光の透過、または遮蔽があるかどうかの判断
に基ずく。また、基板は、平板に限らず曲面板であって
もよい。
【００１０】絶縁体層は１層に限られない。発光体層の
両面を絶縁体層でサンドイッチし、これを両電極層で挟
む構造を採用すれば、発光体層を絶縁破壊からより十分
に保護し、寿命を延長することができる。図３は、発光
体層を絶縁体層で挟んだＥＬ素子の縦断面を示す。基板
３１上に、順に背面電極層３２、下部絶縁体層３３、発
光体層３４、上部絶縁体層３５、透明電極層３６を形成
し、さらに保護ガラス３７を被せている。
両面を絶縁体層でサンドイッチし、これを両電極層で挟
む構造を採用すれば、発光体層を絶縁破壊からより十分
に保護し、寿命を延長することができる。図３は、発光
体層を絶縁体層で挟んだＥＬ素子の縦断面を示す。基板
３１上に、順に背面電極層３２、下部絶縁体層３３、発
光体層３４、上部絶縁体層３５、透明電極層３６を形成
し、さらに保護ガラス３７を被せている。
【００１１】つぎに、発光体層について説明する。発光
体層は、２〜１５重量％のガラス相に、蛍光体粒子を分
散し、固定したものである。発光体層は、電圧を加えら
れて発光する蛍光体粒子、マトリックスもしくはバイン
ダとしてのガラス相になるガラスフリットなどを含む発
光体ペーストを塗布し、焼付けて形成する。
体層は、２〜１５重量％のガラス相に、蛍光体粒子を分
散し、固定したものである。発光体層は、電圧を加えら
れて発光する蛍光体粒子、マトリックスもしくはバイン
ダとしてのガラス相になるガラスフリットなどを含む発
光体ペーストを塗布し、焼付けて形成する。
【００１２】蛍光体としては、ＺｎＳ、ＣａＳ、Ｓｒ
Ｓ、ＣｄＳなどの硫化物に発光センタとして作用する付
活剤元素としてＭｎ、Ｃｕ、Ｃｌ、Ｆ、Ｋ、Ｃｅ、Ｓ
ｒ、Ｒｅ、およびＥｕ、Ｓｍ、Ｔｍ、Ｔｂ、Ｐｒなどの
希土類元素の中から選ばれた１種または２種以上の元素
またはこれら元素の化合物、たとえばＴｂＦ3 、ＳｍＦ
3 、ＴｍＦ3 、ＭｎＳ、ＥｕＣｌ3 、ＣｅＣｌ3 を０．
０２〜２％添加する。とくに、高輝度の赤や青の発光色
を得るためには、希土類元素を添加するのが好ましい。
これらの蛍光体の粒子径は、ワードプロセッサやパーソ
ナルコンピュータのディスプレイ用には、分解能を高
め、鮮明な画像が要求されるので粒子径は小さいほどよ
いが、小さすぎると高い輝度を得られる反面、ＥＬ素子
の寿命が短くなるので、結局１０〜３０μｍ程度が好ま
しい。また、均質で粒度分布の狭いものが好ましい。
Ｓ、ＣｄＳなどの硫化物に発光センタとして作用する付
活剤元素としてＭｎ、Ｃｕ、Ｃｌ、Ｆ、Ｋ、Ｃｅ、Ｓ
ｒ、Ｒｅ、およびＥｕ、Ｓｍ、Ｔｍ、Ｔｂ、Ｐｒなどの
希土類元素の中から選ばれた１種または２種以上の元素
またはこれら元素の化合物、たとえばＴｂＦ3 、ＳｍＦ
3 、ＴｍＦ3 、ＭｎＳ、ＥｕＣｌ3 、ＣｅＣｌ3 を０．
０２〜２％添加する。とくに、高輝度の赤や青の発光色
を得るためには、希土類元素を添加するのが好ましい。
これらの蛍光体の粒子径は、ワードプロセッサやパーソ
ナルコンピュータのディスプレイ用には、分解能を高
め、鮮明な画像が要求されるので粒子径は小さいほどよ
いが、小さすぎると高い輝度を得られる反面、ＥＬ素子
の寿命が短くなるので、結局１０〜３０μｍ程度が好ま
しい。また、均質で粒度分布の狭いものが好ましい。
【００１３】発光体層中のガラス相は、螢光体粒子を分
散固定し、電極または絶縁体層上に焼付けた発光体層の
接着性を高める作用を有する。発光体層中の螢光体粒子
は、必ずしもガラス相に埋込まれる必要はない。ガラス
相が、バインダとして蛍光体粒子を分散させ固定してお
ればよい。ところで、従来のＥＬ素子製造工程のよう
に、発光体層の焼付温度が６００℃を超えると、ＺｎＳ
などの蛍光体と添加したＭｎ、Ｃｕなどの付活剤とが反
応し、変質して輝度が低下するので、輝度低下の起こら
ない必要にして十分な温度、好ましくは４００〜５５０
℃で焼付けられるように発光体ペーストを調合する。さ
て、従来のＥＬ素子では多量のガラスフリットを添加し
製造していた。しかし、ガラス相が１５％をこえると蛍
光体の密度が低下して高い輝度のＥＬ素子を得られず、
２％未満になると十分な接着力を得られない。本発明
は、この事実に立脚し完成したものである。使用するガ
ラスフリット粒子は、微粉末であればある程、低温で融
解する。５０％径が１〜３μｍの範囲、９０％径が２〜
６μｍの範囲が好ましく、この範囲であれば低温で融解
し、絶縁体層や電極層の面に強固に接着する。また、ガ
ラス相には、１％以上のＰｂＯやＣｄＯを含まないこと
が好ましい。これらの化合物は、蛍光体中の付活剤と反
応し、発光センタを劣化させ、輝度を低下させるからで
ある。
散固定し、電極または絶縁体層上に焼付けた発光体層の
接着性を高める作用を有する。発光体層中の螢光体粒子
は、必ずしもガラス相に埋込まれる必要はない。ガラス
相が、バインダとして蛍光体粒子を分散させ固定してお
ればよい。ところで、従来のＥＬ素子製造工程のよう
に、発光体層の焼付温度が６００℃を超えると、ＺｎＳ
などの蛍光体と添加したＭｎ、Ｃｕなどの付活剤とが反
応し、変質して輝度が低下するので、輝度低下の起こら
ない必要にして十分な温度、好ましくは４００〜５５０
℃で焼付けられるように発光体ペーストを調合する。さ
て、従来のＥＬ素子では多量のガラスフリットを添加し
製造していた。しかし、ガラス相が１５％をこえると蛍
光体の密度が低下して高い輝度のＥＬ素子を得られず、
２％未満になると十分な接着力を得られない。本発明
は、この事実に立脚し完成したものである。使用するガ
ラスフリット粒子は、微粉末であればある程、低温で融
解する。５０％径が１〜３μｍの範囲、９０％径が２〜
６μｍの範囲が好ましく、この範囲であれば低温で融解
し、絶縁体層や電極層の面に強固に接着する。また、ガ
ラス相には、１％以上のＰｂＯやＣｄＯを含まないこと
が好ましい。これらの化合物は、蛍光体中の付活剤と反
応し、発光センタを劣化させ、輝度を低下させるからで
ある。
【００１４】つぎに、絶縁体層について説明する。絶縁
体層は、発光体層の電気的な破壊に対する保護や、発光
体層界面を安定化する作用などを有する。発光輝度と寿
命のためには、高誘電率の絶縁体の使用が好ましく、た
とえばＢａＴｉＯ3 、Ｔａ2 Ｏ5 、Ｙ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ
3 などがあげられる。しかし、これらの絶縁体は、単独
では融点が高く実質的に焼付けることができないので、
ガラスフリットを添加した絶縁体ペーストを調合し、融
点を下げて焼付けを可能にする。前記したようにＥＬ素
子製造時の熱処理温度、すなわち焼付温度を下げる必要
があるが、これは発光体層を焼付けるときだけではな
く、発光体層を焼付た後、絶縁体層や電極層を高温で焼
付けると、発光体層が高温にさらされて蛍光体が劣化す
るので、適量のガラスフリットを添加しそれを回避する
のである。ガラスフリットを添加すると絶縁体層の誘電
率が低下し、発光体層の保護や蛍光体の寿命によくない
ので少ない程よいが、少なすぎると融点が十分に下ら
ず、焼付け困難になる。結局、２〜１５％の範囲が好ま
しい。
体層は、発光体層の電気的な破壊に対する保護や、発光
体層界面を安定化する作用などを有する。発光輝度と寿
命のためには、高誘電率の絶縁体の使用が好ましく、た
とえばＢａＴｉＯ3 、Ｔａ2 Ｏ5 、Ｙ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ
3 などがあげられる。しかし、これらの絶縁体は、単独
では融点が高く実質的に焼付けることができないので、
ガラスフリットを添加した絶縁体ペーストを調合し、融
点を下げて焼付けを可能にする。前記したようにＥＬ素
子製造時の熱処理温度、すなわち焼付温度を下げる必要
があるが、これは発光体層を焼付けるときだけではな
く、発光体層を焼付た後、絶縁体層や電極層を高温で焼
付けると、発光体層が高温にさらされて蛍光体が劣化す
るので、適量のガラスフリットを添加しそれを回避する
のである。ガラスフリットを添加すると絶縁体層の誘電
率が低下し、発光体層の保護や蛍光体の寿命によくない
ので少ない程よいが、少なすぎると融点が十分に下ら
ず、焼付け困難になる。結局、２〜１５％の範囲が好ま
しい。
【００１５】さて、製造工程ではＥＬ素子に加熱と冷却
が繰り返されるので、発光体層や絶縁体層の熱膨張係数
がセラミック基板の熱膨張係数に近くないと、クラック
を生じ好ましくない。ところで、ガラスフリットにＳｉ
Ｏ2 、ＺｒＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 およびＬｉ2 Ｏをそれぞれ１
〜５０％含むものを使用すれば、これらの成分割合を変
えることによって、発光体層や絶縁体層の熱膨張係数と
融点とを所望の値に容易に調節することができる。いず
れかの成分が１〜５０％の範囲外になると、安定したガ
ラス相が得られず好ましくない。使用するガラスフリッ
トの熱膨張係数は、０〜３００℃で７０〜９０×１０-7
／℃であることが好ましい。この範囲にあると発光体層
などの加熱、冷却時の熱応力が小さく、クラックが発生
しにくい。これ以外にも、ガラスフリットにはＡｌ2 Ｏ
3 、ＣａＯ、Ｋ2 Ｏ、ＭｇＯ、Ｎａ2 Ｏ、ＢａＯ、Ｚｎ
Ｏなどを含ませることができる。ガラスフリット中のこ
れら成分の量を０．５〜３％の範囲で加減し、熱膨脹係
数や融点の調整をより容易にすることができる。
が繰り返されるので、発光体層や絶縁体層の熱膨張係数
がセラミック基板の熱膨張係数に近くないと、クラック
を生じ好ましくない。ところで、ガラスフリットにＳｉ
Ｏ2 、ＺｒＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 およびＬｉ2 Ｏをそれぞれ１
〜５０％含むものを使用すれば、これらの成分割合を変
えることによって、発光体層や絶縁体層の熱膨張係数と
融点とを所望の値に容易に調節することができる。いず
れかの成分が１〜５０％の範囲外になると、安定したガ
ラス相が得られず好ましくない。使用するガラスフリッ
トの熱膨張係数は、０〜３００℃で７０〜９０×１０-7
／℃であることが好ましい。この範囲にあると発光体層
などの加熱、冷却時の熱応力が小さく、クラックが発生
しにくい。これ以外にも、ガラスフリットにはＡｌ2 Ｏ
3 、ＣａＯ、Ｋ2 Ｏ、ＭｇＯ、Ｎａ2 Ｏ、ＢａＯ、Ｚｎ
Ｏなどを含ませることができる。ガラスフリット中のこ
れら成分の量を０．５〜３％の範囲で加減し、熱膨脹係
数や融点の調整をより容易にすることができる。
【００１６】背面電極層は、発光特性を有効に利用する
ために反射型が好ましく、Ａｕ−Ｐｄ−Ａｇ系、Ａｕ−
Ｐｔ−Ｐｄ系、Ｐｔ系や、Ａｌ、Ａｇで作成したペース
トを使用し、スクリーン印刷、塗布、ディッピング、ス
ピンコート、スプレーまたはバーコートなどの方法でセ
ラミック基板上に塗布する。
ために反射型が好ましく、Ａｕ−Ｐｄ−Ａｇ系、Ａｕ−
Ｐｔ−Ｐｄ系、Ｐｔ系や、Ａｌ、Ａｇで作成したペース
トを使用し、スクリーン印刷、塗布、ディッピング、ス
ピンコート、スプレーまたはバーコートなどの方法でセ
ラミック基板上に塗布する。
【００１７】透明電極層は、光の透過率が高く、抵抗値
の低いものが発光効率が高いので好ましい。透明電極層
に使用する金属酸化物粉末には、導電性の金属酸化物も
しくはこれに他の無機化合物もしくは元素を添加した粉
末、またはそれらの混合粉末があげられる。たとえば、
ＳｎＯ2 にＳｂ、Ｐ、Ｆなどの元素を添加した粉末、Ｚ
ｎＯにＣｄ、Ｇｄ、ＳｎＯ2 、Ｉｎなどを添加した粉
末、Ｉｎ2 Ｏ3 −ＳｎＯ 2 粉末（以下、ＩＴＯという）
などがあげられる。これらの中では、ＩＴＯが樹脂、有
機溶剤、ガラスフリットなどとの親和性があって塗膜性
に優れ、導電性、透明性のよい均一で安定した導電塗膜
を得やすいので好ましい。本発明では、上記の金属酸化
物粉末の比表面積を２５ないし１５０ｍ2 ／ｇ、好まし
くは５０ないし１３０ｍ2 ／ｇになるように調整して使
用する。比表面積が２５ｍ2 ／ｇ未満であると塗膜のヘ
ーズ値が増大し、比表面積が１５０ｍ2 ／ｇを超えると
粉末が凝集し、均一に分散しにくくなって塗膜の透明度
などが低下する。なお、本発明にいう比表面積はＢＥＴ
法による測定値である。
の低いものが発光効率が高いので好ましい。透明電極層
に使用する金属酸化物粉末には、導電性の金属酸化物も
しくはこれに他の無機化合物もしくは元素を添加した粉
末、またはそれらの混合粉末があげられる。たとえば、
ＳｎＯ2 にＳｂ、Ｐ、Ｆなどの元素を添加した粉末、Ｚ
ｎＯにＣｄ、Ｇｄ、ＳｎＯ2 、Ｉｎなどを添加した粉
末、Ｉｎ2 Ｏ3 −ＳｎＯ 2 粉末（以下、ＩＴＯという）
などがあげられる。これらの中では、ＩＴＯが樹脂、有
機溶剤、ガラスフリットなどとの親和性があって塗膜性
に優れ、導電性、透明性のよい均一で安定した導電塗膜
を得やすいので好ましい。本発明では、上記の金属酸化
物粉末の比表面積を２５ないし１５０ｍ2 ／ｇ、好まし
くは５０ないし１３０ｍ2 ／ｇになるように調整して使
用する。比表面積が２５ｍ2 ／ｇ未満であると塗膜のヘ
ーズ値が増大し、比表面積が１５０ｍ2 ／ｇを超えると
粉末が凝集し、均一に分散しにくくなって塗膜の透明度
などが低下する。なお、本発明にいう比表面積はＢＥＴ
法による測定値である。
【００１８】保護ガラスは、ＥＬ素子を保護し、とくに
防湿を目的とする。セラミック基板に前記の各層を焼付
け、通常、最後にコートする。使用するガラスフリット
はＰｂＯやＣｄＯの含有率が１％未満のものが好まし
く、融解して透明になるものを使用する。
防湿を目的とする。セラミック基板に前記の各層を焼付
け、通常、最後にコートする。使用するガラスフリット
はＰｂＯやＣｄＯの含有率が１％未満のものが好まし
く、融解して透明になるものを使用する。
【００１９】本発明のＥＬ素子の製造方法の具体例を説
明する。
明する。
【００２０】セラミック基板上に、背面電極層、絶縁体
層、発光体層、透明電極層、保護ガラスを順次塗布して
は焼付けする。各層は、それぞれに適した成分を調合
し、かつ粘度を調整したペーストをスクリーン印刷法、
ディッピング法、スピンコート法、バーコート法、また
は転写法によって塗布する。発光体層や絶縁体層のペー
ストは、エチルセルロース、ポリビニルブチラール、ポ
リメタクリル酸エステルなどをテレピン油、ジエチレン
グリコールジブチルエーテル、オレイルアルコール、エ
チルアルコールなど、またはこれらの混合溶媒に溶解す
る。さらに、適当な可塑剤を添加してもよい。これに、
前記の蛍光体または絶縁体と、ガラスフリットなどとを
加えて、混練し、調整する。焼付け温度は、発光体層を
塗布する前であれば６００℃以上でもよいが、以降は５
５０℃以上に昇温することは好ましくない。焼成雰囲気
には、空気、窒素、アルゴン、硫化水素などを使用す
る。アルゴンまたは硫化水素はＺｎＳや付活剤の分解を
防止するので、その雰囲気は好ましい。また、透明電極
層は、スパッタリングや蒸着によって形成することもで
きる。
層、発光体層、透明電極層、保護ガラスを順次塗布して
は焼付けする。各層は、それぞれに適した成分を調合
し、かつ粘度を調整したペーストをスクリーン印刷法、
ディッピング法、スピンコート法、バーコート法、また
は転写法によって塗布する。発光体層や絶縁体層のペー
ストは、エチルセルロース、ポリビニルブチラール、ポ
リメタクリル酸エステルなどをテレピン油、ジエチレン
グリコールジブチルエーテル、オレイルアルコール、エ
チルアルコールなど、またはこれらの混合溶媒に溶解す
る。さらに、適当な可塑剤を添加してもよい。これに、
前記の蛍光体または絶縁体と、ガラスフリットなどとを
加えて、混練し、調整する。焼付け温度は、発光体層を
塗布する前であれば６００℃以上でもよいが、以降は５
５０℃以上に昇温することは好ましくない。焼成雰囲気
には、空気、窒素、アルゴン、硫化水素などを使用す
る。アルゴンまたは硫化水素はＺｎＳや付活剤の分解を
防止するので、その雰囲気は好ましい。また、透明電極
層は、スパッタリングや蒸着によって形成することもで
きる。
【００２１】
【実施例】つぎに、実施例および比較例について説明す
る。
る。
【００２２】５００×５００ｍｍ、厚さ５ｍｍのアプラ
イト質窯業タイルをセラミック基板とし、その上にＡｕ
を８０．３％、Ｐｄを１２．４％、Ａｇを６．８％、Ｒ
ｈを０．５％含有する背面電極ペーストを２２５メッシ
ュのスクリーンで印刷し、毎分５．３℃の割合で８００
℃まで昇温した後、３０分間保持して焼付け、背面電極
層を形成させた。
イト質窯業タイルをセラミック基板とし、その上にＡｕ
を８０．３％、Ｐｄを１２．４％、Ａｇを６．８％、Ｒ
ｈを０．５％含有する背面電極ペーストを２２５メッシ
ュのスクリーンで印刷し、毎分５．３℃の割合で８００
℃まで昇温した後、３０分間保持して焼付け、背面電極
層を形成させた。
【００２３】ついで、７０％のＢａＴｉＯ3 と、４２％
をＺｒＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 を２４％、ＳｉＯ2 を２１％、Ｌ
ｉ2 Ｏを１０％、Ａｌ2 Ｏ3 を１％、残りが他の酸化物
からなる５％のガラスフリットと、５％のエチルセルロ
ーズとを含み、これに適量のテレピン油と可塑剤とを加
え１００％とした混合物をローラミルで十分に混練し、
絶縁体ペーストを調整した。このペーストを前記と同じ
方法で背面電極上にスクリーン印刷し、毎分５．３℃の
割合で７５０℃まで昇温した後、３０分間保持して焼付
け、絶縁体層を形成した。焼付け後の絶縁体層の厚さは
２５〜３５μｍであった。
をＺｒＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 を２４％、ＳｉＯ2 を２１％、Ｌ
ｉ2 Ｏを１０％、Ａｌ2 Ｏ3 を１％、残りが他の酸化物
からなる５％のガラスフリットと、５％のエチルセルロ
ーズとを含み、これに適量のテレピン油と可塑剤とを加
え１００％とした混合物をローラミルで十分に混練し、
絶縁体ペーストを調整した。このペーストを前記と同じ
方法で背面電極上にスクリーン印刷し、毎分５．３℃の
割合で７５０℃まで昇温した後、３０分間保持して焼付
け、絶縁体層を形成した。焼付け後の絶縁体層の厚さは
２５〜３５μｍであった。
【００２４】つぎに、ＺｎＳを７０％、エチルセルロー
ズを５％、前記の絶縁体層に使用したのと同じ組成のガ
ラスフリットを１．４％、３．７％、７．８％、および
１２％の割合に量を変えて添加し、これにテレピン油と
可塑剤とを加え１００％にした混合物をローラミルで十
分に混練し、４種類の発光体ペーストを調整した。ま
た、比較例として、まったく同様に、同じ組成のガラス
フリットを１．１％、および１５％添加した２種類の発
光体ペーストを調整した。これらの発光体ペーストを、
それぞれ別個に前記と同じ方法で絶縁体層上にスクリー
ン印刷し、毎分５．３℃の割合で５５０℃まで昇温した
後、３０分間保持して焼付け、発光体層を形成させ、６
種類のＥＬ素子中間製品を得た。これらのＥＬ素子中間
製品の焼付け後の発光体層の厚さはいずれも２０〜３０
μｍであった。
ズを５％、前記の絶縁体層に使用したのと同じ組成のガ
ラスフリットを１．４％、３．７％、７．８％、および
１２％の割合に量を変えて添加し、これにテレピン油と
可塑剤とを加え１００％にした混合物をローラミルで十
分に混練し、４種類の発光体ペーストを調整した。ま
た、比較例として、まったく同様に、同じ組成のガラス
フリットを１．１％、および１５％添加した２種類の発
光体ペーストを調整した。これらの発光体ペーストを、
それぞれ別個に前記と同じ方法で絶縁体層上にスクリー
ン印刷し、毎分５．３℃の割合で５５０℃まで昇温した
後、３０分間保持して焼付け、発光体層を形成させ、６
種類のＥＬ素子中間製品を得た。これらのＥＬ素子中間
製品の焼付け後の発光体層の厚さはいずれも２０〜３０
μｍであった。
【００２５】さらに、透明電極層として、それぞれのＥ
Ｌ素子中間製品の発光体層上に、市販のＩＴＯペースト
をスクリーン印刷し、毎分５．３℃の割合で５５０℃ま
で昇温した後、３０分間保持して焼付けた。焼付け後の
透明電極層の厚さはいずれも４〜５μｍであった。
Ｌ素子中間製品の発光体層上に、市販のＩＴＯペースト
をスクリーン印刷し、毎分５．３℃の割合で５５０℃ま
で昇温した後、３０分間保持して焼付けた。焼付け後の
透明電極層の厚さはいずれも４〜５μｍであった。
【００２６】最後に、保護ガラスとして、市販のガラス
ペーストを８０メッシュのスクリーンでそれぞれの透明
電極層上に塗布し、毎分２℃の割合で４００℃まで昇温
した後、３０分間保持して保護ガラス膜を形成した。
ペーストを８０メッシュのスクリーンでそれぞれの透明
電極層上に塗布し、毎分２℃の割合で４００℃まで昇温
した後、３０分間保持して保護ガラス膜を形成した。
【００２７】このようにして製作した無機分散型ＥＬ素
子に４００Ｈｚ、１００Ｖの電圧を印加し、輝度を測定
した。さらに、そのまま１０００時間、連続負荷した後
の輝度を測定した。これらの結果を表１に示す。
子に４００Ｈｚ、１００Ｖの電圧を印加し、輝度を測定
した。さらに、そのまま１０００時間、連続負荷した後
の輝度を測定した。これらの結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【発明の効果】本発明にかかるＥＬ素子は、比較的低温
の熱処理で製造され、高い誘電率の絶縁体層と発光体層
を有する。このため、周波数５０〜４００Ｈｚ、電圧１
０〜２００Ｖの低周波数、低電圧の印加で高い輝度が得
られ、しかも、経時劣化が小さい。実施例では、４００
Ｈｚ、１００Ｖで１５０ｃｄ／ｍ2、１０００時間後も
１３０ｃｄ／ｍ2 の輝度を維持した。
の熱処理で製造され、高い誘電率の絶縁体層と発光体層
を有する。このため、周波数５０〜４００Ｈｚ、電圧１
０〜２００Ｖの低周波数、低電圧の印加で高い輝度が得
られ、しかも、経時劣化が小さい。実施例では、４００
Ｈｚ、１００Ｖで１５０ｃｄ／ｍ2、１０００時間後も
１３０ｃｄ／ｍ2 の輝度を維持した。
【００３０】このＥＬ素子は、建築物内外の照明、各種
標識類、計器パネル、ＯＡ機器などのディスプレイなど
に利用することができる。
標識類、計器パネル、ＯＡ機器などのディスプレイなど
に利用することができる。
【図１】 不透明なセラミックス基板を採用したときの
ＥＬ素子の縦断面図。
ＥＬ素子の縦断面図。
【図２】 透明なセラミックス基板を採用したときのＥ
Ｌ素子の縦断面図。
Ｌ素子の縦断面図。
【図３】 発光体層を絶縁体層で挟んだＥＬ素子の縦断
面図。
面図。
１：基板 ２：背面電極層 ３：絶縁体層 ４：発光体層 ５：透明電極層 ６：保護ガラ
ス
ス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 公一 滋賀県甲賀郡信楽町大字長野498番地滋 賀県立信楽窯業試験場内 (72)発明者 黄瀬 栄藏 滋賀県甲賀郡信楽町大字長野498番地滋 賀県立信楽窯業試験場内 (72)発明者 松本 政明 滋賀県甲賀郡信楽町大字長野498番地滋 賀県立信楽窯業試験場内 (72)発明者 正木 孝樹 滋賀県大津市園山１丁目１番１号東レ株 式会社滋賀事業場内 (72)発明者 芳村 亜紀子 滋賀県大津市園山１丁目１番１号東レ株 式会社滋賀事業場内 (72)発明者 野田 征雄 滋賀県大津市園山１丁目１番１号東レ株 式会社滋賀事業場内 (56)参考文献 特開 平３−238793（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05B 33/20 H05B 33/22
Claims (3)
- 【請求項１】 基板上の透明電極層と背面電極層との間
に、発光体層と絶縁体層とを配置してなるエレクトロル
ミネセンス素子であって、上記発光体層は、２〜１５重
量％のガラス相に蛍光体粒子を分散、固定してなること
を特徴とするエレクトロルミネセンス素子。 - 【請求項２】 基板上の透明電極層と背面電極層との間
に、発光体層と絶縁体層とを配置してなるエレクトロル
ミネセンス素子であって、上記絶縁体層には、２〜１５
重量％のガラス相が含まれていることを特徴とするエレ
クトロルミネセンス素子。 - 【請求項３】 ガラス相が、それぞれ１〜５０重量％の
ＳｉＯ2 、ＺｒＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 およびＬｉ2 Ｏを含有し
ていることを特徴とする請求項１、または２のエレクト
ロルミネセンス素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3182302A JP2837766B2 (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | エレクトロルミネセンス素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3182302A JP2837766B2 (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | エレクトロルミネセンス素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0589963A JPH0589963A (ja) | 1993-04-09 |
| JP2837766B2 true JP2837766B2 (ja) | 1998-12-16 |
Family
ID=16115917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3182302A Expired - Fee Related JP2837766B2 (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | エレクトロルミネセンス素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2837766B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4705212B2 (ja) * | 1999-11-11 | 2011-06-22 | アイファイヤー アイピー コーポレイション | 複合基板およびそれを用いたエレクトロルミネセンス素子 |
| US8558447B2 (en) * | 2009-03-31 | 2013-10-15 | Fujifilm Corporation | Dispersion-type electroluminescence device |
-
1991
- 1991-07-23 JP JP3182302A patent/JP2837766B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0589963A (ja) | 1993-04-09 |
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