JPH01204392A - エレクトロルミネセンス素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は分散型のエレクトロルミネセンス素子に係わり
、さらに詳しくはその発光層および絶縁層の改良に関す
る。

〔従来の技術〕

分散型のエレクトロルミネセンス素子は、−船釣に、第
１図に示すように、透明電極２上に発光層３、絶縁層４
、背面電極５などを設けた構造をとっている。そして、
発光層３は、発光物質としての蛍光体と結着剤的効果を
持つ有機誘電体とで構成され、絶縁層４は背景材的役割
を兼ねた無機誘電体と結着剤的効果を持つ有機誘電体と
で構成されていた（例えば、特開昭６２−３８８３８号
公報）。

ところで、エレクトロルミネセンス素子の輝度むらを抑
制し、長寿命化をはかるためには、発光層の蛍光体の分
散性や絶縁層の無機誘電体の分散性を向上させなければ
ならない。

しかし、蛍光体や無機誘電体の有機誘電体に対する分散
性は悪く、そのため、発光させたときに輝度むらが生じ
たり、特定の蛍光体粒子への電界集中により耐久性が低
下して寿命が短くなっているのが現状である。

また、エレクトロルミネセンス素子の寿命は外部から侵
入する水分によって影響を受け、外部から水分がエレク
トロルミネセンス素子内に侵入すると、発光層の蛍光体
が水分と反応してその発光機能を消失するので、エレク
トロルミネセンス素子の寿命が短くなる。そのため、フ
ン素糸の防湿フィルムが外装体として用いられ、それに
よって全体の周囲を覆い（ただし、透明電極からのリー
ド電極と背面電極からのリード電極は外装体外に引き出
される）、素子内部が密閉構造になるようにして、水分
がエレクトロルミネセンス素子内に侵入しないようにし
ているが、それでも充分とはいえない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、上記従来の分散型エレクトロルミネセンス素
子が持っていた蛍光体や無８！誘電体の有機誘電体に対
する分散性が悪いという問題点を解決し、以って輝度む
らが少なく、かつ長寿命を保ち得るエレクトロルミネセ
ンス素子を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕 本発明は、発光層および絶縁層の構成成分としてＢ−０
結合を存するボロン系ポリマーを添加することによって
、蛍光体や無機誘電体の有機誘電体に対する分散性を改
善し、輝度むらの少ない、長寿命のエレクトロルミネセ
ンス素子を提供したものである。

これを詳細に説明すると次の通りである。

分散型のエレクトロルミネセンス素子では、発光層や絶
縁層の形成は、蛍光体と有機誘電体と溶剤とを混合して
調製した発光層形成用ペーストや無機誘電体と有機誘電
体と溶剤とを混合して調製した絶縁層形成用ペーストを
それぞれ所定のところに塗付し、乾燥して溶剤を揮散さ
せることによって行われる。

そこで、本発明では、上記発光層形成用ペーストや絶縁
層形成用ペーストの調製時に前記Ｂ−０結合を有するボ
ロン系ポリマーを添加し他の構成成分と混合する。

このようにＢ−０結合を有するボロン系ポリマーを添加
して発光層形成用ペーストや絶縁層形成用ペーストを調
製すると、粉体粒子の結合が解かれ、蛍光体や無機誘電
体の有機誘電体に対する分散性が向上する。

Ｂ−０結合を有するボロン系ポリマーの添加により発光
層形成用ペーストや絶縁層形成用ペーストの粉体粒子の
結合が解かれる理由は、現在のところ必ずしも明確では
ないが、Ｂ−０結合を有するボロン系ポリマーが粉体の
表面を改質して、蛍光体粒子や無機誘電体粒子の静電気
を除去し、それら粒子間の引力を低減することによるも
のと思われる。

そして、上記のように蛍光体や無機誘電体の分散性が向
上する結果、発光時の輝度むらが少なくなり、また、発
光層に電界を均一に印加することができるようになって
、エレクトロルミネセンス素子の寿命が向上する。

また、上記Ｂ−０結合を有するボロン系ポリマーは、電
子吸引性を有するので、水分が外装体を透過して素子内
に侵入してきた場合その水分を捕捉する（水に配位して
取り囲む）ので、透湿水分によるエレクトロルミネセン
ス素子の低寿命化を抑制することができる。

上記のように、蛍光体や無機誘電体の分散性を向上させ
、かつ透湿水分を捕捉してエレクトロルミネセンス素子
を長寿命化させ得るＢ−０結合を有するボロン系ポリマ
ーとしては、例えばボロンインターナショナル社からハ
イボロンＤＬＧ−１１００の商品名で市販されているも
のが入手容易であり、本発明において好用される。

上記Ｂ−０結合を有するボロン系ポリマーの添加量とし
ては、上記ボロン系ポリマーを含んだ発光層の全構成成
分（ただし、溶剤などの揮発性成分は含まない）中、１
〜１０重量％とするのが適当である。すなわち、Ｂ−０
結合を有するボロン系ポリマーの添加量が上記範囲より
少ないと、前述したような分散性の向上などの効果が充
分に発揮されず、またＢ−０結合を有するボロン系ポリ
マーの添加量が上記範囲より多くなるとそれに伴って蛍
光体量が少なくなり、輝度の低下を招くことになる。

また、Ｂ−０結合を有するボロン系ポリマーを絶縁層の
構成材料中に添加する場合も、その添加量は上記ボロン
系ポリマーも含んだ全構成材料中１〜１０重量％にする
のが適当である。すなわち、Ｂ−０結合を有するボロン
系ポリマーの添加量が上記範囲より少なくなると、前述
した無機誘電体の分散性を向上させるなどの効果が充分
に発揮されず、またＢ−０結合を有するボロン系ポリマ
ーの添加量が上記範囲より多くなると、それに伴って無
機誘電体の量が低下して、発光層に高電界を印加できな
くなると共に背景材的な役割も低下して、エレクトロル
ミネセンス素子の発光状態の視認性が悪くなる。

発光層構成材料としての蛍光体と有機誘電体との割合や
、絶縁層構成材料としての無機誘電体と有機誘電体との
割合は、従来同様でよく、Ｂ−０結合を有するボロン系
ポリマーの添加によっても特に変わらない。

つぎに、本発明に係るエレクトロルミネセンス素子の構
造を第１図に基づいて説明する。

図中、１はポリエステルフィルムなどからなる透明保護
層で、２は透明電極であり、この透明電極２は上記透明
保護層１上に形成されたＩＴＯ（インジウム錫酸化物）
の蒸着膜からなり、通常、これら透明保護層１と透明電
極２とは透明導電性フィルムとして一体化した状態で供
給される。３は発光層で、この発光層３は例えばＺｎＳ
−Ｃｕ−Ａｌ系の蛍光体と例えばシアノエチルセルロー
ズ、シアノエチルサッカローズなどの有機誘電体とＢ−
０結合を存するボロン系ポリマーとの混合物からなるも
のである。ただし、この発光層３は、その形成時にあた
っては、前記構成成分がＮ−メチル−２−ピロリドンや
アセトニトリルなどの溶剤に溶解ないし分散された状態
のペースト状物が用いられ、この発光層形成用ペースト
を前記透明電極２上に塗付し、乾燥して溶剤を揮散させ
ることによって形成されている。４は絶縁層で、この絶
縁層４は例えばチタン酸バリウムなどの無機誘電体とシ
アノエチルセルローズ、シアノエチルサッカローズなど
の有機誘電体とＢ−０結合を有するボロン系ポリマーと
の混合物とからなり、前記発光層３上に形成され、直流
電流を遮断して発光層３に交流電場を供給して発光層３
の発光効率を高めると共に、白色で発光層３の発光状態
を視認しやすくするための背景材的役割を果たしている
。

ただし、この絶縁層４も、その形成時には、上記構成成
分がＮ−メチル−２−ピロリドンやアセトニトリルなど
の溶剤に溶解ないしは分散された状態のペースト状物が
用いられ、その絶縁層形成用ペーストを前記発光層３上
に塗付し、乾燥して溶剤を揮散させることによって形成
されている。５は背面電極であり、例えばアルミニウム
箔からなり、上記絶縁層４上に配置されている。６は保
護層であり、例えばポリエステルフィルムからなり、上
記背面電極５の外面側に配置されている。そして、それ
ら全体は三フッ化塩化エチレンの防湿フィルムからなる
外装体７で被覆されている。防湿フィルムからなる外装
体７での被覆にあたり、外装体７．７同士の接合面は加
圧下２５０〜３５０°Ｃで加熱処理することにより熱融
着させ、それらの接合面から水分が素子内へ侵入しない
ようにしている。また、図示していないが、透明電極２
と背面電極５からはそれぞれニッケル箔からなるリード
電極が引き出されている。

上記のように、発光層３や絶縁層４が、Ｂ−０結合を有
するボロン系ポリマーが添加されて形成されていること
により、発光層３の蛍光体の分散性や絶縁層４の無機誘
電体の分散性が改良され、発光時の輝度むらが少なくな
り、また特定の蛍光体粒子のみに電界が集中することが
なくなって、エレクトロルミネセンス素子の長寿命化が
達成できる。またＢ−０結合を有するボロン系ポリマー
の水分捕捉作用により、侵入水分による短寿命化が防止
され、この面からもエレクトロルミネセンス素子の寿命
が長くなる。

なお、上記第１図に例示のものでは、透明保護層１はポ
リエステルフィルムからなるが、これに代えて透明ガラ
ス板を用いてもよいし、また他の透明樹脂フィルムを用
いてもよい。また、素子内、特に発光層への水分の侵入
をより強力に防止するために、透明保護層１の透明電極
２形成面と反対側にナイロンフィルムなどからなる捕水
層を設けてもよい。さらに状況に応じて、背面電極５の
外面側の保護層６を省略することも可能である。

〔実施例〕

つぎに実施例をあげて本発明をさらに説明する。

実施例１ 厚さ１００μｍの透明導電性フィルム（透明保護層１と
なるポリエステルフィルム上に透明電極２となるＩＴＯ
蒸着膜を１　、０００人の厚さに形成したもの）のＩＴ
Ｏ膜上に、ＺｎＳ−Ｃｕ−Ａｌ系蛍光体３０重量部、シ
アノエチルセルローズ１重量部とシアノエチルサッカロ
ーズ９重量部、Ｂ−０結合を有するボロン系ポリマー（
ボロンインターナショナル社製、商品名ハイボロンＤ　
Ｌ　Ｇ−１１００）　１重量部と、溶剤としてＮ−メチ
ル−２−とロリド７１００重量部とアセトニトリル１０
重量部を加え、播潰機を用いて充分に混合し、得られた
発光層形成用ペーストをスクリーン印刷法で乾燥後の厚
さが５０μｍになるように塗付し、乾燥してＮ−メチル
−２−ピロリドンやアセトニトリルなどの溶剤を揮散さ
せ、発光層３を形成した。

つぎに、この発光層３上に、チタン酸バリウム５０重量
部、シアノエチルセルローズ１重量部、シアノエチルサ
ッカローズ９重量部、前記Ｂ−０結合を有するボロン系
ポリマー１重量部と、溶剤としてＮ−メチル−２−ピロ
リドン１５０重量部、アセトニトリル１０重量部とを充
分に混合し、得られた絶縁層形成用ペーストを乾燥後の
厚さが２０μｍになるように塗付し、乾燥して溶剤を揮
散させることにより絶縁層４を形成した。さらに、その
上に厚さ３０μｍのアルミニウム箔を背面電極として重
ネ、ついで該背面電極５上にポリエステルフィルムを保
護層６として配置し、防湿フィルムを外装体７として用
いて全体を被覆することにより第１図に示す断面構造の
分散型エレクトロルミネセンス素子を作製した。

比較例Ｉ Ｂ−０結合を有するボロン系ポリマーを添加することな
く発光層や絶縁層を形成したほがは実施例１と同様にし
て分散型のエレクトロルミネセンス素子を作製した。

上記実施例１のエレクトロルミネセンス素子および比較
例１のエレクトロルミネセンス素子に１００■、４００
Ｈ２の交流電源で電圧を変化させながら電圧を印加した
ときの印加電圧と輝度の関係を調べた。その結果を第２
図に示す。

第２図において、横軸は印加電圧を示し、継軸は輝度を
示すが、この第２図に示されるように、同一の印加電圧
で比較した場合、実施例１のエレクトロルミネセンス素
子は、いずれの電圧値においても、比較例１のエレクト
ロルミネセンス素子より輝度が大きかった。これは、Ｂ
−０結合を有するボロン系ポリマーを発光層および絶縁
層に添加したことにより、蛍光体や無機誘電体の分散性
が向上して、輝度むらが少なくなるとともに、発光層へ
の電界印加が均一かつスムーズに行われるようになった
ことによるものと考えられる。

また、前記実施例１のエレクトロルミネセンス素子およ
び比較例１のエレクトロルミネセンス素子を６０°Ｃ１
相対湿度９０％の雰囲気中に保存し、保存日数の経過に
伴う輝度変化を調べた。その結果−１２＝ を第３図に示す。輝度変化を調べるにあたって、エレク
トロルミネセンス素子への印加電圧は交流１００Ｖにし
、周波数は４０〇七にした。

第３図において、横軸は保存日数を示し、縦軸は輝度を
示すが、第３図に示されるように、実施例１のエレクト
ロルミネセンス素子は、比較例１のエレクトロルミネセ
ンス素子に比べて、輝度が大きく、高温多湿下での保存
性に優れていた。

上記のように、本発明のエレクトロルミネセンス素子が
高温多湿下での保存性が良好になったのは、発光層や絶
縁層に添加したＢ−０結合を有するボロン系ポリマーが
水分を捕捉したことによるものと考えられる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明では、Ｂ−０結合を有する
ボロン系ポリマーを発光層中や絶縁層中に添加したこと
により、蛍光体や無機誘電体の有機誘電体に対する分散
性が向上し、発光させたときの輝度むらが少なくなって
輝度が向上し、また蛍光体への電場のかかり方が均一化
することによって寿命が向上した。また、上記Ｂ−０結
合を有するボロン系ポリマーが水分を捕捉することによ
り、この面からも長寿命化が達成できた。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明のエレクトロルミネセンス素子の一例を
示す断面図である。第２図は本発明の実施例１のエレク
トロルミネセンス素子と比較例１のエレクトロルミネセ
ンス素子の印加電圧と輝度との関係を示す図で、第３図
は本発明の実施例１のエレクトロルミネセンス素子と比
較例１のエレクトロルミネセンス素子の高温多湿下での
保存時間と輝度との関係を示す図である。 ２・・・透明電極、　３・・・発光層、　４・・・絶縁
層、５・・・背面電極、　７・・・外装体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　透明電極、発光層、絶縁層、背面電極および外
   装体を有してなるエレクトロルミネセンス素子であって
   、発光層および絶縁層にＢ−Ｏ結合を有するボロン系ポ
   リマーが添加さ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。
2. （２）　Ｂ−Ｏ結合を有するボロン系ポリマーの添加量
   が、発光層構成材料中１〜１０重量％で、かつ絶縁層構
   成材料中１〜１０重量％であることを特徴とする請求項
   １記載のエレクトロルミネセンス素子。