JPH03258891A - だいだい色発光のｅｌ発光素子 - 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】

本発明はだいだい色発光のＥＬ発光素子に間し、特に、
蛍光体粒子に顔料粒子が混合されているＥＬ発光素子に
間する。

【従来の技術並びにその問題点】

最近、液晶デイスプレィ等のバック照明用として、薄く
て取り付けに便利な分散型ＥＬ発光素子が注目されてい
る。 この分散型ＥＬ発光素子は、シアノエチルセルローズ等
の有機バインダーに蛍光体粒子を分散させた発光層と、
シアノエチルセルローズ等の高誘電率誘電体に、チタン
酸バリウム粉末等の白色高誘電率誘電体粉末を混合させ
た反射絶縁層と、■Ｔｏ等の透明電極と、アルミニウム
等の背面電極と、ナイロン等の透明な樹脂フィルムから
なる吸湿層と、これ等吸湿層、透明電極、発光層、反射
絶縁層及び背面電極を気密に包囲する防湿性外皮樹脂フ
ィルムとからなっている。 だいだい色に発光するＥＬ発光素子はすでｔこ開発され
ている。このＥＬ発光素子は、発光層の蛍光体に、Ｚｎ
Ｓ：　Ｍｎ、Ｃｕ、ＣＱが使用されている。この蛍光体
のだいだい色の発光は、付活剤であるＭｎ２”によるも
ので、Ｍｎ”がＺｎ”（７）−部に置換されて存在する
と考えられており、その最適濃度はＭ　ｎ　／　Ｚ　ｎ
　Ｓとしてのモル比で表すと、０．０３付近にある。こ
の蛍光体に於て、付活剤の銅、および、共付活剤として
の塩素の最適濃度は相当低く、ＺｎＳに対するモル比、
即ち、Ｃｕ／Ｚｎ５＝０．８Ｘ１０−３、Ｃｕ／Ｚｎ５
＝０゜７Ｘ１０−３付近であって、これらの付活剤から
Ｍｎを発光させる為のエネルギーを与えている。しかし
ながら、このＺｎＳ：　Ｍｎ％　Ｃｕ％　ＣＱは、初期
の輝度は高いが、寿命が非常に短くて使用し難い欠点が
あった。 ところで、ＥＬ発光素子の発光層に於ては、米国特許第
２９２４７３２号公報に示されるように、蛍光体に、有
機染料を混入することによって、発光色な変える技術が
開示されている。また、特開昭６１−８８９６号公報に
示されるように、有機染料の代わりに有機顔料を使用し
て蛍光体粒子の発光色を変える技術も開発されている。 更に、緑色発光の、ＺｎＳ：　Ｃｕ、ＣＱ蛍光体に赤色
顔料を混合して、発光色をだいだい色とするＥＬ発光素
子は開発されている。ところが、このＥＬ発光素子も、
前記のＺｎ−９：　Ｍｎ、Ｃｕ、Ｃ△蛍光体使用のＥＬ
発光素子と同様に、寿命が著しく短い欠点が解消できな
い。

【この発明の目的】

従って、この発明の目的とするところは、発光層の蛍光
体に、特定のＺｎＳ：　Ｃｕ、Ｂｒを使用すると共に、
顔料に赤色蛍光顔料を使用して、著しく長寿命で、しか
も、発光輝度が高いだいだい色発光のＥＬ発光素子を提
供するにある。

【従来の問題点を解決する為の手段】

この発明のＥＬ発光素子は、蛍光体粒子と顔料粒子とを
バインダー中に分散してなる発光層と、この発光層を挟
んで重ね合わされ、少なくとも一方が透光性である２層
の電極層と、外表面を被覆する防湿フィルムとからなる
全体形状がパネル状に形成されている。 発光層の蛍光体の組成は、−数式、 ＺｎＳ：　Ｃｕ、Ｂｒで表され、Ｃｕの硫化亜鉛に対す
る含有量が、 １０×１０−’≦Ｃｕ　／　Ｚ　ｎ　Ｓ≦５０Ｘ１０−
’の範囲にあり、 ＣｕとＢｒの含有比率が、 ０．６≦Ｃｕ／Ｂ　ｒ≦１．　５の範囲に特定されてい
る。 更に、顔料粒子は、ＺｎＳ：　Ｃｕ、Ｂｒ蛍光体の発光
スペクトルを吸収して赤色ないしオレンジ色に発光する
赤色蛍光顔料で、ＺｎＳ：　Ｃｕ、Ｂｒと赤色蛍光顔料
とでだいだい色に発光する。

【作用効果】

本発明のＥＬ発光素子は、発光層の蛍光体に、ＺｎＳ：
　Ｃｕ、Ｂｒ蛍光体が使用され、更に、この蛍光体は特
定量のＣｕとＢｒとを含有しており、更にまた、この蛍
光体に赤色蛍光顔料が混合されてだいだい色に発光して
いる。 この独得の組合せの蛍光体と赤色蛍光顔料とを有する本
発明のＥＬ発光素子は、第１図の図表に示すように、従
来のだいだい色発光ＥＬ発光素子とは比較にならない優
れた特性を実現する。 但し、初輝度の測定には、ｉ　ｏｏｖ、１０００Ｈｚの
定電圧、定周波数の電源を使用し、寿命特性の測定には
、輝度劣化が早く起こるように、１００Ｖ、２０００Ｈ
ｚの定電圧、定周波数電源を使用した。 この表に於て、実施例１〜９は本発明のＥＬ発光素子の
特性を示し、従来例１と２は、それ自体がだいだい色に
発光する蛍光体を使用したＥＬ発光素子の特性を示し、
従来例１は、蛍光体に、だいだい色発光のＺｎＳ：　Ｃ
ｕ、ＣＱ、Ｍｎが使用され、従来例２は、蛍光体にだい
だい色発光のＺｎＳ：　Ｍｎ、Ｃｕ、Ｂｒが使用されて
いる。 この表に示されるように、本発明の８１発光素子は、初
輝度は高いが寿命が短い従来例１に比べると、これに近
い発光輝度を実現して、寿命が数十倍と著しく延長され
、また、寿命は長いが発光輝度が低い従来例２の８１発
光素子に比べると、寿命はほぼ等しくあるいは、これを
超える長寿命となり、しかも、発光輝度は約４０％も向
上する。 従って、この発明の８１発光素子は、従来のだいだい色
発光の８１発光素子が出来なかった、長寿命化と、高発
光輝度の両方の特性を満足し、従来品を卓越する優れた
特性の、多用途に使い易い８１発光素子を実現している
。

【好ましい実施例】

以下、第４図および第５図を参照しながら、この発明の
一実施例について説明する。 ［実施例１］ この図に示される８１発光素子は、発光層１と、その背
面に位置する絶縁層２と、これら発光Ｎｌ及び絶縁層２
を挟持すると共に相対向して配置された一対の電極Ｎ３
．４と、これら電極Ｎ３．４を包囲して外気を遮断する
ための防湿フィルム、６と・　これら全体を気密に包囲
する防湿外皮フィルム７．８とで構成されている。 発光Ｎ１は、等表面域相当平均粒子径（本明細書におい
て単に平均粒子径と記述する）が６μｍであるＺｎＳ：
　Ｃｕ、Ｂｒ緑色発光蛍光体ｉｏ。 重量部と、平均粒子径が４μｍであるシンロイヒ社製赤
色蛍光顔料（シンｉｎイＦＡ−００１）　１０重量部と
が、シアノエチルセルローズの有機バインダーに均一に
分散されて、光を反射する絶縁層に塗布乾燥されて、厚
さが約７０μｍの発光層となっている。 発光層１の最適厚さは、好ましくは、蛍光体粒子が約３
Ｎに重なって塗布される程度に調整される。従って、発
光層１の厚さは、蛍光体粒子径の約３倍程度が最適であ
る。蛍光体粒子に比べて発光Ｎ１が厚過ぎると、電極３
と４の間隔が広くなり、また、発光層１の誘電率も低下
して、電極間の静電容量が減少して発光輝度が低下する
。 絶縁層２は、発光層１の有機バインダー溶液と同様な有
機バインダー溶液に、ＢａＴｉＯ３等の強誘電物質の粉
末を溶解させたものを電極Ｎ４に塗布乾燥して形成され
ている。 絶縁層２の下面、即ち非蛍光面に位置する電極Ｎ４は、
銅やアルミニウム板が使用でき、発光層１の上面である
蛍光面に位置する電極３は、導電性と透光性とを有する
電極、例えば、ポリエステルシートの下面にＩｎ２ｏ３
、ＳｎＯ２，５ｂ２０３等の誘明導電膜が付着されたも
のが使用できる。 電極層３．４には、リード線が接続され、リード線は互
いに絶縁される平面状で、防湿外皮フィルム７．８の間
に気密に挟着されて外部に導かれる。 防湿フィルム、６は、上下の層が電極層３．４０周縁で
連結されて閉鎖空間を形成し、この閉鎖空間内に、電極
Ｎ３．４と発光層ｌと絶縁層２とが気密に収納されてい
る。この防湿フィルム、６には、内面をポリエチレンで
コーティングするナイロンシートが使用される。上下の
ナイロンシートは、電極の周縁で、ポリエチレンが加熱
されてヒートシールされている。この構造によると、ナ
イロンシートが簡単かつ確実にヒートシールできる。 ただ、防湿フィルム、６にはシリカゲル、活性アルミナ
、酸化マグネシウム、モレキュラシーブ、合成ゼオライ
ト等の吸湿材がバインダでシート状に形成されたものも
使用できる。 防湿外皮フィルム７．８は、例えば、その内面をポリエ
チレンでコーティングした三フッ化塩化ヱチレンフィル
ム等の防湿特性及び透光特性のよい熱可塑性合成樹脂か
ら成っており、防湿フィルム５の周縁部は加熱によって
ヒートシールされている。 このように構成された８１発光素子では、外部交流電源
から引き出し線を介して電極層３．４に交流電界を印加
すると、発光層１の蛍光体が電界発光し、ＺｎＳ：Ｃｕ
、Ｂｒ蛍光体と、赤色蛍光顔料とでだいだい色に発光し
、第１図の表に示すように、初輝度が７８ラドルツクス
、発光輝度が半減する寿命は、２０００時間と著しく長
寿命のＥＬ発光素子となった。 発光層に使用されているＺｎＳ：　Ｃｕ、Ｂｒ蛍光体は
、次の工程で試作した。 ＺｎＳ粉末８００ｇに対し、Ｃｕ　（ＣＨ３ＣＯＯ）２
・Ｈ２Ｏを１０ｇ、ＮＨ４Ｂｒを２０ｇ添加して混合す
る。これを乾燥した後、温度９００℃で６時間焼成する
。冷却後湿式粉砕し、充分水洗してろ過乾燥する。得ら
れた蛍光体は、分析の結果、硫化亜鉛に対し、銅のモル
比は３０Ｘ１０−’、臭素のモル比は２８Ｘ１０−’で
あった。 ［実施例２〜９］ 硫化亜鉛に対する、Ｃｕ（ＣＨ３ＣＯＯ）２・Ｈ２Ｏと
、ＮＨａＢｒの混合量を変えて、ＣｕとＢｒの混合率を
変える以外、実施例１と同様にして、実施例２〜９のＥ
Ｌ発光素子を試作した。 ［従来例１．２］ 従来例１は、発光層に、顔料を混合しないＺｎＳ：　Ｍ
ｎ、Ｃｕ、ＣＱ蛍光体を使用し、従来例２は発光層に、
顔料なしのＺｎＳ：Ｍｎ、Ｃｕ、Ｂｒ蛍光体を使用し、
他の構造並びに製造方法は、実施例１と同様にして、従
来のＥＬ発光素子を試作した。 以上のＥＬ発光素子は１赤色蛍光顔料に、シンロイヒ社
製赤色顔料（シンヒロイＦＡ　−００１）を使用してい
るが、この赤色蛍光顔料には、蛍光体の緑色発光スペク
トルを吸収して赤、ないしは、オレンジ色に発光する全
てのものが使用できる。 また、赤色蛍光顔料の混合率は、蛍光体の発光色、ＥＬ
発光素子に要求される発光色、赤色蛍光顔料の色を考慮
して最適値に調整されるが、通常、蛍光体１００重量部
に対して、４〜２０重量部の範囲に調整される。赤色蛍
光顔料の混合率が多くなると発光輝度が低下して、発光
色が赤オレンジ色に近付き、反対に、赤色蛍光顔料の混
合率が低下すると、発光色が緑に近付く。 また、ＺｎＳ：　Ｃｕ、Ｂｒ蛍光体は、ＣｕとＢｒの混
合率で発光色と、発光輝度と、寿命が変化する。第２図
に示すように、ＣｕとＢｒの含有率が高くなると、矢印
Ａで示すように発光色が緑色に近付き、減少すると、矢
印Ｂで示すように青色に近付く。また、第３図に示すよ
うに、銅の混合率が多すぎても、あるいは、少なすぎて
も発光輝度は低下する。 従って、ＣｕとＢｒの含有率は、発光色と発光輝度とを
考慮して、ｌ０×１０−’≦Ｃｕ　／　Ｚ　ｎ　Ｓ≦５
０Ｘ１０−’の範囲に調整される。 ところで、ＣｕとＢｒとは、亜鉛の一部に置換されるが
、Ｃｕが＋１価、亜鉛が＋２価、Ｂｒが＋３価であるの
で、Ｚｎ＋２の亜鉛がＣｕ”に置換されると、電子価が
１値下足するので、この不足をＢｒ＋３が補足する形で
置換される。従って、ＣＵとＢｒのモル量はほぼ等しく
、０．６≦Ｃｕ／Ｂｒ≦１．５の範囲に調整される。 更に、絶縁層２には、前記の材質に限らず、例えは’　
Ｙ　２０３、ＴｉＯ２、Ａ　Ｑ　２０３、ＺｎＯ，Ｂａ
ＴｉＯ３、ＰｂＴｉＯ３，５ｒＴｉ０３等の強誘電体を
、単一で、あるいは複数種混合して高誘電率有機樹脂に
分散させたものが使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＥＬ発光素子の特性を示す図表、第２図はＣｕ
とＢｒの混合率を変えたときに発光が変化する状態を示
すグラフ、第３図はＣｕの含有量に対する発光輝度を示
すグラフ、第４図および第５図はＥＬ発光素子の断面図
および要部拡大断面図である。 ｌ・・・・発光層、　　　　　２・・・・絶８Ｎ、３・
・・・電極層、　　　　　４・・・・電極層、５・・・
・防湿フィルム、　　６・・・・防湿フィルム、７・・
・・防湿外皮フィルム、 ８・・・・防湿外皮フィルム、 ９・・・・蛍光体粒子、　　１０・・・・顔料粒子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　蛍光体粒子と顔料粒子とをバインダー中に分散してな
   る発光層と、この発光層を挟んで重ね合わされ、少なく
   とも一方が透光性である２層の電極層と、外表面を被覆
   する防湿フィルムとからなり、発光層の蛍光体の組成が
   一般式、 ＺｎＳ：Ｃｕ、Ｂｒで表され、Ｃｕの硫化亜鉛に対する
   含有量が、 １０×１０＾−＾４≦Ｃｕ／ＺｎＳ≦５０×１０＾−＾
   ４の範囲にあり、 ＣｕとＢｒの含有比率が、 ０．６≦Ｃｕ／Ｂｒ≦１．５の範囲にあり、更に、顔料
   粒子が、ＺｎＳ：Ｃｕ、Ｂｒ蛍光体の発光スペクトルを
   吸収して赤色ないしオレンジ色に発光する赤色蛍光顔料
   であるだいだい色発光のＥＬ発光素子。