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JP2006032100A - Inorganic dispersion type electroluminescent element - Google Patents

Inorganic dispersion type electroluminescent element Download PDF

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JP2006032100A
JP2006032100A JP2004208791A JP2004208791A JP2006032100A JP 2006032100 A JP2006032100 A JP 2006032100A JP 2004208791 A JP2004208791 A JP 2004208791A JP 2004208791 A JP2004208791 A JP 2004208791A JP 2006032100 A JP2006032100 A JP 2006032100A
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JP
Japan
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transparent conductive
film
light emitting
emitting layer
dispersion type
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Pending
Application number
JP2004208791A
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Japanese (ja)
Inventor
Masafumi Shirata
雅史 白田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP2004208791A priority Critical patent/JP2006032100A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inorganic dispersion type EL element having a new structure capable of emitting light with high brightness for a long period without spoiling its light weight and flexibility. <P>SOLUTION: The inorganic dispersion type electroluminescent element has a paired electrodes composed of a back face electrode 1 and a transparent electrode 10, and at least a light emitting layer 3 laid between the paired electrodes. The transparent electrode 10 has two or more of transparent conductive layers (12, 13) different from each other, on a flexible transparent base material 11. At least one layer out of the transparent conductive layers is an ITO film 12. At least one transparent conductive layer 13 located at a position nearer to the light-emitting layer side than the ITO layer is composed of tin oxide or zinc oxide which may be doped with one element selected from among fluorine, antimony, aluminum, gallium and boron. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、無機分散型エレクトロルミネッセンス素子に関する。   The present invention relates to an inorganic dispersion type electroluminescence device.

エレクトロルミネッセンス(以下「EL」ともよぶ)蛍光体は電圧励起型の蛍光体であり、蛍光体粉末を電極の間に挟んで発光パネルとした分散型ELパネルが知られている。分散型ELパネルの一般的な形状は、蛍光体粉末を高誘電率のバインダー中に分散したものを、少なくとも一方が透明な二枚の電極の間に挟み込んだ構造からなり、両電極間に交流電場を印加することにより発光する。蛍光体粉末を用いて作成された発光パネルは数mm以下の厚さとすることが可能で、面発光体であり、発熱が少ないなど数多くの利点を有するため、道路標識、各種インテリアやエクステリア用の照明、液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ用の光源、大面積の広告用の照明光源等としての用途がある。   An electroluminescence (hereinafter also referred to as “EL”) phosphor is a voltage excitation type phosphor, and a dispersion type EL panel is known in which a phosphor powder is sandwiched between electrodes to form a light emitting panel. The general shape of a dispersion-type EL panel consists of a structure in which phosphor powder is dispersed in a binder with a high dielectric constant, and at least one is sandwiched between two transparent electrodes. Light is emitted by applying an electric field. The light-emitting panel made using phosphor powder can be several millimeters or less in thickness, is a surface light emitter, and has many advantages such as low heat generation, so it can be used for road signs, various interiors and exteriors. Applications include light sources for flat panel displays such as lighting and liquid crystal displays, and illumination light sources for large-area advertisements.

分散型ELパネルは、高温(例えば300℃以上)プロセスを用いないため、プラスチックを基板としたフレキシブルなパネルの形成が可能であること、真空装置を使用することなく比較的簡便な工程で、低コストで製造が可能であること、また発光色の異なる複数の蛍光体粒子を混合することでパネルの発光色の調節が容易であるという特長を有し、LCDなどのバックライト、表示パネルへ応用されている。しかしながら、発光輝度及び効率が低いことや高輝度発光に100V以上の高電圧が必要なことから、応用範囲が限られており、従来は高輝度で長時間発光する用途(例えば、サインアンドディスプレイ用途)には使用できなかった。   Since the dispersion type EL panel does not use a high temperature (for example, 300 ° C. or higher) process, it is possible to form a flexible panel using a plastic substrate, and it is a relatively simple process without using a vacuum device. It can be manufactured at low cost, and it is easy to adjust the emission color of the panel by mixing multiple phosphor particles with different emission colors. Has been. However, since the light emission luminance and efficiency are low, and a high voltage of 100 V or higher is required for high luminance light emission, the application range is limited. Conventionally, it is used for light emission with high luminance for a long time (for example, sign and display use) ) Could not be used.

一方、無機分散型ELの輝度劣化の要因には、一般的に透明電極として用いられるインジウム・スズ・オキシド膜(以下「ITO膜」とも称する)の性能低下が考えられる。ITO膜の劣化は高電界を印加することによる蛍光体粒子からのイオンの拡散が原因と考えられている(非特許文献1)。
T.IEE Japan, Vo.l.118-A, No.7/8, 98 p812-817
On the other hand, a factor of luminance deterioration of inorganic dispersion type EL is considered to be a decrease in performance of an indium tin oxide film (hereinafter also referred to as “ITO film”) generally used as a transparent electrode. It is considered that the deterioration of the ITO film is caused by the diffusion of ions from the phosphor particles by applying a high electric field (Non-Patent Document 1).
T.IEE Japan, Vo.l.118-A, No.7 / 8, 98 p812-817

従って本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、軽量性や柔軟性があり、しかも高輝度で長時間発光させることが可能な、新規構造を有する無機分散型EL素子を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an inorganic dispersion type EL element having a novel structure that is lightweight and flexible, and that can emit light with high brightness for a long time. The purpose is to do.

無機分散型ELパネルを高輝度で発光させるには、印加電圧を高くすることや交流の周波数を上げることが必要である。しかしながら、高電圧をかけることにより蛍光体粒子表面上で例えばZnSの分解が起こり、その分解によって発生したSイオンが拡散してしまいITO膜を劣化させるとともに、分散型ELパネルは高輝度発光における発光効率が低く、高輝度発光では投入電力の大半が発熱で消費されてしまい、高輝度発光で発熱が顕著となり、ITO膜劣化の悪化に更に悪影響を及ぼし得ることが明らかとなった。   In order to cause the inorganic dispersion type EL panel to emit light with high luminance, it is necessary to increase the applied voltage or increase the AC frequency. However, when a high voltage is applied, for example, ZnS is decomposed on the surface of the phosphor particles, and S ions generated by the decomposition are diffused to deteriorate the ITO film, and the dispersive EL panel emits light with high luminance emission. It was found that the efficiency is low and most of the input power is consumed by heat generation in high luminance light emission, and heat generation becomes remarkable in high luminance light emission, which can further adversely affect deterioration of the ITO film.

かかる知見の下、種々検討を重ねた結果、本発明者らは、透明電極として、特定の構成の透明電極を採用することにより、上記課題が解決できることを見出し、本発明に至ったものである。すなわち、本発明は、下記の構成よりなるものである。   As a result of various investigations based on such knowledge, the present inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by adopting a transparent electrode having a specific configuration as the transparent electrode, and have reached the present invention. . That is, this invention consists of the following structures.

(1)背面電極及び透明電極からなる一対の電極の間に少なくとも発光層を有する無機分散型エレクトロルミネッセンス素子であって、前記透明電極が、可撓性を有する透明基材上に2層以上の異なる透明導電層を有し、該透明導電層の少なくとも1層がインジウム・スズ・オキサイド膜であり、且つ該インジウム・スズ・オキサイド膜よりも発光層側にある少なくとも1層の透明導電層が、フッ素、アンチモン、アルミニウム、ガリウム及びホウ素から選択される少なくとも1つの元素によりそれぞれドープされていてもよい、酸化スズ及び酸化亜鉛から選択される少なくとも1種の透明導電膜であること特徴とする無機分散型エレクトロルミネッセンス素子。   (1) An inorganic dispersion type electroluminescent device having at least a light emitting layer between a pair of electrodes consisting of a back electrode and a transparent electrode, wherein the transparent electrode has two or more layers on a flexible transparent substrate. Having at least one transparent conductive layer, at least one layer of the transparent conductive layer is an indium tin oxide film, and at least one transparent conductive layer on the light emitting layer side of the indium tin oxide film, Inorganic dispersion characterized by being at least one transparent conductive film selected from tin oxide and zinc oxide, each of which may be doped with at least one element selected from fluorine, antimony, aluminum, gallium and boron Type electroluminescence element.

(2)前記インジウム・スズ・オキサイド膜よりも発光層側にある少なくとも1層の透明導電層が、フッ素ドープ酸化スズで膜である上記(1)に記載の無機分散型エレクトロルミネッセンス素子。
(3)前記背面電極がグラファイトシートである上記(1)又は(2)に記載の無機分散型エレクトロルミネッセンス素子。
(4)前記発光層が、平均球相当径が0.1〜15μmの蛍光体微粒子を含有することを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかに記載の無機分散型エレクトロルミネッセンス素子。
(2) The inorganic dispersion-type electroluminescent device according to (1), wherein at least one transparent conductive layer on the light emitting layer side of the indium-tin-oxide film is a film made of fluorine-doped tin oxide.
(3) The inorganic dispersion type electroluminescent element according to the above (1) or (2), wherein the back electrode is a graphite sheet.
(4) The inorganic dispersion type electroluminescent device as described in any one of (1) to (3) above, wherein the light emitting layer contains phosphor fine particles having an average sphere equivalent diameter of 0.1 to 15 μm. .

本発明に従い、無機分散型EL素子の透明電極を少なくとも二層構成にし、ITO膜と該ITO膜よりも発光層側に特定の透明導電層を設けることにより、耐薬品性やイオンの耐拡散性が有効に防止されると共に耐熱性も向上する等の効果が得られると予想される。 これらの効果により、高輝度発光に必要な高電圧をかけた場合でも透明電極の劣化を有効に防止し得、長時間の高輝度発光を可能ならしめたものである。
すなわち、本発明によれば、軽量性や柔軟性を有し、しかも長時間高輝度で発光させることができる無機分散型EL素子を提供することができる。
また、本発明のEL素子は、高輝度発光させた場合、好ましくは300cd/m以上、より好ましくは500cd/m以上で発光させた場合に、顕著な長寿命効果を発揮する。
In accordance with the present invention, the transparent electrode of the inorganic dispersion-type EL element has at least two layers, and the ITO film and a specific transparent conductive layer on the light emitting layer side of the ITO film provide chemical resistance and ion diffusion resistance. It is expected that effects such as effective prevention of heat resistance and improvement in heat resistance can be obtained. By these effects, even when a high voltage necessary for high-luminance light emission is applied, deterioration of the transparent electrode can be effectively prevented, and high-luminance light emission for a long time is made possible.
That is, according to the present invention, it is possible to provide an inorganic dispersion-type EL element that has lightness and flexibility and can emit light with high luminance for a long time.
In addition, the EL element of the present invention exhibits a remarkable long life effect when emitting light with high luminance, preferably when emitting light at 300 cd / m 2 or more, more preferably at 500 cd / m 2 or more.

以下、本発明のEL素子、EL表示装置およびその製造方法について以下に詳細に説明する。なお、本明細書において「〜」は、その前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味として使用される。   Hereinafter, the EL element, EL display device, and manufacturing method thereof of the present invention will be described in detail. In the present specification, “to” is used as a meaning including numerical values described before and after the lower limit value and the upper limit value.

本発明の無機分散型EL素子について図1を用いて以下、具体的に説明する。
図1は本発明の無機分散型EL素子の一例を示す概略断面図である。
The inorganic dispersion type EL device of the present invention will be specifically described below with reference to FIG.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an inorganic dispersion type EL element of the present invention.

本発明の無機分散型EL素子は、背面電極1上に、誘電体層2、発光層3および透明電極10がこの順に積層されており、後述のEL表示装置(表示パネル)における発光部を形成する。
透明電極10は、可撓性を有する透明基材11上に2層の透明導電層を有し、発光層3側の透明導電層13が、フッ素、アンチモン、アルミニウム、ガリウム及びホウ素から選択される少なくとも1つの元素によりそれぞれドープされていてもよい、酸化スズ及び酸化亜鉛から選択される少なくとも1種の透明導電膜であり、透明基材側の透明電導層12がインジウム・スズ・オキサイド膜(ITO膜)である。
In the inorganic dispersion type EL element of the present invention, a dielectric layer 2, a light emitting layer 3, and a transparent electrode 10 are laminated in this order on a back electrode 1, and a light emitting portion in an EL display device (display panel) described later is formed. To do.
The transparent electrode 10 has two transparent conductive layers on a flexible transparent substrate 11, and the transparent conductive layer 13 on the light emitting layer 3 side is selected from fluorine, antimony, aluminum, gallium, and boron. It is at least one transparent conductive film selected from tin oxide and zinc oxide, each of which may be doped with at least one element, and the transparent conductive layer 12 on the transparent substrate side is an indium tin oxide film (ITO Membrane).

透明電極用基材11としては、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリイミド、トリアセチルセルロース等の可撓性ポリマーが挙げられ、厚さは10〜250μm、特に50〜200μmが好ましい。   Examples of the transparent electrode substrate 11 include flexible polymers such as polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyether sulfone, polystyrene, polyethylene, polyarylate, polyether ether ketone, polycarbonate, polypropylene, polyimide, and triacetyl cellulose. The thickness is 10 to 250 μm, and particularly preferably 50 to 200 μm.

この透明基材11の一方の表面には、第1の透明導電膜としてのITO膜12が形成されている。このITO膜12は、スパッタ法、CVD法、スプレー熱分解堆積法(SPD法)などの薄膜形成手段により形成することができる。このITO膜2は、導電性、光透過性が良好であり、膜厚が厚くなれば透明導電膜としての導電性が高くなり好ましいが、光透過性が低下してくるので、その膜厚は5〜500nmであることが好ましく、より好ましくは10〜300nmである。   An ITO film 12 serving as a first transparent conductive film is formed on one surface of the transparent substrate 11. The ITO film 12 can be formed by a thin film forming means such as a sputtering method, a CVD method, or a spray pyrolysis deposition method (SPD method). The ITO film 2 has good conductivity and light transmittance, and if the film thickness is thick, the conductivity as the transparent conductive film is preferably increased, but the light transmittance is decreased. It is preferable that it is 5-500 nm, More preferably, it is 10-300 nm.

このITO膜2の上には、第2の透明導電膜として、例えば、フッ素ドープ酸化スズ膜(以下、FTO膜と言う)が形成されている。このFTO膜13は、フッ素を数ppm程度ドープした酸化スズからなることが好ましい。   On the ITO film 2, for example, a fluorine-doped tin oxide film (hereinafter referred to as FTO film) is formed as the second transparent conductive film. The FTO film 13 is preferably made of tin oxide doped with about several ppm of fluorine.

FTO膜13の厚さは、1〜200nmであることが好ましく、より好ましくは5〜150nmである。この範囲内において、本発明の効果をより有効に発揮できる。
FTO膜は、SPD法、スパッタ法、CVD法などの薄膜形成手段により形成することができ、特にSPD法を用いて形成することが好ましい。
The thickness of the FTO film 13 is preferably 1 to 200 nm, more preferably 5 to 150 nm. Within this range, the effects of the present invention can be more effectively exhibited.
The FTO film can be formed by a thin film forming means such as an SPD method, a sputtering method, or a CVD method, and is particularly preferably formed using the SPD method.

このような構造の透明電極用基材にあっては、ITO膜からなる第一の透明導電膜12上に、耐熱性、耐薬品性、耐イオン拡散性に優れたFTO膜13からなる透明導電膜が積層され、ITO膜12を被覆しているので、ITO膜12が劣化することなく、ITO膜12の高い導電性が損なわれることがない。   In the transparent electrode base material having such a structure, the transparent conductive film made of the FTO film 13 having excellent heat resistance, chemical resistance, and ion diffusion resistance is formed on the first transparent conductive film 12 made of the ITO film. Since the films are laminated and coat the ITO film 12, the ITO film 12 is not deteriorated and the high conductivity of the ITO film 12 is not impaired.

さらに、本発明では、第2の透明導電膜13として、FTO膜以外にこれと同様の特性を有する アンチモンドープ酸化スズ(ATO)、酸化スズ(TO)、フッ素ドープ酸化亜鉛(FZO)、アルミニウムドープ酸化亜鉛(AZO)、ガリウムドープ酸化亜鉛(GZO)、ホウ素ドープ酸化亜鉛(BZO)、酸化亜鉛(ZO)などからなる厚さ10〜200nmの透明導電膜を用いることができる。これらの透明導電膜もFTO膜13と同様に耐イオン拡散性及び耐熱性の高い膜である。   Further, in the present invention, as the second transparent conductive film 13, in addition to the FTO film, antimony-doped tin oxide (ATO), tin oxide (TO), fluorine-doped zinc oxide (FZO), aluminum dope A transparent conductive film having a thickness of 10 to 200 nm made of zinc oxide (AZO), gallium-doped zinc oxide (GZO), boron-doped zinc oxide (BZO), zinc oxide (ZO), or the like can be used. These transparent conductive films are also films having high ion diffusion resistance and high heat resistance like the FTO film 13.

また、第2の透明導電膜13の上に、さらに第3の透明導電膜、第4の透明導電膜などと、ITO膜以外の上記透明導電膜を複数層積層してもよい。さらに、透明基板11直上にITO膜以外の透明導電膜を形成し、この透明導電膜上にITO膜を成膜し、このITO膜上にFTO膜などのITO膜以外の透明導電膜を形成してもよい。   Further, a plurality of layers of the third transparent conductive film, the fourth transparent conductive film, and the like, and the transparent conductive film other than the ITO film may be laminated on the second transparent conductive film 13. Further, a transparent conductive film other than the ITO film is formed directly on the transparent substrate 11, an ITO film is formed on the transparent conductive film, and a transparent conductive film other than the ITO film such as an FTO film is formed on the ITO film. May be.

透明電極4として好ましく用いられる透明導電性シートの抵抗値は、発光面における輝度の均一性の観点では、0.05〜100Ω/□であることが好ましく、0.1〜50Ω/□であることがさらに好ましい。   The resistance value of the transparent conductive sheet preferably used as the transparent electrode 4 is preferably 0.05 to 100Ω / □, and preferably 0.1 to 50Ω / □ from the viewpoint of uniformity of luminance on the light emitting surface. Is more preferable.

透明電極10の調製法は上記通り、スパッタ法、CVD法等のいずれであってもよい。 しかしこれらの単独では充分に低抵抗化できない場合がある。その場合には例えば、透明基体11上に櫛型あるいはグリッド型当の網目上の金属および/または合金の細線を配置して、その上にITO膜12およびFTO膜13を製膜することで、通電性を改善することが好ましい。金属や合金の細線としては、銅、銀、アルミニウム、ニッケルなどが好ましく用いられる。電気伝導性と熱伝導性が高い材料であることが好ましい。この金属および/または合金の細線の太さは、任意であるが、0.1μm程度から100μmの間が好ましい。細線は、50μmから1000μmの間隔のピッチで配置されていることが、好ましく、特に100μmから、500μmピッチが、好ましい。金属および/または合金の細線を配置することで、光の透過率が、減少するが、減少は出来るだけ小さいことが重要で、細線の間隔を狭くしすぎたり、細線幅や高さを大きく取りすぎたりすることなく、90%以上100%未満の透過率を確保することが、重要である。   As described above, the transparent electrode 10 may be prepared by any of sputtering, CVD, and the like. However, there are cases where the resistance cannot be sufficiently reduced by these alone. In that case, for example, by arranging fine wires of a metal and / or alloy on a mesh of a comb type or grid type on the transparent substrate 11, and forming the ITO film 12 and the FTO film 13 thereon, It is preferable to improve the electrical conductivity. Copper, silver, aluminum, nickel, etc. are preferably used as the fine wires of metal or alloy. A material having high electrical conductivity and high thermal conductivity is preferable. The thickness of the thin wire of the metal and / or alloy is arbitrary, but is preferably between about 0.1 μm and 100 μm. The fine wires are preferably arranged at a pitch of 50 μm to 1000 μm, and a pitch of 100 μm to 500 μm is particularly preferable. By arranging metal and / or alloy fine wires, the light transmittance is reduced, but it is important that the reduction is as small as possible. The distance between the fine wires is too narrow, and the width and height of the fine wires are increased. It is important to ensure a transmittance of 90% or more and less than 100% without being too much.

好ましい細線の形状は、正方形網目状や長方形網目状ないしひし形網目状が、上げられる。細線の幅は、目的に応じて決めればよいが、典型的には、細線間隔の1/10000以上、1/10以下が好ましい。
細線の高さも同様であるが、細線の幅に対して1/100以上10倍の範囲が好ましく用いられる。
金属および/または合金の細線構造部を有する透明電極の形成方法としては、金属細線を透明導電性シートに張り合わせてもよいし、シート上に形成した網目状金属細線上にITO等の透明電極材料を塗布、蒸着しても良い。
Preferred fine wire shapes include a square mesh shape, a rectangular mesh shape, or a rhombus mesh shape. The width of the fine lines may be determined according to the purpose, but typically, the fine line interval is preferably 1 / 10,000 or more and 1/10 or less.
The height of the fine line is the same, but a range of 1/100 or more and 10 times the width of the fine line is preferably used.
As a method for forming a transparent electrode having a fine wire structure portion of metal and / or alloy, the fine metal wire may be bonded to a transparent conductive sheet, or a transparent electrode material such as ITO on a mesh-like fine metal wire formed on the sheet May be applied and evaporated.

一方、光を取りさない側の背面電極1は、導電性を有する任意の材料を用いて作製することができる。例えば、金、銀、銅、アルミニウム、ベリリウム、コバルト、クロム、鉄、ゲルマニウム、イリジウム、カリウム、リチウム、マグネシウム、モリブデン、ナトリウム、ニッケル、白金、珪素、錫、タンタル、タングステン、亜鉛等の金属、及びグラファイトなどの中から作製するEL表示パネルの形態や作製工程の温度に応じて適宜選択して作製できる。その中でも、EL素子における発熱による温度上昇を抑制する観点では熱伝導率が高いことが好ましく、具体的には100W/m・K以上であることが好ましく、200W/m・K以上であることが更に好ましく、280W/m・K以上であることがより好ましい。この観点では金、銀、銅、アルミニウム、ベリリウム、イリジウム、カリウム、マグネシウム、モリブデン、ナトリウム、珪素、タングステン、亜鉛、グラファイト等が好ましく、金、銀、銅、アルミニウム、ベリリウム、グラファイト等が更に好ましい。また、導電性を有すればITO等の透明電極を用いてもよい。   On the other hand, the back electrode 1 on the side that does not take light can be produced using any conductive material. For example, gold, silver, copper, aluminum, beryllium, cobalt, chromium, iron, germanium, iridium, potassium, lithium, magnesium, molybdenum, sodium, nickel, platinum, silicon, tin, tantalum, tungsten, zinc, and other metals, and The EL display panel manufactured from graphite or the like can be appropriately selected according to the form of the EL display panel and the temperature of the manufacturing process. Among them, it is preferable that the thermal conductivity is high from the viewpoint of suppressing temperature rise due to heat generation in the EL element, specifically, it is preferably 100 W / m · K or more, and 200 W / m · K or more. More preferably, it is 280 W / m · K or more. From this viewpoint, gold, silver, copper, aluminum, beryllium, iridium, potassium, magnesium, molybdenum, sodium, silicon, tungsten, zinc, graphite and the like are preferable, and gold, silver, copper, aluminum, beryllium, graphite and the like are more preferable. Moreover, you may use transparent electrodes, such as ITO, if it has electroconductivity.

背面電極1はシート状に形成されていることが好ましく、導電性を有する任意の材料を用いて作製することができる。例えば、金、銀、銅、アルミニウム、ベリリウム、コバルト、クロム、鉄、ゲルマニウム、イリジウム、カリウム、リチウム、マグネシウム、モリブデン、ナトリウム、ニッケル、白金、珪素、錫、タンタル、タングステン、亜鉛等の金属、及びグラファイトシートなどの中から、作製するEL表示素子の形態や作製工程の温度に応じて適宜選択して作製できる。その中でも、グラファイトシートを用いることが好ましい。グラファイトシートは、電気伝導性、熱伝導性に優れ、さらに一般的に背面電極として用いられる銅などの金属に比べて軽く、柔軟性があるため、電極材料として好適であるためである。本発明では、グラファイトシートを電極としてだけでなく、熱拡散、放熱シートとして作用させて用いる。グラファイトシートを背面電極として用いることで、発光層における発熱が効果的に熱拡散および放熱され、高輝度かつ長時間の発光が可能となる。   The back electrode 1 is preferably formed in a sheet shape, and can be produced using any conductive material. For example, gold, silver, copper, aluminum, beryllium, cobalt, chromium, iron, germanium, iridium, potassium, lithium, magnesium, molybdenum, sodium, nickel, platinum, silicon, tin, tantalum, tungsten, zinc, and other metals, and From a graphite sheet or the like, it can be appropriately selected according to the form of the EL display element to be manufactured and the temperature of the manufacturing process. Among these, it is preferable to use a graphite sheet. This is because the graphite sheet is suitable as an electrode material because it is excellent in electrical conductivity and thermal conductivity, and is lighter and more flexible than a metal such as copper, which is generally used as a back electrode. In the present invention, the graphite sheet is used not only as an electrode but also as a thermal diffusion and heat dissipation sheet. By using the graphite sheet as the back electrode, the heat generation in the light emitting layer is effectively diffused and dissipated, and light emission with high brightness and long time is possible.

ここで用いられるグラファイトシートとは、グラファイトを実質的に主成分とするシートであり、グラファイトシート中、炭素原子を好ましくは98.0質量%以上、より好ましくは99.0質量%以上、更に好ましくは99.5質量%以上含有するものである。
本発明で用いるグラファイトシートは、上記の中でも、特に電気伝導性および熱伝導性に優れた高配向性グラファイトシートであることが好ましく、高分子フィルムを熱処理することで作製できる。
The graphite sheet used here is a sheet containing graphite as a main component. In the graphite sheet, carbon atoms are preferably 98.0% by mass or more, more preferably 99.0% by mass or more, and still more preferably. Contains 99.5% by mass or more.
Among the above, the graphite sheet used in the present invention is preferably a highly oriented graphite sheet excellent in electrical conductivity and thermal conductivity, and can be produced by heat-treating a polymer film.

高配向性グラファイトシートは、例えば、延伸した芳香族イミドフィルムを不活性ガス雰囲気で2600度で処理することにより得られる。フィルムを延伸することで、芳香族ユニットがフィルム面に平行に配向し、配向性グラファイトが得やすくなると考えられる。反応過程としては、400〜600度でイミド結合の分解、再結合がおこり、窒素を含むグラファイト類似の前駆体となる。1000度以上で脱水素、脱窒素反応による炭化、前駆体どうしの結合がおこり、より大きな平面が作られる。さらに、2000度以上で積層構造が形成される。   The highly oriented graphite sheet is obtained, for example, by treating a stretched aromatic imide film at 2600 degrees in an inert gas atmosphere. By stretching the film, it is considered that the aromatic unit is oriented parallel to the film surface, and it becomes easier to obtain oriented graphite. As a reaction process, decomposition and recombination of imide bonds occur at 400 to 600 degrees, and a graphite-like precursor containing nitrogen is obtained. At 1000 degrees or more, dehydrogenation, carbonization by denitrogenation, and bonding of precursors occur, and a larger plane is created. Furthermore, a laminated structure is formed at 2000 degrees or more.

本発明におけるグラファイトシートの電気伝導度は高いほど好ましく、1000S/cm以上であることが好ましく、5000S/cm以上であることがより好ましい。
さらに、EL表示素子における発熱による温度上昇を抑制する観点では熱伝導率が高いことが好ましく、具体的には200W/m・K以上であることが好ましく、より好ましくは300W/m・K以上、更に好ましくは400W/m・K以上である。
また、グラファイトシートの厚みは、50μm〜5nmであることが好ましく、80μmから3nmがより好ましく、100μm〜1nmがさらに好ましい。
The electrical conductivity of the graphite sheet in the present invention is preferably as high as possible, preferably 1000 S / cm or more, and more preferably 5000 S / cm or more.
Furthermore, from the viewpoint of suppressing temperature rise due to heat generation in the EL display element, it is preferable that the thermal conductivity is high, specifically 200 W / m · K or more, more preferably 300 W / m · K or more, More preferably, it is 400 W / m · K or more.
The thickness of the graphite sheet is preferably 50 μm to 5 nm, more preferably 80 μm to 3 nm, and even more preferably 100 μm to 1 nm.

発光層3は、EL蛍光体粒子を分散含有して形成された層である。本発明で用いるEL蛍光体粒子は、平均球相当径が0.1〜15μmであることが好ましく、1〜10μmであることがさらに好ましい。また球相当径の変動係数は、30%以下であることが好ましく、5〜20%であることがさらに好ましい。
なお、ここにいう「球相当径」とは、EL蛍光体粒子サイズをそれと体積が等しい球に換算したときの球の直径を意味する。
The light emitting layer 3 is a layer formed by containing EL phosphor particles in a dispersed manner. The EL phosphor particles used in the present invention preferably have an average sphere equivalent diameter of 0.1 to 15 μm, and more preferably 1 to 10 μm. Further, the variation coefficient of the equivalent sphere diameter is preferably 30% or less, and more preferably 5 to 20%.
Here, the “sphere equivalent diameter” means the diameter of the sphere when the EL phosphor particle size is converted to a sphere having the same volume as the EL phosphor particle size.

EL蛍光体粒子の調製方法としては、焼成法、尿素溶融法、噴霧熱分解法または水熱合成法(Hydrothermal method)を好ましく用いることができる。調製されたEL蛍光体粒子は多重双晶構造を有することが好ましい。例えば、EL蛍光体粒子が硫化亜鉛である場合には、多重双晶(積層欠陥構造)の面間隔は1〜10nmであることが好ましく、2〜5nmであることがさらに好ましい。   As a method for preparing the EL phosphor particles, a firing method, a urea melting method, a spray pyrolysis method, or a hydrothermal synthesis method (Hydrothermal method) can be preferably used. The prepared EL phosphor particles preferably have a multiple twin structure. For example, when the EL phosphor particles are zinc sulfide, the plane spacing of the multiple twins (stacking defect structure) is preferably 1 to 10 nm, and more preferably 2 to 5 nm.

本発明で用いるEL蛍光体粒子は、当業界で広く用いられている焼成法(固相法)により調製できる。例えば、硫化亜鉛の場合、液相法で10〜50nmの粒子粉末(通常生粉と呼ぶ)を作製し、これを一次粒子として用い、これに付活剤と呼ばれる不純物を混入させて融剤とともに坩堝にて900〜1300℃の高温で30分〜10時間、第1の焼成を行い、中間蛍光粉末を得る。次いで、得られた中間蛍光体粉末をイオン交換水で繰り返し洗浄し、アルカリ金属またはアルカリ土類金属および過剰の付活剤、共付活剤を除去する。次いで、得られた中間体蛍光体粉末に第2の焼成を行う。第2の焼成は、第1の焼成より低温の500〜800℃で行い、かつ焼成時間は30分〜12時間と短時間の加熱(アンニーリング)を行う。   The EL phosphor particles used in the present invention can be prepared by a firing method (solid phase method) widely used in the industry. For example, in the case of zinc sulfide, a 10-50 nm particle powder (usually called raw powder) is prepared by a liquid phase method, and this is used as a primary particle, and an impurity called an activator is mixed into the powder together with a flux. First baking is performed in a crucible at a high temperature of 900 to 1300 ° C. for 30 minutes to 10 hours to obtain an intermediate fluorescent powder. Next, the obtained intermediate phosphor powder is repeatedly washed with ion-exchanged water to remove the alkali metal or alkaline earth metal, excess activator and coactivator. Next, second baking is performed on the obtained intermediate phosphor powder. The second baking is performed at a temperature of 500 to 800 ° C., which is lower than that of the first baking, and the baking time is 30 minutes to 12 hours and heating (annealing) is performed for a short time.

第1および第2の焼成により中間蛍光体粒子内には多くの積層欠陥が発生するが、粒子サイズをより小さく、かつより多くの積層欠陥を粒子内に含むように第1の焼成および第2の焼成の条件を適宜選択することが好ましい。   Although many stacking faults are generated in the intermediate phosphor particles by the first and second firings, the first firing and the second firing are performed so that the particle size is smaller and more stacking faults are included in the particles. It is preferable to appropriately select the firing conditions.

また第1の焼成物にある範囲の大きさの衝撃力を加えることにより、粒子を破壊することなく、積層欠陥の密度を大幅に増加させることもできる。衝撃力を加える方法としては、中間蛍光粒子同士を接触混合させる方法、アルミナ等の球体を混ぜて混合させる(ボールミル)方法、中間蛍光体粒子を加速させ衝突させる方法、超音波を照射する方法などを好ましく用いることができる。   Further, by applying an impact force in a certain range to the first fired product, the density of stacking faults can be greatly increased without destroying the particles. As a method of applying impact force, a method of contacting and mixing intermediate fluorescent particles, a method of mixing and mixing spheres such as alumina (ball mill), a method of accelerating and colliding intermediate phosphor particles, a method of irradiating ultrasonic waves, etc. Can be preferably used.

上記方法により、本発明では5nm以下の積層欠陥密度を有する積層欠陥を10層以上有する粒子を形成することができる。その頻度の評価法としては、粒子を乳鉢で磨り潰し、ほぼ0.2μm以下の厚みの砕片に砕いたものを加速電圧200KVの電子顕微鏡で観察した際に、5nm以下の積層欠陥を10層以上含む破片粒子の頻度で評価できる。なお、粒径が0.2μm未満である場合には、前記破砕は不要である。
本発明では上記頻度が50%を超えるものが好ましく、70%を超えるものがさらに好ましい。頻度は高いほどよく、間隔は狭いほどよい。
According to the above method, in the present invention, particles having 10 or more stacking faults having a stacking fault density of 5 nm or less can be formed. As a method for evaluating the frequency, when the particles are ground with a mortar and crushed into pieces having a thickness of about 0.2 μm or less and observed with an electron microscope with an acceleration voltage of 200 KV, 10 or more layers of stacking faults of 5 nm or less are observed. It can be evaluated by the frequency of the fragment particles contained. In addition, the said crushing is unnecessary when a particle size is less than 0.2 micrometer.
In the present invention, the above frequency is preferably more than 50%, more preferably more than 70%. The higher the frequency, the better.

その後、前記中間蛍光体粒子を、HCl等の酸でエッチングして表面に付着している金属酸化物を除去し、さらに表面に付着した硫化銅をKCN溶液で洗浄して除去する。続いて該中間蛍光体を乾燥してEL蛍光体粒子を得る。   Thereafter, the intermediate phosphor particles are etched with an acid such as HCl to remove the metal oxide adhering to the surface, and the copper sulfide adhering to the surface is removed by washing with a KCN solution. Subsequently, the intermediate phosphor is dried to obtain EL phosphor particles.

硫化亜鉛の場合などは、蛍光体結晶中に多重双晶構造を導入するため、蛍光体の粒子形成方法として水熱合成法を用いることが好ましい。水熱合成系では、粒子は、よく攪拌された水溶媒に分散されており、かつ粒子成長を起こす亜鉛イオンおよび/または硫黄イオンは、反応容器外から水溶液で制御された流量で、決められた時間添加される。したがって、この系では粒子は水溶媒中で自由に動くことができ、かつ添加されたイオンは水中を拡散して粒子成長を均一に起こすことができる。このため、水熱合成法によれば、粒子内部における付活剤または共付活剤の濃度分布を変化させることができ、焼成法では得られない粒子を得ることができる。また粒径分布の調整において、核形成過程と成長過程を明確に分離でき、かつ粒子成長中の過飽和度を自由に制御することにより粒径分布を調整可能で、粒径分布の狭い単分散の硫化亜鉛粒子を得ることができる。核形成過程と成長過程の間に、オストワルド熟成工程を入れることが粒径の調整および多重双晶構造の実現のために好ましい。   In the case of zinc sulfide and the like, it is preferable to use a hydrothermal synthesis method as a method for forming phosphor particles because a multiple twin structure is introduced into the phosphor crystal. In the hydrothermal synthesis system, the particles are dispersed in a well-stirred aqueous solvent, and the zinc ions and / or sulfur ions that cause particle growth are determined from the outside of the reaction vessel at a controlled flow rate with an aqueous solution. Added for hours. Therefore, in this system, particles can move freely in an aqueous solvent, and added ions can diffuse in water and cause particle growth uniformly. For this reason, according to the hydrothermal synthesis method, the concentration distribution of the activator or the coactivator inside the particles can be changed, and particles that cannot be obtained by the firing method can be obtained. In the adjustment of the particle size distribution, the nucleation process and the growth process can be clearly separated, and the particle size distribution can be adjusted by freely controlling the degree of supersaturation during particle growth. Zinc sulfide particles can be obtained. It is preferable to insert an Ostwald ripening step between the nucleation process and the growth process in order to adjust the grain size and realize a multiple twin structure.

例えば、硫化亜鉛結晶は、水における溶解度が非常に低く、これは水溶液中においてイオン反応により粒子を成長させる場合に非常に不利となる。硫化亜鉛結晶の水での溶解度は、温度上昇に伴い上昇するが、375℃以上では水は超臨界状態となってイオンの溶解度は激減する。したがって、粒子調製温度は100〜375℃であることが好ましく、200〜375℃であることがさらに好ましい。粒径調整にかける時間は好ましくは100時間以内であり、さらに好ましくは5分〜12時間である。   For example, zinc sulfide crystals have very low solubility in water, which is very disadvantageous when growing particles by ionic reaction in aqueous solution. The solubility of zinc sulfide crystals in water increases as the temperature rises, but at 375 ° C. or higher, water becomes supercritical and the solubility of ions drastically decreases. Therefore, the particle preparation temperature is preferably 100 to 375 ° C, and more preferably 200 to 375 ° C. The time required for particle size adjustment is preferably within 100 hours, more preferably 5 minutes to 12 hours.

本発明で好ましく用いるEL蛍光体粒子の母体材料としては、具体的には第II族元素と第VI族元素とからなる群から選ばれる元素の1つまたは複数と、第III族元素と第V族元素とからなる群から選ばれる1つまたは複数の元素とからなる半導体の微粒子であり、必要な発光波長領域により任意に選択される。例えば、CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、CaS、MgS、SrS、GaP、GaAs、およびそれらの混晶などが挙げられるが、ZnS、CdS、CaSなどを好ましく用いることができる。   Specifically, the matrix material of the EL phosphor particles preferably used in the present invention includes one or more elements selected from the group consisting of Group II elements and Group VI elements, Group III elements and Group V elements. These are semiconductor fine particles composed of one or more elements selected from the group consisting of group elements, and are arbitrarily selected depending on the necessary emission wavelength region. Examples thereof include CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, CaS, MgS, SrS, GaP, GaAs, and mixed crystals thereof. ZnS, CdS, CaS, and the like can be preferably used.

さらに、EL蛍光体粒子の母体材料としては、BaAl24、CaGa24、Ga23、Zn2SiO4、Zn2GaO4、ZnGa24、ZnGeO3、ZnGeO4、ZnAl24、CaGa24、CaGeO3、Ca2Ge27、CaO、Ga23、GeO2、SrAl24、SrGa24、SrP27、MgGa24、Mg2GeO4、MgGeO3、BaAl24、Ga2Ge27、BeGa24、Y2SiO5、Y2GeO5、Y2Ge27、Y4GeO8、Y23、Y22S、SnO2およびそれらの混晶などを好ましく用いることができる。 Furthermore, as the base material of the EL phosphor particles, BaAl 2 S 4 , CaGa 2 S 4 , Ga 2 O 3 , Zn 2 SiO 4 , Zn 2 GaO 4 , ZnGa 2 O 4 , ZnGeO 3 , ZnGeO 4 , ZnAl 2 O 4 , CaGa 2 O 4 , CaGeO 3 , Ca 2 Ge 2 O 7 , CaO, Ga 2 O 3 , GeO 2 , SrAl 2 O 4 , SrGa 2 O 4 , SrP 2 O 7 , MgGa 2 O 4 , Mg 2 GeO 4 , MgGeO 3 , BaAl 2 O 4 , Ga 2 Ge 2 O 7 , BeGa 2 O 4 , Y 2 SiO 5 , Y 2 GeO 5 , Y 2 Ge 2 O 7 , Y 4 GeO 8 , Y 2 O 3 , Y 2 O 2 S, or the like can be preferably used SnO 2 and mixed crystals thereof.

また、本発明で用いるEL蛍光体粒子の付活剤としては、銅、マンガン、銀、金および希土類元素から選択された少なくとも一種のイオンを好ましく用いることができる。また共付活剤としては、塩素、臭素、ヨウ素およびアルミニウムから選択された少なくとも一種のイオンを好ましく用いることができる。   In addition, as an activator for the EL phosphor particles used in the present invention, at least one ion selected from copper, manganese, silver, gold and rare earth elements can be preferably used. As the coactivator, at least one ion selected from chlorine, bromine, iodine and aluminum can be preferably used.

上記のEL蛍光体粒子の母体材料、付活剤および発光中心を適宜選択し、複数の蛍光体粒子を用いることにより、染料や蛍光染料を用いなくても、色度図上0.3<x<0.4、0.3<y<0.4の範囲の白色発光を実質的に得ることができる。   By appropriately selecting the matrix material, activator and emission center of the above EL phosphor particles and using a plurality of phosphor particles, 0.3 <x on the chromaticity diagram without using dyes or fluorescent dyes. White light emission in the range of <0.4 and 0.3 <y <0.4 can be substantially obtained.

発光層3は、上述した蛍光体粒子を分散剤中に分散させることにより形成することができる。発光層3で蛍光体粒子を分散するために用いられる分散剤としては、例えば、シアノエチルセルロース系樹脂のような比較的誘電率の高いポリマーや、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ化ビニリデンなどの樹脂を用いることができる。また、これらの樹脂にBaTiO3やSrTiO3などの高誘電率の微粒子を適度に混合して誘電率を調整することもできる。分散剤の分散方法としては、ホモジナイザー、遊星型混練機、ロール混練機、超音波分散機などを用いることができる。発光層における粒子と分散剤との重量比は、5.0〜20であることが好ましい。 The light emitting layer 3 can be formed by dispersing the phosphor particles described above in a dispersant. Examples of the dispersant used for dispersing the phosphor particles in the light emitting layer 3 include a polymer having a relatively high dielectric constant such as a cyanoethyl cellulose resin, polyethylene, polypropylene, polystyrene resin, silicone resin, and epoxy resin. A resin such as vinylidene fluoride can be used. In addition, the dielectric constant can be adjusted by appropriately mixing fine particles having a high dielectric constant such as BaTiO 3 or SrTiO 3 with these resins. As a dispersing method of the dispersant, a homogenizer, a planetary kneader, a roll kneader, an ultrasonic disperser, or the like can be used. It is preferable that the weight ratio of the particle | grains and a dispersing agent in a light emitting layer is 5.0-20.

発光層3の厚みは、薄いことが好ましく、1〜25μmであることが好ましく、3〜20μmであることがさらに好ましい。また、発光層3は、前記の背面電極1と透明電極4の間の距離のバラツキを中心線平均粗さRaとして見たとき、発光層3の表面は、発光層3の厚みdに対して(d×1/8)以下の平滑性を有していることが好ましい。   The thickness of the light emitting layer 3 is preferably thin, preferably 1 to 25 μm, and more preferably 3 to 20 μm. The light emitting layer 3 has the surface of the light emitting layer 3 with respect to the thickness d of the light emitting layer 3 when the variation in the distance between the back electrode 1 and the transparent electrode 4 is viewed as the center line average roughness Ra. It preferably has a smoothness of (d × 1/8) or less.

次に、誘電体層2について説明する。本発明における分散型EL素子は、無機誘電体物質を含有する誘電体層2を必要に応じて発光層3に隣接させて形成することができる。無機誘電体物質は、誘電率および絶縁性が高く、かつ高い誘電破壊電圧を有する材料であれば任意のものが用いられる。無機誘電体物質は、各種の金属酸化物および窒化物を用いることができ、例えば、SiO2、TiO2、BaTiO3、SrTiO3、PbTiO3、KNbO3、PbNbO3、Ta23、BaTa26、LiTaO3、Y23、Al23、ZrO2、AlON、ZnSなどを用いることができる。これらは単独でまたは組み合わせて用いることができる。誘電体層2は、均一な膜として形成されてもよいし、また粒子構造を有する膜として形成されてもよい。さらに、誘電体層2は単層であっても異なる絶縁層を積層させたものであってもよい。 Next, the dielectric layer 2 will be described. The dispersion type EL element in the present invention can be formed by adjoining the light emitting layer 3 with the dielectric layer 2 containing an inorganic dielectric substance, if necessary. As the inorganic dielectric substance, any material can be used as long as it has a high dielectric constant and insulation and has a high dielectric breakdown voltage. As the inorganic dielectric material, various metal oxides and nitrides can be used. For example, SiO 2 , TiO 2 , BaTiO 3 , SrTiO 3 , PbTiO 3 , KNbO 3 , PbNbO 3 , Ta 2 O 3 , BaTa 2. O 6 , LiTaO 3 , Y 2 O 3 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , AlON, ZnS, or the like can be used. These can be used alone or in combination. The dielectric layer 2 may be formed as a uniform film or may be formed as a film having a particle structure. Furthermore, the dielectric layer 2 may be a single layer or a laminate of different insulating layers.

誘電体層2は、薄膜結晶層構造および粒子形状構造のいずれの構造でもよく、さらにそれらの組み合わせた構造であってもよい。また誘電体層2は、図1の如く発光層3の片面側だけに設けられていてもよいが、高輝度を得る観点からは発光層3の両面に設けることが好ましい。誘電体層2が薄膜結晶層構造を有する場合、基板にスパッタリング等の気相法で薄膜化させたものでも、BaやSrなどのアルコキサイドを用いたゾルゲル膜であってもよい。また、誘電体層2が粒子形状構造を有する場合、誘電体物質のサイズは、蛍光体粒子サイズと比較して十分小さいサイズであることが好ましい。具体的には、誘電体物質の粒子は、蛍光体粒子の平均粒子サイズの1/3〜1/1000のサイズであることが好ましい。   The dielectric layer 2 may have any structure of a thin film crystal layer structure and a particle shape structure, and may also have a combination thereof. The dielectric layer 2 may be provided only on one side of the light emitting layer 3 as shown in FIG. 1, but it is preferably provided on both sides of the light emitting layer 3 from the viewpoint of obtaining high luminance. When the dielectric layer 2 has a thin film crystal layer structure, the dielectric layer 2 may be a thin film formed by a vapor phase method such as sputtering or a sol-gel film using an alkoxide such as Ba or Sr. When the dielectric layer 2 has a particle shape structure, the size of the dielectric substance is preferably sufficiently small compared to the phosphor particle size. Specifically, the particles of the dielectric material are preferably 1/3 to 1/1000 the average particle size of the phosphor particles.

本発明のEL素子は、少なくとも一方が透明な、対向する一対の電極で狭持した蛍光体物質を含む発光層を有する構成を有する。そのため前述の発光層3と誘電体層2との合計の厚み(以下「素子厚み」ともいう)は、EL蛍光体粒子の平均球相当径以上のサイズであるが、素子の平滑性を確保するためには、EL蛍光体粒子の平均球相当径に対して素子厚みが1.1〜10倍であることが好ましく、2〜10倍であることがより好ましく、3〜5倍であることがさらに好ましい。   The EL element of the present invention has a structure having a light emitting layer containing a phosphor material sandwiched between a pair of opposing electrodes, at least one of which is transparent. Therefore, the total thickness (hereinafter also referred to as “element thickness”) of the light emitting layer 3 and the dielectric layer 2 is equal to or larger than the average sphere equivalent diameter of the EL phosphor particles, but ensures the smoothness of the element. For this purpose, the element thickness is preferably 1.1 to 10 times, more preferably 2 to 10 times, and more preferably 3 to 5 times the average sphere equivalent diameter of the EL phosphor particles. Further preferred.

また、粒子の上部の一部を覆うように、すなわち発光層3の一部に、誘電体層2が一部乗り入れるように塗設することにより接触点を増加させ、あるいは素子表面の平滑性を改善するなどの効果が現れるため好ましい。   Further, the contact point is increased by covering the part of the upper part of the particle, that is, by coating the part of the light emitting layer 3 so that the dielectric layer 2 is partly inserted, or the smoothness of the element surface is improved. It is preferable because an effect such as improvement appears.

誘電体層2に含有される誘電体物質と発光層3に含有される蛍光体粒子とは、誘電体物質と蛍光体粒子とが直接接触することもできるが、誘電体物質は、非発光シェル層で完全に被覆または部分的に被覆された状態の蛍光体粒子と接触することが好ましい。また、誘電体物質と蛍光体物質との接触は、単に接触させるだけでもよいが、蛍光体粒子の上部を完全にまたは一部を覆うように、すなわち発光層3の全体に誘電体層2が覆うように接触させるか、あるいは発光層3に誘電体層2が一部乗り入れるように接触させた状態で塗設して接触させることは、接触点を増加させ、また素子表面の平滑性を改良するなどの効果を発現できる観点から好ましい。   The dielectric material contained in the dielectric layer 2 and the phosphor particles contained in the light emitting layer 3 can be in direct contact with the dielectric material, but the dielectric material is a non-light emitting shell. It is preferred to contact the phosphor particles that are completely or partially covered with a layer. Further, the contact between the dielectric material and the phosphor material may be merely contact, but the upper part of the phosphor particles is completely or partially covered, that is, the dielectric layer 2 is entirely formed on the light emitting layer 3. Coating or contacting the light-emitting layer 3 with the dielectric layer 2 partially in contact with the light-emitting layer 3 increases the contact point and improves the smoothness of the element surface. It is preferable from the viewpoint that effects such as

誘電体層2および発光層3は、スピンコート法、ディップコート法、バーコート法、またはスプレー塗布法などを用いて塗布して形成されることが好ましい。特に、スクリーン印刷法のような印刷面を選ばない方法やスライドコート法のような連続塗布が可能な方法を用いることが好ましい。例えば、スクリーン印刷法は、蛍光体や誘電体の微粒子を高誘電率のポリマー溶液に分散した分散液を、スクリーンメッシュを通して塗布する。スクリーンメッシュの厚さ、開口率、塗布回数を適宜選択することにより膜厚を制御できる。分散液を調整することにより誘電体層2や発光層3のみならず、背面電極1なども形成でき、さらにスクリーンメッシュの大きさを変えることで大面積化が容易である。また、誘電体層2の調製法はスパッタ法、真空蒸着法等の気相法であってもよい。また、発光層3の一部に誘電体層2が一部乗り入れるように塗設することにより発光体粒子と誘電体物質の接触点を増加させることができ、さらにEL素子の平滑性を改良するなどの効果を得ることができるため好ましい。   The dielectric layer 2 and the light emitting layer 3 are preferably formed by coating using a spin coating method, a dip coating method, a bar coating method, a spray coating method, or the like. In particular, it is preferable to use a method that does not select a printing surface, such as a screen printing method, or a method that allows continuous application, such as a slide coating method. For example, in the screen printing method, a dispersion liquid in which fine particles of phosphor or dielectric are dispersed in a polymer solution having a high dielectric constant is applied through a screen mesh. The film thickness can be controlled by appropriately selecting the thickness of the screen mesh, the aperture ratio, and the number of coatings. By adjusting the dispersion liquid, not only the dielectric layer 2 and the light emitting layer 3 but also the back electrode 1 can be formed, and further, the area can be easily increased by changing the size of the screen mesh. The method for preparing the dielectric layer 2 may be a vapor phase method such as sputtering or vacuum deposition. Further, by coating so that the dielectric layer 2 partially enters the light emitting layer 3, the contact point between the light emitting particles and the dielectric substance can be increased, and the smoothness of the EL element is further improved. It is preferable because effects such as the above can be obtained.

本発明で用いられる分散型EL素子を用いたEL表示装置の発光色は、光源としての用途を考えると、白色であることが好ましい。発光色を白色とする具体的な方法としては、例えば、銅とのマンガンが賦活され、焼成後に徐冷されたZnS蛍光体のように単独で白色発光する蛍光体粒子を用いる方法や、3原色または補色関係に発光する複数の蛍光体を混合する方法(例えば、青色−緑色−赤色の組み合わせや、青緑色−オレンジ色の組み合わせなど)を用いることが好ましい。また、特開平7−166161号公報、特開平9−245511号公報、特開2002−62530号公報に記載の青色のように短い波長で発光させて、蛍光顔料や蛍光染料を用いて発光の一部を緑色や赤色に波長変換(発光)させて白色化する方法を用いることも好ましい。さらに、CIE色度座標(x,y)は、x値が0.30〜0.4の範囲で、かつy値が0.30〜0.40の範囲であることが好ましい。   The light emission color of the EL display device using the dispersion type EL element used in the present invention is preferably white in consideration of the use as a light source. As a specific method for making the emission color white, for example, a method using phosphor particles that emit white light alone, such as a ZnS phosphor activated with manganese and gradually cooled after firing, or three primary colors Alternatively, it is preferable to use a method of mixing a plurality of phosphors that emit light of complementary colors (for example, a blue-green-red combination, a blue-green-orange combination, etc.). In addition, light is emitted at a short wavelength such as blue described in JP-A-7-166161, JP-A-9-245511, and JP-A-2002-62530, and light emission is performed using a fluorescent pigment or a fluorescent dye. It is also preferable to use a method of converting the wavelength of the part into green or red and then whitening it. Further, the CIE chromaticity coordinates (x, y) preferably have an x value in the range of 0.30 to 0.4 and a y value in the range of 0.30 to 0.40.

通常、分散型EL表示装置は、交流で駆動され、典型的には100Vで50〜400Hzの交流電源を用いて駆動される。分散型EL表示装置の面積が小さい場合には、輝度は印加電圧および周波数にほぼ比例して増加する。しかし、0.25m2以上の大面積のEL表示パネルの場合、EL表示パネルの容量成分が増大し、EL表示パネルと電源のインピーダンスマッチングとの間にずれが生じたり、EL表示パネルへの蓄電荷に必要な時定数が大きくなったりする。そのため、大面積のEL表示パネルでは、高電圧化、特に高周波化しても電力供給が不十分になる場合がある。特に0.25m2以上の大面積のEL表示パネルでは、500Hz以上の交流駆動に対しては、しばしば駆動周波数の増大に対して印加電圧の低下がおこり、低輝度化が起こることがしばしば起こる。
これに対して、本発明のEL素子は、0.25m以上の大面積にした場合でも、高い周波数の駆動、好ましくは500Hz〜5KHzでの駆動、さらに好ましくは800Hz〜4KHzでの駆動が可能であり、高輝度を得ることが出来る。
Usually, the distributed EL display device is driven by an alternating current, and is typically driven by using an alternating current power source of 100 V and 50 to 400 Hz. When the area of the distributed EL display device is small, the luminance increases almost in proportion to the applied voltage and frequency. However, in the case of an EL display panel having a large area of 0.25 m 2 or more, the capacitance component of the EL display panel increases, and there is a shift between the EL display panel and the impedance matching of the power source, or storage in the EL display panel. The time constant required for the charge may increase. For this reason, in an EL display panel with a large area, power supply may be insufficient even when the voltage is increased, particularly the frequency is increased. In particular, in an EL display panel having a large area of 0.25 m 2 or more, for AC driving of 500 Hz or more, the applied voltage is often lowered with an increase in driving frequency, and the luminance is often lowered.
On the other hand, even when the EL element of the present invention has a large area of 0.25 m 2 or more, it can be driven at a high frequency, preferably at 500 Hz to 5 KHz, more preferably at 800 Hz to 4 KHz. Therefore, high luminance can be obtained.

本発明のEL素子を用いたEL表示パネルは、例えば、インクジェット記録方法で画像記録されたインクジェット記録用バックライトディスプレイ用フィルムのバックライトとして利用することができる。   An EL display panel using the EL element of the present invention can be used, for example, as a backlight of a backlight display film for inkjet recording on which an image is recorded by an inkjet recording method.

また、本発明のEL素子を用いたEL表示パネルは、例えば、最大濃度が1.5以上ある高画質な透過プリント画像のバックライトとしても利用することができ、高画質な大面積広告等を実現することができる。   In addition, the EL display panel using the EL element of the present invention can be used as a backlight of a high-quality transmission print image having a maximum density of 1.5 or more, for example, for high-quality large-area advertisements. Can be realized.

以下に本発明のEL素子の具体的な実施例を記載するが、本発明はこの実施例に制限されるものではない。   Although the specific Example of the EL element of this invention is described below, this invention is not restrict | limited to this Example.

(実施例1)
平均粒径25μmの蛍光体粒子(ZnS;Cu,Cl)と平均粒径が4μmであるシンロイヒ社製赤色顔料(シンロイヒFA−001)とを30質量%のシアノエチルセルロース溶液に分散して、発光層用ペーストとした。また30質量%のシアノエチルセルロース溶液に平均粒径0.2μmのチタン酸バリウム粉末を均一に分散し、誘電体ペーストとした。
上記誘電体ペーストをアルミシート(厚み75μm)上に、乾燥後の膜厚が35μmになるように塗布し、温風乾燥機にて110℃で4時間乾燥させた。さらにこの上に上記発光層用ペーストを乾燥後の膜厚が35μmになるように塗布し、温風乾燥機にて110℃で6時間乾燥させた。
Example 1
Phosphor particles (ZnS; Cu, Cl) having an average particle diameter of 25 μm and a red pigment manufactured by Sinloi Co., Ltd. having an average particle diameter of 4 μm (Sinloi FA-001) are dispersed in a 30% by mass cyanoethyl cellulose solution to form a light emitting layer. A paste was used. Further, barium titanate powder having an average particle size of 0.2 μm was uniformly dispersed in a 30% by mass cyanoethyl cellulose solution to obtain a dielectric paste.
The dielectric paste was applied on an aluminum sheet (thickness 75 μm) so that the film thickness after drying was 35 μm, and dried at 110 ° C. for 4 hours with a hot air dryer. Further, the light emitting layer paste was applied thereon so that the film thickness after drying was 35 μm, and dried at 110 ° C. for 6 hours by a hot air dryer.

次に可撓性を有する透明基材として、厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートを用いて、該基材上にITOをスパッタにより厚さ50nmに均一に付着させ、さらにこのITO上にアンチモンドープ酸化スズ(ATO)膜を同様に付着させ、これを透明電極として用いた。該フイルムの導電面側に給電線として銀ペーストをスクリーン印刷法により印刷、乾燥し、銅アルミシートからなるリード片よりなるリード電極を取り付けた。
上記アルミトシートの塗布面と上記透明導電フィルムの導電面とを貼りあわせて熱圧着しEL素子とした。
なお、素子の発光面の大きさが500mm×500mmとなるようにした。
Next, as a transparent substrate having flexibility, polyethylene terephthalate having a thickness of 100 μm was used, and ITO was uniformly deposited on the substrate by sputtering to a thickness of 50 nm. Further, antimony-doped tin oxide ( ATO) film was similarly deposited and used as a transparent electrode. A silver paste as a power supply line was printed on the conductive surface side of the film by screen printing and dried, and a lead electrode made of a lead piece made of a copper aluminum sheet was attached.
The application surface of the aluminum sheet and the conductive surface of the transparent conductive film were bonded together and thermocompression bonded to obtain an EL element.
The size of the light emitting surface of the element was set to 500 mm × 500 mm.

(実施例2)
上記ATO膜の替わりにフッ素ドープ酸化スズ(FTO)膜を用いたこと以外は、実施例1と同様に行った。
(Example 2)
The same procedure as in Example 1 was performed except that a fluorine-doped tin oxide (FTO) film was used instead of the ATO film.

(実施例3)
上記FTO膜の膜厚を25nmにしたこと以外実施例2と同様に行った。
Example 3
The same operation as in Example 2 was performed except that the thickness of the FTO film was 25 nm.

(実施例4)
上記背面電極をアルミシートの替わりにグラファイトシート(松下電子部品製、熱伝導率;800W/m・K)を用いたこと以外は、実施例2と同様に行った。
Example 4
The back electrode was formed in the same manner as in Example 2 except that a graphite sheet (manufactured by Matsushita Electronic Components, thermal conductivity: 800 W / m · K) was used instead of the aluminum sheet.

(実施例5)
平均粒径10μmの蛍光体粒子(ZnS;Cu,Cl)を用い、発光層用ペーストを作製したこと以外、実施例4と同様に行った。
(Example 5)
The same procedure as in Example 4 was performed except that phosphor particles (ZnS; Cu, Cl) having an average particle diameter of 10 μm were used to produce a light emitting layer paste.

(比較例1)
上記ATO膜を付着させないこと以外、実施例1と同様に行った。
(Comparative Example 1)
The same procedure as in Example 1 was performed except that the ATO film was not attached.

(比較例2)
上記ITO膜の膜厚を100nmにしたこと以外、比較例1と同様に行った。
(Comparative Example 2)
It carried out similarly to the comparative example 1 except having made the film thickness of the said ITO film | membrane into 100 nm.

実施例1から5および比較例1、2のEL表示パネルの諸特性を表1に示す。駆動用交流電源の周波数を1KHzに固定して、印加電圧を調整して初期輝度が600cd/mとなるようにしてEL表示パネルを評価した。実施例1のEL表示パネルの場合、印加電圧は200V程度であった。実施例1から5および比較例1、2のEL表示パネルを気温20℃、湿度60%の環境において、300時間連続駆動した場合の初期輝度に対する相対輝度(300時間後の相対輝度)を表1に示す。 Table 1 shows various characteristics of the EL display panels of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2. The EL display panel was evaluated by fixing the frequency of the driving AC power source to 1 KHz and adjusting the applied voltage so that the initial luminance was 600 cd / m 2 . In the case of the EL display panel of Example 1, the applied voltage was about 200V. Table 1 shows the relative luminance (relative luminance after 300 hours) with respect to the initial luminance when the EL display panels of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 are continuously driven for 300 hours in an environment where the temperature is 20 ° C. and the humidity is 60%. Shown in

Figure 2006032100
Figure 2006032100

上記の結果から、本発明のEL素子が高輝度で長時間発光できることが判る。   From the above results, it can be seen that the EL element of the present invention can emit light with high brightness for a long time.

本発明の分散型EL素子の一例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows an example of the dispersion type EL element of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 背面電極
2 誘電体層
3 発光層
10 透明電極
11 透明基体
12 透明電導層(ITO膜)
13 透明電導層(FTO膜)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Back electrode 2 Dielectric layer 3 Light emitting layer 10 Transparent electrode 11 Transparent base 12 Transparent conductive layer (ITO film)
13 Transparent conductive layer (FTO film)

Claims (4)

背面電極及び透明電極からなる一対の電極の間に少なくとも発光層を有する無機分散型エレクトロルミネッセンス素子であって、前記透明電極が、可撓性を有する透明基材上に2層以上の異なる透明導電層を有し、該透明導電層の少なくとも1層がインジウム・スズ・オキサイド膜であり、且つ該インジウム・スズ・オキサイド膜よりも発光層側にある少なくとも1層の透明導電層が、フッ素、アンチモン、アルミニウム、ガリウム及びホウ素から選択される少なくとも1つの元素によりそれぞれドープされていてもよい、酸化スズ及び酸化亜鉛から選択される少なくとも1種の透明導電膜であること特徴とする無機分散型エレクトロルミネッセンス素子。   An inorganic dispersion type electroluminescent device having at least a light emitting layer between a pair of electrodes composed of a back electrode and a transparent electrode, wherein the transparent electrode has two or more layers of different transparent conductive materials on a flexible transparent substrate. At least one of the transparent conductive layers is an indium tin oxide film, and at least one transparent conductive layer on the light emitting layer side of the indium tin oxide film is fluorine, antimony Inorganic dispersive electroluminescence characterized by being at least one transparent conductive film selected from tin oxide and zinc oxide, each of which may be doped with at least one element selected from aluminum, gallium and boron element. 前記インジウム・スズ・オキサイド膜よりも発光層側にある少なくとも1層の透明導電層が、フッ素ドープ酸化スズで膜である請求項1記載の無機分散型エレクトロルミネッセンス素子。   2. The inorganic dispersion type electroluminescence device according to claim 1, wherein at least one transparent conductive layer located closer to the light emitting layer than the indium tin oxide film is a film made of fluorine-doped tin oxide. 前記背面電極がグラファイトシートである請求項1又は2に記載の無機分散型エレクトロルミネッセンス素子。   The inorganic dispersion type electroluminescent device according to claim 1, wherein the back electrode is a graphite sheet. 前記発光層が、平均球相当径が0.1〜15μmの蛍光体微粒子を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の無機分散型エレクトロルミネッセンス素子。   The inorganic dispersion type electroluminescence device according to any one of claims 1 to 3, wherein the light emitting layer contains phosphor fine particles having an average sphere equivalent diameter of 0.1 to 15 µm.
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