(57)【要約】【課題】透明電極と背面電極との間に発光層と絶縁層とが介在する無機ＥＬ素子の発光輝度を高める。【解決手段】ナノサイズの高誘電体超微粒子粉末３ｂをドライスプレーして絶縁層３を形成することによって、従来のような絶縁インクの粘度の調整を不要としつつ高誘電体の充填率を大幅に向上して発光輝度を高めることができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明電極と背面電極との間に発光層と絶縁層とが介在する無機ＥＬ素子において、少なくとも上記絶縁層にドライスプレー法により吹き付け形成してなるナノサイズの高誘電体超微粒子粉末を含むことを特徴とする無機ＥＬ素子。
【請求項２】
請求項１において、上記高誘電体超微粒子粉末はチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）の粉末であることを特徴とする無機ＥＬ素子。
【請求項３】
請求項１または２において、上記高誘電体超微粒子粉末のサイズは５０〜９０ｎｍであることを特徴とする無機ＥＬ素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明電極と背面電極との間に発光層と絶縁層とが介在する無機ＥＬ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
分散型厚膜電界発光素子（以下「無機ＥＬ素子」という。）は、紙のように薄くて優美な光を発するという優れた特徴を備えているため、従来から、高い装飾効果が求められている領域で広く使用されている。この無機ＥＬ素子は、例えば特公平７−５８６３６号公報「電界発光灯」等に示される通り、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の透明基材上に形成された透明電極上に、発光層、絶縁層及び背面電極が形成されているもので、発光層、絶縁層及び背面電極は、それぞれ発光インク、絶縁インク及び導電インクをスクリーン印刷技術を用いて膜状に順次積層して形成していた。
無機ＥＬ素子の発光輝度に大きく影響するのは、発光層及び絶縁層に含有される発光体粉末及び高誘電体粉末の特性であるが、発光体粉末としては硫化亜鉛（ＺｎＳ）を、高誘電体粉末としてはチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）を使用する組み合わせが最良の組み合わせの一つとして代表的に採用されている。
【０００３】
【特許文献１】
特公平７−５８６３６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし従来の無機ＥＬ素子には、依然として発光輝度が不足するという問題がる。
ＥＬ素子の高輝度化を図るためには、発光体粉末自体及び高誘電体粉末自体の特性改善は勿論であるが、発光体粉末及び高誘電体粉末をできるだけ高密度に充填することも重要である。しかし、従来の無機ＥＬ素子では発光体粉末及び高誘電体粉末の充填密度が十分に高いものではなかった。
これには、次のような無機ＥＬ素子の特有のスクリーン印刷製造プロセスに関係している。上述した発光インク、絶縁インク及び導電インクは、溶剤に溶かした樹脂バインダに、発光体粉末、高誘電体粉末または導電粉末をそれぞれ攪拌、混合して分散させたものであるが、各インクはスクリーン印刷に適する粘度に調整することが要求される。
【０００５】
すなわち、スクリーン印刷の関係から、絶縁インクも印刷に適する粘度にすることが優先されるため、本来必要とされる充填率まで高誘電体粉末を混合させることが難しい。したがって高誘電体粉末それ自体の誘電率は十分高いものであっても、充填率が不足するため、絶縁層全体としての誘電率はかなり低下してしまい、無機ＥＬ素子の発光輝度を十分上げることができなかった。
【０００６】
第２の問題としては、各インクの粘度は、充填率の他にも各粉末の粒径、印刷雰囲気の温度や湿度によっても変動するため、溶剤の割合を微妙に調整したり、印刷に供する前のインク温度を一定に保持する等、インクの粘度を調整するために多大な労力と管理等が必要になっていた。
【０００７】
第３の問題としては、ひとたび調合されて印刷に供されるインクは、再使用することができず、また無駄に消費される量が無視できない点である。特に高誘電体粉末は発光体粉末と共に高価であるため、製造コストを引き上げる要因となっている。
【０００８】
また、一般論として、発光体粉末または高誘電体粉末を小粒径化すれば発光輝度が向上することが認められているが、あまりに小粒径化すると今度は樹脂バインダに均一に混錬することが至難となる。
一方、高輝度化を目的として、高誘電体超微粒子粉末を使用する試みが、特開平９−２３２０７６号公報「ＥＬランプ」等で提案されているが、これは発光層の絶縁性樹脂中に高誘電体超微粒子粉末を分散させておくというもので、分散型インクである点は上記第１の従来技術に変わりはなく、上記第１乃至第３の問題点を解決するものではなかった。
【０００９】
【特許文献２】
特開平９−２３２０７６号公報
【００１０】
そこで本発明の目的は、分散型絶縁インクを使用することなく高輝度化が図れる無機ＥＬ素子を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明による無機ＥＬ素子の第１の特徴は、透明電極と背面電極との間に発光層と絶縁層とが介在する無機ＥＬ素子において、少なくとも上記絶縁層にドライスプレー法により吹き付け形成してなるナノサイズの高誘電体超微粒子粉末を含むことにある。
【００１２】
誘電体粉末の粒径を細かくするほど充填率を上げることができるので、絶縁層全体の誘電率を向上させることができる。
【００１３】
さらに、分散型インクを使用しないことで、従来のように絶縁インクの粘度調整のために充填率を制限する必要がなくなるので、充填率の高い絶縁層を積層することができる。またナノサイズの超微粒子粉末を吹き付けることによって、粒子間の隙間が殆ど無い極めて充填率の高い絶縁層を形成することができる。
【００１４】これに加えて、従来のように絶縁インクの適切な粘度確保のための多大な労力や管理が不要になり、絶縁層について品質確保が容易になる。
【００１５】
また、高誘電体超微粒子のドライ粉末は、接着層に付着しなかった余分のものを回収して再使用することができるので、高価な高誘電体超微粒子粉末を無駄にすることがなく、さらなる製造コストの低減に効果的である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１を参照しつつ、本発明による無機ＥＬ素子の好適な構成を説明する。いわゆるＩＴＯフィルム１は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の透明フィルム１ａ上にインジウム−錫酸化物（ＩＴＯ）等からなる透明電極１ｂを蒸着により形成してある。そして透明電極１ｂ上に発光インクをスクリーン印刷し、加熱・乾燥させて発光層２を形成する。発光インクは、銅（Ｃｕ）をドープした硫化亜鉛（ＺｎＳ）の粉末からなる発光体２ａをフッ化ビニリデンと６フッ化プロピレンとの共重合体をメチルエチルケトンの溶剤に溶かしたフッ素系樹脂バインダ２ｂに混合攪拌（分散）して形成したものである。
【００１７】
次に発光層２上に、フッ化ビニリデンと６フッ化プロピレンとの共重合体をメチルエチルケトンの溶剤に溶かした樹脂からなる接着層３ａを塗布し、この接着層が固化しないうちに、粒径が５０〜９０ｎｍのＢａＴｉＯ３からなる高誘電体超微粒子粉末３ｂをドライスプレー手段によって直接吹き付けて絶縁層３を形成する。なお高誘電体超微粒子粉末３ｂは、単層とする場合に限らず、接着層３ａの形成と高誘電体超微粒子粉末３ｂの吹き付けを複数回行って複層に形成してもよい。またドライスプレー手段は、エアーガンのような公知の手段であって、乾燥した高誘電体超微粒子粉末を吹き付けるものである。そして絶縁層３上にカーボンインクをスクリーン印刷し、加熱・乾燥させて背面電極４を形成する。このカーボンインクはカーボン粉末をバインダであるポリエステル樹脂に混合して形成するが、カーボン粉末に代えて銀粉や銅粉を使用することも可能であり、カーボン粉末に銀粉や銅粉を混ぜ合わせたものであってもよい。
【００１８】
なお発光層２についても、原理的には絶縁層３と同様にナノサイズの発光体超微粒子粉末を使用することもできる。
【００１９】
また背面電極４を形成するカーボンインクには、反応促進剤を添加して発光層２のフッ素系樹脂バインダ２ｂ及び高誘電体超微粒子粉末３ｂを捕捉する接着層３ａのフッ素系樹脂の重合反応を促進することによって、水分が浸入し難くして、発光体２ａが劣化し難くなるようにすることが効果的である。なお反応促進剤としては、例えば分子中に２種類以上の異なった反応基を持つ有機ケイ素単量体Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン（Ｈ２ＮＣ２Ｈ４ＮＨＣ３Ｈ６Ｓｉ（ＯＣＨ３）３）がある。
【００２０】
【発明の効果】
第１に、ナノサイズの高誘電体超微粒子を使用することによって、高誘電体粉末の充填率を向上できるので、絶縁層の誘電率を向上させて発光輝度を上げることができる。第２に、ドライスプレー法により高誘電体超微粒子粉末自体を直接吹き付けて絶縁層を形成することによって、粒子間の隙間が殆ど無い高密度に高誘電体超微粒子粉末をでき、さらに発光輝度を上げることができる。
【００２１】
第３に、ドライスプレー法により高誘電体超微粒子粉末自体を直接吹き付けて絶縁層を積層するため、従来のように絶縁インクの適切な粘度確保のための多大な労力や管理が不要になり、絶縁層について品質確保が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＥＬ素子の拡大断面図である。
【符号の説明】
１                  ＩＴＯフィルム
１ａ                透明フィルム
１ｂ                透明電極
２                  発光層
２ａ                発光体粉末
２ｂ                樹脂バインダ
３                  絶縁層
３ａ                接着層
３ｂ                高誘電体超微粒子粉末
４                  背面電極
【図１】
2004259546.tif 000003