(57)【要約】【課題】コストが安く、放熱性の高いＥＬ素子を提供する。【解決手段】本発明のＥＬ素子は、対向する２つの基板(1,7)と電極間(2,6)に少なくとも発光層(4)を含むエレクトロルミネッセンス素子において、前記２つの基板(1,7)のうち背面側の基板(1)はガラス基板であり、放熱シート(10)の一部又は全部が前記ガラス基板(1)に埋め込まれて一体成形されている。放熱シート(10)が背面側のガラス基板(1)に埋め込まれて一体成形されていることにより、コストが安く、放熱性の高いＥＬ素子を提供できる。また、背面電極(2)も背面ガラス板(1)に埋め込んだ場合は、平坦な電極が形成でき、均一な画像表示が可能なＥＬ素子を提供できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する２つの基板と電極間に少なくとも発光層を含むエレクトロルミネッセンス素子において、
前記２つの基板のうち背面側の基板はガラス基板であり、放熱シートの一部又は全部が前記ガラス基板に埋め込まれて一体成形されていることを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
前記２つの電極のうち背面側の平行電極は金属シートであり、その一部又は全部がガラス基板に埋め込まれて一体成形されている請求項１に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記放熱シート及び平行電極の金属シートは、表面に酸化物被膜付きの金属シートである請求項１又は２に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記背面電極及び放熱シートの厚さが０．０１ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲である請求項１又は２に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記ガラス基板の厚さが０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲である請求項１に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記放熱シート及び金属シートは、ニッケル、クロム、鉄又はこれらの合金で構成される請求項１に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記酸化被膜は、Ｃｒ2Ｏ3，ＮｉＯ，ＭｎＯ2又はＭｇＯである請求項１に記載のエレクトロルミネッセンス素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置等に使用されるエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディスプレイデバイスとして平面型のディスプレイが注目されており、一例としてプラズマディスプレイが実用化されている。プラズマディスプレイは大型化が容易であること、高い輝度が得られること、視野角が広いことなどから注目されている。しかし、ディスプレイの構造が複雑であり、その製造工程も複雑であるため、改良が進んではいるものの現時点ではまだ高価なものとなっている。
【０００３】
また、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）現象を利用するディスプレイも提案されている。無機ＥＬでは半導体の無機蛍光体に電極を配置し、電圧印加により無機蛍光体の電子とホールの再結合又は励起子により発光するか、又は半導体中の加速された電子が発光中心に衝突し、発光中心となる原子又はイオンが励起され、それが元の状態に戻る際に発光するものである。無機ＥＬディスプレイとして、蛍光体発光層はスパッタなどの気相堆積法により形成し、その上と下を誘電体層により電気的に絶縁した構造とする。このようにＥＬ素子は、上下電極間に蛍光体層を挟み、前記蛍光体層に電界をかけることにより発光する原理を利用して、文字や画像（以下「画像等」という。）を表示する。単一光表示はもちろん可能であるが、単一光を色変換層により色変換してフルカラー表示することもできる。
【０００４】
従来、誘電体層を焼結させ誘電率を高めるために、例えば１０００℃前後での高温焼成が必要であった。そのため、ＥＬ素子の基板には耐熱性の高いセラミック材料が使用されていた。下電極（背面電極）はアルミナ等のセラミックス基板の上にＡｇ／Ｐｔペーストをスクリーン印刷して乾燥及び焼成して形成する提案もある（下記特許文献１〜４）。
【特許文献１】米国特許5,756,147号明細書
【特許文献２】特開2003-77677号公報
【特許文献３】特開平7-45368号公報
【特許文献４】特開平8-83686号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、アルミナ等のセラミックス基板は一般的に高価であり、さらにコストの安い基板が求められている。また、蛍光体層には交流電圧を印加するため、発熱する問題がある。さらに、スクリーン印刷法では、電極の厚さ分だけ凹凸となり、その上に形成する層に変形を与える原因となる。すなわち、平行電極の場合、電極のある部分はその厚み分だけ凸状になり、電極のない部分は凹状になる。この凹凸模様は積層する層に転写され、蛍光体層の均一性にも影響を与える場合がある。
【０００６】
また、電極エッジ部において、その上に形成する誘電体層や蛍光体層の厚みが薄くなり、その部分で絶縁破壊を生じるといった問題がある。
【０００７】
本発明は前記従来の問題を解決するため、放熱性の高い背面ガラス基板を使用したＥＬ素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のＥＬ素子は、対向する２つの基板と電極間に少なくとも発光層を含むエレクトロルミネッセンス素子において、前記２つの基板のうち背面側の基板はガラス基板であり、放熱シートの一部又は全部が前記ガラス基板に埋め込まれて一体成形されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、放熱シートが背面側のガラス基板に埋め込まれて一体成形されていることにより、コストが安く、放熱性の高いＥＬ素子を提供できる。また、放熱効果が高いので、動作中における温度上昇を抑えることができる。その結果、電極間に流れる漏れ電流の増加を防止でき、低消費電力化ならびに絶縁耐力が高まって信頼性の向上が達成される。さらに、背面電極も背面ガラス板に埋め込んだ場合は、平坦な電極が形成でき、均一な画像表示が可能なＥＬ素子を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のＥＬ素子は、背面側の基板はガラス基板であり、放熱シートの一部又は全部が前記ガラス基板に埋め込まれて一体成形されている。放熱シートはアースに接続してもよい。
【００１１】
本発明においては、２つの電極のうち背面側の平行電極は金属シートであり、その一部又は全部がガラス基板に埋め込まれて一体成形されていてもよい。この場合、平行電極の間に放熱シートを配置するのが好ましい。
【００１２】
前記放熱シート及び平行電極の金属シートは、表面に酸化物被膜付きの金属シートであることが耐熱性の点から好ましい。
【００１３】
前記背面電極及び放熱シートの厚さは０．０１ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲が好ましい。
【００１４】
前記ガラス基板の厚さは０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲が好ましい。
【００１５】
本発明のＥＬ素子は、背面側の電極を、下金型に表面に酸化物被膜付きの複数本の金属シートを平行に配置し、前記金属シートの任意の間に放熱シートを配置し、その上にガラス板又はガラス粉末をのせ、上から上金型を圧接して加熱加圧し、ガラスを溶解して前記金属シート及び放熱シートの一部又は全部をガラス基板に埋め込み一体成形し、得られた電極埋め込み基板の上に少なくとも発光層を含む発光体を形成し、その上に透明電極と透明基板を配置して製造できる。この場合、成形金型を用いて放熱シートのみをガラス板に埋め込むこともできる。
【００１６】
前記放熱シート及び金属シートは、ニッケル、クロム、鉄又はこれらの合金で構成するのが好ましい。より具体的には、Ni(42)-Cr(6)-Fe(残)合金、FeNi(50),FeNi(42),Ni等を使用できる。前記酸化被膜は、Ｃｒ2Ｏ3，ＮｉＯ，ＭｎＯ2又はＭｇＯで構成するのが好ましい。この酸化被膜の好ましい厚さは０．０５〜５μｍの範囲である。
【００１７】
前記背面側の電極が埋め込まれたガラス基板と前記蛍光体層との間、及び前記蛍光体層の光取り出し側から選ばれる少なくとも一方に、さらに誘電体層を介在させてもよい。前記蛍光体層を効率よく発光させるためである。前記誘電体層は、ＢａＴｉＯ3，ＳｒＴｉＯ3，ＰｂＺｒＴｉＯ3，又はＢａＴａ2Ｏ6であることが好ましい。誘電体層の厚さは、５μｍ以上３００μｍ以下の範囲であることが好ましい。
【００１８】
前記背面側の電極が埋め込まれたガラス基板と前記誘電体層との間にさらに金属酸化物層を介在させてもよい。前記誘電体層の隙間を埋め、絶縁耐力を高めるためである。金属酸化物層としては、ＭｎＯ2，Ｃｒ2Ｏ3，ＭｇＯ等を使用できる。金属酸化物層の厚さは
０．１μｍ以上５μｍ以下の範囲であることが好ましい。
【００１９】
本発明の背面電極は、一例として、下金型に表面にＣｒ2Ｏ3被膜付きの複数本の金属シートを平行に配置し、その上にガラス板又はガラス粉末をのせ、上から上金型を圧接して加熱加圧し、ガラスを溶解して前記金属シートの一部又は全部をガラス基板に埋め込み一体成形して得られる。
【００２０】
（実施形態１）
以下図面を用いて説明する。
【００２１】
図１Ａ−Ｂに示すように、平面度のよい滑らかな表面を有するセラミック製下型１１（材質：Ａｌ2Ｏ3、表面粗度（Ｒａ）：０．２〜２μｍ）に、厚み０．１μｍのＣｒ2Ｏ3被膜を有する放熱シート１０と金属シート２を平行に配置した。放熱シート１０及び金属シート２はNi(42)-Cr(6)-Fe(残)合金を湿潤水素雰囲気中で約１０６０℃の熱処理をすることにより得た。この合金はガラスとの密着性が高いことから好ましい。この合金の形状はシート状であった。放熱シート１０と金属シート２の上にガラス板１をのせ、さらにセラミック製上型１２をかぶせて室温から９００℃まで３０分かけて加熱昇温し、２０００Ｎ／ｍ2の加圧力で圧縮し、ガラスを溶解させて放熱シート１０と金属シート２をガラス板１内に埋め込んだ。得られた成形物の断面図を図１Ｃに示す。放熱シート１０の幅は１０μｍ、厚さは１００μｍ、金属シート２は幅が５０μｍ、厚さは１００μｍであり、全体がガラス板１内に埋め込まれていた。ガラス板１は厚さが０．２μｍ、縦２２ｃｍ、横３０ｃｍであった。これを背面基板にした。
【００２２】
次に、磁石を用いてガラス板１を一旦上に持ち上げ、下型１１の上に厚さが２０μｍの誘電体層（ＢａＴｉＯ3）３をフィルムから転写して置き、その上にガラス板１を配置した（図１Ｄ）。この状態で常温から４５０℃まではバインダーを除去するために空気中で加熱し、それ以降は非酸化雰囲気のＮ2又はＡｒガス中で１０００℃まで昇温して焼成した。加圧力は５０ＭＮ／ｍ2とした。焼成後、室温まで２時間かけて徐冷した。このようにしてガラス板１の金属シート２の埋め込み側に誘電体層３を一体成形した（図１Ｅ）。
【００２３】
次に、誘電体層３の上に、スパッタ法により厚み０．６μｍのＢａＡｌ2Ｓ4：Ｅｕからなる蛍光体層４を形成し（図１Ｆ）、その上にスパッタ法により厚み０．３μｍのＡｌ2Ｏ3からなる絶縁層５を形成し（図１Ｇ）、その上に厚み０．２μｍのインジウム−錫合金（ＩＴＯ）からなる透明電極６を形成した上ガラス板７を密着させて封着した（図１Ｈ）。これによりＥＬ素子が製造できた。
【００２４】
なお、上ガラス板７と透明電極６との間に色変換層を形成すればカラー表示が可能となる。
【００２５】
このＥＬ素子に対して、４００ｋＨｚ、０．１Ａ、２２０Ｖの交流電圧を印加して、画像表示したところ、均一な画像表示ができた。また放熱性も高かった。
【００２６】
この実施形態において、放熱シート１０のみをガラス板１に埋め込むには、金属シート２を使用せずに、金型内に放熱シート１０のみを配置してガラス板に埋め込む。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】Ａ−Ｈは本発明の実施形態１におけるＥＬ素子の製造工程を示す断面図。
【符号の説明】
【００２８】
１  ガラス板
２  金属シート
３  誘電体層
４  蛍光体層
５  絶縁層
６  透明電極
７  上ガラス
８  金属酸化物層
１０  放熱シート
１１  下金型
１２  上金型
【図１】
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