携帯電話用無機
EL素子高性 能化 の研 究
StudyonImprovementoflnorganicELDeviceMatedals
贋瀬卓司 l*､南雲彰子､松 島昭美2
TakujiHirosel,AkikoNagumol,AkiyoshiMatsushima2
1埼玉大学 工学部応用化学科
DepartmentofAppliedChemistry,SaitamaUniversity
2埼玉薬 品㈱
SaitamaYakuhinCo.Ltd.
Abstract
Currentlyinorganicelectroluminescent(IEL)devicesareusedasbacklightsourcesofnatpaneldisplaysforportable phones,watches,trafficslgnSandsoon. Theingredientsandthecompositionofthedielectricresistancelayerwere systematicallystudiedinordertoimprovetheproductionprocessandtheluminousintensltyOrbrightnessofIEL.
KeyWords:inorganicelectroluminescent,
1.本研究の 目的
無機EL素子 は､発光体 であ る無機化合物粒子 を 分散 させ た発光層 と､誘電体 である金属酸 化物 を 分散 させ た誘電耐 圧層 を電極 に挟 み込 んだ構造 となっている (右図参照)｡その構成 には幾つか の方式が あるが､ ここで は印刷製版型の無機 EL
素子 を対象 としている｡誘電耐圧層 お よび発光層 を構成す る基本ペース トと して､フッ素系高分子
背面電極層 誘電耐圧層 発光層 透明電極層
溶液 を用いている｡ しか し､ このペース トを用 いた誘電耐圧層 は､(∋調整後速 やか に相分離す る｡ また､② 粘度が上昇す る場合がある｡③ 製造工程 にお ける溶媒 の安全性 ､ とい った問題 を抱 えている｡ そ こで本研 究 では､ これ らの原因解明お よび解決 を目的 と して､高分子 の組成検討､溶媒探索 を組織 的 に行 い､改 良す る こ とを目的 としている｡
2.実験
1.粘度上昇の原因解明
誘電耐圧ペ ース トに対 し各種 の熱処理 を行 い､粘度測定､Ⅹ線 回折測定 ､走査型電顕(SEM)観察 を行 った｡
また､単独 お よび複数の高分子溶液 をそれぞれ調整 した後 に同様 に熱処理 ､観察 を行 い､比較検討 を行 った｡
2.相分離 の原因解 明
数種類 の誘電耐圧層用ペース トを調整 し､相分離 した溶液の成分 を解明す るため に､赤外分光 (Fr/IR)測定
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を行 った｡
3.代替溶媒の探索
24種類の溶媒 を用 い､各高分子の溶解 度､誘電耐圧層用ペース トとしての性能 を評価 した｡
3.結果 1.粘度上昇
熱処理(‑25‑60℃)､超音波処理等 に よってペース トの粘度が大 き く変化 した (図1参照)｡‡線 回折測定､走査型電子 顕微鏡(SEM)観察の結果､粘度上昇 は低温 処理 による高分子の凝集状態 に起因す る
ことが分かった｡
60oC,1week
【粘度低下】
超音波,10min.
【粘度上昇】
室温(reference)
【粘度低下】
‑25oC,1week
【粘度上昇】
Fig.1 SEM観察 による誘電耐圧ペース ト熱処理の影響 2.相分離
数種類の高分子溶液 を調整 し､相分離 したペース トの各相 をFT/IR測定で調べ た ところ､相分離の原因 と なる高分子 を特定す ることがで きた｡更 に､誘電耐圧層用ペース トとして も同一高分子が原因 となることが 明 らかになった｡
3.代替溶媒
検討 に用いた高分子 はいずれ もカルボニル基､エステル基 を持つ溶媒 に潜解 した｡ また､溶媒の粘度が高 い溶液ほど､金属酸化物の分散状態が長時間保 たれた｡EL製造工程 に適度 な粘度が求め られる一方､人体や 作業環境‑の影響､溶媒の吸水性 などを考慮 した結果､ 3‑4種類の主溶媒 と粘度調整用の溶媒 1種類 を選 定 した｡
4.まとめ
従来の誘電耐圧ペ ース トが相分離 を起 こ し､ また金属酸化物が沈殿 を生成す る原因が､高分子溶液 に用い ている特定の高分子 にあることを明 らか に した｡一方､高分子溶液 に用 いる代替溶媒 として3‑4種類の溶 媒 を選定 した｡今後､高分子組成 と溶媒 の組合わせ による溶液 を調整 し､それ らの安定性 について検討 し､
次 いで誘電耐圧ペース トの性能評価 を検討 して行 く予定である｡
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