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酸化物電界発光材料及びそれを用いた電界発光素子

国内特許コード P110003334
整理番号 A112P92
掲載日 2011年6月20日
出願番号 特願2004-103561
公開番号 特開2005-290068
登録番号 特許第4178271号
出願日 平成16年3月31日(2004.3.31)
公開日 平成17年10月20日(2005.10.20)
登録日 平成20年9月5日(2008.9.5)
発明者
  • 安藤 昌儀
  • 阪口 享
  • 山中 明生
  • 川辺 豊
  • 花村 榮一
出願人
  • 国立研究開発法人産業技術総合研究所
発明の名称 酸化物電界発光材料及びそれを用いた電界発光素子
発明の概要 【課題】より容易且つ安全に製造でき、少ない消費エネルギーで黄色よりも短波長の緑色、青色等の光を発生し、熱等に変換される損失が少なく、長期使用による劣化が少ない無機系の酸化物電界発光材料を提供する。
【解決手段】Sc以外の希土類元素をドープしたSc23からなる酸化物電界発光材料。
【選択図】なし
従来技術、競合技術の概要


現行の電界発光材料及びそれを用いた電界発光素子は、無機系材料と有機系材料とに大別することができる。特に無機系の電界発光材料は、有機系の電界発光材料に比べて長期安定性に優れており、高温などの苛酷な条件下でも発光するという利点があるため、研究開発が盛んに行われている。



無機系の電界発光材料としては、例えば、非特許文献1において、Mnを不純物としてドープしたZnSが知られている。この電界発光材料では、黄色発光が得られるが、このような発光波長は、電界発光材料の有する固有の電子状態に依存して決定される。



現在、黄色よりも長波長の赤色、及び黄色よりも短波長の青色、緑色等の光を発する電界発光材料の開発が盛んである。この研究の成果としては、例えば、非特許文献2では、Tb3+イオンを、フッ素又はリチウム原子とともにZnSにドープしてなり、緑色の電界発光を行う電界発光材料が報告されている。



この緑色発光を行う電界発光材料は、ホスト材料であるZnS中のZn2+イオンの一部をTb3+イオンで置換してなり、フッ素又はリチウム原子は、Zn2+イオン及びTb3+イオンの価数の違いを補償し、電界発光材料の全体を電気的に安定化するためにドープされている。



しかしながら、この電界発光材料には、例えば、以下のような問題がある。即ち、この電界発光材料では、複数のドーパントをホスト材料であるZnS中にドープする必要があるが、Tb3+イオンだけでなく、フッ素又はリチウム原子までも均一にドープすることは容易ではなく、高品質なものを大量生産することは困難である。また、電荷補償用ドーパントとしてフッ素を用いる場合には、多くの場合、フッ化テルビウム(TbF3)が製造に用いられるが、フッ化テルビウムはPRTR法第1種指定化学物質に指定されており、使用を控えることが望まれている。



従って、より容易且つ安全に製造でき、少ない消費エネルギーで黄色よりも短波長の緑色、青色等の光を発生し、熱等に変換される損失が少なく、長期使用による劣化が少ない無機系の酸化物電界発光材料の開発が望まれている。
【非特許文献1】
トリガー18巻3号21~23頁(1999年)
【非特許文献2】
Y. A. Ono, 「Electroluminescent Displays」, World Scientific, Singapore (1995)

産業上の利用分野


本発明は、酸化物電界発光材料及びそれを用いた電界発光素子に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
Scを除く希土類元素をドープしたSc23からなる酸化物電界発光材料からなる電界発光層を有する電界発光素子であって、
前記電界発光層が酸化物単結晶薄膜からなる電界発光素子

【請求項2】
希土類元素が、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及びLuからなる群から選択された少なくとも1種である請求項1記載の電界発光素子

【請求項3】
希土類元素のドープ量(ドープ後における、希土類元素のScに対するモル%)が0.002~2%である請求項1又は2に記載の電界発光素子

【請求項4】
酸化物単結晶薄膜が、フローティングゾーン法により得られた酸化物単結晶材料からなる請求項1~3のいずれかに記載の電界発光素子。

【請求項5】
電界発光層が、酸化物微粉末を圧縮成形する方法、又は酸化物微粉末を含むペーストを層状に成形後、乾燥する方法により得られたものである請求項1~3のいずれかに記載の電界発光素子。

【請求項6】
電界発光層が、酸化物微粉末及びバインダーの混合物を圧縮成形する方法、又は酸化物微粉末及びバインダーの混合物を含むペーストを層状に成形後、乾燥する方法により得られたものである請求項1~3のいずれかに記載の電界発光素子。

【請求項7】
さらに光反射層を有する請求項1~6のいずれかに記載の電界発光素子。
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) CREST 電子・光子等の機能制御 領域
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