JPH03505800A - エレクトロルミネセンスランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 エレクトロルミネセンスランプ ［発明の背景］ 本発明はエレクトロルミネセンスランプ（ＥＬ）ランプに係る。

一般的にＥＬランプは蛍光体粒子含有層が、蛍光体粒子に励起電圧を印加するよ うに構成された対応膨大面積電極間に設けられて成る。膜の形をとる防湿バリヤ をランプ外部を形成する電極に接合し、透過湿気による蛍光体の早期劣化を防止 する。

このような従来形ランプの半透明表側電極を、酸化インジウム、銀等の導電性材 料の粒子を結合剤中に分散して形成するのは周知となっている。光透過性表側電 極に用いる導電性材料の選択幅は、導電率に関する要件および使用可能な光に対 して最大限の透過率を実現したいという願望によって制限を受ける。

また美観も考慮に入れる必要があり、例えば自動車に使用されるＥＬランプの場 合、点灯時、消灯時に関わらず一般には白のような一定の色であることが望まし い。典型的な従来形ランプでは、消灯時に所望の色を獲得するために非導電性の 拡散被膜を用いる必要があったが、その結果点灯時のＥＬ灯の明るさが低下する という問題があった。

［発明の概要コ 本発明による改良形ＥＬクランプ、蛍光体層が該蛍光体層に励起電圧を印加して 発光させるように構成されている対応形ランプ電極間に配置されて成り、表側電 極が蛍光体層からの放射光に対して光透過性であるＥＬランプであって、表側ラ ンプ電極がガリウムドープト酸化亜鉛の離散粒子を分散して含む光透過性結合剤 の薄い層から成る。

本発明のＥＬランプの好適実施例は下記の特長の１つまたはそれ以上を含む。粒 子の平均粒径が４５ｕＩＭ未満、好適には約１０ＩＩＩＩから２０−の間である 。結合剤がポリフッ化ビニリデンを含む。

結合剤中に占める粒子の重量比率が約８５％から９５％の間である。

本発明はまた、蛍光体粒子含有層が該蛍光体粒子に励起電圧を印加するように構 成された表側電極とそれに対応する裏側電極との間に配置されて成るＥＬクラン プに、前記蛍光体粒子からの放射光に対して光透過性である表側電極の形成方法 も提供し、該方法は、ガリウムドープト酸化亜鉛の離散粒子を均等に分散して含 む液相の中に光透過性重合体の固体を分散した懸濁液から成る少なくとも１層の 薄い層を堆積する段階と、この層を完全に融解させて連続した電極層を形成する 段階を含んで成る。

本発明の方法の好適実施例では、光透過性重合体がポリフッ化ビニリデンを含み 、表側電極はスクリーン印刷法によって堆積される。

本発明はさらに、上記方法によって製造されるＥＬランプも提供する。

以下の好適実施例の詳細な説明および請求の範囲から、本発明のその他の特徴お よび利点についても明らかとなろう。

［好適実施例の説明〕 まず添付図面について簡単に説明すると、第１図は本発明により構成されたＥＬ ランプの平面図であり、第１ａ図および第１ｂ図は第１図のランプのそれぞれ１ ａ−１ａ線および１ｂ−１ｂ線に沿って取った断面透視図である。

添付図面を参照すると、一連の融解層を積層して成るＥＬランプＩＯが示されて いる。このようなランプについては、本出願と同じ譲受人に譲渡されたＨｒｒｐ ｅｒ　ｅｊ　ａｌ、米国特許出願第６９６．０３９号に記載されており、その内 容を本明細書中にも含むものとする。ＥＬランプＩＯは電極１６．１８の間に発 光蛍光体層１４を設けた複合体１２を含み、表側電極１８は光透過性である。下 部電極１６はアルミホイルを所望の形状と大きさ、例えば３×４インチに切取っ たものである。

複合体１２はさらに、裏側電極１６と蛍光体層１４を分離する誘電層２０を含ん でいる。相互に上下関係にある銅リード線２２と２２′がそれぞれ電極１８と１ ６に連絡すると共に外部電源（不図示）に接続されており、蛍光体層１４を渡っ て励起電圧を与えるように構成されている。各々のリード線は約２ミリの厚さで ある。電極１８の１つの縁部に沿って延び、且つリード線２２の下で拡大されて パッドを形成している導電性バスパー２４が、リード線２２から供給される電気 を表側電極１８に分配する働きをする。リード線２２．２２’　を突出させた防 湿バリヤ２５が、湿気が蛍光体層１４に侵入して劣化させるのを防止する。

誘電層２０、表側電極１８および蛍光体層１４（導電体バスパー２４も含めて） は何れも、Ｐｅｎｎｖ＊ｌｔ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから“Ｋ７ｎａ＋Ｔｙｐ ｅ　２０２”の商品名で市販されているポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）懸濁 液から製造される。これらのランプ要素を同じ重合体材料で形成することによっ て要素の全部が共通の熱膨張特性を持つことになるため、使用時の剥離を防止す ることができる。また、個々の層が相互に浸透且つ融和しているために、防湿性 も高められる。防湿バリヤ２５はポリクロロトリフルオロエチレンから形成され る。

本発明によると、表側電極１８がさらに平均粒径的４５−以下、好適には約１１ ０１Ｉから２０−の間のガリウムドープト酸化亜鉛離散粒子を分散して含んでい る。この粒子はＰＶＤＦ結合剤中に約８５〜９５重量％の割合で存在し、表側電 極に導電性を与えると共にＥＬランプ面に白色の色合いを与える。これは従来の ＥＬランプでは、使用可能な光のうちランプの透過する光の量を大幅に低減して しまう非導電性拡散被覆層を使用しなくては実現できなかったことである。ラン プ面に白色の色合いが与えられる結果、本発明ランプの点灯時に蛍光体の発光す る蛍光の透過色は表側電極を透過してもそれに影響されることなく白色のままで あり、また消灯時のランプ面から拡散反射される光も白色となり、ランプの下部 層の不要な色を掩蔽する効果がある。

ＥＬランプＩＯはさらに、図示のように複合体１２を貫通して延びる円形状の開 口部２８．２８’を備えている。開口部２８．２８’　は防湿バリヤ２５を形成 する高分子材料で埋められており、バリヤ２５の上部分と下部分との間の連結が 成されている。リード線２２、バスパー２４および電極１８を貫通する部分での 開口部２８の直径の方が電極１６、誘電層２０、蛍光体層１４を貫通する部分で の直径より大きくなっている。同様にリード線２２′　を貫通する部分での開口 部２８′の直径の方が蛍光体層１４と誘電層２０を貫通する部分での直径より大 きくなっている。こうして２つの開口部が高分子防湿バリヤ材料から成るリベッ トを形成しており、ランプが温度または湿度の変化に遭遇して防湿バリヤの上部 分と下部分が複合体１２から反対方向に同時に膨張した時、リード線２２゜２２ ′　が電極１８．１６から剥離するのを防止することができる。

ランプ１０を下記の方法で製造した。

１８．２ｇのチタン酸バリウム粒子（ＢａＴｉＯ６、ＴａｍＣｅｒａ１１ｉｃｓ 供給、粒径５ミクロン以下）をＩＯｇのＫｙｎａｒ　Ｔ７ｐｓ　２０２（主とし て酢酸カルピトールであると思われる液相にＰＶＤＦを分散した分散液）中に入 れ混合した。添加粒子の所望の移動性を保ちながら均一に分散した状態も維持す るのに適当なレベルに組成物の固体率および粘度を維持するように、適当な量（ ４，６５ｇ）の酢酸カルピトールを追加した。

この組成物をアルミニウム裏側電極１６（厚さ　３ミル）の上方０、１４５イン チに配置した３２０メツシユのポリエステルスクリーンに注入した。組成物は見 掛粘度が高いため、スクリーン上に洩れることなく滞留したが、スクイージをス クリーン上に当てて流体組成物に剪断応力を与え、該組成物をそのチキントロー プ性により剪断で減厚してスクリーンを通過せしめて印刷することにより、下方 の基板電極１６上に薄い層を形成した。堆積層を１７５°Ｆで２分半乾燥にかけ て液相の一部を飛ばした後、５００°Ｆ　（ＰＶＤＦの初期融点より高い温度） に加熱し、その温度を４５秒間維持した。この加熱によって残りの液相が飛ばさ れると共に、ＰＶＤＦが融解して全体的にＢ　ａ　Ｔ　ｉＯ３が配分された平滑 な連続膜が形成された。

乾燥後の重合体層の厚さは　１．０ミル（１，ＯＸ　１０””インチ）になった 。

基板電極１６上の第１層の上に該組成物から成る第２層をスクリーン印刷した。

結果的に得られた構造体を再び１７５°Ｆで２分半加熱した後、ホットプレス処 理を行って積層された層を団結させた。最終的に厚さ　２．０ミルのモノリシッ ク誘電体装置が得られた。顕微鏡で断面を調べたところ重合体層間にはっきりと した界面は観察されなかった。添加物粒子は堆積物全体に均等に分散していた。

このモノリシック誘電体装置の誘電定数は約３０であった。

ランプｌＯの次の製造段階として蛍光体層［４を形成した。蛍光体添加物として の硫化亜鉛結晶（Ｇ　Ｔ　Ｅ　　５ｙｌｙｉｎ口から供給された３５ミクロンの ＃８３０形）１８．２ｇを上で使用したに７ｎｘｒＰＶＤＦ分散液１０ｇの中に 導入した。

基板電極１６の上方０．１４５インチに配置した２８０メツシユのポリエステル スクリーンを介してこの組成物をスクリーン印刷することにより、下層絶縁体層 ２０の上に薄い層を形成した。堆積層を上記２段階の乾燥および加圧処理にかけ た。こうして加熱および加圧処理にかけることによって、ＰＶＤＦが新たに積層 された層全体および各層の間で団結して基板電極１６上にモノリシック装置が形 成された。しかし、電気特性の異なる隣接層間での材料の相互浸透を処理条件に よって隣接層のうち厚い方の層の厚さの約５％以下に制限したため、異なる電気 特性を与える添加物粒子はモノリシック装置内部で層を成したままとなると共に 、それぞれの層全体に均等に分散された状態を保っていた。

乾燥後の重合体層の厚さは２．０ミル［２，ＯＸ　１０’インチ）であった。

試験の結果、堆積膜は明確な明点も暗点もなく均等に発光性を有するという知見 を得た。

次に、透光性表側電極１８を形成する被覆組成物を製造した。

酸化亜鉛（少なくとも９５重量％）、酸化ガリウム（１〜３重量％）および塩化 アンモニウム（１〜２重量％）の粒子をトライブレンドした後、キャップを緩く 締めた管に入れて６５０℃の窒素雰囲気下で１時間焼成した。管の内容物を粉砕 した後、１，１００’Ｃの大気中で２時間固定させた。結果的に獲得された粉末 を摩砕し、２００メツシユの篩にかけて、平均粒径約４５虜以下、好適には約１ ０〜２０虜のガリウムドープト酸化亜鉛粒子を得た。４０．０ｇのガリウムドー プト酸化亜鉛粒子（例えば上記の方法で製造したもの）を上記Ｐ　Ｖ’　Ｄ　Ｆ 分散液１０ｇの中に加えた。（一般には一定量（０，５〜２．５ｇ）の酢酸カル ピトールをさらに添加して粘度をやや低下させ、移動性を強める。） 発光蛍光体層１４の上方０．５インチに配置した２８０メツシユのポリエステル スクリーンを介してこの組成物を蛍光体層１４の上にスクリーン印刷した。多重 層で被覆された基板電極１６を再び加熱およびホットプレスすることによって、 連続的な均一層を形成し、この層を下層の発光層と団結させてモノリシック装置 を形成した。

乾燥後の重合体層の暑さは１．０ミル（１，ＯＸ　１０−３インチ）になった。

試験の結果、堆積層は約１００Ω・ｃｍの導電率を有し、またガリウムドープト 酸化亜鉛粒子と母体材料が光透過性を有することからかなりの程度まで光透過性 であるという知見を得た。結果的に得られた複合体はランプがオン状態にある時 もオフ状態にある時も白色の色合いを呈した。

次に、比較的短い経路を介して電気を運ぶ表側電極に配置する導電バス２４を形 成するための被覆組成物を製造した。銀フレーク（ｌｌｅｔｒ　ＭｅｌａｌｌＩ ｌｒｇｉｃｘｌ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから供給されたもので３２５メツシユ ＃７の粒径）　　１５．７６ｇを上で使用しりＰ　Ｖ　Ｄ　Ｆ分散液１０ｇに添 加した。それ以降の工程において粒子は分散液の中でほとんど沈殿せず均等に懸 濁された状態を保った。

半透明の上部電極１８の上方０．１５インチに配置した３２０メツシユのポリエ ステルスクリーンを介してこの組成物をスクリーン印刷し、電極層の１つの縁部 に沿って延びる細いバーを形成した。これをリード線２２の領域で拡大してパッ ド（２５ミル×２５ミル）とした。堆積層を上述の２段階の乾燥および加圧処理 にかけ、ＰＶＤＦを団結させて全体的に銀フレークを均等に分散して含む連続的 平滑膜とした。

乾燥後の重合層の厚さは１．０　ミル（１，ＯＸ　１０’インチ）となった。

試験の結果、堆積層の導電率は１０−３Ω・ｃｍであった。

開口部２８．２８’を下記の方法で形成した。層１６．２０．１４を貫通穿孔し て各々直径０．０３０インチの開口部２つを形成した。次にバスパー２４と電極 １８を貫通穿孔してさらに大きい開口部（直径＝　　０．０４０インチ）を形成 した。次にランプ１ｏに通電するためのリード線２２．２２’　に各々直径０． ０４０インチの孔を形成し、予め複合体１２に形成しておいた孔の上から複合体 １２に穿孔して開口部２８．２８’　をそれぞれ形成した。次に、ランプ１Ｇの 露出面を予め成形しておいたポリクロロトリフルオロエチレン膜で被覆した後、 酸膜に１平方インチあたり　１２５ポンドの圧力を加えながら　３５Ｇ’　Ｆで １分間加熱することによって防湿バリヤ２５を形成した。上記条件下で膜が溶融 し、開口部２８．２８’を通って流れた。その後やはり加圧下でランプを冷却さ せた。

最終加熱処理の結果、図示の断面のＥＬクランプ０が獲得される。基板電極１６ 上に積層した高分子材料は各層の内部および層と層の間で融解ｉ、て、基板電極 と共に屈曲するモノリシック装置を形成している。高分子防湿バリヤの上部分と 下部分が開口部２８．２８’内の充填高分子材料と共に、リード線と電極との間 の結合を維持するリベットを形成しており、それによってランプ使用中の開路形 成が防止される。

下記の請求の範囲に含まれるその他の実施例も可能であり、例えば接触リードを 他の手段で取着しても良い。また、裏側電極１８は上で導電性バスパー２４に関 連して記載したように銀フレーク等の導電性粒子を全体的に分散したＰＶＤＦ結 合剤から成る層として形成することもできる。

また別の方法として、表側電極に使用するガリウムドープト酸化亜鉛粒子を、酸 化亜鉛（少な（とも９２．３重量％）と硫化ガリウム（２，２５〜６７重量％） とのトライブレンドによって形成することもできる。この場合、この混合物を１ ．１［１０℃の空気中で１時間焼く。粉末を摩砕し、１．１００℃の酸素雰囲気 下で１時間焼く。再び摩砕した後、粉末を上述のように篩にかける。

国際調査報告

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）蛍光体層が該蛍光体層に励起電圧を印加して発光させるように構成されて いる対応ランプ電極間に配置されて成り、表側ランプ電極が前記蛍光体層からの 放射光に対して光透過性であるエレクトロルミネセンスランプにおいて、前記表 側ランプ電極がガリウムドープト酸化亜鉛の離散粒子を分散して含む光透過性結 合剤の薄い層を含んで成ることを改良点とするエレクトロルミネセンスランプ。
2. （２）前記粒子の平均粒径が約４５ｕｍ以下である請求項１に記載のエレクトロ ルミネセンスランプ。
3. （３）前記粒子の平均粒径が約１０ｕｍから２０ｕｍの間である請求項１に記載 のエレクトロルミネセンスランプ。
4. （４）前記結合剤がポリフッ化ビニリデンを含んでいる請求項１に記載のエレク トロルミネセンスランプ。
5. （５）前記粒子が前記結合剤中に占める重量比率が約８５重量％から９５重量％ の間である請求項１に記載のエレクトロルミネセンスランプ。
6. （６）蛍光体層が該蛍光体層に励起電圧を印加して発光させるように構成されて いる対応ランプ電極間に配置されて成り、表側ランプ電極が前記蛍光体層からの 放射光に対して光透過性であるエレクトロルミネセンスランプにおいて、前記表 側ランプ電極が、平均粒径約１０ｕｍから２０ｕｍのガリウムドープト酸化亜鉛 離散粒子を分散して含むポリフッ化ビニリデンを含んで成る光透過性結合剤の薄 い層から成り、前記粒子が前記結合剤中に占める重量比率が約８５重量％から９ ５重量％の間であることを改良点とするエレクトロルミネセンスランプ。
7. （７）蛍光体粒子含有層が前記蛍光体粒子に励起電圧を印加するように構成され ている表側電極とそれに対応する裏側電極との間に配置されて成るエレクトロル ミネセンスランプ用に、前記蛍光体粒子からの放射光に対して光透過性である表 側ランプ電極を形成する方法であって、 ガリウムドーブト酸化亜鉛の離散粒子を均等分散して含む液相に光透過性重合体 の固体を分散した懸濁液から成る少なくとも１層の薄い層を前記蛍光体層上に堆 積する段階と、前記層を完全に融解させて連続的な電極層を形成する段階とを含 んで成る方法。
8. （８）前記光透過性重合体がポリフッ化ビニリデンを含んで成る請求項７に記載 の方法。
9. （９）蛍光体粒子含有層が前記蛍光体粒子に励起電圧を印加するように構成され た表側電極とそれに対応する裏側電極との間に配置されて成るエレクトロルミネ センスランプ用に、前記蛍光体粒子からの放射光に対して光透過性である表側ラ ンプ電極を形成する方法であって、 ガリウムドープト酸化亜鉛の離散粒子を均等分散して含む液相にポリフッ化ビニ リデンを含む光透過性重合体の固体を分散した懸濁液から成る少なくとも１層の 薄い層を、スクリーン印刷法によって前記蛍光体層の上に堆積する段階と、前記 層を完全に融解して連続的な電極層を形成する段階とを含んで成る方法。
10. （１０）請求項７または請求項９に記載の方法により製造されたエレクトロルミ ネセンスランプ。