JPH0733431Y2

JPH0733431Y2 - Ｅｌランプ

Info

Publication number: JPH0733431Y2
Application number: JP12341589U
Authority: JP
Inventors: 明人岸; 諫鈴木
Original assignee: Nichia Corp
Current assignee: Nichia Corp
Priority date: 1989-10-20
Filing date: 1989-10-20
Publication date: 1995-07-31
Anticipated expiration: 2004-10-20
Also published as: JPH0362496U

Description

【考案の詳細な説明】【産業上の利用分野】

この考案は、防湿性の外皮フィルムで気密に閉塞されて
いるELランプに関し、特に、騒音レベルの低いELランプ
に関する。

【従来の技術並びにその課題】

ELランプは発光状態で騒音を発生する。発光させるため
に、電極に交流を加えるからである。接近してふたつの
平面電極が配設された構造は、電気信号を音響信号に変
換するコンデンサースピーカーと同一である。ふたつの
対向電極に交流を加えると、電極には、交流に同期して
引っ張り力が作用し、励起周波数と同じ、あるいは、そ
の高調波の騒音を発生する。 ELランプは、ラップトップマイコンのバック照明に多く
使用されている。この用途に使用されるELランプは、騒
音レベルを極力低くすることが要求される。騒音レベル
の低いELランプは、静かな環境で快適に使用できる。マ
イコンのバック照明以外の用途においても、ELランプの
騒音は低くすることが要求されている。 ELランプの騒音は、機器に組み込むと大きくなる。すな
わち、ELランプから発生する騒音は、液晶の表示パネル
に組み込むと大きくなり、さらに、マイコンに組み込む
とより大きくなる。このため、ELランプは、騒音レベル
を可能な限り低くすることが要求される。ところで、ELランプにかかる高電圧の電界をシールドす
るために、第３の電極を設けたELランプが開発されてい
る（特公昭58-9393号公報および特公昭58-9394号公
報）。このELランプは、ガラス等の透明基材の上に、前
面電極と背面電極等を設け、さらに、背面電極の背面
に、絶縁して電界シールド電極を設けている。前面電極
と背面電極との間には、発光層と、誘電体層とを設けて
いる。電界シールド電極は、前面電極と背面電極との間
の高電圧の電界をシールドするために設けている。本考案者は、この構造を改良してELランプの騒音レベル
を低下させることに成功した。すなわち、本考案者は、
ELランプの騒音レベルを低減するために、内部に電界シ
ールド電極を内蔵させたELランプを開発した。このELラ
ンプは、電界シールド電極を、背面電極の背面に内蔵さ
せ、電界シールド電極と前面電極とで背面電極をシール
ドして、騒音レベルを低下させている。また、このELラ
ンプは、シールド空間で騒音を発生しないように、外皮
フィルムと電界シールド電極と背面電極と発光層と前面
電極とを接着固定している。この構造によって、従来の
ELランプに発生した騒音レベルを低減することに成功し
た。ところで、電界シールド電極は、背面電極をシールドし
て騒音レベルを低下するためのものであるから、従来
は、背面電極と電界シールド電極との間に挟着されるポ
リエステルフィルム等は、誘電体層に比較して充分に厚
くし、また、誘電率を小さくするのが良いとされてい
た。最初、本考案者は、前面電極と同電位の電界シールド電
極は、背面電極を電気的にシールドして騒音レベルを低
くすると考えていた。すなわち、背面電極をシールド空
間内に囲む状態として騒音を低下すると考えていた。このため、本考案者は、背面電極と電界シールド電極と
の間に挟着するフィルムに厚い合成樹脂フィルムを使用
し、また、絶縁を良くするために、絶縁破壊電圧の高い
ポリスチレン等を使用した。ところが、本考案者は、種々のELランプを試作して騒音
レベルを測定するに従って、従来の通説とは全く逆の特
異な現象を見いだした。すなわち、背面電極と前面電極
との間隔と、背面電極と電界シールド電極との間隔を特
定の範囲に限定し、また、この間の比誘電率を特定の値
に制限することによって、著しく騒音レベルを低下する
ことに成功した。したがって、この考案の重要な目的は、極めて簡単な構
成で、騒音レベルを低減できるELランプを提供するにあ
る。

【従来の課題を解決する為の手段】

この考案のELランプは、騒音レベルを低下するために、
内部に電界シールド電極を内蔵している。電界シールド
電極は、背面電極の背面に内蔵されている。電界シール
ド電極は、背面電極と異なる電位にできるように、第２
絶縁層を介して背面電極から絶縁されている。電界シー
ルド電極と背面電極と前面電極とは、ほぼ同一の面積を
有する。さらに、背面電極と前面電極との間隔を30〜100μｍ
に、電界シールド電極と背面電極との間隔を15〜300μ
ｍに調整されている。また、電界シールド電極と背面電
極との間の比誘電率は、背面電極と前面電極との間にあ
る物質の実質的な比誘電率の0.1以上に調整されてい
る。

【作用効果】

この考案のELランプは、電界シールド電極を内蔵してい
る。電界シールド電極は、前面電極に接続される。すな
わち、前面電極と背面電極とに交流電圧が印加される状
態においても、電界シールド電極と前面電極とは同電位
に保持される。前面電極と同電位の電界シールド電極
は、背面電極を電気的にシールドする。すなわち、背面
電極をシールド空間内に位置させる構造としている。さらに、背面電極は、前面電極と電界シールド電極とに
互いに反対方向に引っ張られて、振動による騒音レベル
を低減される。前面電極と電界シールド電極との間のシールド空間に位
置する背面電極は、交流電圧による振動を防止できる。
背面電極が、前面電極と電界シールド電極とに反対方向
の力を受けるからである。すなわち、交流電圧によって
背面電極が前面電極方向に引っ張られる力を加えられる
とき、背面電極は、電界シールド電極によって反対方向
にも力を加えられる。電界シールド電極が背面電極を引
っ張る力は、背面電極が前面電極に引っ張られる力を減
少させる。背面電極が、前面電極と電界シールド電極と
の両方向に引っ張られる力が等しいとき、背面電極は振
動しない。ところで、背面電極が前面電極に引っ張られる力Ｆは、
下記の式で表される。Ｆ＝KQ₁Q₂／ε_sr² ただし、この式において、Ｋは常数、 Q₁は、前面電極にチャージされる電荷、 Q₂は、背面電極にチャージされる電荷、 ε_ｓは、前面電極と背面電極との間の比誘電率、ｒは両電極間の間隔。この式で示されるように、背面電極が前面電極に引っ張
られるＦは、前面電極と背面電極にチャージされる電荷と、両電極間の比誘電率と、両電極間の間隔とを関数として決定される。ところで、前面電極と背面電極とにチャージされる電荷
は、前面電極と背面電極との静電容量と、両電極間の電
圧の積に比例する。従って、前面電極と背面電極とにチ
ャージされる電荷は、前面電極と背面電極との静電容量
に比例する。さらに、両電極間の静電容量は、電極間隔と、比誘電率
と、電極面積とで特定される。すなわち、電極間の静電
容量は、電極間隔に反比例し、比誘電率と面積とに比例
して大きくなる。このため、背面電極が前面電極に引っ
張られる力は、前面電極と背面電極との間隔と、両電極間の比誘電率と、両電極の面積とを関数として決定されることにな
る。また、背面電極が電界シールド電極に引っ張られる力も
同様に、背面電極と電界シールド電極との間隔と、背面電極と電界シールド電極との間の比誘電率と、背面電極と電界シールド電極との面積とを関数とし
て決定されることになる。この考案のELランプは、背面電極と前面電極と電界シー
ルド電極とを同じ面積に特定している。このため、背面
電極が前面電極に引っ張られる力は、背面電極と前面電
極との間隔と、この電極間の比誘電率とで決定される。また、背面電極が電界シールド電極に引っ張られる力
は、背面電極と電界シールド電極との間隔と、比誘電率
とで特定されている。この考案のELランプは、背面電極が前面電極に引っ張ら
れる力と、電界シールド電極に引っ張られる力とをバラ
ンスする為に、電界シールド電極と背面電極との間の比
誘電率を特定し、また、両電極間隔を制限している。すなわち、電界シールド電極と背面電極との間の比誘電
率を、背面電極と前面電極との間の比誘電率の0.1以上
と大きい範囲に特定している。また、背面電極と前面電
極との間隔を30〜100μｍに、背面電極と電界シールド
電極との間隔を、15〜300μｍの範囲に特定している。すなわち、この考案のELランプは、従来のELランプと相
違して、電界シールド電極を背面電極に接近して、電界
シールド電極と背面電極との間隔を、背面電極と前面電
極との間隔に近付けている。このため、この考案のELランプは、背面電極が電界シー
ルド電極に引っ張られる力が、前面電極に引っ張られる
力に近付き、電界シールド電極でもって、背面電極の振
動を効果的に防止できる特長がある。従って、この考案
のELランプは、電界シールド電極でもって、騒音レベル
を著しく低減できる特長を実現する。第２図は、この考案のELランプがいかに騒音レベルを低
下できるかを示している。第２図は電源周波数に等しい
基本波の騒音レベルを示している。この図において、曲線Ａは、電界シールド電極と背面電
極との間の比誘電率を、背面電極と前面電極との間の比
誘電率に等しくした時の特性を示している。また、曲線
Ｂは、電界シールド電極と背面電極との間の比誘電率
を、背面電極と前面電極との間の比誘電率の1/10とした
時の特性を示している。この図に示すように、この考案のELランプは、従来のEL
ランプに比較して、電界シールド電極と背面電極との間
隔を特定の範囲に限定することによって、著しく騒音レ
ベルを低減することができる。ただし、この測定に使用たELランプは、背面電極と前面電極との間隔を50μｍ、背面電極と前面電極との間の比誘電率を17、 ELランプの外形を250×160mm、背面電極と前面電極との間の比誘電率を18、電界シールド電極と背面電極との間隔が500μｍのE
Lランプを基準（0dB）としている。また、騒音レベルの測定は、下記の条件で測定した。第３図に示すように、基台２の上にELランプ１を置き、
ELランプ１の中心から10cm離れた真上に下向きにマイク
３をセットし、マイク３の信号を低雑音アンプで増幅し
てスペクトラムアナライザー４に入力して騒音レベルを
測定した。 ELランプの駆動電源は、電圧100V、周波数1000Hzとし、
ELランプの供給電力は3Wとした。スペクトラムアナライザーの測定条件は次のようにセッ
トした。センター周波数 2.5kHz スパン 5kHz バンド幅 100Hz スケール 5db/div ５回の測定値を平均した。

【好ましい実施例】

以下、この考案の実施例を図面に基づいて説明する。但し、以下に示す実施例は、この考案の技術思想を具体
化する為のELランプを例示すものであって、この考案の
ELランプは、構成部品の材質、形状、構造、配置を下記
の構造に特定するものでない。この考案のELランプは、
実用新案登録請求の範囲に記載の範囲に於て、種々の変
更が加えられる。第１図に示すELランプは、発光層５と、その背面に位置
する絶縁層６と、これら発光層の表面に配設された前面
電極７と、絶縁層６の背面に設けられた背面電極８と、
背面電極８の背面に設けられた第２絶縁層12と、電界シ
ールド電極９と、これら全体を気密に包囲する外皮フィ
ルム10とで構成されている。図において絶縁層６の下面に位置する背面電極８は、銅
やアルミニウム等の、膜、箔、あるいは、薄板が使用さ
れる。この電極には透光性が要求されないからである。発光層５の上面である蛍光面に位置する前面電極７は、
ここを光が透過するので、透光性が要求される。前面電
極７には、透光性の合成樹脂フィルムの下面に、導電膜
が付着されたものが使用される。透光性の合成樹脂フィ
ルムには、PETやポリスチレンフィルムが使用できる。
導電膜には、例えば、In₂O₃、SnO₂、Sb₂O₃等が使用でき
る。電界シールド電極９は、第２絶縁層12を介して、背面電
極８と絶縁されている。電界シールド電極９は、アルミ
箔が使用できる。アルミ箔には、厚みが100μｍ以下の
ものを使用する。アルミ箔に代わって、真空蒸着膜も使
用できる。真空蒸着膜は、第１図に示すように、ナイロ
ンフィルム11と第２絶縁層12との間に配設されている。第２絶縁層12は、特定の比誘電率と厚さとに調整され
る。第２絶縁層12の比誘電率は、背面電極８と前面電極
７との間の実質的な比誘電率の0.1倍以上、好ましく
は、0.1〜10倍に調整される。また、第２絶縁層12の厚
さ、すなわち、背面電極８と前面電極７との間隔は、15
〜300μｍ、好ましくは、20〜250μｍの範囲に調整す
る。第２絶縁層12は、比誘電率を調整するために、シアノエ
チルセルロース等の有機バインダー溶液に、BaTiO₃等の
強誘電物質の粉末を分散させたものを使用する。この第
２絶縁層12は、強誘電物質の混合量で、比誘電率を調整
できる。強誘電物質の混合率を高くすると、第２絶縁層
12の比誘電率を高くできる。反対に、強誘電物質の混合
率を低くすると、比誘電率を低くできる。この組成の第２絶縁層12は比誘電率を高くできる。それ
は、BaTiO₃の比誘電率が極めて高く、また、シアノエチ
ルセルロースの比誘電率が約18と高いからである。従っ
て、この組成の第２絶縁層12は、比誘電率を18〜100の
範囲に調整できる。背面電極８と前面電極７との間の実質的な比誘電率は、
通常のELランプの場合、14〜23の範囲にある。したがっ
て、この構造の第２絶縁層12は、背面電極８と前面電極
７との間の比誘電率の約１〜６倍の範囲に調整できる。このように、誘電率を高くできる第２絶縁層12は、電界
シールド電極９と背面電極８との間隔を厚くして、騒音
レベルを低下できる特長がある。また、第２絶縁層12には、強誘電物質を有機バインダー
で結合したものを使用せず、誘電率の高い合成樹脂フィ
ルムも使用できる。第２絶縁層12に使用する合成樹脂フ
ィルムは、損失を少なくするために、tanδの少ないフ
ィルムが最適である。tanδの大きなフィルムを使用す
ると、電界シールド電極９と背面電極８との間で電力を
消費して発熱するからである。 tanδが小さく、比誘電率の高い合成樹脂フィルムに
は、例えば、下記のものが使用できる。ポリエチレン比誘電率……2.2〜2.4 tanδ……５以下ボリスチレン比誘電率……2.3〜2.4 tanδ……１〜４これ等の合成樹脂フィルムは、接着材を介して背面電極
８に接着する。この場合、接着層の厚さは、0.5〜50μ
ｍとする。外皮フィルム10の内面には捕水フィルムとしてナイロン
フィルム11、14を設けている。捕水フィルムは、外皮フ
ィルム10を透過した水分を吸湿して、発光層の水分によ
る劣化を防止する。前記電極７と背面電極８には、それぞれリード線（図示
せず）が接続されている。２本の電極リード線は、互いに絶縁されて、外皮フィル
ム10の間に気密に挟着されて外部に導かれている。発光層５は、蛍光体粒子を、バインダーに均一に分散し
て、光を反射する絶縁層６の表面に塗布されている。バ
インダーには、シアノエチルセルロース等の有機バイン
ダーが使用される。絶縁層６は、発光層５の有機バインダー溶液と同様な有
機バインダー溶液に、BaTiO₃の強誘電物質の粉末を分散
させたものを背面電極８に塗布乾燥して形成されてい
る。外皮フィルム10は、例えば、その内面をポリエチレンで
コーティングした三フッ化塩化エチレンフィルム等の防
湿特性及び透光特性のよいフィルムで、周縁部は加熱に
よってヒートシールされている。前面の外皮フィルム10の内面には、ナイロンフィルム1
1、14である捕水層が設けられている。このように構成されたEL発光素子は、前面電極７と背面
電極８とに交流電界を印加すると、発光層５の蛍光体が
電界発光する。電界シールド電極９は、前面電極７に接
続して使用される。電極を電源に接続する場合、好ましくは、電界シールド
電極９と前面電極７とを、駆動電源のアース側に接続す
る。ただ、これとは反対に、背面電極８を電源のアース
側に接続することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示すELランプの断面図、
第２図はこの考案のELランプの基本波の相対電圧レベル
を示すグラフ、第３図はELランプの騒音測定状態を示す
斜視図である。１……ELランプ、２……基台３……マイク、４……スペクトラムアナライザー５……発光層、６……絶縁層７……前面電極、８……背面電極９……電界シールド電極、10……外皮フィルム 11……ナイロンフィルム、12……第２絶縁層 14……ナイロンフィルム

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】背面電極の背面に電界シールド電極を内蔵
しており、背面電極と電界シールド電極との間に第２絶
縁層が介在され、さらに、電界シールド電極と背面電極
と前面電極とは、ほぼ同一の面積を有し、前面電極と電
界シールド電極とが電気的に接続されたELランプにおい
て、背面電極と前面電極との間隔が30〜100μｍ、電界シー
ルド電極と背面電極との間隔が15〜300μｍ、電界シー
ルド電極と背面電極との間の比誘電率が、背面電極と前
面電極との間にある物質の実質的な比誘電率の0.1以上
に調整されていることを特徴とするELランプ。