JPH0766859B2 - エレクトロルミネセント・ランプパネル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一般にルミネセント・ディスプレーに係るもの
であり、更に具体的に言えば、エレクトロルミネセント
・ランプパネルに係るものである。

〔従来の技術〕

速度計等の自動車の計器、多くのディスプレーダイアル
を有する航海システム、コンピュータやその多くの周囲
を照らす背景光等に広範囲にわたりエレクトロルミネセ
ント・ランプパネルは使用されている。エレクトロルミ
ネセント・ランプパネルは、メンブレーンもしくはタッ
チ・スイッチパネルに使用されており、その場合エレク
トロルミネセント・ランプパネルはスイッチパネルと重
ねられて、米国特許第4,532,395号と第4,683,360号に示
すようなスイッチ・ランプ構造体を形成する。

基本的にはエレクトロルミネセント・ランプパネルは基
板電極とこれから離した透明電極とを含み、これらの電
極の間に誘電体層と蛍光層とがある。このような基本的
なデバイスは電気を光に変え、その変換は交番電界にか
けられた蛍光粒子の中で生じる。電界で励起されると粒
子もしくは結晶は「発光」する。光はパネルの正面に近
い透明電極を通りパネルから出る。

その他のエレクトロルミネセント・パネルの従来技術と
しては、特開昭64−24394号の「有機分散型ELパネ
ル」、特開昭63−190291号の「薄膜EL素子」、特開昭63
−105493号の「薄膜ELパネル」、米国特許第3152994号
の「エレクトロルミネセント・デバイス」、実開昭63−
112795号の「エレクトロルミネセント素子」、実公昭62
−30799号の「分散型EL素子」、特公昭59−14878号の
「EL発光素子」、実開昭63−150496号の「EL素子の電極
接続構造」、実開昭63−168995号の「EL素子の電極接続
構造」等を挙げることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

自動車、船舶等にエレクトロルミネセント・ランプパネ
ルを使用して生じる大きな問題の一つはパネルの裏側か
らの湿気の侵入である。この湿気の侵入はパネルの寿命
をひどく短縮する。

パネルの寿命に影響する別の問題は蛍光粒子それ自体の
寿命である。蛍光粒子が経ると粒子の表面に銅のような
金属ドーパントが出てきて、蛍光を暗くする。

エレクトロルミネセント・ランプパネルの更に別の問題
は種々の短絡の傾向に関連している。

本発明は上記の問題を解決し、従来得られなかった長い
寿命の新規な改良されたエレクトロルミネセント・ラン
プパネルを提供することを狙いとしている。

本発明の目的は上記の特性のエレクトロルミネセント・
ランプパネルを提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のエレクトロルミネセント・ランプパネルは、層
となったもしくはシート状の透明電極と基板電極とから
成る基本要素を含み、それらの間に誘電体層と蛍光層と
を挟んでいる。通常、前面基板層と背面絶縁層とを設
け、これらはポリエステルのような材料から成る。

本発明では絶縁層の背後でパネルの背面に湿気障壁層を
設ける。湿気障壁層は、アルミニュームの箔である。こ
の独立の湿気障壁層がパネルの背面側からの湿気の侵入
を阻止してパネルの寿命を延ばすということが判った。

又本発明では、蛍光粒子それ自体の寿命を延ばしたばか
りでなく、蛍光が暗くなるようなことをなくして複合層
の寿命を延ばした広く改良された蛍光層としている。さ
らに詳しくいうと、蛍光粒子それ自体は表面積を増加す
るように食刻されている。好ましくは、粒子をリン酸と
酢酸の混合液で食刻する。この混合液は粒子面をゆっく
りと浮き彫りしていき、そのため蛍光結晶のエレクトロ
ルミネセント・ランプパネルの完全性を損なうことはな
い。更に、食刻された蛍光粒子を活性の樹脂と組み合わ
せるがその活性の樹脂は、イオン交換特性を有するドー
パントとして使用される金属イオンを捕捉除去する特性
を有している例えば銅イオン交換スチレン樹脂である。
このようなポリマーは、粒子表面に出てきて蛍光を暗く
する銅のような金属ドーパントを取り除くことにより蛍
光が暗くならないようにしている。掃去もしくは捕捉樹
脂は粒子の表面からドーパントを取り除き、その結果従
来の殆ど三倍にパネル寿命を延ばした。

最後に、本発明では透明電極を構成した導電層と蛍光層
との間に透明なポリマーの誘電体を使用している。

本発明の他の目的や利点は添付図面を参照しての以下の
説明から明らかとなろう。

〔実施例〕

本発明のエレクトロルミネセント・ランプパネルの一実
施例を示す第１図を参照する。しっかりとしたリア・フ
レーム10を有する自動車の速度計にパネルを使用するも
のとして示す。このパネルは平らなフレーム・プレート
12を含み、このプレートにエレクトロルミネセント・ラ
ンプパネル14を適当な接着剤によってつける。速度計の
フロントプレート16はライン・インディケータ18、マイ
ル時速表示20、キロメータ時速表示22のようなところを
除いて不透明となっている。インディケータ18,20,22が
表す小窓はエレクトロルミネセント・ランプパネル14か
らの光を不透明なパネル16のそこだけ通している。すな
わち、ランプパネルの発光はこの方面の技術ではよく知
られている速度指示窓を通る。

第２図は従来のエレクトロルミネセント・ランプの層の
略図である。基本的にはこの構造は透明電極層30aとベ
ース電極層30bとを含み、これらの層の間に蛍光層30cと
誘電体層30dとが挟まれている。ベース電極層30bは選択
的に銀を蒸着して形成した回路であり、そして蛍光層30
cは分散したエレクトロルミネセント結晶と有機樹脂と
の複合体の蛍光被膜である。従来は前面ベース層30eと
背面絶縁層30fとを設けるが、これらはポリエステル材
料である。よく知られているように、蛍光層30cの蛍光
粒子は透明電極層30aとベース電極層30bとから交番電界
を浮けるとき、その電界のエネルギーを放出光のエネル
ギーに変え、この放出光は蛍光粒子から発する。

第３図は従来技術の別の層構造体の略図であり、第２図
の層構造体に似ている。エレクトロルミネセント・ラン
プパネルは透明電極40aと誘電体電極層40dとを含み、そ
れらの間に蛍光層40cを挟んでいる。この構造ではパネ
ルの前面はポリエステル被膜40e′に施した「アクラ」
（“Aclar"）ベース層40eを有する。「アクラ」はポリ
クロロトリフルオロエチレンのアライド・ケミカル・コ
ーポレーションの商品名である。加えて、第３図の構造
体は背面のアクラ絶縁層40fを有する。これらのアクラ
前面層と背面層とは湿気の障壁となっている。しかし、
このような層はエレクトロルミネセント・ランプパネル
に使用するには非常に高価である。

第４図は本発明のエレクトロルミネセント・ランプパネ
ル14の層構造を示している。一般的に、このパネルは、
それが透明電極50aとベース電極50bとの間に蛍光層50c
と誘電体層50dを挟んでおり、ポリエステル等の前面ベ
ース層50eと背面絶縁層50fを設けたという点では従来技
術と同じである。しかし本発明では別個独立の湿気障壁
層50gを背面絶縁層50fの後ろに加えている。この湿気障
壁層はアルミニューム箔というような非常に安い材料で
ある。この層は湿気が層状のパネルの後ろからパネル内
に侵入するのを阻止するに非常に有効である。

後で詳しく説明するが、透明な絶縁障壁層50hも透明電
極50aとポリマーの誘電体被膜の蛍光層50cとの間につく
っている。

第５図は、第４図を参照して説明した一連の層を含む、
本発明のエレクトロルミネセント・ランプパネル14の拡
大断面図である。ベース電極50bと背面絶縁層50fとの間
に粘着被膜50iがあるという点で異なっているだけであ
る。

第５図は非常に拡大して、蛍光層50cが蛍光粒子60を分
散させた樹脂62であることを示している。この構成は被
膜の形で層状としており、そして実際に樹脂と蛍光粒子
の蛍光「インク」に似ている。蛍光粒子それ自体は固有
の実効寿命を有する。表面積の大きな、大きい粒子は表
面積の小さな、小さい粒子より寿命は長い。粒子60が食
刻されて表面積を大きくし、それにより寿命を長くし
た、改良された蛍光被膜を本発明では使用している。蛍
光結晶をアタックしないように食刻はゆっくりとなされ
なければならない。結晶の劣化もしくは破壊は発光を減
ずる。それ故蛍光粒子はゆっくりと穏和なリン酸と酢酸
の混合液の中で食刻して、その粒子を樹脂62に混ぜる。
この食刻は（第５図に誇張して示すように）粒子の表面
を不規則なものとして個々の粒子の表面積を大きくす
る。上に述べたように、このことが蛍光粒子の寿命を延
ばし、以下に説明するようにイオン交換樹脂（バイン
ダ）の捕捉動作を改善する。

蛍光層もしくは蛍光膜の別の問題としては、蛍光粒子が
年を経るにつれて粒子内で銅のような金属ドーパントが
粒子表面に出てきて、蛍光を暗くし、そしてそれにより
エレクトロルミネセント・ランプパネルを交換しなけれ
ばならなくなる。すなわち、銅イオンのようなドーパン
トが粒子の表面に出てくると、それらは酸化して酸化銅
と硫化銅になって粒子の外面を暗くする。本発明は、蛍
光を暗くするのを防止する捕捉もしくはイオン交換樹脂
の種類のポリマーである活性樹脂62を蛍光層50cに使用
する。この金属イオンの捕捉樹脂は粒子の表面から酸化
したドーパントを取り除き、そして従来よりも少なくと
も３倍パネルの寿命を延ばす。考慮している樹脂はスチ
レン樹脂の化学グループから選択され、そして蛍光粒子
の表面から銅イオンのようなドーパントを取り除くイオ
ン交換特性を有する活性樹脂として働き、それにより複
合パネルの透明さと寿設とを改善している。換言すれ
ば、エレクトロルミネセント・ランプパネルのこれまで
の蛍光層は、蛍光粒子のマトリックスもしくはバインダ
としてしか働かない不活性の樹脂を使用していたのであ
る。

上に説明したように、本発明のエレクトロルミネセント
・ランプパネル14は透明電極50aと蛍光層50cとの間に透
明な絶縁障壁層50hを有する。この絶縁障壁層はポリマ
ーの誘電体被膜でよい。この層が複合層構造体内の接着
を改善し、そして短絡を防止する。

最後に第６図はベース電極50bの形態を示し、これはパ
ネルの脚部分64に沿って脚の遠い方の縁66へ延びて適当
な電流源に接続されるリード線50b′を有する、選択的
に銀を蒸着した回路である。半円のバスバー66が電極50
bを包囲し、そしてそれのリード線68は脚64に沿って延
びている。本発明では、このバスバー66を電極50bと同
時に印刷して独立の印刷ステップを省略している。これ
までは別個の段階で層状構造体にバスバーをスクリーン
印刷してパネルを作っていた。

本発明の実施例を上に説明したが、本発明は種々変更し
て実施できるのであり、それ故本発明の技術的範囲はこ
の実施例に限定して解釈されるべきものではない。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明により、従来技
術の問題点が解決され、従来得られなかった長寿命の新
規なエレクトロルミネセント・ランプパネルが提供され
た。

蛍光層は、表面を食刻した蛍光粒子を、金属イオンに対
する捕捉特性を有する活性なイオン交換スチレン樹脂に
分散させて構成したので、寿命が長くしかも明るいラン
プパネルにできる効果がある。

また、透明電極と蛍光層との間に、透明なポリマーの誘
電体被膜で成る絶縁障壁層を備えたので、両層の接着性
を改善できると共に、電極間の短絡を防止できる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のエレクトロルミネセント・ランプパネ
ルを含む平らな自動車の速度計の種々の構成要素の斜視
図、第２図は従来のエレクトロルミネセント・ランプパ
ネルを構成している層を示す図、第３図は別の従来のエ
レクトロルミネセント・ランプパネルを構成している層
を示す図、第４図は第１図の線４−４に沿う断面図であ
って、エレクトロルミネセント・ランプパネルの層を示
す略図、第５図は本発明のエレクトロルミネセント・ラ
ンプパネルの層を示す断面斜視図、そして第６図はエレ
クトロルミネセント・ランプパネルの平面図で、ベース
電極の形態を示す図である。 図中、10はリアフレーム、12はフレームプレート、14は
エレクトロルミネセント・ランプパネル、16はフロント
プレート、18,20,22はラインインディケータ、50aは透
明電極、50bはベース電極、50cは蛍光層、50dは誘電体
層、50eは前面ベース層、50fは背面絶縁層、50gは湿気
障壁層、50iは粘着被膜、60は蛍光粒子、62は活性樹
脂、64は脚、66はバスバー、68はリード線である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダン エイ アーネソン アメリカ合衆国 イリノイ州 サウスエル ギン トレントンストリート 27 (56)参考文献 特開 昭64−24394（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−190291（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−105493（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−40598（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−6589（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−112795（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−150496（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−19897（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−168995（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭59−14878（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭62−30799（ＪＰ，Ｙ２) 米国特許3152994（ＵＳ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明電極とベース電極との間に誘電体層と
   蛍光層とを含み、ベース電極層の後ろに絶縁層を有する
   エレクトロルミネセント・ランプパネルにおいて、 パネルの背面で、前記絶縁層の後ろに、アルミニューム
   箔から成る湿気障壁層を備えること、 前記透明電極と蛍光層との間に、透明なポリマーの誘電
   体被膜で成る絶縁障壁層を備えること、 前記蛍光層は、金属イオンに対する捕捉特性を有する、
   活性なイオン交換スチレン樹脂の中に蛍光粒子を分散さ
   せて構成されていること、 前記蛍光粒子は、表面が食刻されて、その表面積を大き
   くした粒子としてあること、 前記透明電極の前面に、ポリエステルの絶縁層を備えて
   いること、 を特徴とするエレクトロルミネセント・ランプパネル。
2. 【請求項２】ベース電極は、電極を包囲してバスバーが
   同一層内に設けてある請求項１記載のエレクトロルミネ
   セント・ランプパネル。