JP2000277258A - 電界発光灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の発光層を切り換えて多色発光する電界
発光灯は、透明基板上に透明電極と発光層を交互に積層
した構造や、透明フィルムの両面に透明電極、発光層、
絶縁層、透明電極を積層した構造等が一般的であるが、
輝度が低い、多大な工数がかかる等の問題があった。 【解決手段】 透明フィルム1aに形成された透明電極1b
上に、誘電率８未満の樹脂に対して重量比で200〜500wt
％の蛍光体を分散したインクを膜厚30〜50μｍの範囲で
印刷して第１の発光層2を形成する。その上に第２の透
明電極3を形成し、さらにその上に誘電率が８以上の樹
脂に対して重量比で300〜800wt％の蛍光体を分散したイ
ンクを膜厚30〜50μｍの範囲で印刷して第２の発光層4
を形成し、その上に反射絶縁層5を形成し、その上に裏
面電極6を順次印刷形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電界発光灯に関し、
特に同一面で複数の発光色に切り換えることができる電
界発光灯に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電界発光灯30は、図４の拡大断面
図に示すように、透明フィルム31a上に透明電極31bを形
成した透明導電フィルム31の該透明電極31b上に発光層3
2、反射絶縁層33、裏面電極34を順次積層印刷した構造
が一般的である。ここで、発光層32は樹脂中に同一発光
色の蛍光体を分散したものであり、同一面内での発光色
は１色だけである。一方、同一面上で複数の発光色表示
が可能な電界発光灯が開発されている。この種の電界発
光灯40は、特開平7-176383号公報に開示されており、図
５の拡大断面図に示すように透明基板41上に、透明電極
42、43、44、45と、異なる発光色の発光層46、47、48を
交互に積層した構造を有しており、各発光層の電極間に
印加される電圧をオン、オフ制御し、発光層を選択する
ことによって発光色を切り換えることができる。また、
実開昭63ー56199号公報に開示されている電界発光灯50
は、図６の拡大断面図に示すように透明フィルム51の両
面に透明電極52,57、発光層53,58、絶縁層54,59、透明
電極55,60、透明フィルム56,61を積層した構造を有して
おり、同様に発光層53,58に印加される電圧をオン、オ
フ制御し、発光層を選択することによって発光色を切り
換えることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の図５
に示す電界発光灯は、発光層だけを電極で挟む構造のた
め、耐圧が不足する。特に、分散型ＥＬのようにスクリ
ーン印刷等で各層を形成する厚膜型ＥＬの場合には、十
分な耐圧レベルを確保するためには発光層と反射絶縁層
を積層し電極で挟み込む必要がある。しかし、図５のよ
うな構造では、発光層のみを電極で挟み込んでいるため
（反射絶縁層を介在していないため）、電極間の耐圧レ
ベルが低く、印加電圧を増加できないので十分な輝度が
得られない。また、図６に示す構造の電界発光灯では、
透明フィルム51の両面に反射絶縁層を含む電界発光素子
を形成するので、耐圧的には有利であるが、構造が複雑
で多大な工数が必要となりコスト高となる。さらに反射
絶縁層を透過して光を取り出すため、反射絶縁層による
吸収損失が無視できず、十分な輝度が得られない等の問
題があった。

【０００４】そこで、本発明の目的は、上記の問題点に
鑑み提案されたもので、高輝度かつ安価な多色表示の電
界発光灯を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の電界発光灯は、
透明フィルムの片面に第１の透明電極、第１の発光層、
第２の透明電極、第２の発光層、反射絶縁層、裏面電極
が順次積層されていることを特徴とする。この構成によ
り、第１の発光層による発光色と、第２の発光層による
発光色と、第１と第２の発光層による合成色とからなる
３色の発光色を任意に切り換えて高輝度で発光させるこ
とができる多色表示の電界発光灯を提供できる。

【０００６】また、前記構成において、特に第１の発光
層が、比誘電率８未満の樹脂と蛍光体が１：２〜５の重
量比率で配合されており、かつ、第２の発光層が、比誘
電率８以上の樹脂と蛍光体が１：３〜８の重量比率で配
合されていることを特徴とする。この構成により、
（１）第１の発光層では、樹脂の比率が高く蛍光体粒子
が十分に樹脂で覆われ、略一層に整列され、樹脂の比誘
電率も低いので、蛍光体粒子にかかる電界強度が比較的
小さくなり、耐圧的に有利になる、（２）第１の発光層
では、上記混合比率のため樹脂の比率が高くなり発光層
の透過率が向上する、（３）第２の発光層では、発光層
の背後に反射絶縁層が配設されているので、発光が反射
絶縁層に透過吸収されることがない、（４）反射絶縁層
の存在により耐圧レベルが高いので、第２の発光層自体
の耐圧を考慮する必要がなく、蛍光体の混合比率を上記
のように高く、かつ、樹脂の比誘電率を高くすることが
できる、等の理由により、高輝度で簡易な構造の多色表
示の電界発光灯を提供できる。

【０００７】また、第２の発光層に蛍光体の１０ｗｔ％
以下の白色顔料が配合されていることを特徴とする。こ
の構成により、第２の発光層の白色度が増すので、第１
の発光層が発光している時の背後の反射効率が向上し、
さらに第１の発光層の輝度を向上させることができる。
また、１０ｗｔ％以下では、白色顔料による光吸収も無
視できる。

【０００８】また、第１の発光層が橙色系発光の蛍光体
を含み、第２の発光層が青緑色系発光の蛍光体を含んで
いることを特徴とする。この構成により、比較的輝度の
低い橙色系発光の蛍光体を用いても、橙色、青緑色、白
色（橙色と青緑色との合成色）の輝度バランスの良い３
色発光の電界発光灯を提供できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の電界発光灯の第１の実施
の形態について図１及び図２を参照しながら説明する。
図１は第１の実施の形態の電界発光灯10の断面構造を示
す拡大断面図であり、図２は製造工程を説明するための
平面図である。本発明の電界発光灯10は次のようにして
製造される。まず、透明フィルム1aの上に電子ビーム蒸
着等で形成されたITO等からなる第１の透明電極1b上
に、図２（ａ）に示すように、外部接続用の電極パッド
7aを形成するための領域1cを除いた形状で、第１の発光
層2を形成する。第１の発光層2は、誘電率が８未満の樹
脂（例えばポリエステル系樹脂）に対して重量比で200
〜500wt％の橙色発光蛍光体（例えば、硫化亜鉛をマン
ガンで付活したもの）を分散したインクを用いて、蛍光
体の平均粒径等を考慮して膜厚30〜50μｍの範囲で印刷
形成されている。なお、上記蛍光体の平均粒径は15〜35
μｍの範囲から選定されている。次に、第１の発光層2
の上に、図２（ｂ）に示すように領域1cを回避し、第１
の発光層2よりも小さい形状で、酸化インジウムや酸化
錫等の透明導電性粉末を樹脂中に分散させた第２の透明
電極3を印刷形成する。第２の透明電極3には延設部3aが
形成されている。次に、第２の透明電極3の延設部3aを
除く主要部分に、誘電率が８以上の樹脂（例えばフッ素
ゴム）に対して重量比で300〜800wt％の範囲内の青緑色
発光蛍光体（例えば、硫化亜鉛を銅で付活したもの）を
分散したインクを用いて、膜厚30〜50μｍの第２の発光
層4を印刷形成する（図２（ｃ））。この蛍光体の平均
粒径も15〜35μｍの範囲から選定されている。さらに、
第２の発光層4上にチタン酸バリウム等の白色の高誘電
体粉末を樹脂中に分散させた反射絶縁層5を印刷形成す
る（図２（ｃ））。次に、反射絶縁層5上にこれより小
さい形状で銀やカーボン等の導電ペーストを用いて裏面
電極6を印刷形成し、さらに領域1c及び延設部3aに外部
リード接続用の電極パッド7a,7bを印刷形成する（図２
（ｄ））。なお、裏面電極６には外部リード接続用の延
設部6aが形成されている。延設部6aには導電ペーストか
らなる電極パッドは形成しなくてもよい。次に、絶縁保
護用のオーバーコート層8を延設部6a及び電極パッド7a,
7bを除いた全面に印刷形成し（図２（ｅ））、発光色切
り換え可能な本発明の電界発光灯10を得る。

【００１０】上記の構成によると、第１の発光層では、
上記平均粒径と膜厚の場合、樹脂の比率が高いので蛍光
体粒子が十分に樹脂で覆われると共に蛍光体粒子が略一
層に整列形成され、また樹脂の比誘電率も低いので、蛍
光体粒子にかかる電界強度が比較的小さくなり、また蛍
光体粒子の表面リーク電流も抑制されて、耐圧的に有利
になる。このため、透明電極１ｂと透明電極３との間に
耐圧レベルを向上させるための反射絶縁層を介在させる
必要がない。したがって、電極パッド7a,7b間に交流電
圧を印加して第１の発光層2を高輝度かつ安定に発光さ
せることができる。また、電極パッド7bと延設部6aの間
に交流電圧を印加すると第２の発光層4が発光し、光は
第１の発光層2を透過して表面側へ出射する。第１の発
光層2の蛍光体及び樹脂は共に光を透過するが、樹脂の
方が透過率が高い。第１の発光層2は樹脂に対する蛍光
体の比率が200〜500wt％と比較的小さいため、蛍光体粒
子と蛍光体粒子の隙間に樹脂層が多く存在し、樹脂層の
透過率が高い。さらに、透明電極１ｂと透明電極３との
間には、上記のように反射絶縁層を介在しないので、反
射絶縁層による光の吸収損失がない。このため第２の発
光層4に対して前方側の透過率が高くなるので、第２の
発光層4の光を効率よく外部（前方）に取り出すことが
でき、第２の発光層4の輝度は高くなる。

【００１１】第２の発光層の背後に反射絶縁層が配設さ
れているので、第２の発光層から前方へ出射する光が反
射絶縁層を透過して吸収されることはない。さらに、反
射絶縁層の存在により耐圧レベルが高くなるので、第２
の発光層自体の耐圧を必要以上に向上させる必要がな
く、高輝度化を優先した構成にすることができる。すな
わち、比誘電率が８以上の樹脂（例えばフッ素ゴム）に
対して重量比で300〜800wt％の範囲内の蛍光体（例え
ば、硫化亜鉛を銅で付活したもの）を分散したインクを
用いて第２の発光層を形成することにより、蛍光体粒子
に高電界が印加されて高輝度の第２の発光層を得ること
ができる。

【００１２】電極パッド7a、7b間、および電極パッド7
b、裏面電極延設部6a間に同時に交流電圧を印加する場
合、および電極パッド7aと裏面電極延設部6aとの間に交
流電圧を印加する場合、第１の発光層2及び第２の発光
層4が同時に発光し、双方の発光色が混ざった発光色と
なる。この場合も、発光層2、4の光を効率よく外部（前
方）に取り出すことができる。このように、第１、第２
の透明電極、裏面電極への印加電圧を切り換えることに
より発光層を選択でき、合計３色の発光色を任意に切り
換えて高輝度で発光させることができる。その際、第１
の発光層2に比較的輝度の低いオレンジ（橙色）発光蛍
光体を用い、第２の発光層4に比較的輝度の高いブルー
グリーン（青緑色）発光蛍光体を用いれば、オフホワイ
トのボディカラーでオレンジ、ブルーグリーン、ホワイ
トの輝度バランスの良い３色の発光を切り換えることが
できる。

【００１３】ところで、第１の実施の形態では、第１の
透明電極1bとして蒸着したＩＴＯ等の透明電極を用い、
第２の透明電極3として透明導電性粉末を印刷した透明
電極を用いた例について説明したが、透明導電性粉末を
印刷した透明電極、蒸着した透明電極を各々に用いても
よい。

【００１４】また、この種の電界発光灯は通常ＩＣイン
バータで駆動されるが、一般に発光色が異なると第１、
第２の発光層の輝度レベルが異なるため、同一のＩＣイ
ンバータを用いて単に電極を切り換えて発光させると、
発光層毎に輝度が異なってくる。この対策として、それ
ぞれの発光層を異なるインバータで駆動すれば輝度レベ
ルを一致させることができるが、２つのＩＣインバータ
が必要となり駆動回路のコストが高くなる。そこで、第
１の発光層2と第２の発光層4に使用する樹脂の誘電率、
蛍光体の充填率、膜厚等を最適化することによって輝度
の調整を行ない、１つのＩＣインバータで略同一輝度を
得ることができる。

【００１５】次に本発明の電界発光灯の第２の実施の形
態について図を参照しながら説明する。第１の実施の形
態と同一部分は同一符号を付して重複する説明を省略す
る。図３は第２の実施の形態の電界発光灯20の断面構造
を示す拡大断面図である。第２の実施の形態の電界発光
灯20は基本的に第１の実施の形態と同様の断面構造をし
ている。また、製造方法も基本的に第１の実施の形態と
同様である。第１の実施の形態との相異点は、第２の発
光層の組成である。すなわち、第２の実施の形態の電界
発光灯20は、第２の透明電極3の延設部3aを除く主要部
分に、誘電率が８以上の樹脂（例えばフッ素ゴム）に対
して重量比で300〜800wt％の範囲内の蛍光体（例えば、
硫化亜鉛を銅で付活したもの）と、この蛍光体に対して
重量比で10wt％の酸化チタン等からなる白色顔料を分散
したインクを用いて、膜厚30〜50μｍの第２の発光層24
を印刷形成したことを特徴とするものである。その他の
仕様は第１の実施の形態の電界発光灯10と同様である。

【００１６】本構成では、第１の実施の形態と同等の効
果が得られると共に、さらに白色顔料の混合により第２
の発光層の白色度が増すため、第１の発光層を駆動する
際、この発光に対する反射効率が向上し、第１の発光層
の輝度をさらに向上させることができる。しかし、白色
顔料の添加量が多くなると隠蔽力が大きくなるため、第
２の発光層の光取りだし効率が低下し、第２の発光層の
輝度が低下するため、白色顔料の添加率は蛍光体重量の
10wt％以下が望ましい。また、第２の発光層の白色度を
増すためには、白色顔料の添加量は2wt％以上が望まし
い。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、透明フィルム上に第１
の透明電極、第１の発光層、第２の透明電極、第２の発
光層、反射絶縁層、裏面電極を順次積層してなり、特
に、第１の発光層が、比誘電率８未満の樹脂と蛍光体が
１：２〜５の重量比率で配合され、かつ、第２の発光層
が、比誘電率８以上の樹脂と蛍光体が１：３〜８の重量
比率で配合されているので、第１の発光層による発光色
と、第２の発光層による発光色と、第１と第２の発光層
による合成色とからなる３色の発光色を任意に切り換え
て効率よく発光させることができる電界発光灯を提供で
きる。

【００１８】また、第２の発光層に蛍光体の１０ｗｔ％
以下の白色顔料を配合したので、第２の発光層の白色度
が向上し、第１の発光層の発光にたいする反射効率が向
上して、さらに第１の発光層の輝度を向上させた電界発
光灯を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態を示す電界発光灯
の拡大断面図

【図２】 図１に示す電界発光灯の製造工程を説明する
ための平面図

【図３】 本発明の第２の実施の形態を示す電界発光灯
の拡大断面図

【図４】 従来の電界発光灯の拡大断面図

【図５】 従来の発光色切り換え可能な電界発光灯の拡
大断面図

【図６】 従来の発光色切り換え可能な他の電界発光灯
の拡大断面図

【符号の説明】

1 透明導電フィルム 1a 透明フィルム 1b 第１の透明電極 2 第１の発光層 3 第２の透明電極 4,24 第２の発光層 5 反射絶縁層 6 裏面電極 7a、7b 電極パッド 8 オーバーコート層 10、20 電界発光灯

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明フィルム上に第１の透明電極、第１の
   発光層、第２の透明電極、第２の発光層、反射絶縁層、
   裏面電極が順次積層された電界発光灯。
2. 【請求項２】第１の発光層が、比誘電率が８未満の樹脂
   と蛍光体が１：２〜５の重量比率で配合されており、か
   つ、第２の発光層が、比誘電率８以上の樹脂と蛍光体が
   １：３〜８の重量比率で配合されていることを特徴とす
   る請求項１に記載の電界発光灯。
3. 【請求項３】第２の発光層に蛍光体の１０ｗｔ％以下の
   白色顔料が配合されていることを特徴とする請求項２に
   記載の電界発光灯。
4. 【請求項４】第１の発光層が橙色系発光の蛍光体を含
   み、第２の発光層が青緑色系発光の蛍光体を含んでいる
   ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電界
   発光灯。