JP2000299185A

JP2000299185A - Ｅｌランプ

Info

Publication number: JP2000299185A
Application number: JP11107164A
Authority: JP
Inventors: Koji Yoneda; 幸司米田
Original assignee: Seiko Precision Inc
Current assignee: Seiko Precision Inc
Priority date: 1999-04-14
Filing date: 1999-04-14
Publication date: 2000-10-24
Also published as: EP1045618A1; DE60003361T2; US6476552B1; US6626723B2; DE60003361D1; US20030006700A1; EP1045618B1

Abstract

(57)【要約】【目的】多層発光ＥＬにおいて、前面側から見える前
面側と背面側の発光輝度の差を小さくする。【構成】第１透明電極と第１発光層と第１絶縁層とを
順次積層して形成される第１積層体と、第１積層体上に
第２透明電極と第２発光層と第２絶縁層とを順次積層し
て形成される第２積層体と、第２積層体上に背面電極を
有しているＥＬランプであって、第１透明電極と第２透
明電極との間の誘電率は、第２透明電極と背面電極との
間の誘電率に比べ小さく設定されている。これは、第１
絶縁層に混入する高誘電体を第２絶縁層に混入する高誘
電体に対して重量比９０％以下にしたり、第１発光層の
厚みを第２発光層の厚みに対して１３０〜２５０％に形
成したりすることによって実現する。また、これらの調
整を行なった上で、第１絶縁層の厚みを第２絶縁層の厚
みに対して９０％以下にしてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＥＬランプに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＥＬランプは、透明電極と背面
電極との間に発光層と絶縁層とを積層し、交流電界によ
り発光層内の発光体を発光させるものであり、透明電
極、発光層および絶縁層からなる積層体を複数層有し、
同一面内において各々の積層体を別個にまたは同時に発
光可能に構成した多層発光ＥＬがある。この種のＥＬラ
ンプとしては、特許第 2696056号に２層で構成された多
色発光型のＥＬがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に、多層発光ＥＬ
は、２層で構成されている場合、ＥＬを形成する第１積
層体（前面側）と第２積層体（背面側）との各々または
同時の発光を一方の面側から見るものであり、背面側の
発光は前面側に配置された積層体を通過した発光を見る
ことになるので、各積層体自体の発光輝度が同等であれ
ば、当然のことながら前面側を発光させた時と背面側を
発光させた時との発光輝度が異なってしまうものであ
る。

【０００４】そこで、多層発光ＥＬにおいて、積層体の
前面側と背面側との前面側から見た輝度の差をなくす、
すなわち、背面側の発光が前面側の積層体になるべく遮
られないように透過を多くするため、例えば前面側の積
層体を薄く形成した場合、背面側の発光の透過は増える
ものの、前面側の積層体の構成膜が薄いことによって前
面側の発光層の印加電圧が上昇して前面側自体の発光輝
度が上がってしまって、結局のところ前面側から見た両
積層体の輝度の差を小さくすることができないという問
題があった。またさらには、前面側の積層体を薄く形成
した場合、前面側および背面側の積層体の寿命の点につ
いて、前面側の劣化が早くなってしまい、各積層体間で
寿命の差ができてしまうという問題点もあった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明は、多層発光ＥＬの積層体の前面側と背面側
との各々自体の輝度を変える、すなわち前面側を発光さ
せる際の誘電率を背面側を発光させる際の誘電率より小
さく設定し、前面側と背面側の前面側から見た輝度の差
を近づけようとするものである。このような誘電率の差
は、前面側および背面側のＥＬを構成する積層体の内の
絶縁層に混入する高誘電体の混入比率や層の厚さ、また
発光層の厚さを調整することによって得ている。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明は、第１透明電極と第１発
光層と第１絶縁層とを順次積層して形成される第１積層
体と、第１積層体上に第２透明電極と第２発光層と第２
絶縁層とを順次積層して形成される第２積層体と、第２
積層体上に背面電極を有しているＥＬランプであって、
第１透明電極と第２透明電極との間の誘電率は、第２透
明電極と背面電極との間の誘電率に比べ小さく設定され
ている。

【０００７】また、第１透明電極と第２透明電極との間
の誘電率を第２透明電極と背面電極との間の誘電率に比
べ小さく設定するため、第１絶縁層に混入する高誘電体
は、第２絶縁層に混入する高誘電体に対して重量比９０
％以下にするのが好ましい。

【０００８】また、第１透明電極と第２透明電極との間
の誘電率を第２透明電極と背面電極との間の誘電率に比
べ小さく設定するため、第１発光層の厚みは、第２発光
層の厚みに対して１３０〜２５０％に形成するのが好ま
しい。

【０００９】さらに、第１透明電極と第２透明電極との
間の誘電率を第２透明電極と背面電極との間の誘電率に
対して小さく設定した上で、第１積層体を透過して見え
る第２積層体の透過輝度を上げるため、第１絶縁層の厚
みを第２絶縁層の厚みに対して９０％以下にするのが好
ましい。

【００１０】

【実施例】以下、本発明が適用されたＥＬランプの実施
例について、図面を参照して説明する。

【００１１】（実施例１）実施例１は、第１透明電極１
と第２透明電極４との間の誘電率を第２透明電極４と背
面電極７との間の誘電率に比べ小さく設定するために、
第１絶縁層に混入されている高誘電体物質を第２絶縁層
に混入されている高誘電体物質よりも少なくするという
思想に基づくものである。

【００１２】図１に示すように、第１透明電極１は、ポ
リエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のフィルム上にイ
ンジウム−錫酸化物（以下「ＩＴＯ」）を蒸着して構成
してある。

【００１３】第１発光層２は、第１透明電極１の上面に
発光インクを印刷することによって第１透明電極１上に
積層形成している。発光インクとしては、Ｃｕをドープ
した硫化亜鉛（ＺｎＳ）からなる発光体２ａを６０ｇと
フッ素樹脂バインダ３５ｇとを混合攪拌したものを用い
ている。フッ素樹脂バインダとしては、フッ化ビニリデ
ンと六フッ化プロピレンの共重合体１０ｇを溶剤として
の酢酸２−（２−ｎ−ブトキシエトキシ）エチル２５ｇ
に溶かしたものを用いている。この発光インクをスクリ
ーン印刷等の方法によって第１透明電極１の上面に印刷
し、その後、加熱乾燥させることにより、第１発光層２
を形成している。

【００１４】第１絶縁層１３は、第１発光層２の上面に
絶縁インクを印刷することによって第１発光層２の上面
に積層形成している。絶縁インクとしては、チタン酸バ
リウム（ＢａＴｉＯ3 ）からなる高誘電体物質３ａを３
６ｇと上記のフッ素樹脂バインダ４８ｇとを混合撹拌し
たものを用いている。この絶縁インクをスクリーン印刷
等の方法によって第１発光層２の上面に印刷し、その
後、加熱乾燥させることにより、第１絶縁層１３を形成
している。

【００１５】ここで、この第１絶縁層１３を形成する際
のチタン酸バリウムの混入量（重量比）は、後述する第
２絶縁層への混入量よりも少ない。その詳細は後述す
る。

【００１６】以上のようにして、第１透明電極１、第１
発光層２および第１絶縁層１３からなる第１積層体Ｆを
形成する。

【００１７】次に、第２透明電極４は、第１絶縁層３の
上面に透明電極インクを印刷することによって第１絶縁
層１３の上面に積層形成している。透明電極インクとし
ては、ＩＴＯ結晶をエポキシ系のバインダー（２液硬化
型）に混入したものを用いている。この透明電極インク
をスクリーン印刷法等の方法によって第１絶縁層１３の
上面に印刷し、その後、加熱乾燥させることにより、第
２透明電極４を形成している。

【００１８】ここで、第２積層体Ｓの第２透明電極４を
構成するバインダとして、上述した耐薬品性が強いエポ
キシ系のバインダー（２液硬化型）を用いたが、これに
限らず、ＩＴＯ結晶と第２発光層形成インクの溶剤に対
して耐性のあるものであればよく、例えば、ＵＶ硬化型
樹脂、熱硬化型樹脂、可視光硬化型樹脂等の重合構造を
有する樹脂も適用可能である。

【００１９】第２発光層５は、第２透明電極４の上面に
発光インクを印刷することによって第２透明電極４の上
面に積層形成している。発光インクとしては、第１発光
層２と同様の発光体であるＣｕをドープした硫化亜鉛
（ＺｎＳ）からなる発光体５ａを６０ｇとフッ素樹脂バ
インダ３５ｇとを混合攪拌したものを用いている。フッ
素樹脂バインダとしても、第１発光層２と同様のフッ化
ビニリデンと六フッ化プロピレンの共重合体１０ｇを溶
剤としての酢酸２−（２−ｎ−ブトキシエトキシ）エチ
ル２５ｇに溶かしたものを用いている。この発光インク
をスクリーン印刷等の方法によって第２透明電極４の上
面に印刷し、その後、加熱乾燥させることにより、第２
発光層５を形成している。

【００２０】第２絶縁層６は、第２発光層５の上面に絶
縁インクを印刷することにより第２発光層５の上面に積
層形成している。絶縁インクとしては、第１絶縁層１３
と同様のチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3 ）からなる高
誘電体物質６ａを６０ｇと上記のフッ素樹脂バインダ４
８ｇとを混合撹拌したものを用いている。この絶縁イン
クをスクリーン印刷等の方法によって第２発光層５の上
面に印刷し、その後、加熱乾燥させることにより、第２
絶縁層６を形成している。

【００２１】以上のようにして、第２透明電極４、第２
発光層５および第２絶縁層６からなる第２積層体Ｓを形
成する。

【００２２】第２絶縁層６の上面には、カーボンインク
を印刷することにより背面電極層７が積層形成されてい
る。カーボンインクとしては、ポリエステルをバインダ
としてカーボン粉を混合したものが適用されている。な
お、カーボンインクとしては、カーボン粉と銀粉および
銅粉をポリエステルをバインダとして混合したものも適
用可能である。

【００２３】上記構成によれば、第１透明電極１と第２
透明電極４との間に交流電圧を印加すると、第１発光層
２が発光し、第２透明電極４と背面電極７との間に交流
電圧を印加すると、第２発光層５が発光し、第１透明電
極１と背面電極層７との間に交流電圧を印加すると、第
１発光層２及び第２発光層５が発光する。

【００２４】さて、第１絶縁層１３と第２絶縁層６とを
形成する際に混入する高誘電体物質３ａ，６ａの混入量
について詳述する。先に述べたように、多層発光ＥＬに
おいては、一般にＥＬを形成する第１積層体（前面側）
Ｆと第２積層体（背面側）Ｓとの各々または同時の発光
を一方の面側から見るものであるため、第１積層体Ｆの
み発光の輝度と第１積層体Ｆを透過して見る第２積層体
Ｓのみ発光の透過輝度は、両積層体Ｆ，Ｓが同じ強さの
発光の場合、両者の輝度に差が生じてしまう。そこで、
本発明においては、第１積層体Ｆを構成する第１絶縁層
１３を形成するための絶縁インクは、先述のように、高
誘電体物質３ａを３６ｇとバインダ４８ｇ、すなわち高
誘電物質３ａとバインダとを重量比で３：４で混合撹拌
したものを用いており、また、第２積層体Ｓを構成する
第２絶縁層６を形成するための絶縁インクは、先述のよ
うに、高誘電体物質６ａを６０ｇとバインダ４８ｇ、す
なわち高誘電物質６ａとバインダとを重量比で５：４で
混合撹拌したものを用いている。したがって、形成され
る絶縁層に混入される高誘電体粉末比率に差があり、す
なわち、第１積層体Ｆと第２積層体Ｓとの発光時の誘電
率は、第１積層体Ｆの方が小さくなるように設定されて
いるので、従来に比べ両積層体Ｆ，Ｓの発光時の第１積
層体Ｆ側から見える発光輝度の差がなくなる方向に改善
した結果が得られる。

【００２５】また、上述のように、第２絶縁層６の絶縁
インクの混合比、高誘電体物質：バインダ＝５：４に対
して、第１絶縁層１３の絶縁インクの混合比、高誘電体
物質：バインダ＝３：４の場合を示したが、バインダ＝
４に対して、高誘電体物質＝４．５〜２が適用に値する
範囲であるという結果が得られている。

【００２６】また、極端な場合として、第１絶縁層１３
を形成する絶縁インクについて高誘電体物質３ａを混合
しない、すなわち、バインダのみを積層形成することに
ついて、この場合は、第１絶縁層１３の前に積層形成す
る第１発光層２と、ここでいう第１絶縁層２は同じバイ
ンダを使用しているため、これは、層下方に発光体が存
在する厚く形成された第１発光層２を積層形成した場合
と同等といえる（図７参照）。そして、この場合も第１
積層体Ｆと第２積層体Ｓとの発光時の誘電率は、第１積
層体Ｆの方が小さくなるように設定されるという効果が
得られる。

【００２７】（実施例２）実施例２は、第１透明電極１
と第２透明電極４との間の誘電率を第２透明電極４と背
面電極７との間の誘電率に比べ小さく設定するために、
第１発光層の発光体の比率は第２発光層５と同等であっ
て層の厚さは厚く形成するという思想に基づくものであ
る。

【００２８】図２に示すように、第１透明電極１の上に
第１発光層１２、第１絶縁層３を順次積層形成して第１
積層体Ｆを形成しており、第１積層体Ｆの第１絶縁層３
上に第２透明電極４、第２発光層５、第２絶縁層６を順
次積層形成して第２積層体Ｓを形成しており、第２積層
体Ｓの第２絶縁層６上に背面電極７を積層形成して多層
発光ＥＬを形成してある。第１積層体Ｆの各層を形成す
るために用いる材料は、全て上述した実施例１と同じも
のを用いている。

【００２９】第１発光層１２について詳述する。第１透
明電極１を形成後、上述の実施例１と同様の発光インク
を用いて実施例１と同様の発光層を形成し、続けて、発
光体２ａを混入しないフッ素樹脂バインダのみのスクリ
ーン印刷形成によって図２に示すような第１発光層１２
を形成している。

【００３０】実施例２においては、第１絶縁層３は、第
１絶縁層３を積層形成する際に用いる絶縁インクに関し
て高誘電体物質とバインダの混合比率が第２絶縁層６と
同等のものを用いて積層形成している。

【００３１】上記実施例２の構成によれば、両積層体
Ｆ，Ｓに形成されている両発光層１２，５の厚さに差が
あり、第１積層体Ｆと第２積層体Ｓとの誘電率は、第１
積層体Ｆの方が小さくなるように設定されているので、
従来に比べ両積層体Ｆ，Ｓの発光時の第１積層体Ｆ側か
ら見える発光輝度の差がなくなる方向に改善した結果が
得られる。

【００３２】また、本実施例２の思想に、さらに上述し
た実施例１の思想を加えて実施した例を図３に示す。こ
れは、第１透明電極１と第２透明電極４との間の誘電率
を第２透明電極４と背面電極７との間の誘電率に比べ小
さく設定するために、第１絶縁層に混入されている高誘
電体物質を第２絶縁層に混入されている高誘電体物質よ
りも少なくし、さらに、第１発光層の発光体の比率は第
２発光層５と同等であって層の厚さは厚く形成するとい
うものである。これによって、第１積層体Ｆに係る誘電
率がさらに小さくなり、かつ第１積層体Ｆの透過率が向
上するという効果が得られる。この場合の各層の形成に
ついては、上述してきた実施例１、実施例２に記載の材
料、方法とも同じである。

【００３３】（実施例３）実施例３は、上述してきた実
施例１、実施例２とは異なる思想に基づくものであり、
第１透明電極１と第２透明電極４との間の誘電率を第２
透明電極４と背面電極７との間の誘電率に比べ小さく設
定できて初めて採用して効果が得られる実施例であり、
第２積層体Ｓ自体の発光が第１積層体Ｆをより多く透過
するようにするという思想のものである。

【００３４】図４に示すように、第１透明電極１の上に
第１発光層２、第１絶縁層２３を順次積層形成して第１
積層体Ｆを形成しており、第１積層体Ｆの第１絶縁層２
３上に第２透明電極４、第２発光層５、第２絶縁層６を
順次積層形成して第２積層体Ｓを形成しており、第２積
層体Ｓの第２絶縁層６上に背面電極７を積層形成して多
層発光ＥＬを形成してある。第１積層体Ｆの各層を形成
するために用いる材料は、全て上述した実施例１と同じ
ものを用いている。

【００３５】第１絶縁層２３について詳述する。第１絶
縁層２３は、第１発光層２を形成後、上述の実施例１の
第１絶縁層１３と同様の絶縁インク、すなわち、この後
形成する第２絶縁層６よりも高誘電体物質の混入量の少
ない絶縁インクを用いて、さらに実施例１の第１絶縁層
１３よりも薄くなるようにスクリーン印刷等の方法によ
って形成してあるものである。

【００３６】一般にＥＬについて、絶縁層を薄く形成す
ると静電容量が上がって発光輝度が高くなる傾向があ
る。しかしながら、図４の実施例については、第１絶縁
層２３は、第２絶縁層６に比べて高誘電体物質の混入量
を少なくしているため、第１積層体Ｆの発光輝度は、絶
縁層を薄く形成したことによって高くなるというもので
はない。そして、多層発光ＥＬにおいて、薄くなった前
面側を透過する背面側の透過輝度が高くなり、すなわ
ち、前面側から見える前面側と背面側の輝度の差が減少
するという効果が期待できるのである。この実施例３の
思想は、前面側の積層体の中で、絶縁層を薄く形成する
ときにその効果が一番期待できる。

【００３７】また、実施例３の思想に基づいて、図５に
示すように、第１透明電極１の上に第１発光層１２、第
１絶縁層３３を順次積層形成して第１積層体Ｆを形成し
ており、第１積層体Ｆの第１絶縁層３３上に第２透明電
極４、第２発光層５、第２絶縁層６を順次積層形成して
第２積層体Ｓを形成しており、第２積層体Ｓの第２絶縁
層６上に背面電極７を積層形成して多層発光ＥＬを形成
してあるものが挙げられる。第１積層体Ｆの各層を形成
するために用いる材料は、第１発光層１２が上述の実施
例２で説明したもの、第１絶縁層３３が第２絶縁層６と
高誘電体物質の混入量は同等で印刷形成時に薄く形成し
たものであり、他の層は全て上述した実施例１と同じも
のである。

【００３８】図５の実施例は、第１発光層１２を厚く形
成してあるので、第１積層体Ｆの発光輝度は、絶縁層を
薄く形成したことによって高くなるというものではな
く、そして、多層発光ＥＬにおいて、薄くなった前面側
を透過する背面側の透過輝度が高くなり、すなわち、前
面側から見える前面側と背面側の輝度の差が減少すると
いう効果が期待できるものである。

【００３９】また、図６に、図４と図５の考え方を組み
合わせた実施例を示す。すなわち、第１絶縁層の高誘電
体物質混入量を減らし、かつ第１発光層を厚く形成する
例である。

【００４０】本発明は、多層発光ＥＬとして、２相構造
のものについて説明してきたが、それ以上の層数で形成
される多層発光ＥＬにも容易に適用可能なことは明らか
である。

【００４１】また、本発明は、多層発光ＥＬの発光輝度
について説明してきたが、当然、多層構造の多色発光型
のＥＬにも容易に適用可能なことは明らかである。

【００４２】図８として、従来の単なる２層の多層発光
ＥＬと上述してきた各図の各積層体Ｆ，Ｓの１００Ｖ，
４００Ｈｚにおける輝度（ｃｄ／ｍ2 ）、それらの場合
の輝度比（背面側／前面側）および第１積層体Ｆの透過
率（％）を示す。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
多層発光ＥＬの前面側と背面側の誘電率を調整すること
によって、前面側から見た前面側と背面側の透過輝度の
差を近づけることを可能としている。

【００４４】輝度差の調整は、第１絶縁層と第２絶縁層
に混入する高誘電体の重量比を調整したり、発光層の層
厚を調整することによって実現することができる。

【００４５】また、前面側および背面側の誘電率を調整
した上で、前面側の発光透過率に一番効果がある絶縁層
を薄くすることによって、さらに前面側と背面側の輝度
の差を近づけることが期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１絶縁層（前面側）に混入する高誘電体を第
２絶縁層（背面側）に比べて少なくした多層発光ＥＬを
示す図である。

【図２】第１発光層（前面側）を第２発光層（背面側）
に比べて厚く形成した多層発光ＥＬを示す図である。

【図３】第１絶縁層に混入する高誘電体を第２絶縁層に
比べて少なくし、第１発光層を第２発光層に比べて厚く
形成した多層発光ＥＬを示す図である。

【図４】第１絶縁層に混入する高誘電体を第２絶縁層に
比べて少なくし、第１絶縁層を薄く形成した多層発光Ｅ
Ｌを示す図である。

【図５】第１発光層を第２発光層に比べて厚く形成し、
第１絶縁層を薄く形成した多層発光ＥＬを示す図であ
る。

【図６】第１絶縁層に混入する高誘電体を第２絶縁層に
比べて少なくし、第１発光層を第２発光層に比べて厚く
形成し、第１絶縁層を薄く形成した多層発光ＥＬを示す
図である。

【図７】第１絶縁層を省略し、第１発光層を第２発光層
に比べて厚く形成した多層発光ＥＬを示す図である。

【図８】各図の場合の各層の輝度、輝度比および第１積
層体の透過率を示す表である。

【符号の説明】

１第１透明電極２，１２第１発光層３，１３，２３，３３第１絶縁層３ａ高誘電体４第２透明電極５第２発光層６第２絶縁層６ａ高誘電体７背面電極Ｆ第１積層体Ｓ第２積層体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１透明電極と第１発光層と第１絶縁層
とを順次積層して形成される第１積層体と、上記第１積
層体上に第２透明電極と第２発光層と第２絶縁層とを順
次積層して形成される第２積層体と、上記第２積層体上
に背面電極を有しているＥＬランプであって、上記第１透明電極と上記第２透明電極との間の誘電率
は、上記第２透明電極と上記背面電極との間の誘電率に
比べ小さく設定されていることを特徴とするＥＬラン
プ。
【請求項２】上記第１絶縁層に混入する高誘電体は、
上記第２絶縁層に混入する高誘電体に対して重量比９０
％以下にしてあることを特徴とする請求項１に記載のＥ
Ｌランプ。
【請求項３】上記第１発光層の厚みは、上記第２発光
層の厚みに対して１３０〜２５０％に形成してあること
を特徴とする請求項１または２に記載のＥＬランプ。
【請求項４】請求項２または３に記載のＥＬランプ
は、上記第１絶縁層の厚みを上記第２絶縁層の厚みに対
して９０％以下にしてあることを特徴とするＥＬラン
プ。