JP2002299054A

JP2002299054A - Ｅｌランプ

Info

Publication number: JP2002299054A
Application number: JP2001099865A
Authority: JP
Inventors: Koji Yoneda; 幸司米田
Original assignee: Seiko Precision Inc
Current assignee: Seiko Precision Inc
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2002-10-11

Abstract

(57)【要約】【課題】複数層の積層体からなるＥＬランプの輝度差
を小さくする。【解決手段】最前面側に位置する積層体Ｆは、図示し
ていない透明フィルム層の上面に第１透明電極１、第１
発光層２、第１絶縁層３を順次積層したものからなる。
最背面側に位置する積層体Ｓも同様に第２透明電極４、
第２発光層５、第２絶縁層６からなる。第２絶縁層６の
上面には共通電極である背面電極７が形成してあり、こ
の背面電極と第２透明電極４または第１透明電極とに選
択的に交流電圧を印加することにより、第２の発光層５
のみ、または第２の発光層と第１の発光層２を同時に発
光可能である。背面電極７を共通電極とすることにより
積層体内の電圧が分散され、前面側ほど耐電圧が低くて
もよくなるため、前面側に位置する絶縁層を背面側に位
置するものよりも薄くできる。またこれにより各積層体
における輝度差を小さくできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の積層体を積
層してなるＥＬランプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＥＬランプは、透明電極と背面電極との
間に発光層及び絶縁層を形成し、両電極間に駆動信号を
供給する、すなわち、交流電圧を印加することにより発
光するものであり、発光層の組成や顔料等により発光色
を異にしている。したがって上記各層の積層体を複数層
に積層し、いずれかの任意の積層体に電圧を印加し、ま
たは任意の複数の積層体に同時に電圧を印加することに
より同一平面内において任意の発光色を得ることが可能
となっている。

【０００３】２層の積層体を備えたＥＬランプの従来例
（特許第269605号）を図３に示す。最前面側（図面下
方）に位置する透明フィルム（図示略）の上面（背面）
に第１の透明電極２１を形成し、その上面に第１の発光
層２２、第１の絶縁層２３を順次形成することにより前
面側積層体Ｆを構成している。前面側積層体Ｆの上面に
は、さらに第２の透明電極２４、第２の発光層２５、第
２の絶縁層２６を順次形成することにより構成される背
面側積層体Ｓが積層してある。背面側積層体Ｓの上面に
は背面電極２７が形成されている。

【０００４】このように構成されるＥＬランプに対し、
各電極間に交流電圧を印加することにより、各積層体を
個別にまたは同時に発光可能となっている。交流電圧の
印加は、図３の右側に図示されているスイッチＢ４，Ｂ
５をオン・オフとすることにより交流電源Ｇと各電極と
の回路を開閉可能としてある。

【０００５】図示の状態では、両スイッチＢ４，Ｂ５が
ともにオフとなっているが、一方のスイッチＢ４をオン
にすると背面側積層体Ｓが発光する。また、図示の状態
から他方のスイッチＢ５をオンにすると、前面側積層体
Ｆが発光する。次に上記の両スイッチを同時にオンにす
ると、両積層体Ｆ、Ｓが同時に発光し、前面に対して合
成された発光色が見えるように発光する。

【０００６】また、ＥＬ素子として、電極膜と発光体層
とを交互に積層し、２つの電極膜とこの電極膜間の発光
体層とによりそれぞれ構成される発光部を備え、それぞ
れ異なる発光色を発光可能とするものが提案されている
（特開平 7-176383号公報）。この提案においては、各
電極間に印加する電圧をオン・オフ制御することにより
赤、緑、黄等の３色及びこれらの合成色が得られるよう
になっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、複数
の積層体を積層してなるＥＬランプは、両積層体を前面
側から見るものであるため、背面側積層体の発光は前面
の積層体を透過すると、観者の眼に届くときには発光輝
度が弱くなって所望の発光色が得られない問題がある。

【０００８】背面側の積層体による発光の輝度を高める
対策として、前面側の積層体を薄くして光の透過率を高
くすることも試みられている。しかし、その場合には上
述したように各積層体毎に電圧を印加するためには絶縁
層が薄くなっているために、耐電圧が弱くなって黒点が
出てしまうなどの不具合が生じている。

【０００９】そこでその対策としてそれぞれをある程度
の高い耐電圧を有する積層体とし、各々に電圧を印加す
ることも試みられているが、この場合には前面側が明る
く背面側が暗くなってしまう結果を生じている。このよ
うな輝度差をなくすための手段としては、各積層体毎に
抵抗を加えるなどしているが、これには部品の付加を必
要とするため構造が複雑化してしまう問題がある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、透明電極、発
光層、絶縁層からなる積層体が少なくとも２層形成され
ており、最上層の積層体の絶縁層上に背面電極が形成さ
れているＥＬランプであって、背面電極と各透明電極の
内の選択される１つからなる１対の電極間に選択的に駆
動信号を供給するようにしてある。

【００１１】好ましくは、隣り合う上記した各積層体
は、背面電極側に位置する積層体の方が前面側に位置す
る積層体よりも誘電率が高くなるように設定することに
より、各積層体間の輝度差を少なくしてある。

【００１２】また、好ましくは、隣り合う上記の各積層
体は、背面電極側に位置するものほど層厚を厚く、言い
換えると背面電極から離れている積層体ほど薄く形成し
てある。

【００１３】さらに好ましくは、特に各積層体の絶縁層
は、隣り合う上記各積層体の絶縁層の層厚を前面側に位
置する方が薄くなるように形成してある。

【００１４】また、本発明のＥＬランプの場合、透明電
極の上に発光層が形成されており、この発光層の上に透
明電極、発光層、絶縁層からなる積層体が少なくとも１
層形成されており、最上層の積層体の絶縁層上に背面電
極が形成されているＥＬランプであって、背面電極と透
明電極の内の選択される１つとからなる１対の電極間に
選択的に駆動信号を供給するように構成する、すなわ
ち、上述してきたＥＬランプに対して、発光面側の積層
体については、絶縁層の形成を省略した構成を採用して
も構わない。

【００１５】また、１対の電極間に選択的に駆動信号を
供給した場合、各々異なる発光色を呈するように構成さ
せるようにしてもよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施例について図面
を参照して説明する。

【００１７】図１は、本発明に係るＥＬランプの構成に
ついて模型的に示したものであり、図面下方がＥＬラン
プの前面側となっている。また、図面上方が背面側とな
っていると同時に説明上では上面とも表現している。

【００１８】このＥＬランプは、前面側積層体Ｆと背面
側積層体Ｓとを２層に積層したものからなる。このＥＬ
ランプは、交流電源ＧをスイッチＢ１の操作により背面
側積層体Ｓのみ、またはこの背面側積層体と前面側積層
体Ｆとを同時に発光可能としてある。

【００１９】前面側積層体Ｆは、最前面に第１透明電極
１、その背面側に第１発光層２、さらにその背面に第１
絶縁層３が順次形成してある。前面側積層体Ｆは背面側
積層体Ｓよりも層厚を薄くして背面側積層体の方が誘電
率が高くなるように設定してある。

【００２０】第１透明電極１は、図示していない透明フ
ィルムの背面側にインジウム−錫酸化物（以下「ＩＴ
Ｏ」）を蒸着することにより構成してある。

【００２１】第１発光層２は、第１透明電極１の背面側
に発光インクを印刷することによって第１透明電極上に
積層形成したものからなる。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と
フッ素樹脂バインダとを混合攪拌したものを採用してあ
る。なお発光体２ａとバインダとの混合比としては例え
ば発光体６０ｇに対してバインダ３５ｇとしてある。ま
た、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
印刷などの方法によって第１透明電極１の背面に印刷
し、その後、加熱・乾燥させることにより第１発光層２
を形成してある。

【００２２】第１絶縁層３は、第１発光層２の背面側に
絶縁インクを印刷することによって第１発光層の上面に
積層形成してある。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３６
ｇと上述のフッ素樹脂バインダ４８ｇとを混合攪拌した
ものを用いてある。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３を形成してあ
る。

【００２３】背面側積層体Ｓは、前面側積層体Ｆの背面
に第２透明電極４、第２発光層５及び第２絶縁層６を順
次積層することにより構成されている。

【００２４】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り積層形成してい
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（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３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を形成してある。第２
透明電極４を構成するバインダとしては、上述したよう
に耐薬品性に優れるエポキシ系のバインダ（２液硬化
型）を用いてある。この他バインダとしてはＩＴＯ結晶
と発光層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を採用することも可
能である。

【００２５】第２発光層５は、第２透明電極４の上面に
形成してあり、第１発光層２と同様の発光インクを用い
てほぼこれと同じ層厚に形成してある。

【００２６】第２絶縁層６は、第２発光層５に第１絶縁
層３と同様の絶縁インクを用いて形成してある。第２絶
縁層６は第１絶縁層３のほぼ２倍の厚さに形成してあ
る。したがって隣り合う積層体の層圧は、背面電極側に
位置する積層体Ｓの方がその前面に位置する積層体Ｆよ
りも厚くなっている。背面電極側の積層体の方が絶縁層
が相対的に厚くなっている分だけ誘電率も相対的に高く
なっている。

【００２７】こうして２つの積層体Ｆ，Ｓからなる積層
体の最背面側、すなわち第２絶縁層６の上面に背面電極
層７を形成することにより多積層タイプのＥＬランプが
でき上がる。

【００２８】背面電極７は、カーボンインクを用いて印
刷することにより形成してある。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・
攪拌したものを採用してある。なお、カーボンインクと
してはこの他、カーボン粉と銀粉または銅粉にポリエス
テルをバインダとして混合したものを採用することも可
能である。

【００２９】上述したように構成された２層タイプのＥ
Ｌランプにおいて、背面電極層７を共通電極とし、スイ
ッチＢ１の切り替えにより各電極１または４のいずれか
に駆動信号を供給可能としてある。この駆動信号の切り
替えにより、背面側積層体Ｓだけを発光させるか、また
は背面側積層体Ｓとともに前面側積層体Ｆも同時に発光
させるかを選択可能としてある。例えば図１においてス
イッチＢ１は右側に振れて前面側積層体Ｆの第１透明電
極の端子と接触した状態となっているため、交流電源Ｇ
により前面側積層体Ｆと背面側積体Ｓとが同時に発光す
る状態となっている。

【００３０】これに対し、スイッチＢ１を左に振れさ
せ、第２透明電極４の端子に接続すると、第２発光層５
だけが発光し、この光は前面側積層体Ｆを透過して前面
側（図面下方）から発光可能となる。

【００３１】また、スイッチＢ１を右に振れさせて図示
の状態にすると、背面電極（共通電極）７と第１透明電
極１とに交流電圧が印加され、第１発光層２と第２発光
層５とが同時に発光し、両者の発光の合成光が前面から
発光可能となる。例えば第２発光層５の発光色が赤色で
第１発光層２の発光色が青色である場合に、第２発光層
５だけを発光させれば赤色発光となるが、第２発光層５
と第１発光層２とを同時に発光させれば、その合成色と
して紫の発光色を得ることができる。これは例えば携帯
電話の受信時の発信ランプとしてこれを採用した場合
に、相手先が登録してある者である場合には紫に発光
し、登録者以外の者からの発信信号の場合には赤色に発
光することにより区別する場合等に有用である。

【００３２】上述したように、背面電極７を共通電極と
した場合、背面側積層体Ｓだけを発光させるときは、こ
の背面電極７と第２透明電極４とに交流電圧を印加する
ため、背面側積層体Ｓに全電圧がかかる。これに対し、
背電電極７と第１透明電極１とに交流電圧を印加する
と、背面側積層体Ｓと前面側積層体Ｆ下の両者の全体に
全電圧が分散され、かつ前面側になるほど電圧が低くな
るため、絶縁層や発光層の厚さが薄くてもよいことにな
る。しかし、実際には発光層の厚さは輝度半減寿命に大
きな影響を及ぼすため、薄くすることについては限界が
あるのでどれもほぼ同じ厚さとし、絶縁層だけが前面側
に位置するものほど薄くなるようにしてある。

【００３３】この結果、背面側積層体Ｓだけを発光させ
た時には、この発光は、前面側積層体Ｆが薄くなってい
るために、光の透過率が高くなっている前面側積層体Ｆ
を透過して前面側で発光するため大きな輝度が得られ
る。両者を同時に発光させた時には、電圧が分散される
ため前後の積層体間には個別に電圧を印加した場合のよ
うな輝度差を生じないものとなる。

【００３４】表１は、従来技術と本発明との輝度の比較
例を示すものである。この実験においては、第１絶縁層
３の厚さを１５μｍとし、第２絶縁層６の厚さを３０μ
ｍとし、背面電極７と第１透明電極１または第２透明電
極４とに１００Ｖ、４００Ｈｚの交流電圧を印加して測
定したものである。なおこの表に示す従来技術のＥＬ
は、各絶縁層の厚さを３０μｍとしてあり、各積層体に
ついて個別に交流電圧を印加したものである（図３参
照）。

【００３５】

【表１】

【００３６】上表に示すように、従来技術において前面
側積層体と背面側積層体とに個別に電圧を印加した場
合、前面側の輝度は８０ｃｄ／ｍ²であるのに対し、背
面側のそれは２０ｃｄ／ｍ²となっており、輝度差が著
しく大きなものとなっている。

【００３７】これに対し、本例では背面電極７と第１透
明電極１とに交流電圧を印加した場合には５０ｃｄ／ｍ
²であるのに対し、背面電極７と第２透明電極４に電圧
を印加した場合のそれは４２ｃｄ／ｍ²となっており、
輝度差は著しく小さくなっている。

【００３８】次に他の実施例として積層体が３層になっ
ているＥＬランプについて説明する。

【００３９】図２に示すように、ＥＬランプは、積層体
が前面側積層体Ｆ、中間積層体Ｍ、最背面側積層体Ｓの
３層により構成され、最背面側積層体Ｓの絶縁層６の上
面に共通電極である背面電極７を形成してある。

【００４０】なお、中間積層体Ｍの層厚は前面側積層体
Ｆのそれよりも厚く、背面側積層体Ｓのそれよりも薄く
形成してある。具体的には中間積層体Ｍの第３絶縁層１
３の層厚が背面側積層体Ｓの絶縁層６よりも薄く、前面
側積層体Ｆの絶縁層３よりも厚く形成してある。すなわ
ち隣り合う積層体の層厚は前面側に位置するものほど薄
くなっている。なお、第３透明電極１１、第３発光層１
２の構成については背面側積層体のそれらと同じであ
る。

【００４１】この実施例においては、背面電極７と背面
側積層体Ｓの第２透明電極６、中間積層体Ｍの第３透明
電極１１及び前面側積層体Ｆの第１透明電極１のそれぞ
れに交流電圧を選択的に印加可能としてある。

【００４２】この実施例における各絶縁層の層厚は、上
述した積層体が２層の場合と同様に最背面側から前面側
に移るに従って薄くなるように形成してある。これにと
もない各積層体の層厚も前面側に位置するものほど薄く
なっている。これにより各積層体を発光させた場合の発
光層間の輝度差を小さくすることができる。また、最背
面側積層体Ｓだけを発光させた場合には、それよりも前
面側の絶縁層の厚さが薄くしてあるため比較的大きな輝
度が得られる。

【００４３】積層体の数は、さらに４層または５層とす
ることによりさらに多くの発光色を得るようにすること
も可能である。これらの場合における駆動信号の入力
は、電極数に応じて図２に示すような回路のスイッチ数
を増やすことにより対応可能である。

【００４４】上述したＥＬランプは、各積層体に絶縁層
を設けてあるが、発光面（前面）側の積層体において
は、背面電極との間に積層体が存在し、それが絶縁層の
役割を果たすため、最前面側に位置する各積層体の絶縁
層の形成を省略したものとすることができる。その他の
構成については図１、図２に準じたものとなっている。

【００４５】また本発明は、各積層体の発光色を異なる
ように設定すれば、背面電極と接続される透明電極の選
択により、任意のカラー発光をさせるようにすることも
できる。例えば図２において、背面側積層体Ｓの発光色
を赤とし、中間積層体Ｍのそれを緑とし、さらに前面側
積層体Ｆのそれを黄とすると、スイッチ操作により電極
を選択すると、これらの単一色または合成色によるカラ
ー表示が得られる。

【００４６】また、本発明において、各発光層に窒化物
がコーティングされた発光体を採用してもよい。この場
合、各透明電極は、ＩＴＯに代えて導電性高分子を採用
することが望ましい。

【００４７】発光インクを構成する発光体としては、Ｃ
ｕをドープした硫化亜鉛（ＺｎＳ）に窒化物をコーティ
ングしたもの、具体的には窒化アルミニウムの被膜が形
成されたものが挙げられる。製造方法としては、特開平
11-260557号に開示されているように、蛍光物質粒子を
装入した反応容器に不活性ガスを導入し、その後、反応
容器を反応温度に加熱し、窒化物被膜前駆物質を反応容
器に導入し、共反応体を反応容器に導入し、そして不活
性ガス流れ、共反応体流れおよび前駆物質供給材料を蛍
光物質粒子に窒化物を被覆するのに十分な時間維持する
各工程を含む方法がある。発光インクは、窒化物を含む
物質をコーティングした蛍光体と、バインダとしてフッ
化ビニリデンと六フッ化プロピレンの共重合体を溶剤と
してのメチルエチルケトンに溶かしたフッ素樹脂バイン
ダを用い、これらを混合して攪拌して作る。この発光イ
ンクをスクリーン印刷法等の方法によって透明電極の上
面に印刷し、その後加熱し乾燥させて発光層を形成す
る。

【００４８】透明電極としては、導電性高分子として、
ポリアセチレン系導電性高分子、ポリチオフェン系導電
性高分子、ポリピロール系導電性高分子、ポリパラフェ
ニレン系導電性高分子、ポリパラフェニレンビニレン系
導電性高分子、ポリチエニレンビニレン系導電性高分
子、ポリイソチアナフテン系導電性高分子等が挙げられ
る。いずれも電気抵抗が低く、光透過率が高く、かつア
ンモニア基およびアミン基に対して安定である。一例と
して、ポリチオフェン系導電性高分子であるポリエチレ
ンジオキシチオフェンを用い、このポリエチレンジオキ
シチオフェン／ポリスチレンサルフォネイトをＰＥＴの
フィルム上に塗布し、乾燥させることによって形成する
ものが挙げられる。

【００４９】窒化物を含む物質によってコーティングさ
れた発光体を発光層に用いた場合、ＥＬシートとして、
発光寿命が長く、安定作動するものを低コストで提供す
ることが可能となる。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、背面電極を共通電極と
して他の各積層体の透明電極を選択的に接続するように
してあるため、背面電極側から積層体１層のみ発光、積
層体２層を同時に発光、積層体３層を同時発光というよ
うに、それぞれの発光において発光面側から見た輝度差
を少なくする方向にもっていくことが可能となる。

【００５１】それは、誘電率が背面電極側ほど高くなる
ように設定することによって行なっている、すなわち、
誘電率の操作を積層体の層厚、さらには各積層体の絶縁
層の層厚を前面側になるにしたがって薄くなるように形
成することによって実現可能としており、そのようにＥ
Ｌを構成する層の層厚を形成しても、従来までのように
黒点が発生するようなことがない。

【００５２】さらに、各積層体の発光色を異なるものに
設定しておくことにより異なる発光色による表示が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一例における構成を模型的に示
した断面図である。

【図２】本発明の他の実施例における構成を模型的に示
した断面図である。

【図３】従来例における構成を模型的に示した断面図で
ある。

【符号の説明】

Ｆ，Ｓ，Ｍ積層体１，４，１１透明電極２，５，１２発光層３，６，１３絶縁層７背面電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明電極、発光層、絶縁層からなる積層
体が少なくとも２層形成されており、最上層の積層体の
絶縁層上に背面電極が形成されているＥＬランプであっ
て、上記背面電極と上記各透明電極の内の選択される１つと
からなる１対の電極間に選択的に駆動信号を供給するよ
うにしたことを特徴とするＥＬランプ。
【請求項２】隣り合う上記各積層体は、上記背面電極
側に位置する積層体の方が誘電率が高くなるように設定
されていることを特徴とする請求項１に記載のＥＬラン
プ。
【請求項３】隣り合う上記各積層体の層厚は、上記背
面電極側に位置する積層体よりもその前面側に位置する
積層体の方が薄く形成してあることを特徴とする請求項
１に記載のＥＬランプ。
【請求項４】隣り合う上記各積層体の上記各絶縁層の
層厚は、上記背面電極側に位置する積層体の絶縁層より
もその前面側に位置する積層体の絶縁層の方が薄く形成
してあることを特徴とする請求項３に記載のＥＬラン
プ。
【請求項５】透明電極の上に発光層が形成されてお
り、この発光層の上に透明電極、発光層、絶縁層からな
る積層体が少なくとも１層形成されており、最上層の積
層体の絶縁層上に背面電極が形成されているＥＬランプ
であって、上記背面電極と上記透明電極の内の選択される１つとか
らなる１対の電極間に選択的に駆動信号を供給するよう
にしたことを特徴とするＥＬランプ。
【請求項６】上記積層体が２層以上積層してある場
合、隣り合う上記各積層体は、上記背面電極側に位置す
る積層体の方が誘電率が高くなるように設定されている
ことを特徴とする請求項５に記載のＥＬランプ。
【請求項７】上記積層体が２層以上積層してある場
合、隣り合う上記各積層の層厚は、上記背面電極側に位
置する積層体よりもその前面側に位置する積層体の方が
薄く形成してあることを特徴とする請求項５に記載のＥ
Ｌランプ。
【請求項８】上記積層体が２層以上積層してある場
合、隣り合う上記各積層体の上記各絶縁層の層厚は、上
記背面電極側に位置する積層体の絶縁層よりもその前面
側に位置する積層体の絶縁層の方が薄く形成してあるこ
とを特徴とする請求項７に記載のＥＬランプ。
【請求項９】上記１対の電極間に選択的に駆動信号を
供給した場合、各々異なる発光色を呈することを特徴と
する請求項１から８のいずれかに記載のＥＬランプ。