JP2874926B2 - エレクトロルミネセンスランプ - Google Patents

エレクトロルミネセンスランプ

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JP2874926B2
JP2874926B2 JP1508272A JP50827289A JP2874926B2 JP 2874926 B2 JP2874926 B2 JP 2874926B2 JP 1508272 A JP1508272 A JP 1508272A JP 50827289 A JP50827289 A JP 50827289A JP 2874926 B2 JP2874926 B2 JP 2874926B2
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Description

【発明の詳細な説明】 「発明の背景］ 本発明はエレクトロルミネセンスランプ（EL）ランプ
に係る。
一般的にELランプは蛍光体粒子含有層が、蛍光体粒子
に励起電圧を印加するように構成された対応形大面積電
極間に設けられて成る。膜の形をとる防湿バリヤをラン
プ外部を形成する電極に接合し、透過湿気による蛍光体
の早期劣化を防止する。
このような従来形ランプの半透明表側電極を、酸化イ
ンジウム、銀等の導電性材料の粒子を結合剤中に分散し
て形成するのは周知となっている。光透過性表側電極に
用いる導電性材料の選択幅は、導電率に関する要件およ
び使用可能な光に対して最大限の透過率を実現したいと
いう願望によって制限を受ける。また美観も考慮に入れ
る必要があり、例えば自動車に使用されるELランプの場
合、点灯じ、消灯時に関わらず一般には白のような一定
の色であることが望ましい。典型的な従来形ランプで
は、消灯時に所望の色を獲得するために非導電性の拡散
被膜を用いる必要があったが、その結果点灯時のEL灯の
明るさが低下するという問題があった。
［発明の概要］ 本発明による改良形ELランプは、蛍光体層が該蛍光体
層に励起電圧を印加して発光させるように構成されてい
る対応形ランプ電極間に配置されて成り、表側電極が蛍
光体層からの放射光に対して光透過性であるELランプで
あって、表側ランプ電極がガリウムドープト酸化亜鉛の
離散粒子を分散して含む光透過性結合剤の薄い層から成
る。
本発明のELランプの好適実施例は下記の特長の１つま
たはそれ以上を含む。粒子の平均粒径が45μｍ未満、好
適には約10μｍから20μｍの間である。結合剤がポリフ
ッ化ビニリデンを含む。結合剤中に占める粒子の重量比
率が約85％から95％の間である。
本発明はまた、蛍光体粒子含有層が該蛍光体粒子に励
起電圧を印加するように構成された表側電極とそれに対
応する裏側電極との間に配置されて成るELランプ用に、
前記蛍光体粒子からの放射光に対して光透過性である表
側電極の形成方法も提供し、該方法は、ガリウムドープ
ト酸化亜鉛の離散粒子を均等に分散して含む液相の中に
光透過性重合体の固体を分散した懸濁液から成る少なく
とも１層の薄い層を堆積する段階と、この層を完全に融
解させて連続した電極層を形成する段階を含んで成る。
本発明の方法の好適実施例では、光透過性重合体がポ
リフッ化ビニリデンを含み、表側電極はスクリーン印刷
法によって堆積される。
本発明はさらに、上記方法によって製造されるELラン
プも提供する。
以下の好適実施例の詳細な説明および請求の範囲か
ら、本発明のその他の特徴および利点についても明らか
となろう。
［好適実施例の説明］ まず添付図面について簡単に説明すると、 第１図は本発明により構成されたELランプの平面図で
あり、 第1a図および第1b図は第１図のランプのそれぞれ1a−
1a線および1b−1b線に沿って取った断面透視図である。
添付図面を参照すると、一連の融解層を積層して成る
ELランプ10が示されいる。このようなランプについて
は、本出願と同じ譲受人に譲渡されたHarper et al,米
国特許出願第696,039号に記載されており、その内容を
本明細書中にも含むものとする。ELランプ10は電極16、
18の間に発光蛍光体層14を設けた複合体12を含み、表側
電極18は光透過性である。下部電極16はアルミホイルを
所望の形状と大きさ、例えば３×４インチに切取ったも
のである。
複合体12はさらに、裏側電極16と蛍光体層14を分離す
る誘電層20を含んでいる。相互に上下関係にある銅リー
ド線22と22′がそれぞれ電極18と16に連絡すると共に外
部電源（不図示）に接続されており、蛍光体層14を渡っ
て励起電圧を与えるように構成されている。各々のリー
ド線は約２ミリの厚さである。電極18の１つの縁部に沿
って延び、且つリード線22の下で拡大されてパッドを形
成している導電性バスバー24が、リード線22から供給さ
れる電気を表側電極18に分配する働きをする。リード線
22,22′を突出させた防湿バリヤ25が、湿気が蛍光体層1
4に侵入して劣化させるのを防止する。
誘電層20、表側電極18および蛍光体層14（導電体バス
バー24も含めて）は何れも、Pennwalt Corporationから
“Kynar Type 202"の商品名で市販されているポリフッ
化ビニリデン（PVDF）懸濁液から製造される。これらの
ランプ要素を同じ重合体材料で形成することによって要
素の全部が共通の熱膨脹特性を持つことになるため、使
用時の剥離を防止することができる。また、個々の層が
相互に浸透且つ融和しているために、防湿性も高められ
る。防湿バリヤ25はポリクロロトリフルオロエチレンか
ら形成される。
本発明によると、表側電極18がさらに平均粒径約45μ
ｍ以下、好適には約10μｍから20μｍの間のガリウムド
ープト酸化亜鉛離散粒子を分散して含んでいる。この粒
子はPVDF結合剤中に約85〜95重量％の割合で存在し、表
側電極に導電性を与えると共にELランプ面に白色の色合
いを与える。これは従来のELランプでは、使用可能な光
のうちランプの透過する光の量を大幅に低減してしまう
非導電性拡散被覆層を使用しなくては実現できなかった
ことである。ランプ面に白色の色合いが与えられる結
果、本発明ランプの点灯時に蛍光体の発光する蛍光の透
過色は表側電極を透過してもそれに影響されることなく
白色のままであり、また消灯時のランプ面から拡散反射
される光も白色となり、ランプの下部層の不要な色を掩
蔽する効果がある。
ELランプ10はさらに、図示のように複合体12を貫通し
て延びる円形状の開口部28,28′を備えている。開口部2
8,28′は防湿バリヤ25を形成する高分子材料を埋められ
ており、バリヤ25の上部分と下部分との間の連結が成さ
れている。リード線22、バスバー24および電極18を貫通
する部分での開口部28の直径の方が電極16、誘電層20、
蛍光体層14を貫通する部分での直径より大きくなってい
る。同様にリード線22′を貫通する部分での開口部28′
の直径の方が蛍光体層14と誘電層20を貫通する部分での
直径より大きくなっている。こうして２つの開口部が高
分子防湿バリヤ材料から成るリベットを形成しており、
ランプが温度または湿度の変化に遭遇して防湿バリヤの
上部分と下部分が複合体12から反対方向に同時に膨脹し
た時、リード線22,22′が電極18,16から剥離するのを防
止することができる。
ランプ10を下記の方法で製造した。
18.2gのチタン酸バリウム粒子（BaTiO6、Tam Ceramic
s供給、粒径５ミクロン以下）を10gのKynar Type 202
（主として酢酸カルビトールであると思われる液相にPV
DFを分散した分散液）中に入れ混合した。添加粒子の所
望の移動性を保ちながら均一に分散した状態も維持する
のに適当なレベルに組成物の固体率および粘度を維持す
るように、適当な量（4.65g）の酢酸カルビトールを追
加した。
この組成物をアルミニウム裏側電極16（厚さ３ミル）
の上方0.145インチに配置した320メッシュのポリエステ
ルスクリーンに注入した。組成物は見掛粘度が高いた
め、スクリーン上に洩れることなく滞留したが、スクイ
ージをスクリーン上に当てて流体組成物に剪断応力を与
え、該組成物をそのチキソトロープ性により剪断で減厚
してスクリーンを通過せしめて印刷することにより、下
方の基板電極16上に薄い層を形成した。堆積層を175゜F
で２分半乾燥にかけて液相の一部を飛ばした後、500゜F
（PVDFの初期融点より高い温度）に加熱し、その温度を
45秒間維持した。この加熱によって残りの液相が飛ばさ
れると共に、PVDFが融解して全体的にBaTiO3が配分され
た平滑な連続膜を形成された。
乾燥後の重合体層の厚さは1.0ミル（1.0×10-3イン
チ）になった。
基板電極16上に第１層の上に該組成物から成る第２層
をスクリーン印刷した。結果的に得られた構造体を再び
175゜Fで２分半加熱した後、ホットプレス処理を行って
積層された層を団結させた。最終的に厚さ2.0ミルのモ
ノリシック誘導体装置が得られた。顕微鏡で断面を調べ
たところ重合体層間にはっきりとした界面は観察されな
かった。添加物粒子は堆積物全体に均等に分散してい
た。
このモノリシック誘電体装置の誘電定数は約30であっ
た。
ランプ10の次の製造段階として蛍光体層14を形成し
た。蛍光体添加物としての硫化亜鉛結晶（GTE Sylvania
から供給された35ミクロンの♯830形）18.2gを上で使用
したKynar PVDF分散液10gの中に導入した。
基板電極16の上方0.145インチに配置した280メッシュ
のポリエステルスクリーンを介してこの組成物をスクリ
ーン印刷することにより、下層絶縁体層20の上に薄い層
を形成した。堆積層を上記２段階の乾燥および加圧処理
にかけた。こうして加熱および加圧処理にかけることに
よって、PVDFが新たに積層された層全体および各層の間
で団結して基板電極16上にモノリシック装置が形成され
た。しかし、電気特性の異なる隣接層間での材料の相互
浸透を処理条件によって隣接層のうち厚い方の層の厚さ
の約５％以下に制限したため、異なる電気特性を与える
添加物粒子はモノリシック装置内部で層を成したままと
なると共に、それぞれの層全体に均等に分散された状態
を保っていた。
乾燥後の重合体層の厚さは2.0ミル（2.0×10-3イン
チ）であった。
試験の結果、堆積膜は明確な明点も暗点もなく均等に
発光性を有するという知見を得た。
次に、透光性表側電極18を形成する被覆組成物を製造
した。酸化亜鉛（少なくとも95重量％）、酸化ガリウム
（１〜３重量％）および塩化アンモニウム（１〜２重量
％）の粒子をドライブレンドした後、キャップを緩く締
めた管に入れて650℃の窒素雰囲気下で１時間焼成し
た。管の内容物を粉砕した後、1,100℃の大気中で２時
間固定させた。結果的に獲得された粉末を摩砕し、200
メッシュの篩にかけて、平均粒径約45μｍ以下、好適に
は約10〜20μｍのガリウムドープト酸化亜鉛粒子を得
た。40.0gのガリウムドープト酸化亜鉛粒子（例えば上
記の方法で製造したもの）を上記PVDF分散液10gの中に
加えた。（一般には一定量（0.5〜2.5g）の酢酸カルビ
トールをさらに添加して粘度をやや低下させ、移動性を
強める。） 発光蛍光体層14の上方0.5インチに配置した280メッシ
ュのポリエステルスクリーンを介してこの組成物を蛍光
体層14の上にスクリーン印刷した。多重層で被覆された
基板電極16を再び加熱およびホットプレスすることによ
って、連続的な均一層を形成し、この層を下層の発光層
と団結させてモノリシック装置を形成した。
乾燥後の重合体層の厚さは、1.0ミル（1.0×10-3イン
チ）になった。
試験の結果、堆積層は約100Ω・cmの導電率を有し、
またガリウムドープト酸化亜鉛粒子と母体材料が光透過
性を有することからかなりの程度まで光透過性であると
いう知見を得た。結果的に得られた複合体はランプがオ
ン状態にある時もオフ状態にある時も白色の色合いを呈
した。
次に、比較的短い経路を介して電気を運ぶ表側電極に
配置する導電バス24を形成するための被覆組成物を製造
した。銀フレーク（Metz Metallurgical Corporationか
ら供給されたもので325メッシュ♯７の粒径）15.76gを
上で使用したPVDF分散液10gに添加した。それ以降の工
程において粒子は分散液の中でほとんど沈澱せず均等に
懸濁された状態を保った。
半透明の上部電極18の上方0.15インチに配置した320
メッシュのポリエステルスクリーンを介してこの組成物
をスクリーン印刷し、電極層の１つの縁部に沿って延び
る細いバーを形成した。これをリード線22の領域で拡大
してパッド（25ミル×25ミル）とした。堆積層を上述の
２段階の乾燥および加圧処理にかけ、PVDFを団結させて
全体的に銀フレークを均等に分散して含む連続的平滑膜
とした。
乾燥後の重合層の厚さは1.0ミル（1.0×10-3インチ）
となっった。
試験の結果、堆積層の導電率は10-3Ω・cmであった。
開口部28,28′の下記の方法で形成した。層16,20,14
を貫通穿孔して各々直径0.030インチの開口部２つを形
成した。次にバスバー24と電極18を貫通穿孔してさらに
大きい開口部（直径＝0.040インチ）を形成した。次に
ランプ10に通電するためのリード線22,22′に各々直径
0.040インチの孔を形成し、予め複合体12に形成してお
いた孔の上から複合体12に穿孔して開口部28,28′をそ
れぞれ形成した。次に、ランプ10の露出面を予め成形し
ておいたポリクロロトリフルオロエチレン膜で被覆した
後、該膜に１平方インチあたり125ポンドの圧力を加え
ながら350゜Fで１分間加熱することによって防湿バリヤ2
5を形成した。上記条件下で膜が溶融し、開口部28,28′
を通って流れた。その後やはり加圧下でランプを冷却さ
せた。
最終加熱処理の結果、図示の断面のELランプ10が獲得
される。基板電極16上に積層した高分子材料は各層の内
部および層と層の間で融解して、基板電極と共に屈曲す
るモノリシック装置を形成している。高分子防湿バリヤ
の上部分と下部分が開口部28,28′内の充填高分子材料
と共に、リード線と電極との間の結合を維持するリベッ
トを形成しており、それによってランプ使用中の開路形
成が防止される。
下記の請求の範囲に含まれるその他の実施例も可能で
あり、例えば接触リードを他の手段で取着しても良い。
また、裏側電極18は上で導電性バスバー24に関連して記
載したように銀フレーク等の導電性粒子を全体的に分散
したPVDF結合剤から成る層として形成することもでき
る。
また別の方法として、表側電極に使用するガリウムド
ープト酸化亜鉛粒子を、酸化亜鉛（少なくとも92.3重量
％）と硫化ガリウム（2.25〜6.7重量％）とのドライブ
レンドによって形成することもできる。この場合、この
混合物を1,100℃の空気中で１時間焼く。粉末を摩砕
し、1,100℃の酸素雰囲気下で１時間焼く。再び摩砕し
た後、粉末を上述のように篩にかける。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−190294（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−265495（ＪＰ，Ａ) 特公 平３−72011（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭62−56914（ＪＰ，Ｂ２) 特表 昭61−501177（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05B 33/28 H05B 33/10

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】蛍光体層が該蛍光体層に励起電圧を印加し
    て発光させるように構成されている対応ランプ電極間に
    配置されて成り、表側ランプ電極が前記蛍光体層からの
    放射光に対して光透過性であるエレクトロルミネセンス
    ランプにおいて、 前記表側ランプ電極がガリウムドープト酸化亜鉛の離散
    粒子を分散して含む光透過性結合剤の薄い層を含んで成
    ることを改良点とするエレクトロルミネセンスランプ。
  2. 【請求項２】前記粒子の平均粒径が約10μｍから20μｍ
    の間である請求項１に記載のエレクトロルミネセンスラ
    ンプ。
  3. 【請求項３】前記結合剤がポリフッ化ビニリデンを含ん
    でいる請求項１に記載のエレクトロルミネセンスラン
    プ。
  4. 【請求項４】前記粒子が前記結合剤中に占める重量比率
    が約85重量％から95重量％の間である請求項１に記載の
    エレクトロルミネセンスランプ。
  5. 【請求項５】蛍光体層が該蛍光体層に励起電圧を印加し
    て発光させるように構成されている対応ランプ電極間に
    配置されて成り、表側ランプ電極が前記蛍光体層からの
    放射光に対して光透過性であるエレクトロルミネセンス
    ランプにおいて、 前記表側ランプ電極が、平均粒径約10μｍから20μｍの
    ガリウムドープト酸化亜鉛離散粒子を分散して含むポリ
    フッ化ビニリデンを含んで成る光透過性結合剤の薄い層
    から成り、前記粒子が前記結合剤中に占める重量比率が
    約85重量％から95重量％の間であることを改良点とする
    エレクトロルミネセンスランプ。
  6. 【請求項６】蛍光体粒子含有層が前記蛍光体粒子に励起
    電圧を印加するように構成されている表側電極とそれに
    対応する裏側電極との間に配置されて成るエレクトロル
    ミネセンスランプ用に、前記蛍光体粒子からの放射光に
    対して光透過性である表側ランプ電極を形成する方法で
    あって、 ガリウムドープト酸化亜鉛の離散粒子を均等分散して含
    む液相に光透過性重合体の固体を分散した懸濁液から成
    る少なくとも１層の薄い層を前記蛍光体層上に堆積する
    段階と、 前記層を完全に融解させて連続的な電極層を形成する段
    階とを含んで成る方法。
  7. 【請求項７】前記光透過性重合体がポリフッ化ビニリデ
    ンを含んで成る請求項６に記載の方法。
  8. 【請求項８】蛍光体粒子含有層が前記蛍光体粒子に励起
    電圧を印加するように構成された表側電極とそれに対応
    する裏側電極との間に配置されて成るエレクトロルミネ
    センスランプ用に、前記蛍光体粒子からの放射光に対し
    て光透過性である表側ランプ電極を形成する方法であっ
    て、 ガリウムドープト酸化亜鉛の離散粒子を均等分散して含
    む液相にポリフッ化ビニリデンを含む光透過性重合体の
    固体を分散した懸濁液から成る少なくとも１層の薄い層
    を、スクリーン印刷法によって前記蛍光体層の上に堆積
    する段階と、 前記層を完全に融解して連続的な電極層を形成する段階
    とを含んで成る方法。
  9. 【請求項９】請求項６または請求項８に記載の方法によ
    り製造されたエレクトロルミネセンスランプ。
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