JP4805472B2 - 電場発光ランプの製造方法およびそれにより得られる電場発光ランプ - Google Patents
電場発光ランプの製造方法およびそれにより得られる電場発光ランプ Download PDFInfo
- Publication number
- JP4805472B2 JP4805472B2 JP2001127605A JP2001127605A JP4805472B2 JP 4805472 B2 JP4805472 B2 JP 4805472B2 JP 2001127605 A JP2001127605 A JP 2001127605A JP 2001127605 A JP2001127605 A JP 2001127605A JP 4805472 B2 JP4805472 B2 JP 4805472B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vacuum
- glass envelope
- electroluminescent
- light emitting
- electroluminescent lamp
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 14
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 83
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 26
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 8
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 6
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 38
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 15
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 9
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 8
- 230000009471 action Effects 0.000 description 7
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 7
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 6
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 6
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 5
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- -1 copper-activated zinc sulfide Chemical class 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- KXJGSNRAQWDDJT-UHFFFAOYSA-N 1-acetyl-5-bromo-2h-indol-3-one Chemical compound BrC1=CC=C2N(C(=O)C)CC(=O)C2=C1 KXJGSNRAQWDDJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NYZGMENMNUBUFC-UHFFFAOYSA-N P.[S-2].[Zn+2] Chemical compound P.[S-2].[Zn+2] NYZGMENMNUBUFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 2
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920002493 poly(chlorotrifluoroethylene) Polymers 0.000 description 2
- 239000005023 polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) polymer Substances 0.000 description 2
- 229920001690 polydopamine Polymers 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分散型電場発光（エレクトロルミネッセンス（ＥＬ））素子を用いた電場発光ランプとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
分散型電場発光素子は、銅やマンガンを付活した硫化亜鉛蛍光体（例えばＺｎＳ：ＣｕやＺｎＳ：Ｃｕ，Ｍｎ）などの電場発光蛍光体粒子を、誘電体マトリックス中に分散含有させて発光層を形成し、この発光層の一方の面（発光面）に沿って透明電極シートを積層すると共に、発光層の他方の面（非発光面）に沿って反射絶縁層および背面電極を順に積層した素子構造を有している。このような分散型電場発光素子を用いて、液晶表示装置のバックライトや照明用ランプなどに使用される電場発光ランプが構成されている。
【０００３】
ところで、銅付活硫化亜鉛蛍光体などの電場発光蛍光体は、空気中の水分と接触することにより発光特性が劣化するという難点を有することから、従来の分散型電場発光素子を用いた電場発光ランプでは、透明電極シート上に吸湿性フィルムを積層し、この積層体を表裏一対の防湿性フィルム（ＰＣＴＦＥフィルムなど）で封止したランプ構造（フィルムタイプと呼称する）が適用されている。
【０００４】
一方、電場発光蛍光体粒子の表面をアルミナ、シリカ、チタニアなどからなる連続被膜（防湿被膜）で覆った電場発光蛍光体（カプセル蛍光体）が実用化されている（特開平4-230996号公報など参照）。このような防湿被膜を有するカプセル蛍光体を用いることによって、発光層自体に防湿性を持たせ、防湿性フィルムの使用を省いた電場発光ランプ（カプセルタイプと呼称する）が広く使用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような電場発光ランプの用途としては、携帯電話やＰＤＡなどの携帯情報端末、携帯ゲーム機、時計、各種機器の液晶表示部のバックライトをはじめとして、表示装置やアウトレジャー用ランプなどが挙げられる。このように、電場発光ランプは種々の分野で幅広く利用されており、特に携帯情報端末などの携帯機器の液晶用バックライトとして期待されている。
【０００６】
電場発光ランプは、通常平面状に形成されるために均一な面発光が得られ、これにより拡散板を使用する必要がないことから省スペース性に優れ、さらに消費電力が少ない、質量が軽いなどの特徴に加えて、1つのデバイスあたりに1つの発光素子を使用すればよいため、電気的な接点が少なく、デバイス製造時のコストや歩留りに優れるというような利点を有している。このように、電場発光ランプは携帯情報端末などのバックライトとして有望な特徴を備えている反面、初期輝度や寿命が他のバックライト、例えばＬＥＤや冷陰極管に比べて劣るという問題を抱えている。以下の表１に各種液晶用バックライトの特性をまとめて示す。
【０００７】
【表１】
【０００８】
表１に示したように、従来の液晶用バックライト（分散型電場発光素子、ＬＥＤ、冷陰極管）はいずれも一長一短がある。さらに、高機能携帯電話やＰＤＡなどの普及に伴って、バックライトなどに要求されるランプ特性も多様化しており、より高度な寿命特性や輝度特性などが要求されるようになってきている。さらに、電場発光ランプの適用範囲も多岐に渡っており、このような点からも特性の改善が求められている。
【０００９】
ここで、従来のカプセルタイプの電場発光ランプにおいては、上述したカプセル蛍光体の防湿被膜（金属酸化物の連続被膜）が電場発光蛍光体粒子の初期輝度を低下させる一因となっており、輝度特性（初期輝度）の改善が求められている。一方、フィルムタイプの電場発光ランプは、初期輝度を低下させることはないものの、ランプに対する要求特性の多様化などに起因して、寿命特性をより一層改善することが求められるようになってきている。このように、上述した分散型電場発光素子の特徴を生かしつつ、より明るくかつ寿命の長い電場発光ランプが強く求められている。
【００１０】
本発明はこのような課題に対処するためになされたもので、初期輝度を劣化させることなく、寿命特性を大幅に改善した電場発光ランプおよびその製造方法を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の電場発光ランプの製造方法は、誘電体マトリックス中に分散含有された蛍光体粒子を有する発光層と、前記発光層の発光側主面に沿って配置された透明電極層と、前記発光層の非発光側主面に沿って配置された背面電極層とを有する分散型電場発光素子と、前記分散型電場発光素子が収容される素子収容部と、前記素子収容部内を真空排気する排気管を備える封止部とを有し、前記素子収容部内が10-2Pa以下の真空雰囲気に保持されている厚さが0.5〜5mmのガラス外囲器とを具備する電場発光ランプの製造方法であって、
前記分散型電場発光素子を前記ガラス外囲器の素子収容部に収容し真空接着剤を用いて前記ガラス外囲器を接合する工程と、前記ガラス外囲器に設けられた排気管を、ゲッタ材が配置された真空容器と真空ポンプとが直列に接続された高真空発生装置に接続し、前記ガラス外囲器内を前記真空ポンプで排気する工程と、前記真空容器の前記真空ポンプ側の一端を封止した後、前記ゲッタ材を加熱して前記真空容器内に飛散させ、その状態で30分以上放置することにより、前記ガラス外囲器内を高真空状態とする工程と、前記真空容器に接続された前記ガラス外囲器の排気管を封着し、前記素子収容部内を10 -2 Pa以下の真空雰囲気に保持しつつ前記ガラス外囲器を真空封止する工程を有し、前記高真空発生装置に接続した後、前記ガラス外囲器を真空封止するまでの間に、分散型電場発光素子を所定の時間点灯させるおよび／または加温することを特徴としている。
【００１３】
本発明の電場発光ランプは、上記本発明の製造方法により得られる電場発光ランプであって、前記分散型電場発光素子を100V,400Hzの条件で点灯した際に、初期輝度から半分の輝度値になるまでの寿命時間が5000時間以上であることを特徴とする。
本発明の電場発光ランプにおいては、分散型の電場発光素子を厚さが0.5〜5mmのガラス外囲器内に収容し、このガラス外囲器内を真空封止している。このように、分散型電場発光素子をガラス外囲器で真空封止することによって、分散型電場発光素子の寿命特性を大幅に改善することができる。特に、ガラス外囲器内を10-2Pa以下の真空雰囲気とすることによって、素子寿命を従来の電場発光ランプに比べて大幅に高めることが可能となる。
【００１４】
本発明の電場発光ランプにおいて、前記ガラス外囲器の排気管は、前記分散型電場発光素子が収容された前記素子収容部内を真空排気する高真空発生装置に接続され、かつ真空排気後に封着される。このような構成を採用することによって、10-2Pa以下というような高真空雰囲気を容易に実現することが可能となる。
【００１６】
本発明の電場発光ランプの製造方法においては、電場発光素子が収容されたガラス外囲器内を真空ポンプで排気した後、ガラス外囲器に接続された真空容器内にゲッタ材を飛散させ、この真空容器内に被着させたゲッタ膜のガス吸着作用（ゲッタ作用）によって、前記ガラス外囲器内を高真空状態としている。このように、ゲッタ材のガス吸着作用を利用することによって、ガラス外囲器内をより高度の真空状態とすることができる。さらに、ガラス外囲器内に直接ゲッタ材を飛散させることは難しいが、ガラス外囲器に接続された真空容器を使用することによって、ゲッタ材のガス吸着作用を容易に利用することが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
【００１８】
図１は本発明の一実施形態による電場発光ランプの構造を模式的に示す図であり、図１（ａ）は電場発光ランプの要部構造を模式的に断面図、図１（ｂ）はその平面図である。同図において、１は分散型の電場発光素子であり、この分散型電場発光素子１はガラス外囲器２の素子収容部２ａ内に収容されている。分散型電場発光素子１が収容されたガラス外囲器２は真空封止されており、このような状態で電場発光ランプ３が構成されている。
【００１９】
分散型電場発光素子１は、図２に示すように、電場発光用の蛍光体粒子を例えばシアノエチルセルロースのような高誘電率を有する有機高分子バインダ（有機誘電体）中に分散含有させた発光層１１を有している。電場発光（ＥＬ）用の蛍光体粒子１としては、硫化亜鉛蛍光体（ＺｎＳ）などの各種の電場発光蛍光体が用いられる。特に、銅付活硫化亜鉛蛍光体（ＺｎＳ：Ｃｕ）、銅およびマンガン付活硫化亜鉛蛍光体（ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｍｎ）などの高発光効率の電場発光蛍光体を用いることが好ましい。
【００２０】
上記したＺｎＳ：Ｃｕ蛍光体において、Ｃｕの含有量（付活量）は0.01〜0.15質量％の範囲とすることが好ましい。Ｃｕの付活量を上記した範囲内に制御することによって、特に高発光効率が得られる。同様に、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｍｎ蛍光体において、Ｃｕの含有量は0.01〜0.15質量％の範囲、Ｍｎの含有量は0.1〜3質量％の範囲とすることが好ましい。
【００２１】
発光層１１の一方の主面（非発光面）上には、例えばＴｉＯ2やＢａＴｉＯ3などの高反射性無機酸化物粉末をシアノエチルセルロースなどの高誘電率を有する有機高分子バインダ中に分散含有させた反射絶縁層１２が積層形成されている。Ａｌ箔のような金属箔、あるいはＡｌやカーボンなどの塗布層からなる背面電極層１３は、反射絶縁層１２を介して、発光層１１の一方の主面上に一体的に配置されている。
【００２２】
発光層１１の他方の主面（発光面）上には、ポリエステル（ＰＥＴ）フィルムのような透明絶縁フィルム上にＩＴＯ膜などを被着形成した透明電極層（透明電極シート）１４が一体的に配置されている。透明電極シート１４は電極膜（ＩＴＯ膜）が発光層１１と対向するように配置されている。
【００２３】
そして、これら透明電極層１４、発光層１１、反射絶縁層１２および背面電極層１３を例えば熱圧着することによって、分散型電場発光素子１が構成されている。なお、図２では図示を省略したが、背面電極層１３および透明電極層１４からはそれぞれ電極が引き出されており、これら電極から発光層１２に交流電圧が印加されるように構成されている。
【００２４】
ガラス外囲器２は容器形状の下部構造体４を有し、この下部構造体４の上面開放部を上部蓋体（蓋用ガラス基板）５で気密封止することによって、素子収容部２ａが形成される。下部構造体４と上部蓋体５とは、素子収容部２ａの真空封止状態を維持し得る接合材（例えば真空接着剤）により接合される。この接合部は封止部の一部を構成している。
【００２５】
これらガラス外囲器２の下部構造体４および上部蓋体５は、いずれも厚さが0.5〜5mmの範囲の高強度ガラス板により構成されている。高強度ガラス板の厚さが0.5mm未満であると、ランプ製造工程などにおいて破損などが生じやすくなり、電場発光ランプ３の製造歩留りの低下などを招くおそれがある。一方、高強度ガラス板の厚さが5mmを超えると、電場発光ランプ３の全体としての厚さが厚くなりすぎて、例えば電場発光ランプ３を液晶表装置のバックライトなどとして用いる際の省スペース性などが損なわれることになる。
【００２６】
また、ガラス外囲器２の下部構造体４には予め外部引出し用リード６、７が設けられており、これら外部引出し用リード６、７は素子収容部２ａの真空封止状態を維持し得るように下部構造体４に設置されている。外部引出し用リード６、７は、例えば下部構造体４に溶着される。さらに、ガラス外囲器２の下部構造体４には、素子収容部２ａ内を真空排気する排気管８が設けられおり、この排気管８は素子収容部内２ａを真空排気した後に溶融・封着される。そして、ガラス外囲器２の封止部を主として構成する排気管８を溶融・封着することによって、素子収容部内２ａは高真空状態に維持されるものである。
【００２７】
分散型電場発光素子１は、まず容器形状の下部構造体４内に配置され、この状態で分散型電場発光素子１のリード端子１ａ、１ｂとガラス外囲器２の外部引出し用リード６、７とがそれぞれ電気的に接続される。次いで、上部蓋体５で下部構造体４の上面開放部を気密封止することによって、分散型電場発光素子１はガラス外囲器２内に収容された状態となる。そして、後に詳述するように、排気管８を利用して素子収容部内２ａを真空排気し、さらに排気管８を溶融・封着することによって、分散型電場発光素子１をガラス外囲器２により真空封止した電場発光ランプ３が得られる。
【００２８】
上述したような構成を有する電場発光ランプ３においては、分散型電場発光素子１をガラス外囲器２で真空封止しているため、分散型電場発光素子１の寿命特性を大幅に改善することができる。図３はこのような電場発光ランプ３のガラス外囲器２内の真空状態（真空圧）と分散型電場発光素子１の寿命特性（寿命時間）との関係の一例を示す図である。なお、寿命時間は分散型電場発光素子１を100V,400Hzの条件で点灯した際に、初期輝度（素子点灯1時間後の輝度）から半分の輝度値になるまでの時間で示す。
【００２９】
図３から明らかなように、ガラス外囲器２内の真空度が10-1Pa程度の場合には、分散型電場発光素子１の寿命時間は1000時間程度であるが、ガラス外囲器２内の真空度を10-1.5Paまで上げることによって、従来の電場発光ランプと同等（3000時間程度）となる。そして、ガラス外囲器２内を10-2Pa以下とすることによって、5000時間以上という寿命特性が得られることが分かる。
従って、本発明の電場発光ランプ３においては、ガラス外囲器２（素子収容部２ａ）内を10-2Pa以下の真空雰囲気に保持することが好ましい。
【００３０】
このように、ガラス外囲器２内を10-2Pa以下の真空雰囲気に保持することによって、従来の電場発光ランプでは3000時間程度であった寿命特性を大幅に改善し、5000時間以上という寿命時間を得ることが可能となる。さらに、図３からはガラス外囲器２内の真空度をさらに高める（圧力を下げる）ことによって、分散型電場発光素子１の寿命時間がより一層向上することが分かる。例えば、ガラス外囲器２内の真空度を10-3Paまで高めることによって、分散型電場発光素子１の寿命時間は7500時間まで向上し、さらに10-5Paでは10000時間というような寿命時間を得ることが可能となる。すなわち、本発明によれば電場発光ランプ３の大幅な寿命特性の改善効果を得ることができる。
【００３１】
本発明の電場発光ランプ３を作製するにあたって、分散型電場発光素子１が収容されたガラス外囲器２内の真空排気は、通常の真空ポンプのみによって実施してもよいが、以下に詳述するように、ゲッタ材を併用して高真空状態を形成することが好ましい。上述したように、本発明の電場発光ランプ３においては、ガラス外囲器２内の真空度を高めることが重要であるため、高真空状態を形成する上でゲッタ材を併用することが好ましい。
【００３２】
すなわち、分散型電場発光素子１が収容されたガラス外囲器２の排気管８に、図４に示すように高真空発生装置２１を接続する。高真空発生装置２１はゲッタ材２２が配置された真空容器（密閉容器）２３と真空ポンプ２４とを有し、これらを直列に接続して構成されている。ゲッタ材２２には一般的なゲッタ材、例えばＢａ−Ａｌ合金粉末とＮｉ粉末との混合物などが用いられる。高真空発生装置２１は真空容器２３が電場発光ランプ３の排気管８に接続されるように配置する。真空容器２３にはガラスバルブなどを用いることができる。真空容器２３と真空ポンプ２４との間には、真空バルブ２５が介挿されている。
【００３３】
このような高真空発生装置２１を用いて、以下のようにしてガラス外囲器２内を高真空状態とする。まず、真空ポンプ２４を作動させて、ガラス外囲器２内および真空容器２３内の排気する。真空ポンプ２４のレベルに応じた真空状態まで排気した後、真空バルブ２５を閉めることによって、ガラス外囲器２内と真空容器２３内をこれらの間だけで繋がった閉鎖空間とする。なお、真空バルブ２５の使用に代えて、真空容器２３と真空ポンプ２４との間を繋ぐ管を溶融して封止し、これにより閉じられた空間を形成するようにしてもよい。
【００３４】
次いで、真空容器２３の周囲に配置した高周波発生装置（図示せず）によりゲッタ材２２を加熱し、真空容器２３内にゲッタ材２２を飛散させる。このゲッタ材２２の飛散（ゲッタフラッシュ）によって、ガス吸着作用（ゲッタ作用）を有するゲッタ膜が真空容器２３内に形成される。真空容器２３内にゲッタ膜を形成した後に、例えば30分以上放置することによって、ガラス外囲器２内に残存しているガス成分はゲッタ膜に吸着され、これによりガラス外囲器２内を高真空状態とすることができる。
【００３５】
この後、真空容器２３に接続されている排気管８を溶融・封着することによって、分散型電場発光素子１が収容されたガラス外囲器２を真空封止する。なお、電場発光ランプ３内の脱ガスを促進するために、真空バルブ２５を閉じる前に、あるいは排気管８を封着する前に、分散型電場発光素子１をしばらくの間点灯させるようにしてもよい。これによって、分散型電場発光素子１内に吸着しているガス成分をより確実に除去することができる。
【００３６】
上述したような真空ポンプ２４による排気工程とゲッタ材２２による真空工程とを実施することによって、確実にガラス外囲器２内を10-2Pa以下の真空雰囲気とすることができる。特に、10-3Pa以下というような高真空雰囲気についても、ゲッタ材２２を併用することで容易に実現することが可能となる。
【００３７】
さらに、ガラス外囲器２内に直接ゲッタ材２２を飛散させることは難しいが、ガラス外囲器に接続された真空容器２３を使用し、この真空容器２３内にゲッタ材２２を飛散（ゲッタフラッシュ）させることによって、ゲッタ材２３のガス吸着作用を容易に利用することができる。これによって、ガラス外囲器２内を高真空雰囲気とした電場発光ランプ３、言い替えると高寿命の電場発光ランプ３を確実にかつ容易に得ることが可能となる。
【００３８】
【実施例】
次に、本発明の具体的な実施例およびその評価結果について述べる。
【００３９】
比較例１
まず、高誘電率の有機樹脂バインダをアセトンとメチルエチルケトンの混合溶媒に溶解したバインダ溶液200cc中に、ＺｎＳ：Ｃｕ蛍光体100gを分散させて蛍光体スラリーを作製した。これとは別に、同様のバインダ溶液300ccにチタン酸バリウム粉末100gを分散させてスラリーを作製した。
【００４０】
次いで、厚さ100μmのアルミ箔（背面電極層）にチタン酸バリウムスラリーを塗布、乾燥した後、その上から蛍光体スラリーを塗布、乾燥した。得られた蛍光体膜（発光層）上に透明電極シート（透明電極層）を載置し、背面電極層と透明電極層の各エッジ部に導電性接着剤を付けた電極を配置した後、ラミネータを通して熱圧着した。この熱圧着物を乾燥機に入れ、80℃で10時間乾燥した後、発光部を50mm四方の正方形に切断した。
【００４１】
このようにして作製した分散型電場発光素子を、ＰＣＴＦＥ製防湿フィルムで挟んでラミネータで熱圧着することによって、従来のフィルムタイプの電場発光ランプを得た。これを後述する特性評価に供した。
【００４２】
比較例２
酸化アルミニウムをベースとする防湿被膜でコーティングしたＺｎＳ：Ｃｕ蛍光体粉末100gを、高誘電率の有機樹脂バインダをアセトンとメチルエチルケトンの混合溶媒に溶解したバインダ溶液200cc中に分散させ、蛍光体スラリーを作製した。これとは別に、同様のバインダ溶液300ccにチタン酸バリウム粉末100gを分散させてスラリーを作製した。
【００４３】
厚さ100μmのアルミ箔（背面電極層）にチタン酸バリウムスラリーを塗布、乾燥した後、その上から蛍光体スラリーを塗布、乾燥した。得られた蛍光体膜（発光層）上に透明電極シート（透明電極層）を載置し、背面電極層と透明電極層の各エッジ部に導電性接着剤を付けた電極を配置した後、ラミネータを通して熱圧着した。この熱圧着物を乾燥機に入れ、80℃で10時間乾燥した後、発光部を50mm四方の正方形に切断して、従来のカプセルタイプの電場発光ランプを得た。これを後述する特性評価に供した。
【００４４】
実施例１
比較例１と同様にして作製した分散型電場発光素子１（発光部：50mm四方の正方形）を、ガラス外囲器２内に収容して電場発光ランプ３を作製した。なお、下部構造体４と上部蓋体５とは、真空接着剤（TORR SEAL BARIAN社製）を用いて接合した。
【００４５】
次に、図４に示したように、上記した電場発光ランプ３の排気管８を高真空発生装置２１に接続した。そして、まず真空ポンプ２４を作動させて、ガラス外囲器２内および真空容器２３内の10-3Paまで排気した後、真空バルブ２５を閉じた。次いで、真空容器２３の周囲に配置した高周波発生装置（図示せず）によりゲッタ材２２を加熱し、真空容器２３内にゲッタ材２２を飛散させた後、1時間放置してガラス外囲器２内に残存しているガス成分を吸着した。
【００４６】
この後、真空容器２３に接続されている排気管８を溶融・封着することによって、分散型電場発光素子１が収容されたガラス外囲器２を真空封止した。このような真空工程によって、ガラス外囲器２内を10-3Paの真空雰囲気とした電場発光ランプ３を得た。これを後述する特性評価に供した。
【００４７】
実施例２
上記した実施例１において、ガラス外囲器２内を真空ポンプで10-2Paまで排気する以外は、実施例１と同様にして電場発光ランプ３を作製した。このようにして得た電場発光ランプ３は、ガラス外囲器２内が10-2Paの真空雰囲気とされていた。これを後述する特性評価に供した。
【００４８】
実施例３
上記した実施例１において、ガラス外囲器２内を真空ポンプで10-1Paまで排気する以外は、実施例１と同様にして電場発光ランプ３を作製した。このようにして得た電場発光ランプ３は、ガラス外囲器２内が10-1.5Paの真空雰囲気とされていた。これを後述する特性評価に供した。
【００４９】
実施例４
上記した実施例１において、排気システム全体を70℃の恒温下においた状態で、ガラス外囲器２内を真空ポンプで10-3Paまで排気する以外は、実施例１と同様にして電場発光ランプ３を作製した。このようにして得た電場発光ランプ３は、ガラス外囲器２内が10-5Paの真空雰囲気とされていた。これを後述する特性評価に供した。
【００５０】
実施例５
上記した実施例１において、排気システム全体を70℃の恒温下においた状態で、ガラス外囲器２内を真空ポンプで10-2Paまで排気する以外は、実施例１と同様にして電場発光ランプ３を作製した。このようにして得た電場発光ランプ３は、ガラス外囲器２内が10-4Paの真空雰囲気とされていた。これを後述する特性評価に供した。
【００５１】
実施例６
上記した実施例１において、排気システム全体を70℃の恒温下においた状態で、ガラス外囲器２内を真空ポンプで10-3Paまで排気すると共に、ゲッタ材を飛散させた後に3時間放置する以外は、実施例１と同様にして電場発光ランプ３を作製した。このようにして得た電場発光ランプ３は、ガラス外囲器２内が10-6Paの真空雰囲気とされていた。これを後述する特性評価に供した。
【００５２】
上述した比較例１、２による従来の電場発光ランプ、および実施例１〜６によるガラス外囲器を有する各電場発光ランプを、それぞれ100V,400Hzの条件で作動させた。そして、点灯1時間経過した後に輝度値（初期輝度）を測定し、この輝度が半分の値になるまでの時間（寿命時間）を測定、評価した。これらの測定結果を表２に示す。
【００５３】
【表２】
【００５４】
表２から明らかなように、本発明の電場発光ランプは、従来の電場発光ランプ（フィルムタイプの電場発光ランプおよびカプセルタイプの電場発光ランプ）に比べて、寿命時間が大幅に向上していることが分かる。なお、初期輝度は比較例１のフィルムタイプの電場発光ランプと同等であった。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の電場発光ランプによれば、従来の電場発光ランプに比べて寿命特性を大幅に改善することができる。従って、輝度特性および寿命特性が共に優れる電場発光ランプを提供することが可能となる。また、電場発光ランプの製造方法によれば、そのような電場発光ランプを容易にかつ確実に得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態による電場発光ランプの概略構成を模式的に示す図である。
【図２】 図１に示す電場発光ランプに用いた分散型電場発光素子の構成例を示す断面図である。
【図３】 本発明の電場発光ランプにおけるガラス外囲器内の真空度と寿命時間との関係の一例を示す図である。
【図４】 本発明の電場発光ランプの作製工程における真空排気工程の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１……電場発光蛍光体粒子，２……ガラス外囲器，３……電場発光ランプ，８……排気管，１１……発光層，１３……背面電極層，１４……透明電極シート
【発明の属する技術分野】
本発明は、分散型電場発光（エレクトロルミネッセンス（ＥＬ））素子を用いた電場発光ランプとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
分散型電場発光素子は、銅やマンガンを付活した硫化亜鉛蛍光体（例えばＺｎＳ：ＣｕやＺｎＳ：Ｃｕ，Ｍｎ）などの電場発光蛍光体粒子を、誘電体マトリックス中に分散含有させて発光層を形成し、この発光層の一方の面（発光面）に沿って透明電極シートを積層すると共に、発光層の他方の面（非発光面）に沿って反射絶縁層および背面電極を順に積層した素子構造を有している。このような分散型電場発光素子を用いて、液晶表示装置のバックライトや照明用ランプなどに使用される電場発光ランプが構成されている。
【０００３】
ところで、銅付活硫化亜鉛蛍光体などの電場発光蛍光体は、空気中の水分と接触することにより発光特性が劣化するという難点を有することから、従来の分散型電場発光素子を用いた電場発光ランプでは、透明電極シート上に吸湿性フィルムを積層し、この積層体を表裏一対の防湿性フィルム（ＰＣＴＦＥフィルムなど）で封止したランプ構造（フィルムタイプと呼称する）が適用されている。
【０００４】
一方、電場発光蛍光体粒子の表面をアルミナ、シリカ、チタニアなどからなる連続被膜（防湿被膜）で覆った電場発光蛍光体（カプセル蛍光体）が実用化されている（特開平4-230996号公報など参照）。このような防湿被膜を有するカプセル蛍光体を用いることによって、発光層自体に防湿性を持たせ、防湿性フィルムの使用を省いた電場発光ランプ（カプセルタイプと呼称する）が広く使用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような電場発光ランプの用途としては、携帯電話やＰＤＡなどの携帯情報端末、携帯ゲーム機、時計、各種機器の液晶表示部のバックライトをはじめとして、表示装置やアウトレジャー用ランプなどが挙げられる。このように、電場発光ランプは種々の分野で幅広く利用されており、特に携帯情報端末などの携帯機器の液晶用バックライトとして期待されている。
【０００６】
電場発光ランプは、通常平面状に形成されるために均一な面発光が得られ、これにより拡散板を使用する必要がないことから省スペース性に優れ、さらに消費電力が少ない、質量が軽いなどの特徴に加えて、1つのデバイスあたりに1つの発光素子を使用すればよいため、電気的な接点が少なく、デバイス製造時のコストや歩留りに優れるというような利点を有している。このように、電場発光ランプは携帯情報端末などのバックライトとして有望な特徴を備えている反面、初期輝度や寿命が他のバックライト、例えばＬＥＤや冷陰極管に比べて劣るという問題を抱えている。以下の表１に各種液晶用バックライトの特性をまとめて示す。
【０００７】
【表１】
表１に示したように、従来の液晶用バックライト（分散型電場発光素子、ＬＥＤ、冷陰極管）はいずれも一長一短がある。さらに、高機能携帯電話やＰＤＡなどの普及に伴って、バックライトなどに要求されるランプ特性も多様化しており、より高度な寿命特性や輝度特性などが要求されるようになってきている。さらに、電場発光ランプの適用範囲も多岐に渡っており、このような点からも特性の改善が求められている。
【０００９】
ここで、従来のカプセルタイプの電場発光ランプにおいては、上述したカプセル蛍光体の防湿被膜（金属酸化物の連続被膜）が電場発光蛍光体粒子の初期輝度を低下させる一因となっており、輝度特性（初期輝度）の改善が求められている。一方、フィルムタイプの電場発光ランプは、初期輝度を低下させることはないものの、ランプに対する要求特性の多様化などに起因して、寿命特性をより一層改善することが求められるようになってきている。このように、上述した分散型電場発光素子の特徴を生かしつつ、より明るくかつ寿命の長い電場発光ランプが強く求められている。
【００１０】
本発明はこのような課題に対処するためになされたもので、初期輝度を劣化させることなく、寿命特性を大幅に改善した電場発光ランプおよびその製造方法を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の電場発光ランプの製造方法は、誘電体マトリックス中に分散含有された蛍光体粒子を有する発光層と、前記発光層の発光側主面に沿って配置された透明電極層と、前記発光層の非発光側主面に沿って配置された背面電極層とを有する分散型電場発光素子と、前記分散型電場発光素子が収容される素子収容部と、前記素子収容部内を真空排気する排気管を備える封止部とを有し、前記素子収容部内が10-2Pa以下の真空雰囲気に保持されている厚さが0.5〜5mmのガラス外囲器とを具備する電場発光ランプの製造方法であって、
前記分散型電場発光素子を前記ガラス外囲器の素子収容部に収容し真空接着剤を用いて前記ガラス外囲器を接合する工程と、前記ガラス外囲器に設けられた排気管を、ゲッタ材が配置された真空容器と真空ポンプとが直列に接続された高真空発生装置に接続し、前記ガラス外囲器内を前記真空ポンプで排気する工程と、前記真空容器の前記真空ポンプ側の一端を封止した後、前記ゲッタ材を加熱して前記真空容器内に飛散させ、その状態で30分以上放置することにより、前記ガラス外囲器内を高真空状態とする工程と、前記真空容器に接続された前記ガラス外囲器の排気管を封着し、前記素子収容部内を10 -2 Pa以下の真空雰囲気に保持しつつ前記ガラス外囲器を真空封止する工程を有し、前記高真空発生装置に接続した後、前記ガラス外囲器を真空封止するまでの間に、分散型電場発光素子を所定の時間点灯させるおよび／または加温することを特徴としている。
【００１３】
本発明の電場発光ランプは、上記本発明の製造方法により得られる電場発光ランプであって、前記分散型電場発光素子を100V,400Hzの条件で点灯した際に、初期輝度から半分の輝度値になるまでの寿命時間が5000時間以上であることを特徴とする。
本発明の電場発光ランプにおいては、分散型の電場発光素子を厚さが0.5〜5mmのガラス外囲器内に収容し、このガラス外囲器内を真空封止している。このように、分散型電場発光素子をガラス外囲器で真空封止することによって、分散型電場発光素子の寿命特性を大幅に改善することができる。特に、ガラス外囲器内を10-2Pa以下の真空雰囲気とすることによって、素子寿命を従来の電場発光ランプに比べて大幅に高めることが可能となる。
【００１４】
本発明の電場発光ランプにおいて、前記ガラス外囲器の排気管は、前記分散型電場発光素子が収容された前記素子収容部内を真空排気する高真空発生装置に接続され、かつ真空排気後に封着される。このような構成を採用することによって、10-2Pa以下というような高真空雰囲気を容易に実現することが可能となる。
【００１６】
本発明の電場発光ランプの製造方法においては、電場発光素子が収容されたガラス外囲器内を真空ポンプで排気した後、ガラス外囲器に接続された真空容器内にゲッタ材を飛散させ、この真空容器内に被着させたゲッタ膜のガス吸着作用（ゲッタ作用）によって、前記ガラス外囲器内を高真空状態としている。このように、ゲッタ材のガス吸着作用を利用することによって、ガラス外囲器内をより高度の真空状態とすることができる。さらに、ガラス外囲器内に直接ゲッタ材を飛散させることは難しいが、ガラス外囲器に接続された真空容器を使用することによって、ゲッタ材のガス吸着作用を容易に利用することが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
【００１８】
図１は本発明の一実施形態による電場発光ランプの構造を模式的に示す図であり、図１（ａ）は電場発光ランプの要部構造を模式的に断面図、図１（ｂ）はその平面図である。同図において、１は分散型の電場発光素子であり、この分散型電場発光素子１はガラス外囲器２の素子収容部２ａ内に収容されている。分散型電場発光素子１が収容されたガラス外囲器２は真空封止されており、このような状態で電場発光ランプ３が構成されている。
【００１９】
分散型電場発光素子１は、図２に示すように、電場発光用の蛍光体粒子を例えばシアノエチルセルロースのような高誘電率を有する有機高分子バインダ（有機誘電体）中に分散含有させた発光層１１を有している。電場発光（ＥＬ）用の蛍光体粒子１としては、硫化亜鉛蛍光体（ＺｎＳ）などの各種の電場発光蛍光体が用いられる。特に、銅付活硫化亜鉛蛍光体（ＺｎＳ：Ｃｕ）、銅およびマンガン付活硫化亜鉛蛍光体（ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｍｎ）などの高発光効率の電場発光蛍光体を用いることが好ましい。
【００２０】
上記したＺｎＳ：Ｃｕ蛍光体において、Ｃｕの含有量（付活量）は0.01〜0.15質量％の範囲とすることが好ましい。Ｃｕの付活量を上記した範囲内に制御することによって、特に高発光効率が得られる。同様に、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｍｎ蛍光体において、Ｃｕの含有量は0.01〜0.15質量％の範囲、Ｍｎの含有量は0.1〜3質量％の範囲とすることが好ましい。
【００２１】
発光層１１の一方の主面（非発光面）上には、例えばＴｉＯ2やＢａＴｉＯ3などの高反射性無機酸化物粉末をシアノエチルセルロースなどの高誘電率を有する有機高分子バインダ中に分散含有させた反射絶縁層１２が積層形成されている。Ａｌ箔のような金属箔、あるいはＡｌやカーボンなどの塗布層からなる背面電極層１３は、反射絶縁層１２を介して、発光層１１の一方の主面上に一体的に配置されている。
【００２２】
発光層１１の他方の主面（発光面）上には、ポリエステル（ＰＥＴ）フィルムのような透明絶縁フィルム上にＩＴＯ膜などを被着形成した透明電極層（透明電極シート）１４が一体的に配置されている。透明電極シート１４は電極膜（ＩＴＯ膜）が発光層１１と対向するように配置されている。
【００２３】
そして、これら透明電極層１４、発光層１１、反射絶縁層１２および背面電極層１３を例えば熱圧着することによって、分散型電場発光素子１が構成されている。なお、図２では図示を省略したが、背面電極層１３および透明電極層１４からはそれぞれ電極が引き出されており、これら電極から発光層１２に交流電圧が印加されるように構成されている。
【００２４】
ガラス外囲器２は容器形状の下部構造体４を有し、この下部構造体４の上面開放部を上部蓋体（蓋用ガラス基板）５で気密封止することによって、素子収容部２ａが形成される。下部構造体４と上部蓋体５とは、素子収容部２ａの真空封止状態を維持し得る接合材（例えば真空接着剤）により接合される。この接合部は封止部の一部を構成している。
【００２５】
これらガラス外囲器２の下部構造体４および上部蓋体５は、いずれも厚さが0.5〜5mmの範囲の高強度ガラス板により構成されている。高強度ガラス板の厚さが0.5mm未満であると、ランプ製造工程などにおいて破損などが生じやすくなり、電場発光ランプ３の製造歩留りの低下などを招くおそれがある。一方、高強度ガラス板の厚さが5mmを超えると、電場発光ランプ３の全体としての厚さが厚くなりすぎて、例えば電場発光ランプ３を液晶表装置のバックライトなどとして用いる際の省スペース性などが損なわれることになる。
【００２６】
また、ガラス外囲器２の下部構造体４には予め外部引出し用リード６、７が設けられており、これら外部引出し用リード６、７は素子収容部２ａの真空封止状態を維持し得るように下部構造体４に設置されている。外部引出し用リード６、７は、例えば下部構造体４に溶着される。さらに、ガラス外囲器２の下部構造体４には、素子収容部２ａ内を真空排気する排気管８が設けられおり、この排気管８は素子収容部内２ａを真空排気した後に溶融・封着される。そして、ガラス外囲器２の封止部を主として構成する排気管８を溶融・封着することによって、素子収容部内２ａは高真空状態に維持されるものである。
【００２７】
分散型電場発光素子１は、まず容器形状の下部構造体４内に配置され、この状態で分散型電場発光素子１のリード端子１ａ、１ｂとガラス外囲器２の外部引出し用リード６、７とがそれぞれ電気的に接続される。次いで、上部蓋体５で下部構造体４の上面開放部を気密封止することによって、分散型電場発光素子１はガラス外囲器２内に収容された状態となる。そして、後に詳述するように、排気管８を利用して素子収容部内２ａを真空排気し、さらに排気管８を溶融・封着することによって、分散型電場発光素子１をガラス外囲器２により真空封止した電場発光ランプ３が得られる。
【００２８】
上述したような構成を有する電場発光ランプ３においては、分散型電場発光素子１をガラス外囲器２で真空封止しているため、分散型電場発光素子１の寿命特性を大幅に改善することができる。図３はこのような電場発光ランプ３のガラス外囲器２内の真空状態（真空圧）と分散型電場発光素子１の寿命特性（寿命時間）との関係の一例を示す図である。なお、寿命時間は分散型電場発光素子１を100V,400Hzの条件で点灯した際に、初期輝度（素子点灯1時間後の輝度）から半分の輝度値になるまでの時間で示す。
【００２９】
図３から明らかなように、ガラス外囲器２内の真空度が10-1Pa程度の場合には、分散型電場発光素子１の寿命時間は1000時間程度であるが、ガラス外囲器２内の真空度を10-1.5Paまで上げることによって、従来の電場発光ランプと同等（3000時間程度）となる。そして、ガラス外囲器２内を10-2Pa以下とすることによって、5000時間以上という寿命特性が得られることが分かる。
従って、本発明の電場発光ランプ３においては、ガラス外囲器２（素子収容部２ａ）内を10-2Pa以下の真空雰囲気に保持することが好ましい。
【００３０】
このように、ガラス外囲器２内を10-2Pa以下の真空雰囲気に保持することによって、従来の電場発光ランプでは3000時間程度であった寿命特性を大幅に改善し、5000時間以上という寿命時間を得ることが可能となる。さらに、図３からはガラス外囲器２内の真空度をさらに高める（圧力を下げる）ことによって、分散型電場発光素子１の寿命時間がより一層向上することが分かる。例えば、ガラス外囲器２内の真空度を10-3Paまで高めることによって、分散型電場発光素子１の寿命時間は7500時間まで向上し、さらに10-5Paでは10000時間というような寿命時間を得ることが可能となる。すなわち、本発明によれば電場発光ランプ３の大幅な寿命特性の改善効果を得ることができる。
【００３１】
本発明の電場発光ランプ３を作製するにあたって、分散型電場発光素子１が収容されたガラス外囲器２内の真空排気は、通常の真空ポンプのみによって実施してもよいが、以下に詳述するように、ゲッタ材を併用して高真空状態を形成することが好ましい。上述したように、本発明の電場発光ランプ３においては、ガラス外囲器２内の真空度を高めることが重要であるため、高真空状態を形成する上でゲッタ材を併用することが好ましい。
【００３２】
すなわち、分散型電場発光素子１が収容されたガラス外囲器２の排気管８に、図４に示すように高真空発生装置２１を接続する。高真空発生装置２１はゲッタ材２２が配置された真空容器（密閉容器）２３と真空ポンプ２４とを有し、これらを直列に接続して構成されている。ゲッタ材２２には一般的なゲッタ材、例えばＢａ−Ａｌ合金粉末とＮｉ粉末との混合物などが用いられる。高真空発生装置２１は真空容器２３が電場発光ランプ３の排気管８に接続されるように配置する。真空容器２３にはガラスバルブなどを用いることができる。真空容器２３と真空ポンプ２４との間には、真空バルブ２５が介挿されている。
【００３３】
このような高真空発生装置２１を用いて、以下のようにしてガラス外囲器２内を高真空状態とする。まず、真空ポンプ２４を作動させて、ガラス外囲器２内および真空容器２３内の排気する。真空ポンプ２４のレベルに応じた真空状態まで排気した後、真空バルブ２５を閉めることによって、ガラス外囲器２内と真空容器２３内をこれらの間だけで繋がった閉鎖空間とする。なお、真空バルブ２５の使用に代えて、真空容器２３と真空ポンプ２４との間を繋ぐ管を溶融して封止し、これにより閉じられた空間を形成するようにしてもよい。
【００３４】
次いで、真空容器２３の周囲に配置した高周波発生装置（図示せず）によりゲッタ材２２を加熱し、真空容器２３内にゲッタ材２２を飛散させる。このゲッタ材２２の飛散（ゲッタフラッシュ）によって、ガス吸着作用（ゲッタ作用）を有するゲッタ膜が真空容器２３内に形成される。真空容器２３内にゲッタ膜を形成した後に、例えば30分以上放置することによって、ガラス外囲器２内に残存しているガス成分はゲッタ膜に吸着され、これによりガラス外囲器２内を高真空状態とすることができる。
【００３５】
この後、真空容器２３に接続されている排気管８を溶融・封着することによって、分散型電場発光素子１が収容されたガラス外囲器２を真空封止する。なお、電場発光ランプ３内の脱ガスを促進するために、真空バルブ２５を閉じる前に、あるいは排気管８を封着する前に、分散型電場発光素子１をしばらくの間点灯させるようにしてもよい。これによって、分散型電場発光素子１内に吸着しているガス成分をより確実に除去することができる。
【００３６】
上述したような真空ポンプ２４による排気工程とゲッタ材２２による真空工程とを実施することによって、確実にガラス外囲器２内を10-2Pa以下の真空雰囲気とすることができる。特に、10-3Pa以下というような高真空雰囲気についても、ゲッタ材２２を併用することで容易に実現することが可能となる。
【００３７】
さらに、ガラス外囲器２内に直接ゲッタ材２２を飛散させることは難しいが、ガラス外囲器に接続された真空容器２３を使用し、この真空容器２３内にゲッタ材２２を飛散（ゲッタフラッシュ）させることによって、ゲッタ材２３のガス吸着作用を容易に利用することができる。これによって、ガラス外囲器２内を高真空雰囲気とした電場発光ランプ３、言い替えると高寿命の電場発光ランプ３を確実にかつ容易に得ることが可能となる。
【００３８】
【実施例】
次に、本発明の具体的な実施例およびその評価結果について述べる。
【００３９】
比較例１
まず、高誘電率の有機樹脂バインダをアセトンとメチルエチルケトンの混合溶媒に溶解したバインダ溶液200cc中に、ＺｎＳ：Ｃｕ蛍光体100gを分散させて蛍光体スラリーを作製した。これとは別に、同様のバインダ溶液300ccにチタン酸バリウム粉末100gを分散させてスラリーを作製した。
【００４０】
次いで、厚さ100μmのアルミ箔（背面電極層）にチタン酸バリウムスラリーを塗布、乾燥した後、その上から蛍光体スラリーを塗布、乾燥した。得られた蛍光体膜（発光層）上に透明電極シート（透明電極層）を載置し、背面電極層と透明電極層の各エッジ部に導電性接着剤を付けた電極を配置した後、ラミネータを通して熱圧着した。この熱圧着物を乾燥機に入れ、80℃で10時間乾燥した後、発光部を50mm四方の正方形に切断した。
【００４１】
このようにして作製した分散型電場発光素子を、ＰＣＴＦＥ製防湿フィルムで挟んでラミネータで熱圧着することによって、従来のフィルムタイプの電場発光ランプを得た。これを後述する特性評価に供した。
【００４２】
比較例２
酸化アルミニウムをベースとする防湿被膜でコーティングしたＺｎＳ：Ｃｕ蛍光体粉末100gを、高誘電率の有機樹脂バインダをアセトンとメチルエチルケトンの混合溶媒に溶解したバインダ溶液200cc中に分散させ、蛍光体スラリーを作製した。これとは別に、同様のバインダ溶液300ccにチタン酸バリウム粉末100gを分散させてスラリーを作製した。
【００４３】
厚さ100μmのアルミ箔（背面電極層）にチタン酸バリウムスラリーを塗布、乾燥した後、その上から蛍光体スラリーを塗布、乾燥した。得られた蛍光体膜（発光層）上に透明電極シート（透明電極層）を載置し、背面電極層と透明電極層の各エッジ部に導電性接着剤を付けた電極を配置した後、ラミネータを通して熱圧着した。この熱圧着物を乾燥機に入れ、80℃で10時間乾燥した後、発光部を50mm四方の正方形に切断して、従来のカプセルタイプの電場発光ランプを得た。これを後述する特性評価に供した。
【００４４】
実施例１
比較例１と同様にして作製した分散型電場発光素子１（発光部：50mm四方の正方形）を、ガラス外囲器２内に収容して電場発光ランプ３を作製した。なお、下部構造体４と上部蓋体５とは、真空接着剤（TORR SEAL BARIAN社製）を用いて接合した。
【００４５】
次に、図４に示したように、上記した電場発光ランプ３の排気管８を高真空発生装置２１に接続した。そして、まず真空ポンプ２４を作動させて、ガラス外囲器２内および真空容器２３内の10-3Paまで排気した後、真空バルブ２５を閉じた。次いで、真空容器２３の周囲に配置した高周波発生装置（図示せず）によりゲッタ材２２を加熱し、真空容器２３内にゲッタ材２２を飛散させた後、1時間放置してガラス外囲器２内に残存しているガス成分を吸着した。
【００４６】
この後、真空容器２３に接続されている排気管８を溶融・封着することによって、分散型電場発光素子１が収容されたガラス外囲器２を真空封止した。このような真空工程によって、ガラス外囲器２内を10-3Paの真空雰囲気とした電場発光ランプ３を得た。これを後述する特性評価に供した。
【００４７】
実施例２
上記した実施例１において、ガラス外囲器２内を真空ポンプで10-2Paまで排気する以外は、実施例１と同様にして電場発光ランプ３を作製した。このようにして得た電場発光ランプ３は、ガラス外囲器２内が10-2Paの真空雰囲気とされていた。これを後述する特性評価に供した。
【００４８】
実施例３
上記した実施例１において、ガラス外囲器２内を真空ポンプで10-1Paまで排気する以外は、実施例１と同様にして電場発光ランプ３を作製した。このようにして得た電場発光ランプ３は、ガラス外囲器２内が10-1.5Paの真空雰囲気とされていた。これを後述する特性評価に供した。
【００４９】
実施例４
上記した実施例１において、排気システム全体を70℃の恒温下においた状態で、ガラス外囲器２内を真空ポンプで10-3Paまで排気する以外は、実施例１と同様にして電場発光ランプ３を作製した。このようにして得た電場発光ランプ３は、ガラス外囲器２内が10-5Paの真空雰囲気とされていた。これを後述する特性評価に供した。
【００５０】
実施例５
上記した実施例１において、排気システム全体を70℃の恒温下においた状態で、ガラス外囲器２内を真空ポンプで10-2Paまで排気する以外は、実施例１と同様にして電場発光ランプ３を作製した。このようにして得た電場発光ランプ３は、ガラス外囲器２内が10-4Paの真空雰囲気とされていた。これを後述する特性評価に供した。
【００５１】
実施例６
上記した実施例１において、排気システム全体を70℃の恒温下においた状態で、ガラス外囲器２内を真空ポンプで10-3Paまで排気すると共に、ゲッタ材を飛散させた後に3時間放置する以外は、実施例１と同様にして電場発光ランプ３を作製した。このようにして得た電場発光ランプ３は、ガラス外囲器２内が10-6Paの真空雰囲気とされていた。これを後述する特性評価に供した。
【００５２】
上述した比較例１、２による従来の電場発光ランプ、および実施例１〜６によるガラス外囲器を有する各電場発光ランプを、それぞれ100V,400Hzの条件で作動させた。そして、点灯1時間経過した後に輝度値（初期輝度）を測定し、この輝度が半分の値になるまでの時間（寿命時間）を測定、評価した。これらの測定結果を表２に示す。
【００５３】
【表２】
表２から明らかなように、本発明の電場発光ランプは、従来の電場発光ランプ（フィルムタイプの電場発光ランプおよびカプセルタイプの電場発光ランプ）に比べて、寿命時間が大幅に向上していることが分かる。なお、初期輝度は比較例１のフィルムタイプの電場発光ランプと同等であった。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の電場発光ランプによれば、従来の電場発光ランプに比べて寿命特性を大幅に改善することができる。従って、輝度特性および寿命特性が共に優れる電場発光ランプを提供することが可能となる。また、電場発光ランプの製造方法によれば、そのような電場発光ランプを容易にかつ確実に得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態による電場発光ランプの概略構成を模式的に示す図である。
【図２】 図１に示す電場発光ランプに用いた分散型電場発光素子の構成例を示す断面図である。
【図３】 本発明の電場発光ランプにおけるガラス外囲器内の真空度と寿命時間との関係の一例を示す図である。
【図４】 本発明の電場発光ランプの作製工程における真空排気工程の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１……電場発光蛍光体粒子，２……ガラス外囲器，３……電場発光ランプ，８……排気管，１１……発光層，１３……背面電極層，１４……透明電極シート
Claims (2)
- 誘電体マトリックス中に分散含有された蛍光体粒子を有する発光層と、前記発光層の発光側主面に沿って配置された透明電極層と、前記発光層の非発光側主面に沿って配置された背面電極層とを有する分散型電場発光素子と、前記分散型電場発光素子が収容される素子収容部と、前記素子収容部内を真空排気する排気管を備える封止部とを有し、前記素子収容部内が10 -2 Pa以下の真空雰囲気に保持されている厚さが0.5〜5mmのガラス外囲器とを具備する電場発光ランプの製造方法であって、
前記分散型電場発光素子を前記ガラス外囲器の素子収容部に収容し真空接着剤を用いて前記ガラス外囲器を接合する工程と、
前記ガラス外囲器に設けられた排気管を、ゲッタ材が配置された真空容器と真空ポンプとが直列に接続された高真空発生装置に接続し、前記ガラス外囲器内を前記真空ポンプで排気する工程と、
前記真空容器の前記真空ポンプ側の一端を封止した後、前記ゲッタ材を加熱して前記真空容器内に飛散させ、その状態で30分以上放置することにより、前記ガラス外囲器内を高真空状態とする工程と、
前記真空容器に接続された前記ガラス外囲器の排気管を封着し、前記素子収容部内を10-2Pa以下の真空雰囲気に保持しつつ前記ガラス外囲器を真空封止する工程を有し、
前記高真空発生装置に接続した後、前記ガラス外囲器を真空封止するまでの間に、前記分散型電場発光素子を所定の時間点灯させるおよび／または加温することを特徴とする電場発光ランプの製造方法。 - 請求項１記載の電場発光ランプの製造方法により得られる電場発光ランプであって、
前記分散型電場発光素子を100V,400Hzの条件で点灯した際に、初期輝度から半分の輝度値になるまでの寿命時間が5000時間以上であることを特徴とする電場発光ランプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001127605A JP4805472B2 (ja) | 2001-04-25 | 2001-04-25 | 電場発光ランプの製造方法およびそれにより得られる電場発光ランプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001127605A JP4805472B2 (ja) | 2001-04-25 | 2001-04-25 | 電場発光ランプの製造方法およびそれにより得られる電場発光ランプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002324663A JP2002324663A (ja) | 2002-11-08 |
| JP4805472B2 true JP4805472B2 (ja) | 2011-11-02 |
Family
ID=18976448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001127605A Expired - Lifetime JP4805472B2 (ja) | 2001-04-25 | 2001-04-25 | 電場発光ランプの製造方法およびそれにより得られる電場発光ランプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4805472B2 (ja) |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62295090A (ja) * | 1986-06-14 | 1987-12-22 | 双葉電子工業株式会社 | 電界発光表示パネルとその製造方法 |
| JPS6351092A (ja) * | 1986-08-21 | 1988-03-04 | 株式会社 興人 | 分散型ｅｌ素子の製造方法及び装置 |
| JPS6358514A (ja) * | 1986-08-29 | 1988-03-14 | Mitsubishi Electric Corp | 回転機を内蔵した真空容器の真空度制御装置 |
| JPS6375783A (ja) * | 1986-09-19 | 1988-04-06 | 双葉電子工業株式会社 | 電界発光表示パネル |
| JPS63226684A (ja) * | 1986-10-31 | 1988-09-21 | 双葉電子工業株式会社 | 電界発光表示パネル |
| JPH0680639B2 (ja) * | 1987-05-25 | 1994-10-12 | 東京エレクトロン株式会社 | 半導体ウエハの処理方法 |
| JPH051664A (ja) * | 1991-06-25 | 1993-01-08 | Shimadzu Corp | 真空排気装置 |
| JPH0533768A (ja) * | 1991-07-26 | 1993-02-09 | Japan Steel Works Ltd:The | 真空排気方法及びその装置 |
| JPH05182765A (ja) * | 1992-01-06 | 1993-07-23 | Kohjin Co Ltd | 分散型ｅｌ素子用バインダー並びに分散型ｅｌ素子 |
| JP3290697B2 (ja) * | 1992-04-30 | 2002-06-10 | 株式会社東芝 | 真空排気装置 |
| JPH05326148A (ja) * | 1992-05-26 | 1993-12-10 | Kohjin Co Ltd | 分散型ｅｌ素子並びに分散型ｅｌ素子用バインダーの保存 安定化方法 |
| JP3323606B2 (ja) * | 1993-11-11 | 2002-09-09 | キヤノン株式会社 | 画像表示装置 |
| JPH08210251A (ja) * | 1995-02-06 | 1996-08-20 | Toshiba Corp | ゲッターポンプとその製造方法 |
| JPH10335061A (ja) * | 1997-06-04 | 1998-12-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 有機ｅｌ素子の製造方法及びその製造装置 |
| JP2000117093A (ja) * | 1998-10-14 | 2000-04-25 | Nippon Sanso Corp | 極高真空環境装置及び極高真空環境の形成方法 |
-
2001
- 2001-04-25 JP JP2001127605A patent/JP4805472B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002324663A (ja) | 2002-11-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1736522A1 (en) | Field-emission phosphor, its manufacturing method, and field-emission device | |
| WO1988002209A1 (en) | Thin-film el device | |
| WO2005051045B1 (ja) | 発光素子 | |
| JP4805472B2 (ja) | 電場発光ランプの製造方法およびそれにより得られる電場発光ランプ | |
| US7800293B2 (en) | Field emission lamp and method for making the same | |
| JPS6351092A (ja) | 分散型ｅｌ素子の製造方法及び装置 | |
| JPH0758636B2 (ja) | 電界発光灯 | |
| JP2001015065A (ja) | 冷陰極蛍光ランプ及びその製造方法 | |
| KR101280551B1 (ko) | 무기 발광 소자와 이의 제조방법 | |
| JP3664396B2 (ja) | 電球型蛍光ランプ | |
| JPS62295090A (ja) | 電界発光表示パネルとその製造方法 | |
| JPH07142031A (ja) | 放電ランプ電極 | |
| JPH0514477Y2 (ja) | ||
| JP2003165972A (ja) | 電場発光蛍光体とそれを用いた電場発光素子 | |
| TWI258042B (en) | Fluorescent lamp and manufacturing method thereof | |
| JP4165721B2 (ja) | 蛍光ランプおよび照明装置 | |
| CN217736956U (zh) | 发光灯丝及led灯 | |
| JP2003187750A (ja) | 蛍光ランプおよび照明装置 | |
| JP2000100571A (ja) | 分散型ｅｌ素子 | |
| JPH049756Y2 (ja) | ||
| JP2002322473A (ja) | 電場発光蛍光体とそれを用いた電場発光素子 | |
| JP3673624B2 (ja) | エミッタ、電極、冷陰極蛍光ランプおよび照明装置 | |
| JPH02160398A (ja) | 分散型ｅｌ素子の製造方法 | |
| JP2002270379A (ja) | エレクトロルミネッセンス | |
| JP2002033188A (ja) | 有機ｅｌ表示装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080404 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100616 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100629 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100830 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20100830 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101012 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110315 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110614 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20110622 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110719 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110811 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4805472 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140819 Year of fee payment: 3 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313114 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |