JPH03138890A

JPH03138890A - Ｅｌランプ

Info

Publication number: JPH03138890A
Application number: JP1276257A
Authority: JP
Inventors: Akito Kishi; 岸　明人
Original assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Current assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Priority date: 1989-10-23
Filing date: 1989-10-23
Publication date: 1991-06-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】【産業上の利用分野】

この発明は、ＥＬクランプ改良に間し、特に、発光体層
の蛍光体粒子と、発光体層および誘電体層とを改良した
ＥＬクランプ関する。

【従来の技術ならびにその課題】

ＥＬクランプ、他の発光体に比較して極めて薄くできる
特長がある。この特長が生かされて、ＥＬクランプ種々
の用途に利用されている。例えば、ラップトツブコンピ
ュータのモニターに使用される液晶のバック照明として
多用されている。この用途に使用されるＥＬクランプ、電池の消費電力が
少ないことと、発光輝度が高くて長寿命であることが要
求される。ところが、従来のＥＬクランプ、発光輝度が他の光源に
比較して低い欠点がある。発光出力が高くて、消費電力
の少ないＥＬクランプ、ラップトツブコンピュータのバ
ック照明に理想的な発光体となる。ＥＬクランプ、電球や蛍光ランプと同様に、供給電力を
大きくしで明るくできる。ＥＬクランプ容量成分が大き
いので、交流電源の周波数を高くし、あるいは、電源電
圧を高くして供給電力を高くできる。ところが、供給電
力を大きくすると、ＥＬクランプ寿命が短くなる弊害が
ある。寿命と輝度とは互いに相反する特性である。現在
柱々の用途に使用されているＥＬクランプ、充分に満足
できる発光出力と寿命特性とを実現するものではない。このため、寿命が長くて、明るいＥＬクランプ切望され
ている。このことを実現するには、ＥＬクランプ供給電
力を増加させることなく、発光輝度を高くするという難
しい問題を解決しなければならない。いいかえると、Ｅ
Ｌクランプは、いかにして消費電力当りの発光輝度を高
くできるかが極めて大切である。また、ＥＬクランプ、空気中の水分が外皮フィルムを浸
透して輝度が低下する。これは、水分で発光体層の蛍光
体粒子が劣化することが原因である。寿命を延長する為
に種々の新技術が開発されている。例えば、蛍光体粒子の分散バインダーに、硫黄を混合し
て寿命を延長するＥＬクランプ開発されている。しかし
ながら、このＥＬクランプ、寿命を長くすると、大切な
発光輝度が低下し、発光輝度を高くすると、寿命が短く
なる欠点がある。寿命を短くすることなく、ＥＬクランプ輝度を高くする
ために、種々の新技術が開発されている。例えば、発光体層と誘電体層との膜厚を調整したＥＬク
ランプ開発されている（特開昭６４−５７５９４号公報
）。このＥＬクランプ、 ■　発光体層の膜厚を５０〜８０μに、■　誘電体層の
膜厚を１０〜２０μに調整して発光輝度を高くしている
。しかしながら、このＥＬクランプ発光特性をさらに向上
させるＥＬクランプ多種多様な用途に切望されているの
が実状である。さらに、ＥＬクランプ、発光体層と誘電体層との膜厚の
バラツキによって、局部的な発光斑を生ずる。発光斑を
少なくするには、発光体層と誘電体層とを均一な膜厚に
する必要がある。極めて薄く塗布される発光体層を、均
一な膜厚に塗布するには、極めて高度な技術を必要とし
、現在市販されているほとんどのＥＬクランプ、発光斑
ができているのが実状である。本発明者は、これら従来の欠点を解決することを目的に
、膨大な実験と試行錯誤とを繰り返した結果、極めて限
定された条件を満足することによって、ＥＬクランプ発
光特性を著しく改善することに成功した。従って、この発明の重要な目的は、消費電力当りの発光
出力が高く、均一な発光面を実現できるＥＬクランプ提
供するにある。また、この発明の他の重要な目的は、寿命を短くするこ
となく、明るく点灯できるＥＬクランプ提供するにある
。

【従来の課題を解決する為の手段】

この発明のＥＬクランプ、前面電極と背面電極との間に
発光体層と誘電体層とを介在させている。さらに、この発明のＥＬクランプ、 ■　発光体層の膜厚を、２０μより厚くて５０μより薄
くし、 ■　誘電体層の膜厚を１０μよりも厚くて３０μよりも
薄くし、 ■　ざらに、蛍光体の平均粒子径を５μよりも大きく２
０μよりも小さい範囲に特定している。この発明のＥＬクランプ、■〜■で特定された数値が互
いに影響を与える。ＥＬクランプ発光特性を改善するに
は、■、■、■全ての数値を満足しなければならない。この発明のＥＬクランプ、蛍光体の平均粒子径を前述の
範囲に特定すると共に、発光体層の膜厚を２０〜５０μ
とし、誘電体層の膜厚をｌＯ〜３０として発光効率を改
善している。蛍光体の平均粒子径と誘電体層の膜厚とを前述の範囲に
特定して、発光体層の膜厚を２０　／ｌ以下にすると発
光効率が低下し、膜厚を５０μ以上にすると、発光効率
と発光出力の両方が下がってしまう。また、誘電体層の膜厚も、１０〜３０μの範囲とすると
発光効率が高くなり、ｌＯμよりも薄くても、また、３
０μよりも厚くても発光効率が下がってしまう。さらに、蛍光体の平均粒子径も、５μよりも小さく、ま
た、２０μよりも大きくなると、発光効率が低くなり、
また、２０μ以上の蛍光体は、発光体層と誘電体層とを
前述の範囲として発光効率を高くできない。

【作用効果】

ＥＬクランプ発光体層と誘電体層を薄くすると、流れる
電流が多くなる。発光体層と誘電体層とを薄くすると、
電極間の静電容量が増加するからである。ＥＬクランプ
、流れる電流が大きくなると、供給電力が増加して明る
く発光する。このことからすれば、ＥＬクランプ発光体
層と誘電体層とを薄くすればするほど明るく発光するこ
とになる。ところが、発光体層の膜厚がある厚みよりも薄くなると
消費電力当りの発光出力が低下して、明るくならない特
性がある。さらに、蛍光体の平均粒子径を小さくすると、より均一
な発光体層となって発光斑が少なくなることに加えて、
特定膜厚の発光体層の発光効率を改善することが可能で
ある。ただ、蛍光体の平均粒子径を特定するだけで、全
ての膜厚の発光体層の発光効率を改善できるわけではな
い。この発明のＥＬクランプ、蛍光体の平均粒子径と、
発光体層の膜厚とを特定することによって、発光効率を
改善するものである。また、発光体層の背面に設けられる誘電体層は、発光体
層に比較して誘電率が高いので、発光体層に比べると、
膜厚に対する発光効率の変化は少ない。しかしながら、
誘電体層も、膜厚によって発光効率が変化する。誘電体
層が厚すぎると電極間の静電容量が増加すると共に、誘
電体層が電力の一部を消費してジュール熱を発生し、全
体としての発光効率が低下する。また、誘電体層は、発
光体層の光を反射して発光体層の前面から放射する反射
膜の働きもあるので、薄すぎても発光効率が低下する。この発明のＥＬクランプ如何に優れた発光特性を示すか
は、第１図と第２図とに示されている。第１図において、曲線Ａはこの発明のＥＬクランプ特性
を示し、曲線Ｂは、従来のＥＬクランプ特性を示してい
る。この図の曲線Ａで示すように、この発明のＥＬクラ
ンプ、発光体層１の厚さを、２０〜５０μの範囲として
、最も優れた発光特性を実現する。ただし、第１図において、曲線Ａは、蛍光体に、平均粒
子径が１２Ｂである硫化亜鉛蛍光体を使用し、誘電体層
の膜厚を２０　ＩｔとしたＥＬクランプ特性を示してい
る。曲線Ｂで示す従来のＥＬクランプ、蛍光体に、平均粒子
径が３０μの硫化亜鉛蛍光体を使用し、誘電体層の膜厚
を１５μとした。曲線ＡおよびＢの発光特性は、ＥＬクランプ発光輝度が
１００ニツトとなるように電源電圧を調整し、電源周波
数は５００Ｈｚ一定として、消費電力当りの発光輝度を
測定した。第２図は、誘電体層の膜厚に対するＥＬクランプ発光輝
度を示している。この図に示すように、この発明のＥＬ
クランプ、誘電体層の膜厚を特定の範囲とすることによ
って、極めて優れた発光特性を示している。ただし、第２図は、発光体層の膜厚を３５μ、蛍光体の
平均粒子径を１２μとし、ＥＬクランプ発光輝度が１０
０ニツトとなるように電源電圧を調整し、電源周波数は
５００Ｈｚ一定として、消費電力当りの発光輝度を測定
した。さらに、この発明のＥＬクランプ、発光体層に平均粒子
径が５〜２０μと極めて微細な蛍光体を使用しているの
で、発光体層の発光斑を少なくでき、前面が均一に発光
できる特長も実現する。さらに、この発明のＥＬクランプ、第１図と第２図とに
示すように、従来のＥＬクランプ卓越する優れた発光効
率を実現するが、この特性は、発光体層と誘電体層の膜
厚に加えて、蛍光体の平均粒子径を特定の範囲に調整し
て実現している。蛍光体の平均粒子径は、小さすぎても
大きすぎても第１図の特性を実現できない。蛍光体の平
均粒子径が小さすぎると、蛍光体自体の発光輝度が低下
してＥＬクランプした状態での総合的な発光効率が低下
する。反対に、蛍光体の平均粒子径が大きすぎると、第
１図に示すように発光体層の膜厚が厚い領域で発光効率
が高くなるので、発光効率の最大値も低くなる。したが
って、この発明のＥＬクランプ、発光体層および誘電体
層の膜厚に加えて、蛍光体の平均粒子径を特定の範囲に
制限して、発光効率を改善している。さらに、この発明のＥＬクランプ、発光体層に平均粒子
径が５〜２０μと極めて微細な蛍光体を使用しているの
で、発光体層の発光斑を少なくでき、前面が均一に発光
できる特長も実現する。さらにまた、この発明のＥＬクランプ、発光効・率を高
くして、発光輝度を高くしている。いいかえると、ＥＬ
クランプ供給する電力を増加させることなく発光輝度を
高くしている。このため、人力電力を増加することなく
明るくできるので、寿命を延長して発光輝度を高くでき
る特長も実現す

【好ましい実施例】

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。但し、以下に示す実施例は、この発明の技術思想を具体
化する為のＥＬクランプ例示するものであって、この発
明のＥＬクランプ、構成部品の材質、形状、構造、配置
を下記の構造に特定するものでない。この発明のＥＬク
ランプ、特許請求の範囲に記載の範囲に於て、種々の変
更が加えられる。第３図に示すＥＬクランプ、発光体層ｌと、その背面に
位置する誘電体層２と、発光体層１の前面に設けられた
前面電極３と、誘電体層２の背面に設けられた背面電極
４と、これらを包囲して外気を遮断するための捕水フィ
ルム５．６と、これら全体を気密に包囲する外皮フィル
ム７．８とで構成されている。発光体層１は、蛍光体粒子を、バインダーに均一に分散
して、光を反射する誘電体層２の表面に塗布して設けら
れる。蛍光体粒子は、全面に均一に塗布して、発光斑ができな
いように、平均粒子径を５〜２０μ、好ましくは、８〜
１３μに調整する。発光体層１の膜厚は、２０μよりも
厚く、５０　Ｂよりも薄く調整される。好ましくは、発
光体層１の膜厚は、２５〜４０μの範囲に調整される。蛍光体には、硫化亜鉛蛍光体が使用できる。発光体層１に使用する硫化亜鉛蛍光体には、ＺｎＳ：　
Ｃｕ、Ｂｒ蛍光体が最適である。この蛍光体は、例えば
、次の工程で製造できる。ＺｎＳ粉末８００ｇに対し、Ｃｕ　（ＣＨ３ＣＯＯ）２
・Ｈ２Ｏを１０　ｇ、　　Ｎ　ＨＵＢ　ｒを２０ｇ添加
して混合する。これを乾燥した後、温度９００℃で６時
間焼成する。冷却後湿式粉砕し、充分水洗してろ過乾燥
する。硫化亜鉛蛍光体は、付活剤とその含有量で発光色と発光
輝度とが変化する。鋼と臭素とで付活された硫化亜鉛蛍
光体は、付活剤の含有量が高くなると発光色の緑色に近
付いてピーク波長が長くなり、反対に付活剤が減少する
と、青色に近付いてピーク波長が短くなる。硫化亜鉛蛍
光体の発光色は、要求される発光ピークと輝度とを考慮
して最適値に調整される。発光体層ｌは、蛍光体粒子に顔料を添加して、発光色を
調整することもできる。硫化亜鉛蛍光体に含まれる銅の含有量によって、ＥＬ発
光素子は発光輝度が変化する。銅の含有量が特定の範囲
で硫化亜鉛蛍光体の発光輝度が最大となり、多すぎても
、あるいは、少なすぎても発光輝度は低下する。従って、ＣｕとＢｒの含有率は、発光色と発光輝度とを
考慮して、通常１０ＸＩＯ−’≦Ｃｕ　／　ＺＩＩＳ≦
５０Ｘ１０−’の範囲に調整される。また、銅と臭素とで付活された硫化亜鉛蛍光体は、Ｃｕ
とＢｒのモル量がほぼ等しく、例えば臭素に対する銅の
モル比が、０．６≦Ｃｕ／Ｂｒ≦１、　５の範囲に調整
される。バインダーには、シアノエチルセルローズ等の有機バイ
ンダーが使用される。誘電体層２は、発光体層ｌの有機バインダー溶液と同様
な有機バインダー溶液に、ＢａＴｉＯ３等の強誘電物質
の粉末を分散させたものを電極層４に塗布乾燥して形成
されている。誘電体層２の膜厚は、第２図に示すように、厚すぎても
薄すぎても発光効率が低下する。従って、誘電体層２の
膜厚は、ＥＬクランプ発光効率を考慮して、１０７１以
上で３０μ以下の範囲に特定される。前面電極３は、ここを光が透過するので、透光性が要求
される。この電極には、透光性の合成樹脂フィルムの下
面に、導電膜が付着されたものが使用される。透光性の
合成樹脂フィルムには、ＰＥＴやポリスチレンフィルム
が使用できる。導電膜には、例えば、Ｉｎ２Ｏ３，５ｎ
Ｏａ、５ｈ２０３等が使用できる。誘電体層２の下面に位置する背面電極４は、銅やアルミ
ニウム板が使用される。この電極には透光性が要求され
ないからである。前面電極３と背面電極４とは、リード線（図示せず）が
接続されている。リード線は、互いに絶縁されて、外皮
フィルム７．８の間に気密に挟着されて外部に導かれて
いる。捕水フィルム５．６は、周縁で連結されて閉鎖空間を形
成し、この閉鎖空間内に、電極と発光体層ｌと誘電体Ｎ
２とが気密に収納されている。外皮フィルム７．８は、例えば、その内面をポリエチレ
ンでコーティングした三フッ化塩化エチレンフィルム等
の防湿特性及び透光特性のよいフィルムで、周縁部は加
熱によってヒートシールされている。このように構成されたＥＬ発光素子は、外部交流電源か
ら引き出し線を介して電極に交流電界を印加すると、発
光体層１の蛍光体が電界発光する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明および従来のＥＬクランプ発光体層の
膜厚に対する発光効率を示すグラフ、第２図は誘電体層
の膜厚に対するＥＬクランプ発光効率を示すグラフ、第
３図はＥＬクランプ断面図である。ｌ・・・・・・発光体層、　　　２・・・・・・誘電体
層、３・・・・・・前面電極、　　　４・・・・・・背
面電極、５・・・・・・捕水フィルム、６・・・・・・
捕水フィルム、７・・・・・・外皮フィルム、８・・・
・・・外皮フィルム。第１図第　２　図誘電体層の厚み（μｍ）

Claims

【特許請求の範囲】前面電極と背面電極との間に発光体層と誘電体層とを介
在させるＥＬランプにおいて、発光体層の膜厚が２０μより厚くて５０μより薄く、誘
電体層の膜厚が１０μよりも厚くて３０μよりも薄く、
さらに、蛍光体の平均粒子径を５μよりも大きく２０μ
よりも小さい範囲に特定したことを特徴とするＥＬラン
プ。