JPH05217672A

JPH05217672A - 無機分散型発光素子およびその製造方法

Info

Publication number: JPH05217672A
Application number: JP4017151A
Authority: JP
Inventors: Masaya Sugita; 昌弥杉田; Hiroyuki Ogura; 広幸小倉; Yoshihiro Tsuji; 喜博辻
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1992-01-31
Filing date: 1992-01-31
Publication date: 1993-08-27

Abstract

(57)【要約】【目的】低コストで製造することができ、しかも信頼
性の高い無機分散型発光素子およびその製造方法を提供
する。【構成】金属素地１０の表面に、ホーロー質絶縁反射
層２０、ホーロー中に蛍光体を分散させた蛍光体層３
０、透明導電膜４０および透明保護層５０を順次形成す
ると共に、前記金属素地１０と前記透明導電膜４０とを
電気的に連結した無機分散型発光素子において、前記透
明保護層５０をポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩
化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、ポリスチレン、
ポリビニルアルコール、アクリル樹脂、シアノエチルセ
ルロース、シアノエチルプルラン、シアノエチルポバー
ル、シアノエチルサッカロース、シアノエチルソルビト
ールおよびシアノエチルシュックロースなどから選ばれ
た高分子の被膜により形成したことを特徴とする。透明
保護層５０は、前記透明導電膜４０上に高分子の有機溶
媒溶液またはゾルを塗布し、乾燥することにより容易に
形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、低コストで製造する
ことができ、しかも信頼性の高い無機分散型発光素子お
よびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車用計器やショーウィンド
の装飾用などに広く用いられている発光素子としては、
図３に示した有機分散型発光素子および図４に示した無
機分散型発光素子が知られている。

【０００３】すなわち、図３に示した従来の有機分散型
発光素子は、アルミニウムに代表される金属素子（電極
板）１ａ上に、チタン酸バリウムなどの高誘電率、白色
の材料を有機バインダー中に分散せしめた絶縁層２ａ、
硫化亜鉛などの蛍光体を有機バインダー中に分散せしめ
た蛍光体発光層３ａ、ＩＴＯフィルムなどの透明導電膜
４ａおよび有機高分子のフィルムからなる透明保護層
（封止層）５ａを順次形成することにより構成されてい
る。

【０００４】そして、透明導電膜４ａに設けた電極（図
示せず）と、金属素地１ａに設けた電極（図示せず）と
を、リード線などにより電気的に連結し、電源から電圧
を印加することにより、蛍光体発光層３ａに電界を生
じ、蛍光体が発光するようになっている。

【０００５】上記の構造からなる従来の有機分散型発光
素子は、絶縁層２ａおよび蛍光体発光層３ａをスクリー
ン印刷などで、また透明導電膜４ａおよび透明保護層５
ａをフィルム状のものの熱圧着または蒸着によって、そ
れぞれ容易に形成することができるため、安価な材料を
用い、しかも比較的簡易な製造工程により製造すること
が可能であり、さらには素子の形状も自由に選択するこ
とができるという利点を有している。

【０００６】しかしながら、従来の有機分散型発光素子
は、素子全体に占める有機材料の割合が高いことから、
とくに蛍光体にとって好ましくない水分の侵入を十分に
回避することができず、信頼性が劣るという問題を有し
ていた。

【０００７】一方、図４に示した従来の無機分散型発光
素子（フラット型）は、脱炭素鋼に代表される金属素地
１ｂ上に、白色系のホーロー釉からなる絶縁反射層２
ｂ、蛍光体をホーロー中に分散せしめた蛍光体発光層３
ｂ、ＩＴＯ膜などの透明導電膜４ｂおよびホーローから
なる透明保護層５ｂを順次形成することにより構成され
ている。

【０００８】そして、上記有機分散型発光素子と同様
に、透明導電膜４ｂに設けた電極（図示せず）と、金属
素地１ｂに設けた電極（図示せず）とを、リード線など
により電気的に連結し、電源から電圧を印加することに
より、蛍光体発光層３ｂに電界を生じ、蛍光体が発光す
るようになっている。

【０００９】上記の構造からなる従来の無機分散型発光
素子は、すべて無機材料から形成されており、とくにホ
ーローにより蛍光体が強固に保護されていることから、
水分の侵入により蛍光体が劣化する恐れがなく、上述し
た有機分散型発光素子に比較して高い信頼性を有してい
る。

【００１０】しかしながら、従来の無機分散型発光素子
は、絶縁反射層２ｂ、蛍光体発光層３ｂおよび透明保護
層５ｂを形成するホーローの焼成のために、有機分散型
発光素子に比較してはるかに高温の製造プロセスを多く
必要とするため、製造コストが高く、しかも上記の高温
により素子が劣化し、歩止まりの低下を招くばかりか、
材料のバラエティーに乏しく、高誘電率の材料を選びに
くいこと、各層の厚みを薄くすることができず、形状や
デザインの選択性に劣ること、および蛍光体にかかる電
界を大きくとることが困難であり、同一駆動条件におけ
る初期輝度が有機分散型発光素子に比較して小さいこと
などの問題を有していた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上述した
従来の有機分散型発光素子および無機分散型発光素子が
有する問題点を解決し、両者の長所を生かすと共に、両
者の欠点を相殺した発光素子を得るべく検討した結果、
達成されたものである。

【００１２】したがって、この発明の目的は、低コスト
で製造することができ、しかも信頼性の高い無機分散型
発光素子、およびこの無機分散型発光素子を効率的に製
造する方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明の無機分散型発光素子は、金属素地の表
面に、ホーロー質絶縁反射層、ホーロー中に蛍光体を分
散させた蛍光体層、透明導電膜および透明保護層を順次
形成すると共に、前記金属素地と前記透明導電膜とを電
気的に連結した無機分散型発光素子において、前記透明
保護層を高分子被膜により形成したことを特徴とする。

【００１４】また、この発明の無機分散型発光素子の製
造方法は、金属素地の表面に、ホーロー質絶縁反射層、
ホーロー中に蛍光体を分散させた蛍光体層および透明導
電膜を形成した後、前記透明導電膜上に高分子の有機溶
媒溶液またはゾルを塗布し、乾燥することにより、高分
子被膜からなる透明保護層を形成することを特徴とす
る。

【００１５】

【作用】この発明の無機分散型発光素子の製造方法によ
れば、透明保護層を高分子被膜により形成したため、従
来の無機分散型発光素子の製造方法に比較して、ホーロ
ーの焼成工程を１工程削減することができ、製造工程を
簡略化できると共に、高温による蛍光体の劣化を軽減す
ることができる。

【００１６】また、この発明の無機分散型発光素子は、
本来無機分散型としての構造を有しており、蛍光体発光
層中の蛍光体はホーローによって水分の侵入に対し十分
保護されているため、劣化を起こすことがなく、高い信
頼性を確保することができる。

【００１７】したがって、この発明によれば、無機分散
型発光素子を従来よりも低コストで製造することがで
き、しかもこの発明の無機分散型発光素子は高い信頼性
を有していることから、例えば自動車用計器の指針やシ
ョーウィンドの装飾用などとして広く用いることができ
る。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照しつつ、この発明の無機分
散型発光素子およびその製造方法の実施例について具体
的に説明する。

【００１９】図１はこの発明の無機分散型発光素子（フ
ラット型）からなる指針の一実施例を示す断面説明図、
図２はこの発明の無機分散型発光素子を計器用の指針と
して適用した例を示す正面図および要部拡大断面図であ
る。

【００２０】図１において、この発明の無機分散型発光
素子（フラット型）は、金属素地１０の表面に、ホーロ
ー質絶縁反射層２０、ホーロー中に蛍光体を分散させた
蛍光体発光層３０、透明導電膜４０および透明保護層５
０を順次形成してなり、さらに前記金属素地１０に設け
た電極１１と、前記透明導電膜４０に設けた電極４１と
を、エナメル線などのリード線６０を介して電源７０に
電気的に連結することにより構成されている。

【００２１】そして、金属素地１０は基板状の脱炭素鋼
またはステンレス鋼からなり、この金属素地１０は、ホ
ーロー質絶縁反射層２０の形成に先立ち、予めその表面
にサンドプラスト処理またはニッケル処理が施されるこ
とによって、ホーロー質絶縁反射層２０との密着性が改
良されていることが望ましい。。

【００２２】ホーロー質絶縁反射層２０としては、蛍光
体層３０への電界の印加を増加するために誘電率が高
く、また反射層としての作用を発揮させる白色系のホー
ロー釉が好ましく用いられる。

【００２３】蛍光体発光層３０としては、ホーロー中に
硫化亜鉛などの蛍光体が分散されたものが用いられる。

【００２４】透明導電膜４０は、例えばＩＴＯ膜（酸化
インジウムにスズを添加したもの）などを、蒸着やスパ
ッタリングすることなどにより形成され、この透明導電
膜４０に設ける電極４１の取出位置は任意に選択され
る。

【００２５】そして、外部との絶縁および素子の保護を
図るための透明保護層５０は、高分子被膜により形成さ
れていることを特徴とする。

【００２６】そして、この発明の透明保護層５０を形成
するために好ましく用いられる高分子としては、ポリエ
チレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフ
ッ化ビニリデン、ポリスチレン、ポリビニルアルコー
ル、ポリビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シアノエ
チルセルロース、シアノエチルプルラン、シアノエチル
ポバール、シアノエチルサッカロース、シアノエチルソ
ルビトールおよびシアノエチルシュックロースなどが挙
げられ、これらは２種以上を組合わせて用いることもで
きる。

【００２７】また、これら高分子には、色素、染料、顔
料などの着色剤や他の所望の添加剤を混入したものであ
っても使用することができ、例えば着色剤の添加により
素子の外観を任意の色調に着色することができる。

【００２８】次に、この発明の無機分散型発光素子の製
造方法について説明する。

【００２９】まず、金属素地１０を準備し、この金属素
地１０上にホーロー釉を塗布し、乾燥、仮焼成および焼
成することにより、ホーロー質絶縁反射層２０を形成す
る。

【００３０】次いで、ホーロー質絶縁反射層２０上に、
蛍光体を分散させたホーロー釉を塗布し、乾燥、仮焼成
および焼成することにより、蛍光体発光層３０を形成す
る。

【００３１】さらに、蛍光体発光層３０上に、ＩＴＯフ
ィルムなどを蒸着またはスパッタリングすることによ
り、透明導電膜４０を形成し、この透明導電膜４０およ
び金属素地１０の適宜個所に電極を形成する。

【００３２】そして、透明導電膜４０上には透明保護層
５０が形成されるが、この透明保護層５０は高分子被膜
からなるため、ホーローを使用する従来法に比較して次
のような簡略化されたプロセスにより容易に形成するこ
とができる。

【００３３】すなわち、透明保護層５０は、上記高分子
を有機溶媒溶液またはゾルとなし、これを透明導電膜４
０上に塗布し、次いで乾燥により有機溶媒を蒸発させる
ことで容易に形成することができる。

【００３４】ここで用いられる有機溶媒としては、ジオ
キサン、エチレングリコールモノエチルエーテル、テト
ラヒドロフラン、アセトン、メチルエチルケトン、シク
ロヘキサノン、メチルアセトアセテート、ジメチルホル
ムアミド、クロロホルム、モノクロルベンゼン、アセト
ニトリル、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフ
リルアルコール、ニトロメタン、Ｎ−メチル−２−ピロ
リドン、γ−ブチルラクトン、プロピレンカーボネート
および塩化メチレンなどが挙げられ、上記高分子の種類
に応じて適宜選択使用される。

【００３５】高分子と有機溶媒からなる溶液またはゾル
における高分子濃度も、高分子と有機溶媒の組合わせお
よび所望とする膜厚などによって適宜選択されるが、通
常は５〜３０重量％の範囲が好適である。

【００３６】高分子の有機溶媒溶液またはゾルを透明導
電膜４０上に塗布する手段としては、スクリーン印刷、
ロールコーティングおよびディッピングなどが挙げら
れ、乾燥条件は使用する有機溶媒の種類により異なる
が、通常は１００℃前後の温度で、数分〜数時間の条件
が選択される。

【００３７】かくして得られる無機分散型発光素子は、
リード線６０を介して電源７０から電極１１および４１
へ電圧を印加することにより、蛍光体発光層３０に電界
を生じ、蛍光体が発光することになる。

【００３８】なお、上記の方法により得られるこの発明
の無機分散型発光素子においては、蛍光体発光層３０に
含まれる蛍光体がホーローに覆われており、この蛍光体
発光層３０への水分の侵入により蛍光体が劣化する恐れ
はほとんどないため、上記透明保護層５０を形成する高
分子としては、とくに防湿性を考慮した特殊な材料を選
択する必要がない。

【００３９】次に、図２は、この発明の無機分散型発光
素子を計器用の指針８０として適用した例を示してい
る。

【００４０】すなわち、図２において、金属素地１０は
例えば円柱状の形状で入手しやすいステンレス鋼製の芯
材からなり、この金属素地１０の表面には上記フラット
型無機分散型発光素子の場合と同様に、ホーロー質絶縁
反射層２０、ホーロー中に蛍光体を分散させた蛍光体発
光層３０、透明導電膜４０および透明保護層５０が順次
形成されている。

【００４１】なお、図示していないが、金属芯材１０に
設けた電極１１と、例えば透明保護層５０を一部剥離
し、透明導電膜４０上コイルを巻きつけて形成した簡易
電極とを、リード線を介して電源に電気的に連結する。

【００４２】そして、上記構造の無機分散型発光素子か
らなる指針８０は、電源からの通電で蛍光体発光層３０
に電界を生じせしめることにより蛍光体が発光するた
め、例えば車両用の計器において、夜間のみ点灯しその
視認性を向上した指針として有効に利用することができ
る。

【００４３】以下に、試験例を挙げて、この発明の構成
および効果をさらに詳述する。

【００４４】〔試験例〕金属素地（芯材）の準備直径１mm、長さ５０mmのステンレス鋼製芯材を準備し、
この芯材をサンドプラスト処理を行った。

【００４５】ホーロー質絶縁反射層の形成白色系のホーロー釉のスリップを芯材の表面に塗布し、
１００〜１５０℃で３０分間乾燥した後、３５０〜４０
０℃で１０分間仮焼成し、次いで７５０℃で５〜１０分
間本焼成した。

【００４６】蛍光体発光層の形成透明なホーロー釉のスリップに蛍光体を混合し、これを
ホーロー質絶縁反射層上に塗布した後、上記ホーロー質
絶縁反射層の場合と同様の条件で乾燥、仮焼成および本
焼成を行った。

【００４７】なお、蛍光体としてはSYLVANIA（シルバニ
ア）社製８１３（青緑）、８３０（白）、５２３（黄
緑）および７２９（緑）の４種を用い、ホーロー釉７０
重量部に対し、蛍光体３０重量部の割合で混合した。

【００４８】透明導電膜の形成下記条件のマグネトロスパッタリング法により、蛍光体
発光層上にＩＴＯ膜を形成した。

【００４９】ベーク条件：２００℃、１時間スパッタリング時間：１０分雰囲気（Ａｒ）流量：２０CCM 真空度：９×１０^-6Toor（スパッタリング時：約１×１
０^-3Toor）。

【００５０】電極および透明保護層の形成電極形成部分を剥離し、芯材の一部に電極を設けると共
に、ＩＴＯ膜にエナメル線を巻いて、簡易電極とした。

【００５１】次に、モノクロルベンゼンを溶媒とするポ
リビニルカルバゾールの３０重量％溶液を、透明導電膜
上に塗布した後、室温で２時間乾燥し、膜厚３０μｍの
透明保護層を形成することにより、指針の製造を完成し
た。

【００５２】この無機分散型発光素子からなる指針につ
いて、ＩＴＯ膜上の電極と、芯材の電極との間に、交流
電界を印加したところ、２００Ｖ、４００Ｈｚにおい
て、最大８０cd／ｍ²の発光輝度が得られ、また蛍光体
の劣化もなく、信頼性の高いものであった。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の無機分
散型発光素子の製造方法によれば、透明保護層を高分子
被膜により形成したため、従来の無機分散型発光素子の
製造方法に比較して、ホーローの焼成工程を１工程削減
することができ、製造工程を簡略化できると共に、高温
による蛍光体の劣化を軽減することができる。

【００５４】また、この発明の無機分散型発光素子は、
本来無機分散型としての構造を有しており、蛍光体発光
層中の蛍光体はホーローによって水分の侵入に対し十分
保護されているため、劣化を起こすことがなく、高い信
頼性を確保することができる。

【００５５】したがって、この発明によれば、無機分散
型発光素子を従来よりも低コストで製造することがで
き、しかもこの発明の無機分散型発光素子は高い信頼性
を有していることから、例えば自動車用計器の指針やシ
ョーウィンドの装飾用などとして広く用いることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の無機分散型発光素子（フラッ
ト型）の一実施例を示す断面説明図である。

【図２】図２はこの発明の無機分散型発光素子を計器用
の指針として適用した例を示す正面図および要部拡大断
面図である。

【図３】図３は従来のフラット型有機分散型発光素子を
示す断面説明図である。

【図４】図４は従来のフラット型無機分散型発光素子を
示す断面説明図である。

【符号の説明】

１０金属素地１１電極２０ホーロー質絶縁反射層３０蛍光体発光層４０透明導電膜４１電極５０透明保護層（高分子被膜）６０リード線７０電源８０指針

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属素地の表面に、ホーロー質絶縁反射
層、ホーロー中に蛍光体を分散させた蛍光体層、透明導
電膜および透明保護層を順次形成すると共に、前記金属
素地と前記透明導電膜とを電気的に連結した無機分散型
発光素子において、前記透明保護層を高分子被膜により
形成したことを特徴とする無機分散型発光素子。
【請求項２】金属素地の表面に、ホーロー質絶縁反射
層、ホーロー中に蛍光体を分散させた蛍光体層および透
明導電膜を形成した後、前記透明導電膜上に高分子の有
機溶媒溶液またはゾルを塗布し、乾燥することにより、
高分子被膜からなる透明保護層を形成することを特徴と
する無機分散型発光素子の製造方法。
【請求項３】透明保護層を形成する高分子が、ポリエ
チレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフ
ッ化ビニリデン、ポリスチレン、ポリビニルアルコー
ル、ポリビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シアノエ
チルセルロース、シアノエチルプルラン、シアノエチル
ポバール、シアノエチルサッカロース、シアノエチルソ
ルビトールおよびシアノエチルシュックロースから選ば
れた少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に
記載の無機分散型発光素子または請求項２に記載の無機
分散型発光素子の製造方法。