JPH0670195U - Ｅｌ発光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水分遮蔽被覆を施した蛍光体粉末を分散含有
する発光層を有して高防湿性の封止基材で被覆されてい
ないタイプのＥＬ発光体における放電破壊を防止して発
光寿命ないし輝度の維持性に優れるＥＬ発光体を得るこ
と。 【構成】 カーボンペーストからなる集電帯（３１）を
設けた透明電極層（３）と背面電極層（６）の間に、水
分遮蔽被覆を施した蛍光体粉末を分散含有する発光層
（４）を有するものを必要に応じ低防湿性の封止フィル
ム（１）で被覆してなるＥＬ発光体。 【効果】 封止基材を省略したり、接着密封処理が容易
な低防湿性の封止フィルムを用いて被覆処理でき、集電
帯の放電破壊を防止できて量産性、発光寿命、ないし輝
度の維持性に優れるＥＬ発光体が得られる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、発光寿命ないし輝度の維持性に優れるＥＬ発光体に関する。

【０００２】

【従来及び先行の技術】

従来、水分遮蔽被覆を施した蛍光体粉末が知られていた。本考案者らが属する グループは、かかる蛍光体粉末を用いてそれを分散含有する発光層を透明電極層 と背面電極層の間に配置するタイプのＥＬ発光体とした場合に、密封用の封止基 材を省略できたり、その基材にポリエステルフィルム等の低防湿性のものを用い うることを見出した。

【０００３】 すなわちそれまでは、水分遮蔽被覆を施していない蛍光体粉末を用いていたた め、蛍光体の水分劣化による発光力の喪失や輝度低下、ひいてはＥＬ発光体の発 光寿命の短命化を防止する必要があり、密封用の封止基材に高度の防湿性を示す ポリクロロトリフルオロエチレンの如きフッ素樹脂系のフィルムやガラス基材な どを用いる必要があった。しかし、かかるフィルムはその接着処理が困難で、防 湿効果の点よりは高度の密着処理が要求されることからＥＬ発光体の量産が困難 な問題点を有していた。またガラス基材では量産性に乏しい上に厚くなり、割れ やすいなどの問題点があった。

【０００４】 従って、封止基材の省略化やポリエステルフィルム等の低防湿性のものの使用 でかかる問題点を克服することができる。しかしながら、前記先行のＥＬ発光体 において、すなわち水分遮蔽被覆を施した蛍光体粉末を分散含有する発光層を透 明電極層と背面電極層の間に有して高防湿性の封止基材で被覆されていないタイ プのＥＬ発光体において、通電中に放電破壊が発生して発光が停止する問題点の あることが判明した。

【０００５】 前記の放電破壊は、銀ペーストからなる集電帯の場合に発生する。集電帯は、 ターミナル方式のリード電極を介して透明電極層に印加する電圧の偏りを抑制す るためのもので、発光層を明暗のムラなく発光させるために必須のものである。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

従って本考案は、前記の水分遮蔽被覆を施した蛍光体粉末を分散含有する発光 層を有して高防湿性の封止基材で被覆されていないタイプのＥＬ発光体における 放電破壊問題の克服を目的とし、ひいては発光寿命ないし輝度の維持性に優れる ＥＬ発光体を得ることを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、カーボンペーストからなる集電帯を設けた透明電極層と背面電極層 の間に、水分遮蔽被覆を施した蛍光体粉末を分散含有する発光層を有することを 特徴とするＥＬ発光体を提供するものである。

【０００８】

【作用】

水分遮蔽被覆を施した蛍光体粉末を分散含有する発光層を有する上記のＥＬ発 光体において、その集電帯を銀ペーストからカーボンペーストに変換することで 放電破壊を防止できる。その理由は導電性、あるいはイオンの性質によるのか不 明であるが、銀ペーストの場合に放電破壊が起こる原因には高度の防湿性を示す フッ素樹脂系のフィルムで被覆したときにはかかる放電破壊が発生しないことよ り少なくとも水分が関与しているものと考えられる。

【０００９】

【実施例】

本考案のＥＬ発光体を図１に例示した。１が封止フィルム層、３が透明電極層 、３１が集電帯、４が発光層、６が背面電極層である。なお、２は集電帯を介し 透明電極層に設けたリード電極、５は絶縁層、７は背面電極層に設けたリード電 極である。

【００１０】 透明電極層の形成は、例えばインジウム及び／又は錫の酸化物の如き透明導電 性付与剤をフィルム上に蒸着等してなる透明導電フィルムを用いる方法、あるい は透明導電性付与剤をバインダに添加してなる透明導電塗料等を塗布する方法な どにより行うことができる。透明導電塗料等の塗布は例えば、スクリーン印刷法 、流延法、ドクターブレード法、ロールコーティング法などの適宜な方法で行っ てよい。

【００１１】 前記のバインダとしては、例えばシアノエチルセルロース、シアノエチルサッ カロース、シアノエチルプルラン、シアノエチルポリビニルアルコール、ポリフ ッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレ ン、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニ リデン系共重合体などが好ましく用いられる。また、テトラエトキシシランの如 き有機金属化合物をゾル・ゲル法で処理して得られる高分子量ゾル（特開平２− ３３８８８号公報）なども好ましく用いうる。なおかかるバインダは、集電帯、 発光層、絶縁層、背面電極層等の形成にも用いることができる。

【００１２】 前記のフッ化ビニリデン系共重合体におけるフッ化ビニリデンとの共重合体成 分としては、テトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、クロロトリフル オロエチレン、ヘキサフルオロプロピレンなどの１種又は２種以上が用いられる 。塗布液の調製には、酢酸セロソルブ、ジメチルホルムアミド、メチルエチルケ トンの如き適宜な有機溶媒を用いてよい。

【００１３】 透明電極層に対しては集電帯が設けられ、集電帯の形成にはカーボンペースト が用いられる。カーボンペーストの調製は、例えば導電性のカーボン粉末を樹脂 等のバインダに混合分散させてペーストとする方式などにより行うことができる 。集電帯の形成は、カーボンペーストを透明電極層の所定部分に塗布する方式な どにより行うことができる。

【００１４】 集電帯は、透明電極層の一部に帯状に設ける方式が通例である。その設ける位 置ないし配置形態は、例えば透明電極層の一辺ないし対辺、あるいは周囲の辺な ど適宜に決定することができる。なお、集電帯の厚さは５０μm以下、就中２０ μm以下が一般的である。

【００１５】 蛍光体粉末を分散含有する発光層の形成は例えば、蛍光体粉末をバインダに添 加して塗布する方法などにより行うことができる。蛍光体粉末としては例えば、 硫化亜鉛又は硫化カドミウム亜鉛を銅、マンガン、アルミニウム、銀、塩素、ホ ウ素などで活性化したものや、希土類賦活酸化イットリウム等の酸化物が一般に 用いられる。蛍光体粉末の平均粒径は１μm以上、就中５〜５０μmが好ましい。 また発光層における蛍光体粉末の体積占有率は３０〜８０％が一般的である。

【００１６】 本考案においては前記の蛍光体粉末４１として、水分遮蔽被覆を施したものが 用いられる。その例を図２に示した。４２が蛍光体粉末４１を被覆する水分遮蔽 層である。水分遮蔽被覆は、蛍光体粉末の水分劣化防止による長寿命化を目的に 施されるものであるが、バインダへの分散性が向上する利点なども発生する。

【００１７】 水分遮蔽層の形成材としては、水分が透過しにくい、例えばプラスチックやセ ラミックの如き非晶質体などの適宜な透光性のものを用いてよい。水分遮蔽層の 厚さは適宜に決定してよいが、一般には２０μm以下、就中１０nm〜１０μm程度 である。

【００１８】 前記した水分遮蔽層用のプラスチックの具体例としては、ポリパラキシリレン 、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニル・塩化ビニリデン共重合体、ポリプロピレン 、高密度ポリエチレン、四フッ化エチレン・六フッ化エチレン共重合体、フッ化 エチレン・プロピレン共重合体、ポリエチレンテレフタレート、エチレン・テト ラフルオロエチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ないしその共 重合体などがあげられる。放射線硬化型シリコーン樹脂などの硬化型樹脂なども あげられる。

【００１９】 また水分遮蔽層用のセラミックとしては、例えばＳiＯ₂、誘電率を高めたＴi Ｏ₂−ＳiＯ₂、ＺrＯ₂−ＳiＯ₂の如きガラス系化合物や、アルミナ、酸化チタン 、五酸化タンタル、窒化珪素の如き透光性の無機物質などがあげられる。

【００２０】 水分遮蔽層の形成は例えば、浸漬法やスプレー法等の適宜な方式でプラスチッ クの有機溶媒溶液を蛍光体粉末に塗布して乾燥する方法、Ｓi、Ｔi、Ａl、Ｔa、 Ｚr等の必要成分を含有する有機化合物溶液を浸漬法やスプレー法等の適宜な方 式で蛍光体粉末に付与して低温焼成するゾル・ゲル法、Ｓi、Ｔi、Ａl、Ｔa、Ｚ r等の必要成分を含有するトリメチルアルミの如き有機化合物や水素化物、ハロ ゲン化物などの蒸気を加熱下の蛍光体粉末に付与して熱分解させる熱ＣＶＤ法( 特開平４−２６４１９０号公報)、層形成成分をターゲットとして蒸着処理する スパッタリング法、ＬＰＤ（液相析出）法、プラズマＣＶＤ法などの適宜な方法 で行うことができる。

【００２１】 前記のＬＰＤ法による例えばＳiＯ₂層の形成は、シリカを飽和させたケイフッ 化水素酸の水溶液にホウ酸水溶液などからなる開始剤を添加して蛍光体粉末を浸 漬し、室温等で蛍光体粉末上にＳiＯ₂層を析出成長させる方法などにより行うこ とができる。ＬＰＤ法によるＳiＯ₂層は緻密で、防湿性や耐候性等の耐久性に優 れている。

【００２２】 前記のＳiＯ₂層からなる水分遮蔽層においては、蛍光染料を固定化することも できる。蛍光染料を固定化したＳiＯ₂層の形成は例えば、前記したＬＰＤ法にお いて、シリカを飽和させたケイフッ化水素酸の水溶液に蛍光染料を添加すること により行うことができる。

【００２３】 蛍光染料を固定化したＳiＯ₂層を水分遮蔽層とする蛍光体粉末は、それを用い て蛍光染料の種類により同じ構成の発光層に基づく光を多種類に変化させること ができる。また蛍光染料の均一分散性に優れて、品質の安定性や均一発光性、輝 度や寿命に優れるＥＬ発光体を得ることができる。なお前記の蛍光染料としては 、例えばローダミン６Ｇ、オーラミン、ロケットレッドなどの目的とする発光色 に変化せしめうるものが用いられる。

【００２４】 一方、プラズマＣＶＤ法による水分遮蔽層の形成は、原料ガスと反応ガスを用 いて少なくともその一方をプラズマ化して蛍光体粉末上に原料ガスの分解反応物 からなるコーティング膜を生成させることにより行うことができる。プラズマＣ ＶＤ法は、水分遮蔽層の形成効率に優れる利点を有している。

【００２５】 コーティング膜を形成するための原料、反応ガスとしては、プラズマＣＶＤ方 式によるガス状態の原料及び反応ガスの一方又は双方のプラズマ化を介して原料 ガスの分解反応物を形成できる適宜な形態のものを用いうる。原料は、固体、液 体、気体のいずれの形態でも用いうる。なお固体、液体からなる原料の場合、加 熱処理や減圧処理等の適宜な方式でガス化して原料ガスを形成してよい。

【００２６】 原料ないし原料ガスの一般的な形態としては、例えばＳi等のコーティング膜 形成成分の水素化物、ハロゲン化物、アセチルアセトネート化物、アルコキシド 化物、アルキル化物などがあげられる。また反応ガスとしては、酸素ガス、窒素 ガス、水蒸気、アンモニアガスなどのコーティング膜形成成分、ないしかかる成 分の含有物が用いられる。

【００２７】 本考案において用いる蛍光体粉末は、水分遮蔽層に加えて１層又は２層以上の 他のコーティング膜で被覆されていてもよい。また水分遮蔽層ないし他のコーテ ィング膜は、２種以上の化合物が混合してなる複合層や傾斜機能層などとして形 成することもできる。

【００２８】 ちなみに図３に例示の如く高誘電体層４３と水分遮蔽層４２を含むコーティン グ膜構造は、低電圧で高電界を形成できて蛍光体を高輝度に発光させることがで き、かつ蛍光体の発光特性を低下させることなく耐水性を付与できて外部より水 分の侵入があってもそれに耐えて発光特性が低下しにくい蛍光体粉末とすること ができる。なお水分遮蔽層を含む２層以上のコーティング膜を設ける場合、水分 遮蔽層は外側に設けることが長寿命化等の点より有利である。

【００２９】 前記の高誘電体からなるコーティング層は輝度の向上を目的として設けられる ものでその形成材としては、例えばＴa₂Ｏ₅、ＴiＯ₂、ＢaＴiＯ₃、ＰbＴiＯ₃、 ＰＺＴ（ＰbＺrＯ₃とＰbＴiＯ₃の固溶体）、ＰＬＺＴ（ＰＺＴのＬa添加物）、 ＳrＴiＯ₃などの高誘電率の金属酸化物系化合物などからなる適宜な透光性のも のを用いてよい。

【００３０】 高誘電体からなるコーティング層の形成は例えば、金属ないし金属酸化物のア ルコラート溶液の如き有機化合物溶液を浸漬法やスプレー法等の適宜な方式で蛍 光体粉末に付与して低温焼成するゾル・ゲル法や、層形成成分をターゲットとし て蒸着処理するスパッタリング法、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法などにより行 うことができる。形成する高誘電体層の厚さは適宜に決定してよいが、一般には １０μm以下、就中１０nm〜１μm程度である。

【００３１】 本考案において、背面電極層は例えば、導電性塗料を塗布する方法や、アルミ ニウム箔などの適宜な金属箔を用いる方法などにより形成することができる。

【００３２】 本考案においてＥＬ発光体の外側を包囲する封止フィルム層は、水分遮蔽被覆 を施した蛍光体粉末を用いることより水分遮蔽の目的で用いる必要はなく従って 省略することもできるし、内部保護の目的で設けることもでき、その場合には低 防湿性のフィルムを用いて形成することができる。封止フィルム層の厚さは適宜 に決定してよいが、ＥＬ発光体の薄型化の点よりは１０〜５００μmが適当であ る。

【００３３】 封止フィルム層の形成には適宜な低防湿性のプラスチックからなるフィルムを 用いてよい。好ましくは、接着処理が容易で高度の密着処理を簡便に効率よく行 いうるものである。また衝撃で破損しにくいものも好ましい。一般に用いられる 封止フィルムは、ポリエステルフィルムや、ポリエチレン、ポリプロピレンの如 きポリオレフィンからなるフィルムである。また上記の水分遮蔽層の形成材とし て例示したプラスチックからなる接着処理の容易なフィルムなども用いうる。

【００３４】 本考案のＥＬ発光体においては、図１の如く水分遮蔽被覆を施した蛍光体粉末 を分散含有する発光層４を、カーボンペーストからなる集電帯３１を設けた透明 電極層３と背面電極層６の間に配置し、外側を必要に応じて低防湿性の封止フィ ルム１で被覆するほかは従来に準じることができる。

【００３５】 従って発光層、透明電極層、カーボンペーストからなる集電帯、背面電極層、 封止フィルム層、リード電極の形成手段については任意である。また必要に応じ て、例えば捕水層や絶縁層などを適宜な手段で付設することもできる。

【００３６】 前記の捕水層は、発光層への水分の侵入を防止する目的で設けられるもので、 封止フィルム層の内側に設ける方式が一般的である。捕水層の形成には、水に不 溶であるが、水分を吸収捕獲して膨潤する性質を示す吸水性プラスチックが好ま しく用いられる。就中、水分の吸収能が自重の５倍以上、特に１０倍以上のもの が好ましい。

【００３７】 吸水性プラスチックの例としては、カルボキシル基、スルホン基、リン酸基、 第四級アンモニウム塩、アミノ基、イミノ基、ピリジウム基の如きイオン化性基 、ないしその塩及び／又はヒドロキシル基、エーテル基、鎖状ないし環状のアミ ド基、ニトリル基の如きノニオン性親水性基等を有する天然、ないし合成の親水 性で水不溶性のポリマなどがあげられる。

【００３８】 吸水性プラスチックの具体例としては、ポリアクリルアミド、ポリアクリルア ミドとポリオレフィンとのブレンドポリマー、アクリル酸ないしその塩とジビニ ルベンゼンとの共重合体、アクリロニトリルと塩化ビニルとエチレン系単量体と の共重合体のアルカリ加水分解物、アクリロニトリルと塩化ビニリデンとエチレ ン系単量体との共重合体のアルカリ加水分解物、アクリルアミド系共重合体のホ ルムアルデヒド架橋体などがあげられる。

【００３９】 また、ポリアクリル酸とポリビニルアルコールとの酸縮合物、ポリビニルアル コールのエピクロルヒドリン架橋体、アクリロニトリル系重合体をアルカリで加 水分解した重合体のホルムアルデヒド架橋体、ポリビニルアルコールのリン酸縮 合体、２−ヒドロキシエチルメタクリレートとエチレングリコールジメタクリレ ートとの共重合体、２−メチル−５−ビニルピリジンとＮ，Ｎ’−メチレンビス アクリルアミドとの共重合体などもあげられる。

【００４０】 さらに、Ｎ，Ｎ’−ジメチルアミノエチルメタクリレートとＮ，Ｎ’−メチレ ンビスアクリルアミドとの共重合体、Ｎ−ビニル−２−ピロリドンとエチレング リコールジメタクリレートとの共重合体、ポリオキシエチレンの放射線照射によ る架橋体、でん粉の酸性下加熱縮合物、でん粉−アクリロニトリルグラフト共重 合体のケン化物、ビニルエステルとエステル系不飽和カルボン酸、ないしその誘 導体との共重合体の乾燥体、イソブチレン−マレイン酸共重合体などもあげられ る。

【００４１】 捕水層の形成方法としては例えば、吸水性プラスチック溶液を塗布する方法や 、吸水性プラスチックからなるフィルムをラミネートする方法などがあげられる 。捕水層の厚さは２０〜３００μmが一般的であるが、これに限定されない。

【００４２】 絶縁層５は、絶縁性樹脂の塗布方法や、絶縁フィルムのラミネート法などによ り形成することができる。絶縁層には、例えばチタン酸バリウム、チタン酸鉛、 チタン酸ジルコニウム、酸化チタン、硫化亜鉛、炭化ケイ素の如き高誘電率微粒 子を配合してもよい。

【００４３】 実施例１ 厚さ７０μmのポリエステルフィルムの片面にＩＴＯを蒸着してなる透明導電 膜（３００Ω／□）の上に、カーボン含有の樹脂ペーストをスクリーン印刷方式 で部分的に塗布して幅２mmの集電帯を形成後、その上にリード電極を付設し、つ いで蛍光体粉末を分散含有するフッ化ビニリデン系共重合体の酢酸セロソルブ溶 液を塗布して厚さ約５０μmの発光層を形成した。

【００４４】 前記で用いた蛍光体粉末は、Ｃuで活性化した平均粒径２０μmのＺnＳの外周 に、Ｓi（ＯＣ₂Ｈ₅）₄と酸素ガスのプラズマ化物を反応させるプラズマＣＶＤ法 で、厚さ０．２μmのＳiＯ₂層からなる被覆膜を設けたものである。

【００４５】 他方、厚さ約１００μmのＡl箔からなる背面電極層にリード電極を付設し、そ れを前記で形成した発光層の上に、チタン酸バリウム含有のフッ化ビリニデン系 共重合体の酢酸セロソルブ溶液からなる厚さ約３０μmの絶縁層（接着層を兼ね る）を介して接着し、その接合体の上下に厚さ１００μmのポリエステルフィル ムを配置し、リード電極を突出させた状態で配置フィルムの周縁を接着して密封 構造としＥＬ発光体を得た。

【００４６】 比較例 集電帯を銀粉含有の樹脂ペーストで形成したほかは実施例１に準じてＥＬ発光 体を得た。

【００４７】 評価試験 実施例１、比較例で得たＥＬ発光体を４０℃、９０％ＲＨの雰囲気下において 、１００Ｖ、４００Hzで連続加電し、輝度の変化を調べた。その結果を図４に示 した。図４は、初期の輝度を１００％として輝度残率の経時変化を示したグラフ である。

【００４８】 図４より、１００時間を経過するまでは実施例１と比較例はほぼ同じ変化を示 すが、２００〜３００時間経過する間に集電帯を銀ペーストで形成した比較例で は輝度が急激に低下して発光の停止に至ることがわかる。この発光を停止た比較 例のＥＬ発光体を分解したところ、集電帯の長手方向内でショートが発生してい た。なお実施例１のＥＬ発光体についても試験後分解して調べたが外観上の異常 は認められなかった。

【００４９】

【考案の効果】

本考案によれば、封止基材を省略したり、接着密封処理が容易な低防湿性の封 止フィルムを用いて被覆処理できて量産が容易であると共に、集電帯の放電破壊 を防止できて発光寿命ないし輝度の維持性に優れるＥＬ発光体を得ることができ る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の断面図。

【図２】蛍光体粉末を例示した拡大断面図。

【図３】他の蛍光体粉末を例示した拡大断面図。

【図４】輝度の経時変化を示したグラフ。

【符号の説明】

１：封止フィルム層 ３：透明電極層 ４：発光層
６：背面電極層 ３１：集電帯 ４１：蛍光体粉末 ４２：水分遮蔽層
４３：高誘電体層

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 カーボンペーストからなる集電帯を設け
   た透明電極層と背面電極層の間に、水分遮蔽被覆を施し
   た蛍光体粉末を分散含有する発光層を有することを特徴
   とするＥＬ発光体。