(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光層はその上面に、透明防湿シートで覆われた透明電極層と、下面に絶縁反射層を介して背面電極層との２枚の電極の間に挟まれ、前記２枚の電極層に配設された透明電極用端子及び背面電極用端子にインバータから交流電圧を印加することにより、前記発光層が発光するエレクトロルミネッセンスにおいて、前記透明防湿シートの下面に形成した透明電極層と、該透明電極層の下面に形成した発光層と、該発光層の下面に形成した絶縁反射層と、該絶縁反射層の下面に形成した背面電極層と、該背面電極層の下面に該背面電極層の下面を覗くスルーホールを有して前記発光層、絶縁反射層及び背面電極層の側面を覆い、かつ側面コーナー部に凹部を形成した絶縁層と、該絶縁層に形成した前記スルーホールに前記背面電極層と導通する背面電極用端子、及び透明電極層の一部の下面から前記絶縁層の側面コーナー部に形成された凹部の内面及び下面の一部にまで延びて形成され、かつ前記透明電極層と導通する透明電極用端子とを、前記絶縁層の表面より少し飛び出した状態で形成し、前記絶縁層の下面側に飛び出して形成された背面電極用端子及び前記透明電極用端子と一体的に接合、固着されて配設したインバータと、該インバータの該インバータ入力用端子の一部を除いた表面全域に形成した透明のコーテング層とで構成されたことを特徴とするエレクトロルミネッセンス。
【請求項２】
前記絶縁層はフッソ樹脂、エポキシ樹脂又はポリエステル樹脂で形成したことを特徴とする請求項１記載のエレクトロルミネッセンス。
【請求項３】
前記背面電極用端子及び前記透明電極用端子はカーボンペースト又は銀ペーストの導電性部材で形成したことを特徴とする請求項１記載のエレクトロルミネッセンス。
【請求項４】
発光層はその上面に、透明防湿シートで覆われた透明電極層と、下面に絶縁反射層を介して背面電極層との２枚の電極の間に挟まれ、前記２枚の電極層に配設された透明電極用端子及び背面電極用端子にインバータから交流電圧を印加することにより、前記発光層が発光するエレクトロルミネッセンスの製造方法において、多数個取りする前記透明防湿シートの上面に蒸着法又はスクリーン印刷法の被膜形成手段で透明電極層を形成する透明電極層形成工程と、
該透明電極層の上面に複数個の画素からなる発光層をスクリーン印刷法で形成する発光層形成工程と、
該発光層の各画素の上面に絶縁反射層をスクリーン印刷法で形成する絶縁反射層形成工程と、
該絶縁反射層の各画素の上面に背面電極層をスクリーン印刷法で形成する背面電極層形成工程と、
該背面電極層の各画素の上面の一部にスルーホールを有し、かつ前記発光層、絶縁反射層及び背面電極層の側面を覆い、かつ側面コーナー部に凹部を有する絶縁層を印刷で形成する絶縁層形成工程と、
該絶縁層の各画素のスルーホールに前記背面電極用端子と、前記露出した透明電極層の上面から前記絶縁層の側面コーナー部に形成された凹部を通って上面に至る部分に透明電極用端子を、スクリーン印刷法により前記絶縁層の表面より少し飛び出した状態で形成する透明電極用端子及び背面電極用端子形成工程と、からＥＬ集合体を形成し、該ＥＬ集合体を前記各画素毎に切断、分離するＥＬ層単体分離工程と、
該ＥＬ層の背面電極用端子部分及び透明電極用端子部分と前記インバータの出力端子部分を接合するインバータ接合工程と、
該インバータ用入力端子の一部分を除いた表面全域に透明のコーテング層を形成して前記ＥＬ層とインバータとの固着を行うコーテング層形成工程と、からなることを特徴とするエレクトロルミネッセンスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエレクトロルミネッセンス及びその製造方法に係わり、更に詳しくはエレクトロルミネッセンス発光素子とインバータを一体にした一体型のエレクトロルミネッセンス及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報処理機器の発展に伴い、より高い表示品位のフラットパネルディスプレイへの期待が増している。フラットパネルディスプレイには液晶（ＬＣＤ）、プラズマ（ＰＤＰ）、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）、蛍光表示管（ＶＦＤ）等があるが、最近はカラー化が可能で、且つ優れた表示品位を有するＥＬディスプレイが注目されている。
【０００３】
携帯電話機等には夜間、数字ボタン等が良く見えるようにＥＬ発光素子が設けられているものが多い。これらの携帯用は携帯しながら使用するので、その駆動には直流乾電池が使用される。前記ＥＬ発光素子は、交流電源を必要とするために乾電池の直流電源を交流電源に変換し、更に電圧を昇圧するインバータと接続して使用される。
【０００４】
交流駆動型の薄膜ＥＬ素子の基本構成は、２枚の電極の間に絶縁層に挟まれた発光層が配置されている。その電極間に交流電圧が印加され、発光層中の電界強度がある一定値を越えると、発光層中の発光中心原子が励起され、この原子固有の波長の発光が得られる。従って、ＥＬ発光素子の発光輝度や発光色等の特性は発光層によって略決定される。
【０００５】
図５は従来の一般的なＥＬ発光素子の構造を示す断面図である。図５において、ＥＬ層１０の構成は、１は最上面に形成された透明電極（ＩＴＯ電極）層で、２は発光層、３は絶縁層、４は背面電極層と積層されている。前記両電極層１及び４からは、それぞれ透明電極用リード端子５ａ及び背面電極用リード端子６ａが端部に配設されている。前記両リード端子５ａ及び６ａの一部分を除いた全面に透明防湿シート７が覆っている。更に、前記透明電極用リード端子５ａ及び背面電極用リード端子６ａからは、リード線或いはフレキシブルケーブル８で、インバータ９に接続されている。前記インバータ９から交流電圧を前記透明電極層１及び背面電極層４に印加することにより、前記発光層２が発光して周囲の表示部材等を照明する。必要とする交流電圧はその用途により異なるが、概ね３５〜１５０Ｖ程度の電圧の範囲で使用される。
【０００６】
上記ＥＬ発光素子の製造方法の概要を説明する。先ず、プラスチックフィルム等よりなる透明防湿シート７に、２、３酸化インジウムを錫でドーピングして得られるＩＴＯ粉末を蒸着し、或いは塗料化してスクリーン印刷して透明電極層（ＩＴＯ電極）１を形成する。更に、該透明電極層１の端部に銀塗料を印刷して給電層とし、ここから透明電極用リード端子５ａを形成する。
【０００７】
前記透明電極層１の上面に、硫化亜鉛（ＺｎＳ）を蛍光母体と微量の金属やハロゲン元素の附活剤を塗料化してスクリーン印刷で発光層２を形成する。
【０００８】
前記発光層２の上面に、チタン酸バリウムを分散した塗料でスクリーン印刷して絶縁反射層３を形成する。
【０００９】
前記絶縁反射層３の上面に、カーボンや銀等の導電粉末を塗料化してスクリーン印刷して背面電極層４を形成し、更にその端部に銀塗料で印刷して給電層とし、ここから背面電極用リード端子６ａを形成する。
【００１０】
最後にその上から、プラスチックフイルム等の透明防湿シート７で覆い、上記両リード端子５ａ及び６ａの一部を除いて熱圧着して封止してＥＬ層１０が完成される。
【００１１】
上述したＥＬ層１０の透明電極用リード端子５ａと前記背面電極用端子６ａにはリード線或いはフレキシブルケーブル線８が半田付け或いは導電性接着剤等を介して接合されたインバータ９と連結される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したＥＬ発光素子には次のような問題点がある。即ち、ＥＬ層とインバータが別体構造となっているため、前記接続線を介して取り扱いせねばならず、機器内の取り付けレイアウト構造、即ちインバータの配置場所及びリード線或いはケーブル線の引き回し等に設計上配慮を必要とする。また、組立、メンテナンス時のインバータ取り付け及び配線取り付け等に負荷が掛かる。更に、コスト的にも割高になる。また、リード線或いはケーブル線の引き回し等で線が曲げられることにより、リード端子と接続線との接合部に導通不良が発生し易い。これらの回数が多くなってくると、接合部が剥がれたり、ケーブル線が折れたりして導通不良の原因となる。また、作業中の取り扱いでも予期せぬ様々な問題が起こり得る。更に、機器そのものの小型化にも限度がある。など諸々の問題が発生した。
【００１３】
本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、ＥＬ層とインバータとを一体構造とし、多数個取りして、更にコーテング層で固着することにより、機器の小型化、高信頼性、コスト低減を実現したエレクトロルミネッセンス及びその製造方法を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明におけるエレクトロルミネッセンスは、発光層はその上面に、透明防湿シートで覆われた透明電極層と、下面に絶縁反射層を介して背面電極層との２枚の電極の間に挟まれ、前記２枚の電極層に配設された透明電極用端子及び背面電極用端子にインバータから交流電圧を印加することにより、前記発光層が発光するエレクトロルミネッセンスにおいて、前記透明防湿シートの下面に形成した透明電極層と、該透明電極層の下面に形成した発光層と、該発光層の下面に形成した絶縁反射層と、該絶縁反射層の下面に形成した背面電極層と、該背面電極層の下面に該背面電極層の下面を覗くスルーホールを有して前記発光層、絶縁反射層及び背面電極層の側面を覆い、かつ側面コーナー部に凹部を形成した絶縁層と、該絶縁層に形成した前記スルーホールに前記背面電極層と導通する背面電極用端子、及び透明電極層の一部の下面から前記絶縁層の側面コーナー部に形成された凹部の内面及び下面の一部にまで延びて形成され、かつ前記透明電極層と導通する透明電極用端子とを、前記絶縁層の表面より少し飛び出した状態で形成し、前記絶縁層の下面側に飛び出して形成された背面電極用端子及び前記透明電極用端子と一体的に接合、固着されて配設したインバータと、該インバータの該インバータ入力用端子の一部を除いた表面全域に形成した透明のコーテング層とで構成されたことを特徴とするものである。
【００１６】
また、前記絶縁層はフッソ樹脂、エポキシ樹脂又はポリエステル樹脂で形成したことを特徴とするものである。
【００１７】
また、前記背面電極用端子及び前記透明電極用端子はカーボンペースト又は銀ペーストの導電性部材で形成したことを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明におけるエレクトロルミネッセンスの製造方法は、発光層はその上面に、透明防湿シートで覆われた透明電極層と、下面に絶縁反射層を介して背面電極層との２枚の電極の間に挟まれ、前記２枚の電極層に配設された透明電極用端子及び背面電極用端子にインバータから交流電圧を印加することにより、前記発光層が発光するエレクトロルミネッセンスの製造方法において、多数個取りする前記透明防湿シートの上面に蒸着法又はスクリーン印刷法の被膜形成手段で透明電極層を形成する透明電極層形成工程と、
該透明電極層の上面に複数個の画素からなる発光層をスクリーン印刷法で形成する発光層形成工程と、
該発光層の各画素の上面に絶縁反射層をスクリーン印刷法で形成する絶縁反射層形成工程と、
該絶縁反射層の各画素の上面に背面電極層をスクリーン印刷法で形成する背面電極層形成工程と、
該背面電極層の各画素の上面の一部にスルーホールを有し、かつ前記発光層、絶縁反射層及び背面電極層の側面を覆い、かつ側面コーナー部に凹部を有する絶縁層を印刷で形成する絶縁層形成工程と、
該絶縁層の各画素のスルーホールに前記背面電極用端子と、前記露出した透明電極層の上面から前記絶縁層の側面コーナー部に形成された凹部を通って上面に至る部分に透明電極用端子を、スクリーン印刷法により前記絶縁層の表面より少し飛び出した状態で形成する透明電極用端子及び背面電極用端子形成工程と、からＥＬ集合体を形成し、該ＥＬ集合体を前記各画素毎に切断、分離するＥＬ層単体分離工程と、
該ＥＬ層の背面電極用端子部分及び透明電極用端子部分と前記インバータの出力端子部分を接合するインバータ接合工程と、
該インバータ用入力端子の一部分を除いた表面全域に透明のコーテング層を形成して前記ＥＬ層とインバータとの固着を行うコーテング層形成工程と、からなることを特徴とするエレクトロルミネッセンスの製造方法。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明におけるエレクトロルミネッセンス及びその製造方法について説明する。図１〜図４は本発明の実施の形態であるＥＬ及びその製造方法に係わり、図１はＥＬ層の一部切り欠き斜視図、図２はＥＬ発光素子の部分断面図、図３はＥＬ発光素子の製造方法を説明する工程図、図４はＥＬ層集合体の単体分離工程を示す斜視図である。図において、従来技術と同一部材は同一符号で示す。
【００２０】
図１及び図２において、ＥＬ発光素子２０の構成について説明する。図２に示すように、７は透明なプラスチックフィルムよりなる透明防湿シートで、その下面に、ＩＴＯ粉末を塗料化してスクリーン印刷により透明電極層（ＩＴＯ電極）１を形成する。該透明電極層１の下面に形成する発光層２は、蛍光母体と金属やハロゲン元素の附活剤を入れた塗料で印刷形成する。また、絶縁反射層３は、チタン酸バリウムを入れた塗料で印刷形成する。該絶縁反射層３の下面に、導電粉末を塗料化してスクリーン印刷により背面電極層４を形成する。該背面電極層４の下面を覗くスルーホール１１と前記発光層２、絶縁反射層３及び背面電極層４の側面を覆う如くスクリーン印刷により絶縁層１２を形成する。該絶縁層１２に形成した前記スルーホール１１に前記背面電極層４と導通する背面電極用端子６、及び前記透明電極層１の一部の下面から前記絶縁層１２の側面及び下面の一部にまで延びて形成され、且つ前記透明電極層１と導通する透明電極用端子５とをスクリーン印刷により形成する（図１のＥＬ層１４）。
【００２１】
９はインバータで、前記絶縁層１２の下面側にあって、前記背面電極用端子６と前記透明電極用端子５と接続し一体的に接合、固着して配設する。１３は透明なコーテング層で、ディピング法により前記インバータ９のインバータ用入力端子９ａの一部を除いた表面全域に形成されている。
【００２２】
図３及び図４において、その製造方法を説明する。図３に示すように、先ず、透明電極層形成工程Ａで、多数個取りする大判の薄膜のプラスチックフィルムよりなる透明防湿シート７上に、２、３酸化インジウムを錫でドーピングして得られた透明電極層１を従来方法と同様に蒸着法、スパッタリング法、又はスクリーン印刷法等で形成する。尚、前記したように、前記透明電極層１を前記透明防湿シート７の全表面に形成したが、ＥＬ層単体の大きさで所定箇所にのみ島状に形成しても良いことは言うまでもない。
【００２３】
発光層形成工程Ｂで、前記透明電極層１の上に、硫化亜鉛（ＺｎＳ）を蛍光母体と微量の金属やハロゲン元素の附活剤を塗料化して、所定間隔で複数個、配列された画素からなる発光層２を、従来方法と同様にスクリーン印刷で所定の厚さ（例えば、６０μｍ程度）で形成する。前記発光層２の発光色は使用する附活剤によって選択される。
【００２４】
絶縁反射層形成工程Ｃで、前記各画素の発光層２の上に、チタン酸バリウムを分散した塗料でスクリーン印刷で所定の厚さ（例えば、２０μｍ程度）で絶縁反射層３を形成する。
【００２５】
背面電極層形成工程Ｄで、前記各画素の絶縁反射層３の上に、カーボンや銀等の導電粉末を塗料化してスクリーン印刷で所定の厚さ（例えば、２０μｍ程度）で背面電極層４を形成する。
【００２６】
絶縁層形成工程Ｅで、前記各画素の背面電極層４の上に、各画素の発光層２、絶縁反射層３、背面電極層４の側面とにスクリーン印刷で所定の厚さ（例えば、３０〜４０μｍ）で絶縁層１２を形成する。尚、前記背面電極層４の上には一部にスルーホール１１を形成しておく。前記絶縁層１２は前記背面電極層４等の膨潤性を防止する樹脂、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、フッソ樹脂、シリコン樹脂等が好ましい。これらの樹脂を塗料化して、少なくとも３０μｍ以上の厚さで形成する。１回のスクリーン印刷での印刷の厚さはせいぜい１０〜１５μｍであるので、２〜３回の印刷工程が必要である。
【００２７】
背面電極用端子及び透明電極用端子形成工程Ｆで、カーボンペースト或いは銀ペースト導通の導電性部材で、前記絶縁層１２のスルーホール１１に背面電極層４と導通する背面電極用端子６と、前記絶縁層１２の側面から上面に至って前記透明電極層１と導通する透明電極用端子５をスクリーン印刷で形成する。前記発光層２から前記絶縁層１２までの厚さは、１００〜１５０μｍであるので、スクリーン印刷法で十分側面を印刷可能である。尚、透明電極用端子５のコーナ部は導通不良を起こさないよう十分な厚さが必要である。前記背面電極用端子６及び透明電極用端子５は導電性の優れた材料、例えば、カーボン或いは銀材料が望ましい。またこれらの端子部分はインバータ９と接合するので、前記絶縁層１２の表面より少し飛び出した状態で形成される。
【００２８】
図４に示すように、上記Ａ〜Ｆ工程において、ＥＬ層１４は所定間隔で複数個配列された画素からなるＥＬ層集合体１５が形成される。上記のＡ〜Ｆ工程の各スクリーン印刷後には、それぞれ所定の温度で乾燥工程が挿入される。
【００２９】
ＥＬ層単体分離工程Ｇで、前記ＥＬ層集合体１５をプレス等により直交するＸ方向１６とＹ方向１７に沿って各画素毎に切断、分離することにより、ＥＬ層１４ができる。
【００３０】
インバータ接合工程Ｈで、切断、分離されたＥＬ層１４（図１又は図４）は、前記透明電極用端子５と背面電極用端子６に、それに対応する一体的に形成されたインバータ９の端子部分を、銀ロウペーストの加熱接合方法、導電性接着剤或いは異方性接着剤等を使用した接着方法により接合固着する。
【００３１】
コーテング層形成工程Ｉで、上記のＡ〜Ｈまでの工程で形成されたインバータ付きＥＬ発光素子を、前記インバータ９のインバータ用入力端子９ａを保持して、透明な紫外線硬化型樹脂液槽に浸積する、即ち、ディピング法にて前記インバータ９のインバータ用入力端子の一部分を除いた全面に透明な紫外線硬化型樹脂のコーテング層１３を形成し、更に、紫外線照射によって硬化させる。前記紫外線硬化型樹脂としては紫外線硬化剤の入ったエポキシ樹脂或いはアクリル樹脂等が使用される。
【００３２】
以上述べた製造方法により、ＥＬ層１４とインバータ９が一体化され、更にコーテング層１３で固着され、小型化されたＥＬ２０が完成する。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＥＬ発光素子は多数個取りする集合体で、殆どの工程がスクリーン印刷法で積層して形成され、切断、分離されたＥＬ層とインバータが一体的に接合され、更に、コーテング層で固着する構造のため、従来のリード線又はケーブル等の接続線は不要となり、インバータの配置位置設計及び接続線の配線廻り設計等の設計配慮が要らなくなる。また、導通不良が激減し、一体的であるので取り扱いが容易で、組立負荷が軽減される。また、多数個取りのため生産コストが低減する。以上述べたように、機器の小型化、高信頼性、コスト低減を実現したエレクトロルミネッセンス及びその製造方法を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わるＥＬ層の一部切り欠き斜視図である。
【図２】ＥＬ発光素子の部分断面図である。
【図３】図３はＥＬ発光素子の製造方法を説明する工程図である。
【図４】図４はＥＬ層集合体の単体分離工程を示す斜視図である。
【図５】従来のＥＬ発光素子の部分断面図である。
【符号の説明】
１  透明電極層
２  発光層
３  絶縁反射層
４  背面電極層
５  透明電極用端子
６  背面電極用端子
７  透明防湿シート
９  インバータ
１１  スルーホール
１２  絶縁層
１３  コーテング層
１４  ＥＬ層
１５  ＥＬ層集合体
１６  Ｘ方向
１７  Ｙ方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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