Design Considerations of Phosphor Layer for a High Efficacy

精密工学会中国四国支部技術賞受賞講演
高発光効率
分散型無機ELシートの開発
○和迩浩一
神田達哉橋本恵美
タツモ株式会社開発部
2015.3.30
目次

タツモ株式会社の紹介

分散型無機ELとは

分散型無機ELの課題と技術開発の取組み


発光効率向上

ワイヤレス駆動
まとめ
2
タツモの概要
会社名
タツモ株式会社
設立
1972年(昭和47年)2月26日
資本金
13億9524万円
本社所在地
〒715-8603 岡山県井原市木之子町6186
TEL（0866）62-0923 FAX（0866）62-0948
従業員数
289名（2013年12月31日現在）
関係子会社
ｱﾌﾟﾘｼｱﾃｸﾉﾛｼﾞｰ株式会社、
プレテック株式会社、TAZMO
INC.、
上海龍雲精密機械有限公司、大連龍雲電子部件有
限公司、TAZMO VIETNAM CO.,LTD.、TAZMO INC.、
クォークテクノロジー株式会社
TAZMO KOREA CO.,LTD.
営業内容
液晶製造装置
半導体製造装置
各種搬送ロボット
精密金型・樹脂成型品
などの開発・製造・販売
液晶製造装置
（G2～G10サイズ量産機）
半導体製造装置
スリットノズル
エキシマ紫外線照射装置
ウエハ搬送ロボット
3
分散型無機ELとその構造
分散型無機ELとは：
硫化亜鉛蛍光体のエレクトロルミネッセンス（EL)
を応用した、全塗布型シート状発光デバイス
発光
PETフィルム
透明電極
蛍光体層
厚さ約 0.3 mm
（保護フィルム除く）
誘電体層
電源
背面電極
保護フィルム
4
ELの分類
エレクトロルミネッセンス（EL）
有機EL
（薄膜型）
ディスプレイ、照明
無機EL
薄膜型
分散型
ディスプレイ
照明、
ｲﾙﾐﾈｰｼｮﾝ
5
分散型無機ELの特徴





フレキシブル（曲げられる）
大面積
薄く、軽い
低コスト
無機ELの中では高発光効率
6
プロセス、設備の概要
ITOフィルム受入、洗浄
蛍光体層
誘電体層
背面電極
（繰り返し）
除電ブロワー、検査台
ペースト塗布
印刷機、コーター
ベーク（乾燥）
温風循環炉
検査
検査台
周辺電極塗布
印刷機、ディスペンサ
ベーク（乾燥）
温風循環炉
カット
カッター治具
端子接続
検査
ラミネート
完成検査、特性測定
梱包、出荷
治具
検査台
ラミネータ
特性検査装置
7
他の固体照明デバイスとの比較
LED
無機ＥＬ
有機EL
（分散型）
商品の名称
LED電球、
LEDランプなど
有機EL照明、
OLED照明など
ELシート、
ELライトなど
発光体の素材
GaNなど
有機ポリマー
硫化亜鉛
デバイス形状
点発光、スポット
ライト、電球型
面発光、平板、
シート状
面発光、シート状、
フレキシブル
サイズ
チップ状
～10 cmX10 cm
～１m角以上も可能
現状の性能
一般照明用
電球型
蛍光ランプレベル蛍光ランプレベル
商品化状況
商品化は古く、照明
用としても、蛍光ラ
ンプに置換わる勢い
市場規模
一般照明用
として普及期
開発中。
本年度中の商品化
が計画されている
市場参入期
白熱電球レベル
面発光デバイスとして
は古くから商品化され
るも、性能改善に遅れ
目指す方向
ニッチ
8
応用製品の開発・試作例-１
カラーバリエーション
吊り下げ型天井照明
案内表示
ウエルカムボード
定型サイズシート
9
応用製品の開発・試作例-２
和紙発光タイプ
両面発光タイプ
マジックミラータイプ
透明背景サイン
ランプのない照明シェード
薄型案内表示
10
分散型ELの課題
低い発光効率（他のデバイスと比較して）
発光効率 (lm/W)

100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
蛍光ランプ
LED
OLED
分散型EL
白熱電球
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
全光束 (lm)
11
構造と発光効率向上のポイント
断面図
発光
誘電体ナノ粒子
εｒ：比誘電率
PETフィルム
ITO
蛍光体層のﾊﾞｲﾝﾀﾞεｒ～10
蛍光体粒子
バインダー樹脂
εｒ>10
誘電体層
背面電極
誘電体層εｒ=50～100
12
透過率 at 500 nm
蛍光体層の透過率
1.0
0.8
0.6
0.4
(a)
0.2
0.0
ナノ誘電体
0%
10%
透過率 at 500 nm
(粉末)
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
ナノ誘電体
20%
30%
TiO2 vol%
分散液
40%
(b)
0%
10%
20%
ZrO2 vol%
30%
40%
13
バインダー樹脂の比誘電率
比誘電率（測定周波数：1 kHz）
Nano-particle
ZrO2
0%
10
15vol%
14
25vol%
12
TiO2
10
18
16
ITO
バインダー樹脂
+ ナノ誘電体
Ag電極
14
ナノ誘電体を添加した蛍光体層
発光効率
(lm/W)
Luminous
Efficacy
(lm/W)
蛍光体粉末 : GTP GG45, 2 kHz (青緑色発光)
ZrO2
30
25
ZrO2 vol%
20
19%
15
0%
10
5
0
0
200
400
600
800
2
Luminance
(cd/m2)
輝度 (cd/m
)
1000
15
色変換した場合の発光効率
f=2 kHz, 500 cd/m2, ナノ誘電体添加なし
0.42
0.40
Relative Intensity
0.44
14.9 lm/W
17.6
15.5 lm/W
0.38
1 .2 %
4000K
GG45
0.36
3 .0 %
15.7
14.5 lm/W
6000K
0.34
BBL
0.32
0.30
0.10
3
2
蛍光顔料
SINLOIHI SEL-101
550
750
Red-orange
Wavelength (nm)
1
0
350
8000K
5
4
蛍光顔料
SINLOIHI SEL-107
Cerise (ピンク)
3
2
1
0
350
0.20
蛍光顔料
の発光
(+SEL-107 0.012%)
1 .2 %
Relative Intensity
CIE-y
3 .5 %
5
4
EL蛍光体
の発光
0.30
0.40
0.50
550
750
Wavelength (nm)
CIE-x
Pigment density : weight ratio to phosphor powder
16
ワイヤレス駆動
発光
分散型ELシート
２次コイル
d
天板
Ci
１次コイル
17
２次コイル（ELシート側）
18
ワイヤレス駆動の例（１）
19
ワイヤレス駆動の例（２）
20
まとめ
１．発光性能を従来品の約2倍に向上（＝同じ消費電力
なら輝度2倍）を達成
輝度向上分を、色再現性の改善、両面発光、電源の小型化
（電力削減）などに振り向けることでも応用可能性が拡大。
２．フィルム状、フレキシブル発光体の特性を活かした
各種応用製品を開発
定型サイズ品を光源素材として販売する一方で、
形状の自由度を活かして各種カスタム要望に応え拡販。
21

Download Report