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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft ein Elektrolumineszenzelement bzw. eine Elektrolumineszenzvorrichtung (nachstehend
als "EL-Element" bezeichnet) und
ein Verfahren zu dessen Herstellung. Insbesondere betrifft die Erfindung
ein in Rollenform als Vorratsprodukt herstellbares und lagerfähiges EL-Element,
das eine Lumineszenzschicht aufweist, die sich durchgehend in Längsrichtung
des rollenförmigen
Elements erstreckt, im Unterschied zu herkömmlichen EL-Elementen, die
durch Siebdruck erzeugt werden, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.
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TECHNISCHER
HINTERGRUND
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Lumineszenzschichten
und andere Schichten aus herkömmlichen
EL-Elementen werden. durch Siebdruck hergestellt, wie in JP-B-59-14
878, JP-B-62-59 879 usw. offenbart. Daher wird die Größe der EL-Elemente
durch die Größe einer
Druckplatte begrenzt, und es ist schwierig, ein EL-Element mit einer
Lumineszenzschicht herzustellen, die eine große Fläche aufweist oder sich durchgehend
in Längsrichtung
des Elements erstreckt. Außerdem
ist es unmöglich,
ein rollenförmiges
EL-Element mit einer Lumineszenzschicht, die sich durchgehend in
Längsrichtung
erstreckt, als Vorratsprodukt herzustellen.
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Wenn
ein Vorratsprodukt aus einem EL-Element mit durchgehender Lumineszenzschicht
in Längsrichtung
hergestellt und gelagert werden kann, läßt sich ein EL-Element mit
einer geforderten Länge herstellen,
indem das Vorratsprodukt nach Bedarf auf eine geforderte Länge zugeschnitten
wird, und EL-Elemente
können
leicht auf verschiedene Produkte aufgebracht werden. Daher ist die
Bereitstellung eines solchen rollenförmigen EL-Elements sehr wünschenswert.
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Herkömmliche
EL-Elemente eignen sich für Lumineszenz- bzw. Fluoreszenzdisplays
mit kleiner Flächengröße (kleiner Fläche) wie
z. B. Uhren, Rufempfänger
(Piepser), Mobiltelefone, Personalcomputer in Notebook-Größe, tragbare
Endgeräte
usw., können
aber nicht für
die Montage großformatiger
Lumineszenzdisplays wie z. B. Reklametafeln, Schildern, Flächenleuchtkörpern (z.
B. Fußbodenbeleuchtungen
usw.) und dergleichen eingesetzt werden.
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Wenn
großformatige
Lumineszenzdisplays unter Verwendung herkömmlicher EL-Elemente zusammengebaut
werden, sind eine Anzahl von EL-Elementen zusammenzuschalten, und
daher sind Herstellung und Konstruktion solcher Lumineszenzdisplays äußerst schwierig.
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Außerdem ist
es wichtig, die Leuchtdichte von EL-Elementen für die Realisierung großformatiger
Lumineszenzdisplays zu erhöhen.
Zum Beispiel offenbaren die oben zitierten Patentveröffentlichungen
EL-Elemente mit einer sogenannten "Lumineszenzschicht vom Dispersionstyp", die durch Dispergieren
von lumineszierenden Teilchen, wie z. B. fluoreszierenden Teilchen,
in Matrixharzen entstehen, wie z. B. in Polymeren mit hoher Dielektrizitätskonstante.
Zum Beispiel offenbart JP-B-S9-14
878 ein EL-Element, das ein lichtdurchlässiges Substrat, eine lichtdurchlässige leitfähige Schicht,
eine aus einem Vinylidenfluoridpolymer als Matrixharz bestehende
Isolierschicht, eine Fluoreszenzschicht mit fluoreszierenden Teilchen
und einem Vinylidenfluoridpolymer als Matrixharz, die gleiche Isolierschicht
wie oben und eine rückseitige
bzw. hintere Elektrode aufweist, die in dieser Reihenfolge übereinandergeschichtet
sind. JP-B-59879 offenbart ein EL-Element mit einem Polyesterfilm,
einer ITO-Elektrode, einer Lumineszenzschicht mit fluoreszierenden
Teilchen und einem cyanoethylierten Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer
(einem Matrixharz) und Aluminiumfolie (einer hinteren Elektrode),
die in dieser Reihenfolge übereinandergeschichtet
sind. In diesen EL-Elementen wird eine Lumineszenzschicht durch
Aufbringen einer Beschichtung ausgebildet, die in einem Matrixharz
dispergierte Lumineszenzteilchen enthält. Daher kann die Leuchtdichte
des Elements durch Erhöhen
des Anteils an Lumineszenzteilchen in der Beschichtung erhöht werden.
Die Erhöhung
des Anteils an Lumineszenzteilchen auf ein unnötiges Niveau kann jedoch das
kontinuierliche Aufbringen der Beschichtung mit hoher Geschwindigkeit
erschweren.
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Die
US-Patentschriften US-A-5 019 748 und US-A-5 045 755 offenbaren
ein EL-Element mit einer Lumineszenzschicht, die aus (1) einer ersten
dielektrischen Klebstoffschicht mit hoher Dielektrizitätskonstante,
die auf die lichtdurchlässige
leitfähige
Schicht aus einem lichtdurchlässigen
Substrat aufgebracht wird, (2) einer Fluoreszenzteilchenschicht
in Form einer im wesentlichen einlagigen Schicht (mit einer Dicke
von nicht mehr als der größten Teilchenabmessung),
die durch Aufbringen trockener Fluoreszenzteilchen (Lumineszenzteilchen)
auf die erste dielektrische Klebstoffschicht entsteht, und (3) einer
zweiten dielektrischen Schicht, die einen Füllstoff mit hoher Dielektrizitätskonstante
enthält,
gebildet wird. Im Gegensatz zu der obigen "Lumineszenzschicht vom Dispersionstyp" können die
Beschichtungsprozesse leicht kontinuierlich ausgeführt werden,
und nach dem offenbarten Verfahren läßt sich ein rollenförmiges EL-Element
herstellen. Diese US-Patentschriften offenbaren jedoch in den Produktionsschritten
des rollenförmigen
EL-Elements keine spezifische Herstellungsart für einen durchgehenden Anschluß (Bus),
durch den Elektrizität
(Spannung) in Längsrichtung
des lichtdurchlässigen
Substrats von außen an
die lichtdurchlässige
leitfähige
Schicht angelegt wird.
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Ein
Schlüsselfaktor
für die
Vergrößerung der Fläche von
EL-Elementen ist ferner, wie ein Anschluß (Bus) bereitgestellt wird,
der einer lichtdurchlässigen leitfähigen Schicht
von außen
Elektrizität
(Spannung) zuführt.
Zum Beispiel können
im Falle von EL-Elementen für
die oben beschriebenen kleinflächigen Displays
Busse, die sich nicht in elektrischem Kontakt mit Lumineszenzschichten
oder hinteren Elektroden befinden, durch effektive Wiederholung
des Siebdrucks auf einer lichtdurchlässigen leitfähigen Schicht
ausgebildet werden. Keine der oben zitierten Veröffentlichungen oder Patentschriften
offenbart jedoch ein Verfahren zur kontinuierlichen Ausbildung von
Bussen in Längsrichtung
des Elements.
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Andererseits
ist es im Falle der "Lumineszenzschichten
vom Dispersionstyp" schwierig,
Lumineszenzschichten mit ver besserter Leuchtdichte mit hoher Geschwindigkeit,
d. h. hoher Produktivität
herzustellen. Der Grund dafür
ist, daß lumineszierende Teilchen,
die ein höheres
spezifisches Gewicht als Matrixharze aufweisen, dazu neigen, in
einer Beschichtung zur Bildung von Lumineszenzschichten, die in
der Matrixharzlösung
dispergierte Lumineszenzteilchen aufweist, nach unten zu sinken,
und daher ist es schwierig, die Lumineszenzteilchen in den aus einer
solchen Beschichtung entstehenden Lumineszenzschichten gleichmäßig zu dispergieren.
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Ferner
verschlechtert sich die Dispergierbarkeit, wenn der Anteil der Lumineszenzteilchen
in der Beschichtung erhöht
wird, um den Füllungsanteil
der Lumineszenzteilchen in der Lumineszenzschicht zu erhöhen. Der
Füllungsanteil
der Lumineszenzteilchen beträgt
höchstens
20 Vol.-% der gesamten Lumineszenzschicht. Außerdem ist es relativ schwierig, die
Schichtdicke der Lumineszenzschicht zu vergrößern und dabei die Dickengleichmäßigkeit
unter Verwendung einer solchen Beschichtung vom Dispersionstyp beizubehalten.
Daher ist die Anzahl der aufgetragenen Schichten zu erhöhen, um
die Dicke der Lumineszenzschicht und damit die Leuchtdichte zu erhöhen; die
Produktivität
nimmt ab, und die Herstellung eines rollenförmigen, großflächigen EL-Elements ist schwierig.
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Es
besteht ein großer
Bedarf für
ein EL-Element, das in Rollenform ausgebildet werden kann und aus
dem mühelos
großformatige
Lumineszenzbildschirme bzw. -displays hergestellt werden können, um
die mit dem oben beschriebenen Stand der Technik verbundenen Probleme
zu lösen.
Es besteht auch Bedarf für
ein EL-Element, bei dem der Füllungsanteil
der Lumineszenzteilchen in einer Lumineszenzschicht ohne weiteres
erhöht
und damit die Leuchtdichte des Elements verbessert werden kann, zusätzlich zu
der leichten Ausbildung von großformatigen
Lumineszenzdisplays. Außerdem
besteht ein Bedarf für
ein rollenförmiges
EL-Element mit hoher Leuchtdichte und großer Fläche, das mit hoher Produktivität hergestellt
werden kann, ohne eine Dispersionsbeschichtung zu verwenden, die
Lumineszenzteilchen enthält.
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ZUSAMMENFASSUNG
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In
einer Ausführungsform
stellt die vorliegende Erfindung ein EL-Element bereit, das aufweist:
ein lichtdurchlässiges
Substrat, das sich in Längsrichtung
des Elements erstreckt; eine auf die Rückseite des lichtdurchlässigen Substrats
aufgebrachte lichtdurchlässige
leitfähige
Schicht; eine Lumineszenzschicht, die eine geringere Breite aufweist
als die lichtdurchlässige
leitfähige
Schicht und auf die Rückseite
der lichtdurchlässigen
leitfähigen
Schicht angeordnet ist; eine auf der Rückseite der Lumineszenzschicht
angeordnete hintere Elektrode und mindestens einen Bus, der auf
dem Teil ohne Lumineszenzschicht der Rückseite der lichtdurchlässigen leitfähigen Schicht
angeordnet ist, eine geringere Breite aufweist als die lichtdurchlässige leitfähige Schicht
und weder mit der Lumineszenzschicht noch mit der hinteren Elektrode
in elektrischem Kontakt ist, wobei die lichtdurchlässige leitfähige Schicht,
die Lumineszenzschicht, die hintere Elektrode und der Bus sich durchgehend
in Längsrichtung
des lichtdurchlässigen
Substrats erstrecken, bevor das Element zugeschnitten wird.
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Vorzugsweise
weist die Lumineszenzschicht auf: eine lichtdurchlässige Trägerschicht
mit einem Matrixharz, die auf der Seite der lichtdurchlässigen leitfähigen Schicht
angeordnet ist, eine Isolierschicht mit einem Isoliermaterial, die
auf der Seite der hinteren Elektrode angeordnet ist, und eine Lumineszenzteilchenschicht
mit Lumineszenzteilchen, die sowohl in die Trägerschicht als auch in die
Isolierschicht eingebettet sind. Vorzugsweise ist das Matrixharz
der lichtdurchlässigen
Trägerschicht
aus der Gruppe ausgewählt,
die aus Epoxidharzen und Polymeren mit hoher Dielektrizitätskonstante
besteht. Vorzugsweise beträgt
die Dielektrizitätskonstante
mindestens 5, stärker
bevorzugt zwischen 7 und 25, wenn sie durch Anlegen eines Wechselstroms
von 1 kHz gemessen wird. Alternativ sind das Matrixharz oder die lichtdurchlässige Trägerschicht
aus der Gruppe ausgewählt,
die aus Polymeren von Vinylidenfluoridharzen und Polymeren von Cyanoharzen
besteht. Vorzugsweise hat die lichtdurchlässige Trägerschicht eine Dicke zwischen
0,5 und 1000 μm
und weist rote oder rosafarbene Fluoreszenzfarbstoffe auf. Die Isolierschicht
weist vorzugs weise eine Schicht auf, die Isolierteilchen aufweist.
Die Isolierteilchen weisen vorzugsweise anorganische Teilchen auf,
die aus der Gruppe ausgewählt
sind, die aus Titandioxid, Bariumtitanat, Aluminiumoxid, Siliciumoxid,
Siliciumnitrid und Magnesiumoxid besteht.
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Das
lichtdurchlässige
Substrat weist vorzugsweise einen Farbstoff auf, der eine Komplementärfarbe zu
einer durch die Lumineszenzschicht emittierten Farbe entwickelt.
Der Farbstoff ist vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, die
aus roten oder rosafarbenen Farbstoffen besteht. Die lichtdurchlässige leitfähige Schicht
ist vorzugsweise eine Indium-Zinn-Oxid-Schicht und hat vorzugsweise
einen spezifischen Oberflächenwiderstand
von 500 Ω/Quadrat
oder weniger, besonders bevorzugt zwischen 1 und 300 Ω/Quadrat.
Die hintere Elektrode weist vorzugsweise eine Metallschicht aus
Aluminium, Gold, Silber, Kupfer, Nickel oder Chrom auf.
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In
einer weiteren Ausführungsform
stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines
Elektrolumineszenzelements mit den folgenden Schritten bereit: Bereitstellen
eines lichtdurchlässigen
Substrats, auf dessen eine Oberfläche eine lichtdurchlässige leitfähige Schicht
aufgebracht ist; Anordnen der Lumineszenzschicht auf der lichtdurchlässigen leitfähigen Schicht
durch ein Beschichtungsverfahren, so daß die Lumineszenzschicht eine
geringere Breite als die lichtdurchlässige leitfähige Schicht aufweist, um ein
lumineszenzschichttragendes Substrat auszubilden; Anordnen einer
Maske auf einem freiliegenden Teil ohne Lumineszenzschicht der lichtdurchlässigen leitfähigen Schicht
des lumineszenzschichttragenden Substrats in Längsrichtung des lichtdurchlässigen Substrats, wobei
die Maske eine geringere Breite aufweist als der freiliegende, keine
Lumineszenzschicht tragende Teil; und Aufbringen eines leitfähigen Materials
auf das lumineszenzschichttragende Substrat, um die hintere Elektrode
und den Bus auszubilden, der wegen des Vorhandenseins der Maske
oder des freiliegenden Teils, von dem die Maske entfernt worden
ist, weder mit der Lumineszenzschicht noch mit der hinteren Elektrode
in elektrischem Kontakt ist.
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In
einer weiteren Ausführungsform
stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines
Elektrolumineszenzelements mit den folgenden Schritten bereit: Bereitstellen
eines lichtdurchlässigen
Substrats, auf dessen eine Oberfläche eine lichtdurchlässige leitfähige Schicht
aufgebracht ist; Anordnen einer Maske auf der Oberfläche der
lichtdurchlässigen
leitfähigen
Schicht, um eine Busbildungsfläche,
auf welcher der Bus ausgebildet wird, mit der Maske abzudecken,
so daß auf
der lichtdurchlässigen
leitfähigen
Schicht eine Busbildungsfläche
mit der angeordneten Maske und eine maskenfreie Fläche ohne
Maske ausgebildet werden; Anordnen der Lumineszenzschicht auf der
maskenfreien Fläche
der lichtdurchlässigen
leitfähigen
Schicht durch ein Beschichtungsverfahren, um ein lumineszenzschichttragendes
Substrat auszubilden; Aufbringen eines leitfähigen Materials auf das lumineszenzschichttragende
Substrat, um die hintere Elektrode auf der Lumineszenzschicht auszubilden;
Entfernen zumindest eines Teils der Maske, um die Busbildungsfläche freizulegen;
und dann Aufbringen eines leitfähigen
Materials auf die freigelegte Busbildungsfläche, um die hintere Elektrode
und den Bus auszubilden, der wegen des Vorhandenseins der Maske oder
des freiliegenden Teils, von dem die Maske entfernt worden ist,
weder mit der Lumineszenzschicht noch mit der hinteren Elektrode
in elektrischem Kontakt ist.
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Ferner
stellt die vorliegende Erfindung in einer weiteren Ausführungsform
eine Elektrolumineszenzelement bereit, in dem die Lumineszenzschicht aufweist:
eine lichtdurchlässige
Trägerschicht
mit einem Matrixharz, die auf der Seite der lichtdurchlässigen leitfähigen Schicht
angeordnet ist; eine Isolierschicht mit einem Isoliermaterial, die
auf der Seite der hinteren Elektrode angeordnet ist; und eine Lumineszenzteilchenschicht
mit Lumineszenzteilchen, die sowohl in die Trägerschicht als auch in die
Isolierschicht eingebettet sind.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine Draufsicht
eines erfindungsgemäßen EL-Elements.
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2 zeigt eine Schnittansicht
eines erfindungsgemäßen EL-Elements.
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3 zeigt eine Schnittansicht
eines bevorzugten Beispiels einer Lumineszenzschicht, die in einem
erfindungsgemäßen EL-Element
enthalten ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG, DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In
geeigneten erfindungsgemäßen EL-Elementen
erstrecken sich eine lichtdurchlässige
leitfähige
Schicht, eine Lumineszenzschicht, eine hintere Elektrode und ein
Bus, die auf einem durchgehend in Längsrichtung verlaufendes lichtdurchlässiges Substrat
angeordnet sind, durchgehend in Längsrichtung des lichtdurchlässigen Substrats.
Auf diese Weise läßt sich
sehr leicht das EL-Element herstellen, das eine Lumineszenzschicht
und dergleichen mit großer Fläche (Flächengröße) aufweist,
die sich durchgehend in Längsrichtung
erstreckt. Ein rollenförmiges EL-Element
wird also als Vorratsprodukt erzeugt und gelagert, das eine Lumineszenzschicht
aufweist, die sich durchgehend in Längsrichtung des Elements erstreckt,
und ein EL-Element
mit der gewünschten Länge kann
nach Bedarf durch Zuschneiden des Vorratsprodukts auf eine gewünschte Länge hergestellt werden.
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Laminierte
Teile (wie z. B. eine Lumineszenzschicht, ein Bus und dergleichen,
die auf einem lichtdurchlässigen
Substrat ausgebildet sind) können
diskontinuierlich nach dem herkömmlichen
Produktionsverfahren von EL-Elementen mittels Siebdruck hergestellt
werden. Aus dem durch Siebdruck hergestellten Vorratsprodukt von
EL-Elementen kann man jedoch nur ein EL-Element mit einer solchen
Größe erhalten,
daß das
obige diskontinuierliche Teil nicht darin enthalten ist. Wenn andererseits
das erfindungsgemäße EL-Element
als Vorratsprodukt in Form einer Rolle erzeugt wird, läßt sich
das EL-Element leicht auf verschiedene Produkte anwenden, wie oben
erläutert.
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Die
Lumineszenzschicht des erfindungsgemäßen EL-Elements weist gewöhnlich Lumineszenzteilchen
(Teilchen, die nach Anlegen einer Spannung Licht emittieren) und
ein Matrixharz auf. Zum Beispiel kann eine Lumineszenzschicht ausgebildet
werden, indem eine Beschichtung, die ein Matrixharz und in dem Matrixharz
dispergierte Lumineszenzteilchen enthält, auf ein Substrat aufgetragen
und (durch Trocknen, Abkühlen,
Aushärten
usw.) zum Erstarren gebracht wird. Durch ein solches Beschichtungsverfahren
läßt sich
leicht eine Lumineszenzschicht ausbilden, die sich durchgehend in
Längsrichtung
erstreckt.
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Alternativ
kann unter Verwendung einer Beschichtung (Aufschlämmung),
die ein Polymer mit hoher Dielektrizitätskonstante als Bindemittel
und in dem Bindemittelpolymer dispergierte Lumineszenzteilchen aufweist,
eine Lumineszenzschicht weitgehend in Form einer Einteilchenschicht
ausgebildet werden. In diesem Fall wird z. B. eine Überzugsschicht
dünn ausgeführt, indem
die Schicht im Florstreichverfahren mit geringer oder ohne Scherung aufgetragen
wird, um eine aus der Überzugsschicht bestehende
Lumineszenzteilchenschicht auszubilden, deren Dicke im wesentlichen
gleich der Teilchengröße der Lumineszenzteilchen
ist.
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Ein
rollenförmiges
EL-Element mit hoher Leuchtdichte und großer Fläche kann mit hoher Produktivität hergestellt
werden, wenn das EL-Element nach einem Verfahren hergestellt wird,
das die folgenden Schritte aufweist:
Bereitstellen eines lichtdurchlässigen Substrats,
auf dessen eine Oberfläche
eine lichtdurchlässige
leitfähige
Schicht aufgebracht wird,
Anordnen der Lumineszenzschicht auf
der lichtdurchlässigen
leitfähigen
Schicht durch ein Beschichtungsverfahren, so daß die Lumineszenzschicht eine
geringere Breite aufweist als die lichtdurchlässige leitfähige Schicht, um ein lumineszenzschichttragendes
Substrat auszubilden,
Anordnen einer Maske auf einem freiliegenden
Teil der lichtdurchlässigen
leitfähigen
Schicht des lumineszenzschichttragenden Substrats, wobei dieser Teil
keine Lumineszenzschicht aufweist, in Längsrichtung des lichtdurchlässigen Substrats,
wobei die Maske eine geringere Breite aufweist als der freiliegende
Teil, der keine Lumineszenzschicht trägt, und
Aufbringen eines
leitfähigen
Materials auf das lumineszenzschichttragende Substrat, um die hintere Elektrode
und den Bus auszubilden, der wegen des Vorhandenseins der Maske
oder des freiliegenden Teils, von dem die Maske entfernt ist, weder mit
der Lumineszenzschicht noch mit der hinteren Elektrode in elektrischem
Kontakt ist.
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Eines
der charakteristischen Merkmale dieses Verfahrens ist, daß die hintere
Elektrode und der Bus so ausgebildet werden können, daß der Bus wegen des Vorhandenseins
von (1) der Maske oder (2) des freiliegenden Teils der lichtdurchlässigen leitfähigen Schicht,
von dem die Maske entfernt und auf den keine Lumineszenzschicht
aufgebracht worden ist, weder mit der Lumineszenzschicht noch mit
der hinteren Elektrode in elektrischem Kontakt ist.
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Bei
diesem Verfahren kann eine Maske nach Wunsch entfernt werden. Es
ist nicht notwendig, eine Maske zu entfernen, soweit ein Bus nicht
in elektrischem Kontakt mit einer hinteren Elektrode ist. Zum Beispiel
wird eine Maske nicht entfernt, wenn das erste leitfähige Material,
das eine hintere Elektrode bildet, und das zweite leitfähige Material,
das einen Bus bildet, gleichzeitig aufgebracht werden, aber mit verschiedenen
Auftragsvorrichtungen oder in verschiedenen Schritten, und wenn
eine Maske verhindert, daß die
hintere Elektrode und der Bus, die aus zwei leitfähigen Materialien
ausgebildet werden, miteinander in Kontakt kommen. Ferner wird eine
Maske nicht entfernt, wenn die Dicken einer Lumineszenzschicht und
einer Maske ausreichend groß im
Vergleich zur Dicke eines auszubildenden Busses sind, und wenn leitfähige Materialien,
die gleichzeitig aufgebracht werden, zwischen einer Busbildungsfläche und
einer Bildungsfläche
für die
hintere Elektrode getrennt werden können. Eine Maske wird jedoch
vorzugsweise entfernt, da eine hintere Elektrode und ein Bus, die
nicht in elektrischem Kontakt miteinander sind, leicht ausgebildet
werden können.
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Die
ersten und zweiten leitfähigen
Materialien können
gleich oder unterschiedlich sein. Ein Bus und eine hintere Elektrode
werden jedoch vorzugsweise gleichzeitig ausgebildet, da die Produktionsschritte
vereinfacht werden können
und die Produktivität
ansteigt.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann ein rollenförmiges EL-Element mit hoher
Leuchtdichte und großer
Fläche
mit hoher Produktivität
hergestellt werden, wenn das EL-Element nach einem Verfahren erzeugt
wird, das die folgenden Schritte aufweist:
Bereitstellen eines
lichtdurchlässigen
Substrats, auf dessen eine Oberfläche eine lichtdurchlässige leitfähige Schicht
aufgebracht wird,
Anordnen einer Maske auf der Oberfläche der
lichtdurchlässigen
leitfähigen
Schicht, um mit der Maske eine Busbildungsfläche abzudecken, auf der ein
Bus geformt wird, so daß auf
der lichtdurchlässigen
leitfähigen
Schicht eine Busbildungsfläche
mit der angeordneten Maske und eine maskenfreie Fläche ohne Maske
ausgebildet werden,
Anordnen der Lumineszenzschicht auf der
maskenfreien Fläche
der lichtdurchlässigen
leitfähigen Schicht
durch ein Beschichtungsverfahren, um ein lumineszenzschichttragendes
Substrat auszubilden,
Aufbringen eines leitfähigen Materials
auf das lumineszenzschichttragende Substrat, um die hintere Elektrode
auf der Lumineszenzschicht auszubilden, Entfernen zumindest eines
Teils der Maske, um die Busbildungsfläche freizulegen, und dann Aufbringen eines
leitfähigen
Materials auf die freigelegte Busbildungsfläche, um die hintere Elektrode
und den Bus auszubilden, der wegen des Vorhandenseins der Maske
oder des freigelegten Teils, von dem die Maske entfernt worden ist,
weder mit der Lumineszenzschicht noch mit der hinteren Elektrode
in elektrischem Kontakt ist.
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Eines
der charakteristischen Merkmale dieses Verfahrens ist, daß vor dem
Aufbringen einer Lumineszenzschicht eine Maske auf eine lichtdurchlässige leitfähige Schicht
aufgebracht wird, um eine Busbildungsfläche mit der aufgebrachten Maske
und eine maskenfreie Fläche
ohne Maske zu formen. Durch dieses Verfahren läßt sich die Beschädigung der
Busbildungsfläche
auf der lichtdurchlässigen
leitfähigen
Schicht durch Zerkratzen usw. von dem Schritt der Ausbildung einer
Lumineszenzschicht bis zu dem Schritt der Ausbildung eines Busses
leicht verhindern. In diesem Fall erleichtert eine Maske die Ausbildung
eines durchgehenden Busses in Längsrichtung
des Substrats und funktioniert als Schutzschicht einer lichtdurchlässigen leitfähigen Schicht (auf
der Busbildungsfläche).
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Bei
diesem Verfahren wird eine Maske stets entfernt und kann teilweise
oder ganz entfernt werden. Zum Beispiel wird in dem zuletzt aufgeführten Schritt
das erste leitfähige
Material auf ein lumineszenzschichttragendes Substrat aufgebracht,
und zumindest ein Teil der Maske wird entfernt, um eine Busbildungsfläche freizulegen.
Dann wird das zweite leitfähige
Material auf die freiliegende Busfläche aufgebracht, um einen Bus
auszubilden. Als Alternative kann, wenn ein Teil der Maskierung
entfernt und dann das zweite leitfähige Material auf die freigelegte
Busbildungsfläche
aufgebracht wird, die übrige
Maskierung nötigenfalls
entfernt werden. Vorzugsweise wird die gesamte Maske entfernt, da
eine hintere Elektrode und ein Bus, die nicht in elektrischem Kontakt
miteinander sind, leicht ausgebildet werden können. Die ersten und zweiten
leitfähigen
Materialien können gleich
oder unterschiedlich sein.
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Wenn
eine Maske als Schutzschicht einer lichtdurchlässigen leitfähigen Schicht
benutzt wird, dann wird in dem zuletzt aufgeführten Schritt vorzugsweise
ein Teil der Maske entfernt, um eine Busbildungsfläche freizulegen,
und dann wird das leitfähige
Material auf das lumineszenzschichttragende Substrat aufgebracht,
um gleichzeitig eine hintere Elektrode und einen Bus auszubilden,
der weder mit der Lumineszenzschicht noch mit der hinteren Elektrode
in elektrischem Kontakt ist, da die hintere Elektrode und der Bus,
die nicht in elektrischem Kontakt miteinander sind, besonders leicht
ausgebildet und daher die Produktionsschritte vereinfacht werden können.
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Der
obige Bus wird vorzugsweise durch ein Auftragsverfahren für ein leitfähiges Material
ausgebildet (z. B. Aufbringen einer Beschichtungsflüssigkeit,
Aufdampfen, Sputtern usw.). Dadurch kann ein Bus, der sich durchgehend
in Längsrichtung
des Substrats erstreckt, beim Herstellungsverfahren eines rollenförmigen EL-Elements
besonders leicht ausgebildet werden. Leitfähige Materialien, die zur Ausbildung
eines Busses und einer hinteren Elektrode benutzt werden, werden
nachstehend erläutert.
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Als
Maskierungsmaterial können
wiederablösbare
Klebebänder,
wie z. B. Maskierungsbänder, Bänder zum
Anbringen von Dichtungen usw., wiederablösbare Harzschichten und dergleichen
eingesetzt werden, die allgemein bei Beschichtungsverfahren benutzt
werden. Die Dicke einer Maskierung beträgt gewöhnlich 10 bis 100 μm. Die bevorzugte
Dicke einer Maskierung beträgt
0,1 bis 30 μm,
wenn eine Maskierung als Schutzschicht einer lichtdurchlässigen leitfähigen Schicht
(auf einer Busbildungsfläche) benutzt
wird.
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Der
Füllungsanteil
an Lumineszenzteilchen in einer Lumineszenzschicht kann ohne weiteres
zunehmen, und daher nimmt die Leuchtdichte stark zu, wenn eine Lumineszenzschicht
eine Lumineszenzteilchenschicht aufweist, die weitgehend aus Teilchen
besteht, die Lumineszenzteilchen enthalten, und zwischen einer Trägerschicht
und einer Isolierschicht in engem Kontakt mit den beiden Schichten angeordnet
ist. Gleichzeitig kann sehr leicht eine Lumineszenzschicht ausgebildet
werden, die sich durchgehend in Längsrichtung erstreckt.
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Eine
solche Lumineszenzschicht, die eine Trägerschicht, eine Isolierschicht
und eine Lumineszenzteilchenschicht aufweist, die sich in engem
Kontakt mit der Trägerschicht
und der Isolierschicht befindet, kann durch Pulverauftragsverfahren
ausgebildet werden, z. B. durch Zerstäuben von Lumineszenzteilchen,
wobei die Details dieser Verfahren weiter unten erläutert werden.
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Eine
Isolierschicht und eine Trägerschicht können aus
Schichten gebildet werden, die keine Lumineszenzteilchen enthalten.
Daher entsteht durch das Absinken von Lumineszenzteilchen in einer Schicht
zur Ausbildung einer Lumineszenzschicht kein Problem, im Unterschied
zur "Lumineszenzschicht
vom Dispersionstyp".
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Es
ist sehr leicht, einen Füllungsanteil
von Lumineszenzteilchen in einer Lumineszenzteilchenschicht zu erhöhen, und
es kann ein Füllungsanteil von
nahezu 100 Vol.-% erreicht werden. Ein EL-Element, das eine derartige
Lumineszenzteilchenschicht aufweist, dient vorzugsweise zur Herstellung
eines großflächigen rollenförmigen EL-Elements.
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Ein
EL-Element mit einer solchen Lumineszenzteilchenschicht wird vorzugsweise
nach einem Verfahren hergestellt, das die folgenden Schritte aufweist:
Bereitstellen
eines lichtdurchlässigen
Substrats, das sich durchgehend in Längsrichtung erstreckt und auf einer
seiner Oberflächen
eine auflaminierte lichtdurchlässige
leitfähige
Schicht trägt,
Aufbringen
eines Überzugs
zur Ausbildung einer Trägerschicht
mit einem Matrixharz auf der lichtdurchlässigen leitfähigen Schicht,
so daß die
aufgebrachte Schicht eine geringere Breite aufweist als die lichtdurchlässige leitfähige Schicht,
Zerstäuben
von Teilchen, die Lumineszenzteilchen enthalten, über dem Überzug in
einem Schichtzustand vor dem Erstarren des Überzugs, teilweises Einbetten
der Teilchenschicht in den Überzug,
und Erstarrenlassen des Überzugs,
um eine Trägerschicht
und eine Lumineszenzteilchenschicht in engem Kontakt mit der Trägerschicht
auszubilden,
Aufbringen eines Überzugs zur Ausbildung einer
Isolierschicht mit einem Isoliermaterial auf die Lumineszenzteilchenschicht,
Erstarrenlassen des Überzugs, um
eine Isolierschicht in engem Kontakt mit der Lumineszenzteilchenschicht
und damit die Lumineszenzschicht auszubilden, die Lumineszenzteilchen aufweist,
die in die Trägerschicht
und die Isolierschicht eingebettet sind, wodurch man ein Substrat erhält, das
eine Lumineszenzschicht trägt,
Anordnen
einer Maske auf dem übrigen
Teil des lumineszenzschichttragenden Substrats, wo keine Lumineszenzschicht
ausgebildet worden ist, in Längsrichtung
des lichtdurchlässigen
Substrats, so daß die Breite
der Maske kleiner ist als die des übrigen Teils,
Aufbringen
eines leitfähigen
Materials auf das lumineszenzschichttragende Substrat, und wahlweise Entfernen
der Maske, um gleichzeitig eine auf der Isolierschicht vorgesehene
hintere Elektrode und einen Bus auszubilden, der weder mit der Lumineszenzschicht
noch mit der hinteren Elektrode in elektrischem Kontakt ist.
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Durch
das obige Verfahren kann leicht eine Lumineszenzschicht mit erhöhter Leuchtdichte
mit hoher Geschwindigkeit, d. h. hoher Produktivität, kontinuierlich
ausgebildet werden. Zum Beispiel kann die Lumineszenzschicht gewöhnlich mit
einer Beschichtungsgeschwindigkeit von 5 m/min (Meter pro Minute) oder
mehr ausgebildet werden, vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit
zwischen 110 und 200 m/min, stärker
bevorzugt zwischen 12 und 100 m/min.
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Der
Gehalt der Lumineszenzteilchen in Teilchen, die in der obigen Lumineszenzschicht
enthalten sind, beträgt
vorzugsweise mindestens 40 Vol.-%. Wenn der Gehalt der Lumineszenzteilchen niedriger
ist als 40 Vol.-%, kann sich die Auswirkung auf die Erhöhung der
Leuchtdichte verschlechtern. Die Leuchtdichte wird maximiert, wenn
alle Teilchen Lumineszenzteilchen sind. Daher liegt der bevorzugte
Gehalt an Lumineszenzteilchen zwischen 50 und 100 Vol.-%.
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EL-Element
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Ein
Beispiel des erfindungsgemäßen EL-Elements
ist ein rollenförmiges
EL-Element, das, wie in den 1 und 2 dargestellt, ein Laminat
mit einem lichtdurchlässigen
Substrat 1 und einer lichtdurchlässigen leitfähigen Schicht 2,
eine hintere Elektrode 3, eine zwischen diesem Laminat
und der hinteren Elektrode 3 eingebrachte Lumineszenzschicht 4 und
mindestens einen Bus 5 aufweist, der auf der lichtdurchlässigen leitfähigen Schicht
angeordnet ist und sich weder mit der Lumineszenzschicht noch mit
der hinteren Elektrode in elektrischem Kontakt befindet.
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In
dieser Struktur sind die Busse 5 in der Nähe der beiden
Kanten des lichtdurchlässigen
Substrats angeordnet und haben die Form von zwei Streifen, die parallel
zu der Lumineszenzschicht 4 sind, welche die hintere Elektrode
trägt.
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Die
Lumineszenzschicht 4 des in 3 dargestellten
bevorzugten Beispiels, die weiter unten ausführlich erläutert wird, weist eine Struktur
auf, in der eine lichtdurchlässige
Trägerschicht 41 mit
einem Matrixharz, eine Isolierschicht 43, die ein Isoliermaterial
enthält,
und eine zwischen den Schichten 41 und 43 eingefügte Lumineszenzteilchenschicht 42 in
engem Kontakt miteinander laminiert sind.
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Im
allgemeinen liegt die Dicke des gesamten EL-Elements im Bereich
zwischen 50 und 3000 μm. Die
Länge des
EL-Elements beträgt
gewöhnlich
mindestens 1 m, wenn das Element rollenförmig ist.
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Form
und Anordnung eines Busses sind nicht auf die oben beschriebenen
Formen und Anordnungen beschränkt,
soweit der Bus als Anschluß dient,
um Elektrizität
(Spannung) von außen
in eine lichtdurchlässige
leitfähige
Schicht einzuspeisen. Zum Beispiel kann ein Bus aus mehreren kleinen Busteilen
bestehen, die sich in der Form eines Strichcodes in Längsrichtung
erstrecken, oder aus mehreren kreisförmigen Busteilen, die entlang
der Vorrichtung vorhanden sind. Das heißt, kleine Busse können in
Längsrichtung
diskontinuierlich auftreten, sofern jeder einzelne Abstand zwischen
den benachbarten Busteilen nicht zu groß ist.
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Wenn
z. B. ein EL-Element für
ein großformatiges
Display durch Zuschneiden einer gewünschten Länge aus dem Vorratsprodukt
eines EL-Elements hergestellt wird, sollte eine Lumineszenzschicht
auf einer lichtdurchlässigen
leitfähigen Schicht
ohne unterbrochenen Teil vorhanden sein, während angrenzende Busteile
getrennt vorhanden sein können,
sofern die Busteile als Anschlüsse
für die
Zufuhr von Elektrizität
(Spannung) von außen
zu einer lichtdurchlässigen
leitfähigen
Schicht funktionieren können.
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Ein
Bus kann aus einem leitfähigen
Material durch ein Auftragsverfahren geformt werden, das auch bei
der Ausbildung einer hinteren Elektrode angewandt werden kann. Das
Auftragsverfahren ist vorzugsweise das Auftragen einer Beschichtung,
die ein leitfähiges
Material enthält,
Aufdampfen, Sputtern usw., da ein Bus, der sich durchgehend in Längsrichtung
eines lichtdurchlässigen
Substrats erstreckt, beim Produktionsverfahren eines rollenförmigen EL-Elements
leicht ausgebildet werden kann.
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Lichtdurchlässiges Substrat
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Das
lichtdurchlässige
Substrat kann das gleiche sein, wie es bei den herkömmlichen
EL-Elementen vom Dispersionstyp verwendet wird, und es können beispielsweise
Kunststoffolien und dergleichen eingesetzt werden.
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Beispiele
der als Substrate verwendeten Kunststoffolien sind Folien aus Polyesterharzen,
wie z. B. Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphthalat (PEN)
usw.; Acrylhar ze, wie z. B. Polymethylmethacrylat, modifiziertes
Polymethylmethacrylat usw.; Fluorharze, wie z. B. Polyvinylidenfluorid,
acrylmodifiziertes Polyvinylidenfluorid usw.; Polycarbonatharze;
Vinylchloridharze, wie z. B. Vinylchloridcopolymere und dergleichen.
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Das
lichtdurchlässige
Substrat kann ein einschichtiger Film sein, wie in 2 dargestellt, kann aber auch ein mehrschichtiger
Film sein. Zum Beispiel kann der Weißgehalt des Lichts zunehmen, wenn
mindestens eine Lage des mehrschichtigen Films eine hohe Lichtdurchlässigkeit
aufweist und einen Farbstoff enthält, der eine Komplementärfarbe zu
einer von der Lumineszenzschicht emittierten Farbe entwickelt. Vorzugsweise
sind Beispiele eines solchen Farbstoffs rote oder rosafarbene Fluoreszenzfarbstoffe,
wie z. B. Rhodamin 6G, Rhodamin B, Perylen-Farbstoffe usw., wenn
das von der Lumineszenzschicht emittierte Licht blaugrün ist. Ferner
können
verarbeitete Pigmente eingesetzt werden, welche diese Farbstoffe
in Harzen dispergiert aufweisen.
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Die
beiden Oberflächen
des lichtdurchlässigen
Substrats sind gewöhnlich
eben, während
die Oberfläche,
die sich nicht in Kontakt mit der lichtdurchlässigen leitfähigen Schicht
befindet, regelmäßige Vorsprünge aufweisen
kann, wenn die Auswirkungen der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden.
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Die
Lichtdurchlässigkeit
des lichtdurchlässigen
Substrats beträgt
gewöhnlich
mindestens 60%, vorzugsweise mindestens 70%, insbesondere mindestens
80%. Hierin bedeutet die "Lichtdurchlässigkeit" den Durchgang von
Licht, gemessen mit Hilfe eines Spektrophotometers für UV-Licht/sichtbares Licht
vom Typ "U best
V-560" (Hersteller
Nippon Bunko Kabushikikaisha) mit Licht von 550 nm Wellenlänge.
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Die
Dicke eines lichtdurchlässigen
Substrats liegt gewöhnlich
zwischen 10 und 1000 μm,
wenn ein rollenförmiges
EL-Element ausgebildet
wird.
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Ein
lichtdurchlässiges
Substrat kann Zusatzstoffe enthalten, wie z. B. UV-Lichtabsorber,
Feuchtigkeitsabsorptionsmittel, Färbemittel, Fluoreszenzstoffe,
Leuchtstoffe und der gleichen, wenn die Auswirkungen der vorliegenden
Erfindung nicht beeinträchtigt
werden.
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Lichtdurchlässige leitfähige Schicht
-
Eine
lichtdurchlässige
leitfähige
Schicht wird auf die Rückseite
des lichtdurchlässigen
Substrats in engem Kontakt damit aufgebracht.
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Die
lichtdurchlässige
leitfähige
Schicht kann irgendeine lichtdurchlässige Elektrode sein, die in den
EL-Elementen vom Dispersionstyp eingesetzt wird, wie z. B. eine
ITO-Schicht (Indium-Zinn-Oxidschicht) und dergleichen. Die Dicke
der lichtdurchlässigen
leitfähigen
Schicht liegt gewöhnlich
zwischen 0,01 und 1000 μm,
der spezifische Oberflächenwiderstand
liegt gewöhnlich
bei 500 Ω/Quadrat
oder weniger, vorzugsweise zwischen 1 und 300 Ω/Quadrat. Die Lichtdurchlässigkeit
beträgt
gewöhnlich mindestens
70%, vorzugsweise mindestens 80%.
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Eine
ITO-Schicht wird durch irgendein herkömmliches Filmbildungsverfahren
ausgebildet, wie z. B. Aufdampfen, Sputtern, Auftragen einer Paste und
dergleichen.
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Die
ITO-Schicht wird in der Ausführungsform gemäß 1 und 2 direkt auf dem lichtdurchlässigen Substrat
ausgebildet, wobei aber auch eine Grundierungsschicht auf dem lichtdurchlässigen Substrat ausgebildet
werden und die ITO-Schicht dann auf die Grundierungsschicht ausgebildet
werden kann. Die Dicke einer Grundierung liegt gewöhnlich zwischen 0,1
und 100 μm.
Anstelle der Grundierungsschicht wird die Oberfläche des lichtdurchlässigen Substrats mittels
Koronaentladung, durch Auftragen von Siliciumoxid und dergleichen
behandelt, um die Haftung der ITO-Schicht zu erleichtern. Alternativ
wird die ITO-Schicht auf einer Lumineszenzschicht ausgebildet, und
dann wird ein lichtdurchlässiges
Substrat auf die ITO-Schicht auflaminiert.
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Alternativ
wird eine ITO-Schicht, die auf der Trennfläche eines provisorischen Substrats
ausgebildet worden ist, mittels eines lichtdurchlässigen Klebstoffs
auf die Rückseite
eines lichtdurchlässigen
Substrats übertragen.
Als provisorisches Substrat kann ein Trennpapier, eine Trennfolie,
eine Polyethylenfolie niedriger Dichte usw. verwendet werden.
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Hintere Elektrode
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Eine
hintere bzw. rückseitige
Elektrodenschicht wird auf der Rückseite
einer Lumineszenzschicht, d. h. auf der Seite angeordnet, die einer
Isolierschicht zugewandt ist. In der Ausführungsform gemäß den 1 und 2 befindet sich die hintere Elektrode
in direktem Kontakt mit der Lumineszenzschicht.
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Zwischen
der hinteren Elektrode und der Lumineszenzschicht kann eine Harzschicht
eingefügt werden,
um die Haftung zwischen ihnen zu erhöhen. Das Harz für die Harzschicht
kann ein Polymer mit hoher Dielektrizitätskonstante sein, wie weiter
unten erläutert
wird. Die Harzschicht kann isolierende organische Teilchen enthalten.
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Eine
hintere Elektrode kann eine leitfähige Materialschicht sein,
die in den EL-Elementen vom Dispersionstyp benutzt wird, wie z.
B. eine Metallschicht aus Aluminium, Gold, Silber, Kupfer, Nickel, Chrom
usw.; eine lichtdurchlässige
leitfähige
Schicht, wie z. B. eine ITO-Schicht, eine leitfähige Kohlenstoffschicht und
dergleichen. Eine solche leitfähige Materialschicht
wird vorzugsweise durch Auftragen einer Schicht ausgebildet, die
ein leitfähiges
Material enthält
(z. B. durch Rakelbeschichten, Sprühbeschichten, im Florstreichverfahren
usw.), durch Aufdampfen, Sputtern und dergleichen. Die Metallschicht
kann eine aufgedampfte Schicht, eine gesputterte Schicht, eine Metallfolie
und dergleichen sein. Außerdem
kann als rückseitige
Schicht eine Elektrodenschicht verwendet werden, die ein Substrat
(z. B. eine Polymerfolie usw.) aufweist, das eine leitfähige Schicht
trägt.
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Die
Dicke der hinteren Elektrode beträgt gewöhnlich 5 nm bis 1 mm.
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Das
EL-Element kann Licht von beiden Oberflächen emittieren, wenn die hintere
Elektrode aus einer lichtdurchlässigen
leitfähigen
Schicht besteht und die Isolierschicht gleichfalls lichtdurchlässig ist.
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Lichtdurchlässiges Substrat
(Trägerschicht)
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Wie
oben beschrieben, wird eine Lumineszenzschicht vorzugsweise aus
einem leitfähigen Substrat,
das auf der Seite einer lichtdurchlässigen leitfähigen Schicht
bereitgestellt ist, einer Isolierschicht, die auf der Seite einer
hinteren Elektrode bereitgestellt ist, und einer Lumineszenzteilchenschicht ausgebildet,
die Lumineszenzteilchen enthält,
die sowohl in die Trägerschicht
als auch in die Isolierschicht eingebettet sind.
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Die
Trägerschicht
der Lumineszenzschicht ist vorzugsweise auf der Rückseite
der lichtdurchlässigen
leitfähigen
Schicht in engem Kontakt damit angeordnet, und dadurch läßt sich
die Lumineszenzausbeute der Lumineszenzschicht leicht erhöhen.
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Die
Trägerschicht
ist eine lichtdurchlässige Schicht,
die ein Matrixharz enthält.
Die Dicke der Trägerschicht
liegt gewöhnlich
zwischen 0,5 und 1000 μm,
und die Lichtdurchlässigkeit
beträgt
gewöhnlich mindestens
70, vorzugsweise mindestens 80.
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Das
Matrixharz kann irgendein Matrixharz sein, das in der Lumineszenzschicht
der herkömmlichen
EL-Elemente vom Dispersionstyp eingesetzt wird, wie z. B. Epoxydharze,
Polymere mit hoher Dielektrizitätskonstante
und dergleichen. Die Polymere mit hoher Dielektrizitätskonstante
sind diejenigen, die eine Dielektrizitätskonstante von gewöhnlich mindestens
etwa 5, vorzugsweise zwischen 7 und 25, stärker bevorzugt zwischen 8 und
18 aufweisen, gemessen durch Anlegen eines Wechselstroms von 1 kHz. Wenn
die Dielektrizitätskonstante
zu niedrig ist, kann die Leuchtdichte nicht zunehmen. Wenn sie zu
hoch ist, verkürzt
sich gewöhnlich
die Lebensdauer der Lumineszenzschicht.
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Beispiele
der Polymere mit hoher Dielektrizitätskonstante sind Vinylidenfluoridharze,
Cyanoharze und dergleichen. Das Vinylidenfluoridharz kann man z.
B. durch Copolymerisation von Vinylidenfluorid und mindestens einem
anderen fluorhaltigen Monomer erhalten. Beispiele des anderen fluorhaltigen Monomers
sind Tetrafluorethylen, Trifluorchlorethylen, Hexafluorpropylen
und dergleichen. Beispiele des Cyanoharzes sind Cyanoethylcellulose,
cyanoethyliertes Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer und dergleichen.
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Die
Trägerschicht
besteht gewöhnlich
aus einem Matrixharz, kann aber auch Zusatzstoffe enthalten, wie
z. B. andere Harze, Füllstoffe,
Tenside, UV-Lichtabsorber, Antioxidationsmittel, Fungizide, Rostschutzmittel,
Feuchtigkeitsabsorptionsmittel, Färbemittel, Leuchtstoffe und
dergleichen, wenn die Effekte der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden.
Zum Beispiel kann die Trägerschicht
rote oder rosafarbene Fluoreszenzfarbstoffe enthalten, wie z. B.
Rhodamin 6G, Rhodamin B, Perylen-Farbstoffe und dergleichen, wenn
das emittierte Licht aus der Lumineszenzteilchenschicht blaugrün ist. Ferner können die
obigen weiteren Harze aushärtbar
oder klebrig sein.
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Isolierschicht
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Ein
Isoliermaterial, das in der Isolierschicht der Lumineszenzschicht
enthalten ist, kann aus Isolierteilchen, Polymeren mit hoher Dielektrizitätskonstante
und dergleichen aufweisen, die in den herkömmlichen EL-Elementen vom Dispersionstyp
eingesetzt werden.
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Die
Isolierschicht ist gewöhnlich
eine Deckschicht, die aus einer Beschichtung gebildet wird, die durch
Dispersion der Isolierteilchen in dem Polymer mit hoher Dielektrizitätskonstante
hergestellt wurde, oder die Schicht aus einem Polymer mit hoher
Dielektrizitätskonstante,
die im wesentlichen keine Isolierteilchen enthält.
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Beispiele
der Isolierteilchen sind isolierende anorganische Teilchen, beispielsweise
aus Titandioxid, Bariumtitanat, Aluminiumoxid, Siliciumoxid, Siliciumnitrid,
Magnesiumoxid und dergleichen. Die Polymere mit hoher Dielektrizitätskonstante
können
die für
die Trägerschicht
verwendeten Polymere sein.
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Die
Isolierschicht kann durch Auftragen einer Beschichtung entweder
auf die hintere Elektrode oder auf die Lumineszenzteilchenschicht
ausgebildet werden.
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Wenn
die Isolierschicht eine Deckschicht ist, die Isolierteilchen und
ein Polymer mit hoher Dielektrizitätskonstante aufweist, dann
liegt der Anteil der Isolierteilchen zwischen 1 und 400 Gewichtsteilen, vorzugsweise
zwischen 10 und 350 Gewichtsteilen, stärker bevorzugt zwischen 20
und 300 Ge wichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des Polymers mit hoher
Dielektrizitätskonstante.
Wenn der Anteil der Isolierteilchen zu niedrig ist, vermindert sich
die Isolierwirkung und daher entsteht eine Neigung zu abnehmender Leuchtdichte.
Ist der Anteil zu hoch, dann kann das Aufbringen der Beschichtung
schwierig sein.
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Die
Dicke der Isolierschicht liegt gewöhnlich zwischen 2 und 1000 μm. Die Isolierschicht
kann Zusatzstoffe enthalten, wie z. B. Füllstoffe, Tenside, Antioxidationsmittel,
Fungizide, Rostschutzmittel, Feuchtigkeitsabsorptionsmittel, Färbemittel,
Leuchtstoffe, aushärtbare
Harze, Klebrigmacher und dergleichen, sofern die Isoliereigenschaften
nicht beeinträchtigt
werden.
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Lumineszenzteilchenschicht
-
Lumineszenzteilchen
in einer Lumineszenzteilchenschicht emittieren spontan Licht, wenn
sie in ein elektrisches Wechselfeld gebracht werden. Geeignete derartige
Teilchen sind unter anderem Fluoreszenzteilchen, die in den EL-Elementen
vom Dispersionstyp eingesetzt werden. Beispiele geeigneter Fluoreszenzstoffe
sind einzelne Substanzen aus fluoreszierenden Verbindungen (z. B.
ZnS, CdZnS, ZnSSe, CdZnSe usw.) oder Gemische aus den fluoreszierenden
Verbindungen und Zusatzkomponenten (z. B. Cu, I, Cl, Al, Mn, NdF3, Ag, B usw.).
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Die
mittlere Teilchengröße der Fluoreszenzteilchen
liegt gewöhnlich
zwischen 5 und 100 μm.
Es können
die teilchenförmigen
Fluoreszenzmaterialien verwendet werden, auf denen die Überzugsschicht aus
Glas, Keramik und dergleichen ausgebildet wird.
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Die
Dicke der Lumineszenzteilchenschicht liegt gewöhnlich zwischen 5 und 500 μm. Wenn die Fluoreszenzteilchenschicht
aus einer Vielzahl von Teilchen besteht, die in einen einschichtigen
Zustand gebracht werden, kann das EL-Element leicht dünn ausgeführt werden.
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Ferner
kann die Lumineszenzteilchenschicht mindestens zwei Arten von Lumineszenzteilchen
enthalten. Zum Beispiel werden mindestens zwei Arten von Lumineszenzteilchen,
die blaues, blaugrünes oder
orangefarbenes Licht emittieren und diskrete Spektren aufweisen,
miteinander vermischt, und auf diese Weise kann eine Lumineszenzschicht
mit hohem Weißgehalt
ausgebildet werden.
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Die
Lumineszenzteilchenschicht kann eine oder mehrere andere Teilchenarten
als die Lumineszenzteilchen enthalten, z. B. Teilchen aus Glas,
Färbemitteln,
Leuchtstoffen, Polymeren, anorganischen Oxiden und dergleichen.
Zum Beispiel werden Lumineszenzteilchen, die blaugrünes Licht
emittieren, und ein rosa färbendes
Material, das die Komplementärfarbe
zu blaugrün
entwickelt (z. B. Teilchen, die Rhodamin 6G, Rhodamin B, Perylen-Farbstoffe
usw. enthalten) vermischt, um die Lumineszenzschicht mit dem hohen
Weißgehalt
zu bilden.
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Ausbildung der Lumineszenzschicht
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Die
Laminatstruktur der Lumineszenzschicht, welche die Trägerschicht,
die Lumineszenzteilchenschicht und die Isolierschicht aufweist,
kann wie folgt ausgebildet werden:
Zunächst wird die Lumineszenzteilchenschicht
auf der Oberfläche
entweder der Trägerschicht
oder der Isolierschicht durch irgendein herkömmliches Pulverbeschichtungsverfahren
ausgebildet.
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Zum
Beispiel werden Teilchen, die Lumineszenzteilchen enthalten, durch
irgendein geeignetes Verfahren, wie z. B. statisches Ansaugen, Sprühen, Aufstreuen
mittels Schwerkraft und dergleichen, auf die Substratschicht aufgestreut,
wobei diese ihre Fließfähigkeit
behält,
und die Lumineszenzteilchenschicht wird ausgebildet, in der die
Teilchen teilweise oder ganz eingebettet sind. Danach wird die Fließfähigkeit
der Trägerschicht
unterdrückt,
und die Trägerschicht
und die Teilchenschicht werden gebunden.
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Zur
Aufrechterhaltung der Fließfähigkeit
der Trägerschicht
werden die folgenden Verfahren bevorzugt: ein Verfahren zur Aufrechterhaltung
des ungetrockneten Zustands der Überzugsschicht,
die aus der Beschichtung für
die Trägerschicht
gebildet wird, die das Lösungsmittel
enthält,
ein Verfahren, um die Trägerschicht
auf einer Temperatur oberhalb des Erweichungs- oder Schmelzpunktes
des Harzes für
die Trägerschicht
zu halten, und ein Verfahren zur Zugabe eines strah lungshärtbaren
Monomers zur Beschichtung für
die Trägerschicht.
Diese Verfahren erleichtern einen Erstarrungsvorgang zur Unterdrückung der
Fließfähigkeit
der Trägerschicht
(Trocknen, Abkühlen
oder Härten).
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Auf
die gleiche Weise kann die Lumineszenzschicht auf der Isolierschicht
ausgebildet werden, die aus der Überzugsschicht
besteht.
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Die
Deckschicht (entweder die Trägerschicht oder
die Isolierschicht) wird auf die gemäß der obigen Beschreibung ausgebildete
Lumineszenzteilchenschicht auflaminiert, und die Laminatstruktur
wird ausgebildet, in der die drei Schichten gebunden sind. Die Deckschicht
wird vorzugsweise durch Auftragen eines Überzugs auflaminiert, der Materialien
zur Ausbildung und zum Erhärten
der Deckschicht enthält, oder
durch Aufpressen einer Schicht, die aus Materialien zur Ausbildung
der Deckschicht besteht. Diese Verfahren können sicher eine verbundene
bzw. verklebte Struktur bilden, ohne daß an der Grenzfläche zwischen
jedem Schichtenpaar der Trägerschicht, der
Lumineszenzteilchenschicht und der Isolierschicht irgendeine Blase
entsteht.
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Die
Lumineszenzteilchenschicht besteht aus einer Vielzahl von Teilchen,
die in einem einlagigen Zustand aufgebracht werden, und wird in
der Ausführungsform
von 3 sowohl mit der
Trägerschicht als
auch mit der Isolierschicht verbunden. Die Lumineszenzteilchenschicht
kann jedoch eine mehrlagige Schicht sein, oder ein Teil oder alle
Teilchen können entweder
in die Trägerschicht
oder in die Isolierschicht völlig
eingebettet sein. Wichtig ist die Ausbildung einer verbundenen Struktur,
in der die Lumineszenzteilchenschicht zwischen der Trägerschicht
und der Isolierschicht eingefügt
ist und an der Grenzfläche
zwischen jedem Schichtenpaar keine Blasen vorhanden sind.
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In
der gemäß der obigen
Beschreibung ausgebildeten Lumineszenzteilchenschicht dringen die Materialien
der Träger- oder Isolierschicht
in Zwischenräume
zwischen den Teilchen ein. In einem solchen Fall beträgt der Füllungsanteil
der Teilchen mindestens 20 Vol.-%, vorzugsweise mindestens 30 Vol.-%, stärker bevorzugt
mindestens 40 Vol.-%, da die Verminderung des Füllungsanteils zu einer Abnahme
der Leuchtdichte führen
kann.
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Hierin
ist der "Füllungsanteil
der Teilchen" als prozentualer
Anteil des Gesamtvolumens der Teilchen im Volumen einer hypothetischen
Schicht definiert, die alle Teilchen in der Lumineszenzteilchenschicht
und die zwischen den Teilchen vorhandenen Materialien aufweist.
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Ferner
können
die Trägerschicht
und die Isolierschicht jeweils ein Laminat aus zwei oder mehreren
Schichten sein, wenn die Effekte der vorliegenden Erfindung nicht
beeinträchtigt
werden.
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Eine
Lumineszenzschicht vom Dispersionstyp kann wie folgt ausgebildet
werden: ein Matrixharz mit einem Polymer mit hoher Dielektrizitätskonstante, Fluoreszenzteilchen
und ein Lösungsmittel
werden unter Verwendung einer Knetvorrichtung, wie z. B. eines Homogenisierungsmischers,
vermischt und gleichmäßig dispergiert,
um eine Beschichtung zum Ausbilden einer Lumineszenzschicht zu erhalten. Dann
wird die Beschichtung aufgebracht und getrocknet, um eine Lumineszenzschicht
zu bilden. In diesem Fall kann die Beschichtung direkt auf eine lichtdurchlässige leitfähige Schicht
oder eine hintere Elektrode aufgebracht werden, oder eine Lumineszenzschicht
wird einmal auf einen provisorischen Träger mit Trenneigenschaften
aufgebracht und dann auf eine lichtdurchlässige leitfähige Schicht oder eine hintere
Elektrode übertragen.
-
Der
Feststoffgehalt der Beschichtung liegt gewöhnlich zwischen 10 und 60 Gew.-%.
Die Beschichtungseinrichtung, Schichtdicke, Trocknungsbedingungen
und dergleichen sind vergleichbar mit der Ausbildung einer herkömmlichen
Lumineszenzschicht vom Dispersionstyp.
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Herstellung eines EL-Elements
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Nachstehend
wird das Herstellungsverfahren eines laminierten EL-Elements mit
auflaminierter Lumineszenzschicht erläutert, das eine bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist.
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Zunächst wird
ein lichtdurchlässiges
Substrat bereitgestellt, auf dessen Oberfläche eine lichtdurchlässige leitfähi ge Schicht
auflaminiert worden ist. Auf die lichtdurchlässige leitfähige Schicht wird ein Überzug aufgebracht,
um eine Trägerschicht
zu bilden. Danach werden Teilchen, die Lumineszenzteilchen enthalten,
vor dem Trocknen des Überzugs als
Schicht auf den aufgetragenen Überzug
aufgestreut, und die Teilchenschicht wird teilweise in die Trägerschicht
eingebettet, mit anschließendem Trocknen
des Überzugs.
Durch diese Schritte läßt sich
leicht eine Lumineszenzteilchenschicht ausbilden, die teilweise
in die Trägerschicht
eingebettet und mit dieser verklebt ist.
-
Die
Teilchen werden so in die Trägerschicht eingebettet,
daß gewöhnlich 1
bis 99%, vorzugsweise 10 bis 90%, stärker bevorzugt 20 bis 80% der
Größe jedes
Teilchens in vertikaler Richtung (senkrecht zur Ebene der Trägerschicht),
z. B. des Durchmessers eines kugelförmigen Teilchens, in der Trägerschicht
eingebettet sind. Wenn der eingebettete Anteil kleiner als 1% ist,
dann neigt die Teilchenschicht während
der Ausbil dung einer Isolierschicht dazu, leicht beschädigt zu
werden. Wenn die Teilchen so eingebettet werden, daß der eingebettete
Anteil größer als
99% ist, dann kann die Teilchenschicht unter Umständen nicht
gleichmäßig ausgebildet
werden. Die Trägerschicht
wird im allgemeinen so ausgebildet, daß sie eine geringere Breite
aufweist als eine lichtdurchlässige
leitfähige
Schicht.
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Die
Schichtdicke des Überzugs
zur Ausbildung der Trägerschicht
wird so gewählt,
daß die
Dicke der trockenen Trägerschicht
in dem obigen Bereich liegt. Der Feststoffgehalt in der Beschichtung zur
Ausbildung der Trägerschicht
liegt gewöhnlich zwischen
5 und 80 Gew.-%. Ein in der Beschichtung verwendetes Lösungsmittel
wird unter herkömmlichen
organischen Lösungsmitteln
so ausgewählt, daß das Matrixharz
homogen aufgelöst
wird.
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Die
Beschichtung kann mit Misch- oder Knetvorrichtungen hergestellt
werden, wie z. B. mit Homogenisierungsmischern, Sandmühlen, Planetenmischern
und dergleichen. Zum Auftragen der Beschichtung können Beschichtungsvorrichtungen
wie z. B. Vorstreichmaschinen, Walzenstreichmaschinen, Rakelstreichmaschinen,
Schmelzbeschichter und dergleichen verwendet werden.
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Die
Trocknungsbedingungen sind von der Art des Lösungsmittels in der Beschichtung
und vom Feststoffgehalt der Beschichtung abhängig und weisen gewöhnlich eine
Temperatur im Bereich zwischen Raumtemperatur (etwa 25°C) und 150°C sowie eine
Trockenzeit im Bereich zwischen 5 Sekunden und 1 Stunde auf.
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Die
Teilchen werden nach dem obigen Verfahren innerhalb von 3 Minuten
nach dem Auftragen der Beschichtung aufgestreut, um die Trägerschicht auszubilden,
wodurch das Einbetten der Teilchen erleichtert wird. Der Trocknungsgrad
der Beschichtung ist von der Benetzungsfähigkeit zwischen den Teilchen
und der Trägerschicht
abhängig,
d. h. davon, wie leicht die aufgestreuten Teilchen in die nicht
getrocknete Trägerschicht
eingebettet werden, und liegt gewöhnlich im Bereich zwischen
10 und 95 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 20 und 90 Gew.-%, angegeben
als Feststoffgehalt.
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Anschließend wird
die Beschichtung zur Ausbildung der Isolierschicht aufgebracht,
so daß die Lumineszenzteilchenschicht
abgedeckt wird, und getrocknet. Dementsprechend wird, wie in 3 dargestellt, eine verbundene
Struktur ausgebildet, in der die Lumineszenzteilchenschicht 42 sowohl
in die Trägerschicht 41 als
auch in die Isolierschicht 43 eingebettet ist und an der
Grenzfläche
zwischen jedem Schichtenpaar keine Blasen vorhanden sind. Außerdem bleibt
auf der lichtdurchlässigen
leitfähigen Schicht
ein Teil, der keine Lumineszenzschicht aufweist.
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Die
Schichtdicke der Beschichtung zur Ausbildung der Isolierschicht
wird so gewählt,
daß die
Dicke der trockenen Isolierschicht im obigen Bereich liegt. Der
Feststoffgehalt der Beschichtung zur Ausbildung der Isolierschicht
liegt gewöhnlich
zwischen 5 und 70 Gew.-%. Ein in der Beschichtung verwendetes Lösungsmittel
wird unter herkömmlichen
organischen Lösungsmitteln
so ausgewählt,
daß das
Isoliermaterial homogen aufgelöst
oder dispergiert wird.
-
Diese
Beschichtung kann unter Verwendung der gleichen Vorrichtungen oder
Werkzeuge hergestellt und aufgebracht werden, wie sie für die Herstellung
und das Aufbringen der Beschichtung zur Ausbildung der Trägerschicht
eingesetzt werden.
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Die
Trocknungsbedingungen sind von der Art des Lösungsmittels in der Beschichtung
und vom Feststoffgehalt der Beschichtung abhängig und weisen gewöhnlich eine
Temperatur im Bereich zwischen Raumtemperatur (etwa 25°C) und 150°C sowie eine
Trockenzeit im Bereich zwischen 5 Sekunden und 1 Stunde auf.
-
Schließlich wird
die hintere Elektrode auf die Isolierschicht auflaminiert, während der
Bus auf den Teil der lichtdurchlässigen
leitfähigen
Schicht auflaminiert wird, der keine Lumineszenzschicht trägt. Die hintere
Elektrode kann nach den oben beschriebenen Verfahren ausgebildet
werden. Darunter sind Verfahren zur Bildung von Dünnschichten
im Vakuum zu bevorzugen, wie z. B. Aufdampfen und Sputtern, um die
hintere Elektrode effektiv auf der bereits getrockneten Isolierschicht
auszubilden, mit guter Haftung zwischen der hinteren Elektrode und
der Isolierschicht. Der Bus kann nach dem gleichen Verfahren ausgebildet
werden, wie sie bei der Bildung der hinteren Elektrode angewandt
werden.
-
Im
allgemeinen wird die hintere Elektrode durchgehend über der
gesamten Rückseite
einer Lumineszenzschicht ausgebildet, wie in den Figuren dargestellt.
Eine hintere Elektrode kann jedoch entsprechend den Aufgabenstellungen
teilweise auf der Lumineszenzschicht ausgebildet werden. Zum Beispiel
kann eine hintere Elektrode bildartig ausgebildet werden. Dadurch
kann das EL-Element Licht emittieren, um ein Bild darzustellen.
Um den gleichen Zweck zu erreichen, kann die Lumineszenzschicht wiederholt
in Längsrichtung
ausgebildet werden, um ein kontinuierliches Bild darzustellen.
-
Die
Schritte des oben beschriebenen Herstellungsverfahrens sind im wesentlichen
die gleichen wie diejenigen eines herkömmlichen Verfahrens zur Herstellung
eines rollenförmigen
Produkts. Daher können
die rollenförmigen
EL-Elemente mit hoher Leuchtdichte und großer Fläche unter Anwendung der Produktionsschritte
für die
herkömmlichen rollenförmigen Produkte
mit hoher Produktivität
hergestellt werden. Ferner werden die Probleme gelöst, die
durch die Verwendung von Dispersionsbeschichtungen verursacht werden,
da das obige Verfahren im Un terschied zur Herstellung der EL-Elemente
vom Dispersionstyp keine Dispersionsschichten der Lumineszenzteilchen
verwendet.
-
Die
EL-Elemente können
nach einem alternativen Verfahren hergestellt werden, das analog
zu dem obigen Verfahren sein kann und aufweist: Aufbringen der Beschichtung
für die
Isolierschicht auf den Träger
einschließlich
der hinteren Elektrode, Aufstreuen der Lumineszenzteilchen vor dem
Trocknen der aufgebrachten Beschichtung, Einbetten eines Teils der
Teilchenschicht in die Isolierschicht, Trocknen der Beschichtung
für die
Isolierschicht, Auftragen und Trocknen der Beschichtung für die Trägerschicht,
dann Auflaminieren des lichtdurchlässigen Substrats, das die lichtdurchlässige leitfähige Schicht trägt, und
schließlich
Auflaminieren des Busses auf den Teil der lichtdurchlässigen leitfähigen Schicht, der
keine Lumineszenzschicht trägt.
Dieses Verfahren hat die gleichen Auswirkungen wie das oben beschriebene
Verfahren. In diesem Fall ist die Breite der hinteren Elektrode
kleiner als diejenige der lichtdurchlässigen leitfähigen Schicht,
und der Bus befindet sich weder mit der hinteren Elektrode noch
mit der Lumineszenzschicht in elektrischem Kontakt.
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Anwendung
des EL-Elements
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Das
erfindungsgemäße EL-Element
kann als Lichtquelle für
großformatige
Displays eingesetzt werden, wie z. B. Reklametafeln mit Innenbeleuchtung,
Verkehrsschilder, dekorative Displays und dergleichen.
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Beispielsweise
werden Bilder, wie z. B. Zeichen, Muster und dergleichen, auf die
Oberfläche
einer lichtdurchlässigen
Tafel aufgedruckt, und die Tafel wird auf dem EL-Element angeordnet,
wobei die Rückseite
der Tafel der Lichtemissionsseite des EL-Elements zugewandt ist.
Die lichtdurchlässige
Tafel kann aus dem gleichen Material wie dem des obigen lichtdurchlässigen Substrats
bestehen und weist eine Lichtdurchlässigkeit von mindestens 20%
auf. In diesem Fall werden die Rückseite
der Tafel und die Lichtemissionsseite des EL-Elements vorzugsweise miteinander
verbunden. Zu diesem Zweck wird ein lichtdurchlässiger Klebstoff verwendet.
Beispiele eines derar tigen Klebstoffs sind Acryl-Kontaktklebstoffe,
wärmeempfindliche
Acrylklebstoffe und dergleichen.
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Alternativ
kann durch Verwenden einer lichtdurchlässigen Tafel, wie des obigen
lichtdurchlässigen
Substrats, Ausbilden der lichtdurchlässigen leitfähigen Schicht
direkt auf der Rückseite
der lichtdurchlässigen
Tafel und Auflaminieren der Lumineszenzschicht auf der leitfähigen Schicht
ein Display mit eingebautem EL-Element zusammengesetzt werden.
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Ferner
kann eine rückstrahlende
Prismentafel als lichtdurchlässige
Tafel (oder lichtdurchlässiges Substrat)
verwendet werden. Die Kombination mit der rückstrahlenden Tafel kann dem
Display mit eingebautem EL-Element sowohl Rückstrahlungs- als auch Eigenlichtemissioneigenschaften
verleihen.
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Durch
Anschließen
des Busses auf der lichtdurchlässigen
leitfähigen
Schicht und des Anschlusses an der hinteren Elektrodenschicht an
eine Stromquelle und Anlegen einer Spannung an das EL-Element wird
Licht von dem EL-Element emittiert.
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Als
Stromquelle können
Zellen verwendet werden, wie z. B. Trockenzellen, Batterien, Solarzellen
usw., oder dem EL-Element
wird aus einer Stromleitung über
einen Inverter ein Wechselstrom zugeführt, der die Spannung oder
die Frequenz ändert oder
den Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt. Die angelegte Spannung
liegt gewöhnlich
zwischen 3 und 200 V.
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Das
erfindungsgemäße EL-Element
weist eine hohe Lichtemissionsausbeute auf und emittiert daher Licht
von ausreichender Leuchtdichte (z. B. 50 cd/m2 oder
mehr) bei einer niedrigeren Spannung (z. B. 100 V oder weniger),
als für
die herkömmlichen Elemente
vom Dispersionstyp notwendig ist.
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Wenn
das EL-Element im Freien eingesetzt wird, dann wird es vorzugsweise
mit Wasserschutzfolien abgedeckt, die z. B. aus Polyamidharzen bestehen,
oder mit Feuchtigkeitsschutzfolien, die z. B. aus Polytetrafluorethylen
bestehen.
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Jede
Teilschicht des erfindungsgemäßen EL-Elements,
die in dem von den Lumineszenzteilchen ausgehenden Lichtweg vorhanden
ist, z. B. ein lichtdurchlässiges
Substrat und eine Trägerschicht, können ein
Färbemittel
enthalten, wie z. B. einen Farbstoff oder ein Pigment, um die emittierte
Lichtfarbe einzustellen. Ferner kann in einem von den Lumineszenzteilchen ausgehenden
Lichtweg eine Wellenlängenumwandlungsschicht
mit einem Fluoreszenzfarbstoff, einem Fluoreszenzpigment usw. vorgesehen
werden, die mit Licht von den Lumineszenzteilchen angeregt wird
und Licht emittiert, das eine andere Wellenlänge als diejenige des Lichts
von der Lumineszenzschicht aufweist. Eine Teilschicht, die einen
solchen Fluoreszenzfarbstoff oder ein Fluoreszenzpigment enthält und sich
in einem von den Lumineszenzteilchen ausgehenden Lichtweg befindet, kann
als Wellenlängenumwandlungsschicht
verwendet werden.
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BEISPIELE
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Beispiel 1
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Herstellung des EL-Elements
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Im
vorliegenden Beispiel wurde ein rollenförmiges laminiertes EL-Element
mit der Struktur gemäß 1 und 2 hergestellt.
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Eine
ITO/PET-Laminatfolie (Handelsbezeichnung TCF-KPC 300-75A, hergestellt
von OIKE Industries, Ltd.)(Dicke 75 μm; Lichtdurchlässigkeit 81%)
wurde als lichtdurchlässiges
Substrat verwendet. Die Maße
der Folie waren 320 mm Breite und 60 m Länge. Diese Folie wies eine
lichtdurchlässige
leitfähige
Schicht aus ITO auf, die durch Sputtern auf eine Oberfläche der
Folie auflaminiert worden war. Die ITO-Schicht hat eine Dicke von
50 nm und einen spezifischen Oberflächenwiderstand von 250 Ω/Quadrat.
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Die
ITO-Schichtoberfläche
des obigen lichtdurchlässigen
Substrats wurde mit der Lösung
eines Polymers mit hoher Dielektrizitätskonstante (eines Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Vinylidenfluorid-Copolymers,
hergestellt von 3M; Handelsbezeichnung "THV 200 P", mit einer Dielektrizitätskonstante von
8 (bei 1 kHz) und einer Lichtdurchlässigkeit von 96%), aufgelöst in einem
Gemisch aus Ethylacetat und Methylisobutylketon (1 : 1), mit einem
Auftragsgewicht von 5 g/m2 beschichtet,
um eine durchgehende Schicht in Längsrichtung der Folie auszubilden.
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Unmittelbar
nach dem Aufbringen der Lösung
wurden Fluoreszenzteilchen (615A, hergestellt von Durel) mit einem
Sprüh beschichter
aufgestäubt (K-III
Spray, hergestellt von NIKKA), und die Lösungsschicht wurde etwa 1 Minute
bei 650°C
und dann etwa 3 Minuten bei 125°C
getrocknet. Auf diese Weise entstand ein Laminat, das aus der Schicht
aus Fluoreszenzteilchen, im wesentlichen in Form einer einlagigen
Teilchenschicht (Lumineszenzschicht) und einer Trägerschicht
bestand, die in engem Kontakt miteinander waren. Die Fluoreszenzteilchen
waren so eingebettet, daß etwa
30% des Durchmessers jedes Teilchens in der Trägerschicht vergraben war. Die
aufgestreute Menge der Fluoreszenzteilchen betrug etwa 65 g/m2, und die Dicke der Lumineszenzteilchenschicht
betrug 33 μm.
Ferner wurde die Lösung
so aufgetragen, daß ein
freiliegender Teil (unbeschichteter Teil) von etwa 30 mm Breite
auf jeder Seite der ITO-Oberfläche übrigblieb.
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Als
nächstes
wurde eine Beschichtung zur Ausbildung einer Isolierschicht aufgebracht,
um die Lumineszenzteilchenschicht abzudecken, und getrocknet, um
eine Isolierschicht zu bilden. Dadurch wurde eine verbundene Struktur
gebildet, in der die Lumineszenzteilchenschicht sowohl in der Trägerschicht
als auch in der Isolierschicht eingebettet war und im wesentlichen
keine Blasen an Grenzflächen zwischen
je zwei Schichten vorhanden waren. Auf diese Weise erhielt man ein
lumineszenzschichttragendes lichtdurchlässiges Substrat, in dem sich
die Lumineszenzschicht kontinuierlich in Längsrichtung erstreckte.
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Die
Zusammensetzung der Beschichtung zur Ausbildung einer Isolierschicht
enthielt das obige THV 200P, Bariumtitanat, Ethylacetat und Methylisobutylketon
in einem Gewichtsverhältnis
von 11 : 26 : 31 : 31. Die Beschichtung wurde mit einer Vorstreichmaschine
so aufgetragen, daß das
Auftragsgewicht nach dem Trocknen 27 g/m2 betrug,
und unter den gleichen Bedingungen wie im Fall der Trägerschicht getrocknet.
Die Gesamtdicke der Lumineszenzschicht nach dem Trocknen betrug
36 μm.
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Dann
wurde auf jeden Randabschnitt auf der ITO-Schichtseite des lumineszenzschichttragenden lichtdurchlässigen Substrats
in Längsrichtung
des Substrats ein Klebeband zum Abdichten (Handelsbezeichnung: 2479H
7Y, hergestellt von 3M; Breite 18 mm) als Maskierung aufgeklebt,
wobei eine freilie gende Oberfläche
mit einer Breite von etwa 5 mm auf jeder Seite freigelassen wurde.
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Schließlich wurde
durch Vakuumaufdampfung Aluminium auf die beschichtete Oberfläche des lumineszenzschichttragenden
lichtdurchlässigen Substrats
aufgebracht, d. h. auf die Oberfläche mit der Lumineszenzschicht,
der Maskierung und freiliegenden ITO-Oberflächen, und dann wurde die Maskierung
entfernt. Auf diese Weise wurden gleichzeitig eine hintere Elektrode
und zwei Busse auf beiden Randabschnitten ausgebildet, die alle
aus Aluminium bestanden. Dementsprechend erhielt man das erfindungsgemäße rollenförmige EL-Element.
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Die
Vakuumaufdampfung von Aluminium wurde unter einem Kammerdruck von
4 × 10–2 bis 6,66 × 10–2 Pa
(3,0 bis 5,0 × 10–4 Torr)
bei einer Bandgeschwindigkeit von 90 m/min ausgeführt.
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Zwischen
der hinteren Elektrode und den zwei Bussen blieben Teile unbeschichtet,
und die Busse waren weder mit der Lumineszenzschicht noch mit der
hinteren Elektrode in elektrischem Kontakt. Die Busse waren streifenförmige Busse,
die sich durchgehend in Längsrichtung
erstreckten und keine unterbrochenen Teile aufwiesen.
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Lichtemission
vom EL-Element
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Ein
rechteckiges EL-Element mit Flächenabmessungen
von 100 mm (Länge)
und 320 mm (Breite) wurde aus dem erhaltenen rollenförmigen EL-Element
(Vorratsprodukt) ausgeschnitten. Dann wurde zwischen der hinteren
Elektrode und den Bussen eine Wechselspannung von 100 V und 400
Hz angelegt, um das EL-Element
zum Leuchten zu bringen. Die Leuchtdichte betrug 62 cd/m2, und die Lichtausbeute betrug 2,31 lm (Lumen)/W.
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Die
Wechselspannung wurde mit einer Stromversorgung angelegt (Handelsbezeichnung: PCR
500L, hergestellt von KIKUSUI Electronic Industries, Ltd.). Die
Leuchtdichte wurde wie folgt gemessen:
Ein EL-Element wurde
in eine Dunkelkammer gebracht, und die Leuchtdichte wurde in einem
Abstand von 1 m von der Oberfläche
des lichtdurchlässigen Substrats
mit einem Leuchtdichtemesser (LS 110, hergestellt von MINOLTA) gemessen.
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Beispiel 2
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In
diesem Beispiel wurde ein EL-Element mit einer Lumineszenzschicht
vom Dispersionstyp hergestellt.
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Eine
Dispersionsbeschichtung zur Ausbildung einer Lumineszenzschicht
wurde so hergestellt, daß das
gleiche Polymer mit hoher Dielektrizitätskonstante (THV 200P) und
die gleichen Fluoreszenzteilchen (615A) wie die in Beispiel 1 eingesetzten
in einem Gewichtsverhältnis
von 1 : 3 enthalten waren. Als Lösungsmittel
wurde Ethylacetat verwendet, und der Feststoffgehalt der Beschichtung
betrug 30 Gew.-%. Diese Beschichtung wurde auf die ITO-Schicht des
lichtdurchlässigen
Substrats auf die gleiche Weise aufgebracht wie bei der Beschichtung der
Trägerschicht
in Beispiel 1, so daß die
Dicke der trockenen Lumineszenzschicht 32 μm betrug, und etwa 3 Minuten
bei 65°C
getrocknet. Dann wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1
eine Isolierschicht, eine hintere Elektrode und Busse ausgebildet.
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Die
Spannung wurde angelegt, und die Leuchtdichte wurde auf die gleiche
Weise wie in Beispiel 1 gemessen. Die Leuchtdichte betrug 30 cd/m2, und die Lichtausbeute betrug 1,6 lm/W.