JP2005093102A - Ｅｌシートおよびこれを用いた両面発光可能なガラス - Google Patents

Abstract

【課題】 設計上の自由度が高い上に、両面発光性と採光性とを兼ね備えたＥＬシート、およびこれを用いた両面発光可能なガラスを提供する。
【解決手段】 ＥＬシート１は、透明基板２上に、第１の透明電極層３と、第１の発光層４と、第１の絶縁層５と、背面電極層６と、第２の絶縁層７と、第２の発光層８と、第２の透明電極層９とが順次積層されている。また、第１の発光層４の外周端面４ａより内側に、透明基板２および第１の透明電極層３のみで構成される採光部１４が設けられている。これにより、ＥＬシート１は、両面発光性と採光性とを兼ね備える。また、第１の透明電極層３と背面電極層６と第２の透明電極層９とが、いずれも透明基板２に対し、同じ側に設けられているため、配線を両側に設ける必要がなく、設計上の自由度が高まる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）シート、およびこれを用いた両面発光可能なガラスに関する。

近年、薄型化、軽量化が容易で、豊富な発光色が得られるＥＬシートが注目されており、各種照明、表示パネル等に使用されている。図７に従来のＥＬシートの断面図を示す。図７に示すように、ＥＬシート５０は、ポリエチレンテレフタレート（以下、「ＰＥＴ」と記載する）等の絶縁性を有する透明基板５１を備え、この透明基板５１の上面には、酸化インジウム錫（以下、「ＩＴＯ」と記載する）等の透明電極層５２が形成されている。更に、透明電極層５２上に、発光層５３と絶縁層５４と背面電極層５５とが順次積層されている。なお、図７における各層の全層に対する厚み比は、分かり易くするため、実際とは異なり全て同じ値になるように描いている（以下、ＥＬシートの層構成を示す図は、同様に描くものとする）。

このＥＬシート５０に交流電圧を印加すると、発光層５３内で、電子と正孔とが、分離と再結合とを繰り返すことにより発光する。ここで、背面電極層５５には、透明電極層５２に対し、仕事関数の小さい材料を用いるが、透明性を有した上で仕事関数の小さい材料を得るのは困難である。そのため、背面電極層５５には不透明な材料を用いており、図７のような構成を有するＥＬシート５０は、一方向（図７では白抜き矢印方向）しか発光できなかった。

さて、両面発光可能なＥＬシートとしては、例えば、図８に示すような構成を用いることができる。図８に示すように、ＥＬシート６０は、絶縁性を有する基板６１を備え、この基板に対し、面対称となるように、背面電極層６２ａ，６２ｂと、絶縁層６３ａ，６３ｂと、発光層６４ａ，６４ｂと、透明電極層６５ａ，６５ｂとが積層されている。これにより、透明電極層６５ａと背面電極層６２ａとの間、および、透明電極層６５ｂと背面電極層６２ｂとの間で交流電圧を印加すると、図８に示すように、両面発光が可能となる。

この両面発光可能なＥＬシート６０を、例えば車両のサンルーフのガラスパネル（以下、単に「サンルーフパネル」という）に使用した場合は、車内への発光をマップランプ等のルームライトとして使用し、車外への発光をイルミネーションランプ等の装飾装置として使用することができる。
しかしながら、図８のような構成を用いた場合は、ＥＬシート６０の上下面に配線を設けなければならないため、設計上の自由度が妨げられる。

一方、両面発光可能であり、かつ、配線構造の簡略化が可能なＥＬシートの構成が、特許文献１に記載されている。図９にこの構成の断面図を示す。図９に示すように、ＥＬシート７０は、絶縁性を有する透明基板７１を備え、透明基板７１上に、透明電極層７２ａと発光層７３ａと絶縁層７４ａと背面電極層７５とが順次積層され、更に、背面電極層７５上に、絶縁層７４ｂと発光層７３ｂと透明電極層７２ｂとが順次積層されている。これにより、透明電極層７２ａと背面電極層７５との間、および、透明電極層７２ｂと背面電極層７５との間で交流電圧を印加すると、図９に示すように、両面発光が可能となる。また、透明電極層７２ａ、７２ｂと背面電極層７５とが、いずれも透明基板７１に対し同じ側（図９では透明基板７１の上側）に設けられているため、配線を両側に設ける必要がなく、設計上の自由度が高まる。
特開２００３−６７１１４号公報（段落００５７〜００６５、図４）

しかし、図９のような構成を用いても、ＥＬシート７０自体は不透明であるため、例えば、サンルーフパネル等のように、採光を要する部位に適用することは実質的に不可能であった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、設計上の自由度が高い上に、両面発光性と採光性とを兼ね備えたＥＬシート、およびこれを用いた両面発光可能なガラスを提供することを課題とする。

前記課題を解決した本発明のうちの請求項１に記載された発明は、透明基板上に、第１の透明電極層と、第１の発光層と、第１の絶縁層と、背面電極層とが順次積層されたＥＬシートであって、前記背面電極層上に、第２の絶縁層と、第２の発光層と、第２の透明電極層とが順次積層され、かつ、前記第１の発光層の外周端面より内側において、透明層または貫通孔のみで構成される採光部を少なくとも一部に有することを特徴とする。

請求項１のようなＥＬシートに交流電圧を印加すると、第１の発光層によって透明基板側から発光し、第２の発光層によって第２の透明電極層側から発光する。これにより、両面発光が可能となる。また、第１の透明電極層と背面電極層と第２の透明電極層とが、いずれも透明基板に対し、同じ側に設けられているため、配線を両側に設ける必要がなく、設計上の自由度が高まる。更に、第１の発光層の外周端面より内側において、透明層（例えば透明基板と第１の透明電極層）または貫通孔のみで構成される採光部を少なくとも一部に有しているため、このＥＬシートを、サンルーフパネル等に用いた場合、前記採光部から採光可能となる。

また、前記各層を積層する方法として、スクリーン印刷法を用いた場合、いずれの層も透明基板に対して同じ側に積層するため、印刷する際、常に透明基板を印刷機のワーク吸着面側に向けて印刷することができる。その結果、常にフラットな印刷面に印刷することができる。更に、位置合わせに必要な基準マークが常に印刷面側に存在するため、位置合わせの精度が向上する。

また、請求項２に記載された発明は、請求項１に記載のＥＬシートにおいて、前記採光部が均一に分散配置されたことを特徴とする。

請求項２のようなＥＬシートでは、採光可能な採光部が均一に分散されているため、例えば、サンルーフパネルにこのＥＬシートを用いた場合は、車内空間へ均一に太陽光を採り入れることができる。

また、請求項３に記載された発明は、請求項１または請求項２に記載のＥＬシートを用いた両面発光可能なガラスであって、前記ＥＬシートをその表面に貼設したことを特徴とする。

請求項３のようなガラスでは、発光層に使用されている発光体の寿命が尽きた場合や、発光色を変更したい場合等に、ＥＬシートのみを貼り替えるだけで済むため、ガラス全体を交換する必要がない。よって、交換に要する工数が減少する上、環境負荷も低減する。

また、請求項４に記載された発明は、請求項１または請求項２に記載のＥＬシートを用いた両面発光可能なガラスであって、前記ＥＬシートをその内部に封入したことを特徴とする。

ＥＬシートは湿気に弱く、何らかの防湿対策をしていないと劣化するおそれがある。そこで、請求項４のように、ＥＬシートをガラスの内部に封入すれば、外部からの水分の浸入を効果的に防ぐことができるため、ＥＬシートの耐久性が向上する。

また、請求項５に記載された発明は、請求項３または請求項４に記載の両面発光可能なガラスにおいて、紫外線カット機能を備えたガラスを用いたことを特徴とする。

ＥＬシートは紫外線を受けることによっても劣化するおそれがある。そこで、請求項５のように、紫外線カット機能を備えたガラスを用いた場合は、前記ガラスが効果的に紫外線を遮断するため、ＥＬシートの耐久性が向上する。なお、貼設によりＥＬシートを設ける場合は、室内側（車両の場合は車内側）のガラス表面に貼設すればよい。

また、請求項６に記載された発明は、請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の両面発光可能なガラスにおいて、前記背面電極層と前記第１の透明電極層とを繋ぐ回路、および前記背面電極層と前記第２の透明電極層とを繋ぐ回路のそれぞれに、入／切スイッチを設けたことを特徴とする。

請求項６のようなガラスでは、透明基板側からの発光および第２の透明電極層側からの発光のいずれか一方向のみ発光することができ、更に、双方共に発光することもできる。これにより、必要に応じてそれぞれの方向への発光を使い分けることができる。

このようなＥＬシートによれば、設計上の自由度が高い上に、両面発光性と採光性とを両立することができる。また、このようなＥＬシートを用いた両面発光可能なガラスによれば、前記ＥＬシートの特性を充分に発揮することができる。

次に、本発明の実施形態に係るＥＬシート、およびこれを用いた両面発光可能なガラスについて、適宜図面を参照して説明する。

参照する図１は、本発明の一実施形態であるＥＬシートの断面図である。図２は、図１の透明基板側を下方としたときの、上方側からみた採光部のパターンを示す図である。図３および図４は、本発明のＥＬシートについて、その作製方法の一例を説明する図である。図５は、本発明の一実施形態である両面発光可能なガラスの断面図であり、図１に示すＥＬシートがガラスの内部に封入された状態を示す。図６は本発明の一実施形態である両面発光可能なガラスが適用されたサンルーフパネルの全体斜視図である。

本発明のＥＬシート１は、図１に示すように、透明基板２上に、第１の透明電極層３と、第１の発光層４と、第１の絶縁層５と、背面電極層６と、第２の絶縁層７と、第２の発光層８と、第２の透明電極層９とが順次積層されている。

透明基板２の材料は、絶縁性を有していれば特に限定されないが、加工性に優れた材料、例えばＰＥＴ等を好適に使用することができる。第１の透明電極層３および第２の透明電極層９についても、導電性を有していれば特に限定されないが、良好な光透過性および導電性を有するＩＴＯ等を好適に使用することができる。なお、第１の透明電極層３および第２の透明電極層９は、互いに異なる材料を用いてもよいし、同じ材料であってもよい。

第１の発光層４および第２の発光層８を形成する発光体については、電界発光体であれば特に限定されないが、発光強度の大きい硫化亜鉛（ＺｎＳ）等を好適に使用することができる。なお、第１の発光層４および第２の発光層８は、互いに異なる材料を用いてもよいし、同じ材料であってもよい。例えば、このＥＬシート１をサンルーフパネルに使用する場合に、車内側のルームライトに適した発光体と、車外側のイルミネーションランプに適した発光体とを適宜選択して使用することができる。

第１の絶縁層５および第２の絶縁層７を形成する絶縁体は、高誘電性を有していればよく、例えば、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ₃）等を好適に使用することができる。なお、第１の絶縁層５および第２の絶縁層７は、互いに異なる材料を用いてもよいし、同じ材料であってもよい。

背面電極層６については、第１の透明電極層３および第２の透明電極層９のそれぞれに対し、仕事関数の小さい材料であれば特に限定されない。例えば、第１の透明電極層３および第２の透明電極層９に、それぞれＩＴＯを使用した場合は、カーボン等を好適に使用することができる。

各層の厚みは、透明基板２の厚みが７５〜１２５μｍ、第１の透明電極層３および第２の透明電極層９の厚みが３〜５μｍ、第１の発光層４および第２の発光層８の厚みが２０〜４０μｍ、第１の絶縁層５および第２の絶縁層７の厚みが１０〜３０μｍ、背面電極層６の厚みが１０〜３０μｍであることが好ましい。

ＥＬシート１の発光は、図１に示すように、背面電極層６と第１の透明電極層３とを、交流電源１０を挟んで配線で繋ぎ、更に、背面電極層６と第２の透明電極層９とを、交流電源１１を挟んで配線で繋いだ後、交流電圧をそれぞれの電極間に印加することにより行われる。これにより、第１の発光層４によって透明基板２側から発光し、更に、第２の発光層８によって第２の透明電極層９側から発光するため、両面発光が可能となる。また、第１の透明電極層３と背面電極層６と第２の透明電極層９とが、いずれも透明基板２に対し、同じ側（図中上側）に設けられているため、配線を両側に設ける必要がなく、設計上の自由度が高まる。

また、背面電極層６と第１の透明電極層３とを繋ぐ回路に、入／切スイッチ１２を設け、更に、背面電極層６と第２の透明電極層９とを繋ぐ回路に、入／切スイッチ１３を設ければ、透明基板２側からの発光および第２の透明電極層９側からの発光のいずれか一方向のみ発光することができ、更に、双方共に発光することもできる。なお、交流電源１０，１１の代わりに直流電源を使用する場合は、直流電源にインバーターを接続し、直流を交流に変換すればよい。

また、第１の発光層４の外周端面４ａより内側に、透明基板２および第１の透明電極層３のみで構成される採光部１４を有しているため、このＥＬシート１を、サンルーフパネル等に用いた場合、採光部１４から採光可能となる。なお、採光部１４の大きさは特に限定されず、採光量と発光量とのバランスを考慮し、適宜変更することができる。

ＥＬシート１を上方側から見ると、図２に示すように、円形状の採光部１４がＥＬシート１の全面に均一に分散配置されている。これにより、例えば、サンルーフパネルにこのＥＬシート１を用いた場合は、車内空間へ均一に太陽光を採り入れることができる。なお、本発明のＥＬシートにおける採光部は前記した構成には限定されない。例えば、貫通孔のみで構成してもよいし、透明基板のみで構成してもよい。また、本実施形態では、採光部を円形状としているが、本発明はこれに限定されない。更に、本発明はＥＬシートの一部に採光部を有していればよく、採光部は均一に分散配置されていなくてもよい。

続いて、ＥＬシート１の作製方法の一例について説明する。まず、ＰＥＴ等の透明基板２上に、第１の透明電極層３を設ける。第１の透明電極層３として、ＩＴＯを用いる場合は、ＩＴＯ粉末を分散して溶剤に溶かしたＩＴＯ層の形成用インクを、透明基板２上に塗布し、加熱・乾燥して得られる。次に、第１の発光層４をスクリーン印刷により設ける。第１の発光層４を形成する発光体として、ＺｎＳを用いる場合は、プロピレンカーボネートを溶媒として第１の発光層４の形成用インクを調製するのが好ましい。第１の絶縁層５から第２の透明電極層９も、公知のインク調製法により、それぞれ調製し、同様にスクリーン印刷により設ける。

次に、スクリーン印刷時の各層の位置合わせについて、第１の発光層４および第１の絶縁層５を設ける場合を例に説明する。第１の発光層４を形成する工程図である図３に示すように、第１の透明電極層３が設けられた透明基板２（以下、単に「基板」とする）上に、スクリーン版２０を設置する。なお、図３では、スクリーン版２０および基板については、それぞれ４箇所ある角部のうちの１箇所を示している。ここで、スクリーン版２０は、インクが通過するメッシュ部２１ａ，２１ｂと、目止め部２２ａ，２２ｂとを有している。メッシュ部２１ａは、第１の発光層４（図３（ｂ）に一部図示）に対応している。また、メッシュ部２１ｂはスクリーン版２０の４箇所の角部に、それぞれ１つずつ設けられており（図３（ａ）では１箇所のみ図示）、次工程における位置合わせ時の基準となる十字マーク２３（図３（ｂ）に１箇所のみ図示）に対応している。この状態で、第１の発光層４形成用のインクを用いてスクリーン印刷すると［図３（ａ）→図３（ｂ）］、メッシュ部２１ａ，２１ｂを通過したインクが、基板上に図３（ｂ）のように印刷される。

次に、印刷された第１の発光層４の形成用インクを加熱・乾燥した後、第１の絶縁層５を形成する工程図である図４に示すように、第１の発光層４が設けられた基板上に、スクリーン版２４を設置する。この際、スクリーン版２４の４箇所のメッシュ部２５ｂ（図４（ａ）では１箇所のみ図示）と、それぞれ対応する基板上の４箇所の十字マーク２３（図４（ａ）では１箇所のみ図示）とが、全て重なるように、スクリーン版２４を設置する。この状態で、第１の絶縁層５の形成用インクを用いてスクリーン印刷すると［図４（ａ）→図４（ｂ）］、メッシュ部２５ａを通過したインクが、第１の発光層４上に印刷され、メッシュ部２５ｂを通過したインクが、十字マーク２３上に印刷される。なお、スクリーン版２４を作製する際は、図４（ｂ）に示すように、第１の絶縁層５の外周端面５ａが、第１の発光層４の外周端面４ａより内側に印刷されるように、目止め部２６ｂを設ける必要がある。更に、目止め部２６ａの径を、第１の透明電極層３上の非印刷部３ａの径より大きく設ける必要がある。これにより、第１の絶縁層５が、第１の発光層４の上面の内側に印刷される。

続いて、背面電極層６から第２の透明電極層９までの各層についても、同様の方法により設ける。特に、背面電極層６および第２の透明電極層９を設ける際は、それぞれ第１の絶縁層５および第２の発光層８の上面からはみ出して印刷すると、ショート不良の原因となるので慎重に位置合わせを行う必要がある。

第１の絶縁層５から第２の透明電極層９までの各層を設ける際に、前記した方法により位置合わせを行う場合は、十字マーク２３（図３）が常に印刷面側に存在するため、位置合わせの精度が向上する。また、いずれの層も透明基板２に対して同じ側に設けるため、常に透明基板２を印刷機のワーク吸着面（図示せず）側に向けて印刷することができる。その結果、常にフラットな印刷面上に印刷することができる。なお、図１に示す層構成となるように作製することができれば、ＥＬシート１の作製方法は、前記した方法には限定されない。

続いて、本発明の両面発光可能なガラスの一実施形態であるＥＬシート１が封入されたガラスについて説明する。ＥＬシート１の封入は、ポリビニルブチロール（ＰＶＢ）や、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）等の透明な充填材を中間膜とし、両側から合わせガラスで挟んだ後、公知の処理を施すことにより行われる。用いる合わせガラスは、透明であれば特に限定されないが、ＥＬシート１の耐久性向上のため紫外線カット機能を備えたものが好ましい。紫外線カット機能を備えたガラスには、ガラス自体が紫外線を吸収または反射するものや、ガラス表面に紫外線カットフィルムを貼設したもの等がある。なお、本発明のＥＬシート１をガラスに封入する方法は前記した方法には限定されない。

図５に示すように、ＥＬシート１が封入されたガラス３０の断面は、ＥＬシート１（層構成や配線構造は省略している）が中間膜３１を介して合わせガラス３２に挟まれた構造となる。これにより、外部からの水分の浸入を効果的に防ぐことができるため、湿気によるＥＬシート１の劣化を防ぐことができる。

また、図５に示すように、合わせガラス３２の内面端部３２ａ，３２ａに、黒セラミック塗料を塗布する等によって隠蔽膜３３，３３を設けるのが好ましい。これにより、ＥＬシート１の配線構造が外部から見えなくなるため、美観が損なわれずに済む。

このＥＬシート１が封入されたガラス３０を、図６に示すように、車両の固定ルーフ４０に設けた開口部４１に装着されるサンルーフパネル４２に適用すると、採光性を確保した上で、車内側および車外側の双方向に発光させることができる。これにより、車内への発光をマップランプ等のルームライトとして使用し、車外への発光をイルミネーションランプ等の装飾装置として使用することができる。なお、サンルーフパネル４２に適用する場合は、ルームライトとして使用する際に、ある程度の照度を必要とするため、発光面積がより広くなる透明基板２側を車内側に向けて設置することが好ましい。

以上、好ましい実施の形態について説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、前記実施の形態では、ＥＬシートを合わせガラスに封入したが、ＥＬシートを透明な接着剤によりガラス表面に貼設してもよい。この際、容易に貼り替えが可能な接着剤を用いれば、発光層に使用されている発光体の寿命が尽きた場合や、発光色を変更したい場合等に、ＥＬシートのみを交換すれば済むので、ガラス全体を交換する必要がなくなる。よって、交換に要する工数が減少する上、環境負荷も低減する。なお、ＥＬシートを貼設により設ける場合は、ＥＬシートを透明な防湿フィルムで挟持した上で、貼設するのが好ましい。

本発明の一実施形態であるＥＬシートの断面図である。 本発明の一実施形態であるＥＬシートの採光部のパターンを示す図である。 本発明のＥＬシートについて、その作製方法の一例を説明する図である。 本発明のＥＬシートについて、その作製方法の一例を説明する図である。 本発明の一実施形態である両面発光可能なガラスの断面図である。 本発明の一実施形態である両面発光可能なガラスが適用されたサンルーフパネルの全体斜視図である。 従来のＥＬシートの断面図を示す。 従来のＥＬシートの断面図を示す。 従来のＥＬシートの断面図を示す。

符号の説明

１ ＥＬシート
２ 透明基板
３ 第１の透明電極層
４ 第１の発光層
４ａ 外周端面
５ 第１の絶縁層
６ 背面電極層
７ 第２の絶縁層
８ 第２の発光層
９ 第２の透明電極層
１２，１３ 入／切スイッチ
１４ 採光部
３０ 両面発光可能なガラス

Claims (6)

1. 透明基板上に、第１の透明電極層と、第１の発光層と、第１の絶縁層と、背面電極層とが順次積層されたＥＬシートであって、
   前記背面電極層上に、第２の絶縁層と、第２の発光層と、第２の透明電極層とが順次積層され、かつ、
   前記第１の発光層の外周端面より内側において、透明層または貫通孔のみで構成される採光部を少なくとも一部に有することを特徴とするＥＬシート。
2. 前記採光部が均一に分散配置されたことを特徴とする請求項１に記載のＥＬシート。
3. 請求項１または請求項２に記載のＥＬシートをその表面に貼設したことを特徴とする両面発光可能なガラス。
4. 請求項１または請求項２に記載のＥＬシートをその内部に封入したことを特徴とする両面発光可能なガラス。
5. 紫外線カット機能を備えたガラスを用いたことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の両面発光可能なガラス。
6. 前記背面電極層と前記第１の透明電極層とを繋ぐ回路、および前記背面電極層と前記第２の透明電極層とを繋ぐ回路のそれぞれに、入／切スイッチを設けたことを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の両面発光可能なガラス。
   
   
   
   
   

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