JP2005209429A

JP2005209429A - Ｅｌシート及びその使用方法

Info

Publication number: JP2005209429A
Application number: JP2004012752A
Authority: JP
Inventors: Koji Yoneda; 幸司米田; Naoki Asaha; 直樹浅葉
Original assignee: Seiko Precision Inc
Current assignee: Seiko Precision Inc
Priority date: 2004-01-21
Filing date: 2004-01-21
Publication date: 2005-08-04

Abstract

【課題】高価な光透過性電極フィルムを必要とせず、かつ少ない消費電力でも輝度の高いＥＬシートを提供する。
【解決手段】光透過性絶縁基板１と光透過性補助電極層２と発光層３と１対の高誘電体層４と１対の電極５と電気絶縁層６、とからなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明サイン広告等に使用されるＥＬシート及びその使用方法に関する。

ＥＬシートは、照明サイン等のバックライトをはじめとして広範な用途に用いられる。その典型的構成は、例えば特許文献１に示されているが、これを図７を参照にして説明すると、光透過性電極フィルム３１上に発光層３２、絶縁層３３、背面電極層３４が順次積層が形成されているものである。

この第１従来例である典型的ＥＬシートでは、光透過性電極フィルム３１は必須の構成部材である。しかしながら、光透過性電極フィルム３１は、酸化インジウムに酸化錫をドーピングして得られたＩＴＯ（インジウムティンオキサイド）を耐湿性のあるＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）に蒸着させることによって形成されるため、光透過性電極フィルム３１は一般に高価である。ＥＬシートの価格は光透過性電極シート３１の使用面積によって比例するため、照明サインなど大面積の照明面積を必要とする製品ではコスト高となることが避けられなかった。

そこで、高価な光透過性電極フィルム３１を必要せずとも発光させることが可能なＥＬシートを提供する技術が特許文献２で提案されている。この第２従来例の構成は、図８を参照として説明すると、基体となる絶縁シート３５と、この絶縁シート３５の上に所定の隙間をあけて交互に配列された第１の電極３６及び第２の電極３７と、この第１及び第２の電極３６、３７を覆うようにして絶縁シート３５の上に設けられた誘電体層３８と、この誘電体層３８の上に設けられた発光体層３９と、この発光体層３９の上に設けられた光透過性絶縁層４０とを有するものである。
特許２６５７１６７号公報特開２００１−５２８７５号公報

しかしながら、改良された第２従来例であるＥＬシートにおいても、高価な光透過性電極フィルムを必要としないものの、絶縁シート３５上に電極３６、３７をエッチングして形成、もしくは絶縁シート３５上に電極３６、３７をスクリーン印刷などで形成する必要があるが、電極３６、３７をエッチングで形成する場合製造コストが高くなってしまい、一方、絶縁シート３５上に電極３６、３７をスクリーン印刷など形成する場合でも、電極３６、３７に交流電流が印加されて発生する電界を効率よく発光体層３９にかかる工夫が何もなされていないため、前記電界が誘電体層３３内で分散してしまい、ＥＬシートの輝度が低下し、かつ必要な発光輝度を得るためには高電圧を印加しなければならないという問題があった。

本発明の目的は、高価な光透過性電極フィルムを必要とせず、かつ低い消費電力でも高輝度を得られるＥＬシートを提供することにある。

前記課題を解決するために、本発明に係るＥＬシートは、光透過性絶縁基板と光透過性補助電極層と発光層と１対の高誘電体層と１対の電極と電気絶縁層ととからなるＥＬシートであって、前記光透過性絶縁基板の１方の面に前記光透過性補助電極層が形成してあり、前記補助電極層上に、前記発光層が形成してあり、前記発光層上に、間隙をあけて前記高誘電体層と前記電極とが積層状態に形成してあり、前記間隙が前記電気絶縁層によって埋められていることを特徴としている。
前記構成によれば、前記１対の高誘電体層間がともに前記電気絶縁層により電気的に絶縁されているため、前記電極に印加された交流電圧を効率よく発光層に伝達可能となる。

また本発明に係るＥＬシートは、光透過性絶縁基板と光透過性補助電極層と発光層と１対の高誘電体層と１対の電極と電気絶縁層とからなるＥＬシートであって、前記光透過性絶縁基板の１方の面に前記光透過性補助電極層が形成してあり、前記補助電極層上に、間隙を開けて前記発光層と前記高誘電体層と前記電極とが積層状態に形成してあり、前記間隙が前記電気絶縁層によって埋められていることを特徴としている。

前記構成によれば、前記１対の発光層及び１対の高誘電体層間がともに電気絶縁層により電気的に絶縁されているため、前記電極に印加された交流電圧を効率よく発光層に伝達可能となる。

また本発明に係るＥＬシートは、光透過性絶縁基板と発光層と高誘電体層と１対の電極と電気絶縁層とからなるＥＬシートであって、前記光透過性絶縁基板の１方の面に前記発光層が形成してあり、前記発光層上に間隙をあけて前記高誘電体層と前記電極とが積層状態に形成してあり、前記間隙が前記電気絶縁層によって埋められていることを特徴としている。

前記構成によれば、前記１対の高誘電体層間がともに電気絶縁層により電気的に絶縁されているため、前記電極に印加された交流電圧を効率よく発光層に伝達可能となる。

また本発明に係るＥＬシートは、光透過性絶縁基板と発光層と光半透過散乱層と高誘電体層と１対の電極と電気絶縁層とからなるＥＬシートであって、前記光透過性絶縁基板の１方の面に前記発光層と前記光半透過散乱層とが交互に形成してあり、前記発光層上に高誘電体層が形成してあり、前記１対の電極の一方の電極要素と他方の電極要素が交互に隣り合うように前記高誘電体層上に形成してあり、前記電気絶縁層が、前記高誘電体層及び前記各電極要素間に生じている間隙を埋めかつ各電極要素を覆うように形成してあることを特徴としている。

前記構成によれば、前記１対の高誘電体層間がともに前記光半透過散乱層と前記電気絶縁層とにより電気的に絶縁されているため、前記電極に印加された交流電圧を効率よく前記発光層に伝達可能となる。

また本発明に係るＥＬシートの前記光半透過散乱層は、白色系であり、雲母に酸化チタンをコートして１０〜６０μｍの粒径となる酸化チタンコート雲母と、必要に応じて加えられる前記酸化チタンコート雲母に対する重量比４０％以下の酸化チタンと、バインダとから形成されていることを特徴としている。

前記構成によれば、ＥＬ発光面に対して、非発光時に前記発光層と前記電気絶縁層との外観の違いを可及的に少なくできる。また、発光時には前記光半透過散乱層に含まれている酸化チタンコート雲母と酸化チタンとの光を散乱させる効果により、ＥＬシートの発光層が存在しない箇所にも光を散乱させることができ、均一な発光外観を得ることができる。

また本発明に係るＥＬシートは、前記電極上に形成してある前記高誘電体層の形成幅が、前記電極の形成幅よりも大きく形成されていることを特徴としている。

前記構成によれば、前記高誘電体層を前記電極上にスクリーン印刷法により印刷後、加熱・乾燥し形成する工程の際に、前記高誘電体層と前記電極との界面にて局所的なひび割れが発生したとしても、前記電極は前記高誘電体層によって覆われているため、ＥＬシートの短絡不良などの致命的欠陥を未然に防止できる。

また本発明に係るＥＬシートの使用方法は、任意の文字やパターンなどからなるカラー印刷層を、前記光透過性絶縁基板上に蛍光顔料又は蛍光顔料を含みかつ光透過性を有するカラーインクを用いて形成することにより、前記カラー印刷層を形成した部分が蛍光もしくは燐光表示させることを特徴としている。前記構成によれば、前記カラー印刷層を形成した部分を、他の発光部分と比較して際立てて明確に蛍光もしくは燐光表示させることができる。

また本発明に係るＥＬシートの使用方法は、前記電極の配置間隔は、５０〜５００μｍの範囲であることを特徴としている。

本発明によれば、従来技術に係るＥＬシートと比較して、高価な光透過性電極フィルムを必要とせず、かつ少ない消費電力でも輝度の高いＥＬシートを提供できる。

以下、本発明の詳細を添付図面に示した好適な実施例に沿って説明する。
図１には第１実施例が示されており、第１実施例に係るＥＬシートは、光透過性絶縁基板１と、光透過性補助電極層２と、発光層３と、１対の高誘電体層４と、１対の電極５と、電気絶縁層６と、任意の文字やパターン形状のカラー印刷層７、とからなる。

光透過性基板１は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネイト）など光透過性をもつ材料により形成されている。光透過性基板１の一方の面には光透過性補助電極層２が積層形成されている。補助電極層２は、導電性高分子又は高分子電解質の少なくとも１つから構成されており、かつ有機バインダに前記導電性高分子又は前記高分子電解質の少なくとも１つを添加した導電性インクを使用して形成されている。

前記導電性高分子の材料としては、ポリアセチレン系導電性高分子、ポリチオフェン系導電性高分子、ポリピロール系導電性高分子、ポリアニリン系導電性高分子、ポリパラフェニレン系導電性高分子、ポリフェニレンスルフィド系導電性高分子、ポリフェニレンオキシド系導電性高分子、ポリフェニレンビニレン系導電性高分子、ポリアセン系導電性高分子、ポリアニリン系導電性高分子、ポリピロール系導電性高分子などが挙げられ、有機バインダの材料としては、主にメチルエチルケトン等が挙げられる。

また、前記高分子電解質の材料としては、アニオン性高分子電解質が挙げられ、具体的には、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリスチレンカルボン酸、ポリフルオロカーボンカルボン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニル硫酸、ポリフルオロカーボンスルホン酸、ポリフルオロカーボンカルボン酸アニオン、ポリフルオロカーボンスルホン酸アニオンが挙げられる。前記導電性高分子又は高分子電解質の材料を、有機バインダ中に混練・分散して補助電極層２は形成される。

発光層３は、発光体としてＣｕをドープした硫化亜鉛（ＺｎＳ）を用いた蛍光体３ａと、バインダとを混合・撹拌して発光インクを作り、光透過性補助電極層２上に、スクリーン印刷法などによって印刷後、加熱・乾燥し形成してある。バインダとしてはフッ素系樹脂を溶剤としてのメチルエチルケトンを溶かしたフッ素系バインダを用いている。

１対の高誘電体層４は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）からなる高誘電体物質と、前記バインダ同様のフッ素系樹脂バインダとを混合・撹拌して作製した高誘電体インクを発光層３上にスクリーン印刷法により印刷後、加熱・乾燥し形成してある。

１対の電極５は、導電性物質として銀紛を採用し、ポリエステルをバインダとして混合した銀インクを作製し、この銀インクをスクリーン印刷法などにより高誘電体層４上に、高誘電体層４の形成幅よりも小さい形成幅で印刷された後、加熱・乾燥し形成されている。１対の電極５ａ、５ｂは、一例としては、図５に示される櫛歯電極又は図６に示される渦巻き電極であり、その電極５ａと電極５ｂの各電極要素が互いに入り込むように高誘電体層４上に積層形成されている。電極５ａと電極５ｂとの配置間隔Ｓにおいては、発光層３内におけるＥＬシートの駆動電圧の低下が原因で起こる発光輝度の低下を防ぐために、５０〜５００μｍの範囲であることが望ましい。これは、５０μｍより狭いと電極５ａと電極５ｂ間で短絡する恐れがある一方、前記配置間隔が５００μｍ以上広くなると高電圧でなければ発光しなくなり、電流消費が非常に大きくなってしまう恐れがあるからである。なお、１対の電極５は銀インクに限らず、カーボンインク、銅インクを用いて印刷形成するようにしてもよい。

電気絶縁層６は、ポリイミド樹脂を予めトリエチレングリコールジメチルエーテルに溶かし、電気絶縁性を有する電気絶縁層インクを作製する。そして電気絶縁層６は、前記電気絶縁層インクをスクリーン印刷法などによって高誘電体層４と電極５とを除く領域に印刷後、加熱・乾燥し形成してある。電気絶縁層６は、１対の各高誘電体層４に形成してあり、かつ各高誘電体層４とともに各高誘電体層４上に形成されている各電極５を電気的に絶縁してある。なお電気絶縁層インクは、ポリイミド樹脂の他にポリエステル樹脂、塩化ブチル樹脂など絶縁性を有する材料を用いても良い。

以上が本発明のＥＬシートの第１実施例に係る基本構成であるが、このＥＬシートを発光させるには、前記第１実施例同様電極５ａ、５ｂ間に交流電圧が印加される。そして発光層３の蛍光体粒子３ａに交流電界が作用しＥＬシートの発光面全体が発光するが、このときカラー印刷層７を、任意の文字やパターンなどを、蛍光顔料又は蛍光顔料を含みかつ光透過性を有するカラーインクで形成できる。このような構成によれば、カラー印刷層７を形成した部分を、他の発光部分と比較して際立てて蛍光もしくは燐光させることができる。

なお、カラー印刷層７の形成には、少なくともシアン、マゼンダ、イエローの各色を吐出するインクジェットプリンタを使用することができる。前記各色のインクには、それぞれの色の蛍光染料又は蛍光顔料を含むものを使用している。前記各色のインクに使用されるそれぞれの色の蛍光染料又は蛍光顔料としては、従来公知のものを含めて各種の有機あるいは無機顔料が使用できる。例をあげれば、フタロシアニン系顔料（シアン）、イソインドリノン系高級顔料（イエロー）、キナクリドン系高級顔料（マゼンダ）、アントラキノン系顔料（マゼンダ）、ジオキサジン系顔料（シアン）、インジゴ系顔料（シアン）、チオインジゴ系顔料（マゼンダ）、あるいは金属酸化物｛酸化鉄（マゼンダ）、酸化カドミウム（イエロー）、酸化クロム（マゼンダ）等｝等をあげることができる。

図２には第２実施例が示されており、第２実施例に係るＥＬシートは、光透過性絶縁基板１と、光透過性補助電極層２と、１対の発光層３と、１対の高誘電体層４と、１対の電極５と、電気絶縁層６と、任意の文字やパターン形状のカラー印刷層７、とからなる。第１実施例と第２実施例との相違点は、補助電極層２上に間隙を開けて発光層３と高誘電体層４と電極５とが積層状態に形成してあり、前記間隙が電気絶縁層６によって埋められているところである。前記構成によれば、１対の発光層、１対の高誘電体層４及び電極５の各間隙が電気絶縁層６により電気的に絶縁されているため、電極５に印加された交流電圧を効率よく発光層３に伝達可能となる。

図３には第３実施例が示されており、第３実施例に係るＥＬシートは、光透過性絶縁基板１と、発光層３と、１対の高誘電体層４と、１対の電極５と、電気絶縁層６と、任意の文字やパターン形状のカラー印刷層７、とからなる。

光透過性基板１は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネイト）など光透過性をもつ材料により形成されている。そして発光層３は、前記第１実施例同様の発光体としてＣｕをドープした硫化亜鉛（ＺｎＳ）を用いた蛍光体３ａと、前記バインダ同様のフッ素樹脂バインダとを混合・撹拌して発光インクを作り、光透過性絶縁基板１の一方の面上に、スクリーン印刷法などによって印刷後、加熱・乾燥し形成してある。

１対の高誘電体層４は、前記第１実施例同様の高誘電体インクを発光層３上にスクリーン印刷法により印刷後、加熱・乾燥し形成してある。

１対の電極５は、前記第１実施例同様の銀インク、カーボンインク、銅インクをスクリーン印刷法などにより高誘電体層４上に、高誘電体層４の形成幅よりも小さい形成幅で印刷された後、加熱・乾燥し形成されている。

電気絶縁層６は、前記第１実施例同様のポリイミドインク、ポリエステルインク、塩化ブチルインクをスクリーン印刷法などによって、発光層３と高誘電体層４とを覆うように形成してあり、かつ１対の各電極５の間隙に形成してある。なお電気絶縁層６は、各電極５間とともに前記各電極５の下に形成してある各高誘電体層４間を電気的に絶縁してある。

このＥＬシートを発光させるには、前記第１実施例同様電極５ａ、５ｂ間に交流電圧が印加される。そして発光層３の蛍光体粒子３ａに交流電界が作用しＥＬシートの発光面全体が発光するが、このときカラー印刷層７を、任意の文字やパターンなどを、蛍光顔料又は蛍光顔料を含みかつ光透過性を有するカラーインクで形成できる。このような構成によれば、カラー印刷層７を形成した部分を、他の発光部分と比較して際立てて蛍光もしくは燐光させることができる。

図４には第４実施例が示されており、第４実施例に係るＥＬシートは、光透過性絶縁基板１と、１対の発光層３と、光半透過散乱層８と、１対の高誘電体層４と、１対の電極５と、電気絶縁層６と、任意の文字やパターン形状のカラー印刷層７、とからなる。この実施例と第３実施例との相違点は、光透過性絶縁基板１の１方の面に発光層３と光半透過散乱層８とが交互に形成してあり、発光層３上に高誘電体層４が形成してあり、１対の電極５の一方の電極要素と他方の電極要素が交互に隣り合うように高誘電体層４上に形成してあるところである。このような構成によれば、１対の発光層３及び１対の高誘電体層４間が、電気絶縁層６及び光半透過散乱層７により電気的に絶縁されているため、電極５に印加された交流電圧を効率よく発光層３に伝達可能となる。

以上が、本発明に係るＥＬシートの構成である。

本発明のＥＬシートの第１実施例を示す要部断面図である。本発明のＥＬシートの第２実施例を示す要部断面図である。本発明のＥＬシートの第３実施例を示す要部断面図である。本発明のＥＬシートの第４実施例を示す要部断面図である。本発明のＥＬシートの１対の電極の形状を示す平面図である。本発明のＥＬシートの１対の電極の他の形状を示す平面図である。従来例を示す要部断面図である。他の従来例を示す要部断面図である。

符号の説明

１光透過性絶縁基板
２光透過性補助電極層３発光層
４高誘電体層
５（５ａ、５ｂ）１対の電極
６電気絶縁層
７カラー印刷層
８光半透過散乱層
Ｓ電極５ａと電極５ｂとの配置間隔

Claims

光透過性絶縁基板と光透過性補助電極層と発光層と１対の高誘電体層と１対の電極と電気絶縁層ととからなるＥＬシートであって、
前記光透過性絶縁基板の１方の面に前記光透過性補助電極層が形成してあり、
前記補助電極層上に、前記発光層が形成してあり、
前記発光層上に間隙をあけて前記高誘電体層と前記電極とが積層状態に形成してあり、
前記間隙が前記電気絶縁層によって埋められている
ことを特徴とするＥＬシート。
光透過性絶縁基板と光透過性補助電極層と発光層と１対の高誘電体層と１対の電極と電気絶縁層とからなるＥＬシートであって、
前記光透過性絶縁基板の１方の面に前記光透過性補助電極層が形成してあり、
前記補助電極層上に間隙を開けて前記発光層と前記高誘電体層と前記電極とが積層状態に形成してあり、
前記間隙が前記電気絶縁層によって埋められている
ことを特徴とするＥＬシート。
光透過性絶縁基板と発光層と高誘電体層と１対の電極と電気絶縁層とからなるＥＬシートであって、
前記光透過性絶縁基板の１方の面に前記発光層が形成してあり、
前記発光層上に間隙をあけて前記高誘電体層と前記電極とが積層状態に形成してあり、
前記間隙が前記電気絶縁層によって埋められている
ことを特徴とするＥＬシート。
光透過性絶縁基板と発光層と光半透過散乱層と高誘電体層と１対の電極と電気絶縁層とからなるＥＬシートであって、
前記光透過性絶縁基板の１方の面に前記発光層と前記光半透過散乱層とが交互に形成してあり、
前記発光層上に高誘電体層が形成してあり、
前記１対の電極の一方の電極要素と他方の電極要素が交互に隣り合うように前記高誘電体層上に形成してあり、
前記電気絶縁層が、前記高誘電体層及び前記各電極要素間に生じている間隙を埋めかつ各電極要素を覆うように形成してある
ことを特徴とするＥＬシート。
請求項４において、前記光半透過散乱層は、白色系であり、雲母に酸化チタンをコートして１０〜６０μｍの粒径となる酸化チタンコート雲母と、必要に応じて加えられる前記酸化チタンコート雲母に対する重量比４０％以下の酸化チタンと、バインダとから形成されていることを特徴とするＥＬシート。
請求項１乃至５のいずれかに係るＥＬシートにおいて、前記各電極要素の形成幅は、前記高誘電体層のそれよりも小さな形成幅に形成されていることを特徴とするＥＬシート。
請求項１乃至６のいずれかに係るＥＬシートにおいて、任意の文字やパターンなどからなるカラー印刷層を、前記光透過性絶縁基板上に蛍光顔料又は蛍光顔料を含みかつ光透過性を有するカラーインクを用いて形成することにより、前記カラー印刷層を形成した部分が蛍光もしくは燐光表示させることを特徴とするＥＬシートの使用方法。
請求項１乃至７のいずれかに係るＥＬシートにおいて、前記電極の配置間隔は、５０〜５００μｍの範囲であることを特徴とするＥＬシートの使用方法。