JP2008130315A

JP2008130315A - 発光シート及びその製造方法

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Publication number: JP2008130315A
Application number: JP2006312748A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Hoshi; 慎一星; Shigeto Okuchi; 茂人奥地; Masahiko Sekiya; 昌彦関谷
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2006-11-20
Filing date: 2006-11-20
Publication date: 2008-06-05
Also published as: US20080182069A1; KR20080045635A; EP1923931A2; CN101188885A; TW200838009A

Abstract

【課題】簡便な方法で低消費電力化された発光シートを提供する。
【解決手段】発光シートを穴あけ加工してなる発光シート；及び発光シートをドリル、熱針、パンチング、フラットダイカット、ロータリーダイカット、レーザー加工等により穴あけ加工することを特徴とする前記発光シートの製造方法。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）材料を用いた発光シートに関する。

現在注目されている発光デバイスの一つとしてＥＬシートがある。ＥＬシートは作成法の簡便さ、高い耐久性などの特徴を持つことが知られている。そのことから広告媒体、照明用途、装飾用途、バックライト用途など数多くの分野で利用されている。

このような用途で使用される場合、長時間での使用が多くなるため消費電力が大きな問題となり、特許文献１〜３のように複数の光源を点滅させたり、又は光を拡散反射して照明効率を向上させるなどの手法を用い低消費電力化を図っている。しかしながら、特許文献１〜３で開示した方法ではより複雑な構成や、駆動制御が必要とされる。

特開平１１−４５０６２号公報特開２００５−１０８７７６号公報特開２００２−１９６７０５号公報

本発明は、より簡便な方法で低消費電力化された発光シートを提供することを目的とする。

本発明の要旨は以下のとおりである。
（１）発光可能なシートを穴あけ加工してなる発光シート。
（２）発光可能なシートがＥＬ発光シートである前記（１）に記載の発光シート。
（３）開孔率が５〜８０％である前記（１）又は（２）に記載の発光シート。
（４）穴あけ加工の穴の径が０．１〜２０ｍｍであり、穴と穴の中心間の間隔が０．２〜５０ｍｍである前記（１）〜（３）のいずれかに記載の発光シート。
（５）穴あけ加工がマトリックス状になるように施されている前記（１）〜（４）のいずれかに記載の発光シート。
（６）発光可能なシートを穴あけ加工することを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載の発光シートの製造方法。
（７）穴あけ加工の手段がドリル、熱針、パンチング、フラットダイカット、ロータリーダイカット又はレーザー加工である前記（６）に記載の製造方法。

本発明によれば、より簡便な方法で低消費電力化された発光シートを提供することができる。

本発明の発光シートは、発光可能なシートに穴あけ加工が施されたものである。発光可能なシートに穴あけ加工を施すことにより、低消費電力化された発光シートを得ることができる。更に、穴あけ加工における穴径及び開孔率を調整することにより、光度の低下を顕著に抑制することができる。

発光可能なシートとしては、好ましくはＥＬ発光シートが挙げられる。
発光可能なシートとしてＥＬ発光シートを用いる場合には、例えば、透明基材上に、少なくとも、第１電極（透明電極）層、発光層及び第２電極（背面電極）層を設けたものが挙げられる。

前記透明基材としては、透明であれば特に制限はないが、フレキシブルであることが好ましい。その材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル、全芳香族ポリアミド；ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン共重合体などの脂肪族ポリアミド、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネートが挙げられる。用いる基材フィルムの厚みとしては特に制限はなく、通常１〜１０００μｍ、好ましくは５〜５００μｍであり、実用性の面から５０〜２００μｍが特に好ましい。

第１電極層に用いられる材料としては、特に制限はなく、その材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、有機導電性化合物、又はこれらの混合物が挙げられる。具体例としては、アンチモンやフッ素等をドープした酸化錫（ＡＴＯ、ＦＴＯ）、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）等の半導性金属酸化物、金、銀、クロム、ニッケル等の金属、更にこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料、及びこれらとＩＴＯとの積層物などが挙げられる。第１電極層の厚みは、通常５０〜５００００ｎｍである。

第１電極層及び第２電極層は、例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、熱ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法等の化学的方式などの中から前記材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って前記基材上に形成することができる。

本発明においては、発光層は第１電極層と第２電極層との間に設ける。発光層は平面状で全面に設けられても、部分的に設けられてもよい。

発光層の材料としては、電界が印加されることにより発光現象を示す物質であれば特に制限はなく、付活硫化亜鉛ＺｎＳ：Ｘ（但し、Ｘは、Ｍｎ，Ｔｂ，Ｃｕ，Ｓｍ，Ａｇ等の付活元素である。）、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ，Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ，Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ，ＣａＷＯ_４：Ｐｂ，ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ，ＣａＳ：Ｅｕ，ＳｒＳ：Ｃｅ，ＳｒＧａ_２Ｓ_４：Ｃｅ，ＣａＧａ_２Ｓ_４：Ｃｅ，ＣａＳ：Ｐｂ，ＢａＡｌ_２Ｓ_４：Ｅｕ，ＹＶＯ_４：Ｅｕ等の無機ＥＬ材料；アルミニウム・キノリノール錯体、芳香族ジアミン誘導体（例えば、トリフェニルジアミン誘導体）等の低分子型有機ＥＬ材料；ポリフェニレンビニレン等の高分子型有機ＥＬ材料のいずれを用いてもよい。発光層の厚みは、特に制限はないが、通常５〜１００μｍ、ハンドリング性の面から１０〜８０μｍが好ましい。例えば、無機ＥＬ材料を用いる場合、発光層の好ましい形成方法としては、例えばバーコート法、ロールナイフコート法、グラビアコート法、ナイフコート法、スピンコート法、ディップコート法、スクリーン印刷法、スライドコート法、スプレー塗布法が挙げられ、有機ＥＬ材料を用いる場合には、真空蒸着法、インクジェット法を用いることができる。

本発明においては、発光効率を高める点から誘電体層を設けることが好ましい。誘電体層は、第１電極層と第２電極層との間に設け、好ましくは発光層と第２電極層との間に設ける。誘電体層の材料としては、誘電率の高い絶縁材料が好ましく、例えばＴｉＯ_２，ＢａＴｉＯ_３，ＳｒＴｉＯ_３，ＰｂＴｉＯ_３，ＫＮｂＯ_３，ＰｂＮｂＯ_３，Ｔａ_２Ｏ_３，ＢａＴａ_２Ｏ_６，ＬｉＴａＯ_３，Ｙ_２Ｏ_３，Ａｌ_２Ｏ_３，ＺｒＯ_２，ＡｌＯＮ，ＺｎＳ，酸化シリコン、窒化シリコン、アンチモンドープ酸化錫等が挙げられる。誘電体層の厚みは、特に制限はないが、通常５〜１００μｍ、ハンドリング性の面から１０〜８０μｍが好ましい。誘電体層は、例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、熱ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法等の化学的方式などの中から前記材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って前記基材上に形成することができる。誘電体層の好ましい形成方法としては、例えばバーコート法、ロールナイフコート法、グラビアコート法、ナイフコート法、スピンコート法、ディップコート法、スクリーン印刷法、スライドコート法、スプレー塗布法が挙げられる。

第２電極層としては、導電性材料であれば特に制限はない。例えば導電ペースト、物理的蒸着によって製膜した金属膜等や第１電極層で例示したものが挙げられる。第２電極層の厚みは、通常５０〜５００００ｎｍである。第２電極層の好ましい形成方法としては、例えばバーコート法、ロールナイフコート法、グラビアコート法、ナイフコート法、スピンコート法、ディップコート法、スクリーン印刷法、スライドコート法、スプレー塗布法が挙げられる。

第２電極層を形成させた後、第２電極層の保護層として、例えば粘着シートを第２電極層上に貼合することにより透明基材の表面を発光面とする発光可能なシートを得ることができる。

発光面には、必要に応じて、透明基材上に、例えば、透明性カラーインク、カラーフィルターなどで模様、文字等を直接印刷することや、透明性カラーインクで印刷済みの粘着シートを貼合することによりデザインを施すことができる。

発光可能なシートの厚さは、好ましくは５ｍｍ以下、更に好ましくは０．２〜２ｍｍである。
前記発光可能なシートを穴あけ加工することにより本発明の低消費電力化された発光シートを得ることができる。

図１に、透明基材１上に、第１電極（透明電極）層２、発光層３、誘電体層４及び第２電極（背面電極）層５を設けてなる発光シートの穴あけ加工前の断面図を示す。第２電極（背面電極）層５側から、穴あけ加工するときの状態を図２に示す。

穴あけ加工は、どのような形状、大きさでもよいが、均一な発光が得られることから、穴の大きさが均一で等間隔かつ平行に配置されたマトリックス状（例えば、６０°千鳥型、角千鳥型、並列型、長丸穴千鳥型、長丸穴並列型、角穴千鳥型、角穴並列型、六角形６０°千鳥型、長角穴千鳥型、長角穴並列型；図３及び４参照）になるように施すことが好ましい。

穴の形状は、特に限定されるものではなく、円形、楕円形、三角形、四角形、多角形、星形等が挙げられる。穴あけ加工の穴の径は特に制限はないが、０．１ｍｍ〜２０ｍｍ、実用性の面から０．５ｍｍ〜１０ｍｍが好ましい。穴と穴の中心間の間隔は、通常０．２〜５０ｍｍ、好ましくは０．２〜２０ｍｍ、更に好ましくは０．５〜１０ｍｍである。

開孔率は、穴あけ加工による光度の低下を抑制し、かつ低消費電力化を図る面から、好ましくは５〜８０％、更に好ましくは１０〜６０％である。ここで、開孔率とは、シート面積に対する各穴の合計面積の割合（％）をいい、均一に穴あけ加工した場合には、式［（１つ穴の面積×個数）×１００／シート面積］にしたがって求めることができる。

更に、必要に応じて、穴の形状、穴径、穴と穴の中心間の間隔、開孔率を選択することにより、裏面にシースルー効果（透視性）を持たせた発光シートとすることもできる。

穴あけ加工の手段としては特に制限はないが、ドリル、熱針、パンチング、フラットダイカット（平面刃を用いた打抜き）、ロータリーダイカット（回転刃を用いた打抜き）などの打抜き加工や、炭酸ガス（ＣＯ_２）レーザー、ＴＥＡ−ＣＯ_２レーザー、ＹＡＧレーザー、ＵＶ−ＹＡＧレーザー、エキシマレーザー、半導体レーザー、ＹＶＯ_４レーザー、ＹＬＦレーザー、フェムト秒レーザーなどのレーザー加工等が挙げられる。

本発明の発光シートの消費電力は、通常、穴あけ加工前の発光シートの０％を超えて９０％以下、好ましくは３０〜９０％である。

本発明の発光シートの光度は、通常、穴あけ加工前の発光シートの５０〜１００％、好ましくは７０〜１００％である。前記光度が５０％以上であれば、充分に視識性が保てる。

本発明における光度は、以下の式にしたがって求めることができる。
光度＝輝度（実測値）×［シート面積−（１つの穴の面積×個数）］

本発明の発光シートを商業ビルの看板や窓あるいは自動車などへ貼付する広告媒体、装飾用媒体又は防犯用シートとして用いる場合、発光シート両面にそれぞれ保護シートを貼合することにより、発光シートを保護することができる。使用する保護シートは透明であれば特に制限はないが、耐擦傷（ハードコート）処理が施されているものが好ましく、Ｈ_２Ｏ、Ｏ_２等のガスに対するバリア性能を有するものが更に好ましい。発光シートを壁や窓などに貼付する場合には、各種市販の接着剤を用いればよい。

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。

以下の実施例及び比較例において、消費電力値、消費電力比、消費電力１Ｗあたりの発光輝度、光度及び開孔率は、次のようにして測定、算出した。

［消費電力値の測定及び消費電力比の計算］
穴あけ加工前（比較例）及び穴あけ加工後（実施例）の発光シートの消費電力値を（株）計測技術研究所社製ワットチェッカーを用いて測定した。
消費電力値＝電流（Ａ）×電圧（Ｖ）×力率
また、穴あけ加工前の発光シート（比較例１）の消費電力に対する割合を消費電力比とした。

［輝度の測定・消費電力１Ｗあたりの発光輝度及び光度の計算］
穴あけ加工前（比較例）及び穴あけ加工後（実施例）の発光シートの穴のあいていない部分の輝度をＭＩＮＯＬＴＡ社製輝度計ＬＳ−１００を用いて測定した。
前記の輝度（実測値、ｃｄ／ｍ^２）から次式：
輝度×［（１００−開孔率）／１００］
にしたがって発光輝度を求めた。更に、前記式より算出された発光輝度を消費電力で割り、単位消費電力あたりの発光輝度を算出した。光度（ｃｄ）は［輝度×［シート面積−（１つの穴の面積×個数）］］にしたがって求めた。

［開孔率の求め方］
穴あけ加工のタイプごとの開孔率の求め方を図３及び４に示す。以下の実施例では、図４の（７）角穴並列型の求め方にしたがった開孔率を求めた。なお、図３及び４において、Ｄは丸孔孔径、Ｐはピッチ、ＳＰは角孔のピッチ（長孔時ではピッチ（縦））、ＬＰは長角孔時のピッチ（横）、Ｗは角孔の孔径、Ｌは孔の長さ（横）を表す。

［実施例１］
図１を用いて説明する。
透明基材１としての厚み１００μｍのポリエチレンテレフタレートシート（三菱化学ポリエステルフィルム（株）製ダイアホイルＴ−１００）上に厚み５０ｎｍの第１電極（透明電極）層２としてＩＴＯをスパッタリングによって製膜した。その後、第１電極層２のＩＴＯ面上に発光層３となるＺｎＳ：Ｃｕ液（藤倉化成（株）製ＦＥＬ−１９０）を５０μｍの厚みになるように塗布し、１００℃の乾燥機にて３０分間乾燥後、続けて誘電体層４となるチタン酸バリウム液（藤倉化成（株）製ＦＥＬ−６１５）を５０μｍの厚みになるように塗布し、同じく１００℃の乾燥機にて３０分間乾燥してシートを得た。その後、前記誘電体層（チタン酸バリウム）上に第２電極（背面電極）層５となる導電ペースト（藤倉化成（株）製ＦＥＣ−１９８）を５０μｍ塗布後、導電ペーストを１００℃の乾燥機にて３０分間加熱して硬化させて、その上に粘着シート（リンテック（株）製ＰＥＴ５０（Ａ）ＰＬシン）を貼合して発光可能なシートを得た。

前記発光可能なシート（１４ｃｍ×２５ｃｍ）にＣＯ_２レーザーを用いて、穴の大きさが均一で等間隔かつ平行に配置されたマトリックス状になるように穴あけ加工（穴の形状：１ｃｍ×１ｃｍ角、穴と穴の中心間の間隔２２．５ｍｍ、開孔率２０％）を施し、発光シートを作製した。ＡＣ１００Ｖ，５０Ｈｚでの発光シートの発光時の消費電力値及び輝度を測定した。輝度は３０６ｃｄ／ｍ^２であった。また、電流は０．０８Ａ、電圧は１０３．３Ｖ、力率は０．４６であった。

［実施例２］
穴径を変えずに、穴と穴の中心間の間隔を１８ｍｍ（開孔率を３０％）とした以外は実施例１と同様にして穴あけ加工を施し、発光シートを作製した。ＡＣ１００Ｖ，５０Ｈｚでの発光シートの発光時の消費電力値及び輝度を測定した。輝度は３３９ｃｄ／ｍ^２であった。また、電流は０．０７Ａ、電圧は１０２．８Ｖ、力率は０．４４であった。

［実施例３］
穴径を変えずに、穴と穴の中心間の間隔を１４ｍｍ（開孔率を５０％）とした以外は実施例１と同様にして穴あけ加工を施し、発光シートを作製した。ＡＣ１００Ｖ，５０Ｈｚでの発光シートの発光時の消費電力値及び輝度を測定した。輝度は３９９ｃｄ／ｍ^２であった。また、電流は０．０４Ａ、電圧は１０２．７Ｖ、力率は０．６４であった。

［実施例４］
穴径を変えずに、穴と穴の中心間の間隔を１２ｍｍ（開孔率を７０％）とした以外は実施例１と同様にして穴あけ加工を施し、発光シートを作製した。ＡＣ１００Ｖ，５０Ｈｚでの発光シートの発光時の消費電力値及び輝度を測定した。輝度は４６２ｃｄ／ｍ^２であった。また、電流は０．０２Ａ、電圧は１０２．０Ｖ、力率は０．６９であった。

［比較例１］
穴あけ加工前の発光シートのＡＣ１００Ｖ，５０Ｈｚにおける発光時の消費電力値及び輝度を測定した。輝度は２４５ｃｄ／ｍ^２であった。また、電流は０．１１Ａ、電圧は１０３．１Ｖ、力率は０．３８であった。
結果を表１に示す。

表１に示す結果から、穴あけ加工をすることで発光シートの消費電力の低下が確認された。また、いずれの実施例も消費電力１Ｗ当たりの発光輝度が比較例１の発光シートよりも高く、光度の低下率も開孔率に比べると顕著に抑制されており、本発明の発光シートは低消費電力型発光シートとして優れた特性を有することがわかった。

本発明の発光シートは、広告媒体、装飾用媒体、防犯用シートのほか、照明用途、バックライト用途など数多くの分野で利用される。

発光シートの穴あけ加工前の断面図である。第２電極（背面電極）層側から、穴あけ加工するときの状態を示す図である。穴あけ加工のタイプごとの開孔率の求め方を示す図である。穴あけ加工のタイプごとの開孔率の求め方を示す図である（図３の続き）。

符号の説明

１透明基材
２第１電極（透明電極）層
３発光層
４誘電体層
５第２電極（背面電極）層

Claims

発光可能なシートを穴あけ加工してなる発光シート。
発光可能なシートがＥＬ発光シートである請求項１記載の発光シート。
開孔率が５〜８０％である請求項１又は２記載の発光シート。
穴あけ加工の穴の径が０．１〜２０ｍｍであり、穴と穴の中心間の間隔が０．２〜５０ｍｍである請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光シート。
穴あけ加工がマトリックス状になるように施されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光シート。
発光可能なシートを穴あけ加工することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光シートの製造方法。
穴あけ加工の手段がドリル、熱針、パンチング、フラットダイカット、ロータリーダイカット又はレーザー加工である請求項６記載の製造方法。