JP2008130315A - 発光シート及びその製造方法 - Google Patents
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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
【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。
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。
(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。
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。)、Y2O2S:Eu,Y2O3:Eu,Zn2SiO4:Mn,CaWO4:Pb,BaMgAl10O17:Eu,CaS:Eu,SrS:Ce,SrGa2S4:Ce,CaGa2S4:Ce,CaS:Pb,BaAl2S4:Eu,YVO4: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TiO2,BaTiO3,SrTiO3,PbTiO3,KNbO3,PbNbO3,Ta2O3,BaTa2O6,LiTaO3,Y2O3,Al2O3,ZrO2,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。
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(CO2)レーザー、TEA−CO2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、YVO4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)]
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、H2O、O2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。
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/m2)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。
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/m2)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。
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。
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CO2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。AC 100V,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/m2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。AC 100V,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/m2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。
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。AC 100V,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/m2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。AC 100V,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/m2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。
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。AC 100V,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/m2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。AC 100V,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/m2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。
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。AC 100V,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/m2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AC 100V,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/m2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。
穴あけ加工前の発光シートのAC 100V,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/m2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。
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
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 (7)
- 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。
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