JPH02220392A - 電場発光モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は水蒸気の侵入によって性能が劣化する電場発光
素子を耐透湿性の透明保護フィルムで封止した電場発光
モジュールの改良に関し、その耐久性を大幅に向上せし
めた電場発光モジュールに関する。

［従来技術とその問題点］ 電場発光モジュールは電場発光素子が水分の侵入により
特性劣化するため、かかる電場発光素子を水蒸気透過率
の小さいフッ素系樹脂フィルムで包囲、熱圧着封止した
構造を有している。

この場合、特開昭６０−２４９２９３号公報等で公知の
５如く、フッ素系樹脂フィルムはそれ自体を直接熱圧着
封止するか、フッ素系樹脂フィルムに熱可塑性樹脂層を
積層しておき、熱圧着封止する方法がとられている。

前者の直接熱圧着封止する方法は高温を要するため、電
場発光素子が熱劣化し好ましい方法ではない。後者の方
法は、フッ素系樹脂フィルムと熱可塑性樹脂層との密着
性が不充分なため特開昭５３−６９５９３号公報や特開
昭８２−５１１０２号公報に開示されている如く、フッ
素系樹脂フィルムの表面を物理的手段で凹凸化し、投錨
効果を発現せしめた上に熱可塑性樹脂層を設ける方法等
熱可塑性樹脂層との接着性を上げる手段がとられている
。

かかる手段により接着力は大幅に改善されるがフッ素系
樹脂フィルムの表面が粗面化されたため、熱可塑性樹脂
層には凹凸部へ樹脂が十分濡れなじむようにメルトイン
デックスの大きく、且つ積層する相手との塗れ性を考慮
した樹脂層を選択する必要性がある。且つ平滑表面に比
較して熱可塑性樹脂層を少なくとも厚くする必要があり
、経済的に不利であった。

一方、かかる透明保護フィルムで電場発光素子を封止す
る場合、前記の特開昭６０−２４９２９３号公報などで
公知の如くその周囲は該保護フィルムが相互に直接型な
り合って熱融着された封止部により封止されるが、かか
る封止部の断面は水蒸気透過率の小さいフッ素系樹脂フ
ィルムと水蒸気透過率の大きい熱可塑性樹脂層から構成
されることになる。その結果、かかる電場発光モジュー
ルは、封止部の断面部位からの水分の侵入を軽減するた
めの封止部の幅を、特開昭６０−２４９２９３号公報に
開示されている如く、少なくとも２１Ｉ１ｍ以上必要と
され、発光面積の割にモジュールの外形寸法が大きくな
る不都合があった。

［発明の目的］ 本発明はかかる現状に鑑みなされたもので、可撓性を有
する電場発光モジュールとして優れた耐久性を有し、且
つ予め決められた外形寸法内で発光部の占有面積（実効
面積〉が大きくとれ、しかも材料上、製造上も合理化可
能な可撓性の電場発光モジュールを提供することを目的
とするものである。

［発明の構成、及び作用Ｊ 本発明者は上記目的から、実効面積が広く、且つ耐久性
を有し、しかも材料上、製造上合理化可能な可撓性電場
発光モジュールを検討した結果、保護耐湿性の優れたフ
ッ素系樹脂フィルムの一表面に特定厚さの金属薄膜と特
定厚さの熱可塑性樹脂をこの順序で積層した保護フィル
ムを用いることにより可撓性、透明性を損なうことなく
耐久性及び実効面積を向上できることを見出し本発明に
到達した。

すなわち、本発明は、可撓性を有する電場発光素子を防
湿性を有する透明保護フィルムで封止した電場発光モジ
ュールにおいて、該透明保護フィルムが、その−表面に
厚さ１０〜９０人の金属薄膜と厚さ５〜３０μｍのヒー
トシール可能な熱可塑性樹脂層をこの順序で積層したフ
ッ素系樹脂フィルムであることを特徴とするものである
。なお、本発明において該透明保護フィルムが相互に直
接型なり合って熱融着された封止部の幅を１〜２ｍｍに
したものが有効面積面から好ましい。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に用いる保護フィルムは、フッ素系樹脂フィルム
にその一表面に金属薄膜と熱可塑性樹脂層をこの順序で
積層した積層フィルムである。かかるフッ素系樹脂フィ
ルムとしては水蒸気や腐蝕性ガスの透過率が小さく、か
つ透明性に優れたフッ素系樹脂フィルムを用いるが、な
かでも１塩化３弗化エチレン、弗化エチレン−弗化プロ
ピレン共重合体、１塩化３弗化エチレン−弗化ビニリデ
ン共重合体フィルムが好適である。

なお、本発明のフッ素系樹脂フィルムの厚さは可撓性電
場発光モジュールとしての適性から５０〜４００μｍの
範囲が望ましい。機械的特性や可撓性の点では更に好ま
しくは５０〜２００μｍの範囲が望ましい。

かかるフッ素系樹脂フィルムは、熱融着可能な熱可塑性
樹脂層を積層することにざきだち、低エネルギー表面を
有するフッ素系樹脂フィルムの表面性を改質するためフ
ッ素系樹脂フィルムの少なくとも一面に金属薄膜を被覆
する。

金属薄膜は低エネルギー表面を活性化する効果を有する
金属原子からなるものである。かかる金属原子としては
後述の実施例に示すＴｉの伯、同様の効果が１ｑられる
遷移金属、具体的にはＺｒ、　Ｃｒの各金属元素があげ
られる。中でも、Ｔｉは実施例に示すように接着力上昇
効果が大きく、その表層が酸化されても透明性のよい酸
化物となり透明性が劣化しない点で特に好ましい。なお
、本発明の金属薄膜は、その表層が用いる金属によって
は大気中で酸化されるので、かかる酸化物層を表層に有
するものを含むことは言うまでもない。本発明において
は、上記活性化面からそのフッ素系樹脂フィルムと接す
る側の底層部が金属原子からなることが肝要である。

上記金属薄膜は、真空蒸着法、スパッタリング法、イン
ブレーティング法などの公知のフッ素系樹脂表面の活性
化効果を有する物理蒸着法で形成される。例えば、スパ
ッタリング法では上記フッ素系樹脂フィルムを基板とし
、対向電極に例えばＴｉ金属からなるターゲットを配し
、雰囲気を１Ｏ−３ＴＯｒｒのＡｒ不活性雰囲気として
両電極間に直流電圧を印加してグロー放電を発生させて
Ｔｉ金属をスパッタリングしてフッ素系樹脂フィルム上
にＴｉ金属原子からなる薄膜を形成する。

このようにしてＴｉ等の遷移元素等の金属からなる金属
薄膜がフッ素系樹脂フィルムの少なくとも一方の面に被
覆されるが、本発明の目的であるフッ素系樹脂フィルム
の本来の透明性を保持させるため及び後述の実施例から
明らかなように大きな接着力が得られるという点から、
その表面に被覆される該金属薄膜の厚さは９０Å以下２
Å以上である。更に接着性を考慮すると２〜７０Ａが好
ましい。

また、驚くべきことにこの膜厚範囲ではピークに近い接
着力が得られるのである。金属薄膜の上限はフッ素系樹
脂フィルムの透明性及び接着力の効果で決められるのに
対して、金属薄膜の膜厚の下限はフッ素系樹脂フィルム
の接着性の改良効果を引き出さねばならぬが、実施例に
示すように１１では２人という単原子層に近い厚さがあ
ればフッ素系樹脂フィルム表面の高エネルギー化に十分
であることがわかった。

また、防湿性面からは金属薄膜がフィルム仝面に連続膜
として形成されていることが好ましく、かかる点を考慮
すると１０Å以上が特に好ましい。

次に、本発明でいうヒートシール可能な熱可塑性樹脂層
とは、加熱及び加圧により接着が可能なプラスチック層
を表わし、その代表的な例としては、次のようなものが
ある。

ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン
共重合体などのポリオレフィン、ポリエステル、ポリア
ミド、アイオノマー、エチレン酢ビ共重合体、アクリル
酸エステル、メタアクリル酸エステル等のアクリル樹脂
、ポリビニルアセタル、フェノール、変成エポキシ樹脂
などおよび、これらの共重合体や、混合物などがめげら
れるが、必ずしもこれらには限定されない。

このうち、ポリエステル、ポリアミド、アイオノマー、
アクリル樹脂、エチレン・エチルアクリレート共重合体
、エチレン酢ビ共重合体が望ましい。

熱可塑性樹脂層の厚さは、本発明の効果を発現するため
選択されるが、フッ素系樹脂フィルムの表面が平滑なた
め熱可塑性樹脂層の流れ性を考慮する必要ないことと、
該フィルムを熱可塑性樹脂層を用いて相手方と貼り合わ
せる際に、その相手方との接着性のみを考慮すればよい
ため薄く、しかも単独の特性のみでよい。従ってその厚
さは接着力やガスバリア性の点で５〜５０μｍの範囲が
好ましく、更に好ましくは１０〜３０μｍである。

金属薄膜を積層したフッ素系樹脂フィルム上にかかる熱
可塑性樹脂層を積層する方法としては、熱可塑性樹脂層
の成分を有機溶剤に溶解してコーティングする方法や、
熱可塑性接着層の成分を溶融し、押出しラミネートする
方法、あるいは、必らかじめ熱可塑性樹脂層のシートを
作製し、これをドライラミネート等により接着積層する
方法などの公知の方法が採用できる。

熱可塑性樹脂層のヒートシール温度は、使用する熱可塑
性樹脂層の特性に合せて適宜、選択することができるが
、８０〜１８０℃の温度でヒートシールできるものであ
ることが望ましい。

ところで、本発明の電場発光モジュールは、かかる透明
保護フィルムで電場発光素子を被覆して封止することに
より形成される。例えば前述の特開昭６０−２４９２９
３号公報等で公知のものと同様、第１図、第２図に示す
ようにＭ電極箔１１．絶縁層１２゜発光層１３．集電体
１４．透明導電層１５及びポリエステルフィルム１６か
らなるシート状の電場発光素子１０の両面に、熱可塑性
樹脂層４を積層した吸湿性フィルム５を介して、本発明
になるフッ素系樹脂フィルム２１．金属層２２．熱可塑
性樹脂層２３からなる透明保護フィルム２０を重ね合せ
たシートを熱ロルを用いて加熱圧着し、両者を張り合わ
せ電場発光モジュール１となす。この際電場発光素子１
０に電力を供給するため集電体１４及び外部取出しリド
酒２，３を引き出しておくと同時に、電場発光素子１０
は保護フィルム２０によりその周囲に幅Ｗの保護フィル
ム２０同志が直接融着された封止部２４の内側に収納さ
れるように配置する。

この結果電場発光素子１０の上下部位は熱可塑性樹脂層
付きの透明保護フィルム２０．周辺部の断面部位は透明
保護フィルム２０同志が直接融着された封止部２４によ
り電場発光素子１０は周囲環境から保護される。しかる
に、かかる電場発光モジュール１を高温・高湿下で加速
劣化テストを行なった結ているためカール等の形態上の
変化はなかったが、内部の電場発光素子１０は周辺部に
発光状態の劣化が観察された。かかる現象は保護フィル
ム２０の封止部２４の幅Ｗに依存することがわかった。

透明保護フィルム２０の熱可塑性樹脂層の透湿度（ｔｌ
）とフッ素系樹脂フィルムの透湿度（ｔｌ）を比較した
場合ｔｌ　　＞ｔｌであるため、かかる現象は端面断面
の熱可塑性樹脂層からの水蒸気の侵入により起ると考え
られ、封止部２４の幅Ｗを大きくとることによりかかる
現象が抑制されるとし、従来はこの幅Ｗは少なくとも２
ｍｍ、好ましくは３ｍｍ以上と決めていた。

本発明者はこの現象を詳細に検討した結果、驚くべきこ
とに封止部２４の透明保護フィルム２０の表面からの水
蒸気透過が無視できない領域が存在することを見出した
。すなわち封止部２４の断面の一部を構成する熱可塑性
樹脂層２３からの水蒸気の透過ωはＷに反比例して減少
するが、−力対止部２４のフッ素系樹脂フィルム２１の
表面からの水蒸気透過量はＷに比例して増加する。これ
より封止部２４の側断面及び表褒の両面からの水蒸気透
過量が最小になるＷの値が存在することがわがった。

この幅Ｗの値は熱可塑性樹脂層２３の厚さ（ｄｌ　）、
透湿度（ｔｌ）及びフッ素系樹脂フィルムの厚さ（ｄ２
）、透湿度（ｔｌ）に依存するが、本発明になる透明保
護フィルムの場合、封止部の幅Ｗは１〜２ｍｍの範囲で
あれば実用上耐湿性も十分で、有効。面積比率を大きく
、その上透明性及び可撓性も満足すべき範囲にある保護
フィルム封止電場発光モジュールが得られることがわか
った。

［発明の効果］ 以上のように本発明になる電場発光モジュールは透明保
護フィルムが９０Å以下という極薄の金属薄膜により従
来例のプラズマ処理等しなくとも充分な接着性を確保し
、何らの特別の処理のない表面が平滑なフッ素系樹脂フ
ィルムを用いてその上に積層する熱可塑性樹脂層を薄ク
シたもので、透明保護フィルムで封止された電場発光モ
ジュールの封止断面に露出する熱可塑性樹脂層の厚さが
薄くてきるものである。

その結果、電場発光モジュールのデッドスペスとなる封
止部の幅Ｗを小さくできると同時に、フッ素系樹脂フィ
ルムに積層する熱可塑性樹脂層を薄く、且つ単一機能層
として積層して機能を十分に発揮させることができるこ
とより、該電場発光モジュールを経済的に提供できる効
果が得られる。

以下に本発明の実施例を示す。

［実施例］ 厚さ１００μ…の特別な表面処理のない表面が平滑な通
常の一塩化三フッ化エチレンフィルム２１の一方の而に
チタン金属薄膜２２を厚さ３０人になるようにスパッタ
リング法で形成し、チタン金属薄膜２２の被覆面に熱可
塑性樹脂層２３として厚さ２５μｍのエチレン−エチル
アクリレート共重合体樹脂シトをドライラミネート法に
より積層した透明保護フィルム２０を得た。

次に０．１ｍｍのＭ金属箔１１上に絶縁層１２としてシ
アノエチルセルロース樹脂とチタン酸バリウム粉末から
なる誘電体層を２０μｍ厚さにスクリーン印刷法で形成
した。一方、厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレ
ートフィルム１６上にスパッタリング法で６００人のＩ
ＴＯ透明電極膜１５を形成した電極膜上の所定位置に銀
ペーストの塗布により導電帯１４を形成後、電極膜上に
シアンエチルセルロース樹脂とＺｎＳ　（Ｍｎ）粉末か
らなる発光層１３を４０μｍ厚さにスクリーン印刷法で
形成した。そして、この両者を熱ロール間を通して張り
合わせ電場発光素子１０を得た。

この電場発光素子１０を３Ｘ５Ｃｍ角のサンプルとし、
その両面にナイロン樹脂の接着層４付のナイロンシート
よりなる吸湿フィルム５と前記透明保護フィルム２０を
その接着層側が内側になるように重ねて１５０℃に加熱
したロール間を通し加圧接着した。この際、電場発光素
子１０の端面と透明保護フィルム２０の端面間に形成さ
れる透明保護フィルム２０同志が直接融着された封止部
２４の幅Ｗを表２の如く変化させて封止し各サンプルの
電場発光モジュールを得た。

なお、比較のため前記透明保護フィルムに変えて、表面
にスバツタエチングして凹凸を付与した厚さ１００μｍ
の一塩化三フッ化エチレンフィルム上に厚さ２５μｍの
エチレン−エチルアクリレート共重合体樹脂を積層した
積層フィルムを用いて、その他は前記サンプルと全く同
じで封止部幅Ｗ＝２、０ｍｍの比較例サンプルモジュー
ルを得た。

これら電場発光モジュールサンプルを８０’Ｃｘ　９０
％ＲＨの雰囲気下に３００時間放置、加速的な劣化テス
トを行い、次の結果を１ｑた。

表　　　２ 表２より封止幅が非常に狭い場合、封止部２４の断面を
構成する熱可塑性接着剤層２３であるエチレン−エチル
アクリレート樹脂からの水蒸気透過が大きく、電場発光
素子と外部取出し電極との電気的接合面を破壊したと考
えられる。また、比較例の場合、−塩化三フッ化エチレ
ンフィルムとエチレン−エチルアクリレート共重合体シ
ートとの濡れ性が悪く空孔が残り、この空孔を通して水
蒸気透過が支配的になり、モジュール端面の電極部と腐
蝕したものと考えられる。

それに対して、本発明においては１〜２ｍｍの幅の狭い
封止部で十分実効的に封止効果が上がり、耐久性及び面
積効率も優れた可撓性電場発光モジュールが得られるこ
とがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の平面図、第２図はその積層
構成を示す説明図である。 １：電場発光モジュール、２，３：端子、５：吸湿フィ
ルム、１０：電場発光素子、２０：透明保護フィルム、
２４：封止部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　可撓性を有する電場発光素子を透明保護フイル
   ムで封止した電場発光モジュールにおいて、該透明保護
   フイルムがその一表面上に厚さ２〜９０Åの遷移金属薄
   膜と厚さ５〜５０μｍのヒートシール可能な熱可塑性樹
   脂層をこの順序で積層したフッ素系樹脂フイルムである
   ことを特徴とする電場発光モジュール。
2. （２）　前記遷移金属がＴｉ、Ｚｒ、Ｃｒからなる群よ
   り選ばれた１種以上の金属元素からなり、その膜厚が１
   ０〜７０Åである請求項第１項記載の電場発光モジュー
   ル。
3. （３）　該透明保護フイルムが相互に重なり合う封止部
   の幅が１〜２ｍｍである請求項第１項又は第２項記載の
   電場発光モジュール。