JPH1140361A

JPH1140361A - Ｅｌ発光パネルおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH1140361A
Application number: JP9197341A
Authority: JP
Inventors: Minoru Kanda; 稔神田; Toshio Tsujimoto; 俊夫辻元; Toshihiko Shiotani; 俊彦塩谷
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1997-07-23
Filing date: 1997-07-23
Publication date: 1999-02-12

Abstract

(57)【要約】【解決課題】製造が簡単で、かつ認識性の高い切り替
えパターン表示を可能とする薄型サインボードの提供。【解決手段】透明電極の間に絶縁材を兼ねる透明有機
バインダーを介在して発光層を挟み込み発光層以外の部
分を絶縁した積層体が、透明絶縁層を介して複数積層さ
れており、各積層体ごとに透明電極層間に印加される電
圧によって各発光層が独立に発光することを特徴とする
ＥＬ発光パネル。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄型発光表示装
置、より具体的には、複数のパターンを発光表示する機
能を有するＥＬ発光パネルおよびその製造方法に関す
る。本発明のＥＬ発光パネルは、例えば、発光サインボ
ード等として利用することができる。

【０００２】

【従来技術】エレクトロミネセンス（ＥＬ：Electrolum
inescence)発光パネルは背面電極上に絶縁体層、発光
層、透明電極層及び必要により設けられる保護層を順次
積層してなる薄型発光素子である。典型的には、図２に
示すように、背面電極１上に絶縁体層２および発光層３
を順次積層し、その上にさらに透明電極層４と透明樹脂
フィルム５を設けることにより、発光層３を挟む積層構
造とする。背面電極１と透明電極層４との間に交流電圧
を印加することにより、発光層３を発光させる。この積
層構造を上下に繰り返した多段ＥＬ素子も知られている
（特開平3-241695号公報、特開平3-138891号公報等）。
これは発光層を複数重ねることにより輝度あるいは寿命
の改善を図ったものであり、発光層は他の層と同様な１
枚の平面である。

【０００３】

【発明の解決課題】ＥＬ発光パネルは、軽量化が容易で
あり、消費電力が低く、均一な面発光が可能であること
から、液晶ディスプレイのバックライト等に利用されて
きたが、最近では、視野角依存性が少なく安定性に優れ
るという点に着目して、パターン表示機能を付与し交通
標識等のサインボード等に利用する試みもなされてい
る。例えば、特開平7-152334号公報には、パネルの前面
にマスク(遮光シート)を配設し、これによって所定のパ
ターンを表示する装置が記載されている。しかし、この
装置は製作は容易であるが、遮光シートで覆われている
部分も無駄に発光するため表示面積の数倍もの消費電力
を要するという問題がある。また、特開平6-202567号公
報、特開平6-231885号公報には、発光面を所定のパター
ンに形成したＥＬ発光表示シートが記載されている。し
かし、この装置はパターンの個別の要素(パターンを構
成する文字や図形など)を独立して点滅させることがで
きない。

【０００４】ＥＬパネルの電極要素を所定のパターンに
形成してパターンの各要素を個別に制御可能とした装置
が提案されている。例えば、特開平6-13180号公報に
は、背面電極を所定の表示パターンに形成した装置が提
案されている。透明電極を所望のパターンに応じて絶縁
体で区分した構造も知られている(同公報の従来技術の
欄等)。しかし、これらの装置では、電極をパターン化
するためには導電部を絶縁体で区分することが必要とさ
れており、このため、導電部と絶縁部とが複雑に入り組
んだパターンを設計する必要があった。また、電極要素
をパターンに成形する方法では各パターンの輝度や色度
までを制御することは困難である。

【０００５】本発明は、パネルの構造が簡単で製造が容
易であり、かつ認識性の高い、複数のパターンを切り替
え表示することが可能なＥＬ発光パネルを提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題解決の手段】すなわち、本発明によれば以下の構
成からなるパターン切替え表示が可能なＥＬ発光パネル
が提供される。 (１) 透明電極の間に絶縁材を兼ねる透明有機バインダ
ーを介在して発光層を挟み込み発光層以外の部分を絶縁
した積層体が、透明絶縁層を介して複数積層されてお
り、各積層体ごとに透明電極層間に印加される電圧によ
って各発光層が独立に発光することを特徴とするＥＬ発
光パネル。 (２) 各積層体の発光層が印加された電圧ないし周波数
に応じた輝度、色度で発光する上記(1)に記載の発光パ
ネル。 (３) 発光層が所定のパターン形状を発光させる発光表
示パネルである請求項１または２に記載の発光パネル。 (４) 各発光層が異なる色調の蛍光体ないし蛍光顔料を
含有し、色分けした発光表示パネルである上記(1)〜(3)
のいずれかに記載の発光パネル。

【０００７】また、本発明によれば以下の上記ＥＬ発光
パネル製造方法が提供される。 (５)(a)透明電極層上に発光層を印刷する工程；(b)両面
に透明電極層を有する透明樹脂フィルムの片面に有機バ
インダー層を設ける工程；(c)前記発光層と前記有機バ
インダー層とが対面するように前記透明樹脂フィルムを
前記発光層上に積層して積層体を形成する工程；(d)積
層体を複数重ね合わせる工程からなるＥＬ発光パネルの
製造方法。 (６)上記(5)の製法において、透明樹脂フィルム表面に
有機バインダー層を設けることに代えて、透明電極層上
の発光層側の表面に有機バインダー層を設けることから
なる発光パネルの製造方法。

【０００８】

【発明の実施の態様】(Ｉ)パネルの基本構成本発明のＥＬ発光パネルは、透明電極の間に絶縁材を兼
ねる透明有機バインダーを介在して発光層を挟み込み発
光層以外の部分を絶縁した積層体が形成され、該積層体
が透明絶縁層を介して複数積層されており、各積層体ご
とに透明電極層間に印加される電圧によって各発光層が
独立に発光するものである。

【０００９】本発明のＥＬ発光パネルの概要を図１に示
す。図１に示すＥＬ発光パネルは、透明電極層１１、発
光層１２、有機バインダー層１３および透明電極層１４
からなる積層体(構造)１５を基本単位として含み、この
積層構造１５を透明絶縁層１６を介して２以上積層した
ものである。発光層１２は、図１に示す通り、所定のパ
ターンに従って形成されている。ここで、所定のパター
ンとは、ＥＬパネルの使用態様において、表示しようと
する文字、記号、数字、図形等を指す。例えば、図４
(実施例３)に示す例は、発光層を２つ含み、下側に位置
する発光層１２ａは男性を表す絵記号と右向きの矢印か
らなるとして形成されている。一方、上側に位置する発
光層１２ｂは女性を表す絵記号と左向きの矢印からなる
パターンとして形成されている。

【００１０】これらのパターンに形成された発光層１２
は、図１に示すように、透明電極層１１および１４によ
って挟まれており、パターンと一方の透明電極との間お
よびパターン構成要素間の空隙には有機バインダー層が
存在する。このため、パターンの存在する部分では、断
面構造が典型的なＥＬパネルの構造(図２)と等しくな
り、透明電極間に電圧を印加することにより所定のパタ
ーンが発光する。すなわち、図４の例では、下側の発光
層１２ａを挟む透明電極対に電圧を印加すると、発光に
より男性と右方向を表すパターンが表示される。一方、
上側の積層体の透明電極対に電圧を印加すると上側発光
層の発光により、女性と左方向を表すパターンが表示さ
れる。両方の透明電極対に電圧を印加すると両方のパタ
ーンが同時に発光表示される。このように、本発明によ
れば、各電極対と電圧源との間に適当なスイッチを設け
ることにより、必要に応じて情報を切り替え表示する案
内表示装置が構成できる。

【００１１】透明電極層１１、１４の材質は透明で電気
伝導性を有するものであれば特に限定されない。例えば
ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)、ＩＺＯ(Indium Zinc Oxid
e)、ＧａＩｎＯ₃、ＳｎＯ₂、ＺｎＯ、Ｉｎ₂Ｏ₃等を用い
ることができる。透明電極層の厚さは、通常、０.０１
〜１μm程度である。０.０１μm未満では十分な導電性
が得られない。１μmを超えると透明性が低下する。透
明電極層は、好ましくは、透明絶縁層１６上に積層担持
させる。すなわち、図１の例では、透明絶縁体１６の両
面に透明電極層１１と１４を積層する。積層体の最上層
または最下層の透明電極層は、片面に透明電極層１１ま
たは１４を積層した透明絶縁体を用いればよい。透明絶
縁層１６は、可視光域で透明であり絶縁性の高い有機高
分子材料であれば特に制限されない。例えばＰＥＴ(ポリ
エチレンテレフタレート)、ＰＥＮ(ホ゜リエチレンナフタレート)等のポリエステ
ル樹脂、プラスチックフィルムあるいは柔軟性はなくな
るが透明ガラス等も用いることができる。透明絶縁層の
厚さは特に限定されないが、通常、１０〜１５０μm程
度である。１０μm未満では、フィルムの欠陥等によ
り、両面の電極間の絶縁が完全に保たれない可能性を生
じたり、取り扱い難くなる問題がある。１５０μmを超
えると透明性が低下する。

【００１２】発光層１２は、蛍光体、有機バインダーお
よび必要に応じて配合される蛍光顔料からなる。層厚は
特に限定されないが、数十〜数百μm、通常は３０〜１
００μm程度の薄層が好ましい。３０μm未満であると発
光ムラが生じる。１００μmを超えると輝度が低下す
る。蛍光体粉末は母体材料に発光中心となる付活剤や共
付活剤を添加してなる。母体材料の例としてはＺｎＳ等
が挙げられる。付活剤、共付活剤の例としては、銅(C
u)、塩素(Cl)、ヨウ素(I)、マンガン(Mn)、アルミニウ
ム(Al)等が挙げられる。発光層はローダミンＢ系やロー
ダミン６Ｇ系、フルオレセイン系等の蛍光顔料を含んで
もよい。また、発光層は単色でもよいが、表示しようと
するパターンに従い、付活剤や共付活剤あるいは顔料を
変えることにより色分けしてもよい。例えば、ＺｎＳ系
蛍光体における代表的な付活剤、共付活剤による発色
は、ＺｎＳ：Ｃｕ,Ｃｌ(青緑色)、ＺｎＳ：Ｃｕ,Ｍｎ,
Ｃｌ(橙色)、ＺｎＳ：Ｃｕ,Ａｌ(緑色)、ＺｎＳ：Ｃｕ,
Ｉ(青緑色)などである。また蛍光顔料としては、ローダ
ミン６Ｇ系(黄色系)、ローダミンＢ系(赤色系)、フルオ
レセイン系(黄緑色系)等を用いることができる。有機バ
インダー層１３は好ましくは高誘電性バインダーからな
る。高誘電性バインダーの例としては、シアノエチルセ
ルロース、シアノエチルサッカロース、シアノエチルプ
ルラン、シアノエチルポリビニルアルコール等のシアノ
エチル化合物、ポリフッ化ビニリデン等のフッ化ビニリ
デン系共重合体が挙げられる。

【００１３】なお、必要に応じ、背面電極上に絶縁体
層、発光層及び透明電極層を１層ずつ順次積層した通常
のＥＬパネル構造の上に、さらに本発明のＥＬパネル構
造を積層してもよい（実施例１）。この場合、背面電極
の成分及び構造は導電性を有する限り特に制限されな
い。好ましくは金属の箔ないし薄板を用いることができ
る。金属としてはアルミニウム、銅およびその合金、ニ
ッケル等が挙げられる。カーボンでもよい。後述の透明
電極と同様な材料を用いてもよい。絶縁体層２の成分及
び構造は絶縁性を有する限り特に制限されない。好まし
くはチタン酸バリウム、チタン酸ジルコニウム、チタン
酸鉛、酸化チタン等を用いることができる

【００１４】透明電極の間に挟まれた発光層に、該透明
電極を通じて独立に電圧を印加してパターンを切り替え
るためには、慣用の手段、例えば、通常のスイッチ手段
が使用できる。また、適当なタイマー回路とリレー等の
スイッチング手段を組み合わせ、あるいはマイクロコン
ピュータ等を用いて予め定めたプログラムに従い切り替
えを行ってもよい。

【００１５】本発明において、積層されるパターンの数
は、透明性を維持し得る限りにおいて特に制限されない
が、通常は発光層の数として１０以下である。駆動電源
は、ＥＬパネルに常用されるものでよい。通常は各透明
電極対間に５０〜２００V、５０〜２０００Hz程度の交
流電圧を印加する。電圧源を各電極対それぞれに接続
し、異なる周波数または電圧で駆動してもよい。かかる
構成を採ることにより、各パターンに輝度差を付与する
ことができ、視認性の良い表示を実現できる。

【００１６】(II)パネルの製造方法本発明のＥＬパネルの製造方法は、(ア)透明絶縁層上に
透明電極層を形成する工程、(イ)透明電極層上に発光層
を印刷する工程、(ウ)発光層または透明電極層の表面に
有機バインダー層を設ける工程、および(エ)有機バイン
ダー上に透明電極層を積層する工程を含み、これら(ア)
〜(エ)を複数回繰り返すことにより行われる。上記(ア)
工程の透明電極層の形成は、透明絶縁層上に既知の方法
によって透明電極を形成すればよい。通常はスパッタ
法、あるいは真空蒸着法が用いられる。上記(イ)工程の
発光層の形成は、好ましくは、蛍光体、高誘電性バイン
ダーおよび必要に応じて配合される蛍光顔料を有機溶剤
に溶かし、これを透明電極層上に印刷する。印刷法とし
てはスクリーン印刷法が好適である。上記(ウ)工程の有
機バインダーは、スクリーン印刷後、乾燥した発光層上
に有機バインダー層を塗布あるいはブレード法で印刷し
乾燥する。あるいは透明電極層に有機バインダー層を塗
布あるいはブレード法で印刷し乾燥する。次に、上記
(エ)工程で、有機バインダー層を間にして積層体を重ね
一体化する。

【００１７】有機バインダーはパターン構成要素間の空
隙にも入り込むため、図１に示す構造の積層体が製造で
きる。発光層を含む積層体上に透明電極層を含む積層体
を重ねて固定する方法としてはラミネータ等を用いた慣
用の積層方法を用いることができる。なお、透明電極層
には集電帯を設け、これに端子を接続して積層体の外部
に引き出した上で積層を行う。集電帯の形成は慣用の方
法により形成することができる。例えば、Ａｇペースト
の印刷によることができる。端子としては、金属箔が好
ましい。

【００１８】積層体全体は通常、防湿フィルムで被覆さ
れる。防湿フィルムの例としては、三フッ化塩化エチレ
ン樹脂およびその共重合体、フッ化エチレン系共重合
体、塩化ビニリデン樹脂およびその共重合体等が挙げら
れる。積層体の上下に必要に応じて吸湿フィルムをさら
に重ねた後、防湿フィルムによる被覆を行うことが好ま
しい。吸湿フィルムとしてはナイロン樹脂、ＰＶＡ(ホ゜リ
ヒ゛ニルアルコール)、アクリルアミド系樹脂等を用いることがで
きる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明のＥＬ発光パネルの構成例を示
すが、これらは例示であり、本発明の範囲を限定するも
のではない。

【００２０】実施例１Ａl箔からなる背面電極２１上に、チタン酸バリウム粉
末と高誘電体バインダー(シアノエチルフ゜ルラン)とをＤＭＦ(N,N-
シ゛メチルホルムアミト゛)に溶かしたインクをブレード法で印刷
し、乾燥して絶縁体層２２を形成した。この絶縁体層２
２の上に高絶縁体バインダーとＺｎＳ蛍光体(Cu,Clドー
プ)を有機溶剤に溶かしたインクをブレード法で印刷
し、乾燥して発光層を形成した。かくして図３に示す背
面電極２１−絶縁体層２２−第１発光層２３ａからなる
積層体を製造した。一方、スパッタ法によりＩＴＯ膜２
５ａと２５ｂ（膜厚:約０.１μm）を両面に形成した市
販のＰＥＴフィルム２６ａの両面にＡｇペーストによっ
て集電帯２７ｂ(端子28a側の集電帯は図示省略)を印刷
し、銅箔製の外部端子２８ａと２８ｂを接続した。これ
を積層体２４の上面に重なるように張り合わせ、次にＩ
ＴＯ層２５ｂ上に第１発光層２３ａと同じインクを用い
て、図に示すパターンからなる第２発光層２３ｂをスク
リーン印刷で形成した。さらに、両面にＩＴＯ膜２５ｃ
と２５ｄを形成したＰＥＴフィルム２６ｂの各面に、上
記と同様にして集電帯２７ｄ(端子28c側の集電帯は図示
省略)と外部端子２８ｃ、２８ｄをそれぞれ形成し、さ
らに、その片面(図中下面)に有機溶剤に溶解したシアノ
エチルプルランをブレード法により塗布し乾燥させて有
機バインダー層２９ａを形成した。この有機バインダー
層２９ａが第２発光層２３ｂを覆うようにＰＥＴフィル
ム２６ｂをＩＴＯ層２５ｂ上に重ねた。さらに、ＩＴＯ
層２５ｄ上に発光層２３と同じインクを用いて図に示す
パターンからなる第３発光層２３ｃをスクリーン印刷で
形成した。また、片面にＩＴＯ膜２５ｅを形成したＰＥ
Ｔフィルム２６ｃの当該面に、上記と同様にして集電帯
(図示省略)および外部端子２８ｅをそれぞれ形成し、さ
らに、その面（図では下面）に有機溶剤に溶解したシア
ノエチルプルランをブレード法により塗布して乾燥さ
せ、有機バインダー層２９ｂを形成した。この有機バイ
ンダー層２９ｂが第３発光層２３ｃを覆うようにＰＥＴ
フィルム２６ｃをＩＴＯ層２５ｄ上に重ねた。

【００２１】このようにして製造した積層体の背面電極
２１の表面に端子２８ｆを接続し、この背面電極２１と
ＰＥＴフィルム２６ｃの表面にさらに透明吸湿フィルム
のナイロン樹脂層で挟み、全体を透明防湿フィルムであ
る三フッ化エチレン樹脂層でパックしてＥＬ発光パネル
とした。得られたＥＬ発光パネルは、３つの異なる形状
の独立した発光層を有するが、いずれも同じ材料からな
り、パネル前面(26c)からは第２および第３発光層のパ
ターンは第１発光層に重なって見えるため、第２および
第３発光層のパターンは電圧非印加時には殆ど識別でき
ない一体型パネルである。

【００２２】上記発光パネルにおいて、端子２８ｅ−２
８ｆ間、２８ｅ−２８ｄ間、２８ｃ−２８ｂ間、２８ａ
−２８ｆ間に電圧を印加すると全面発光パネルとなり、
端子２８ｂと２８ｃ間に電圧を印加すると、第２発光層
２３のパターン（図中上方を向く矢印と「１Ｆ」の文字）
が表示される。また、端子２８ｄと２８ｅの間に電圧を
印加すると第３発光層のパターン（図中右向きの矢印と
「３Ｆ」の文字）が表示される。さらに、端子２８ａと２
８ｆ間に電圧を印加しつつ、端子２８ｂと２８ｃ、ある
いは端子２８ｄと２８ｅの間に異なった電圧を印加する
ことにより明るい背景の上に文字および矢印の浮かび上
がった輝度差を有するパターンが表示される。

【００２３】実施例２発光層２３ｂには蛍光顔料(フルオレセイン系)を添加したイン
クを用い、発光層２３ｃでは、蛍光体のドープ元素をＭ
ｎに変えた他は実施例１と同様のＥＬ発光パネルを製造
した。各発光層は電圧を印加しない状態で色合いが異な
っており、透明層を通して各パターンが認識できる。具
体的には、各発光層に電圧を印加することにより、第１
発光層が青緑色、第２発光層が黄色、第３発光層が橙色
に発光し、色度差のある発光表示が実現される。また、
実施例１と同様に電圧をそれぞれに変えることにより、
色度差と輝度差を有する表示も可能である。

【００２４】実施例３背面電極２１−絶縁体層２２−第１発光層２３ａからな
る積層体の代わりに、片方の表面にＩＴＯを蒸着した市
販のＰＥＴフィルムを用い、発光層のパターンを図４の
１２ａ、１２ｂのようにした他は実施例１と同様にして
ＥＬ発光パネルを製造した。このパネルの透明電極対に
それぞれスイッチを取り付け、全体をガラス面に貼り付
けた。この表示装置は操作者のスイッチング操作に応じ
て１２ａまたは１２ｂのパターンを表示することができ
る。また、このパネルの表示面は全体が半透明であるた
め、発光時にはどちら側からも表示を認識できる。

【００２５】

【発明の効果】本発明の発光表示装置は、複数の発光層
を有するため、これらを独立に発光させることによっ
て、１枚のサインボードでありながらパターンの切り替
え表示が可能である。また、最背面に全面発光層を設け
る構成においては、通常は何も表示されていない明るい
壁面等として用い、必要なときに、例えば操作者の操作
に応じて、壁面上に表示パターンが浮き上がって表示さ
れるサインボードとして機能させることもできる。ま
た、各発光層は独立の電源で駆動させることができるた
め、それぞれの周波数、電圧を変えることにより輝度
差、色度差を有するパターン表示もできる。さらに、異
なる発光色の材料でパターンを印刷すれば、それぞれの
パターンを異なる色で表示できる。さらにまた、本発明
のＥＬ発光パネルは。透明電極層上に印刷法によりパタ
ーンを構成するため、任意形状のパターンを極めて容易
に形成できる。また、本発明の発光表示装置は、ＥＬ発
光パネルであるため、任意の形状、例えば、曲面に形成
することが可能であり、薄型で耐久性に優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＥＬ発光パネルの構造を模式的に示
す断面図。

【図２】従来のＥＬ発光パネルの構成を示す断面図。

【図３】図３のＥＬ発光パネルの積層構造を示す組立
図。

【図４】本発明による発光層パターンの構成例を示す
説明図。

【符号の説明】

１−背面電極、２−絶縁体層、３−発光層、４−透明電
極層、５−透明樹脂層、１１ａ、１１ｂ、１４−透明電
極層、１２ａ、１２ｂ−発光層、１３−有機バインダー
層、１５−発光ユニット積層体、１６−透明絶縁層、２
１−背面電極、２２−絶縁体層、２３ａ、２３ｂ、２３
ｃ−発光層、２４−発光積層体、２５ａ、２５ｂ、２５
ｃ、２５ｄ、２５ｅ−透明電極層、２６ａ、２６ｂ、２
６ｃ−透明絶縁層（PETフィルム）、２７ｂ、２７ｄ−
集電帯、２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅ、２
８ｆ−端子、２９ａ、２９ｂ−有機バインダー層。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明電極の間に絶縁材を兼ねる透明有機
バインダーを介在して発光層を挟み込み発光層以外の部
分を絶縁した積層体が、透明絶縁層を介して複数積層さ
れており、各積層体ごとに透明電極層間に印加される電
圧によって各発光層が独立に発光することを特徴とする
ＥＬ発光パネル。
【請求項２】各積層体の発光層が印加された電圧ない
し周波数に応じた輝度、色度で発光する請求項１に記載
の発光パネル。
【請求項３】発光層が所定のパターン形状を発光させ
る発光表示パネルである請求項１または２に記載の発光
パネル。
【請求項４】各発光層が異なる色調の蛍光体ないし蛍
光顔料を含有し、色分けした発光表示パネルである請求
項１〜３のいずれかに記載の発光パネル。
【請求項５】 (a)透明電極層上に発光層を印刷する工
程；(b)両面に透明電極層を有する透明樹脂フィルムの
片面に有機バインダー層を設ける工程；(c)前記発光層
と前記有機バインダー層とが対面するように前記透明樹
脂フィルムを前記発光層上に積層して積層体を形成する
工程；(d)積層体を複数重ね合わせる工程からなるＥＬ
発光パネルの製造方法。
【請求項６】請求項５の製法において、透明樹脂フィ
ルム表面に有機バインダー層を設けることに代えて、透
明電極層上の発光層側の表面に有機バインダー層を設け
ることからなる発光パネルの製造方法。