JP2000243578A

JP2000243578A - エレクトロルミネセンス素子とその製造方法およびエレクトロルミネセンス素子を備えるスイッチ装置

Info

Publication number: JP2000243578A
Application number: JP11357765A
Authority: JP
Inventors: Atsuhide Yoshida; 厚英吉田
Original assignee: NIPPON MENBRANE KK; YAMAGATA SILKSCREEN KENKYUSHO; YAMAGATA SILKSCREEN KENKYUSHO KK
Current assignee: NIPPON MENBRANE KK; YAMAGATA SILKSCREEN KENKYUSHO; YAMAGATA SILKSCREEN KENKYUSHO KK
Priority date: 1998-12-25
Filing date: 1999-12-16
Publication date: 2000-09-08

Abstract

(57)【要約】【課題】ＩＴＯからなる透明電極を設けることなく、
素子を発光させることにより、湿気によって劣化するこ
とがなく、また長寿命の発光特性を有すると共に、安価
に得ることができるエレクトロルミネセンス素子および
エレクトロルミネセンス素子を備えるスイッチ装置を提
供する。また、製造の容易なエレクトロルミネセンス素
子の製造方法を提供する。【解決手段】絶縁性シート２と、前記絶縁性シートの
一方の面上に所定間隔をもって形成された一対の電極３
と、前記一対の電極のうち少なくとも一方の電極上に形
成された誘電体層４と、前記誘電体層上に形成された発
光体層５と、前記発光体層上に形成された透明な封止層
６とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気エレクトロル
ミネセンス素子（以下、ＥＬ素子という）およびその製
造方法およびＥＬ素子を備えるスイッチ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＥＬ素子は、一般に図７に示すよ
うな構成となっており、図７に基づいてその構成を説明
する。図７において、２１は透明の絶縁シート、２２は
絶縁シート２１の裏面に形成された透明電極層、２３は
透明電極層２２上に形成された発光体層である。また、
２４、２５および２６は発光体層２３上に順次形成され
た誘電体層、背面電極層および絶縁層である。前記透明
電極層２２は酸化インジウム（インジウム錫酸化物）を
主成分とする光透過性導電層（以下、ＩＴＯという）に
より構成される。そして、透明電極層２２と背面電極層
２５間に交流電圧あるいは直流パルス電圧を印加するこ
とにより、ＥＬ素子として透明絶縁シート２１側へ発光
した光を導出させるようにしたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来のＥＬ素子
においては、素子を発光させるための電極が必要であ
り、この電極は前述のように発光した光を透過させるた
めにＩＴＯからなる透明電極を採用している。ところ
が、このＩＴＯは高価であり、しかも湿気による劣化が
生じやすいため、発光寿命が短いという技術的課題があ
る。

【０００４】本発明は前記技術的課題を解決するために
なされたものであり、ＩＴＯからなる透明電極を設ける
ことなく、素子を発光させることにより、湿気によって
劣化することがなく、また長寿命の発光特性を有すると
共に、安価に得ることができるエレクトロルミネセンス
素子およびエレクトロルミネセンス素子を備えるスイッ
チ装置を提供することを目的とするものである。また、
製造の容易なエレクトロルミネセンス素子の製造方法を
提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記技術的課題を解決す
るため、請求項１に記載の本発明は、絶縁性シートと、
前記絶縁性シートの一方の面上に所定間隔をもって形成
された一対の電極と、前記一対の電極のうち少なくとも
一方の電極上に形成された誘電体層と、前記誘電体層上
に形成された発光体層と、前記発光体層上に形成された
透明な封止層とを備えていることを特徴としている。こ
のように構成されているため、本発明にかかるエレクト
ロルミネセンス素子にあっては、一対の電極間に、誘電
体層および発光体層を介して交流電圧あるいは直流パル
ス電圧が生ずると、発光体層はこの発生した電圧によっ
て生じる交流電界あるいは直流パルス電界により励起さ
れて発光し、この発光した光が透明な封止層を通過して
外部に導出される。

【０００６】特に、本発明は、一対の電極を前記絶縁性
シートの一方の面上に所定間隔をもって形成した点に特
徴がある。従来のＥＬ素子は、ＩＴＯと背面電極との間
に交流電圧を印加することで、発光体層において発光し
た光を、ＩＴＯを介して外部に導出している。これに対
して、本発明は、一対の電極を前記絶縁性シートの一方
の面上に形成しているため、透明電極（ＩＴＯ）を設け
ることなく、素子を発光させることができる。しかも透
明電極（ＩＴＯ）が設けられていないため、湿気によっ
て劣化することがなく、長寿命の発光特性を有する。ま
た、ＩＴＯによる透明電極が設けられていないため、安
価に得ることができるという効果を奏するものである。

【０００７】ここで、前記誘電体層は、前記一対の電極
の一方に形成されていることが望ましい。ＥＬ素子の発
光の観点からすれば、一対の電極の一方にのみ誘電体層
を形成した方が発光輝度を高めることができるため、好
ましい。また、前記電極、誘電体層、発光体層、封止層
が印刷により形成されていることが望ましい。このよう
に、印刷により、容易にしかも安価にＥＬ素子を得るこ
とができる。

【０００８】また、前記技術的課題を解決するため、請
求項４に記載の本発明は、絶縁性シートと、前記絶縁性
シートの一方の面上に所定間隔をもって形成された一対
の電極と、前記一対の電極上に形成された誘電・発光層
と、前記誘電・発光層上に形成された透明な封止層とを
備えていることを特徴としている。このように、電極上
に誘電・発光層を形成したものにあっては、より製造工
程を簡略化することができる。ここで、前記電極、誘電
・発光層、封止層が印刷により形成されていることが望
ましい。

【０００９】また、前記技術的課題を解決するため、請
求項６に記載の本発明は、絶縁性シートの一方の面上に
一対の電極を印刷により所定間隔をもって形成する工程
と、前記一対の電極のうち少なくとも一方の電極上に誘
電体層を印刷により形成する工程と、前記誘電体層上に
発光体層を印刷により形成する工程と、前記発光体層上
に透明な封止層を印刷により形成する工程とを備えたこ
とを特徴としている。このように印刷により、順次、電
極、誘電体層、発光体層、封止層を形成することがで
き、容易しかも安価にＥＬ素子を製造することができ
る。ここで、前記誘電体層形成工程において、該誘電体
層を前記一対の電極の一方に形成することが望ましい。

【００１０】また、前記技術的課題を解決するため、請
求項８に記載の本発明は、絶縁性シートの一方の面上に
一対の電極を印刷により所定間隔をもって形成する工程
と、前記一対の電極上に誘電・発光層を印刷により形成
する工程と、前記誘電・発光層上に透明な封止層を印刷
により形成する工程とを備えたことを特徴としている。
このように、電極上に誘電・発光層を形成したものにあ
っては、より製造工程を簡略化することができる。

【００１１】また、前記技術的課題を解決するため、請
求項９に記載の本発明は、絶縁性シートと、前記絶縁性
シートの一方の面上に所定間隔をもって形成された一対
の電極と、前記一対の電極のうち少なくとも一方の電極
上に形成された誘電体層と、前記誘電体層上に形成され
た発光体層と、前記発光体層上に形成された透明な封止
層とよりなるエレクトロルミネセンス素子と、絶縁性シ
ートの前記一対の電極が形成された面と反対の面上に形
成された導電体層と、前記導電体層と所定間隔で対向す
るように形成された接点よりなるスイッチ部とを備えた
ことを特徴としている。このような構成を有するＥＬ素
子を備えるスイッチ装置は、一対の電極を前記絶縁性シ
ートの一方の面上に所定間隔をもって形成されているた
め、ＩＴＯからなる透明電極を設けることなく、素子を
発光させることができ、しかも湿気によって劣化するこ
とがなく、また長寿命の発光特性を有する。また、ＩＴ
Ｏからなる透明電極が設けられていないため、安価なス
イッチ装置を得ることができる。

【００１２】また、前記技術的課題を解決するため、請
求項１０に記載の本発明は、絶縁性シートと、前記絶縁
性シートの一方の面上に所定間隔をもって形成された一
対の電極と、前記一対の電極上に形成された誘電・発光
層と、前記誘電・発光層上に形成された透明な封止層と
よりなるエレクトロルミネセンス素子と、絶縁性シート
の前記一対の電極が形成された面と反対の面上に形成さ
れた導電体層と、前記導電体層と所定間隔で対向するよ
うに形成された接点よりなるスイッチ部とを備えたこと
を特徴としている。このような構成を有するＥＬ素子を
備えるスイッチ装置は、前記一対の電極上に形成された
誘電・発光層が形成されているため、より容易に、安価
なスイッチ装置を得ることができる。

【００１３】ここで、前記接点は絶縁性シート上に導電
部材により印刷形成されていることが望ましく、前記導
電体層に対応する位置に凸状のキーエンボス部を有する
シートを備えたことが望ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面と
共に説明する。図１、図２は本発明によるＥＬ素子の実
施形態を示し、ＥＬ素子１において、符号２は、例えば
厚さが約７５μｍのポリエステルよりなる絶縁性シー
ト、３は絶縁性シート２の一方の面である上面に形成さ
れた銀などよりなる電極である。前記電極３は、図２に
示すように一対の電極３ａ、３ｂにより構成され、所定
間隔をもって絶縁性シート２の一面上に、好ましくは櫛
形状に印刷により形成されている。また、３ｃ、３ｄは
図示しない発光用電源を電極３ａ、３ｂに印加させるた
めの接続部である。このように、電極３ａ、３ｂを絶縁
シ−ト２の一面上に形成されているため、前記接続部３
ｃ、３ｄは絶縁シ−トの一面に形成することができる。
なお、この図２に示す電極は寸法を拡大して示してお
り、電極の数も実際より少なくして図示している。

【００１５】符号４は、電極３上に印刷により形成され
た誘電体層であり、一対の電極３ａ、３ｂの両方（すな
わち全面）あるいは少なくとも一方にのみ形成する。Ｅ
Ｌ素子の発光の観点からは、誘電体層４は電極３ａ、３
ｂの一方にのみ形成した方がより発光輝度を高めること
ができて有利である。符号５は誘電体層４上に印刷によ
り形成された発光体層すなわちＥＬ層、６は発光体層５
の上面すなわち誘電体層４と反対側の面上に印刷塗布す
ることにより形成された透明部材（例えばアサヒ化研製
のＣＲ１８樹脂）よりなる封止層である。

【００１６】かかるＥＬ素子１において、その製造工程
を説明する。まず、絶縁性シート２を用意し、この一方
の面上に一対の電極３ａ、３ｂと接続部３ｃ，３ｄを含
む電極３を印刷により形成する。この時、一対の電極３
ａ、３ｂは前述のように所定間隔で、好ましくは櫛形状
となるように形成する。次に、電極３上に誘電体層４を
印刷により形成する。この誘電体層４は前述のように一
対の電極３ａ、３ｂの一方あるいは両方に形成する。そ
して、誘電体層４上に発光体層５を印刷により形成し、
発光体層５の上面に封止層６を印刷塗布する。

【００１７】このように構成されたＥＬ素子１におい
て、電極３の接続部３ｃ、３ｄ間に交流電圧あるいは直
流パルス電圧を印加すると、電極３ａ（または３ｂ）
と、該電極と所定間隔で隣接する電極３ｂ（または３
ａ）間に誘電体層４および発光体層５を介して交流電圧
あるいは直流パルス電圧が発生する。発光体層５はこの
発生した電圧によって生じる交流電界あるいは直流パル
ス電界により励起されて発光し、この発光した光が透明
な封止層６を通過して外部に導出される。

【００１８】図３、図４は本発明にかかるＥＬ素子を備
えるスイッチ装置の実施形態を示し、図１、図２と同一
部分は同一符号を付記している。なお、かかるスイッチ
は一般にメンブレンスイッチと呼ばれている。スイッチ
装置７において、符号８は、透光性部材からなる表面シ
ート、９は表面シート８の表面に形成された凸状のキー
エンボス部であり、このキーエンボス部９には文字印刷
部１０が形成されている。１１は表面シート８のキーエ
ンボス部９を除く部分に形成されたマスク印刷部であ
り、このマスク印刷部により下方に位置するＥＬ素子１
よりの光を遮光してキーエンボス部９を通じてのみ外部
に透光するようにしている。符号１は、表面シート８の
下方に設けられたＥＬ素子であり、その構成は図１、図
２に示すとおりである。ただし、図４に示す分解斜視図
において、ＥＬ素子１を構成する誘電体層４、発光体層
５および封止層６は図面上省略している。

【００１９】符号１２は、表面シート８とＥＬ素子１の
封止層６間に形成されたスペーサであり、ＥＬ素子１は
スペーサ１２を介して表面シート８に接着される。表面
シート８のキーエンボス部９に対応する部分は、打ち抜
き部１３により開口されており、この打ち抜き部１３に
よりキーエンボス部９の押下操作に伴うストロークを確
保すると共に、押下操作時に生じる空気の影響をなくす
ようにしている。なお、キーエンボス部９はＥＬ素子１
の発光体層５と対応するように該発光体層５の上方の位
置に形成されている。

【００２０】符号１４は、絶縁性シート２の下面側すな
わち絶縁性シート２の電極３が形成された面と反対の面
上に形成された導電体層であり、キーエンボス部９およ
び発光体層５と対応するようにそれらの下方に形成され
ている。１５は、ＥＬ素子１の下側に設けられた接点シ
ート、１６、１７は接点シート１５に印刷形成された接
点部および接続部であり、接点部１６は導電体層１５に
対応した部分に櫛形状に形成されている。また、各接点
部１６よりのオン・オフに関する信号が接続部１７よ
り出力される。

【００２１】符号１８は、接点シート１５とＥＬ素子１
の絶縁性シート２間に形成されたスペーサであり、この
スペーサ１８により導電体層１５と接点部１６が所定間
隔で対向するように配設されると共に、スペーサ１８を
介して接点シート１５がＥＬ素子１の絶縁性シート２に
接着される。また、符号１９はスペーサ１８に形成され
た打ち抜き部であり、スペーサ１２の打ち抜き部１３と
同様にキーエンボス部９の押下操作に伴うストローク確
保と押下操作時に生じる空気による影響を軽減してい
る。この表面シート８〜打ち抜き部１９によりスイッチ
部２０を構成し、ＥＬ素子１と共にスイッチ装置７を構
成している。

【００２２】かかる構成において、ＥＬ素子１の電極３
の接続部３ｃ、３ｄ間に交流電圧あるいは直流パルス電
圧を印加することによって、前述のように発光体層５が
励起されてＥＬ素子１が発光する。この発光した光は透
明封止層６および表面シート８のキーエンボス部９を通
過して導出され、キーエンボス部９の文字印刷部１０に
印刷された文字や図形などが表示される。

【００２３】また、キーエンボス部９を押下することに
より、この押下されたキーエンボス部９に対応する下方
に位置するＥＬ素子１の発光体層５が押し下げられ、絶
縁性シート２の下側の面に形成されている導電体層１５
のうち、この押し下げられた発光体層５と対応する導電
体層１５も共動して同様に押し下げられる。その結果、
導電体層１５はこれと対向する接点部１６と接触し、電
気的な接続が成され接点部１６をオンにする。このオン
となった接点部１６よりのオン信号は接続部１７より出
力されてスイッチ部２０に接続された回路や装置が所定
の動作を行なう。

【００２４】次に、本発明にかかる第２の実施形態につ
いて、図５、図６に基づいて説明する。なお、図５は図
１に相当する図であって、本発明にかかるエレクトロル
ミネセンス素子の第２の実施形態の断面構造を示す図で
あり、図６は本発明にかかるエレクトロルミネセンス素
子を備えるスイッチ装置の第２の実施形態を示す断面図
である。また、図５、図６中、図１、図３に示された部
材と同一、あるいは相当する部材は同一符号を付するこ
とにより、その説明を省略する。

【００２５】この第２の実施形態は、第１の実施形態に
おいて別々のものとして形成されていた誘電体層４と発
光体層５とを一体化し、１つの層（誘電・発光層５ａ）
として形成した点に特徴がある。従来のＥＬ素子では、
誘電体層と発光層とを別々の層として形成されているた
め、製造工程として誘電体層形成工程と発光層形成工程
とを必要とする。これに対して、本発明は１つの層とし
て誘電・発光層５ａが形成されているため、製造工程を
簡略化することができる。即ち、図５、図６に示すよう
に、櫛形電極３上に誘電・発光層５ａが形成されてい
る。この誘電・発光層５ａは、一対の電極３ａ、３ｂの
両方（すなわち全面）に形成されている。

【００２６】この誘電・発光層５ａは、希土類金属の発
光体と絶縁誘導体とが１００：１乃至１００：５０重量
％の割合で配合されている。ここで、前記誘電・発光層
は希土類金属の発光体と絶縁誘導体とが１００：１乃至
１００：５０重量％の割合で配合されていることが望ま
しい。このような割合で、希土類金属の発光体と絶縁誘
導体とが配合されている場合には、発光ムラも少なく、
従来と同様な輝度を得ることができる。このような割合
で、希土類金属の発光体と絶縁誘導体とが配合されてい
る場合には、誘電・発光層５ａ中の発光体は、この発生
した電圧によって生じる交流電界あるいは直流パルス電
界により励起されて発光する。

【００２７】このＥＬ素子１を製造する場合には、絶縁
性シート２の一方の面上に一対の櫛形電極３を印刷、エ
ッチング等により形成した後、櫛形電極３上に誘電・発
光層５ａを印刷により形成する。前記誘電・発光層５ａ
は前述のように一対の電極３ａ、３ｂの両方（全面に）
に形成する。その後、誘電・発光層５ａ上に封止層６を
印刷により形成する。

【００２８】このように構成されたＥＬ素子１におい
て、櫛形電極３の接続部３ｃ、３ｄ間に交流電圧あるい
は直流パルス電圧を印加すると、電極３ａ（または３
ｂ）と、該電極と所定間隔で隣接する電極３ｂ（または
３ａ）間に誘電・発光層５ａを介して交流電圧あるいは
直流パルス電圧が発生する。この誘電・発光層５ａの発
光体５は、この発生した電圧によって生じる交流電界あ
るいは直流パルス電界により励起されて発光し、この発
光した光が透明な封止層６を通過して外部に導出され
る。したがって、このＥＬ素子１の前面に表示部材を配
置することにより、いわゆるバックライトを行うことが
できる。即ち、図６に示すように、この発光した光は透
明封止層６および表面シート８のキーエンボス部９を通
過して導出され、キーエンボス部９の文字印刷部１０に
印刷された文字や図形などが表示される。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、本発明にかかるＥＬ素
子、ＥＬ素子を備えるスイッチ装置は、ＩＴＯを用いて
いないため、湿気に対して劣化することなく、長寿命の
発光特性を得ることができる。また、高価なＩＴＯを用
いないので、安価に得ることができる。またＥＬ素子の
製造において、各工程を印刷により実行することがで
き、容易にＥＬ素子、ＥＬ素子を備えるスイッチ装置を
製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるエレクトロルミネセンス素子の
実施形態の断面構造を示す図である。

【図２】本発明にかかるエレクトロルミネセンス素子の
電極の構成例を示す図である。

【図３】本発明にかかるエレクトロルミネセンス素子を
備えるスイッチ装置の実施形態を示す図である。

【図４】本発明にかかるエレクトロルミネセンス素子を
備えるスイッチ装置の実施形態の断面構造を示す図であ
る。

【図５】本発明にかかるエレクトロルミネセンス素子の
第２の実施形態の断面構造を示す図である。

【図６】本発明にかかるエレクトロルミネセンス素子を
備えるスイッチ装置の第２の実施形態を示す図である。

【図７】従来のエレクトロルミネセンス素子の断面構造
を示す図である。

【符号の説明】

１ＥＬ素子２絶縁性シート３、３ａ、３ｂ電極３ｃ、３ｄ接続部４誘電体層５発光体層（ＥＬ層）５ａ誘電・発光層６封止層７スイッチ装置８表面シート９キーエンボス部１０文字印刷部１１マスク印刷部１２スペーサ１３打ち抜き部１４導電体層１５接点シート１６接点部１７接続部１８スペーサ１９打ち抜き部２０スイッチ部２１透明絶縁シート２２透明電極層２３発光体層２４誘電体層２５背面電極層２６絶縁層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性シートと、前記絶縁性シートの一
方の面上に所定間隔をもって形成された一対の電極と、
前記一対の電極のうち少なくとも一方の電極上に形成さ
れた誘電体層と、前記誘電体層上に形成された発光体層
と、前記発光体層上に形成された透明な封止層とを備え
ていることを特徴とするエレクトロルミネセンス素子。
【請求項２】前記誘電体層は、前記一対の電極の一方
に形成されていることを特徴とする請求項１に記載され
たエレクトロルミネセンス素子。
【請求項３】前記電極、誘電体層、発光体層、封止層
が印刷により形成されていることを特徴とする請求項１
または請求項２に記載されたエレクトロルミネセンス素
子。
【請求項４】絶縁性シートと、前記絶縁性シートの一
方の面上に所定間隔をもって形成された一対の電極と、
前記一対の電極上に形成された誘電・発光層と、前記誘
電・発光層上に形成された透明な封止層とを備えている
ことを特徴とするエレクトロルミネセンス素子。
【請求項５】前記電極、誘電・発光層、封止層が印刷
により形成されていることを特徴とする請求項４に記載
されたエレクトロルミネセンス素子。
【請求項６】絶縁性シートの一方の面上に一対の電極
を印刷により所定間隔をもって形成する工程と、前記一
対の電極のうち少なくとも一方の電極上に誘電体層を印
刷により形成する工程と、前記誘電体層上に発光体層を
印刷により形成する工程と、前記発光体層上に透明な封
止層を印刷により形成する工程とを備えたことを特徴と
するエレクトロルミネセンス素子の製造方法。
【請求項７】前記誘電体層形成工程において、該誘電
体層を前記一対の電極の一方に形成したことを特徴とす
る請求項６に記載されたエレクトロルミネセンス素子の
製造方法。
【請求項８】絶縁性シートの一方の面上に一対の電極
を印刷により所定間隔をもって形成する工程と、前記一
対の電極上に誘電・発光層を印刷により形成する工程
と、前記誘電・発光層上に透明な封止層を印刷により形
成する工程とを備えたことを特徴とするエレクトロルミ
ネセンス素子の製造方法。
【請求項９】絶縁性シートと、前記絶縁性シートの一
方の面上に所定間隔をもって形成された一対の電極と、
前記一対の電極のうち少なくとも一方の電極上に形成さ
れた誘電体層と、前記誘電体層上に形成された発光体層
と、前記発光体層上に形成された透明な封止層とよりな
るエレクトロルミネセンス素子と、絶縁性シートの前記一対の電極が形成された面と反対の
面上に形成された導電体層と、前記導電体層と所定間隔
で対向するように形成された接点よりなるスイッチ部と
を備えたことを特徴とするエレクトロルミネセンス素子
を備えるスイッチ装置。
【請求項１０】絶縁性シートと、前記絶縁性シートの
一方の面上に所定間隔をもって形成された一対の電極
と、前記一対の電極上に形成された誘電・発光層と、前
記誘電・発光層上に形成された透明な封止層とよりなる
エレクトロルミネセンス素子と、絶縁性シートの前記一対の電極が形成された面と反対の
面上に形成された導電体層と、前記導電体層と所定間隔
で対向するように形成された接点よりなるスイッチ部と
を備えたことを特徴とするエレクトロルミネセンス素子
を備えるスイッチ装置。
【請求項１１】前記接点は絶縁性シート上に導電部材
により印刷形成されていることを特徴とする請求項９ま
たは請求項１０に記載されたエレクトロルミネセンス素
子を備えるスイッチ装置。
【請求項１２】前記導電体層に対応する位置に凸状の
キーエンボス部を有するシートを備えたことを特徴とす
る請求項９乃至請求項１１のいずれかに記載されたエレ
クトロルミネセンス素子を備えるスイッチ装置。