JP4423515B2 - 透明導電性フィルムおよびエレクトロルミネッセンスパネル - Google Patents
透明導電性フィルムおよびエレクトロルミネッセンスパネル Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチックフィルムを用いた透明導電性フィルムおよびこれを用いたエレクトロルミネッセンスパネルに関するものであり、さらに加熱処理しても変形の少ないエレクトロルミネッセンスパネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチックフィルム上に透明でかつ抵抗の低い化合物薄膜を形成した透明導電性フィルムは、その導電性を利用した用途、例えば、液晶パネル、エレクトロルミネッセンスパネルといったフラットパネルディスプレイや、タッチパネルの透明電極など電気、電子分野の用途に広く使用されている。
【０００３】
透明導電性薄膜としては、一般的には、酸化すず、酸化インジウム、酸化インジウム−すず、酸化亜鉛などが代表的なものであり、基板としては、ポリエチレンテレフタレートをはじめとする各種のプラスチックフィルムが使用されている。
【０００４】
近年、携帯電話や携帯情報端末などの普及により、これらの液晶ディスプレイのバックライトとしてエレクトロルミネッセンスパネルが注目されている。さらに、エレクトロルミネッセンスパネルは、発光時の消費電力が少ないため携帯機器の光源として好適である。
【０００５】
従来、エレクトロルミネッセンスパネルは、透明導電性フィルムの透明導電性薄膜上に、エレクトロルミネッセンス発光層、誘電体層、背面電極層、絶縁層を順次印刷していく工程により作製され、透明導電性薄膜と背面電極の間に４００Ｈｚ程度の交流電圧を印加することで、発光層に電圧印加して発光させる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の透明導電性フィルムは次のような課題を有していた。
【０００７】
エレクトロルミネッセンスパネルの発光輝度は、印加電圧を上げるほど高くなるが、携帯器機の光源として使用する場合自ずと限界がある。透明導電性薄膜の表面抵抗を下げれば、見かけ上印加電圧が高くなり、発光輝度が高くなる。しかし、表面抵抗を下げるには、透明導電層の膜厚を厚くする必要があり、そのため印刷時の加熱処理でカールが発生し、著しく生産性の低下を招く恐れがあった。
【０００８】
また、透明導電層を厚くすると、光線反射および光線吸収が増大するため、透明導電性フィルムの光線透過率が低下する。そのため、エレクトロルミネッセンスパネルの発光輝度が低下するという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、上記の従来の問題点に鑑み、加熱処理しても変形の少ない透明導電性フィルム（１）及び生産性、発光輝度に優れたエレクトロルミネッセンスパネルを提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような状況に鑑みなされたものであって、上記の課題を解決することができた透明導電性フィルム及びエレクトロルミネッセンスパネルとは、以下の通りである。
【００１１】
即ち、本発明の第１の発明は、透明なプラスチックフィルム（１１）の一方の面に透明導電性薄膜（１２）が積層された透明導電性フィルム（１）であって、プラスチックフィルム（１１）製膜時の最終工程の熱固定時に、２２０〜２４０℃の加熱を行うインライン処理、又は、オフラインで１２０〜２４０℃の熱処理が施されることにより、透明導電性フィルム（１）の１５０℃で３時間熱処理したときの熱収縮率が０．２％以下であり、前記透明導電性薄膜（１２）の厚みが８０ｎｍ以上である透明導電性フィルム（１）を１５０℃で３時間加熱した際の３０ｍｍ×３０ｍｍのサイズにおける反り量が２ｍｍ以下であることを特徴とする透明導電性フィルム（１）である。
【００１２】
第２の発明は、４５０〜６００ｎｍの波長範囲内で光線透過率が最高値を有し、かつこの最高値が８０〜９７％であることを特徴とする前記第１の発明に記載の透明導電性フィルム（１）である。
【００１３】
第３の発明は、表面抵抗率が１０〜１００Ω／□であることを特徴とする第1または２の発明に記載の透明導電性フィルム（１）である。
【００１５】
第４の発明は、前記透明導電性薄膜（１２）の上に誘電体薄膜（１３）を積層したことを特徴とする第１乃至３の発明に記載の透明導電性フィルム（１）である。
【００１６】
第５の発明は、透明電極として第1乃至４の発明に記載の透明導電性フィルム（１）を用いたことを特徴とするエレクトロルミネッセンスパネルである。
【００１７】
第６の発明は、エレクトロルミネッセンスパネルにおいて、発光層の発光波長λE（ｎｍ）と透明電極に用いた第1乃至４の発明に記載の透明導電性フィルム（１）の光線透過率が最高値を有する波長λI（ｎｍ）が、下記式を満足することを特徴とするエレクトロルミネッセンスパネルである。
λI −５０≦λE ≦λI ＋５０ ・・・（Ｉ）
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に本発明を詳細に説明する。
本発明における透明なプラスチックフィルム（１１）とは、有機高分子を溶融押出し又は溶液押出しをして、必要に応じ、長手方向、および、または、幅方向に延伸、冷却、熱固定を施したフィルムである。有機高分子としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２、６−ナフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ナイロン６、ナイロン４、ナイロン６６、ナイロン１２、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルサルファン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリアクリル、セルロースプロピオネート、ポリ塩化ビニール、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキサイド、ポリスチレン、シンジオタクチックポリスチレン、ノルボルネン系ポリマーなどが挙げられる。また、これらの（有機重合体）有機高分子は他の有機重合体を少量共重合したり、ブレンドしてもよい。これらのうち、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリエチレン−２、６−ナフタレート、シンジオタクチックポリスチレン、ノルボルネン系ポリマーなどが、最も好ましく用いられる。
【００１９】
本発明における透明なプラスチックフィルム（１１）の厚みは、１０μｍを越え、３００μｍ以内の範囲にあることが好ましく、特に好ましくは７０〜２６０μｍの範囲である。フィルムの厚みが１０μｍ以下では、フィルムに腰がないため、エレクトロルミネッセンスパネルの作製工程で取り扱いにくくなる。一方、フィルムの厚みが３００μｍを越えると、エレクトロルミネッセンスパネルの厚さが厚くなりすぎ、プラスチックフィルムベースの良さである薄型パネルとならない。
【００２０】
本発明における透明導電性薄膜（１２）としては、透明性及び導電性を併せ持つ材料であれば特に制限はないが、代表的なものとしては、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、インジウム−スズ複合酸化物、スズ−アンチモン複合酸化物、亜鉛−アルミニウム複合酸化物、インジウム−亜鉛複合酸化物等の薄膜が挙げられる。これらの化合物の薄膜は、適切な作成条件とすることで、透明性と導電性を併せ持つ透明導電性薄膜となることが知られている。
【００２１】
本発明における透明導電性薄膜（１２）の作成方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、スプレー法などが知られており、上記材料の種類および必要膜厚に応じて適宜の方法を用いることが出来る。
【００２２】
例えば、スパッタリング法の場合、化合物を用いた通常のスパッタリング法、あるいは金属ターゲットを用いた反応性スパッタリング法等が用いられる。この時、反応性ガスとして、酸素、窒素、水蒸気等を導入したり、オゾン添加、イオンアシスト等の手段を併用してもよい。また、本発明の目的を損なわない範囲で、基板に直流、交流、高周波などのバイアスを印加してもよい。蒸着法、ＣＶＤ法などの他の作成方法においても同様である。
【００２３】
透明導電性薄膜（１２）の表面抵抗率を低くするためには、通常透明導電性薄膜（１２）の膜厚を厚くすればよいが、厚くすると印刷時の加熱処理による反りが大きくなる。しかしながら、透明導電性フィルム（１）の熱収縮率をある程度の値に抑えれば、反りを小さくすることができることを見いだした。
【００２４】
本発明の透明導電性フィルム（１）は、１５０℃で３時間の熱処理による熱収縮率が０．２％以下であることが好ましい。熱収縮率が０．２％を超えると、エレクトロルミネッセンスパネルの製造の際に印刷工程中でカールなどが発生して、工程通過性を悪くし、生産性の低下を招く。熱処理による寸法変化を少なくするためには、熱処理工程を予め施しておくことが好ましい。この熱処理工程は、プラスチックフィルム上（１１）上に透明導電性薄膜（１２）を製膜した後に施してもよいし、熱処理を施したプラスチックフィルム（１１）上に透明導電性薄膜（１２）を製膜する工程でもよいが、生産性の観点から後者のほうが好ましい。
【００２５】
プラスチックフィルムに熱処理を施すには、プラスチックフィルム製膜時の最終工程の熱固定時に、２２０〜２４０℃程度の加熱を行うインライン処理が好ましい。２２０℃よりも低温では、熱処理後の寸法収縮率を低減する効果が不十分となる。一方、２４０℃を越える高温ではプラスチックフィルムの安定製膜が難しくなる。さらに、熱固定後にフイルムをＴｇ以下まで冷却する際に、フィルムの流れ方向の張力を与えると熱固定の効果が薄れるため、張力をカットするためのニップロールや急冷ゾーンを設けることが好ましい。
フィルムの流れと垂直な方向（幅方向）の熱処理方法としては、７０〜２２０℃の温度条件下で、フイルムの両端を把持しているクリップ間の距離を３〜１０％程度緩和させる（縮める）ことが好ましい。７０℃よりも低温では、熱処理後の寸法収縮率を低減する効果が不十分となる。一方、２２０℃を越える高温ではプラスチックフィルムの安定製膜が難しくなる。また、幅方向の緩和率が３％未満では処理の効果が不十分となり、１０％を超えるとフイルムの平面性の悪化やキズが発生しやすくなるなどの弊害が生じる。
【００２６】
また、オフラインでプラスチックフィルム（１１）上にコーティング剤を塗布し、このコーティング剤を乾燥、硬化させるために熱処理を施し、この熱により低収縮処理も同時に行ってもよい。このコーティング層は透明導電性薄膜（１２）とプラスチックフィルム（１１）との付着性を高めることもできる。このコーティング剤としてはポリエステル樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ウレタンアクリル樹脂、メラミン樹脂などを用いるのが付着性の観点から好ましい。
【００２７】
このコーティング層を透明なプラスチックフィルム（１１）上に積層するには、コーティング法を用いて積層する。コーティング法としては、エアドクタコート法、ナイフコート法、ロッドコート法、正回転ロールコート法、リバースロールコート法、グラビアコート法、キスコート法、ビードコート法、スリットオリフェスコート法、キャストコート法などが用いられる。
【００２８】
コーティング層の乾燥、硬化および寸法収縮率低減のためには、乾燥温度を１２０〜２４０℃とするのが好ましい。１２０℃よりも低温では、熱処理後の寸法収縮率を低減する効果が不十分であり、２４０℃を越える高温ではプラスチックフィルムの平面性が低下する。光線透過率が低下してしまう。しかしながら、透明導電性薄膜（１２）の膜厚をある程度厚くすると、光線透過率が向上することを見いだした。例えば、インジウム−スズ複合酸化物薄膜の場合、１００ｎｍ以上の膜厚にすると、光線透過率が向上してくる。これは、透明導電性薄膜の表面での反射光と、プラスチックフィルム（１１）／透明導電性薄膜（１２）界面での反射光とが干渉して打ち消うことで反射光が減り、このぶん透過光が増えることになるため、光線透過率が向上すると考えられる。すなわち、透明導電性薄膜（１２）の屈折率をＮ、透明導電性薄膜（１２）の膜厚をＤ（ｎｍ）、光線透過率を最高にしたい波長をλ（ｎｍ）とすると、
Ｎ×Ｄ＝λ／２×ｎ
を満足するように、透明導電性薄膜（１２）の膜厚を調整すればよい。ここで、ｎは1以上の整数である。
【００２９】
例えば、上記の式を満足するものとしては、５５０ｎｍでの光線透過率を最高にしたい場合、屈折率が２であるインジウム−スズ複合酸化物薄膜を使用し、膜厚を１３７．５ｎｍ、２７５ｎｍ、４１２．５ｎｍ（ｎ＝１，２，３に対応する）などとすればよい。
【００３０】
光線透過率が最高になる波長は、４５０〜６００ｎｍであることが好ましい。４５０ｎｍよりも低波長では、可視波長よりも短いために、エレクトロルミネッセンスパネルに用いた際に発光輝度向上に寄与しない。また、６００ｎｍよりも長波長で設計すると、５００ｎｍ程度の波長の透過率が十分でなくなってしまい、結果的にはエレクトロルミネッセンスパネルに用いた際に発光輝度向上に寄与しない。
【００３１】
また、設計波長での透過率は８０〜９７％であることが好ましい。光線透過率を高くするためには、前述の通り反射光は干渉効果により最低限に設計してあるので、透明導電性薄膜（１２）での吸収を少なくしなければならない。そのためには、透明導電性薄膜（１２）の酸化度をできるだけ高くしたほうがよい。しかしながら、９７％を越える光線透過率を得るほど酸化度を高めてしまうと、表面抵抗率が非常に高くなってしまい、エレクトロルミネッセンスパネルの透明電極として適さない。
【００３２】
また、透明導電性フィルム（１）の表面抵抗率は、１０〜１００Ω／□の範囲内であることが好ましい。１０Ω／□よりも低い表面抵抗率を得るためには、透明導電性薄膜（１２）の膜厚を非常に厚くする必要があるため、曲げ加工などの特性が不十分なものとなってしまい、さらには製造コストも非常に高いものになってしまう。一方、１００Ω／□よりも高い表面抵抗率では、エレクトロルミネッセンスパネルに用いた際に発光輝度向上の効果が不十分となる。
【００３３】
本発明の透明導電性フィルム（１）の透明導電性薄膜（１１）上に誘電体薄膜（１３）を積層することで、エレクトロルミネッセンスパネルの透明電極に用いた際の透明導電性フィルム（１）の黒変を抑制することが可能となる。この黒変のメカニズムは、エレクトロルミネッセンスパネルに用いた際に発光層に印加する電圧による電子移動により、透明導電性薄膜が還元され黒変すると考えられる。誘電体薄膜を積層することで透明導電性薄膜への電子移動が抑制され、黒変が発生しにくくなる。
【００３４】
本発明で好適に用いられる誘電性材料としては、酸化ホウ素、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化クロム、酸化マンガン、酸化鉄、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化銅、酸化亜鉛、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化モリブデン、酸化鉛、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化バリウム、酸化ハフニウム、酸化タリウム、酸化タングステン、酸化白金、酸化ビスマス、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、硫酸鉛、炭化シリコン、硫酸ストロンチウム、硫化亜鉛、窒化シリコン、臭化銀、塩化銀などが挙げられ、これら単体もしくは二種類以上の混合物でもよい。
【００３５】
これらの材料の中で、酸化チタンが好適に用いられる。酸化チタンは比誘電率が１７０と非常に大きく、酸化チタン薄膜を積層した本発明の透明導電性フィルム（１）をエレクトロルミネッセンスパネルに用いた場合、印加電圧を効率的に発光層に印加できるため、発光輝度の低下がほとんど生じない。
【００３６】
本発明の誘電体薄膜（１３）を製膜するには、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、スプレー法などが知られており、上記材料の種類および必要膜厚に応じて適宜の方法を用いることが出来る。
【００３７】
例えば、スパッタリング法の場合、化合物を用いた通常のスパッタリング法、あるいは、金属ターゲットを用いた反応性スパッタリング法等が用いられる。この時、反応性ガスとして、酸素、窒素、水蒸気等を導入したり、オゾン添加、イオンアシスト等の手段を併用してもよい。また、本発明の目的を損なわない範囲で、基板に直流、交流、高周波などのバイアスを印加してもよい。また必要に応じて、基板を加熱もしくは冷却してもよい。蒸着法、ＣＶＤ法などの他の作成方法においても同様である。
【００３８】
誘電体薄膜（１３）の膜厚は、１〜３００ｎｍの範囲であることが好ましい。膜厚が１ｎｍよりも薄い場合には、透明導電性薄膜（１２）の黒変を抑制する効果が不十分であり、３００ｎｍよりも厚い場合には、透明導電性薄膜（１２）の光線透過率を高める光学設計に影響を与えるため、好ましくない。
【００３９】
本発明の透明導電性フィルム（１）を用いたエレクトロルミネッセンスパネルは、透明導電性フィルム（１）の透明導電性薄膜（１２）上に、発光層、誘電体層、平面電極層、絶縁層を積層して作製する。各々の層は、蒸着やスパッタリングなどのドライプロセス法を用いてもよいし、ウェットコートである印刷法を用いてもよいが、製造コストの観点から、印刷法が好ましい。
【００４０】
発光層は、バインダー樹脂中に発光体粉体を分散させたものである。バインダー樹脂は、発光体粉体を水分から守るために防湿性に優れた樹脂であることが必要であることから、フッ素エラストマーを用いるのが好適である。フッ素エラストマーは、フッ化ビニリデン、六フッ化プロピレン、四フッ化エチレン、パーフロロメチルビニルエーテルなどの単体もしくは共重合したものが好ましい。さらに、透明導電性薄膜（１２）や誘電体層との付着力を強くするために、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、メタクリル樹脂、ウレタンアクリル樹脂、シリコーン系樹脂などをブレンドしてもよい。
【００４１】
発光体粉体はＺｎＳを主成分としたものであり、添加する不純物により、可視光領域内で発光波長を選択的に得ることができる。添加不純物は、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃｌ、Ｉ、Ａｌ、Ｍｎ、ＰｒＦ3、ＮｄＦ3、ＳｍＦ3、ＥｕＦ3、ＴｂＦ3、ＤｙＦ3、ＨｏＦ3、ＥｒＦ3、ＴｍＦ3、ＹＦ3などから選ぶのが好ましい。
【００４２】
これらの発光体粉末の発光波長λE（ｎｍ）と透明電極に用いた本発明の透明導電性フィルム（１）の光線透過率が最高値を有する波長λI（ｎｍ）とが、
λI −５０≦λE ≦λI ＋５０
の関係式を満足するように設計することで、発光輝度の非常に高いエレクトロルミネッセンスパネルを提供することができる。λEとλIとの差の絶対値が５０ｎｍよりも大きくなると、発光輝度向上の効果が不十分となる。
【００４３】
発光体粉体の耐湿性を向上するために、表面に酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化シリコン、酸化マグネシウムなどの防湿性被膜を施すのが好適である。
【００４４】
また、発光層のバインダー樹脂１ｇに対し、発光体粉体は０．１〜１００ｇの比率で分散させるのが好ましい。０．１ｇ未満では発光輝度が不十分であり、１００ｇよりも多いとバインダーによる接着の効果が不足する。発光層の厚さは、１〜１００μｍの範囲であることが好ましい。１μｍ未満の厚さでは発光輝度が不十分であり、１００μｍよりも厚い場合は1回の工程で印刷が難しく、生産性の観点から好ましくない。
【００４５】
誘電体層は、発光層と同様のフッ素エラストマー中に、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムなどの高誘電率を有する粉体を分散させたものを積層する。誘電体層の厚さは、１〜１００μｍの範囲であることが好ましい。１μｍ未満の厚さでは、背面電極から発光層へのリーク電流が多くなり、発光輝度が低下してしまう。一方、１００μｍよりも厚い場合は、1回の工程で印刷が難しく、生産性の観点から好ましくない。
【００４６】
背面電極は、ポリエステル樹脂中にカーボンもしくは／および銀の粉体を分散させたもの印刷する。印刷層の厚さは、１〜１００μｍの範囲であることが好ましい。１μｍ未満の厚さでは、背面電極の表面抵抗率が高くなりすぎ、発光輝度が不十分となる。一方、１００μｍよりも厚い場合は、1回の工程で印刷が難しく、生産性の観点から好ましくない。背面電極の表面抵抗率は、０．１〜５００Ω／□が好適である。０．１Ω／□未満では背面電極の厚さが厚くなりすぎ、生産性の観点から好ましくない。一方、５００Ω／□よりも高表面抵抗率では印加電圧が効率良く発光層に印加できず発光輝度が低下してしまう。
【００４７】
絶縁層はポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、メタクリル樹脂、ウレタンアクリル樹脂、シリコーン系樹脂などを主成分としたものを１〜１００μｍの範囲で印刷することが好ましい。１μｍ未満の厚さでは絶縁の効果が不十分であり、１００μｍよりも厚い場合は1回の工程で印刷が難しく、生産性の観点から好ましくない。
【００４８】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を記載してより具体的に説明する。
【００４９】
実施例1
粒子を含有していないポリエチレンテレフタレート樹脂ペレットを１３５℃で６時間減圧乾燥した後、約２８０℃でシート状に溶融押し出して、表面温度２０℃に保った金属ロール上で急冷固化する。さらに、このキャストフィルムを加熱されたロール群、及び赤外線ヒーターで１００℃に加熱し、その後周速差のあるロール群で長手方向に３．２倍に延伸して一軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルムを得た。次いで、易接着用塗布液をリバースロール法で一軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面に塗布した。この時の塗布量は、固形分量として０．１ｇ／ｍ2とした。塗布後引き続いて、フィルムの両端をグリップで把持して１３０℃に加熱された熱風ゾーンに導き、乾燥後、幅方向に３．８倍に延伸し、２４０℃の熱処理ゾーンに導き熱固定を行い、厚さが１８８μｍの二軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルムを得た。こうして得られた二軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルムを透明なプラスチックフィルム（１１）として用いた。
【００５０】
このフィルムの非易接着処理面にインジウム−スズ複合酸化物からなる透明導電性薄膜（１２）を製膜した。このとき、ターゲットにはスズを１０重量％含有したインジウム合金をターゲットに用いて、印加電力を２Ｗ／ｃｍ2とした。また、Ａｒを１３０ｓｃｃｍ、Ｏ2を７０ｓｃｃｍ流し、３ｍＴｏｒｒの雰囲気下でＤＣマグネトロンスパッタリング法で製膜した。ただし、通常のＤＣではなく、アーク放電を防止するために、＋２０Ｖの５μｓ幅のパルスを５０ｋＨｚ周期で印加した。また、−１０℃の冷却ロールにフィルムを巻き、フィルムの冷却を行いながらスパッタリングをおこなった。また、膜厚を精度よく制御するために、プラズマ発光分析を行い、特にインジウムの発光波長である４５２ｎｍの強度を常時モニターした。この発光強度がインジウム−スズ複合酸化物薄膜の堆積速度に比例するため、発光強度をフィルムの送り速度にフィートバックすることで膜厚の制御を向上させた。このようにして、透明導電性フィルム（１）を製作した。
【００５１】
この透明導電性フィルム（１）を使用して、エレクトロルミネッセンスパネルを製作した。まず、エレクトロルミネッセンスパネルを組むための発光層を準備した。メチルエチルケトン１００ｇに対して、２０ｇのフッ素エラストマー（ダイキン工業（株）製：ダイエル）を溶解させ、さらに２００ｇの硫化亜鉛発光体粉体（オスラム・シルバニア社製：カプセルタイプ＃３０）を分散させた。この発光体粉体の発光波長は５２０ｎｍである。これを２００メッシュの刷版を用いて透明導電性薄膜（１２）上にスクリーン印刷した。この後、１５０℃で６０分間乾燥した。乾燥後の厚さは３０μｍであった。この時、透明導電性薄膜（１２）の電極取出部は塗布せず残しておいた。
【００５２】
さらに、誘電層材料としてフッ素エラストマー中にチタン酸バリウム粉体を分散したペースト（藤倉化成（株）製：ドータイト ＦＥＬ−６１５）を用い、２００メッシュの刷版を用いて発光層上にスクリーン印刷した。この後、１５０℃で６０分間乾燥した。乾燥後の厚さは３０μｍであった。さらに背面電極として、カーボンペースト（東洋紡績（株）製：ＤＹ−１５２Ｈ−３０）を２５０メッシュの刷版を用いて誘電体層上にスクリーン印刷した。この後、１５０℃で３０分間乾燥した。乾燥後の厚さは２０μｍであった。さらに絶縁層として、レジスト（藤倉化成（株）製：ドータイト ＸＢ−１０１Ｇ）を２００メッシュの刷版を用いて背面電極層上にスクリーン印刷した。この後、１５０℃で３０分間乾燥した。乾燥後の厚さは２０μｍであった。以上のようにして、５ｃｍ×１０ｃｍのサイズのエレクトロルミネッセンスパネルを組み立てた。
【００５３】
実施例２
厚さが１８８μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（東洋紡績（株）製：Ａ４１４０）を透明なプラスチックフィルム（１１）として用いた。このフィルムの非易接着処理面に、実施例１と同様にインジウム−スズ複合酸化物からなる透明導電性膜（１２）を製膜した。この透明導電性フィルムを巻き取りながら、１５０℃で１分間加熱処理した。その際のフィルム張力は６ｋｇ／ｍで行った。さらにこの透明導電性フィルム（１）を用いて、実施例１と同様にエレクトロルミネッセンスパネルを組み立てた。
【００５５】
実施例３
実施例１と同様にして作製した透明導電性フィルム（１）の透明導電性薄膜（１２）上に、誘電体薄膜（１３）として膜厚１０ｎｍの酸化チタン薄膜を製膜した。このとき、ターゲットとしてはチタンを用い、印加電力を８Ｗ／ｃｍ2とした。また、Ａｒを５００ｓｃｃｍ、Ｏ2を８０ｓｃｃｍ流し、３ｍＴｏｒｒの雰囲気下でＤＣマグネトロンスパッタリング法で製膜した。ただし、通常のＤＣではなく、アーク放電を防止するために、＋２０Ｖの５μｓ幅のパルスを１００ｋＨｚ周期で印加した。また、−１０℃の冷却ロールにフィルムを巻き、フィルムの冷却を行いながらスパッタリングをおこなった。この際の酸化チタン薄膜の膜厚を１０ｎｍとした。さらに、この透明導電性フィルム（１）を用いて、実施例１と同様にしてエレクトロルミネッセンスパネルを組み立てた。
【００５６】
比較例1
厚さが１８８μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（東洋紡績（株）製：Ａ４１４０）を透明なプラスチックフィルム（１１）として用いた。このフィルムの非易接着処理面に実施例１と同様にインジウム−スズ複合酸化物からなる透明導電性膜（１２）の膜厚を変えて２種類製膜した。
さらにこの２種類の透明導電性フィルム（１）を用いて、エレクトロルミネッセンスパネルを実施例１と同様に組み立てた。
【００５７】
以上の実施例１〜３および比較例１の透明導電性フィルム（１）について、表面抵抗率、分光光線透過率による最高透過率とその波長、１５０℃で３時間の熱処理による寸法収縮率を下記の方法で測定した。また、実施例1〜３および比較例1の透明導電性フィルムを用いて作製したエレクトロルミネッセンスパネルについて、発光輝度、寿命時間及び生産性を評価した。
【００５８】
＜表面抵抗率＞
JIS K 7194に準拠した４端子法にて測定した。測定機としては、三菱油化（株）製：Lotest AMCP-T400を用いた。
【００５９】
＜分光光線透過率測定による最高光線透過率とその波長＞
分光光度計（（株）日立製 Ｕ−３５００）を用いて、３００〜８００ｎｍの波長の光線透過率を測定し、この範囲内の最高光線透過率とその波長を測定した。
【００６０】
＜１５０℃で３時間の熱処理による反り量＞
３０ｍｍ×３０ｍｍサイズのフィルムを１５０±３℃で３時間加熱処理し、平坦な台に室温で３０分間放置した後の台上からのフィルムの反り量をノギスで測定する。単位はｍｍである。
【００６１】
＜１５０℃で３時間の熱処理による寸法収縮率＞
JIS C 2318に準拠し、熱処理前の寸法Ａと、１５０±３℃に保たれた恒温槽中に３時間放置後の寸法Ｂを測定して、下記式により寸法収縮率（ＨＳ１５０）を算出した。
ＨＳ１５０（％）＝（Ａ−Ｂ）／Ａ×１００
【００６２】
＜エレクトロルミネッセンスパネルの発光輝度＞
透明導電性薄膜（１２）と背面電極の間に、１００Ｖｒｍｓ、４００Ｈｚの正弦波を印加して、このパネルの輝度を色彩色度計（ミノルタ製：ＣＳ−１００）を用いて測定した。
【００６３】
＜エレクトロルミネッセンスパネルの寿命時間＞
エレクトロルミネッセンスパネルを発光させたまま、温度５０℃、湿度９０％ＲＨに管理された恒温恒湿槽中に放置し、直径１ｍｍ以上の黒点が発生した時点までの発光時間を寿命時間（Ｈｒ）とした。
【００６４】
＜エレクトロルミネッセンスパネルの生産性＞
エレクトロルミネッセンスパネルを生産した際の印刷ズレで評価した。○は印刷ズレが０．３ｍｍ未満、×は印刷ズレが０．３ｍｍ以上である。○は実用上使用可能レベルであるが、×は上下電極の短絡等を発生する可能性があり実用上使用することができない。
【００６５】
以上の結果を表１に示す。
【００６６】
【表１】
【００６７】
この結果より、本発明の透明導電性フィルム（１）をエレクトロルミネッセンスパネルの透明電極とすることで、エレクトロルミネッセンスパネルの生産性が飛躍的に増大する。また、特定波長の光線透過率の最高値を特定範囲にすることで発光輝度も飛躍的に向上する。さらに、誘電体薄膜（１３）を積層することで、高輝度、高寿命なエレクトロルミネッセンスパネルを得ることができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の透明導電性フィルム（１）は、透明なプラスチックフィルム（１１）の一方の面に透明導電性薄膜（１２）が積層されており、前記透明導電性フィルム（１）を１５０℃で３時間加熱処理しても反りが少ないため、エレクトロルミネッセンスパネルの生産性を飛躍的に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の透明導電性フィルムの層構成を示した説明図である。
【図２】実施例３の透明導電性フィルムの層構成を示した説明図である。
【図３】実施例1及び２のエレクトロルミネッセンスパネルの層構成を示した説明図である。
【符号の説明】
１ 透明導電性フィルム
１１ プラスチックフィルム
１２ 透明導電性薄膜
１３ 誘電体薄膜
２ 発光層
３ 誘電体層
４ 背面電極層
５ 絶縁層
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチックフィルムを用いた透明導電性フィルムおよびこれを用いたエレクトロルミネッセンスパネルに関するものであり、さらに加熱処理しても変形の少ないエレクトロルミネッセンスパネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチックフィルム上に透明でかつ抵抗の低い化合物薄膜を形成した透明導電性フィルムは、その導電性を利用した用途、例えば、液晶パネル、エレクトロルミネッセンスパネルといったフラットパネルディスプレイや、タッチパネルの透明電極など電気、電子分野の用途に広く使用されている。
【０００３】
透明導電性薄膜としては、一般的には、酸化すず、酸化インジウム、酸化インジウム−すず、酸化亜鉛などが代表的なものであり、基板としては、ポリエチレンテレフタレートをはじめとする各種のプラスチックフィルムが使用されている。
【０００４】
近年、携帯電話や携帯情報端末などの普及により、これらの液晶ディスプレイのバックライトとしてエレクトロルミネッセンスパネルが注目されている。さらに、エレクトロルミネッセンスパネルは、発光時の消費電力が少ないため携帯機器の光源として好適である。
【０００５】
従来、エレクトロルミネッセンスパネルは、透明導電性フィルムの透明導電性薄膜上に、エレクトロルミネッセンス発光層、誘電体層、背面電極層、絶縁層を順次印刷していく工程により作製され、透明導電性薄膜と背面電極の間に４００Ｈｚ程度の交流電圧を印加することで、発光層に電圧印加して発光させる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の透明導電性フィルムは次のような課題を有していた。
【０００７】
エレクトロルミネッセンスパネルの発光輝度は、印加電圧を上げるほど高くなるが、携帯器機の光源として使用する場合自ずと限界がある。透明導電性薄膜の表面抵抗を下げれば、見かけ上印加電圧が高くなり、発光輝度が高くなる。しかし、表面抵抗を下げるには、透明導電層の膜厚を厚くする必要があり、そのため印刷時の加熱処理でカールが発生し、著しく生産性の低下を招く恐れがあった。
【０００８】
また、透明導電層を厚くすると、光線反射および光線吸収が増大するため、透明導電性フィルムの光線透過率が低下する。そのため、エレクトロルミネッセンスパネルの発光輝度が低下するという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、上記の従来の問題点に鑑み、加熱処理しても変形の少ない透明導電性フィルム（１）及び生産性、発光輝度に優れたエレクトロルミネッセンスパネルを提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような状況に鑑みなされたものであって、上記の課題を解決することができた透明導電性フィルム及びエレクトロルミネッセンスパネルとは、以下の通りである。
【００１１】
即ち、本発明の第１の発明は、透明なプラスチックフィルム（１１）の一方の面に透明導電性薄膜（１２）が積層された透明導電性フィルム（１）であって、プラスチックフィルム（１１）製膜時の最終工程の熱固定時に、２２０〜２４０℃の加熱を行うインライン処理、又は、オフラインで１２０〜２４０℃の熱処理が施されることにより、透明導電性フィルム（１）の１５０℃で３時間熱処理したときの熱収縮率が０．２％以下であり、前記透明導電性薄膜（１２）の厚みが８０ｎｍ以上である透明導電性フィルム（１）を１５０℃で３時間加熱した際の３０ｍｍ×３０ｍｍのサイズにおける反り量が２ｍｍ以下であることを特徴とする透明導電性フィルム（１）である。
【００１２】
第２の発明は、４５０〜６００ｎｍの波長範囲内で光線透過率が最高値を有し、かつこの最高値が８０〜９７％であることを特徴とする前記第１の発明に記載の透明導電性フィルム（１）である。
【００１３】
第３の発明は、表面抵抗率が１０〜１００Ω／□であることを特徴とする第1または２の発明に記載の透明導電性フィルム（１）である。
【００１５】
第４の発明は、前記透明導電性薄膜（１２）の上に誘電体薄膜（１３）を積層したことを特徴とする第１乃至３の発明に記載の透明導電性フィルム（１）である。
【００１６】
第５の発明は、透明電極として第1乃至４の発明に記載の透明導電性フィルム（１）を用いたことを特徴とするエレクトロルミネッセンスパネルである。
【００１７】
第６の発明は、エレクトロルミネッセンスパネルにおいて、発光層の発光波長λE（ｎｍ）と透明電極に用いた第1乃至４の発明に記載の透明導電性フィルム（１）の光線透過率が最高値を有する波長λI（ｎｍ）が、下記式を満足することを特徴とするエレクトロルミネッセンスパネルである。
λI −５０≦λE ≦λI ＋５０ ・・・（Ｉ）
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に本発明を詳細に説明する。
本発明における透明なプラスチックフィルム（１１）とは、有機高分子を溶融押出し又は溶液押出しをして、必要に応じ、長手方向、および、または、幅方向に延伸、冷却、熱固定を施したフィルムである。有機高分子としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２、６−ナフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ナイロン６、ナイロン４、ナイロン６６、ナイロン１２、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルサルファン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリアクリル、セルロースプロピオネート、ポリ塩化ビニール、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキサイド、ポリスチレン、シンジオタクチックポリスチレン、ノルボルネン系ポリマーなどが挙げられる。また、これらの（有機重合体）有機高分子は他の有機重合体を少量共重合したり、ブレンドしてもよい。これらのうち、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリエチレン−２、６−ナフタレート、シンジオタクチックポリスチレン、ノルボルネン系ポリマーなどが、最も好ましく用いられる。
【００１９】
本発明における透明なプラスチックフィルム（１１）の厚みは、１０μｍを越え、３００μｍ以内の範囲にあることが好ましく、特に好ましくは７０〜２６０μｍの範囲である。フィルムの厚みが１０μｍ以下では、フィルムに腰がないため、エレクトロルミネッセンスパネルの作製工程で取り扱いにくくなる。一方、フィルムの厚みが３００μｍを越えると、エレクトロルミネッセンスパネルの厚さが厚くなりすぎ、プラスチックフィルムベースの良さである薄型パネルとならない。
【００２０】
本発明における透明導電性薄膜（１２）としては、透明性及び導電性を併せ持つ材料であれば特に制限はないが、代表的なものとしては、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、インジウム−スズ複合酸化物、スズ−アンチモン複合酸化物、亜鉛−アルミニウム複合酸化物、インジウム−亜鉛複合酸化物等の薄膜が挙げられる。これらの化合物の薄膜は、適切な作成条件とすることで、透明性と導電性を併せ持つ透明導電性薄膜となることが知られている。
【００２１】
本発明における透明導電性薄膜（１２）の作成方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、スプレー法などが知られており、上記材料の種類および必要膜厚に応じて適宜の方法を用いることが出来る。
【００２２】
例えば、スパッタリング法の場合、化合物を用いた通常のスパッタリング法、あるいは金属ターゲットを用いた反応性スパッタリング法等が用いられる。この時、反応性ガスとして、酸素、窒素、水蒸気等を導入したり、オゾン添加、イオンアシスト等の手段を併用してもよい。また、本発明の目的を損なわない範囲で、基板に直流、交流、高周波などのバイアスを印加してもよい。蒸着法、ＣＶＤ法などの他の作成方法においても同様である。
【００２３】
透明導電性薄膜（１２）の表面抵抗率を低くするためには、通常透明導電性薄膜（１２）の膜厚を厚くすればよいが、厚くすると印刷時の加熱処理による反りが大きくなる。しかしながら、透明導電性フィルム（１）の熱収縮率をある程度の値に抑えれば、反りを小さくすることができることを見いだした。
【００２４】
本発明の透明導電性フィルム（１）は、１５０℃で３時間の熱処理による熱収縮率が０．２％以下であることが好ましい。熱収縮率が０．２％を超えると、エレクトロルミネッセンスパネルの製造の際に印刷工程中でカールなどが発生して、工程通過性を悪くし、生産性の低下を招く。熱処理による寸法変化を少なくするためには、熱処理工程を予め施しておくことが好ましい。この熱処理工程は、プラスチックフィルム上（１１）上に透明導電性薄膜（１２）を製膜した後に施してもよいし、熱処理を施したプラスチックフィルム（１１）上に透明導電性薄膜（１２）を製膜する工程でもよいが、生産性の観点から後者のほうが好ましい。
【００２５】
プラスチックフィルムに熱処理を施すには、プラスチックフィルム製膜時の最終工程の熱固定時に、２２０〜２４０℃程度の加熱を行うインライン処理が好ましい。２２０℃よりも低温では、熱処理後の寸法収縮率を低減する効果が不十分となる。一方、２４０℃を越える高温ではプラスチックフィルムの安定製膜が難しくなる。さらに、熱固定後にフイルムをＴｇ以下まで冷却する際に、フィルムの流れ方向の張力を与えると熱固定の効果が薄れるため、張力をカットするためのニップロールや急冷ゾーンを設けることが好ましい。
フィルムの流れと垂直な方向（幅方向）の熱処理方法としては、７０〜２２０℃の温度条件下で、フイルムの両端を把持しているクリップ間の距離を３〜１０％程度緩和させる（縮める）ことが好ましい。７０℃よりも低温では、熱処理後の寸法収縮率を低減する効果が不十分となる。一方、２２０℃を越える高温ではプラスチックフィルムの安定製膜が難しくなる。また、幅方向の緩和率が３％未満では処理の効果が不十分となり、１０％を超えるとフイルムの平面性の悪化やキズが発生しやすくなるなどの弊害が生じる。
【００２６】
また、オフラインでプラスチックフィルム（１１）上にコーティング剤を塗布し、このコーティング剤を乾燥、硬化させるために熱処理を施し、この熱により低収縮処理も同時に行ってもよい。このコーティング層は透明導電性薄膜（１２）とプラスチックフィルム（１１）との付着性を高めることもできる。このコーティング剤としてはポリエステル樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ウレタンアクリル樹脂、メラミン樹脂などを用いるのが付着性の観点から好ましい。
【００２７】
このコーティング層を透明なプラスチックフィルム（１１）上に積層するには、コーティング法を用いて積層する。コーティング法としては、エアドクタコート法、ナイフコート法、ロッドコート法、正回転ロールコート法、リバースロールコート法、グラビアコート法、キスコート法、ビードコート法、スリットオリフェスコート法、キャストコート法などが用いられる。
【００２８】
コーティング層の乾燥、硬化および寸法収縮率低減のためには、乾燥温度を１２０〜２４０℃とするのが好ましい。１２０℃よりも低温では、熱処理後の寸法収縮率を低減する効果が不十分であり、２４０℃を越える高温ではプラスチックフィルムの平面性が低下する。光線透過率が低下してしまう。しかしながら、透明導電性薄膜（１２）の膜厚をある程度厚くすると、光線透過率が向上することを見いだした。例えば、インジウム−スズ複合酸化物薄膜の場合、１００ｎｍ以上の膜厚にすると、光線透過率が向上してくる。これは、透明導電性薄膜の表面での反射光と、プラスチックフィルム（１１）／透明導電性薄膜（１２）界面での反射光とが干渉して打ち消うことで反射光が減り、このぶん透過光が増えることになるため、光線透過率が向上すると考えられる。すなわち、透明導電性薄膜（１２）の屈折率をＮ、透明導電性薄膜（１２）の膜厚をＤ（ｎｍ）、光線透過率を最高にしたい波長をλ（ｎｍ）とすると、
Ｎ×Ｄ＝λ／２×ｎ
を満足するように、透明導電性薄膜（１２）の膜厚を調整すればよい。ここで、ｎは1以上の整数である。
【００２９】
例えば、上記の式を満足するものとしては、５５０ｎｍでの光線透過率を最高にしたい場合、屈折率が２であるインジウム−スズ複合酸化物薄膜を使用し、膜厚を１３７．５ｎｍ、２７５ｎｍ、４１２．５ｎｍ（ｎ＝１，２，３に対応する）などとすればよい。
【００３０】
光線透過率が最高になる波長は、４５０〜６００ｎｍであることが好ましい。４５０ｎｍよりも低波長では、可視波長よりも短いために、エレクトロルミネッセンスパネルに用いた際に発光輝度向上に寄与しない。また、６００ｎｍよりも長波長で設計すると、５００ｎｍ程度の波長の透過率が十分でなくなってしまい、結果的にはエレクトロルミネッセンスパネルに用いた際に発光輝度向上に寄与しない。
【００３１】
また、設計波長での透過率は８０〜９７％であることが好ましい。光線透過率を高くするためには、前述の通り反射光は干渉効果により最低限に設計してあるので、透明導電性薄膜（１２）での吸収を少なくしなければならない。そのためには、透明導電性薄膜（１２）の酸化度をできるだけ高くしたほうがよい。しかしながら、９７％を越える光線透過率を得るほど酸化度を高めてしまうと、表面抵抗率が非常に高くなってしまい、エレクトロルミネッセンスパネルの透明電極として適さない。
【００３２】
また、透明導電性フィルム（１）の表面抵抗率は、１０〜１００Ω／□の範囲内であることが好ましい。１０Ω／□よりも低い表面抵抗率を得るためには、透明導電性薄膜（１２）の膜厚を非常に厚くする必要があるため、曲げ加工などの特性が不十分なものとなってしまい、さらには製造コストも非常に高いものになってしまう。一方、１００Ω／□よりも高い表面抵抗率では、エレクトロルミネッセンスパネルに用いた際に発光輝度向上の効果が不十分となる。
【００３３】
本発明の透明導電性フィルム（１）の透明導電性薄膜（１１）上に誘電体薄膜（１３）を積層することで、エレクトロルミネッセンスパネルの透明電極に用いた際の透明導電性フィルム（１）の黒変を抑制することが可能となる。この黒変のメカニズムは、エレクトロルミネッセンスパネルに用いた際に発光層に印加する電圧による電子移動により、透明導電性薄膜が還元され黒変すると考えられる。誘電体薄膜を積層することで透明導電性薄膜への電子移動が抑制され、黒変が発生しにくくなる。
【００３４】
本発明で好適に用いられる誘電性材料としては、酸化ホウ素、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化クロム、酸化マンガン、酸化鉄、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化銅、酸化亜鉛、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化モリブデン、酸化鉛、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化バリウム、酸化ハフニウム、酸化タリウム、酸化タングステン、酸化白金、酸化ビスマス、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、硫酸鉛、炭化シリコン、硫酸ストロンチウム、硫化亜鉛、窒化シリコン、臭化銀、塩化銀などが挙げられ、これら単体もしくは二種類以上の混合物でもよい。
【００３５】
これらの材料の中で、酸化チタンが好適に用いられる。酸化チタンは比誘電率が１７０と非常に大きく、酸化チタン薄膜を積層した本発明の透明導電性フィルム（１）をエレクトロルミネッセンスパネルに用いた場合、印加電圧を効率的に発光層に印加できるため、発光輝度の低下がほとんど生じない。
【００３６】
本発明の誘電体薄膜（１３）を製膜するには、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、スプレー法などが知られており、上記材料の種類および必要膜厚に応じて適宜の方法を用いることが出来る。
【００３７】
例えば、スパッタリング法の場合、化合物を用いた通常のスパッタリング法、あるいは、金属ターゲットを用いた反応性スパッタリング法等が用いられる。この時、反応性ガスとして、酸素、窒素、水蒸気等を導入したり、オゾン添加、イオンアシスト等の手段を併用してもよい。また、本発明の目的を損なわない範囲で、基板に直流、交流、高周波などのバイアスを印加してもよい。また必要に応じて、基板を加熱もしくは冷却してもよい。蒸着法、ＣＶＤ法などの他の作成方法においても同様である。
【００３８】
誘電体薄膜（１３）の膜厚は、１〜３００ｎｍの範囲であることが好ましい。膜厚が１ｎｍよりも薄い場合には、透明導電性薄膜（１２）の黒変を抑制する効果が不十分であり、３００ｎｍよりも厚い場合には、透明導電性薄膜（１２）の光線透過率を高める光学設計に影響を与えるため、好ましくない。
【００３９】
本発明の透明導電性フィルム（１）を用いたエレクトロルミネッセンスパネルは、透明導電性フィルム（１）の透明導電性薄膜（１２）上に、発光層、誘電体層、平面電極層、絶縁層を積層して作製する。各々の層は、蒸着やスパッタリングなどのドライプロセス法を用いてもよいし、ウェットコートである印刷法を用いてもよいが、製造コストの観点から、印刷法が好ましい。
【００４０】
発光層は、バインダー樹脂中に発光体粉体を分散させたものである。バインダー樹脂は、発光体粉体を水分から守るために防湿性に優れた樹脂であることが必要であることから、フッ素エラストマーを用いるのが好適である。フッ素エラストマーは、フッ化ビニリデン、六フッ化プロピレン、四フッ化エチレン、パーフロロメチルビニルエーテルなどの単体もしくは共重合したものが好ましい。さらに、透明導電性薄膜（１２）や誘電体層との付着力を強くするために、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、メタクリル樹脂、ウレタンアクリル樹脂、シリコーン系樹脂などをブレンドしてもよい。
【００４１】
発光体粉体はＺｎＳを主成分としたものであり、添加する不純物により、可視光領域内で発光波長を選択的に得ることができる。添加不純物は、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃｌ、Ｉ、Ａｌ、Ｍｎ、ＰｒＦ3、ＮｄＦ3、ＳｍＦ3、ＥｕＦ3、ＴｂＦ3、ＤｙＦ3、ＨｏＦ3、ＥｒＦ3、ＴｍＦ3、ＹＦ3などから選ぶのが好ましい。
【００４２】
これらの発光体粉末の発光波長λE（ｎｍ）と透明電極に用いた本発明の透明導電性フィルム（１）の光線透過率が最高値を有する波長λI（ｎｍ）とが、
λI −５０≦λE ≦λI ＋５０
の関係式を満足するように設計することで、発光輝度の非常に高いエレクトロルミネッセンスパネルを提供することができる。λEとλIとの差の絶対値が５０ｎｍよりも大きくなると、発光輝度向上の効果が不十分となる。
【００４３】
発光体粉体の耐湿性を向上するために、表面に酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化シリコン、酸化マグネシウムなどの防湿性被膜を施すのが好適である。
【００４４】
また、発光層のバインダー樹脂１ｇに対し、発光体粉体は０．１〜１００ｇの比率で分散させるのが好ましい。０．１ｇ未満では発光輝度が不十分であり、１００ｇよりも多いとバインダーによる接着の効果が不足する。発光層の厚さは、１〜１００μｍの範囲であることが好ましい。１μｍ未満の厚さでは発光輝度が不十分であり、１００μｍよりも厚い場合は1回の工程で印刷が難しく、生産性の観点から好ましくない。
【００４５】
誘電体層は、発光層と同様のフッ素エラストマー中に、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムなどの高誘電率を有する粉体を分散させたものを積層する。誘電体層の厚さは、１〜１００μｍの範囲であることが好ましい。１μｍ未満の厚さでは、背面電極から発光層へのリーク電流が多くなり、発光輝度が低下してしまう。一方、１００μｍよりも厚い場合は、1回の工程で印刷が難しく、生産性の観点から好ましくない。
【００４６】
背面電極は、ポリエステル樹脂中にカーボンもしくは／および銀の粉体を分散させたもの印刷する。印刷層の厚さは、１〜１００μｍの範囲であることが好ましい。１μｍ未満の厚さでは、背面電極の表面抵抗率が高くなりすぎ、発光輝度が不十分となる。一方、１００μｍよりも厚い場合は、1回の工程で印刷が難しく、生産性の観点から好ましくない。背面電極の表面抵抗率は、０．１〜５００Ω／□が好適である。０．１Ω／□未満では背面電極の厚さが厚くなりすぎ、生産性の観点から好ましくない。一方、５００Ω／□よりも高表面抵抗率では印加電圧が効率良く発光層に印加できず発光輝度が低下してしまう。
【００４７】
絶縁層はポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、メタクリル樹脂、ウレタンアクリル樹脂、シリコーン系樹脂などを主成分としたものを１〜１００μｍの範囲で印刷することが好ましい。１μｍ未満の厚さでは絶縁の効果が不十分であり、１００μｍよりも厚い場合は1回の工程で印刷が難しく、生産性の観点から好ましくない。
【００４８】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を記載してより具体的に説明する。
【００４９】
実施例1
粒子を含有していないポリエチレンテレフタレート樹脂ペレットを１３５℃で６時間減圧乾燥した後、約２８０℃でシート状に溶融押し出して、表面温度２０℃に保った金属ロール上で急冷固化する。さらに、このキャストフィルムを加熱されたロール群、及び赤外線ヒーターで１００℃に加熱し、その後周速差のあるロール群で長手方向に３．２倍に延伸して一軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルムを得た。次いで、易接着用塗布液をリバースロール法で一軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面に塗布した。この時の塗布量は、固形分量として０．１ｇ／ｍ2とした。塗布後引き続いて、フィルムの両端をグリップで把持して１３０℃に加熱された熱風ゾーンに導き、乾燥後、幅方向に３．８倍に延伸し、２４０℃の熱処理ゾーンに導き熱固定を行い、厚さが１８８μｍの二軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルムを得た。こうして得られた二軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルムを透明なプラスチックフィルム（１１）として用いた。
【００５０】
このフィルムの非易接着処理面にインジウム−スズ複合酸化物からなる透明導電性薄膜（１２）を製膜した。このとき、ターゲットにはスズを１０重量％含有したインジウム合金をターゲットに用いて、印加電力を２Ｗ／ｃｍ2とした。また、Ａｒを１３０ｓｃｃｍ、Ｏ2を７０ｓｃｃｍ流し、３ｍＴｏｒｒの雰囲気下でＤＣマグネトロンスパッタリング法で製膜した。ただし、通常のＤＣではなく、アーク放電を防止するために、＋２０Ｖの５μｓ幅のパルスを５０ｋＨｚ周期で印加した。また、−１０℃の冷却ロールにフィルムを巻き、フィルムの冷却を行いながらスパッタリングをおこなった。また、膜厚を精度よく制御するために、プラズマ発光分析を行い、特にインジウムの発光波長である４５２ｎｍの強度を常時モニターした。この発光強度がインジウム−スズ複合酸化物薄膜の堆積速度に比例するため、発光強度をフィルムの送り速度にフィートバックすることで膜厚の制御を向上させた。このようにして、透明導電性フィルム（１）を製作した。
【００５１】
この透明導電性フィルム（１）を使用して、エレクトロルミネッセンスパネルを製作した。まず、エレクトロルミネッセンスパネルを組むための発光層を準備した。メチルエチルケトン１００ｇに対して、２０ｇのフッ素エラストマー（ダイキン工業（株）製：ダイエル）を溶解させ、さらに２００ｇの硫化亜鉛発光体粉体（オスラム・シルバニア社製：カプセルタイプ＃３０）を分散させた。この発光体粉体の発光波長は５２０ｎｍである。これを２００メッシュの刷版を用いて透明導電性薄膜（１２）上にスクリーン印刷した。この後、１５０℃で６０分間乾燥した。乾燥後の厚さは３０μｍであった。この時、透明導電性薄膜（１２）の電極取出部は塗布せず残しておいた。
【００５２】
さらに、誘電層材料としてフッ素エラストマー中にチタン酸バリウム粉体を分散したペースト（藤倉化成（株）製：ドータイト ＦＥＬ−６１５）を用い、２００メッシュの刷版を用いて発光層上にスクリーン印刷した。この後、１５０℃で６０分間乾燥した。乾燥後の厚さは３０μｍであった。さらに背面電極として、カーボンペースト（東洋紡績（株）製：ＤＹ−１５２Ｈ−３０）を２５０メッシュの刷版を用いて誘電体層上にスクリーン印刷した。この後、１５０℃で３０分間乾燥した。乾燥後の厚さは２０μｍであった。さらに絶縁層として、レジスト（藤倉化成（株）製：ドータイト ＸＢ−１０１Ｇ）を２００メッシュの刷版を用いて背面電極層上にスクリーン印刷した。この後、１５０℃で３０分間乾燥した。乾燥後の厚さは２０μｍであった。以上のようにして、５ｃｍ×１０ｃｍのサイズのエレクトロルミネッセンスパネルを組み立てた。
【００５３】
実施例２
厚さが１８８μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（東洋紡績（株）製：Ａ４１４０）を透明なプラスチックフィルム（１１）として用いた。このフィルムの非易接着処理面に、実施例１と同様にインジウム−スズ複合酸化物からなる透明導電性膜（１２）を製膜した。この透明導電性フィルムを巻き取りながら、１５０℃で１分間加熱処理した。その際のフィルム張力は６ｋｇ／ｍで行った。さらにこの透明導電性フィルム（１）を用いて、実施例１と同様にエレクトロルミネッセンスパネルを組み立てた。
【００５５】
実施例３
実施例１と同様にして作製した透明導電性フィルム（１）の透明導電性薄膜（１２）上に、誘電体薄膜（１３）として膜厚１０ｎｍの酸化チタン薄膜を製膜した。このとき、ターゲットとしてはチタンを用い、印加電力を８Ｗ／ｃｍ2とした。また、Ａｒを５００ｓｃｃｍ、Ｏ2を８０ｓｃｃｍ流し、３ｍＴｏｒｒの雰囲気下でＤＣマグネトロンスパッタリング法で製膜した。ただし、通常のＤＣではなく、アーク放電を防止するために、＋２０Ｖの５μｓ幅のパルスを１００ｋＨｚ周期で印加した。また、−１０℃の冷却ロールにフィルムを巻き、フィルムの冷却を行いながらスパッタリングをおこなった。この際の酸化チタン薄膜の膜厚を１０ｎｍとした。さらに、この透明導電性フィルム（１）を用いて、実施例１と同様にしてエレクトロルミネッセンスパネルを組み立てた。
【００５６】
比較例1
厚さが１８８μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（東洋紡績（株）製：Ａ４１４０）を透明なプラスチックフィルム（１１）として用いた。このフィルムの非易接着処理面に実施例１と同様にインジウム−スズ複合酸化物からなる透明導電性膜（１２）の膜厚を変えて２種類製膜した。
さらにこの２種類の透明導電性フィルム（１）を用いて、エレクトロルミネッセンスパネルを実施例１と同様に組み立てた。
【００５７】
以上の実施例１〜３および比較例１の透明導電性フィルム（１）について、表面抵抗率、分光光線透過率による最高透過率とその波長、１５０℃で３時間の熱処理による寸法収縮率を下記の方法で測定した。また、実施例1〜３および比較例1の透明導電性フィルムを用いて作製したエレクトロルミネッセンスパネルについて、発光輝度、寿命時間及び生産性を評価した。
【００５８】
＜表面抵抗率＞
JIS K 7194に準拠した４端子法にて測定した。測定機としては、三菱油化（株）製：Lotest AMCP-T400を用いた。
【００５９】
＜分光光線透過率測定による最高光線透過率とその波長＞
分光光度計（（株）日立製 Ｕ−３５００）を用いて、３００〜８００ｎｍの波長の光線透過率を測定し、この範囲内の最高光線透過率とその波長を測定した。
【００６０】
＜１５０℃で３時間の熱処理による反り量＞
３０ｍｍ×３０ｍｍサイズのフィルムを１５０±３℃で３時間加熱処理し、平坦な台に室温で３０分間放置した後の台上からのフィルムの反り量をノギスで測定する。単位はｍｍである。
【００６１】
＜１５０℃で３時間の熱処理による寸法収縮率＞
JIS C 2318に準拠し、熱処理前の寸法Ａと、１５０±３℃に保たれた恒温槽中に３時間放置後の寸法Ｂを測定して、下記式により寸法収縮率（ＨＳ１５０）を算出した。
ＨＳ１５０（％）＝（Ａ−Ｂ）／Ａ×１００
【００６２】
＜エレクトロルミネッセンスパネルの発光輝度＞
透明導電性薄膜（１２）と背面電極の間に、１００Ｖｒｍｓ、４００Ｈｚの正弦波を印加して、このパネルの輝度を色彩色度計（ミノルタ製：ＣＳ−１００）を用いて測定した。
【００６３】
＜エレクトロルミネッセンスパネルの寿命時間＞
エレクトロルミネッセンスパネルを発光させたまま、温度５０℃、湿度９０％ＲＨに管理された恒温恒湿槽中に放置し、直径１ｍｍ以上の黒点が発生した時点までの発光時間を寿命時間（Ｈｒ）とした。
【００６４】
＜エレクトロルミネッセンスパネルの生産性＞
エレクトロルミネッセンスパネルを生産した際の印刷ズレで評価した。○は印刷ズレが０．３ｍｍ未満、×は印刷ズレが０．３ｍｍ以上である。○は実用上使用可能レベルであるが、×は上下電極の短絡等を発生する可能性があり実用上使用することができない。
【００６５】
以上の結果を表１に示す。
【００６６】
【表１】
この結果より、本発明の透明導電性フィルム（１）をエレクトロルミネッセンスパネルの透明電極とすることで、エレクトロルミネッセンスパネルの生産性が飛躍的に増大する。また、特定波長の光線透過率の最高値を特定範囲にすることで発光輝度も飛躍的に向上する。さらに、誘電体薄膜（１３）を積層することで、高輝度、高寿命なエレクトロルミネッセンスパネルを得ることができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の透明導電性フィルム（１）は、透明なプラスチックフィルム（１１）の一方の面に透明導電性薄膜（１２）が積層されており、前記透明導電性フィルム（１）を１５０℃で３時間加熱処理しても反りが少ないため、エレクトロルミネッセンスパネルの生産性を飛躍的に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の透明導電性フィルムの層構成を示した説明図である。
【図２】実施例３の透明導電性フィルムの層構成を示した説明図である。
【図３】実施例1及び２のエレクトロルミネッセンスパネルの層構成を示した説明図である。
【符号の説明】
１ 透明導電性フィルム
１１ プラスチックフィルム
１２ 透明導電性薄膜
１３ 誘電体薄膜
２ 発光層
３ 誘電体層
４ 背面電極層
５ 絶縁層
Claims (6)
- 透明なプラスチックフィルム（１１）の一方の面に透明導電性薄膜（１２）が積層された透明導電性フィルム（１）であって、プラスチックフィルム（１１）製膜時の最終工程の熱固定時に、２２０〜２４０℃の加熱を行うインライン処理、又は、オフラインで１２０〜２４０℃の熱処理が施されることにより、透明導電性フィルム（１）の１５０℃で３時間熱処理したときの熱収縮率が０．２％以下であり、前記透明導電性薄膜（１２）の厚みが８０ｎｍ以上である透明導電性フィルム（１）を１５０℃で３時間加熱した際の３０ｍｍ×３０ｍｍのサイズにおける反り量が２ｍｍ以下であることを特徴とする透明導電性フィルム（１）。
- ４５０〜６００ｎｍの波長範囲内で光線透過率が最高値を有し、かつこの最高値が８０〜９７％であることを特徴とする請求項１記載の透明導電性フィルム（１）。
- 表面抵抗率が１０〜１００Ω／□であることを特徴とする請求項1または２記載の透明導電性フィルム（１）。
- 前記透明導電性薄膜（１２）の上に誘電体薄膜（１３）を積層したことを特徴とする請求項１乃至３記載の透明導電性フィルム（１）。
- 透明電極として請求項１乃至４記載の透明導電性フィルム（１）を用いたことを特徴とするエレクトロルミネッセンスパネル。
- エレクトロルミネッセンスパネルにおいて、発光層の発光波長λE（ｎｍ）と透明電極に用いた請求項1乃至４記載の透明導電性フィルム（１）の光線透過率が最高値を有する波長λI（ｎｍ）が、下記式を満足することを特徴とするエレクトロルミネッセンスパネル。
λI −５０≦λE ≦λI ＋５０ ・・・（Ｉ）
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