JPH07122367A - 分散型電場発光素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】透湿度の低い透明導電性フィルムの欠点である
接着性を改良することにより長寿命でかつ信頼性の高い
分散型電場発光素子を提供する。 【構成】少なくとも片方が透明導電性フィルムである一
対の電極間に、電場発光性蛍光体を含む発光層を少なく
とも有する素子本体を防湿フィルムで封止した分散型電
場発光素子において、上記透明導電性フィルムが、透明
性を有する合成樹脂フィルムの片面にガラス薄膜および
透明導電性を有する薄膜を積層し、更に導電性薄膜上に
シアノエチル基含有高分子の薄膜層を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガラスを積層してなる
透明導電性フィルムの発光層との接着性を改良したもの
を、少なくとも片方の電極として使用した分散型電場発
光素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術と問題点】近年、種々の形状や発光面積が
選択できる均一な平面発光体として分散型電場発光素子
が注目されてきているが、中でも高誘電有機バインダー
使用する分散型電場発光素子は、薄く軽量な上、大面積
が容易で安価なため、液晶ディスプレイのバックライト
光源あるいは、常夜灯等表示灯へ応用されている。

【０００３】かかる分散型電場発光素子は金属箔または
金属薄板からなる背面電極、酸化チタンやチタン酸バリ
ウム等の高誘電体粉末を高誘電有機バインダーに分散さ
せて薄膜を形成させた絶縁反射層、蛍光体粉末を高誘電
有機バインダーに分散させて薄膜を形成した蛍光体層
（発光層）、およびの絶縁性透明樹脂フィルム上に金属
酸化物を蒸着して形成した透明電極とからなる積層体
を、ガラスあるいは合成樹脂等の透明防湿材料で封止し
た構成を有するもので、表面電極と背面電極間に交流電
場を印加することにより蛍光体が励起され発光を与える
ものである。

【０００４】分散型電場発光素子の寿命は、外部から侵
入する湿気により左右される。このため、素子を侵入し
た湿気から保護するために、吸湿層を設け最外層を透明
防湿材料で封止することが一般的である。よって、分散
型電場発光素子の寿命は、蛍光体層および絶縁体層を被
覆する材料の防湿性能によって決定される。

【０００５】従来、上記透明防湿材料として、無機物質
ではガラス、合成樹脂では三フッ化塩化エチレン系樹脂
（以下、ＰＣＴＦＥと略す）が使用されてきた。この中
で、ガラスは、防湿性は満足するレベルであるもの、素
子自体の形が平板状あるいはガラスの形によって決定さ
れ、設置場所に対応した自由な形態をとることができな
いこと、耐衝撃性に劣ること、重量が重くなることなど
の欠点がある一方、合成樹脂系は、簡単な手段、例えば
ヒートシールにて封止できること、屈曲性を持った素子
となることから自由な形態をとることができ、耐衝撃性
に優れるという長所を有することから、ガラスまで防湿
性はないものの、現状の合成樹脂では最高の防湿性を有
しているＰＣＴＦＥ系樹脂が、現在最も使用されてい
る。

【０００６】しかし、このＰＣＴＦＥ系樹脂封止フィル
ムでさえも、０．１ｇ／ｍ^２・２４ｈｒ程度の透湿性を
有しており、ガラスのように完全な水分遮蔽能力を持た
ない。そこで、一般的にＰＣＴＦＥ樹脂層を通じて侵入
した水分を捕捉するために透明導電性フィルムとの間に
吸湿層としてナイロン層を積層する。

【０００７】従来、一般的に分散型電場発光素子電極用
透明導電性フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレ
ートフィルムの片面に酸化インジウム，酸化スズおよび
これらの混合物等の透明薄膜層をスパッタ、真空蒸着等
の方法により形成されたものが使用されているが、２０
ｇ／ｍ^２・２４ｈｒもの透湿性を有している。従って、
前述したようにＰＣＴＦＥ樹脂層を通過し、ナイロン層
に蓄えられた水分は、経時的に蛍光体層および絶縁体層
に侵入し、素子を劣化させるものであった。

【０００８】そこで、本発明者らは、特願平５−２１５
４１９において透湿度の低い透明導電性フィルムを提案
した。分散型電場発光素子を作製する場合、背面電極上
に絶縁反射層，発光層をこの順で形成したものに透明導
電性フィルムをラミネート等の方法により熱圧着するこ
とが一般的である。この時、上述した透湿度の低い透明
導電性フィルムそのものでは、発光層との接着性が悪
く、吸湿層の積層あるいは防湿フィルムの封止時に剥離
をおこしたり、分散型電場発光素子として製作できたも
のでも長時間使用後に蛍光体層間で剥離をおこし非発光
部を生じるという事態を招き、信頼性が著しく低いもの
であった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、透湿
度の低い透明導電性フィルムの欠点である接着性を改良
することにより長寿命でかつ信頼性の高い分散型電場発
光素子を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
の解決のために鋭意検討した結果、上述した透明導電膜
上にシアノエチル基含有高分子の薄膜層を形成すること
により蛍光体層に対し優れた接着力を示すことを見出
し、長寿命でかつ信頼性の高い分散型電場発光素子を得
るという本発明の目的を達成した。

【００１１】すなわち、本発明は、少なくとも片方が透
明導電性フィルムである一対の電極間に、誘電体と電場
発光性蛍光体とから成る発光層、および無機高誘電率物
質と誘電体から成る絶縁反射層のうち少なくとも発光層
を有する素子本体を防湿フィルムで封止した分散型電場
発光素子において、上記透明導電性フィルムが、透明性
を有する合成樹脂フィルムの片面にガラス薄膜および透
明導電性を有する薄膜を積層し、更に導電性薄膜上にシ
アノエチル基含有高分子の薄膜層を形成してなることを
特徴とする分散型電場発光素子に関するものである。

【００１２】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
分散型電場発光素子に使用される透明導電性フィルムの
第１成分である合成樹脂フィルムは、透明性を有し１０
０℃以下の温度領域において安定に形態を保持できれ
ば、基本的に制限はないが、例えばポリプロピレン、ポ
リエチレン、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥ
Ｔと略す）、ポリ塩化ビニリデン等を例示することがで
き、単一樹脂フィルム、複数の樹脂を積層フィルム、延
伸、無延伸を問わないが、一般的にはＰＥＴ、ポリ塩化
ビニリデンが用いられる。しかし、使用目的からできる
だけ防湿性能の高い樹脂を用いることが望ましい。ま
た、紫外線防止剤や分散型電場発光素子の色変換を行な
うための顔料等を混合することもできる。

【００１３】透明導電性フィルムの第２層を形成する薄
膜ガラスは、透明性を有し適度な屈曲性を有することが
できれば良く、基材（第１層）合成時樹脂フィルム上に
１０〜５００ｎｍ程度の膜厚で、ガラス層を形成したも
のが好ましい。これより薄いと防湿が不十分であり、こ
れより厚いと、通常の取扱で生じる湾曲においても薄膜
ガラス層にクラックが発生することがあり、十分な防湿
性が保証されない。また、ガラス成分としては、多成分
ガラス、石英ガラスのどちらでも良いが、可視光透過率
を極端に低下しない範囲においては、価格面及び紫外線
防止効果の点から多成分ガラスが好ましい。

【００１４】第１層に第２層を積層する方法としては、
真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング
法等を使用することができる。これら積層体の製造方法
としては、特公平３−６９０４、特開平２−２４９６３
６、特開昭６０−６１２５５に記載の方法が例示でき
る。上記方法により、基材となる合成樹脂上にガラス薄
膜を形成し積層する。このとき必要に応じて所望枚数の
ガラス薄膜積層フィルムを合成樹脂−ガラス薄膜−合成
樹脂−ガラス薄膜の順となるように熱圧着するか、接着
剤を介して接合することが好ましい。

【００１５】透明導電性フィルムの第３層を構成する透
明導電層（電極）の形成材料としては、金、銀、ジルコ
ニウム、インジウム、スズ、チタン等の金属や酸化ス
ズ、酸化インジウム等の金属酸化物を挙げることができ
る。一般的には、ＩＴＯ（インジウム、ティン、オキサ
イド）と称される５〜１５重量％の酸化スズを含む酸化
インジウムを主体とする混合金属酸化物が使用される。
形成方法としては、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堆積法や化学メッキ
法、気相法等の化学的堆積法の一般的方法を使用するこ
とができる。また、透明導電層を形成する場合、充分な
密着強度を得るために、エポキシアクリレート、ウレタ
ンアクリレート等をベースとした紫外線硬化可能な樹脂
組成物をアンダーコート層として使用することにより、
より安定して形成できる。なお、透明導電性を形成する
面は、合成樹脂フィルム（第１層）の表面、ガラス薄膜
層（第２層）の表面のいずれかを問わない。

【００１６】第４成分であるシアノエチル基含有高分子
の薄膜層は、分散型電場発光素子の発光層との接着性を
向上するために透明導電層上にコーティングされるもの
であり、発光層および絶縁反射層形成にもバインダーと
して用いられるシアノエチル基含有高分子が適してお
り、特に熱可塑性を有するものである必要がある。これ
は、熱可塑性を有するシアノエチル基含有高分子を用い
ることによって、その熱可塑性により熱圧着時充分な接
着剤として機能する他に、他の接着剤すなわち誘電性を
有しない接着剤を用いた場合に比較し、その誘電性によ
り両電極間に印加される電場強度を大きく減衰しない。
これにより、接着剤層を設置することによる分散型電場
発光素子の輝度低下がほとんどない。

【００１７】このような熱可塑性を有するシアノエチル
基含有高分子としては、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、シアノエチルヒドロキシ
エチルセルロース、シアノエチルスターチ等を例示する
ことができる。これらは、単独で用いてもよいが、適宜
混合して使用することもできる。また、必要に応じて、
シアノエチルシュークロース、シアノエチルソルビトー
ル、シアノエチルキシリトール等のシアノエチル化低分
子物質を混合し、可塑化温度を低下することもできる。

【００１８】また、この薄膜層膜厚は、厚いほど両電極
間の電場強度を低下するし、下述するようにこの面上に
印刷される給電線とフィルム上の導電性面との導通を阻
害する。従って、なるべく薄くする必要があり、０．５
μｍ以下が特に好ましい。形成方法としては、一般的に
をＮ，Ｎ’−ジメチルホルムアミド等の溶剤にシアノエ
チル基含有高分子を溶解した溶液を用いた塗布法、すな
わちディッピング法、ロールコーターおよびブレードコ
ーター、スピンコーター等のキャスティング法等により
液膜を形成し、透明導電層上に塗布後乾燥し、薄膜を形
成する。

【００１９】この透明導電性フィルムをもちいて分散型
電場発光素子を製作するには、従来公知の方法が適用で
き、従来使用の透明導電性フィルムを本発明に示される
材料へ変更するだけで良い。すなわち、製法としては、
分散型電場発光素子のバインダーとして従来公知のも
の、例えばエポキシ樹脂、フッ素樹脂、シアノエチルプ
ルラン、シアノエチルセルロース、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物のような樹脂を溶
剤に溶解し、これに酸化チタンやチタン酸バリウムのよ
うな無機誘電体を分散させた分散液を電極基板上に塗布
乾燥さし、その上にさらに上記樹脂溶液に従来公知の電
場発光性蛍光体を分散させた分散液を塗布乾燥して薄膜
状発光層を形成し、次いで本発明に示される透明導電性
フィルムの導電面側に給電線を印刷し、この面と発光層
面を加熱圧着し、次いで吸湿層を加熱圧着積層し、最後
に防湿フィルムで封止する方法が例示できる。この時、
本発明の目的から、長寿命化のためには既存の蛍光体の
表面を金属酸化物等により被覆防湿処理したものを使用
することが特に好ましい。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、透湿度の低い透明導電
性フィルムの欠点である接着性を改良したものを使用す
ることにより、従来より長寿命でかつ信頼性の高い分散
型電場発光素子を得ることができることから、面状発光
体として広く応用することができる。

【００２１】

【実施例】以下に、本発明を実施例及び比較例を挙げて
さらに詳細に説明する。なお、本発明はこれらによって
限定されるものではない。

【００２２】実施例１ シアノエチルプルラン（信越化学製：ＣＲ−Ｓ）とシア
ノエチルポリビニルアルコール（信越化学製：ＣＲ−
Ｖ）を７：３で混合し、Ｎ，Ｎ’−ジメチルホルムアミ
ドを加えて混合撹拌して均一なバインダー溶液を調製し
た。この溶液を２分して、その一方に平均粒径が３０μ
ｍの蛍光体粉末（ＺｎＳ：Ｃｕ）をバインダー重量の
３．２倍量加え、均一に分散して発光層用ペーストと
し、もう一方のバインダー溶液には平均粒径１．４μｍ
のチタン酸バリウム粉末をバインダー重量の４．７倍量
加え、均一に分散して絶縁反射層用ペーストを調製し
た。

【００２３】次に、８０μｍ厚のアルミシート基板上に
スクリーン印刷法によって上記の絶縁反射層用ペースト
を印刷、乾燥し、絶縁反射層を形成した。次いで、同層
上に同じくスクリーン印刷法によって発光層用ペースト
を印刷し、乾燥させて発光層を形成した。得られた層の
厚さは絶縁反射層が約２６μｍ、発光層が約５８μｍで
あった。

【００２４】一方、膜厚１００μｍのポリエチレンテレ
フタレート上に膜厚１６μｍのガラス薄膜積層フィルム
（ポリエチレンテレフタレート膜上に膜厚約１００ｎｍ
のガラス層が積層されたもの）をガラス層が中間となる
ように積層し、次いで酸化インジウムと酸化スズの混合
物を蒸着積層した。更にシアノエチルプルラン（信越化
学製：ＣＲ−Ｓ）をＮ，Ｎ’−ジメチルホルムアミドに
溶解した１０重量％溶液を膜厚０．１μｍになるように
スピンコーターによりキャスティングし、１２０℃で５
分間加熱乾燥することにより膜厚８０Åの薄膜層を形成
し透明導電性フィルム作製した。この透明導電性フィル
ムの導電面側に銀ペーストを印刷乾燥し給電線を作成
し、これにりん青銅よりなるリード電極を取り付けた
後、この給電線印刷面に上記発光層を重ね合わせ、ロー
ルラミネーターにより１４０℃、 １０ｋｇ／ｃｍ^２、
１０ｃｍ／ｍｉｎの条件で加熱圧着した。この時の接着
状態は良好であった。

【００２５】背面電極となるアルミシートにリード電極
を取り付けた後、一体化した積層素子に、膜厚１００μ
ｍのナイロン６シートを加熱圧着積層し、最後にポリク
ロロトリフルオロエチレンよりなる防湿シート（電場シ
ーラー ４８１０Ｎ−Ｒ、日東電工社製）をロールラミ
ネーターにより圧着封止し、分散型電場発光素子を得
た。

【００２６】この素子は、１００Ｖ／４００Ｈｚ駆動に
て７１ｃｄ／ｍ^２を与え、５０℃×９０％ＲＨ雰囲気下
１００Ｖ／４００Ｈｚ駆動における輝度半減期６３０ｈ
ｒを与えた。また、同様な素子を５個平行して点灯試験
をおこなったが、輝度半減期を過ぎても全ての素子にお
いて、非発光部を生じることはなく、発光層面と透明導
電性フィルム面との剥離は認められなかった。

【００２７】比較例１ 実施例１で用いた透明導電性フィルム上にシアノエチル
プルラン（信越化学製：ＣＲ−Ｓ）薄膜層を設置しない
ものを使用した以外は、実施例１と同様にして分散型電
場発光素子を作製した。この素子は、１００Ｖ／４００
Ｈｚ駆動にて７０ｃｄ／ｍ^２を与え、５０℃×９０％Ｒ
Ｈ雰囲気下１００Ｖ／４００Ｈｚ駆動における輝度半減
期６２０ｈｒであったが、同様な素子を５個平行して点
灯試験をおこなったところ、輝度半減期には３個の素子
において、非発光部を生じ、発光層面と透明導電性フィ
ルム面との剥離が認められた。

【００２８】比較例２ 透明導電性フィルムとしてポリエチレンテレフタレート
上に酸化インジウムと酸化スズの混合物を蒸着積層して
なるフィルム（エレクリスタ３００Ｃ、日東電工社製）
を使用した以外は、実施例と同様にして分散型電場発光
素子を作製した。この素子は、１００Ｖ／４００Ｈｚ駆
動にて６９ｃｄ／ｍ^２を与えたが、５０℃×９０％ＲＨ
雰囲気下１００Ｖ／４００Ｈｚ駆動における輝度半減期
は３８０ｈｒであった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも片方が透明導電性フィルムであ
   る一対の電極間に、電場発光性蛍光体を含む発光層を少
   なくとも有する素子本体を防湿フィルムで封止した分散
   型電場発光素子において、上記透明導電性フィルムが、
   透明性を有する合成樹脂フィルムの片面にガラス薄膜お
   よび透明導電性を有する薄膜を積層し、更に導電性薄膜
   上にシアノエチル基含有高分子の薄膜層を形成してなる
   ことを特徴とする分散型電場発光素子。