JPH08171988A - エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】十分な耐水性と耐候性とを兼ね備え、しかも製
造が容易であるエレクトロルミネッセンス素子を提供す
る。 【構成】ガラス基板２上に、透明電極層３、発光層４、
絶縁反射層５および背面電極層６が積層されているとと
もに、これらの積層体を覆うようにして、背面保護フィ
ルム８がホットメルト接着剤層７を介してこれら積層体
およびガラス基板１に接着されている。すなわち、ホッ
トメルト接着剤層７および背面保護フィルム８により、
透明電極層３から背面電極層６までの積層体がガラス基
板２上にラミネートされている。その場合、ホットメル
ト接着剤層７は、ＳＥＰＳ系の合成ゴムまたはＳＥＢＳ
系の合成ゴムを主材とするホットメルト接着剤により構
成されている。ＳＥＰＳ系の合成ゴムまたはＳＥＢＳ系
の合成ゴムにより、ＥＬ素子１は耐水性および耐候性に
優れたものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、交流電界を印加される
ことにより発光するエレクトロルミネッセンス（以下、
ＥＬともいう）素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＥＬ素子は、光の出てくる前面
の透明電極と、この透明電極に対向する背面電極と、こ
れらの両電極の間に配設された発光層および絶縁反射層
とから面発光体として形成されている。そして、ＥＬ素
子は、両電極間に交流電界が印加されることにより発光
層が発光し、その光が直接および絶縁反射層で反射し透
明電極を通して外に放射するようになっている。現在、
このようなＥＬ素子は、例えば液晶表示装置のバックラ
イト、照明、光による表示素子、屋内および屋外の光に
よる案内表示板等の光を用いるものに種々用いられてい
る。

【０００３】このようなＥＬ素子の一例として、特開昭
６２ー１８８１９７号公報に開示されたＥＬ素子があ
り、この公報に開示されているようにＥＬ素子は、主に
ガラス基板タイプとフィルム基板タイプとがある。図２
は、この公報のガラス基板タイプのＥＬ素子を示す断面
図であり、図３は、この公報のフィルム基板タイプのＥ
Ｌ素子を示す断面図である。

【０００４】図２に示すように、ガラス基板タイプのＥ
Ｌ素子２１は、ガラス基板である強化板ガラス２２上に
透明電極フィルム２３、発光素子２４、絶縁フィルム２
５、アルミ電極２６、および背面の保護フィルム２７を
重ね、中間膜２８によりこれらをラミネートしたもので
ある。

【０００５】また図３に示すように、フィルム基板タイ
プのＥＬ素子２９は、前述のガラス基板タイプのＥＬ素
子２１における強化板ガラス２２に代えて、フィルム基
板３０を用いて形成され、他の構成は前述のガラス基板
タイプのＥＬ素子２１とほぼ同じである。このフィルム
基板３０はクリヤーＰＶＦ（ポリフッ化ビニール・フィ
ルム）から形成されており、これによりＥＬ素子２９は
フレキシブルなものにされている。

【０００６】これらの図２および図３に示す各ＥＬ素子
２１,２９においては、その中間層２８を構成するラミ
ネート剤としてエチレン・ビニール・アセテート（以
下、ＥＶＡともいう）が用いられている。このＥＶＡに
より発光素子３の吸湿が阻止されているとともに、紫外
線が阻止されている。

【０００７】このＥＶＡ以外に、ラミネート剤として
は、ポリアミド系、アクリル系、ウレタン系、エポキシ
系、ナイロン系、オレフィン系等の接着剤、およびニト
リルゴム、クロロプレンゴム等の合成ゴム系の高分子物
質が用いられている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＥＬ素子
は、その用途によっては屋外で使用される場合が多々あ
る。ＥＬ素子が屋外で使用されるときは、ＥＬ素子は雨
や太陽光の紫外線に頻繁に曝されるようになるが、この
ためこれらの雨や紫外線に影響されることなく劣化がで
きるだけ起こり難いようにしなければならないという厳
しい条件を強いられる。

【０００９】そこで、これらの雨や紫外線からＥＬ素子
の発光素子を保護しなければならないが、そのために
は、ＥＬ素子は耐水性と耐候（光）性の両方を兼ね備え
ている必要がある。

【００１０】しかしながら、ＥＶＡ系の接着剤は前述の
ようにある程度の耐水性があるとはいっても分子中にカ
ルボキシル基のような親水基をもっていることから予想
されるように、ＥＬ素子が厳しい条件を強いられる屋外
で使用された場合には耐水性が充分でなく、屋外で使用
されるＥＬ素子の発光素子を水に対して十分に保護する
ことができないという問題がある。また、ポリアミド
系、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系、ナイロン
系、オレフィン系等の接着剤も、ほぼ同様にＥＬ素子が
屋外で使用された場合に求められる吸湿阻止性能に対し
ては十分ではない。

【００１１】更に、ＥＶＡ系の接着剤は滑りやすいた
め、強化板ガラス２２および保護フィルム２７と透明電
極フィルム２３、発光素子２４、絶縁フィルム２５およ
びアルミ電極２６との間の位置合わせが難しく、製造作
業が比較的困難なものとなっている。

【００１２】一方、前述の合成ゴム系の高分子物質は、
比較的良好な耐水性を有していてＥＬ素子が屋外で使用
された場合に水に対して確実に保護することができる
が、十分な耐候性を有していなく、屋外で使用されるＥ
Ｌ素子の発光素子を紫外線に対して十分に保護すること
ができないという問題がある。このように、従来のＥＬ
素子は耐水性と耐候性とを十分に兼ね備えていなく、屋
外で使用するには難があった。

【００１３】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、十分な耐水性と耐候性と
を兼ね備え、しかも製造が容易であるエレクトロルミネ
ッセンス素子を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、請求項１の発明は、透明な基板上に積層された透
明電極層と、この透明電極層の上に積層された発光体層
と、この発光体層の上に積層された絶縁反射層と、この
絶縁反射層の上に積層された背面電極層とからなる積層
体の背面電極側を覆うように、ＳＥＰＳ（スチレン・エ
チレン・プロピレン・スチレンのブロック共重合体）系
の合成ゴムまたはＳＥＢＳ（スチレン・エチレン・ブチ
レン・スチレンのブロック共重合体）系の合成ゴムを主
材とした接着剤層を介して不透湿性の背面保護フィルム
をラミネートすることを特徴としている。

【００１５】また請求項２の発明は、前記基板がガラス
基板であることを特徴としている。更に請求項３の発明
は、前記基板がフィルム基板であることを特徴としてい
る。

【００１６】

【作用】このような構成をした本発明のエレクトロルミ
ネッセンス素子においては、エレクトロルミネッセンス
素子の発光層が、ＳＥＰＳ系の合成ゴムまたはＳＥＢＳ
系の合成ゴムを主材とした接着剤層によりラミネートさ
れることになる。これらのＳＥＰＳ系の合成ゴムまたは
ＳＥＢＳ系の合成ゴムは、従来用いられているＥＶＡ等
に存在するカルボキシル基のような親水性のある基も、
合成ゴム系のように分子中に二重結合も有していない。
したがって、ＳＥＰＳ系の合成ゴムまたはＳＥＢＳ系の
合成ゴムを主材とする接着剤層は、従来のものに比し、
耐水性および耐候性が非常に優れたものとなっている。
これにより、本発明のＥＬ素子は厳しい条件を強いられ
る屋外で使用されても、発光層が雨や紫外線から確実に
保護されるようになる。

【００１７】また、ＳＥＰＳ系の合成ゴムまたはＳＥＢ
Ｓ系の合成ゴムは比較的滑り難く、したがって各層間の
位置合わせが容易となり、ＥＬ素子をより一層容易に製
造できるようになる。

【００１８】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明に係るエレクトロルミネッセンス素子
のガラス基板タイプの一実施例を示す断面図である。

【００１９】図１に示すように、本実施例のガラス基板
タイプのＥＬ素子１においては、ガラス基板２の一面上
に酸化錫ＳｎＯ₂またはインジウム・錫酸化物ＩＴＯの
透明導電膜からなる透明電極層３が形成されており、こ
の透明電極層３の上面には、発光層４が形成されてい
る。この発光層４は、高誘電率の高分子物質をジメチル
・フオルム・アミド、メチルピロリドンあるいはプロリ
レンカーボネート等の溶剤に溶かした溶液を形成すると
ともにこの溶液に硫化亜鉛系の蛍光体を分散させてイン
キを形成し、更にこのインキを透明電極層３の上面に印
刷塗布し、その後充分乾燥させることにより形成されて
いる。

【００２０】発光層４の上面には絶縁反射層５が形成さ
れており、この絶縁反射層５は、高誘電率の高分子溶液
中にチタン酸バリウム、酸化チタン等の高誘電率で隠蔽
力の大きな白色粉末を分散させてインキを形成するとと
もに、このインキを発光体４の上面に印刷塗布し、その
後充分乾燥させることにより形成されている。更に、こ
の絶縁反射層５の上面に背面電極層６が形成されてい
る。そして、ホットメルト接着剤層７により、このよう
にガラス基板２上に形成された透明電極層３から背面電
極層６までの積層体を覆うようにして、背面保護フィル
ム８がこれら積層体およびガラス基板１に接着されてい
る。これらのホットメルト接着剤層７および背面保護フ
ィルム８は、ＳＥＰＳ（スチレン・エチレン・プロピレ
ン・スチレンのブロック共重合体）系の合成ゴムまたは
ＳＥＢＳ（スチレン・エチレン・ブチレン・スチレンの
ブロック共重合体）系の合成ゴムを主材とするホットメ
ルト接着剤が塗布された、例えばアルミ箔を含む複合フ
ィルムを、前述の積層体を覆うように当てがった状態
で、加熱圧着することにより設けられている。なお、図
中９、１０はそれぞれ透明電極層３および背面電極層６
に外部から交流電界を与えるためのリード線である。

【００２１】このようにして、ホットメルト接着剤層７
および背面保護フィルム８により、透明電極層３から背
面電極層６までの積層体がガラス基板２上にラミネート
されたガラス基板タイプのＥＬ素子１が構成されてい
る。

【００２２】このように構成されたＥＬ素子１は、リー
ド線９,１０を介して透明電極層３および背面電極層６
間に交流電界が印加されることにより、発光層４が光を
発し、この光が透明電極層３およびガラス基板１を通し
て外に放射される。

【００２３】ところで、ホットメルト接着剤層７に用い
られているＳＥＰＳ系の合成ゴムまたはＳＥＢＳ系の合
成ゴムは、ＥＶＡに存在するカルボキシル基のような親
水性のある基も、前述のゴム系のように分子中に二重結
合もない。したがって、ＳＥＰＳ系の合成ゴムまたはＳ
ＥＢＳ系の合成ゴムを主材とするホットメルト接着剤層
７は、従来のものに比し、耐水性および耐候性が非常に
優れたものとなっている。これにより、本実施例のＥＬ
素子１は前述の厳しい条件を強いられる屋外で使用され
ても、発光層４が雨や紫外線から確実に保護されるよう
になる。

【００２４】実際に、本実施例のＳＥＢＳ系合成ゴムを
使用したＥＬ素子、従来のＥＶＡ系樹脂を使用したＥＬ
素子、従来のニトリルゴム系合成ゴムを使用したＥＬ素
子を用いて屋外暴露テストを行い、その結果を表１に示
す。

【００２５】テストに使用したＥＬ素子のテストピース
は、図１に示すものと同様の積層構造にされて、次のよ
うにして作製した。まず、SnO₂の透明電極膜が形成され
た140mm×20mm×2mmのガラス基板および誘電率の高い樹
脂であるシアノエチールプルランをプロピレンカーボネ
ートに溶かした樹脂溶液にZnS系発光体を分散したイン
キを準備し、ガラス基板の透明電極膜上に、このインキ
を印刷塗布するとともに乾燥させることにより、発光層
を形成した。次に、前述と同様の樹脂溶液にチタン酸バ
リウムまたは酸化チタンを分散したインキを準備し、こ
のインキを発光層の上に印刷塗布するとともに乾燥させ
ることにより、絶縁反射層を形成した。次いで、この絶
縁反射層の上に導電性のインキを印刷塗布するとともに
乾燥硬化させることにより、背面電極層を形成した。次
いで、PET/ALフォイル/PETの複合フィルムにSEBS系合成
ゴムを主材としたホットメルト接着剤を準備し、このホ
ットメルト接着剤を約50μmの厚みに塗布し、接着剤付
き背面保護フィルムを形成した。次に、この接着剤付き
背面保護フィルムを、ガラス基板の背面電極層側に当
て、真空ラミネータで加熱、圧着した。最後に、できあ
がったものの電極層にそれぞれリード線を接続するとと
もに、この接続部分をＵＶ硬化型樹脂で防水処理するこ
とにより、本発明のＳＥＢＳを用いたＥＬ素子のテスト
ピースを作製した。

【００２６】また、このテストピースのＳＥＢＳ系接着
剤の効果を比較するために、従来のＥＶＡ系接着剤およ
びニトリルゴム系接着剤を用いたＥＬ素子のテストピー
スを作製した。その場合、前述のホットメルト接着剤の
ＳＥＢＳに代えて、ＥＶＡ系接着剤およびニトリルゴム
系接着剤を同様の複合フィルム上に形成した接着剤付き
背面保護フィルムを準備した。なお、これらの従来のＥ
ＶＡ系接着剤およびニトリルゴム系接着剤を用いたＥＬ
素子のテストピースの他の構造は、本発明のＳＥＢＳを
用いたＥＬ素子のテストピースのそれと同じである。

【００２７】また、テスト方法は、屋外暴露試験場所に
設置した架台上に、テストピースを日光がよく当たるよ
うに約４５度に傾斜させてセットした。なお、ＥＬ素子
を劣化進行が速い点灯した状態で暴露して、テストを行
った。

【００２８】更に、テスト結果の判定方法は、次の３つ
の方法を用い、それらの総合判断によりテスト結果を判
定した。すなわち、 (1) 外観変化による劣化状況の判定、 (2) 水分による変化に基づく劣化状況の判定…ＥＬ素子
周辺より水分が侵入しこれが発光面に達すると、発光面
のその部分で黒変あるいは黒褐変が始まるので、この変
色開始時点で比較した（水分が発光面に達するまでは、
水分侵入は外観からほとんど判定がつかない）、 (3) 紫外線による変化に基づく劣化状況の判定…水分お
よび／または酸素との相乗作用により紫外線の劣化が起
きると考えられるが、まず、素子の最外周の接着部分が
表出している断面（空気との接触部）において、例えば
ニトリルゴム接着剤の場合は褐色に変化し、これが次第
に進行して、発光面に変色が始まるので、この変色開始
時点で比較した。

【００２９】

【表１】

【００３０】表１から明らかなように、従来のＥＶＡ系
樹脂を使用したＥＬ素子は、３０日間の暴露の結果、素
子周辺より水分による劣化が開始され、また従来のニト
リルゴム系合成ゴムを使用したＥＬ素子は、９０日間の
暴露の結果、素子周辺より紫外線および酸素によると考
えられる劣化が開始されることがわかる。これに対して
本実施例のＳＥＢＳ系合成ゴムを使用したＥＬ素子は、
２１０日間の暴露の結果何ら異常が認められなかった。

【００３１】このように、本実施例のガラス基板タイプ
のＥＬ素子１は耐水性および耐候性が従来に比べてはる
かに優れており、屋外で使用されても劣化し難く、屋外
での使用に充分に対応できるものであることがわかる。

【００３２】なお、前述の実施例では、本発明をガラス
基板タイプのＥＬ素子１に適用した場合について説明し
ているが、本発明は、ガラス基板に代えて例えばポリエ
ステル等の透明なフィルム基板を用いたフィルム基板タ
イプのＥＬ素子にも適用できることは言うまでもない
が、この場合はポリエステルフィルム等のフィルム基板
からの吸湿を防ぐために、このフィルム基板上に吸湿性
の少ないフッ素樹脂フィルム（ＰＣＴＦＥ）を積層する
ことが必要となる。このフィルム基板タイプのＥＬ素子
も、前述のガラス基板タイプのＥＬ素子と同様の作用効
果を奏する。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係るエレクトロルミネッセンス素子によれば、エレク
トロルミネッセンス素子の発光層を、ＳＥＰＳ系の合成
ゴムまたはＳＥＢＳ系の合成ゴムを主材とした接着剤層
によりラミネートしているので、ＥＬ素子は耐水性およ
び耐候性に非常に優れている。これにより、本発明のＥ
Ｌ素子は厳しい条件を強いられる屋外で使用されても、
発光層を雨や紫外線から確実に保護することができるよ
うになる。

【００３４】また、ＳＥＰＳ系の合成ゴムまたはＳＥＢ
Ｓ系の合成ゴムを用いることにより、各層間の位置合わ
せを容易にしているので、ＥＬ素子の製造がより一層容
易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るエレクトロルミネッセンス素子
のガラス基板タイプの一実施例を示す断面図である。

【図２】 従来のガラス基板タイプのエレクトロルミネ
ッセンス素子の一例を示す断面図である。

【図３】 従来のフィルム基板タイプのエレクトロルミ
ネッセンス素子の一例を示す断面図である。

【符号の説明】

１…ガラス基板タイプのＥＬ素子、２…ガラス基板、３
…透明電極層、４…発光層、５…絶縁反射層、６…背面
電極層、７…ＳＥＰＳまたはＳＥＢＳ系合成ゴムを主材
としたホットメルト接着剤層、８…背面保護フィルム、
９,１０…リード線、２１,２９…ＥＬ素子、２２…強化
板ガラス、２３…透明電極フィルム、２４…発光素子、
２５…絶縁フィルム、２６…アルミ電極、２７…保護フ
ィルム、２８…中間膜、３０…フィルム基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上純一 山形県天童市大字久野本字日光1105番地 東北パイオニア株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明な基板上に積層された透明電極層
   と、この透明電極層の上に積層された発光体層と、この
   発光体層の上に積層された絶縁反射層と、この絶縁反射
   層の上に積層された背面電極層とからなる積層体の背面
   電極側を覆うように、ＳＥＰＳ（スチレン・エチレン・
   プロピレン・スチレンのブロック共重合体）系の合成ゴ
   ムまたはＳＥＢＳ（スチレン・エチレン・ブチレン・ス
   チレンのブロック共重合体）系の合成ゴムを主材とした
   接着剤層を介して不透湿性の背面保護フィルムをラミネ
   ートすることを特徴とするエレクトロルミネッセンス素
   子。
2. 【請求項２】 前記基板がガラス基板であることを特徴
   とする請求項１記載のエレクトロルミネッセンス素子。
3. 【請求項３】 前記基板がフィルム基板であることを特
   徴とする請求項１記載のエレクトロルミネッセンス素
   子。