JP2005302387A

JP2005302387A - 立体成形ｅｌシートおよびｅｌ一体樹脂成形品

Info

Publication number: JP2005302387A
Application number: JP2004113470A
Authority: JP
Inventors: Hisano Shoji; 寿乃小路
Original assignee: Polymatech Co Ltd
Current assignee: Polymatech Co Ltd
Priority date: 2004-04-07
Filing date: 2004-04-07
Publication date: 2005-10-27

Abstract

【課題】層間剥離や層の破断を生じさせずに立体的に成形されたＥＬシートを提供すること。
【解決手段】ＥＬシートは立体的に成形された立体成形部を有し、その立体成形部にＥＬ発光部１が形成されている。ＥＬ発光部１を構成する各層のうち、発光層７、誘電層８、背面電極層９、および絶縁層１１はポリカーボネート樹脂を主成分とするバインダを用いて形成されていることにより、ＥＬ発光部１の各層にクラックが存在することがない。
【選択図】図５

Description

本発明は、発光部品として使用されるＥＬ（エレクトロルミネッセンス）シートおよびＥＬ一体樹脂成形品に関し、より詳細にはＥＬ素子を含む部分が立体的に成形されているＥＬシートおよびＥＬ一体樹脂成形品に関する。

携帯用電子端末等の各種機器の表示画面、またはキーパッドなどの操作用部品にＥＬシートを設けて、これら表示画面および操作用部品を照明する方法が広く用いられている。従来のＥＬシートは、平坦な形状に形成されたＥＬ発光部からなる１つ以上の発光部を備えたシート状の発光部品である。このＥＬシートは、通常は表示画面の枠として、表示画面のバックライトとして、あるいは操作用部品のバックライトとして設けられる。表示画面や操作用部品の裏側に設けられたバックライトから放出された光はこれら部品を透過して視認される。

しかし、上記のように表示画面などの裏側にＥＬシートを設けた場合には、光が表面まで透過する間における、光強度の損失が大きい。従って発光部には、光の損失を補う十分な強度の光を発光する性能が必要であった。

一方、携帯電話および携帯用電子端末の普及に伴い、これら機器のデザインが多様化している。このため、従来は平面状に形成していた発光部品を、エンボス加工等によって立体的に形成する必要が生じている。

そこで、電子機器等に使用される発光部品を立体的に形成する試みがなされている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のＥＬ発光部は、透明電極層、発光層、誘電層、背面電極層、および絶縁層を有する。ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）膜を透明電極層に使用すると、ＥＬシートの湾曲時にかかる負荷のよってＩＴＯ膜が破断されるという問題に鑑み、この文献では、ＩＴＯ膜の代わりに導電性粉末を有機高分子に分散させた透明電極層を用いたＥＬ素子を開示している。

さらに、特許文献２には、透明導電膜にポリチオフェン系導電性高分子を用い、立体的に成形したＥＬシートが開示されている。
特開２０００−２８５７６０特開２００４−６１０５

しかし、上記特許文献に記載のいずれのＥＬシートを製造した場合であっても、ＥＬシートの立体成形時におけるクラックおよび層間の剥離によってＥＬ素子が破損された。さらに、ＥＬ素子の破損は、ＥＬ素子を構成する各層の加工時の伸び、各層の間、およびＥＬ素子の層と基材との間の追従性、層の材料と基材の材料との間の適合性など、多数の要因によって生じることが判明した。ＥＬ発光部の立体成形に対するさらなる試験により、従来使用されていた高誘電率のシアノレジンやフッソ樹脂を、ＥＬ発光部を構成する発光層、誘電層など各層のバインダとして使用すると、ＥＬ発光部にクラックや層間剥離が生じやすいことが判明した。

そこで本発明の目的は、層間剥離や層の破断を生じさせずに立体成形がされたＥＬシートを提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果を記載する。
請求項１に係る発明は、基材２と、該基材２上に形成され、透明電極層５、発光層７、誘電層８、背面電極層９、および絶縁層１１を備えたＥＬ発光部とを有するＥＬシートにおいて、前記発光層７、誘電層８、背面電極層９、および絶縁層１１は、ポリカーボネート樹脂を主成分とするバインダを含有し、前記ＥＬシートはＥＬ発光部１を有する部分の少なくとも一部が立体的に成形されていることを要旨とする。

ＥＬシートとは、ＥＬ素子からなる１つ以上の発光部を備えたシート状の発光部品のことをいう。請求項１において、ＥＬシートは立体的に成形された立体成形部を少なくとも一部に有し、その立体成形部にＥＬ発光部１が形成されている。ＥＬ発光部１を構成する各層のうち、発光層７、誘電層８、背面電極層９、および絶縁層１１はポリカーボネート樹脂を主成分とするバインダを用いて形成されていることにより、そのＥＬ発光部１には層のクラックが生じない。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のＥＬシートにおいて、ＥＬ発光部１が、バインダを含有する透明電極補償電極層６および背面電極補償電極層１１をさらに備えることを要旨とする。ＥＬ発光部１の均一な発光を可能とするために補償電極層が設けられる。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載のＥＬシートにおいて、前記ポリカーボネート樹脂が、下記式（Ｉ）

式中、Ｒ^１，Ｒ^２は相互に独立して水素、ハロゲン、Ｃ_１〜Ｃ_８アルキル、Ｃ_５〜Ｃ_６シクロアルキル、Ｃ_６〜Ｃ_１０アリールアルキルを表し、ｍは４〜７の整数であり、Ｒ^３，Ｒ^４は各Ｘに対して個々に選択可能であり、かつ相互に独立して水素またはＣ_１〜Ｃ_６アルキルを表し、Ｘは少なくとも１個の炭素原子を表し、Ｒ^３，Ｒ^４は共にアルキルである、二官能性カーボネート構造単位を含む芳香族カーボネートである
１，１−シクロアルキル骨格、または下記式（ＩＩＩ）

式中、Ｒ^１，Ｒ^２は各々独立してアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリール置換アルケニル基、及び縮合多環式炭化水素基から選ばれる一価の置換基を示し、ｙ／（ｘ＋ｙ）＝５〜７０重量％であり、ｌは１〜１０の整数、ｍは１〜５０の整数を示す
ポリオルガノシロキサン骨格を分子鎖に備える、ことを要旨とする。立体成形に好適なポリカーボネート樹脂をバインダに使用することによって、立体成形後においても層にクラックを生じないＥＬ発光部１が製造される。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに記載のＥＬシートにおいて、前記ＥＬシートは標識を表示するために基材２に印刷された着色層３をさらに有し、前記ＥＬ発光部１が前記基材２上に積層されることによって、前記標識が前記ＥＬ発光部１を介して視認されることを要旨とする。ＥＬシートに文字、図形を施したり、着色をするための着色層３を、ＥＬ発光部１と基材２との間に設ける。着色層３の標識は、ＥＬ発光部１によって照明されて、視認することができる。

請求項５に係る発明は、ＥＬシートと樹脂成形体とを一体に成形したＥＬ一体成形品であって、前記ＥＬシートは、基材と、その基材に形成されたＥＬ発光部とを有し、かつ、そのＥＬシートの一部が立体的に成形され、前記ＥＬ発光部は、透明電極層、発光層、誘電層、背面電極層、および絶縁層を備え、前記発光層、誘電層、背面電極層、および絶縁層はポリカーボネート樹脂を主成分とするバインダを含有しているＥＬ一体成形品を要旨とする。ＥＬシートにさらに樹脂成形体４が一体成形された、キートップなどのＥＬ一体樹脂成形品を得ることができる。

請求項６に係る発明は、請求項５に記載のＥＬ一体樹脂成形品において、前記ＥＬ発光部は、前記バインダを含有する透明電極補償電極層および背面電極補償電極層をさらに備えることを要旨とする。ＥＬ発光部１の均一な発光を可能とさせるために補償電極層が設けられる。

請求項７に係る発明は、請求項５または６に記載のＥＬ一体樹脂成形品において、前記ポリカーボネート樹脂は、下記式（Ｉ）

式中、Ｒ^１，Ｒ^２は相互に独立して水素、ハロゲン、Ｃ_１〜Ｃ_８アルキル、Ｃ_５〜Ｃ_６シクロアルキル、Ｃ_６〜Ｃ_１０アリールアルキルを表し、ｍは４〜７の整数であり、Ｒ^３，Ｒ^４は各Ｘに対して個々に選択可能であり、かつ相互に独立して水素またはＣ_１〜Ｃ_６アルキルを表し、Ｘは少なくとも１個の炭素原子を表し、Ｒ^３，Ｒ^４は共にアルキルである、二官能性カーボネート構造単位を含む芳香族カーボネートである
１，１−シクロアルキル骨格または下記式（ＩＩＩ）

式中、Ｒ^１，Ｒ^２は各々独立してアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリール置換アルケニル基、及び縮合多環式炭化水素基から選ばれる一価の置換基を示し、ｙ／（ｘ＋ｙ）＝５〜７０重量％であり、ｌは１〜１０の整数、ｍは１〜５０の整数を示す
ポリオルガノシロキサン骨格を分子鎖に備え、ことを要旨とする。立体成形に好適なポリカーボネート樹脂をバインダに使用することによって、立体成形後においても層にクラックを生じないＥＬ発光部１が製造される。

請求項８に係る発明は、請求項５〜７のいずれかに記載のＥＬ一体樹脂成形品において、前記ＥＬシートは、標識を表示するために基材に印刷された着色層３をさらに有し、前記ＥＬ発光部が前記基材上に積層されることによって、前記標識が前記ＥＬ発光部を介して視認されることを要旨とする。

本発明の三次元成形ＥＬシートおよびＥＬ一体樹脂成形品により、例えば電子機器の筐体やカバー部品、キートップ等の立体的に成形された樹脂部品の表層に沿って、発光部を設けることが可能となる。

以下、この発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。
図１にＥＬ発光部１を表面に有するＥＬシートの斜視図を示す。図１の実施形態では、ＥＬシートの一部に立体的に成形された操作ボタンが設けられている。

本実施形態の立体成形ＥＬシートは、図２に示すように、基材２にポリカーボネート樹脂を主成分とするＥＬ発光部１を積層した状態で、この基材２を立体的に成形したものである。

より詳細には、まず光透過性の樹脂フィルムなどからなる基材２にスクリーン印刷などの印刷にて、図５に示される透明電極層５、透明電極補償電極層６、発光層７、誘電層８、背面電極層９、背面電極補償電極層１０、絶縁層１１を順次形成する。それによって、基材２上にＥＬ発光部１が形成される。その後、この基材２を三次元形状に成形することによって立体形状のＥＬシートが製造される。立体成形加工としては、真空成形加工、プレス成形加工、ハイドロフォーミング成形加工等を用いることができる。図３（ｂ）に示すように、透明電極層５を形成する前に、文字や図形等を表示する着色層３をスクリーン印刷にて形成し、下方のＥＬ発光部１によって着色層３を照明するようにしてもよい。

図４，５には、キートップなどの樹脂成形体４を三次元成形ＥＬシートの裏面側に射出成形等により一体形成して、ＥＬ一体樹脂成形品を製造した実施の形態を示している。樹脂成形体４は、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ＡＢＳ樹脂等の熱可塑性樹脂や、スチレン系、オレフィン系、ポリエステル系、ウレタン系等の熱可塑性エラストマーを用いることができる。

図２に示すＥＬ発光部１は、基材２上に形成された後、基材２とともに立体形状に成形されるが、湾曲部または屈曲部においても破断や基材２からの剥離を生じていない。従って、立体形成されたＥＬ発光部１からも良好な発光を得ることができる。

このような立体形状は、基材２として加工性の良好な材料を使用するとともに、ＥＬ発光部１にも基材２に対する追従性や、柔軟性に優れた材料を使用することによって、得ることができる。さらに、基材２とＥＬ発光部１との間の剥離を生じないためには、これら材料の間で適合性があることも重要である。

加工性が良好な基材２として、好適には柔軟性に優れたポリカーボネート系フィルムを用いる。ポリカーボネート系材料の例には、ポリカーボネートのみからなる材料、ポリカーボネートとポリブチレンテレフタレートとのアロイからなる材料、ポリカーボネートとポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とのアロイからなる材料、およびポリカーボネートとアクリロニトリル・ブタジエンスチレン（ＡＢＳ）とのアロイからなる材料などが挙げられる。これらのうち、ＰＥＴとのアロイを延伸したシートでは屈曲疲労性が低下するので、ＰＥＴとのアロイを使用する場合には延伸していない材料を使用することが望ましい。また、ＡＢＳとのアロイは、成形後の基材２に傷がつき易いとの短所を有する。従って、ポリカーボネートのみからなる材料、およびポリカーボネートとポリブチレンテレフタレートとのアロイからなる材料がより好適である。

図２に示す基材２は透光性の樹脂フィルムであり、無色であっても、着色されていてもよく、また、透明でも半透明であってもよい。フィルムの厚さは特に限定しないが、５０〜２００μｍのものが好適である。

次にＥＬ発光部１の構造を詳細に説明する。図５に示すように、ＥＬ発光部１は、透明電極層５、発光層７、誘電層８、背面電極層９、および絶縁層１１を積層して備える。ＥＬ発光部１での発光を全体に亙って均一にするために、さらに透明電極補償電極層６および背面電極補償電極層１０を有していてもよい。

本発明ではＥＬ発光部１は基材２に対して良好な追従性を有するとともに、ＥＬ発光部１を構成する各層の間でも層間剥離や破断を生じさせないために互いに適合性の良好な材料を用いている。また、ＥＬ発光部１を構成する各層についてもそれぞれ柔軟に成形し得るように、加工性に優れた材料を使用している。

透明電極層５には、ポリチオフェン系導電性高分子を用いることが好ましい。例えば、３，４−ポリアルキレンジオキシチオフェンが挙げられるが、中でも低抵抗であり、透明性に優れた３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン( ＰＥＤＯＴ) が最適である。ポリチオフェン系導電性高分子はポリスチレンスルホン酸溶液として印刷や塗装による塗膜形成が可能である。

透明電極層５に積層される発光層７、誘電層８、背面電極層９、絶縁層１１、および補償電極層６，１０は、バインダ中にそれぞれの層の機能を生じさせる粒子を混合することによって形成されている。各層のバインダは同一であっても異なるものであってもよいが、それぞれの材料の適合性や追従性の観点から、同一のバインダを使用することが望ましい。

本発明は、バインダに、柔軟性に優れたポリカーボネート樹脂を使用することを特徴とする。これは、ポリカーボネート樹脂は、三次元成形のためにガラス転移点以上まで加熱したときの伸びが良好であり、加工性が良好なポリカーボネート基材に対する追従性が良好であるためである。

従来は、ＥＬ素子の輝度を高くするため、誘電率の高いシアノレジンやフッソ樹脂をバインダとして使用していた。ポリカーボネート樹脂はこれら従来のバインダと比較すると
誘電率が１／５程度しか有さず、このように低い誘電率の材料を使用した場合にはＥＬ素子の輝度を低下させるため、ＥＬ素子のバインダとして使用されていなかった。しかし、本発明では立体成形を行うため、ポリカーボネート樹脂の良好な加工性に着眼して、バインダとして使用した。その結果、層間剥離やクラックが生じない立体成形を実現した。さらに、発光面を立体形状にすることによって表示面の最表面に発光層を設けることが可能となるため、ＥＬ発光部１の輝度が多少低下してもＥＬシートとしての機能に悪影響は与えないとの知見を得た。また、バインダにポリカーボネート樹脂を使用したＥＬ素子の寿命は従来のシアノレジンやフッソ樹脂をバインダとするＥＬ素子の寿命とほぼ同程度であることが判明した。

本発明に使用する三次元成形が可能なポリカーボネート樹脂を以下に詳細に説明する。まず、ポリカーボネート樹脂は、ＥＬ素子を印刷にて形成する際のインクとして使用され得る骨格を有する、即ちトルエンやシクロヘキサノンなど一般にインクに使用されている溶剤への溶解性を良好とするような骨格を有することが必要である。従って、例えばビスフェノール−Ａ型ポリカーボネート樹脂など、溶剤に溶解しないか、或いは通常インク用溶剤として使用されない塩化メチレンなどのみに溶解する材料は、本発明に使用することができない。インク用溶剤への溶解性が良好であるとは、インク用溶剤に溶解し、溶解したときにゲル化および結晶化のうちのいずれも生じないことをいう。

本発明に使用するためのさらなる要件は、インク用樹脂の熱変形温度（又はガラス転移点Ｔｇ）が適切な温度範囲にあることである。熱変形温度が高い場合には、成形温度がこの熱変形温度を超える高温になる。さらに、基材の熱変形温度よりも高い熱変形温度を有するポリカーボネート樹脂では、基材を変形させうる温度での加熱によっては柔軟とならず、ＥＬ素子の破断の原因となる。

特定の用途ではさらに、製造されたインク用樹脂の弾性率が所望の範囲にあることを考慮すべきである。これは、樹脂の弾性率が高すぎると、操作ボタンなどある種の用途では、入力操作時の荷重が大きくなるという問題が生じる。

以上を勘案すると、ポリカーボネート樹脂としては、例えば式（Ｉ）に示す、２つのフェニル基間に存在する炭素がシクロアルキル基を有する樹脂を使用することができる。１，１−シクロアルキル骨格を分子鎖内に有し、少なくとも１０，０００重量平均分子量を有するポリカーボネート樹脂を使用することが望ましい。化学式（Ｉ）に示す構造の樹脂は、トルエンやシクロヘキサノンなどに溶解し、かつゲル化および結晶化しない。

上記式（Ｉ）中、Ｒ^１，Ｒ^２は相互に独立して水素、ハロゲン、Ｃ_１〜Ｃ_８アルキル、Ｃ_５〜Ｃ_６シクロアルキル、Ｃ_６〜Ｃ_１０アリールアルキルを表し、ｍは４〜７の整数であり、Ｒ^３，Ｒ^４は各Ｘに対して個々に選択可能であり、かつ相互に独立して水素またはＣ_１〜Ｃ_６アルキルを表し、Ｘは少なくとも１個の炭素原子を表し、Ｒ^３，Ｒ^４は共にアルキルである、二官能性カーボネート構造単位を含む芳香族カーボネートである。

一方、化学式（Ｉ）においてＲ^１〜Ｒ^４が水素、かつＸ＝６の場合、つまりシクロヘキシル基を有するポリカーボネート樹脂は、トルエンなどに対して高い溶解性を有するが、ガラス転移点が非常に高く、１７０℃を越えるため、成形温度が高くなる。従って、基材にポリカーボネート樹脂や、ポリカーボネート／ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート／ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート／ＡＢＳ樹脂などのアロイフィルムを使用する場合には、これらの材料の熱変形温度が１０５℃〜１３５℃であるため、基材の熱変形温度で成形を行うと、ＥＬ素子に破断が生じる。さらに、製造された樹脂の弾性率が非常に高く（４．９×１０^９Ｐａ）、フィルムキーシートユニットとして使用する場合、上述したように入力操作時の荷重が重くなる。

また、バインダとしては、化学式（Ｉ）のような構造を有する単量体と、樹脂の熱変形温度や弾性率の低下のために加えられる、ビスフェノール型ポリカーボネートやポリオルガノジメチルシロキサンなどの他の単量体とを共重合させた共重合体を使用することも可能である。ビスフェノール型ポリカーボネートやポリオルガノジメチルシロキサンを含む骨格を使用することによって、樹脂の熱変形温度や弾性率の低下が可能となる。弾性率のみを低下させるのであれば、ゴム成分を加えることによって比較的容易に樹脂の性質を改善することが可能である。

より詳細には、式（ＩＩ）の１，１−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンとビスフェノールＡとの共重合体などを使用してもよい。

また、１，１−シクロアルキル骨格を有する樹脂の代わりに、式（ＩＩＩ）のようなポリオルガノシロキサン骨格を有するポリカーボネート樹脂を用いることもできる。

式中、Ｒ^２，Ｒ^３は各々独立してアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリール置換アルケニル基及び縮合多環式炭化水素基から選ばれる一価の置換基を示し、ｙ／（ｘ＋ｙ）＝５〜７０重量％であり、ｌは１〜１０の整数、ｍは１〜５０の整数を示す。

本発明に使用可能なポリカーボネート樹脂とその他のポリカーボネート樹脂の特性について比較した表を示す。

表１において、共重合体１〜５はそれぞれ以下の骨格を有する。

共重合体１

共重合体２

共重合体３

式中、Ｒ^１，Ｒ^２，Ｒ^３は各々独立してアルキル基、アルコシキ基、アリール基、アリール置換アルケニル及び縮合多環式炭化水素基から選ばれる一価の置換基を示し、（ｙ＋ｚ）／（ｘ＋ｙ＋ｚ）＝５〜７０重量％であり、ｌは１〜１０の整数、ｍは１〜５０の整数、ｎは０〜４の整数である。

共重合体４

式中、ｍ，ｎはそれぞれ整数である。

共重合体５

上記のようなバインダを使用して形成された、発光層７、誘電層８、背面電極層９、絶縁層１１、および補償電極層６，１０の構成をより詳細に説明する。

発光層７は、バインダ中にＺｎＳ系蛍光体粉末を含有する発光体インクを透明電極層５
上に印刷することによって形成する。蛍光体粉末の大きさは特に限定はしないが、好適には平均粒径２０μｍ〜３５μｍ程度である。蛍光体粉末の大きさが小さい方が大きなものに比べ輝度は高いが、輝度寿命が劣る。また、粒径がそろっている方がより高輝度となる。蛍光体粉末の充填量としては、バインダの種類により異なるがバインダの固形分に対して２倍〜３倍程度が好ましい。充填量が少なすぎるとバインダに対して発光体が少なくなってしまい発光ムラが生じる。また、充填量が多すぎると発光体同士が直接接触してしまい高電界を安定して印加することが難しくなる。

蛍光体ＺｎＳの発光色は、添加される付活剤元素の種類によって決定される。代表的な付活剤はＣｕとＣｌであり、Ｃｕをアクセプタ（Ａ）としＣｌをドナー（Ｄ）とするＤ−Ａペア間の再結合遷移に基づく青緑色の発光が得られる。ＣｕとＡｌを用いると緑色の発光が得られる。前記Ｃｕ、ＣｌにさらにＭｎを加えると、Ｄ−Ａペア間の遷移エネルギーがＭｎに伝達されてこれを励起し、Ｍｎ中心による橙黄色の発光が外部に取り出される。また、発光色の異なる蛍光体粒子を混合し発光層を形成することにより、外部に取り出される光の色調がそれらの混合色となる。例えば白色の発光は橙色、青緑色、青色の蛍光体を混合することによって得ることができる。

誘電層８は、バインダ中にチタン酸バリウムや酸化チタンなどの高誘電体を含有する誘電体インクを発光層７上に印刷によって塗布して形成する。誘電層８はＥＬ発光部１の安定性を確保するために重要な構成要素である。ＥＬ発光部１において絶縁破壊を生じさせることなく、発光層７にＥＬ発光のために必要な高電界を安定して印加するためには、誘電層８の材料は可能な限り高い絶縁破壊電界Ｅ_Ｂを有することが望ましい。高誘電体の粒径は、特に限定はしないが、好適には約１μｍである。高誘電体の粒径が大きい場合には印刷される誘電層８の膜厚が厚くなってしまい、小さすぎる場合には、粒子同士が凝集してしまい均一な塗膜を得ることが難しい。充填量は、バインダの種類により異なるがバインダの固形分に対して２倍〜３倍程度が好ましい。充填量が少なすぎると、誘電層８の誘電率が低くなり輝度が低下する。一方、充填量が多すぎると、粘度が高くなり良好な印刷が行えなくなる。

背面電極層９は、前述した透明電極層と同一の材料から形成してもよい。また、背面電極層９および補償電極層６，１０は、導電インクの印刷によって形成してもよい。このときの導電インクはバインダに導電性粉末を含有させて得られる。導電性粉末として、例えば、カーボンブラック粉などの非金属の粉末を用いることができる。また、金、銀、パラジウムなどの貴金属粉末、銅、ニッケルなどの卑金属粉末、あるいはこれらの金属からなる合金などの金属粉末を用いることができる。導電性粉末の平均粒径は、０．３〜１０μｍである必要がある。導電性粉末の平均粒径が１０μｍを超えると、導電性粉末を多量に含ませる必要が生じるため、導通不良を起こしやすくなり導電体として用いることが困難となる。導電性粉末の平均粒径が０．３μｍに満たない場合、粒子同士が凝集し易くなり、均一に印刷することが困難となる。導電性粉末は、例えば、機械粉砕法、アトマイズ法、還元法、電解法、気相法などによって形成される。導電性粉末の形状はどのような形状であってもよいが、アスペクト比が大きい燐片形状やフレーク形状の導電性粉末は、球状形状のものより配線形成時に低抵抗となるため好ましい。充填量としては、バインダの種類により異なるが、インク１００重量部に対して１００重量部〜３００重量部程度が好ましい。充填量が少なすぎると、高抵抗となり電極としての機能を示さなくなる。また、充填量が多すぎると、バインダ量が少なくなりすぎるため成型時に塗膜のクラックが起こる可能性がある。

上記の３つのインク、発光体インク、誘電体インク、および導電体インクにはシランカップリング剤などの添加剤を添加してもよい。シランカップリング剤は特に限定はしないが、一分子中に有機官能基と加水分解基を持っており、これにより無機物と有機樹脂を結
びつけることができ、上記のフィラーをバインダ中に安定して分散させることを可能にする分子である。

絶縁層１１は、補償電極層６，１０、発光層７、誘電層８、背面電極層９と同種のバインダを使用して形成する。その後の成型加工を良好にするためである。絶縁層は、バインダのみによって形成するか、又はこのバインダに絶縁性を付加するようなシリカ、アルミナ、アクリルビーズなどのフィラーを充填させて形成する。

上記各層の印刷法としては、スクリーン印刷が挙げられるが、その他の印刷法を用いてもよい。
上記のように形成するＥＬ発光部の膜厚は、透明電極層５、透明電極補償電極層６、発光層７、誘電層８、背面電極層９、背面電極補償電極層１０、絶縁層１１の総厚として、５〜２００μｍ、好適には５０〜１００μｍである。

ＥＬ発光部１は、立体成形体として形成されたＥＬシートに図３（ａ）に示すように部分的に形成しても、図３（ｂ）に示すように全体に形成してもよい。図３（ｂ）に示す例ではさらに、ＥＬ発光部１中に、あるいはＥＬ発光部１とは別に着色層３を設けている。着色層３は、成形体の一部または全体に、文字、図形、記号等を表示するため、或いは成形体を着色するために設けられている。着色層３は、透光性や遮光性の顔料インク、蛍光発色インク、パール顔料を含む光輝性顔料インク、染料インク等を用いて、印刷や塗装により形成する。また金属箔を積層して形成してもよい。

着色層３は、ＥＬ発光部１に重ねて形成するときは、遮光性のインクの層に文字等の絵柄の形状に応じて切り欠き部を設け、基材２側から見たときに切り欠き部から発光が視認される構造としてもよい。また、別の構造として、着色層３は、基材２の上に直接形成してもよい。基材２に絵柄の形状の着色層３を印刷した後、ＥＬ発光部１を設けることで、基材２から見たときに、全面が発光しているキー上に絵柄を載せたように視認される。さらに異なる構造として、ＥＬ発光部１と着色層３とを印刷によって形成した層をＥＬ発光部に設ける絵柄層としてもよい。この構造は、基材２上に着色層およびＥＬ層の両方を絵柄として印刷するものである。着色層３は、隣接して設けられるＥＬ発光部１との密着性を保つために、それらと密着性の良いポリカーボネート樹脂等の樹脂バインダを適宜選択すればよい。

以下に本発明のポリカーボネート樹脂を使用したＥＬ発光部１の実施例と、アクリル系樹脂を使用した比較例を記載する。

基材２としてポリカーボネートフィルムを用い、図３（ｂ）に示すように、基材２の裏面に、ポリカーボネートインクにて文字や図形等の着色層３をスクリーン印刷にて形成した。次に、着色層３を設けた樹脂フィルムの裏面に、スクリーン印刷にて図５に示す透明電極層５（ポリチオフェン系インク、日本アグファ製）、ポリカーボネート樹脂を主成分とする透明電極補償電極層６、発光層７、誘電層８、背面電極層９、背面電極補償電極層１０、絶縁層１１を順次形成し、ＥＬ発光部１を形成した。その後、プレス成形により三次元形状に成形を行った。

ＥＬ発光部１の成形性は良好であり、各層において破断は生じず、再現性よくＥＬ発光部１を形成することができた。

比較例

基材２としてポリカーボネート樹脂およびポリブチレンテレフタレート樹脂をアロイし
たフィルムを用い、フィルムの裏面にポリカーボネート樹脂を主成分とするインクにて文字や図形等を表示する着色層３をスクリーン印刷にて形成した。次に、着色層３を設けた基材２の樹脂フィルムの裏面に、ポリエステル系骨格を有したバインダに藤倉化成株式会社製ドータイトＦＡ−３１２を分散させた透明電極補償電極層６を印刷した。次に、スクリーン印刷にて透明電極層５（ＩＴＯ系インク、住友大阪セメント株式会社製）、発光層７（ドータイトＦＥＬ―１２５、藤倉化成株式会社製）、誘電層８（ドータイトＦＥＬ―６１５、藤倉化成株式会社製）、背面電極層９（ドータイトＦＥＣ―１９８、藤倉化成株式会社製）、背面電極補償電極層１０（ドータイトＦＡ―３１２、藤倉化成株式会社製）、絶縁層１１（ＸＢ―１０１Ｇ、藤倉化成株式会社製）を、順次形成し、ＥＬ発光部１を形成した。ここで、透明電極層５、発光層７、誘電層８、背面電極補償電極層１０、絶縁層１１のバインダとしてはフッソ系樹脂を使用した。その後、プレス成形により三次元形状に成形を行ったところ、主に着色層３から絶縁層１１の層においてインクが破断し、電源を接続しても再現性良くＥＬ表示層を発光させることはできなかった。

上記より、ポリカーボネート樹脂のバインダを使用した実施例では成形性が良好である一方、比較例では成形品に割れが発生した。ＥＬ発光部１から発光される光の輝度も実施例の方が良好だった。

立体成形ＥＬシートを示す斜視図。立体成形ＥＬシートの縦断面図。（ａ）立体成形ＥＬシートの縦断面図。（ｂ）立体成形ＥＬシートの縦断面図。ＥＬ一体樹脂成形品の縦断面図。ＥＬ発光部の層構成を示す縦断面図。

符号の説明

１…ＥＬ発光部、２…基材、３…着色層、４…樹脂成形体、５…透明電極層、６…透明電極補償電極層、７…発光層、８…誘電層、９…背面電極層、１０…背面電極補償電極層、１１…絶縁層。

Claims

基材と、該基材上に形成され、透明電極層、発光層、誘電層、背面電極層、および絶縁層を備えたＥＬ発光部とを有するＥＬシートにおいて、
前記発光層、誘電層、背面電極層、および絶縁層は、ポリカーボネート樹脂を主成分とするバインダを含有し、
前記ＥＬシートはＥＬ発光部を有する部分の少なくとも一部が立体的に成形されているＥＬシート。
前記ＥＬ発光部は、前記バインダを含有する透明電極補償電極層および背面電極補償電極層をさらに備える請求項１に記載のＥＬシート。
前記ポリカーボネート樹脂は、下記式（Ｉ）

ここで、Ｒ^１，Ｒ^２は相互に独立して水素、ハロゲン、Ｃ_１〜Ｃ_８アルキル、Ｃ_５〜Ｃ_６シクロアルキル、Ｃ_６〜Ｃ_１０アリールアルキルを表し、ｍは４〜７の整数であり、Ｒ^３，Ｒ^４は各Ｘに対して個々に選択可能であり、かつ相互に独立して水素またはＣ_１〜Ｃ_６アルキルを表し、Ｘは少なくとも１個の炭素原子を表し、Ｒ^３，Ｒ^４は共にアルキルである、二官能性カーボネート構造単位を含む芳香族カーボネートである１，１−シクロアルキル骨格
、または下記式（ＩＩＩ）

式中、Ｒ^１，Ｒ^２は各々独立してアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリール置換アルケニル基、及び縮合多環式炭化水素基から選ばれる一価の置換基を示し、ｙ／（ｘ＋ｙ）＝５〜７０重量％であり、ｌは１〜１０の整数、ｍは１〜５０の整数を示す
ポリオルガノシロキサン骨格を分子鎖に備える、請求項１または２に記載のＥＬシート。
前記ＥＬシートは標識を表示するために基材に印刷された着色層をさらに有し、前記ＥＬ発光部が前記基材上に積層されることによって、前記標識が前記ＥＬ発光部を介して視認される請求項１〜３のいずれか一項に記載のＥＬシート。
ＥＬシートと樹脂成形体とを一体に成形したＥＬ一体樹脂成形品であって、
前記ＥＬシートは、基材と、その基材に形成されたＥＬ発光部とを有し、かつ、そのＥＬシートの一部が立体的に成形され、前記ＥＬ発光部は、透明電極層、発光層、誘電層、背面電極層、および絶縁層を備え、前記発光層、誘電層、背面電極層、および絶縁層はポリカーボネート樹脂を主成分とするバインダを含有しているＥＬ一体樹脂成形品。
前記ＥＬ発光部は、前記バインダを含有する透明電極補償電極層および背面電極補償電極層をさらに備える請求項５に記載のＥＬ一体樹脂成形品。
前記ポリカーボネート樹脂は、下記式（Ｉ）

式中、Ｒ^１，Ｒ^２は相互に独立して水素、ハロゲン、Ｃ_１〜Ｃ_８アルキル、Ｃ_５〜Ｃ_６シクロアルキル、Ｃ_６〜Ｃ_１０アリールアルキルを表し、ｍは４〜７の整数であり、Ｒ^３，Ｒ^４は各Ｘに対して個々に選択可能であり、かつ相互に独立して水素またはＣ_１〜Ｃ_６アルキルを表し、Ｘは少なくとも１個の炭素原子を表し、Ｒ^３，Ｒ^４は共にアルキルである、二官能性カーボネート構造単位を含む芳香族カーボネートである
１，１−シクロアルキル骨格であり、または下記式（ＩＩＩ）

式中、Ｒ^１，Ｒ^２は各々独立にアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリール置換アルケニル基、及び縮合多環式炭化水素基から選ばれる一価の置換基を示し、ｙ／（ｘ＋ｙ）＝５〜７０重量％であり、ｌは１〜１０の整数、ｍは１〜５０の整数を示すポリオルガノシロキサン骨格を分子鎖に備える、請求項５または６に記載のＥＬ一体樹脂成形品。
前記ＥＬシートは標識を表示するために基材に印刷された着色層をさらに有し、前記ＥＬ発光部が前記基材上に積層されることによって、前記標識が前記ＥＬ発光部を介して視認される請求項５〜７のいずれかに記載のＥＬ一体樹脂成形品。