JPH0668998B2 - 電気発光パネル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 背景技術 本発明は片面用並びに両面用の可撓性の電気発光パネ
ル、その組成および製造方法に関するものである。

過去において、可撓性のELパネルの製造には薄いアルミ
ニウムの背面基体電極に透明ベースに配合したチタン酸
バリウム、EL蛍光物質等をコーティングしたものが使用
され、酸化インジウム前面電極、ナイロン６防湿材等が
コーティングされている。次にリードが取付けられ、最
後に２枚の透明フッ素樹脂間に比較的高い温度（約420
〜450゜F）で積層される。この方法はしかしELパネル製
造としては高価な方法である。

発明の開示 本発明の可撓性ELパネルは硬化剤にシアン化物を使用し
ているため光出力が高められる利点を有している。

シアン化物は36オーダーの極めて高い誘電率を示すもの
がある。本発明者等は初め小さなパネルを作るため実験
的にメチル・シアノアクリレートを含む高力な「スーバ
ー・グルー」を使用したが、ポリエステル樹脂とシアン
触媒（cyanogen catalyst）を使用した、より実用的な
製造組成に到達することができた。

本発明のELランプとその製造方法はトルエン・ジイソシ
アネート（TDI）またはジフェニルメタン・ジイソシア
ネート（MDI）を含む触媒または硬化剤と混合されたポ
リエステル積層樹脂を配合した蛍光物質コーティング
（phosphor coating）を使用している。

本発明のELパネルは次のように製造される。

インジウム−錫−酸化物（ITO）電極が約100Ω／口のオ
ーダーの表面抵抗率を有する透明なポリエステル基体上
に真空蒸着される。このパネル片が最終段階において互
いに向き合わせに重合され、完成されるのであるが、上
記ITOはその際透明な電極を形成する。リードを電極に
接続する区帯の反対側パネル片の対応する電極区帯が18
〜20％塩酸水溶液で５〜10秒腐蝕され、ITO層が除去さ
れる。これらの区帯組立の最終段階までコーティングさ
れるのを防止するためマスクで覆われる。

コーティングには幾つかの方法があり、蛍光物質コーテ
ィングの目的に応じ適当な方法が用いられる。上記ITO
導電性コーティングを施した２枚の透明プラスチック片
に同等のコーティング層を施こすため、例えばマイヤー
・ロッド（Mayer rod）が使用される。蛍光物質−樹脂
混合物より均一なコーティング層を得るため薄めて使用
される。コーティングされたパネル片は乾燥器中で乾燥
N₂ガス中で手で触られる程度まで乾燥され、次にリード
が取付けられる。次の段階において相補的なパネル片が
互いに重合され、一枚のパネルが完成される。

本発明の特別な利点の１つは１対のほぼ同じパネル片を
重合して１個の完全なパネルが形成されることで、この
パネルは自体密閉されており、通常行なわれているよう
に透明な熱プラスチックシート等で特に密封する必要が
ないが、パネルの縁部が裁断された後、湿気の侵入を防
ぐためこの部分をフッ素樹脂で密封してもよい。各パネ
ル片は可撓性誘電体の基体材料の層と、ITO電極層と上
述のようにコーティングもしくは結合された蛍物質層か
ら構成されている。

２個のパネル片は適当なリードを取付けた後、蛍光物質
コーティング面を互いに向き合わせ重合されて１個のパ
ネルが完成され、完成されたパネルは劣化したり短絡し
たりすることなく目的に応じ裁断、穿孔等の加工を行う
ことができ、またその端縁にまで光を供給することがで
きる。短絡に対する電気抵抗が大きなことは主としてIT
O電極層が数Åオーダーの極めて薄い相であり、穿孔も
しくは切断されたとき短絡回路を形成し得ないためであ
る。重合はコーティング層が互いに融合して行われるた
め比較的低い圧力と温度下で行なわれ、また中間に接着
剤等の添加の必要もないので、その後の密封の必要性も
ない。また本発明のELパネルは完全に透明であるから、
光は両面を通して均等に発せられる。また代りに、何れ
か一方の蛍光物質層または裏材に不透明或いは反射性の
材料を設ける等により片面ELパネルを作ることもでき
る。

本発明はさらにこの片面もしくは両面ELパネルにリード
を取付ける方法を提供する。

本発明によるELパネルは従来のものより増大した光出力
が得られ、またパネルの端縁にまで光を供給することが
できる。また耐久性に優れており、またポンチ等による
穿孔、ダイス、鋏等による切断、せん断等の加工を短絡
を生ずることなく行うことができ、耐候性を有しかつ比
較的安価に作ることができる。このELパネルはまた−55
℃〜125℃の広い温度範囲で作動可能である。

従って本発明の１目的は蛍光物質を担持する被膜配合が
トルエン・ジイソシアネートもしくはジフェニルメタン
・ジイソシアネート等を含む触媒により活性化された、
10以上のオーダーの比較的高い誘電率を有するポリエス
テル積層樹脂（polyester laminatingresin）を含み、
比較的安価に製造でき、耐用寿命の長い可撓性のELパネ
ルを提供することである。

また本発明の方法により製造されたパネルはせん断、裁
断、穿孔等の加工に際し、短絡に対する高い抵抗を示
す。また高い誘電率はパネルの効率を高め、高い光出力
を得ることができる。さらにこの光出力は端縁にまで供
給することができる。

本発明の上記およびその他の目的および利点は次の詳細
な説明および添付の図面、および請求の範囲からさらに
明らかとなるであろう。

図面の簡単な説明 第１図は本発明に係る１パネル片の拡大断面図、 第２図はリードの取付状態を示す斜視図、 第３図は同形のパネルを左側と右側に組合わせ配置し得
る状態を示す平面図である。

発明の詳細な説明 本発明方法とその製品の好適な実施例を示す図面を参照
して本発明の詳細を説明すると、第１図は可撓性の電気
発光パネル片（10）の断面を示し、このパネル片はイン
ジウム−錫−酸化物（ITO）電極層（12）が透明なポリ
エステル製支持体もしくは基体（15）の上に真空蒸着さ
れて透明な電極を形成している。透明なポリエステル基
体は100Ω／口のオーダーの表面抵抗率を有している。
電極層（12）は実際は数Åの厚さであり、図では拡大し
て示されている。

本発明による蛍光物質コーティングが透明電極表面に
（20）として施こされている。蛍光物質コーティングに
は望ましくはモートン・アドコート503A（Morton Adcot
e 530A）（米国イリノイ州60606、シカゴ、ノース・リ
バーサイド・プラザ２番地のモートン・ケミカルズ・カ
ンパニー製）、または米国デラウエラ州19898、ウイル
ミントンのイー・アイ・デュポン・デネムーア アンド
カンパニー・（インコーポレーテッド）、ファブリッ
クス アンドフィニッシェズ デパートメント製の積層
ポリエステル接着剤であるNo.49001ポリエステル樹脂等
のポリエステル積層樹脂が使用されている。

ポリエステル積層樹脂は先ずほぼ同容量の電気発光（E
L）蛍光物質と充分に混合する。この混合物は使用時ま
で保存され、使用に当ってはモートン・ケミカルズのカ
タリストＦまたはデュポンのRC−830硬化剤の如き活性
剤もしくは触媒が添加される。モートン・ケミカルズの
カタリストＦおよびデュポンのRC−803はイソシアン酸
塩硬化剤で、醋酸エステル溶剤に溶解したトルエン・ジ
イソシアネート（TDI）を含有している。望ましい混合
物はモートン・アドコート503AまたはデュポンNo.49001
ポリエステル樹脂100部に対しほぼ5.25部のカタリスト
ＦまたはデュポンRC−830硬化剤をシクロヘキサノン溶
剤と共に有している。触媒または活性剤として、米国ペ
ンシルベニア州15205、ピッツバーグのモベイ・ケミカ
ル・コーポレーション製脂肪族イソシア酸塩樹脂である
デスモジュールＮ−100がモートン・ケミカルズのカタ
リストＦやデュポンのRC−803などの代りに使用するこ
とができるが、この場合は、例えば樹脂100重量部に対
してデスモジュールＮ−100を２重量部のオーダーの如
く少量使用すべきである。

EL蛍光物質被覆（20）は基体（15）に対し、例えばマイ
ヤーロッドを使用する等、適当な方法で施こすことがで
きる。マイヤーロッドは被覆ロールにより過剰に施こさ
れた被覆物を平滑化する技術分野において知られている
ようにワイヤを巻いたドクターロッドで、その使用は記
録用テープや複写紙の製造業界などで知られている。写
真用フィルムおよび印画紙のコーティング等によく知ら
れているブレードコーティング、オフセットコーティン
グ、ファウンテンコーティング、或はスクリーンコーテ
ィング等の技術も同様に使用することができる。実際EL
パネル製造に最も実用的な装置の一つにはスクリーンコ
ーティングが使用されている。

施こされるコーティング材料は比較的高い粘度を有すべ
きであり、シンナーの蒸発速度は少なくとも市販の樹脂
混合物中のシンナーより緩やかであるべきである。メチ
ル・エチル・ケトン（MEK）、トルエンおよびアセトン
は普通シルクスクリーン法に対して樹脂に使用すること
ができるシンナーである。このようなシンナーの蒸発速
度実用上過度に高いが、シクロヘキサノンをシンナーと
して使用すればコーティングのための充分な作業時間が
得られ、またスクリーンの寿命を延長し得ることが分っ
た。また蛍光物質粒子をシルクスクリーンを通過させる
ためにはほぼ109メッシのスクリーンの使用で充分満足
すべき結果が得られることが分った。

蛍光物質−樹脂混合物が乾燥した後、リードが取付けら
れる。望ましいリードの取付方法および装置を第２図お
よび第３図に関連して後述する。リード取付け後、上記
パネル片（10）の２枚を先ず第２図に示すように蛍光物
質層同志が互いに接触するよう位置させて重合する。重
合は望ましくは約450〜480゜F（232〜249℃）に加熱さ
れた加圧ニップローラにより行われる。代替方法として
プラテンラミネーター（platen laminator）を用い、温
度300〜420゜F（150〜215℃）、圧力400〜600psi（28〜
42.2kg／cm²）で５〜10min.行ってもよい。この重合に
より樹脂コーティングは互いに融合し、電極と電極の間
がほぼ単一の層となる。

完成されたELパネルの１実施例を次に述べる。

パネル寸法は1.3125in.×2.875in.で被覆面積は3.773s
q.in.である。ELパネル全体の厚さは16.2mils.コーティ
ングされたプラスチック基体層の厚さは7.2milsで、蛍
光物質−樹脂層の厚さは（16.2−２×7.2）mils＝1.8mi
lsである。（1mil＝１／1000in.） 空気を誘電体とする平板状コンデンサのキャパシタンス
Ｃは Ｃ＝0.2244k A／d pf（pf:ピコファラッド） で与えられる。

茲にA:面積sq.in. d:電極間隔in. K:誘電率（真空に対し空気はほぼＫ＝１） 従って空気を誘電体とするコンデンサのキャパシタンス
は470pfと計算される。

同じ誘電間隔のELパネルで測定されたキャパシタンス値
は6,250pfであった。この6,250pfの470pfに対する比率
から誘電体Ｋ＝13.3が得られる。またパネルの半減期も
加成り延びていることが観測された。

或る場合には、白色ELパネルを得るため、蛍光物質担体
中にウレタンプレポリマー樹脂とジイソシアネート触媒
をチタン酸バリウムまたは二酸化チタンと組合わせ用い
ることが望ましい。この蛍光物質担体には例えば米国南
カロライナ州29602、グリーンビルのポリマー・インダ
ストリーズ社で製造されている醋酸エチルを溶剤とする
GA−83Eウレタン樹脂がある。

このGA−83E樹脂は先ず希望する容量が得られるよう秤
量され。次に有効な量のチタン酸バリウムまたは二酸化
チタンを添加する。その量はおよそ2.0％のオーダーで
ある。

次に樹脂と同量の蛍光物質を添加する。使用に先立ちこ
の配合はジフェニルメタン・ジイソシアネート（MDI）
を含むポリマー・インダストリーズ社のGA−83−CRl樹
脂からなる活性溶液と混合する。活性剤は樹脂９部に対
し５部の割合で混合する。被覆し硬化した後、この配合
のものは優れた白色ELランプを提供し、時間経過による
劣化も極めて僅かであった。

第２図は両面パネルの上部電極にリードを簡便に取付け
得る方法を示す。樹脂コーティングをする以前に電極の
導電側の区帯（21）を20％塩酸で腐蝕除去する。これに
は約５〜10秒を要する。腐蝕区帯（21）の幅と長さは反
対位置に置かれた導電区帯（23）よりやや大きくする。
この導電区帯（23）は腐蝕しない。コーティングする以
前にこの小区帯（23）は当業界に公知のハイブリッドサ
ーキットの製造などに使用される銀またはニッケルの酸
化物の如き導電性被覆が施こされる。

次に透明電極の導電側には前述の如く活性化された樹脂
−蛍光物質材料で適当にコーティングされ、乾燥され
る。少量の活性化された樹脂が区帯（23）と接触する側
（21）、および平板状導体先端部の上記腐蝕され絶縁さ
れた区体（21）と接触する側にコートされ、この平板状
導体がリード（25）として、電極（12），（12）間の短
絡を防止するため、蛍光物質−樹脂で被覆された電極区
帯から充分に離して腐蝕区帯（21）に押圧し接着され
る。このようにしてリードを取付けたパネル片を前述の
如く位置を合わせ重合することによりリード（25）は対
向するパネル片の電極と接続される。

完成されたELパネルはリードをパネルの形状或は電源と
ELパネルの接続方法等に従い何れの側に折曲げることも
でき、また真直にしておくこともできる。

本発明の完成されたパネルは完全に透明で、両面を通し
て光を発するので、第３図のパネル（41）と（42）に示
す如く、非対称的な形状のパネルを裏返すことにより左
側に置いたり、対称的に右側に置いたりすることがで
き、極めて有用である。図においてパネル（41）と（4
2）は全く同形で、それぞれ互いに裏返しの位置に示さ
れている。電極或はリードを適当に曲げ、またアルミニ
ウム被覆をしたプラスチック等の反射材料の使用、或い
は裏面に白色被覆を施こす等により、片面ELパネルを作
ることができ、この場合も上述のような左側および右側
転換が可能となる。

反射被覆の挿入或いは背面被覆等の場合、当然前面から
の光度は高められる。

上述の如きパネル製造方法の１利点はELパネルの端縁に
まで光を供給できることである。パネルの端縁はスリー
エム（3M）のフッ素樹脂KelF800の如き透明防水性の被
覆でシール化してもよく、場合によってはそのままにし
ておいてもよい。

茲に記載された方法および装置は本発明の実施例を示す
もので、本発明はこれら方法の詳細および装置の形態等
に限定されることなく、添付の請求の範囲に示された発
明の範囲内において変更を行うことができる。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】誘電体材料のシートからなり、該シート上
   に形成された電極を有する基体（15）と、該電極に施さ
   れた電気発光蛍光物質を含む樹脂（20）を備え、該樹脂
   がジイソシアン酸塩または脂肪族イソシアン酸塩を含む
   活性剤により活性化された硬化ポリエステルを含有する
   ことを特徴とする電気発光パネル。
2. 【請求項２】上記活性剤がトルエン・ジイソシアネート
   である請求の範囲第１項に記載の電気発光パネル。
3. 【請求項３】上記活性剤が樹脂100部に対し活性剤約5.2
   5部の割合で使用されている請求の範囲第２項に記載の
   電気発光パネル。
4. 【請求項４】上記活性剤が脂肪族イソシアン酸塩である
   請求の範囲第１項に記載の電気発光パネル。
5. 【請求項５】上記活性剤が樹脂100部に対し活性剤約２
   部の割合で使用されている請求の範囲第４項に記載の電
   気発光パネル。
6. 【請求項６】上記シートが可撓性の透明なポリエステル
   材料であり、上記電極が透明であり、また第二のシート
   が上記の如き樹脂を施されており、これらのシートが加
   熱および加圧下において樹脂同志を互いに接触して重合
   され、１個のシールされた透明な電気発光パネルを形成
   している。請求の範囲第１項乃至第５項の何れか１項に
   記載の電気発光パネル。
7. 【請求項７】さらに各シートが、これを重合したとき互
   いに合致しない位置に電極を腐食除去したリード受支部
   を有し、重合した際反対側シートの電極の接続区帯と接
   続するリード（25）がこのリード受支部に受支されるよ
   うにしたことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の電
   気発光パネル。
8. 【請求項８】上記樹脂にチタン酸バリウムまたは二酸化
   チタンを組合わせ白色パネルを形成するようにした請求
   の範囲第１項に記載の電気発光パネル。
9. 【請求項９】前記蛍光物質含有樹脂が容量で約50％の樹
   脂と50％の蛍光物質を含有している請求の範囲第１項乃
   至第８項の何れか１項に記載の電気発光パネル。
10. 【請求項１０】上記チタン酸バリウムまたは二酸化チタ
    ンの添加量が蛍光物質添加以前の樹脂の約２容量％のオ
    ーダーである請求の範囲第８項に記載の電気発光パネ
    ル。
11. 【請求項１１】可撓性透明な誘電体シート上に形成され
    た透明な電極にイソシアン酸塩もしくはジイソシアン酸
    塩などの活性剤を添加した、電気発光蛍光物質を含むポ
    リエステル積層樹脂を施こす段階と、該樹脂を加熱加圧
    下において硬化させる段階を特徴とする可撓性透明な電
    気発光パネルの製造方法。
12. 【請求項１２】さらにシールされたパネルを形成するた
    め、１対の上記シートを樹脂同志を互いに接触して重合
    する段階を含む請求の範囲第11項に記載の電気発光パネ
    ルの製造方法。
13. 【請求項１３】上記活性剤がトルエン・ジイソシアネー
    トであり、これを樹脂100部に対し活性剤約5.25部の割
    合で添加することを特徴とする請求の範囲第11項に記載
    の電気発光パネルの製造方法。
14. 【請求項１４】上記活性剤が脂肪族イソシアン酸塩であ
    り、これを樹脂100部に対し活性剤約２部の割合で添加
    することを特徴とする請求の範囲第11項に記載の電気発
    光パネルの製造方法。