JPH11273874A

JPH11273874A - 光透過性導電材料、これを用いた分散型エレクトロルミネッセンス素子及びパネルスイッチ

Info

Publication number: JPH11273874A
Application number: JP10046938A
Authority: JP
Inventors: Koji Tanabe; 功二田邉; Yosuke Chikahisa; 陽介近久; Heiji Ikoma; 平治生駒
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-01-20
Filing date: 1998-02-27
Publication date: 1999-10-08

Abstract

(57)【要約】【課題】各種電子機器の表示部や操作部にバックライ
ト等として使用されるＥＬ素子に関し、防湿加工が不要
で、湿気による光透過性電極層の抵抗値変化の少ない、
安価なＥＬ素子を提供することを目的とする。【解決手段】酸化インジウム錫の針状結晶粉を含む光
透過性導電粉を分散した光透過性樹脂を、吸湿性の小さ
なフェノキシ樹脂またはフェノキシ樹脂とエポキシ樹脂
の混合樹脂、或いはポリフッ化ビニリデンを含有するフ
ッ素ゴムとし、これを用いて光透過性電極層１２を絶縁
フィルム１１に印刷形成し、この上に発光体層３や誘電
体層４等を順次重ねて印刷形成することによって、防湿
加工が不要で、湿気による光透過性電極層の抵抗値変化
の少ない、安価なＥＬ素子を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種電子機器の表
示部や操作部にバックライト等として使用される光透過
性導電材料とこれを用いた分散型エレクトロルミネッセ
ンス素子（以下、ＥＬ素子と記載する）及びパネルスイ
ッチに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種電子機器の多様化が進むにつ
れて、暗闇でも表示部の識別や操作が可能なように表示
パネルやＬＣＤの後方に照光用のバックライトを備えた
ものが増え、そのバックライト用としてＥＬ素子が多く
使用されるようになってきた。

【０００３】このような従来のＥＬ素子について、図４
を用いて説明する。図４は従来のＥＬ素子の断面図であ
り、同図において、１はポリエチレンテレフタレート等
の可撓性を有する透明な絶縁フィルムで、この片面全面
にスパッタ法または電子ビーム法により酸化インジウム
錫（以下、ＩＴＯと記載する）からなる光透過性電極層
２が形成され、さらにこの上に、フッ素ゴムやシアノ系
樹脂等の高誘電性樹脂に発光の母材となる硫化亜鉛を分
散させた発光体層３や、同じく高誘電性樹脂にチタン酸
バリウム等を分散させた誘電体層４、誘電体層４に接続
された銀やカーボンレジン系の背面電極層５、エポキシ
樹脂やポリエステル樹脂等の絶縁層６が順次重ねて印刷
形成され、ＥＬ素子が構成されている。

【０００４】以上のような構成のＥＬ素子を電子機器に
装着し、電子機器の回路（図示せず）からＥＬ素子の光
透過性電極層２と背面電極層５の間に電圧を印加する
と、ＥＬ素子が駆動して発光し、この光が電子機器の表
示パネルやＬＣＤ等を後方から照光するため、周囲が暗
い場合でも表示部や操作部の識別を明確に行うことがで
きるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のＥＬ素子においては、ＩＴＯ金属粉からなる光透過性
電極層２がスパッタ法や電子ビーム法によって絶縁フィ
ルム１の片面全面に形成されているため、この加工に時
間を要しコスト高になると共に、高湿度中で発光させ続
けると光透過性電極層２に電界腐食が生じ、部分的に発
光しない箇所が発生するという課題があった。

【０００６】また、他の光透過性電極層の形成方法とし
て、例えば特開平８−７８１６４号公報に開示されてい
るように、光透過性樹脂に光透過性導電粉を分散し、こ
の導電ペーストを絶縁フィルムにスクリーン印刷して光
透過性電極層を形成することが行われているが、光透過
性電極層の高湿度環境下におけるシート抵抗値の上昇を
防ぐため、ＥＬ素子をフッ素フィルムで包んでラミネー
トする等の防湿のための加工を施す必要があった。

【０００７】そして、この光透過性樹脂を用いた光透過
性電極層の湿度による抵抗値上昇は、湿気により光透過
性樹脂が吸湿膨潤することと、光透過性導電粉が表面に
水酸基を多量に有しているため、一旦水分子を吸着する
と高温にして乾燥しない限り徐々に水分子の吸着量が増
えることによって、光透過性樹脂内に分散された光透過
性導電粉同士の接触が緩み接触抵抗が増加することが原
因であるが、スパッタ法や電子ビーム法に比べ安価な印
刷によって光透過性電極層を形成しているにも関わら
ず、上記のような防湿加工を行う必要があるため、これ
に時間を要しコスト高になってしまうという課題があっ
た。

【０００８】本発明は、このような従来の課題を解決す
るものであり、湿気による光透過性電極層の抵抗値変化
の少ない光透過性導電材料と、防湿加工が不要で、安価
なＥＬ素子及びパネルスイッチを提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、酸化インジウム錫の針状結晶粉を含む光透
過性導電粉を分散した光透過性樹脂を、吸湿性の小さな
フェノキシ樹脂またはフェノキシ樹脂とエポキシ樹脂の
混合樹脂、或いはポリフッ化ビニリデンを含有するフッ
素ゴムとしたものであり、これを用いて光透過性電極層
を印刷形成するものである。

【００１０】これにより、湿気による光透過性電極層の
抵抗値変化の少ない光透過性導電材料と、防湿加工が不
要で、安価なＥＬ素子及びパネルスイッチを得ることが
できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、光透過性の絶縁フィルムと、この絶縁フィルム片面
の全面或いは所定の箇所に、光透過性導電粉を分散した
光透過性樹脂によって印刷形成された光透過性電極層
と、光透過性電極層上に順次重ねて印刷形成された発光
体層及び誘電体層、背面電極層からなり、光透過性電極
層の光透過性導電粉が酸化インジウム錫の針状結晶粉を
含むと共に、光透過性樹脂の主成分をフェノキシ樹脂ま
たはフェノキシ樹脂とエポキシ樹脂の混合樹脂とした分
散型エレクトロルミネッセンス素子としたものであり、
樹脂によって光透過性電極層が印刷形成されているた
め、可撓性を有するＥＬ素子が得られると共に、光透過
性樹脂を吸湿性の小さなフェノキシ樹脂またはフェノキ
シ樹脂とエポキシ樹脂の混合樹脂とし、これを用いて光
透過性電極層を印刷形成することによって、防湿加工が
不要で、湿気による光透過性電極層の抵抗値変化の少な
い、安価なＥＬ素子を得ることができるという作用を有
する。

【００１２】請求項２に記載の発明は、光透過性電極層
の光透過性樹脂を請求項１記載の光透過性樹脂に代え
て、ポリフッ化ビニリデンを含有するフッ素ゴムとした
ものであり、吸湿性がさらに小さなポリフッ化ビニリデ
ンを光透過性樹脂として用いることで、湿気による光透
過性電極層の抵抗値変化がさらに少ないＥＬ素子が得ら
れるという作用を有する。

【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２記載の発明において、光透過性電極層の光透過性導電
粉を、シランまたはチタネート、アルミニウムの少なく
とも一つのカップリング剤で被覆したものであり、これ
らのカップリング剤によって光透過性導電粉への水分子
の吸着が減少するため、湿気による光透過性電極層の抵
抗値変化がより少ないＥＬ素子が得られるという作用を
有する。

【００１４】請求項４に記載の発明は、フェノキシ樹脂
またはフェノキシ樹脂とエポキシ樹脂の混合樹脂或いは
ポリフッ化ビニリデンを含有するフッ素ゴムを主成分と
した光透過性樹脂に、針状結晶の酸化インジウム錫を光
透過性導電粉として分散した光透過性導電材料としたも
のであり、光透過性樹脂の主成分を吸湿性の小さなフェ
ノキシ樹脂またはフェノキシ樹脂とエポキシ樹脂の混合
樹脂、或いは吸湿性がさらに小さなポリフッ化ビニリデ
ンを含有するフッ素ゴムとすることによって、湿気によ
る抵抗値変化の少ない光透過性導電材料を得ることがで
きるという作用を有する。

【００１５】請求項５に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれか一つに記載の分散型エレクトロルミネッセンス
素子を、絶縁フィルム側を上面に背面電極層側を下面に
配置すると共に、その上方に操作体を下方にスイッチ回
路を配置し、操作体を押圧することによって、上記素子
を介してスイッチ回路の電気的接離を行うパネルスイッ
チとしたものであり、可撓性に優れたＥＬ素子を用い、
これを介してスイッチ回路の動作を行っているため、操
作性に優れたパネルスイッチを得ることができるという
作用を有する。

【００１６】以下、本発明の実施の形態について、図１
〜図３を用いて説明する。なお、従来の技術の項で説明
した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細
な説明を省略する。

【００１７】（実施の形態１）図１は本発明の第１の実
施の形態によるＥＬ素子の断面図であり、同図におい
て、１１はポリエチレンテレフタレートやポリイミド、
ポリサルフォン、ポリカーボネート等の可撓性を有する
透明な絶縁フィルムで、この片面に可撓性を有する光透
過性樹脂に針状ＩＴＯを含む光透過性導電粉が分散した
導電ペーストを印刷して、光透過性電極層１２が形成さ
れている。

【００１８】そして、この光透過性電極層１２の上に、
フッ素ゴムやシアノ系樹脂等の高誘電性樹脂に発光の母
材となる硫化亜鉛を分散させた発光体層３や、同じく高
誘電性樹脂にチタン酸バリウム等を分散させた誘電体層
４、誘電体層４に接続された銀やカーボンレジン系の背
面電極層５、エポキシ樹脂やポリエステル樹脂等の絶縁
層６が、順次重ねて印刷形成されＥＬ素子１３が構成さ
れていることは従来の技術の場合と同様である。

【００１９】また、このＥＬ素子１３を電子機器に装着
し、ＥＬ素子１３の光透過性電極層１２と背面電極層５
の間に電圧を印加すると、ＥＬ素子１３は駆動して発光
し、この光が電子機器の表示パネルやＬＣＤ等を後方か
ら照光することも従来の技術の場合と同様であるが、光
透過性電極層１２は、吸湿性の小さなフェノキシ樹脂ま
たはフェノキシ樹脂とエポキシ樹脂の混合樹脂、或いは
ポリフッ化ビニリデンを含有するフッ素ゴムを光透過性
樹脂として用い、この導電ペーストを印刷することによ
って形成されている。

【００２０】以上のようなＥＬ素子の具体的な製作方法
と、その特性について説明する。先ず、材厚０．１ｍｍ
のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上
に、（表１）に示す本実施の形態による各導電ペースト
及び比較用の従来の導電ペーストを、所定のパターンで
３５０メッシュステンレススクリーンで印刷し、１５５
℃で３０分間乾燥して光透過性電極層１２を形成した
後、この上に順次重ねて以下の印刷を行った。

【００２１】

【表１】

【００２２】硫化亜鉛蛍光体（オスラムシルバニア社製
ＴＹＰＥ３０）８５重量％を、２−エトキシエトキシエ
タノールに溶解したフッ素ゴム（デュポン社製バイトン
Ａ）１５重量％に分散した発光体ペーストを、所定パタ
ーンで２００メッシュステンレススクリーンで印刷し、
１００℃で３０分間乾燥して発光体層３を形成した。

【００２３】次に、チタン酸バリウム粉末（堺化学株式
会社製ＢＴ−０５）７８重量％を、２−エトキシエトキ
シエタノールに溶解したフッ素ゴム（デュポン社製バイ
トンＡ）２２重量％に分散した誘電体ペーストを、所定
パターンで１００メッシュステンレススクリーンで印刷
し、発光体層３と同一条件で乾燥して誘電体層４を形成
した。

【００２４】続いて、カーボンペースト（東洋紡株式会
社製ＤＷ−２５０Ｈ）を、所定パターンで２００メッシ
ュステンレススクリーンで印刷し、１５５℃で３０分間
乾燥して背面電極層５を形成した。

【００２５】最後に、絶縁レジスト（藤倉化成株式会社
製ＸＢ−８０４）を、所定パターンで２００メッシュス
テンレススクリーンで印刷し、１５５℃で３０分間乾燥
して絶縁層６を形成した。

【００２６】以上のように製作した本実施の形態による
ＥＬ素子と比較用の従来のＥＬ素子を、４０℃９５％Ｒ
Ｈの高湿度環境下に５００時間及び１０００時間放置し
た後、光透過性電極層のシート抵抗値（ｋΩ／□）及び
１００Ｖ４００Ｈｚでの輝度（Ｃｄ／ｍ²）の変化を評
価した。

【００２７】この特性評価の結果について、（表２）を
用いて説明する。

【００２８】

【表２】

【００２９】（表２）から明らかなように、アクリル樹
脂を光透過性樹脂として用いて光透過性電極層を印刷形
成した比較例１，２が、時間の経過と共にシート抵抗値
が上昇し輝度が劣化して行き、１０００時間ではシート
抵抗値が数百ｋΩ／□となって発光しなくなるのに対
し、フェノキシ樹脂やエポキシ樹脂、フッ素ゴムを光透
過性樹脂として用いて光透過性電極層を印刷形成した実
施例１〜５は、１０００時間後でも輝度は約半減してい
るもののシート抵抗値が数ｋΩ／□と、湿気による抵抗
値変化の少ないものとなっている。

【００３０】また、中でもフッ素ゴムを光透過性樹脂と
して用いて光透過性電極層を印刷形成した実施例４，５
は、シート抵抗値の変化が１０００時間後でも僅か３割
増しと、優れたシート抵抗値を示している。

【００３１】このように本実施の形態によれば、フィル
ムによるラミネート等の防湿加工を行わなくとも、湿気
による光透過性電極層の抵抗値変化の少ない、安価なＥ
Ｌ素子を得ることができるものである。

【００３２】（実施の形態２）実施の形態１の実施例２
の光透過性導電粉（住友金属鉱山株式会社製ＳＣＰ−
Ｘ）に、（表３）のカップリング処理を行った後、同じ
配合の導電ペーストを用いて光透過性電極層や発光体
層、誘電体層等を印刷形成したＥＬ素子を製作し、実施
の形態１と同様の特性評価を行った。

【００３３】

【表３】

【００３４】この結果について、（表４）を用いて説明
する。

【００３５】

【表４】

【００３６】（表４）から明らかなように、（表２）で
は初期に対し１０００時間では約５倍以上となっていた
実施例２のシート抵抗値が、２倍程度と抵抗値変化が大
幅に改善されている。

【００３７】このように本実施の形態によれば、光透過
性導電粉をシランまたはチタネート、アルミニウムの少
なくとも一つのカップリング剤で被覆することによっ
て、抵抗値変化の大幅な改善を図ることができるもので
ある。

【００３８】なお、以上の説明では、光透過性導電粉を
カップリング溶液に浸漬し、あらかじめカップリング剤
を被覆させた後、この光透過性導電粉を光透過性樹脂中
に分散させ、この導電ペーストを用いて光透過性電極層
を印刷形成する方法について説明したが、光透過性導電
粉を分散した光透過性樹脂を有機溶剤で溶解した溶液の
中に、カップリング剤を添加して、この導電ペーストを
用いて光透過性電極層を印刷形成しても、光透過性導電
粉にカップリング剤を被覆させることが可能なことは勿
論である。

【００３９】（実施の形態３）図２は本発明の第３の実
施の形態によるパネルスイッチの断面図であり、同図に
おいて、絶縁フィルム１１の片面に可撓性を有する光透
過性樹脂に針状ＩＴＯを含む光透過性導電粉が分散した
光透過性電極層１２や、発光体層３、誘電体層４、背面
電極層５、絶縁層６が順次重ねて印刷形成され、ＥＬ素
子１３が構成されていることは実施の形態１の場合と同
様である。

【００４０】そして、ＥＬ素子１３上方の絶縁フィルム
１１側には、光透過性の弾性ゴムや絶縁樹脂等からなる
操作体１４が配置され、下方の背面電極層５側には、絶
縁フィルム１５Ａの下面に可動接点１５Ｂを印刷形成し
た上配線基板１５と、絶縁フィルム１６Ａの上面に固定
接点１６Ｂを印刷形成した下配線基板１６が、スペーサ
１７を介して対向してスイッチ回路１８が構成され、こ
れらをケース１９が覆ってパネルスイッチ２０が構成さ
れている。

【００４１】以上の構成において、ＥＬ素子１３の光透
過性電極層１２と背面電極層５の間に電圧を印加する
と、ＥＬ素子１３が駆動して発光し、この光がケース１
９の複数の孔から突出した操作体１４上面の操作部１４
Ａを下面から照光するため、周囲が暗い場合でも操作部
１４Ａの位置や表示が明確に確認できるものである。

【００４２】また、操作体１４の操作部１４Ａを下方へ
押圧操作すると、下面の突起部１４ＢがＥＬ素子１３を
介して上配線基板１５を撓ませて、上配線基板１５の可
動接点１５Ｂと下配線基板１６の固定接点１６Ｂの電気
的接続が行われ、操作体１４の押圧力を除去すると、上
配線基板１５の弾性復帰力によって可動接点１５Ｂが固
定接点１６Ｂから離れ図２のＯＦＦ状態に復帰するよう
に構成されている。

【００４３】このように本実施の形態によれば、ＥＬ素
子１３上方の絶縁フィルム１１側に操作体１４を配置
し、下方の背面電極層５側にスイッチ回路１８を配置し
てパネルスイッチ２０を構成し、可撓性に優れたＥＬ素
子１３を介してスイッチ回路１８の動作を行っているた
め、操作感触を劣化させることのない操作性に優れたパ
ネルスイッチを得ることができるものである。

【００４４】また、可動接点１５Ｂを印刷形成した上配
線基板１５に代えて、ＥＬ素子１３の下面に可動接点を
印刷形成すれば、構成部品数を減らし、さらに安価なパ
ネルスイッチを得ることができる。

【００４５】なお、以上の説明では、ＥＬ素子１３下方
の背面電極層５側に配置されたスイッチ回路１８を、上
配線基板１５の可動接点１５Ｂと下配線基板１６の固定
接点１６Ｂを対向させたいわゆるメンブレンスイッチと
して説明したが、図３に示すように、上面に固定接点２
１Ａ，２１Ｂが形成された配線基板２１と、配線基板２
１の固定接点２１Ｂ上に載置された弾性金属薄板製のド
ーム状可動接点２２によってスイッチ回路２３を構成
し、操作体１４下面の突起部１４ＢがＥＬ素子１３を介
してドーム状可動接点２２の中央頂点部を押圧し、ドー
ム状可動接点２２が反転して配線基板２１の固定接点２
１Ａに接触することによって、固定接点２１Ａと２１Ｂ
の電気的接離を行うようなパネルスイッチ２４として
も、本発明の実施が可能なことは勿論である。

【００４６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、湿気によ
る光透過性電極層の抵抗値変化の少ない光透過性導電材
料と、防湿加工が不要で、安価なＥＬ素子及びパネルス
イッチを得ることができるという有利な効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態によるＥＬ素子の断
面図

【図２】本発明の第３の実施の形態によるパネルスイッ
チの断面図

【図３】同他の実施の形態による断面図

【図４】従来のＥＬ素子の断面図

【符号の説明】

３発光体層４誘電体層５背面電極層６絶縁層１１絶縁フィルム１２光透過性電極層１３ＥＬ素子１４操作体１４Ａ操作部１４Ｂ突起部１５上配線基板１５Ａ，１６Ａ絶縁フィルム１５Ｂ可動接点１６下配線基板１６Ｂ固定接点１７スペーサ１８，２３スイッチ回路１９ケース２０，２４パネルスイッチ２１配線基板２１Ａ，２１Ｂ固定接点２２ドーム状可動接点

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光透過性の絶縁フィルムと、この絶縁フ
ィルム片面の全面或いは所定の箇所に、光透過性導電粉
を分散した光透過性樹脂によって印刷形成された光透過
性電極層と、光透過性電極層上に順次重ねて印刷形成さ
れた発光体層及び誘電体層、背面電極層からなり、光透
過性電極層の光透過性導電粉が酸化インジウム錫の針状
結晶粉を含むと共に、光透過性樹脂の主成分をフェノキ
シ樹脂またはフェノキシ樹脂とエポキシ樹脂の混合樹脂
とした分散型エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】光透過性電極層の光透過性樹脂を請求項
１記載の光透過性樹脂に代えて、ポリフッ化ビニリデン
を含有するフッ素ゴムとした分散型エレクトロルミネッ
センス素子。
【請求項３】光透過性電極層の光透過性導電粉を、シ
ランまたはチタネート、アルミニウムの少なくとも一つ
のカップリング剤で被覆した請求項１または２記載の分
散型エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】フェノキシ樹脂またはフェノキシ樹脂と
エポキシ樹脂の混合樹脂或いはポリフッ化ビニリデンを
含有するフッ素ゴムを主成分とした光透過性樹脂に、針
状結晶の酸化インジウム錫を光透過性導電粉として分散
した光透過性導電材料。
【請求項５】請求項１〜３のいずれか一つに記載の分
散型エレクトロルミネッセンス素子を、絶縁フィルム側
を上面に背面電極層側を下面に配置すると共に、その上
方に操作体を下方にスイッチ回路を配置し、操作体を押
圧することによって、上記素子を介してスイッチ回路の
電気的接離を行うパネルスイッチ。