(57)【要約】【課題】携帯電話や携帯情報端末用の各種電子機器に用いられるＥＬ素子及びこれを用いた入力装置に関し、可撓性に優れ高輝度化が図れるものを提供することを目的とする。【解決手段】光透過性電極層１２をポリエチレンジオキシチオフェンで形成すると共に、発光体層１３を蛍光体及び無機陽イオン交換体を分散した合成樹脂バインダーで形成してＥＬ素子１０を構成することによって、光透過性電極層１２が導電性樹脂であるポリエチレンジオキシチオフェンで形成されているため、可撓性に優れると共に、発光体層１３が無機陽イオン交換体によって高誘電性となるため、高輝度で良好な照光が可能なＥＬ素子及びこれを用いた入力装置を得ることができる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性の基材上に順次重ねて形成された光透過性電極層、発光体層、誘電体層及び背面電極層からなり、前記光透過性電極層をポリエチレンジオキシチオフェンで形成すると共に、前記発光体層を蛍光体及び無機陽イオン交換体を分散した合成樹脂バインダーで形成したＥＬ素子。
【請求項２】
背面電極層をポリエチレンジオキシチオフェンで形成した請求項１記載のＥＬ素子。
【請求項３】
光透過性電極層または背面電極層の少なくとも一方に酸化インジウム錫または酸化錫の導電粉を分散させた請求項１又は２記載のＥＬ素子。
【請求項４】
導電粉を針状とした請求項３記載のＥＬ素子。
【請求項５】
基材を３次元曲面を有するものとした請求項１記載のＥＬ素子。
【請求項６】
請求項１記載のＥＬ素子と、この下に配置され下面に上電極が形成された可撓性を有する上基板と、上面に前記上電極と所定の間隙を空けて対向する下電極が形成された下基板からなり、前記ＥＬ素子を介して前記上基板を撓ませ、前記上電極と前記下電極の電気的接離を行う入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話や携帯情報端末等の各種電子機器に用いられるＥＬ素子及びこれを用いた入力装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話や携帯情報端末等の各種電子機器の普及に伴い、周囲が暗い場合でも識別や操作が可能なように、ＥＬ素子等の発光素子を用いてＬＣＤ等の表示部や指やペン等で操作や入力を行う押釦や入力装置等の操作部の照光を行うものが増えてきている。
【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。
【０００４】
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フィルム状の光透過性の基材で、この下面全面にスパッタ法や電子ビーム法によって、酸化インジウム錫等の金属酸化物薄膜の光透過性電極層２が形成されている。
【０００５】
そして、この下に、合成樹脂内に蛍光体粉を分散させた発光体層３や、同じく合成樹脂に誘電性材料を分散させた誘電体層４、樹脂に銀やカーボンを分散させた背面電極層５、熱硬化性樹脂等の絶縁層６が順次重ねて印刷形成されて、ＥＬ素子が構成されている。
【０００６】
そして、このように構成されたＥＬ素子の下面には、上電極が形成された可撓性を有する上基板と、上面に上電極と所定の間隙を空けて対向する下電極が形成された下基板が配置されて入力装置が構成されると共に、上面には、下面に文字や模様等が表示された可撓性を有するシートが貼付される。
【０００７】
以上のような構成の入力装置を電子機器の表示部や操作部に装着し、電子機器の回路（図示せず）から光透過性電極層２と背面電極層５の間に交流電圧を印加すると、発光体層３中の蛍光体粉が発光し、この光によってシートの表示が後方から照光される。
【０００８】
また、シート上面を指或いはペン等で押圧操作すると、ＥＬ素子を介して上基板が撓み、押圧された箇所の上電極が下電極に接触し、上電極の両端間及び下電極の両端間の抵抗比によって、この押圧された位置が検出されるように構成されているものであった。
【０００９】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平９−３２０７６２号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記従来のＥＬ素子及びこれを用いた入力装置においては、光透過性電極層２が金属酸化物薄膜で形成されているため、極端な衝撃等が加わると光透過性電極層２に破損が生じ易く、可撓性に劣るという課題があった。
【００１２】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、可撓性に優れ高輝度化が図れるＥＬ素子及びこれを用いた入力装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。
【００１４】
本発明の請求項１に記載の発明は、光透過性電極層をポリエチレンジオキシチオフェンで形成すると共に、発光体層を蛍光体及び無機陽イオン交換体を分散した合成樹脂バインダーで形成したＥＬ素子を構成したものであり、光透過性電極層が導電性樹脂であるポリエチレンジオキシチオフェンで形成されているため、可撓性に優れると共に、発光体層が無機陽イオン交換体によって高誘電性となるため、高輝度で良好な照光が可能なＥＬ素子を得ることができるという作用を有する。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、背面電極層をポリエチレンジオキシチオフェンで形成したものであり、銀やカーボンを分散させた樹脂で形成したものに比べ背面電極層を緻密にできるため、背面電極層の可撓性を高め、更に可撓性に優れたＥＬ素子を実現できるという作用を有する。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、光透過性電極層または背面電極層の少なくとも一方に酸化インジウム錫または酸化錫の導電粉を分散させたものであり、導電粉を分散させることにより光透過性電極層の抵抗値を低くできるため、より高輝度なＥＬ素子を実現できるという作用を有する。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項３記載の発明において、導電粉を針状としたものであり、球状の導電粉に比べ導電粉同士の接触面積が増え、抵抗値を更に低くできるため、更にＥＬ素子を高輝度なものにできるという作用を有する。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１記載の発明において、基材を３次元曲面を有するものとしたものであり、表面が曲面や凹凸を有する照光表示パネル等を実現できるという作用を有する。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項１記載のＥＬ素子と、この下に配置され下面に上電極が形成された可撓性を有する上基板と、上面に上電極と所定の間隙を空けて対向する下電極が形成された下基板によって入力装置を構成したものであり、ＥＬ素子を介して上基板を撓ませ、この下面の上電極と下電極との電気的接離を行うようにして入力装置を構成しているため、可撓性に優れ高輝度な入力装置を実現できるという作用を有する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜３を用いて説明する。
【００２１】
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、詳細な説明を簡略化する。
【００２２】
（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態によるＥＬ素子を用いた入力装置の断面図であり、同図において、１はポリエチレンテレフタレート等のフィルム状の光透過性の基材で、この下面全面に導電性樹脂であるポリエチレンジオキシチオフェンを印刷して、光透過性電極層１２が形成されている。
【００２３】
そして、１３はシアノエチルプルラン等の合成樹脂バインダーに発光の母材となる硫化亜鉛等の蛍光体を分散させた発光体層で、この発光体層１３内には蛍光体に加え、アンチモン系、ジルコニウム系、スズ系、チタン系等の無機陽イオン交換体が分散されている。
【００２４】
さらに、この発光体層１３上に、高誘電性の合成樹脂バインダーにチタン酸バリウム等を分散させた誘電体層１４や、樹脂に銀やカーボンを分散させた背面電極層１５、エポキシやポリエステル樹脂等の絶縁層１６が順次重ねて印刷形成されて、ＥＬ素子１０が構成されている。
【００２５】
そして、２１はポリイミドフィルムやポリエチレンテレフタレートのフィルム等の可撓性を有する上基板で、ＥＬ素子１０下面に配置され、この下面全面には、カーボンを分散した樹脂によって上電極２２が印刷形成されている。
【００２６】
また、２３は上基板２１と同様の下基板で、この上面には、上電極２２と同様に下電極２４が形成され、この下電極２４上面には、上電極２２と所定の間隔を保つための複数のドットスペーサ（図示せず）が所定の間隔で形成されている。
【００２７】
そして、上基板２１と下基板２３が、上電極２２と下電極２４が所定の間隔を空けて対向するように、上下面に粘着剤が塗布形成された額縁状のスペーサ２５によって外周が貼合わされて、入力素子２０が構成されている。
【００２８】
また、この入力素子２０の上面にＥＬ素子１０の下面外周が、粘着剤によって貼合わされて入力装置が構成されると共に、ＥＬ素子１０の上面に、下面に文字や模様等の表示がされたポリエチレンテレフタレート等のフィルム状の可撓性を有するシート３０の下面外周が粘着剤によって貼合わされている。
【００２９】
そして、このような入力装置は電子機器の表示部や操作部に装着されると共に、ＥＬ素子１０の光透過性電極層１２と背面電極層１５、及び入力素子２０の上電極２２の両端及びこれと直交する方向の下電極２４の両端が、この電子機器の回路（図示せず）に接続される。
【００３０】
以上の構成において、電子機器の回路からＥＬ素子１０の光透過性電極層１２と背面電極層１５の間に交流電圧が印加されると、発光体層１３中の蛍光体粉が発光し、この光が入力装置のシート３０を下面から照光するため、周囲が暗い場合でもシート３０の表示の識別や操作が可能なように構成されている。
【００３１】
また、シート３０上面を指或いはペン等で押圧操作すると、ＥＬ素子１０を介して上基板２１が撓み、押圧された箇所の上電極２２が下電極２４に接触し、上電極２２の両端間及び下電極２４の両端間の抵抗比によって、この押圧された位置が検出される。
【００３２】
そして、例えば、シート３０上面の所定箇所を指或いはペン等で押圧操作することによって、電子機器のＬＣＤ等の表示素子に表示されたメニューを選択したり、「あ」「お」等の所定の形になぞることによって、これらの文字が表示素子に表示され、入力されるように構成されている。
【００３３】
次に、このようなＥＬ素子や入力装置の具体的な製作方法と、その特性について説明する。
【００３４】
先ず、ポリエチレンテレフタレートのフィルム状の光透過性の基材上にポリエチレンジオキシチオフェン含有ペースト（アグファ・ゲバルト社製オルガコンｖｅｒ１／３）をＳＵＳ２００メッシュのマスクを用いてスクリーン印刷し、１２０℃で１０分間乾燥して光透過性電極層を形成した。
【００３５】
次に、この光透過性電極層に重ねて２エトキシエトキシエタノールに硫化亜鉛蛍光体（オスラムシルバニア社製ＴＹＰＥ３０）８５重量％と、無機陽イオン交換体（東亜合成ＩＸＥ３００）１０重量％、及びフッソゴム（デュポン社製バイトンＡ）５重量％を溶解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を形成した。
【００３６】
更に、この発光体層の上に、２エトキシエトキシエタノールにチタン酸バリウム粉末（堺化学株式会社製ＢＴ−０５）７８重量％と、フッソゴム（デュポン社製バイトンＡ）２２重量％を溶解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、１００℃で３０分間乾燥して誘電体層１４を形成した。
【００３７】
そして、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を形成した。
【００３８】
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１６を形成して、ＥＬ素子を製作した。
【００３９】
そして、前述した構成の入力素子２０の上面にこのＥＬ素子を貼合わせ、更にこのＥＬ素子の上面にシート３０を貼合わせて入力装置を製作し、（表１）に示すように、これをＮｏ．１とした。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
なお、光透過性電極層については、これ以外に、球状の酸化錫の導電粉を分散させたもの、球状の酸化インジウム錫の導電粉を分散させたもの、またこれらの導電粉を針状にしたもの等、（表１）に示すＮｏ．２〜５の４種類のものを製作した。
【００４２】
さらに、これらとの比較用として、従来の技術の項で説明したもの、即ち、光透過性の基材の下面全面にスパッタ法によって、酸化インジウム錫の金属酸化物薄膜の光透過性電極層を形成したものも製作し、Ｎｏ．６とした。
【００４３】
また、発光体層についても、無機陽イオン交換体を含まず蛍光体のみを分散したペーストを印刷形成したものを製作し、Ｎｏ．７とした。
【００４４】
以上のように製作したＮｏ．１〜７の入力装置について、（表１）に示すように、先ず、６０Ｖ３８０ＨｚでＥＬ素子を発光させ、その初期輝度（Ｃｄ／ｍ２）を常温常湿中で測定した。
【００４５】
次に、入力装置のシート上面に先端Ｒ０．８ｍｍのポリアセタール樹脂製のペンで文字の外周が大きさ約２×２ｃｍになるようにしてひらがな「あ」〜「お」までの５文字を筆圧５Ｎで３０万回繰り返し書く、所謂、筆記耐久試験を行った。
【００４６】
更に、その後、６０Ｖ３８０ＨｚでＥＬ素子を発光させ、試験後輝度（Ｃｄ／ｍ２）を常温常湿中で測定すると共に、筆記耐久試験によって光透過性電極層が破損して消灯している箇所がないかどうかを確認した。
【００４７】
この結果、（表１）から明らかなように、従来の光透過性電極層を酸化インジウム錫で形成したＮｏ．６には、筆記耐久試験の後に消灯箇所の発見が見られたが、Ｎｏ．１〜５及び７の光透過性電極層をポリエチレンジオキシチオフェンで形成したものには、筆記耐久試験後の消灯箇所の発生はなかった。
【００４８】
つまり、光透過性電極層をポリエチレンジオキシチオフェンで形成することによって、従来の技術で説明した酸化インジウム錫で形成したものに比べ、可撓性が向上し光透過性電極層の破損を防止することが可能となっている。
【００４９】
さらに、Ｎｏ．１の光透過性電極層をポリエチレンジオキシチオフェンで形成し、発光体層を無機陽イオン交換体を分散したものは、Ｎｏ．７の光透過性電極層をポリエチレンジオキシチオフェンで形成し、発光体層を無機陽イオン交換体を分散していないものに比べ、輝度も向上している。
【００５０】
また、Ｎｏ．１の光透過性電極層をポリエチレンジオキシチオフェンで形成したものに導電粉を分散したＮｏ．２及び３のものは、Ｎｏ．１のものより高輝度となり、Ｎｏ．２及び３の各々の導電粉を針状にしたＮｏ．４及び５のものは、更に高輝度となっている。
【００５１】
このように本実施の形態によれば、光透過性電極層１２をポリエチレンジオキシチオフェンで形成すると共に、発光体層１３を蛍光体及び無機陽イオン交換体を分散した合成樹脂バインダーで形成してＥＬ素子１０を構成することによって、光透過性電極層１２が導線性樹脂であるポリエチレンジオキシチオフェンで形成されているため、可撓性に優れると共に、発光体層１３が無機陽イオン交換体によって高誘電性となるため、高輝度で良好な照光が可能なＥＬ素子及びこれを用いた入力装置を得ることができるものである。
【００５２】
また、背面電極層１５をポリエチレンジオキシチオフェンで形成することによって、樹脂に銀やカーボンを分散させたものに比べ背面電極層１５を緻密にできるため、背面電極層１５の可撓性を高め、更に可撓性に優れるＥＬ素子を実現できる。
【００５３】
そして、光透過性電極層１２または背面電極層１５の少なくとも一方に酸化インジウム錫または酸化錫の導電粉を分散させることによって、導電粉の分散により光透過性電極層１２の抵抗値を低くできるため、より高輝度なＥＬ素子を実現できる。
【００５４】
さらに、導電粉を針状とすることによって、球状の導電粉に比べ導電粉同士の接触面積が増え、抵抗値を更に低くできるため、ＥＬ素子をより高輝度なものとすることができる。
【００５５】
なお、以上の説明では、入力素子の上電極２２と下電極２４をカーボンを分散した樹脂で印刷形成した不透明なものとして説明したが、これに代えて、透明な酸化インジウム錫等で形成した、所謂、透明タッチパネルで入力素子を形成しても、本発明の実施は可能である。
【００５６】
また、入力素子２０の上基板２１下面全面に上電極２２が、下基板２３上面全面に下電極２４が形成されたものとして説明したが、全面ではなく所定の箇所に複数の上電極２２、下電極２４を形成し、上基板２１上面の押圧操作によって所定の箇所の上電極２２と下電極２４のみの電気的接離を行う、所謂、メンブレンスイッチとしても良い。
【００５７】
さらに、以上の説明では、基材１の下面に光透過性電極層１２、発光体層１３、誘電体層１４、背面電極層１５及び絶縁層１６が順次重ねて形成されたものとして説明したが、図２に示すように、ポリエチレンテレフタレート等のフィルム状の光透過性の基材１の上面に背面電極層１５、誘電体層１４、発光体層１３、光透過性電極層１２及びエポキシやポリエステル樹脂等の光透過性の絶縁層３１を印刷や塗布等によって順次重ねて形成しても、本発明のＥＬ素子の実施は可能である。
【００５８】
また、光透過性電極層が導電性樹脂であるポリエチレンジオキシチオフェンで形成されているため、図３に示すように、基材１を３次元曲面を有する光透過性のＡＢＳやポリエステル等の樹脂製の基材３２とすると共に、この基材３２上面に、背面電極層１５、誘電体層１４、発光体層１３、光透過性電極層１２及び光透過性の絶縁層３１を印刷や塗布等によって順次重ねて形成しても良い。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、可撓性に優れ高輝度化が図れるＥＬ素子及びこれを用いた入力装置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】本発明の一実施の形態によるＥＬ素子を用いた入力装置の断面図
【図２】同他の実施の形態によるＥＬ素子の断面図
【図３】同ＥＬ素子の断面図
【図４】従来のＥＬ素子の断面図
【符号の説明】
１　基材
１０　ＥＬ素子
１２　光透過性電極層
１３　発光体層
１４　誘電体層
１５　背面電極層
１６　絶縁層
２０　入力素子
２１　上基板
２２　上電極
２３　下基板
２４　下電極
２５　スペーサ
３０　シート
３１　絶縁層
３２　基材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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