JP2002329581A

JP2002329581A - 電界発光素子

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Publication number: JP2002329581A
Application number: JP2001133984A
Authority: JP
Inventors: Muneo Kudo; 宗夫工藤; Masaaki Yamatani; 正明山谷
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2001-05-01
Filing date: 2001-05-01
Publication date: 2002-11-15
Anticipated expiration: 2021-05-01
Also published as: JP4420167B2

Abstract

(57)【要約】【解決手段】電界発光性粉粒体を含有する誘電体が発
光層として層状に形成された電界発光素子において、該
誘電体が、（ａ）シアノアルキル基と脂肪族不飽和結合
を有する一価炭化水素基とを含有するオルガノポリシロ
キサン、（ｂ）シアノアルキル基含有オルガノハイドロ
ジェンポリシロキサン、及び（ｃ）白金族金属系触媒を
含有する高誘電付加型硬化性バインダー組成物の硬化物
からなることを特徴とする電界発光素子。【効果】本発明の電界発光素子は、誘電率が高く、吸
湿量の少ない高誘電付加型硬化性バインダー組成物に電
界発光性粉粒体を分散させた発光体層で作られているの
で、輝度が高い、温度による輝度の変化が少ない、長時
間点灯していても輝度の低下が小さい、耐衝撃性に優れ
る、フレキシビリティに富んでいる、熱分解温度が高
い、耐熱性に優れているという有利性が得られる。従っ
てこの発光体素子は各種液晶ディスプレイのバックライ
トとしては勿論のこと、面発光体として広く適用し得る
という工業的有利性をもつものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電界発光素子、特
には電界発光性粉粒体を含有する誘電体を発光層とす
る、輝度が高く、寿命特性に優れ、しかも均一な発光を
与える分散型電界発光素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電界発光素子は、発光層の構成様式によ
り分散型と薄膜型とに分けられる。これらは従来の発光
素子とは異なり、少ない消費電力にて平面発光を与える
という特色を有し、近年各種光源及び表示パネルとして
急速に注目を集めてきている。特に分散型の電界発光素
子においては、製造方法が容易であること、安価である
こと、任意の形状の素子が製造可能なこと等の有利点を
生かして液晶表示バックライト、案内灯及び常夜灯等と
しての応用が開始されている状況である。

【０００３】従来、このような分散型の電界発光素子
は、ＣｄＳ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳｉＯ、ＢＮ、Ｓ
ｉＣ等の電界発光性粉粒体を誘電体物質中に分散させた
ものを一方の電極基板上に薄膜状に塗布し、これに他の
電極基板を加熱圧着等の手段で接着させてなるものが知
られており、誘電体物質としては誘電率の大きいものほ
ど高輝度を与えることが明らかとなっている。

【０００４】而して、これらの誘電体物質としては、一
般にシアノエチルセルロース、シアノエチルスターチ、
シアノエチルプルラン等の多糖類のシアノエチル化物、
シアノエチルヒドロキシエチルセルロース、シアノエチ
ルグリセロールプルラン等の多糖誘導体のシアノエチル
化物、シアノエチルポリビニルアルコール等のポリオー
ル類のシアノエチル化物、及びフッ化ビニリデン等のフ
ッ素樹脂のような誘電率の高い高分子物質が使用されて
いるが、上記に示した物質は、種々の欠点を有してお
り、電界発光性粉粒体の誘電体としては必ずしも完全に
満足できるものではなかった。

【０００５】即ち、多糖類及び多糖誘導体のシアノエチ
ル化物やシアノエチルポリビニルアルコールにおいて
は、共通する欠点として吸湿率が大きいことがあり、電
界発光素子の誘電体として用いた場合、その大きい吸湿
量のために発光性粉粒体を劣化させてしまい素子として
の寿命を短くする。

【０００６】また、シアノエチルセルロース、シアノエ
チルスターチは、電極基板との接着性に劣るため、これ
を使用した場合には、電極と発光層との間に空隙が発生
したり、使用中に電極と発光層とが部分的に剥離するこ
とがあり、電界発光素子の特性である均一な発光が損な
われてしまう不利がある。接着性を可塑剤の添加により
改良することも試みられてはいるが、その場合には、誘
電率の低下による輝度の減少や発光体の寿命が短くなる
欠点が生じる。

【０００７】なお、シアノエチルヒドロキシセルロー
ス、シアノエチルグリセロールプルラン及びシアノエチ
ルポリビニルアルコールは、誘電率の温度による変化が
大きく、それを用いた素子の使用温度範囲が限定される
場合がある。

【０００８】一方、フッ化ビニリデン等のフッ素樹脂
は、吸湿性も小さく、また誘電率の温度変化も少ない利
点を有するが、誘電率が多糖類及び多糖誘導体のシアノ
エチル化物に比べて約半分しかなく、輝度が低下する欠
点を有している。

【０００９】特公平８−６０８７号公報には、シアノア
ルキル基含有オルガノポリシロキサンを主成分とする有
機高誘電体が提案されているが、これは半固体或いは固
体状物質であり、皮膜形成するには取り扱いが面倒であ
る。また、吸湿性の改善が不十分であり、電界発光素子
の寿命が短いという欠点を有していた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みなされたもので、電界発光素子に使用する誘電体に
おいて、高分子誘電体として、誘電率が高く、誘電正接
が小さいという優れた電気特性を示し、かつ吸湿性が小
さく、フィルム形成能が良好な高誘電付加型硬化性バイ
ンダー組成物の硬化物を用いることにより、輝度の高
い、寿命特性に優れた、しかも均一な発光を与える分散
型電界発光素子を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の課
題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、電界発光性粉
粒体を含有する誘電体が発光層として層状に形成された
電界発光素子において、該誘電体を、（ａ）脂肪族不飽
和結合を有する一価炭化水素基とシアノアルキル基とを
含有するオルガノポリシロキサン、（ｂ）シアノアルキ
ル基を含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサ
ン、及び（ｃ）白金族金属系触媒を含有する高誘電付加
型硬化性バインダー組成物の硬化物からなるものとする
ことにより、誘電率が高く、誘電正接が小さいという優
れた電気特性を示し、かつ吸湿性が小さく、フィルム形
成能が良好な誘電体となり得ることを知見し、更にこの
誘電体を用いることにより、輝度が高く、寿命特性に優
れ、しかも均一な発光を与える分散型電界発光素子が得
られることを見出し、本発明をなすに至ったものであ
る。

【００１２】従って、本発明は、電界発光性粉粒体を含
有する誘電体が発光層として層状に形成された電界発光
素子において、該誘電体が、（ａ）シアノアルキル基と
脂肪族不飽和結合を有する一価炭化水素基とを含有する
オルガノポリシロキサン、（ｂ）シアノアルキル基含有
オルガノハイドロジェンポリシロキサン、及び（ｃ）白
金族金属系触媒を含有する高誘電付加型硬化性バインダ
ー組成物の硬化物からなることを特徴とする電界発光素
子を提供する。

【００１３】この場合、上記誘電体が、（ａ）下記平均
組成式（Ｉ）Ｒ¹ _aＲ² _bＲ³ _cＳｉＯ_(4-a-b-c)/2 （Ｉ）（式中、Ｒ¹は炭素数３〜５のシアノアルキル基、Ｒ²は
炭素数２〜６の脂肪族不飽和結合を有する一価炭化水素
基、Ｒ³は炭素数１〜１０のＲ¹、Ｒ²以外の一価炭化水
素基、ａは０．２〜０．９５、ｂは０．０５〜０．７、
ｃは０．０５〜１．０、ａ＋ｂ＋ｃは１．０５〜１．９
である。）で示されるシアノアルキル基と脂肪族不飽和
結合を有する一価炭化水素基とを含有するオルガノポリ
シロキサン、（ｂ）下記平均組成式（ＩＩ）Ｒ⁴ _kＲ⁵ _mＲ⁶ _nＳｉＯ_(4-k-m-n)/2 （ＩＩ）（式中、Ｒ⁴は炭素数３〜５のシアノアルキル基、Ｒ⁵は
水素原子、Ｒ⁶は炭素数１〜１０のＲ⁴以外の一価炭化水
素基、ｋは０．２〜０．７、ｍは０．２〜０．７、ｎは
１．０〜１．６、ｋ＋ｍ＋ｎは２．０〜２．３であ
る。）で示されるシアノアルキル基を含有するオルガノ
ハイドロジェンポリシロキサン、及び（ｃ）白金族金属
系触媒を含有する高誘電付加型硬化性バインダー組成物
の硬化物からなるものであると、更に好適である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明の電界発光素子は、（ａ）シアノアルキル
基と脂肪族不飽和結合を有する一価炭化水素基とを含有
するオルガノポリシロキサン、（ｂ）シアノアルキル基
含有オルガノハイドロジェンポリシロキサン、及び
（ｃ）白金族金属系触媒を含有する高誘電付加型硬化性
バインダー組成物の硬化物からなる誘電体中に電界発光
性粉粒体を含有したものが発光層として層状に形成され
たものであることを特徴とする。

【００１５】本発明の誘電体となり得る高誘電付加型硬
化性バインダー組成物には、ニトリル基の存在が不可欠
であり、このバインダー組成物に用いられる（ａ）成分
のオルガノポリシロキサン及び（ｂ）成分のオルガノハ
イドロジェンポリシロキサンには、構造単位中にシアノ
アルキル基を含有していることが必要である。これは、
極性の高いニトリル基が電界中において配向分極するこ
とにより、誘電率が向上するためであると考えられる。

【００１６】高誘電付加型硬化性バインダー組成物の
（ａ）成分である脂肪族不飽和結合を有する一価炭化水
素基とシアノアルキル基とを含有するオルガノポリシロ
キサンとしては、下記平均組成式（Ｉ）で示されるもの
であることが好ましい。

【００１７】Ｒ¹ _aＲ² _bＲ³ _cＳｉＯ_(4-a-b-c)/2 （Ｉ）（式中、Ｒ¹は炭素数３〜５のシアノアルキル基、Ｒ²は
炭素数２〜６の脂肪族不飽和結合を有する一価炭化水素
基、Ｒ³は炭素数１〜１０のＲ¹、Ｒ²以外の一価炭化水
素基、ａは０．２〜０．９５、ｂは０．０５〜０．７、
ｃは０．０５〜１．０、ａ＋ｂ＋ｃは１．０５〜１．９
である。）

【００１８】上記式中、Ｒ¹で示される炭素数３〜５の
シアノアルキル基としては、例えばシアノエチル基、シ
アノプロピル基、シアノブチル基、２−シアノプロピル
基、２−シアノブチル基、３−シアノブチル基、２−メ
チル−２−シアノプロピル基等を挙げることができ、シ
アノエチル基が好ましい。

【００１９】Ｒ²で示される炭素数２〜６の脂肪族不飽
和結合を有する一価炭化水素基としては、例えばビニル
基、アリル基等のアルケニル基などを挙げることがで
き、ビニル基が好ましい。

【００２０】Ｒ³はＲ¹、Ｒ²以外の炭素数１〜１０、好
ましくは１〜８の非置換又は置換の一価炭化水素基であ
り、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロ
ピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル
基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、シクロ
ヘキシル基等のアルキル基、フェニル基、トリル基等の
アリール基、ベンジル基、フェニルエチル基等のアラル
キル基、クロロメチル基、ブロモエチル基、３，３，３
−トリフルオロプロピル基、１，１，１−トリフルオロ
ヘキシル基、３−クロロプロピル基等のハロゲン置換一
価炭化水素基などが挙げられ、これらの中でもメチル基
が好ましい。

【００２１】前記平均組成式（Ｉ）中のシアノアルキル
基の含量であるａは、０．２〜０．９５、好ましくは
０．３〜０．６である。シアノアルキル基含量が少なす
ぎるとポリマー中のニトリル基の濃度が下がってしま
い、それに伴って誘電率も低下してしまうおそれがあ
る。また、シアノアルキル基含量が多すぎると相対的に
脂肪族不飽和結合を有する一価炭化水素基の量ｂが低下
することとなり、硬化性が不十分となる場合がある。

【００２２】脂肪族不飽和結合を有する一価炭化水素基
の含量であるｂは、０．０５〜０．７、好ましくは０．
３〜０．６である。脂肪族不飽和結合を有する一価炭化
水素基含量が少なすぎると硬化性が不十分となる場合が
ある。また、含量が多すぎると相対的にシアノアルキル
基の含量ａが低下することとなり、よってポリマー中の
ニトリル基の濃度が下がってしまい、それに伴って誘電
率も低下してしまう場合がある。

【００２３】Ｒ¹、Ｒ²を除く非置換又は置換の一価炭化
水素基の含量であるｃは、あまり大きすぎるとシアノア
ルキル基含有量或いは脂肪族不飽和結合を有する一価炭
化水素基含有量が少なくなるおそれがあるため、０．０
５〜１．０、好ましくは０．６〜０．９である。

【００２４】前記平均組成式（Ｉ）中のシアノアルキル
基、脂肪族不飽和結合を有する一価炭化水素基及び上記
Ｒ¹、Ｒ²を除く非置換又は置換の一価炭化水素基の総和
である（ａ＋ｂ＋ｃ）は、１．０５〜１．９、好ましく
は１．５〜１．８の範囲である。この範囲未満である
と、オルガノポリシロキサンは非常に脆い樹脂状となる
場合があり、また上記範囲を超えると、バインダー組成
物の硬化が不良となり、フィルム成形が困難となってし
まうおそれがある。

【００２５】本発明の平均組成式（Ｉ）で示される脂肪
族不飽和結合を有する一価炭化水素基とシアノアルキル
基とを含有するオルガノポリシロキサンを得るには、特
殊な方法に限定されるものではなく、一般的なポリシロ
キサンの合成法によればよく、具体的には、シアノアル
キル基を有するシランと脂肪族不飽和結合を有する一価
炭化水素基を含有するシランとを加水分解して得られた
シロキサンを重合するか、又は脱アルコール反応、脱水
反応等の縮合反応により、目的物を得ることができる。

【００２６】ここで、本発明の脂肪族不飽和結合を有す
る一価炭化水素基とシアノアルキル基とを含有するオル
ガノポリシロキサンの原料となるシランとしては、更に
加水分解可能な官能基が１個以上ケイ素原子に直接結合
していることが好ましく、加水分解可能な官能基として
は、ハロゲン、ＯＲ、ＯＣＯＲ又はＮＲＲ’（ここで、
Ｒ、Ｒ’は水素原子又はアルキル基を示す。）等が挙げ
られる。

【００２７】上記Ｒ、Ｒ’で示されるアルキル基として
は、炭素数１〜８、特に１〜６のものが好ましく、例え
ばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、
ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチ
ル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基
等が挙げられる。

【００２８】上記原料となるシランとして具体的には、
シアノアルキル基を含有するシラン原料として、シアノ
エチルジメチルクロロシラン、シアノプロピルジエチル
メトキシシラン、シアノエチルジメチルアセトキシシラ
ン、ジシアノエチルメチルメトキシシラン等の１官能性
シラン；シアノエチルクロルメチルジクロロシラン、シ
アノエチルメチルジメトキシシラン、シアノエチルトリ
フルオロプロピルジエトキシシラン、シアノプロピルフ
ェニルジアミノシラン等の２官能性シラン；シアノエチ
ルトリエトキシシラン、シアノブチルトリメトキシシラ
ン等の３官能性シランが挙げられる。

【００２９】また、脂肪族不飽和結合を有する一価炭化
水素基を含有するシラン原料として、ビニルジメチルメ
トキシシラン、ビニルジメチルエトキシシラン、ビニル
メチルジクロロシラン、ビニルメチルジメトキシシラ
ン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラ
ン等のシランが挙げられる。

【００３０】更に、シアノアルキル基及び脂肪族不飽和
結合を含有する一価炭化水素基を含まないシラン原料と
して、１官能性としては、トリメチルクロロシラン、ト
リメチルメトキシシラン、トリエチルアミノシラン、ヘ
キサメチルジシラザン等が、２官能性としては、ジメチ
ルジクロロシラン、メチルフェニルジクロロシラン、ジ
フェニルジクロロシラン、トリフルオロプロピルジクロ
ロシラン、ジメチルジメトキシシラン、クロルメチルジ
エトキシシラン等が、３官能性としては、メチルトリク
ロロシラン、トリメトキシシラン、クロルメチルトリメ
トキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、トリフル
オロプロピルトリメトキシシラン等が、４官能性として
は、テトラクロロシラン、テトラメトキシシラン、テト
ラエトキシシラン等が例示される。

【００３１】また、出発原料としては、上記に示した単
量体の他に、単量体より得られるプレポリマーを使用す
ることも可能である。

【００３２】上記オルガノポリシロキサンの合成におい
ては、必要に応じて各種反応触媒及び溶媒を加えてもよ
く、これは、従来より周知の方法により行うことができ
る。

【００３３】なお、（ａ）成分中にシラノール基が残存
していると、（ｃ）成分の白金族金属系触媒の作用によ
り（ｂ）成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサン
との間で脱水素反応が進行し、発泡することがあるの
で、（ａ）成分中のシラノール基をヘキサメチルジシラ
ザン等のシリル化剤であらかじめキャップしておくこと
が好ましい。

【００３４】上記脂肪族不飽和結合を有する一価炭化水
素基とシアノアルキル基とを含有するオルガノポリシロ
キサンの重合度は、１，０００〜６０，０００であるこ
とが好ましく、特に２，０００〜２０，０００であるこ
とが好ましい。

【００３５】また、上記脂肪族不飽和結合を有する一価
炭化水素基とシアノアルキル基とを含有するオルガノポ
リシロキサンは、液状であることが好ましい。特に、こ
のオルガノポリシロキサンの２５℃における粘度は、５
００〜４０，０００ｃＰ（センチポイズ）であることが
好ましく、特に１，０００〜２０，０００ｃＰであるこ
とが好ましい。なお、固体状の場合は溶剤に溶解して使
用することができる。

【００３６】次に、高誘電付加型硬化性バインダー組成
物の（ｂ）成分であるシアノアルキル基を含有するオル
ガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、下記平均
組成式（ＩＩ）で示されるものであることが好ましい。

【００３７】Ｒ⁴ _kＲ⁵ _mＲ⁶ _nＳｉＯ_(4-k-m-n)/2 （ＩＩ）（式中、Ｒ⁴は炭素数３〜５のシアノアルキル基、Ｒ⁵は
水素原子、Ｒ⁶は炭素数１〜１０のＲ⁴以外の一価炭化水
素基、ｋは０．２〜０．７、ｍは０．２〜０．７、ｎは
１．０〜１．６、ｋ＋ｍ＋ｎは２．０〜２．３であ
る。）

【００３８】Ｒ⁴で示される炭素数３〜５のシアノアル
キル基としては、Ｒ¹と同様のものが例示され、例えば
シアノエチル基、シアノプロピル基、シアノブチル基、
２−シアノプロピル基、２−シアノブチル基、３−シア
ノブチル基、２−メチル−２−シアノプロピル基等を挙
げることができ、シアノエチル基が好ましい。

【００３９】Ｒ⁶はＲ⁴以外の炭素数１〜１０、好ましく
は１〜８の非置換又は置換の一価炭化水素基であり、好
ましくは脂肪族不飽和結合を含有しないもの、例えばメ
チル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチ
ル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル
基、ネオペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、
シクロヘプチル基等のアルキル基、フェニル基、トリル
基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基等の
アラルキル基、クロロメチル基、ブロモエチル基、３，
３，３−トリフルオロプロピル基、１，１，１−トリフ
ルオロヘキシル基、３−クロロプロピル基等のハロゲン
置換一価炭化水素基などを挙げることができ、これらの
中でも好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、フ
ェニル基であり、特に好ましくはメチル基である。

【００４０】前記平均組成式（ＩＩ）中のシアノアルキ
ル基の含量であるｋは、０．２〜０．７、好ましくは
０．４〜０．６である。シアノアルキル基含量が少なす
ぎるとポリマー中のニトリル基の濃度が下がってしま
い、それに伴って誘電率も低下してしまうおそれがあ
る。また、（ａ）成分の脂肪族不飽和結合を有する一価
炭化水素基とシアノアルキル基とを含有するオルガノポ
リシロキサンとの相溶性が悪くなり、硬化性が不十分と
なったり、均一な硬化物が得られなくなったりする場合
がある。また、シアノアルキル基含量が多すぎると相対
的に水素原子（ＳｉＨ基）の含量であるｍが低下するこ
ととなり、硬化性が不十分となるおそれがある。

【００４１】水素原子（ＳｉＨ基）の含量であるｍは、
０．２〜０．７、好ましくは０．３〜０．６である。含
量がこの範囲未満であると硬化性が不十分となる場合が
ある。また、含量がこの範囲を超えると相対的にシアノ
アルキル基の含量ｋが低下することとなり、よってポリ
マー中のニトリル基の濃度が下がってしまい、それに伴
って誘電率も低下してしまう場合がある。更に、バイン
ダー組成物に水素ガスによる発泡現象が起きてしまう場
合がある。

【００４２】Ｒ⁴を除く非置換又は置換の一価炭化水素
基の含量であるｎは、あまり大きすぎるとシアノアルキ
ル基含有量或いは水素原子（ＳｉＨ基）含有量が少なく
なるおそれがあるため、１．０〜１．６、好ましくは
１．０〜１．２である。

【００４３】前記平均組成式（ＩＩ）中のシアノアルキ
ル基、水素原子（ＳｉＨ基）及びシアノアルキル基以外
の一価炭化水素基の総和である（ｋ＋ｍ＋ｎ）は、２．
０〜２．３、好ましくは２．０〜２．１の範囲である。
この範囲未満では、オルガノハイドロジェンポリシロキ
サンの経時安定性が悪くなる場合があり、また硬化物が
非常に脆くなるおそれがあり実用的ではなく、上記範囲
を超えると、バインダー組成物の硬化が不十分となり、
フィルム成形が困難となってしまうおそれがある。

【００４４】本発明の平均組成式（ＩＩ）で示されるシ
アノアルキル基を含有するオルガノハイドロジェンポリ
シロキサンを得るには、特殊な方法に限定されるもので
はなく、一般的なオルガノハイドロジェンポリシロキサ
ンの合成法によればよく、例えば硫酸、トリフルオロメ
タンスルホン酸等の強酸存在下、シアノアルキル基含有
オルガノポリシロキサンとオルガノハイドロジェンポリ
シロキサンとの平衡化反応によって目的物を得ることが
できる。なお、平衡化の際、ヘキサメチルジシロキサン
等の末端基となる化合物を添加すると、その種類、量に
より末端官能基の種類や重合度を調節することができ
る。

【００４５】ここで、シアノアルキル基含有オルガノハ
イドロジェンポリシロキサンの原料となるシランとして
は、更に加水分解可能な官能基が１個以上ケイ素原子に
直接結合していることが好ましく、加水分解可能な官能
基としては、ハロゲン、ＯＲ、ＯＣＯＲ又はＮＲＲ’
（ここで、Ｒ、Ｒ’は上記と同様である。）等が挙げら
れる。

【００４６】原料となるシランとして具体的には、シア
ノアルキル基を含有するシラン原料として、シアノエチ
ルジメチルクロロシラン、シアノプロピルジエチルメト
キシシラン、シアノエチルジメチルアセトキシシラン、
ジシアノエチルメチルメトキシシラン等の１官能性シラ
ン；シアノエチルクロルメチルジクロロシラン、シアノ
エチルメチルジメトキシシラン、シアノエチルトリフル
オロプロピルジエトキシシラン、シアノプロピルフェニ
ルジアミノシラン等の２官能性シラン；シアノエチルト
リエトキシシラン、シアノブチルトリメトキシシラン等
の３官能性シランが挙げられるが、２官能性シランが好
ましい。なお、平衡化反応には、上記に示した単量体よ
り得られるプレポリマーを使用することが好ましい。

【００４７】また、ＳｉＨ基を含有するシラン原料（オ
ルガノハイドロジェンポリシロキサン）として、メチル
ハイドロジェンシリコーンオイル、テトラメチルテトラ
シロキサン等が挙げられる。

【００４８】末端基となる化合物としては、ヘキサメチ
ルジシロキサン、テトラメチルジシロキサン等が挙げら
れる。更に、必要に応じてオクタメチルテトラシロキサ
ン等のオルガノポリシロキサン環状体を用いてもよい。

【００４９】上記シアノアルキル基を含有するオルガノ
ハイドロジェンポリシロキサンの重合度は、１，０００
〜１５０，０００であることが好ましく、特に１０，０
００〜１００，０００であることが好ましい。

【００５０】また、上記シアノアルキル基を含有するオ
ルガノハイドロジェンポリシロキサンの２５℃における
粘度は、３００〜５０，０００ｃＰ（センチポイズ）で
あることが好ましく、特に５００〜１０，０００ｃＰで
あることが好ましい。

【００５１】（ｂ）成分の配合量は、（ａ）成分中のア
ルケニル基等の脂肪族不飽和結合１個に対して（ｂ）成
分中のケイ素原子に直結した水素原子（ＳｉＨ基）が
０．５〜４個、特に０．７〜１．２個となるようにする
ことが好ましい。このＳｉＨ基が少なすぎると硬化物の
硬度が低くなることがあり、多すぎると水素ガスによる
発泡現象が起きてしまうことがある。

【００５２】高誘電付加型硬化性バインダー組成物の
（ｃ）成分である白金族金属系触媒としては、通常ハイ
ドロサイレーションに使用されている公知のものでよ
く、具体的には、白金又は白金化合物を用いることがで
きる。ここで白金化合物としては、例えば塩化白金酸、
塩化白金酸のアルコール溶液、塩化白金酸とアルコール
との反応物、塩化白金酸とオレフィン化合物との反応
物、塩化白金酸とビニル基含有シロキサンとの反応物な
どが挙げられる。

【００５３】白金族金属系触媒の使用量は、触媒量であ
り、所望の硬化速度に応じて適宜調節すればよいが、経
済的見地或いは良好な硬化性を得るためには、（ａ）成
分及び（ｂ）成分の合計量に対して白金族金属換算で１
〜１０，０００ｐｐｍ、特に１，０００〜７，０００ｐ
ｐｍとすることが好ましい。

【００５４】本発明のバインダー組成物には、必要に応
じて反応制御剤、補強剤、添加剤（顔料、離型剤、耐熱
剤、流動性調節剤、沈降防止剤、接着性向上剤、熱伝導
性充填剤、電気導電性充填剤）、希釈剤等を本発明の目
的を損なわない範囲で混合することも可能である。

【００５５】本発明のバインダー組成物は、上記した
（ａ）〜（ｃ）成分、及び必要に応じてその他の任意成
分を、常温で均一に混合することにより得られ、これは
常法により製造することができる。

【００５６】このようにして得られたバインダー組成物
は、液状であることが好ましく、２５℃における粘度が
３００〜４０，０００ｃＰ（センチポイズ）、特に５０
０〜２０，０００ｃＰの範囲であることが好ましい。

【００５７】本発明のバインダー組成物は、好ましくは
１００℃以上、より好ましくは１００〜１５０℃の温度
で、好ましくは１０〜９０分加熱することにより硬化さ
せることができる。なお、一般には（ｃ）成分の使用量
が多いほど速やかに硬化し得る。

【００５８】本発明の高誘電付加型硬化性バインダー組
成物は、無溶媒でも液状とすることができ、比較的粘度
が低いため取り扱いが容易である点、硬化性を持つ点で
優れ、また、この硬化物は高誘電率を有し、誘電損失が
小さい点、体積抵抗が低い点、フィルム形成性に優れ、
強靭で透明な皮膜を与える点、他のシアノエチル化ポリ
マーに比べて吸湿量が小さい点、熱分解温度が高く耐熱
性に優れる点等の特徴を有している。

【００５９】本発明の電界発光素子を構成する電界発光
性粉粒体としては、従来より公知のものを用いることが
でき、具体的にはＣｄＳ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳｉ
Ｏ、ＢＮ、ＳｉＣ等の蛍光体物質、或いはＺｎＳを母体
材料とし、活性剤として銅、マンガン、アルミニウム、
臭素、塩素及びヨウ素等を添加して焼成したものなどが
例示される。これらは電界発光素子とした場合の発光特
性から、平均粒径が５０μｍ以下、特に１０〜４０μｍ
である粉粒体を用いることが好ましい。また、長寿命化
のために、既存の蛍光体の表面を金属酸化物等により被
覆防湿処理したものを使用することが好ましい。

【００６０】上記電界発光性粉粒体の添加量は、上記バ
インダー組成物１重量部に対して０．５重量部未満では
発光層中の電界発光性粉粒体の濃度が小さすぎて素子に
した場合輝度が低下するおそれがあり、また５重量部よ
り多いと電界発光性粉粒体の分散が困難になるおそれが
あることから、上記バインダー組成物１重量部に対して
０．５〜５重量部、特に１〜４重量部の範囲が好まし
い。

【００６１】本発明の電界発光素子は、誘電体としての
上記バインダー組成物中に上記した電界発光性粉粒体を
分散配合した発光層用ペーストを発光層として層状に形
成させるものである。

【００６２】ここで、発光層用ペーストは、電界発光性
粉粒体をバインダー組成物へ分散配合したものであり、
上記バインダー組成物に上記電界発光性粉粒体を無溶媒
下で添加することにより得ることができる。また、アセ
トン、４−メチル−２−ペンタノン、Ｎ，Ｎ’−ジメチ
ルホルムアミド、ニトロメタン、アセトニトリル、Ｎ−
メチル−２−ピロリドンなどの溶剤の１種、又は２種以
上の混合液に上記バインダー組成物を溶解した後、この
液中に電界発光性粉粒体を添加することにより、発光層
用ペーストを得ることもできる。なお、この発光層用ペ
ースト調製時、各種の高誘電率物質、強誘電体、半導体
酸化物などを配合することは任意とされる。

【００６３】上記のようにして得られたバインダー組成
物に電界発光性粉粒体が分散された発光層用ペースト
は、発光体層形成に供されるものであり、この発光体層
としては、例えば、ポリエステルフィルム上に透明導電
膜として酸化インジウムを被覆した導電膜の上に、この
発光層用ペーストをスクリーン印刷法などで厚さ約１０
〜７０μｍに塗布し、加熱硬化させることによって作製
することができる。

【００６４】また、この発光体層を用いて電界発光素子
を作製する方法としては、例えば、導電膜上に形成した
上記発光体層の上に、常法により絶縁反射層を積層した
後、更にこの絶縁反射層上にスクリーン印刷法を用いて
銀ペーストを印刷、乾燥して背面電極を作製し、次いで
この導電膜と背面電極に電極端子となるリード線を取り
付けることにより、電界発光素子を得ることができる。

【００６５】

【発明の効果】本発明の電界発光素子は、誘電率が高
く、吸湿量の少ない高誘電付加型硬化性バインダー組成
物に電界発光性粉粒体を分散させた発光体層で作られて
いるので、輝度が高い、温度による輝度の変化が少な
い、長時間点灯していても輝度の低下が小さい、耐衝撃
性に優れる、フレキシビリティに富んでいる、熱分解温
度が高い、耐熱性に優れているという有利性が得られ
る。従ってこの発光体素子は各種液晶ディスプレイのバ
ックライトとしては勿論のこと、面発光体として広く適
用し得るという工業的有利性をもつものである。

【００６６】

【実施例】以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具
体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限される
ものではない。

【００６７】[実施例１]（ａ）成分の合成撹拌機、還流冷却器、温度計を備えた１リットルのガラ
ス製反応器に水２３０ｇ及び３６％塩酸水０．２ｇを入
れ、撹拌下にシアノエチルトリエトキシシラン１１９．
４ｇ（０．５５モル）、シアノエチルメチルジメトキシ
シラン８．０ｇ（０．０５モル）及びビニルメチルジメ
トキシシラン５２．８ｇ（０．４モル）の混合物を投入
した。加熱して６０〜７０℃に保ち、３時間加水分解し
た後、反応器にエステルアダプターを取り付け、生成し
たアルコール１０６ｇを留去した。冷却した後、メチル
イソブチルケトン２５０ｇを添加して水層を分液により
除去し、水１００ｇで２回水洗して中性にした。有機層
から減圧ストリップにより水及びメチルイソブチルケト
ンを留去した。ここで得られたレジンは、ケイ素原子結
合ＯＨ（シラノール）を１０ｗｔ％含んでいた。このレ
ジンをテトラヒドロフラン２５０ｇに溶解し、撹拌機、
還流冷却器、温度計を備えた１リットルのガラス製反応
器に入れ、ヘキサメチルジシラザン５６．４ｇ（０．３
５モル）を投入した後、加熱して６０〜７０℃で３時間
反応させた。テトラヒドロフラン及び未反応のヘキサメ
チルジシラザンを減圧ストリップにより留去し、オルガ
ノポリシロキサン１０１ｇを得た。このオルガノポリシ
ロキサンは下記平均組成式（１）で示されるものであ
り、各成分の組成及び粘度は表１に示されるものであっ
た。Ｒ¹ _aＲ² _bＲ³ _cＳｉＯ_(4-a-b-c)/2 （１）（Ｒ¹はシアノエチル基、Ｒ²はビニル基、Ｒ³はメチル
基である。）

【００６８】（ｂ）成分の合成１）プレポリマーの合成撹拌機、還流冷却器、温度計、滴下ロートを備えた１リ
ットルのガラス製反応器にシアノエチルメチルジメトキ
シシラン６４０．８ｇ（４．０モル）を入れ、撹拌下、
０．１Ｎ塩酸水３００ｇを室温で滴下ロートにて０．５
時間かけて滴下した。これを加熱して６０〜７０℃に保
ち、３時間加水分解した。冷却した後、メチルイソブチ
ルケトン７５０ｇを添加して、水層を分液により除去
し、水３００ｇで２回水洗して中性にした。有機層から
減圧ストリップにより水及びメチルイソブチルケトンを
留去し、プレポリマー４４８ｇを得た。２）（ｂ）成分の合成撹拌機、還流冷却器、温度計を備えた０．５リットルの
ガラス製反応器に上記プレポリマー８１．４ｇ、メチル
ハイドロジェンシリコーンオイル３４．７ｇ及びヘキサ
メチルジシロキサン２．９ｇを入れ、撹拌下でメタンス
ルホン酸３．６ｇを添加し、室温で２０時間平衡化反応
を行った。水１．４ｇを添加して２時間反応させた後、
炭酸水素ナトリウム３６ｇで中和し、更にメチルイソブ
チルケトン１４０ｇ及び硫酸ナトリウム３６ｇを添加し
た後、塩を濾別した。濾液から減圧ストリップによりメ
チルイソブチルケトンを留去し、オルガノハイドロジェ
ンポリシロキサン１０４ｇを得た。このオルガノハイド
ロジェンポリシロキサンは下記平均組成式（２）で示さ
れるものであり、各成分の組成及び粘度は表１に示され
るものであった。Ｒ⁴ _kＲ⁵ _mＲ⁶ _nＳｉＯ_(4-k-m-n)/2 （２）（Ｒ⁴はシアノエチル基、Ｒ⁵は水素原子、Ｒ⁶はメチル
基である。）

【００６９】バインダー組成物の調製（ａ）成分中のビニル基１個に対して（ｂ）成分中のケ
イ素原子に直結した水素原子が０．７７個となるよう
に、上記（ａ）成分１５ｇ、（ｂ）成分７．８ｇ及び反
応制御剤サーフィノール６１（日信化学工業（株）製）
０．０７５ｇとを混合した後、塩化白金酸の０．５％ト
ルエン溶液０．０７５ｇを添加し、均一に混合して組成
物を得た。

【００７０】硬化物の作製このバインダー組成物をポリカーボネート樹脂板に塗布
し、１００℃で３０分付加硬化した後、フィルム及び基
板の外観を調べた。また、バインダー組成物を１００ｍ
ｍ角、深さ２ｍｍの型に流し込んだ後、１００℃で３０
分付加硬化し、厚さ１ｍｍの硬化フィルムを得た。これ
を用いて、以下の方法で物性を測定した。結果を表１に
示す。

【００７１】物性測定法ｉ）誘電特性誘電体損自動測定装置ＴＲ−１１００形、恒温槽ＴＯ−
１９Ｂ形（安藤電気（株）製）を用いて、２５℃、１Ｍ
Ｈｚの条件にて静電容量及びコンダクタンスを測定し
た。これから誘電率及び誘電正接を計算により求めた。ｉｉ）体積抵抗Ｒ８３４０ＡＵＬＴＲＡＨＩＧＨＲＥＳＩＳＴＡ
ＮＣＥＭＥＴＥＲ、ＳＡＭＰＬＥＡＨＡＭＢＥＲ
ＭＯＤＥＬＴＲ４２（（株）アドバンテスト製）を用
いて体積抵抗を測定した。ｉｉｉ）吸湿量生成物をあらかじめ１２０℃、２時間乾燥させ、その試
料を２５℃、７５％ＲＨの恒湿槽に１週間放置し、その
重量変化より吸湿量を求めた。ｉｖ）熱分解温度１０℃／ｍｉｎの昇温速度、空気気流下条件で示差熱重
量分析を行い、重量減少が開始する温度をもって熱分解
温度を求めた。

【００７２】電界発光素子の作製上記バインダー組成物に平均粒径が３０μｍの蛍光体粉
末（ＺｎＳ：Ｃｕ）＃７２３（ＧＴＥシルバニア社製）
をバインダー組成物重量の３．２倍量加え、均一に分散
して発光層用ペーストとし、また、バインダー組成物に
平均粒径１．４μｍのチタン酸バリウム粉末をバインダ
ー組成物重量の４．７倍量加え、均一に分散して絶縁反
射用ペーストを調製した。次に、透明導電性フィルム：
エレクリスタ３００Ｃ（日東電工社製、商品名）の導電
面側に給電線として銀ペーストをスクリーン印刷法によ
り印刷、乾燥し、りん青銅よりなるリード電極を取り付
けた後、この給電線印刷面にスクリーン印刷法によって
上記の発光層用ペーストを印刷し、乾燥させた。その
後、同層上に同じくスクリーン印刷法によって絶縁反射
層用ペーストを印刷し、乾燥して絶縁反射層を形成し
た。得られた層の厚さは、発光層が約５５μｍ、絶縁反
射層が約２４μｍであった。更に、絶縁反射層上にスク
リーン印刷法により銀ペーストを印刷、乾燥し、背面電
極を作製した。この背面電極にリード電極を取り付けた
後、積層素子全体にポリクロロトリフルオロエチレンよ
りなる防湿シート：ＥＬシーラー４８１０Ｎ−Ｒ（日東
電工社製、商品名）をロールラミネータにより圧着封止
し、分散型電界発光素子を得た。この発光素子の特性を
表３に示した。

【００７３】[実施例２]（ｂ）成分の合成実施例１におけるプレポリマー及びメチルハイドロジェ
ンシリコーンオイルの量をそれぞれ７９ｇ、３１．４ｇ
とし、ヘキサメチルジシロキサンの代わりにテトラメチ
ルテトラシクロシロキサン９．３ｇを用いた以外は、実
施例１と同様にしてオルガノハイドロジェンポリシロキ
サン１１３ｇを得た。このオルガノハイドロジェンポリ
シロキサンは上記平均組成式（２）で示されるものであ
り、各成分の組成及び粘度は表１に示されるものであっ
た。

【００７４】バインダー組成物の調製及びこの硬化物の
物性測定実施例１の（ａ）成分１５ｇ、上記（ｂ）成分６．８ｇ
を用いた以外は、実施例１と同様にしてバインダー組成
物を調製し、硬化フィルムを得、この物性を測定した。
結果を表１に併記する。

【００７５】電界発光素子の作製上記バインダー組成物を用いて、実施例１と同様にして
電界発光素子を作製した。この発光素子の特性を表３に
示した。

【００７６】[実施例３]（ａ）成分の合成実施例１におけるシアノエチルトリエトキシシラン、シ
アノエチルメチルジメトキシシラン及びビニルメチルジ
メトキシシランの量をそれぞれ８６．８ｇ（０．４モ
ル）、０ｇ、７９．２ｇ（０．６モル）とした以外は、
実施例１と同様にしてオルガノポリシロキサン９８ｇを
得た。このオルガノポリシロキサンは上記平均組成式
（１）で示されるものであり、各成分の組成及び粘度は
表１に示されるものであった。

【００７７】バインダー組成物の調製及びこの硬化物の
物性測定上記（ａ）成分１５ｇ、実施例２の（ｂ）成分９．９ｇ
を用いた以外は、実施例１と同様にしてバインダー組成
物を調製し、硬化フィルムを得、この物性を測定した。
結果を表１に併記する。

【００７８】電界発光素子の作製上記バインダー組成物を用いて、実施例１と同様にして
電界発光素子を作製した。この発光素子の特性を表３に
示した。

【００７９】[実施例４]（ａ）成分の合成実施例１におけるシアノエチルトリエトキシシラン、シ
アノエチルメチルジメトキシシラン及びビニルメチルジ
メトキシシランの量をそれぞれ２１．７ｇ（０．１モ
ル）、０ｇ、１１８．８ｇ（０．９モル）とした以外
は、実施例１と同様にしてオルガノポリシロキサン９９
ｇを得た。このオルガノポリシロキサンは上記平均組成
式（１）で示されるものであり、各成分の組成及び粘度
は表２に示されるものであった。

【００８０】バインダー組成物の調製及びこの硬化物の
物性測定上記（ａ）成分１５ｇ、実施例１の（ｂ）成分２１．９
ｇを用いた以外は、実施例１と同様にしてバインダー組
成物を調製し、硬化フィルムを得、この物性を測定し
た。結果を表２に併記する。

【００８１】電界発光素子の作製上記バインダー組成物を用いて、実施例１と同様にして
電界発光素子を作製した。この発光素子の特性を表３に
示した。

【００８２】[比較例１、２]特公平８−６０８７号公報
に基づいて合成したシアノエチルオルガノポリシロキサ
ン（比較例１）及びシアノエチルセルロース（ＴＥＬ
ＳＹＳＴＥＭＳＩＮＣ製、アクリロセル）（比較例
２）は、半固体又は固体のため、アセトンに溶解したも
のを使用して実施例１と同様にフィルムを作成し、評価
を行った。結果を表２に示す。

【００８３】電界発光素子の作製上記各バインダー組成物を用いて、実施例１と同様にし
て電界発光素子を作製した。これらの発光素子の特性を
表３に示した。

【００８４】

【表１】

【００８５】

【表２】

【００８６】

【表３】＊１：１００Ｖ、４００Ｈｚでの初期輝度＊２：４０℃、９０％ＲＨでの輝度半減期

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｂ 33/22 Ｈ０５Ｂ 33/22 ＺＦターム(参考） 3K007 AB02 AB06 AB11 AB13 AB18 CA06 CB01 DA04 EA03 4H001 CA01 XA05 XA06 XA07 XA08 XA14 XA16 XA30 XA34 XA48 YA29 4J002 CP09W CP14X GP00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電界発光性粉粒体を含有する誘電体が発
光層として層状に形成された電界発光素子において、該
誘電体が、（ａ）シアノアルキル基と脂肪族不飽和結合
を有する一価炭化水素基とを含有するオルガノポリシロ
キサン、（ｂ）シアノアルキル基含有オルガノハイドロ
ジェンポリシロキサン、及び（ｃ）白金族金属系触媒を
含有する高誘電付加型硬化性バインダー組成物の硬化物
からなることを特徴とする電界発光素子。
【請求項２】誘電体が、（ａ）下記平均組成式（Ｉ）Ｒ¹ _aＲ² _bＲ³ _cＳｉＯ_(4-a-b-c)/2 （Ｉ）（式中、Ｒ¹は炭素数３〜５のシアノアルキル基、Ｒ²は
炭素数２〜６の脂肪族不飽和結合を有する一価炭化水素
基、Ｒ³は炭素数１〜１０のＲ¹、Ｒ²以外の一価炭化水
素基、ａは０．２〜０．９５、ｂは０．０５〜０．７、
ｃは０．０５〜１．０、ａ＋ｂ＋ｃは１．０５〜１．９
である。）で示されるシアノアルキル基と脂肪族不飽和
結合を有する一価炭化水素基とを含有するオルガノポリ
シロキサン、（ｂ）下記平均組成式（ＩＩ）Ｒ⁴ _kＲ⁵ _mＲ⁶ _nＳｉＯ_(4-k-m-n)/2 （ＩＩ）（式中、Ｒ⁴は炭素数３〜５のシアノアルキル基、Ｒ⁵は
水素原子、Ｒ⁶は炭素数１〜１０のＲ⁴以外の一価炭化水
素基、ｋは０．２〜０．７、ｍは０．２〜０．７、ｎは
１．０〜１．６、ｋ＋ｍ＋ｎは２．０〜２．３であ
る。）で示されるシアノアルキル基を含有するオルガノ
ハイドロジェンポリシロキサン、及び（ｃ）白金族金属
系触媒を含有する高誘電付加型硬化性バインダー組成物
の硬化物からなることを特徴とする請求項１記載の電界
発光素子。