JPH01197903A - 高誘電率フィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 良ｎ圀１ 本発明は、分散型エレクトロルミネッセンス素子の輝度
の向上及び大容量かつ小型なコンデンサーの性能向上を
目的とした高誘電率高分子フィルムに関する。

従」ＪＬ■ 絶縁性の高い誘電体は、これまでに、コンデンサーとし
て用いられているが、その小型化にともない比誘電率の
大きいものか望まれている。また、最近では、分散型の
エレクトロルミネッセンス素子の輝度を向上させるため
のバイングーとしても使用される等、いろいろな用途に
応用され始めている。特に、エレクトロルミネッセンス
用のバ・ｒンダーにおいては、輝度がパイングーの比誘
電率に依存し、比誘電率の大きいほと輝度も大きくなる
事が知られている。　　比誘電率を向上させるために、
従来より、種々の試みがなされているが、一般に誘電体
の比誘電率の大きさは、その分極の大きさにより決まる
と考えられている。

分極の様式は、大別して、１．電子分極、２．原子分極
、３．配向分極、４．界面分極、を考えることができる
。これまでの実用化研究は、おもに、配向分極を用いた
もの及び界面分極を用いたものであった。配向外（チを
用いたものに関しては、１グ（ｊえは、ポリフッ化ビニ
リデン、シアノエチルセルロース等が挙げられるが、大
きな比誘電率のものは得られていない。また、界面分極
を用いた例として、誘電性の大きい無機物微粒子、例え
ばアルミニウムをポリエチレン等の高分子マトリックス
中に分散させた複合誘電体がある。更に、界面分極を用
いた研究として、電荷移動錯体、例えば、ＴＣＮＱとポ
リカチオンのＣＴ錯体をポリスチレン又は、ポリスルホ
ン等の樹脂に混ぜることにより高誘電率の組成物を得ろ
試みも為されている。

（特開昭−５１−５０１ＧＧ） 「・口・、゛とす７ｕｎ占 先に示したように、配自分（所を用いたポリフッ化ヒニ
リデンは、比誘電率が１０以下とそれほど大きな誘電率
を示さない。また、無機物微粒子を用いた複合誘電体に
ついては以下のような欠点を有する。１．無機物とポリ
マーとの密着性が悪く界面に空隙を生しる。２．薄膜形
成能に欠ける。

３、機械的強度が弱い、等の事が考えられている。

更に、界面分極を用いた電荷移動錯体な用いたものは、
周波数安定性が悪く、また着色も著しい。

又、先に示したようにシアノエチルセルロースは、エレ
クトロルミネッセンス用のバインダーとして実用に供さ
れているが、比較例に示すように、次のような欠点を有
している。１．折り曲げ性が悪く可どう性に欠ける。２
．伸度がなく柔軟性に欠ける。３．電極との密着性が悪
い。４．吸水性が大きく絶縁耐圧が低い。

０１′のの 本発明は、比誘電率が大きく、しかもシアノエチルセル
ロースの欠点である硝子基盤との接着性及び機械的強度
の改善を図るために、無機粉体を含まず、熱的に安定で
、柔軟性に富み、尚かつガラスとの接着性に優れたポリ
アミノ酸を用いて、極性基を高配向させる事により比誘
電率の高い均一な高分子フィルムを得ることを目的とす
る。

本発明者は、この様な目的を達成するために、高度の分
子配向が期待出来るポリアミノ酸の側鎖に結合モーメン
トの大きい官能基、例えば、シアノ基を有するアミノ酸
ポリマーを合成し、薄膜化する事をシ（みた。

即ち、本発明は、シアノ基を含有する酸性アミノ酸ポリ
マーからなる高誘電率フィルムに間するものであり、下
記の構造式で表わされる。

本発明の化合物の高分子主鎖はグルタミン酸ポリマー、
アスパラギン酸ポリマーが挙げられ、側鎖の極性官能基
は、シアノエチル基、シアノフェノキシエチル基、シア
ノビフェノキシエチル基等の電子吸引性の強い置換基が
挙げられ、高分子主鎖に対してエステル結合で連結して
いる事が好ましこの様な化合物を１〜５０の比誘電率を
持つ溶媒、例えばジメチルスルフオキシド、アセトニ）
・リル、ジメチルフォルムアミド、Ｎ−メチルピロリド
ン、アセトン等に、１−４０％の濃度で溶解し、基盤上
に展開し製膜した後、乾燥させ薄膜を得られる。

展開に用いる基盤は、ガラス、金属、セラミックス、離
型紙及び上記溶剤に対する対溶剤性の良いプラスチック
フィルム等が挙げられる。

また、本発明の化合物は、以下のようにして合成できる
。

ポリ−ω−メチル酸性アミノ酸の溶液に、Ｐ−！・ルエ
ンスルホン酸、シアノ基を含有するアルコールを過剰に
加え、６０℃で１０−２０時間攪はんし、メタノールで
析出させることによって目的とする化合物を得る。ここ
で、シアノ基を含有するアルコールとしては、アルキル
鎖長が１−５のω−シアノアルカノール、またアルキル
鎖長が１−５のシアノフェノキシアルカノールおよびア
ルキル鎖長が１−５のシアノビフエノキシアルカノール
が挙げられる。ポリ−の一メチル酸性アミノ酸を溶かす
溶剤としては、ジクロロエタン　クロロホルム、ジオキ
サン、等が用いられるが、好ましくはジクロロエタンが
用いられる。

更に、フィルムの厚さについては、１μｍから５００μ
ｍの物が用いられるが、好ましくは５μｍから１００７
１ｍの物が用いられる。

ｌ肚立激皿 以上のようにして得た高分子薄膜は、 ｌ）結合モーメントの大きいシアノ基をポリアミノ酸の
側鎖に有しており、側鎖が殆と極性のない場合、例えは
メチル基の場合に比べると、極性ｐあるシアノエチル基
の場合、比誘電率は、非常に大きな値を示した。

２）シアノエチルセルロースに比へフィルムの柔軟性に
優れている。なと、エレクトロルミネッセンス用の単一
高分子のバインダー、複合誘電体、圧電体用の素材とし
て有用である。

実施例１ ジムロー１・及びかくはん羽根を付けた２１の三ロフラ
スコに、ポリーγ−メチルグルタメートの１０ｗｔ％１
．２−ジクロロエタン（以下ＥＤＣと略す）溶液３２６
ｇ　（０，２２６ｍｏ　ｌ）、ｐ−トルエンスルホン酸
−水和物　１０７ｇ（０，５６８ｍｏｌ）及びβ−シア
ノエタノール３２１ｇ（４，５２ｍｏ　Ｉ　）を室温で
加え、粘度を下げるためにＥＤＣを更に２００　ｍ　ｌ
加えた。

６０°Ｃに加熱し、その温度で約１５時間かくはんした
後、溶媒約１００　ｍ　ｌを減圧留去し、β−シアノエ
タノール１７０ｍ１を加えた。５時間後、室温まで冷却
し、ビーカー中３．５１のメタノールに反応液をゆっく
りと注いだ。析出した生成物を金網でろ別した後、３０
０　ｍ　ｌのメタノールで５回洗浄した。洗浄後、真空
乾燥し、３６ｇの生成物を得た。ＮＭＲよりシアノエチ
ル基の置換度は、８６％であった 実施例２ １１のナスフラスコに、メタノール５００　ｍ　ｌを加
え、水酸化ナトリウム４４ｇ　（１１９ｍｍ。

ｌ）を溶解した後、ｐ−シアノフェノール１１９ｇ（１
ｍｏｌ）を５分間で加えた。溶液が均一になり、３０分
間かくはんした後、β−ブロモエタノール１５０ｇ　（
１，２ｍｏ　ｌ）を滴下した。６０°Ｃに加熱し、２０
時間かくはんした後、メタノールを減圧留去した。残さ
に水５００ｍ１を加え、クロロホルム１１て抽出した後
、約３００　ｍ　ｌの水で３回洗浄し、クロロホルム層
を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧留去により１２
６ｇの生成物を得た。

ジムロート及びかくはん羽を付けた５００ｍ１の三ロフ
ラスコに、ポリーγ−メチルグルタメート　の　１０ｗ
ｔ　　％　ＥＤＣｉ容）夜４　０　　ｇ　　（２８ｍ　
ｍ　　ｏ　　ｌ　　）にｒ＋−）ルエンスルホン酸−水
和物　８ｇ（４２ｍｍ　ｏ　ｌ　）及び前述のシアノフ
ェノキシエタノール４５．６ｇ　（２８０ｍｍｏ　ｌ）
を室温で加え、粘度を下げるためにＥＤＣを更に１００
　ｍ　ｌ加えた。

６０℃に加熱し約１０時間かくはんした。溶；αは、最
初不均一であるが、加熱することにより均一になった。

反応終了後、ビーカー中１．５１のメタノールに反応液
をゆっくりと注いだ。析出した生成物をブフナーロート
でろ別した後、１００ｍ１のＥＤＣに再溶解し、再び１
．５１のメタノールに反応液をゆっくりと注いだ。析出
した生成物をブフナーロ−１・でろ別した後、１００　
ｍ　ｌ　（ＩＱメタノールで５回洗浄した。洗浄後、真
空乾燥し、３．８ｇの生成物を得た。

比較例１ シアノエチルセルロースを５％のアセトン溶液からキャ
ストして得たフィルム（膜厚約３０μｍ）の伸度を測定
した。伸度は、殆どＯてあった。

実施例３ ＰＣＮＧ５％のアセトニトリル溶液からキャストして得
たフィルム（膜厚約３０μｍ）の伸度を測定した。伸度
は、約５０％であリシアノ７エチルセルロースよりも優
れていた。

実施例４ 実施例１により得られたＰＣＮＧｏ、５ｇをアセトニト
リル７ｍｌに室温で一晩かけて溶解し７％の溶液とした
。この溶液をスペーサーを載せた離型紙上に適当ｍ滴下
し、ガラス棒で展開した後、８０°Ｃのオーブンで約１
０分乾燥し、離型紙から剥離しフィルムを得た。得られ
たフィルムを、約１ｃｍＸ１ｃｍの大きさに切り出した
後、厚さをマイクロメータにより測定した。膜厚は、５
点測定しその平均より求め７０μｍであった。得られた
フィルムを、デシケータ中、約３時間減圧乾燥後、金の
蒸着を行った。金の蒸着は、約１ｃｍＸ１ｃｍのフィル
ムを、６ｍｍφに打抜いたアルミ盤で挟み、試料の両面
に０．ｌｍｍＨｇの減圧下、（３ｍＡのＴＬ流で５分間
ずつ、金の蒸着を行った。

生成した金の薄膜の厚さは、２５０Ａである。次に、金
蒸着サンプルの両面に、室温硬化性銀ペーストを用いて
銅のリード線を接続し、真空中でインピーダンスアナラ
イザーにより静電容量を求め、比誘電率を算出した。そ
の結果、Ｉ　Ｋ　Ｈｚでの比誘電率は２７てあった。

実施例５ 実施例２で得たＰＣＮＰｈＥＧｏ、２６ｇを−アセトン
３ｍｌに室温で一晩かけて溶解し９％の溶液とした。こ
の溶液をスペーサーを載せた離型紙上に適当ｍ滴下し、
ガラス棒て展開した後、８０°Ｃのオーブンで約１０分
乾燥し、雌型紙から剥離しフィルムを得た。得られたフ
ィルムを、約１ｃｍＸ１ｃｍの大きさに切り出した後、
厚さをマイクロメータにより測定した。膜厚は、５点測
定しその平均より求め１３６μｍであった。得られたフ
ィルムを、デシケータ中、約３時間減圧乾燥後、金の蒸
着を行った。金の蒸着は、約１ｃｍＸ１ｃｍのフィルム
を、６ｍｍφに打抜いたアルミ盤で挟み、試料の両面に
０．ｌｍｍＨｇの減圧下、６ｍＡの電流で５分間ずつ、
金の蒸着を行った。生成した金の薄膜の厚さは、２５Ｏ
Ａであった。次に、金蒸着サンプルの両面に、室温硬化
性銀ペーストを用いて鋼のリード線を接続し、真空中で
インピーダンスアナライザーにより静電容量を求め、比
誘電率を算出した。その結果、ＩＫＨｚでの比誘電率は
１６であった。

比較例２ ＰＭＧ　（ポリメチルグルタメ−１・）の１５％ＥＤＣ
溶液をスペーサーを載せた離型紙上に適当量滴下し、ガ
ラス棒で展開した後、８０℃のオーブンで約１０分乾燥
し、離型紙から剥離しフィルムを得た。得られたフィル
ムを、約１　ｃｍＸ　１　ｃｍの大きさに切り出した後
、厚さをマイクロメータにより測定した。膜厚は、５点
測定しその平均より求め３７μｍであった。得られたフ
ィルムを、デシケータ中、約３時間減圧乾燥後、金の蒸
着を行った。金の蒸着は、約１ｃｍＸ１ｃｍのフィルム
を、６ｍｍφに打抜いたアルミ盤で挾み、試料の両面に
０．ｌｍｍＨｇの減圧下、６　ｍ　Ａの電流で５分間ず
つ、金の蒸着を行った。生成した金の薄膜の厚さは、２
５０Ａであった。次に、金蒸着サンプルの両面に、室温
硬化性銀ペーストを用いて銅のリード線を接続し、真空
中でインピーダンスアナライザーにより静電容量を求め
、比誘電率を算出した。その結果、Ｉ　Ｋ　Ｈｚでの比
誘電率は６であった。

以上の実施例４．５及び比較例の結果を表１に示す。

表１ 比誘電率　　　　２７　　　　１６ 文−■３　°　　　Ｐ　　Ｍ　　Ｇ　　　　　ｉ　　ｊ
ｉｆｆ　　ｏ　　　Ｐ　　Ｖ　　Ｄ　　Ｆ比誘電率　　
　　　６８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記の構造式で表わされるシアノ基を含有する酸性アミ
   ノ酸ポリマーからなる高誘電率フィルム。 ▲数式、化学式、表等があります▼