JPH04247062A - 新規シアノエチル化ポリオール及びその用途 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は１，２，３，４，５−ペ
ンタ−Ｏ−シアノエチル−Ｌ−ラムニトール及び分散型
エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子の発光層形成用
蛍光体ペースト又は絶縁体層形成用高誘電体ペーストの
バインダーもしくはコンデンサー用誘電体としての本物
質の用途に関する。

【０００２】

【従来の技術】分散型ＥＬ素子は、一般にアルミニウム
箔などの金属箔を背面電極とし、この背面電極上に酸化
チタンやチタン酸バリウム等の無機高誘電体粉末を有機
高誘電体バインダーに分散させた反射絶縁体層を形成し
、さらにその上に硫化亜鉛などの蛍光体粉末を有機高誘
電体バインダーに分散させた発光層を形成し、最後にＩ
ＴＯ（酸化インジウムと酸化スズの混合物）等の透明電
極を対電極として設置した構造を有し、両電極間に交流
電圧を印加することにより蛍光体が発光するものである
。

【０００３】尚、背面電極と透明電極の間に発光層のみ
を挟み込んだ形態の分散型ＥＬ素子も用いられている。

【０００４】このようなＥＬ素子に使用される蛍光体層
や絶縁体層用バインダーは高い誘電率をもつことが要求
される。従来ＥＬ素子用バインダーとしてはシアノエチ
ル化セルロース、シアノエチル化ポバール、シアノエチ
ル化ヒドロキシエチルセルロース、シアノエチル化プル
ラン、シアノエチル化スターチなどのシアノエチル化高
分子誘電体が用いられている。しかし、これらのバイン
ダーは誘電率が１０〜２０ぐらいであり十分な輝度が得
られない。

【０００５】そのため特許出願公告昭５９−１５９３７
号に記載されているように、シアノエチル化ソルビトー
ル、シアノエチル化ジグリセリン、シアノエチル化ペン
タエリスリトール、シアノエチル化トリメチロールプロ
パン、シアノエチル化イノシトール、シアノエチル化メ
チルグルコース類を始めとする２０〜６０の高誘電率を
示す低分子量のシアノエチル化ポリオールとシアノエチ
ル化高分子誘電体の混合物をバインダーとして用いるこ
とにより、誘電率を上げることが提案されている。

【０００６】上記のシアノエチル化物は米国特許第３１
６１５３９号、同第３６３７６５６号などに記載されて
いるような合成法に従って、水酸基を有する化合物をア
ルカリ存在下でアクリロニトリルと反応させて得ること
ができる。

【０００７】しかし、これらのシアノエチル化ポリオー
ルは誘電率は高いが、誘電正接も高く、このためＥＬ素
子は発光効率の点で尚充分とは云えない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このようにＥＬ素子の
バインダーとしてシアノエチル化ポリオールの要求され
る特性としては、誘電率が高いだけではなく、誘電正接
が低いことも重要である。誘電正接が低ければ、ＥＬ用
バインダーとして用いる場合、発光効率のよいＥＬ素子
を製造することができる。ここに、発光効率とは消費さ
れた電力当りの光エネルギーへの変換割合であり、発光
効率が良いとＥＬ素子の消費電力が少なくなる。パソコ
ンやワープロの小型化に伴って液晶のバックライトに使
用されるＥＬ素子の消費電力は少いことが望まれ、携帯
用の場合、バッテリーにより駆動させるため、特にその
要望は高い。

【０００９】また、シアノエチル化ポリオールの誘電正
接が低いとＥＬ以外のコンデンサー等の電子材料に用い
ることも可能となる。

【００１０】本発明者等は誘電率が高く、かつ誘電正接
の低いシアノエチル化ポリオールを得るべく鋭意検討を
行った。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、この結果
、炭素数の小さいシアノエチル化ポリオールの中で特に
シアノエチル−Ｌ−ラムニトールが誘電率が高いことに
加えて誘電正接が非常に低いこと（０．３％）を見い出
し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。

【００１２】本発明の新規シアノエチル化ポリオールで
ある１，２，３，４，５−ペンタ−Ｏ−シアノエチル−
Ｌ−ラムニトール（以後シアノエチル−Ｌ−ラムニトー
ルと称する）はＥＬ素子の発光層形成用蛍光体ペースト
又は絶縁体層形成用高誘電体ペーストのバインダーとし
て極めて有用であり、又コンデンサー用フィルム材料と
しても用いられる。シアノエチル−Ｌ−ラムニトールは
Ｌ−ラムニトール（Ｉ）をアルカリの存在でアクリロニ
トリルと反応させることにより製造することができる。

【００１３】

【化１】

【００１４】

【作用】一般に炭素数５〜１２のポリオールのシアノエ
チル化物の誘電正接は数％であり、同じような構造式を
有するシアノエチル化ポリオールの中でシアノエチル−
Ｌ−ラムニトールのみが、このように誘電正接が低いこ
とは驚くべきことである。

【００１５】このようにシアノエチル−Ｌ−ラムニトー
ルは誘電率が高いのみならず誘電正接も小さいので、本
物質をＥＬ素子のバインダーとして使用するとき輝度が
高く、かつ優れた発光効率を有する分散型ＥＬ素子を製
造することができる。

【００１６】シアノエチル−Ｌ−ラムニトールは単独で
もバインダーとして用いられるが、他のシアノエチル化
高分子誘電体と混合しても用いられる。シアノエチル化
高分子誘電体と混合して使用される時、シアノエチル−
Ｌ−ラムニトールは１０重量％以上、好ましくは２０重
量％以上用いられ、シアノエチル化高分子誘電体は９０
重量％以下、好ましくは８０重量％以下使用される。シ
アノエチル化高分子誘電体はシアノエチル−Ｌ−ラムニ
トールと混合することによりその流動性を低下させ蛍光
体粒子やチタン酸バリウム等の高誘電体微粒子の分散を
安定化させる効果があるので好ましく用いられる。

【００１７】シアノエチル化高分子誘電体としては誘電
率１０以上（１ｋＨｚ，２５℃）の常温で固体状のもの
が好ましく例えばシアノエチル化ポバール、シアノエチ
ル化エチレンビニルアルコール共重合体、シアノエチル
化プルラン、シアノエチル化セルロース、シアノエチル
化ヒドロキシエチルセルロース、シアノエチル化スター
チ等があげられ、少くともその一種以上が用いられる。

【００１８】一般にシアノエチル化ポリオールは分子量
が低い程、誘電率が高くバインダーとして使用する時Ｅ
Ｌランプの輝度が上昇する傾向がある。しかし、分子量
が低い程誘電正接が増加し、かつ絶縁抵抗の低下による
電力損失が増し発光効率も低くなると考えられる。又、
逆に分子量が高すぎると誘電率が低くなり輝度が低下す
る。シアノエチル−Ｌ−ラムニトールは炭素数が６であ
り誘電率、絶縁抵抗が夫々好ましい値を有し、さらに誘
電正接が非常に低い値を示すためＥＬ素子の発光効率を
向上させることができる。

【００１９】シアノエチル−Ｌ−ラムニトール又はシア
ノエチル−Ｌ−ラムニトール１０重量％以上とシアノエ
チル化高分子誘電体９０重量％以下との組成物を含むバ
インダーを用いた分散型ＥＬ素子は公知の方法で作製さ
れる。その１例について述べる。

【００２０】バインダーを溶媒中へ溶解して５〜５０重
量％の溶液を調製し、これにバインダー１００重量部に
対して、無機高誘電体粉末５０〜９００重量部を分散混
合し均一なスラリーとし高誘電体ペーストを得る。これ
を背面電極に、例えばスクリーン印刷法、流延法などの
一般的な方法により塗布して溶媒を蒸発乾燥せしめ、反
射絶縁体層を形成する。他方、前記バインダー溶液にバ
インダー１００重量部に対して、蛍光体５０〜９００重
量部を分散混合し均一とし蛍光体ペーストを得る。これ
を反射絶縁体層上に上記と同様に塗布して溶媒を蒸発乾
燥せしめ、発光層を形成する。ついで、得られた塗膜と
透明電極を蒸着したガラスまたは透明電極フィルムに各
々電極端子を取り付けた後、塗膜と透明電極の導電性面
が接するようにして、これらを一体化し複合構造を有す
る分散型ＥＬ素子を得る。

【００２１】尚、背面電極と透明電極の間に発光層のみ
を挟持してなる分散型ＥＬ素子も同様の方法により製造
される。

【００２２】すなわち、シアノエチル−Ｌ−ラムニトー
ル又はシアノエチル−Ｌ−ラムニトール１０重量％以上
とシアノエチル化高分子誘電体９０重量％以下との組成
物を含むバインダーを溶媒中に溶解し５〜５０重量％の
溶液を調製し、これにバインダー１００重量部に対し蛍
光体５０〜９００重量部を分散混合し均一なスラリーと
し蛍光体ペーストを得る。このスラリーを背面電極に塗
布し溶媒を蒸発乾燥せしめ発光層を形成する。ついで得
られた塗膜と透明電極を蒸着したガラス又は透明電極フ
ィルムに各々電極端子を取り付けた後、塗膜を透明電極
の導電性面が接するようにして、これを一体化し、分散
型ＥＬ素子を得る。

【００２３】ここで用いられる蛍光体としては、硫化亜
鉛、硫化セレンなどの通常ＥＬ素子用として用いられる
蛍光体であればいずれでもよい。また、無機高誘電体粉
末は、酸化チタンやチタン酸バリウムなどの通常分散型
ＥＬ素子に用いられるものであればいずれでもよい。

【００２４】バインダー溶液を調製するのに用いられる
溶媒としては、例えば、Ｎ，Ｎ′ジメチルホルムアミド
（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ′−ジメチルアセトアミド、ジメチ
ルスルホキシド、アセトン、メチルエチルケトン、アセ
トニトリル、シクロヘキサノン等が例示される。

【００２５】電極としては、通常ＥＬ素子に用いられて
いるものをいずれも用いうるが、背面電極には、例えば
厚さ約５０〜１００μｍのアルミニウム板、または金属
の蒸着膜が、一方、透明電極としては、例えば厚さ約７
５〜１２５μｍのポリエステルフィルムの一面にＩＴＯ
膜を配置して導電性を付与したものが挙げられる。

【００２６】

【実施例】以下、実施例に基づき説明する。

【００２７】実施例１ 　　撹拌機、冷却器、温度計の付いた３００ｍｌ三ツ口
フラスコにＬ−ラムニトール２０ｇ、水１０ｇ、３０％
ＮａＯＨ１．６ｇを仕込み撹拌した。ここにジクロロメ
タン２０ｇ、アクリロニトリル９６ｇを加え４時間、５
０℃で反応させた。反応液を室温にもどしジクロロメタ
ン１００ｍｌで抽出し、水５０ｍｌを加え洗浄した。抽
出液を濃縮したのちジクロロメタン１００ｍｌを加え、
水１ｌ中で撹拌した。上澄みをすてさらに水１ｌを加え
撹拌した。 この操作をさらに３回くりかえしたのち、下層を分液し
、硫酸マグネシウムで乾燥し、濃縮して、シアノエチル
−Ｌ−ラムニトール２０ｇを得た（収率３８．５％）。

【００２８】このシアノエチル−Ｌ−ラムニトールの理
化学的性質を以下に示す。

【００２９】融点４３〜４４℃ 赤外線吸収スペクトル（λｃｍ−１） ２９７２，２９３５，２８８５，２２５０，１４７９，
１４１４，１３２９，１１０１。

【００３０】ＮＭＲスペクトルデータ（ＣＤＣｌ３　　
　δｐｐｍ） １．３２（ｄ，３Ｈ），２．６６（ｔ，１０Ｈ），３．
５〜４．１２（ｍ，１６Ｈ） 元素分析（％） Ｃ２４Ｈ２９Ｏ５　Ｎ５　 計算値；Ｃ６１．６７，Ｈ６．２１，Ｏ１７．１３，Ｎ
１４．９９ 分析値；Ｃ６１．６５，Ｈ６．２２，Ｏ１７．１６，Ｎ
１４．９７ 実施例２ 　　Ｌ−ラムニトール２０ｇ、ＤＭＦ１００ｍｌ、アク
リロニトリル２００ｇ、メチルヒドロキノン０．０２ｇ
から成る反応液に冷却しながら１．８−ジアザビシク［
５，４，０］−７−ウンデセン１．８ｇを滴下した。反
応液を室温にもどし、室温で一晩放置した。酢酸で中和
したのち、反応液を濃縮し、残渣を水−クロロホルムで
抽出した。抽出液を硫酸マグネシウムで乾燥したのち濃
縮してシアノエチル−Ｌ−ラムニトール３２ｇを得た（
収率６１．６％）。このシアノエチル−Ｌ−ラムニトー
ルの理化学的性質は実施例１で得られたものと同じであ
った。

【００３１】シアノエチル−Ｌ−ラムニトールと比較の
ためその他のシアノエチル化ポリオールの物性を表１に
示す。

【００３２】

【表１】 実施例３ 　　シアノエチル−Ｌ−ラムニトール３０ｇとシアノエ
チル化プルラン３０ｇとの混合物をＤＭＦに溶解し３０
％のバインダー溶液を調整した。尚、この混合物の誘電
正接は７．５％であった。この溶液１００ｇに無機高誘
電体としてのチタン酸バリウム（富士チタン社製ＢＴ−
１００Ｍ）の粉末１３９．２ｇを混練分散させ均一スラ
リーとし高誘電体ペーストを作製しアルミニウム板に塗
布して乾燥膜厚３０μｍの反射絶縁体層を形成した。

【００３３】一方、上記バインダー溶液１００ｇに蛍光
体として硫化亜鉛（ＧＴＥプロダクツ社製シルバニア７
２３）の粉末９８．４ｇを混練分散させ均一スラリーと
して蛍光体ペーストを作製し反射絶縁体層上に塗布して
乾燥膜厚５５μｍの発光層を形成した。

【００３４】以上の一連の工程によって作製された積層
物は、１０ｃｍ×１０ｃｍの大きさに裁断され、リード
端子を取付けた後、乾燥させた。

【００３５】一方、ポリエチレンテレフタレートの片面
にＩＴＯ膜を形成した透明導電性フィルムを同じく１０
ｃｍ×１０ｃｍの大きさに切り、リード端子を取り付け
た後に前述の積層物の発光層と透明導電フィルムのＩＴ
Ｏ面とを加熱、ラミネートした。その後、背面電極の表
面及び前面電極の表面に対し、それぞれナイロンフィル
ムが積層され、更にポリ三フッ化塩化エチレンフィルム
で全周が囲まれ、封止された。

【００３６】得られたＥＬ素子の両電極間に１００Ｖ−
４００Ｈｚの交流電場を印加した時の輝度は１０１ｃｄ
／ｍ２　であり発光効率は９．０ｌｍ／Ｗ（ルーメン／
ワット）であった。

【００３７】尚、発光効率は輝度とＥＬ素子の単位面積
当りの消費電力により求めた。

【００３８】実施例４ 　　シアノエチル化プルランの代わりにシアノエチル化
ポバールを用いた以外は実施例１と同様にしてＥＬ素子
を作製した。

【００３９】実施例５ 　　シアノエチル化プルランの代わりにシアノエチル化
ヒドロキシエチルセルロースを用いた以外は実施例１と
同様にしてＥＬ素子を作製した。実施例４，５のＥＬ素
子の両電極間に１００Ｖ−４００Ｈｚの交流電場を印加
した時の輝度、発光効率及びシアノエチル糖アルコール
とシアノエチル化高分子誘電体混合物の誘電正接を表２
に示す。

【００４０】比較例１ 　　シアノエチル−Ｌラムニトールの代わりにシアノエ
チル化サッカロースを用いた以外は実施例１と同様にし
てＥＬ素子を試作した。

【００４１】比較例２〜６ 　　シアノエチル−Ｌラムニトールの代わりに夫々表１
に示されたシアノエチルソルビトール（比較例２）、シ
アノエチルジグリセリン（比較例３）、シアノエチルト
リメチロールプロパン（比較例４）、シアノエチルグリ
セリン（比較例５）、シアノエチルイノシトール（比較
例６）、シアノエチルソルビタン（比較例７）、シアノ
エチルマンニトール（比較例８）、シアノエチルメチル
グルコシド（比較例９）、シアノエチルマルチトール（
比較例１０）を用いた以外は実施例１と同様にしてＥＬ
素子を試作した。夫々の素子の１００Ｖ−４００Ｈｚに
おける輝度、発光効率及びシアノエチル化ポリオールと
シアノエチル化高分子誘電体混合物の誘電正接を表２に
一括して示す。

【００４２】

【表２】 表２から明らかな様に本発明のシアノエチル−Ｌ−ラム
ニトールをバインダーに用いたＥＬ素子は他のシアノエ
チル化ポリオールをバインダーに用いたＥＬ素子に比し
誘電正接が小ですぐれた発光効率を示す。

【００４３】

【発明の効果】本発明のシアノエチル−Ｌ−ラムニトー
ルは誘電率が他のシアノエチル化ポリオールに劣らない
のみならず、誘電正接が極めて低い。このため本発明の
シアノエチル−Ｌ−ラムニトール又はシアノエチル−Ｌ
−ラムニトール１０重量％以上を含む混合物を発光層形
成用蛍光体ペースト又は絶縁体層形成用高誘電体ペース
トのバインダーとして使用したＥＬ素子は他のシアノエ
チル化ポリオールを同様のペーストのバインダーとして
使用した場合に比し、輝度が劣らないのみならず、発光
効率が向上する。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　１，２，３，４，５−ペンタ−Ｏ−シ
   アノエチル−Ｌ−ラムニトール。
2. 【請求項２】　　１，２，３，４，５−ペンタ−Ｏ−シ
   アノエチル−Ｌ−ラムニトールを１０重量％以上含有す
   る、蛍光体粉末が分散した分散型エレクトロルミネッセ
   ンス素子の発光層形成のための蛍光体ペースト用バイン
   ダー。
3. 【請求項３】　　１，２，３，４，５−ペンタ−Ｏ−シ
   アノエチル−Ｌ−ラムニトールを１０重量％以上含有す
   る、無機誘電体が分散した分散型エレクトロルミネッセ
   ンス素子の絶縁体層形成のための高誘電体ペースト用バ
   インダー。