JPH0471193A - 誘電体組成物と、これから得られる分散型電場発光素子 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は誘電体組成物、およびこれを一対の電極間に設
けられた発光層および絶縁反射層に用いた、面発光体と
して有用な高輝度の分散型電場発光素子に関するもので
ある。

（従来の技術） ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）発光素子は平面発光
体としての特徴を生かして近年各種光源や表示デバイス
に適用されている。とくに分散型のＥＬ発光素子は比較
的大面積のものが低いコストで容易に製造できるので、
液晶表示素子や平面ＴＶのバックライトとして実用化が
進められている。

かかる分散型ＥＬ発光素子には、金属箔または金属薄板
からなる背面電極、酸化チタンやチタン酸バリウム等の
高誘電体粉末を有機誘電体に分散させて薄膜を形成させ
た反射絶縁層、蛍光体粉末を有機誘電体に分散させて薄
膜を形成した蛍光体層、および酸化インジウム等をポリ
エステル等の絶縁性フィルム上に蒸着して形成した透明
電極とからなる積層体を、ガラス、ポリクロロトリフル
オロ−エチレン等の透明防湿材料で被覆封止した構造の
ものが知られている。

ここで用いられる有機誘電体としては、従来誘電率が常
温で１４〜１９の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などの多ｗ：ｍ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
のようなポリオール類のシアノエチル化物などが知られ
ている。

しかし、このシアノエチルセルロースはガラス転移点が
高いため可撓性に欠け、また電極基板との接着性が非常
に悪いことから、これを使用した場合に電極と発光層と
の間に隙間が生じたり、使用中に電極と発光層とが部分
的に剥離し、電場発光素子の特性である均一な発光が損
なわれていた。

これを改良するために、例えば特公昭４７−１８９８６
号公報に記載されているような、種々の可塑剤を添加す
る試みがなされたが、いずれも混合物の合成誘電率が低
下し、電場発光素子の輝度が低くなった。またシアノエ
チルセルロースの誘電率および柔軟性を改良するために
、シアノエチルシュークロースを添加する方法も提案さ
れた（例えば、米国特許第３，１６１．５３９号明細書
参照）が、これを５０重量％以上添加しても実質的な接
着力の向上は認められず、依然として発光層と透明電極
との間の剥離を防止することができなかった。

一方、シアノエチルプルランはその軟化点がシアノエチ
ルセルロースに比へると低いものの、充分な接着性を得
るには電場発光素子を製造するときの透明電極圧着工程
において高温を必要とし、その場合シアノエチルプルラ
ンが着色し、これによって輝度ムラを生ずる恐れがあっ
た。この問題を解決するためにシアノエチルプルランに
シアノエチルシュークロースを混合する方法が提案され
た（例えば特開昭６０−２３５３９４号公報参照）。こ
の方法では混合誘電体の軟化点が低下するため、透明電
極圧着工程において低い温度条件で充分な接着強度を得
ることができる。しかし常温における誘電率が約２５の
シアノエチルシュークロースと誘電率が約１９のシアノ
エチルプルランとを混合したときの混合誘電体の合成誘
電率は、両者の混合比により変化するがシアノエチルシ
ュークロース単独の誘電率を超えることはなく、これを
用いて製作した電場発光素子は満足な輝度のものとはな
らなかった。

他方、シアノエチルポリビニルアルコールは軟化点が室
温付近にあるため、透明電極の圧着が比較的低温で可能
となり充分な接着強度も得られる。

しかし、これには常温での誘電率が１４と低く温度変化
により大きく変動する欠点がため、これを誘電体として
用いた電場発光素子は、輝度が低くまた温度変化により
変動し易いので実用的でない。

（発明が解決しようとする課題） したがって、本発明の目的は、製造工程中や使用中に層
剥離による発光不良が発生せず、安定した発光特性を有
し、さらに従来の誘電体を用いた電場発光素子に比べ飛
躍的に高い発光輝度を与える、分散型電場発光素子の製
造に有用な誘電体組成物を提供するにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するために本発明者らが鋭意
研究の結果、誘電体組成物として、シアノエチルプルラ
ンと、分子量が３００以下の少糖類、糖アルコール類、
多価アルコール類およびこれらの誘導体から選ばれる少
なくとも１種の水酸基を有する物質のシアノエチル化物
とからなるものとすると、軟化点がシアノエチルプルラ
ン単独の場合と比べて低下し、透明電極との加熱圧着が
比較的低い温度条件で充分な接着強度のものとすること
ができること、さらに合成誘電率がシアノエチルプルラ
ン単独の場合と比べて飛躍的に上昇すること、およびこ
の組成物を電場発光性蛍光体および無機高誘電率物質の
それぞれに加えて発光層および絶縁反射層を形成し、こ
れらを一対の相対する電極間に挿入すれば、発光ムラの
ない高輝度の分散型電場発光素子の得られることを見出
し達成されたものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の誘電体組成物を構成する第１成分としてのシア
ノエチルプルランは、シアノエチル基の置換率が８０％
以上、とくには８５％以上のものが好ましい。これが８
０％未満では誘電率が小さく電場発光素子としたときの
輝度が低下するようになる。

また第２成分としての分子量が３００以下の少糖類、糖
アルコール類、多価アルコール類およびこれらの誘導体
から選ばれる少なくとも１種の水酸基を有する物質のシ
アノエチル化物としては、シアノエチルグルコース、シ
アノエチルソルビトール、シアノエチルマンニトール、
シアノエチルアラビトール、シアノエチルキシリトール
、シアノエチルエリスリトール、シアノエチルペンタエ
リスリトール、シアノエチルグリセロールなどが例示さ
れる。

これらは各々の対応する少糖類、糖アルコール類、多価
アルコール類を常法にしたがってアクリロニトリルと反
応することによって得られるが、シアノエチルプルラン
と同様、シアノエチル基の置換率が８０％以上、とくに
は８５％以上のものが好ましい。これが８０％未満では
誘電率が小さく電場発光素子としたときの輝度が低下す
るようになる。

これらの分子量３００以下の原料より合成されたシアノ
エチル化物は、常温で３５以上という高誘電率を与え、
本発明の誘電体組成物を構成する成分として必要不可欠
な条件である。これに対し、以前より知られている原料
分子量３００以上の少糖類のシアノエチル化物として、
シアノエチルシュークロース、シアノエチルラクトース
、シアノエチルマルトースなどが例示されるが、これら
はいずれも常温での誘電率が３０以下で本発明には適さ
ない。原料分子量が３００以下の少糖類、糖アルコール
類、多価アルコール類は、その水酸基の８０％以上をシ
アノエチル化した場合に、全分子量に対するニトリル基
の割合がシアノエチルシュークロース等よりも大きく、
このために誘電率が高くなるものと推測される。

シアノエチルプルランに混合する分子量が３００以下の
少糖類、糖アルコール類、多価アルコール類のシアノエ
チル化物の比率は、これが５％未満では混合誘電体の合
成誘電率が小さく接着性の改善が達成できないため、５
〜５０％、とくには１０〜４０％が好ましい。これを５
０％を超えて混合すると、混合誘電体の軟化点が室温付
近にまで低下し、電場発光素子を防湿樹脂等で熱圧着封
止する工程で発光層表面が乱れ、不均一発光となる恐れ
があるので好ましくない。

本発明による誘電体組成物を発光層として使用するため
に加えられる電場発光性蛍光体は、従来公知のものでよ
く、これには硫化亜鉛を母体材料とし、これに活性剤と
しての銅、マンガン、アルミニウム、臭素、塩素および
よう索等を添加して焼成したものが例示されるが、これ
らは電場発光素子としたときの発光特性から平均粒径が
５０１以下の粉末であることが好ましい。

同様に、上記誘電体組成物を絶縁反射層として使用する
ために加えられる無機高誘電率物質も従来公知のもので
よく、例えば、チタン酸バリウム。

チタン酸鉛、二酸化チタン等が挙げられるが、これらの
内ではチタン酸バリウムが最も一般的であり、平均粒径
１〜５ｐの粉末であることが好ましい。

以下、本発明の具体的態様を実施例および比較例により
説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものでは
ない。

（実施例） 実施例　１゜ シアノエチル基置換率が８７％のシアノエチルプルラン
４重量部を、ＤＭＦ８重量部に加え、室温で攪拌して溶
解した。この溶液にさらにシアノエチル基置換率が９１
％のシアノエチルソルビトール４重量部を加え、充分に
攪拌して均一な溶液とした。

この誘電体溶液に電場発光性の平均粒径２８虜のＥＬ用
硫化亜鉛蛍光体（タイプ７２３ＥＬ、米国シルバニア社
製、ＺｎＳ　：　Ｃｕ）を２５重量部配合してよく混練
し、発光層用の蛍光体ペーストをｌｌｌ製した。

また同じ組成の誘電体溶液１６重量部に、平均粒径１．
５虜のチタン酸バリウム（ＢＴ−ＬＯＯＰ、富士チタン
叫製）３７重量部を配合してよく混練し、絶縁反射層用
のペーストを調製した。

ます８０．厚のアルミシート基板上に、スクリーン印刷
法によって上記絶縁反射層用ペーストを印刷し、その乾
燥後、その層上に同じくスクリーン印刷法によって蛍光
体ペーストを塗布し乾燥することで発光層を形成した。

乾燥後における層の厚さは絶縁反射層が約２４．、発光
層が約６５．であった。

ついで、透明導電性フィルム（エレクリスタ３００Ｃ１
日東電工■Ｉｉりの導電面側に給電線として銀ペースト
を印刷乾燥し、りん青銅よりなるリード電極を取付けた
後、給電線印刷面と発光層を重ね合わせて１２０℃に加
熱したローラーラミネータにより８　ｋｇ　／　ａｍの
圧力で加熱圧着した。背面電極となるアルミシートにリ
ード電極を取付けた後、一体化した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＆４８１ＯＮ、日東電工■製）を、１２０℃の
ローラーラミネータにより８　ｋｇ　／　ａｍの圧力で
圧着封止し、分散型電場発光素子を得た。

この素子は次表に示すように均一な高輝度発光を与える
ものであった。

実施例　２゜ シアノエチル基置換率８７％のシアノエチルプルラン４
重量部、シアノエチル基置換率９５％のシアノエチルペ
ンタエリスリトール４重量部、ＤＭＦ８重量部からなる
均一な溶液を調製し、これを誘電体溶液として用いたほ
かは、実施例１と同様の方法で分散型電場発光素子を作
成したところ、次表に示す通りの高輝度のものが得られ
た。

実施例　３゜ シアノエチル基置換率８７％のシアノエチルプルラン５
重量部、シアノエチル基置換率８８％のシアノエチルグ
リセロール３重量部、Ｄ；１ＪＦ８重量部からなる均一
な溶液を調製し、これを誘電体溶液として用いたほかは
、実施例１と同様の方法で分散型電場発光素子を作成し
たところ、次表に示す通りの発光面の乱れのない高輝度
のものが得られたー。

比較例　１゜ シアノエチル基置換率８２％のシアノエチルセルロース
８重量部をＤＭＦ７２重量部に加えて均一に溶解し、誘
電体溶液を調製した。この誘電体溶液にＥＬ用硫化亜鉛
蛍光体２５重量部を加え、均一に分散して発光層用蛍光
体ペーストとし、同じ組成の誘電体溶液４０重量部にチ
タン酸バリウムを３７重量部加えて均一に分散し、反射
絶縁層用ペーストとした。

実施例１と同様の方法でスクリーン印刷し、発光層と絶
縁反射層の積層体を得た。この積層体の発光層に透明電
極を重ね合わせて２００℃に加熱したローラーラミネー
タによりｌｏｋｇ／ｃｍの圧力で加熱プレスしたが、充
分な接着強度が得られず、さらにこれを防湿封止して得
られた電場発光素子には蛍光ムラを生じた。

比較例　２゜ シアノエチル基置換率８６％のシアノエチルプルラン８
重量部を、ＤＭＦ２３重量部に加えて均一に溶解して誘
電体溶液を調製した。

この誘電体溶液を用いたほかは実施＠１と同様の方法で
スクリーン印刷し、発光層と絶縁反射層との積層体を得
た。この積層体の発光層と透明電極とを重ねあわせ１８
０℃に加熱したローラーラミネータにより１０ｋｇ／ａ
ｍの圧力で加熱プレスし圧着したが、充分な接着強度が
得られず、発光層と透明電極との間に部分的な剥離を生
じた。この積層体を防湿封止して得られた電場発光素子
には蛍光を呈さない部分が多く存在し、実用化できるも
のではなかった。

比較例　３゜ シアノエチル基置換率８７％のシアノエチルプルラン４
重量部、シアノエチル基置換率９０％のシアノエチルシ
ュークロース４重量部、ＤＭＦ８重量部からなる誘電体
溶液を用いたは乃）は、実施例１と同様の方法で分散型
電場発光素子を作成したところ、次表に示すように均一
な発光を呈したが、充分な輝度は得られなかった。

比較例　４゜ シアノエチル基置換率８６％のシアノエチルポリビニル
アルコール８重量部、ＤＭＦ２４重量部からなる誘電体
溶液を調製した。この誘電体溶液を用いたほかは、実施
例１と同様の方法でスクリーン印刷し、発光層と絶縁反
射層との積層体を得た。

この積層体の発光層と透明電極とを重ね合わせて１４０
℃に加熱したローラーラミネータにより８ｋｇ／ｌの圧
力で加熱プレスし圧着し、ついで防湿フィルムで封止し
て電場発光素子を作成したところ。

次表に示すように均一な発光を呈したが、充分な輝度は
得られなかった。

以上の各実施例および比較例について輝度と発光の均一
性を測定した結果を次表に示す。

なお、輝度、発光の均一性はそれぞれ下記の方法で測定
したものである。

・輝度：温度２０℃、相対湿度６５％の条件下において
１０１００ＶＲ，１ｋＨｚサイン波の電源を入力した際
の発光初期輝度。

・発光の均一性：温度８０℃、相対湿度６５％の条件下
において１０１００ＶＲ，１ｋＨｚサイン波電源での点
燈時の発光面の均一性を観察し、下記の基準で判定した
。

Ｏ・・・・・・均一発光、Ｘ・・・・・・輝度にバラツ
キあり。

（発明の効果） 本発明の誘電体組成物およびこれを用いた分散型電場発
光素子では、製造工程中や使用中に総剥離による発光不
良が発生せず、安定した発光特性を有し、さらに従来の
誘電体を用いた電場発光素子に比べ、飛躍的に高い発光
輝度を与えることから１面状発光体として工業的に広く
応用できる。

特許呂願人　信越化学工業株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．シアノエチルプルランと、分子量が３００以下の少
   糖類、糖アルコール類、多価アルコール類およびこれら
   の誘導体から選ばれる少なくとも１種の水酸基を有する
   物質のシアノエチル化物とからなる誘電体組成物。
2. ２．請求項１記載の誘電体組成物にそれぞれ電場発光性
   蛍光体および無機高誘電率物質を加えて形成した発光層
   および絶縁反射層を、一対の相対する電極間に有する分
   散型電場発光素子。