JPH0733988A - 高誘電性樹脂組成物及びその用途 - Google Patents

高誘電性樹脂組成物及びその用途

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JPH0733988A
JPH0733988A JP18103593A JP18103593A JPH0733988A JP H0733988 A JPH0733988 A JP H0733988A JP 18103593 A JP18103593 A JP 18103593A JP 18103593 A JP18103593 A JP 18103593A JP H0733988 A JPH0733988 A JP H0733988A
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JP
Japan
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titanate
insulating layer
alkaline earth
organic binder
dispersion
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Application number
JP18103593A
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English (en)
Inventor
Shogo Kawakami
尚吾 川上
Takefumi Nakanaga
偉文 中長
Minoru Yasuki
稔 安喜
Kouji Oda
幸弐 小田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Otsuka Chemical Co Ltd
Original Assignee
Otsuka Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、高誘電性樹脂組成物を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 本発明の高誘電性樹脂組成物は、チタン酸ア
ルカリ土類金属及びフルオロアルコキシポリフォスファ
ゼンを主成分とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高誘電性樹脂組成物及
びその用途に関する。
【0002】
【従来技術とその課題】従来の分散型EL(エレクトロ
ルミネッセンス)素子は、図1に示すように、背面電極
(1)となるAlやCuの箔又は薄板等の上に、シアノ
エチルセルロース等の高誘電率有機バインダーとチタン
酸バリウム等の高誘電率粒子とからなる絶縁層(2)を
形成し、該絶縁層上に硫化亜鉛系の蛍光体を同様の高誘
電率有機バインダー中に分散させてなる発光層(3)を
形成し、該発光層上に透明導電フィルム(4)を熱圧着
し、更に必要により吸湿フィルム(5)及び(6)を介
在させたものを透明な樹脂フィルム(7)及び(8)で
被覆する構成になっている。
【0003】一般に分散型EL素子では、発光層にかか
る電界強度を上げるため、絶縁層にチタン酸バリウム等
の強誘電体が使用されている。しかるに、該チタン酸バ
リウムは、粒子状であるため、これを用いて絶縁層を形
成させた場合、粒子の充填性が悪く、粒子間に多くの空
隙が生ずるのを避けられない。斯かる空隙を小さくする
ために、チタン酸バリウム等の粒子の粒径を小さくした
ものを用いて様々な検討がなされているが、粒子形状で
あるため粒子と粒子は殆んど点としての対向面積しか持
っておらず、絶縁層の比誘電率は大きくは上らない。そ
のため、このような粒子間の空隙を埋め、しかも背面電
極と発光層とを接合するために高誘電率バインダーを更
に配合して比誘電率を上げているのが現状である。
【0004】ところが、チタン酸バリウムの比誘電率が
2000〜3000(常温)であるのに比べ、従来のシ
アノエチルセルロース等の高誘電率有機バインダーは1
0〜20程度の比誘電率しか持たず、比誘電率向上効果
は少ない。また、これらの高誘電率有機バインダーは、
チタン酸バリウム等を分散させる際に分散物との比重差
が大きいために沈降が起き易く均一に分散させ難く、こ
のために絶縁層を形成した場合もチタン酸バリウム等が
均一に分散された層になっていない。更に、従来の高誘
電率有機バインダーは熱や電界に対する耐久性に劣り、
素子の寿命が短かった。
【0005】また、発光層についても、発光体及び高誘
電率有機バインダーにおいて絶縁層と同様の問題点を有
している。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、発光効率
がよく耐久性に優れた分散型EL素子を開発すべく鋭意
検討を重ねて来た。その結果、チタン酸アルカリ土類金
属及びフルオロアルコキシポリフォスファゼンを主成分
とする樹脂組成物が高誘電性を有し、特に高温での安定
性に優れるために高温でも高誘電性を保持できる樹脂組
成物になり得ることを見い出した。そして更に分散型E
L素子の絶縁層に上記樹脂組成物を用いることにより極
めて優れた分散型EL素子が得られることをも見い出
し、ここに本発明を完成するに至った。
【0007】即ち、本発明は、チタン酸アルカリ土類金
属及びフルオロアルコキシポリフォスファゼンを主成分
とする高誘電性樹脂組成物、並びに一方の電極が金属の
箔又は薄板であり、他の一方が透明な電極である一対の
電極間に発光層と絶縁層とを形成してなる分散型EL素
子において、前記絶縁層に前記高誘電性樹脂組成物を用
いてなることを特徴とする分散型EL素子に係る。
【0008】本発明で用いられるチタン酸アルカリ土類
金属としては、特に制限がなく、従来公知のものを広く
使用できる。この中でも、繊維状チタニア化合物の表面
に溶液反応によりアルカリ土類金属の炭酸塩を沈着さ
せ、500〜1300℃で加熱処理することにより得ら
れる一般式MO・nTiO2 (式中、Mは1種又は2種
以上のアルカリ土類金属、nは1〜12の実数である)
で示される繊維状チタン酸アルカリ土類金属を用いるの
が好ましい。ここでMの具体例としては、Be、Mg、
Ca、Sr、Ba、Ra等を例示できる。該チタン酸ア
ルカリ土類金属は特開平3−16917号公報に既に開
示されている。繊維状チタン酸アルカリ土類金属の形状
としては、特に制限はないが、通常繊維長3〜1000
μm程度、繊維径0.1〜10μm程度のものが使用さ
れる。
【0009】本発明の樹脂組成物を絶縁層の形成に使用
する場合には、上記チタン酸アルカリ土類金属の他に、
粉末状高誘電性無機物質を必要に応じて併用することが
できる。
【0010】本発明で使用される高誘電率の有機バイン
ダーは、一般式
【0011】
【化1】
【0012】[式中nは2、4、6又は8を示し、mは
100〜50000の整数を示す。]で示されるフルオ
ロアルコキシポリフォスファゼン単独又はこれを主成分
とするものである。上記一般式(1)で示されるフルオ
ロアルコキシポリフォスファゼン(以下単に「FPN」
という)は、トリホスホニトリルクロリドを熱開環重合
して得られるポリホスホニトリルクロリドにトリフルオ
ロエタノール及びテロメックフルオロアルコールの混合
物を置換反応させて得られるポリマーであり、180℃
以上の長期耐熱性と−70℃付近にガラス転移点を有す
る極めて粘着性の強いポリマーである。FPNはリンと
フッ素を有するため、比重が1.75と大きく200近
い比誘電率を有する(木村他「無機高分子I」産業図書
第175頁)とみられるものである。
【0013】本発明の有機バインダーには、上記FPN
の他に、通常分散型EL素子の絶縁層や発光層に使用さ
れている公知の有機バインダーを併用してもよく、斯か
る有機バインダーとして例えばシアノエチルセルロー
ス、シアノエチルヒドロキシセルロース、シアノエチル
ポリビニルアルコール、シアノエチルプルラン、シアノ
エチルサッカロース、シアノエチルフェノキシ樹脂等を
例示できる。
【0014】本発明の高誘電性樹脂組成物は、上記チタ
ン酸アルカリ土類金属とFPNを主成分とする高誘電率
の有機バインダーとを含有するものである。上記チタン
酸アルカリ土類金属と高誘電率の有機バインダーとの配
合割合としては、特に限定されるものではなく、広い範
囲内から適宜選択して使用することができる。
【0015】例えば本発明の高誘電性樹脂組成物を分散
型EL素子の絶縁層に使用する場合、絶縁層中に配合さ
れるチタン酸アルカリ土類金属と高誘電率の有機バイン
ダーとの割合としては、通常前者:後者=50〜90:
50〜10(重量)、好ましくは70〜90:30〜1
0とするのがよい。チタン酸アルカリ土類金属の配合量
が90重量%を越える場合には、バインダーとの混合分
散時に粘度が高くなり過ぎ、分散性が低下し、所望の分
散型EL素子が得られ難くなる。一方、チタン酸アルカ
リ土類金属の配合量が50重量%を下回る場合には、発
光性能が十分に発揮され難くなるので、好ましくない。
【0016】本発明の高誘電性樹脂組成物は、EL素子
用、コンデンサ用の誘電体、帯電ロール材料(特に複写
機用)、電波吸収塗料等として好適に使用され得る。
【0017】また、上記FPNを主成分とする高誘電率
の有機バインダーは、蛍光体と共に分散型EL素子の発
光層の構成成分として使用され得る。蛍光体としては、
従来公知のものを広く使用でき、例えば硫化亜鉛、珪酸
亜鉛等を挙げることができる。発光層中に配合される蛍
光体と高誘電率の有機バインダーとの割合としては、通
常前者:後者=50〜90:50〜10(重量)、好ま
しくは70〜90:30〜10とするのがよい。蛍光体
の配合量が90重量%を越える場合には、バインダーと
の混合分散時に粘度が高くなり過ぎ、分散性が低下し、
所望の分散型EL素子が得られ難くなる。一方、蛍光体
の配合量が50重量%を下回る場合には、発光性能が十
分に発揮され難くなるので、好ましくない。
【0018】本発明の分散型EL素子を構成する発光層
及び絶縁層は、例えば次に示す方法により製造される。
即ち、蛍光体又はチタン酸アルカリ土類金属とFPNを
主成分とする高誘電率の有機バインダーとを有機溶剤に
添加し、得られるスラリーをコーター等の通常の塗布機
により塗布、次いで乾燥することにより、本発明の発光
層又は絶縁層が製造される。ここで有機溶剤としては、
通常分散型EL素子の発光層や絶縁層を製造する際に使
用される有機溶剤を広く使用でき、例えばジメチルホル
ムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスル
ホキシド、イソホロン、アセトン、メチルエチルケトン
等を挙げることができる。
【0019】
【発明の効果】FPNは比重が1.75と通常の有機バ
インダーの1.25(シアノエチセルロース)に比べ4
0%も大きく、このために分散物の沈降が起き難く粒子
を均一に分散させ易い。また、シアノエチルセルロース
等のシアノ基を有する有機バインダーは熱及び電界によ
り変化し易いのに対して、FPNは180℃以上の長期
耐熱性を有していることから100℃以上においても安
定した物性を保持できる。更に優れた粘着性とゴム弾性
により分散物の高密度充填を可能にするものである。
【0020】これらの効果により、本発明の分散型EL
素子を構成する絶縁層は、図2に示すように、繊維状チ
タン酸アルカリ土類金属が配向され、厚み方向で繊維が
重なり合う構造になり、電界が加わる方向に垂直に繊維
が面接触する形になり、空隙も非常に小さくなり、FP
N自体の誘電特性と相俟って絶縁層の比誘電率が大幅に
向上する。
【0021】その結果、均一な発光を示し、熱及び電界
による変化が少なく、長時間に亙って性能劣化の少な
い、発光効率の良好な分散型EL素子を得ることができ
る。
【0022】
【実施例】以下に実施例を掲げて本発明をより一層明ら
かにする。尚、以下単に「部」とあるのは「重量部」を
意味する。
【0023】実施例1 繊維状チタニヤ水和物(TiO2 ・1/2H2 O、平均
繊維長15μm、平均繊維径0.2μm)10gを10
%の塩化バリウム水溶液中に均質に分散させたものに、
攪拌下、室温で20%の炭酸アンモニウム水溶液70g
を30分要して滴下後、更に30分間攪拌を続けた後、
濾別、水洗、乾燥することにより白色の繊維状物質32
gを得た。このものはX線回折、赤外吸収スペクトル及
び走査型電子顕微鏡(SEM)観察から、原料チタニヤ
水和物の繊維形状を保持し、その表面に炭酸バリウムが
均質に沈着し、BaCO3 /TiO2 =1/1(モル
比)の組成を示すものであった。
【0024】この方法で得られたもの10gをアルミナ
製ルツボに移し、マッフル炉で950℃、2時間熱処理
することにより、8.1gの白色の繊維状物質を得た。
このもののIR分析で炭酸バリウムの吸収は完全に消
失、X線回折でもBaO・TiO2 以外の回折ピークは
認められず、更にSEM観察においても原料繊維形状が
保持されていることが確認され、99%以上の収率で繊
維状のBaO・TiO2が合成できた。
【0025】上記で得られた繊維状のBaO・TiO2
400部を平均分子量約500万のFPN50部及びジ
メチルホルムアミド500部と共に混合分散して、誘電
塗料を調製した。この誘電塗料を厚さ100μmのアル
ミニウム薄板上にコーターを用いて塗布し、100℃で
2時間乾燥して厚さ20μmの絶縁層を形成させた。更
にその上に同様な方法で作製したZnS:Cuの蛍光体
を分散させた発光層を形成させ、次にその上にITO膜
(インジウム−錫化合物)による透明電極を形成させ
た。更に厚さ50μmの透明なポリアミド−6,6フィ
ルムで挟み込んで吸湿フィルムとし、最後に厚さ200
μmの三弗化エチレンフィルムで挟み込んで120℃で
加熱圧着し、分散型EL素子を作製した。
【0026】得られた分散型EL素子の絶縁層部分の断
面図を図2に示す。
【0027】比較例1 実施例1で得られた繊維状BaO・TiO2 400部を
シアノエチルセルロース50部及びジメチルホルムアミ
ド500部と共に混合分散して、誘電塗料を調製し、該
塗料を用いて上記実施例と同様にして分散型EL素子を
作製した。
【0028】試験例1 上記実施例1及び比較例1で得られた分散型EL素子の
輝度−電圧特性を調べ、結果を図3に示す。
【0029】図3から明らかなように、本発明の分散型
EL素子は、比較例1で得られた従来の分散型EL素子
に比し、輝度が大幅に向上していることが判る。
【0030】試験例2 上記実施例1及び比較例1で得られた分散型EL素子を
用いて、印加電圧150V、周波数400Hzで輝度の
半減時間による寿命試験を行なった。結果を表1に示
す。
【0031】
【表1】
【0032】表1から、本発明の分散型EL素子は、耐
久性において、特に高温において、従来の分散型EL素
子に比し非常に優れていることが判る。
【図面の簡単な説明】
【図1】分散型EL素子の断面図である。
【図2】実施例1で得られた分散型EL素子の絶縁層部
分の断面図である。
【図3】実施例1及び比較例1で得られた分散型EL素
子の輝度−電圧特性図である。
【符号の説明】
(1)…背面電極、(2)…絶縁層、(3)…発光層、
(4)…透明導電フィルム、(5)…吸湿フィルム、
(6)…吸湿フィルム、(7)…樹脂外皮フィルム、
(8)…樹脂外皮フィルム、(9)…繊維状チタン酸バ
リウム、(10)…高誘電率のバインダー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小田 幸弐 東京都足立区東伊興町24−11

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チタン酸アルカリ土類金属及びフルオロ
    アルコキシポリフォスファゼンを主成分とする高誘電性
    樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 一方の電極が金属の箔又は薄板であり、
    他の一方が透明な電極である一対の電極間に発光層と絶
    縁層とを形成してなる分散型EL素子において、前記絶
    縁層に請求項1記載の高誘電性樹脂組成物を用いてなる
    ことを特徴とする分散型EL素子。
JP18103593A 1993-07-22 1993-07-22 高誘電性樹脂組成物及びその用途 Pending JPH0733988A (ja)

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