JPH02103895A

JPH02103895A - 分散型電界発光素子

Info

Publication number: JPH02103895A
Application number: JP63255525A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Maruyama; 丸山　和政; Tatsushi Kaneko; 達志金子; Toru Chiba; 徹千葉
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1988-10-11
Filing date: 1988-10-11
Publication date: 1990-04-16
Anticipated expiration: 2011-01-24
Also published as: JPH086088B2

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）本発明は電界発光素子、特には電界発光性粉粒体を誘電
体中に分散した組成物を発光層とする、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
発光素子に関するものである。

（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
とに分けられるが、このもの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
集めて来ている。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
表示のバックライト、室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。

従来、この様な分散型の電界発光素子はＣｄＳ。

ＺｎＳ、Ｚｎ５ｅ、Ｚｎ５ｉＯ，ＢＮ、ＳｉＣ等の電界
発光性粉粒体を誘電体物質溶液中に分散させたものを一
方の電極基板上に薄膜上に塗布し、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程高輝度を
与えることが明らかとなっている。

しかして、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類誘導体− 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出来得るものではない。

すなわち、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ような多糖類のシア
ノエチル化物はその成形皮膜が比較的脆く、また電極基
板との接着性に劣る場合があるために、これを使用した
場合には外部からの衝撃によって発光層が割れてしまっ
たり、発光層が電極基板から剥離したりするために均一
な発光が損なわれるおそれがある。したがって、この皮
膜の脆さ、接着性を改良するため、それには可塑剤を添
加することも試みられているが、この場合には誘電率の
低下のために輝度が低下したり、発光体の寿命が短くな
るという欠点が生じるし、このシアノエチルセルロース
、シアノエチルグリセロールプルランなどの多糖類誘導
体のシアノエチル化物およ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いためにこれ
を用いた素子には使用温度範囲が限定されるという欠点
もある。

また、この種の発光素子についてはフッ化ビニリデンな
どのようなフッ素樹脂を使用することも公知とされてお
り、このものは吸湿性も小さく、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
る欠点を持っている。

他方、この電界発光素子について本発明者らはさきに平
均組成式（こへにＲ１、Ｒ２は同一または異種の炭素数３〜５の
シアノアルキル基、Ｒ３は水素原子または非置換あるい
は置換の１価炭化水素基、ａ、ｂ、ｃはａ　＝　Ｏ−１
、８、ｂ＝ｏ−１，８、ｃ　＝　０−　ｌ　、　Ｏｌａ
　＋　ｂ　＝　０　、８−１　、８、ａ　十ｂ　＋　ｃ
　＝　１　、１−１　。

９８）で示されるシアノアルキル基含有オルガノポリシ
ロキサンが誘電率も大きく、柔軟性に富んでいるので、
このものは分散型電界発光素子の誘導体としてすぐれた
ものであることを見出した（特願昭６３−２８０４６号
明細書参考）が、これには前記したシアノエチル化物に
くらべて体積固有抵抗が小さく、発光層用塗布液調整時
における電界発光性粉粒体の分散性が劣るという欠点の
あることが判った。

（発明の構成）本発明はこのような不利を解決した分散型電界発光素子
に関するものであり、これは電界発光性粉粒体をシアノ
エチル化ポリサッカライドまたはシアノエチルポリビニ
ルアルコールと平均組成式（こ＼にＲ１、Ｒ２は同一ま
たは異種の炭素数３〜５のシアノアルキル基、Ｒ３は水
素原子または非置換あるいは置換の１価炭化水素基、ａ
、ｂ、Ｑはａ　＝　Ｏ〜１　、８、ｂ＝ｏ−１，８、Ｃ
＝Ｏ〜１゜０、ａ＋ｂ＝０．８〜１．８、ａ＋ｂ＋ｃ＝
１．１〜１．９８）で示される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してなる誘電体中に分
散配合してなる組成物を発光層として層状に形成させて
なることを特徴とするものである。

すなわち、本発明者らは、分散型電界発光素子に使用す
る誘電体について種々検討した結果、体積固有抵抗が比
較的大きく、蛍光体の分散性が良好であるシアノエチル
化ポリサッカライドまたはシアノエチルポリビニルアル
コールと、皮膜が柔軟性に富み、誘電率が大きく、また
誘電率の温度による影響の小さいシアノアルキル基含有
オルガノポリシロキサンの両者を併用すると、耐衝撃性
が高く、均一な発光を示し、かつ広い温度範囲で輝度が
一定である分散型電界発光素子を得ることができること
を見出し、こ＼に使用するシアノエチル化ポリサッカラ
イド、シアノエチルポリビニルアルコール、シアノエチ
ル基含有オルガノポリシロキサンの種類、それらの配合
量などについての研究を進めて本発明を完成させた。

以下本発明の構成についてさらに詳述する。

本発明の電界発光素子を構成する電界発光性粉粒体は公
知のものでよく、シたがってこれにはＣｄＳ、ＺｎＳ、
Ｚｎ５ｅ、Ｚｎ５ｉＯ，ＢＮ。

ＳｉＣなどの蛍光体物質が例示されるが、これらは電界
発光素子にした場合の発光特性から平均粒径が５０１＃
以下である粉粒体とすることが好ましい。

つぎに本発明において上記した電界発光性粉粒体に添加
される誘電体はシアノエチル化ポリサッカライドまたは
シアノエチルポリビニルアルコールと前記した平均組成
式〔１〕で示されるシアノアルキル基含有オルガノポリ
シロキサンとからなるものとされる。

このシアノエチル化ポリサッカライドとしてはシアノエ
チルセルロース、シアノエチルヒドロキシエチルセルロ
ース、シアノエチルスターチ、シアノエチルプルラン、
シアノエチルグリセロールプルランなどが例示され、こ
れはシアノエチルポリビニルアルコールでもよいが、こ
れら化合物のシアノエチル置換モル％はそれが７０％以
下であるとその誘電率が小さいものとなって電界発光素
子の誘電体としての適用が無理となるので、これはシア
ノエチル置換モル％が７０％以上、好ましくは８５％以
上のものとすることがよい。

また、二＼に使用されるシアノアルキル基含有オルガノ
ポリシロキサンは、平均組成式がで示され、Ｒ１、Ｒ２
はシアノエチル基、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、２−メ
チル−２−シアノプロピル基などのような同一または異
種のシアノアルキル基、Ｒ３は水素原子またはメチル基
、エチル基、プロピル基、ブチル基などのアルキル基、
シクロヘキシル基、シクロブチル基などのシクロアルキ
ル基、フェニル基、トリル基などのアリール基、あるい
はこれらの基の炭素原子に結合した水素原子の全部また
は一部をハロゲン原子などで置換したクロロメチル基、
３，３．３−トリフルオロプロピル量、１，１．１−ト
リフルオロヘキシル基などから構成される非置換または
置換１価炭化水素基であるものとされるが、このオルガ
ノポリシロキサンについてはシアノアルキル基が置換さ
れていることが必要である。

また、このシアノアルキル基を示すＲ１、Ｒ２の数ａ、
ｂ値はそれぞれ０〜１．８とされるが、このａ＋ｂ値は
０．８以下ではニトリル基の濃度がポリマー中で下がっ
てしまい、これに伴ってこのオルガノポリシロキサンの
誘電率が低下し、１゜８以上とすると誘電率はよくなる
けれども工業的にこのように多量のニトリル基導入が難
しくなるので、これは０．８〜１．８の範囲とすること
がよく、Ｒ３の数を示すＣ値はこれを大きくするとシア
ノアルキル基の数が小さくなってしまうので○〜１．０
の範囲、好ましくは０．０１〜０．１の範囲がよい。な
お、このａ＋ｂ＋ｃの値についてはこれが１．１以下で
はオルガノポリシロキサンが脆い樹脂状となるし、１．
９８以上とするとこのオルガノポリシロキサンがオイル
状となってしまってフィルム成形性が低下するので、こ
れは１゜１〜１．９８の範囲とする必要がある。

なお、こ＼に使用されるシアノエチル化ポリサッカライ
ドまたはシアノエチルポリビニルアルコールとシアノア
ルキル基含有オルガノポリシロキサンとの配合比は、シ
アノエチル化ポリサッカライドまたはシアノエチルポリ
ビニルアルコールを７０％以上とするとこの組成物が脆
いものとなったり、その誘電率が温度変化で大きくなる
欠点が生じるし、これを５％以下とするとこの組成物の
体積固有抵抗が小さくなったり、発光層の塗布液調製時
における電界発光性粉粒体の分散性がわるくなって塗布
ムラの生ずることがあるので、これはシアノエチル化ポ
リサッカライドまたはシアノエチルポリビニルアルコー
ルを５〜７０％、好ましくは１０〜５０％とし、シアノ
アルキル基含有オルガノポリシロキサンを９５〜３０％
、好ましくは５０〜１０％の範囲のものとすることがよ
い。

本発明の電界発光素子は上記した電界発光性粉粒体を誘
電体としてのシアノエチル化ポリサッカライドまたはシ
アノエチルポリビニルアルコールとシアノアルキル基含
有オルガノポリシロキサンとの混合誘電体中に分散配合
した組成物を発光層として層状に形成させたものであり
、この電界発光性粉粒体の混合誘電体への分配配合はシ
アノエチル化ポリサッカライドまたはシアノエチルポリ
ビニルアルコールとシアノアルキル基含有オルガノポリ
シロキサンをアセトン、Ｎ、Ｎ’−ジメチルホルムアミ
ド、ニトロメタン、エチレングリコールモノメチルエー
テル、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどの１種または２
種以上の混合液に溶解した液に電界発光性粉粒体を添加
すれば良く、この場合の電界発光性粉粒体の添加量はシ
アノエチル化ポリサッカライドまたはシアノエチルポリ
ビニルアルコールとシアノアルキル基含有オルガノポリ
シロキサンとの混合誘電体に対し体積比率で２０％以下
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恐れがあり、また８０％以
上とすると電界発光性粉粒体の分散が困難になるので、
２０〜８０％の範囲とすることが必要である。

上記のようにして得られた電界発光性粉粒体が分散配合
された誘電体溶液は発光体層形成に供されるものであり
、この発光体層はこの溶液を例えばポリエステルフィル
ム上に透明導電膜としての酸化インジウムを被覆した導
電膜の上にスクリーン印刷法などで厚さ約１０〜７０μ
に塗布し、乾燥させることによって作ればよいが、この
発光体層形成時、この溶液に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
。

また、この発光体層を用いて電界発光素子を作るには、
導電膜の上に形成した発光体層の上に常法により絶縁層
を積層したのち、厚さ２０〜１００Ｉ＃のアルミニウム
フィルムを８０〜１８０℃で圧着して裏面電極を作り、
ついでこの導電膜と裏面電極に電極端子となるリード線
を取つければよし鳥。

（発明の効果）本発明の電界発光素子は、発光層誘電体として蛍光体の
分散性にすぐれており、体積固有抵抗の大きいシアノエ
チル化ポリサッカライドまたはシアノエチルポリビニル
アルコールと誘電率が大きく、温度安定性にすぐれてい
るシアノアルキル基含有オルガノポリシロキサンを併用
したものとされているので、これには ■輝度が高く、温度による輝度の変化が少ない、■耐電
圧が大きく、長時間点灯していても輝度の低下が小さい
。

■耐衝撃性にすぐれていて、均一な発光を与える。

という有利性が与えられ、したがってこれは各種液晶デ
イスプレィ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
になる。

（実施例）つぎに本発明の電界発光素子作製に使用されるシアノエ
チル化ポリサッカライド、シアノエチルポリビニルアル
コールおよびシアノアルキル基含有オルガノポリシロキ
サンの合成例、およびこれらを誘電体として使用した電
界発光素子の実施例をあげる。

合成例１〜４特公昭５９−３１５２１号公報記載の方法でシアノエチ
ルプルランを合成する（合成例１）と共に、Ｊ、　Ｅｌ
ｅｃｔｒｏ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｓｏｃ、　Ｖｏｌ　ｍ
、Ｎａ１ｌ、１２３９〜１２４３　（１９６４）に記載
の方法にもとづいてシアノエチルポリビニルアルコール
を作った（合成例２）。

また、１００−の三ツロフラスコに２官能性シランとし
てのシアノエチルメチルジメトキシシランと３官能性シ
ランとしてのシアノエチルトリエトキシシランとを第１
表に示した量で仕込み、これに第１表に示した量の蒸留
水に１５％テトラメチル水酸化アンモニウム水溶液３０
０μＱを加えた混合液を攪拌下に滴下し、均一に分散溶
解した＝１５− ところで９０℃に加熱し、２時間反応させたところ、透
明な半固体状または固体状の物質が得られた（合成例３
．４）が、これらは分析の結果いずれもシアノエチル基
含有オルガノポリシロキサンであり、平均組成式中シア
ノエチル基を１．０モル％含有するものであることが確
認された。

（各種誘電体の物性）ついで、上記で得たシアノエチルプルラン、シアノエチ
ルポリビニルアルコール、シアノアルキル基含有オルガ
ノポリシロキサンおよび米国ＴｅｌＳｙｓｔｅｍｓ　Ｉ
ｎｃ社製のシアノエチルセルロース・アクリロセル〔同
社製商品名〕の５種を、アセトンに溶解し、キャスト後
８０℃で４時間乾燥して厚さ約１００μｓｍｍのフィル
ムを作り、このものの誘電特性、体積固有抵抗、フィル
ムの機械的特性をしらべたところ、第１表に併記したと
おりの結果が得られ、つれらはいずれも誘電率、体積固
有抵抗、機械的特性のすぐれにものであることが確認さ
れた。

実施例１前記した市販のシアノエチルセルロース２０ｇと合成例
３で得たシアノエチル基含有オルガノポリシロキサン６
０ｇとをＮ、Ｎ’−ジメチルホルムアミド３００ｇに溶
解し、この溶液を２分してその一方に平均粒径が２０／
７ＩＮの電界発光性硫化亜鉛蛍光体（ＺｎＳ：ＣｕＡｌ
）を体積比率で５０％加え、均一に分散して発光体層用
の塗布液を作ると共に、他方に粒径１〜２．のチタン酸
バリウムを体積比率で５０％加え、均一に分散させて絶
縁層用塗布液を作った。

ついで、２５×５００Ｉ１１の透明電極フィルムＰＥＴ
−ＩＴＯ膜・ハイビームＢ〔東し■製部品名〕のＩＴＯ
膜上に上記で得た発光体層用の塗布液をスクリーン印刷
し、１５０℃で４時間乾燥して厚さ約４０岬の発光体層
を設け、この上にさらに上記で得た絶縁柱層用塗布液を
スクリーン印刷し、１５０℃で４時間乾燥して厚さ約１
５．の絶縁層を積層し、これに厚さ５０μのアルミニウ
ムフィルムを１７０℃、１０Ｋｇ／ａ＃で圧着させたの
ち、これらをポリクロロトリフルオロエチレンシートア
クラー〔米国アライド・ケミカル社製商品名〕で包み、
２２０’Ｃの温度で封止し、リード端子を取つけて電界
発光素子Ｉを作成すると共に、比較のために前記したシ
アノエチルセルロース、とシアノエチル基含有オルガノ
ポリシロキサンとをそれぞれ単独に用いたほかは上記と
同様に処理して電界発光素子■、■を作った。

つぎにこのようにして得た電界発光素子Ｉ〜■について
、５０Ｈｚ、２００ｖの電源で入力したときの初期輝度
および４０℃、６５％ＲＨ条件下で輝度が１／２まで減
少する時間（半減期）をしらべたところ、第２表に示す
とおりの結果が得られた。

第表

Claims

【特許請求の範囲】

１．電界発光性粉粒体をシアノエチル化ポリサッカライ
ドまたはシアノエチルポリビニルアルコールと平均組成
物が ▲数式、化学式、表等があります▼ （こゝにＲ＾１、Ｒ＾２は同一または異種の炭素数３〜
５のシアノアルキル基、Ｒ＾３は水素原子または非置換
あるいは置換の１価炭化水素基、ａ，ｂ，ｃはａ＝０〜
１．８、ｂ＝０〜１．８、ｃ＝０〜１．０、ａ＋ｂ＝０
．８〜１．８、ａ＋ｂ＋ｃ＝１．１〜１．９８）で示さ
れるシアノアルキル基含有オルガノポリシロキサンより
なる誘電体中に分散配合してなる組成物を、電極間に発
光層として層状に形成させてなることを特徴とする分散
型電界発光素子。
２．シアノエチル化ポリサッカライドがシアノエチルセ
ルロース、シアノエチルスターチ、シアノエチルプルラ
ン、シアノエチルグリセロールプルランから選択される
請求項１に記載の分散型電界発光素子。
３．前記した平均組成式〔１〕におけるＲ＾１、Ｒ＾２
がシアノエチル基またはシアノプロピル基とされる請求
項１に記載の分散型電界発光素子。