JPH03245489A

JPH03245489A - エレクトロルミネッセンス素子

Info

Publication number: JPH03245489A
Application number: JP2041994A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Taguchi; 好弘田口; Haruyoshi Satou; 春悦佐藤
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1990-02-22
Filing date: 1990-02-22
Publication date: 1991-11-01
Also published as: US5140060A

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］この発明は、有機分散形エレクトロルミネッセンス素子
（以下、ＥＬ素子と称する。）に係わるものであり、特
に長寿命化が可能なＥｌ子に関するものである。

［従来の技術］従来から有機分散形ＥＬ素子においては、Ｚｎ５（Ｃｕ
）などの蛍光体粉末をポリマーマトリックス中に分散し
たものが発光層として用いられている。このポリマーマ
トリックスを構成するポリマーには、駆動電圧を低くす
る目的から、誘電率の高いポリマー、例えばシアノエチ
ル化セルロースやシアノエチル化ポリビニルアルコール
などが使用されている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上記従来のシアノエチル化ポリビニルア
ルコールなどのポリマーは、ポリビニルアルコールにア
クリロニトリルを塩基性触媒の存在下でマイケル付加反
応させ、ポリビニルアルコールの水酸基部にシアノエチ
ル基を導入する方法で製造されているため、１０％程度
の水酸基が分子内に置換されずに残り、この水酸基の残
存によって、吸湿が大きい欠点がある。

従って、このようなポリマーをマトリックスとする発光
層も吸湿が大きく、発光層中の蛍光体粉末が吸湿水分に
よって経時的に分解され、ＥＬｑ９子の発光寿命が制限
される不都合があった。

［課題を解決するための手段］上記従来技術の問題点を解決するために、本多明では、
電子吸引性基を有する電子吸引性モノマーを重合して得
られるポリマーを発光層を楕成す（ポリマーマトリック
スとした。

［作用］上記ポリマーは、その側鎖のすべてがシアノエチル基な
どの疎水性の電子吸引性基からなり、遭い誘電率を有す
るとともに吸湿性も低いものになる。よって、このポリ
マーをマトリックスとする発光層も吸湿性が改良され、
ＥＬ素子としての発光寿命が長くなる。

以下、本発明を詳述する。

最初に、本発明におけるＥＬ素子の発光層を構成するポ
リマーについて説明する。

本発明におけるポリマーは、疎水性の電子吸引性基を有
する電子吸引性モノマーを重合して得られるポリマーで
あり、具体的には、（１）、（２）式で示されるアクリ
ル系モノマー、メタクリル系モノマーなどである。

ＣＨ２＝ＣＨＣ００Ｘ　　　　叩・・（１）ＣＨ２＝Ｃ
（ＣＨ３）ＣＯＯＸ・・印・（２）そして、（１）、（
２）式中の原子団Ｘは疎水性の電子吸引性基であり、代
表的には以下に示したものなどである。

Ｈ２ＣＮＣＨ２Ｃ８２ＣＮＣＨ（ＣＨ３）ＣＮＣＨ２ＣＨ２０ＣＨ２ＣＨ２ＣＮ上記のポリマーは、その側鎖がすべて疎水性の電子吸引
性基となっているため、分子中に水酸基などの親水性基
が存在しなくなって、結果として吸水性が小さい。また
、分子内に電子吸引性基が多く存在するので誘電率が高
い。

次に、上述のポリマーを発光層または誘電層のマトリッ
クスとして使用したＥＬＫ子について説明する。

第１図は、この発明のＥＬ、ｉＲ子の一例を示すもので
あり、透明シート１の一方の面に形成された透明電極２
と、アルミニウムなどの金属箔からなる透明電極３との
間に蛍光体粉末をポリマーマトリックス中に分散して形
成された発光層４が積層されており、以上の積層体が一
対の保護シート５．６の間に介装し、保護シート５．６
の周縁部どうしをホットメルト接着剤を用いたヒートシ
ールなどによって密着接合することにより密封されてい
る。また、対向ｉＥ極３の端部にはリード端子７が、透
明電極２の端部には図示せぬリード端子が、いずれも導
電性接着剤を介して接続されており、これらリード端子
を介して周電極２．３間に外部から電圧を印加すること
によって発光層４が発光するように構成されている。上
記一対の保護シート５．６としては、防湿性の優れた材
料が用いられ、その内部の発光層４に極力水分が侵入し
ないように工夫されている。例えば、透明電極側２側の
保護シート５としては、防湿性の優れた透明なポリトリ
フルオロクロルエチレンやポリエチレンなどの樹脂フィ
ルムが用いられ、対向電極３側の保護シート６としては
、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂フィルム８．
８間にアルミニウムなどの金属がラミネートされた極め
て防湿性の高い金属複合フィルムが用いられる。

そして、このＥＬ素子の発光層４には、上述のポリマー
がマトリックスとして用いられている。

具体的には、Ｚｎ　（Ｃｕ　）、ＺｎＳ（Ｍｎ）、Ｚｎ
５（ＡＩ）などの蛍光体粉末と上記ポリマーおよび必要
に応じこれにシリカ微粉末（アエロジル）などの無機充
填剤を加えてγ−ブチロラクトンなどの有機溶剤中で混
合分散した液状組成物を透明電極２上にスクリーン印刷
法などによって塗布し、乾燥することによって発光層４
が得られるにの発光層４の厚さは、通常１０〜１００．
ｕｍ程度であり、発光層４中の蛍光体粉末の重量比は７
０〜９０％程度、ポリマーの重量比は１０〜３０％であ
る。

上記のような本発明のＥＬ素子は、その発光層４を構成
するポリマーマトリックスが、前述のように吸湿が極め
て少ないポリマーであるため、発光層４の吸湿も極めて
微々たるものとなり、蛍光体粉末の水分による分解が抑
制されて、発光寿命（のが飛躍的に長いものとなる。

また、前述のように誘電率も高いので、駆動電圧を低く
押えることが可能であるととともに動作も安定したもの
となる。

また、上記のＥＬ素子の変形された例として、発光層４
を蛍光体層と誘電体層とのふたつの層から構成したもの
がある。この場合には、蛍光体層は、蛍光体粉末と上記
ポリマーとを有機溶剤に混合分散した液状組成物を上記
例と同様に塗布、乾燥して形成し、誘電体層は、上記ポ
リマーを有機溶剤に溶解したものや、更に必要に応じて
チタン酸バリウム粉末などの無機誘電体粉末を添加した
液状組成物を塗布乾燥して形成する。このような構成と
したＢＬは、更に動作安定性が増加する。

なお、上記ポリマーを蛍光体層、誘電体層の両方、また
はいずれか一方に適用するかは任意の事項である。

以下に、具体的な実施例を示す。

Ａ）ポリマー１の重合冷却管を取り付けた２０フラスコの内部を窒素で置換し
、次に精製したシアノエチルアクリート０．４モル、ア
セトン２０ｍ１および２−２′アゾビスイソブチロニト
リル（モノマー全量に対し２モル％）を投入して、温度
６０℃、２４Ｈｒ重合を行った。その後、メタノール中
にポリマーを再沈させて目的物であるポリシアノエチル
アクリレートを得た。

（Ｂ）ポリマー２の重合シアノエチルアクリレートの代りに、ＣＨ２＝ＣＨＣＯ
ＯＣＨｚ　ＣＨ２０ＣＨ２ＣＨ２ＣＮを用いた以外は上
記ポリマー１の重合方法と同様にしてポリマーを得た。

（Ｃ）ポリマー３の重合シアノエチルアクリレートの代りに、シアノエチルメタ
クリレートを用いた以外は上記ポリマー１の重合方法と
同様にしてポリシアノエチルメタクリレートを得た。

以上によって得られたポリマー１〜３について、誘電率
（２５℃、１ＫＨｚ）、吸湿性、残存水分量を検討した
。

吸湿性の評価は以下のようにして行った。ポリマーのア
セトン溶液をキャスト法により塗布して、０．１ｍｍ厚
さのフィルムを作成し、このフィルムを真空中かつ１０
０℃で２４Ｈｒ乾燥し、乾燥後のフィルム中の水分量を
カールフィッシャー法で測定して残存水分量とした。次
に、このフィルムを４０℃、９０〜９５％ＲＨの条件下
で２４Ｈｒ放置した後の水分量を測定し、フィルム重量
に対する％を吸湿性の値とした。

上記の検討結果を第１表に示す。第１表には、比較値と
して、従来のシアノエチル化ポリビニルアルコールにつ
いての試験値を併記した。なお、このシアノエチル化ポ
リビニルアルコールのシアノエチル化率は約８０％であ
った。

また、図２にはポリマー１とシアノエチル化ポリビニル
アルコールとの赤外吸収スペクトルを示した。この図か
ら、ポリマー１の方がシアノエチル化ポリビニルアルコ
ールに比べて、水分またはＯＨ基に起因する３３００ｃ
ｍ”付近の吸収ピークが小さく、従って吸水性が小さい
ことが理解される。

第１表次に、以上のポリマーを使用したＥＬ素子の実施例を示
す。

（実施例１）ポリマー１を使用して発光層を形成し、ＥＬ素子を作成
した。蛍光体粉末としてＺｎ（Ｃｕ）２００ｇ１ポリマ
一１４０ｇをγ−ブチロラクトン６０ｇに溶解、分散し
た溶液１００ｇと、アエロジル１ｇをγ−ブチロラクト
ン４０ｇに分散した分散液４１ｇとを均一に混合分散し
、液状組成物とした。この液状組成物を透明シートの透
明電極上に塗布、乾燥して厚さ約３０ｕｍの蛍光体層を
形成した。

次に、ポリマー１４０ｇをγ−ブチロラクトン６０ｇに
溶解、分散した溶液と、アエロジル１ｇをγ−ブチロラ
クトン４０ｇに分散した分散液とを均一に混合分散して
液状組成物とし、この液状組成物を上記蛍光体層上に塗
布、乾燥して厚さ約５０μｍの誘電体層を形成した。

この誘電体層上にアルミニウム箔の対向電極を設け、こ
れらの積層物をボυエチレンフィルムおよびポリエチレ
ンテレフタレート／アルミニウム複合フィルムの一対の
保護シートで被覆密封したＥＬ素子１を製造した。

（実施例２）ポリマー２を使用する以外は、実施例１と同様にしてＥ
Ｌ素子２を製造した。

（実施例３）ポリマー３を使用する以外は、実施例１と同様にしてＥ
Ｌ、ｉＲ電子を製造した。

（実施例４）実施例１と同様に、ただしポリマー１の代りにシアノエ
チル化プルラン（シアノエチル化率が約９０％）６５重
量部とポリマー１（３５重量部）とのブレンドポリマー
を用いてＥＬ素子４を製造した。このブレンドポリマー
の誘Ｎ率は１７．２〜１８、残存水分量は０．５５〜０
．９５ｗｔ％、吸水性は２．７〜４．２ｗｔ％であった
。

（比較例）比較対象として、従来のシアノエチル化セルロース（シ
アノエチル化率的９０％）６５重量部とシアノエチル化
ポリビニルアルコール（シアノエチル化率的９０％）３
５重量部とのブレンドポリマーを用いる以外は実施例１
と同様にしてＥＬ素子を製造した。なお、このブレンド
ポリマーの誘電率は１４．１〜１６．５、残存水分量は
０．０９５〜０．０９９ｗｔ％、吸湿性は５．２〜５．
５ｗｔ％であった。

以上のようにして製造した５種類のＥＬ素子について、
電極間に交流４００Ｈｚ、１００■の電圧を印加して、
試験温度２０℃、湿度６０％ＦＬＨの環境にて連続発光
させて発光寿命を測定した。

発光寿命は、初期輝度が半減する半減期で示した。

第２表に、初期輝度および発光寿命を示した。

第２表第２表の結果から明らかなように、本発明のポリマーを
使用したＥＬ素子は、該ポリマーの吸湿性が低いために
その発光寿命が大幅に延長される。

また、長寿命化の効果は、シアノエチルセルロース、シ
アノエチルプルランなどの結晶性のポリマーとのブレン
ドにおいても発揮されることが明らかである。

［発明の効果］以上説明したように、この発明のＥＬ素子はその発光層
を構成するポリマーマトリックスとして疎水性の電子吸
引性基を有する電子吸引性モノマーを重合してなるボマ
ーを用いたので、このポリマーの吸湿性が低いため、発
光層の吸湿性も極めて低くなり、ＥＬ素子の発光寿命が
長くなるという効果を奏する。また、ポリマーの誘電率
が大きく、駆動電圧値の低減化と動作安定性の向上が可
能となるなどの効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のＥＬ素子の例を示す概略図である
。第２図は、ポリマー１とシアノエチル化ポリビニルア
ルコールの赤外吸収スペクトルを示したものである。４：発光層

Claims

【特許請求の範囲】　蛍光体粉末をマトリックス中に分散してなる発光層を
有するエレクトロルミネッセンス素子において、前記マトリックスを構成するポリマーが電子吸引性基を
有する電子吸引性モノマーを重合して得られるポリマー
であることを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子
。