JPH07157752A

JPH07157752A - 分散型ｅｌランプ

Info

Publication number: JPH07157752A
Application number: JP5308806A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Umezawa; 宏梅沢; Ikuo Fukui; 育生福井; Shigehiro Nagura; 茂広名倉
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1993-12-09
Filing date: 1993-12-09
Publication date: 1995-06-20

Abstract

(57)【要約】【目的】分散型ＥＬランプの電極板間に設けられる発
光層および絶縁反射層のバインダー材料を改良すること
により、長寿命の分散型ＥＬランプを提供する。【構成】糖類、多糖類、ポリビニルアルコールまたは
これらの誘導体の水酸基を、シアノエチル基および一般
式【化１】（式中、Ｒは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、
またはハロゲン化アルキル基を表し、Ａｒは、芳香核を
表す。）で示される芳香族アシル基により置換したもの
であり、シアノエチル基の置換率が６０％以上で、かつ
芳香族アシル基の置換率が５〜４０％のものを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、分散型ＥＬランプ、特
に広告、看板等の標識表示用や、液晶ディスプレイ等の
バックライト光源用として有用な分散型ＥＬランプに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、種々の形状や発光面積を選択でき
る均一な平面発光体として、ＥＬランプが注目されてき
ている。中でも、高誘電有機バインダーを使用する分散
型ＥＬランプは、軽量な上、大面積とすることが容易で
あり、かつ安価なため、液晶ディスプレイのバックライ
ト光源、常夜灯等への応用が期待されている。

【０００３】かかる分散型ＥＬランプは、一般に図１に
示されるような構造である。すなわち、金属箔または金
属薄板からなる背面電極１と、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高誘電有機バインダーに
分散させて薄膜を形成した絶縁反射層２と、蛍光体粉末
を高誘電有機バインダーに分散させて薄膜を形成した蛍
光体層３（発光層）と、酸化インジウム等をポリエステ
ル等の絶縁性フィルム４上に蒸着して形成した透明電極
５（４と５で透明導電性フィルム６を構成する。）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７で封止した構成を有するもので
ある。そして、背面電極１と透明電極５の間に交流電場
を印加することにより、蛍光体が励起され発光を与え
る。

【０００４】従来、上記高誘電バインダーとして、シア
ノエチルプルラン、シアノエチルセルロース、シアノエ
チルスターチ、シアノエチルポリビニルアルコール等の
水酸基を有する高分子をシアノエチル化したものが使用
されてきた。

【０００５】しかし、これらを使用した従来の分散型Ｅ
Ｌランプは、発光寿命が短く、実用上満足のいくレベル
にないという問題点を有している。

【０００６】従来使用している高誘電バインダーでは、
原料の高分子が有する水酸基の８０〜９７％程度がシア
ノエチル基により置換されており、残りの３〜２０％の
水酸基が残存している。この遊離の残存水酸基および極
性基であるシアノエチル基により、２５℃、相対湿度７
５％において、約４％程度の吸湿性を有している。

【０００７】また、発光体である蛍光体は、耐湿性・耐
水性が低く、水分により劣化することが知られている。
すなわち、分散型ＥＬランプの発光寿命が短いという問
題点は、高誘電有機バインダーの吸湿性により蛍光体層
内部に水分が吸着され、その水分によって蛍光体が経時
的に劣化することにより輝度の低下が促進されることに
起因する。このため、現状の分散型ＥＬランプにおいて
も、フッ素樹脂による防湿封止に加え、ランプ素子内部
に吸湿層を設けているが、満足すべき効果は得られてい
ない。

【０００８】

【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、従来使用されていたものよりも低い吸湿性をも
つ有機高誘電バインダーを用いることにより、長寿命の
分散型ＥＬランプを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
の解決のために鋭意検討した結果、糖類、多糖類、ポリ
ビニルアルコールまたはこれらの誘導体の水酸基を、シ
アノエチル基および一般式

【化３】（式中、Ｒは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、
またはハロゲン化アルキル基を表し、Ａｒは、芳香核を
表す。）で示される芳香族アシル基により置換したもの
であり、シアノエチル基の置換率が６０％以上で、かつ
芳香族アシル基の置換率が５〜４０％である有機高誘電
体が、従来使用されていたものよりも低い吸湿性を有
し、これを有機バインダーとして用いた分散型ＥＬラン
プが、従来品と比べて長寿命となることを見いだし、本
発明を完成させた。

【００１０】請求項１の分散型ＥＬランプの発明は、糖
類、多糖類、ポリビニルアルコールまたはこれらの誘導
体の水酸基を、シアノエチル基および一般式

【化４】（式中、Ｒは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、
またはハロゲン化アルキル基を表し、Ａｒは、芳香核を
表す。）で示される芳香族アシル基により置換したもの
であり、シアノエチル基の置換率が６０％以上で、かつ
芳香族アシル基の置換率が５〜４０％のものを、該分散
型ＥＬランプの電極板間に設けられる発光層および絶縁
反射層のバインダー材料とすることを特徴とする。

【００１１】請求項２の、ＥＬランプの電極板間に設け
られる発光層および絶縁反射層のバインダー材料の発明
は、糖類、多糖類、ポリビニルアルコールまたはこれら
の誘導体の水酸基を、シアノエチル基および一般式

【化５】（式中、Ｒは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、
またはハロゲン化アルキル基を表し、Ａｒは、芳香核を
表す。）で示される芳香族アシル基により置換したもの
であり、シアノエチル基の置換率が６０％以上で、かつ
芳香族アシル基の置換率が５〜４０％であることを特徴
とする。以下、本発明を詳細に説明する。

【００１２】本発明の分散型ＥＬランプのバインダー材
料として用いられる高誘電体は、原料である糖類、多糖
類、ポリビニルアルコール、またはこれらの誘電体の水
酸基を、シアノエチル基および一般式

【化６】（式中、Ｒは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、
またはハロゲン化アルキル基を表し、Ａｒは、芳香核を
表す。）で示される芳香族アシル基により置換したもの
であり、シアノエチル基の置換率を６０％以上、好まし
くは６５％以上、より好ましくは７０％以上とする必要
がある。６０％未満であると、誘電率が著しく低下して
しまう。また、芳香族アシル基の置換率を５〜４０％、
好ましくは１０〜２０％とする必要がある。５％未満で
あると、期待される吸湿性の低下が不十分となり、４０
％を越えると、誘電率が著しく低下してしまい、本発明
の目的を達成することができない。

【００１３】本発明に使用される芳香族アシル基は、一
般式

【化７】（式中、Ｒは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、
またはハロゲン化アルキル基を表し、Ａｒは、芳香核を
表す。）で示されるものであり、例えば、ベンゾイル
基、フルオロベンゾイル、クロロベンゾイル、ブロモベ
ンゾイル等のハロゲノベンゾイル基、メチルベンゾイ
ル、エチルベンゾイル、プロピルベンゾイル、ブチルベ
ンゾイル等のアルキルベンゾイル基、トリフルオロメチ
ルベンゾイル、パーフルオロエチルベンゾイル、トリク
ロロメチルベンゾイル等のハロゲン化アルキルベンゾイ
ル基等が挙げられる。この中でも、特にフルオロベンゾ
イル、トリフルオロメチルベンゾイル等のフッ素置換芳
香族アシル基を用いた場合、フッ素の持つ強い溌水作用
によってより大きな吸水性の低下の効果が発揮される。

【００１４】本発明に示す高誘電体を得るには、まず所
望のシアノエチル基置換度を有するシアノエチル化物を
調製する。シアノエチル化物は、原料である糖類、多糖
類、ポリビニルアルコール、またはこれらの誘導体を水
酸化ナトリウム等のアルカリ触媒の存在下にアクリロニ
トリルと反応させることにより得られる。アシル化は、
所望の芳香族アシル基を有するアシル化剤を用いること
により行なわれる。例えば、得られたシアノエチル化物
を溶媒に分散または溶解した後、酸補足剤の存在下に塩
化ベンゾイル、塩化フルオロベンゾイル、塩化トリフル
オロメチルベンゾイル等の芳香族アシルクロライドをア
シル化剤として添加し反応させる方法がある。上記反応
に用いられる溶媒としては、例えば、アセトン、ジメチ
ルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、メチルエチル
ケトン、ジメチルアセトアミド、ピリジン等が挙げられ
る。

【００１５】出発原料としての糖類、多糖類、ポリビニ
ルアルコールまたはこれらの誘導体としては、例えば、
サッカロース、ソルビトール、キシリトール等の糖類、
セルロース、デンプン、プルラン等の多糖類、ヒドロキ
シエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等
のヒドロキシアルキルセルロース、ヒドロキシプロピル
デンプン等のヒドロキシアルキルデンプン、セルロー
ス、プルランまたはデンプンとグリシドールとの反応に
よって得られるジヒドロキシプロピルセルロース、ジヒ
ドロキシプロピルプルラン、ジヒドロキシプロピルデン
プン等のジヒドロキシアルキル多糖類等が挙げられる。
酸補足剤としては、ピリジン、トリエチルアミン等の有
機塩基性物質が用いられる。

【００１６】本発明の高誘電体が、従来のシアノエチル
化物と比べて低い吸湿性をもち、かつ比較的高誘電を維
持しているのは、その構造中に電子吸引性基であるシア
ノエチル基と疎水性基である芳香族アシル基を合わせ持
つことに起因する。すなわち、シアノエチル基により高
い誘電率を得、かつ芳香族アシル基の疎水性により分子
内部への水の侵入を阻んでいるためと考えられる。芳香
族アシル基にフッ素含有のものを用いると、フッ素の持
つ溌水作用によって、より吸湿性を低下させることが可
能である。

【００１７】このバインダーを用いて分散型ＥＬランプ
の発光層を形成するときは、これに従来公知の蛍光体粉
末を混合すればよい。この蛍光体としては、硫化亜鉛を
母体材料とし、活性剤として銅、マンガン、アルミニウ
ム、臭素、塩素およびヨウ素等を添加して焼成したもの
が例示される。蛍光体は、分散型ＥＬランプ中に用いた
ときの発光特性から平均粒径を５０μｍ以下とすること
が好ましい。また、長寿命化のためには、既存の蛍光体
の表面を金属酸化物等により被覆防湿処理したものを使
用することが特に好ましい。

【００１８】同様に、上記バインダー材料を用いて絶縁
反射層を形成するときは、これに従来公知の無機高誘電
率物質を加えればよい。この無機高誘電率物質には、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、これらの中ではチタン酸バリウムが最も
一般的であり、平均粒径として１〜５μｍのものが好ま
しい。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を実施例および比較例によって
さらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例の記
載に限定されるものではない。

【００２０】合成例１無水グルコース単位当たり２．６モルのシアノエチル基
（置換率８７％）を含有するシアノエチルプルラン（信
越化学工業製、シアノレジンＣＲ−Ｓ）４０ｇをアセト
ン２００ｇに溶解した後、ピリジン５０ｇを加え、７０
℃にて攪拌しながら塩化ベンゾイル２２．５ｇを約２０
分間で滴下し、４時間反応させた。放冷後、１０ｇのメ
タノールを加えて反応を停止させ、次いで反応液をメタ
ノール中に投入し、沈澱物を得た。得られた沈澱物をヘ
キサンにて洗浄し、真空下８０℃にて１２時間乾燥さ
せ、淡黄色の４２．２ｇの精製生成物を得た。これを元
素分析したところ、窒素含量が１０．８２重量％であ
り、無水グルコース単位当たり０．３７モル（置換率１
１％）の芳香族アシル基を含有するシアノエチルプルラ
ンベンゾエート（ＣｙＥＰＬ／ＢＺと示す。）が得られ
たことがわかった。

【００２１】合成例２塩化ベンゾイルに代えて塩化フルオロベンゾイル２５．
４ｇとした他は、合成例１と同様にして反応を行ない、
後処理を行なったところ、淡黄色の精製生成物４３．７
ｇを得た。これを元素分析したところ、窒素含量が１
０．５２重量％であり、無水グルコース単位当たり０．
３８モル（置換率１２％）の芳香族アシル基を含有する
シアノエチルプルランフルオロベンゾエート（ＣｙＥＰ
Ｌ／ＦＢと示す。）が得られたことがわかった。

【００２２】合成例３無水グルコース単位当たり２．３モルのシアノエチル基
（置換率７７％）と１．４５モルのヒドロキシエチル基
を含有するシアノエチルヒドロキシエチルセルロース
（信越化学工業製、シアノレジンＣＲ−Ｅ）３０ｇを用
い、塩化ベンゾイルに代えて塩化トリフルオロメチルベ
ンゾイル３２．５ｇとした他は、合成例１と同様にして
反応を行ない、後処理を行なったところ、淡黄色の精製
生成物３５．５ｇを得た。これを元素分析したところ、
窒素含量が７．１４重量％であり、無水グルコース単位
当たり０．６０モル（置換率２０％）の芳香族アシル基
を含有するシアノエチルヒドロキシエチルセルロースト
リフルオロメチルベンゾエート（ＣｙＥＨＥＣ／ＴＦと
示す。）が得られたことがわかった。

【００２３】合成例４シアノエチルプルランに代えて、ポリビニルアルコール
の水酸基の７７％がシアノエチル基と置換されているシ
アノエチルポリビニルアルコール（信越化学工業製、シ
アノレジンＣＲ−Ｖ）３０ｇを用い、塩化ベンゾイルに
代えて塩化フルオロベンゾイル４０ｇとした他は、合成
例１と同様にして反応を行ない、後処理を行なったとこ
ろ、淡黄色の精製生成物３６．２ｇを得た。これを元素
分析したところ、窒素含量が１０．１重量％であり、ポ
リビニルアルコールの水酸基の１８％（置換率１８％）
を芳香族アシル基で置換したシアノエチルポリビニルア
ルコールフルオロベンゾエート（ＣｙＰＶＡ／ＦＢと示
す。）が得られたことがわかった。

【００２４】実施例１合成例１で得たシアノエチルプルランベンゾエートを秤
量し、Ｎ，Ｎ′−ジメチルホルムアミドを加えて混合攪
拌して、均一なバインダー溶液を調製した。この溶液を
２分して、その一方に平均粒径が３０μｍの蛍光体粉末
（硫化亜鉛に銅を添加して焼成したもの）をバインダー
重量の３．２倍量加え、均一に分散して発光層用ペース
トとし、もう一方のバインダー溶液には平均粒径１．４
μｍのチタン酸バリウム粉末をバインダー重量の４．７
倍量加え、均一に分散して絶縁反射層用ペーストを調製
した。次に、８０μｍの厚み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の絶縁反射層用ペーストを
印刷し、その乾燥後、同層上に同じくスクリーン印刷法
によって発光層用ペーストを印刷し、乾燥して発光層を
形成した。得られた層の厚さは、絶縁反射層が約２６μ
ｍ，発光層が約５８μｍであった。

【００２５】一方、透明導電性フィルム（エレクリスタ
３００ｃｃ、日東電工社製）の導電面側に給電線として
銀ペーストを印刷乾燥し、リン青銅よりなるリード電極
を取り付けた後、この給電線印刷面に上記発光層を重ね
合わせ、ロールラミネーターにより加熱圧着した。背面
電極となるアルミシートにリード電極を取り付けた後、
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４８１０Ｎ−
Ｒ、日東電工社製）をロールラミネーターにより圧着封
止し、分散型ＥＬランプを得た。この素子は、表１に示
すように従来品と同等な輝度と優れた寿命を与えた。

【００２６】実施例２〜４それぞれ、合成例２〜４で得た樹脂を用いた他は、実施
例１と同様な方法で分散型ＥＬランプを得た。これらの
素子は、表１に示すように従来品と同等な輝度と優れた
寿命を与えた。

【００２７】比較例１合成例１で用いたものと同一のシアノエチルプルラン
（ＣｙＥＰＬと示す。）を用いた他は、実施例１と同様
な方法で分散型ＥＬランプを得た。

【００２８】比較例２合成例３で用いたものと同一のシアノエチルヒドロキシ
エチルセルロース（ＣｙＥＨＥＣと示す。）を用いた他
は、実施例１と同様な方法で分散型ＥＬランプを得た。

【００２９】比較例３合成例４で用いたものと同一のシアノエチルポリビニル
アルコール（ＣｙＥＰＶＡと示す。）を用いた他は、実
施例１と同様な方法で分散型ＥＬランプを得た。

【００３０】以上の結果をまとめて下の表−１に示す。

【表１】

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、従来のシアノエチル化
物と比べて低い吸湿性をもつ高誘電体を、分散型ＥＬラ
ンプの発光層および絶縁反射層のバインダーとして用い
ることにより、従来のバインダーを用いた場合と比べ
て、各層への水分の吸収が抑制され、水分による蛍光体
の劣化が妨げられる。したがって、長寿命の分散型ＥＬ
ランプを提供できることとなり、面状発光体として工業
的に広く応用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】分散型ＥＬランプを模式的に説明する要部断面
図である。

【符号の説明】

１背面電極２絶縁反射層３蛍光体層（発光層）４絶縁性フィルム５透明電極６透明導電性フィルム７透明防湿材料

フロントページの続き (72)発明者名倉茂広新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28番地の１信越化学工業株式会社合成技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】糖類、多糖類、ポリビニルアルコールま
たはこれらの誘導体の水酸基を、シアノエチル基および
一般式【化１】（式中、Ｒは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、
またはハロゲン化アルキル基を表し、Ａｒは、芳香核を
表す。）で示される芳香族アシル基により置換したもの
であり、シアノエチル基の置換率が６０％以上で、かつ
芳香族アシル基の置換率が５〜４０％のものを、分散型
ＥＬランプの電極板間に設けられる発光層および絶縁反
射層のバインダー材料とすることを特徴とする分散型Ｅ
Ｌランプ。
【請求項２】糖類、多糖類、ポリビニルアルコールま
たはこれらの誘導体の水酸基を、シアノエチル基および
一般式【化２】（式中、Ｒは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、
またはハロゲン化アルキル基を表し、Ａｒは、芳香核を
表す。）で示される芳香族アシル基により置換したもの
であり、シアノエチル基の置換率が６０％以上で、かつ
芳香族アシル基の置換率が５〜４０％であることを特徴
とする、分散型ＥＬランプの電極板間に設けられる発光
層および絶縁反射層のバインダー材料。