JPH02309593A - 誘電体組成物および分散型電界発光素子 - Google Patents

誘電体組成物および分散型電界発光素子

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JPH02309593A
JPH02309593A JP1129791A JP12979189A JPH02309593A JP H02309593 A JPH02309593 A JP H02309593A JP 1129791 A JP1129791 A JP 1129791A JP 12979189 A JP12979189 A JP 12979189A JP H02309593 A JPH02309593 A JP H02309593A
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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、耐熱性があり、高温条件下でも優れた性能を
有する分散型電界発光素子、およびこれに用いられる誘
電体組成物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、これには従来の発光素子と異なって
少ない消費電力で平面発光を与える特色があり、各種光
源および表示パネルとして近年急速に注目を集めてきて
いる。とくに分散型の電界発光素子は、製造が容易であ
ること、安価であること、任意の形状の素子が製造可能
であること等の利点を生かして、液晶表示のバックライ
ト、案内灯、および常夜灯などとして実用化が進められ
つつある。
このような分散型の電界発光素子は、一般にアルミニウ
ム箔等の背面電極上に、まずチタン酸バリウム等の絶縁
性粉粒体を誘電体物質溶液中に分散させたものを、塗布
乾燥して絶#L層を形成した後、この上に ZnS、Z
n5e等の電界発光性粉粒体を誘電体物質溶液に分散さ
せたものを、塗布乾燥して発光層を形成し、この発光層
の上に酸化インジウム/酸化すず薄膜(以下単にITO
とする)等の透明導電膜をコーティングしたポリエステ
ルフィルムを、熱圧着して透明電極を形成し、最後にこ
れらの全体をポリクロロトリフルオロエチレン等の防湿
フィルムで包被封止して作られている。
ここで用いられる誘電体物質としては、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
チル化物のような誘電率の高い高分子物質が挙げられる
が、これらには種々の欠点があって、いずれも満足でき
るものではない。
(発明が解決しようとする課題) 例えば、シアノエチルセルロースは軟化温度が高すぎる
ため、これを発光層中の誘電体物質として使用すると、
ポリエステル系透明電極を熱圧着することが困難となり
、透明電極の形成に際して銀ペースト等をコーティング
することが必要になる。このことは透明電極の透明性、
均一性を損ない、生産能率を損なうという欠点をもたら
す。
逆にシアノエチルスターチ、シアノエチルプルラン、シ
アンエチルグリセロールプルラン、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等は軟
化温度が低いため、これを発光層用の誘電体物質として
使用すると、ポリエステル系透明電極が熱圧着により容
易に形成できる利点がある反面、このように軟化温度の
低い材料を発光層や絶縁層に用いた分散型電界発光素子
は、車載用等高温での使用が必要となる分野で、発光層
や絶縁層の軟化による変形を招き、寿命の低下と共に発
光の均一性が損なわれるという問題がある。
また、分散型電界発光素子中の発光層は一般に絶縁層の
上に塗布乾燥して形成されるが、その場合に塗布液の溶
剤組成によって絶縁層中の誘電体物質が一部溶解して均
一な積層の形成を妨げ、最終製品の発光層や絶縁層に剥
離、ひび割れ、包泡等の欠陥を発生させていた。
したがって1本発明の目的は、ポリエステル系透明電極
を熱圧着するのに充分に低い軟化温度を持ちながら、硬
化後は耐熱性、耐溶剤性が向上する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、これら従来の分散型電界素子に使用される誘
電体物質窃問題点を解決すへく鋭意研究の結果、水酸基
およびシアノエチル基を分子内に有するシアノエチル化
物の水酸基の水素原子がN−メチレンアクリルアミド基
(−CH2−NH<○−CH=C:H2)で置換された
シアノエチル化物誘導体と、光重合開始剤と、電界発光
性粉粒体または高誘電性粉粒体とからなる誘電体組成物
を、それぞれ分散型電界発光素子の発光層または絶縁層
の材料として使用すると、従来にない利点を有する分散
型電界発光素子の得られることを見出し1本発明に至っ
たものである。
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
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
ノエチル化物誘導体は、水酸基およびシアンエチル基を
分子内に有するシアノエチル化物の水酸基の水素原子が
N−メチレンアクリルアミド基(−CH2−NH−C○
−CH=CH,)で置換された化合物で2分子内にシア
ノエチル基とN−メチレンアクリルアミド基とを有する
ため、基本的にはシアノエチル化物と同様の高い誘電率
を持ちながら、光重合開始剤の存在下、紫外線、電子線
等の光照射により架橋反応が進行するN−メチレンアク
リルアミド基の機能を併せ持つものである。
このようなシアノエチル化物誘導体は、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、シアノエ
チルスターチ、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、シアノエチルポリビニル
アルコール等の分子中に水酸基とシアノエチル基とを有
するシアノエチル化物を出発原料として、これにN−メ
チロールアクリルアミド(CHよ=CH−Go−NH(
;H2)を反応させることによって容易に製造すること
ができる。
この方法は水またはアルコール、アセトン等の有機溶剤
、さらにはこれらの混合溶媒にシアノエチル化物、N−
メチロールアクリルアミド、酸触媒、重合禁止剤等を溶
解分散させた状態で、目的とする量のN−メチロールア
クリルアミドが反応するのに必要な温度と時間とを与え
て、反応混合物を撹拌あるいは混練することにより行う
ことができる。
このようにして製造される前記誘導体中のシアノエチル
基およびN−メチレンアクリルアミド基の、総官能基(
シアノエチル基+水酸基十N−メチレンアクリルアミド
基)に対するモル比率は、シアノエチル基が60〜98
%、N−メチレンアクリルアミド基が2〜40%である
ことが好ましい。これはシアノエチル基のモル比率が6
0%未満であると。
誘電率が低すぎて分散型電界発光素子の輝度が上がらず
、98%、を超えると、N−メチレンアクリルアミド基
のモル比率が少なくなって充分な架橋反応を起こせなく
なるためである。
なお、この誘導体において、とくに発光層に使用される
ものは、ポリエステル透明電極との熱圧着性の観点から
軟化温度が200℃以下のものが好ましい。
前記誘電体組成物を構成する第2成分としての光重合開
始剤には、アセトフェノン、ベンジル。
ビアセチル、アゾビスイソブチロニトリル等、従来光硬
化性樹脂の製造に一般に用いられているものが例示され
る。
また、第3成分としての電界発光性粉粒体は従来公知の
ものでよく、これにはCdS、ZnS、Zn5e、Zn
5iO,BN、SiCなどの蛍光性物質が例示されるが
、これらは電界発光素子にしたときの発光特性から平均
粒径504以下の粉粒体とすることが好ましい。
同様に、高誘電性粉粒体も誘電率の高い無機化合物であ
れば従来公知のものでよく、これにはチタン酸鉛、二酸
化チタン、チタン酸バリウム等が例示されるが、これら
の内ではチタン酸バリウムが最も一般的であり、とくに
は平均粒径1〜2pのものが好ましい。
本発明による分散型電界発光素子の製造は、まず■シア
ノエチル化物誘導体と光重合性開始剤と電界発光性粉粒
体または高誘電性粉粒体とからなる誘電体組成物の発光
層用および#@縁縁周用塗布液を調製した後、■一方の
電極面に、この2種類の塗布液を順次交互に塗布乾燥後
、光硬化させて発光層または絶縁層として積層し、最後
に他方の電極を重ね合せることによって達成される。
工程■における誘電体組成物の塗布液の調製は、第1.
第2成分であるシアノエチル化物誘導体と光重合性開始
剤とを、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七ツメチルエーテ
ル、N−メチル−2−ピロリドン等の有機溶剤の1種の
みからなるか、または2種以上の混合液に溶解した後、
これに第3成分である電界発光性粉粒体または高誘電性
粉粒体を分散配合することによって行われ、それぞれ発
光層用塗布液または絶縁層用塗布液となる。
この場合の電界発光性粉粒体または高誘電性粉粒体の添
加量は、第1成分であるシアノエチル化物誘導体に対し
て体積比率で20〜80%であることが好ましく、これ
が20%未満では発光層中の電界発光性粉粒体または絶
縁層中の高誘電性粉粒体の濃度が低すぎて素子にした場
合に充分な輝度が得られず、また80%を超えると電界
発光性粉粒体または高誘電性粉粒体の均一な分散配合が
困難になる。
工程■では、まず高誘電性粉粒体を含有する絶縁層用塗
布液をアルミニウム箔等の背面電極面にロールコータ−
またはスクリーン印刷等により塗布乾燥した後、光照射
により硬化させ、厚さ約10〜50.の絶縁層を形成す
る。つぎに電界発光性粉粒体を含有する発光層用塗布液
を、この絶縁層面に同様にして塗布乾燥した後、光照射
によって硬化させ、厚さ約20〜701の発光層を形成
する。
この発光層の上に、ポリエステルフィルム面をITO等
の透明導電膜で被覆した透明電極を、100〜200℃
で熱圧着し、この透明電極と前記背面電極とのそれぞれ
に電極端子としてのリード線を取り付け、最後に、これ
らの全体を防湿フィルムで包被封止することによって本
発明による分散型電界発光素子が得られる。
この分散型電界発光素子は、誘電体材料とじて未処理の
状態では熱圧着に適する軟化温度と溶剤に対する溶解性
とを有しているが、光重合開始剤の存在下光照射するこ
とにより架橋反応を起こし耐熱性と耐溶剤性とが向上す
るシアノエチル化物誘導体を使用しているため、生産性
が良好な上に、欠陥品の発生頻度が少なく、また高温条
件下においても寿命の低下、発光の不均一といった欠点
を生じないという利点がある。
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1本発明はこの実施例に限定されるものでは
ない。
(実施例) 参考例 1゜ 撹拌羽根付きの反応器にIQのアセトンを入れ、撹拌し
ながらシアノエチルプルラン(シアルジンCR−3、信
越化学工業■製部品名)150 gを加えて溶解した。
これにハイドロキノンメチルエーテル1g、85%りん
酸0.5g、N−メチロールアクリルアミド100 g
を加え、温度50℃で4時間反応した。
反応液を冷却後1強撹拌しながら水中に注いで生成物を
析出させ、さらに純水で繰返し洗浄後、脱水、乾燥して
、シアノエチルプルランのN−メチレンアクリルアミド
基置換体を得た。このシアノエチル化物誘導体の各置換
基のモル比率は次の通りであった。
シアノエチル基:91% N−メチレンアクリルアミド基:5/J参考例 2゜ 前例におけるシアノエチルプルランの代わりにシアノエ
チルポリビニルアルコールを使用したほかは前例と同様
にして行ったところ、シアノエチルポリビニルアルコー
ルのN−メチレンアクリルアミド基置換体を得た。この
シアノエチル化物誘導体の各置換基のモル比率は次の通
りであった。
シアノエチル基:91% N−メチレンアクリルアミド基: 5〃参考例 3゜ 実施例1におけるシアノエチルプルランの代わりにシア
ノエチルスターチを使用したほかは実施例1と同様にし
て行ったところ、シアノエチルスターチのN−メチレン
アクリルアミド基置換体を得た。このシアノエチル化物
誘導体の各置換基のモル比率は次の通りであった。
シアノエチル基=92% N−メチレンアクリルアミド基:4!I実施例 1〜3
゜ 参考例1〜3で得られたシアノエチル化物誘導体の各々
80gを、ベンジル3gと共に、N、N’−ジメチルホ
ルムアミド300 gに溶解し、得られた溶液をそれぞ
れ2等分して、その一方に粒径1〜2μm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
層用塗布液とすると共に、他方に平均粒径が2011m
の電界発光性硫化亜鉛蛍光体(Z n S : Cu 
Cl )を体積比率で50%加え、均一に分散させて発
光層用塗布液とした。
つぎに厚さ50μIのアルミニウム箔に各々の絶縁層用
塗布液をスクリーン印刷し、120℃で 8時間乾燥後
、ランプ人力80w/ amの高圧水銀灯を用いて紫外
線を走行速度5m/分で10回照射し、厚さ15μmの
絶縁層を形成した。この上にさらに発光層用塗布液をス
クリーン印刷し、同様に120℃で8時間乾燥して厚さ
40.の発光層を積層した。
この発光層の上にITO等の透明性導電膜をコーティン
グしたポリエステルフィルムを重ね合せて170℃、l
0kg/cdで熱圧着した後、透明電極側から前記と同
じ条件で紫外線照射を行った。
最後に、全体をポリクロロトリフルオロエチレン系の防
湿フィルムで包被した後、封止し1本発明による3種の
分散型電界発光素子1−1■を作った。
得られた各分散型電界発光素子1〜■について、発光の
均一性、輝度、およびその半減期を調べ九ところ、別表
に示した通りの結果が得られた。
比較例 1〜3゜ 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、およびシアノエチルスターチの各々80gを、N
、N’−ジメチルホルムアミド300gに溶解し、得ら
れた溶液をそれぞれ2等分して、その一方に粒径1〜2
μs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とすると共に、他方に平均
粒径が2011I11の電界発光性硫化亜鉛蛍光体(Z
nS : CuC1)を体積比率で50%加え、均一に
分散させて発光層用塗布液とした。
つぎに厚さ50μmのアルミニウム済に各々の絶縁層用
塗布液をスクリーン印刷し、120℃で8時間乾燥して
厚さ15μ躍の絶縁層を形成した。この上にさらに発光
層用塗布液をスクリーン印刷し、同様に120℃で8時
間乾燥して厚さ40μsの発光層を積層した。
この発光層の上にITO等の透明性導電膜をコーティン
グしたポリエステルフィルムを重ね合せて1.70℃、
10kg/adで熱圧着した。
最後に、全体をポリクロロトリフルオロエチレン系の防
湿フィルムで包被した後、封止し、3種の分散型電界発
光素子■〜■を作った。
得られた各分散型電界発光素子IV〜■について、発光
の均一性、輝度、およびその半減期を調べたところ、別
表に併記した通νの結果が得られた。
なお、使用し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、およびシアノエチルスターチのシ
アノエチル基のモル比率はつぎの通りである。
シアノエチルプルラン      :92%シアノエチ
ルポリビニルアルコール:9111シアノエチルスター
チ      :911rなお1表における発光の均一
性、輝度、およびその半減期の各発光特性はそれぞれ下
記の方法で測定したものである。
・発光の均一性:温度80℃、関係湿度65%の条件下
における51.200v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。
0・・・・・・均一発光、×・・・・・・輝度にバラツ
キあり。
・輝度:温度80℃、関係湿度65%の条件下において
50)1z、200vの電源を入力した際の初期輝度。
・半減期:温度80℃、関係湿度65%の条件下におい
て5〇七、200vの点燈にて輝度が半分にまで減少す
るのに要した時間。
(発明の効果) 本発明の誘電体組成物によれば。
■シアノエチル化物誘導体を光重合開始剤および電界発
光性粉粒体と共に使用して形成した発光層は、ポリエス
テル系透明電極を熱圧着するのに充分に低い軟化温度を
有するほか、透明電極形成後の紫外線照射により誘導体
が架橋反応して硬化するので、高温条件下でも発光層が
軟化することがなく、シたがって寿命が長く均一な発光
性を有する分散型電界発光素子を与える。
■前記誘導体を光重合開始剤および高誘電性粉粒体と共
に使用して形成した絶縁層は、上記■と同様、紫外線照
射によって架橋反応を起こすため耐熱性が向上するほか
、この絶縁層の上に上記の発光層形成用塗布液を用いて
も、その溶剤により絶縁層が溶解することがないため1
発光層や絶縁層に剥離、ひび割れ、包泡等の欠陥が発生
することがない。
さらに、この誘電体組成物から得られる分散型電界発光
素子は、耐熱性と耐溶剤性に優れ、製造時の欠陥品の発
生割合が低く、また高温駆動条件下における寿命の低下
、発光の不均一を生じないという利点を持つので、面状
発光体として工業的に広く応用できるものである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.水酸基およびシアノエチル基を分子内に有するシア
    ノエチル化物の水酸基の水素原子がN−メチレンアクリ
    ルアミド基で置換されたシアノエチル化物誘導体と、光
    重合開始剤と、電界発光性粉粒体または高誘電性粉粒体
    とからなる誘電体組成物。
  2. 2.請求項1記載の電界発光性粉粒体または高誘電性粉
    粒体を含有する誘電体組成物の光照射物が、それぞれ発
    光層または絶縁層として電極間に介在してなる分散型電
    界発光素子。
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