JPH05326152A

JPH05326152A - 分散型ｅｌ素子

Info

Publication number: JPH05326152A
Application number: JP4148208A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Maruyama; 和政丸山; Ikuo Fukui; 育生福井; Tatsushi Kaneko; 達志金子
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1992-05-14
Filing date: 1992-05-14
Publication date: 1993-12-10

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】本発明は従来技術における欠点をなくし高誘電
率の低分子シアノエチル化物を多量に使用可能とした高
輝度の分散型ＥＬ素子を提供する。【構成】この分散型ＥＬ素子はＥＬ素子の電極間に設け
る絶縁層および発光層用のバインダー材料として、(1)
ヒドロキシアルキル基置換度１〜 2.3、シアノエチル基
置換度 1.6〜 2.2のシアノエチル化されたヒドロキシア
ルキルセルロース５〜50重量％と、(2) 分子量 500以下
の、少糖類、糖アルコール類、多価アルコール類および
これらの誘導体から選ばれる少なくとも１種の水酸基を
有する物質のシアノエチル化物50〜95重量％との混合物
を用いるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は分散型ＥＬ素子、とくに
は広告、看板等の標識表示用途や、液晶ディスプレイ等
のバックライト光源として有用な高輝度を有する分散型
ＥＬ素子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が選択でき
る均一な平面発光体としてＥＬ素子が注目されてきてい
るが、中でも透明電極と背面電極との間に電場発光性蛍
光体粒子が有機バインダーに分散保持されている発光層
を有する分散型ＥＬ素子は、薄く軽量な上、大面積化が
容易で安価なため、液晶ディスプレイのバックライト光
源あるいは案内灯、常夜灯等への応用が期待されてい
る。

【０００３】しかし、この分散型ＥＬ素子を実用的な輝
度で発光させるには、例えば電圧 100〜150V、周波数 4
00Hz〜１kHz の低周波を加えなければならず、それには
電圧・周波数変換機の使用が不可欠となっている。この
ため実際の電場発光体の適用に当たっては、電圧・周波
数変換機を含めた設置スペースを考慮しなければなら
ず、したがってＥＬ素子の薄型、軽量のメリットが活か
されていない。

【０００４】このような分散型ＥＬ素子は、酸化チタン
やチタン酸バリウム等の無機誘電体を有機バインダー溶
液に分散させたものを電極基板上に塗布乾燥し、その上
にさらにＺｎＳ：Ｃｕ等の電場発光性蛍光体を有機バイ
ンダー溶液中に分散させたものを塗布乾燥して薄膜状発
光層を形成し、次いで酸化スズ、酸化インジウム等のペ
ーストを塗布乾燥するか、これらの導電性酸化物をポリ
エステル等の絶縁性フィルム上に蒸着したものを加熱圧
着するかの手段で透明電極を形成し、全体を防湿処理し
たものが広く知られている。

【０００５】ここで使用する有機バインダー材料は、一
般に誘電率の大きなものほど、その中に分散されている
電場発光性蛍光体に強い電場がかかり、その結果、高い
発光輝度を与えることが明らかとなっている。これには
従来より、高分子シアノエチル化物として、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
エチル化物などが、また低分子シアノエチル化物とし
て、シアノエチルシュークロース、シアノエチルグルコ
ース等の少糖類、糖アルコール類のシアルエチル化物が
知られている。

【０００６】しかし、これらのバインダー材料にはいず
れも何らかの欠点があって、分散型ＥＬ素子のバインダ
ーとして必ずしも満足できるものではなかった。すなわ
ち、高分子シアノエチル化物は常温における誘電率が14
〜22程度のため、これをバインダーとして用いたＥＬ素
子では高輝度化に限界があり、また低分子シアノエチル
化物には常温で誘電率が30以上というものも知られてい
るが、これは常温で液状のため、これ単独をバインダー
として用いた場合には、ＥＬ素子製造時に蛍光体を均一
に分散することが困難となったり、電場をかけての発光
動作中に蛍光体粒子が移動凝集したりして、実用的なＥ
Ｌ素子とすることができなかった。

【０００７】このように高誘電率ではあるが液状を示す
物質は、バインダーとしての単独使用が困難なため、高
分子シアノエチル化物であるシアノエチルセルロースを
混合したり（米国特許第 3,161,539号明細書参照）、シ
アノエチルポリビニルアルコール（特開昭58-80295号公
報）やシアノエチルプルラン（特開昭60 -235394号公
報）を混合したりする方法が提案されている。

【０００８】しかし、シアノエチルセルロースとの混合
物は、可塑剤としてシアノエチルシュークロースを30重
量％以上添加しても電極基板との接着性があまり向上せ
ず、使用中に電極と発光層とが部分的に剥離する危険性
がある。シアノエチルポリビニルアルコール、シアノエ
チルプルラン等に常温で液状の低分子シアノエチル化物
を混合したものでは、誘電率の上昇が見られるが、これ
を多量に混合すると得られる被膜が柔らかくなりすぎ
て、ＥＬ素子製造時の乾燥、熱圧着工程等においてバイ
ンダーとしての機能を発揮しなくなるため、その混合量
は30％以下に限定されてしまう。

【０００９】低分子シアノエチル化物を多量に混合して
架橋により被膜の軟化を防止する方法も考えられるが、
この場合には無機誘電体を有機バインダー溶液に分散さ
せた絶縁層用インクや電場発光性蛍光体を有機バインダ
ー溶液中に分散させた発光層用インクの粘度が架橋剤添
加により経時的に変化し、均一な素子を製造することが
困難である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は上記のような従来技術における欠点をなくし、高
誘電率の低分子シアノエチル化物を多量に使用可能とし
た高輝度の分散型ＥＬ素子を提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋭意研究した結果、ＥＬ素子の電極間
に設ける絶縁層および発光層用のバインダー材料とし
て、(1) 特定のヒドロキシアルキルおよびシアノエチル
置換度を有するヒドロキシアルキルセルロースのシアノ
エチル化物と、(2) 分子量が 500以下の少糖類、糖アル
コール類、多価アルコール類およびこれらの誘導体から
選ばれる少なくとも１種の水酸基を有する物質のシアノ
エチル化物との混合物を用いると、塗布する際のインク
粘度が安定で、得られる被膜が実用に耐えうる軟化点を
有し、かつこれを用いて作成した分散型ＥＬ素子が高輝
度であることを見出し、本発明を完成させた。

【００１２】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
バインダー材料を構成する第一成分としてのシアノエチ
ル化されたヒドロキシアルキルセルロースは、ヒドロキ
シアルキル基置換度が単位グルコース当り１以上、 2.3
以下、とくには 1.4〜 1.7、およびシアノエチル基置換
度が単位グルコース当り 1.5以上、 2.3以下、とくには
1.7〜 2.1のものが好ましい。ヒドロキシアルキル基お
よびシアノエチル基がこの範囲未満であると、得られる
生成物の被膜が脆すぎたり、電極基板との接着性が劣っ
たりする恐れがあり、また上記範囲を超えると、被膜が
柔らかすぎてバインダー機能が減少し、均一発光の分散
型ＥＬ素子の製造が困難となる。

【００１３】また、第二成分としての分子量が 500以下
の少糖類、糖アルコール、多価アルコール類およびこれ
らの誘導体から選ばれる少なくとも１種の水酸基を有す
る物質のシアノエチル化物としては、シアノエチルグル
コース、シアノエチルソルビトール、シアノエチルマン
ニトール、シアノエチルキシリトール、シアノエチルエ
リスリトール、シアノエチルペンタエリスリトール、シ
アノエチルグリセロール等が例示される。これらは、各
々の対応する少糖類、糖アルコール類、多価アルコール
類を常法にしたがってアクリロニトリルと反応させるこ
とにより得られるが、シアノエチル基の置換率として80
％以上のものが望ましい。この置換率が80％未満では誘
電率が小さく本発明の目的である高輝度ＥＬ素子を得る
ことができない。分子量が 500以下の原料より合成され
た上記シアノエチル化物は、常温で35以上の誘電率を与
え、本発明のバインダー材料を構成する成分として必要
不可欠である。

【００１４】第一成分のシアノエチル化されたヒドロキ
シアルキルセルロースと、第二成分の分子量 500以下の
少糖類、糖アルコール類、多価アルコールのシアノエチ
ル化物との混合比率は、第一成分が５〜50重量％、第二
成分が50〜95重量％であり、とくには各々10〜30重量
％、70〜90重量％であることが好ましい。これ以外の比
率、すなわち第一成分が５重量％未満、第二成分が95重
量％を超えると、得られる誘電体組成物の軟化点が室温
付近まで低下し、ＥＬ素子製造時の乾燥、防湿樹脂の熱
圧着時に、発光層表面が乱れて製造不能となり、第一成
分が50重量％を超え、第二成分が50重量％未満となる
と、誘電体組成物の合成誘電率が小さくなり輝度が低下
する。

【００１５】本誘電体組成物をバインダーとする分散型
ＥＬ素子の発光層に使用する蛍光体粉末は従来公知の物
でよく、これには母体材料としての硫化亜鉛に、活性剤
としての銅、マンガン、アルミニウム、臭素、塩素およ
びよう素等を添加し、焼成したものが例示されるが、こ
れらは均一な発光を得るために平均粒径50μｍ以下のも
のが望ましい。同様に、反射絶縁層に加えられる高誘電
無機粉体も従来公知の物でよく、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。これら
の中ではチタン酸バリウムが工業的に使用されており、
平均粒径１〜５μｍのものが一般的である。

【００１６】

【実施例】以下、発明の具体的態様を実施例により説明
するが、本発明はこの実施例に限定されるものではな
い。実施例１ヒドロキシエチル基（表中ＨＥ基とする）置換度 1.5、
シアノエチル基（表中ＣＥ基とする）置換度 1.9のシア
ノエチルヒドロキシエチルセルロース（表中ＣＥＨＥＣ
とする）１重量部とシアノエチル基置換率が94％で分子
量が 481のシアノエチルソルビトール（表中ＣＥＳolと
する）４重量部に、 N,N−ジメチルホルムアミド10重量
部を加えて混合撹拌し、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30μｍの
蛍光体（ZnS:Cu）粉末#723（米国シルバニア社製、商品
名）を、バインダー重量の 3.2倍量加えて均一に分散
し、発光層用インクを作成した。もう一方の溶液には平
均粒径 1.4μｍのチタン酸バリウム粉末 BT-100P（富士
チタン社製、商品名）をバインダー重量の 4.7倍量加え
て分散し、反射絶縁層用インクとした。厚さ80μｍのア
ルミシート上にスクリーン印刷法で上記反射絶縁層用イ
ンクを印刷して 100℃で乾燥後、その層上に同じくスク
リーン印刷法で発光層インクを塗布し、再び 100℃で乾
燥することにより、反射絶縁層の厚みが25μｍ、発光層
の厚みが約60μｍの積層物を得た。

【００１７】透明導電性フィルム：エレクリスタ300C
（日東電工社製、商品名）の導電面に給電線として銀ペ
ーストを塗布乾燥し、リード電極を取り付けた後、この
導電面に上記発光層を重ね合わせ、温度 120℃、線圧20
kg/cm 、速度10cm／分の条件でローラーラミネーターに
より加熱圧着した。次いで、背面電極となるアルミシー
トにリード電極を取り付け、全体をポリクロロトリフル
オロエチレンよりなる防湿フィルムELシーラーNo.4810N
-R（日東電工社製、商品名）でローラーラミネーターを
用いて封止し、分散型ＥＬ素子を得た。得られた素子の
発光特性を下記の方法で評価したところ、表１に示すよ
うに均一で高輝度発光し、商用電源にても実用輝度を有
するものであった。

【００１８】（発光特性の評価方法）・状態：温度25℃、相対湿度60％の環境下、100V-50H
z で点灯して表面状態を目視視察した。・輝度：温度25℃、相対湿度60％の環境下、100V-50H
z で点灯し、15分後、色彩色差計CS-100型（ミノルタ社
製、商品名）を用いて測定した。

【００１９】実施例２バインダー材料として、ヒドロキシエチル基置換度 1.
5、シアノエチル基置換度が 1.9で分子量が 237のシア
ノエチルヒドロキシエチルセルロース１重量部とシアノ
エチル基置換率91％のシアノエチルグリセロール（表中
ＣＥＧlcとする）3.5 重量部を用いたほかは、実施例１
と同様の方法で分散型ＥＬ素子を作成したところ、表１
に示すように均一高輝度であった。

【００２０】実施例３バインダー材料として、ヒドロキシプロピル基（表中Ｈ
Ｐ基とする）置換度1.5、シアノエチル基置換度 1.9の
シアノエチルヒドロキシプロピルセルロース（表中ＣＥ
ＨＰＣとする）１重量部とシアノエチル基置換率が94％
で分子量が 481のシアノエチルソルビトール４重量部を
用いたほかは、実施例１と同様の方法で分散型ＥＬ素子
を作成したところ、均一高輝度なものが得られた。

【００２１】実施例４バインダー材料として、ヒドロキシエチル基置換度 1.
5、シアノエチル基置換度 1.7のシアノエチルヒドロキ
シエチルセルロース１重量部とシアノエチル基置換率が
97％で分子量が 409のシアノエチルキシリトール（表中
ＣＥＸylとする）３重量部を用いたほかは、実施例１と
同様の方法で分散型ＥＬ素子を作成したところ、均一高
輝度なものが得られた。

【００２２】比較例１バインダー材料として、ヒドロキシエチル基置換度 2.
5、シアノエチル基置換度 2.5のシアノエチルヒドロキ
シエチルセルロース１重量部とシアノエチル基置換率94
％のシアノエチルソルビトール４重量部を用いたほか
は、実施例１と同様の方法で分散型ＥＬ素子を作成した
ところ、透明導電性フィルムのラミネート加熱圧着時、
反射絶縁層および発光層が流出し、均一に発光する素子
を得ることができなかった。

【００２３】比較例２バインダー材料として、ヒドロキシプロピル基置換度
0.3、シアノエチル基置換度 1.5のシアノエチルヒドロ
キシプロピルセルロース１重量部とシアノエチル基置換
率94％のシアノエチルソルビトール４重量部を用いたほ
かは、実施例１と同様の方法で分散型ＥＬ素子を作成し
たところ、透明導電性フィルムの一部に剥離が生じ、十
分な発光輝度も得られなかった。

【００２４】比較例３バインダー材料として、ヒドロキシエチル基置換度 1.
5、シアノエチル基置換度 1.9のシアノエチルヒドロキ
シエチルセルロース２重量部とシアノエチル基置換率94
％のシアノエチルソルビトール１重量部に、 N,N−ジメ
エチルホルムアミド20重量部を加え混合バインダー溶液
を調製したほかは、実施例１と同様の方法にて分散型Ｅ
Ｌ素子を作成したところ、均一な発光を呈したが十分な
輝度は得られなかった。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【発明の効果】本発明による分散型ＥＬ素子は従来に見
られない高輝度均一発光を与え、とくに100V、50Hz、ま
たは100V、60Hzという一般家庭用の商用電源で実用輝度
を達成できるので、今後、各種照明として広く応用でき
るものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者金子達志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】ＥＬ素子の電極間に設ける絶縁層および発
光層用のバインダー材料として、(1) ヒドロキシアルキ
ル基置換度１〜 2.3、シアノエチル基置換度1.6〜 2.2
のシアノエチル化されたヒドロキシアルキルセルロース
５〜50重量％と、(2) 分子量 500以下の、少糖類、糖ア
ルコール類、多価アルコール類およびこれらの誘導体か
ら選ばれる少なくとも１種の水酸基を有する物質のシア
ノエチル化物50〜95重量％との混合物を、用いることを
特徴とする分散型ＥＬ素子。
【請求項２】シアノエチル化されたヒドロキシアルキル
セルロースが、シアノエチルヒドロキシエチルセルロー
スまたはシアノエチルヒドロキシプロピルセルロースで
あることを特徴とする請求項１記載の分散型ＥＬ素子。
【請求項３】少糖類、糖アルコール類、多価アルコール
類およびこれらの誘導体のシアノエチル化物が、シアノ
エチルソルビトール、シアノエチルキシリトールまたは
シアノエチルグリセロールであることを特徴とする請求
項１記載の分散型ＥＬ素子。