JPS6259879B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は分散型交流電界発光素子に関する。更
に詳細に述べると、分散型交流電界発光素子の高
誘電性樹脂成分、例えば発光体のマトリツクス樹
脂成分としてエチレン―ビニルアルコール共重合
体のシアノエチル化物を用いる分散型交流電界発
光素子（以下分散型EL素子と記す）に関する。

誘電率の高いマトリツクス樹脂中に蛍光体を分
散させた発光体層に電界を印加して発光させる分
散型EL素子は発光体層がフイルム状に形成され
薄層化が容易である上に、フレキシブルであり、
更に面積を自由に選べる利点を有している。この
利点を生かしてデイスプレイの実用化が試みられ
ている。ここで蛍光体の分散媒となるマトリツク
ス樹脂はその誘電率が高い程輝度は高く有利であ
るが、単に誘電率が高いだけでは不十分である輝
度を高めるためには、透明であり、しかも耐電圧
を有するものでなくてはならない。更に分散型
EL素子の特徴であるフレキシビリテイーを損う
ものであつてはならない。

このようなマトリツクス樹脂としては、従来エ
ポキシ樹脂やシアノエチルセルロースなどが提案
されている。しかし前者は誘電率が低くあまり好
ましくない。シアノエチルセルロースはそのシア
ノ化の程度にもよるが、80％以上シアノエチル化
されたものは誘電率が15以上と極めて高い誘電率
を示すので、誘電率の点からは極めて有利である
ので最も多く使用されている。

しかしEL素子とする場合は蛍光体をマトリツ
クス樹脂中に分散して製膜した発光体層に電圧を
印加するための電極が必要であり、また発光層の
光を外部に放出するため片面（表面側）の電極は
例えばITOまたは酸化錫などの透明電極が用いら
れるが、この電極と発光体層との緊密な接着も必
要である。また、発光層の裏面は直接電極と接す
る場合もあるが、蛍光体をマトリツクス樹脂に分
散させた発光層は不均質で、均一な電圧印加が行
なわれ難いので、必要に応じ同一または別のマト
リツクス樹脂中に酸化チタン粉末などの白色粉末
を分散させた耐電圧反射層が設けられる。この裏
面層との密着も必要である。耐電圧反射層を設け
る場合は適宜発光層と接着性のよい樹脂をマトリ
ツクス樹脂とした耐電圧反射層を用いることもで
きるので、接着性はあまり大きな問題となつてい
ない。しかし発光体層の接着性が良ければ、耐電
圧反射層に代えて透明な高誘電率の誘電体フイル
ムと接着し、そのフイルム裏面にニツケル、アル
ミニウムなどの反射性の金属を蒸着して鏡面を形
成させておけば、誘電体フイルムが耐電圧層とな
り、蒸着金属の鏡面が反射面となるので一層有利
である。しかし前記のシアノエチルセルロースは
ITO、酸化錫などの透明電極や高分子物質などと
の接着性に乏しく、シアノエチルセルロースをマ
トリツクス樹脂とする発光層は透明電極層との間
に空隙を生じ易く、発光層に充分且つ均一な電界
を印加することができない場合が屡々ある。

本発明は誘電率の点からも、また透明電極との
接着性の点からも極めて優れた、シアノエチル化
エチレンビニルアルコール共重合体を高誘電性樹
脂成分、例えば発光体層のマトリツクス樹脂成分
として用いたEL素子を提供するものである。以
下、本発明を詳細に説明する。

シアノエチル化に用いられるエチレン―ビニル
アルコール共重合体は、通常エチレン―酢酸ビニ
ル共重合体をケン化して得られるものであるが、
ケン化度は任意に選ぶことができる。しかしアル
コール基がシアノエチル化されて高い誘電率が得
られることより、ケン化度は高いほうが好まし
く、一般には50％以上更に好ましくは80％以上ケ
ン化された共重合体である。またこのエチレン―
ビニルアルコール共重合体のシアノエチル化の程
度は、必ずしもビニルアルコール結合基のOH基
の全部がシアノエチル化されていることを要しな
いが、EL素子用として必要な高い誘電率を保持
させるためにはOH基の40％以上がシアノエチル
化されていることが好ましい。更に好ましくは50
％以上である。また更にエチレン基はシアノエチ
ル化エチレン―ビニルアルコール共重合体に柔軟
性および接着性さらには熱安定性を付与するため
に必要で共重合体構成基の10モル％以上70モル％
以下が望ましい。10モル％以下ではシアノエチル
化エチレン―ビニルアルコール共重合体の電極と
の接着性ならびに、熱安定性に乏しく、また70％
を超えるとシアノエチル基の含量が少なく誘電率
が低くなるので好ましくない。

本発明に使用するシアノエチル化エチレン―ビ
ニルアルコール共重合体は熱可塑性であり、また
溶媒にも溶解するので容易にフイルム状に成形さ
れ、このフイルムは極めて高い誘電率と、電極に
対する強い接着性を有する。例えばエチレン含有
量68モル％、シアノエチル化度約90％の樹脂のフ
イルムは、25℃、1KHzにおける誘電率は約20を
示す。またエチレン基を有する為熱融解時の流動
性に富み、熱安定性も秀れている。またこのシア
ノエチル化共重合体は見掛け上水に不溶で殆んど
膨潤しないので、吸水性も少ないものと思われ
る。しかし例えばアセトン、メチルエチルケト
ン、ジメチルフオルムアミド、アクリロニトリ
ル、ニトロメタンその他の極性の溶媒に良く溶解
するので、これらの溶媒を用いて容易にキヤスト
フイルムに成形することができ、しかもこのフイ
ルムをガラス板やアルミ板上にキヤストもしくは
熱溶着させたものは極めて強固に接着し容易に剥
離し得ない程度である。

マトリツクス樹脂に分散される蛍光体としては
公知の蛍光体が使用され得る。例えばZnSを母体
とし、これ単独或いは更にCu、Ｉ、Cl、Al、
Mn、NdF₃等の少なくとも１種を添加したものが
代表的である。

蛍光体とマトリツクス樹脂との体積比は蛍光体
100部当りマトリツクス樹脂10〜300部、好ましく
は50〜200部とすべきである。樹脂量がかかる範
囲を上回ると蛍光源そのものが少ない為に輝度が
低くなり、下回ると蛍光体が多すぎてピンホール
が生じ易くなり、印加される電界を高くすること
ができず、輝度が低くなる為である。

蛍光体とマトリツクス樹脂とを混合して発光体
層を構成させる方法は任意であり、マトリツクス
樹脂と蛍光体とを直接混練りし、これをフイルム
状に押出す、或いはプレス成形する等によつても
樹脂の優れた流動性により、均一に混合された発
光体層用のフイルムとすることができる。或いは
また蛍光体とマトリツクス樹脂を樹脂の溶剤中で
混合したものをキヤストしてフイルム状とする方
法によつても均一な発光体層フイルムを形成する
ことができる。

本発明で分散型交流電界発光素子の高誘電性樹
脂成分として、例えば発光体層のマトリツクス樹
脂として用いるシアノエチル化エチレン―ビニル
アルコール共重合体は極めて透明性に優れてお
り、発光体層の厚さは比較的厚くても下層の光が
樹脂中で減殺されることが殆んどない。発光体層
の厚みは通常５〜100μの範囲が適当である。

本発明の素子の構造は任意に構成し得る。例え
ば基盤電極の上に要すれば、耐電圧反射層または
透明な誘電体層を設け、その上に上述した発光体
層を密着し、更にその上にITO等の透明電極が施
される。透明電極は蒸着、スパツター、塗布等に
より直接発光層に設けられていても良いし、例え
ばポリエステル、ポリカーボネート等のフイルム
面上に施こされたITO等の透明電極面を高温下接
着させても良い。又、ITO等の透明電極を施こさ
れた高誘電率フイルムを用いる場合にはITOの反
対側のフイルム面を発光層に接着させても良い。

最も簡単には、蛍光体とマトリツクス樹脂とよ
りなる前記の発光体層用フイルムをITO蒸着フイ
ルム（ITO面は発光体層側でも、反対側でも任意
に選択可能）と要すれば（反射）耐電圧層を有す
る下部電極層との間に挟んで加熱圧着するだけで
も発光体層は、ITO蒸着フイルムおよび下部電極
と極めて容易に密着させることができる。またフ
イルム化された発光体層を用いる代りに、ITO蒸
着フイルム又は下部電極層上で発光体層をキヤス
ト法により形成させれば、殆んど常温に近い温度
で溶媒を蒸発させた場合でも、ITO蒸着フイルム
或いは下部電極と良好な密着が得られる。

尚、ITO蒸着フイルムの高分子フイルム面が発
光体層と接する場合は、高分子フイルムはできる
だけ高誘電率のものを使用し、発光体層に充分な
電圧が印加されるようにする必要がある。かかる
高誘電率のフイルムとしては例えばフツ化ビニリ
デン重合体若しくはフツ化ビニリデンを主成分と
し、これと共重合可能な単量体との共重合体のフ
イルムが好ましく用いられる。本発明で用いられ
るシアノエチル化エチレン―ビニルアルコール共
重合体はこれらフツ化ビニリデン重合体または共
重合体とも極めて良く密着する。

このような高誘電率のフイルムが透明電極と発
光体層間に存在するようにした場合は、このフイ
ルムが耐電圧層となり発光体への電圧分布が均一
となるので、下部電極との間の耐電圧反射層また
は透明誘電体層は省略することができる。上記
ITOの蒸着された高誘電率高分子フイルムとし
て、シアノエチル化エチレン―ビニルアルコール
共重合体を使用することも可能である。この場合
は高分子フイルムは高誘電率と共に高い絶縁性を
有することが望ましく、シアノエチル化エチレン
―ビニルアルコール共重合体としては、多少誘電
率を犠性にしてもエチレン基の含有率を高くして
絶縁耐圧を高めるようにしたほうがよい。尚、
ITO面が発光体層と直接接着される場合は、蒸着
フイルムの高分子フイルムは高誘電率である必要
はなく、例えばポリエステル樹脂、ポリカーボネ
ート樹脂などの透明性のものであればよい。本発
明の発光体層はITOとも極めて良好な密着性を有
している。

シアノエチル化エチレン―ビニルアルコール共
重合体は、下部電極との間に必要に応じて設けら
れる耐電圧反射層のマトリツクス樹脂や、透明誘
電体層フイルムとして使用することができる。

本発明のEL素子は、発光体層が直接電極と接
着される場合も、或いは電極との間に高誘電率の
樹脂層を有する場合でも、極めて優れた密着性を
有し、また極めて高い誘電率の高い樹脂中に蛍光
体が分散しているので、蛍光体に高い電圧を均一
に印加することができ、極めて高能率、高輝度の
電圧発光をすることができる。

本発明のシアノエチル化エチレン―ビニルアル
コール共重合体をマトリツクス樹脂として用いた
発光層はこれ等全てに適用できるに充分な接着性
を有している。この様な構造の本発明のEL素子
は発光層に用いられるマトリツクス樹脂の高誘電
率が透明電極等への接着性が良好である利点を生
かし、高輝度のEL素子を提供するものである。

以下本発明を実施例で説明を加える。

実施例 エチレン―ビニルアルコール共重合体（クラレ
製、エバールEP―Ｆエチレン含量32モル％）を
アクリロニトリルによりシアノエチル化した。Ｎ
含量の測定によりビニルアルコールへのシアノエ
チル化度は約90％であつた。このキヤストフイル
ムの誘電率は1KHzで20の高い値を示した。この
樹脂は、アセトン、メチルエチルケトン、ジメチ
ルフオルムアミド等の極性溶媒に可溶でフイルム
は極めて透明性が良好である。又、ガラス金属等
に対する接着性、ITO透明電極（ポリエステルフ
イルム蒸着）に対する接着性も極めて良好で、例
えばポリエステルフイルムに蒸着されたITO面と
200℃、２分間のプレスで全くはがれない程度に
接着した。

一方Cu、Alを添加したZnS発光体と上記シア
ノエチル化樹脂とをZnS／シアノエチル化樹脂＝
60／40の体積比でアセトン中で混合し、後者を溶
解させた後100μのAl箔に被覆し、アセトンを乾
燥除去した。形成された発光体層の厚みは60μで
あつた。

Al箔とは反対の面に、ポリエステル面上に蒸
着されたITO電極面を200℃、15Kg／cm²の圧力で
接着させ透明電極層を形成した。

Al箔ならびにITO面と、シアノエチル化樹脂を
用いたEL発光層との接着性は非常に良好であ
り、無理に引きはがそうとするとAl箔が切断し
てしまうほどであつた。

この素子に発光体の厚み60μに対し周波数1K
Hz2Vrms／μｍの電界を印加し、その輝度を測定
したところ42cd／m²を示した。比較例として、
上記シアノエチル化樹脂の代りに、シアノエチル
セルロースを用いた以外実施例と全く同一の素子
を作成した。このものはITO電極と発光体の接着
性も悪く、発光面内で輝度にムラがあつた。輝度
は30cd／m²であつた。

以上の実施例および説明から、本発明による分
散型EL素子は輝度も大きく、かつAl箔電極、
ITO電極との接着性も良好なために、機械的な曲
げにも強く産業上非常に有用である。

以上本発明を例示したが上述の例は本発明の技
術的思想に基いて更に変形が可能であることが理
解されよう。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シアノエル化エチレン―ビニルアルコール共
   重合体を高誘電性樹脂成分として用いたことを特
   徴とする分散型交流電界発光素子。