(57)【要約】【課題】柔軟性を有し、高温環境下で使用可能な蛍光体シート、及びフレキシブル発光素子を提供する。【解決手段】希土類イオンで付活された層状珪酸塩結晶片が積層された構造からなることを特徴とする蛍光体シートを提供する。また、前記層状珪酸塩結晶片は面方位が揃っており、前記層状珪酸塩結晶片の結晶構造が雲母構造、緑泥石構造、カオリナイト構造又はスメクタイト構造のいずれかである。また、前記希土類イオンが二価のＥｕ、二価のＳｍ、三価のＣｅ、三価のＥｕ、三価のＳｍ及び三価のＴｂからなる群から選択されたものである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
希土類イオンで付活された層状珪酸塩結晶片が積層された構造からなることを特徴とする蛍光体シート。
【請求項２】
前記層状珪酸塩結晶片は、面方位が揃って積層していることを特徴とする請求項１に記載の蛍光体シート。
【請求項３】
前記層状珪酸塩結晶片の結晶構造は、雲母構造、緑泥石構造、カオリナイト構造又はスメクタイト構造のいずれかであることを特徴とする請求項１又は２に記載の蛍光体シート。
【請求項４】
前記希土類イオンは、二価のＥｕ、二価のＳｍ、三価のＣｅ、三価のＥｕ、三価のＳｍ及び三価のＴｂからなる群から選択される１つ以上の希土類イオンであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の蛍光体シート。
【請求項５】
前記蛍光体シートの厚さは、５μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の蛍光体シート。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の蛍光体シートを用いることを特徴とする発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体シート及び発光素子に関する。詳しくは、フラットパネルディスプレイに用いられるエレクトロルミネッセンス蛍光体シート及び発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光機能を有する微粒子及び薄膜を用いたフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の一つに、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレイがある。エレクトロルミネッセンス蛍光体は電界励起型の蛍光体であり、分散型ＥＬと薄膜型ＥＬがある。分散型ＥＬは蛍光体粉末を高誘電率の有機バインダ中に分散したものを、少なくとも一方が透明な二枚の電極の間に挟み込んだ構成になっている。薄膜型ＥＬは真空蒸着やスパッタなどにより基板上に順に透明導電膜、絶縁層、ＥＬ発光層、絶縁層、背面電極を積層した構成になっている。分散型ＥＬは、作成過程で高温プロセスを用いないため、次のような特長を有する。即ち、プラスチック基板などを用いたフレキシブルなパネルの形成が可能であること、真空装置が不要であり低コストでの製造が可能であること、及び異なる発光色の蛍光体粒子を混合することで発光色の調節が容易であることである。
【特許文献１】特開２００５−２８３９１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記構成の分散型ＥＬによるフレキシブル発光素子は、蛍光体粉末を分散させている有機バインダやプラスチック基板が熱により劣化するため、高温環境下で使用することが困難であった。
【０００４】
この問題に対し、例えば特許文献１のように、ＥＬ表示パネルの背面に良熱伝導性の部材を配置することによって、有機バインダやプラスチック基板の熱による劣化を低減する方法が提案されている。しかしながら、バインダとして有機物を用いていることには変わりなく、外部雰囲気の温度が有機バインダの耐熱温度限の限界よりも高い場合には使用することが出来ない。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するために提案されたものであり、本発明の目的は、柔軟性を有し、高温環境下で使用可能な蛍光体シート、及びフレキシブル発光素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題は本発明の以下の構成及び製法により解決出来る。
【０００７】
即ち、本発明の蛍光体シートは、希土類イオンで付活された層状珪酸塩結晶片が積層された構造からなることを特徴とする蛍光体シートである。
【０００８】
ここで、前記層状珪酸塩結晶片の結晶構造が、雲母構造、緑泥石構造、カオリナイト構造又はスメクタイト構造のいずれかであることを特徴とする蛍光体シートである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、柔軟性を有し、高温環境下で使用可能な蛍光体シート、及びフレキシブル発光素子を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に本発明の実施形態を説明する。
【００１１】
本発明の蛍光体シートは、希土類イオンで付活された層状珪酸塩結晶片が積層された構造からなることを特徴とするものである。
【００１２】
無機結晶である層状珪酸塩結晶は、８００℃までの高温においても安定で構造変化がない。また、層状珪酸塩結晶、例えば雲母は、ＳｉＯ４正四面体が連なった層が２対向かい合った構造であり、その層間にＯＨ基及び八面体配位をとるイオン（Ａｌ３＋、Ｍｇ２＋、Ｆｅ２＋等）が存在している。そして、以上から成る厚さ約１ｎｍの単位層が、単位層の間に存在するアルカリ金属イオン又はアルカリ土類金属イオンによるイオン結合により結合された構造となっている。単位層内のＳｉ−Ｏ共有結合やイオン結合と比較し、単位層間のイオン結合は非常に弱いため雲母は薄膜状に剥がれ易い。従って層状珪酸塩結晶は薄膜状の結晶片になり易く、この結晶片を面方位を揃えて無数に堆積させると、層状珪酸塩結晶片が分子間力により結合した自立膜が得られ、及びそれは粒子間の結合力は弱く容易にずれることが可能となるため、膜は柔軟性を持つ。
【００１３】
本発明の層状珪酸塩結晶としては、雲母構造、緑泥石構造、カオリナイト構造、スメクタイト構造のいずれの構造であってよい。詳しくは、雲母構造としては、白雲母（Ｍｕｓｃｏｖｉｔｅ）、加水雲母（ｉｌｌｉｔｅ）、金雲母（Ｐｈｌｏｇｏｐｉｔｅ）、黒雲母（Ｂｉｏｔｉｔｅ）、鱗雲母（Ｌｅｐｉｄｏｌｉｔｅ）等が挙げられる。また、緑泥石構造としては、シャモサイト（ｃｈａｍｏｓｉｔｅ）、クリノクロア（ｃｌｉｎｏｃｈｌｏｒｅ）、スチルプノメレーン（ｓｔｉｌｐｎｏｍｅｌａｎｅ）等が挙げられる。カオリナイト構造としては、カオリナイト（ｋａｏｌｉｎｉｔｅ）、ハロイサイト（ｈａｌｌｏｙｓｉｔｅ）、アンチゴライト（ａｎｔｉｇｏｒｉｔｅ）、クリソタイル（ｃｈｒｙｓｏｔｉｌｅ）、石綿（ａｓｂｅｓｔｏｓ）が挙げられる。スメクタイト構造としては、モンモリロナイト（ｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅ）、ぶどう石（ｐｒｅｈｎｉｔｅ）、魚眼石（ｆｌｕｏｒａｐｏｐｈｙｌｌｉｔｅ）が挙げられる。
【００１４】
付活材として用いる希土類イオンとしては、色純度の良好な青色の発光を得るためには、二価のＥｕ、三価のＣｅが挙げられる。また、赤色発光を得るには三価のＥｕ、三価のＳｍ、緑色発光を得るには三価のＴｂ等が挙げられる。また、二価のＳｍも付活材として用いられる。
【００１５】
また、蛍光体シートの厚さは、蛍光体シートが一体膜として保持される為に、５μｍ以上であることが好ましく、及び適度な柔軟性を実現する為に、１００μｍ以下であることが好ましい。
【実施例】
【００１６】
これより本発明に従う実施例について説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。  
【００１７】
（実施例１）
本実施例では、層状珪酸塩結晶として金雲母（Ｐｈｌｏｇｏｐｉｔｅ）を用い、付活材の希土類イオンとしてＥｕ２＋を用いた本発明の蛍光体シートを示す。
【００１８】
まず、金雲母にＥｕ２＋が付活された組成Ｋ０．９８Ｍｇ３Ｓｉ３ＡｌＯ１０Ｆ２Ｅｕ０．０１になるように、Ｋ２ＣＯ３を２．４０ｇ、ＭｇＦ２を６．６５ｇ、ＳｉＯ２を６．６１ｇ、Ａｌ２Ｏ３を１．８２ｇ、Ｅｕ２Ｏ３を０．０６３ｇとして各原料を混合した。次に混合した前記の原料を、真空アニール装置を用いて５％の水素を含んだ窒素雰囲気下、約１２００℃で熱処理し、二価のＥｕにより付活された金雲母結晶蛍光体を得た。アニール後の蛍光体に水銀ランプで２５４ｎｍの紫外線を照射すると、色純度の良好な青色の発光が観察された。また、得られた金雲母結晶蛍光体は、Ｘ線回折測定により、金雲母特有の回折パターンを示した。得られた蛍光体を遊星型ボールミルにより３００回転／秒で５分間粉砕し、層状珪酸塩結晶片とした。粉砕後の結晶片は走査電子顕微鏡観察によると、厚さが約１０ｎｍ、大きさ約１０μｍ×１０μｍ程度の結晶片となっていた。この層状珪酸塩結晶片２ｇを秤量し、１００ｃｍ３の蒸留水に加えて激しく攪拌し、均一な層状珪酸塩結晶片分散液を得た。分散液を底面が平坦である１０ｃｍ×１０ｃｍの容器に注いで水平に静置し、層状珪酸塩結晶片をゆっくり沈積させて緻密に積層させ、６０℃に設定した乾燥器中で５時間乾燥して、厚さ約１００μｍの半透明層状珪酸塩結晶片シートを得た。以上の製法により得られる蛍光体シートに水銀ランプ２５４ｎｍの紫外線を照射すると、４００ｎｍ付近にピークを持つ青色発光が観察された。蛍光体シートは６００℃に加熱された後、室温に戻されても、構造に変化は無く柔軟性を保ったままであり、また発光特性も良好な青色発光を維持した。
【００１９】
（実施例２）
本実施例では、異なる希土類イオンにより付活され、発光色の異なる層状珪酸塩結晶を連続して堆積することにより、任意の発光色を得る蛍光体シートを示す。特に、白色発光を示す蛍光体シートの実施例を示す。
【００２０】
青色発光の層状珪酸塩結晶として、実施例１と同様の工程でＫ２ＣＯ３を２．４０ｇ、ＭｇＦ２を６．６５ｇ、ＳｉＯ２を６．６１ｇ、Ａｌ２Ｏ３を１．８２ｇ、Ｅｕ２Ｏ３を０．０６３ｇとして各原料を混合した。次に混合した前記の材料を、真空アニール装置を用いて５％の水素を含んだ窒素雰囲気下、約１２００℃で熱処理し、二価のＥｕにより付活された金雲母結晶蛍光体を得た。
【００２１】
赤色発光の層状珪酸塩結晶として、Ｋ２ＣＯ３を２．４０ｇ、ＭｇＦ２を６．６５ｇ、ＳｉＯ２を６．６１ｇ、Ａｌ２Ｏ３を１．８２ｇ、Ｅｕ２Ｏ３を０．０６３ｇとして各原料を混合した。次に混合した前記の原料を大気雰囲気下約１２００℃で熱処理し、三価のＥｕにより付活された金雲母結晶蛍光体を得た。
【００２２】
緑色発光の層状珪酸塩結晶として、Ｋ２Ｏ３を２．４０ｇ、ＭｇＦ２を６．６５ｇ、ＳｉＯ２を６．６１ｇ、Ａｌ２Ｏ３を１．８２ｇ、Ｔｂ４Ｏ７を０．０３０ｇとして各原料を混合した。次に混合した前記の原料を約１２００℃で熱処理し、三価のＴｂにより付活された金雲母結晶蛍光体を得た。
【００２３】
上記工程により得られる、青色、赤色、緑色発光を示すそれぞれの蛍光体を別々に遊星型ボールミルにより３００回転／秒で５分間粉砕し、各色の層状珪酸塩結晶片とした。得られた青色発光層状珪酸塩結晶片０．８ｇ、赤色発光層状珪酸塩結晶片０．６ｇ、緑色発光層状珪酸塩結晶片０．６ｇ、を秤量し、１００ｃｍ３の蒸留水に加えて激しく攪拌し、均一な層状珪酸塩結晶片分散液を得た。分散液を底面が平坦である１０ｃｍ×１０ｃｍの容器に注いで水平に静置し、層状珪酸塩結晶片を沈積させて緻密に積層させ、６０℃に設定した乾燥器中で５時間乾燥して、厚さ約１００μｍの半透明層状珪酸塩結晶片シートを得た。以上の製法により得られる蛍光体シートに水銀ランプ２５４ｎｍの紫外線を照射すると、白色の発光が観察された。蛍光体シートは６００℃に加熱された後、室温に戻されても、構造に変化は無く柔軟性を保ったままであり、また発光特性も良好であった。
【００２４】
（実施例３）
本実施例では、本発明の蛍光体シートを用いた発光素子を示す。
【００２５】
図１は本実施形態で作成した発光素子の模式図である。作成工程は基板となる層状珪酸塩シート、電極、誘電体層、蛍光層、誘電体層、透明導電膜の順であり、詳細を以下に示す。
【００２６】
Ｋ２ＣＯ３を２．４５ｇ、ＭｇＦ２を６．６５ｇ、ＳｉＯ２を６．６１ｇ、Ａｌ２Ｏ３を１．８２ｇとして各原料を混合した。次に混合した前記の原料を約１０００℃で熱処理して得られる金雲母結晶を遊星型ボールミルにより３００回転／秒で５分間粉砕し、結晶片とした。この層状珪酸塩結晶片８ｇを秤量し、３００ｃｍ３の蒸留水に加えて激しく攪拌し、均一な層状珪酸塩結晶片分散液を得た。分散液を底面が平坦である１０ｃｍ×１０ｃｍの容器に注いで水平に静置し、層状珪酸塩結晶片を沈積させて緻密に積層させ、６０℃に設定した乾燥器中で５時間乾燥して、厚さ約４００μｍの層状珪酸塩シート１１、及び層状珪酸塩シート１７を作成した。得られた層状珪酸塩シート１１上に、透明導電膜１２としてＩＴＯ、誘電体層１３としてＳｉＯ２の順に形成した。実施例１と同様の工程で作成したＥｕ２＋を付活材として含有する層状珪酸塩蛍光層１４を５μｍ堆積し、誘電体層１５としてＳｉ３Ｎ４、電極膜１６としてＡｌを記載の順に積層した。そして最後に層状珪酸塩シート１１及び１７で挟み、熱とロール圧力をかけてシートのはみ出し部をシールした。それによって、透明導電膜１２、誘電体層１３、層状珪酸塩蛍光層１４、誘電体層１５、電極膜１６が封止された。透明導電膜１２と電極膜１６に１ｋＨＺの交流電圧を徐々に印加すると、１００Ｖ程度から青色の発光が見られた。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の無機ＥＬ型薄膜状発光素子の模式図である。
【符号の説明】
【００２８】
１１  層状珪酸塩シート
１２  透明導電膜
１３  誘電体層
１４  層状珪酸塩蛍光層
１５  誘電体層
１６  電極膜
１７  層状珪酸塩シート
【図１】
2008024774.tif 000002