(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫化亜鉛を母体とし、これに付活剤として銅およびマンガンから選ばれる少なくとも1種と、共付活剤として塩素、臭素、ヨウ素およびアルミニウムの群から選ばれる少なくとも1種とを含有する蛍光体粒子からなる電場発光蛍光体において、
前記蛍光体粒子の表面に吸水性物質が付着しており、前記吸水性物質は、無水塩化マグネシウム、無水塩化カルシウム、無水塩化亜鉛、無水臭化カルシウム、無水臭化亜鉛、シリカゲルおよび無水硫酸銅の群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする電場発光蛍光体。
【請求項２】
請求項１記載の電場発光蛍光体において、
吸水性物質の付着量は、蛍光体粒子に対し10ppm以上であることを特徴とする電場発光蛍光体。
【請求項３】
請求項１記載の電場発光蛍光体において、
吸水性物質の付着量は、蛍光体粒子に対し10〜1000ppmであることを特徴とする電場発光蛍光体。
【請求項４】
請求項1乃至３のいずれか1項記載の電場発光蛍光体において、前記吸水性物質は、無水塩化マグネシウムであることを特徴とする電場発光蛍光体。
【請求項５】
硫化亜鉛を母体とし、これに付活剤として銅およびマンガンから選ばれる少なくとも1種と、共付活剤として塩素、臭素、ヨウ素およびアルミニウムから選ばれる少なくとも1種とを含有する蛍光体粒子を乾燥後、篩別処理するにあたり、
前記蛍光体粒子を吸水性物質と混合し、その後篩別処理することを特徴とする電場発光蛍光体の製造方法。
【請求項６】
請求項５記載の電場発光蛍光体の製造方法において、
吸水性物質は、蛍光体粒子に対し1重量％以上混合させることを特徴とする電場発光蛍光体の製造方法。
【請求項７】
請求項５または６記載の電場発光蛍光体の製造方法において、
吸水性物質は、粒径が1mm〜30mmの粉末であることを特徴とする電場発光蛍光体の製造方法。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれか1項記載の電場発光蛍光体の製造方法において、
吸水性物質は、無水塩化マグネシウムであることを特徴とする電場発光蛍光体の製造方法。
【請求項９】
請求項１乃至４のいずれか１項記載の電場発光蛍光体を含む発光体層を具備することを特徴とする有機分散型電場発光素子。
【請求項１０】
請求項９記載の有機分散型電場発光素子において、
さらに、前記発光体層の一方の主面に沿って反射絶縁層を介して一体的に配置された背面電極層と、前記発光体層の他方の主面に沿って一体的に対向配置された透明電極層とを具備することを特徴とする有機分散型電場発光素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電場発光蛍光体およびその製造方法、並びにそのような電場発光蛍光体を用いた有機分散型電場発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機分散型電場発光素子は、電場発光蛍光体を誘電体中に分散させた発光体層の両側に電極を配置し、その少なくとも一方を透明電極とした構造を有する。そして、これら電極間に交流電圧を印加することにより発光させる素子である。このような有機分散型電場発光素子の主な用途としては、ディスプレイデバイスやディスプレイデバイスのバックライトなどが挙げられる。
【０００３】
有機分散型電場発光素子に用いられる電場発光蛍光体としては、硫化亜鉛を母体とし、これに付活剤として銅およびマンガンから選ばれる少なくとも 1種と、共付活剤として塩素、臭素、ヨウ素およびアルミニウムから選ばれる少なくとも 1種とを含有させたものが一般的である。
【０００４】
上述したような硫化亜鉛系の電場発光蛍光体は、一般に次のように製造されている。まず、母体材料となる硫化亜鉛に、付活剤原料および共付活剤原料を添加して混合する。さらに、塩化マグネシウム、塩化バリウム、塩化ナトリウムなどの結晶成長剤を添加して十分に混合する。この混合物を1000〜1300℃の温度で焼成する。この後、得られた焼成物を粉砕し、水洗して結晶成長剤などを除去した後、乾燥させ、さらに篩別けすることによって、付活剤および共付活剤を含む硫化亜鉛系電場発光蛍光体を得ている(USP 2,957,830号公報、USP 4,859,361号公報など参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このように製造される従来の硫化亜鉛系の電場発光蛍光体では、焼成物乾燥後の篩別工程で水を吸着して初期輝度が低下するという問題があり、その対策が求められている。
【０００６】
これは、母体結晶中に析出させたＣｕＳなどの導電性の針状相が、水分に対し極めて不安定なことによると考えられる。
【０００７】
すなわち、この種の硫化亜鉛系の電場発光蛍光体は、母体結晶中に析出させた導電性の針状相の先端に電界が集中することにより電子とホールが注入されて再結合する結果、蛍光を発するものであり、したがって、母体結晶中にそのような導電性の針状相を析出させることが発光のために必要不可欠である。しかしながら、上記針状相は水に極めて不安定で、そのため、篩別工程で水を吸着して初期輝度が低下するものと考えられる。
【０００８】
本発明はこのような課題に対処するためになされたもので、篩別け時の水の吸着を防止することにより、初期の輝度特性を向上させた電場発光蛍光体およびその製造方法を提供することを目的としており、さらに、そのような電場発光蛍光体を用いることによって、高輝度化を実現した有機分散型電場発光素子を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の電場発光蛍光体は、請求項１に記載したように、硫化亜鉛を母体とし、これに付活剤として銅およびマンガンから選ばれる少なくとも1種と、共付活剤として塩素、臭素、ヨウ素およびアルミニウムの群から選ばれる少なくとも1種とを含有する蛍光体粒子からなる電場発光蛍光体において、前記蛍光体粒子の表面に吸水性物質が付着しており、前記吸水性物質は、無水塩化マグネシウム、無水塩化カルシウム、無水塩化亜鉛、無水臭化カルシウム、無水臭化亜鉛、シリカゲルおよび無水硫酸銅の群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴としている。
【００１０】
本発明の電場発光蛍光体においては、吸水性物質の付着量は、請求項２に記載したように、蛍光体粒子に対し10ppm 以上であることが好ましく、請求項３に記載したように、蛍光体粒子に対し10〜1000ppmであるとさらに好ましい。吸水性物質の付着量が、蛍光体粒子に対し10ppm 未満では付着による効果が十分得られず、また、1000ppmを超えると付着量が多すぎて蛍光体の発光量が不十分となるおそれがある。吸水性物質の付着量のさらに好ましい範囲は、蛍光体粒子に対し10〜500ppmであり、蛍光体粒子に対し10〜400ppmであるとよりいっそう好ましい。
【００１１】
また、吸水性物質は、請求項４に記載したように、無水塩化マグネシウムであることが好ましい。
【００１２】
本発明の電場発光蛍光体の製造方法は、請求項５に記載したように、硫化亜鉛を母体とし、これに付活剤として銅およびマンガンから選ばれる少なくとも1種と、共付活剤として塩素、臭素、ヨウ素およびアルミニウムから選ばれる少なくとも1種とを含有する蛍光体粒子を乾燥後、篩別処理するにあたり、前記蛍光体粒子を吸水性物質と混合し、その後篩別処理することを特徴としている。
【００１３】
本発明の電場発光蛍光体の製造方法においては、吸水性物質は、請求項６に記載したように、蛍光体粒子に対し1重量％以上混合させることが好ましい。また、吸水性物質は、請求項７に記載したように、粒径が1mm〜30mmの粉末であることが好ましい。さらに、吸水性物質は、請求項８に記載したように、無水塩化マグネシウムであることが好ましい。
【００１４】
本発明の有機分散型電場発光素子は、請求項９に記載したように、上記した本発明の電場発光蛍光体を含む発光体層を具備することを特徴としている。
【００１５】
本発明の有機分散型電場発光素子の具体的な構成としては、請求項１０に記載したように、本発明の電場発光蛍光体を含む発光体層と、発光体層の一方の主面に沿って反射絶縁層を介して一体的に配置された背面電極層と、発光体層の他方の主面に沿って一体的に対向配置された透明電極層とを具備する構成が挙げられる。
【００１６】
本発明の電場発光蛍光体は、本発明の電場発光蛍光体の製造方法によって製造されたものであり、本発明の電場発光蛍光体の製造方法においては、蛍光体粒子を吸水性物質と混合することによって、篩別処理工程における蛍光体粒子への水の吸着が防止され、初期輝度の高い電場発光蛍光体を得ることができる。そして、このようにして得られた電場発光蛍光体を含む本発明の有機分散型電場発光素子は、初期輝度の高いものとなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
【００１８】
本発明の電場発光蛍光体は、以下に示すような方法により作製される。
【００１９】
すなわち、まず粒径が 1〜 3μm 程度の硫化亜鉛粉末に所定量の純水を加えてスラリー状とし、これに所定量の硫酸銅や炭酸マンガンなどの付活剤原料と、塩化マグネシウム、塩化バリウム、塩化ナトリウムなどの結晶成長剤を添加し、さらに十分に混合する。
【００２０】
上記した塩化物は共付活剤としての塩素の出発原料を兼ねている。共付活剤として塩素以外の臭素、ヨウ素、アルミニウムを使用する場合には、臭化カリウム、臭化ナトリウム、ヨウ化バリウム、フッ化アルミニウムなどを添加する。
【００２１】
次に、このようなスラリー状混合物を乾燥させた後、石英るつぼに充填し、還元性雰囲気中にて600〜800℃の温度で1〜3時間焼成する。この焼成物を純水中に分散させ、撹拌、沈降、上澄み排水を数回繰り返して洗浄し、乾燥させて電場発光蛍光体粒子を得る。
【００２２】
この後、上記電場発光蛍光体粒子に吸水性物質を混合し、篩別処理を行う。
【００２３】
この結果、硫化亜鉛を母体とし、これに付活剤として銅およびマンガンから選ばれる少なくとも 1種と、共付活剤として塩素、臭素、ヨウ素およびアルミニウムから選ばれる少なくとも 1種とを含有する蛍光体粒子の表面に吸水性物質が付着した本発明の電場発光蛍光体が得られる。
【００２４】
このようにして製造された電場発光蛍光体は、篩別処理工程における蛍光体粒子への水分の付着が、吸水性物質がその水分を吸収することによって防止されるため、初期輝度の高い電場発光蛍光体となる。
【００２５】
なお、上記吸水性物質としては、水分を良く吸収し、かつ、蛍光体の発光特性を低下させないために、篩別処理によって蛍光体粒子から分離除去できるものを使用することが望ましく、このような観点から、吸水性物質には、粒径が1mm〜30mmの粉末状の無水塩化マグネシウム、無水塩化カルシウム、無水塩化亜鉛、無水臭化カルシウム、無水臭化亜鉛、酸化カルシウム、シリカゲルおよび無水硫酸銅の群から選ばれる少なくとも1種の使用が好ましい。なかでも、無水塩化マグネシウムの使用が好ましい。粒径が1mm未満の場合には、蛍光体粒子間に侵入して発光特性を低下させるおそれがあり、逆に、粒径が30mmを超えると、吸水効果が十分に得られないおそれがある。より好ましい粒径は1mm〜5mmの範囲である。また、同様の観点から、この吸水性物質の混合量は、蛍光体粒子に対し1重量％以上とすることが好ましく、1重量％未満では蛍光体粒子への水の付着を十分に防止することができないおそれがある。この吸水性物質のより好ましい混合量は、蛍光体粒子に対し1〜20重量％の範囲である。
【００２６】
なお、粒径が1mm〜30mmの粉末状の吸水性物質を、蛍光体粒子に対し1重量％以上混合した場合には、蛍光体粒子の表面に吸水性物質が蛍光体粒子に対し10ppm 以上付着した電場発光蛍光体が得られる。また、蛍光体粒子に対し1〜20重量％の範囲で混合した場合には、蛍光体粒子の表面に吸水性物質が蛍光体粒子に対し10〜1000ppm の範囲で付着した電場発光蛍光体が得られる。
【００２７】
本発明の電場発光蛍光体は、例えば図１に示すような有機分散型電場発光素子１の発光体層２に用いられる。図１に示す有機分散型電場発光素子１は、上述した本発明の電場発光蛍光体粒子を例えばシアノエチルセルロースのような高誘電率を有する有機高分子バインダ（有機誘電体）中に分散含有させた発光体層２を有している。
【００２８】
発光体層２の一方の主面上には、例えばＴｉＯ2 やＢａＴｉＯ3 などの高反射性無機酸化物粉末をシアノエチルセルロースなどの高誘電率を有する有機高分子バインダ中に分散含有させた反射絶縁層３が積層形成されている。Ａｌ箔のような金属箔あるいは金属膜からなる背面電極層４は、反射絶縁層３を介して、発光体層２の一方の主面上に一体的に配置されている。
【００２９】
発光体層２の他方の主面上には、ポリエステル（ＰＥＴ）フィルムのような透明絶縁フィルム上にＩＴＯ膜などを被着形成した透明電極層（透明電極シート）５が一体的に配置されている。透明電極シート５は、電極膜（ＩＴＯ膜）が発光体層２と対向するように配置されている。
【００３０】
これら透明電極層５、発光体層２、反射絶縁層３および背面電極層４を例えば熱圧着することによって、有機分散型電場発光素子１が構成されている。なお、図示を省略したが、背面電極層４および透明電極層５からはそれぞれ電極が引き出されており、これら電極から発光体層２に交流電圧が印加される。
【００３１】
上述した積層体（熱圧着体）からなる有機分散型電場発光素子１は、透明なパッケージングフィルム６、６で覆われている。パッケージングフィルム６には、例えば水透過率が小さいポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）フィルムのような防湿フイルムが用いられる。透明電極層３側には必要に応じて、6-ナイロンフィルムなどの吸湿性フィルム（図示なし）が配置される。そして、これらパッケージングフィルム６のはみだし部を熱圧着し、有機分散型電場発光素子１を封止することによって、電場発光パネル（ＥＬパネル）が構成される。
【００３２】
このような有機分散型電場発光素子１およびそれを用いたＥＬパネルによれば、発光体層２中の電場発光蛍光体の初期輝度の向上によって、高輝度を達成することが可能となる。
【００３３】
なお、有機分散型電場発光素子およびそれを用いたＥＬパネルを作製するにあたって、ＰＣＴＦＥフィルムのような防湿フイルムを使用せずに、電場発光蛍光体の個々の粒子の表面に対して防湿処理加工を行うことがある。本発明は金属酸化物や樹脂などによる防湿処理を施した電場発光蛍光体に対しても適用可能である。すなわち、本発明の電場発光蛍光体は、吸水性物質が付着している蛍光体粒子の表面にアルミナ、シリカおよびチタニアから選ばれる少なくとも 1種からなる保護膜（防湿膜）を有していてもよい。このような保護膜で覆われた電場発光蛍光体粒子は、それ自体で防湿性を有しているため、吸湿フィルムや防湿フイルムを用いることなく、電場発光蛍光体の水分による発光特性の低下を防ぐことができ、優れた初期輝度特性を長期に亘って維持することが可能となる。
【００３４】
【実施例】
次に、本発明の具体的な実施例およびその評価結果について述べる。
【００３５】
実施例１
まず、粒径が約 2μm の硫化亜鉛粉末500gに 500mlの純水を加えて、スラリー状とした。そこに硫酸銅1.5g、臭化ナトリウム 20gおよび臭化カリウム 20gを添加し、十分に混合した。このスラリー状混合物を150℃で12時間乾燥させた後、石英るつぼに充墳し、還元性雰囲気（硫化水素ガス）中にて900℃で 120分間焼成した。
【００３６】
この焼成物を2000mlの純水中に分散し、撹拌、沈降、上澄み排水を5回繰り返した後、ろ過、乾燥して、銅・臭素付活硫化亜鉛蛍光体粒子（ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｂｒ）を得た。
【００３７】
得られた銅・臭素付活硫化亜鉛蛍光体粒子1kgあたり、10gの無水塩化マグネシウムを混合し、325メッシュの篩を用いて篩別処理を行い、本発明の電場発光蛍光体を得た。
【００３８】
このようにして得た硫化亜鉛系電場発光蛍光体のＩＣＰによる化学分析を行った結果、蛍光体粒子表面に塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ2）が、蛍光体粒子重量に対して10ppmの割合で付着していることを確認した。
【００３９】
また、得られた硫化亜鉛系電場発光蛍光体を用いて、図１に示した有機分散型電場発光素子１を作製し、輝度を測定した。すなわち、Ａｌ箔からなる背面電極層４の上面に、有機バインダとしてのシアノエチルセルロースにＴｉＢａＯ3を分散させた反射絶縁層３と、厚さ50μｍの発光体層２と、ＩｎＯ3からなる透明電極層５とを積層し、その積層体の両面にパッケージングフィルム６、６をそれぞれ配置した。なお、発光体層２は、蛍光体と有機バインダとしてのひまし油との重量比が5：1となるように配合して形成した。そして、輝度は、透明電極層５と背面電極層４間に、100V、400Hzおよび200V、400Hzの交流電圧をそれぞれ印可して、ミノルタ社製の輝度色彩計  ミノルタＣＬ-100にて測定した。これらの測定結果を表１に示す。なお、測定結果は、標準蛍光体（銅付活硫化亜鉛蛍光体）について、印加電圧：200V/400Hz（交流電圧）の条件で同様に測定した輝度を43cdとし、印加電圧：100V/400Hz（交流電圧）の条件で同様に測定した輝度を100としたときの相対値で示した。
【００４０】
実施例２
篩別工程における無水塩化マグネシウムの混合量を、硫化亜鉛系電場発光蛍光体粒子1kgあたり30gとした以外は、実施例1と同様にして、本発明の電場発光蛍光体を調製した。
【００４１】
このようにして得た硫化亜鉛系電場発光蛍光体のＩＣＰによる化学分析を行った結果、蛍光体粒子表面に塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ2）が、蛍光体粒子重量に対して20ppmの割合で付着していることを確認した。
【００４２】
また、得られた硫化亜鉛系電場発光蛍光体を用いて、実施例１と同様にして有機分散型電場発光素子を作製し、輝度を測定した。この測定結果を表１に併せ示す。
【００４３】
比較例１
無水塩化マグネシウムを使用せずにそのまま篩別処理を行うようにした以外は、実施例1と同様にして、電場発光蛍光体を調製した。
【００４４】
得られた硫化亜鉛系電場発光蛍光体を用いて、実施例１と同様にして有機分散型電場発光素子を作製し、輝度を測定した。この測定結果を表１に併せ示す。
【００４５】
【表１】
0004159716.tif 000002
【００４６】
表１から明らかなように、篩別工程で無水塩化マグネシウムを使用して、その表面に塩化マグネシウム量として10ｐｐｍ以上付着させた実施例では、付着させない比較例に比べ、いずれも輝度の向上が認められた。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、篩別処理に際して吸水性物質と混合するようにしたので、篩別工程における水分の吸水が防止され、輝度の高い電場発光蛍光体を得ることができる。
【００４８】
また、このような電場発光蛍光体を用いた本発明の有機分散型電場発光素子によれば、高輝度化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の有機分散型電場発光素子の一実施形態の要部構造を示す断面図。
【符号の説明】
１……有機分散型電場発光素子
２……発光体層
３……反射絶縁層
４……背面電極層
５……透明電極層
【図１】
0004159716.tif 000003