CN1493646A - 粒子表面被覆方法及用该方法制成的粒子和电致发光元件 - Google Patents

粒子表面被覆方法及用该方法制成的粒子和电致发光元件 Download PDF

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Abstract

一种粒子表面的被覆方法,在粒子表面形成金属化合物的被覆层,含有以下两个工序,即:(1)调制分散液的工序,所述分散液是通过,在25℃为固体状态、加热熔融则变为显示极性的液体状态并且通过进一步继续加热则热分解的有机材料的熔液中,溶解所述金属化合物的盐,进而分散上述粒子而形成;(2)加热该分散液的工序。利用该方法,可以提供制造成本低的、即使厚度较大也能被覆的新型的粒子表面的被覆方法以及表面被覆粒子。另外,利用该方法在荧光体粒子的外侧上形成被覆层,可以制成电致发光元件(EL元件),可以提高向外部取出光的效率。

Description

粒子表面被覆方法及用该方法制成的粒子和电致发光元件
技术领域
本发明涉及一种粒子表面被覆方法、用该方法所制成的粒子以及用该方法所制成的电致发光元件,更具体地说,涉及用金属化合物被覆粒子表面的方法、用该方法所制成的粒子以及用该方法所制成的电致发光元件(EL元件)。
背景技术
已知为了保护化学上或物理上不稳定粒子等,用无机物质等来被覆粒子表面。
作为用无机物质被覆粒子表面的方法,目前已知有溶胶凝胶法或化学蒸镀(CVD)法、喷雾热分解法等。例如,溶胶凝胶法,是在水解金属离子或水解金属烷氧化物并形成含氢氧化物溶胶后,在该溶胶中分散粒子,然后对溶胶进行脱水处理,从而形成凝胶。进而对该凝胶进行干燥,然后,通过加热干燥凝胶而使其进行热分解,从而得到表面被覆金属氧化物的粒子。但是,在该溶胶凝胶法中,存在粒子表面形成的被覆层的厚度不能设置太厚的问题。另外,对于CVD法,在用于实施的设备中需要很大费用,结果存在制造成本变高的问题。
另一方面,在特开2002-180041号公报中提出了,为了得到粒子中的荧光体含量的廉价荧光体粒子,在非荧光体的无机物质的表面设置由荧光体构成的层的方法。在特开2002-180041号公报中,作为在无机物质的粒子表面设置荧光体层的方法,公开了固相混合无机物质与荧光体原料并进行煅烧的方法;以及混合分散无机物质的粒子的水与荧光体原料的水溶液,利用沉淀剂使荧光体前体在粒子周围析出,在干燥后进行煅烧的方法。
在特表平10-502043号公报中,作为制造复合氧化物(其前体以及结晶)的方法,公开了由混合金属硝酸盐或其溶液与尿素或对称二氨基脲而形成混合物的工序、以及在该混合物不着火的条件下进行加热的工序构成的复合氧化物前体的制造方法;和具有进一步对该前体进行加热的工序的结晶性复合氧化物的制造方法。该制造方法,是通过加热金属硝酸盐与尿素而得到均匀的熔解物后,进一步加热该熔解物并使该熔解物分解,从而得到复合氧化物的方法。
另外,近年来,作为小型并且轻量的显示元件(显示器),液晶显示元件被广泛使用,但是,由于液晶自身不自发光,因此在液晶显示元件中,一般构成为在液晶层的背面侧配置光源(back light),通过液晶层控制源自该光源的光的透过,得到透光图像。为了得到彩色图像,要在液晶层的表面上另设滤色器。并且,通过组合透过该滤色器的色光,可以得到彩色图像。
在液晶显示元件中,如上所述,由于需要另外设置光源,并且消耗的电能也多,因此开发出了用于赋予电能的小型电池(例如锂电池)。但是,这种技术的发展也有局限,在其小型化与轻量化中有极限。作为液晶显示元件,不使用背光的反射型显示元件的发展也比较迅速,但是尤其在显示彩色图像时,其显示对比度低,另外由于显示图像的质量在很大程度上受到外光条件的限制,因此在可以利用的范围上存在极限。
因此,作为仅通过赋予微小的电能就可以显示自发光并且即使不另外准备光源也能够显示图像的显示材料,电致发光元件(一般称为EL元件)倍受瞩目。附图7和附图8分别表示了目前使用的电致发光元件(EL元件)的代表的结构例。
图7所示的EL元件,是被称为分散型交流EL元件的电致发光元件,在设置于取光侧的透明玻璃基板(或透明塑料材料基板)11a上,形成透明电极(ITO电极)12a,在该透明电极12a上配置荧光体粒子被电介质材料分散支撑的发光层(厚度通常为50~100μm)13。在发光层13上依次配置绝缘体层14b和背面电极(铝电极)12b,通过在配置于前面侧(图中下侧)的透明电极12a与背面电极12b之间外加交流电压,发光层13的内部荧光体粒子显示电场发光。该发光通过透明电极12a与透明基板11a并从元件的前面侧被取出。一般所用的荧光体粒子,为ZnS∶Cu;Cl、ZnS∶Cu;Al、ZnS∶Cu;Mn;Cl等的粒子,认为Cu2S针状结晶沿着ZnS粒子(粒径:5~30μm)晶格缺陷析出,其部分变为电子源。在EL元件的表面上通常设置保护模。另外,有时在各层之间任意设置各种辅助层。
以下,图8所示的EL元件,是被称为薄膜型交流EL元件的电致发光元件,在设置于取光侧的透明玻璃基板(或透明塑料材料基板)21a上,形成透明电极(ITO电极)22a,在该透明电极22a上形成前面侧绝缘体层(为厚度0.3~0.5μm的光透过性绝缘体层,也被称为第一绝缘体层)24a。在该前面侧的绝缘体层24a上配置由薄膜荧光体层构成的发光层(厚度通常在1μm以下)23。在发光层23上依次配置背面绝缘体层(第二绝缘体层)24b和背面电极(铝电极)22b,通过在配置于前面侧(图中下侧)的透明电极22a与背面电极22b之间外加交流电压,发光层23显示电场发光。该发光通过前面侧的绝缘体层24a、透明电极22a以及透明基板21a并从元件的前面侧被取出。作为薄膜荧光体层的发光层,通过各种蒸镀法或涂敷法(利用溶胶凝胶法等)等形成。另外在荧光体层与前后绝缘体层之间有时也另设缓冲层等的辅助层。另外,在EL元件的表面,通常设置保护层。并且有时在各层之间任意设置除缓冲层以外的各种辅助层。
此外,对于电致发光元件的一般结构或构成材料等,在非专利文献1中有详细记载。
另外,目前为止,认为电致发光元件是通过将单一的电致发光层分为两个以上的区域,并且在各区域上分离配置显示相互不同的发光色荧光体,从而使显示多色图像,但是,最近,也提出了通过在电致发光元件中叠层配置多个含有发光色调互不同的发光性叠层体,并且使从各个发光层发光,从而任意显示多色图像。作为这种由多个发光性叠层体构成的多色图像显示用电致发光元件的配置的例子,具有图32所示的构成。
在图32中,在从背面侧的遮光板(黑色板)631至前面侧(取光侧,即显示侧)的保护板(玻璃基板)632之间,具有橙色发光层633、绿色发光层634、以及蓝色发光层635。并且在各个发光层的两侧,另设绝缘层与电极层。即,在橙色发光层633的两侧另设绝缘层731及电极732a、732b(前面侧的电极732a为透明电极,背面侧电极732b为不透明的铝电极),在绿色发光层634的两侧另设绝缘层741及电极742a、742b(均为透明电极),以及在蓝色发光层635的两侧另设绝缘层751及电极752a、752b(均为透明电极)。在通过这种方式分别形成的橙色发光性叠层体与绿色发光性叠层体之间,设置夹持红色过滤器636的玻璃基板637,并且在绿色发光性叠层体与蓝色发光性叠层体之间设置透明保护膜638。
[非专利文献1]猪口敏夫著“电致发光显示器”,产业图书株式会社出版,平成3年
电致发光元件(EL元件),如前所述,由于通过微小的电能显示自发光,因此可以认为是优良的显示材料,但是,到目前为止,作为产品开发的EL显示器中,存在作为光源的稳定性不充分或发光量不充分等的问题。其中前者的稳定性问题,经过很多研究,结果基本上被解决,但是对于发光量的不足,还有望进一步改良。
其中,对于分散型EL元件,发光效率不充分,因此存在向外部取出的光不充分的问题。另一方面,对于薄膜型EL元件,存在在内部的发光中向外部取出的比例非常小的问题。为了解决这种问题,目前已经进行了各种研究,例如也发表了在取光侧的玻璃基板上另设光散射膜等的改良,但是该改良效果不充分。
发明内容
本发明在于提供新型的粒子表面被覆方法。
本发明尤其在于提供制造成本低、即使以很大的厚度也能够被覆的粒子表面的被覆方法。
另外,本发明也在于提供被覆层的厚度厚、并且具有高密度被覆层的表面被覆粒子。
本发明的发明人发现通过,将25℃为固体状态、加热熔融则变为显示极性的液体状态并且通过进一步继续加热则热分解的有机材料(例如尿素和/或对称二氨基脲)的熔液用作溶媒,在其中以硝酸盐的方式熔解或溶解构成被覆物的金属离子并形成均匀的熔液后,在该熔液中使作为芯的粒子分散,然后加热分解上述有机材料,由此可以在芯粒子的表面形成由金属氧化物等构成的被覆层,从而完成了本发明。
本发明之一的粒子表面的被覆方法,在粒子表面形成金属化合物被覆层,含有以下两个工序,即:
(1)调制分散液的工序,所述分散液是通过,在25℃为固体状态、加热熔融则变为显示极性的液体状态并且通过进一步继续加热则热分解的有机材料的熔液中,溶解上述金属化合物的盐,进而分散上述粒子而形成;
(2)加热该分散液的工序。
另外,本发明的发明人发现通过,作为溶媒使用上述有机材料的熔液,在其中以硝酸盐等的方式熔解或溶解构成被覆物的金属离子并形成均匀的熔液后,通过加热使其凝固,得到在少量的聚合有机材料中分散金属化合物而构成的金属化合物前体,然后,在金属化合物前体中混合作为芯的粒子,并且进一步加热,即使上述有机材料热分解也可以芯粒子的表面形成由金属氧化物等构成的被覆层。
因此,本发明之二的粒子表面的被覆方法,在粒子的表面形成金属化合物的被覆层,含有以下四个工序,即:
(1)调制熔液的工序,所述熔液是通过,在25℃为固体状态、加热熔融则变为显示极性的液体状态并且通过进一步继续加热则热分解的有机材料的熔液中,溶解上述金属化合物的盐而形成;
(2)加热该熔液并形成金属化合物前体的工序;
(3)混合该金属化合物前体以及上述粒子的工序;
(4)加热该混合物的工序。
另外,本发明提供根据上述第一或第二方法制造的表面被覆粒子。
此外,本发明提供一种表面被覆粒子,表面被覆盖,该粒子表面的被覆层由两层以上构成,并且其中至少一层根据上述第一和/或第二方法形成。
本发明的粒子表面的被覆方法,是将具有尿素等的特定性质的有机材料用作溶媒的新型被覆方法。根据该方法,由于不容易使作为被覆物质的金属化合物凝聚,因此可以使芯粒子分散性良好、并且在其表面上均匀地以很大的厚度并且高密度地被覆金属化合物。另外,在工业上实施该方法时,设备方面容易并且可以以低的制造成本制造表面被覆粒子。
尤其是根据本发明的第一方法,可以以少的工序数简便地制造表面被覆粒子。另一方面,根据第二方法,即使芯粒子在作为溶媒使用的有机材料的熔液中为可溶性时,也能够很好地被覆其表面。另外,由于能够以所需的粒径和粒径分布使用这种芯粒子,因此可以使混合物中的芯粒子的分散性优良并且以高密度形成被覆层。
根据这些方法制造的本发明的表面被覆粒子,尤其通过使芯粒子与被覆层中的至少一方设为荧光体,进而通过用电介质、导电性物质等形成另一方,可以有效地适用于平面面板显示器中所用的分散型电致发光(EL)元件、场致显示(FED)元件、等离子显示面板(PDP)元件等利用荧光体粒子的各种用途。
本发明的另一目的在于提供即使是与以往同程度的电力使用量,也能够在外部充分取出发光的电致发光元件,以及显示高发光效率与发光取出效率的电致发光元件。
本发明的发明人,对以往的电致发光元件的问题点进行研究,结果发现通过在发光层的前面(取光侧的面)和/或背面上配置折射率与发光层大致相同或比其高的高折射率光散射层,并且将存在于发光层与该高折射率光散射层之间的材料的折射率维持在与发光层的折射率大致相同或比其高的水平上,可以有效地在外部取出发光层发出的光,特别是通过本发明上述的粒子表面被覆方法,可以制成具有显示高发光效率与发光取出效率的电致发光元件,从而完成了本发明。
本发明的进一步研究发现,在分散型电致发光元件中,通过使背面侧的基板(背面片材)具有光散射反射性并且使在发光层中以分散状态保持荧光体粒子的电介质相显示光散射性,可以有效地在外部取出来自荧光体的发光。另外发现,通过使用以折射率与荧光体粒子大致相同或比其大的被覆材料(例如电介质材料)被覆该荧光体粒子表面的复合粒子,或者通过在电介质材料粒子的表面上形成荧光体层以及被覆层的复合粒子并且将该被覆层的折射率设为与荧光层的折射率等同或比其大,可以在外部有效地取出来自荧光体的发光。
本发明之一的电致发光元件,是具有依次叠层背面片材、背面侧光透过性电极、在电介质相中分散电致发光粒子而构成的发光层、前面侧光透过性电极、以及光透过性前面保护膜的基本构成的分散型电致发光元件,其特征在于,所述电致发光粒子是在荧光体粒子的外侧上按照本发明的粒子表面被覆方法形成被覆层的粒子,另外,上述电致发光元件,其背面片材具有光散射反射性并且发光层显示光散射性。
本发明之二的电致发光元件,是具有依次叠层背面片材、背面侧电极、在电介质相中分散电致发光粒子而构成的发光层、前面侧光透过性电极、以及光透过性前面保护膜的基本构成的分散型电致发光元件,其特征在于,电致发光粒子,在电介质材料粒子的周围上形成荧光体层并进而在其外侧形成被覆层,并且,所述电致发光粒子是在荧光体粒子的外侧上按照本发明的粒子表面被覆方法形成被覆层的粒子。
本发明之三的电致发光元件,是具有依次叠层背面片材、背面侧电极、在电介质相中分散电致发光粒子而构成的光散射性或非光散射性的发光层、前面侧光透过性电极、以及光透过性前面保护膜的基本构成的分散型电致发光元件,其特征在于,电致发光粒子,在电介质材料粒子的周围上形成荧光体层,所述电致发光粒子是在荧光体粒子的外侧上按照本发明的粒子表面被覆方法形成被覆层的粒子。
本发明之四的电致发光元件,是具有依次叠层背面片材、背面侧光透过性电极、在电介质相中分散电致发光粒子而构成的电致发光层、前面侧光透过性电极、以及光透过性前面保护膜的基本构成的分散型电致发光元件,其特征在于,背面片材显示基于光散射效果的光反射性,在前面侧光透过性电极与前面保护膜之间另设以折射率为电致发光层折射率80%以上的材料为主构成成分的高折射率光散射层,并且调整夹在该发光层与该高折射率光散射层之间的层的折射率,使从电致发光层向前面侧发出的光的40%以上入射到该高折射率光散射层上,所述电致发光粒子是在荧光体粒子的外侧上按照本发明的粒子表面被覆方法形成被覆层的粒子。
本发明之五的电致发光元件,是具有依次叠层背面片材、背面侧光透过性电极、在电介质相中分散电致发光粒子而构成的电致发光层、前面侧光透过性电极、以及光透过性前面保护膜的基本构成的分散型电致发光元件,其特征在于,背面片材,是以折射率为电致发光层折射率80%以上的材料为主构成成分的高折射率光散射性反射片材,并且调整夹在该发光层与该背面片材之间的层的折射率,使从电致发光层向背面侧发出的光的40%以上入射到该背面片材上,所述电致发光粒子是在荧光体粒子的外侧上按照本发明的粒子表面被覆方法形成被覆层的粒子。
本发明之六的电致发光元件,是具有依次叠层背面片材、背面侧电极、背面侧绝缘体层、在电介质相中分散电致发光粒子而构成的电致发光层、前面侧光透过性电极、以及光透过性前面保护膜的基本构成的分散型电致发光元件,其特征在于,背面侧绝缘体层,是以折射率为电致发光层折射率80%以上的材料为主构成成分的高折射率光散射性绝缘体层,并且从电致发光层向背面侧发出的光的40%以上入射到该背面侧绝缘体层上,所述电致发光粒子是在荧光体粒子的外侧上按照本发明的粒子表面被覆方法形成被覆层的粒子。
本发明之七的电致发光元件,是具有依次叠层背面片材、背面侧光透过性电极、在电介质相中分散电致发光粒子而构成的电致发光层、前面侧绝缘体、前面侧光透过性电极、以及光透过性前面保护膜的基本构成的分散型电致发光元件,其特征在于,背面片材显示基于光散射效果的光反射性,前面侧绝缘体层,是以折射率为电致发光层折射率80%以上的材料为主构成成分的高折射率光散射性绝缘体层,并且被调整为从电致发光层向前面侧发出的光的40%以上入射到该前面侧绝缘体层上,所述电致发光粒子是在荧光体粒子的外侧上按照本发明的粒子表面被覆方法形成被覆层的粒子。
本发明之八的电致发光元件,是具有依次叠层背面片材、背面侧电极、背面侧绝缘体层、在电介质相中分散电致发光粒子而构成的电致发光层、前面侧光透过性电极、以及光透过性前面保护膜的基本构成的分散型电致发光元件,其特征在于,该背面侧绝缘体层,具有10μm以上的厚度,并且是漫反射率为50%以上的高折射率光散射反射性绝缘体层,所述电致发光粒子是在荧光体粒子的外侧上按照本发明的粒子表面被覆方法形成被覆层的粒子。
本发明之九的电致发光元件,是具有依次叠层背面片材、背面侧电极、背面侧绝缘体层、电致发光层、前面侧光透过性电极、以及光透过性前面保护膜的基本构成的电致发光元件,其特征在于,该背面侧绝缘体层,具有10μm以上的厚度,并且是漫反射率为50%以上的高折射率光散射反射性绝缘体层,所述电致发光粒子是在荧光体粒子的外侧上按照本发明的粒子表面被覆方法形成被覆层的粒子。
本发明之十的电致发光元件,是具有依次叠层背面片材、背面侧光透过性电极、电致发光层、前面侧光透过性电极、以及光透过性前面保护膜的基本构成的电致发光元件,其特征在于,背面片材,是以折射率为电致发光层折射率80%以上的材料为主构成成分的高折射率光散射性反射片材,并且调整夹在该发光层与该背面片材之间的层的折射率,使从电致发光层向背面侧发出的光的40%以上入射到该背面片材上,所述电致发光粒子是在荧光体粒子的外侧上按照本发明的粒子表面被覆方法形成被覆层的粒子。
本发明之十一的电致发光元件,是具有依次叠层背面片材、光透过性背面侧电极、背面侧绝缘体层、电致发光层、前面侧光透过性电极、以及光透过性前面保护膜的基本构成的电致发光元件,其特征在于,背面片材为光散射反射性,并且背面侧绝缘体层,是以折射率为电致发光层折射率80%以上的材料为主构成成分的高折射率光散射性绝缘体层,并且从电致发光层向背面侧发出的光的40%以上入射到该背面侧绝缘体层上,所述电致发光粒子是在荧光体粒子的外侧上按照本发明的粒子表面被覆方法形成被覆层的粒子。
本发明之十二的电致发光元件,是具有依次叠层背面片材、背面侧光透过性电极、电致发光层、前面侧光透过性电极、以及光透过性前面保护膜的基本构成的电致发光元件,其特征在于,背面片材显示基于光散射效果的光反射性,在前面侧光透过性电极与前面保护膜之间另设以折射率为电致发光层折射率80%以上的材料为主构成成分的高折射率光散射层,并且调整夹在该发光层与该高折射率光散射层之间的层的折射率,使从电致发光层向前面侧发出的光的40%以上入射到该高折射率光散射层上,所述电致发光粒子是在荧光体粒子的外侧上按照本发明的粒子表面被覆方法形成被覆层的粒子。
本发明之十三的电致发光元件,是具有依次叠层背面片材、背面侧光透过性电极、电致发光层、前面侧光透过性电极、以及光透过性前面保护膜的基本构成的电致发光元件,其特征在于,背面片材显示基于光散射效果的光反射性,在电致发光层的前面侧上设置以折射率为电致发光层折射率80%以上的材料为主构成成分的高折射率光散射性绝缘体层,并且从电致发光层向前面侧发出的光的40%以上入射到该高折射率光散射性绝缘体层上,所述电致发光粒子是在荧光体粒子的外侧上按照本发明的粒子表面被覆方法形成被覆层的粒子。
本发明之十四的电致发光元件,是具有依次叠层背面片材、背面侧光透过性电极、电致发光层、前面侧光透过性电极、以及光透过性前面保护膜的基本构成的电致发光元件,其特征在于,背面片材显示基于光散射效果的光反射性,在电致发光层的背面侧上设置以折射率为电致发光层折射率80%以上的材料为主构成成分的高折射率光散射性绝缘体层,并且从电致发光层向背面侧发出的光的40%以上入射到该高折射率光散射性绝缘体层上,所述电致发光粒子是在荧光体粒子的外侧上按照本发明的粒子表面被覆方法形成被覆层的粒子。
本发明的电致发光元件,以与以往大致相同的大小并且通过与以往大致相同的电力使用量,能够高效地在外部取出在内部发出的光。另外,本发明的分散性电致发光元件也可以提高发光层的发光效率,所述电致发光粒子是在荧光体粒子的外侧上按照本发明的粒子表面被覆方法形成被覆层的粒子。
附图说明
图1(a)及(b)是表示本发明的一例表面被覆粒子的电子显微镜照片。
图2(a)及(b)是表示本发明的另一例表面被覆粒子的电子显微镜照片。
图3(a)及(b)是表示被覆前的芯粒子的电子显微镜照片。
图4(a)及(b)是表示用尿素法仅处理芯粒子所得的粒子的电子显微镜照片。
图5是表示作为芯粒子使用ZnS∶Mn2+所得的本发明的表面被覆粒子的荧光光谱的图。
图6是表示使用芯粒子(ZnS)和掺杂剂所得的本发明的表面被覆粒子的荧光光谱的图。
图7是表示以往分散型EL元件的构成例的概略剖面图。
图8是表示以往薄膜型EL元件的构成例的概略剖面图。
图9是表示本发明的分散型EL元件的构成例的概略剖面图。
图10是表示本发明的分散型EL元件的构成例的概略剖面图。
图11是表示本发明的分散型EL元件的构成例的概略剖面图。
图12是表示本发明的分散型EL元件的构成例的概略剖面图。
图13是表示本发明的分散型EL元件的构成例的概略剖面图。
图14是表示本发明的分散型EL元件的构成例的概略剖面图。
图15是表示本发明的分散型EL元件的构成例的概略剖面图。
图16是表示本发明的分散型EL元件的构成例的概略剖面图。
图17是表示本发明的分散型EL元件的构成例的概略剖面图。
图18是表示本发明的分散型EL元件的构成例的概略剖面图。
图19是表示本发明的分散型EL元件的构成例的概略剖面图。
图20是表示本发明的分散型EL元件的构成例的概略剖面图。
图21是表示本发明的薄膜型EL元件的构成例的概略剖面图。
图22是表示本发明的薄膜型EL元件的构成例的概略剖面图。
图23是表示本发明的薄膜型EL元件的构成例的概略剖面图。
图24是表示本发明的薄膜型EL元件的构成例的概略剖面图。
图25是表示本发明的薄膜型EL元件的构成例的概略剖面图。
图26是表示本发明的薄膜型EL元件的构成例的概略剖面图。
图27是表示本发明的薄膜型EL元件的构成例的概略剖面图。
图28是表示本发明的薄膜型EL元件的构成例的概略剖面图。
图29是表示本发明的薄膜型EL元件的构成例的概略剖面图。
图30是表示本发明的薄膜型EL元件的构成例的概略剖面图。
图31是表示本发明的薄膜型EL元件的构成例的概略剖面图。
图32是表示以往多色图像显示用EL元件的构成例的示意立体图。
图33是表示本发明的多色图像显示用分散型EL元件的构成例的概略剖面图。
图34是表示本发明的多色图像显示用分散型EL元件的构成例的概略剖面图。
图35是表示本发明的多色图像显示用薄膜型EL元件的构成例的概略剖面图。
图36是表示从平行平面取光的効率的图表。
具体实施方式
本发明的第一以及第二被覆方法的优选方式,如下所述。
(1)有机材料为尿素和/或对称二氨基脲。
(2)金属化合物的盐为选自由金属硝酸盐、金属硫酸盐以及金属醋酸盐构成一组中的至少一种金属盐。
(3)在工序(1)中,分散液或熔液进一步含有掺杂剂。
(4)在第一方法中,以150℃~450℃范围的温度进行工序(2)的加热。
(5)在第一方法中,以150℃~1500℃范围的温度进行工序(2)的加热。
(6)在第一方法中,进行工序(2)的加热直至有机材料热分解。
(7)在700~1500℃范围内的温度下,进一步对在有机材料热分解所得的表面上具有被覆层的被覆粒子进行煅烧。
(8)粒子的平均粒径在10nm~100μm范围内。
(9)被覆粒子表面的金属化合物的厚度在1nm~10μm范围内。
(10)在粒子表面被覆的金属化合物为金属氧化物、金属氮化物、金属氧氮化物、金属硫化物和/或金属氧硫化物。
(11)在工序(2)中,以低于20℃/分的速度进行达到150~450℃的加热。
(12)在第二方法中,在150℃~450℃范围的温度下进行工序(2)的加热。
(13)在第二方法中,通过工序(3)进一步在金属化合物前体以及粒子中混合掺杂剂。
(14)在第二方法中,以150℃~1500℃范围内的温度进行工序(3)的加热。
(15)在第二方法中,进行工序(3)的加热直至有机材料热分解。
本发明的表面被覆粒子的优选方式如下所述。
(1)粒子为无机荧光体粒子,尤其是通过活化剂活化的无机荧光体粒子。
(2)在粒子表面被覆的金属化合物为电介质。
(3)尤其是粒子为无机荧光体粒子,在其表面被覆的金属化合物为电介质。
(4)在粒子表面被覆的金属化合物为导电性物质。
(5)尤其是粒子为无机荧光体粒子,在其表面被覆的金属化合物为导电性物质。
(6)在粒子表面被覆的金属化合物为荧光体,尤其是被活化剂活化的荧光体。
(7)粒子为无机电介质粒子。
(8)尤其是粒子为无机电介质粒子,在粒子表面被覆的金属化合物为荧光体。
(9)粒子为无机导电性粒子。
(10)尤其是粒子为无机电介质粒子,在粒子表面被覆的金属化合物为荧光体。
(11)粒子表面的被覆层由两层构成,粒子为电介质粒子,内侧的被覆层为荧光体,尤其是被活化剂活化的荧光体,并且其外侧的被覆层由电介质构成。
以下,作为有机材料以尿素和/或对称二氨基脲为例对本发明的第一的粒子表面的被覆方法进行详细说明。
[粒子分散工序]
在尿素和/或对称二氨基脲与被覆用的金属盐熔液中分散用于表面被覆的芯粒子。
在本发明的方法中可以使用的芯粒子,是在尿素和/或对称二氨基脲(以下有时只称为尿素)的熔液中、以及在后述的用于分解尿素等的加热工序中不发生化学以及物理变化的无机物质的粒子。作为这种无机物质例如可以举出Al2O3、SiO2、ZnO、Y2O3、In2O3、SnO2、HfO2、Ln2O3(其中Ln为稀土类元素)、TaO5、CaAl2O4、CaWO4、SrAl2O4、SrTiO3、BaTiO3、ZnGa2O4、YAG(Y3Al5O12)、ALON、YVO4、YTaO4、Zn2SiO4、BaAl12O19、BaMgAl10O17、BaMg2Al14O24、BaTa2O6、SrAl2O4、Sr4Al14O25、Sr2MgSi2O7、Bi4Ge3O12、Gd2SiO5、Zn3(PO4)2、LaPO4、(Y,Gd)BO3、InBO3、ZnS、CaS、SrS、MoS2、WS2、CaGa2S4、SrGa2S4、BaAl2S4、Gd2O2S、AlN、Si3N4、GaN、InN、CaSiN2、Eu2Si5N8、BaAl11O16N、CsI、BaFBr、LaOBr、Ca5(PO4)3Cl以及石墨。在这些化合物中可以进一步含有少量的金属离子等(也可以被金属离子等活化)。
尤其在本发明中,根据其目的,作为芯粒子可以使用荧光体粒子、电介质粒子、导电性粒子、或对X射线或电子射线等的放射线吸收大的粒子。另外,当荧光体粒子的荧光体由荧光体基体化合物和活化剂构成时,荧光体粒子可以是,作为起始物质使用由荧光体基体化合物构成粒子,并如后述,通过在熔液中添加掺杂剂,在被覆过程中使在荧光体基体粒子中含有掺杂剂(活化剂),用活化剂活化的荧光体粒子。芯粒子可以是一种,也可以将化合物或粒径不同的二种以上组合使用。
芯粒子的形状、尺寸以及粒径分布,由于尿素的熔液很难使粒子凝聚,因此可以任意选择。即,作为粒子的形状,例如可以是球状、板状、长方体型、多面体型等,或也可以是不定型粉碎粒子状。另外,粒子的平均粒径,一般在10nm~100μm的范围内,优选在30nm~30μm的范围内。
作为构成被覆用金属盐的金属,不作特别限制,例如可以举出碱金属(Li、Na、K等)、碱土类金属(Mg、Ca、Sr、Ba等)、B、Al、Si、Sc、Ti、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Y、Zr、Nb、Ag、Cd、In、Sn、Hg、Pb、以及稀土类元素(Ce、Pr、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Th、U等)。另外,在与上述芯粒子组合时,由于这些金属与构成芯粒子的无机物质不发生化学反应等,因此金属的氧化物等必须能够在其表面上附着,被覆的芯粒子与被覆的金属成分优选选择组合。
作为这些金属的盐,可以使用硝酸盐、硫酸盐、以及醋酸盐。优选硝酸盐及醋酸盐,特别优选硝酸盐。另外,在金属为B等的情况下,可以作为硼酸等的酸使用。金属以及其金属盐,未必为一种,也可以是二种以上的组合。
首先,将尿素和/或对称二氨基脲与上述金属盐装入可分离的烧瓶等反应器中,加热到尿素或对称二氨基脲的熔点(尿素:135℃、对称二氨基脲:152℃)以上的温度而调制熔液。此时,上述金属盐,根据其熔点而自身熔融,或者溶解在尿素的熔液中,形成均匀熔液。尿素与金属盐的混合比,根据芯粒子种类或量、被覆量、金属的种类(金属原子的配位数)等而不同,也可以根据目的不同以各种比率进行混合。为获得均匀熔液,尿素:金属盐的混合比,一般为1∶1(摩尔比)以上。
也可以在该熔液进一步添加少量的掺杂剂等添加剂。作为掺杂剂可以举出Mn、Cu、Zn、Al、Tl、稀土类元素(Ce、Pr、Nd、Eu、Gd、Tb、Er、Tm等)等的金属粒子,作为硝酸盐、硫酸盐或醋酸盐等被添加。这些掺杂剂,通过后述的加热工序而含在作为上述无机物粒子或作为被覆物质的金属化合物中,起到活化该物质的作用(例如,对于荧光体基体化合物起到活化剂的作用)。
另外,也可以在熔液添加少量的蔗糖等有机添加剂。由此,向熔液中的被覆物质(金属化合物)赋予粘接性,而容易附着在芯粒子表面上,并且可以提高粒子表面被覆性。
然后,在该熔液加入上述芯粒子使均匀分散。芯粒子与金属盐的比率,根据它们的种类或所需被覆量等而不同,但是一般在106∶1~1∶10(摩尔比)的范围内。另外,也可以开始将芯粒子加入尿素以及金属盐中然后使加热熔融,或者仅把尿素加热熔融后再依次加入金属盐和芯粒子。
另外,在本发明中,作为可以用作溶媒(熔液)的有机材料,不局限于上述尿素以及对称二氨基脲,只要是在25℃为固体状态、加热熔融则变为显示极性的液体状态并且通过进一步继续加热则热分解的材料,可以使用任意的以尿素衍生物为代表的有机材料。
[加热工序]
将分散上述芯粒子的熔液加热到尿素(或对称二氨基脲)的熔点以上并且低于上述金属化合物(氧化物、氮化物、和/或氮氧化物)烧结的温度。
加热温度,一般在150℃~450℃的范围内。另外,加热时间,一般为10分~24小时。熔液的加热也可以维持在其中一定温度,或者也可以缓缓地升高温度。另外,作为加热气氛,可以使用大气等的氧化性气氛、或N2气、Ar气等的中性气氛、或者真空气氛。
在该加热过程中,熔液中的尿素以及硝酸盐等的金属盐分解,金属成分以外的分解产物中一部分或全部作为可燃性气体而挥散,熔液逐渐凝固。同时,金属成分形成氧化物、氮化物、或氮氧化物,而附着在分散的芯粒子表面上。
或者可以以150℃~1500℃范围的温度进行分散液的加热。由此,可以使金属成分以外的分解产物更多或完全挥散。另外,可以使在芯粒子表面附着的金属化合物结晶化。
在所得的加热处理物(表面被覆粒子)中,可以根据需要实施粉碎、碾开处理等。
通过这种方式,例如,得到以金属氧化物、金属氮化物、或金属氧氮化物等被覆表面的粒子。在芯粒子表面上,作为被覆层形成的这些金属化合物,根据加热条件,作为非晶質化合物和/或结晶性化合物存在。另外,若被覆层的金属化合物为非晶質或不完全结晶化时,有时也特别称为被覆粒子前体。
[煅烧工序]
在本发明中,优选进一步对上述表面被覆粒子进行煅烧。
将上述表面的被覆的粒子填充在石英燃烧皿、氧化铝坩锅、石英坩锅等耐热性容器中,放在电炉的炉芯上进行煅烧。煅烧温度根据表面被覆粒子(特别是构成被覆层的金属化合物)而不同,一般在700℃~1500℃的范围内,优选700℃~1300℃的范围。煅烧时间,根据表面被覆粒子的种类或数量而不同,但是,一般在10分~100小时的范围内。煅烧气氛,根据被覆层的金属化合物等而不同。一般,在金属化合物为氧化物时,使用含有少量氢的惰性气体气氛等还原性气氛(N2/H2、NH3气体等)、惰性气体气氛等中性气氛(He、Ne、Ar、N2等)、含有少量的氧的惰性气体气氛等氧化性气氛(N2/O2等)、或者真空气氛。另外,若为氮化物或氮氧化物时,使用中性气氛、还原性气氛或者真空气氛。也可以改变这些煅烧条件进行再煅烧。另外,也可以使加热工序与煅烧工序一体化。
对所得煅烧物(表面被覆粒子),可以根据需要,实施碾开、筛分处理等。
可以通过对表面被覆粒子实施煅烧工序,使在加热工序中产生的分解产物完全消失,而纯粹仅由金属化合物构成被覆层。另外,可以使非晶質的金属化合物完全结晶化。尤其在被覆层的金属化合物为荧光体时,从发光特性等方面来看,优选进行煅烧。
在使用掺杂剂时,在上述的加热工序、进而在煅烧工序中,掺杂剂作为金属离子等均匀地分散在芯粒子和/或被覆层的金属化合物中,活化这些化合物(例如,活化荧光体)。
通过这种方式,得到在芯粒子表面形成由金属氧化物构成的被覆层(或荧光体层)的被覆粒子。被覆层的层厚,一般在1nm~10μm的范围内,优选在10nm~5μm的范围内。
本发明的第二粒子表面的被覆方法可以通过以下方式实施。
(熔液调制工序)
如上所述,将尿素和/或对称二氨基脲与上述金属盐装入可分离的烧瓶等的反应器中,加热到尿素或对称二氨基脲的熔点以上的温度而调制熔液。也可以在该熔液中,为了活化被覆物质而进一步添加少量的上述掺杂剂等的添加剂。
(加热工序)
在尿素(或对称二氨基脲)的熔点以上并且低于上述金属化合物(氧化物、氮化物、和/或氮氧化物)烧结温度的温度下加热上述熔液。加热温度,一般在150℃~450℃的范围内。另外,加热时间,一般在10分~24小时。熔液的加热可以维持在其中一定温度,或者慢慢地进行升温。另外,作为加热气氛可以使用大气等氧化性气氛、或N2气体、Ar气体等中性气氛、真空气氛。
在该加热过程中,熔液中的硝酸盐等的金属盐分解,另外,一部分尿素分解,一部份聚合。另外,金属成分以外的分解产物中的一部份或全部,作为可燃性气体挥散,熔液逐渐凝固。同时,金属成分例如可以形成氧化物、氮化物或氧氮化物。冷却并粉碎所得凝固物。由此,在聚合的尿素中,金属化合物(金属化合物或金属离子)处于均匀的分散状态,从而得到粉末状的金属化合物前体。
(粒子混合工序)
在所得金属化合物前体粉末中,使上述芯粒子均匀地混合。芯粒子与金属化合物前体的比率,根据它们的种类或所需的被覆量等而不同,但是,一般在106∶1~1∶10(摩尔比)的范围内。对于混合,可以以干式利用球磨机等以往公知的混合装置进行10分~24小时的混合。混合时,为了活化芯粒子和/或被覆物质(金属化合物),可以添加少量的上述掺杂剂等添加剂。另外,为了赋予被覆物质粘接性,可以添加少量的蔗糖等有机添加剂。
(煅烧工序)
在本发明的第二方法中,与前述相同,通过煅烧上述混合物,得到在芯粒子表面形成由金属化合物构成的被覆层的表面被覆粒子。对所得的煅烧物(表面被覆粒子),根据需要可以实施碾开、筛分处理等。
在本发明中,如上述,通过将尿素熔液用作溶媒,在尿素分解并熔液凝固时,很难使其中的金属化合物凝聚,另外,也不会象将水用作溶媒时那样,作为水和物残留。因此,可以在维持芯粒子处于良好的分散状态下,而直接在其表面上均匀地使厚度增厚并且以高密度形成金属化合物的被覆层。可以在很宽的范围内选择所使用的芯粒子的粒径,并且可以得到微粒子状的表面被覆粒子。另外,在将芯粒子和/或被覆层设为荧光体时,也不会对发光特性等荧光体的各特性产生不良影响。
进而,在本发明的方法中,可以在芯粒子中引入活化剂的同时被覆芯粒子表面。即,在被覆层的形成过程中可以使掺杂剂等的添加剂均匀分散地含在芯粒子上。
尤其根据第一方法,能够以很少的工序数并且以更简易的设备,制备表面被覆粒子。
根据本发明的第二方法,即使在尿素熔液中可溶性的SiO2粒子等的、芯粒子在作为溶媒的有机材料熔液中为可溶性时,也能够适宜地进行表面被覆。另外,对于这种粒子,由于可以选择所需的粒径以及粒径分布,因此可以提高混合物中的分散性,从而形成高密度的被覆层。另外,可以抑制在尿素熔液的加热中产生的氨与芯粒子(例如,BaTiO3粒子)的反应。进而也能够使芯粒子与被覆物质反应并生成其反应化合物的粒子(使SiO2粒子形成为硅酸塩的粒子)。
在根据本发明的方法制造的表面被覆粒子中,被覆层可以为单层,也可以为两层以上的多层构造。在为多层时,被覆层中的至少一层是根据本发明的第一和/或第二的方法形成,而其他层可以根据溶胶凝胶法等公知的被覆方法形成。
然后,参照附图对根据本发明的第一方法(粒子分散、加热、煅烧工序)制造的表面被覆粒子进行说明。
图1(a)、(b)以及图2(a)、(b)是分别表示表面被覆粒子(芯粒子:ZnS∶Mn2+荧光体,被覆层:Y2O3电介质)的代表例的电子显微镜照片[(a):2000倍,(b):5000倍]。图1是在加热工序中以5℃/分的加热速度升温至450℃的情况,图2是在加热工序中以1℃/分的加热速度升温至450℃的情况。
图3(a)、(b)分别表示被覆前芯粒子(ZnS∶Mn2+荧光体,CRT grade)的电子显微镜照片[(a):2000倍,(b):5000倍]。
图4(a)、(b)分别表示不用被覆物质而使芯粒子(ZnS∶Mn2+荧光体)分散在尿素熔液中并进行加热、煅烧处理所得的粒子的电子显微镜照片[(a):2000倍,(b):5000倍]。
从图1~4可以看出,根据本发明的方法可以获得ZnS∶Mn2+芯粒子被Y2O3均匀被覆的表面被覆粒子。尤其在加热工序中,通过以缓慢的升温速度升温可以获得粉末状的表面被覆粒子。
图5是表示作为芯粒子使用ZnS∶Mn2+、作为金属盐使用硝酸钇所得的表面被覆粒子(芯粒子:ZnS∶Mn2+荧光体,被覆层:Y2O3电介质)的荧光光谱的图。
图6是表示作为芯粒子使用ZnS、作为金属盐使用硝酸钇以及醋酸锰(掺杂剂)所得的表面被覆粒子(芯粒子:ZnS∶Mn2+荧光体,被覆层:Y2O3电介质)的荧光光谱的图。在没有掺杂锰的试样中观察不到该发光。
如图5、6可知,表面被覆粒子在两个图中均显示相同的荧光图谱。由此可知,在本发明的方法中,掺杂剂在被覆过程中均匀地分散在芯粒子内,作为荧光体的活化剂充分发挥作用。
能够根据本发明尿素法制造的表面被覆粒子中的芯粒子化合物与被覆层化合物的组合综合记载于表1中。对于以往的溶胶凝胶法也一并记载在其中。
                         表1
  芯粒子                           被覆层
          尿素法          溶胶凝胶法
氧化物   氮化物   硫化物   氧化物   硫化物   卤化物
  共价氧化物   可以   可以   可以   可以   可以   可以
  氮化物   可以   可以   可以   可以   可以   可以
  硫化物   可以   不可   可以   可以   可以   -
  卤化物   可以   不可   -   可以   -   -
  强电介质性氧化物   可以   不可   -   可以   -   -
在表1中,所谓共价氧化物,是指金属离子比较小的、金属与氧之间的化学键比较短的氧化物或多氧化物,例如可以举出Al2O3、SiO2、MgO、Y2O3、及它们的组合、以及它们与B2O3的组合。所谓强电介质性氧化物,是指金属离子足够大的、显示高介电常数的氧化物或多氧化物,例如可以举出TiO2、钛酸盐(SrTiO3、BaTiO3、PbTiO3等)、氧化钽以及钽酸盐(BaTa2O6等)、氧化铌以及铌酸盐(PbNb2O6)。另外,在表1所示的金属化合物中,也可以根据需要含有掺杂剂并被活化。
在通过上述方式制造的本发明的表面被覆粒子中,被覆层可以作为用于保护芯粒子的保护层而发挥作用。另外,在被覆层中,可以通过使用荧光体、或电介质性物质、导电性物质等,可以使其具有多种功能、特性。另外,通过在芯粒子中使用这种物质,根据其组合可以进一步扩大被覆粒子的功能、特性。
因此,本发明的表面被覆粒子,可以用于各种公知的用途,但是尤其通过利用由荧光体构成芯粒子以及被覆层(单层或多层)中的至少一种,如下所述,可以有效地用于以分散状态含有荧光体粒子而使用的各种用途:平面面板显示器用的分散型EL元件、FED元件、PDP元件。在这些用途中,荧光体粒子表面的被覆层很重要,尤其非常有利于以厚的厚度、高密度并且发光特性等各种特性优良的荧光体形成被覆层。
具体地说,作为本发明的电致发光元件的优选方式如下所述。
对于本发明的第一EL电致发光元件,优选下述方式。
(1)电致发光粒子是在荧光体粒子的外侧上按照本发明的粒子表面被覆方法形成被覆层(例如电介质被覆层)的粒子。
(2)电致发光粒子的外侧被覆层具有该发光粒子中荧光体粒子折射率的65%以上的折射率。
(3)电致发光粒子的外侧被覆层具有荧光体粒子折射率的75%以上的折射率。
(4)发光层的电介质相具有荧光体粒子折射率的65%以上的折射率。
(5)发光层的电介质相具有荧光体粒子折射率的75%以上的折射率。
(6)作为前面侧光透过性电极使用高折射率光透过性电极。
(7)电致发光粒子的粒径在30nm~5μm之间。
(8)电介质相是在有机聚合物中分散无机或有机微粒子而构成的相。
(9)电致发光粒子的半径与该粒子中的被覆层的层厚存在以下关系:(r-d)/r≤(n2/n1)×1.2
[其中,r表示发光粒子的半径,d表示被覆层的厚度,n2表示发光层的电介质相的折射率,n1表示发光粒子中的荧光体的折射率]。
(10)电致发光粒子中的荧光体是发出蓝色光的荧光体,并且在前面侧透光性电极与透光性前面保护层之间设置将该蓝色光变换为绿色光、红色光或白色光的荧光体层。
(11)电致发光粒子中的荧光体是发出紫外光的荧光体,并且在前面侧透光性电极与透光性前面保护层之间设置将该紫外光变换为蓝色光、绿色光、红色光或白色光的荧光体层。
(12)在前面侧透光性电极与透光性前面保护层之间设置的荧光体层,是显示光扩散性的荧光体层。
(13)电致发光粒子中的荧光体是发出蓝色光、绿色光、橙色光或红色光的荧光体。
(14)电致发光粒子中的荧光体是发出白色光的荧光体。
(15)在前面侧光透过性电极与光透过性保护膜之间另设滤色层和/或ND过滤层。
对于本发明的第二EL元件,优选以方式。
(1)电介质相是由有机聚合物构成或者在有机聚合物中分散无机或有机微粒子而构成的层。
(2)发光层是显示光散射性的层。
(3)背面侧电极为光透过性电极,背面片材显示光散射性。
(4)电致发光粒子中的外侧电介质层,具有该发光粒子中的荧光体层折射率的65%以上的折射率。
(5)电致发光粒子中的外侧电介质层,具有该发光粒子中的荧光体层折射率的75%以上的折射率。
(6)发光层的电介质相具有发光粒子中的荧光体层折射率的65%以上的折射率。
(7)发光层的电介质相,具有发光粒子中的荧光体层折射率的75%以上的折射率。此时,电介质相的材料,不限定于有机聚合物,也可以是无机材料或有机、无机复合体(含有纳米复合材料)。
(8)背面侧电极是透光性电极,背面片材是以折射率为电致发光粒子的荧光体层折射率80%以上的材料为主构成成分的高折射率光散射性反射片材,并且调整夹在该发光粒子与该背面片材之间的材料的折射率,使从电致发光粒子向背面侧发出的光的40%以上入射到该背面片材上。
(9)背面侧电极是透光性电极,背面片材显示光散射反射性,在前面侧电极与前面保护膜之间另设以折射率为电致发光粒子的荧光体层折射率80%以上的材料为主构成成分的高折射率光散射层,并且调整夹在该发光粒子与该高折射率光散射层之间的材料的折射率,使从电致发光粒子向前面侧发出的光的40%以上入射到该高折射率光散射层上。
(10)电致发光粒子的粒径径在30nm~5μm之间。
(11)电致发光粒子的半径与该粒子中的被覆层的层厚存在以下关系:
(r-d)/r≤(n2/n1)×1.2
[其中,r表示发光粒子的半径,d表示被覆层的厚度,n2表示发光层的电介质相的折射率,n1表示发光粒子中的荧光体的折射率]。
(12)电致发光粒子的内部的电介质材料粒子,显示该发光粒子中的荧光体层介电常数3倍以上的介电常数。
(13)电致发光粒子中的荧光体层,由发出蓝色光的荧光体构成,并且在前面侧透光性电极与透光性前面保护层之间设置将该蓝色光转换为绿色光、红色光或白色光的荧光体层。
(14)电致发光粒子中的荧光体层,由发出紫外光的荧光体构成,并且在前面侧透光性电极与透光性前面保护层之间设置将该紫外光转换为蓝色光、绿色光、红色光或白色光的荧光体层。
(15)在前面侧透光性电极与透光性前面保护层之间设置的荧光体层,是显示光扩散性的荧光体层。
(16)电致发光粒子中的荧光体层是由发出蓝色光、绿色光、橙色光或红色光的荧光体构成。
(17)电致发光粒子中的荧光体层是由发出白色光的荧光体构成。
(18)电致发光粒子的荧光体层和/或被覆层通过本发明所述的粒子表面的被覆方法形成:
在本发明的第三EL元件中,优选以下方式。
(1)背面侧电极为光透过性电极,背面片材显示光散射性。
(2)发光层的电介质相具有发光粒子中的荧光体层折射率的65%以上的折射率。
(3)电致发光粒子的内部的电介质材料粒子,显示该发光粒子中的荧光体层介电常数3倍以上的介电常数。
(4)背面侧电极是透光性电极,背面片材是以折射率为电致发光粒子的荧光体层折射率80%以上的材料为主构成成分的高折射率光散射性反射片材,并且调整夹在该发光粒子与该背面片材之间的材料的折射率,使从电致发光粒子向背面侧发出的光的40%以上入射到该背面片材上。
(5)调整夹在该发光粒子与该背面片材之间的材料的折射率,使从电致发光粒子向背面侧发出的光的70%以上入射到该背面片材上。
(6)夹在电致发光粒子与背面片材之间的材料均具有该发光粒子的荧光体层折射率的80%以上的折射率。
(7)背面侧电极是透光性电极,背面片材显示光散射反射性,在前面侧电极与前面保护膜之间另设以折射率为电致发光粒子的荧光体层折射率80%以上的材料为主构成成分的高折射率光散射层,并且调整夹在该发光粒子与该高折射率光散射层之间的材料的折射率,使从电致发光粒子向前面侧发出的光的40%以上入射到该高折射率光散射层上。
(8)调整夹在该发光粒子与该高折射率光散射层之间的材料的折射率,使从电致发光粒子向前面侧发出的光的70%以上入射到该高折射率光散射层上。
(9)夹在电致发光粒子的荧光体层与高折射率光散射层之间的材料均具有该发光层的折射率的80%以上的折射率。
(10)夹在电致发光粒子的荧光体层与高折射率光散射层之间的层或材料均具有该发光层的折射率的95%以上范围的折射率。
(11)电致发光粒子中的荧光体层,由发出蓝色光的荧光体构成,并且在前面侧透光性电极与透光性前面保护层之间设置将该蓝色光转换为绿色光、红色光或白色光的荧光体层。
(12)电致发光粒子中的荧光体层,由发出紫外光的荧光体构成,并且在前面侧透光性电极与透光性前面保护层之间设置将该紫外光转换为蓝色光、绿色光、红色光或白色光的荧光体层。
(13)在前面侧透光性电极与透光性前面保护层之间设置的荧光体层,是显示光扩散性的荧光体层。
(14)电致发光粒子中的荧光体层是由发出蓝色光、绿色光、橙色光或红色光的荧光体构成。
(15)电致发光粒子中的荧光体层是由发出白色光的荧光体构成。
(16)高折射率光散射反射性背面片材由陶瓷材料形成。
(17)高折射率光散射反射性背面片材是玻璃片材与高折射率光散射层的叠层体。
(18)在前面侧透光性电极与透光性保护膜之间设置滤色层和/或ND过滤层。
(19)电致发光粒子的荧光体层通过本发明所述的粒子表面的被覆方法形成:
在本发明的第四EL元件中优选以下方式。
(1)在电致发光层与前面侧光透过性电极和/或背面侧光透过性电极之间设置绝缘体层。
(2)高折射率光散射层,是以折射率为电致发光层折射率95%以上的材料为主构成成分的层,并且调整夹在该发光层与该高折射率光散射层之间的层的折射率,使从电致发光层向前面侧发出的光的70%以上入射到该高折射率光散射层上。
(3)高折射率光散射层,是以折射率为电致发光层折射率99%以上的材料为主构成成分的层,并且调整夹在该发光层与该高折射率光散射层之间的层的折射率,使从电致发光层向前面侧发出的光的85%以上入射到该高折射率光散射层上。
(4)光不透过性并且显示基于光散射效果的反射性的背面片材,由陶瓷材料构成。
(5)光不透过性并且显示基于光散射效果的反射性的背面片材,是玻璃片材与高折射率光散射层的叠层体。
(6)电致发光层由发出可见光的荧光体形成。
(7)电致发光层由在相隔离划区的区域上填充的发光色的色调相互不同的二种以上的荧光体层构成。
(8)在高折射率光散射层与透光性保护膜之间设置滤色层和/或ND过滤层
(9)电致发光层由发出紫外光的荧光体形成,在高折射率光散射层的前面侧另设吸收紫外光而发出可见光的荧光体层。
(10)电致发光层由发出紫外光的荧光体形成,并且高折射率光散射层是吸收紫外光而发出可见光的高折射率光散射层。
(11)电致发光层由发出蓝色光的荧光体形成,在高折射率光散射层的前面侧另设吸收蓝色光而发出绿色光、红色光或者白色光的荧光体层。
(12)电致发光层由发出蓝色光的荧光体形成,并且高折射率光散射层是吸收蓝色光而发出绿色光、红色光或者白色光的高折射率光散射性荧光体层。
在本发明的第五至第七的EL元件中,优选以下方式。
(1)在电致发光层与前面侧光透过性电极和/或背面侧光透过性电极之间设置绝缘体层。
(2)进而在前面侧光透过性电极与前面保护膜之间,另设以折射率为电致发光层折射率80%以上的材料为主构成成分的高折射率光散射层,并且调整夹在该发光层与该高折射率光散射层之间的层的折射率,使从电致发光层向前面侧发出的光的40%以上入射到该高折射率光散射层上。
(3)高折射率光散射层是以折射率为电致发光层折射率95%以上的材料为主构成成分的层,并且调整夹在该发光层与该高折射率光散射层之间的层的折射率,使从电致发光层向前面侧发出的光的70%以上入射到该高折射率光散射层上。
(4)高折射率光散射层是以折射率为电致发光层折射率99%以上的材料为主构成成分的层,并且调整夹在该发光层与该高折射率光散射层之间的层的折射率,使从电致发光层向前面侧发出的光的85%以上入射到该高折射率光散射层上。
(5)背面片材是以折射率为电致发光层折射率95%以上的材料为主构成成分的高折射率光散射性反射片材,并且调整夹在该发光层与该背面片材之间的层的折射率,使从电致发光层向背面侧发出的光的70%以上入射到该背面片材上。
(6)背面片材是以折射率为电致发光层折射率99%以上的材料为主构成成分的高折射率光散射性反射片材,夹在该发光层与该背面片材之间的任一层均具有该发光层折射率的85%以上的折射率。
(7)背面片材由陶瓷材料形成。
(8)背面片材是玻璃片材与高折射率光散射层的叠层体。
(9)电致发光层由发出可见光的荧光体形成。
(10)电致发光层由在相隔离划区的区域上形成的发光色的色调相互不同的二种以上的荧光体层构成。
(11)在前面侧光透过性电极与透光性保护膜之间设置滤色层和/或ND过滤层。
(12)电致发光层由发出紫外光的荧光体形成,在光透过性保护膜的背面侧另设吸收紫外光而发出可见光的荧光体层。
(13)电致发光层由发出紫外光的荧光体形成,并且在光透过性保护膜的背面侧另设吸收紫外光而发出可见光的光散射性荧光体层。
(14)电致发光层由发出蓝色光的荧光体形成,在光透过性保护膜的背面侧另设吸收蓝色光而发出绿色光、红色光或者白色光的荧光体层。
(15)电致发光层由发出蓝色光的荧光体形成,并且在光透过性保护膜的背面侧另设吸收蓝色光而发出绿色光、红色光或者白色光的光散射性荧光体层。
(16)电致发光层是荧光体粒子分散在折射率为该荧光体粒子折射率80%以上的电介质相中而形成的荧光体粒子分散层。
在本发明的第八EL元件中,优选以下方式。
(1)背面侧绝缘体层的漫反射率为70%以上。
(2)背面侧绝缘体层的漫反射率为90%以上。
(3)背面侧绝缘体层的膜厚在10~100μm的范围。
(4)电致发光层是由发出可见光的荧光体形成。
(5)电致发光层是由在相隔离划区的区域上形成的发光色的色调相互不同的二种以上的荧光体层构成。
(6)在前面侧光透过性电极与透光性保护膜之间另设滤色层和/或ND过滤层。
(7)电致发光层由发出紫外光的荧光体形成,在光透过性保护膜的背面侧另设吸收紫外光而发出可见光的荧光体层。
(8)电致发光层由发出紫外光的荧光体形成,并且在光透过性保护膜的背面侧另设吸收紫外光而发出可见光的光散射性荧光体层。
(9)电致发光层由发出蓝色光的荧光体形成,在光透过性保护膜的背面侧另设吸收蓝色光而发出绿色光、红色光或者白色光的荧光体层。
(10)电致发光层由发出蓝色光的荧光体形成,并且在光透过性保护膜的背面侧另设吸收蓝色光而发出绿色光、红色光或者白色光的光散射性荧光体层。
在本发明之九的EL元件中,优选以下方式。
(1)背面侧绝缘体层的漫反射率为70%以上。
(2)背面侧绝缘体层的漫反射率为90%以上。
(3)背面侧绝缘体层的膜厚在10~100μm的范围。
(4)电致发光层是荧光体薄膜。
(5)电致发光层是电致发光粒子分散在电介质相中而形成的发光层。
(6)电致发光层是由发出可见光的荧光体形成。
(7)电致发光层是由在相隔离划区的区域上形成的发色光的色调相互不同的二种以上的荧光体层构成。
(8)在前面侧光透过性电极与透光性保护膜之间另设滤色层和/或ND过滤层。
(9)电致发光层由发出紫外光的荧光体形成,在光透过性保护膜的背面侧另设吸收紫外光而发出可见光的荧光体层。
(10)电致发光层由发出紫外光的荧光体形成,并且在光透过性保护膜的背面侧另设吸收紫外光而发出可见光的光散射性荧光体层。
(11)电致发光层由发出蓝色光的荧光体形成,在光透过性保护膜的背面侧另设吸收蓝色光而发出绿色光、红色光或者白色光的荧光体层。
(12)电致发光层由发出蓝色光的荧光体形成,并且在光透过性保护膜的背面侧另设吸收蓝色光而发出绿色光、红色光或者白色光的光散射性荧光体层。
在本发明的第十以及第十一的EL元件中,优选以下方式。
(1)进而在前面侧光透过性电极与前面保护膜之间,另设以折射率为电致发光层折射率80%以上的材料为主构成成分的高折射率光散射层,并且调整夹在该发光层与该高折射率光散射层之间的层的折射率,使从电致发光层向前面侧发出的光的40%以上入射到该高折射率光散射层上。
(2)高折射率光散射层是以折射率为电致发光层折射率95%以上的材料为主构成成分的层,并且调整夹在该发光层与该高折射率光散射层之间的层的折射率,使从电致发光层向前面侧发出的光的70%以上入射到高折射率光散射层上。
(3)高折射率光散射层是以折射率为电致发光层折射率99%以上的材料为主构成成分的层,并且调整夹在该发光层与该高折射率光散射层之间的层的折射率,使从电致发光层向前面侧发出的光的85%以上入射到该高折射率光散射层上。
(4)背面片材是以折射率为电致发光层折射率95%以上的材料为主构成成分的高折射率光散射性反射片材,并且调整夹在该发光层与该背面片材之间的层的折射率,使从电致发光层向背面侧发出的光的70%以上入射到该背面片材上。
(5)背面片材是以折射率为电致发光层折射率99%以上的材料为主构成成分的高折射率光散射性反射片材,夹在该电致发光层与该背面片材之间的任一层均具有该发光层折射率的85%以上的折射率。
(6)背面片材由陶瓷材料形成。
(7)背面片材是玻璃片材与高折射率光散射层的叠层体。
(8)电致发光层由发出可见光的荧光体形成。
(9)电致发光层由在相隔离划区的区域上形成的发光色的色调相互不同的二种以上的荧光体层构成。
(10)在前面侧光透过性电极与透光性保护膜之间设置滤色层和/或ND过滤层。
(11)电致发光层由发出紫外光的荧光体形成,在光透过性保护膜的背面侧另设吸收紫外光而发出可见光的荧光体层。
(12)电致发光层由发出紫外光的荧光体形成,并且在光透过性保护膜的背面侧另设吸收紫外光而发出可见光的光散射性荧光体层。
(13)电致发光层由发出蓝色光的荧光体形成,在光透过性保护膜的背面侧另设吸收蓝色光而发出绿色光、红色光或者白色光的荧光体层。
(14)电致发光层由发出蓝色光的荧光体形成,并且在光透过性保护膜的背面侧另设吸收蓝色光而发出绿色光、红色光或者白色光的光散射性荧光体层。
(15)电致发光层是荧光体薄膜层,或者是荧光体粒子分散在折射率为该荧光体粒子折射率80%以上的电介质相中而形成的荧光体粒子分散层。
在本发明第十二以及第十四的EL元件中,优选以下方式。
(1)高折射率光散射层是以折射率为电致发光层折射率95%以上的材料为主构成成分的层,并且调整夹在该发光层与该高折射率光散射层之间的层的折射率,使从电致发光层向前面侧发出的光的70%以上入射到该高折射率光散射层上。
(2)高折射率光散射层是以折射率为电致发光层折射率99%以上的材料为主构成成分的层,并且调整夹在该发光层与该高折射率光散射层之间的层的折射率,使从电致发光层向前面侧发出的光的85%以上入射到该高折射率光散射层上。
(3)光不透过性并且显示基于光散射效果的光反射性的背面片材,由陶瓷材料构成。
(4)光不透过性并且显示基于光散射效果的光反射性的背面片材,是玻璃片材与高折射率光散射层的叠层体。
(5)电致发光层由发出可见光的荧光体形成。
(6)电致发光层由在相隔离划区的区域上形成的发光色的色调相互不同的二种以上的荧光体层构成。
(7)在高折射率光散射层与透光性保护膜之间设置滤色层和/或ND过滤层
(8)电致发光层由发出紫外光的荧光体形成,在光透过性保护膜的前面侧另设吸收紫外光而发出可见光的荧光体层。
(9)电致发光层由发出紫外光的荧光体形成,并且作为高折射率光散射层另设吸紫外光而发出可见光的高折射率光散射层光散射性荧光体层。
(10)电致发光层由发出蓝色光的荧光体形成,在高折射率光散射层的前面侧另设吸收蓝色光而发出绿色光、红色光或者白色光的荧光体层。
(11)电致发光层由发出蓝色光的荧光体形成,并且作为高折射率光散射层另设吸收蓝色光而发出绿色光、红色光或者白色光的高折射率光散射性荧光体层。
以下参照表示其代表性构成例的附图,对本发明的电致发光元件进行详细说明。另外,在本说明书中的说明中,所谓高折射率,是指以发光层中的电介质相的折射率为基准,折射率为其80%以上(优选95%以上,更优选99%以上),且具有高折射率的层或材料,是显示这种高折射率的层或赋予该层这种高折射率的材料。
图9表示本发明第一分散型EL元件的代表性构成。即,EL元件的构成为:在其背面侧的光不透过性并且显示光散射反射性的基板31b上,具有背面侧光透过性电极32b、发光层、前面侧光透过性电极32a、光透过性保护层(或波长变换荧光层、滤色层或者它们的组合)37,发光层是荧光体粒子33(粒径一般为30nm~5μm、优选为50nm~2μm)分散在电介质相35中而构成的层,并显示光散射性。
通过在配置于前面侧(图中下侧)的光透过性电极32a与背面侧光透过性电极32b之间外加交流电压(数十V~数百V,频率30Hz~10kHz,波形任意,但优选正弦波),该发光层显示电场发光。该发光可以从前面侧的保护膜37上取出。在EL元件的各层之间有时设有各种辅助层。它们的变形,即使对于以下所述构成的EL元件也相同。
图10表示本发明第一分散型EL元件的另一代表性构成。即,EL元件的基本构成为:在其背面侧的光不透过性并且显示光反射性的基板31b上,具有背面侧光透过性电极32b、发光层、前面侧光透过性电极32a、光透过性保护层(或波长变换荧光层、滤色层或者它们的组合)37,发光层是由荧光体粒子33(粒径一般为30nm~5μm、优选为50nm~2μm)和被覆层40(一般层厚为100nm~数10μm)构成的复合荧光体粒子分散在电介质相(优选使用无机材料,或也可以是在有机材料中添加无机材料的超微粒子的复合材料)35中而构成的层,并显示光散射性。
图11表示本发明第二分散型EL元件的代表性构成。即,EL元件的构成为:在其背面侧的光反射层(或光反射性基板)51b上,具有背面侧光透过性电极52b、发光层、前面侧光透过性电极52a、光透过性保护层57,且发光层是由电介质材料的芯材(例如球状或其它形成的芯材)60b、荧光体层(层厚一般为30nm~5μm、优选为50nm~2μm)53、以及被覆层60a构成的复合荧光体粒子分散在高介电常数的有机聚合物相55中而构成的层,并显示光散射性。
通过在配置于前面侧(图中下侧)的光透过性电极52a与背面光透过性电极52b之间外加交流电压,发光层显示电场发光。该发光可以从前面侧的保护膜57侧取出。
作为可以在所述构成中使用的高介电常数有机聚合物,可以举出异氰基乙基化纤维素系高介电常数树脂(异氰基乙基化纤维素、异氰基乙基化羟基纤维素、异氰基乙基化支链淀粉等),但也可以是将BaTiO3、SrTiO3、TiO2、Y2O3等的高介电常数超微粒子(直径:数nm~数μ)分散在苯乙烯树脂、硅酮树脂、环氧树脂、偏氟乙烯树脂等聚合物(介电常数不太高的聚合物)中而形成的有机聚合物。
图12表示本发明第三分散型EL元件的代表性构成。即,EL元件的基本构成为:在其背面侧的高折射率光反射层(也可以包括基板)51b上,具有高折射率的背面侧光透过性电极52b、发光层、前面侧光透过性电极52a、光透过性保护层(或波长变换荧光层、滤色层或者它们的组合)57,发光层是由电介质材料的球状芯材60b与荧光体层(层厚一般为30nm~5μm、优选为50nm~2μm)53构成的复合荧光体粒子分散在高折射率高介电常数介质相(优选使用无机材料,或也可以是在有机材料中添加无机材料的超微粒子的复合材料)60c中而构成的层,并显示光散射性。
图13表示本发明第四分散型EL元件的代表性构成。图13的EL元件,配置背面侧(与取出元件内发出光的一侧相对的一侧)的光散射反射性高的陶瓷基板(光不透过性背面片材)121,在其上面(图13中为下面)依次配置背面侧光透过性电极(ITO,厚度0.01~20μm)122b、荧光体粒子分散固定在电介质相中而构成的发光层(厚度2~50μm、优选5~20μm,在层平面方向上分别划区配置显示R、G、B等色调光的各种荧光体)123、高折射率的前面侧光透过性电极122a、高折射率光散射层(厚度1~50μm)125、滤色层(R、G、B)126、以及光透过性保护膜127。在图13的EL元件中,背面侧的陶瓷基板121以外的层,是实质上透明或者可以透过适当量光的不透明层。
另外,光不透过性背面片材121也可以由玻璃片材与在其上叠层的光不透过性层构成。
通过在配置于图13分散型EL元件的前面侧(图中下侧)的光透过性电极122a与背面侧光透过性电极122b之间外加交流电压,发光层123显示电场发光。该发光可以从前面侧的光透过性保护膜127上取出。
图14表示本发明第四分散型EL元件的另一代表性构成例。图14的EL元件,在背面侧配置光散射反射性高的陶瓷基板131,在其上面依次配置背面侧光透过性电极(ITO,厚度0.01~20μm)132b、背面侧绝缘体层(厚度0.3~100μm)134b、荧光体粒子分散固定在电介质相中而构成的发光层133、前面侧光透过性电极132a、高折射率光散射层(厚度0.3~20μm)135、滤色层(R、G、B)136、以及光透过性保护膜137。在图14的分散型EL元件中,背面侧的陶瓷基板131以外的层,是实质上透明或者可以透过适当量光的不透明层。
图15表示本发明第四分散型EL元件的又一构成例。图15的EL元件,在背面侧配置光散射反射性高的陶瓷基板141,在其上面依次配置背面侧光透过性电极(ITO,厚度0.01~20μm)142b、荧光体粒子分散固定在电介质相中而构成的发光层143、高折射率的绝缘体材料制光散射层(厚度1~50μm)145、高折射率的前面侧光透过性电极(厚度0.01~20μm)142a、滤色层(R、G、B)146、以及光透过性保护膜147。在图15的分散型EL元件中,背面侧的陶瓷基板141以外的层,是实质上透明或者可以透过适当量光的不透明层。
图16表示本发明第五分散型EL元件的构成例。图16的分散型EL元件,在背面侧(与取出元件内发出光的一侧相对的一侧)配置光散射反射性高的高折射率陶瓷基板(高折射率光散射反射性背面片材)221,在其上面依次配置高折射率的背面侧光透过性电极(ITO,厚度0.01~20μm)222b、荧光体粒子分散固定在电介质相中而构成的发光层(厚度2~50μm、优选5~20μm,在平面方向上分别划区配置显示R、G、B等色调光的各种荧光体)223、前面侧光透过性电极222a、滤色层(R、G、B)226、以及光透过性保护膜227。在图16的分散型EL元件中,背面侧的高折射率陶瓷基板221以外的层,是实质上透明或者可以透过适当量光的不透明层。
另外,高折射率光散射反射性背面片材221也可以由玻璃片材与在其上叠层的高折射率光散射层构成。
通过在配置于前面侧(图中下侧)的光透过性电极222a与背面侧电极222b之间外加交流电压,发光层223显示电场发光。该发光可以从前面侧的光透过性保护膜227上取出。
图17表示本发明第六分散型EL元件的构成例。图17的分散型EL元件,在背面侧配置光散射反射性高的高折射率陶瓷基板231,在其上面依次配置高折射率的背面侧光透过性电极(ITO,厚度0.01~20μm)232b、高折射率的背面侧绝缘体层(厚度0.3~50μm)234、荧光体粒子分散固定在电介质相中而构成的发光层233、前面侧光透过性电极232a、滤色层(R、G、B)236、以及光透过性保护膜237。在图17的EL元件中,背面侧的高折射率陶瓷基板231以外的层,是实质上透明或者可以透过适当量光的不透明层。
图18表示本发明第七分散型EL元件的构成例。图18的分散型EL元件,在背面侧配置光散射反射性高的高折射率陶瓷基板241,在其上面依次配置高折射率的背面侧光透过性电极(ITO,厚度0.01~20μm)242b、荧光体粒子分散固定在电介质相中而构成的发光层243、高折射率的前面侧绝缘体层(厚度0.3~1μm)244a、高折射率的前面侧光透过性电极(厚度0.01~20μm)242a、滤色层(R、G、B)246、以及光透过性保护膜247。在图18的EL元件中,背面侧的高折射率陶瓷基板241以外的层,是实质上透明或者可以透过适当量光的不透明层。
图19表示本发明第五分散型EL元件的另一构成例。图19的分散型EL元件,在背面侧配置光散射反射性高的高折射率陶瓷基板251,在其上面依次配置高折射率的背面侧光透过性电极(ITO,厚度0.01~20μm)252b、荧光体粒子分散固定在电介质相中而构成的发光层253、前面侧光透过性电极(厚度0.01~20μm)252a、高折射率光散射层(厚度1~50μm)255、滤色层(R、G、B)256、以及光透过性保护膜257。在图19的EL元件中,背面侧的陶瓷基板251以外的层,是实质上透明或者可以透过适当量光的不透明层。
图20表示本发明第八分散型EL元件的构成例。图20的分散型EL元件,在背面侧(与取出元件内发出光的一侧相对的一侧)配置由玻璃、金属或陶瓷等构成的透明或不透明的基板341,在其上面依次配置背面侧电极(金属电极或光透过性电极)342、漫反射率50%以上的高折射率光漫反射性绝缘体层(厚度10~100μm)343、荧光体粒子分散固定在电介质相中而构成的发光层(厚度2~50μm、优选5~20μm,在层平面方向上分别划区配置显示R、G、B等色调光的各种荧光体)344、前面侧光透过性电极346、滤色层(R、G、B)347、以及光透过性保护膜348。在图20的EL元件中,背面侧的基板341、背面侧电极342、以及背面侧的高折射率光散射反射性绝缘体层343以外的层,是实质上透明或者可以透过适当量光的不透明层。
通过在配置于前面侧(图中下侧)的光透过性电极346与背面侧电极342之间外加交流电压,发光层344显示电场发光。该发光可以从前面侧的保护膜348上取出。
图21表示本发明第九薄膜型EL元件的构成例。图21的EL元件,在背面侧(与取出元件内发出光的一侧相对的一侧)配置由玻璃、金属或陶瓷等构成的透明或不透明的基板331,在其上面依次配置背面侧电极(金属电极或光透过性电极)332、漫反射率50%以上的高折射率光漫反射性绝缘体层(厚度10~100μm)333、由荧光体的薄膜构成的发光层(厚度0.1~3μm,在层平面方向上分别划区配置显示R、G、B等色调光的各种荧光体)334、前面侧绝缘体层(厚度0.1~3μm)335、前面侧光透过性电极336、滤色层(R、G、B)337、以及光透过性保护膜338。在图21的EL元件中,背面侧的基板331、背面侧电极332、以及背面侧的高折射率光散射反射性绝缘体层333以外的层,是实质上透明或者可以透过适当量光的不透明层。
通过在配置于前面侧(图中下侧)的光透过性电极336与背面侧电极332之间外加交流电压,发光层334显示电场发光。该发光可以从前面侧的保护膜338上取出。当发光层334为薄膜的荧光体层时,可以通过各种蒸镀法或涂敷法(利用溶胶凝胶法等)等形成发光层。另外,在发光层334与前后的绝缘体层333、335之间有时也另设缓冲层等的辅助层。
图22表示本发明第十以及第十一的薄膜型EL元件的构成例。图22的EL元件,在背面侧(与取出元件内发出光的一侧相对的一侧)配置光散射反射性高的高折射率陶瓷基板431b,在其上面依次配置高折射率的背面侧光透过性电极(ITO,厚度0.01~20μm)432b、高折射率的背面侧绝缘体层(厚度0.3~50μm)434b、由荧光体的薄膜构成的发光层(厚度0.1~3μm,在层平面方向上分别划区配置显示R、G、B等色调光的各种荧光体)443、前面侧绝缘体层(厚度0.1~3μm)434a、前面侧光透过性电极432a、滤色层(R、G、B)436、以及光透过性保护膜437。在图22的EL元件中,背面侧的陶瓷基板431以外的层,是实质上透明或者可以透过适当量光的不透明层。
通过在配置于前面侧(图中下侧)的光透过性电极432a与背面侧电极432b之间外加交流电压,发光层433显示电场发光。该发光可以从前面侧的保护膜437上取出。作为薄膜荧光体层的发光层433,可以利用各种蒸镀法或涂敷法(利用溶胶凝胶法等)等形成。在发光层433与前后的绝缘体层434a、434b之间另设缓冲层等的辅助层。
图23表示本发明第十以及第十一的薄膜型EL元件的另一构成例。图23的EL元件,在背面侧配置光散射反射性高的高折射率陶瓷基板441b,在其上面依次配置高折射率的背面侧光透过性电极(ITO,厚度0.01~20μm)442b、高折射率的背面侧绝缘体层(厚度0.3~50μm)444b、由荧光体的薄膜构成的发光层(厚度0.1~3μm,在层平面方向上分别划区配置显示R、G、B等色调光的各种荧光体)443、光散射反射性的前面侧绝缘体层(厚度0.3~20μm)444a、前面侧光透过性电极(厚度0.3~20μm)444a、前面侧光透过性电极(厚度0.01~20μm)442a、前面侧荧光体层(厚度5~20μm,W(不发光)、或G(绿色发光)、或R(红色发光))448a、滤色层(R、G、B)446、以及光透过性保护膜447。在图23的EL元件中,背面侧的陶瓷基板441b以外的层,是实质上透明或者可以透过适当量光的不透明层。
图24也表示本发明第十以及第十一的薄膜型EL元件的另一构成例。图24的EL元件,在背面侧配置光散射反射性高的高折射率陶瓷基板451b,在其上面依次配置高折射率的背面侧光透过性电极(ITO,厚度0.01~20μm)452b、高折射率的背面侧绝缘体层(厚度0.3~100μm)454b、由荧光体的薄膜构成的发光层(厚度0.1~3μm,在层平面方向上分别划区配置显示R、G、B等色调光的各种荧光体)453、高折射率的前面侧绝缘体层(厚度0.3~1μm)454a、高折射率的前面侧光透过性电极(厚度0.01~20μm)452a、高折射率的光散射层(厚度1~50μm)455a、前面侧荧光体层(厚度5~20μm,W(不发光)、或G(绿色发光)、或R(红色发光))458a、以及光透过性保护膜457。在图24的EL元件中,背面侧的陶瓷基板451b以外的层,是实质上透明或者可以透过适当量光的不透明层。
图25也表示本发明第十以及第十一的薄膜型EL元件的另一构成例。图25的EL元件,在背面侧配置光散射反射性高的高折射率陶瓷基板461b,在其上面依次配置高折射率的背面侧光透过性电极(ITO,厚度0.01~20μm)462b、高折射率的背面侧绝缘体层(厚度0.3~100μm)464b、由荧光体的薄膜构成的发光层(厚度0.1~3μm,在层平面方向上分别划区配置显示R、G、B等色调光的各种荧光体)463、光散射反射性的前面侧绝缘体层(厚度0.3~20μm)464a、前面侧光透过性电极(厚度0.01~20μm)462a、滤色层(R、G、B)466、以及光透过性保护膜467。在图25的EL元件中,背面侧的陶瓷基板461b以外的层,是实质上透明或者可以透过适当量光的不透明层。
图26也表示本发明第十以及第十一的薄膜型EL元件的另一构成例。图26的EL元件,在背面侧配置由玻璃基板471a、高折射率光散射层(厚度10~100μm)479或475b构成的高折射率光散射反射性基板,在其上面依次配置高折射率的背面侧光透过性电极(ITO,厚度0.01~20μm)472b、高折射率的背面侧绝缘体层(厚度0.3~100μm)474b、由荧光体的薄膜构成的发光层(厚度0.1~3μm,在层平面方向上分别划区配置显示R、G、B等色调光的各种荧光体)473、高折射率的光散射反射性的前面侧绝缘体层兼光散射层(厚度0.3~20μm)474a或475a、前面侧光透过性电极472a、滤色层(R、G、B)476、以及光透过性保护膜477。在图26的EL元件中,背面侧的高折射率光散射层479(475b)以外的层,是实质上透明或者可以透过适当量光的不透明层。
图27也表示本发明第十以及第十一的薄膜型EL元件的另一构成例。图27的EL元件,在背面侧配置光散射反射性高的高折射率陶瓷基板或玻璃基板481b,在其上面依次配置背面侧光透过性电极(ITO,厚度0.01~20μm)或者金属电极482b、高折射率的背面侧绝缘体层兼光散射层(厚度0.3~100μm)484b(485b)、由荧光体的薄膜构成的发光层(厚度0.1~3μm,由紫外(UV)发光荧光体构成的层)483、前面侧绝缘体层(厚度0.3~1μm)484a、前面侧光透过性电极(厚度0.01~20μm)482a、滤色层(R、G、B)486、以及光透过性保护膜487。在图27的EL元件中,背面侧的高折射率陶瓷基板481b以外的层,是实质上透明或者可以透过适当量光的不透明层。
图28表示本发明第十二至第十四的薄膜型EL元件的构成例。图28的EL元件,在背面侧(与取出元件内发出光的一侧相对的一侧)配置光散射反射性高的陶瓷基板531b,在其上面依次配置背面侧光透过性电极(ITO,厚度0.01~20μm)532b、背面侧绝缘体层(厚度0.3~100μm)534b、由荧光体的薄膜构成的发光层(厚度0.1~3μm,在层平面方向上分别划区配置显示R、G、B等色调光的各种荧光体)533、高折射率的前面侧绝缘体层(厚度0.3~1μm)534a、高折射率的前面侧光透过性电极532a、高折射率光散射层(厚度1~50μm)535a、滤色层(R、G、B)536、以及光透过性保护膜537。在图28的EL元件中,背面侧的陶瓷基板531b以外的层,是实质上透明或者可以透过适当量光的不透明层。
通过在配置于前面侧(图中下侧)的光透过性电极532a与背面电极532b之间外加交流电压,发光层533显示电场发光。该发光可以从前面侧的保护膜537上取出。作为薄膜荧光体层的发光层533,可以利用各种蒸镀法或涂敷法(利用溶胶凝胶法等)等形成。在发光层533与前后的绝缘体层534a、534b之间另设缓冲层等的辅助层。
图29表示本发明第十二至第十四的薄膜型EL元件的另一构成例。图29的EL元件,在背面侧配置光散射反射性高的陶瓷基板541b,在其上面依次配置背面侧光透过性电极(ITO,厚度0.01~20μm)542b、背面侧绝缘体层(厚度0.3~100μm)544b、由荧光体的薄膜构成的发光层(厚度0.1~3μm,在层平面方向上分别划区配置显示R、G、B等色调光的各种荧光体)543、高折射率的前面侧绝缘体层(厚度0.3~1μm)544a、前面侧光透过性电极542a、高折射率的光散射层(厚度1~50μm)545a、前面侧荧光体层(厚度5~20μm,W(不发光)、或G(绿色发光)、或R(红色发光))548a、以及光透过性保护膜547。在图29的EL元件中,背面侧的陶瓷基板541b以外的层,是实质上透明或者可以透过适当量光的不透明层。
图30也表示本发明第十二至第十四的薄膜型EL元件的另一构成例。图30的EL元件,在背面侧配置光散射反射性高的陶瓷基板551b,在其上面依次配置背面侧光透过性电极(ITO,厚度0.01~20μm)552b、背面侧绝缘体层(厚度0.3~50μm)554b、由荧光体的薄膜构成的发光层(厚度0.1~3μm,由紫外(UV)发光荧光体构成的层)553、高折射率的前面侧绝缘体层兼光散射层(厚度0.3~20μm)554a或555a、高折射率的前面侧光透过性电极(厚度0.01~20μm)552a、滤色层(R、G、B)586、以及光透过性保护膜557。在图30的EL元件中,背面侧的陶瓷基板551b以外的层,是实质上透明或者可以透过适当量光的不透明层。
图31也表示本发明第十二至第十四的薄膜型EL元件的另一构成例。图31的EL元件,在背面侧配置由玻璃基板561b、光散射反射层(厚度10~150μm)569构成的光散射反射性基板,在其上面依次配置的背面侧光透过性电极(ITO,厚度0.01~20μm)562b、背面侧绝缘体层(厚度0.3~50μm)564b、由荧光体的薄膜构成的发光层(厚度0.1~3μm,在层平面方向上分别划区配置显示R、G、B等色调光的各种荧光体)563、高折射率的前面侧绝缘体层兼光散射层(厚度0.3~20μm)564a或565a、前面侧光透过性电极562a、滤色层(R、G、B)556、以及光透过性保护膜567。在图31的EL元件中,背面侧的光散射层569以外的层,是实质上透明或者可以透过适当量光的不透明层。
图33表示具有本发明的多个发光性叠层体的多色图像显示用的分散型EL元件的另一构成例。该EL元件,在背面侧(与取出元件内发出光的一侧相对的一侧)配置光散射反射性高的陶瓷基板(光不透过性背面片材)641,在其上面(图33中为下面)依次配置背面侧光透过性电极(ITO,厚度0.01~20μm)642a、荧光体粒子分散固定在电介质相中而构成的第一发光层(厚度2~50μm、优选5~20μm,均匀地配置有显示R、G或B等色调光的各种荧光体)643、高折射率的光透过性电极642b、荧光体粒子分散固定在电介质相中而构成的第二发光层(厚度2~50μm、优选5~20μm,均匀配置显示与第一发光层的发光色不同的光的荧光体)644、高折射率的前面侧光透过性电极642c、绝缘体层(厚度:0.3~100μm)645、高折射率的背面侧透光性电极642d、荧光体粒子分散固定在电介质相中而构成的第三发光层(厚度2~50μm、优选5~20μm,均匀配置显示与第一发光层以及第二发光层的发光色均不同的发光的荧光体)646、高折射率的前面侧光透过性电极642e、高折射率光散射层(厚度1~50μm)647、以及光透过性保护膜648。在图33的EL元件中,背面侧的陶瓷基板641以外的层,是实质上透明的、或者即使不透明也可以透过适当量光的层。
在27的分散型EL元件中,通过在配置于光透过性电极642a与光透过性电极642b之间外加交流电压,发光层643显示电场发光。同样,通过在光透过性电极642b与光透过性电极642c之间外加交流电压,发光层644显示电场发光,另外,通过在光透过性电极642d与光透过性电极642e之间外加交流电压,发光层646显示电场发光。通过任意外加这些交流电压,所需的发光通过高折射率光散射层647并从前面侧的保护膜648上被取出。另外,在各发光层(荧光体层)与光透过性电极之间有时也另设绝缘体层。此外,在EL元件中通常含有缓冲层,有时在各层之间设置辅助层。这些构成的变形即使对于以下所述各构成的EL元件也相同。
另外,光不透过性背面片材641,可以由玻璃片材与在其上叠层的光不透过性层构成。
图34表示本发明的多色图像显示用的分散型EL元件的另一构成例。该EL元件,在背面侧(与取出元件内发出光的一侧相对的一侧)配置光散射反射性高的高折射率陶瓷基板(高折射率光散射片材)651,在其上面(图34中为下面)依次配置背面侧光透过性电极(ITO,厚度0.01~20μm)652a、荧光体粒子分散固定在电介质相中而构成的第一发光层(厚度2~50μm、优选5~20μm,均匀配置显示R、G、B等色调光的荧光体)653、高折射率的光透过性电极652b、荧光体粒子分散固定在电介质相中而构成的第二发光层(厚度2~50μm、优选5~20μm,均匀配置显示与第一发光层的发光色不同的发光的荧光体)654、高折射率的光透过性电极652c、绝缘体层(厚度0.3~100μm)655、高折射率的背面侧光透过性电极652d、荧光体粒子分散固定在电介质相中而构成的第三发光层(厚度2~50μm、优选5~20μm,均匀配置显示与第一发光层以及第二发光层的发光色均不同的发光的荧光体)656、高折射率的前面侧光透过性电极652e、以及光透过性保护膜658。在图34的EL元件中,背面侧的高折射率陶瓷基板651以外的层,是实质上透明的、或者即使不透明也可以透过适当量光的层。
在图34的分散型EL元件中,通过在配置于光透过性电极652a与光透过性电极652b之间外加交流电压,发光层653显示电场发光。同样,通过在光透过性电极652b与光透过性电极652c之间外加交流电压,发光层654显示电场发光,另外,通过在光透过性电极652d与光透过性电极652e之间外加交流电压,发光层656显示电场发光。通过任意外加这些交流电压,所需的发光从前面侧的保护膜658上被取出。另外,从各发光层向背面侧发出的光在背面侧的高折射率陶瓷基板651上被散射反射,其一部分从前面侧的保护膜658上被取出。
高折射率光散射反射片材651,可以由玻璃片材与在其上叠层的光散射性高的高折射率光散射层构成。
图35表示本发明的多色图像显示用的薄膜型EL元件的构成例。该EL元件,在背面侧(与取出元件内发出光的一侧相对的一侧)配置光散射反射性高的陶瓷基板(光不透过性背面片材)661,在其上面(图35中为下面)依次配置背面侧光透过性电极(ITO,厚度0.01~20μm)662a、电介质相(厚度0.3~100μm,以下相同)665a、由荧光体薄膜构成的第一发光层(厚度0.1~3μm,由显示R、G或B等色调光的荧光体的薄膜形成)663、绝缘体层665b、高折射率光透过性电极662b、绝缘体层665c、由荧光体薄膜构成的第二发光层(厚度0.1~3μm,由显示与第一发光层的发光色不同色调光的荧光体的薄膜形成)664、绝缘体层665d、高折射率光透过性电极662c、绝缘体层(厚度0.3~100μm)665e、高折射率的背面侧透过性电极662d、绝缘体层665f、由荧光体薄膜构成的第三发光层(厚度0.1~3μm,由显示与第一发光层以及第二发光层的发光色均不同色调光的荧光体的薄膜形成)666、绝缘体层665g、高折射率的前面侧光透过性电极662e、高折射率的光散射层(厚度1~50μm)667、以及光透过性保护膜668。在图35的EL元件中,背面侧的陶瓷基板661以外的层,是实质上透明的、或者即使不透明也可以透过适当量光的层。
在图35的薄膜型EL元件中,通过在配置于光透过性电极662a与光透过性电极662b之间外加交流电压,发光层663显示电场发光。同样,通过在光透过性电极662b与光透过性电极662c之间外加交流电压,发光层664显示电场发光,另外,通过在光透过性电极662d与光透过性电极662e之间外加交流电压,发光层666显示电场发光。通过任意外加这些交流电压,所需的发光通过高折射率光散射层667,从前面侧的保护膜668上被取出。
图36表示用于说明本发明的电致发光元件发光效率的提高的、表示来自平行平面的光取出效率的图表。即,在从折射率n1的发光层向折射率n2的层取出发光时,其折射率比(n1/n2)与光取出效率η的关系,用图36的图表表示。光取出效率η,在折射率差5%时降低30%、10%时降低42%、20%时降低55%。另外,该图表仅考虑了发光层单面的情况,在将朝向发光层两面的光从单面取出时,只要在相反侧没有光反射,则取出效率变为其1/2。
进而,对本发明的表面被覆粒子的具体构成例按照用途叙述。其中,下述各用途是具有相应构成的的表面被覆粒子可适用的一例用途,对被覆粒子用途不作限定。
(1)EL元件用荧光体粒子
芯粒子:荧光体[例:ZnS∶Mn2+、CaS∶Eu2+、SrS∶Ce3+、BaAl2S4∶Eu2+、GaN∶Er3+、AlN∶Tm3+]
被覆层:电介质性氧化物[例:Y2O3、Al2O3]
(2)FED元件用荧光体粒子
芯粒子:荧光体[例:Y2O3∶Eu3+]
被覆层:导电性氧化物[例:SnO2、In2O3]
(3)PDP元件用荧光体粒子
芯粒子:荧光体[例:BaMgAl10O17∶Mn2+]
被覆层:共价氧化物[例:Y2O3、Al2O3]
其中,在上述构成的FED元件以及PDP元件的情况下,有必要形成非常薄的被覆层。
(4)EL元件用荧光体粒子
芯粒子:电介质性氧化物[例:BaTiO3、SrTiO3、TiO2]
被覆层:荧光体[例:Y2O3∶Mn2+、ZnO∶Zn、Ga2O3∶Mn2+、ZnGa2O4∶Mn2+、CaO∶Eu2+、ZnO∶Zn2+、Y2SiO5∶Ce3+、CaGa2O4∶Mn2+]
(5)FED元件用荧光体粒子
芯粒子:导电性氧化物[例:SnO2、In2O3]
被覆层:荧光体[例:Y2O3∶Eu3+]
通过在芯粒子中使用透明的导电性粒子,可以不降低亮度而且防止带电。
(6)PDP元件用荧光体粒子
芯粒子:共价氧化物[例:Al2O3、Y2O3、AlN、YAG、ALON]
被覆层:荧光体[例:BaMg2Al14O24∶Eu2+、BaMg2Al14O24∶Eu2+,Mn2+、CeMgAl11O19∶Tb3+
BaAl12O19∶Mn2+、YBO3∶Eu3+]
(7)EL元件用荧光体粒子
芯粒子:电介质性氧化物[例:BaTiO3、SrTiO3、TiO2]
第一被覆层(内侧):荧光体[例:Y2O3∶Mn2+、Ga2O3∶Mn2+、ZnGa2O4∶Mn2+、CaO∶Eu2+、ZnO∶Zn2+、CaGa2O4∶Mn2+]
第二被覆层(外侧):电介质性氧化物[例:BaTiO3、SrTiO3、TiO2]
(8)EL元件用荧光体粒子
芯粒子:电介质性氧化物[例:Y2O3、Al2O3、YAG、ALON、Si3N4、SIALON]
第一被覆层:荧光体[例:GaN∶Er3+、AlN∶Tm3+]
第二被覆层:电介质性氧化物[例:BaTiO3、SrTiO3、TiO2、Ta2O5、Y2O3、Al2O3、YAG、ALON]
(9)EL元件用荧光体粒子
芯粒子:电介质性氧化物[例:Y2O3、Al2O3、YAG、ALON、Si3N4、SIALON]
第一被覆层:荧光体[例:Y2O3∶Mn2+、Ga2O3∶Mn2+、ZnGa2O4∶Mn2+、CaO∶Eu2+、ZnO∶Zn2+、CaGa2O4∶Mn2+]
第二被覆层:电介质性氧化物[例:BaTiO3、SrTiO3、TiO2、Ta2O5、Y2O3、Al2O3、YAG、ALON]
[实施例1]
[单层被覆粒子]
将1.8M的尿素、0.004M的硝酸钇、以及0.046M的硫化锌粉末装入可分离的烧瓶中,边搅拌边加热至150℃,使尿素熔融,调制硫化锌粒子分散的均匀熔液。然后,以1℃/分的速度将该熔液加热至450℃,使熔液凝固。将所得的凝固物(固体泡)粉碎后,在温度900~1000℃、还原性气氛下(N2/H2)下进行煅烧,得到表面被覆粒子(芯粒子:ZnS,被覆层:Y2O3)。
[实施例2]
[荧光体粒子(EL元件用)]
将1.8M的尿素、0.004M的硝酸钇、0.002M的醋酸锰、以及0.046M的硫化锌粒子装入可分离的烧瓶中,边搅拌边加热至150℃,使尿素熔融,调制硫化锌粒子分散的均匀熔液。然后,以1℃/分的速度将该熔液加热至450℃,使熔液凝固。将所得的被覆粒子的凝固物(固体泡)粉碎后,在温度900~1000℃、还原性气氛下(N2/H2)下进行煅烧,得到表面被覆粒子(芯粒子:ZnS∶Mn2+荧光体,被覆层:Y2O3电介质)。
[实施例3]
[荧光体粒子(EL元件用)]
在溶解硝酸钇的尿素熔液中,分散锰活化的硫化锌荧光体粒子。进一步加热该熔液,使尿素和硝酸钇的部份热分解并使熔液凝固,得到被覆粒子前体。在还原性气氛下煅烧该被覆粒子前体,使残留的有机物挥散,得到表面被覆粒子(芯粒子:ZnS∶Mn2+荧光体,被覆层:Y2O3电介质材料)。
进而,作为芯粒子使用CaS∶Eu2+、SrS∶Ce3+、BaAl2S4∶Eu2+、GaN∶Er3+、或AlN∶Tm3+,作为金属硝酸盐使用Y(NO3)3、或Al(NO3)3,通过与上述同样的方式,得到各种表面被覆粒子(前述的(1)EL元件用荧光体粒子)。
[实施例4]
[荧光体粒子(EL元件用)]
在溶解硝酸钇以及硝酸锰的尿素熔液中,分散硫化锌粒子。进一步加热该熔液,使部份熔液热分解并使熔液凝固,得到被覆粒子前体。在还原性气氛下煅烧该被覆粒子前体,使残留的有机物挥散,得到表面被覆粒子(芯粒子:ZnS∶Mn2+荧光体,被覆层:Y2O3电介质材料)。
进而,作为芯粒子使用GaN∶Er3+、或AlN∶Tm3+,作为金属盐使用Y(NO3)3、或Al(NO3)3,通过与上述同样的方式,得到各种表面被覆粒子(前述的(1)EL元件用荧光体粒子)。
[实施例5]
[荧光体粒子(二层被覆、EL元件用)]
在溶解硝酸钇以及醋酸锰的尿素熔液中分散氧化钛钡粒子。进而加热该熔液,使熔液的一部份热分解并使熔液凝固,得到被覆粒子前体。在氧化气氛下对该被覆粒子前体进行煅烧,使残留的有机物挥散,得到荧光体被覆粒子。
然后,边搅拌醋酸钡、四异丙氧基钛、醋酸、乙酰丙酮、乙醇、以及水边进行混合,调制溶胶。在该溶胶中加入上述荧光体被覆粒子使分散后,使溶胶脱水并凝胶化,进而进行干燥,得到干燥凝胶。加热干燥凝胶使热分解,得到表面被覆体粒子(芯粒子:BaTiO3电介质,第一被覆层:Y2O3∶Mn2+荧光体,第二被覆层:BaTiO3电介质)。
进而,作为芯粒子使用BaTiO3、SrTiO3、或TiO2,作为金属盐使用Y(NO3)3、Zn(NO3)2、Ga(NO3)3、Ca(NO3)2、Eu(NO3)3、Ce(NO3)3、和/或Mn(CH3COO)2,通过与上述同样的方式,根据尿素法在芯粒子表面形成第一被覆层。然后,作为金属盐使用Ba(CH3COO)2、Sr(CH3COO)2、和/或Ti((CH3)2CHO)4,通过与上述同样的方式,根据溶胶凝胶法形成第二被覆层,得到各种二层结构的表面被覆粒子(前述的(7)EL素子用蛍光体粒子)。
[实施例6]
[荧光体粒子(二层被覆、EL元件用)]
在溶解硝酸镓以及硝酸铒的尿素熔液中分散氧化钇粒子。进而加热该熔液,使熔液的一部份热分解并使熔液凝固,得到被覆粒子前体。在还原性气氛(N2/H2或氨气)下对该被覆粒子前体进行煅烧,使残留的有机物挥散,得到荧光体被覆粒子。
然后,边搅拌醋酸钡、四异丙氧基钛、醋酸、乙酰丙酮、乙醇、以及水边进行混合,调制溶胶。在该溶胶中加入上述荧光体被覆粒子使分散后,使溶胶脱水并凝胶化,进而进行干燥,得到干燥凝胶。加热干燥凝胶使热分解,得到表面被覆体粒子(芯粒子:Y2O3电介质,第一被覆层:GaN∶Er3+荧光体,第二被覆层:BaTiO3电介质)。
进而,作为芯粒子使用Y2O3、Al2O3、YAG、ALON、Si3N4、或SIALON,作为金属盐使用Ga(NO3)3、Al(NO3)3、Er(NO3)3、和/或Tm(NO3)3,通过与上述同样的方式,根据尿素法在芯粒子表面形成第一被覆层。然后,作为金属盐使用Ba(CH3COO)2、Sr(CH3COO)2、Ti((CH3)2CHO)4、Ta((CH3)2CHO)5、Y((CH3)2CHO)3、和/或Al((CH3)2CHO)3,通过与上述同样的方式,根据溶胶凝胶法形成第二被覆层,得到各种二层结构的表面被覆粒子(前述(8)EL元件用荧光体粒子)。
[实施例7]
[荧光体粒子(二层被覆、EL元件用)]
在硝酸钇以及醋酸锰的尿素熔液中分散氧化钇粒子。进而加热该熔液,使熔液的一部份热分解并使熔液凝固,得到被覆粒子前体。在中性气氛下对该被覆粒子前体进行煅烧,使残留的有机物挥散,得到荧光体被覆粒子。
然后,边搅拌醋酸钡、四异丙氧基钛、醋酸、乙酰丙酮、乙醇、以及水边进行混合,调制溶胶。在该溶胶中加入上述荧光体被覆粒子使分散后,使溶胶脱水并凝胶化,进而进行干燥,得到干燥凝胶。加热干燥凝胶使热分解,得到表面被覆体粒子(芯粒子:Y2O3电介质,第一被覆层:Y2O3∶Mn2+荧光体,第二被覆层:BaTiO3电介质)。
进而,作为芯粒子使用Y2O3、Al2O3、YAG、ALON、Si3N4、或SIALON,作为金属盐使用Y(NO3)3、Zn(NO3)2、Ga(NO3)3、Ca(NO3)2、Eu(NO3)3、和/或Mn(CH3COO)2,通过与上述同样的方式,根据尿素法在芯粒子表面形成第一被覆层。然后,作为金属盐使用Ba(CH3COO)2、Sr(CH3COO)2、Ti((CH3)2CHO)4、Ta((CH3)2CHO)5、Y((CH3)2CHO)3、和/或Al((CH3)2CHO)3,通过与上述同样的方式,根据溶胶凝胶法形成第二被覆层,得到各种二层结构的表面被覆粒子(前述(9)EL元件用荧光体粒子)。
[实施例8]
[荧光体粒子(FED元件用)]
将1.5M的尿素、0.10M的硝酸钇以及硝酸铕装入反应器中,边搅拌边混合,向其中加入氧化锡粒子10g使分散,进而边搅拌边加热至温度220℃使尿素溶解,调制氧化锡粒子均匀分散的熔液。然后,继续将该熔液加热至450℃。在温和地粉碎所得凝固物(固体泡)后,在温度1000~1500℃、N2气或N2/H2气气氛下进行煅烧,得到表面被覆粒子(芯粒子:SnO2导电性粒子,被覆层:Y2O3∶Eu3+荧光体)。
进而,作为芯粒子使用In2O3,通过与上述同样的方式得到表面被覆粒子(前述(5)FED元件用荧光体粒子)。
[实施例9]
[荧光体粒子(PDP元件用)]
将1.5M的尿素、0.0056M的硝酸铝、0.004M的硝酸镁、0.002Mの醋酸钡以及硝酸铕装入反应器中,边搅拌边混合,向其中加入氧化铝粒子10g使分散,进而边搅拌边加热至温度220℃使尿素溶解,调制氧化铝粒子均匀分散的熔液。然后,继续将该熔液加热至450℃。在温和地粉碎所得凝固物(固体泡)后,在温度1000℃的大气中进行煅烧焼成,然后在1000~1300℃、N2/H2气气氛下进行再次煅烧,得到表面被覆粒子(芯粒子:Al2O3共价粒子,被覆层:BaMg2Al14O24∶Eu2+荧光体)。
进而,作为芯粒子使用Al2O3、Y2O3、AlN、ALON、或YAG,作为金属盐使用Al(NO3)3、Mg(NO3)2、Ba(CH3COO)2、Eu(NO3)3、和/或Mn(NO3)2,通过与上述同样的方式得到各种表面被覆粒子(前述(6)PDP元件用荧光体粒子)。
[实施例10]
[荧光体粒子(PDP元件用)]
将1.5M的尿素、0.044M的硝酸铝、0.004M的硝酸镁、0.004M的硝酸铈以及硝酸铕装入反应器中,边搅拌边混合,向其中加入氧化铝粒子10g使分散,进而边搅拌边加热至温度220℃使尿素溶解,得到均匀分散氧化铝粒子的熔液。然后,继续将该熔液加热至450℃。在温和地粉碎所得凝固物(固体泡)后,在温度1000℃的大气中进行煅烧,然后在1000~1300℃、N2/H2气气氛下再次煅烧,得到表面被覆粒子(芯粒子:Al2O3共价粒子,被覆层:CeMgAl11O19∶Tb3+荧光体)。
进而,作为芯粒子使用Y2O3、AlN、ALON、或YAG,通过与上述同样的方式得到各种表面被覆粒子(前述(6)PDP元件用荧光体粒子)。
[实施例11]
[荧光体粒子(PDP元件用)]
将1.5M的尿素、0.048M的硝酸铝、0.004M的醋酸钡以及硝酸锰装入反应器中,边搅拌边混合,向其中加入氧化铝粒子10g使分散,进而边搅拌边加热至温度220℃使尿素溶解,得到均匀分散氧化铝粒子的熔液。然后,继续将该熔液加热至450℃。在温和地粉碎所得凝固物(固体泡)后,在温度1000℃、大气中进行煅烧,然后,在1000~1300℃、N2/H2气气氛下再次煅烧,得到表面被覆粒子(芯粒子:Al2O3共价粒子;被覆层:BaAl12O19∶Mn2+荧光体)。
进而,作为芯粒子使用Y2O3、AlN、ALON、或YAG,通过与上述同样的方式,得到各种表面被覆粒子(前述(6)PDP元件用荧光体粒子)。
[实施例12]
[荧光体粒子(PDP元件用)]
将1.5M的尿素、0.02M的硝酸钇、0.02M的硼酸以及硝酸铕装入反应器中,边搅拌边混合,向其中加入氧化铝粒子10g使分散,进而边搅拌边加热至温度220℃使尿素溶解,得到氧化铝粒子均匀分散的熔液。然后,继续将该熔液加热至450℃。在温和地粉碎所得凝固物(固体泡)后,在温度1000℃、大气中进行煅烧,然后,在1000~1300℃、N2/H2气气氛下再次煅烧,得到表面被覆粒子(芯粒子:Al2O3共价粒子,被覆层:YBO3∶Eu3+荧光体)。
进而,作为芯粒子使用Y2O3、AlN、ALON、或YAG,通过与上述同样的方式得到各种表面被覆粒子(前述(6)PDP元件用荧光体粒子)。
[实施例13]
[单层被覆粒子]
在尿素、硝酸锌以及蔗糖的溶融混合液中分散氧化钇粒子。进一步加热该熔液,使部分熔液热分解并使熔液凝固,得到被覆粒子前体。在氧化性气氛下对该被覆粒子前体进行煅烧,使残留的有机物挥散,得到被覆性良好的表面被覆粒子(芯粒子:Y2O3,被覆层:ZnO)。
进而,作为芯粒子使用Y2O3、Al2O3、YAG、ALON、Si3N4、或SIALON,作为金属硝酸盐使用Y(NO3)3、Zn(NO3)2、或Al(NO3)3,通过与上述同样的方式,得到下述构成的被覆性良好的各种表面被覆粒子。
芯粒子:Y2O3、Al2O3、YAG、ALON、Si3N4、SIALON
被覆层:Y2O3、ZnO、Al2O3
进而,除了作为芯粒子使用BN、GaN、或AlN,作为金属硝酸盐使用Al(NO3)3、Y(NO3)3、Ga(NO3)3、In(NO3)3、或H3BO3,在NH3气气氛下进行煅烧的以外,其余的通过与上述同样的方式得到下述构成的被覆性良好的各种表面被覆粒子。
芯粒子:BN、GaN、AlN
被覆层:BN、GaN、AlN、InN、ALON、YALON
[实施例14]
[保护被覆粒子]
在尿素和硼酸的溶融混合液中分散石墨粒子。进一步加热该熔液,使熔液的一部份热分解并使熔液凝固,得到被覆粒子前体。在N2气或NH3气气氛下对该被覆粒子前体进行煅烧,使残留的有机物挥散,得到表面被覆粒子(芯粒子:石墨,被覆层:BN)。被覆层作为保护层发挥作用。
作为芯粒子使用促进MoS2、WS2等氧化的物质,作为金属硝酸盐使用Al(NO3)3、Y(NO3)3、Zn(NO3)2等的在加热下与碳接触时不变为碳化物的物质,进而可以根据需要使用蔗糖,通过与上述同样的方式得到下述构成的各种表面被覆粒子。
芯粒子:MoS2、WS2
被覆层:Al2O3、Y2O3、ZnO等
[实施例15]
[荧光体粒子(EL元件用)、第二方法]
将108.8g的尿素与3.12g的硝酸钇混合后,将混合物加热至450℃调制熔液。在该温度下维持该熔液2小时,得到凝固物。对所得金属化合物前体的凝固物进行冷却后,用乳钵粉碎。在粉末状的金属化合物前体中加入20g的锰活化的硫化锌荧光体粒子(ZnS∶Mn2+、平均粒径:2μm),在球磨机中进行均匀混合6小时。之后,将混合物装入石英玻璃皿中,在1030℃、真空气氛下加热2小时。从而得到显示高发光強度的荧光和电致发光的表面被覆粒子(芯粒子:ZnS∶Mn2+荧光体,被覆层:Y2O3电介质)。
以下说明作为本发明电致发光元件的构成要素的基板以及各层材料或尺寸等的例子。
[光不透过并且显示光散射反射性的基板]
作为光不透过性并且光散射反射性基板的代表例,可以举出陶瓷基板。作为陶瓷基板的材料的例子,可以举出Y2O3、Ta2O5、BaTa2O6、BaTiO3、TiO2、Sr(Zr,Ti)O3、SrTiO3、PbTiO3、Al2O3、Si3N4、ZnS、ZrO2、PbNbO3、Pb(Zr,Ti)O3等。或者,也可以在玻璃等透明基板或金属基板上形成光散射反射层。为了具有光散射性,作为其材料,可以使用与下述绝缘体层以及荧光体基体相同的材料(但是,在使用波长区域上实质上不存在光吸收),作为其结构,在层的内部形成折射率不同的区域(从超微级至数十微级尺寸的空隙或微粒子)。陶瓷基板可以利用通过网板印刷后的热处理而形成烧结体的方法等制作。
[玻璃基板]
作为代表例可以举出非碱化玻璃(钡硼硅酸盐玻璃、硅酸铝玻璃)。
[光散射反射层]
作为材料可以使用与下述绝缘体层以及荧光体基体相同的材料(但是,在使用波长区域上实质上不存在光吸收),作为其结构,在层的内部形成折射率不同的区域(从超微级至数十微级尺寸的空隙或微粒子)。
[光透过性电极]
可以举出ITO;ZnO∶Al;特开平10-190028号公报中记载的复合氧化物;特开平6-150723号公报中记载的GaN系材料;特开平8-262225号公报或特开平8-264022号公报、同8-264023号公报中所述的以Zn2In2O5、(Zn,Cd,Mg)O-(B,Al,Ga,In,Y)2O3-(Si,Ge,Sn,Pb,Ti,Zr)O2、或者(Zn,Cd,Mg)O-(B,Al,Ba,In,Y)2O3-(Si,Sn,Pb)O、MgO-In2O3等为主成分的材料;SnO2系材料。
[发光层的荧光体]
UV(紫外光发光荧光体):ZnF2∶Gd
B(蓝色光发光荧光体):BaAl2S4∶Eu、CaS∶Pb、SrS∶Ce、SrS∶Cu、CaGa2S4∶Ce
G(绿色光发光荧光体):(Zn,Mg)S∶Mn、ZnS∶Tb,F、Ga2O3∶Mn
R(红色光发光荧光体):(Zn,Mg)S∶Mn、CaS∶Eu、ZnS∶Sm,F、Ga2O3∶Cr
[用于被覆荧光体粒子的材料]
可以举出Y2O3、Ta2O5、BaTa2O6、BaTiO3、TiO2、Sr(Zr,Ti)O3、SrTiO3、PbTiO3、Al2O3、Si3N4、ZnS、ZrO2、PbNbO3、Pb(Zr,Ti)O3、等。优选介电常数高并且不容易绝缘破坏的材料、以及在荧光体粒子的表面形成界面电平并容易成为电子供给源的材料。另外,只要不使作为层的介电常数大幅度降低,也可以是烧结体等的光散射性材料。
[绝缘体层、以及发光层的电介质相用的材料]
(1)在氰基乙基化纤维素系高介电常数树脂(氰基乙基化纤维素、氰基乙基化羟基纤维素、氰基乙基化支链淀粉等)等的高介电常数有机聚合物或者苯乙烯树脂、硅酮树脂、环氧树脂、偏氟乙烯树脂等介电常数比较低的有机聚合物中分散BaTiO3、SrTiO3、TiO2、Y2O3等的高介电常数超微粒子(直径:数nm~数μm)的材料。
(2)优选Y2O3、Ta2O5、BaTa2O6、BaTiO3、TiO2、Sr(Zr,Ti)O3、SrTiO3、PbTiO3、Al2O3、Si3N4、ZnS、ZrO2、PbNbO3、Pb(Zr,Ti)O3等介电常数高并且不容易绝缘破坏的材料。为了赋予光散射性,可以使用折射率与荧光体粒子(或者电介质被覆荧光体粒子)不同的材料,或可以利用在层内部形成折射率不同的区域(从超微级至数十微级尺寸的空隙或微粒子)的方法。
[高折射率光透过性电极]
作为光透过性电极材料可以使用前述材料中的、折射率与发光层的电介质相中所用材料的折射率大致相同或比其大的材料。
[高折射率光散射层]
作为光散射反射层材料可以使用前述材料中的、折射率与发光层或中间层的折射率大致相同或比其大材料。
[绝缘体层]
可以举出Y2O3、Ta2O5、BaTa2O6、BaTiO3、TiO2、Sr(Zr,Ti)O3、SrTiO3、PbTiO3、Al2O3、Si3N4、ZnS、ZrO2、PbNbO3、Pb(Zr,Ti)O3等。优选介电常数高并且不容易绝缘破坏的材料。另外,只要不使作为层的介电常数大幅度降低,也可以是烧结体等的光散射性材料。
[缓冲层]
优选使用折射率与发光层或中间层大致相同或比其大的材料。
[在前面侧配置的荧光体层]
蓝色(B)发光荧光体:
UV激发:Sr2P2O7∶Eu、Sr5(PO4)3Cl∶Eu、SrS∶Ce、SrGa2S4∶Ce、CaGa2S4∶Ce
绿色(G)发光荧光体:
UV激发:BaMg2Al16O27∶Eu,Mn、ZnS∶Tb
蓝色光激发:Y3Al5O12∶Ce
红色(R)发光荧光体:
UV激发:Y(PV)O4、YVO4∶Eu、ZnS∶Sm、(Ca,Sr)S∶Eu
蓝色光激发:(Ca,Sr)S∶Eu
光散射层(W):
蓝色光激发:与光散射反射层形成用材料相同
[滤色层(R、B、G)]
与布劳恩管显示用彩色面板、复写用光变换元件板、单管式彩色电视摄像机用过滤器、利用液晶的平面面板显示器、彩色固体摄像元件等中所用的层相同的层。特开平8-20161号公报中记载的层。
[保护膜]
为1~50μm的光透过性膜,也可以赋予防止反射、防止污染、抗静电等功能。也可以为多层保护膜。
上述发光层的荧光体具有复合荧光体粒子的形状时(参照图10~12),即,若是在荧光体粒子的周囲形成被覆层的粒子、在电介质材料粒子的周囲形成荧光体层的粒子、或在电介质材料粒子的周囲形成荧光体层进而在其外侧形成被覆层的粒子时,这些复合荧光体粒子,例如,可以通过利用以尿素为溶媒的尿素熔融法等有机材料熔融法的粒子表面被覆方法,通过以下方式进行制备。
以下,以尿素熔融法为例说明上述第一有机材料熔融法。
(粒子分散工序)
在尿素和/或对称二氨基脲与被覆用的金属盐熔液中分散用于表面被覆的芯粒子。
芯粒子,根据上述复合荧光体粒子的构成,可以为荧光体粒子或电介质材料粒子。作为荧光体粒子,例如,可以任意选用上述荧光体中的粒子。但是,当荧光体粒子的荧光体由荧光体基体化合物和活化剂构成时,作为起始物质,可以使用荧光体基体化合物构成粒子(也称为未活化的荧光体粒子),如后述,也可以使用通过在熔液中添加掺杂剂,在被覆过程中使在荧光体基体粒子中含有掺杂剂(活化剂),用活化剂活化的荧光体粒子。作为电介质材料粒子,例如,可以任意选用上述介电常数高的无机物质(用于被覆荧光体粒的材料、以及电介质相用的材料)。芯粒子可以是一种,也可以将化合物或粒径不同的二种以上组合使用。
芯粒子的形状、尺寸以及粒径分布,由于尿素的熔液很难使粒子凝聚,因此可以任意选择,但是优选的粒子形状为球状。另外,粒子的平均粒径,一般在30nm~5μm的范围内,优选在50nm~2μm的范围内。
作为构成被覆用金属盐的金属,在被覆层由电介质材料构成时,为构成电介质材料的金属,另外,在被覆层由荧光体构成时,为构成荧光体(或荧光体基体)的金属。但是,在被覆层不是荧光体时,不限于电介质材料,只要不使介电常数大幅度降低,可以使用各种材料。因此,作为其构成金属,具体可以举出碱金属(Li、Na、K等)、碱土类金属(Mg、Ca、Sr、Ba等)、B、Al、Si、Sc、Ti、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Y、Zr、Nb、Ag、Cd、In、Sn、Hg、Pb、以及稀土类元素(Ce、Pr、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Th、U等)。另外,在与上述芯粒子组合时,由于这些金属与构成芯粒子的无机物质不发生化学反应等,因此金属的氧化物等必须能够在其表面上附着,被覆的芯粒子与被覆的金属成分优选选择组合。
作为这些金属的盐,可以使用硝酸盐、硫酸盐、以及醋酸盐。优选硝酸盐及醋酸盐,特别优选硝酸盐。另外,在金属为B等的情况下,可以作为硼酸等的酸使用。金属以及其金属盐,根据电介质或荧光体等的组成,未必为一种,也可以是二种以上的组合。
首先,将尿素和/或对称二氨基脲与上述金属盐装入可分离的烧瓶等反应器中,加热到尿素或对称二氨基脲的熔点(尿素:135℃、对称二氨基脲:152℃)以上的温度而调制熔液。此时,上述金属盐,根据其熔点或者自身熔融,或者溶解在尿素的熔液,形成均匀熔液。尿素与金属盐的混合比,根据芯粒子种类或量、被覆量、金属的种类(金属原子的配位数)等而不同,也可以根据目的不同以各种比率进行混合。为获得均匀熔液,尿素:金属盐的混合比,一般为1∶1(摩尔比)以上。
也可以在该熔液进一步添加少量的掺杂剂等添加剂。作为掺杂剂可以举出Mn、Cu、Zn、Al、Cr、Tl、Pb、稀土类元素(Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Er、Tm等)等的金属,作为硝酸盐、硫酸盐或醋酸盐等被添加。这些掺杂剂,通过后述的加热工序而含在作为上述芯粒子或被覆物质的金属化合物中,起到活化该物质的作用(对于荧光体基体化合物起到活化剂的作用)。
另外,也可以在熔液添加少量的蔗糖等有机添加剂。由此,在熔液中的被覆物质(金属化合物)被赋予粘接性,而容易附着在芯粒子表面上,并且可以提高粒子表面的被覆性。
然后,在该熔液加入上述芯粒子使均匀分散。芯粒子与金属盐的比率,根据它们的种类或所需被覆量等而不同,但是一般在106∶1~1∶10(摩尔比)的范围内。另外,也可以开始将芯粒子加入尿素以及金属盐中然后使加热熔融,或者仅使尿素加热熔融后再依次加入金属盐和芯粒子。
另外,在本发明中,作为可以用作溶媒(熔液)的有机材料,不仅限于上述尿素以及对称二氨基脲,只要是在25℃下为固体状态、加热熔融则变为显示极性的液体状态并且通过进一步继续加热则热分解的材料,可以使用任意的以尿素衍生物为代表的有机材料。
(加热工序)
将分散上述芯粒子的熔液加热到尿素(或对称二氨基脲)的熔点以上并且低于上述金属化合物(氧化物、氮化物、和/或氮的氧化物)烧结的温度。加热温度,一般在150℃~450℃的范围内。或者,也可以加热到150℃~1500℃的范围的温度(与煅烧工序一体化时)。另外,加热时间,一般为10分~24小时。熔液的加热也可以维持在其中一定温度,或者也可以缓缓地升高温度(优选低于20℃/分速度)。另外,作为加热气氛,可以使用大气等的氧化性气氛、或N2气、Ar气等的中性气氛、或者真空气氛。
在该加热过程中,熔液中的尿素以及硝酸盐等的金属盐分解,金属成分以外的分解产物中一部分或全部作为可燃性气体而挥散,熔液逐渐凝固。同时,金属成分形成氧化物、氮化物、氮的氧化物、金属硫化物、或者硫的氧化物等的金属化合物,而附着在分散的芯粒子表面上。
在所得的加热处理物(表面被覆粒子)中,可以根据需要实施粉碎、碾开处理等。
通过这种方式,得到以金属氧化物、金属氮化物、或金属氧氮化物等被覆表面的粒子。在芯粒子表面上,作为被覆层形成的这些金属化合物,根据加热条件,作为非晶質化合物和/或结晶性化合物存在。另外,若被覆层的金属化合物为非晶質或不完全结晶化时,有时也特别称为被覆粒子前体。
(煅烧工序)
在本发明中,进一步对上述表面被覆粒子进行煅烧。
将表面被覆粒子填充在石英燃烧皿、氧化铝坩锅、石英坩锅等耐热性容器中,放在电炉的炉芯上进行煅烧。煅烧温度根据表面被覆粒子(特别是构成被覆层的金属化合物)而不同,一般在700℃~1500℃的范围内,优选700℃~1300℃的范围。煅烧时间,根据表面被覆粒子的种类或数量而不同,但是,一般在10分~100小时的范围内。煅烧气氛,根据被覆层的金属化合物等而不同。一般,在金属化合物为氧化物时,使用含有少量氢的惰性气体气氛等的还原性气氛(N2/H2、NH3气体等)、惰性气体气氛等的中性气氛(He、Ne、Ar、N2等)、含有少量的氧的惰性气体气氛等的氧化性气氛(N2/O2等)、或者真空气氛。另外,若为氮化物或氮的氧化物时,使用中性气氛、还原性气氛或者真空气氛。也可以改变这些煅烧条件进行再煅烧。
在所得煅烧物(表面被覆粒子)中,可以根据需要,实施碾开、筛分处理等。
可以通过对表面被覆粒子实施煅烧工序,使在加热工序中产生的分解产物完全消失,而纯粹仅由金属化合物构成被覆层。另外,可以使非晶質的金属化合物完全结晶化。尤其在被覆层的金属化合物为荧光体时,从发光特性等方面来看,优选进行煅烧。
在使用掺杂剂时,在上述的加热工序、进而在煅烧工序中,掺杂剂,作为金属离子等,使均匀地分散含在芯粒子和/或被覆层的金属化合物中,活化这些化合物(活化荧光体)。
通过这种方式,得到在芯粒子表面形成被覆层(或荧光体层)的被覆粒子。被覆层的层厚,一般在100nm~数μm的范围内。另外,荧光体层的层厚度,一般在30nm~5μm的范围内,优选在50nm~2μm的范围内。
以尿素熔融法为例说明第二有机材料熔融法。
(熔液调制工序)
如上所述,将尿素和/或对称二氨基脲与被覆用的上述金属盐装入可分离的烧瓶等的反应器中,加热到尿素或对称二氨基脲的熔点以上的温度而调制熔液。也可以在该熔液中,为了活化被覆物质而进一步添加少量的上述掺杂剂等的添加剂。
(加热工序)
在尿素(或对称二氨基脲)的熔点以上并且低于上述金属化合物(氧化物、氮化物、和/或氮的氧化物)烧结温度的温度下加热上述熔液。加热温度,一般在150℃~450℃的范围内。另外,加热时间,一般在10分~24小时。熔液的加热可以维持在其间中一定温度,或者慢慢地进行升温。另外,作为加热气氛可以使用大气等的氧化性气氛、或N2气体、Ar气体等的中性气氛、真空气氛。
在该加热过程中,熔液中的硝酸盐等的金属盐分解,另外,一部分尿素分解,一部份聚合。另外,金属成分以外的分解产物中的一部份或全部,作为可燃性气体挥散,熔液逐渐凝固。冷却并粉碎所得凝固物。由此,在聚合的尿素中,金属化合物(金属化合物或金属离子)处于均匀的分散状态,从而得到粉末状的金属化合物前体。
(粒子混合工序)
在所得金属化合物前体粉末中,使上述芯粒子均匀地混合。芯粒子与金属化合物前体的比率,根据它们的种类或所需的被覆量等而不同,但是,一般在106∶1~1∶10(摩尔比)的范围内。对于混合,可以以干式利用球磨机等以往公知的混合装置进行10分~24小时的混合。混合时,为了活化芯粒子和/或被覆物质(金属化合物),可以添加少量的上述掺杂剂等添加剂。另外,为了赋予被覆物质粘接性,可以添加少量的蔗糖等有机添加剂。
(煅烧工序)
在本发明的第二方法中,与前述相同,通过煅烧上述混合物,得到在芯粒子表面形成由金属化合物构成的被覆层的表面被覆粒子。在所得的煅烧物(表面被覆粒子)中,根据需要可以实施碾开、筛分处理等。
在本发明中,如上述,通过将尿素熔液用作溶媒,在尿素分解并熔液凝固时,很难使其中的金属化合物凝聚,另外,不会如将水用作溶媒时那样,作为水和物残留。因此,可以在维持芯粒子处于良好的分散状态下,而直接在其表面上均匀地使厚度增厚以并且高密度形成金属化合物的被覆层。可以在很大的范围内选择使用的芯粒子的粒径,并且可以得到微粒子状的复合荧光体粒子。另外,也不会对由荧光体构成的芯粒子或荧光体层的发光特性等各特性产生不良影响。
进而,在上述方法中,可以边合成荧光体或电介质等二种以上的金属复合体(复合氧化物等),边被覆芯粒子表面。尤其,可以不需要实施如烧结等的高温处理而高效地使含有活化剂并合成,从而将活化剂活化的荧光体被覆粒子表面。即,可以使掺杂剂等的添加剂均匀地分散含在金属化合物的层(或芯粒子)上。
尤其若根据第一方法,以很少的工序数并且以更简易的设备,可以制备表面被覆粒子。另外,若根据第二方法,即使芯粒子在作为溶媒的有机材料熔液中为可溶性(例如、在尿素熔液中,可溶性的SiO2粒子),也能够适宜地进行表面被覆。另外,对于这种粒子,由于可以选择所需的粒径以及粒径分布,因此可以提高混合物中的分散性,从而形成高密度的被覆层。另外,可以抑制在尿素熔液的加热中产生的氨与芯粒子(例如,BaTiO3粒子)的反应。进而也能够使芯粒子与被覆物质反应并生成其反应化合物的粒子(SiO2粒子形成为硅酸塩的粒子)。
复合荧光体粒子,若是在电介质材料粒子的周囲形成荧光体层并进而在其外侧形成被覆层的粒子(被覆为二层构成)时,荧光体层与被覆层中的任一层或两层可以通过上述方法形成。
对于利用上述尿素溶融法的粒子表面被覆方法,在本申请人同日出申请的说明书中有详细记载,可以参照其内容。
另外,在荧光体粒子为复合荧光体粒子时,在芯粒子的周囲形成被覆层和/或荧光体层的方法,不限于利用上述尿素溶融法的被覆方法,也可以使用溶胶凝胶法、化学蒸镀(CVD)法、烷氧化物法、喷雾热分解法等公知的各种被覆方法。
[实施例16]
作为光不透过性并且显示光散射反射性的基板,准备厚度为350μm的混入BaSO4的白色聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)片材。在该基板上,通过网板印刷形成在树脂中分散In2O3以及SnO2等导电性粒子的背面侧光透过性电极(厚度:约10μm)。
然后,利用喷雾热分解法制作ZnS∶Mn荧光体的球形粒子(平均粒径:1μm)后,在其外侧,利用金属烷氧化物混合物的水解法形成由BaTiO3电介质材料构成的被覆层(平均层厚:0.2μm)(参照特开平6-200245号公报),得到复合荧光体粒子。该复合荧光体粒子与BaTiO3超微粒子(平均粒径:0.3μm)分散在丙烯酸树脂溶液后(树脂∶荧光体粒子∶BaTiO3超微粒子=2∶1∶1(体积比)),将分散液涂敷在光透过性电极的表面并进行干燥,从而形成发光层(平均层厚:10μm)。
然后,作为光透过性保护膜,准备厚度为10μm的PET片材,在该PET片材的一面上,作为前面侧光透过性电极,通过溅射法形成ITO电极(厚度:0.1μm),然后,使ITO电极向下地将其叠层在发光层上。如此制造如图10所示的本发明的分散型EL元件。
[实施例17]
作为光不透过性并且显示光散射反射性的基板,准备厚度为350μm的混入BaSO4的白色PET片材。在该基板上,通过网板印刷形成在树脂中分散In2O3以及SnO2等导电性粒子的背面侧光透过性电极(厚度:约10μm)。
接着,通过喷雾热分解法制作由BaTiO3电介质材料构成的球状芯材(平均直径:1μm),然后,在其外侧,通过MOCVD法形成由ZnS∶Mn荧光体构成的层(平均层厚:0.2μm)(参照WO96/09353号公报),进而在其外侧,通过金属烷氧化物混合物的水解法形成由BaTiO3构成的外侧电介质层(平均层厚:0.2μm)(参照特开平6-200245号公报),从而得到复合荧光体粒子。将该复合荧光体粒子与BaTiO3超微粒子(平均粒径:0.3μm)分散在丙烯酸树脂溶液后(树脂∶荧光体粒子∶BaTiO3超微粒子=2∶1∶1(体积比)),将分散液涂敷在光透过性电极的表面并进行干燥,从而形成发光层(平均层厚:10μm)。
然后,作为光透过性保护膜,准备厚度为10μm的PET片材,在该PET片材的一面上,作为前面侧光透过性电极,通过溅射法形成ITO电极(厚度:0.1μm)后,使ITO电极向下地将其叠层在发光层上。如此制造如图11所示的本发明的分散型EL元件。
[实施例18]
(尿素熔融法)
在实施例16中,除了通过下述方式形成复合荧光体粒子之外,其余的通过实施例16相同的方式制造图10所示的本发明的分散型EL元件。
将1.8M的尿素、0.004M的硝酸钇、0.002M的醋酸锰、以及0.046M的硫化锌粒子装入可分离的烧瓶中,边边搅拌边加热至150℃,使尿素熔融,调制硫化锌粒子分散的均匀熔液。然后,以5℃/分的速度将该熔液加热至450℃,使熔液凝固。将所得的被覆粒子的凝固物(固体泡)粉碎后,在温度900~1000℃、还原性气氛下(N2/H2)下进行煅烧,得到复合荧光体粒子(芯粒子:ZnS∶Mn荧光体,被覆层:Y2O3电介质材料)。
进而,作为芯粒子使用ZnS、CaS、SrS、或BaAl2S4,作为金属盐使用Y(NO3)3、Al(NO3)3、Zn(NO3)2、Mn(CH3COO)2、Eu(NO3)3和/或Ce(NO3)3,通过与上述同样的方式,得到各种复合荧光体粒子(芯粒子:ZnS∶Mn、CaS∶Eu、SrS∶Ce、或BaAl2S4∶Eu荧光体,被覆层:Y2O3、Al2O3、或ZnO电介质材料)。
[实施例19]
(尿素熔融法)
在实施例16中,除了通过下述方式形成复合荧光体粒子之外,其余的通过与实施例16相同的方式制造图10所示的本发明的分散型EL元件。
在尿素以及硝酸钇的溶融混合液中,分散锰活化的硫化锌荧光体粒子。进一步加热该熔液,使尿素以及硝酸钇的一部份热分解并使熔液凝固,得到被覆粒子前体。在还原性气氛下煅烧该被覆粒子前体,使残留的有机物挥散,得到复合荧光体粒子(芯粒子:ZnS∶Mn荧光体,被覆层:Y2O3电介质材料)。
进而,作为芯粒子使用ZnS∶Mn、CaS∶Eu、SrS∶Ce、或BaAl2S4∶Eu荧光体,作为金属硝酸盐使用Y(NO3)3、或Al(NO3)3,通过与上述同样的方式,得到各种复合荧光体粒子(芯粒子:ZnS∶Mn、CaS∶Eu、SrS∶Ce、或BaAl2S4∶Eu荧光体,被覆层:Y2O3、或Al2O3电介质材料)。
[实施例20]
(溶胶凝胶法)
在实施例16中,除了通过下述方式形成复合荧光体粒子之外,其余的通过与实施例16相同的方式制造图10所示的本发明的分散型EL元件。
将0.015M的醋酸钡以及0.2M的醋酸装入烧杯中,用铝箔覆盖烧杯的上部并在80℃加热1小时。另外将0.015M的四异丙氧基钛、0.03M的醋酸、以及0.1M的乙醇装入三角烧瓶进行混合。在该混合物中边搅拌边加入烧杯中的溶液,进而搅拌30分间。然后,加入0.1M的乙醇搅拌30分间,加入3mL的水搅拌30分间,加入0.015M乙酰丙酮搅拌30分钟,加入0.25M的醋酸搅拌30分间,最后加入乙醇使总量为150ml,调制溶胶。
将所得溶胶装入可分离的烧瓶中,在其中分散锰活化的硫化锌荧光体粒子。利用旋转薄膜蒸发器在温度78~80℃、减压下使该溶胶脱水,进行凝胶化。利用真空干燥机在温度80℃或120℃对该凝胶进行干燥,得到干燥凝胶。将所得干燥凝胶加热到温度530℃使进行热分解,得到复合荧光体粒子(芯粒子:BaTiO3电介质材料,被覆层:ZnS∶Mn荧光体)。
进而,作为芯粒子使用ZnS∶Mn、CaS∶Eu、SrS∶Ce、或BaAl2S4∶Eu的荧光体,作为金属盐使用Ba(CH3COO)2、Sr(CH3COO)2、Pb(CH3COO)2、Ti((CH3)2CHO)4、Ta((CH3)2CHO)5、Bi((CH3)2CHO)3、Y((CH3)2CHO)3、Al(CH3COO)3和/或Si((CH3)2CHO)4,通过与上述同样的方式得到各种复合荧光体粒子(芯粒子:ZnS∶Mn、CaS∶Eu、SrS∶Ce、或BaAl2S4∶Eu荧光体,被覆层:TiO2、BaTiO3、SrTiO3、(Sr,Ba)TiO3、PbTiO3、Ta2O5、BaTa2O6、SrTa2O6、(Sr,Ba)Ta2O6、(Sr,Ba)Bi2Ta2O9、Y2O3、Al2O3、或SiO2电介质材料)。
[实施例21]
(尿素熔融法、二层构成)
在实施例17中,除了通过下述方式形成复合荧光体粒子之外,其余的通过与实施例17相同的方式制造图11所示的本发明的分散型EL元件。
在尿素、硝酸镓以及醋酸锰的溶融混合液分散氧化钛钡粒子。进而加热该熔液,使熔液的一部份热分解并使熔液凝固,得到被覆粒子前体。在中性气氛下对该被覆粒子前体进行煅烧,使残留的有机物挥散,得到荧光体被覆粒子。
然后,边搅拌醋酸钡、四异丙氧基钛、醋酸、乙酰丙酮、乙醇、以及水边进行混合,调制溶胶。在该溶胶中加入上述荧光体被覆粒子使分散后,使溶胶脱水并凝胶化,进而进行干燥,得到干燥凝胶。加热干燥凝胶使热分解,得到复合荧光体粒子(芯粒子:BaTiO3电介质材料,荧光体层:Ga2O3∶Mn荧光体,被覆层:BaTiO3电介质材料)。
进而,作为芯粒子使用BaTiO3、SrTiO3、或TiO2,通过与上述相同的方式,根据尿素法在芯粒子表面下形成荧光体层。然后,作为金属盐使用Ba(CH3COO)2、Sr(CH3COO)2和/或Ti((CH3)2CHO)4,通过与上述同样的方式,根据溶胶凝胶法形成被覆层,从而得到各种二层构成的复合荧光体粒子(芯粒子:BaTiO3、SrTiO3、或TiO2电介质材料,荧光体层:Ga2O3∶Mn荧光体,被覆层:BaTiO3、SrTiO3或TiO2电介质材料)。
[实施例22]
(尿素熔融法、二层构成)
在实施例17中,除了通过下述方式形成复合荧光体粒子之外,其余的通过与实施例17相同的方式制造图11所示的本发明的分散型EL元件。
在尿素、硝酸镓以及醋酸锰的溶融混合液中分散氧化钇粒子。进而加热该熔液,使熔液的一部份热分解并使熔液凝固,得到被覆粒子前体。在中性气氛下对该被覆粒子前体进行煅烧,使残留有机物挥散并得到荧光体被覆粒子。
然后,边搅拌醋酸钡、四异丙氧基钛、醋酸、乙酰丙酮、乙醇、以及水边进行混合,调制溶胶。在该溶胶中加入上述荧光体被覆粒子使分散后,使溶胶脱水并凝胶化,进而进行干燥并得到干燥凝胶。加热干燥凝胶使热分解,得到复合荧光体粒子(芯粒子:Y2O3电介质材料,荧光体层:Ga2O3∶Mn荧光体,被覆层:BaTiO3电介质材料)。
进而作为芯粒子使用Y2O3、Al2O3、YAG、ALON、Si3N4、或SIALON,通过与上述同样的方式,根据尿素法在芯粒子表面形成荧光体层。然后,作为金属盐使用Ba(CH3COO)2、Sr(CH3COO)2、Ti((CH3)2CHO)4、Ta((CH3)2CHO)5、Y((CH3)2CHO)3和/或Al((CH3)2CHO)3,通过与上述同样的方式,根据溶胶凝胶法形成被覆层,得到各种二层构成的复合荧光体粒子(芯粒子:Y2O3、Al2O3、YAG、ALON、Si3N4或SIALON电介质材料,荧光体层:Ga2O3∶Mn荧光体,被覆层:BaTiO3、SrTiO3、TiO2、Ta2O5、Y2O3、Al2O3、YAG、或ALON电介质材料)。
[实施例23]
(尿素熔融法)
在实施例16中,除了通过下述方式形成复合荧光体粒子之外,其余的通过与实施例16相同的方式制造图12所示的本发明的分散型EL元件。
在尿素、硝酸镓以及醋酸锰的溶融混合液分散氧化钛钡粒子。进而加热该熔液使熔液的一部份热分解并使熔液凝固,得到被覆粒子前体。在中性气氛下对该被覆粒子前体进行煅烧,使残留的有机物挥散,得到复合荧光体粒子(芯粒子:BaTiO3电介质材料,荧光体层:Ga2O3∶Mn荧光体。
进而,作为芯粒子使用SrTiO3、或TiO2,通过与上述同样的方式,得到各种复合荧光体粒子(芯粒子:SrTiO3或TiO2电介质材料,荧光体层:Ga2O3∶Mn荧光体)。
[实施例24]
(尿素熔融法)
在实施例16中,除了通过下述方式形成复合荧光体粒子之外,其余的通过与实施例16相同的方式制造图12所示的本发明的分散型EL元件。
在尿素、硝酸镓以及醋酸锰的溶融混合液中分散氧化钇粒子。进而加热该熔液,使熔液的一部份热分解并使熔液凝固,得到被覆粒子前体。在还原性气氛下对该被覆粒子前体进行煅烧,使残留的有机物挥散,得到复合荧光体粒子(芯粒子:Y2O3电介质材料,荧光体层:Ga2O3∶Mn荧光体)。
进而,作为芯粒子使用Al2O3、YAG、ALON、Si3N4或SIALON,通过与上述同样的方式,得到各种复合荧光体粒子(芯粒子:Al2O3、YAG、ALON、Si3N4或SIALON电介质材料,荧光体层:Ga2O3∶Mn荧光体)。
[实施例25]
(尿素熔融法、第二的方法)
在实施例16中,除了通过下述方式形成复合荧光体粒子之外,其余的通过与实施例16相同的方式制造图10所示的本发明的分散型EL元件。
将108.8g的尿素与3.12g的硝酸钇混合后,将混合物加热至450℃,制得熔液,将该熔液在该温度下维持2小时,得到凝固物。冷却所得金属化合物前体的凝固物后,在在乳钵中进行粉碎。在粉末状的金属化合物前体中加入20g的锰活化的硫化锌荧光体粒子(ZnS∶Mn、平均粒径:2μm),在球磨机中进行均匀混合6小时。之后,将混合物装入石英玻璃燃烧皿中,在1030℃、真空气氛下加热2小时。从而得到显示高发光強度的电致发光的复合荧光体粒子(芯粒子:ZnS∶Mn荧光体,被覆层:Y2O3电介质)。

Claims (45)

1.一种粒子表面的被覆方法,在粒子表面形成金属化合物的被覆层,其中,含有以下两个工序,即:
(1)调制分散液的工序,所述分散液是通过,在25℃为固体状态、加热熔融则变为显示极性的液体状态并且通过进一步继续加热则热分解的有机材料的熔液中,溶解所述金属化合物的盐,进而分散上述粒子而形成;
(2)加热该分散液的工序。
2.根据权利要求1所述的粒子表面的被覆方法,其中,有机材料为尿素和/或对称二氨基脲。
3.根据权利要求1或2所述的粒子表面的被覆方法,其中,金属化合物的盐是选自由金属硝酸盐、金属硫酸盐以及金属醋酸盐构成一组中的至少一种金属盐。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的粒子表面的被覆方法,其中,在工序(1)中,分散液进而含有掺杂剂。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的粒子表面的被覆方法,其中,以150℃~1500℃范围的温度进行工序(2)的加热。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的粒子表面的被覆方法,其中,工序(2)的加热是直至有机材料热分解为止。
7.根据权利要求6所述的粒子表面的被覆方法,其中,以700~1500℃范围的温度,进一步对由有机材料热分解所得的表面具有被覆层的被覆粒子进行煅烧。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的粒子表面的被覆方法,其中,粒子的平均粒径在10nm~100μm的范围内。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的粒子表面的被覆方法,其中,在粒子表面被覆的金属化合物,为金属氧化物、金属氮化物、金属氮氧化物和/或金属氧硫化物。
10.一种粒子表面的被覆方法,在粒子的表面形成金属化合物的被覆层,其中,含有以下四个工序,即:
(1)调制熔液的工序,所述熔液是通过,在25℃为固体状态、加热熔融则变为显示极性的液体状态并且通过进一步继续加热则热分解的有机材料的熔液中,溶解所述金属化合物的盐而形成;
(2)加热该熔液并形成金属化合物前体的工序;
(3)混合该金属化合物前体以及所述粒子的工序;
(4)加热该混合物的工序。
11.一种表面被覆粒子,根据权利要求1~10中任一项所述的方法制造。
12.根据权利要求11所述的表面被覆粒子,其中,粒子为无机荧光体粒子。
13.根据权利要求12所述的表面被覆粒子,其中,粒子是被活化剂活化的无机荧光体粒子。
14.根据权利要求11~13中任一项所述的表面被覆粒子,其中,在粒子表面被覆的金属化合物为电介质。
15.根据权利要求11~13中任一项所述的表面被覆粒子,其中,在粒子表面被覆的金属化合物为导电性物质。
16.根据权利要求11所述的表面被覆粒子,其中,在粒子表面被覆的金属化合物为荧光体。
17.根据权利要求16所述的表面被覆粒子,其中,在粒子表面被覆的金属化合物是被活化剂活化的荧光体。
18.根据权利要求16或17所述的表面被覆粒子,其中,粒子为无机电介质粒子。
19.根据权利要求16或17所述的表面被覆粒子,其中,粒子为无机导电性粒子。
20.一种表面被覆粒子,是表面被覆的粒子,其中,该粒子表面的被覆层由两层构成,并且其中至少一层根据权利要求1~10中任一项所述的方法形成。
21.根据权利要求20所述的表面被覆粒子,其中,粒子表面的被覆层由两层构成,粒子为电介质粒子,内侧的被覆层由荧光体构成,并且外侧被覆层由电介质构成。
22.根据权利要求21所述的表面被覆粒子,其中,内侧的被覆层由活化剂活化的荧光体构成。
23.一种电致发光元件,是具有依次叠层背面片材、背面侧光透过性电极、在电介质相中分散电致发光粒子而构成的发光层、前面侧光透过性电极、以及光透过性前面保护膜的基本构成的分散型电致发光元件,其特征在于,电致发光粒子是在荧光体粒子的外侧上按照权利要求1~10中任一项所述的方法形成被覆层的粒子。
24.根据权利要求23所述的电致发光元件,其中,背面片材具有光散射反射性并且发光层显示光散射性。
25.一种电致发光元件,是具有依次叠层背面片材、背面侧电极、在电介质相中分散电致发光粒子而构成的发光层、前面侧光透过性电极、以及光透过性前面保护膜的基本构成的分散型电致发光元件,其特征在于,所述电致发光粒子,在电介质材料粒子的周围上形成荧光体层并进而在其外侧按照权利要求1~10中任一项所述的方法形成被覆层。
26.根据权利要求25所述的电致发光元件,其中,电介质相由有机聚合物构成。
27.根据权利要求25所述的电致发光元件,其中,电介质相是在有机聚合物中分散无机或有机微粒子构成。
28.根据权利要求25~27中任一项所述的电致发光元件,其中,发光层是显示光散射性的层。
29.根据权利要求25~28中任一项所述的电致发光元件,其中,背面侧电极为光透过性电极,背面片材显示光散射反射性。
30.根据权利要求23~29中任一项所述的电致发光元件,其中,电致发光粒子中的外侧被覆层,具有该发光粒子中的荧光体层的折射率的65%以上的折射率。
31.根据权利要求23~30中任一项所述的电致发光元件,其中,电致发光层的电介质相具有发光粒子中的荧光体层的折射率的65%以上的折射率。
32.根据权利要求23~31中任一项所述的电致发光元件,其中,背面侧电极为光透过性电极,背面片材是以折射率为电致发光粒子的荧光体层折射率的80%以上的材料为主构成成分的高折射率光散射反射片材,调整夹在该发光粒子与该背面片材之间的材料的折射率,使从电致发光粒子向背面侧发出的光的40%以上入射到该背面片材上。
33.根据权利要求23~32中任一项所述的电致发光元件,其中,背面侧电极为光透过性电极,背面片材显示光散射反射性,在前面侧电极与前面保护膜之间另设以折射率为电致发光粒子的荧光体层折射率的80%以上的材料为主构成成分的高折射率光散射层,并且调整夹在该发光粒子与该高折射率光散射层之间的材料的折射率,使从电致发光粒子向前面侧发出的光的40%以上入射到该高折射率光散射层上。
34.一种电致发光元件,是具有依次叠层背面片材、背面侧电极、在电介质相中分散电致发光粒子而构成的光散射性或非光散射性的发光层、前面侧光透过性电极、以及光透过性前面保护膜的基本构成的分散型电致发光元件,其特征在于,电致发光粒子,是在电介质材料粒子的周围上形成荧光体层的粒子,并且所述电致发光粒子是在荧光体粒子的外侧上按照权利要求1~10中任一项所述的方法形成被覆层的粒子。
35.一种电致发光元件,是具有依次叠层背面片材、背面侧光透过性电极、在电介质相中分散电致发光粒子而构成的电致发光层、前面侧光透过性电极、以及光透过性前面保护膜的基本构成的分散型电致发光元件,其特征在于,背面片材显示基于光散射效果的光反射性,在前面侧光透过性电极与前面保护膜之间另设以折射率为电致发光层折射率80%以上的材料为主构成成分的高折射率光散射层,调整夹在该发光层与该高折射率光散射层之间的层的折射率,使从电致发光层向前面侧发出的光的40%以上入射到该高折射率光散射层上,并且,电致发光粒子是在荧光体粒子的外侧上按照权利要求1~10中任一项所述的方法形成被覆层的粒子。
36.一种电致发光元件,是具有依次叠层背面片材、背面侧光透过性电极、在电介质相中分散电致发光粒子而构成的电致发光层、前面侧光透过性电极、以及光透过性前面保护膜的基本构成的分散型电致发光元件,其特征在于,背面片材,是以折射率为电致发光层折射率80%以上的材料为主构成成分的高折射率光散射性反射片材,调整夹在该发光层与该背面片材之间的层的折射率,使从电致发光层向背面侧发出的光的40%以上入射到该背面片材上,并且,电致发光粒子是在荧光体粒子的外侧上按照权利要求1~10中任一项所述的方法形成被覆层的粒子。
37.一种电致发光元件,是具有依次叠层背面片材、背面侧电极、背面侧绝缘体层、在电介质相中分散电致发光粒子而构成的电致发光层、前面侧光透过性电极、以及光透过性前面保护膜的基本构成的分散型电致发光元件,其特征在于,背面侧绝缘体层,是以折射率为电致发光层折射率80%以上的材料为主构成成分的高折射率光散射性绝缘体层,从电致发光层向背面侧发出的光的40%以上入射到该背面侧绝缘体层上,并且,电致发光粒子是在荧光体粒子的外侧上按照权利要求1~10中任一项所述的方法形成被覆层的粒子。
38.一种电致发光元件,是具有依次叠层背面片材、背面侧光透过性电极、在电介质相中分散电致发光粒子而构成的电致发光层、前面侧绝缘体层、前面侧光透过性电极、以及光透过性前面保护膜的基本构成的分散型电致发光元件,其特征在于,背面片材显示基于光散射效果的光反射性,前面侧绝缘体层,是以折射率为电致发光层折射率80%以上的材料为主构成成分的高折射率光散射性绝缘体层,从电致发光层向前面侧发出的光的40%以上入射到该前面侧绝缘体层上,并且,电致发光粒子是在荧光体粒子的外侧上按照权利要求1~10中任一项所述的方法形成被覆层的粒子。
39.一种电致发光元件,是具有依次叠层背面片材、背面侧电极、背面侧绝缘体层、在电介质相中分散电致发光粒子而构成的电致发光层、前面侧光透过性电极、以及光透过性前面保护膜的基本构成的分散型电致发光元件,其特征在于,该背面侧绝缘体层,具有10μm以上的厚度,是漫反射率为50%以上的高折射率光散射反射性绝缘体层,并且,电致发光粒子是在荧光体粒子的外侧上按照权利要求1~10中任一项所述的方法形成被覆层的粒子。
40.一种电致发光元件,是具有依次叠层背面片材、背面侧电极、背面侧绝缘体层、电致发光层、前面侧光透过性电极、以及光透过性前面保护膜的基本构成的分散型电致发光元件,其特征在于,该背面侧绝缘体层,具有10μm以上的厚度,并且是漫反射率为50%以上的高折射率光散射反射性绝缘体层,并且,电致发光粒子是在荧光体粒子的外侧上按照权利要求1~10中任一项所述的方法形成被覆层的粒子。
41.一种电致发光元件,是具有依次叠层背面片材、背面侧光透过性电极、电致发光层、前面侧光透过性电极、以及光透过性前面保护膜的基本构成的电致发光元件,其特征在于,背面片材,是以折射率为电致发光层折射率80%以上的材料为主构成成分的高折射率光散射性反射片材,并且调整夹在该发光层与该背面片材之间的层的折射率,使从电致发光层向背面侧发出的光的40%以上入射到该背面片材上,并且,电致发光粒子是在荧光体粒子的外侧上按照权利要求1~10中任一项所述的方法形成被覆层的粒子。
42.一种电致发光元件,是具有依次叠层背面片材、光透过性背面侧电极、背面侧绝缘体层、电致发光层、前面侧光透过性电极、以及光透过性前面保护膜的基本构成的电致发光元件,其特征在于,背面片材为光散射反射性,并且背面侧绝缘体层,是以折射率为电致发光层折射率80%以上的材料为主构成成分的高折射率光散射性绝缘体层,并且从电致发光层向背面侧发出的光的40%以上入射到该背面侧绝缘体层上,并且,电致发光粒子是在荧光体粒子的外侧上按照权利要求1~10中任一项所述的方法形成被覆层的粒子。
43.一种电致发光元件,是具有依次叠层背面片材、背面侧光透过性电极、电致发光层、前面侧光透过性电极、以及光透过性前面保护膜的基本构成的电致发光元件,其特征在于,背面片材显示基于光散射效果的光反射性,在前面侧光透过性电极与前面保护膜之间另设以折射率为电致发光层折射率80%以上的材料为主构成成分的高折射率光散射层,并且调整夹在该发光层与该高折射率光散射层之间的层的折射率,使从电致发光层向前面侧发出的光的40%以上入射到该高折射率光散射层上,并且,电致发光粒子是在荧光体粒子的外侧上按照权利要求1~10中任一项所述的方法形成被覆层的粒子。
44.一种电致发光元件,是具有依次叠层背面片材、背面侧光透过性电极、电致发光层、前面侧光透过性电极、以及光透过性前面保护膜的基本构成的电致发光元件,其特征在于,背面片材显示基于光散射效果的光反射性,在电致发光层的前面侧上设置以折射率为电致发光层折射率80%以上的材料为主构成成分的高折射率光散射性绝缘体层,并且从电致发光层向前面侧发出的光的40%以上入射到该高折射率光散射性绝缘体层上,并且,电致发光粒子是在荧光体粒子的外侧上按照权利要求1~10中任一项所述的方法形成被覆层的粒子。
45.一种电致发光元件,是具有依次叠层背面片材、背面侧光透过性电极、电致发光层、前面侧光透过性电极、以及光透过性前面保护膜的基本构成的电致发光元件,其特征在于,背面片材显示基于光散射效果的光反射性,在电致发光层的背面侧上设置以折射率为电致发光层折射率80%以上的材料为主构成成分的高折射率光散射性绝缘体层,并且从电致发光层向背面侧发出的光的40%以上入射到该高折射率光散射性绝缘体层上,并且,电致发光粒子是在荧光体粒子的外侧上按照权利要求1~10中任一项所述的方法形成被覆层的粒子。
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