JP2002194350A - 電場発光材料、電場発光デバイスおよびそれらの製造方法 - Google Patents
電場発光材料、電場発光デバイスおよびそれらの製造方法Info
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Abstract
定な長残光電場発光材料、発光デバイスおよびこれらの
製造方法を提供する。 【解決手段】 アルミン酸ストロンチウム、アルミン酸
マグネシウム、アルミン酸カルシウムまたはアルミン酸
亜鉛からなる母体材料に、電場によって励起された電子
が基底状態に戻る場合に発光する希土類(例えばEu)
または遷移金属(例えばMn)の1種類以上を発光中心
として0.001〜20wt%添加した電場発光材料。
また電場発光材料粉末を圧電性樹脂(例えば、フッ化ビ
ニリデン樹脂)に分散させた発光体の両面に電極を設け
た発光デバイス。
Description
場発光デバイスおよびそれらの製造方法に関するもので
ある。
光体は、誘電物に分散させて発光体層を形成し、発光体
層の両側に電極を設けるとともに、少なくとも一方の電
極として透明電極を用い、これらの電極の間に交流電圧
を加えることにより発光させるものである。従来、電場
発光蛍光体としては、硫化亜鉛を母体とするものがほと
んどで、この硫化亜鉛を母体材料とした蛍光体は、湿気
や水分の影響を受けやすいという弱点があった。
・物理的に安定した電場発光材料を得るべく、各種の材
料について研究、実験を繰り返してきたところ、アルミ
ン酸類(マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、
亜鉛)を母体材料とする電場発光材料が有効であること
を見出した。本発明はかかる新しい知見に基づくもので
あり、したがって、本発明の技術的課題は、上記アルミ
ン酸類を利用し、化学的・物理的に安定な電場発光材
料、発光デバイスおよびこれらの製造方法を提供するこ
とにある。
の本発明の電場発光材料は、化学的・物理的に安定な化
合物であるアルミン酸ストロンチウム、アルミン酸マグ
ネシウム、アルミン酸カルシウムまたはアルミン酸亜鉛
からなる母体材料に、電場によって励起された電子が基
底状態に戻る場合に発光する希土類または遷移金属の1
種類以上を発光中心として、0.001〜20wt%添
加したことを特徴とするものである。上記電場発光材料
においては、母体材料として、SrAl2O4で表され
る化合物を用いると共に、発光中心としてEuを0.0
01〜20wt%添加し、或いは、母体材料としてZn
Al2O4で表される化合物を用いると共に、発光中心
としてMnを0.001〜20wt%添加するのが、長
残光性をもたせるために有効である。
電場発光材料の製造方法は、アルミン酸ストロンチウ
ム、アルミン酸マグネシウム、アルミン酸カルシウムま
たはアルミン酸亜鉛からなる母体材料に、電場によって
励起された電子が基底状態に戻る場合に発光する希土類
または遷移金属の1種類以上を、発光中心として、0.
001〜20wt%の範囲内で添加し、混合した後、還
元雰囲気中で焼成することを特徴とするものである。
電性樹脂に分散させて発光体を形成し、その両面側に電
極を設けることにより、本発明の電場発光デバイスとす
ることができ、この場合に、圧電性樹脂としてはフッ化
ビニリデン(PVDF)を主成分とする樹脂を用いるの
が有効である。上記電場発光デバイスは、上述した電場
発光材料の粉末を圧電性樹脂粉末と混合して加熱し、あ
るいは溶媒で溶解してペーストとし、そのペーストを板
状あるいは膜状に成形し、その両面側に電極を取り付け
た後、直流電圧により分極処理を施すことにより製造す
ることができ、この方法は発光特性の向上に有効なもの
である。
ルミン酸類(マグネシウム、カルシウム、ストロンチウ
ム、亜鉛)を母体材料とした新しい電場発光体を提供す
ると共に、これを利用した発光デバイスおよびこれらの
製造方法を提供するものである。
的・物理的に安定な化合物であるアルミン酸ストロンチ
ウム、アルミン酸マグネシウム、アルミン酸カルシウム
およびアルミン酸亜鉛の群から選ばれた1種類またはそ
れ以上のアルミン酸塩からなる母体材料に、電場によっ
て励起された電子が基底状態に戻る場合に発光する希土
類または遷移金属の1種類以上を発光中心として、0.
001〜20wt%の範囲で添加してなるものである。
上記電場発光材料においては、母体材料として、SrA
l2O4で表される化合物(アルミン酸ストロンチウ
ム)を用いると共に、発光中心としてEuを0.001
〜20wt%添加し、或いは、母体材料としてZnAl
2O4で表される化合物(アルミン酸亜鉛)を用いると
共に、発光中心としてMnを0.001〜20wt%添
加するのが、長残光性をもたせるために有効である。
記アルミン酸ストロンチウムは蓄光性(長残光性)に優
れており、例えば、SrAl2O4:Eu:Dyは10
時間以上の残光を示している。また、遷移金属を添加し
たアルミン酸亜鉛ZnAl2O4:Mnも同様に長残光
を示している。
戻る場合に発光する上記希土類元素としては、Ce,E
u,Tb,Nd,Pr,Pm,Sm,Gdを挙げること
ができ、また、同遷移金属元素としては、Mn,Cu,
Ag,Zn,Fe,Ni,Co,Nbを挙げることがで
きる。
樹脂に分散させて発光体を形成し、その両面側に電極を
設けることにより電場発光デバイスとすることができる
が、上記樹脂としてはPVAなどの非圧電性のものを用
いることもできる。また、上記樹脂としては、透明樹脂
を利用するのが望ましく、特にフッ化ビニリデン(PV
DF)またはそれを主成分とする樹脂が適している。更
に、上記両面側に設ける電極は、少なくとも片面側のも
のを透明電極とする。この透明電極にはITO電極が適
し、もう1つの電極には金、アルミ、銀等を利用するこ
とができる。
要の母体材料を形成する出発原料に、電場によって励起
された電子が基底状態に戻る場合に発光する希土類また
は遷移金属の1種類以上を発光中心として所要の範囲内
で添加し、よく混合した後、還元雰囲気(例えば、5%
H2を含んだAr、100ml毎分)中で焼成すればよ
い。SrAl2O4で表される化合物を母体材料とする
場合には、出発原料として、SrCO3,Al2O3,
SiO2,MgO,BaCO3,Eu2O3などの各種
酸化物を用いることができ、また、ZnAl2O4で表
される化合物を母体材料とする場合には、出発原料とし
て、ZnO,Al2O3などの各種酸化物を用いること
ができる。なお、出発原料はこれらに限らず、最終的に
酸化物になるものであれば他の化合物を使用することが
できる。
場発光材料を粉末とし、それを圧電性樹脂粉末と混合し
て加熱し、あるいは溶媒で溶解してペーストとし、それ
を板状あるいは膜状に成形し、その成形体の両面側に電
極を取り付けた後、直流電圧を印加して分極処理を施す
ことによって行うことができる。
えていることから、エネルギー効率を大幅に高めること
ができる点でも有利なものであり、省エネルギー型の照
明、表示板、指示板、掲示板などに有効に利用すること
ができる。また、従来の蓄光のための紫外線の代りに電
場を利用することができるので、励起光がなくても蓄光
性を利用することができる点で有利である。
MgO,BaCO3,Eu2O3の各種酸化物を用い
た。この出発原料を、Sr0.95Al2O4:Eu
0.05(SAO−E)の組成になるように秤量し、よ
く混合した後、120℃で乾燥し、還元雰囲気中で、1
400℃で4時間焼成した。
合し、加熱して溶解し、直径20mmの板状に成形し、
その片面にアルミ電極を真空蒸着で作製し、他の片面に
ITO透明電極をスパッタリング法で取り付けた後、1
〜10kV/mmの直流電圧により分極処理を施して、
電場発光デバイスを作製した。上記樹脂としては、非圧
電性のPVAと圧電性樹脂のPVDFとPTFE、およ
びPVDF+PTFEをそれぞれ用いた。
て〕 出発原料として、ZnO,Al2O3,MnCO3の各
種酸化物を用いた。この出発原料を、Zn0.99Al
2O4:Mn0.01(ZAO−M)の組成になるよう
に秤量し、よく混合した後、120℃で乾燥し、還元雰
囲気中で、1100℃で4時間焼成した。以下、実施例
1と同様の処理により電場発光デバイスを作製した。
定性を示した。圧電樹脂、特にフッ化ビニリデン(PV
DF)が発光輝度の向上と安定に適していることがわか
った。また、分極処理が効果的であることがわかった。
図1および図2にそれぞれの電場発光スペクトルを示
す。
物理的に安定な化合物であるアルミン酸類を利用し、化
学的・物理的に安定な電場発光材料を提供できると共
に、これを利用した発光デバイスおよびこれらの製造方
法を提供することができる。
ペクトルを示す図である。
ペクトルを示す図である。
Claims (7)
- 【請求項1】アルミン酸ストロンチウム、アルミン酸マ
グネシウム、アルミン酸カルシウムまたはアルミン酸亜
鉛からなる母体材料に、電場によって励起された電子が
基底状態に戻る場合に発光する希土類または遷移金属の
1種類以上を発光中心として、0.001〜20wt%
添加したことを特徴とする電場発光材料。 - 【請求項2】SrAl2O4で表される化合物を母体材
料とし、発光中心としてEuを0.001〜20wt%
添加したことを特徴とする長残光電場発光材料。 - 【請求項3】ZnAl2O4で表される化合物を母体材
料とし、発光中心としてMnを0.001〜20wt%
添加したことを特徴とする長残光電場発光材料。 - 【請求項4】請求項1ないし3のいずれかに記載の電場
発光材料の粉末を圧電性樹脂に分散させて発光体を形成
し、その両面側に電極を設けたことを特徴とする電場発
光デバイス。 - 【請求項5】圧電性樹脂がフッ化ビニリデンを主成分と
する樹脂である請求項4に記載の電場発光デバイス。 - 【請求項6】アルミン酸ストロンチウム、アルミン酸マ
グネシウム、アルミン酸カルシウムまたはアルミン酸亜
鉛からなる母体材料に、電場によって励起された電子が
基底状態に戻る場合に発光する希土類または遷移金属の
1種類以上を発光中心として、0.001〜20wt%
の範囲内で添加し、混合した後、還元雰囲気中で焼成す
ることを特徴とする電場発光材料の製造方法。 - 【請求項7】請求項1ないし3のいずれかに記載の電場
発光材料の粉末を、圧電性樹脂粉末と混合して加熱し、
あるいは溶媒で溶解して得たペーストを、板状あるいは
膜状に成形し、その両面側に電極を取り付けた後、直流
電圧により分極処理を施すことを特徴とする電場発光デ
バイスの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000398329A JP3564504B2 (ja) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | 電場発光デバイスおよびその製造方法 |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015525816A (ja) * | 2012-07-31 | 2015-09-07 | オーシャンズ キング ライティング サイエンス アンド テクノロジー シーオー.,エルティーディー | アルミン酸亜鉛蛍光材料,及び,その製造方法 |
JP2017155087A (ja) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | デンカ株式会社 | 蓄光性蛍光体を含有するフッ素系樹脂シート、これを用いた積層物、蓄光性シート、屋外用蓄光標識 |
JP2018012808A (ja) * | 2016-07-22 | 2018-01-25 | 堺化学工業株式会社 | 光エネルギー貯蔵酸化物及び樹脂組成物 |
JP2020186395A (ja) * | 2020-07-20 | 2020-11-19 | 堺化学工業株式会社 | 光エネルギー貯蔵酸化物及び樹脂組成物 |
US11214494B2 (en) | 2017-05-11 | 2022-01-04 | Dic Corporation | Spinel compound oxide particle, method for producing the same, resin composition including spinel compound oxide particle, and molded article |
-
2000
- 2000-12-27 JP JP2000398329A patent/JP3564504B2/ja not_active Expired - Lifetime
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