JP2005132947A - Fluorophor for inorganic electroluminescence, method for producing the same, and inorganic electroluminescent device - Google Patents

Fluorophor for inorganic electroluminescence, method for producing the same, and inorganic electroluminescent device Download PDF

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和也 塚田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a fluorophor for inorganic electroluminescence high in uniformity and excellent in emission luminance, service life, particle size and particle size distribution, to provide a method for producing the fluorophor, and to provide a dispersion-type inorganic electroluminescent device using the fluorophor. <P>SOLUTION: The fluorophor, which is produced by a liquid phase method, is obtained by mixing together respective raw material component solutions containing a fluorophor matrix and the constituent element of an activator or coactivator to effect coprecipitation deposition of fluorophor matrix crystal and the activator or coactivator. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は無機エレクトロルミネッセンス用蛍光体及びその製造方法、またその蛍光体を用いた分散型無機エレクトロルミネッセンス素子に関する。   The present invention relates to a phosphor for inorganic electroluminescence, a method for producing the same, and a dispersion-type inorganic electroluminescence element using the phosphor.

従来、例えば携帯電話の表示のバックライトなどに使用されている薄型の発光素子としてエレクトロルミネッセンス(以下ELともいう)素子が知られている。EL用蛍光体材料としては発光させるEL素子の基本構造の違いにより、分散型EL素子用のEL用蛍光体粒子と、薄膜EL装置用の単結晶や蒸着蛍光膜に分けられるが、最も一般的に使用されているのは上記素子にも使う分散型の硫化亜鉛系EL用蛍光体粒子である。この分散型EL素子は誘電物質中に分散型のEL用蛍光体の粒子を分散し、この分散した蛍光体の両側に配置した少なくとも一方が透明な電極間に交流電圧を印加することで発光する原理を有し、フレキブルなフィルム(PETやTACなど)基板上にスクリーン印刷、各種塗布法などの簡易な方法で素子を形成できる特徴から低コストで大面積に向く面発光素子として広告ディスプレイなどにも使われてきた。しかしながら、面発光素子として見た場合にEL薄膜素子やLED+導光板にくらべ輝度・寿命が不足しているため、使用が限定されるなどの問題が存在し、性能向上が求められていた。   2. Description of the Related Art Conventionally, an electroluminescence (hereinafter also referred to as EL) element is known as a thin light emitting element used for, for example, a backlight of a mobile phone. The phosphor material for EL can be divided into EL phosphor particles for dispersed EL elements and single crystals and vapor deposited phosphor films for thin film EL devices, depending on the basic structure of the EL elements that emit light. Dispersed zinc sulfide EL phosphor particles that are also used in the above-mentioned elements. This dispersion type EL element emits light by dispersing particles of a dispersion type EL phosphor in a dielectric material, and applying an AC voltage between electrodes at least one of which is arranged on both sides of the dispersed phosphor. In principle, it can be used to form elements on flexible film (PET, TAC, etc.) substrates using simple methods such as screen printing and various coating methods. Has also been used. However, when viewed as a surface light emitting device, brightness and life are insufficient compared to EL thin film devices and LED + light guide plates, and there are problems such as limited use, and improvement in performance has been demanded.

一方、EL用蛍光体の製造プロセスとしては特許文献1、特許文献2に開示された方法をはじめとして蛍光体母体を構成する元素と賦活剤元素を含む原料粉体を単に混合し、微量のフラックスと共に焼成するという固相法が従来から使用されてきていた。しかしながら固相法では均一な蛍光体の製造が難しく、そのために、一般に高価である希土類元素を大量に用いなければならなかったり、高温の反応プロセス(1200℃以上)が必要など問題点が存在した。更に最低限粒子を揃えるために強粉砕が複数回必要となることで蛍光体粒子に表面欠陥及びクラックが生じ量子効率を下げ(発光エネルギーロス)、輝度劣化・寿命低下を引き起こすという重大な欠点も有していた。   On the other hand, as a manufacturing process of the phosphor for EL, the raw material powder containing the activator element and the elements constituting the phosphor matrix including the methods disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 are simply mixed, and a very small amount of flux A solid-phase method of firing together has been conventionally used. However, in the solid phase method, it is difficult to produce a uniform phosphor. For this reason, there is a problem in that it is necessary to use a large amount of rare earth elements which are generally expensive, and a high temperature reaction process (1200 ° C. or higher) is required. . In addition, the need for strong grinding multiple times in order to arrange the particles at the minimum will cause surface defects and cracks in the phosphor particles, reducing quantum efficiency (light emission energy loss), and causing a significant deterioration in brightness and lifetime. Had.

これは蛍光体の発光効率や収率を高めるために蛍光体組成をできるだけ化学量論的な組成に近づける必要があるのに対し、固相法では純粋に化学量論的な組成を有する蛍光体を製造することが難しく、固体間反応であるために反応しない余剰の不純物や反応によって生じる副塩等が残留することが往々にして起こり、化学量論的な高純度な蛍光体を得にくいことにも通ずるものである。又、固相法によって得られる蛍光体は比較的広い粒度分布を有し、特に多量の溶剤を用いて焼成するときには正規分布に近い広い粒度分布を有する蛍光体が得られる。そして、そういった蛍光体を用いて輝度が高く、緻密な蛍光膜を形成する場合、微細粒子や粗大粒子が多量に存在するのは好ましくない。これらの微細粒子や粗大粒子は必要に応じて分級操作をにより除去されるが、分級操作は作業性が悪く、収率を低下させ、特に粗大粒子の生成は所望粒径の粒子の収率に大きく影響し、又、必ずしも確実に除去することができないばかりか分級時の粉砕によりクラック・欠陥を生じる。   This is because the phosphor composition needs to be as close to the stoichiometric composition as possible in order to increase the luminous efficiency and yield of the phosphor, whereas in the solid phase method, the phosphor has a pure stoichiometric composition. It is difficult to produce, and it is often difficult to obtain a high-stoichiometric phosphor with excess impurities that do not react due to the reaction between solids and by-product salt, etc. It is also connected to In addition, the phosphor obtained by the solid phase method has a relatively wide particle size distribution, and in particular, when fired using a large amount of solvent, a phosphor having a wide particle size distribution close to the normal distribution can be obtained. When such a phosphor is used to form a dense phosphor film with high brightness, it is not preferable that a large amount of fine particles and coarse particles exist. These fine particles and coarse particles are removed by classification operation as necessary, but the classification operation is poor in workability and reduces the yield, and in particular, the generation of coarse particles reduces the yield of particles having a desired particle size. It has a great influence, and cannot be surely removed, but also cracks and defects are caused by grinding during classification.

こういった固相法の問題点を克服するために特開平11−293239号に記載される方法をはじめとして原料を溶液状態にして反応させ蛍光体前駆体を形成する方法が開示されているが、これらの方法は無機EL用蛍光体として使用される硫化亜鉛系蛍光体に適用して、これらの性能(輝度、寿命)向上を意図する開示では無い。   In order to overcome such problems of the solid phase method, a method for forming a phosphor precursor by reacting raw materials in a solution state is disclosed, including the method described in JP-A-11-293239. These methods are not disclosed to be applied to zinc sulfide phosphors used as inorganic EL phosphors and to improve their performance (brightness and lifetime).

一方、液相法により蛍光体を製造する場合には、先ず、蛍光体の前駆体である沈殿を生成させた後、この前駆体を焼成して蛍光体とする。液相法では、蛍光体を構成する元素イオンにより反応が生じるため、化学量論的な高純度な蛍光体が得易いものの蛍光体の粒径や粒子形状、粒子分布形状、発光特性などの諸特性は前駆体の性状に左右される。その為、所望の蛍光体を得るには、前駆体作製時における粒子形状や粒子分布の制御、不純物排除等に配慮することが必要である。それ故、液相法による蛍光体の製造方法に関する改良方法は特開2000−67813、同2000−67814、同2000−100379、同2000−100380、同2000−100381、同2000−100383、同2002−63850等が数多く提案されているが、これらの方法も無機EL用蛍光体に使用する硫化亜鉛系蛍光体を意図した開示ではなく、無機EL用蛍光体としての硫化亜鉛系蛍光体の収率及び輝度と寿命を向上させるものではない。   On the other hand, when a phosphor is manufactured by a liquid phase method, first, a precipitate that is a precursor of the phosphor is generated, and then the precursor is baked to obtain a phosphor. In the liquid phase method, the reaction is caused by the element ions constituting the phosphor. Therefore, it is easy to obtain a stoichiometric high-purity phosphor, but the phosphor particle size, particle shape, particle distribution shape, emission characteristics, etc. The properties depend on the properties of the precursor. Therefore, in order to obtain a desired phosphor, it is necessary to consider the control of the particle shape and particle distribution at the time of preparing the precursor, the exclusion of impurities, and the like. Therefore, an improved method relating to a method for producing a phosphor by a liquid phase method is disclosed in JP-A-2000-67813, 2000-67814, 2000-1000037, 2000-1000038, 2000-1000038, 2000-100303, 2002. 63850, etc. have been proposed, but these methods are not intended to disclose zinc sulfide phosphors used for inorganic EL phosphors, and the yield and yield of zinc sulfide phosphors as inorganic EL phosphors are not disclosed. It does not improve brightness and life.

更に分散型EL素子に使用される無機EL用蛍光体粒子には母体結晶中に賦活剤が充分に分散することや、母体結晶中(1粒子内における)に存在する析出CuSの形状、蛍光体の粒径の均一性や分散性、また蛍光体粒子間の形状・粒径を含めたCuSの分布の均一性が大きく輝度、寿命に影響する特有性を有しており、固相法に変わる無機EL蛍光体に特有な製造法が求められていた。
特開平7−157759号公報 特開平5−179241号公報
Furthermore, the phosphor particles for inorganic EL used in the dispersion type EL element have a sufficient dispersion of the activator in the host crystal, the shape of the precipitated CuS present in the host crystal (within one particle), the phosphor The uniformity and dispersibility of the particle size and the uniformity of the distribution of CuS including the shape and particle size between the phosphor particles are large and have the characteristic of affecting the brightness and life, and change to the solid phase method There has been a demand for a production method unique to inorganic EL phosphors.
JP-A-7-157759 JP-A-5-179241

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は均一性が高く、発光輝度、寿命、粒径、粒度分布に優れた無機EL用蛍光体及びその製造方法、またその蛍光体を用いた無機エレクトロルミネッセンス素子を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is an inorganic EL phosphor excellent in light emission luminance, lifetime, particle size, and particle size distribution, a method for producing the same, and a phosphor thereof. It is an object to provide an inorganic electroluminescence device using the above-mentioned.

本発明の上記課題は以下の手段によって達成される。
(請求項1)
液相法を用いて製造される無機エレクトロルミネッセンス用蛍光体であって、蛍光体の母体、賦活剤または共賦活剤の構成元素を含有する各原料成分溶液を混合し、蛍光体母体結晶、賦活剤または共賦活剤を共沈析出させ製造したことを特徴とする無機エレクトロルミネッセンス用蛍光体。
(請求項2)
硫化亜鉛系蛍光体であることを特徴とする請求項1に記載の無機エレクトロルミネッセンス用蛍光体。
(請求項3)
下記一般式で表されることを特徴とする請求項1または2記載の無機エレクトロルミネッセンス用蛍光体。
The above object of the present invention is achieved by the following means.
(Claim 1)
A phosphor for inorganic electroluminescence manufactured using a liquid phase method, wherein each raw material component solution containing a constituent element of a phosphor matrix, an activator or a co-activator is mixed, and the phosphor matrix crystal, activation A phosphor for inorganic electroluminescence produced by co-precipitation of an agent or a coactivator.
(Claim 2)
2. The phosphor for inorganic electroluminescence according to claim 1, which is a zinc sulfide-based phosphor.
(Claim 3)
The phosphor for inorganic electroluminescence according to claim 1 or 2, represented by the following general formula.

ZnS:Cu,X
または
ZnS:Cu,Mn,X
(ここにおいて、Xは共賦活剤であり、塩素(Cl)、臭素(Br)、沃素(I)、またはアルミニウム(Al)から選ばれる少なくともいずれかの元素である。)
(請求項4)
平均粒径が4μm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の無機エレクトロルミネッセンス用蛍光体。
(請求項5)
液相法を用いた無機エレクトロルミネッセンス用蛍光体の製造方法であって、蛍光体の母体、賦活剤または共賦活剤の構成元素を含有する原料成分溶液を混合し、蛍光体母体結晶、賦活剤または共賦活剤を共沈析出させ蛍光体前駆体を形成したのち、得られた該蛍光体前駆体を加熱することを特徴とする無機エレクトロルミネッセンス用蛍光体の製造方法。
(請求項6)
請求項1〜4のいずれか1項に記載の無機エレクトロルミネッセンス用蛍光体を用いることを特徴とする分散型無機エレクトロルミネッセンス素子。
ZnS: Cu, X
Or ZnS: Cu, Mn, X
(Here, X is a co-activator and is at least one element selected from chlorine (Cl), bromine (Br), iodine (I), and aluminum (Al).)
(Claim 4)
The phosphor for inorganic electroluminescence according to any one of claims 1 to 3, wherein the average particle size is 4 µm or less.
(Claim 5)
A method for producing a phosphor for inorganic electroluminescence using a liquid phase method, comprising mixing a raw material component solution containing constituent elements of a phosphor matrix, an activator or a co-activator, and phosphor matrix crystals, an activator Alternatively, a method for producing a phosphor for inorganic electroluminescence, comprising coprecipitation and coprecipitation to form a phosphor precursor, and then heating the obtained phosphor precursor.
(Claim 6)
A dispersion-type inorganic electroluminescence device using the phosphor for inorganic electroluminescence according to any one of claims 1 to 4.

本発明により、無機EL用、硫化亜鉛系蛍光体における輝度、寿命の向上が得られた。   According to the present invention, the luminance and lifetime of the zinc oxide phosphor for inorganic EL are improved.

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.

本発明に係る蛍光体としては、無機EL用の蛍光体であればその特性に制限なく公知のものを挙げることができるが、本発明の意図する分散型無機ELの蛍光体は硫化亜鉛系蛍光体であり、一般式ZnS:Cu、X及びZnS:Cu、Mn、Xのうちのいずれか一方で表され、これらの蛍光体は、銅(Cu)または銅(Cu)及びマンガン(Mn)を賦活剤とし、Xを共賦活剤とし、Xが塩素(Cl)、臭素(Br)、沃素(I)またはアルミニウム(Al)のうちの少なくともいずれか1つの元素である硫化亜鉛系無機EL用蛍光体が好ましく用いられる。   As the phosphor according to the present invention, known inorganic phosphors can be used as long as they are inorganic EL phosphors. The dispersion inorganic EL phosphor intended by the present invention is a zinc sulfide-based phosphor. Represented by any one of the general formulas ZnS: Cu, X and ZnS: Cu, Mn, X, and these phosphors represent copper (Cu) or copper (Cu) and manganese (Mn). Fluorescence for zinc sulfide-based inorganic EL, which is an activator, X is a coactivator, and X is at least one element of chlorine (Cl), bromine (Br), iodine (I), or aluminum (Al) The body is preferably used.

この時、特にXとしてCl或いはAlを共賦活剤として用いる蛍光体が特に好ましく、これらは輝度、寿命共に優れる。   At this time, in particular, a phosphor using Cl or Al as a co-activator as X is particularly preferable, and these are excellent in both luminance and lifetime.

従来より、この種の無機EL用蛍光体は、硫化亜鉛母体原料に、Cu、またはMn等を含む賦活剤原料と、Cl、Al等を含む共賦活剤原料を混合し、これを例えば硫化水素雰囲気中で焼成する等、固相反応により製造されてきたが、本発明においては、これらの硫化亜鉛系蛍光体を液相法による共沈析出法を用いて、製造条件を設定することで製造するものである。   Conventionally, in this type of inorganic EL phosphor, a zinc sulfide base material is mixed with an activator material containing Cu, Mn, or the like and a coactivator material containing Cl, Al, etc. In the present invention, these zinc sulfide phosphors are manufactured by setting the manufacturing conditions using a coprecipitation precipitation method using a liquid phase method. To do.

共沈析出法とは、反応して蛍光体の母体を形成する構成元素を有する成分(例えば蛍光体母体を構成する元素を有する塩)、賦活剤または共賦活剤の構成元素を含有する各原料成分(賦活剤または共賦活剤となる原子を有する塩等)を共存させ、これらを溶液中で液相反応させることで、蛍光体母体結晶と共に、賦活剤または共賦活剤を共沈析出させ、これらの賦活剤または共賦活剤となる元素を有する母体結晶を得る方法である。このとき、ドープされる賦活剤としては1種類の原子である必要はなく、複数種類の原子からなるものであってもよい。   The coprecipitation method is a component having a constituent element that reacts to form a phosphor matrix (for example, a salt having an element that constitutes the phosphor matrix), an activator, or a raw material that contains a constituent element of the coactivator. By coexisting the components (salt having an atom that becomes an activator or coactivator), and causing them to undergo a liquid phase reaction in a solution, the activator or coactivator is coprecipitated together with the phosphor base crystal, This is a method for obtaining a parent crystal having an element that becomes an activator or a coactivator. At this time, the activator to be doped does not have to be one kind of atom, and may be composed of a plurality of kinds of atoms.

例えば、具体的には賦活剤としてMnを使用したZnS:Mnをを製造する場合には、下記のような液相反応を指す。   For example, when manufacturing ZnS: Mn which specifically uses Mn as an activator, the following liquid phase reaction is indicated.

Zn(CH3COO)2+Mn(CH3COO)2+NaS
→ ZnS:Mn + 2CH3COONa
賦活剤は、塩として液相反応中に添加される。このとき、賦活剤となる原子を有する塩としては、その原子の種類に応じて酢酸塩、硝酸塩を挙げることができる。具体的に賦活剤となる原子がMn、Cuである場合には酢酸塩として液相反応に添加されることが好ましい。また、賦活剤となる原子がEuである場合には硝酸塩として液相反応に添加されることが好ましい。さらに、共賦活剤を用いる場合、例えば共賦活剤として塩素(Cl)を使用する場合にはCuCl、AgClといった化合物、またアルミニウム(AL)である場合には硝酸塩として添加されることが好ましい。
Zn (CH 3 COO) 2 + Mn (CH 3 COO) 2 + NaS
→ ZnS: Mn + 2CH 3 COONa
The activator is added as a salt during the liquid phase reaction. In this case, examples of the salt having an atom serving as an activator include acetate and nitrate according to the type of the atom. When the atom used as an activator is specifically Mn and Cu, it is preferable to add to a liquid phase reaction as acetate. Moreover, when the atom used as an activator is Eu, it is preferable to add to a liquid phase reaction as nitrate. Further, when using a co-activator, for example, when chlorine (Cl) is used as the co-activator, it is preferable to add a compound such as CuCl or AgCl, and when it is aluminum (AL), it is added as a nitrate.

本発明において、好ましくは上記、銅、及びマンガンから選ばれる賦活剤は硫化亜鉛からなる蛍光体母体に対して0.0001〜0.2モル%の範囲で含有させる。また、塩素、臭素、ヨウ素及びアルミニウムから選ばれる共賦活剤は、硫化亜鉛からなる蛍光体母体に対して、0.0001〜0.1モル%の範囲で含有されることが好ましい。   In the present invention, the activator preferably selected from the above copper and manganese is contained in the range of 0.0001 to 0.2 mol% with respect to the phosphor matrix made of zinc sulfide. In addition, the coactivator selected from chlorine, bromine, iodine and aluminum is preferably contained in a range of 0.0001 to 0.1 mol% with respect to the phosphor matrix made of zinc sulfide.

また、このような共沈反応を利用した液相反応において、反応系に有機酸を添加することができる。有機酸の添加は、より粒径が小さいものを製造する場合に好ましい。この場合、用いる有機酸としてはアクリル酸、及びメタクリル酸等が挙げられる。   In a liquid phase reaction utilizing such a coprecipitation reaction, an organic acid can be added to the reaction system. Addition of an organic acid is preferable when a product having a smaller particle size is produced. In this case, examples of the organic acid used include acrylic acid and methacrylic acid.

液相反応中に添加された有機酸は重合して高分子有機酸となり、蛍光体と結合する。すなわち上述の例では有機酸は重合して高分子有機酸となり硫化亜鉛と結合することになる。   The organic acid added during the liquid phase reaction is polymerized to become a high molecular organic acid, which binds to the phosphor. That is, in the above-described example, the organic acid is polymerized to become a high molecular organic acid and is bonded to zinc sulfide.

そして、例えば有機酸にアクリル酸を用いた場合には下記のような反応となる。   For example, when acrylic acid is used as the organic acid, the reaction is as follows.

ZnS:Mn+CH2CHCOOH → (CH2CHCOOH)ZnS:Mn
また、液相反応の際に有機酸を添加することによって賦活剤を母体結晶中により均一に分散させることができる。すなわち、液相反応中に有機酸を添加することによって、蛍光体母体結晶にド−プされた賦活剤の分子が互いに独立し、且つ、均一に分散するように蛍光体を製造することができる。また、液相反応が終了した後に、高分子有機酸或いはポリスチレン等を添加してもよい。終了後に添加することによって蛍光体表面を高分子有機酸、ポリスチレン等が被覆することになる。これにより、粒子表面の欠陥を減らすことができるため、無輻射緩和を減少させることができる。
ZnS: Mn + CH 2 CHCOOH → (CH 2 CHCOOH) ZnS: Mn
Moreover, an activator can be more uniformly disperse | distributed in a base crystal by adding an organic acid in the case of a liquid phase reaction. That is, by adding an organic acid during the liquid phase reaction, the phosphor can be produced so that the molecules of the activator doped in the phosphor base crystal are independent and uniformly dispersed. . Further, after the liquid phase reaction is completed, a high molecular organic acid or polystyrene may be added. By adding after completion, the surface of the phosphor is coated with a polymer organic acid, polystyrene or the like. Thereby, since defects on the particle surface can be reduced, non-radiative relaxation can be reduced.

前記のようにして得られた共沈体粒子(賦活剤または共賦活剤を含有する蛍光体母体結晶)はこれを液中からロ過分離し、蒸発乾固、遠心分離等の方法で回収した後に好ましくは洗浄を行い、更に乾燥および焼成を行う。乾燥温度については特に制限は無いが、乾燥温度は使用した溶媒が気化する温度付近以上の温度であることが好ましく、具体的には50〜300℃の範囲であることが好ましい。焼成温度についても特に制限はないが一般に600〜1500℃の範囲を好ましく使用できる。乾燥温度が高い場合は乾燥と同時に焼成が施されることがある。焼成は還元雰囲気下、酸化雰囲気下、または硫化物存在下のどの条件でもよく適宜選択することができる。更に必要に応じて焼成の後に還元処理または酸化処理などを施しても良い。   The coprecipitate particles (activator or phosphor matrix containing the coactivator) obtained as described above were separated by filtration from the liquid and recovered by a method such as evaporation to dryness or centrifugation. It is preferably washed later, followed by further drying and firing. Although there is no restriction | limiting in particular about drying temperature, It is preferable that drying temperature is the temperature near the temperature which the used solvent evaporates, and it is preferable that it is specifically the range of 50-300 degreeC. Although there is no restriction | limiting in particular also about a calcination temperature, Generally the range of 600-1500 degreeC can be used preferably. When the drying temperature is high, firing may be performed simultaneously with drying. Firing may be appropriately selected under any conditions in a reducing atmosphere, an oxidizing atmosphere, or in the presence of a sulfide. Further, if necessary, reduction treatment or oxidation treatment may be performed after firing.

本発明の蛍光体が充分な輝度を得るには、固相法にくらべ100℃以上低い温度で焼成することが可能であるためコスト、生産性の面からも大変有利である。また、固相法におけるように、融剤(フラックス)のような不純物を混入しなくても充分に焼成過程が進むため失活する割合が減少し、発光効率の面からも有利である。   In order to obtain sufficient luminance, the phosphor of the present invention can be fired at a temperature lower by 100 ° C. or more than the solid phase method, which is very advantageous from the viewpoint of cost and productivity. In addition, as in the solid phase method, the firing process is sufficiently advanced even if impurities such as a flux (flux) are not mixed, so the rate of deactivation is reduced, which is advantageous from the viewpoint of luminous efficiency.

本発明の液相法における共沈法は原料となる金属塩類、有機酸化合物などがアルコール等の溶媒中で均一に溶解した溶液となっているため、複数の母体構成金属と賦活剤構成金属、また共賦活剤が分子レベルで均一に混合されており、焼成後の結晶の格子構造に近い配列に重合させた蛍光体母体結晶粒子(前駆体)を形成することができ、低い焼成温度で結晶化させることができる。また発光センターである賦活剤が母体結晶中に均一に分散され、局部的な濃度消光が起こりにくいため、賦活剤の濃度を高めることができ、発光効率が向上する。更に賦活剤である析出したCuSの各粒子間における、形状分布がより均一となったために、大きく輝度・寿命向上に寄与するものである。   Since the coprecipitation method in the liquid phase method of the present invention is a solution in which metal salts, organic acid compounds, and the like as raw materials are uniformly dissolved in a solvent such as alcohol, a plurality of matrix constituent metals and activator constituent metals, In addition, the co-activator is uniformly mixed at the molecular level, and can form phosphor base crystal particles (precursor) polymerized in an arrangement close to the lattice structure of the crystal after firing. It can be made. In addition, since the activator that is the light emission center is uniformly dispersed in the base crystal and local concentration quenching is unlikely to occur, the concentration of the activator can be increased, and the light emission efficiency is improved. Furthermore, since the shape distribution between the precipitated CuS particles as the activator becomes more uniform, it greatly contributes to the improvement of luminance and life.

本発明の無機EL用蛍光体の粒径は4.0μm以下である。従来の固相法では5〜20μmの平均粒径であり、分布がかなり広い粒子が形成されており賦活剤の分散に偏りがあるばかりか焼成での拡散移動に大きな時間を要するなど、発光強度、また製造の観点からみても問題があったのに対し、本発明では4.0μm以下でしかも粒径分布がよくコントロールでき、同じ輝度を達成するのに必要な、賦活剤の単位体積あたりの使用量も削減できるメリットがある。本発明において粒径は、好ましくは3μm〜0.5μmである。   The particle size of the phosphor for inorganic EL of the present invention is 4.0 μm or less. In the conventional solid phase method, the average particle diameter is 5 to 20 μm, particles having a fairly wide distribution are formed, and the dispersion of the activator is biased, and it takes a long time to diffuse and move during firing. In addition, although there was a problem from the viewpoint of production, in the present invention, the particle size distribution was well controlled at 4.0 μm or less, and it was necessary to achieve the same luminance per unit volume of the activator. There is an advantage that the amount used can be reduced. In the present invention, the particle size is preferably 3 μm to 0.5 μm.

これらの粒径は、体積平均粒子径であり、体積平均粒子径は、透過型電子顕微鏡(TEM)写真の投影面積(少なくとも100粒子以上に対して求める)の平均値から得られた円換算平均粒径を、球形換算して求める。或いは、大塚電子製レーザー粒径解析システムや、マルバーン社製、ゼータサイザーを用いて求める事も出来る。   These particle diameters are volume average particle diameters, and the volume average particle diameter is a circle-converted average obtained from the average value of the projected area of a transmission electron microscope (TEM) photograph (obtained for at least 100 particles or more). The particle size is obtained by converting to a spherical shape. Alternatively, it can be obtained by using a laser particle size analysis system manufactured by Otsuka Electronics, a Malvern company, and a Zetasizer.

また粒径の変動係数は、粒子径の標準偏差を粒径で割った値であるが、この値が大きいほど粒子径の分布が広い事を意味する。   The variation coefficient of the particle diameter is a value obtained by dividing the standard deviation of the particle diameter by the particle diameter, and the larger the value, the wider the distribution of the particle diameter.

本発明に係わる方法により得られた蛍光体粒子については、体積平均粒子径の変動係数は100%以下が好ましく、80%以下がより好ましい。   For the phosphor particles obtained by the method according to the present invention, the coefficient of variation of the volume average particle diameter is preferably 100% or less, more preferably 80% or less.

本発明に係わる分散型無機EL用蛍光体粒子においては、母体結晶中における賦活剤部(を構成する組成)、例えば、賦活剤金属Cu、また共賦活剤であるAl等の金属等の含有率(例えば濃度)の粒子間分布については、その変動係数が100%以下であることが好ましく、60%以下であることが最も好ましい。   In the phosphor particles for dispersion-type inorganic EL according to the present invention, the content of the activator part (composition constituting) in the host crystal, for example, a metal such as an activator metal Cu and a coactivator Al, etc. The distribution coefficient (for example, concentration) between particles is preferably 100% or less, and most preferably 60% or less.

各粒子内に含有される賦活剤部組成の含有率(例えばCu濃度)については、サブミクロン〜ナノメートルオーダーの高い分解能を有する2次イオン質量分析(SIMS)装置を用いて、一個一個の粒子の組成を測定することで測定することができる。蛍光体粒子を試料台に載せ、カーボンなどを蒸着させて測定することが好ましい。また、特に1μm以下の蛍光体粒子を測定する場合には、粒子の一定の厚さを押しつぶして測定することも可能である。更にその含有率の粒子間分布変動係数の算出方法としては2次イオン質量分析(SIMS)装置により少なくとも100個の蛍光体粒子における組成含有率(例えばCuの濃度)を測定し、組成含有率(Cu濃度)の標準偏差を100個の蛍光体粒子の平均含有率(平均Cu濃度)で除した値に100を乗じて得られる値である。   About the content rate (for example, Cu density | concentration) of the activator part composition contained in each particle | grain, it is individual particle | grains using the secondary ion mass spectrometry (SIMS) apparatus which has a high resolution | decomposability of a submicron-nanometer order. It can be measured by measuring the composition. It is preferable to measure by placing phosphor particles on a sample stage and depositing carbon or the like. In particular, when measuring phosphor particles of 1 μm or less, it is possible to measure by crushing a certain thickness of the particles. Further, as a method for calculating the interparticle distribution variation coefficient of the content, the composition content (for example, Cu concentration) in at least 100 phosphor particles is measured by a secondary ion mass spectrometry (SIMS) apparatus, and the composition content ( The value obtained by multiplying the value obtained by dividing the standard deviation of the Cu concentration by the average content of 100 phosphor particles (average Cu concentration) by 100.

本発明の分散型無機EL蛍光体粒子においては、母核や賦活剤部を構成する組成(例えばCu等)の分布が粒子内で均一である粒子が粒子数で50%以上であることが好ましく、60%以上であることが更に好ましく、80%以上であることが最も好ましい。   In the dispersed inorganic EL phosphor particles of the present invention, it is preferable that the number of particles having a uniform distribution of the composition (for example, Cu) constituting the mother nucleus and the activator part is 50% or more in terms of the number of particles. 60% or more is more preferable, and 80% or more is most preferable.

ここで、ある組成、例えば賦活剤金属である銅の分布が粒子内で均一であるとは、1つの粒子内のどこの領域においても、ある組成、例えば銅の分布率が微視的に一定であることである。より具体的には後述する微視的な分布の測定方法において、1つの粒子を微少な切片に切り出した各切片において測定したある組成、例えば銅の含有率のうち最大の切片における値と最小の切片における値との差が、その粒子の銅の平均含有率の20%以下であることである。   Here, that the distribution of copper, which is an activator metal, is uniform within a particle means that a certain composition, for example, the distribution ratio of copper is microscopically constant in any region within one particle. It is to be. More specifically, in the microscopic distribution measurement method described later, a certain composition measured in each section obtained by cutting one particle into small sections, for example, the value in the maximum section and the minimum in the copper content The difference from the value in the intercept is 20% or less of the average copper content of the particles.

粒子内に含有する組成の微視的な分布の測定方法としては、透過型電子顕微鏡(TEM)を用い、電子線を照射した際に試料から発生する特性X線を解析することにより、一個一個の粒子の内部組成分布を測定することができる。試料となる蛍光体粒子を例えば厚さ50nm程度の切片として連続的に切りだし、その切片を電子顕微鏡観察用のメッシュに乗せてカーボン蒸着を施し、透過法で観察を行うことが可能である。更に前記銅等の組成分布が微視的に均一である粒子の比率を算出方法としては、少なくとも100個の蛍光体粒子について透過型電子顕微鏡によって測定し、その比率を算出すればよい。   As a method for measuring the microscopic distribution of the composition contained in the particles, a transmission electron microscope (TEM) is used to analyze characteristic X-rays generated from the sample when irradiated with an electron beam, one by one. The internal composition distribution of the particles can be measured. For example, the phosphor particles as a sample can be continuously cut out as a section having a thickness of, for example, about 50 nm, and the section can be placed on a mesh for electron microscope observation to perform carbon deposition, and observation can be performed by a transmission method. Furthermore, as a method of calculating the ratio of particles such as copper having a microscopically uniform composition distribution, at least 100 phosphor particles may be measured by a transmission electron microscope and the ratio calculated.

本発明の無機EL蛍光体粒子は、例えば図1に示すような分散型無機EL素子1の発光体層2に用いられる。図1に示す分散型EL素子1は、上述した本発明の無機EL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。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。 The inorganic EL phosphor particles of the present invention are used, for example, in a light emitting layer 2 of a dispersion-type inorganic EL element 1 as shown in FIG. A dispersion-type EL element 1 shown in FIG. 1 is a luminous body in which the inorganic EL phosphor particles of the present invention described above are dispersed and contained in an organic polymer binder (organic dielectric) having a high dielectric constant such as cyanoethyl cellulose. Layer 2 is included. On one main surface of the phosphor layer 2, a reflective insulating material in which a highly reflective inorganic oxide powder such as TiO 2 or BaTiO 3 is dispersed and contained in an organic polymer binder having a high dielectric constant such as cyanoethyl cellulose. Layer 3 is laminated. The back electrode layer 4 made of a metal foil such as an Al foil or a metal film is integrally disposed on one main surface of the light emitting layer 2 with the reflective insulating layer 3 interposed therebetween.

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。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、分散型無機EL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。   A transparent electrode layer (transparent electrode sheet) 5 in which an ITO film or the like is formed on a transparent insulating film such as a polyester (PET) film is integrally disposed on the other main surface of the luminous body layer 2. Yes. The transparent electrode sheet 5 is disposed so that the electrode film (ITO film) faces the light emitter layer 2. The transparent inorganic EL element 1 is configured by, for example, thermocompression bonding the transparent electrode layer 5, the light emitting layer 2, the reflective insulating layer 3, and the back electrode layer 4. Although not shown, electrodes are drawn from the back electrode layer 4 and the transparent electrode layer 5, respectively, and an alternating voltage is applied to the light emitter layer 2 from these electrodes.

上述した積層体(熱圧着体)からなる分散型無機EL素子1は、透明なパッケージングフィルム6で覆われている。パッケージングフィルム6には、例えば水湿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ィルムが用いられる。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7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、分散型無機EL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。   The dispersion-type inorganic EL element 1 made of the above-described laminate (thermocompression bonded body) is covered with a transparent packaging film 6. For the packaging film 6, for example, a moisture-proof film such as a polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) film having a low water-humidity transmittance is used. If necessary, a hygroscopic film 7 such as a 6-nylon film is disposed on the transparent electrode layer 3 side. And the electroluminescence panel (EL panel) is comprised by carrying out the thermocompression bonding of the protrusion part of these packaging films 6, and sealing the dispersion | distribution type inorganic EL element 1. FIG.

このような分散型無機EL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中の本発明に係わる無機EL蛍光体粒子の高輝度化および長寿命化に基づいて、高輝度を達成することができると共に、そのような輝度を長期間にわたって維持することが可能となる。   According to such a dispersion-type inorganic EL element 1 and an EL panel using the same, it is possible to increase the luminance based on the increase in luminance and life of the inorganic EL phosphor particles according to the present invention in the phosphor layer 2. It can be achieved and such brightness can be maintained over a long period of time.

さらに、分散型無機EL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ィルムを使用せずに、本発明に係わる無機EL蛍光体粒子の個々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、本発明に係わる無機EL蛍光体粒子は、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。このような構成においても、高輝度化および長寿命化を達成することができる。   Furthermore, when producing a dispersion-type inorganic EL element and an EL panel using the same, a moisture-proof treatment is applied to each surface of the inorganic EL phosphor particles according to the present invention without using a moisture-proof film such as a PCTFE film. May be processed. The present invention can also be applied to an electroluminescent phosphor that has been subjected to moisture-proof treatment with a metal oxide, resin, or the like. That is, the inorganic EL phosphor particles according to the present invention may have a protective film (moisture-proof film) made of at least one selected from alumina, silica and titania. Even in such a configuration, it is possible to achieve high brightness and long life.

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

以下実施例において、ZnS:Cu,Cl或いはZnS:Cu,Alを本発明外の方法で作製したものを蛍光体A、B、C、D、E、本発明の方法により作製したものを蛍光体F、G、Hとする。また、ZnS:Cu,Cl,Mnを本発明の方法で作製したものを蛍光体I、本発明外の方法により作製したものを蛍光体Jとする。   In the following examples, ZnS: Cu, Cl or ZnS: Cu, Al produced by a method other than the present invention are phosphors A, B, C, D, E, and those produced by the method of the present invention are phosphors. Let F, G, H. In addition, ZnS: Cu, Cl, Mn produced by the method of the present invention is phosphor I, and the phosphor produced by a method outside the present invention is phosphor J.

〈比較蛍光体の作製〉
《蛍光体A》
0.5gの塩化銅、0.5gの硫酸銅と7gの硫酸亜鉛を混合した後に石英坩堝へ入れ、800℃で40分間焼成した。室温まで冷却した後、坩堝から出し、50%酢酸で洗浄した。次に蒸留水で洗浄した後に、濃度5質量%の暖めた青酸カリ水溶液で洗浄した。得たものを蒸留水で洗浄し130℃で乾燥した。
<Production of comparative phosphor>
<< phosphor A >>
After mixing 0.5 g of copper chloride, 0.5 g of copper sulfate and 7 g of zinc sulfate, the mixture was placed in a quartz crucible and baked at 800 ° C. for 40 minutes. After cooling to room temperature, it was removed from the crucible and washed with 50% acetic acid. Next, after washing with distilled water, it was washed with a warmed aqueous solution of potassium cyanide having a concentration of 5% by mass. The resulting product was washed with distilled water and dried at 130 ° C.

得られた蛍光体を透過型電子顕微鏡TEMで測定した結果、平均粒径20μmで粒径分布変動係数が300%である、ZnS:Cu、Clを得た。   As a result of measuring the obtained phosphor with a transmission electron microscope TEM, ZnS: Cu, Cl having an average particle size of 20 μm and a particle size distribution variation coefficient of 300% was obtained.

《蛍光体B》
15μm〜25μmの粒径分布を有する硫化亜鉛に賦活剤原料として酢酸銅〔(CH3COO)2Cu・2H2O〕を0.5mol%、共賦活剤原料として硫酸アルミニウム〔AL2(SO42〕を2.0mol%加え、脱イオン水でスラリー状にして混合し、120℃で16時間乾燥した。次いで、この混合物を石英製タンマン炉に入れて硫化水素を通気しながら1000℃で2時間焼成を行った。焼成後、解砕にかけ10質量%のシアン化カリウム水溶液で処理し、ZnSに固溶しなかった過剰なCuSをエッチングで分離し、水洗後、乾燥してZnS:Cu、AL蛍光体を得た。走査型電子顕微鏡により平均粒径及び粒径分布を測定した結果、平均粒径は15μm、粒径分布変動係数は350%であった。
<< phosphor B >>
Zinc sulfide having a particle size distribution of 15 μm to 25 μm, 0.5 mol% of copper acetate [(CH 3 COO) 2 Cu · 2H 2 O] as an activator raw material, and aluminum sulfate [AL 2 (SO 4 as a co-activator raw material) ) 2 ] was added in an amount of 2.0 mol%, mixed with slurry in deionized water, and dried at 120 ° C. for 16 hours. Next, this mixture was placed in a quartz Tamman furnace and baked at 1000 ° C. for 2 hours while passing hydrogen sulfide. After firing, the mixture was crushed and treated with a 10% by mass aqueous potassium cyanide solution. Excess CuS that did not dissolve in ZnS was separated by etching, washed with water, and dried to obtain a ZnS: Cu, AL phosphor. As a result of measuring the average particle size and particle size distribution with a scanning electron microscope, the average particle size was 15 μm, and the particle size distribution variation coefficient was 350%.

《蛍光体C》
また、上記のZnS:Cu、AL蛍光体(蛍光体B)の製造において、2.0mol%の硫酸アルミニウムの代わりに、5.0mol%の塩化アンモニウム(NH4CI)を加え、その他の条件を変化させずに、同様に処理してZnS:Cu、Cl蛍光体を製造した。平均粒径が24μm、粒径分布変動係数が300%のZnS:Cu、Cl蛍光体を得た。
<< phosphor C >>
In addition, in the production of the above ZnS: Cu, AL phosphor (phosphor B), 5.0 mol% ammonium chloride (NH 4 CI) was added instead of 2.0 mol% aluminum sulfate, and other conditions were set. A ZnS: Cu, Cl phosphor was manufactured in the same manner without change. A ZnS: Cu, Cl phosphor having an average particle size of 24 μm and a particle size distribution variation coefficient of 300% was obtained.

《蛍光体D》
1%の塩化物を含む15〜25μmの粒径分布を有するZnSが453g、硫酸銅0.97g、及び酸化亜鉛(ZnO)が2.3g、またZnSとの質量比で3%の塩化バリウム、3%の塩化マグネシウム及び2%の塩化ナトリウムと一緒に混ぜ合わされる。
<< phosphor D >>
453 g of ZnS having a particle size distribution of 15 to 25 μm containing 1% of chloride, 0.97 g of copper sulfate, 2.3 g of zinc oxide (ZnO), and 3% barium chloride by mass ratio with ZnS, Mixed with 3% magnesium chloride and 2% sodium chloride.

混ぜ合わされた材料は蓋付きの坩堝に入れられ、炉において1205℃で5時間15分加熱(または燃焼)される。加熱後、炉からケーク(または固形物の塊)を取り出し、脱イオン(または、脱イオン水)により冷却及び洗浄を行い、さらにその後乾燥する。乾燥した材料は次に六角形(または、六方晶系)に変形されるために、特定の時間、ミルで機械的な力が加えられる。ミルの時間は1時間30分であった。   The mixed material is put into a crucible with a lid and heated (or burned) at 1205 ° C. for 5 hours and 15 minutes in a furnace. After heating, the cake (or solid mass) is removed from the furnace, cooled and washed with deionized (or deionized water), and then dried. The dried material is then deformed to hexagonal (or hexagonal) so that a mechanical force is applied in the mill for a specified time. The mill time was 1 hour 30 minutes.

ミル後の材料に3.9質量%のCuSO4及び25.56質量%のZnSO4・7H2Oを加え、機械的な攪拌器によりプラスチックビンで20分間混ぜ合わされる。混ぜ合わされた材料は取り出され、全ての塊が粉砕された。この材料はアルミナ製の坩堝に入れられアルミナ製の蓋がかぶされ、700℃の電気炉で2時間15分加熱された。加熱後坩堝から取り出され室温まで冷却された後、ケークは少なくとも2回脱イオン水で洗浄。洗浄後は材料は余分な銅及び他の融剤等の添加剤並びに不純物を取り除くために、酸で洗浄される。使用された酸は氷酢酸20質量%の脱イオン水溶液である。次にpH6以下になるまで脱イオン水で洗い、KCN水溶液で水洗いされ、30分沈降させられた。KCNをデンカンテーションした後、KCNの残留物を全て取り除くために脱イオン水で洗浄を行う。処理のこの時点で蛍光体材料は緑がかった灰色体色からライトグリーンに変わる。次に蛍光体は濾過され、120℃以下で4〜16時間乾燥され、325メッシュの篩でふるい分けられる。得られたZnS:Cu,Cl蛍光体粒子の平均粒径は25μmで、粒径分布変動係数250%であった。 3.9 wt% CuSO 4 and 25.56 wt% ZnSO 4 .7H 2 O are added to the milled material and mixed in a plastic bottle with a mechanical stirrer for 20 minutes. The blended material was removed and all lumps were crushed. This material was put in an alumina crucible, covered with an alumina lid, and heated in an electric furnace at 700 ° C. for 2 hours and 15 minutes. After heating and removing from the crucible and cooling to room temperature, the cake is washed with deionized water at least twice. After washing, the material is washed with acid to remove excess copper and other additives such as fluxes and impurities. The acid used is a deionized aqueous solution of 20% by weight glacial acetic acid. It was then washed with deionized water until pH 6 or lower, washed with KCN aqueous solution, and allowed to settle for 30 minutes. After decanting the KCN, it is washed with deionized water to remove any KCN residue. At this point in the process, the phosphor material changes from a greenish gray body color to light green. The phosphor is then filtered, dried at 120 ° C. or lower for 4-16 hours, and sieved through a 325 mesh screen. The average particle size of the obtained ZnS: Cu, Cl phosphor particles was 25 μm, and the particle size distribution variation coefficient was 250%.

《蛍光体E》
比較Dにおいて塩化バリウム、塩化マグネシウム、塩化ナトリウムの代わりに、三つをあわせたモル量の硫酸アルミニウムを加えた以外は同様に形成し、平均粒径25μm、粒径分布変動係数200%のZnS:Cu、ALを得た。
<Phosphor E>
In Comparative D, ZnS having an average particle size of 25 μm and a particle size distribution coefficient of variation of 200% was formed except that, instead of barium chloride, magnesium chloride, and sodium chloride, a molar amount of aluminum sulfate was added. Cu and AL were obtained.

〈本発明蛍光体の作製〉
《蛍光体F》
酢酸亜鉛のメタノール溶液(0.133mol/l)150mlと塩化銅のメタノール溶液(0.008mol/l)25mlを混合して、マグネティックスターラーを用いて10分間攪拌し、混合溶液を得た。次にマグネティクスターラーを用いて攪拌した状態の硫化ナトリウム水溶液(0.4mol/l)60mlに上述した混合溶液を加えた。そして更に激しく15分間攪拌した。さらに遠心分離機を用いて4000rpmで20分間遠心分離を行った。その後、遠心分離して得た粒子を50℃で24時間送風乾燥した。その後、800℃で4時間焼成した。これを、1%KCN水溶液で洗浄し、蒸留水で洗浄し、乾燥した。
<Preparation of phosphor of the present invention>
<< phosphor F >>
150 ml of a methanol solution of zinc acetate (0.133 mol / l) and 25 ml of a methanol solution of copper chloride (0.008 mol / l) were mixed and stirred for 10 minutes using a magnetic stirrer to obtain a mixed solution. Next, the above mixed solution was added to 60 ml of a sodium sulfide aqueous solution (0.4 mol / l) in a state of being stirred using a magnetic stirrer. The mixture was further stirred for 15 minutes. Furthermore, it centrifuged for 20 minutes at 4000 rpm using the centrifuge. Thereafter, the particles obtained by centrifugation were blown and dried at 50 ° C. for 24 hours. Then, it baked at 800 degreeC for 4 hours. This was washed with a 1% aqueous KCN solution, washed with distilled water, and dried.

得られた蛍光体をTEMで測定した結果、平均粒経3μmで、粒径分布変動係数80%である本発明蛍光体FのZnS:Cu,Clを得た。   As a result of measuring the obtained phosphor by TEM, ZnS: Cu, Cl of the phosphor F of the present invention having an average particle size of 3 μm and a particle size distribution variation coefficient of 80% was obtained.

《蛍光体G》
酢酸亜鉛のメタノール溶液(0.133mol/l)150mlと硫酸銅(0.0008mol/l)メタノール溶液25ml、硝酸アルミニウム(0.0001mol/l)メタノール溶液25mlを混合し、マグネティックスターラーを用いて10分間攪拌し、混合溶液を得た。次にマグネティクスターラーを用いて攪拌した状態の硫化ナトリウム水溶液(0.4mol/l)60mlに上述した混合溶液を加えた。そして更に激しく15分間攪拌した。さらに遠心分離機を用いて4000rpmで20分間遠心分離を行った。その後、遠心分離して得た粒子を50℃で24時間送風乾燥した。その後、800℃で4時間焼成した。これを、1%KCN水溶液で洗浄し、蒸留水で洗浄し、乾燥した。
<< phosphor G >>
150 ml of a methanol solution of zinc acetate (0.133 mol / l), 25 ml of a copper sulfate (0.0008 mol / l) methanol solution, and 25 ml of an aluminum nitrate (0.0001 mol / l) methanol solution are mixed, and a magnetic stirrer is used for 10 minutes. Stir to obtain a mixed solution. Next, the above mixed solution was added to 60 ml of a sodium sulfide aqueous solution (0.4 mol / l) in a state of being stirred using a magnetic stirrer. The mixture was further stirred for 15 minutes. Furthermore, it centrifuged at 4000 rpm for 20 minutes using the centrifuge. Thereafter, the particles obtained by centrifugation were blown and dried at 50 ° C. for 24 hours. Then, it baked at 800 degreeC for 4 hours. This was washed with a 1% aqueous KCN solution, washed with distilled water, and dried.

得られた蛍光体をTEMで測定した結果、平均粒経2.6μmで、粒径分布変動係数70%である本発明蛍光体GのZnS:Cu,ALを得た。   As a result of measuring the obtained phosphor by TEM, ZnS: Cu, AL of the phosphor G of the present invention having an average particle size of 2.6 μm and a particle size distribution variation coefficient of 70% was obtained.

《蛍光体H》
酢酸亜鉛のメタノール溶液(0.133mol/l)150mlと塩化銅のメタノール溶液(0.008mol/l)25mlを混合して、マグネティックスターラーを用いて10分間攪拌し、混合溶液を得た。次にマグネティクスターラーを用いて攪拌した状態の硫化ナトリウム水溶液(0.4mol/l)60mlに上述した混合溶液を加えた。そして更に激しく15分間攪拌した。次にこの混合溶液にアクリル酸(0.7mol)50mlを添加し15分激しく攪拌した。さらに遠心分離機を用いて4000rpmで20分間遠心分離を行った。その後、遠心分離して得た粒子を50℃で24時間送風乾燥した。その後、800℃で4時間焼成した。これを、1%KCN水溶液で洗浄し、蒸留水で洗浄し、乾燥した。
<< phosphor H >>
150 ml of a methanol solution of zinc acetate (0.133 mol / l) and 25 ml of a methanol solution of copper chloride (0.008 mol / l) were mixed and stirred for 10 minutes using a magnetic stirrer to obtain a mixed solution. Next, the above mixed solution was added to 60 ml of a sodium sulfide aqueous solution (0.4 mol / l) in a state of being stirred using a magnetic stirrer. The mixture was further stirred for 15 minutes. Next, 50 ml of acrylic acid (0.7 mol) was added to this mixed solution and stirred vigorously for 15 minutes. Furthermore, it centrifuged for 20 minutes at 4000 rpm using the centrifuge. Thereafter, the particles obtained by centrifugation were blown and dried at 50 ° C. for 24 hours. Then, it baked at 800 degreeC for 4 hours. This was washed with a 1% aqueous KCN solution, washed with distilled water, and dried.

得られた蛍光体をTEMで測定した結果、平均粒経2.7μmで、粒径分布変動係数55%である本発明蛍光体HのZnS:Cu,Clを得た。   As a result of measuring the obtained phosphor by TEM, ZnS: Cu, Cl of the phosphor H of the present invention having an average particle size of 2.7 μm and a particle size distribution variation coefficient of 55% was obtained.

《蛍光体I》
酢酸亜鉛のメタノール溶液(0.133mol/l)150mlと塩化銅(0.0008mol/l)メタノール溶液25ml、酢酸マンガン(0.0001mol/l)飲めたノール溶液を混合し、マグネティックスターラーを用いて10分間攪拌し、混合溶液を得た。次にマグネティックスターラーを用いて攪拌した状態の硫化ナトリウム水溶液(0.4mol/l)60mlに、上述した混合溶液を加えた。そして更に激しく15分間攪拌した。次にこの混合溶液にアクリル酸(0.7mol)50ml添加し15分間激しく攪拌した。更に遠心分離器を用いて4000rpmで20分間遠心分離を行った。その後、遠心分離して得た粒子を50℃で24時間送風乾燥した。その後、800℃で4時間焼成した。これを1%KCN溶液で洗浄し、蒸留水で洗浄し、乾燥した。
<< phosphor I >>
A methanol solution of zinc acetate (0.133 mol / l) (150 ml), a copper chloride (0.0008 mol / l) methanol solution (25 ml) and a methanol solution of manganese acetate (0.0001 mol / l) were mixed and mixed using a magnetic stirrer. Stir for minutes to obtain a mixed solution. Next, the above-mentioned mixed solution was added to 60 ml of a sodium sulfide aqueous solution (0.4 mol / l) stirred using a magnetic stirrer. The mixture was further stirred for 15 minutes. Next, 50 ml of acrylic acid (0.7 mol) was added to this mixed solution and vigorously stirred for 15 minutes. Furthermore, it centrifuged at 4000 rpm for 20 minutes using the centrifuge. Thereafter, the particles obtained by centrifugation were blown and dried at 50 ° C. for 24 hours. Then, it baked at 800 degreeC for 4 hours. This was washed with a 1% KCN solution, washed with distilled water, and dried.

得られた蛍光体をTEMで測定した結果、平均粒径3μmで、粒径分布変動係数80%のZnS:Cu,Mn,Clが得られた。   As a result of measuring the obtained phosphor by TEM, ZnS: Cu, Mn, Cl having an average particle size of 3 μm and a particle size distribution variation coefficient of 80% was obtained.

《蛍光体J》
0.5gの塩化銅(全体量の1%銅の量)と7gの硫酸亜鉛、0.21gの炭酸マンガン(全体量の0.5%マンガン量)が混合された後に石英坩堝へ入れ、800℃で40分間焼成した。室温まで冷却した後、坩堝から出し、50%酢酸で洗浄する。次に蒸留水で洗浄し130℃で乾燥する。
<Phosphor J>
After mixing 0.5 g of copper chloride (total amount of 1% copper), 7 g of zinc sulfate, and 0.21 g of manganese carbonate (total amount of 0.5% manganese), the mixture was put into a quartz crucible, 800 Baked at 40 ° C. for 40 minutes. After cooling to room temperature, remove from the crucible and wash with 50% acetic acid. Next, it is washed with distilled water and dried at 130 ° C.

得られた蛍光体をTEMで測定した結果、平均粒径20μmで粒径分布変動係数が30%である、Zn:Cu,Mn,Clを得た。   As a result of measuring the obtained phosphor by TEM, Zn: Cu, Mn, Cl having an average particle diameter of 20 μm and a particle size distribution variation coefficient of 30% was obtained.

調製した上記の蛍光体をシアノエチルセルロースに分散してアルミニウム電極と、透明導電膜(酸化インジウム薄膜)を蒸着したポリエチレンテレフタレートフィルムの透明電極ではさみ厚さ50μmの発光層を有する分散型EL素子を作製した。   Dispersion type EL device having a light emitting layer with a thickness of 50 μm between aluminum electrode and transparent electrode of polyethylene terephthalate film with transparent conductive film (indium oxide thin film) deposited by dispersing the prepared phosphor in cyanoethyl cellulose did.

この素子に100V、400Hzの交流電圧を印加し、初期発光輝度及び輝度半減期を測定した。   An alternating voltage of 100 V and 400 Hz was applied to the device, and initial light emission luminance and luminance half-life were measured.

その結果を、比較Aの蛍光体を用いた分散型EL素子の初期発光輝度と輝度半減期をそれぞれ100とする相対値として表1に示す。   The results are shown in Table 1 as relative values with the initial light emission luminance and luminance half-life of the dispersion type EL element using the phosphor of Comparative A as 100, respectively.

尚、賦活剤含有率の測定および賦活剤が均一分布した粒子の比率は以下の測定により得た。   The measurement of the activator content rate and the ratio of the particles in which the activator was uniformly distributed were obtained by the following measurement.

〈組成(賦活剤)含有率の測定〉
蛍光体試料それぞれについて、二次イオン質量分析(SIMS)装置を用いて、100個の粒子についてAl、Cuの含有率をそれぞれ測定し、各蛍光体のAl、Cuの含有率の標準偏差を算出し、含有率の平均で除した値に100を乗じて得られる値により粒子間分布を算出した。
<Measurement of composition (activator) content>
For each phosphor sample, using a secondary ion mass spectrometry (SIMS) apparatus, the Al and Cu content rates of 100 particles are measured, and the standard deviation of the Al and Cu content rates of each phosphor is calculated. The interparticle distribution was calculated from the value obtained by multiplying the value obtained by dividing the average content by 100.

尚、含有率としては、SIMSによる原子濃度(atoms/cm3)を用いた。 In addition, as a content rate, the atomic concentration (atoms / cm < 3 >) by SIMS was used.

〈分布均一粒子存在比率(%)測定〉
試料それぞれについて、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて、100個の粒子について内部組成の分布を測定し、微視的に均一な粒子の比率(%)を算出した。
<Measurement of distribution uniform particle abundance ratio (%)>
For each sample, the distribution of the internal composition was measured for 100 particles using a transmission electron microscope (TEM), and the ratio (%) of microscopically uniform particles was calculated.

微視的に均一な粒子、即ち、賦活剤金属である銅またはアルミニウムの分布が粒子内で均一である粒子(少なくとも100個の蛍光体粒子について各蛍光体粒子を厚さ50nmの切片として連続的に切りだし、透過型電子顕微鏡(TEM)を用い、電子線を照射した際に各切片試料から発生する特性X線を解析することにより、各切片における粒子内における銅またはアルミニウムの濃度をそれぞれ求め該濃度が最大の切片と最小の切片での差を各粒子について求め、そのうち、その差がその粒子の平均銅またはアルミニウム濃度の20%以下である粒子)の比率(%)を算出したものである。   Microscopically uniform particles, that is, particles in which the distribution of the activator metal, copper or aluminum, is uniform within the particles (for each of the 100 phosphor particles, each phosphor particle is continuously divided into 50 nm-thick sections. Then, using a transmission electron microscope (TEM), by analyzing characteristic X-rays generated from each section sample when irradiated with an electron beam, the concentration of copper or aluminum in the particles in each section is obtained. The difference between the intercept with the maximum concentration and the intercept with the minimum concentration is obtained for each particle, and the ratio (%) of the particles in which the difference is 20% or less of the average copper or aluminum concentration of the particle is calculated. is there.

結果を表1に示す。   The results are shown in Table 1.

Figure 2005132947
Figure 2005132947

表1で明らかな様に本発明の蛍光体F〜Hを用いて得られた分散型無機EL素子は比較の蛍光体A〜Eを用いた例に比べて、初期輝度が向上し、輝度半減期は3倍と著しい向上を示した。   As is apparent from Table 1, the dispersion-type inorganic EL element obtained using the phosphors F to H of the present invention has improved initial luminance and reduced luminance by half compared to the example using the comparative phosphors A to E. The period showed a remarkable improvement of 3 times.

更に銅の含有率の粒子間分布が狭い本発明方法を用いて作製した蛍光体粒子は、比較の粒子に対して輝度が高いことがわかる。また内部組成分布が微視的に均一な粒子比率の多い本発明の蛍光体粒子は比較の粒子に対しても輝度が高いことも確認された。   Furthermore, it turns out that the brightness | luminance of the fluorescent substance particle produced using the method of this invention with a narrow interparticle distribution of copper content is high with respect to a comparison particle. It was also confirmed that the phosphor particles of the present invention having a fine particle ratio with a microscopically uniform internal composition have higher luminance than the comparative particles.

本発明の実施形態による分散型無機EL素子の要部構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part structure of the dispersion | distribution type inorganic EL element by embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 分散型無機EL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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dispersion type inorganic EL element 2 Light-emitting body layer 3 Reflective insulating layer 4 Back electrode layer 5 Transparent electrode layer

Claims (6)

液相法を用いて製造される無機エレクトロルミネッセンス用蛍光体であって、蛍光体の母体、賦活剤または共賦活剤の構成元素を含有する各原料成分溶液を混合し、蛍光体母体結晶、賦活剤または共賦活剤を共沈析出させ製造したことを特徴とする無機エレクトロルミネッセンス用蛍光体。 Phosphor for inorganic electroluminescence manufactured using a liquid phase method, wherein each raw material component solution containing constituent elements of a phosphor matrix, an activator or a co-activator is mixed, and the phosphor matrix crystal, activation A phosphor for inorganic electroluminescence produced by co-precipitation of an agent or a co-activator. 硫化亜鉛系蛍光体であることを特徴とする請求項1に記載の無機エレクトロルミネッセンス用蛍光体。 2. The phosphor for inorganic electroluminescence according to claim 1, which is a zinc sulfide-based phosphor. 下記一般式で表されることを特徴とする請求項1または2記載の無機エレクトロルミネッセンス用蛍光体。
ZnS:Cu,X
または
ZnS:Cu,Mn,X
(ここにおいて、Xは共賦活剤であり、塩素(Cl)、臭素(Br)、沃素(I)、またはアルミニウム(Al)から選ばれる少なくともいずれかの元素である。)
The phosphor for inorganic electroluminescence according to claim 1 or 2, represented by the following general formula.
ZnS: Cu, X
Or ZnS: Cu, Mn, X
(Here, X is a co-activator and is at least one element selected from chlorine (Cl), bromine (Br), iodine (I), and aluminum (Al).)
平均粒径が4μm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の無機エレクトロルミネッセンス用蛍光体。 The phosphor for inorganic electroluminescence according to any one of claims 1 to 3, wherein the average particle size is 4 µm or less. 液相法を用いた無機エレクトロルミネッセンス用蛍光体の製造方法であって、蛍光体の母体、賦活剤または共賦活剤の構成元素を含有する原料成分溶液を混合し、蛍光体母体結晶、賦活剤または共賦活剤を共沈析出させ蛍光体前駆体を形成したのち、得られた該蛍光体前駆体を加熱することを特徴とする無機エレクトロルミネッセンス用蛍光体の製造方法。 A method for producing a phosphor for inorganic electroluminescence using a liquid phase method, comprising mixing a raw material component solution containing constituent elements of a phosphor matrix, an activator or a coactivator, and phosphor matrix crystals, an activator Alternatively, a method for producing a phosphor for inorganic electroluminescence, comprising coprecipitation and coprecipitation to form a phosphor precursor, and then heating the obtained phosphor precursor. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の無機エレクトロルミネッセンス用蛍光体を用いることを特徴とする分散型無機エレクトロルミネッセンス素子。 A dispersion-type inorganic electroluminescence device using the phosphor for inorganic electroluminescence according to any one of claims 1 to 4.
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