JP2005306713A - Method of producing inorganic semiconductor- or phosphor-primary particle and inorganic semiconductor- or phosphor-primary particle - Google Patents

Method of producing inorganic semiconductor- or phosphor-primary particle and inorganic semiconductor- or phosphor-primary particle Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inorganic semiconductor- or phosphor-primary particle having high luminance and a method of producing the inorganic semiconductor- or the phosphor-primary particle in a liquid phase. <P>SOLUTION: A method of producing inorganic semiconductor- or phosphor-primary particles comprises forming the particles by reacting at least one kind of precursor solution of the inorganic primary particle in a solvent, of which major component is water of a reacting vessel, under the conditions that the pressure is 0.2 to 20 MPa and the temperature is 120°C to 370°C. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、無機半導体または蛍光体一次粒子の製造方法に関し、特に、硫化亜鉛を母体とし、発光の中心となる付活剤及び共付活剤を含有する、高輝度で長寿命のエレクトロルミネッセンス(EL)蛍光体用無機粒子の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing primary particles of an inorganic semiconductor or phosphor, and in particular, high-luminance and long-life electroluminescence containing zinc sulfide as a base material and containing an activator and a coactivator as the center of light emission ( EL) relates to a method for producing inorganic particles for phosphors.

無機エレクトロルミネッセンス(EL)発光体とは、二つの電極間に挟まれた無機の蛍光体粒子に交流電場を印可することで蛍光体を発光させた発光素子であり、分散型と薄膜型のEL発光体が知られている。分散型のEL発光体は、数μmの蛍光体粒子を高誘電率のバインダー中に分散させ、少なくとも一方が透明な二枚の電極の間に挟み込んだ構造からなり、発光素子を数mm以下の厚さとする事が可能な面発光体で、発熱がなく発光効率が良いなど数多くの利点を有する。そのため道路標識、各種インテリアやエクステリア用の照明、液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ用の光源、大面積の広告用の照明光源等をしての用途が期待されている。   An inorganic electroluminescence (EL) phosphor is a light-emitting element that emits a phosphor by applying an alternating electric field to inorganic phosphor particles sandwiched between two electrodes. Luminescent materials are known. The dispersion-type EL phosphor has a structure in which phosphor particles of several μm are dispersed in a binder having a high dielectric constant, and at least one is sandwiched between two transparent electrodes. It is a surface light emitter that can be made thick, and has many advantages such as no heat generation and good luminous efficiency. Therefore, it is expected to be used for road signs, illumination for various interiors and exteriors, light sources for flat panel displays such as liquid crystal displays, and illumination light sources for large areas.

無機EL発光体に用いられる蛍光体粒子としては、無機の半導体粒子に付活剤(発光中心としての金属イオン)を添加したものが用いられ、一般的には硫化亜鉛を母体として、銅等の付活剤及び塩素等の共付活剤が添加されたものが広く知られている。しかし、これらの蛍光体粒子を用いて作成された発光素子は、他の原理に基づく発光素子に較べて発光輝度が低く、また発光寿命が短いという欠点があり、この為従来から種々の改良が試みられている。   As the phosphor particles used for the inorganic EL phosphor, those obtained by adding an activator (metal ion as a light emission center) to inorganic semiconductor particles are used. Generally, zinc sulfide is used as a base, and copper or the like is used. Those to which an activator and a coactivator such as chlorine are added are widely known. However, light-emitting elements made using these phosphor particles have the disadvantages of lower emission brightness and shorter emission lifetime than light-emitting elements based on other principles. Has been tried.

硫化亜鉛を母体とする蛍光体粒子を合成するには、原料の硫化亜鉛ナノ粒子をフラックスと呼ばれる無機塩と共に1300℃〜1000℃の非常に高い温度で第一焼成を行ってミクロンサイズの粒子に成長させ、続いて500〜1000℃で第二焼成を行い蛍光体粒子を得る方法が主流であった。この製造法に関しては、例えば特許文献1〜3に記載されている。しかしながらこの方法では、高温の炉内で焼成を行うため焼成を始めてから終えるまでに系に物質を添加することが難しく、例えば粒子内部における付活剤もしくは共付活剤の濃度分布を粒子内で変化させるということは不可能である。そのため更なる高輝度な硫化亜鉛蛍光体粒子を得ることが困難であった。   In order to synthesize phosphor particles based on zinc sulfide, the raw material zinc sulfide nanoparticles are first baked at a very high temperature of 1300 ° C. to 1000 ° C. together with an inorganic salt called a flux into micron-sized particles. The mainstream method is to obtain the phosphor particles by growing and subsequently performing second baking at 500 to 1000 ° C. This manufacturing method is described in Patent Documents 1 to 3, for example. However, in this method, since firing is performed in a high-temperature furnace, it is difficult to add a substance to the system from the start to the end of the firing. For example, the concentration distribution of the activator or the coactivator inside the particle is determined within the particle. It is impossible to change. For this reason, it has been difficult to obtain further bright zinc sulfide phosphor particles.

一方、液相中で硫化亜鉛粒子を合成する場合は、付活剤もしくは共付活剤を粒子の成長途中にその量を制御して添加することが可能であり、焼成法では得られない粒子内部における付活剤もしくは共付活剤の濃度分布が変化した蛍光体粒子を生成することができる。また核形成と成長を分離して粒子形成し、かつ粒子成長中の過飽和度を制御することでサイズ分布の狭い単分散な硫化亜鉛粒子を得ることも可能となる。   On the other hand, when synthesizing zinc sulfide particles in the liquid phase, it is possible to add an activator or a coactivator while controlling the amount of the particles during the growth of the particles. It is possible to generate phosphor particles in which the concentration distribution of the activator or coactivator inside is changed. It is also possible to obtain monodisperse zinc sulfide particles having a narrow size distribution by forming particles by separating nucleation and growth and controlling the degree of supersaturation during particle growth.

液相にて無機EL蛍光体用の硫化亜鉛粒子を合成する方法に関しては、特許文献4に水系でナノサイズの粒子を合成する方法が、また非特許文献1〜3に水系で硫化亜鉛の結晶をサブミクロンサイズまで成長させた報告がある。但し、非特許文献1で得られた球形粒子は、ナノサイズの微結晶が凝集してできた二次粒子(凝集体粒子)であり、また非特許文献2の粒子も同様に小サイズ粒子の凝集体であって、EL蛍光体粒子として望ましいミクロンサイズの一次粒子は得られていない。一方非特許文献3では、予め形成したナノサイズ粒子を密閉容器に入れて高温で熟成することによりサブミクロンサイズの硫化亜鉛一次粒子を得ているが、この方法では粒子成長途中での修飾が困難であり、粒子内部における付活剤や共付活剤の濃度分布制御や粒子サイズ分布の制御などが不可能である。
特開平8−183954号公報 特開平7−62342号公報 特開平6−330035号公報 特開2002−313568号公報 「ファイン・パーティクルズ」(界面剤の科学シリーズ、vol.92、スギモト編)(FINE PARTICLES, surfactant science series, volume 92, edited by Sugimoto), p190-196 「コロイド・アンド・サーフェス A」(Colloids and Surface A), vol.135, p.207-226 (1998) 「クリスタル・リサーチ・テクノロジー」(Crystal Research Technology), vol.35, p.279-289 (2000)
Regarding the method of synthesizing zinc sulfide particles for inorganic EL phosphors in the liquid phase, Patent Document 4 discloses a method of synthesizing nano-sized particles in water, and Non-Patent Documents 1 to 3 describe crystals of zinc sulfide in water. Has been reported to grow to sub-micron size. However, the spherical particles obtained in Non-Patent Document 1 are secondary particles (aggregated particles) formed by agglomerating nano-sized microcrystals, and the particles of Non-Patent Document 2 are also small-sized particles. Aggregates, which are desirable micron-sized primary particles as EL phosphor particles, have not been obtained. On the other hand, in Non-Patent Document 3, submicron-sized zinc sulfide primary particles are obtained by putting pre-formed nano-sized particles in a sealed container and aging at high temperature, but this method makes modification difficult during particle growth. Therefore, it is impossible to control the concentration distribution of the activator and coactivator inside the particles, and control the particle size distribution.
Japanese Patent Laid-Open No. 8-183954 JP-A-7-62342 JP-A-6-330035 JP 2002-31568 A “Fine Particles” (Fine PARTICLES, fluid science series, volume 92, edited by Sugimoto), p190-196 "Colloids and Surface A", vol.135, p.207-226 (1998) "Crystal Research Technology", vol.35, p.279-289 (2000)

本発明は、従来の無機EL蛍光体粒子における上記の課題を解決するものであって、液相中でミクロンサイズの無機半導体または蛍光体一次粒子を製造する方法を提供することを目的とし、特に硫化亜鉛を母体とする蛍光体の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-mentioned problems in conventional inorganic EL phosphor particles, and aims to provide a method for producing micron-sized inorganic semiconductor or phosphor primary particles in a liquid phase, It is an object of the present invention to provide a method for producing a phosphor based on zinc sulfide.

本発明の目的は、以下の手段で解決することができる。
(1)圧力0.2〜20MPa、温度120〜370℃に設定した反応容器中の水を主とする溶媒中で、少なくとも1種の前駆体溶液を反応させて粒子形成することを特徴とする無機半導体一次粒子の製造方法。
(2)圧力0.2〜20MPa、温度120〜370℃に設定した反応容器中の水を主とする溶媒中で、少なくとも1種の前駆体溶液を反応させて粒子形成することを特徴とする無機蛍光体一次粒子の製造方法。
(3)前駆体溶液がイオン性水溶液であることを特徴とする(1)〜(2)に記載の無機粒子の製造方法。
(4)前駆体溶液が、平均粒径1〜50nmの無機微粒子を含む溶液であることを特徴とする(1)〜(2)に記載の無機粒子の製造方法。
(5)硫黄イオンを含む水溶液と亜鉛イオンを含む水溶液を添加して反応させ、且つ反応液中の硫黄イオン濃度が亜鉛イオン濃度に対して10-5〜10モル/L過剰になるように調整して粒子形成した、平均粒径0.5〜50μmの硫化亜鉛を母体とすることを特徴とする(3)に記載の無機粒子の製造方法。
(6)アミノ基またはカルボキシル基を有するキレート剤を加えることを特徴とする(1)〜(5)のいずれか1項に記載の無機粒子の製造方法。
(7)付活剤として、銅、マンガン、銀、金及び希土類元素からなる群から選択された少なくとも一つの金属元素を添加することを特徴とする(1)〜(6)のいずれか1項に記載の無機粒子の製造方法。
(8)付活剤としての金属元素が、該金属のイオン溶液とキレート剤を混合して添加されることを特徴とする(7)に記載の無機粒子の製造方法。
(9)共付活剤として、塩素、臭素、ヨウ素、及びアルミニウムからなる群から選択された少なくとも一つの元素のイオン溶液を添加することを特徴とする(1)〜(8)のいずれか1項に記載の無機粒子の製造方法。
(10)(1)〜(9)のいずれか1項に記載の方法で製造された無機粒子であって、該粒子の25℃での水に対する溶解度積pKspが17〜40の範囲にあることを特徴とする無機半導体または蛍光体一次粒子。
(11)(1)〜(9)のいずれか1項に記載の方法で製造された無機粒子であって、該粒子の平均粒径が0.1〜100μmの範囲にあることを特徴とする無機半導体または蛍光体一次粒子。
(12)(1)〜(9)のいずれか1項に記載の方法で製造された無機粒子であって、該粒子が金属硫化物であることを特徴とする無機半導体または蛍光体一次粒子。
(13)(1)〜(9)のいずれか1項に記載の方法で製造された無機粒子であって、該粒子が金属酸化物であることを特徴とする無機半導体または蛍光体一次粒子。
(14)(1)〜(9)のいずれか1項に記載の方法で製造された無機粒子であって、該粒子が金属窒化物であることを特徴とする無機半導体または蛍光体一次粒子。
(15)(1)〜(9)のいずれか1項に記載の方法で製造された無機粒子であって、該粒子が硫化亜鉛を母体とすることを特徴とする無機半導体または蛍光体一次粒子。
The object of the present invention can be solved by the following means.
(1) It is characterized in that particles are formed by reacting at least one precursor solution in a solvent mainly composed of water in a reaction vessel set at a pressure of 0.2 to 20 MPa and a temperature of 120 to 370 ° C. A method for producing inorganic semiconductor primary particles.
(2) It is characterized in that particles are formed by reacting at least one precursor solution in a solvent mainly composed of water in a reaction vessel set at a pressure of 0.2 to 20 MPa and a temperature of 120 to 370 ° C. A method for producing primary particles of inorganic phosphor.
(3) The method for producing inorganic particles according to (1) to (2), wherein the precursor solution is an ionic aqueous solution.
(4) The method for producing inorganic particles according to (1) to (2), wherein the precursor solution is a solution containing inorganic fine particles having an average particle diameter of 1 to 50 nm.
(5) An aqueous solution containing sulfur ions and an aqueous solution containing zinc ions are added and reacted, and the sulfur ion concentration in the reaction solution is adjusted to be 10 −5 to 10 mol / L excess with respect to the zinc ion concentration. The method for producing inorganic particles according to (3), characterized in that zinc sulfide having an average particle diameter of 0.5 to 50 μm formed as particles is used as a base.
(6) The method for producing inorganic particles according to any one of (1) to (5), wherein a chelating agent having an amino group or a carboxyl group is added.
(7) As an activator, at least one metal element selected from the group consisting of copper, manganese, silver, gold and rare earth elements is added. Any one of (1) to (6) The manufacturing method of the inorganic particle as described in any one of.
(8) The method for producing inorganic particles according to (7), wherein the metal element as the activator is added by mixing the metal ion solution and the chelating agent.
(9) Any one of (1) to (8), wherein an ion solution of at least one element selected from the group consisting of chlorine, bromine, iodine, and aluminum is added as a coactivator. The manufacturing method of the inorganic particle as described in claim | item.
(10) Inorganic particles produced by the method according to any one of (1) to (9), wherein the solubility product pKsp in water at 25 ° C. of the particles is in the range of 17-40. An inorganic semiconductor or phosphor primary particle characterized by.
(11) Inorganic particles produced by the method according to any one of (1) to (9), wherein the average particle size of the particles is in the range of 0.1 to 100 μm. Inorganic semiconductor or phosphor primary particles.
(12) An inorganic semiconductor or phosphor primary particle produced by the method according to any one of (1) to (9), wherein the particle is a metal sulfide.
(13) An inorganic particle or phosphor primary particle produced by the method according to any one of (1) to (9), wherein the particle is a metal oxide.
(14) An inorganic semiconductor or phosphor primary particle, wherein the inorganic particle is produced by the method according to any one of (1) to (9), and the particle is a metal nitride.
(15) Inorganic semiconductor or phosphor primary particles produced by the method according to any one of (1) to (9), wherein the particles are based on zinc sulfide. .

本発明によれば、ナノサイズ粒子の凝集体ではない半導体または蛍光体一次粒子であって、特にEL用として高い輝度を有する蛍光体粒子を液相中で効率的に製造することができる。   According to the present invention, phosphor particles that are semiconductor or phosphor primary particles that are not aggregates of nano-sized particles and that have high luminance particularly for EL can be efficiently produced in a liquid phase.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明における無機半導体とは、典型的には、第II族元素とVI族元素とから成る群から選ばれる元素の一つあるいは複数と、第III族元素と第V族元素とから成る群から選ばれる一つあるいは複数の元素とから成る半導体が挙げられる。例えば、CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnSSe、ZnTe、CaS、MgS、SrS、GaP、GaAs、ZnO、GaN、InN、AlN及びそれらの混晶などが挙げられる。この中でもZnS、ZnSe、ZnSSe、CaS、CaSrS、ZnOなどを好ましく用いることができ、特にZnS又はZnSSeが好ましい。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The inorganic semiconductor in the present invention is typically one or more elements selected from the group consisting of Group II elements and Group VI elements, and a group consisting of Group III elements and Group V elements. A semiconductor composed of one or more selected elements can be given. Examples thereof include CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnSSe, ZnTe, CaS, MgS, SrS, GaP, GaAs, ZnO, GaN, InN, AlN, and mixed crystals thereof. Among these, ZnS, ZnSe, ZnSSe, CaS, CaSrS, ZnO and the like can be preferably used, and ZnS or ZnSSe is particularly preferable.

本発明における無機蛍光体とは、典型的には、第II族元素とVI族元素とから成る群から選ばれる元素の一つあるいは複数と、第III族元素と第V族元素とから成る群から選ばれる一つあるいは複数の元素とから成る蛍光体が挙げられる。例えば蛍光体の母体として、CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnSSe、ZnTe、CaS、MgS、SrS、GaP、GaAs、BaAl24、BaSiO、BaMgAl1017、CaGa24、Ga23、ZnO、Zn2SiO4、Zn2GaO4、ZnGa24、ZnGeO3、ZnGeO4、ZnAl24、CaGa24、CaGa24、CaGeO3、Ca2Ge27、CaO、CaWO、Ga23、GeO2、SrAl24、SrGa24、SrGa24、SrP27、MgGa24、Mg2GeO4、MgGeO3、BaAl24、Ga2Ge27、BeGa24、Y2SiO5、Y2GeO5、Y2Ge27、Y4GeO8、Y23、Y22S、YVO、YAlO、YBO、SnO2、GdS、LaS、LaOBr、LaS、GaN、InN、AlN及びそれらの混晶などが挙げられる。この中でもZnS、ZnSe、ZnSSe、CaS、CaSrS、ZnOなどを好ましく用いることができ、特にZnS又はZnSSeが好ましい。また蛍光体母体に含有させ発光中心を形成する付活剤および共付活剤は、Cu、Mn、Ag、Al、Au、Ga、Tl、Sn、Pb、Sb、Bi、Tiなどの金属イオンや、Eu、Ce、Tb、Smなどの希土類元素イオン、Cl、Brなどのハライドイオンが好ましく用いられる。 The inorganic phosphor in the present invention is typically a group consisting of one or more elements selected from the group consisting of Group II elements and Group VI elements, and Group III elements and Group V elements. And phosphors composed of one or more elements selected from For example, as the base material of the phosphor, CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnSSe, ZnTe, CaS, MgS, SrS, GaP, GaAs, BaAl 2 S 4 , Ba 2 SiO 4 , BaMgAl 10 O 17 , CaGa 2 S 4 , Ga 2 O 3 , ZnO, Zn 2 SiO 4 , Zn 2 GaO 4 , ZnGa 2 O 4 , ZnGeO 3 , ZnGeO 4 , ZnAl 2 O 4 , CaGa 2 O 4 , CaGa 2 S 4 , CaGeO 3 , Ca 2 Ge 2 O 7 , CaO, CaWO 4 , Ga 2 O 3 , GeO 2 , SrAl 2 O 4 , SrGa 2 O 4 , SrGa 2 S 4 , SrP 2 O 7 , MgGa 2 O 4 , Mg 2 GeO 4 , MgGeO 3 , BaAl 2 O 4 , Ga 2 Ge 2 O 7 , BeGa 2 O 4 , Y 2 SiO 5 , Y 2 GeO 5 , Y 2 Ge 2 O 7 , Y 4 GeO 8 , Y 2 O 3 , Y 2 O 2 S, YVO 4, YAlO 3, YBO 3, SnO 2, Gd 2 O 2 S, La 2 O 2 S, LaOBr, La 2 O 2 S, GaN, InN, AlN or the like, and mixed crystals thereof are exemplified. Among these, ZnS, ZnSe, ZnSSe, CaS, CaSrS, ZnO and the like can be preferably used, and ZnS or ZnSSe is particularly preferable. In addition, the activator and coactivator that are contained in the phosphor matrix to form the luminescent center are Cu, Mn, Ag, Al, Au, Ga, Tl, Sn, Pb, Sb, Bi, Ti and other metal ions and Rare earth element ions such as Eu, Ce, Tb and Sm, and halide ions such as Cl and Br are preferably used.

これらの半導体または蛍光体粒子の多くは難水溶性であるが、本発明の製造方法によれば液相中でも生成することができる。生成される半導体または蛍光体粒子は、水に対する溶解度積pKsp(25℃)で表すと、好ましくは17〜40であり、より好ましくは17〜35、最も好ましくは17〜28である。個々の半導体または蛍光体粒子の溶解度積pKsp(25℃)は、例えば、日本化学会編「化学便覧」に記載の溶解度から容易に求めることができる。   Many of these semiconductor or phosphor particles are poorly water-soluble, but can be produced even in the liquid phase according to the production method of the present invention. The generated semiconductor or phosphor particles are preferably 17 to 40, more preferably 17 to 35, and most preferably 17 to 28 in terms of solubility product pKsp (25 ° C.) in water. The solubility product pKsp (25 ° C.) of each semiconductor or phosphor particle can be easily determined from the solubility described in “Chemical Handbook” edited by the Chemical Society of Japan, for example.

これら難水溶性の半導体または蛍光体化合物は、ミクロンサイズの一次粒子として形成するにはその低い溶解度が問題である。そこで、本発明では高温高圧条件の液相を粒子形成に用いる。粒子形成は、水を好ましくは50vol%以上、より好ましくは70vol%以上含む水を主とする溶媒で行われ、温度条件は好ましくは120〜370℃、より好ましくは150〜350℃、さらに好ましくは200〜350℃である。但し、溶媒の温度を上げすぎると超臨界状態となり逆に溶解度が下がるため好ましくない。水の場合は375℃以上で超臨界状態となる。水系溶媒で100℃以上の高い温度を得るには、密閉性の高い耐圧構造の反応容器が必要である。この時に容器内の圧力は、温度に伴って飽和蒸気圧が高まる。本発明では、容器内の圧力は飽和蒸気圧のままでもよく、また外部から圧力を加えても良い。本発明の圧力条件は、好ましくは0.2〜20MPa、より好ましくは0.5〜15MPa、さらに好ましくは1.5〜15MPaである。なお本発明において、水系溶媒とは、水を主とする溶媒であり、好ましくは水が少なくとも50質量%であるものをいう。   These poorly water-soluble semiconductor or phosphor compounds have a problem of low solubility in forming as micron-sized primary particles. Therefore, in the present invention, a liquid phase under high temperature and high pressure conditions is used for particle formation. The particle formation is performed with a solvent mainly containing water, preferably 50 vol% or more, more preferably 70 vol% or more, and the temperature condition is preferably 120 to 370 ° C, more preferably 150 to 350 ° C, still more preferably. 200-350 ° C. However, if the temperature of the solvent is raised too much, it becomes a supercritical state and, on the contrary, the solubility is lowered. In the case of water, it becomes a supercritical state at 375 ° C. or higher. In order to obtain a high temperature of 100 ° C. or higher with an aqueous solvent, a reaction container having a high pressure-resistant structure with high hermeticity is required. At this time, the saturated vapor pressure of the pressure in the container increases with temperature. In the present invention, the pressure in the container may be the saturated vapor pressure, or pressure may be applied from the outside. The pressure condition of the present invention is preferably 0.2 to 20 MPa, more preferably 0.5 to 15 MPa, and still more preferably 1.5 to 15 MPa. In the present invention, the aqueous solvent is a solvent mainly composed of water, and preferably refers to a solvent containing at least 50% by mass of water.

本発明の無機半導体または蛍光体一次粒子は、このような高温高圧条件の液相に少なくとも一種の反応溶液(前駆体溶液)を添加して生成される。ここで反応溶液とは、例えば無機半導体または蛍光体一次粒子を構成する元素を含むイオン性の水溶液や、加熱により加水分解して無機半導体または蛍光体一次粒子を生成する化合物の溶液、無機半導体または蛍光体微粒子を含む溶液などが挙げられる。   The inorganic semiconductor or phosphor primary particles of the present invention are produced by adding at least one reaction solution (precursor solution) to the liquid phase under such a high temperature and high pressure condition. Here, the reaction solution is, for example, an ionic aqueous solution containing an element constituting an inorganic semiconductor or phosphor primary particles, a solution of a compound that is hydrolyzed by heating to produce an inorganic semiconductor or phosphor primary particles, an inorganic semiconductor or Examples thereof include a solution containing phosphor fine particles.

反応溶液として用いる半導体または蛍光体微粒子溶液は、水を50vol%以上含む溶媒との混合溶液で添加される。この半導体または蛍光体微粒子溶液は、予め調製された溶液でもよく、又は粒子形成中に別の反応装置で添加直前に調製して添加してもよい。別の反応装置としては、特公平7−23218号公報、特開平10−43570号公報等を参考にする事ができる。用いる半導体または蛍光体微粒子溶液の濃度は、1mM以上5M以下が好ましく、5mM以上3M以下がさらに好ましい。半導体または蛍光体微粒子溶液は、少なくとも1種類以上の溶液を添加することができる。例えば、平均粒径の異なる溶液や濃度の異なる溶液を組み合わせて添加しても構わない。半導体または蛍光体微粒子溶液は、それ単独で添加してもよく他のイオン溶液と組み合わせて添加してもよい。例えば、微粒子を溶解する化合物の溶液と共に添加することで、粒子成長を変えることも可能である。   The semiconductor or phosphor fine particle solution used as the reaction solution is added as a mixed solution with a solvent containing 50 vol% or more of water. The semiconductor or phosphor fine particle solution may be a solution prepared in advance, or may be prepared and added immediately before the addition in another reactor during particle formation. As another reaction apparatus, JP-B-7-23218, JP-A-10-43570 and the like can be referred to. The concentration of the semiconductor or phosphor fine particle solution used is preferably 1 mM or more and 5 M or less, more preferably 5 mM or more and 3 M or less. As the semiconductor or phosphor fine particle solution, at least one kind of solution can be added. For example, a solution having a different average particle diameter or a solution having a different concentration may be added in combination. The semiconductor or phosphor fine particle solution may be added alone or in combination with other ionic solutions. For example, it is possible to change the particle growth by adding it together with a solution of the compound that dissolves the fine particles.

無機半導体または蛍光体粒子を生成する反応溶液は、連続的に添加される。その際に付活剤、共付活剤の水溶液も同時に連続添加することができる。添加のパターンは種々可能である。例えば、核形成と成長の工程は分けて、それぞれの最適の過飽和度を実現すべく溶液の添加速度を決めることが好ましく、溶液を一定流量で添加してもよいし、間欠的に添加してもよく、また段階的に或いは連続的に添加流量を増加させたり、或いは段階的或いは連続的に添加流量を減少させたりすることもできる。これらは付活剤及び共付活剤の水溶液の添加に関しても同様である。粒子生成にかける時間は好ましくは100時間以内、より好ましくは12時間以内で5分以上である。核形成過程と成長過程の間に、オストワルド熟成工程を入れることが粒子サイズの調節に好ましい。このオストワルド熟成は、好ましくは温度が120℃〜370℃、より好ましくは200℃〜350℃で行われ、また熟成時間は、5分〜50時間が好ましく、より好ましくは、20分〜10時間である。   The reaction solution for producing the inorganic semiconductor or phosphor particles is continuously added. In that case, the aqueous solution of an activator and a coactivator can also be continuously added simultaneously. Various addition patterns are possible. For example, it is preferable to determine the addition rate of the solution in order to achieve the optimum degree of supersaturation separately for the nucleation and growth steps. The solution may be added at a constant flow rate or intermittently. Alternatively, the addition flow rate may be increased stepwise or continuously, or the addition flow rate may be decreased stepwise or continuously. The same applies to the addition of an aqueous solution of an activator and a coactivator. The time required for particle generation is preferably within 100 hours, more preferably within 12 hours and 5 minutes or more. An Ostwald ripening step is preferably provided between the nucleation process and the growth process in order to adjust the particle size. This Ostwald ripening is preferably performed at a temperature of 120 ° C. to 370 ° C., more preferably 200 ° C. to 350 ° C., and the aging time is preferably 5 minutes to 50 hours, more preferably 20 minutes to 10 hours. is there.

反応容器内での、反応液の濃度に関しては、生成した無機半導体または蛍光体粒子の濃度として、1mM以上5M以下が好ましく、5mM以上3M以下がさらに好ましい。   Regarding the concentration of the reaction solution in the reaction vessel, the concentration of the produced inorganic semiconductor or phosphor particles is preferably 1 mM or more and 5 M or less, more preferably 5 mM or more and 3 M or less.

本発明で製造される半導体または蛍光体粒子の平均粒径は、好ましくは0.1〜100μmであり、より好ましくは0.5〜50μm、最も好ましくは1〜30μmである。平均粒径は、粒子のSEM(走査型電子顕微鏡)写真から200個の円相当直径を測定し、その平均値で表す。生成する半導体または蛍光体粒子は、一次粒子として得られる。ここで二次粒子とは、より小さい粒子が凝集して見かけの粒径が大きくなった粒子を示し、一次粒子とは凝集していない粒子である。一方、反応溶液に用いる半導体または蛍光体微粒子の平均粒径は、粒子のTEM(透過電子顕微鏡)写真から200個の円相当径を測定しその平均値で表し、好ましくは1〜50nmであり、より好ましくは1〜30nmである。半導体または蛍光体微粒子は、一次粒子でも二次粒子のどちらでも構わない。   The average particle size of the semiconductor or phosphor particles produced in the present invention is preferably 0.1 to 100 μm, more preferably 0.5 to 50 μm, and most preferably 1 to 30 μm. The average particle diameter is represented by an average value of 200 equivalent circle diameters measured from SEM (scanning electron microscope) photographs of the particles. The generated semiconductor or phosphor particles are obtained as primary particles. Here, the secondary particles are particles in which smaller particles are aggregated to increase the apparent particle size, and the primary particles are particles that are not aggregated. On the other hand, the average particle diameter of the semiconductor or phosphor fine particles used in the reaction solution is 200 average circle diameters measured from a TEM (transmission electron microscope) photograph of the particles, and is expressed as an average value thereof, preferably 1 to 50 nm. More preferably, it is 1-30 nm. The semiconductor or phosphor fine particles may be either primary particles or secondary particles.

本発明の無機半導体または蛍光体一次粒子の製造に用いられる装置は、圧力0.2〜20MPa、温度120〜370℃という高温高圧に設定された反応容器中で、例えば、半導体または蛍光体微粒子溶液等を添加するため、耐圧容器に水溶液を注入できる配管と耐圧性の精密ポンプを使用することができることが好ましい。装置の材質は、使用する温度と圧力に応じて、例えば、耐圧耐熱ガラスや、テフロン材(商品名、テトラフルオロエチレン)、ステンレスなどの金属材が用いられる。但し、金属材の場合は粒子形成中に耐圧容器から不純物となる金属が溶出し、所望の性能が発現されない恐れがある。例えば、硫化亜鉛を母体とするEL蛍光体では、特に鉄、ニッケル、コバルトは発光を抑制する有害金属イオンであり、避ける必要がある。そのため粒子形成に用いられる耐圧容器、添加パイプ、撹拌器、その他の接液する部品は、有害イオンを含まない材質を用いる。本発明の無機半導体または蛍光体一次粒子を製造する装置の材質は、テフロン材、ハステロイ(商品名)、チタン材が好ましい。また、本発明に用いられる製造装置には、撹拌機構が具備されることが好ましい。撹拌装置に関しては特公昭55−10545号公報、特公昭49−48964号公報等を参考にすることができる。   The apparatus used for the production of the inorganic semiconductor or phosphor primary particles of the present invention is a reaction vessel set at a high pressure and a high pressure of 0.2 to 20 MPa and a temperature of 120 to 370 ° C., for example, a semiconductor or phosphor fine particle solution. Therefore, it is preferable that a pipe capable of injecting an aqueous solution into the pressure vessel and a pressure-resistant precision pump can be used. As the material of the device, for example, a pressure-resistant and heat-resistant glass, a metal material such as Teflon material (trade name, tetrafluoroethylene), stainless steel, or the like is used according to the temperature and pressure to be used. However, in the case of a metal material, the metal which becomes an impurity elutes from a pressure vessel during particle formation, and the desired performance may not be expressed. For example, in EL phosphors based on zinc sulfide, iron, nickel, and cobalt are harmful metal ions that suppress light emission and must be avoided. Therefore, materials that do not contain harmful ions are used for pressure-resistant containers, addition pipes, stirrers, and other parts that come into contact with liquid used for particle formation. The material of the apparatus for producing the inorganic semiconductor or phosphor primary particles of the present invention is preferably a Teflon material, Hastelloy (trade name), or a titanium material. Moreover, it is preferable that the manufacturing apparatus used in the present invention includes a stirring mechanism. With regard to the stirring device, reference can be made to JP-B 55-10545, JP-B 49-48964 and the like.

次に硫化亜鉛を母体とするエレクトロルミネッセンス用の蛍光体粒子(以下、「EL蛍光体粒子」という)を例に、本発明を詳細に説明する。
本発明では、硫化亜鉛粒子を得るために、反応中の硫黄イオン濃度を過剰に保つことが好ましい。過剰な硫黄イオン濃度は、化学量論量、すなわち亜鉛イオンに対して10-5〜10モル/Lがよく、10-3〜1モル/Lが好ましい。過剰にする硫黄イオンは、反応前の水溶媒に予め加えてもよく、反応時に亜鉛イオンの溶液に対して余分に硫黄イオンの溶液を加えてもよい。
Next, the present invention will be described in detail by taking phosphor particles for electroluminescence (hereinafter referred to as “EL phosphor particles”) based on zinc sulfide as an example.
In the present invention, in order to obtain zinc sulfide particles, it is preferable to keep the sulfur ion concentration during the reaction excessive. The excess sulfur ion concentration is preferably 10 −5 to 10 mol / L with respect to the stoichiometric amount, that is, zinc ion, and preferably 10 −3 to 1 mol / L. Excess sulfur ions may be added in advance to the aqueous solvent before the reaction, or an extra sulfur ion solution may be added to the zinc ion solution during the reaction.

硫化亜鉛粒子を形成するときに、硫化亜鉛の水への溶解度を増加させる方法として、本発明ではキレート剤を好ましく用いることができる。亜鉛イオンのキレート剤としては、アミノ基、カルボキシル基を有するものが好ましく、具体的には、エチレンジアミン四酢酸(以下EDTAと表す)、N,2−ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸(以下EDTA−OHと表す)、ジエチレントリアミン五酢酸、2−アミノエチルエチレングリコール四酢酸、1,3−ジアミノ−2−ヒドロキシプロパン四酢酸、ニトリロ三酢酸、2−ヒドロキシエチルイミノ二酢酸、イミノ二酢酸、2−ヒドロキシエチルグリシン、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ジエチルアミン、ジエチレントリアミン、トリアミノトリエチルアミン、アリルアミン、エタノールアミン等があげられる。キレート剤は、反応前の水溶媒に溶解して用いてもよく、水溶液として単独で添加することもでき、また微粒子溶液等と混合して添加することもできる。   In the present invention, a chelating agent can be preferably used as a method for increasing the solubility of zinc sulfide in water when forming the zinc sulfide particles. As the chelating agent for zinc ions, those having an amino group or a carboxyl group are preferable. Specifically, ethylenediaminetetraacetic acid (hereinafter referred to as EDTA), N, 2-hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid (hereinafter referred to as EDTA-OH). ), Diethylenetriaminepentaacetic acid, 2-aminoethylethyleneglycoltetraacetic acid, 1,3-diamino-2-hydroxypropanetetraacetic acid, nitrilotriacetic acid, 2-hydroxyethyliminodiacetic acid, iminodiacetic acid, 2-hydroxyethylglycine, Examples include ammonia, methylamine, ethylamine, propylamine, diethylamine, diethylenetriamine, triaminotriethylamine, allylamine, and ethanolamine. The chelating agent may be used after being dissolved in an aqueous solvent before the reaction, can be added alone as an aqueous solution, or can be added by mixing with a fine particle solution or the like.

硫化亜鉛母体のEL蛍光体の発光中心となる付活剤は、付活剤として蛍光体に一般に使用されているものであれば良く、例えば、銅、マンガン、銀、金及び希土類元素等の各種の金属イオンが好ましく用いられる。具体的には、これらの元素の酢酸塩、硫酸塩等が好ましく用いられる。これらは単独でも、複数を組み合わせて用いてもよい。蛍光発光の波長(色)は付活剤の種類に依存しており、例えば、青緑色(銅)、オレンジ色(マンガン)、青色(銀)等の蛍光が得られる。付活剤の好ましい濃度は付活剤の種類によるが、例えば、銅付活剤の場合は最終製品の母体の硫化亜鉛に対して銅濃度で0.01〜0.5mol%の範囲であればよい。付活剤を硫化亜鉛粒子中にドープする為には、ドープ物質の錯体を形成して、粒子生成中あるいはその前後に添加することが好ましい。錯体形成の化合物としては、前記のキレート剤を好ましく用いることができる。その際、ドープ物質の錯体の溶解度が、硫化亜鉛粒子の溶解度に近いことが好ましい。これに関しては、特開2002−338961号公報等を参照することができる。   The activator that becomes the emission center of the EL phosphor of the zinc sulfide matrix may be any one that is generally used for phosphors as an activator, for example, various kinds of elements such as copper, manganese, silver, gold, and rare earth elements. These metal ions are preferably used. Specifically, acetates and sulfates of these elements are preferably used. These may be used alone or in combination. The wavelength (color) of the fluorescence emission depends on the type of the activator. For example, fluorescence such as blue-green (copper), orange (manganese), and blue (silver) is obtained. The preferred concentration of the activator depends on the type of the activator. For example, in the case of a copper activator, if the copper concentration is in the range of 0.01 to 0.5 mol% with respect to zinc sulfide of the base material of the final product, Good. In order to dope the activator into the zinc sulfide particles, it is preferable to form a complex of the doped substance and add it during or before the particle formation. As the complex-forming compound, the aforementioned chelating agent can be preferably used. At that time, the solubility of the complex of the doping substance is preferably close to the solubility of the zinc sulfide particles. Regarding this, reference can be made to JP-A-2002-338961.

共付活剤としては、ハライドイオンやアルミニウムイオンの化合物が好ましく、例えば、塩素、臭素、ヨウ素、及びアルミニウムからなる群から選択された元素を少なくとも一つ含む化合物がさらに好ましい。最も好ましくはアルミニウムイオンの硝酸塩や硫酸塩等が用いられる。共付活剤の好ましい濃度は共付活剤の種類によるが、例えばアルミニウム共付活剤の場合は最終製品の母体の硫化亜鉛に対してアルミニウム濃度で0.01〜0.5mol%の範囲であればよい。共付活剤としてアルミニウムイオンを用いる場合は、前記のキレート剤と混合して付活剤イオンの水溶液を添加する間に或いは前後に加えることが好ましい。   As the coactivator, a compound of halide ion or aluminum ion is preferable, and for example, a compound containing at least one element selected from the group consisting of chlorine, bromine, iodine, and aluminum is more preferable. Most preferably, nitrates or sulfates of aluminum ions are used. The preferred concentration of the coactivator depends on the type of coactivator. For example, in the case of an aluminum coactivator, the aluminum concentration is in the range of 0.01 to 0.5 mol% with respect to zinc sulfide of the base material of the final product. I just need it. When aluminum ions are used as the coactivator, it is preferable to add them before or after adding the aqueous solution of activator ions by mixing with the chelating agent.

付活剤、共付活剤のEL蛍光体粒子内へのドーピングに関しては、いったん液相で硫化亜鉛粒子を調製した後、それを乾燥し粉末にして、その粉末に付活剤、及びまたは共付活剤を添加して、焼成することによってドーピングすることもできる。その際焼成温度は300〜1200℃が好ましく、より好ましくは400〜1000℃であり、焼成時間は、30分〜10時間が好ましく、より好ましくは1〜7時間である。この焼成の際、フラックスを添加することもできる。フラックスとしては食塩、塩化マグネシウム、塩化バリウム、塩化アンモニウム等が挙げられる。   Regarding the doping of the activator and coactivator into the EL phosphor particles, once the zinc sulfide particles are prepared in the liquid phase, they are dried to a powder, and the activator and / or the co-activator is added to the powder. It can also dope by adding an activator and baking. At that time, the firing temperature is preferably 300 to 1200 ° C, more preferably 400 to 1000 ° C, and the firing time is preferably 30 minutes to 10 hours, more preferably 1 to 7 hours. During this firing, a flux can also be added. Examples of the flux include sodium chloride, magnesium chloride, barium chloride, and ammonium chloride.

また、焼成法でEL蛍光体の発光特性向上のために行われる衝撃修飾(粒子を破壊しない範囲の大きさの衝撃力を加える処理)も、本発明のEL蛍光体粒子に用いることができる。衝撃力を加える方法としては、粒子同士を接触混合させる方法、アルミナ等の球体を混ぜて混合させる(ボールミル)方法、粒子を加速させ衝突させる方法、超音波を照射する方法などが好ましく用いられる。   Further, impact modification (treatment for applying an impact force in a size that does not destroy the particles) performed for improving the light emission characteristics of the EL phosphor by the firing method can also be used for the EL phosphor particles of the present invention. As a method of applying an impact force, a method of bringing particles into contact with each other, a method of mixing and mixing spheres such as alumina (ball mill), a method of accelerating and colliding particles, a method of irradiating ultrasonic waves, and the like are preferably used.

本発明のEL蛍光体粒子は、粒子の表面に非発光シェル層を有することもできる。このシェル層形成は、コアとなる蛍光体の調製に引き続いて化学的な方法を用いて0.01μm以上の厚みで設置するのが好ましい。好ましくは0.01μm以上1.0μm以下の範囲である。非発光シェル層は、酸化物、窒化物、酸窒化物や、母体蛍光体粒子上に形成した同一組成で発光中心を含有しない物質から作成することができる。また、母体蛍光体粒子材料上に異なる組成の物質をエピタキシャルに成長させることによっても形成することができる。非発光シェル層の形成方法として、レーザー・アブレーション法、CVD法、プラズマCVD法、スパッタリングや抵抗加熱、電子ビーム法などと、流動油面蒸着を組み合わせた方法などの気相法と、複分解法、ゾルゲル法、超音波化学法、プレカーサーの熱分解反応による方法、逆ミセル法やこれらの方法と高温焼成を組み合わせた方法、水熱合成法、尿素溶融法、凍結乾燥法などの液相法や噴霧熱分解法なども用いることができる。本発明では液相中で蛍光体粒子を合成するため、特に液相法による非発光シェル層の形成にも好適である。   The EL phosphor particles of the present invention can also have a non-light emitting shell layer on the surface of the particles. The shell layer is preferably formed with a thickness of 0.01 μm or more using a chemical method following the preparation of the phosphor to be the core. Preferably it is the range of 0.01 micrometer or more and 1.0 micrometer or less. The non-light-emitting shell layer can be formed from an oxide, nitride, oxynitride, or a material that is formed on the base phosphor particles and has the same composition and does not contain an emission center. It can also be formed by epitaxially growing substances having different compositions on the host phosphor particle material. As a method of forming the non-light emitting shell layer, a laser ablation method, a CVD method, a plasma CVD method, a sputtering method, a resistance heating method, an electron beam method, and a gas phase method such as a method combining fluid oil surface deposition, a metathesis method, Sol-gel method, ultrasonic chemistry method, precursor thermal decomposition method, reverse micelle method or a combination of these methods with high-temperature firing, hydrothermal synthesis method, urea melting method, freeze drying method, etc. A thermal decomposition method or the like can also be used. In the present invention, since the phosphor particles are synthesized in the liquid phase, it is particularly suitable for forming a non-light emitting shell layer by a liquid phase method.

かくして得られた付活剤、共付活剤がドープされた硫化亜鉛母体のEL蛍光体は、水洗、乾燥した後、塩酸、青酸カリウム溶液で洗浄した後、乾燥してEL蛍光体粉末を得る。この蛍光体を有機バインダー中に分散し、塗布してEL発光層が形成される。この発光層を、背面電極上の反射絶縁層と透明電極との間に配置した電界発光素子を外皮フィルムで密封封止すると、電界発光灯(EL発光素子)が完成する。両電極の間に電圧を印加すると、両電極に形成される高い電界によって、発光層の蛍光体が発光する。蛍光体粒子が高い電場におかれると、粒子内の付活剤、たとえば銅イオンが局在する電導層に電場が集中し、そこで非常に高い電場が生じ、この電導層から電子と正孔が発生し、それらが付活剤、共付活剤を介して、再結合することによって発光する。EL蛍光体粒子においてはこの電子発生と再結合を効率良く行うことが非常に大切である。本発明の硫化亜鉛蛍光体粒子は、付活剤イオン、共付活剤イオンを粒子内に自在に局在化させることができ、効果的な電子発生と再結合が可能となると考えられる。さらに本発明の蛍光体粒子は、粒子サイズ分布の均一性、さらに粒子構造の粒子間のばらつきが少ない為、さらに高い発光効率をもたらすことができる。   The zinc phosphor matrix EL phosphor doped with the activator and coactivator thus obtained is washed with water, dried, washed with hydrochloric acid and potassium cyanide solution, and dried to obtain an EL phosphor powder. . This phosphor is dispersed in an organic binder and coated to form an EL light emitting layer. An electroluminescent lamp (EL light-emitting element) is completed by sealing and sealing the electroluminescent element in which the light-emitting layer is disposed between the reflective insulating layer on the back electrode and the transparent electrode with an outer film. When a voltage is applied between both electrodes, the phosphor in the light emitting layer emits light due to a high electric field formed on both electrodes. When the phosphor particles are subjected to a high electric field, the electric field concentrates on the conductive layer in which the activator, for example, copper ions, in the particle is localized, where a very high electric field is generated, and electrons and holes are generated from this conductive layer. The light is emitted when they recombine via an activator or coactivator. In EL phosphor particles, it is very important to efficiently generate and recombine electrons. It is considered that the zinc sulfide phosphor particles of the present invention can localize activator ions and coactivator ions freely in the particles, and enable effective electron generation and recombination. Furthermore, since the phosphor particles of the present invention have a uniform particle size distribution and little variation in the particle structure, it is possible to bring about higher luminous efficiency.

続いて本発明の硫化亜鉛EL蛍光体粒子を用いたEL発光素子(以下EL素子)について詳細を記述する。
本発明のEL素子は、発光層を、少なくとも一方が透明な、対向する一対の電極で挟持した構成をもつ。発光層と電極の間には誘電体層を隣接することが好ましい。発光層は、蛍光体粒子を結合剤に分散したものを用いることができる。結合剤としては、シアノエチルセルロース系樹脂のように、比較的誘電率の高いポリマーや、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ化ビニリデンなどの樹脂を用いることができる。これらの樹脂に、BaTiO3やSrTiO3などの高誘電率の微粒子を適度に混合して誘電率を調整することもできる。分散方法としては、ホモジナイザー、遊星型混練機、ロール混練機、超音波分散機などを用いることができる。誘電体層は、誘電率と絶縁性が高く、且つ高い誘電破壊電圧を有する材料であれば任意のものが用いられる。これらは金属酸化物、窒化物から選択され、例えばTiO2、BaTiO3、SrTiO3、PbTiO3、KNbO3、PbNbO3、Ta23、BaTa26、LiTaO3、Y23、Al23、ZrO2、AlON、ZnSなどが用いられる。これらは均一な膜として設置されても良いし、また粒子構造を有する膜として用いても良い。均一な膜の場合は、誘電膜の調製法はスパッター、真空蒸着等の気相法であっても良く、この場合膜の厚みは通常0.1μm以上10μm以下の範囲で用いられる。また本発明の素子構成において、各種保護層、フィルター層、光散乱反射層などを必要に応じて付与することもできる。
Subsequently, an EL light emitting device (hereinafter referred to as EL device) using the zinc sulfide EL phosphor particles of the present invention will be described in detail.
The EL element of the present invention has a structure in which a light emitting layer is sandwiched between a pair of opposing electrodes, at least one of which is transparent. It is preferable that a dielectric layer is adjacent between the light emitting layer and the electrode. As the light emitting layer, a material in which phosphor particles are dispersed in a binder can be used. As the binder, a polymer having a relatively high dielectric constant such as a cyanoethyl cellulose resin, or a resin such as polyethylene, polypropylene, polystyrene resin, silicone resin, epoxy resin, or vinylidene fluoride can be used. The dielectric constant can be adjusted by appropriately mixing fine particles having a high dielectric constant such as BaTiO 3 and SrTiO 3 with these resins. As a dispersion method, a homogenizer, a planetary kneader, a roll kneader, an ultrasonic disperser, or the like can be used. As the dielectric layer, any material can be used as long as it has a high dielectric constant and insulation and has a high dielectric breakdown voltage. These metal oxides are selected from nitrides, for example TiO 2, BaTiO 3, SrTiO 3 , PbTiO 3, KNbO 3, PbNbO 3, Ta 2 O 3, BaTa 2 O 6, LiTaO 3, Y 2 O 3, Al 2 O 3 , ZrO 2 , AlON, ZnS or the like is used. These may be installed as a uniform film, or may be used as a film having a particle structure. In the case of a uniform film, the dielectric film may be prepared by a vapor phase method such as sputtering or vacuum deposition. In this case, the thickness of the film is usually in the range of 0.1 μm to 10 μm. In the element configuration of the present invention, various protective layers, filter layers, light scattering reflection layers, and the like can be provided as necessary.

EL素子の製造に用いるEL蛍光体粒子含有塗布液又は誘電体微粒子含有塗布液は、少なくともEL蛍光体粒子又は誘電体微粒子、結合剤、及び結合剤を溶解する溶剤を含有してなる塗布液である。常温におけるEL蛍光体粒子含有塗布液又は誘電体微粒子含有塗布液の粘度としては、0.1Pa・s以上5Pa・s以下の範囲が好ましく、0.3Pa・s以上1.0Pa・s以下の範囲が特に好ましい。EL蛍光体粒子含有塗布液又は誘電体微粒子含有塗布液の粘度が、低すぎるときは、塗膜の膜厚ムラが生じやすくなり、また分散後の時間経過とともに蛍光体粒子又は誘電体微粒子が分離沈降してしまうことがある。一方、EL蛍光体粒子含有塗布液又は誘電体微粒子含有塗布液の粘度が高すぎるときには、比較的高速での塗布が困難となる。なお、前記粘度は、塗布温度と同じ16℃において測定される値である。   The EL phosphor particle-containing coating liquid or the dielectric fine particle-containing coating liquid used for the manufacture of the EL element is a coating liquid containing at least an EL phosphor particle or dielectric fine particle, a binder, and a solvent for dissolving the binder. is there. The viscosity of the EL phosphor particle-containing coating solution or dielectric fine particle-containing coating solution at room temperature is preferably in the range of 0.1 Pa · s to 5 Pa · s, and in the range of 0.3 Pa · s to 1.0 Pa · s. Is particularly preferred. When the viscosity of the coating solution containing EL phosphor particles or the coating solution containing dielectric fine particles is too low, the coating film thickness unevenness is likely to occur, and the phosphor particles or dielectric fine particles are separated over time after dispersion. May settle. On the other hand, when the viscosity of the EL phosphor particle-containing coating solution or the dielectric fine particle-containing coating solution is too high, coating at a relatively high speed becomes difficult. The viscosity is a value measured at 16 ° C. which is the same as the coating temperature.

発光層は、スライドコーター又はエクストルージョンコーターなどを用いて、透明電極を付設したプラスチック支持体等の上に、塗膜の乾燥膜厚が0.5μm以上30μm以下の範囲になるように連続的に塗布することが好ましい。このとき、発光層の膜厚変動は、12.5%以下が好ましく、特に5%以下が好ましい。   Using a slide coater or an extrusion coater, the light emitting layer is continuously formed on a plastic support or the like provided with a transparent electrode so that the dry film thickness of the coating film is in the range of 0.5 μm to 30 μm. It is preferable to apply. At this time, the film thickness variation of the light emitting layer is preferably 12.5% or less, particularly preferably 5% or less.

支持体上に塗布された各機能層は、少なくとも塗布から乾燥工程までを連続工程とすることが好ましい。乾燥工程は、塗膜が乾燥固化するまでの恒率乾燥工程と、塗膜の残留溶媒を減少させる減率乾燥工程に分けられる。本発明では、各機能層の結合剤比率が高いため、急速乾燥させると表面だけが乾燥し塗膜内で対流が発生し、いわゆるベナードセルが生じやすくなり、また急激な溶媒の膨張によりブリスター故障を発生しやすくなり、塗膜の均一性を著しく損なう。逆に、最終の乾燥温度が低いと、溶媒が各機能層内に残留してしまい、防湿フィルムのラミネート工程等のEL素子化の後工程に影響を与えてしまう。したがって、乾燥工程は、恒率乾燥工程を緩やかに実施し、溶媒が乾燥するのに十分な温度で減率乾燥工程を実施することが好ましい。恒率乾燥工程を緩やかに実施する方法としては、支持体が走行する乾燥室をいくつかのゾーンに分けて、塗布工程終了後からの乾燥温度を段階的に上昇することが好ましい。   Each functional layer coated on the support is preferably a continuous process from at least the coating to the drying process. The drying process is divided into a constant rate drying process until the coating film is dried and solidified, and a decreasing rate drying process for reducing the residual solvent of the coating film. In the present invention, since the binder ratio of each functional layer is high, when rapidly dried, only the surface is dried and convection occurs in the coating film, so-called Benard cell is likely to occur, and blister failure is caused by rapid solvent expansion. It tends to occur and the uniformity of the coating film is significantly impaired. On the other hand, if the final drying temperature is low, the solvent remains in each functional layer, which affects the subsequent process of forming EL elements such as a moisture-proof film laminating process. Therefore, it is preferable that the drying step is performed slowly at a constant rate drying step and performed at a temperature sufficient for the solvent to dry. As a method for slowly performing the constant rate drying step, it is preferable to divide the drying chamber in which the support travels into several zones and increase the drying temperature after the coating step in a stepwise manner.

本発明のEL素子の製造においては、好ましくは、発光層にカレンダー処理機を用いてカレンダー処理を施す。カレンダー処理により形成された発光層の両主面の平滑度は、十点平均粗さで0.5μm以下の範囲が好ましく、0.2μm以下がより好ましい。使用するカレンダー処理機は特に限定されるものではなく、公知の装置の中から適宜選択することができる。少なくとも一方を例えば50℃〜200℃に加熱した一対のロールの間に、加圧しながら結合剤中に蛍光体粒子を分散させた発光層を対象物として通すことで平滑化処理を施すものである。カレンダー処理において、カレンダーロールの加熱温度は、発光層に含まれる結合剤の軟化温度以上にすることが好ましい。また、カレンダー圧力と搬送速度は、蛍光体粒子を破壊したり、必要以上に発光層を延伸したりしないように、カレンダー温度とEL発光層の塗布幅も考慮して、必要な平滑度が得られるように適宜選択することが好ましい。   In the production of the EL device of the present invention, preferably, the light emitting layer is calendered using a calendering machine. The smoothness of both main surfaces of the light-emitting layer formed by the calendar process is preferably in the range of 0.5 μm or less, more preferably 0.2 μm or less in terms of 10-point average roughness. The calendar processing machine to be used is not particularly limited, and can be appropriately selected from known apparatuses. A smoothing process is performed by passing a light-emitting layer in which phosphor particles are dispersed in a binder while applying pressure between a pair of rolls heated at 50 ° C. to 200 ° C., for example, at least one of them. . In the calendering process, it is preferable that the heating temperature of the calender roll is equal to or higher than the softening temperature of the binder contained in the light emitting layer. In addition, the calender pressure and transport speed can be obtained by taking into account the calender temperature and the width of the EL light emitting layer so as not to destroy the phosphor particles or extend the light emitting layer more than necessary. It is preferable to select as appropriate.

本発明のEL素子において、透明電極は一般的に用いられる任意の透明電極材料が用いられる。例えば錫ドープ酸化錫、アンチモンドープ酸化錫、亜鉛ドープ酸化錫などの酸化物、銀の薄膜を高屈折率層で挟んだ多層構造、ポリアニリン、ポリピロールなどのπ共役系高分子などが挙げられる。これら透明電極にはこれに櫛型あるいはグリッド型等の金属細線を配置して通電性を改善することも好ましい。透明電極の比抵抗率は、0.01Ω/□以上30Ω/□以下の範囲が好ましい。光を取り出さない側の背面電極は、導電性の有る任意の材料が使用できる。金、銀、白金、銅、鉄、アルミニウムなどの金属、グラファイトなどの中から、作成する素子の形態、作成工程の温度等により適時選択されるが、導電性さえあればITO等の透明電極を用いても良い。また、両電極とも、導電性の前記微粒子材料を結合剤とともに分散した導電材料含有塗布液を作製して、前述のスライドコーター又はエクストルージョンコーターを用いて塗布することもできる。   In the EL device of the present invention, any transparent electrode material that is generally used is used as the transparent electrode. Examples thereof include oxides such as tin-doped tin oxide, antimony-doped tin oxide, and zinc-doped tin oxide, a multilayer structure in which a silver thin film is sandwiched between high refractive index layers, and π-conjugated polymers such as polyaniline and polypyrrole. It is also preferred to improve the conductivity by arranging a comb-type or grid-type fine metal wire on these transparent electrodes. The specific resistivity of the transparent electrode is preferably in the range of 0.01Ω / □ to 30Ω / □. For the back electrode on the side from which light is not extracted, any conductive material can be used. It is selected from gold, silver, platinum, copper, iron, aluminum and other metals, graphite, etc. depending on the form of the element to be created, the temperature of the production process, etc. It may be used. Further, both electrodes can be prepared by preparing a conductive material-containing coating solution in which the conductive fine particle material is dispersed together with a binder, and using the above-described slide coater or extrusion coater.

EL素子の振動抑制のために補償電極を付与する場合にも、前述の導電材料を用いることができる。例えば光を取り出す透明電極の外側に補償電極を付与する場合には、錫ドープ酸化錫、アンチモンドープ酸化錫、亜鉛ドープ酸化錫などの酸化物、銀の薄膜を高屈折率層で挟んだ多層構造、ポリアニリン、ポリピロールなどのπ共役系高分子などの透明電極材料を用いることが好ましい。   The conductive material described above can also be used when a compensation electrode is provided to suppress vibration of the EL element. For example, when a compensation electrode is provided outside the transparent electrode from which light is extracted, an oxide such as tin-doped tin oxide, antimony-doped tin oxide, or zinc-doped tin oxide, and a multilayer structure in which a thin film of silver is sandwiched between high refractive index layers It is preferable to use transparent electrode materials such as π-conjugated polymers such as polyaniline and polypyrrole.

また、光を取り出さない背面電極の外側に補償電極を付与する場合には、金、銀、白金、銅、鉄、アルミニウムなどの金属、グラファイトなど導電性の有る任意の材料が使用できるが、導電性さえあればITO等の透明電極を用いても良い。この補償電極は前記の透明電極や背面電極と絶縁層を介して付設されるが、絶縁層材料は絶縁性の無機材料や高分子材料、無機材料粉体を高分子材料に分散した分散液などを蒸着、塗布などにより形成できる。また、導電性の前記微粒子材料を結合剤とともに分散した導電材料含有塗布液を作製して、前述のスライドコーター又はエクストルージョンコーターを用いて塗布することもできる。さらに、前記絶縁性材料を結合剤とともに分散した絶縁材料含有塗布液を作製して、前記導電材料含有塗布液と同時に塗布することもできる。付設した補償電極に駆動電源より電圧を印加するが、このとき発光層に印加される電圧と逆位相にすることで、発光層で発生する振動を相殺できる。補償電極は、透明電極の外側又は背面電極の外側のいずれかに絶縁層を挟んで付設しても同様の効果があるが、同時に付設して一方を接地させることで、さらなる振動抑制効果を期待できるので好ましい。また、発光層(と誘電体層)の誘電率と補償電極の内側の絶縁層の誘電率が実質同等であるように調整することが振動抑制を効果的に行うためには好ましい。   In addition, when a compensation electrode is provided outside the back electrode from which light is not extracted, any conductive material such as metal such as gold, silver, platinum, copper, iron, aluminum, graphite, etc. can be used. A transparent electrode such as ITO may be used as long as it has the property. The compensation electrode is attached to the transparent electrode or the back electrode via an insulating layer. The insulating layer material is an insulating inorganic material or polymer material, a dispersion liquid in which inorganic material powder is dispersed in a polymer material, or the like. Can be formed by vapor deposition, coating, or the like. Alternatively, a conductive material-containing coating solution in which the conductive fine particle material is dispersed together with a binder can be prepared and applied using the above-described slide coater or extrusion coater. Furthermore, an insulating material-containing coating solution in which the insulating material is dispersed together with a binder can be prepared and applied simultaneously with the conductive material-containing coating solution. A voltage is applied to the compensation electrode provided from the drive power supply. At this time, the vibration generated in the light emitting layer can be canceled by setting the phase opposite to the voltage applied to the light emitting layer. The compensation electrode has the same effect even if it is attached to either the outside of the transparent electrode or the outside of the back electrode with an insulating layer sandwiched between them. It is preferable because it is possible. In order to effectively suppress vibrations, it is preferable to adjust the dielectric constant of the light emitting layer (and the dielectric layer) and the dielectric constant of the insulating layer inside the compensation electrode to be substantially equal.

EL素子の振動抑制のための別の方法としてEL素子に用いる緩衝材層を付与する場合には、衝撃吸収能の高い高分子材料や発泡剤を加えて発泡させた高分子材料を用いることが好ましい。衝撃吸収能の高い高分子材料としては、例えば天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ハイパロン(商品名)、シリコンゴム、ウレタンゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素ゴムなどが使用できる。これら高分子材料の硬度としては、振動吸収能の点から50以下が好ましく、30以下がさらに好ましい。また、ブチルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴムなどは、吸水性が低いためEL素子を水分から保護する保護膜としても機能するためより好ましい。上記のゴム材料やポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレン樹脂に発泡剤を加えて発泡させた材料を緩衝材として用いることも好ましい。これらの緩衝材を用いた緩衝材層は、緩衝材層を接着剤でEL素子に貼り付けることで付設することができるが、緩衝材料を溶剤に溶解して緩衝材料含有塗布液を作製し、前述のスライドコーター又はエクストルージョンコーターを用いて塗布することもできる。緩衝材層の膜厚は、高分子材料の硬度にもよるが、振動を十分に吸収するためには20μm以上が必要で、50μm以上が好ましい。200μm以上になると素子厚みが大きく増加して、質量やフレキシビリティの点で好ましくない。また、上記の補償電極と緩衝材層の併用は、さらに振動を抑制することができるので好ましい。   As another method for suppressing vibration of the EL element, when a buffer material layer used for the EL element is provided, a polymer material having a high impact absorbing ability or a polymer material foamed by adding a foaming agent may be used. preferable. Examples of polymer materials with high impact absorption include natural rubber, styrene butadiene rubber, polyisoprene rubber, polybutadiene rubber, nitrile rubber, chloroprene rubber, butyl rubber, Hypalon (trade name), silicon rubber, urethane rubber, ethylene propylene rubber, Fluororubber can be used. The hardness of these polymer materials is preferably 50 or less, more preferably 30 or less, from the viewpoint of vibration absorption ability. In addition, butyl rubber, silicon rubber, fluorine rubber, and the like are more preferable because they have low water absorption and function as a protective film that protects the EL element from moisture. It is also preferable to use as a buffer material a material obtained by adding a foaming agent to the above rubber material, polypropylene, polystyrene, or polyethylene resin. The buffer material layer using these buffer materials can be attached by adhering the buffer material layer to the EL element with an adhesive, but the buffer material is dissolved in a solvent to prepare a buffer material-containing coating solution, It can also apply | coat using the above-mentioned slide coater or extrusion coater. Although the thickness of the buffer material layer depends on the hardness of the polymer material, it needs to be 20 μm or more and preferably 50 μm or more in order to sufficiently absorb vibration. When the thickness is 200 μm or more, the thickness of the element increases greatly, which is not preferable in terms of mass and flexibility. Further, the combined use of the compensation electrode and the buffer material layer is preferable because vibration can be further suppressed.

EL素子において、薄層化した発光層を用いることが好ましい。発光層の薄層化は、発光層に印加させる電圧が同一駆動条件では従来のEL素子のように発光層が厚い場合に比べて高くなるため、輝度が高くなる。従来のEL素子と同程度の輝度で駆動する場合には、駆動電圧や周波数を低くすることができるため、電力消費が少なくなり、さらに振動や騒音を改善することができる。そのような効果を得るためには、発光層の厚みが0.5μm以上で30μm以下の範囲が好ましく、特に15μm以下が好ましい。さらに、蛍光体粒子を含む発光層と、蛍光体粒子を含む発光層と必要に応じて隣接させる無機誘電体粒子を含む誘電体層の合計膜厚みが、1μm以上で50μm以下の範囲が好ましく、特に30μm以下が好ましい。   In the EL element, it is preferable to use a thinned light emitting layer. When the light emitting layer is thinned, the voltage applied to the light emitting layer is higher than that when the light emitting layer is thick as in the conventional EL element under the same driving conditions, so that the luminance is increased. In the case of driving with a luminance comparable to that of a conventional EL element, the driving voltage and frequency can be lowered, so that power consumption is reduced and vibration and noise can be further improved. In order to obtain such an effect, the light emitting layer preferably has a thickness of 0.5 μm or more and 30 μm or less, and particularly preferably 15 μm or less. Furthermore, the total film thickness of the light emitting layer containing the phosphor particles and the dielectric layer containing the inorganic dielectric particles adjacent to the light emitting layer containing the phosphor particles as necessary is preferably in the range of 1 μm or more and 50 μm or less, In particular, it is preferably 30 μm or less.

本発明の蛍光体粒子としては、30μm以下の発光層を均一に形成するために平均粒径が0.1μm以上15μm以下の範囲であることが好ましい。また発光層中の蛍光体粒子の充填率に制限しないが、好ましくは60質量%以上95質量%以下の範囲で、より好ましくは80質量%以上90質量%以下の範囲である。本発明の一実施態様において蛍光体粒子の粒子サイズを15μm以下にすることで、発光層の塗膜の膜厚の均一性が向上し、塗膜表面の平滑性も同時に向上する。さらに、単位面積当たりの粒子数が大幅に増加することで、微細な発光ムラが著しく改善できる。さらに、粒子サイズの減少は、蛍光体粒子の印加電圧の増加につながり、発光層の薄層化による発光層への電界強度の増加と併せて、EL素子の輝度向上にとって好ましく、雑音の原因となる振動の抑制にも好ましい。   The phosphor particles of the present invention preferably have an average particle size in the range of 0.1 μm to 15 μm in order to uniformly form a light emitting layer of 30 μm or less. Moreover, although it does not restrict | limit to the filling rate of the fluorescent substance particle in a light emitting layer, Preferably it is the range of 60 mass% or more and 95 mass% or less, More preferably, it is the range of 80 mass% or more and 90 mass% or less. In one embodiment of the present invention, by setting the particle size of the phosphor particles to 15 μm or less, the uniformity of the coating film thickness of the light emitting layer is improved, and the smoothness of the coating film surface is simultaneously improved. Furthermore, when the number of particles per unit area is greatly increased, fine light emission unevenness can be remarkably improved. Furthermore, the decrease in the particle size leads to an increase in the applied voltage of the phosphor particles, which is preferable for improving the luminance of the EL element in combination with the increase in the electric field strength to the light emitting layer due to the thinning of the light emitting layer. It is also preferable for suppression of vibration.

また、誘電体粒子は、薄膜結晶層であっても粒子形状であってもよい。またそれらの組み合わせであっても良い。誘電体粒子を含む誘電体層は、蛍光体粒子層の片側に設けてもよく、また蛍光体粒子層の両側に設けることが好ましい。誘電体層を塗布で形成する場合は、発光層と同様に、スライドコーター又はエクストルージョンコーターを用いることが好ましい。薄膜結晶層の場合は、基板にスパッタリング等の気相法で形成した薄膜であっても、BaやSrなどのアルコキサイドを用いたゾルゲル膜であっても良い。粒子形状の場合は、蛍光体粒子の大きさに対し十分に小さいことが好ましい。具体的には蛍光体粒子サイズの1/1000以上1/3以下の範囲の大きさが好ましい。   The dielectric particles may be a thin film crystal layer or a particle shape. A combination thereof may also be used. The dielectric layer containing the dielectric particles may be provided on one side of the phosphor particle layer, and is preferably provided on both sides of the phosphor particle layer. When the dielectric layer is formed by coating, it is preferable to use a slide coater or an extrusion coater similarly to the light emitting layer. In the case of a thin film crystal layer, it may be a thin film formed on a substrate by a vapor phase method such as sputtering, or a sol-gel film using an alkoxide such as Ba or Sr. In the case of a particle shape, it is preferable that the size is sufficiently small with respect to the size of the phosphor particles. Specifically, a size in the range of 1/1000 to 1/3 of the phosphor particle size is preferable.

分散型EL素子は、最後に封止フィルムを用いて、外部環境からの湿度や酸素の影響を排除するよう加工する。EL素子を封止する封止フィルムは、40℃90%RHにおける水蒸気透過率が0.05g/m2/day以下が好ましく、0.01g/m2/day以下がより好ましい。さらに40℃90%RHでの酸素透過率が0.1cm3/m2/day/atm以下が好ましく、0.01cm3/m2/day/atm以下がより好ましい。このような封止フィルムとしては、有機物膜と無機物膜の積層膜が好ましく用いられる。有機物膜としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂などが好ましく用いられ、特にポリビニルアルコール系樹脂がより好ましく用いることができる。ポリビニルアルコール系樹脂などは吸水性があるため、あらかじめ真空加熱などの処理を施すことで絶乾状態にしたものを用いることがより好ましい。 The dispersion-type EL element is finally processed using a sealing film so as to eliminate the influence of humidity and oxygen from the external environment. Sealing film for sealing the EL element is preferably not more than the water vapor transmission rate of 0.05g / m 2 / day at 40 ° C. 90% RH, more preferably at most 0.01g / m 2 / day. Furthermore, the oxygen permeability at 40 ° C. and 90% RH is preferably 0.1 cm 3 / m 2 / day / atm or less, and more preferably 0.01 cm 3 / m 2 / day / atm or less. As such a sealing film, a laminated film of an organic film and an inorganic film is preferably used. As the organic film, a polyethylene resin, a polypropylene resin, a polycarbonate resin, a polyvinyl alcohol resin, or the like is preferably used, and in particular, a polyvinyl alcohol resin can be more preferably used. Since polyvinyl alcohol resins and the like have water absorption properties, it is more preferable to use a resin that has been dried in advance by a treatment such as vacuum heating.

これらの樹脂を塗布などの方法によりシート状に加工したものの上に、無機物膜を蒸着、スパッタリング、CVD法などを用いて堆積させる。堆積させる無機物膜としては、酸化ケイ素、窒化珪素、酸窒化珪素、酸化ケイ素/酸化アルミニウム、窒化アルミニウムなどが好ましく用いられ、特に酸化ケイ素がより好ましく用いられる。より低い水蒸気透過率や酸素透過率を得たり、無機物膜が曲げ等によりひび割れることを防止するために、有機物膜と無機物膜の形成を繰り返したり、無機物膜を堆積した有機物膜を、接着剤層を介して複数枚貼り合わせて多層膜とすることが好ましい。有機物膜の膜厚は、5μm以上300μm以下の範囲が好ましく、10μm以上200μm以下の範囲がより好ましい。無機物膜の膜厚は、10nm以上300nm以下の範囲が好ましく、20nm以上200nm以下の範囲がより好ましい。積層した封止フィルムの膜厚は、30μm以上1000μm以下の範囲が好ましく、50μm以上300μm以下の範囲がより好ましい。例えば、40℃90%RHにおける水蒸気透過率が0.05g/m2/day以下の封止フィルムを得るためには、上記の有機物膜と無機物膜とが2層ずつ積層された構成では50〜100μmの膜厚で済んでしまうが、従来から封止フィルムとして使用されているポリ塩化三フッ化エチレンでは200μm以上の膜厚を必要とする。封止フィルムの膜厚は、薄い方が光透過性や素子の柔軟性の点で好ましい。 An inorganic film is deposited by vapor deposition, sputtering, CVD, or the like on these resins processed into a sheet by a method such as coating. As the inorganic film to be deposited, silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, silicon oxide / aluminum oxide, aluminum nitride, or the like is preferably used, and silicon oxide is particularly preferably used. In order to obtain a lower water vapor transmission rate and oxygen transmission rate, and to prevent the inorganic film from cracking due to bending, etc., the formation of the organic film and the inorganic film is repeated, or the organic film deposited with the inorganic film is used as an adhesive layer. It is preferable that a plurality of films are bonded together to form a multilayer film. The thickness of the organic film is preferably in the range of 5 μm to 300 μm, and more preferably in the range of 10 μm to 200 μm. The thickness of the inorganic film is preferably in the range of 10 nm to 300 nm, and more preferably in the range of 20 nm to 200 nm. The thickness of the laminated sealing film is preferably in the range of 30 μm to 1000 μm, and more preferably in the range of 50 μm to 300 μm. For example, in order to obtain a sealing film having a water vapor transmission rate of 0.05 g / m 2 / day or less at 40 ° C. and 90% RH, in the configuration in which two layers of the organic film and the inorganic film are laminated, 50 to A film thickness of 100 μm is sufficient, but polychlorinated ethylene trifluoride conventionally used as a sealing film requires a film thickness of 200 μm or more. The thinner the sealing film, the better in terms of light transmission and device flexibility.

この封止フィルムでELセルを封止する場合、2枚の封止フィルムでELセルを挟んで周囲を接着封止しても、1枚の封止フィルムを半分に折って封止フィルムが重なる部分を接着封止しても良い。封止フィルムで封止されるELセルは、ELセルのみを別途作成しても良いし、封止フィルム上に直接ELセルを作成することもできる。また、封止工程は、真空又は露点管理された乾燥雰囲気中で行うことが好ましい。   When sealing an EL cell with this sealing film, even if the EL cell is sandwiched between two sealing films and the periphery is adhesively sealed, the sealing film overlaps by folding one sealing film in half The part may be adhesively sealed. As the EL cell sealed with the sealing film, only the EL cell may be separately prepared, or the EL cell may be directly formed on the sealing film. The sealing step is preferably performed in a dry atmosphere with vacuum or dew point management.

高度な封止加工を実施した場合でも、ELセルの周囲に乾燥剤層を配置することが好ましい。乾燥剤層に用いられる乾燥剤(吸湿剤)としては、CaO、SrO、BaOなどのアルカリ土類金属酸化物、酸化アルミニウム、ゼオライト、活性炭、シリカゲル、紙や吸湿性の高い樹脂などが好ましく用いられるが、特にアルカリ土類金属酸化物が吸湿性能の点でより好ましい。これらの乾燥剤は粉体の状態でも使用することはできるが、例えば樹脂材料と混合して塗布や成形などによりシート状に加工したものを使用したり、樹脂材料と混合した塗布液をディスペンサーなどを用いてEL素子の周囲に塗布したりして乾燥剤層を配置することが好ましい。さらに、ELセルの周囲のみならず、ELセルの下面や上面を乾燥剤で覆うことがより好ましい。この場合、光を取り出す面には透明性の高い乾燥剤層を選択することが好ましい。透明性の高い乾燥剤層としては、ポリアミド系樹脂等を用いることができる。   Even when an advanced sealing process is performed, it is preferable to dispose a desiccant layer around the EL cell. As the desiccant (hygroscopic agent) used in the desiccant layer, alkaline earth metal oxides such as CaO, SrO and BaO, aluminum oxide, zeolite, activated carbon, silica gel, paper and highly hygroscopic resin are preferably used. However, alkaline earth metal oxides are more preferable in terms of moisture absorption performance. These desiccants can be used even in powder form. For example, the desiccant can be mixed with a resin material and processed into a sheet by coating or molding, or a coating liquid mixed with a resin material can be used as a dispenser. It is preferable to dispose the desiccant layer by applying it around the EL element. Furthermore, it is more preferable to cover not only the periphery of the EL cell but also the lower and upper surfaces of the EL cell with a desiccant. In this case, it is preferable to select a highly transparent desiccant layer for the light extraction surface. As the highly transparent desiccant layer, a polyamide-based resin or the like can be used.

本発明の用途は、特に限定されるものではないが、光源としての用途を考えると、発光色は白色が好ましい。発光色を白色とする方法としては、例えば、銅とマンガンが付活され、焼成後に徐冷された硫化亜鉛蛍光体のように単独で白色発光する蛍光体粒子を用いる方法や、3原色又は補色関係に発光する複数の蛍光体を混合する方法が好ましい(青−緑−赤の組み合わせや、青緑−オレンジの組み合わせなど)。また、特開平7−166161号公報、特開平9−245511号公報、特開2002−62530号公報に記載の青色のように短い波長で発光させて、蛍光顔料や蛍光染料を用いて発光の一部を緑色や赤色に波長変換(発光)させて白色化する方法も好ましい。さらに、CIE色度座標(x,y)は、x値が0.30以上0.43以下の範囲で、かつy値が0.27以上0.41以下の範囲が好ましい。   The use of the present invention is not particularly limited, but considering the use as a light source, the emission color is preferably white. Examples of a method for making the emission color white include a method using phosphor particles that emit white light alone, such as a zinc sulfide phosphor activated with copper and manganese and gradually cooled after firing, or three primary colors or complementary colors A method of mixing a plurality of phosphors emitting light in relation is preferable (a blue-green-red combination, a blue-green-orange combination, etc.). In addition, light is emitted at a short wavelength such as blue described in JP-A-7-166161, JP-A-9-245511, and JP-A-2002-62530, and light emission is performed using a fluorescent pigment or a fluorescent dye. A method of converting the wavelength of the part to green or red and emitting white is also preferable. Further, the CIE chromaticity coordinates (x, y) preferably have an x value in the range of 0.30 to 0.43 and a y value in the range of 0.27 to 0.41.

次に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。   Next, although an Example is given and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not limited to this.

(合成例1)
300℃(圧力は成り行きで約9MPa)に保った純水150mLに、反応溶液として0.1モル/Lの硫化ナトリウム(Na2S)水溶液150mLと0.1モル/Lの硝酸亜鉛(Zn(NO3)2)水溶液150mLを、400rpmで攪拌しながら同時に一定速度で150分間かけて添加した。粒子形成に用いた反応装置の概要を図1に示す。図1において、装置は加熱ヒーター3を具備した耐圧容器1と耐圧蓋2からなり、20MPaの圧力に耐えられるよう設計されている。耐圧容器の内部には試料を保持する試料容器4があり、該容器内の試料液は、攪拌装置5によって攪拌される。ヒーター3は、耐圧容器1の周りを螺旋状に取り巻いている。添加液は、30MPaの耐圧性を有する耐圧精密ポンプ7によって、導入管6を通して、試料液中に添加される。反応装置において試料溶液に接する部品は、全てチタン製で構成されている。生成した粒子は平均粒径が2.0μmであり、X線回折パターンから酸化亜鉛であった。X線回折のピークは非常にシャープで、生成した粒子が一次粒子であり、ナノ粒子の凝集体でないことを示した。
(Synthesis Example 1)
To 150 mL of pure water maintained at 300 ° C. (the pressure is about 9 MPa in the course of time), 150 mL of 0.1 mol / L sodium sulfide (Na 2 S) aqueous solution and 0.1 mol / L zinc nitrate (Zn ( NO 3 ) 2 ) 150 mL of an aqueous solution was added at a constant speed over 150 minutes while stirring at 400 rpm. An outline of the reactor used for particle formation is shown in FIG. In FIG. 1, the apparatus comprises a pressure vessel 1 having a heater 3 and a pressure lid 2 and is designed to withstand a pressure of 20 MPa. There is a sample container 4 for holding a sample inside the pressure vessel, and the sample liquid in the container is stirred by the stirring device 5. The heater 3 surrounds the pressure vessel 1 in a spiral shape. The additive solution is added to the sample solution through the introduction tube 6 by a pressure resistant precision pump 7 having a pressure resistance of 30 MPa. All parts in contact with the sample solution in the reaction apparatus are made of titanium. The generated particles had an average particle size of 2.0 μm and were zinc oxide from the X-ray diffraction pattern. The X-ray diffraction peak was very sharp, indicating that the particles produced were primary particles and not nanoparticle aggregates.

(合成例2)
60℃に保った純水150mLに反応溶液を添加すること以外は合成例1と同様にして粒子形成を行った。生成した粒子は平均粒径が0.4μmであり、X線回折パターンから硫化亜鉛であった。またX線回折のピークは非常にブロードであり、生成した粒子が二次粒子であり、ナノ粒子の凝集体であることを示した。
(Synthesis Example 2)
Particle formation was performed in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the reaction solution was added to 150 mL of pure water kept at 60 ° C. The generated particles had an average particle size of 0.4 μm and were zinc sulfide from the X-ray diffraction pattern. Moreover, the peak of X-ray diffraction was very broad, indicating that the generated particles were secondary particles and were aggregates of nanoparticles.

(合成例3)
300℃(圧力は成り行きで約9MPa)に保った0.1モル/LのNa2S水溶液150mLに反応溶液を添加すること以外は合成例1と同様にして粒子形成を行った。生成した粒子は平均粒径0.8μmであり、X線回折パターンからセン亜鉛結晶構造の硫化亜鉛であった。またX線回折のピークは非常にシャープで、生成した粒子が一次粒子であり、ナノ粒子の凝集体でないことを示した。
(Synthesis Example 3)
Particle formation was carried out in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the reaction solution was added to 150 mL of a 0.1 mol / L Na 2 S aqueous solution maintained at 300 ° C. (the pressure was about 9 MPa in the course of course). The generated particles had an average particle size of 0.8 μm, and were zinc sulfide having a senzinc crystal structure from an X-ray diffraction pattern. Moreover, the peak of X-ray diffraction was very sharp, indicating that the generated particles were primary particles and not nanoparticle aggregates.

(合成例4)
図1の反応装置を用いて、300℃(圧力は成り行きで約9MPa)に保った0.1モル/LのNa2S水溶液150mLに、0.1モル/LのNa2S水溶液150mLと0.1モル/LのZn(NO3)2水溶液および0.05モル/Lのエチレンジアミン四酢酸四ナトリウム水溶液を混合した溶液150mLを、400rpmで攪拌しながら同時に一定速度で150分間かけて添加した。生成した粒子は平均粒径2.0μmであり、X線回折パターンからセン亜鉛結晶構造の硫化亜鉛であった。またX線回折のピークは非常にシャープで、生成した粒子は一次粒子であり、ナノ粒子の凝集体でないことを示した。
(Synthesis Example 4)
Using the reaction device of FIG. 1, 300 ° C. (pressure approximately 9MPa at consequences) in Na 2 S aqueous solution 150mL of 0.1 mol / L was maintained at a Na 2 S solution 150mL of 0.1 mol / L 0 150 mL of a mixed solution of 1 mol / L Zn (NO 3 ) 2 aqueous solution and 0.05 mol / L ethylenediaminetetraacetic acid tetrasodium aqueous solution was added simultaneously at a constant speed over 150 minutes with stirring at 400 rpm. The generated particles had an average particle size of 2.0 μm and were zinc sulfide having a senzinc crystal structure from an X-ray diffraction pattern. The peak of X-ray diffraction was very sharp, indicating that the generated particles were primary particles and not nanoparticle aggregates.

合成例1〜4で生成した粒子の特徴を表1にまとめた。粒子の平均粒径は粒子のSEM写真から、結晶構造はX線回折パターンから求め、一次粒子と二次粒子(凝集体)の判別は、X線回折ピークの半値幅で行った。   The characteristics of the particles produced in Synthesis Examples 1 to 4 are summarized in Table 1. The average particle size of the particles was determined from the SEM photograph of the particles, the crystal structure was determined from the X-ray diffraction pattern, and the primary particles and the secondary particles (aggregates) were discriminated by the half width of the X-ray diffraction peak.

Figure 2005306713
Figure 2005306713

表1から本発明の製造方法により、μmクラスの無機半導体一次粒子が形成可能となったことが判る。   From Table 1, it can be seen that the inorganic semiconductor primary particles of μm class can be formed by the production method of the present invention.

(微粒子溶液Aの調製)
三口フラスコにゼラチン5gを純水100mLに溶解した溶液を入れ、50℃で0.1モル/LのNa2S水溶液150mLと0.1モル/LのZn(NO3)2水溶液150mLを攪拌しながら同時に急速に添加し、硫化亜鉛の微粒子溶液Aを調製した。生成した微粒子の平均粒径は、18nmであった。
(Preparation of fine particle solution A)
A solution prepared by dissolving 5 g of gelatin in 100 mL of pure water was placed in a three-necked flask, and 150 mL of a 0.1 mol / L Na 2 S aqueous solution and 150 mL of a 0.1 mol / L Zn (NO 3 ) 2 aqueous solution were stirred at 50 ° C. At the same time, the mixture was rapidly added to prepare a zinc sulfide fine particle solution A. The average particle size of the generated fine particles was 18 nm.

(微粒子溶液Bの調製)
三口フラスコにゼラチン2gを純水100mLに溶解した溶液を入れ、80℃で0.1モル/LのNa2S水溶液150mLと0.1モル/LのZn(NO3)2水溶液150mLを攪拌しながら同時に急速に添加し、硫化亜鉛の微粒子溶液Bを調製した。生成した微粒子の平均粒径は、40nmであった。
(Preparation of fine particle solution B)
A solution prepared by dissolving 2 g of gelatin in 100 mL of pure water was placed in a three-necked flask, and 150 mL of a 0.1 mol / L Na 2 S aqueous solution and 150 mL of a 0.1 mol / L Zn (NO 3 ) 2 aqueous solution were stirred at 80 ° C. At the same time, the mixture was rapidly added to prepare a zinc sulfide fine particle solution B. The average particle size of the generated fine particles was 40 nm.

(合成例5)
図1の反応装置を用いて、温度300℃(圧力は約9MPa)に保った0.1モル/LのNa2S水溶液150mLに、0.1モル/LのNa2S水溶液15mLと0.1モル/LのZn(NO3)2水溶液15mLを、400rpmで攪拌しながら同時に一定速度で10分間添加した。続いて、360mLの微粒子溶液Aを一定速度で360分間かけてゆっくりと添加した。生成した粒子は平均粒径が2.0μmであり、X線回折パターンからセン亜鉛結晶構造の硫化亜鉛であった。またX線回折のピークは非常にシャープで、生成した粒子が一次粒子であり、微粒子の凝集体でないことを示した。
(Synthesis Example 5)
Using the reaction device of FIG. 1, the Na 2 S aqueous solution 150mL of 0.1 mol / L Temperature 300 ° C. (pressure approximately 9 MPa) was maintained at a Na 2 S aqueous solution 15mL of 0.1 mol / L 0. 15 mL of 1 mol / L Zn (NO 3 ) 2 aqueous solution was simultaneously added at a constant rate for 10 minutes while stirring at 400 rpm. Subsequently, 360 mL of the fine particle solution A was slowly added at a constant rate over 360 minutes. The generated particles had an average particle size of 2.0 μm and were zinc sulfide having a senzinc crystal structure from an X-ray diffraction pattern. The peak of X-ray diffraction was very sharp, indicating that the generated particles were primary particles and not agglomerates of fine particles.

(合成例6)
図1の反応装置を用いて、温度300℃(圧力は約9MPa)に保った0.1モル/LのNa2S水溶液150mLに、0.1モル/LのNa2S水溶液15mLと0.1モル/LのZn(NO3)2水溶液15mLを攪拌しながら同時に一定速度で2分間添加した。300℃で1時間保持した後に、180mLの微粒子溶液Aを一定速度で180分間添加し、続いて180mLの微粒子溶液Bを一次加速で120分間添加した。添加終了した後に更に300℃で1時間保持した。生成した粒子は平均粒径が5.0μmであり、X線回折パターンからセン亜鉛結晶構造の硫化亜鉛で、生成した粒子が一次粒子であることを示した。
(Synthesis Example 6)
Using the reaction device of FIG. 1, the Na 2 S aqueous solution 150mL of 0.1 mol / L Temperature 300 ° C. (pressure approximately 9 MPa) was maintained at a Na 2 S aqueous solution 15mL of 0.1 mol / L 0. While stirring, 15 mL of 1 mol / L Zn (NO 3 ) 2 aqueous solution was simultaneously added at a constant rate for 2 minutes. After maintaining at 300 ° C. for 1 hour, 180 mL of the fine particle solution A was added at a constant rate for 180 minutes, and then 180 mL of the fine particle solution B was added at the primary acceleration for 120 minutes. After completion of the addition, the temperature was further maintained at 300 ° C. for 1 hour. The generated particles had an average particle diameter of 5.0 μm, and the X-ray diffraction pattern showed that the generated particles were zinc sulfide having a senzinc crystal structure and were primary particles.

(合成例7)
図1の反応装置を用いて、温度300℃(圧力は約9MPa)に保った0.1モル/LのNa2S水溶液150mLに、微粒子溶液Bを50mL添加し300℃で1時間保持した。続いて350mLの微粒子溶液Aを攪拌しながら一次加速で180分間添加した。添加終了した後に更に300℃で3時間保持した。生成した粒子は平均粒径が1.0μmであり、X線回折パターンからセン亜鉛結晶構造の硫化亜鉛で、生成した粒子が一次粒子であることを示した。
(Synthesis Example 7)
Using the reactor shown in FIG. 1, 50 mL of the fine particle solution B was added to 150 mL of a 0.1 mol / L Na 2 S aqueous solution maintained at a temperature of 300 ° C. (pressure was about 9 MPa) and held at 300 ° C. for 1 hour. Subsequently, 350 mL of the fine particle solution A was added at a primary acceleration for 180 minutes while stirring. After completion of the addition, the temperature was further maintained at 300 ° C. for 3 hours. The generated particles had an average particle size of 1.0 μm, and the X-ray diffraction pattern showed that the generated particles were primary sulfide particles with zinc sulfide having a senzinc crystal structure.

(合成例8)
図1の反応装置を用いて、温度300℃(圧力は約9MPa)に保った0.1モル/LのNa2S水溶液150mLに、0.1モル/LのNa2S水溶液15mLと0.1モル/LのZn(NO3)2水溶液および0.05モル/Lのエチレンジアミン四酢酸四ナトリウム水溶液を混合した溶液15mLを攪拌しながら同時に一定速度で30分間添加した。続いて、360mLの微粒子溶液Aを300分間かけてゆっくりと添加した。生成した粒子は平均粒径が3.0μmであり、X線回折パターンからセン亜鉛結晶構造の硫化亜鉛で、生成した粒子が一次粒子であることを示した。
(Synthesis Example 8)
Using the reaction device of FIG. 1, the Na 2 S aqueous solution 150mL of 0.1 mol / L Temperature 300 ° C. (pressure approximately 9 MPa) was maintained at a Na 2 S aqueous solution 15mL of 0.1 mol / L 0. 15 mL of a mixed solution of 1 mol / L Zn (NO 3 ) 2 aqueous solution and 0.05 mol / L ethylenediaminetetraacetic acid tetrasodium aqueous solution was simultaneously added at a constant rate for 30 minutes while stirring. Subsequently, 360 mL of the fine particle solution A was slowly added over 300 minutes. The generated particles had an average particle size of 3.0 μm, and the X-ray diffraction pattern showed that the generated particles were primary particles with zinc sulfide having a senzinc crystal structure.

(合成例9)
微粒子溶液Aを添加する時に0.1モル/Lのエチレンジアミン四酢酸四ナトリウム水溶液も同時に添加するように変更したこと以外は合成例5と同様にして合成を行った。生成した粒子は平均粒径が4.0μmであり、X線回折パターンからセン亜鉛結晶構造の硫化亜鉛で、生成した粒子が一次粒子であることを示した。
(Synthesis Example 9)
The synthesis was performed in the same manner as in Synthesis Example 5 except that a 0.1 mol / L aqueous solution of tetrasodium ethylenediaminetetraacetate was added at the same time when the fine particle solution A was added. The generated particles had an average particle size of 4.0 μm, and the X-ray diffraction pattern showed that the generated particles were primary particles with zinc sulfide having a senzinc crystal structure.

(合成例10)
特公昭55−10545号公報に記載の図3の攪拌器を用いて前記合成例3の処方に従って実験を行った。その結果、0.6μmのセン亜鉛構造の硫化亜鉛の一次粒子を良好に得ることができた。
(Synthesis Example 10)
Experiments were conducted according to the prescription in Synthesis Example 3 using the stirrer shown in FIG. 3 described in Japanese Patent Publication No. 55-10545. As a result, primary particles of zinc sulfide having a senzinc structure of 0.6 μm were successfully obtained.

(合成例11)
特公昭55−10545号公報に記載の図6の攪拌器を用いて前記合成例3の処方に従って実験を行った。その結果、0.9μmのセン亜鉛構造の硫化亜鉛の一次粒子を良好に得ることができた。
(Synthesis Example 11)
Experiments were conducted according to the prescription in Synthesis Example 3 using the stirrer shown in FIG. 6 described in Japanese Patent Publication No. 55-10545. As a result, primary particles of zinc sulfide having a senzinc structure of 0.9 μm were successfully obtained.

(合成例12)
合成例4の処方で、添加する溶液の添加速度を粒子の臨界成長速度の上限(再核発生しない速度)になるように加速しながら溶液を添加し粒子を生成した。その結果、2.5μmのセン亜鉛構造の硫化亜鉛の一次粒子を良好に得ることができた。
(Synthesis Example 12)
In the formulation of Synthesis Example 4, the solution was added while accelerating the addition rate of the solution to be added to the upper limit of the critical growth rate of the particles (the rate at which renucleation was not generated) to produce particles. As a result, primary particles of zinc sulfide having a senzinc structure of 2.5 μm were successfully obtained.

(合成例13)
合成例5の処方で、硫化亜鉛微粒子溶液Aに換えて、50℃で0.1モル/LのNa2S水溶液と5重量%の低分子量ゼラチンを含む溶液150mLと0.1モル/LのZn(NO3)2水溶液150mLを特公平7−23218号公報に記載の混合器で混合して調製した硫化亜鉛の微粒子溶液C(微粒子の平均粒径:10nm)を用い、調製後直ちに添加して実験を行った。その結果、4.0μmのセン亜鉛構造の硫化亜鉛の一次粒子を良好に得ることができた。
(Synthesis Example 13)
In the formulation of Synthesis Example 5, instead of the zinc sulfide fine particle solution A, 150 mL of a solution containing 0.1 mol / L Na 2 S aqueous solution and 5 wt% low molecular weight gelatin at 50 ° C. and 0.1 mol / L Using a zinc sulfide fine particle solution C (average particle size of fine particles: 10 nm) prepared by mixing 150 mL of an aqueous solution of Zn (NO 3 ) 2 with a mixer described in Japanese Patent Publication No. 7-23218, it is added immediately after preparation. The experiment was conducted. As a result, primary particles of zinc sulfide having a senzinc structure of 4.0 μm were successfully obtained.

(合成例14)
図1の反応装置を用いて、300℃(圧力は成り行きで約9MPa)に保った0.1モル/LのNa2S水溶液150mLに、0.1モル/LのNa2S水溶液15mLと0.1モル/LのZn(NO3)2水溶液15mLを攪拌しながら同時に一定速度で15分間添加した。続いて、0.1モル/LのNa2S水溶液15mLと0.1モル/LのZn(NO3)2、0.0005モル/LのCu(NO3)2および0.0005モル/Lのエチレンジアミン四酢酸四ナトリウムが混合した水溶液135mLを攪拌しながら同時に一定速度で135分間添加した。得られた粒子は、遠心分離した上澄みの電導度が100μS以下になるまで水洗を繰り返した。その後、粒子を含む溶液に1mmガラスビーズを粒子の重量に対して10倍量加え、48時間40rpmでゆっくりと撹拌した。続いてガラスビーズを篩で取り除き遠心分離で粒子を分け、粒子をKCN溶液で処理してから水洗を経て乾燥し蛍光体粉末を得た。
(Synthesis Example 14)
Using the reaction device of FIG. 1, 300 ° C. (pressure approximately 9MPa at consequences) in Na 2 S aqueous solution 150mL of 0.1 mol / L was maintained at a Na 2 S aqueous solution 15mL of 0.1 mol / L 0 .15 mL of 1 mol / L Zn (NO 3 ) 2 aqueous solution was simultaneously added at a constant rate for 15 minutes while stirring. Subsequently, 15 mL of a 0.1 mol / L Na 2 S aqueous solution, 0.1 mol / L Zn (NO 3 ) 2 , 0.0005 mol / L Cu (NO 3 ) 2, and 0.0005 mol / L 135 mL of an aqueous solution mixed with tetrasodium ethylenediaminetetraacetate was simultaneously added at a constant rate for 135 minutes while stirring. The obtained particles were repeatedly washed with water until the conductivity of the centrifuged supernatant became 100 μS or less. Then, 10 times the amount of 1 mm glass beads was added to the particle-containing solution, and the mixture was slowly stirred at 40 rpm for 48 hours. Subsequently, the glass beads were removed with a sieve, the particles were separated by centrifugation, the particles were treated with a KCN solution, washed with water and dried to obtain phosphor powder.

(合成例15)
合成例14の処方で、二段目に添加する溶液を0.1モル/LのNa2S水溶液15mLと0.1モル/LのZn(NO3)2、0.0005モル/LのCuCl2および0.0005モル/Lのエチレンジアミン四酢酸四ナトリウムが混合した水溶液135mLに変更した以外は、同様に行った。
(Synthesis Example 15)
In the formulation of Synthesis Example 14, the solution to be added in the second stage is 15 mL of 0.1 mol / L Na 2 S aqueous solution, 0.1 mol / L Zn (NO 3 ) 2 , 0.0005 mol / L CuCl. The procedure was the same except that the solution was changed to 135 mL of an aqueous solution mixed with 2 and 0.0005 mol / L tetrasodium ethylenediaminetetraacetate.

(合成例16)
合成例14の処方で、二段目に添加する溶液を0.1モル/LのNa2S水溶液15mLと0.1モル/LのZn(NO3)2、0.0005モル/LのCu(NO3)2、0.0005モル/LのAl(NO3)3および0.0005モル/Lのエチレンジアミン四酢酸四ナトリウムが混合した水溶液135mLに変更した以外は、同様に行った。
(Synthesis Example 16)
In the formulation of Synthesis Example 14, the solution to be added in the second stage is 15 mL of a 0.1 mol / L Na 2 S aqueous solution, 0.1 mol / L Zn (NO 3 ) 2 , 0.0005 mol / L Cu. The procedure was the same except that the solution was changed to 135 mL of an aqueous solution in which (NO 3 ) 2 , 0.0005 mol / L Al (NO 3 ) 3 and 0.0005 mol / L tetrasodium ethylenediaminetetraacetate were mixed.

(微粒子溶液Dの調製)
ゼラチン5gを純水100mLに溶解した溶液に、50℃で0.1モル/LのNa2S水溶液150mLと0.1モル/LのZn(NO3)2、0.0005モル/LのCu(NO3)2、0.0005モル/LのAl(NO3)3および0.0005モル/Lのエチレンジアミン四酢酸四ナトリウムが混合した水溶液150mLを攪拌しながら同時に急速に添加し、硫化亜鉛の微粒子溶液Dを調製した。生成した微粒子は平均粒径が25nmであった。
(Preparation of fine particle solution D)
In a solution of 5 g of gelatin dissolved in 100 mL of pure water, 150 mL of a 0.1 mol / L Na 2 S aqueous solution, 0.1 mol / L Zn (NO 3 ) 2 , 0.0005 mol / L Cu at 50 ° C. 150 mL of an aqueous solution mixed with (NO 3 ) 2 , 0.0005 mol / L Al (NO 3 ) 3 and 0.0005 mol / L tetrasodium ethylenediaminetetraacetate was rapidly added at the same time while stirring, A fine particle solution D was prepared. The generated fine particles had an average particle size of 25 nm.

(合成例17)
図1の反応装置を用いて、温度300℃(圧力は約9MPa)に保った0.1モル/LのNa2S水溶液150mLに、0.1モル/LのNa2S水溶液15mLと0.1モル/LのZn(NO3)2水溶液15mLを攪拌しながら同時に一定速度で15分間添加した。300℃で1時間保持した後に、360mLの微粒子溶液Dを一定速度で300分間添加した。添加終了した後に更に300℃で3時間保持した。得られた粒子は、限外濾過でろ液の電導度が100μS以下になるまで水洗を繰り返した。その後、粒子を含む溶液に1mmガラスビーズを粒子の重量に対して10倍量加え、48時間40rpmでゆっくりと撹拌した。続いてガラスビーズを篩で取り除き遠心分離で粒子を分け、粒子をKCN溶液で処理してから水洗を経て乾燥し蛍光体粉末を得た。
(Synthesis Example 17)
Using the reaction device of FIG. 1, the Na 2 S aqueous solution 150mL of 0.1 mol / L Temperature 300 ° C. (pressure approximately 9 MPa) was maintained at a Na 2 S aqueous solution 15mL of 0.1 mol / L 0. While stirring, 15 mL of 1 mol / L Zn (NO 3 ) 2 aqueous solution was simultaneously added at a constant rate for 15 minutes. After maintaining at 300 ° C. for 1 hour, 360 mL of the fine particle solution D was added at a constant rate for 300 minutes. After completion of the addition, the temperature was further maintained at 300 ° C. for 3 hours. The obtained particles were repeatedly washed with water until the electric conductivity of the filtrate reached 100 μS or less by ultrafiltration. Then, 10 times the amount of 1 mm glass beads was added to the particle-containing solution, and the mixture was slowly stirred at 40 rpm for 48 hours. Subsequently, the glass beads were removed with a sieve, the particles were separated by centrifugation, the particles were treated with a KCN solution, washed with water and dried to obtain phosphor powder.

合成例14〜17で生成した粒子の特徴を表2にまとめた。粒子の平均粒径は粒子のSEM写真から、結晶構造はX線回折パターンから求め、一次粒子と二次粒子(凝集体)の判別は、X線回折ピークの半値幅で行った。また、粒子へのCuの取り込み率は、粒子粉末を濃硝酸で灰化処理して純水に溶解し、ICP分析法を用いて分析した。   The characteristics of the particles produced in Synthesis Examples 14 to 17 are summarized in Table 2. The average particle size of the particles was determined from the SEM photograph of the particles, the crystal structure was determined from the X-ray diffraction pattern, and the primary particles and the secondary particles (aggregates) were discriminated by the half width of the X-ray diffraction peak. Further, the incorporation rate of Cu into the particles was analyzed by ashing the particle powder with concentrated nitric acid and dissolving in pure water, and using an ICP analysis method.

Figure 2005306713
Figure 2005306713

合成例14〜17の硫化亜鉛粒子を用いて、EL素子を作成し発光特性を評価した。なお、各塗布液の粘度は、粘度計(VISCONIC ELD.R及び VISCOMETER CONTROLLER E−200 ローターNo.71、東京計器(株)製、いずれも商品名)を用い、撹拌(回転数:20rpm)下、16℃液温において測定した。   Using the zinc sulfide particles of Synthesis Examples 14 to 17, EL elements were prepared and the light emission characteristics were evaluated. In addition, the viscosity of each coating liquid is under stirring (rotation speed: 20 rpm) using a viscometer (VISCONIC ELD.R and VISCOMETER CONTROLLER E-200 Rotor No. 71, manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd., both trade names). , And measured at a liquid temperature of 16 ° C.

(蛍光体塗布液の調製)
合成例14〜17の硫化亜鉛EL蛍光体および結合剤としてシアノレジン(信越化学社製、商品名:CR−S)を下記の組成比でDMF有機溶媒中に添加し、プロペラミキサー(回転数3000rpm)で分散させ、16℃における粘度が0.5Pa・sであるEL蛍光体粒子含有塗布液を調製した。
・合成例14〜17の硫化亜鉛EL蛍光体・・・・・100重量部
・シアノレジン・・・・・・・・・・・・・・・・・・25重量部
(Preparation of phosphor coating solution)
Zinc sulfide EL phosphors of Synthesis Examples 14 to 17 and cyanoresin (trade name: CR-S, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) as a binder were added to a DMF organic solvent at the following composition ratio, and a propeller mixer (rotation speed: 3000 rpm). An EL phosphor particle-containing coating solution having a viscosity at 16 ° C. of 0.5 Pa · s was prepared.
-Zinc sulfide EL phosphors of Synthesis Examples 14 to 17: 100 parts by weight-Cyanoresin: 25 parts by weight

(誘電体微粒子含有塗布液の調製)
誘電体微粒子としてチタン酸バリウム(キャボットスペシャリティケミカルズ製、商品名、BT−8:平均粒径120nm)および結合剤としてシアノレジン(信越化学社製、商品名:CR−S)を下記の組成比でDMF有機溶媒中に添加し、プロペラミキサー(回転数3000rpm)で分散させ、25℃における粘度が0.5Pa・sである誘電体微粒子含有塗布液を調製した。
・チタン酸バリウム・・・・・90重量部
・シアノレジン・・・・・・・30重量部
(Preparation of coating solution containing dielectric fine particles)
Barium titanate (made by Cabot Specialty Chemicals, trade name, BT-8: average particle size 120 nm) as dielectric fine particles and cyanoresin (trade name: CR-S, made by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) as a binder in the following composition ratio are DMF. It was added to an organic solvent and dispersed with a propeller mixer (rotation speed 3000 rpm) to prepare a coating solution containing dielectric fine particles having a viscosity at 25 ° C. of 0.5 Pa · s.
・ Barium titanate ・ ・ ・ 90 parts by weight ・ Cyanoresin ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 30 parts by weight

(EL素子の作成と評価)
支持体としてITO透明電極がスパッタリングされているポリエチレンテレフタレート(厚み100μm)上に、スライドコーターを用いてEL蛍光体粒子含有塗布液を乾燥塗膜の目標膜厚が20μmになるように塗布した。塗布後、120℃で乾燥して、EL蛍光体層がITO上に形成されたシート状積層体Aを得た。続いてシート状積層体Aを、前述のスライドコーターを配置した塗布装置に再度配置し、蛍光体層の塗布と同様の方法で誘電体微粒子含有塗布液を、塗膜の乾燥膜厚が10μmになるように、塗布、乾燥して、ITO上にEL蛍光体層と誘電体層を積層したシート状積層体Bを得た。シート状積層体Bの上に、背面電極として30μm厚のアルミ箔を貼り合わせ、透明電極と背面電極に電圧を供給するためのリード線を付設した後、全体を封止フィルムで封止してEL素子を得た。このEL素子に100V、1kHzの交流を印加したところ良好な発光特性を示した。
(Production and evaluation of EL elements)
On a polyethylene terephthalate (thickness 100 μm) on which an ITO transparent electrode was sputtered as a support, an EL phosphor particle-containing coating solution was applied using a slide coater so that the target film thickness of the dried coating film was 20 μm. After application, the sheet-like laminate A having an EL phosphor layer formed on ITO was obtained by drying at 120 ° C. Subsequently, the sheet-like laminate A is placed again on the coating apparatus provided with the above-mentioned slide coater, and the coating solution containing dielectric fine particles is applied in the same manner as the coating of the phosphor layer so that the dry film thickness of the coating film becomes 10 μm. Thus, it apply | coated and dried and obtained the sheet-like laminated body B which laminated | stacked the EL fluorescent substance layer and the dielectric material layer on ITO. A 30 μm-thick aluminum foil is pasted on the sheet-like laminate B as a back electrode, a lead wire for supplying voltage to the transparent electrode and the back electrode is attached, and then the whole is sealed with a sealing film An EL element was obtained. When an alternating current of 100 V and 1 kHz was applied to the EL element, good light emission characteristics were exhibited.

実施例で使用した水熱合成用装置の概要説明図である。It is outline | summary explanatory drawing of the apparatus for hydrothermal synthesis used in the Example.

符号の説明Explanation of symbols

1 耐圧容器
2 耐圧蓋
3 ヒーター
4 試料容器
5 攪拌装置
6 導入管
7 耐圧精密ポンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pressure-resistant container 2 Pressure-resistant lid 3 Heater 4 Sample container 5 Stirrer 6 Introducing pipe 7 Pressure-resistant precision pump

Claims (15)

圧力0.2〜20MPa、温度120〜370℃に設定した反応容器中の水を主とする溶媒中で、少なくとも1種の前駆体溶液を反応させて粒子形成することを特徴とする無機半導体一次粒子の製造方法。   Inorganic semiconductor primary characterized in that particles are formed by reacting at least one precursor solution in a solvent mainly composed of water in a reaction vessel set at a pressure of 0.2 to 20 MPa and a temperature of 120 to 370 ° C. Particle production method. 圧力0.2〜20MPa、温度120〜370℃に設定した反応容器中の水を主とする溶媒中で、少なくとも1種の前駆体溶液を反応させて粒子形成することを特徴とする無機蛍光体一次粒子の製造方法。   An inorganic phosphor characterized in that particles are formed by reacting at least one precursor solution in a solvent mainly composed of water in a reaction vessel set at a pressure of 0.2 to 20 MPa and a temperature of 120 to 370 ° C. A method for producing primary particles. 前駆体溶液がイオン性水溶液であることを特徴とする請求項1〜2に記載の無機粒子の製造方法。   The method for producing inorganic particles according to claim 1, wherein the precursor solution is an ionic aqueous solution. 前駆体溶液が、平均粒径1〜50nmの無機微粒子を含む溶液であることを特徴とする請求項1〜2に記載の無機粒子の製造方法。   The method for producing inorganic particles according to claim 1, wherein the precursor solution is a solution containing inorganic fine particles having an average particle diameter of 1 to 50 nm. 硫黄イオンを含む水溶液と亜鉛イオンを含む水溶液を添加して反応させ、且つ反応液中の硫黄イオン濃度が亜鉛イオン濃度に対して10-5〜10モル/L過剰になるように調整して粒子形成した、平均粒径0.5〜50μmの硫化亜鉛を母体とすることを特徴とする請求項3に記載の無機粒子の製造方法。 An aqueous solution containing sulfur ions and an aqueous solution containing zinc ions are added and reacted, and particles are adjusted so that the sulfur ion concentration in the reaction solution is 10 −5 to 10 mol / L excess with respect to the zinc ion concentration 4. The method for producing inorganic particles according to claim 3, wherein the formed zinc sulfide having an average particle diameter of 0.5 to 50 [mu] m is used as a base material. アミノ基またはカルボキシル基を有するキレート剤を加えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の無機粒子の製造方法。   A method for producing inorganic particles according to any one of claims 1 to 5, wherein a chelating agent having an amino group or a carboxyl group is added. 付活剤として、銅、マンガン、銀、金及び希土類元素からなる群から選択された少なくとも一つの金属元素を添加することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の無機粒子の製造方法。   The inorganic particle according to any one of claims 1 to 6, wherein at least one metal element selected from the group consisting of copper, manganese, silver, gold and rare earth elements is added as an activator. Manufacturing method. 付活剤としての金属元素が、該金属のイオン溶液とキレート剤を混合して添加されることを特徴とする請求項7に記載の無機粒子の製造方法。   The method for producing inorganic particles according to claim 7, wherein a metal element as an activator is added by mixing an ion solution of the metal and a chelating agent. 共付活剤として、塩素、臭素、ヨウ素、及びアルミニウムからなる群から選択された少なくとも一つの元素のイオン溶液を添加することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の無機粒子の製造方法。   The inorganic substance according to any one of claims 1 to 8, wherein an ion solution of at least one element selected from the group consisting of chlorine, bromine, iodine, and aluminum is added as a coactivator. Particle production method. 請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法で製造された無機粒子であって、該粒子の25℃での水に対する溶解度積pKspが17〜40の範囲にあることを特徴とする無機半導体または蛍光体一次粒子。   An inorganic particle produced by the method according to any one of claims 1 to 9, wherein the solubility product pKsp in water at 25 ° C of the particle is in the range of 17 to 40. Semiconductor or phosphor primary particles. 請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法で製造された無機粒子であって、該粒子の平均粒径が0.1〜100μmの範囲にあることを特徴とする無機半導体または蛍光体一次粒子。   An inorganic semiconductor or phosphor produced by the method according to any one of claims 1 to 9, wherein the average particle size of the particles is in the range of 0.1 to 100 µm. Primary particles. 請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法で製造された無機粒子であって、該粒子が金属硫化物であることを特徴とする無機半導体または蛍光体一次粒子。   An inorganic semiconductor or phosphor primary particle produced by the method according to any one of claims 1 to 9, wherein the particle is a metal sulfide. 請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法で製造された無機粒子であって、該粒子が金属酸化物であることを特徴とする無機半導体または蛍光体一次粒子。   An inorganic particle or phosphor primary particle produced by the method according to claim 1, wherein the particle is a metal oxide. 請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法で製造された無機粒子であって、該粒子が金属窒化物であることを特徴とする無機半導体または蛍光体一次粒子。   An inorganic particle produced by the method according to any one of claims 1 to 9, wherein the particle is a metal nitride, or an inorganic semiconductor or phosphor primary particle. 請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法で製造された無機粒子であって、該粒子が硫化亜鉛を母体とすることを特徴とする無機半導体または蛍光体一次粒子。   An inorganic particle or phosphor primary particle produced by the method according to any one of claims 1 to 9, wherein the particle is based on zinc sulfide.
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