JP2006143947A - エレクトロルミネセンス発光体 - Google Patents

Abstract

【課題】 先行技術の欠点を事前に除去することが、本発明の目的である、したがって、これらのELの寿命を延ばすことができれぱ非常に有効である。
【解決手段】 本発明は、活性化された硫化ストロンチウムＳｒSをべ一スにした発光体の処理によって達成される。そこにおいて、本発明また硫化ストロンチウムＳｒS：Pr3+
、Ir発光体にマンガンMn存在下に加熱反応させたヒ化ガリウムGaAs、ＩｎＰを有する発光体を製造することにより、従来のＺｎS：Cu、Cl、発光体よりも高い発光効率を有する新規なエレクトロルミネセンス発光体粒子を精製できることをもっとも主要な特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、エレクトロルミネセンスの硫化ストロンチウムＳｒS：Pr3+
、Ir、Mn発光体粒子の製造に関するものである。

エレクトロルミネセンス（以後、ELと呼ぶ）は3価の希土類イオンで付活された粒径5〜20μmの硫化ストロンチウムＳｒS：Pr3+
、Ir、Mn発光体粒子を、バインダとしても作用する誘電体中に遊離分散させて、厚さ20〜100μmの発光層を形成することを特徴とし、その上に、素子の絶縁耐圧を増し安定な動作を確保するための誘電体層を重ね、この2層構造の両面に電極（少なくとも一方は透明な）を設けたもので、素子を交流電源に接続して印加電圧を高めて行くと、発光層中の電界がほぽ106V／cmに達したとき闘値電圧でEL発光が始まる。本発明が直接関係するのは、特に、プラセオジム（Pr3+
）とマンガン（Mn）によって活性化された硫化ストロンチウムＳｒSをべ一スにしたＳｒS：Pr3+
、Ir、Mn発光体粒子の製造方法である。

しかし、ELはLCDのバックライト、自動車の運転席のディスプレイ、終夜灯、緊急灯、腕時計の文字盤等の、多様な商業上の製品に利用されている。それらの価値はそれらの長い寿命及び高い発光輝度にあり、これらのELはほとんどの発光体がそうであるように、発光輝度が実用レベルに無く、又、時間と共にそれらの光の出力を失っていくという欠点があった。

ELはほとんどの発光体がそうであるように、発光輝度が低く、又、時間と共にそれらの光の出力の半減期が他の照明装置に比較して寿命が短いという問題があった。

この改善策として、発光輝度を上昇させる方法として交流の印加電圧を上げる方法もあるが、それらの光の出力の半減値が印加電圧に比例して減少し、半減期を改善するためには交流の電場の印加電圧を下げなければならず、発光輝度か半減期の何れかを選択しなければならなくなる。半減期とは、ここで用いられるときは、所定の発光体の光出力が元の輝度の半分の出力に減少する期間である。
特開２００２−２４１７５３号公報

先行技術の欠点を事前に除去することが、本発明の目的である、したがって、これらのELの寿命を延ばすことができれぱ非常に有効である。

本発明は、活性化された硫化ストロンティウムＳｒSをべ一スにした発光体の処理によって達成される。そこにおいて、本発明また硫化ストロンチウムＳｒS：Pr3+
、Ir発光体にマンガンMn存在下に加熱反応させたヒ化ガリウムGaAs、ＩｎＰを有する発光体を製造することにより、従来のＺｎS：Cu、Cl、発光体よりも高い発光効率を有する新規なエレクトロルミネセンス発光体粒子を精製できることをもっとも主要な特徴とする。

本発明のEL発光体はこのような処埋のなされた製造方法により発光輝度は最大で８倍改善され延長された半減期を有するという利点がある。

本発明の他の目的、長所及び可能性と共に本発明をより理解するために、以下に詳細な説明がなされる。

硫化ストロンチウムＳｒS―Irに主たる活性化剤としてのプラセオジムPr3+
硫黄及び炭酸ストロンチウムＳｒＣＯ４の適量をＴａＣｌ_１２、ＭｇＣｌ₂、及びＮａＣｌのような融剤添加物としてのフラックス材料を混合し一緒に配合した発光体粒子を１００ｇとマンガンMnを８gの計算量混合物をボートに入れ、真空（10-4
Torr）にしたベルジャー中約１０１０℃の温度で約１時間焼成撹拌して焼成ケークを形成する。焼成ケークを坩堝から取り出し、冷却し、脱イオン水でｐH６以下になるまで洗浄して融剤を除去し、次いで乾燥させる。

次いで、その結果生じた焼成ケークをボルテックス理論の分級粉砕機により粉砕して粒径5〜20μmにする、粒径１〜３μmのGaAs、ＩｎＰと計算量混合物をプラスチックボトルに入れ機械的撹拌機で２０分間撹拌混合する、生成物を円筒管状電気炉内の坩堝に入れ、石英管中硫黄ガス６％の窒素気体中約８００℃の温度で約１時間焼成する、この後、その物質を焼成された生成物１００ｇ当たり脱イオン水１リットルに１５０ｍｌの氷酢酸で洗浄して、過剰の化合物並びに融剤添加剤及び不純物を除去し、次いで脱イオン水でｐH６以下になるまで洗浄する。

次いで、その生成物を濾過し、約１８０℃で２時間乾燥させ、冷却させる。次いで、ボルテックス理論の分級機により篩い分けして、増大した効果を有する新規発光体粒子を結果として生ずる、この材料は以後の説明において、対照物として示される。

従来技術で使用されている発光体粒子のＺｎS：Cu、Cl、は対照例（表１の試料Ａ）と、この方法により作り出された新規EL発光体粒子は、当該方法により作り出されたが、ただし第２段階でGaAS、ＩｎＰで合成されたものでない対照例（表１の試料B）について比較すると、第２段階でGaAS、ＩｎＰを硫黄ガスの濃度を対照例（表１の試料Ｃ）について比較すると、硫黄ガス混合合成されたものが高い発光効率を有していた。このことは、約８倍の好ましい改善を招いた、置き換えると、ELの発光に大きな改善をもたらすことができることが判った。

表１において、発光出力は印加周波数が８kHzで２４時間及び１００時間におけるもので供給電源電圧は試料A及び試料Bは１８０ボルト一定であり、試料C及びDは開始電圧は２００ボルトで試料Dは１００時間後２３８ボルトである。表１から理解することができるように、本発明に係る方法により処理されたELを未処理と比較した場合にＭｎ、,GaAsＩｎＰ,で処理された発光体粒子は延長された半減期を有する、本発明は、延長された半減期を有するEL発光体粒子を製造する方法を提供する。

石英管中に窒素気体中、６％濃度の硫黄ガスを混合し約８００度の温度で約３時間坩堝を焼成処理がなされた材料を使用することで、発光体の半減期が従来の材料の対照サンプルに比べて改善された。EL製作直後の素子では、図２の交流電圧印加時間の経過とともに電圧対輝度特性が高電圧側へ偏移する現象が見られるが、図１の試料Ｄは電圧印加を続けて約１００時間後安定状態に入り、その後１０００時間以上にわたって、発光輝度の時間による特性の変動は観測されず、24時間の輝度は実質的に不変に保たれ、生成されたサンブルは、平均で見て未処理の材料より２倍明るかった。

図２の実施例は、PETフィルム５の透明導電膜６面に直流絶縁誘電体層８としてのチタン酸バリウム含有インクを約１０ミクロン印刷し、試料をバインダーと混合撹拌した発光層７を約２５ミクロン印刷し、直流絶縁誘電体層８で再度約１０ミクロン印刷後、背面電極（金属）９として銀の導電ペーストを印刷したものであり、シルク印刷などの方法で容易に製造が出来る事は量産化におおいに役立つ。

延長された半減期と発光輝度を有するELの価値は、それらの長い寿命及び高い発光輝度にあり、LCDのバックライト等の、多様な商業上の製品に利用される可能性がある。

エレクトロルミネセンス輝度時間特性曲線である。 エレクトロルミネセンス発光板の実施方法を示した説明図である。

符号の説明

１ 試料Ａ
２ 試料Ｂ
３ 試料Ｃ
４ 試料Ｄ
５ PETフィルム
６ 透明導電膜
７ 発光層
８ 直流絶縁誘電体層
９ 背面電極（金属）
１０ 供給電源

Claims (4)

1. 活性化された硫化ストロンチウムＳｒS：Pr3+
   、Ir発光体にマンガンMn存在下に加熱反応させたヒ化ガリウムGaAs、ＩｎＰを有する発光体を製造する方法。
2. 前記硫化ストロンチウムＳｒS：Pr3+
   、Ir、Mn発光体粒子をボルテックス理論の分級粉砕機により粉砕してGaAs、ＩｎＰと計算量混合物をプラスチックボトルに入れ機械的撹拌機で２０分間撹拌混合するエレクトロルミネセンス発光体粒子の製造方法である請求項１の方法。
3. 前記生成物を坩堝に入れ、石英管中キャピラリー法による硫黄ガス６％の窒素気体囲気中約８００℃の温度でプラセオジムPrを約３時間坩堝で焼成させる請求項２の方法。
4. 前記請求項３のエレクトロルミネセンス発光体でエレクトロルミネセンスを製作後の素子に、交流電圧印加時間を約１００時間輝度が一定になるように電圧印加を増加し続ける方法。