JP2006232920A - Method for producing core/shell particle - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing core/shell particles consisting of a desired composition and having a sufficiently thick thickness of the shell, simply and surely. <P>SOLUTION: This method for producing core/hell particles is provided by (1) mixing the core with fine particles having the same constitutional metal element with the objective crystalline inorganic substance shell and being sufficiently smaller than the core, (2) attaching at least ≥1 layer of the fine particles on the surface of the core by using a mechanochemical reaction to form a temporary shell consisting of aggregates of the fine particles (3) forming the crystalline inorganic substance shell on the surface of the core by heat-treating at a temperature at which the temporary shell performs a solid phase reaction. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、コアシェル粒子の製造方法、特に蛍光体粒子であるコアシェル粒子の製造方法、さらにはエレクトロルミネッセンス蛍光体粒子であるコアシェル粒子の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing core-shell particles, particularly a method for producing core-shell particles that are phosphor particles, and a method for producing core-shell particles that are electroluminescent phosphor particles.

化学的もしくは物理的に不安定な物質を保護したり、物質に特別な機能を持たせたりすることを目的として、核となる物質(コアと呼ぶ)を殻となる物質(シェルと呼ぶ)によって被覆するという技術が知られている。また、そのようにして製造された粒子のことを一般にコアシェル粒子と呼ぶ。   For the purpose of protecting chemically or physically unstable substances and giving them special functions, the substance that becomes the core (called the core) is changed by the substance that becomes the shell (called the shell) The technique of coating is known. Further, the particles thus manufactured are generally called core-shell particles.

コアシェル粒子の用途としては、写真感光材料におけるハロゲン化銀粒子や、熱硬化性樹脂におけるシリコンエラストマー微粒子など、多くのものが知られているが、近年、蛍光体粒子、特にはエレクトロルミネッセンス素子におけるエレクトロルミネッセンス蛍光体粒子としての用途が注目されて来ている。 There are many known uses of core-shell particles, such as silver halide particles in photographic light-sensitive materials and silicon elastomer fine particles in thermosetting resins, but in recent years, phosphor particles, particularly electroluminescent elements in electroluminescent devices. The use as luminescent phosphor particles has been attracting attention.

エレクトロルミネッセンス素子は、自己発光する面光源として、別途の光源が不要な新たな表示素子等としての利用が期待されているものである。従来のエレクトロルミネッセンス素子には、「分散型」と「薄膜型」の2つのタイプが存在する。そこでまず、非特許文献1等に記載されている、従来の分散型と薄膜型のエレクトロルミネッセンス素子のそれぞれの基本的な構造、発光機構および特長について、以下に概略的に説明する。   The electroluminescence element is expected to be used as a new display element that does not require a separate light source as a surface light source that emits light. There are two types of conventional electroluminescence elements, “dispersion type” and “thin film type”. First, the basic structure, light emission mechanism, and features of each of the conventional dispersion type and thin film type electroluminescence elements described in Non-Patent Document 1 and the like will be schematically described below.

分散型エレクトロルミネッセンス素子は、典型的には、図3に示す素子60のように、ガラスやポリエチレンテレフタレート(PET)シート等の透明基板62の上に、透明導電膜の塗布により透明電極64が形成されて、その上に、蛍光体粒子66aが誘電体バインダー66b中に遊離分散されてなる発光層66、絶縁層68および背面電極70が積層された構造を有する。さらに、表面保護層等の追加の層が設けられる場合もある。透明電極64と背面電極70との間に交流電圧を印加すると、発光層66内部の蛍光体粒子66aが電界発光を示し、その光が透明電極64および透明基板62を介して取り出される。   In the dispersion type electroluminescent device, typically, like the device 60 shown in FIG. 3, a transparent electrode 64 is formed on a transparent substrate 62 such as glass or a polyethylene terephthalate (PET) sheet by applying a transparent conductive film. In addition, a light emitting layer 66 in which phosphor particles 66a are freely dispersed in a dielectric binder 66b, an insulating layer 68, and a back electrode 70 are laminated thereon. Furthermore, an additional layer such as a surface protective layer may be provided. When an AC voltage is applied between the transparent electrode 64 and the back electrode 70, the phosphor particles 66 a inside the light emitting layer 66 exhibit electroluminescence, and the light is extracted through the transparent electrode 64 and the transparent substrate 62.

絶縁層68は、電流経路を遮断し、各蛍光体粒子66aに安定した高電界を印加するためのものであるが、上記の蛍光体粒子66a同士の遊離分散が完全に実現されており、発光層66内の電流経路が遮断されている場合には、絶縁層68を設けなくてもよい。   The insulating layer 68 is for blocking the current path and applying a stable high electric field to each phosphor particle 66a. However, the above-described free dispersion of the phosphor particles 66a is completely realized, and light emission is achieved. When the current path in the layer 66 is interrupted, the insulating layer 68 may not be provided.

分散型エレクトロルミネッセンス素子の蛍光体粒子としては、付活剤が蛍光体母材に添加された粒子が用いられる。その代表的なものは、青緑色の発光を示すZnS:Cu,Clであり、その他、所望の発光色に応じて、ZnS:Cu,Al(緑色)やZnS:Cu,Cl,Mn(橙黄色)等が使用される。ここで、下記の発光機構等から、付活剤は銅を含んだものである必要があると言われており、実用化されたものはZnSのみである。また、分散型エレクトロルミネッセンス素子の蛍光体粒子では、20μm前後の粒子径が最適であると考えられている。粒子径が小さくなると発光輝度が著しく低下する。   As the phosphor particles of the dispersion type electroluminescent element, particles in which an activator is added to the phosphor base material are used. A typical example is ZnS: Cu, Cl that emits blue-green light. In addition, ZnS: Cu, Al (green) or ZnS: Cu, Cl, Mn (orange yellow) depending on the desired emission color. ) Etc. are used. Here, it is said that the activator needs to contain copper from the following light emission mechanism etc., and the thing put into practical use is only ZnS. In addition, it is considered that the particle diameter of about 20 μm is optimal for the phosphor particles of the dispersive electroluminescence element. When the particle size is reduced, the luminance is significantly reduced.

分散型エレクトロルミネッセンス素子の発光は、付活剤として添加された元素が、ドナーおよびアクセプタとして作用し、再結合が起こることによるものである。たとえば、上記のZnS:Cu,Clの場合には、Clがドナー、Cuがアクセプタとして作用する。   The light emission of the dispersive electroluminescent element is due to the fact that the element added as an activator acts as a donor and acceptor and recombination occurs. For example, in the case of the above ZnS: Cu, Cl, Cl acts as a donor and Cu acts as an acceptor.

また、この発光は、蛍光体粒子全体で一様に起こるのではなく、CuSの針状結晶がZnS粒子の格子欠陥に沿って析出しており、その先端部分で局在的に起こるものと考えられている。 In addition, this light emission does not occur uniformly throughout the phosphor particles, but Cu 2 S needle crystals are precipitated along the lattice defects of the ZnS particles, and occur locally at the tip portion thereof. It is believed that.

薄膜型エレクトロルミネッセンス素子は、典型的には、図4に示す素子80のように、分散型と同様に透明基板82の上に、透明電極84が形成され、その上に、第1の絶縁層86a、真空蒸着やスパッタリング等の手法により薄膜状に形成された蛍光体の発光層88、第2の絶縁層86bおよび背面電極90が積層された構造を有する。さらに、表面保護層や、発光層と絶縁層間のバッファ層等の、追加の層が設けられる場合もある。一般的には、発光層88以外の各層も、真空蒸着等の薄膜形成技術により形成されることが多い。図4の素子80は説明のため図3の素子60とほぼ同様の厚さに描かれているが、実際には、薄膜型エレクトロルミネッセンス素子の厚さは、分散型エレクトロルミネッセンス素子の1/100程度である。しかし、最近では印刷技術を用いて高誘電率の厚膜絶縁層を設け、全体の膜厚が上記分散型素子の1/数程度のものも知られている。透明電極84と背面電極90との間に交流電圧を印加すると、発光層88が電界発光を示し、その光が透明電極84および透明基板82を介して取り出される。発光層88に用いられる代表的な蛍光体材料は、発光中心となるMnを母材ZnS中にドープしたZnS:Mnであり、これは橙黄色の発光を示す。また、近年青色発光を示すBaAl:Euが開発され、注目を集めている。薄膜型の場合も、複数の色に対応する異なる種類の発光中心をドープした発光部分を2次元状に配した「デュアル・パターン方式」や「トリプル・パターン方式」と呼ばれる構成を採用したり、複数の色に対応する上記の図4に示す構造を多重に重ね合わせたりすることにより、カラーディスプレイ等への応用が可能である。 In the thin film type electroluminescent device, typically, like the device 80 shown in FIG. 4, a transparent electrode 84 is formed on a transparent substrate 82 in the same manner as the dispersion type, and a first insulating layer is formed thereon. 86a, a phosphor light-emitting layer 88 formed in a thin film by a technique such as vacuum deposition or sputtering, a second insulating layer 86b, and a back electrode 90 are laminated. Furthermore, an additional layer such as a surface protective layer or a buffer layer between the light emitting layer and the insulating layer may be provided. Generally, each layer other than the light emitting layer 88 is often formed by a thin film forming technique such as vacuum deposition. The element 80 of FIG. 4 is drawn to a thickness substantially the same as that of the element 60 of FIG. 3 for explanation, but in practice, the thickness of the thin film type electroluminescent element is 1/100 of that of the distributed type electroluminescent element. Degree. However, recently, a thick dielectric layer having a high dielectric constant is provided by using a printing technique, and the total film thickness is about one-tenth of that of the distributed element. When an alternating voltage is applied between the transparent electrode 84 and the back electrode 90, the light emitting layer 88 exhibits electroluminescence, and the light is extracted through the transparent electrode 84 and the transparent substrate 82. A typical phosphor material used for the light emitting layer 88 is ZnS: Mn in which Mn serving as a light emission center is doped in a base material ZnS, which emits orange-yellow light. In recent years, BaAl 2 S 4 : Eu that emits blue light has been developed and attracts attention. In the case of the thin film type, a configuration called “dual pattern method” or “triple pattern method” in which light emitting portions doped with different types of light emission centers corresponding to a plurality of colors are arranged two-dimensionally, Application to a color display or the like is possible by overlapping the structure shown in FIG. 4 corresponding to a plurality of colors.

分散型エレクトロルミネッセンス素子がドナー−アクセプタ間の再結合により発光するのに対し、薄膜型エレクトロルミネッセンス素子の発光は、母材中を走るホットエレクトロンによる発光中心の衝突励起によるものであるとされている。このホットエレクトロンは、電圧印加時に、発光層88と絶縁層86aおよび86bとの界面および/または発光層88内のトラップ等から、発光層88中に注入された電子が、高電界下で加速されたものである。   Dispersed electroluminescent devices emit light by recombination between donor and acceptor, whereas thin-film electroluminescent devices emit light by collision excitation of emission centers by hot electrons running in the base material. . In the hot electrons, when a voltage is applied, electrons injected into the light emitting layer 88 from the interface between the light emitting layer 88 and the insulating layers 86a and 86b and / or traps in the light emitting layer 88 are accelerated under a high electric field. It is a thing.

分散型と薄膜型のエレクトロルミネッセンス素子を比較すると、それぞれに長所および短所がある。分散型の長所としては、製造工程を、真空蒸着等を含まない簡略なものとすることができるので、製造コストが安く、素子の大型化が容易であり、また、可撓性を有するフレキシブルな素子も製作できる点等が挙げられる。短所は、薄膜型に比べて輝度が低いこと、色の多様性が少ないこと、分散される蛍光体粒子の粒子径が大きく、高精細ディスプレイ等の用途には向かないこと等である。一方、薄膜型の長所は、分散型より輝度が高く明るいこと、色を決定する発光中心のバリエーションが多いため多様な色を表現できること、高精細表示が可能であること等が挙げられる。短所は、製造工程が複雑でコストが高いこと等である。また、薄膜型では、発光した光の大部分が発光層と絶縁層の界面で全反射されるため、光の取出効率が非常に低く、5から10%程度しかない点も問題とされている。   Comparing the dispersion type and the thin film type electroluminescence elements, there are advantages and disadvantages. The advantages of the distributed type are that the manufacturing process can be simplified without vacuum deposition, etc., so that the manufacturing cost is low, the device can be easily increased in size, and flexible. The point which can also manufacture an element is mentioned. Disadvantages are lower brightness than a thin film type, less color diversity, and larger particle size of dispersed phosphor particles, which is not suitable for applications such as high-definition displays. On the other hand, the advantages of the thin film type include that it is brighter and brighter than the dispersion type, that there are many variations of the light emission center that determines the color, that various colors can be expressed, and that high-definition display is possible. Disadvantages include complicated manufacturing processes and high costs. Further, in the thin film type, since most of the emitted light is totally reflected at the interface between the light emitting layer and the insulating layer, the light extraction efficiency is very low, and only about 5 to 10% is a problem. .

一方、特許文献1および2等において、図3に示した構造と同様の分散型様の構造を採りながら、発光層中に分散される蛍光体粒子として、従来は薄膜型素子の発光層に使用されていた蛍光体材料を粒子形状にしたものを使用したエレクトロルミネッセンス素子も提案されている。さらに特許文献1では、蛍光体のみからなる粒子に代えて、誘電体コアを覆う蛍光体シェルを設けたコアシェル粒子や、さらにその蛍光体シェルを覆う誘電体被覆層を設けた粒子を用い、蛍光体被覆層の材料として従来の薄膜型素子の発光層に使用されていた蛍光体を用いた、分散型様の構造を有するエレクトロルミネッセンス素子も提案されている。これらの特許文献1および2に記載されているようなエレクトロルミネッセンス素子では、発光層中の蛍光体部分とその周囲の誘電体との界面および/または蛍光体部分内のトラップ等から、蛍光体部分内部に電子が注入され、その電子が加速されてホットエレクトロンとなり蛍光体部分内の発光中心を励起し、従来の薄膜型素子に類似の発光機構が実現されると考えられる。基本的な構造自体は従来の分散型素子と同様であるので、製造コストは低く抑えることができる。   On the other hand, in Patent Documents 1 and 2, etc., the phosphor particles dispersed in the light emitting layer are conventionally used in the light emitting layer of the thin film type element while adopting a dispersion-like structure similar to the structure shown in FIG. An electroluminescence element using a phosphor material that has been made into a particle shape has also been proposed. Further, in Patent Document 1, in place of particles made of only a phosphor, a core-shell particle provided with a phosphor shell covering a dielectric core and a particle provided with a dielectric coating layer covering the phosphor shell are used. An electroluminescent device having a dispersion-like structure using a phosphor used for a light emitting layer of a conventional thin film type device as a material for the body covering layer has also been proposed. In the electroluminescence element as described in these Patent Documents 1 and 2, the phosphor portion is formed from the interface between the phosphor portion in the light emitting layer and the surrounding dielectric and / or the trap in the phosphor portion. It is considered that electrons are injected into the interior, and the electrons are accelerated to become hot electrons to excite the light emission center in the phosphor portion, thereby realizing a light emission mechanism similar to that of a conventional thin film type device. Since the basic structure itself is the same as that of a conventional distributed element, the manufacturing cost can be kept low.

従来型の銅を含む蛍光体を用いたものと、上記の薄膜型素子の発光層に使用されていた蛍光体を用いたものとのいずれかを問わず、分散型様の構造を有するエレクトロルミネッセンス素子において高い発光効率を得るためおよび/または低い印加電圧で発光を開始させるためには、素子に印加した電圧が、発光層中の蛍光体粒子に効率的に印加される必要がある。そのための手段として、たとえば上記の特許文献2に記載されたエレクトロルミネッセンス素子では、発光層中のバインダーにBaTiO3等の高誘電率の誘電体を使用し、その中に蛍光体粒子を分散させている。   Electroluminescence with a dispersive-like structure, whether using a conventional phosphor containing copper or using a phosphor used in the light emitting layer of the thin film element In order to obtain high luminous efficiency in the device and / or to start light emission at a low applied voltage, it is necessary to efficiently apply a voltage applied to the device to the phosphor particles in the light emitting layer. As a means for this, for example, in the electroluminescence element described in Patent Document 2, a dielectric having a high dielectric constant such as BaTiO3 is used as a binder in the light emitting layer, and phosphor particles are dispersed therein. .

ところで、コアシェル粒子の製造方法としては、上記特許文献1および2の他にも様々なものが提案されている。特許文献3においては、蛍光体構成元素の化合物と、蛍光体でない無機物質を混合して焼成することにより当該無機物質からなるコアに当該蛍光体からなるシェルを被覆せしめるコアシェル粒子の製造方法であって、水中にて当該無機物質粒子表面に蛍光体構成元素の化合物を沈殿させ、しかる後に乾燥・焼成させるものが開示されている。また、特許文献4においては一実施例として、無機化合物粉末粒子表面に複数の元素を層状に担持させた、電子部品用のセラミックス粒子の製造方法であって、当該無機化合物粉末粒子表面に、メカノケミカル反応によって複数の元素を層状に担持させるものが開示されている。
国際公開第02/080626号パンフレット 特許公開2000−195674号公報 特許公開2002−180041号公報 特許公開平成10−158059号公報 猪口敏夫著、「エレクトロルミネセントディスプレイ」、初版、産業図書株式会社、平成3年7月25日
By the way, as a manufacturing method of core-shell particles, various things besides the said patent documents 1 and 2 are proposed. Patent Document 3 discloses a method for producing core-shell particles, in which a phosphor-constituting element compound and an inorganic substance that is not a phosphor are mixed and baked to coat a core made of the phosphor on a core made of the inorganic substance. Thus, there is disclosed a method in which a phosphor constituent element compound is precipitated on the surface of the inorganic substance particles in water, and then dried and fired. Patent Document 4 discloses, as one example, a method for producing ceramic particles for electronic parts in which a plurality of elements are supported in layers on the surface of inorganic compound powder particles. A material in which a plurality of elements are supported in a layer form by a chemical reaction is disclosed.
International Publication No. 02/080626 Pamphlet Japanese Patent Publication No. 2000-195664 Japanese Patent Publication No. 2002-180041 Japanese Patent Publication No. Hei 10-1558059 Toshio Higuchi, “Electroluminescent Display”, first edition, Sangyo Tosho Co., Ltd., July 25, 1991

上記のコアシェル粒子においては、製造された粒子のコアおよびシェルの組成が、それぞれの用途が要求する機能にかんがみて所望のものとなっていることが重要である。また、用途により異なるが、一般に、特にシェルが蛍光体の場合は要求される輝度の関係から、シェルの膜厚を厚くすることが重要である。   In the above-mentioned core-shell particles, it is important that the core and shell composition of the produced particles are desired in view of the functions required for each application. In addition, although it varies depending on the application, it is generally important to increase the thickness of the shell, particularly in the case where the shell is a phosphor, because of the required luminance.

特許文献3においては、元素により沈殿速度が異なることから、複合組成の化合物においては組成の制御が難しい。また、酸化物以外の組成(硫化物、窒化物)の合成が困難である。さらには、厚膜シェル(100nm以上)を得ることが難しい。   In Patent Document 3, since the precipitation rate differs depending on the element, it is difficult to control the composition of a compound having a composite composition. In addition, it is difficult to synthesize compositions (sulfides, nitrides) other than oxides. Furthermore, it is difficult to obtain a thick film shell (100 nm or more).

特許文献4においては、被覆層原料粉末と生成した被覆層との形状・組成の関係が不明確であり、また被覆層を構成する金属元素は、熱処理によってコア粒子内に拡散されるものであり、最終的に被覆層を形成して機能発現をするものではない。   In Patent Document 4, the relationship between the shape and composition of the coating layer raw material powder and the generated coating layer is unclear, and the metal elements constituting the coating layer are diffused into the core particles by heat treatment. In the end, the coating layer is not formed to express the function.

したがって、本発明の目的は、簡便・確実な、所望の組成からなりかつシェルの膜厚の十分に厚い、コアシェル粒子の製造方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing core-shell particles, which is simple and reliable, has a desired composition, and has a sufficiently thick shell.

本発明の発明者は、メカノケミカル反応を用いてコア表面にシェル原料を付着させた後に、さらに当該シェル原料が焼結する温度で熱処理を行う工程を加えることによって、簡便・確実に、所望の組成からなりかつシェルの膜厚の十分に厚い、コアシェル粒子を製造し得ることを見出し、本発明に到達した。   The inventor of the present invention adds a shell raw material to the core surface using a mechanochemical reaction, and then adds a step of performing a heat treatment at a temperature at which the shell raw material is sintered. It has been found that core-shell particles having a composition and a sufficiently thick shell can be produced, and the present invention has been achieved.

本発明に係る第1のコアシェル粒子の製造方法は、
(1)コアと、目的とする結晶性無機物質シェルと同一の構成金属元素を有しコアより十分小さい微粒子とを混合する工程と、
(2)メカノケミカル反応を用いて、前記コア表面に前記微粒子を少なくとも1層以上付着させて、前記微粒子の集合体からなる仮シェルを形成する工程と、
(3)前記仮シェルが固相反応する温度で熱処理を行なうことによって、前記コアの表面に前記結晶性無機物質シェルを形成する工程と、
を有することを特徴とする。
The method for producing the first core-shell particles according to the present invention includes:
(1) a step of mixing a core and fine particles having the same constituent metal elements as the target crystalline inorganic substance shell and sufficiently smaller than the core;
(2) using a mechanochemical reaction to attach at least one layer of the fine particles to the core surface to form a temporary shell made of an aggregate of the fine particles;
(3) forming the crystalline inorganic substance shell on the surface of the core by performing a heat treatment at a temperature at which the temporary shell undergoes a solid-phase reaction;
It is characterized by having.

また、本発明に係る第2のコアシェル粒子の製造方法は、
(1)コアと、目的とする結晶性無機物質シェルと同一の構成金属元素を有するように配合された前記コアより十分小さい2種類以上の微粒子とを混合する工程と、
(2)メカノケミカル反応を用いて、前記コア表面に前記2種類以上の微粒子を均一に分散した状態で少なくとも1層以上付着させて、前記2種類以上の微粒子および/またはその化合物の集合体からなる仮シェルを形成する工程と、
(3)前記仮シェルが固相反応する温度で熱処理を行なうことによって、前記コアの表面に前記結晶性無機物質シェルを形成する工程と、
を有することを特徴とする。
Moreover, the method for producing the second core-shell particles according to the present invention includes:
(1) a step of mixing a core and two or more kinds of fine particles sufficiently smaller than the core blended so as to have the same constituent metal element as a target crystalline inorganic substance shell;
(2) Using a mechanochemical reaction, at least one layer of the two or more types of fine particles is uniformly dispersed on the core surface, and the aggregate of the two or more types of fine particles and / or a compound thereof is used. Forming a temporary shell comprising:
(3) forming the crystalline inorganic substance shell on the surface of the core by performing a heat treatment at a temperature at which the temporary shell undergoes a solid-phase reaction;
It is characterized by having.

本発明の第1および第2のコアシェル粒子の製造方法において、該結晶性無機物質シェルは蛍光体とすることができる。また、該蛍光体はエレクトロルミネッセンス蛍光体とすることができ、特にZnS:MnまたはZnSiO:Mnとすることができる。 In the first and second core-shell particle manufacturing methods of the present invention, the crystalline inorganic substance shell can be a phosphor. The phosphor may be an electroluminescent phosphor, and in particular ZnS: Mn or Zn 2 SiO 4 : Mn.

本発明の第1および第2のコアシェル粒子の製造方法において、該コアは誘電率の大きな誘電体とすることができる。ここで、誘電率の大きな誘電体とは、少なくとも比誘電率100程度のものをいう。また、該誘電体はBaTiOとすることができる。 In the first and second core-shell particle manufacturing methods of the present invention, the core can be a dielectric having a high dielectric constant. Here, the dielectric having a large dielectric constant means a dielectric having a relative dielectric constant of about 100. The dielectric can be BaTiO 3 .

また、上記シェルとコアとの物質の組み合わせについては適宜選択することができる。   The combination of the shell and core materials can be selected as appropriate.

ここで、本発明において「コアシェル粒子」とは、粒子の全体を指し、エレクトロルミネッセンス素子に使用される場合にあっては、発光層中に分散される各粒子の全体を指すものとする。すなわち、実際にエレクトロルミネッセンスによる発光が生じるのは、粒子中の蛍光体部分であるが、本発明においては、コアや、あれば誘電体被覆層やバッファ層等を含めた粒子全体を、「コアシェル粒子」と呼ぶものとする。   Here, in the present invention, the “core-shell particle” refers to the entire particle, and when used in an electroluminescent device, refers to the entire particle dispersed in the light emitting layer. That is, the light emission by electroluminescence actually occurs in the phosphor portion in the particle. In the present invention, the entire particle including the core, and the dielectric coating layer, the buffer layer, etc. It shall be called “particle”.

上記の本発明のコアシェル粒子の製造方法によって製造されるエレクトロルミネッセンス蛍光体粒子は、コアと、そのコアの外側に設けられた蛍光体シェルとを含むものであるが、これも必要最低限の構成を示したものである。たとえば、コアと蛍光体シェルとの間にバッファ層等の追加の層が設けられていてもよいし、蛍光体シェルの外側に、追加の誘電体被覆層と蛍光体シェルとの組や、表面保護層等が設けられていてもよい。   The electroluminescent phosphor particles produced by the above-described method for producing core-shell particles of the present invention include a core and a phosphor shell provided outside the core. It is a thing. For example, an additional layer such as a buffer layer may be provided between the core and the phosphor shell, or a pair of an additional dielectric coating layer and the phosphor shell on the outside of the phosphor shell, or the surface A protective layer or the like may be provided.

本発明においては、コアシェル粒子、コア粒子、シェル原料微粒子等の粒径は、直径をもって定義する。   In the present invention, the particle diameters of core-shell particles, core particles, shell raw material fine particles and the like are defined by the diameter.

本発明において「メカノケミカル反応」とは、粒子に、粒子同士の衝突等を通じて大きな機械的エネルギーを与えることにより、その機械的エネルギーを化学エネルギーに変換し、その粒子を反応せしめることをいう。   In the present invention, the “mechanochemical reaction” means that the mechanical energy is converted into chemical energy by giving large mechanical energy to the particle through collision between the particles, and the particle is reacted.

本発明に係るコアシェル粒子の製造方法において、当該微粒子が「前記コアより十分小さい」とは、当該微粒子の粒径が当該コアの粒径の5分の1以下であることをいう。   In the method for producing core-shell particles according to the present invention, the fact that the fine particles are “sufficiently smaller than the core” means that the particle size of the fine particles is 1/5 or less of the particle size of the core.

本発明における第1のコアシェル粒子の製造方法においては、メカノケミカル反応を用いて、前記コア表面に前記微粒子を少なくとも1層以上付着させて、前記微粒子の集合体からなる仮シェルを形成する工程を経て、前記仮シェルが固相反応する温度で熱処理を行なっているので、シェルの組成をシェル原料の変更により容易に制御でき、所望の組成のシェルを有するコアシェル粒子を得ることができる。また、メカノケミカル反応の作用によりシェルの膜厚の厚いコアシェル粒子を得ることができる。   In the first method for producing core-shell particles according to the present invention, a step of forming at least one layer of the fine particles on the core surface using a mechanochemical reaction to form a temporary shell made of the fine particle aggregate. Then, since the heat treatment is performed at a temperature at which the temporary shell undergoes a solid phase reaction, the shell composition can be easily controlled by changing the shell raw material, and core-shell particles having a shell having a desired composition can be obtained. Further, core-shell particles having a thick shell can be obtained by the action of a mechanochemical reaction.

本発明における第2のコアシェル粒子の製造方法においては、メカノケミカル反応を用いて、前記コア表面に前記2種類以上の微粒子を均一に分散した状態で少なくとも1層以上付着させて、前記2種類以上の微粒子および/またはその化合物の集合体からなる仮シェルを形成する工程を経て、前記仮シェルが固相反応する温度で熱処理を行なっているので、シェルの組成を当該2種類以上の材料の量などの変更により容易に制御でき、所望の組成からなるコアシェル粒子を簡便に得ることができる。また、メカノケミカル反応の作用によりシェルの膜厚の厚いコアシェル粒子を得ることができる。   In the second core-shell particle production method of the present invention, at least one or more layers are adhered to the core surface in a state where the two or more kinds of fine particles are uniformly dispersed using a mechanochemical reaction, and the two or more kinds Since the heat treatment is performed at a temperature at which the temporary shell undergoes a solid-phase reaction through a step of forming a temporary shell made of an aggregate of the fine particles and / or the compound thereof, the amount of the two or more kinds of materials The core-shell particles having a desired composition can be easily obtained. Further, core-shell particles having a thick shell can be obtained by the action of a mechanochemical reaction.

本発明の第1および第2のコアシェル粒子の製造方法において、該結晶性無機物質シェルを蛍光体とした場合には、上記と同様の効果を奏しつつ、ディスプレイ等に用い得るコアシェル粒子を簡便・確実に得ることができる。また、該蛍光体をエレクトロルミネッセンス蛍光体とした場合には、上記と同様の効果を奏しつつ、エレクトロルミネッセンス素子に用い得るコアシェル粒子を簡便・確実に得ることができる。   In the first and second core-shell particle production methods of the present invention, when the crystalline inorganic substance shell is a phosphor, the core-shell particles that can be used for a display or the like can be simply and You can definitely get it. When the phosphor is an electroluminescent phosphor, core-shell particles that can be used in an electroluminescent element can be obtained easily and reliably while exhibiting the same effects as described above.

本発明の第1および第2のコアシェル粒子の製造方法において、該コアを誘電率の大きな誘電体とした場合には、上記と同様の効果を奏しつつ、エレクトロルミネッセンス素子等に用い得るコアシェル粒子を簡便・確実に得ることができる。   In the first and second core-shell particle production methods of the present invention, when the core is made of a dielectric having a large dielectric constant, the core-shell particle that can be used for an electroluminescence element or the like is obtained while exhibiting the same effect as described above. It can be obtained easily and reliably.

また、上記シェルとコアとの物質の組み合わせについて適宜選択することにより、エレクトロルミネッセンス素子にさらに好適に用い得るコアシェル粒子を得ることができる。   Moreover, the core-shell particle | grains which can be used more suitably for an electroluminescent element can be obtained by selecting suitably about the combination of the substance of the said shell and core.

以下に、本発明の第1のコアシェル粒子の製造方法について、詳細に説明する。   Below, the manufacturing method of the 1st core shell particle | grains of this invention is demonstrated in detail.

[コアおよびシェル原料微粒子の混合工程]
本発明に用い得るシェルの材料は、メカノケミカル法によってコアに付着するものであって、熱処理により結晶性を示す無機物であるものが挙げられる。特にエレクトロルミネッセンス発光素子のためには、従来の分散型エレクトロルミネッセンス素子で用いられているZnS:Cu,Cl等の銅を含む蛍光体を用いてもよいし、ZnS:Mnのように、従来は薄膜型エレクトロルミネッセンス素子で用いられていたホットエレクトロンにより励起される発光中心を含んだ蛍光体を用いてもよい。後者を用いた場合は、発光機構自体は従来の薄膜型素子に類似のものとなる上、蛍光体被覆層の形状効果や発光層全体の光散乱効果のために全反射条件が成り立たなくなり、従来の薄膜型素子に比べて発光層からの光の取出効率が向上するため、従来の分散型素子ならびに薄膜型素子に比べて高い輝度が得られるという利点がある。ZnS:Mn以外のそのような蛍光体の例としては、以下の表に示すものが挙げられる。

Figure 2006232920
[Mixing process of core and shell fine particles]
Examples of the shell material that can be used in the present invention include those that adhere to the core by a mechanochemical method and that are inorganic substances that exhibit crystallinity by heat treatment. In particular, for an electroluminescence light emitting device, a phosphor containing copper such as ZnS: Cu, Cl used in a conventional dispersion type electroluminescence device may be used, and conventionally, like ZnS: Mn, You may use the fluorescent substance containing the luminescent center excited with the hot electron used with the thin film type electroluminescent element. When the latter is used, the light emission mechanism itself is similar to a conventional thin film type element, and the total reflection condition is not satisfied due to the shape effect of the phosphor coating layer and the light scattering effect of the entire light emitting layer. Since the light extraction efficiency from the light emitting layer is improved as compared with the conventional thin film type device, there is an advantage that high luminance can be obtained as compared with the conventional dispersion type device and the thin film type device. Examples of such phosphors other than ZnS: Mn include those shown in the following table.
Figure 2006232920

本発明に用い得るコアの材料としては、コアシェル粒子の用途に応じて選択し得るが、特にエレクトロルミネッセンス発光素子のためには、BaTiO、SrTiO、HfO、SiO、TiO、Al、Y、Ta、BaTa、Sr(Zr,Ti)O、PbTiO、Si、ZnS、ZrO、PbNbO、Pb(Zr,Ti)O等が使用可能である。ただし、蛍光体シェルに効率的に電界を印加するためには誘電率の大きな材料が好ましい。誘電体被覆層を設ける場合には、誘電体被覆層と誘電体コアに同一の材料を用いてもよいが、誘電体被覆層による遮蔽効果を低く抑えて蛍光体シェルに効率的に電界を印加するためには、誘電体コアの方により比誘電率の高い材料を使用することが好ましい。 The core material that can be used in the present invention can be selected according to the use of the core-shell particles, but particularly for electroluminescent light-emitting elements, BaTiO 3 , SrTiO 3 , HfO 2 , SiO 2 , TiO 2 , Al 2. O 3 , Y 2 O 3 , Ta 2 O 5 , BaTa 2 O 6 , Sr (Zr, Ti) O 3 , PbTiO 3 , Si 3 N 4 , ZnS, ZrO 2 , PbNbO 3 , Pb (Zr, Ti) O 3 etc. can be used. However, a material having a large dielectric constant is preferable in order to efficiently apply an electric field to the phosphor shell. When a dielectric coating layer is provided, the same material may be used for the dielectric coating layer and the dielectric core, but an electric field is efficiently applied to the phosphor shell while the shielding effect of the dielectric coating layer is kept low. For this purpose, it is preferable to use a material having a higher relative dielectric constant than the dielectric core.

混合に当たっての、コアとシェル原料微粒子のサイズ比、重量比についても、コアシェル粒子の用途に応じて適宜決定すればよいが、メカノケミカル反応では、シェル原料のほとんど(99%)をコアに付着させることができるので、最終的に得たいコアシェル粒子の大きさ、シェル膜厚から逆算して定めればよい。被覆の効率の都合上、シェル原料微粒子の粒径はコアの粒径の5分の1以下であるが、好ましくは20分の1以下である。なお、エレクトロルミネッセンス発光素子に用いるエレクトロルミネッセンス蛍光体であれば、誘電体コアのコア径は、0.05μm以上5μm以下であることが好ましく、0.1μm以上3.5μm以下であることがさらに好ましい。   The size ratio and weight ratio between the core and the shell raw material fine particles for mixing may be appropriately determined according to the use of the core-shell particles, but in the mechanochemical reaction, most (99%) of the shell raw material is attached to the core. Therefore, it may be determined by calculating back from the size of the core-shell particles to be finally obtained and the shell film thickness. For convenience of coating efficiency, the particle diameter of the shell raw material fine particles is 1/5 or less of the core particle diameter, but preferably 1/20 or less. In the case of an electroluminescent phosphor used for an electroluminescent light emitting device, the core diameter of the dielectric core is preferably 0.05 μm or more and 5 μm or less, and more preferably 0.1 μm or more and 3.5 μm or less. .

これは、誘電体コアのコア径が小さすぎると、蛍光体被覆層に電界を集中するために蛍光体被覆層を過度に薄くしなくてはならない等の問題が生じ、逆に誘電体コアのコア径が大きすぎると、発光粒子全体の大きさが大きくなり発光層16の平滑性を損ねる等の問題が生じるためである。一方、無機物質シェル原料の微粒子の大きさは、1nm以上0.1μm以下であることが好ましい。   This is because if the core diameter of the dielectric core is too small, there is a problem that the phosphor coating layer must be made too thin in order to concentrate the electric field on the phosphor coating layer. This is because if the core diameter is too large, the overall size of the luminescent particles becomes large, and problems such as impaired smoothness of the luminescent layer 16 occur. On the other hand, the size of the fine particles of the inorganic material shell raw material is preferably 1 nm or more and 0.1 μm or less.

なお、シェルが蛍光体でないが、本発明に係る製造方法により作成できるコアシェル粒子としては、コンデンサー内に充填される充填粒子であって、コアがSrTiOやBaTiOであり、シェルがCuO、MnOであるもの、が挙げられる。 In addition, although the shell is not a phosphor, the core-shell particles that can be produced by the manufacturing method according to the present invention are filled particles filled in a capacitor, the core is SrTiO 3 or BaTiO 3 , and the shell is CuO, MnO. 2 are listed.

コアおよびシェル原料微粒子の混合は、メノウ乳鉢など公知の手段を用い得る。   For mixing the core and shell raw material fine particles, a known means such as an agate mortar can be used.

[メカノケミカル反応工程]
上記のように混合された材料を、遊星ボールミル、ライカイ機などの手段によりメカノケミカル反応させる。
[Mechanochemical reaction process]
The material mixed as described above is subjected to a mechanochemical reaction by means of a planetary ball mill, a lycais machine or the like.

これにより、コアの表面にシェル原料からなる仮シェルが付着したものが得られる。   Thereby, what the temporary shell which consists of shell raw materials adhered to the surface of a core is obtained.

図1を用いて遊星ボールミルについて説明する。遊星ボールミル10において、反応容器12は、公転台14上に乗って公転運動をするとともに、自らは公転方向と反対回りの自転運動を行う。反応容器12には、反応させるべき原料16の他に粉砕ボール18が入れられる。粉砕ボール18は、上記の公転運動および自転運動の両方の影響を受けて、激しい運動を行う。この際、反応させるべき原料16は粉砕ボール18と反応容器12に挟まれるなどして、通常のボールミルに比べて強い運動エネルギーを受け、この運動エネルギーが化学エネルギーに転化してメカノケミカル反応が進むこととなる。   The planetary ball mill will be described with reference to FIG. In the planetary ball mill 10, the reaction vessel 12 revolves on the revolving table 14 and performs a revolving motion opposite to the revolving direction. In addition to the raw material 16 to be reacted, pulverized balls 18 are placed in the reaction vessel 12. The pulverized ball 18 is vigorously moved under the influence of both the revolving motion and the rotating motion. At this time, the raw material 16 to be reacted is sandwiched between the pulverized ball 18 and the reaction vessel 12, and receives kinetic energy stronger than that of a normal ball mill. This kinetic energy is converted into chemical energy, and the mechanochemical reaction proceeds. It will be.

[熱処理工程]
本発明においては更に、上記のコアの表面にシェル原料からなる仮シェルが付着したものを熱処理することが望ましい。
[Heat treatment process]
In the present invention, it is further desirable to heat-treat the above-described core having a temporary shell made of a shell material attached thereto.

上記の表面が被覆された粒子を、石英ボート、アルミナルツボ、石英ルツボなどの耐熱性容器に充填し、電気炉の炉芯に入れて熱処理を行う。熱処理温度は、目的とする無機物質シェルの化合物種によっても異なるが、一般には600℃乃至1600℃の範囲にあり、好ましくは700℃乃至1300℃の範囲にある。熱処理時間は、目的とする無機物質シェルの化合物種や量によっても異なるが、一般には10分乃至100時間の範囲にある。熱処理雰囲気も、目的とする無機物質シェルの化合物種表面被覆粒子の種類や量などによって異なる。一般に、無機物質シェルが酸化物である場合には、少量の水素を含有する不活性ガス雰囲気などの還元性雰囲気(N/H、NHガス等)、不活性ガス雰囲気などの中性雰囲気(He、Ne、Ar、N等)、少量の酸素を含有する不活性ガス雰囲気や大気あるいは酸素などの酸化性雰囲気(N/O等)、あるいは真空雰囲気を用いる。また、窒化物または酸窒化物である場合には、中性雰囲気、還元性雰囲気、弱酸化性雰囲気あるいは真空雰囲気を用いる。これらの熱処理条件を変えて再熱処理を行ってもよい。 The particles coated on the surface are filled in a heat-resistant container such as a quartz boat, an alumina crucible, or a quartz crucible, and then heat-treated in a core of an electric furnace. The heat treatment temperature varies depending on the compound type of the target inorganic substance shell, but is generally in the range of 600 ° C. to 1600 ° C., preferably in the range of 700 ° C. to 1300 ° C. The heat treatment time varies depending on the compound type and amount of the target inorganic substance shell, but is generally in the range of 10 minutes to 100 hours. The heat treatment atmosphere also varies depending on the type and amount of the surface particles of the compound seed of the target inorganic substance shell. In general, when the inorganic material shell is an oxide, a neutral atmosphere such as a reducing atmosphere (N 2 / H 2 , NH 3 gas, etc.) such as an inert gas atmosphere containing a small amount of hydrogen, or an inert gas atmosphere An atmosphere (He, Ne, Ar, N 2 or the like), an inert gas atmosphere containing a small amount of oxygen, an oxidizing atmosphere such as air or oxygen (N 2 / O 2 or the like), or a vacuum atmosphere is used. In the case of nitride or oxynitride, a neutral atmosphere, a reducing atmosphere, a weak oxidizing atmosphere, or a vacuum atmosphere is used. Reheating treatment may be performed by changing these heat treatment conditions.

また、目的とする無機物質シェルが硫化物からなる場合は、還元性雰囲気、不活性ガス雰囲気(HSあるいはCSなどのイオウ系ガスを含有しても良い)または真空雰囲気を用い、大気中においてルツボで熱処理する場合はその硫化物に近い組成を有する粒子からなるダミー粒子を充填してから熱処理することが望ましい。 Further, when the target inorganic substance shell is made of sulfide, a reducing atmosphere, an inert gas atmosphere (which may contain a sulfur-based gas such as H 2 S or CS 2 ), or a vacuum atmosphere is used. When heat-treating with a crucible inside, it is desirable to heat-treat after filling dummy particles made of particles having a composition close to the sulfide.

得られたコアシェル粒子には、必要に応じて、ほぐし、篩分け処理などを施してもよい。   The obtained core-shell particles may be subjected to a loosening process, a sieving process, or the like, if necessary.

コア表面に仮シェルを付着したものを熱処理工程に掛けることにより、仮シェルを固相反応させて、単相化させることができる。   By subjecting the core surface to which the temporary shell is attached to the heat treatment step, the temporary shell can be subjected to a solid phase reaction to be single-phased.

このようにして、コア表面に結晶性無機物質からなるシェルが形成されたコアシェル粒子が得られる。シェルの膜厚は、一般には1nm乃至10μmの範囲にあり、好ましくは10nm乃至5μmの範囲にある。   In this way, core-shell particles in which a shell made of a crystalline inorganic substance is formed on the core surface are obtained. The film thickness of the shell is generally in the range of 1 nm to 10 μm, preferably in the range of 10 nm to 5 μm.

次に、本発明の第2のコアシェル粒子の製造方法について、詳細に説明する。   Next, the manufacturing method of the 2nd core shell particle | grains of this invention is demonstrated in detail.

[コアおよびシェル原料微粒子の混合工程]
シェル原料微粒子として、目的とする結晶性無機物質シェルと同一の構成金属元素を有するように配合されたコアより十分小さい2種類以上の微粒子を用意する。例えば、製造後のコアシェル粒子のシェルが複酸化物からなる場合は、2種類以上の微粒子として、複酸化物の各元素の酸化物あるいはその前駆体を用意すればよい。
[Mixing process of core and shell fine particles]
As the shell raw material fine particles, two or more types of fine particles that are sufficiently smaller than the core blended so as to have the same constituent metal elements as the target crystalline inorganic substance shell are prepared. For example, when the shell of the core-shell particle after production is made of a double oxide, an oxide of each element of the double oxide or a precursor thereof may be prepared as two or more kinds of fine particles.

本発明の第2のコアシェル粒子の製造方法においても、混合に当たってのコアとシェルのサイズ比、重量比は、コアシェル粒子の用途に応じて適宜決定すればよく、最終的に得たいコアシェル粒子の大きさ、シェル膜厚から逆算して定めればよい。   Also in the second method for producing core-shell particles of the present invention, the size ratio and weight ratio of the core and shell in mixing may be appropriately determined according to the use of the core-shell particles, and the size of the core-shell particles to be finally obtained Now, it may be determined by calculating back from the shell film thickness.

その他の点は、本発明の第1のコアシェル粒子の製造方法と同様である。   Other points are the same as in the method for producing the first core-shell particle of the present invention.

[メカノケミカル反応工程]
上記のように混合された材料を、遊星ボールミル、ライカイ機などの手段によりメカノケミカル反応させる。この際、メカノケミカル反応の作用により、コアにシェル原料である各微粒子が化学結合によって付着し、仮シェルを形成する。この際、各微粒子同士が一部反応を起こし、化合物となってから、化学結合によりコアに付着する場合もある。
[Mechanochemical reaction process]
The material mixed as described above is subjected to a mechanochemical reaction by means of a planetary ball mill, a lycais machine or the like. At this time, due to the action of the mechanochemical reaction, the fine particles, which are shell raw materials, adhere to the core by chemical bonding to form a temporary shell. At this time, the fine particles may partially react to form a compound and then adhere to the core by chemical bonding.

その他の点は、本発明の第1のコアシェル粒子の製造方法と同様である。   Other points are the same as in the method for producing the first core-shell particle of the present invention.

[熱処理工程]
本発明の第1のコアシェル粒子の製造方法と同様に行うことができる。
[Heat treatment process]
It can carry out similarly to the manufacturing method of the 1st core shell particle | grains of this invention.

ここで、本発明のコアシェル粒子の製造方法により得られたコアシェル粒子をエレクトロルミネッセンス発光素子に用いる際の構成を説明する。   Here, the structure at the time of using the core-shell particle obtained by the manufacturing method of the core-shell particle of this invention for an electroluminescent light emitting element is demonstrated.

エレクトロルミネッセンス蛍光体粒子を使用した素子は、たとえば図2に示す素子20のような、基板22、透明電極24、発光層26、絶縁層28、背面電極30および表面保護層32からなる構造とすることができる。その作製は、たとえば以下の方法により行うことができる。まず、PETシートを基板22とし、その上に、ITO(酸化インジウムスズ)を蒸着して透明電極24を形成する。次に、誘電体バインダーの材料であるシアノエチルセルロースを、溶媒のN,N’−ジメチルホルムアミドに、体積比にして(シアノエチルセルロース):(N,N’−ジメチルホルムアミド)=3:7で混合したシアノエチルセルロース溶液中に、本発明のコアシェル粒子の製造方法により得られたエレクトロルミネッセンス蛍光体粒子を分散させる。この分散液を透明電極24上に塗布し乾燥させ、発光層26を形成する。続いて、発光層26の形成に用いたのと同様のシアノエチルセルロース溶液中に、平均粒径0.2μmのBaTiO粒子を分散させた分散液を、発光層26上に塗布し乾燥させ、平均層厚5μmの絶縁層28を形成する。最後に、絶縁層28上にアルミニウムを蒸着して背面電極30とし、その上にPETシートをラミネートして表面保護層32を形成する。 An element using electroluminescent phosphor particles has a structure composed of a substrate 22, a transparent electrode 24, a light emitting layer 26, an insulating layer 28, a back electrode 30, and a surface protective layer 32, such as the element 20 shown in FIG. be able to. The production can be performed, for example, by the following method. First, a PET sheet is used as the substrate 22, and ITO (indium tin oxide) is deposited thereon to form the transparent electrode 24. Next, cyanoethyl cellulose as a dielectric binder material was mixed with N, N′-dimethylformamide as a solvent in a volume ratio of (cyanoethyl cellulose) :( N, N′-dimethylformamide) = 3: 7. The electroluminescent phosphor particles obtained by the method for producing core-shell particles of the present invention are dispersed in a cyanoethyl cellulose solution. The dispersion is applied onto the transparent electrode 24 and dried to form the light emitting layer 26. Subsequently, a dispersion obtained by dispersing BaTiO 3 particles having an average particle size of 0.2 μm in a cyanoethyl cellulose solution similar to that used for the formation of the light emitting layer 26 was applied onto the light emitting layer 26 and dried. An insulating layer 28 having a layer thickness of 5 μm is formed. Finally, aluminum is vapor-deposited on the insulating layer 28 to form the back electrode 30, and a PET sheet is laminated thereon to form the surface protective layer 32.

このようにエレクトロルミネッセンス発光素子を作成することにより、誘電体コアと誘電体バインダーに挟まれた蛍光体シェルの部分に電界が集中し、単に同量の蛍光体粒子を分散した場合に比べ、同一印加電圧であっても高い輝度を実現することができる。   By creating an electroluminescent light emitting element in this way, the electric field concentrates on the portion of the phosphor shell sandwiched between the dielectric core and the dielectric binder, and is the same as when only the same amount of phosphor particles are dispersed. Even with an applied voltage, high luminance can be achieved.

以下に、本発明のコアシェル粒子の製造方法の具体例を記載する。   Below, the specific example of the manufacturing method of the core-shell particle of this invention is described.

ZnS:Mn微粒子(粒径4nm、20g)、BaTiOコア粒子(粒径2.0μm、25g)とを、遊星ボールミル中で混合することにより、BaTiO上にZnS:Mnナノ粒子の集合体からなる仮シェルを有する粒子を形成した。 ZnS: Mn fine particles (particle size 4 nm, 20 g) and BaTiO 3 core particles (particle size 2.0 μm, 25 g) are mixed in a planetary ball mill to form an aggregate of ZnS: Mn nanoparticles on BaTiO 3. Particles having a temporary shell were formed.

上記粒子を、ZnSダミー粒子を充填したルツボ中にて、900℃、2時間の条件でZnS:Mnの熱処理を行なうことにより、BaTiO/ZnS:Mnコアシェル粒子を形成した。 BaTiO 3 / ZnS: Mn core-shell particles were formed by subjecting the particles to a heat treatment of ZnS: Mn at 900 ° C. for 2 hours in a crucible filled with ZnS dummy particles.

形成された粒子は平均膜厚200nmの結晶性のシェルを有していた。また、上記コアシェル粒子を用いてエレクトロルミネッセンス素子を作成したところ、585nmを中心としたエレクトロルミネッセンス発光スペクトルを観測した。   The formed particles had a crystalline shell with an average film thickness of 200 nm. Moreover, when an electroluminescence element was prepared using the core-shell particles, an electroluminescence emission spectrum centered on 585 nm was observed.

ZnSiO:Mnナノ粒子(粒径50nm、25g)、BaTiOコア粒子(粒径2.0μm、25g)とを、遊星ボールミル中で混合することにより、BaTiO上にZnSiO:Mn微粒子の集合体からなる仮シェルを有する粒子を形成した。 Zn 2 SiO 4 : Mn nanoparticles (particle size 50 nm, 25 g) and BaTiO 3 core particles (particle size 2.0 μm, 25 g) were mixed in a planetary ball mill to form Zn 2 SiO 4 : Mn on BaTiO 3. Particles having a temporary shell made of an aggregate of fine particles were formed.

上記粒子を、Ar雰囲気下、1300℃、2時間の条件でZnSiO:Mnの熱処理を行なうことにより、BaTiO/ZnSiO:Mnコアシェル粒子を形成した。 BaTiO 3 / Zn 2 SiO 4 : Mn core-shell particles were formed by subjecting the particles to a heat treatment of Zn 2 SiO 4 : Mn under conditions of 1300 ° C. and 2 hours in an Ar atmosphere.

形成された粒子は平均膜厚200nmの結晶性のシェルを有していた。また、上記コアシェル粒子を用いてエレクトロルミネッセンス素子を作成したところ、525nmを中心としたエレクトロルミネッセンス発光スペクトルを観測した。   The formed particles had a crystalline shell with an average film thickness of 200 nm. Moreover, when an electroluminescence element was prepared using the core-shell particles, an electroluminescence emission spectrum centered on 525 nm was observed.

ZnO微粒子(粒径40nm、16.3g)、SiO微粒子(粒径50nm、6.0g)、Mn微粒子(粒径80nm、0.5g)、BaTiOコア粒子(粒径2.0μm、22.3g)とを、遊星ボールミル中で混合することにより、BaTiO上にZnO微粒子・SiO微粒子・Mn微粒子の集合体からなる仮シェルを有する粒子を形成した。 ZnO fine particles (particle size 40 nm, 16.3 g), SiO 2 fine particles (particle size 50 nm, 6.0 g), Mn 3 O 4 fine particles (particle size 80 nm, 0.5 g), BaTiO 3 core particles (particle size 2.0 μm, 22.3 g) Were mixed in a planetary ball mill to form particles having a temporary shell made of an aggregate of ZnO fine particles, SiO 2 fine particles, and Mn 3 O 4 fine particles on BaTiO 3 .

上記粒子を、Ar雰囲気下、1300℃、2時間の条件で熱処理を行なうことにより、BaTiO/ZnSiO:Mnコアシェル粒子を形成した。 BaTiO 3 / Zn 2 SiO 4 : Mn core-shell particles were formed by heat-treating the particles under conditions of 1300 ° C. for 2 hours in an Ar atmosphere.

形成された粒子は平均膜厚200nmの結晶性のシェルを有していた。また、上記コアシェル粒子を用いてエレクトロルミネッセンス素子を作成したところ、525nmを中心としたエレクトロルミネッセンス発光スペクトルを観測し、蛍光体組成が均一であることを示した。   The formed particles had a crystalline shell with an average film thickness of 200 nm. Moreover, when an electroluminescence element was produced using the core-shell particles, an electroluminescence emission spectrum centered on 525 nm was observed, and it was shown that the phosphor composition was uniform.

以上、本発明の実施形態について詳細に述べたが、これらの実施形態は例示的なものに過ぎず、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲のみによって定められるべきものであることは言うまでもない。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, it cannot be overemphasized that these embodiment is only an illustration and the technical scope of this invention should be defined only by a claim. Yes.

(a)遊星ボールミルを上から見た図 (b)遊星ボールミルの概観図(a) Top view of planetary ball mill (b) Overview of planetary ball mill 本発明に係る第1のエレクトロルミネッセンス素子の実際の構造の例を示す断面図Sectional drawing which shows the example of the actual structure of the 1st electroluminescent element which concerns on this invention 従来の分散型エレクトロルミネッセンス素子の基本的な構造を示す断面図Sectional drawing which shows the basic structure of the conventional dispersion-type electroluminescent element 従来の薄膜型エレクトロルミネッセンス素子の基本的な構造を示す断面図Sectional drawing which shows the basic structure of the conventional thin film type electroluminescent element

符号の説明Explanation of symbols

10 遊星ボールミル
12 反応容器
14 公転台
18 粉砕ボール
20、60、80 エレクトロルミネッセンス素子
22、62、82 基板
24、64、84 透明電極
26、66、88 発光層
66a 蛍光体粒子
66b バインダー
28、68、86a、86b 絶縁層
30、70、90 背面電極
32 表面保護層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Planetary ball mill 12 Reaction container 14 Revolving stand 18 Grinding ball 20, 60, 80 Electroluminescence element 22, 62, 82 Substrate 24, 64, 84 Transparent electrode 26, 66, 88 Light emitting layer 66a Phosphor particle 66b Binder 28, 68, 86a, 86b Insulating layer 30, 70, 90 Back electrode 32 Surface protective layer

Claims (8)

少なくともコアと結晶性無機物質シェルとからなるコアシェル粒子の製造方法であって、
前記コアと、前記結晶性無機物質シェルと同一の構成金属元素を有しコアより十分小さい微粒子とを混合する工程と、
メカノケミカル反応を用いて、前記コア表面に前記微粒子を少なくとも1層以上付着させて、前記微粒子の集合体からなる仮シェルを形成する工程と、
前記仮シェルが固相反応する温度で熱処理を行なうことによって、前記コアの表面に前記結晶性無機物質シェルを形成する工程と、
を有することを特徴とする、コアシェル粒子の製造方法。
A method for producing core-shell particles comprising at least a core and a crystalline inorganic substance shell,
Mixing the core and fine particles having the same constituent metal elements as the crystalline inorganic substance shell and sufficiently smaller than the core;
Using a mechanochemical reaction to attach at least one layer of the fine particles to the core surface to form a temporary shell made of an aggregate of the fine particles;
Forming the crystalline inorganic substance shell on the surface of the core by performing a heat treatment at a temperature at which the temporary shell undergoes a solid phase reaction;
A method for producing core-shell particles, comprising:
少なくともコアと結晶性無機物質シェルとからなるコアシェル粒子の製造方法であって、
前記コアと、前記結晶性無機物質シェルと同一の構成金属元素を有するように配合された前記コアより十分小さい2種類以上の微粒子とを混合する工程と、
メカノケミカル反応を用いて、前記コア表面に前記2種類以上の微粒子を均一に分散した状態で少なくとも1層以上付着させて、前記2種類以上の微粒子および/またはその化合物の集合体からなる仮シェルを形成する工程と、
前記仮シェルが固相反応する温度で熱処理を行なうことによって、前記コアの表面に前記結晶性無機物質シェルを形成する工程と、
を有することを特徴とする、コアシェル粒子の製造方法。
A method for producing core-shell particles comprising at least a core and a crystalline inorganic substance shell,
Mixing the core and two or more kinds of fine particles sufficiently smaller than the core blended so as to have the same constituent metal elements as the crystalline inorganic substance shell;
Using a mechanochemical reaction, at least one or more layers are adhered to the core surface in a state where the two or more kinds of fine particles are uniformly dispersed to form a temporary shell comprising the aggregate of the two or more kinds of fine particles and / or a compound thereof. Forming a step;
Forming the crystalline inorganic substance shell on the surface of the core by performing a heat treatment at a temperature at which the temporary shell undergoes a solid phase reaction;
A method for producing core-shell particles, comprising:
前記結晶性無機物質シェルが蛍光体であることを特徴とする、請求項1または2に記載のコアシェル粒子の製造方法。   The method for producing core-shell particles according to claim 1 or 2, wherein the crystalline inorganic substance shell is a phosphor. 前記蛍光体がエレクトロルミネッセンス蛍光体であることを特徴とする、請求項3に記載のコアシェル粒子の製造方法。   The method for producing core-shell particles according to claim 3, wherein the phosphor is an electroluminescence phosphor. 前記エレクトロルミネッセンス蛍光体がZnS:Mnであることを特徴とする請求項4に記載のコアシェル粒子の製造方法。   The method for producing core-shell particles according to claim 4, wherein the electroluminescent phosphor is ZnS: Mn. 前記エレクトロルミネッセンス蛍光体がZnSiO:Mnであることを特徴とする請求項4に記載のコアシェル粒子の製造方法。 The method for producing core-shell particles according to claim 4, wherein the electroluminescent phosphor is Zn 2 SiO 4 : Mn. 前記コアが誘電率の大きな誘電体であることを特徴とする、請求項1乃至6のいずれかに記載のコアシェル粒子の製造方法。   The method for producing core-shell particles according to any one of claims 1 to 6, wherein the core is a dielectric having a high dielectric constant. 前記誘電体がBaTiOであることを特徴とする、請求項7に記載のコアシェル粒子の製造方法。 The method of manufacturing core-shell particles according to claim 7, wherein the dielectric is BaTiO 3 .
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