JP2007112831A - Light-emitting particle, method for producing the same and light-emitting device - Google Patents

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Shogo Nasu
昌吾 那須
Masayuki Ono
雅行 小野
Toshiyuki Aoyama
俊之 青山
Masaru Odagiri
優 小田桐
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide light-emitting particles capable of realizing a high moisture resistance and highly brightening property simultaneously. <P>SOLUTION: The light-emitting particles are provided by covering the surface of the particles with a covering membrane consisting mainly of an organic carbon and containing ≥1 kind of an element among H, N, O, Si and F. Another example of the light-emitting particles is provided by covering the surface of the particles with a covering membrane consisting mainly of an amorphous inorganic carbon. Also the covering membrane may further contain at least ≥1 kind of an element among H, N and F. Further the light-emitting device is equipped with a light-emitting material layer containing the light-emitting particles, a dielectric material layer installed on at least one of the surfaces of the light-emitting layer and a pair of electrodes for impressing an electric field, installed as nipping the light-emitting material layer and dielectric material layer. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電圧を印加して電場発光させる発光体粒子及びその製造方法と、該発光体粒子を用いた発光デバイスに関する。   The present invention relates to a phosphor particle that emits electroluminescence by applying a voltage, a method for producing the phosphor particle, and a light-emitting device using the phosphor particle.

蛍光体は、電場、電子線または紫外線によって励起されて発光するため、ディスプレイ、平面光源及びブラウン管蛍光体用として様々な製品に利用されている。硫化亜鉛などの無機蛍光体を用いた発光素子は、自発光性を有し、視認性に優れ、視野角が広く、応答速度が速いことから、テレビ用ディスプレイ・パソコン用ディスプレイなどの表示装置への応用が期待されている。このような背景から、発光輝度が高くしかも安価なEL素子の実用化を目指した色々な提案がなされている。また、蛍光体を有機の樹脂に混合分散させた電場発光(以下、ELランプという。)ランプがある。   Since the phosphor emits light when excited by an electric field, electron beam or ultraviolet ray, it is used in various products for displays, flat light sources, and cathode ray tube phosphors. Light-emitting elements using inorganic phosphors such as zinc sulfide are self-luminous, have excellent visibility, have a wide viewing angle, and have a fast response speed, making them suitable for display devices such as TV displays and PC displays. The application of is expected. Against this background, various proposals have been made with the aim of putting EL elements having high emission luminance and low cost into practical use. In addition, there is an electroluminescent (hereinafter referred to as EL lamp) lamp in which a phosphor is mixed and dispersed in an organic resin.

しかし、このELランプでは、蛍光体が湿度に弱く、輝度の劣化、効率の低下が顕著に発生する課題がある。このため蛍光体粒子の耐湿性を向上させることが重要な技術課題である。一方、低印加電圧で、高い輝度を得るためには、被覆膜の厚みを薄くする必要がある。また、蛍光体塗布層の薄層化のためには蛍光体粒子の粒子径を小さくする必要がある。高輝度と耐湿性の両方を満足するための薄くて優れた耐湿性を有する被覆膜によって被覆された蛍光体が強く望まれる。   However, in this EL lamp, there is a problem that the phosphor is weak in humidity, and luminance degradation and efficiency reduction are remarkably generated. For this reason, it is an important technical problem to improve the moisture resistance of the phosphor particles. On the other hand, in order to obtain high luminance with a low applied voltage, it is necessary to reduce the thickness of the coating film. Further, in order to make the phosphor coating layer thinner, it is necessary to reduce the particle diameter of the phosphor particles. There is a strong demand for a phosphor coated with a thin coating film having excellent moisture resistance to satisfy both high luminance and moisture resistance.

この課題を解決するために、蛍光体表面を保護膜で被覆する提案が数多くなされている。例えば、蛍光体の防湿性を向上させるために、蛍光体粒子の表面を金属酸化物で被覆する方法が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。この方法では、流動化させた蛍光体粒子の表面に、金属アルコキシドオリゴマーから金属酸化物被膜を形成している。また、蛍光体表面に加熱により融解して極性を示す有機材料の融液に金属化合物の塩を溶解し、蛍光体粒子表面に被覆層を形成する方法が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。   In order to solve this problem, many proposals for covering the phosphor surface with a protective film have been made. For example, in order to improve the moisture resistance of the phosphor, a method of coating the surface of the phosphor particles with a metal oxide has been disclosed (see, for example, Patent Document 1). In this method, a metal oxide film is formed from a metal alkoxide oligomer on the surface of fluidized phosphor particles. In addition, a method has been proposed in which a salt of a metal compound is dissolved in a melt of an organic material that exhibits polarity by melting on the phosphor surface to form a coating layer on the phosphor particle surface (for example, Patent Document 2). reference.).

更に、気相中で蛍光体粒子表面に酸化物を形成する技術も提案されている。例えば、大気圧または大気圧近傍の圧力下において、反応性ガスを電極間に導入してプラズマを発生させ、このプラズマ状態の反応性ガスに蛍光体を晒して、表面に酸化物被膜を形成する方法が提案されている(例えば、特許文献3参照。)。   Furthermore, a technique for forming an oxide on the surface of the phosphor particles in the gas phase has also been proposed. For example, a reactive gas is introduced between electrodes under a pressure of atmospheric pressure or near atmospheric pressure to generate plasma, and a phosphor is exposed to the reactive gas in the plasma state to form an oxide film on the surface. A method has been proposed (see, for example, Patent Document 3).

特開平9−263753号公報JP-A-9-263653 特開2004−137482号公報JP 2004-137482 A 特開2003−336046号公報JP 2003-336046 A

しかし、従来の方法は、いずれも蛍光体を被覆する被覆膜が金属酸化物や窒化物、酸窒化物、硫化物、酸硫化物などであり、結晶粒界や、組織上の欠陥、ピンホールなどの問題が存在する。また、これらの被覆材料は本質的に硬度が高く脆性が大きい。そのため上述のような欠陥が発生しやすく、結果的に耐湿性などの信頼性に問題が発生する。更に蛍光体粒子の粒子径を小さくし、被覆膜の厚みを薄くする必要性が高くなるほどピンホールの存在や膜質の劣化が顕著になり、被覆膜の薄層化と耐湿性の両立が十分にできない問題点があった。   However, in all of the conventional methods, the coating film for coating the phosphor is a metal oxide, nitride, oxynitride, sulfide, oxysulfide, etc. There are problems such as holes. Moreover, these coating materials are essentially hard and brittle. For this reason, the above-described defects are likely to occur, and as a result, there is a problem in reliability such as moisture resistance. Furthermore, the smaller the particle size of the phosphor particles and the thinner the coating film, the higher the necessity of pinholes and degradation of film quality, and the compatibility between thin coating film and moisture resistance. There was a problem that could not be enough.

本発明の目的は、従来の問題点を解決して、高輝度化と低価格化とを同時に実現した発光体粒子及びそれを用いたELデバイスを提供することである。   An object of the present invention is to solve the conventional problems and to provide phosphor particles that can simultaneously realize high luminance and low price and an EL device using the same.

本発明に係る発光体粒子は、粒子表面を、有機炭素を主体とし、H,N,O,Si,Fの中から1種類以上の元素を含む被覆膜で被覆したことを特徴とする。なお、「有機炭素」とは、有機物を構成する炭素を意味する。   The phosphor particles according to the present invention are characterized in that the particle surface is coated with a coating film mainly composed of organic carbon and containing one or more elements selected from H, N, O, Si, and F. “Organic carbon” means carbon constituting an organic substance.

また、前記被覆膜は、[−CH−]成分を含んでもよい。さらに、前記被覆膜は、[−CH−]成分のネットワークを含んでもよい。 The coating film may contain a [—CH 2 —] component. Further, the coating film may include a network of [—CH 2 —] components.

本発明に係る発光体粒子は、粒子表面を、非晶質無機炭素を主体とする被覆膜で被覆したことを特徴とする。なお、「無機炭素」とは、元素状炭素を意味する。また、「非晶質」とはX線回折法で明確な結晶構造を示さないものである。   The phosphor particles according to the present invention are characterized in that the particle surfaces are coated with a coating film mainly composed of amorphous inorganic carbon. “Inorganic carbon” means elemental carbon. In addition, “amorphous” means a material that does not show a clear crystal structure by X-ray diffraction.

また、前記被覆膜は、H、N、Fの内、少なくとも1種類以上の元素をさらに含んでもよい。さらに、前記被覆膜は、ダイヤモンドライク・カーボン膜を含んでもよい。   The coating film may further include at least one element selected from H, N, and F. Furthermore, the coating film may include a diamond-like carbon film.

さらに、粒子表面を被覆する前記被覆膜の膜厚は、1nm〜1000nmであってもよい。   Furthermore, the film thickness of the coating film covering the particle surface may be 1 nm to 1000 nm.

本発明に係る発光デバイスは、前記発光体粒子を含む発光体層と、
前記発光体層の少なくとも一方の面に設けられた誘電体層と、
前記発光体層及び前記誘電体層を挟んで設けられ、電場を印加する一対の電極と
を備えたことを特徴とする。
A light-emitting device according to the present invention comprises a phosphor layer containing the phosphor particles,
A dielectric layer provided on at least one surface of the phosphor layer;
It is provided with a pair of electrodes which are provided with the light emitting layer and the dielectric layer interposed therebetween and which apply an electric field.

本発明に係る発光体粒子の製造方法は、所定の真空度の装置内に、炭素を主体として含み、H,N,O,Si,Fの中から1種類以上の元素を含む原料ガスを導入するステップと、
前記装置内にプラズマ放電を発生させるステップと、
プラズマ放電を発生させた前記装置内に発光体粒子を供給し、前記発光体粒子の表面を、有機炭素を主体として含み、H,N,O,Si,Fの中から1種類以上の元素を含む被覆膜で被覆するステップと
を含むことを特徴とする。
The method for producing phosphor particles according to the present invention introduces a raw material gas containing carbon as a main component and containing one or more elements from H, N, O, Si, and F into an apparatus having a predetermined degree of vacuum. And steps to
Generating a plasma discharge in the apparatus;
Phosphor particles are supplied into the apparatus that has generated plasma discharge, the surface of the phosphor particles mainly includes organic carbon, and one or more kinds of elements are selected from H, N, O, Si, and F. And a step of covering with a covering film.

本発明に係る発光体粒子の製造方法は、装置内に発光体粒子を供給するステップと、
前記装置内を所定の真空度に真空引きするステップと、
前記装置内に、炭素を主体として含む原料ガスを導入するステップと、
前記装置内にプラズマ放電を発生させて、前記発光体粒子の表面を、非晶質無機炭素を主体として含む被覆膜で被覆するステップと
を含むことを特徴とする。
The method for producing phosphor particles according to the present invention includes supplying phosphor particles in an apparatus;
Evacuating the apparatus to a predetermined degree of vacuum;
Introducing a source gas mainly containing carbon into the apparatus;
And generating a plasma discharge in the apparatus to coat the surface of the phosphor particles with a coating film mainly containing amorphous inorganic carbon.

また、前記原料ガスは、H,N,O,Si,Fの中から1種類以上の元素を含んでもよい。これによって、前記被覆膜は、H,N,O,Si,Fの中から1種類以上の元素を含む。   The source gas may contain one or more elements from H, N, O, Si, and F. Thus, the coating film contains one or more elements from H, N, O, Si, and F.

本発明に係る発光体粒子によれば、緻密で防湿効果が高く、且つ、薄い被覆膜が形成されているため、ELランプやテレビなどのディスプレイに適用可能な高耐湿性と、高輝度化とを同時に実現できる。   According to the phosphor particles according to the present invention, since it is dense and has a high moisture-proof effect and a thin coating film is formed, it has high moisture resistance and high brightness applicable to displays such as EL lamps and televisions. Can be realized at the same time.

本発明の実施の形態に係る発光体粒子及びこの発光体粒子を用いた発光デバイスについて添付図面を用いて説明する。なお、図面において実質的に同一の部材には同一の符号を付している。   A phosphor particle and a light emitting device using the phosphor particle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, substantially the same members are denoted by the same reference numerals.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る発光体粒子10の断面構造を模式的に示した断面図である。この発光体粒子10は、発光体芯粒子1の粒子表面を被覆膜2で被覆している。この被覆膜2は、有機炭素を主たる成分として含み、少なくともH,N,O,Si,Fの中から1種類以上の元素を含む。粒子表面を有機炭素を主たる成分として含む被覆膜2で被覆しているので、湿度の影響を受けて劣化しやすい発光体を用いる場合にも、高耐湿性を付加することができる。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a cross-sectional structure of phosphor particles 10 according to Embodiment 1 of the present invention. In this phosphor particle 10, the particle surface of the phosphor core particle 1 is covered with the coating film 2. This coating film 2 contains organic carbon as a main component, and contains at least one element selected from H, N, O, Si, and F. Since the particle surface is coated with the coating film 2 containing organic carbon as a main component, high moisture resistance can be added even when using a light emitting body that easily deteriorates due to the influence of humidity.

この発光体芯粒子1としては、エレクトロルミネッセンス蛍光体であるZnS、SrS、BaAl、CaSなどの硫化物などを母材料として、発光中心や付活剤、共付活剤として、Cu,Al,Ag,Mn,Cl、I等の元素を添加したものを用いることができる。また、発光ダイオードの発光体であるZnSeなどのセレン化物、ZnTeなどのテルル化物やGaN,GaInN、GaInAlNなどの窒化物も用いることができる。 The phosphor core particle 1 includes an electroluminescent phosphor, such as ZnS, SrS, BaAl 2 S 4 , and CaS, as a base material, a luminescent center, an activator, a coactivator, Cu, What added elements, such as Al, Ag, Mn, Cl, I, can be used. In addition, selenides such as ZnSe, tellurides such as ZnTe, and nitrides such as GaN, GaInN, and GaInAlN, which are light emitters of light emitting diodes, can also be used.

また、この発光体粒子10の粒子表面に形成される被覆膜2は、上述の通り、有機炭素を主たる成分として含み、ほかにH,N,O,Si,Fの中から1種類以上の元素を含む材料からなる。この被覆膜2では、有機的であるため、柔軟性を有する。また、この被覆膜2は、[−CH−]成分を含んでもよい。さらに、[−CH−]成分のネットワークを有していてもよい。この[−CH−]成分は、ラマン分光法、FT−IR等の赤外線吸収法、SIMSによる水素原子の量測定によって検出することができる。なお、H,N,O,Si,F等の元素成分は、有機炭素原子と結合しているか、あるいは、上記[−CH−]成分のネットワーク中に含まれていてもよい。これらの元素成分を含むことによって、さらに撥水性、耐湿性が向上する。また、被覆膜2の厚さとしては、1nm〜1000nmの範囲が望ましい。なお、被覆膜2の厚さが200nm程度であっても高い耐電圧、耐湿性が得られる。 The coating film 2 formed on the surface of the phosphor particles 10 contains organic carbon as a main component as described above, and one or more kinds of H, N, O, Si, and F. It is made of a material containing elements. Since this coating film 2 is organic, it has flexibility. Further, the coating film 2 may include a [—CH 2 —] component. Furthermore, [- CH 2 -] may have a network of components. This [—CH 2 —] component can be detected by Raman spectroscopy, an infrared absorption method such as FT-IR, or the amount measurement of hydrogen atoms by SIMS. Note that elemental components such as H, N, O, Si, and F may be bonded to an organic carbon atom or may be included in the network of the [—CH 2 —] component. By including these element components, water repellency and moisture resistance are further improved. Moreover, as thickness of the coating film 2, the range of 1 nm-1000 nm is desirable. Even if the thickness of the coating film 2 is about 200 nm, high withstand voltage and moisture resistance can be obtained.

この被覆膜2の形成方法は、上記原料ガスを高周波プラズマやマイクロ波プラズマに導入し、プラズマ中に発光体を適量ずつ入れて表面に被膜を形成する方法を用いることができる。   As a method for forming the coating film 2, a method can be used in which the raw material gas is introduced into high-frequency plasma or microwave plasma, and an appropriate amount of light emitters are put in the plasma to form a coating on the surface.

図3は、本発明の実施の形態1に係る発光体粒子の製造方法のフローチャートである。
(a)まず、表面被覆を行う装置の内部を真空引きする(S01)。
(b)所定の真空度に達したところで、装置内に原材料ガスと添加ガスとを導入する(S02)。炭素Cの原材料としては、CH、C、Cなどの炭化水素系のガスや、C、パリレンなどを用いることができる。また、添加用ガスとしては、H、O、NH、N、NH、CO、NO、CF、フルオロカーボン、HO、CO、SiH、SFなどの原料を使用することができる。なお、原料ガス及び添加ガスにおける水素ガス濃度を増加させることによって、被覆膜2中に[−CH−]成分を含ませることができる。
(c)装置内にプラズマ放電を発生させる(S03)。ここで、プラズマ放電には、周波数13.56MHzの高周波電力やマイクロ波電力を供給する。なお、ここではプラズマ放電によって被覆膜2を形成しているが、上述のように、この方法に限られない。
(d)プラズマ放電が発生すると、装置内に発光体粒子を供給する(S04)。
(e)発光体粒子の表面を被覆膜で被覆する(S05)。
(f)粒子表面が被覆された発光体粒子を装置内から取り出す(S06)。
以上によって、粒子表面が有機炭素を主体とする被覆膜2で被覆された発光体粒子を得ることができる。
FIG. 3 is a flowchart of the method for producing luminescent particles according to Embodiment 1 of the present invention.
(A) First, the inside of the apparatus for surface coating is evacuated (S01).
(B) When a predetermined degree of vacuum is reached, the raw material gas and the additive gas are introduced into the apparatus (S02). As a raw material for carbon C, hydrocarbon gases such as CH 4 , C 2 H 4 , and C 3 H 8 , C 2 H 2 , parylene, and the like can be used. Examples of the additive gas include H 2 , O 2 , NH 3 , N 2 , NH 3 , CO 2 , NO, CF 4 , fluorocarbon, H 2 O, C 2 H 4 O, SiH 4 , and SF 6 . Raw materials can be used. In addition, the [—CH 2 —] component can be included in the coating film 2 by increasing the hydrogen gas concentration in the source gas and the additive gas.
(C) Plasma discharge is generated in the apparatus (S03). Here, high-frequency power or microwave power with a frequency of 13.56 MHz is supplied to the plasma discharge. Here, the coating film 2 is formed by plasma discharge, but the method is not limited to this as described above.
(D) When plasma discharge occurs, luminescent particles are supplied into the apparatus (S04).
(E) The surface of the phosphor particles is coated with a coating film (S05).
(F) The phosphor particles coated with the particle surface are taken out from the apparatus (S06).
As described above, phosphor particles whose particle surfaces are coated with the coating film 2 mainly composed of organic carbon can be obtained.

得られた発光体粒子の被覆膜2を、XMA(X線マイクロアナライザ)法、蛍光X線法やオージェ分析などによって組成元素分析すると、有機炭素が主成分であり、その他に添加ガス、材料によってH,N,O,Si,F等の各元素が観測される。また、原料ガス及び添加ガス中における水素ガス濃度が高かった場合には、被覆膜2中に[−CH−]成分を含む。被覆膜中に含まれる[−CH−]成分は、ポリマー成分とも呼ばれ、このポリマー成分が増すにつれて被覆膜の抵抗率が上昇することが知られている。この被覆膜2は、ガスの種類、混合比、ガス流量、プラズマ電力などの作製条件で膜の組成や性質が異なる。また、この被覆膜2は、全炭素として20〜95原子%含んでおり、ほかにH,N,O,Si,Fの中から1種類以上の元素の含有量が1原子%以上である。この被覆膜は、無機材料の機械的強度、耐電圧と有機材料の柔軟性を有している。更に緻密でピンホールが極めて少ない。また、H,N,O,Si,F等の添加元素を加えることによって、被覆膜2の化学的安定性を向上させるとともに水分の透過を著しく防ぐことができ、優れた防湿性を得ることができる。 When the coating film 2 of the obtained phosphor particles is subjected to compositional element analysis by XMA (X-ray microanalyzer) method, fluorescent X-ray method, Auger analysis, etc., organic carbon is the main component, and in addition, additional gases and materials Thus, each element such as H, N, O, Si, and F is observed. Further, when the hydrogen gas concentration in the source gas and the additive gas is high, the coating film 2 contains a [—CH 2 —] component. The [—CH 2 —] component contained in the coating film is also called a polymer component, and it is known that the resistivity of the coating film increases as the polymer component increases. This coating film 2 differs in composition and properties of the film depending on production conditions such as gas type, mixing ratio, gas flow rate, and plasma power. In addition, the coating film 2 contains 20 to 95 atomic% as the total carbon, and the content of one or more elements out of H, N, O, Si, and F is 1 atomic% or more. . This coating film has the mechanical strength of an inorganic material, withstand voltage, and the flexibility of an organic material. Furthermore, it is dense and has very few pinholes. Moreover, by adding additional elements such as H, N, O, Si, and F, the chemical stability of the coating film 2 can be improved and the permeation of moisture can be remarkably prevented, thereby obtaining excellent moisture resistance. Can do.

また、被覆膜12の厚さは、被覆発光体粒子の断面をSEM(走査型電子顕微鏡)観察または、TEM(透過型電子顕微鏡)で測定することができる。この被覆膜は、上述の通り、緻密で化学的安定性が高いため、非常に薄い場合、例えば、200nm以下の厚さでも防湿の効果は大きいが、被覆膜12の厚さとしては、1nm〜1000nmの範囲が望ましい。   The thickness of the coating film 12 can be measured by SEM (scanning electron microscope) observation or TEM (transmission electron microscope) observation of the cross section of the coated phosphor particles. As described above, since this coating film is dense and has high chemical stability, if it is very thin, for example, even if it has a thickness of 200 nm or less, the moisture-proof effect is great. The range of 1 nm to 1000 nm is desirable.

以上のように、この被覆膜は、無機材料の機械的強度と有機材料の柔軟性を有し、かつ添加元素によって耐湿性を大幅に向上させることができる。また、この被覆膜は、薄くても緻密で、ピンホールが無い。そこで、発光体粒子を上記の被覆膜で被覆することで耐湿性の優れた発光体粒子を得ることが可能となる。   As described above, this coating film has the mechanical strength of an inorganic material and the flexibility of an organic material, and can significantly improve moisture resistance by an additive element. Further, this coating film is thin and dense and has no pinhole. Therefore, it is possible to obtain phosphor particles having excellent moisture resistance by coating the phosphor particles with the above-described coating film.

図2は、本発明の実施の形態1に係る発光体粒子を用いた発光デバイス20の基本構成を示す断面図である。この発光デバイス20は、基板21の上に背面電極22、誘電体層23を順次形成し、さらに誘電体層23の上に本発明の発光体粒子10を含む発光体層24を設け、発光体層24の上に前面電極25を設けている。背面電極22としては、Pt、Pd、Au、Ir、Rh、Niなどの導電体であればいずれでも適用できる。誘電体層23としては、誘電体粒子を樹脂製のバインダーの中に混入したものや、誘電体膜などの誘電体層であればいずれでも適用できる。また、誘電体層23に用いられる誘電体粒子又は誘電体膜の材料としては、チタン酸バリウム(BaTiO)、チタン酸バリウムストロンチウム(BaSrTiO)、チタン酸鉛(PbTiO),チタン酸ジルコニウム鉛(PbZrTiO)、チタン酸ビスマス(BiTiO、但しBi:Ti=4:3)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO)、チタン酸ビスマスランタン(BiLaTiO、但し、Bi:La:Ti=3.35:0.75:3)等が、誘電特性、絶縁耐圧特性、成膜特性などに優れる点で好ましい。誘電体層23は、スパッタ法、ゾルゲル法、エアロゾルデポジション法、CVD法(化学気相法)、MOCVD(有機金属化学気相法)などの薄膜形成法で形成したものを用いることができる。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing the basic configuration of the light-emitting device 20 using the phosphor particles according to Embodiment 1 of the present invention. In the light emitting device 20, a back electrode 22 and a dielectric layer 23 are sequentially formed on a substrate 21, and a light emitter layer 24 including the light emitter particles 10 of the present invention is further provided on the dielectric layer 23. A front electrode 25 is provided on the layer 24. As the back electrode 22, any conductor such as Pt, Pd, Au, Ir, Rh, Ni can be applied. As the dielectric layer 23, any dielectric layer in which dielectric particles are mixed in a resin binder or a dielectric layer such as a dielectric film can be applied. The dielectric particles or dielectric film materials used for the dielectric layer 23 include barium titanate (BaTiO 3 ), barium strontium titanate (BaSrTiO 3 ), lead titanate (PbTiO 3 ), lead zirconium titanate. (PbZrTiO 3 ), bismuth titanate (BiTiO 3 , Bi: Ti = 4: 3), strontium titanate (SrTiO 3 ), bismuth lanthanum titanate (BiLaTiO 3 , Bi: La: Ti = 3.35: 0.75: 3) is preferable in terms of excellent dielectric characteristics, dielectric strength characteristics, film formation characteristics, and the like. The dielectric layer 23 may be formed by a thin film formation method such as sputtering, sol-gel method, aerosol deposition method, CVD method (chemical vapor phase method), or MOCVD (metal organic chemical vapor phase method).

発光体層24は、発光体粒子を樹脂製の材料からなるバインダーの中に混入したものである。なお、この発光体粒子は、発光体芯粒子としてZnS:Cu,Clを用い、実施の形態1に記載の方法によって被覆膜を形成している。   The luminous body layer 24 is obtained by mixing luminous body particles in a binder made of a resin material. In this phosphor particle, ZnS: Cu, Cl is used as the phosphor core particle, and a coating film is formed by the method described in the first embodiment.

また、基板21としては、プラスチック基板、セラミック基板、ガラス基板など、通常のEL素子に用いられている基板であればいずれでも適用できる。   The substrate 21 may be any substrate that is used for a normal EL element, such as a plastic substrate, a ceramic substrate, or a glass substrate.

さらに、前面電極25としては、ITO(InにSnOをドープしたもの)、InZnO、GaZnO、AlZnO,酸化錫など一般に良く知られている光透過性の透明導電体であればいずれでも適用できる。尚、発光体層24からは全方向に発光しているので、基板21側から光を取り出す場合は、背面電極22および前面電極25で説明した電極材料を入れ替えればよい。 Further, as the front electrode 25, any generally known light-transmitting transparent conductor such as ITO (In 2 O 3 doped with SnO 2 ), InZnO, GaZnO, AlZnO, tin oxide or the like may be used. Applicable. Since the light emitting layer 24 emits light in all directions, the electrode materials described for the back electrode 22 and the front electrode 25 may be replaced when light is extracted from the substrate 21 side.

一方、本発明の発光デバイス20において、発光体芯粒子1に前記発光ダイオード用の発光体粒子を用いる場合、誘電体層23を設置しないで、直接電極から発光層に24に電子または正孔を注入して発光させる。   On the other hand, in the light-emitting device 20 of the present invention, when the light-emitting diode particles for the light-emitting diode are used for the light-emitting core particles 1, electrons or holes are directly transferred from the electrode to the light-emitting layer 24 without providing the dielectric layer 23. Inject to emit light.

(実施の形態2)
本発明の実施の形態2に係る発光体粒子は、実施の形態1に係る発光体粒子と比較すると、被覆膜が、非晶質無機炭素膜を主体として含む点で相違する。この被覆膜は、ダイヤモンドライク・カーボン膜(DLC)を主たる成分として含んでもよい。なお、この被覆膜は、テトラヘドラルアモルファスカーボン膜(ta−C)であってもよい。また、この被覆膜は、その構造中にH、N、Fの元素のうち、少なくとも1種類の元素を含んでいてもよい。
(Embodiment 2)
The phosphor particles according to the second embodiment of the present invention are different from the phosphor particles according to the first embodiment in that the coating film mainly includes an amorphous inorganic carbon film. This coating film may contain a diamond-like carbon film (DLC) as a main component. The covering film may be a tetrahedral amorphous carbon film (ta-C). In addition, the coating film may contain at least one element among the elements H, N, and F in its structure.

この被覆膜は、上述の通り、非晶質無機炭素を主体として含むため、非常に薄い場合、例えば、200nm以下の厚さでも高い防湿性が得られるが、被覆膜の厚さとしては、1nm〜1000nmの範囲が望ましい。   As described above, since this coating film contains amorphous inorganic carbon as a main component, when it is very thin, for example, a high moisture-proof property can be obtained even with a thickness of 200 nm or less. The range of 1 nm to 1000 nm is desirable.

本発明の実施の形態2に係る発光体粒子の製造方法は、実施の形態1に係る発光体粒子の製造方法と比較すると、装置内に発光体粒子を供給し、原料ガスを導入した後、プラズマ放電を発生させて、粒子表面に被覆膜を形成している点で相違する。   Compared with the manufacturing method of the phosphor particles according to Embodiment 1, the manufacturing method of the phosphor particles according to Embodiment 2 of the present invention supplies the phosphor particles into the apparatus and introduces the source gas, The difference is that a plasma discharge is generated to form a coating film on the particle surface.

図4は、本発明の実施の形態2に係る発光体粒子の製造方法のフローチャートである。
(a)装置内に発光体粒子を供給する(S11)。
(b)装置内を真空引きする(S12)。
(c)装置内に原料ガスを導入する(S13)。原料ガスとして、CH、C、C等の炭化水素系のガスを用いることができる。なお、添加ガスとして、H,NH、N、NH、CO、NO、CF、SiHなどを使用してもよい。
(d)装置内にプラズマ放電を発生させる(S14)。装置を回転させ、実施の形態1と同様に、高周波プラズマやマイクロ波プラズマ等のプラズマ放電を発生させる。
(e)発光体粒子の表面を被覆膜で被覆する(S15)。この被覆膜は、炭素を60原子%以上含有する非晶質無機炭素を主体とする。
(f)発光体粒子を装置内から取り出す(S16)。
以上によって、粒子表面が被覆された発光体粒子を得ることができる。
FIG. 4 is a flowchart of the method for producing luminescent particles according to Embodiment 2 of the present invention.
(A) The phosphor particles are supplied into the apparatus (S11).
(B) The inside of the apparatus is evacuated (S12).
(C) The raw material gas is introduced into the apparatus (S13). A hydrocarbon gas such as CH 4 , C 2 H 4 , and C 3 H 8 can be used as the source gas. Note that H 2 , NH 3 , N 2 , NH 3 , CO 2 , NO, CF 4 , SiH 4, or the like may be used as the additive gas.
(D) Plasma discharge is generated in the apparatus (S14). The apparatus is rotated to generate plasma discharge such as high-frequency plasma or microwave plasma as in the first embodiment.
(E) The surface of the phosphor particles is coated with a coating film (S15). This coating film is mainly composed of amorphous inorganic carbon containing 60 atomic% or more of carbon.
(F) The phosphor particles are taken out from the apparatus (S16).
As described above, phosphor particles with the particle surface coated can be obtained.

この被覆膜は、実施の形態1と同様な方法及びX線回折法で分析を行うと非常に緻密な被覆膜であることがわかった。また、この被覆膜は、炭素Cを60原子%以上含有している非晶質無機炭素膜であった。なお、非晶質無機炭素膜とは、X線回折法で明確な結晶構造を示す回折パターンが観測されない炭素膜であって、ダイヤモンドライク・カーボン膜も含まれる。さらに、テトラヘドラルアモルファスカーボン膜を含んでもよい。この被覆膜は、非晶質無機炭素膜であるので、結晶粒界がなく、湿気の侵入がない。そのため耐湿性が高い。また、硬度が高く、機械的強度も高い。また、添加ガスとして、H,NH、N、NH、CO、NO、CF、SiH等を使用すると、被覆膜は、非晶質炭素膜にH,N,O,Si,F等の添加元素を含んだ膜となる。添加元素のH,N,O,Si,Fは、膜の化学的安定性を向上させるとともに水分の透過を著しく防ぎ、優れた防湿性を示す。 This coating film was found to be a very dense coating film when analyzed by the same method and X-ray diffraction method as in the first embodiment. This coating film was an amorphous inorganic carbon film containing 60 atomic% or more of carbon C. The amorphous inorganic carbon film is a carbon film in which a diffraction pattern showing a clear crystal structure is not observed by an X-ray diffraction method, and includes a diamond-like carbon film. Furthermore, a tetrahedral amorphous carbon film may be included. Since this coating film is an amorphous inorganic carbon film, there is no crystal grain boundary and moisture does not enter. Therefore, the moisture resistance is high. Moreover, the hardness is high and the mechanical strength is also high. Further, when H 2 , NH 3 , N 2 , NH 3 , CO 2 , NO, CF 4 , SiH 4, or the like is used as the additive gas, the coating film becomes an amorphous carbon film with H, N, O, The film contains an additive element such as Si or F. The additive elements H, N, O, Si, and F improve the chemical stability of the film and remarkably prevent moisture permeation, and exhibit excellent moisture resistance.

この被覆膜は、ラマン分光法、FT−IR等の赤外線吸収法、SIMSによる水素原子の量測定等によって観測できる。特に、この被覆膜では、ラマンスペクトルにおいて、1350cm−1付近のピーク(D−band)と、1570cm−1付近のピーク(G−band)とが観測されることを特徴とする。一方、テトラヘドラルアモルファスカーボン膜(ta−C)の場合、成膜条件によっては、D−bandのピークが相対的に小さくなる。なお、参考として、ダイヤモンドの場合には、ラマンスペクトルにおいて1350cm−1付近の鋭いピークを示すが、1570cm−1付近にはピークが見られない。また、グラファイトでは、1570cm−1付近にピークが見られるが、1350cm−1付近にはピークが見られない。 This coating film can be observed by Raman spectroscopy, infrared absorption methods such as FT-IR, measurement of the amount of hydrogen atoms by SIMS, and the like. In particular, this coating film is characterized in that a peak near 1350 cm −1 (D-band) and a peak near 1570 cm −1 (G-band) are observed in the Raman spectrum. On the other hand, in the case of a tetrahedral amorphous carbon film (ta-C), the D-band peak is relatively small depending on the film forming conditions. As a reference, in the case of diamond, it shows a sharp peak around 1350 cm -1 in the Raman spectrum, not show a peak in the vicinity of 1570 cm -1. In graphite, a peak is observed in the vicinity of 1570 cm −1 , but no peak is observed in the vicinity of 1350 cm −1 .

本発明に係る発光体粒子は、緻密で防湿効果が高く、且つ、薄い被覆膜が形成されているため、ELランプやテレビなどのディスプレイに有用である。   The phosphor particles according to the present invention are dense, have a high moisture-proof effect, and have a thin coating film, and thus are useful for displays such as EL lamps and televisions.

本発明の実施の形態1に係る発光体粒子の断面を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the cross section of the light-emitting body particle which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る発光体粒子の製造方法のフローチャートである。It is a flowchart of the manufacturing method of the light-emitting body particle which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る発光デバイスの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the light-emitting device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2に係る発光体粒子の製造方法のフローチャートである。It is a flowchart of the manufacturing method of the light-emitting body particle which concerns on Embodiment 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 発光体粒子、11 発光体芯粒子、12 被覆膜、20 発光デバイス、21 基板、22 背面電極、23 誘電体層、24 発光体層、25 前面電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Light-emitting body particle, 11 Light-emitting body core particle, 12 Coating film, 20 Light-emitting device, 21 Substrate, 22 Back electrode, 23 Dielectric layer, 24 Light-emitting body layer, 25 Front electrode

Claims (11)

粒子表面を、有機炭素を主体として含み、H,N,O,Si,Fの中から1種類以上の元素を含む被覆膜で被覆したことを特徴とする発光体粒子。   A phosphor particle characterized in that the particle surface is coated with a coating film containing organic carbon as a main component and containing one or more elements selected from H, N, O, Si, and F. 前記被覆膜は、[−CH−]成分を含むことを特徴とする請求項1に記載の発光体粒子。 The phosphor particles according to claim 1, wherein the coating film includes a [—CH 2 —] component. 前記被覆膜は、[−CH−]成分のネットワークを含むことを特徴とする請求項1に記載の発光体粒子。 The phosphor particles according to claim 1, wherein the coating film includes a network of [—CH 2 —] components. 粒子表面を、非晶質無機炭素を主体とする被覆膜で被覆したことを特徴とする発光体粒子。   A phosphor particle, wherein the particle surface is coated with a coating film mainly composed of amorphous inorganic carbon. 前記被覆膜は、H、N、Fの内、少なくとも1種類以上の元素をさらに含むことを特徴とする請求項4に記載の発光体粒子。   The phosphor particles according to claim 4, wherein the coating film further includes at least one element of H, N, and F. 前記被覆膜は、ダイヤモンドライク・カーボン膜を含むことを特徴とする請求項1及び4に記載の発光体粒子。   The phosphor particles according to claim 1, wherein the coating film includes a diamond-like carbon film. 粒子表面を被覆する前記被覆膜の膜厚は、1nm〜1000nmであることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の発光体粒子。   The phosphor particle according to any one of claims 1 to 6, wherein the coating film covering the particle surface has a thickness of 1 nm to 1000 nm. 請求項1から7のいずれか一項に記載の前記発光体粒子を含む発光体層と、
前記発光体層の少なくとも一方の面に設けられた誘電体層と、
前記発光体層及び前記誘電体層を挟んで設けられ、電場を印加する一対の電極と
を備えたことを特徴とする発光デバイス。
A phosphor layer comprising the phosphor particles according to any one of claims 1 to 7,
A dielectric layer provided on at least one surface of the phosphor layer;
A light-emitting device, comprising: a pair of electrodes provided across the light-emitting body layer and the dielectric layer and applying an electric field.
所定の真空度の装置内に、炭素を主体として含み、H,N,O,Si,Fの中から1種類以上の元素を含む原料ガスを導入するステップと、
前記装置内にプラズマ放電を発生させるステップと、
プラズマ放電を発生させた前記装置内に発光体粒子を供給して、前記発光体粒子の表面を、有機炭素を主体として含み、H,N,O,Si,Fの中から1種類以上の元素を含む被覆膜で被覆するステップと
を含むことを特徴とする粒子表面が被覆された発光体粒子の製造方法。
Introducing a source gas containing carbon as a main component and containing one or more elements from H, N, O, Si, and F into an apparatus having a predetermined degree of vacuum;
Generating a plasma discharge in the apparatus;
Phosphor particles are supplied into the device that has generated plasma discharge, and the surface of the phosphor particles contains organic carbon as a main component, and one or more elements selected from H, N, O, Si, and F And a step of coating with a coating film comprising: a method for producing phosphor particles coated with a particle surface.
装置内に発光体粒子を供給するステップと、
前記装置内を所定の真空度に真空引きするステップと、
前記装置内に、炭素を主体として含む原料ガスを導入するステップと、
前記装置内にプラズマ放電を発生させて、前記発光体粒子の表面を、非晶質無機炭素を主体として含む被覆膜で被覆するステップと
を含むことを特徴とする粒子表面が被覆された発光体粒子の製造方法。
Supplying phosphor particles in the apparatus;
Evacuating the apparatus to a predetermined degree of vacuum;
Introducing a source gas mainly containing carbon into the apparatus;
And generating a plasma discharge in the apparatus to coat the surface of the phosphor particles with a coating film mainly containing amorphous inorganic carbon. A method for producing body particles.
前記原料ガスは、H,N,O,Si,Fの中から1種類以上の元素を含み、前記被覆膜は、H,N,O,Si,Fの中から1種類以上の元素を含むことを特徴とする請求項10に記載の発光体粒子の製造方法。
The source gas contains one or more elements from H, N, O, Si, and F, and the coating film contains one or more elements from H, N, O, Si, and F. The method for producing phosphor particles according to claim 10.
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JP2015505869A (en) * 2011-11-30 2015-02-26 マイクロン テクノロジー, インク. Coated color conversion particles and related devices, systems, and methods

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