JP4194079B2 - 電場発光蛍光体およびその製造方法 - Google Patents
電場発光蛍光体およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4194079B2 JP4194079B2 JP2003034114A JP2003034114A JP4194079B2 JP 4194079 B2 JP4194079 B2 JP 4194079B2 JP 2003034114 A JP2003034114 A JP 2003034114A JP 2003034114 A JP2003034114 A JP 2003034114A JP 4194079 B2 JP4194079 B2 JP 4194079B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnesium
- alkaline earth
- earth metal
- strontium
- calcium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/58—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing copper, silver or gold
- C09K11/582—Chalcogenides
- C09K11/586—Chalcogenides with alkaline earth metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/57—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing manganese or rhenium
- C09K11/572—Chalcogenides
- C09K11/576—Chalcogenides with alkaline earth metals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、母体がＺｎＳ・ａＡＯで表され、Ａがマグネシウム(Ｍｇ)、カルシウム(Ｃａ)、ストロンチウム(Ｓｒ)およびバリウム(Ｂａ)の少なくともいずれか１つの元素である電場発光蛍光体およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、有機分散型ＥＬ(Electro Luminescence)素子は、電場発光蛍光体を誘電体中に分散させた発光層の両側に電極を配設して、これら電極のうちの少なくとも一方を透明電極として構成されており、これら電極間に交流電圧を印加することにより発光する。そして、このような有機分散型ＥＬ素子は、携帯電話のバックライトや、その他の表示装置のバックライトとして用いられている。
【０００３】
さらに、この種の有機分散型ＥＬ素子に用いられる電場発光蛍光体としては、硫化亜鉛(ＺｎＳ)を母体として、この硫化亜鉛に付活剤として銅(Ｃｕ)およびマンガン(Ｍｎ)の少なくともいずれか一方の元素と、共付活剤として塩素(Ｃｌ)、臭素(Ｂｒ)、ヨウ素(Ｉ)およびアルミニウム(Ａｌ)の少なくともいずれか一つの元素とを含有した硫化亜鉛系が一般的である。
【０００４】
そして、従来、これら硫化亜鉛系の電場発光蛍光体の発光効率や寿命などの様々な特性を向上させるために種々の手法が提案されている。そのうちの１つの手段としては、硫化亜鉛などの母体に付活剤と共付活剤兼用粒成長促進剤とを添加し、焼成する際に、ハロゲン化物以外のマグネシウム化合物を添加して、未成長粒子の発生を消滅させ、粒径および形状を揃えているものが知られている。具体的には、蛍光母体に付活剤と共付活剤兼用粒成長促進剤とを添加した混合物を一次焼成し、さらに二次焼成して電場発光蛍光体を形成するにあたり、これら一次焼成時および二次焼成時の少なくともいずれかのときにハロゲン化物以外のマグネシウム化合物を蛍光母体１モルに対し０．１モル％以上１０モル％以下の割合、すなわちモル比で０．００１以上０．１以下添加している(例えば、特許文献１参照。)。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−９０２６２号公報（第３頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記電場発光蛍光体の製造方法では、ハロゲン化物以外のマグネシウム化合物として硫酸マグネシウムが例示され、さらに酸化マグネシウムや硝酸マグネシウムなども好適であるとされているが、この場合、ハロゲン化物以外のマグネシウム化合物は、未成長あるいは不足成長粒子の発生を消滅させ粒径および形状を揃えるために添加されているにすぎない。また、マグネシウム化合物の添加を二次焼成時においても有効であるとしているが、二次焼成における焼成温度が７００℃以上７５０℃以下であることから、この場合では、硫化亜鉛と硫酸マグネシウムなどのマグネシウム化合物との固体反応が進まない。
【０００７】
このため、上記電場発光蛍光体の製造方法による電場発光蛍光体では、輝度特性や寿命特性が様々な用途に対してユーザが要求するレベルにまで達していない。これら上述した方法を含む従来の手法による電場発光蛍光体の輝度特性および寿命特性を、より高めることが必要である。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、輝度特性および寿命特性に優れた電場発光蛍光体を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電場発光蛍光体は、母体がＺｎＳ・ａＡＯで表され、Ａがマグネシウム(Ｍｇ)、カルシウム(Ｃａ)およびストロンチウム(Ｓｒ)の少なくともいずれか１つの元素で、ａは０．００１以上０．０１以下であり、付活剤として銅(Ｃｕ)およびマンガン(Ｍｎ)の少なくともいずれか１つの元素を含有し、共付活剤として塩素(Ｃｌ)、臭素(Ｂｒ)、ヨウ素(Ｉ)およびアルミニウム(Ａｌ)の少なくともいずれか１つの元素を含有するため、母体である硫化亜鉛にＡＯを導入することで、輝度特性および寿命特性が向上する。このとき、ＡＯの割合を表すａを０．００１より小さくした場合には、ａを０とした時の輝度特性および寿命特性とほとんど変化がなく効果がない。また、ａを０．０１より大きくした場合には、発光に寄与しないＡＯの割合が増加するため輝度特性が悪くなる。したがって、ａの範囲を０．００１以上０．０１以下とすることにより、輝度特性および寿命特性が向上する。
【００１０】
請求項２記載の電場発光蛍光体の製造方法は、硫化亜鉛(ＺｎＳ)に、付活剤原料として銅化合物およびマンガン化合物の少なくともいずれか一方と、共付活剤原料としてハロゲン化物およびアルミニウム化合物の少なくともいずれか一方と、アルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) およびストロンチウム ( Ｓｒ ) の酸化物および焼成時にアルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) およびストロンチウム ( Ｓｒ ) の酸化物に変化する化合物の少なくともいずれか一方とを添加し、さらに結晶成長剤としてハロゲン化物を添加した混合物を、１１５０℃以上１３５０℃以下で焼成する一次焼成工程と、この一次焼成工程にて焼成された焼成物を洗浄、ろ過および乾燥して中間体とする中間体生成工程と、この中間体生成工程にて生成された中間体の一部を結晶変換する二次焼成工程と、この二次焼成工程にて焼成された中間体をエッチングするエッチング工程とを含むものである。
【００１１】
そして、硫化亜鉛(ＺｎＳ)に、付活剤原料として銅化合物およびマンガン化合物の少なくともいずれか一方と、共付活剤原料としてハロゲン化物およびアルミニウム化合物の少なくともいずれか一方と、アルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) およびストロンチウム ( Ｓｒ ) の酸化物および焼成時にアルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) およびストロンチウム ( Ｓｒ ) の酸化物に変化する化合物の少なくともいずれか一方とを添加し、さらに結晶成長剤としてハロゲン化物を添加した混合物を、一次焼成工程として１１５０℃以上１３５０℃以下で焼成する。この後、この一次焼成工程にて焼成された焼成物を中間体生成工程として洗浄、ろ過および乾燥して中間体としてから、この中間体生成工程にて生成された中間体の一部を二次焼成工程として結晶変換した後、この二次焼成工程にて焼成された中間体をエッチング工程にてエッチングする。この結果、得られる電場発光蛍光体にアルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) およびストロンチウム ( Ｓｒ ) の酸化物が効率良く導入されるので、輝度特性および寿命特性が向上する。このとき、一次焼成工程の焼成温度を１１５０℃より低くした場合は、硫化亜鉛とアルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) およびストロンチウム ( Ｓｒ ) の酸化物との固体反応が進みにくく、硫化亜鉛にアルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) およびストロンチウム ( Ｓｒ ) の酸化物が導入されにくいため、輝度特性および寿命特性が向上しない。また、一次焼成工程の焼成温度を１３５０℃より高くした場合には、硫化亜鉛の粒子成長が著しくなり、粒度制御が難しくなるとともに、昇華が多くなり歩留まりが低下する。したがって、一次焼成工程の焼成温度を１１５０℃以上１３５０℃以下とすることにより、輝度特性および寿命特性が向上する。
【００１２】
請求項３記載の電場発光蛍光体の製造方法は、請求項２記載の電場発光蛍光体の製造方法において、アルカリ土類金属酸化物は、酸化マグネシウム(ＭｇＯ)であり、焼成時にアルカリ土類金属酸化物に変化する化合物は、炭酸マグネシウム(ＭｇＣＯ３)、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム(ＣａＣＯ３)、水酸化カルシウム(Ｃａ(ＯＨ)２)、炭酸ストロンチウム(ＳｒＣＯ３)および硝酸ストロンチウム(Ｓｒ(ＮＯ３)２)の少なくともいずれか一つであるものである。
【００１３】
そして、アルカリ土類金属酸化物を酸化マグネシウム(ＭｇＯ)とし、焼成時にアルカリ土類金属酸化物に変化する化合物を炭酸マグネシウム(ＭｇＣＯ３)、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム(ＣａＣＯ３)、水酸化カルシウム(Ｃａ(ＯＨ)２)、炭酸ストロンチウム(ＳｒＣＯ３)および硝酸ストロンチウム(Ｓｒ(ＮＯ３)２)の少なくともいずれか一つとすることにより、これらから輝度特性および寿命特性に優れた電場発光蛍光体を製造できる。
【００１４】
請求項４記載の電場発光蛍光体は、母体がＺｎＳ・ａＡＯで表され、Ａがマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) 、ストロンチウム ( Ｓｒ ) およびバリウム ( Ｂａ ) の少なくともいずれか２つの元素で、ａは０．００１以上０．０１以下であり、付活剤として銅 ( Ｃｕ ) およびマンガン ( Ｍｎ ) の少なくともいずれか１つの元素を含有し、共付活剤として塩素 ( Ｃｌ ) 、臭素 ( Ｂｒ ) 、ヨウ素 ( Ｉ ) およびアルミニウム ( Ａｌ ) の少なくともいずれか１つの元素を含有するため、母体である硫化亜鉛にＡＯを導入することで、輝度特性および寿命特性が向上する。このとき、ＡＯの割合を表すａを０．００１より小さくした場合には、ａを０とした時の輝度特性および寿命特性とほとんど変化がなく効果がない。また、ａを０．０１より大きくした場合には、発光に寄与しないＡＯの割合が増加するため輝度特性が悪くなる。したがって、ａの範囲を０．００１以上０．０１以下とすることにより、輝度特性および寿命特性が向上する。
【００１５】
請求項５記載の電場発光蛍光体の製造方法は、硫化亜鉛 ( ＺｎＳ ) に、付活剤原料として銅化合物およびマンガン化合物の少なくともいずれか一方と、共付活剤原料としてハロゲン化物およびアルミニウム化合物の少なくともいずれか一方と、アルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) 、ストロンチウム ( Ｓｒ ) およびバリウム（Ｂａ）の酸化物および焼成時にアルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) 、ストロンチウム ( Ｓｒ ) およびバリウム（Ｂａ）の酸化物に変化する化合物の少なくともいずれか２種の異なるアルカリ土類金属元素の化合物とを添加し、さらに結晶成長剤としてハロゲン化物を添加した混合物を、１１５０℃以上１３５０℃以下で焼成する一次焼成工程と、この一次焼成工程にて焼成された焼成物を洗浄、ろ過および乾燥して中間体とする中間体生成工程と、この中間体生成工程にて生成された中間体の一部を結晶変換する二次焼成工程と、この二次焼成工程にて焼成された中間体をエッチングするエッチング工程とを含むものである。
【００１６】
そして、硫化亜鉛 ( ＺｎＳ ) に、付活剤原料として銅化合物およびマンガン化合物の少なくともいずれか一方と、共付活剤原料としてハロゲン化物およびアルミニウム化合物の少なくともいずれか一方と、アルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) 、ストロンチウム ( Ｓｒ ) およびバリウム（Ｂａ）の酸化物および焼成時にアルカリ土 類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) 、ストロンチウム ( Ｓｒ ) およびバリウム（Ｂａ）の酸化物に変化する化合物の少なくともいずれか２種の異なるアルカリ土類金属元素の化合物とを添加し、さらに結晶成長剤としてハロゲン化物を添加した混合物を、一次焼成工程として１１５０℃以上１３５０℃以下で焼成する。この後、この一次焼成工程にて焼成された焼成物を中間体生成工程として洗浄、ろ過および乾燥して中間体としてから、この中間体生成工程にて生成された中間体の一部を二次焼成工程として結晶変換した後、この二次焼成工程にて焼成された中間体をエッチング工程にてエッチングする。この結果、得られる電場発光蛍光体にアルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) 、ストロンチウム ( Ｓｒ ) およびバリウム（Ｂａ）の酸化物が効率良く導入されるので、輝度特性および寿命特性が向上する。このとき、一次焼成工程の焼成温度を１１５０℃より低くした場合は、硫化亜鉛とアルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) 、ストロンチウム ( Ｓｒ ) およびバリウム（Ｂａ）の酸化物との固体反応が進みにくく、硫化亜鉛にアルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) 、ストロンチウム ( Ｓｒ ) およびバリウム（Ｂａ）の酸化物が導入されにくいため、輝度特性および寿命特性が向上しない。また、一次焼成工程の焼成温度を１３５０℃より高くした場合には、硫化亜鉛の粒子成長が著しくなり、粒度制御が難しくなるとともに、昇華が多くなり歩留まりが低下する。したがって、一次焼成工程の焼成温度を１１５０℃以上１３５０℃以下とすることにより、輝度特性および寿命特性が向上する。
【００１７】
請求項６記載の電場発光蛍光体の製造方法は、アルカリ土類金属酸化物は、酸化マグネシウム ( ＭｇＯ ) であり、焼成時にアルカリ土類金属酸化物に変化する化合物は、炭酸マグネシウム ( ＭｇＣＯ ３ ) 、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム ( ＣａＣＯ ３ ) 、水酸化カルシウム ( Ｃａ ( ＯＨ ) ２ ) 、炭酸ストロンチウム ( ＳｒＣＯ ３ ) 、硝酸ストロンチウム ( Ｓｒ ( ＮＯ ３ ) ２ ) 、炭酸バリウム ( ＢａＣＯ ３ ) 、およびシュウ酸バリウム ( ＢａＣ ２ Ｏ ４ ) から選択されるものである。
【００１８】
そして、アルカリ土類金属酸化物を酸化マグネシウム ( ＭｇＯ ) とし、焼成時にアルカリ土類金属酸化物に変化する化合物を炭酸マグネシウム ( ＭｇＣＯ ３ ) 、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム ( ＣａＣＯ ３ ) 、水酸化カルシウム ( Ｃａ ( ＯＨ ) ２ ) 、炭酸ストロンチウム ( ＳｒＣＯ ３ ) 、硝酸ストロンチウム ( Ｓｒ ( ＮＯ ３ ) ２ ) 、炭酸バリウム ( ＢａＣＯ ３ ) およびシュウ酸バリウム ( ＢａＣ ２ Ｏ ４ ) から選択することにより、これらから輝度特性および寿命特性に優れた電場発光蛍光体を製造できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態における電場発光蛍光体を製造する工程を図１を参照して説明する。
【００２０】
まず、粒径が１μｍ以上３μｍ以下程度の硫化亜鉛(ＺｎＳ)を脱イオン水に分散し、この硫化亜鉛が分散した脱イオン水に付活剤である銅(Ｃｕ)やマンガン(Ｍｎ)の原料として、例えば硫酸銅五水和物(ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ)などの銅化合物や、硫酸マンガン(ＭｎＳＯ４)などのマンガン化合物を添加し、よく混合して均一な混合物とする。
【００２１】
さらに、この混合物を乾燥し、この混合物にアルカリ土類金属酸化物、および焼成時にアルカリ土類金属酸化物に変化する化合物の少なくともいずれか一つを添加する。このとき、アルカリ土類金属酸化物としては、例えば酸化マグネシウム(ＭｇＯ)などのアルカリ土類金属酸化物そのものや、焼成時にアルカリ土類金属酸化物に変化する化合物としては、例えば炭酸カルシウム(ＣａＣＯ３)、炭酸ストロンチウム(ＳｒＣＯ３)、炭酸バリウム(ＢａＣＯ３)などのアルカリ土類金属炭酸塩、塩基性炭酸マグネシウム(例えば４ＭｇＣＯ３・Ｍｇ(ＯＨ)２・５Ｈ２Ｏ)などの塩基性炭酸塩、水酸化物、硝酸塩およびシュウ酸塩などがある。
【００２２】
さらに、この混合物に、結晶成長剤(フラックス)としてハロゲン化物、例えば塩化ナトリウム(ＮａＣｌ)などのアルカリ金属ハロゲン化物や塩化バリウム(ＢａＣｌ２)、塩化マグネシウム(ＭｇＣｌ２)などのアルカリ土類金属ハロゲン化物を添加し、混合する。なお、結晶成長剤(フラックス)として添加するハロゲン化物によっては、共付活剤としてのハロゲン、例えば塩素(Ｃｌ)なども供給する。この他に、共付活剤としてアルミニウム化合物、例えば硫酸アルミニウム(Ａｌ２(ＳＯ４)３・１８Ｈ２Ｏ)などを添加し、混合する場合もある。
【００２３】
次に、この混合物を、一次焼成工程として石英るつぼなどの耐熱容器に充填し、空気中で１１５０℃以上１３５０℃以下の温度で約３時間以上８時間以下の間焼成して焼成物を得る。これを一次焼成とする。
【００２４】
さらに、この一次焼成工程にて得られた焼成物を中間体生成工程として脱イオン水などで洗浄して、過剰な結晶成長剤(フラックス)などであるアルカリ金属ハロゲン化物およびアルカリ土類金属ハロゲン化物を除去した後、粒径が略一定となるように脱イオン水を加え、ボールミルで湿式粉砕し、さらに洗浄した後にろ過、乾燥して中間体を得る。
【００２５】
そして、この中間体生成工程にて得られた中間体は、α結晶構造(六方晶系のウルツ鉱型)を有している。したがって、この中間体を電場発光蛍光体に適合させるべく、一部をβ結晶構造(立方晶系の閃亜鉛鉱型)に結晶変換させるため、二次焼成工程として、この中間体に硫酸銅や硫酸亜鉛(ＺｎＳＯ４)を少量添加し、混合した後に、石英るつぼなどの耐熱容器に充填して、空気中で例えば６００℃以上１０００℃以下の温度で１時間以上２時間以下の間焼成してから徐々に冷却して二次焼成とする。
【００２６】
この後、この二次焼成工程後の中間体を脱イオン水にて数回洗浄した後、エッチング工程として塩酸などにて酸洗浄するとともに、シアン化合物にてシアン処理する。
【００２７】
さらに、このエッチング工程を経た中間体を脱イオン水にて数回洗浄した後、乾燥し、篩分して、所定の粒径の電場発光蛍光体を得る。
【００２８】
このとき、この電場発光蛍光体は、母体がＺｎＳ・ａＡＯで表され、Ａがマグネシウム(Ｍｇ)、カルシウム(Ｃａ)、ストロンチウム(Ｓｒ)およびバリウム(Ｂａ)の少なくともいずれか１つの元素である。また、この電場発光蛍光体中のａは０．００１より大きく０．０１より小さい値、すなわち０．００１≦ａ≦０．０１である。さらに、この電場発光蛍光体は、付活剤として銅(Ｃｕ)およびマンガン(Ｍｎ)の少なくともいずれか１つの元素を含有し、共付活剤として塩素(Ｃｌ)、臭素(Ｂｒ)、ヨウ素(Ｉ)およびアルミニウム(Ａｌ)の少なくともいずれか１つの元素を含有している。
【００２９】
【実施例】
次に、上記一実施の形態の実施例を説明する。
【００３０】
(実験例１)
まず、硫化亜鉛に対するアルカリ土類金属酸化物の割合と、輝度特性および寿命特性との関係について実験をした。
【００３１】
上述のように、硫化亜鉛(ＺｎＳ)５００ｇを脱イオン水に分散し、この硫化亜鉛が分散した脱イオン水に硫酸銅水溶液を銅濃度として硫化亜鉛に対して０．０５質量％になるように加えながら混合して混合物とする。
【００３２】
この後、この混合物を１２０℃で乾燥し、その後に酸化マグネシウム(ＭｇＯ)を硫化亜鉛に対するモル比で０．００３となるように、すなわち０．６２ｇを加え、さらに結晶成長剤(フラックス)として塩化物をそれぞれ硫化亜鉛に対して塩化ナトリウム(ＮａＣｌ)を２質量％、塩化バリウム(ＢａＣｌ２)を３質量％および塩化マグネシウム(ＭｇＣｌ２)を３質量％、合計８質量％加えてから充分に混合する。
【００３３】
次に、この混合物を石英るつぼに充填して、空気中で１２５０℃の温度で３時間焼成し、一次焼成とする。この後、この一次焼成にて得られた焼成物を脱イオン水で上澄み液の電気伝導度が３０μＳ以下になるまで洗浄し、過剰な塩化物結晶成長剤などを取り除く。この洗浄後の焼成物をろ過し、１１０℃で乾燥し、洗浄済みの焼成体を得る。
【００３４】
この焼成体をポットに入れて約２時間低速ミルで粉砕し、さらに脱イオン水で洗浄し、ろ過、乾燥し中間体を得る。この中間体に対して無水硫酸銅(ＣｕＳＯ４)を１質量％および無水硫酸亜鉛(ＺｎＳＯ４)を３質量％加えてから充分に混合した後、石英るつぼに充填し蓋をして空気中で８００℃で２時間焼成して二次焼成を行う。
【００３５】
この二次焼成後の中間体を脱イオン水に分散し、３回洗浄した後に、さらにエッチング工程として塩酸による酸洗浄およびシアン化合物によるシアン処理をする。この後、これら酸洗浄およびシアン処理された中間体を、さらに脱イオン水にて３回洗浄した後、ろ過してから乾燥および篩分して電場発光蛍光体(ＺｎＳ・０．００３ＭｇＯ:Ｃｕ,Ｃｌ)を得る。
【００３６】
こうして得た電場発光蛍光体(ＺｎＳ・０．００３ＭｇＯ:Ｃｕ,Ｃｌ)の輝度特性や寿命特性を測定するため、評価用のＥＬ素子を作成する。すなわち、電場発光蛍光体７部に対してエポキシ樹脂３部をバインダとして加えて蛍光体ペーストとし、この蛍光体ペーストの両側に透明電極を配設して、これら透明電極間に厚さ１００μｍの蛍光体層が形成されたＥＬ素子を作成する。
【００３７】
このＥＬ素子の透明電極間に２００Ｖ,４００Ｈｚの交流電圧を印加して発光させ、このＥＬ素子の輝度を輝度計(ミノルタ株式会社製 形式:LS-100)にて測定した。
【００３８】
また、寿命特性は、ＥＬ素子をデシケータに入れ、このＥＬ素子の透明電極間に２００Ｖ,４００Ｈｚの交流電圧を印加して発光させ、輝度が初期の輝度の半分になる時間、すなわち輝度半減期を測定した。
【００３９】
同様に、原料の硫化亜鉛(ＺｎＳ)に対して、酸化マグネシウム(ＭｇＯ)をモル比で０．０００５,０．００１,０．００５,０．０１,０．０５,０．１となるように段階的に変化させて添加し、それぞれ上記と同様の方法により電場発光蛍光体を作成してからＥＬ素子を作成して、これらＥＬ素子それぞれの輝度特性および寿命特性を測定した。
【００４０】
また、比較例として、酸化マグネシウムを加えずにその他の工程は全く同じ工程により作成した電場発光蛍光体についても、同様にして輝度特性および寿命特性を測定した。
【００４１】
これらの実験結果を表１および図２に表す。なお、これら表１および図２には、比較例の輝度を１００％として、酸化マグネシウムの添加量を変化させた各電場発光蛍光体から作成されたＥＬ素子のそれぞれの輝度を表示した。また、図２において、比較例の輝度半減期を１００％として、酸化マグネシウムの添加量を変化させた各電場発光蛍光体から作成されたＥＬ素子のそれぞれの輝度半減期を寿命として表した。
【００４２】
【表１】
【００４３】
したがって、表１に表す結果から酸化マグネシウムを添加した実施例１−(1)ないし実施例１−(7)は、酸化マグネシウムを添加しない比較例に比べ、輝度および寿命が変化している。特に、酸化マグネシウムの添加量がモル比で０．０００５以上０．０１以下の場合には、１００％を越える輝度特性を有する電場発光蛍光体が得られている。さらに、酸化マグネシウムの添加量がモル比で０．００１以上０．０１以下の場合には、比較例よりも１０％以上明るい輝度特性を有する電場発光蛍光体を得ることができるので、より好ましい。しかしながら、酸化マグネシウムの添加量がモル比で０．０５以上の場合には、輝度が比較例より低下した。
【００４４】
また、酸化マグネシウムを添加した実施例１-(1)ないし実施例１-(7)のいずれにおいても、酸化マグネシウムを添加しない比較例以上の輝度半減期、すなわち寿命を有している。特に、酸化マグネシウムの添加量がモル比で０．００１以上０．０５以下の場合には、比較例よりも２５時間以上長い輝度半減期を有する電場発光蛍光体を得ることができるので、より好ましい。
【００４５】
このとき、硫化亜鉛への酸化マグネシウムの添加量の割合を０．００１より小さくした場合には、この酸化マグネシウムを全く加えない比較例の輝度特性および寿命特性とあまり変化がなく効果が少ない。また、硫化亜鉛への酸化マグネシウムの添加量の割合を０．０１より大きくした場合には、発光に寄与しない酸化マグネシウムの割合が増加するため輝度特性が悪くなる。したがって、硫化亜鉛に添加する酸化マグネシウム量の割合は、硫化亜鉛に対するモル比を０．００１以上０．０１以下の範囲とした場合に、輝度特性および寿命特性をより向上できる。
【００４６】
(実験例２)
次に、一次焼成工程の焼成温度と、得られる電場発光蛍光体の輝度特性および寿命特性との関係について実験をした。
【００４７】
まず、表２に示すように、一次焼成工程の焼成温度を１１００℃から１３５０℃まで段階的に変化させた以外は、実験例１における実施例１-(3)と同様にして電場発光蛍光体を作成し、これら電場発光蛍光体から評価用のＥＬ素子を作成して、これらＥＬ素子の輝度特性および寿命特性について評価した。
【００４８】
これらの実験結果を、実験例１の比較例および実施例１-(3)とともに表２に表す。
【００４９】
【表２】
【００５０】
この結果、表２に表すように、一次焼成工程の焼成温度は１１５０℃以上１３５０℃以下において輝度特性および寿命特性それぞれの向上が確認でき好ましい。さらに、一次焼成工程の焼成温度を１２００℃以上１３００℃以下の範囲において輝度特性および寿命特性の観点から顕著な向上が確認できより好ましい。
【００５１】
なお、一次焼成工程の焼成温度が１１５０℃より低い場合には、硫化亜鉛とアルカリ土類金属酸化物との固体反応が進みにくく、硫化亜鉛にアルカリ土類金属酸化物が導入されにくいためか、輝度特性および寿命特性の顕著な向上がみられない。また、一次焼成工程の焼成温度が１３５０℃より高い場合には、昇華が多くなり歩留まりが低下し、また硫化亜鉛の粒子成長が著しく、粒度制御が難しくなるため、粒径自体が電場発光蛍光体としては好ましくない大きさとなった。したがって、一次焼成工程の焼成温度を１１５０℃以上１３５０℃以下とすることにより、電場発光蛍光体の輝度特性および寿命特性をより向上できる。
【００５２】
(実験例３)
さらに、硫化亜鉛に添加するアルカリ土類金属酸化物および焼成時にアルカリ土類金属に変化する化合物の種類と、得られる電場発光蛍光体の輝度特性および寿命特性との関係について実験をした。
【００５３】
まず、上述したアルカリ土類金属酸化物および焼成時にアルカリ土類金属酸化物に変化する化合物を、表３に示すように、硫化亜鉛に対してアルカリ土類酸化物としてのモル比で添加し、一次焼成工程の焼成温度を１２００℃とし、その他の条件については実験例１と同様の条件で電場発光蛍光体を作成し、これら電場発光蛍光体から評価用のＥＬ素子を作成して、これらＥＬ素子の輝度特性および寿命特性について評価した。
【００５４】
これらの実験結果を実験例１の比較例とともに表３に表す。
【００５５】
【表３】
【００５６】
この結果、表３に示すように、アルカリ土類金属酸化物、焼成時にアルカリ土類金属酸化物に変化する化合物、およびこれらの組合せとして、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム、塩基性炭酸マグネシウムなどのアルカリ土類金属炭酸塩類や、硝酸ストロンチウム、水酸化カルシウム、シュウ酸バリウムのような硝酸塩、水酸化物、シュウ酸塩などを用いても、これらを用いない比較例に比べ輝度特性および寿命特性が向上した。
【００５７】
なお、上記以外の各種塩類のほかにも高温下で分解などによりアルカリ土類金属酸化物となる化合物であっても同様の効果を得ることができる。
【００５８】
さらに、これらアルカリ土類金属酸化物および焼成時にアルカリ土類金属酸化物に変化する化合物の硫化亜鉛に対する割合と、輝度特性および寿命特性との関係を確認したところ、実験例１の酸化マグネシウムと同様の結果を得ることができた。
【００５９】
上述のように、硫化亜鉛にアルカリ土類金属酸化物および焼成時にアルカリ土類金属酸化物に変化する化合物の少なくともいずれか一方を所定の割合で添加し、１１５０℃以上１３５０℃以下の温度で一次焼成して電場発光蛍光体を得ることにより、この電場発光蛍光体の母体がＺｎＳ・ａＡＯ(Ａがマグネシウム、カルシウム、ストロンチウムおよびバリウムの少なくともいずれか１つの元素)と表すことができる。
【００６０】
したがって、硫化亜鉛にアルカリ土類金属酸化物が導入され母体がＺｎＳ・ａＡＯとなることにより、アルカリ土類金属酸化物を加えずに焼成した上述の比較例に比べ、輝度特性および寿命特性のそれぞれが向上する。
【００６１】
このとき、電場発光蛍光体の母体であるＺｎＳ・ａＡＯは、硫化亜鉛に対してアルカリ土類金属酸化物、例えば酸化マグネシウムが固溶し、硫化亜鉛の結晶にひずみが生じていると推測できる。添加する酸化マグネシウムの量が少なすぎると、固溶の効果が得られず、また添加する酸化マグネシウムの量が多すぎると、固溶しきれない酸化マグネシウムが生じ、この固溶しきれない酸化マグネシウムが発光に寄与しないため、電場発光蛍光体の輝度特性が低下してしまうと考えられる。
【００６２】
さらに、アルカリ土類金属酸化物を添加しない比較例では、硫化亜鉛に結晶成長剤として塩化マグネシウムが添加されて焼成されているが、塩化マグネシウムの融点が７１２℃であるので、この塩化マグネシウムは結晶成長剤(フラックス)として作用するのみで、酸化物として硫化亜鉛に導入されることはないと考えられる。
【００６３】
これに対し、アルカリ土類金属酸化物、例えば酸化マグネシウムの融点は、塩化ナトリウムの融点よりも高い２８５２℃であるので、１１５０℃以上１３５０℃以下という焼成温度で焼成することにより、この酸化マグネシウムが選択的に硫化亜鉛に導入されていると考えられる。
【００６４】
以上により、硫化亜鉛にアルカリ土類金属酸化物および焼成時にアルカリ土類金属酸化物に変化する化合物の少なくともいずれか一方を所定の割合で添加し、１１５０℃以上１３５０℃以下の温度で一次焼成して、ＺｎＳ・ａＡＯ(Ａがマグネシウム、カルシウム、ストロンチウムおよびバリウムの少なくともいずれか１つの元素)で表される電場発光蛍光体とすることにより、この電場発光蛍光体の輝度特性および寿命特性をより向上できる。したがって、この輝度特性および寿命特性に優れた電場発光蛍光体を用いることにより、高輝度長寿命のＥＬ発光素子を製造できる。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１記載の電場発光蛍光体によれば、母体がＺｎＳ・ａＡＯで表され、Ａがマグネシウム(Ｍｇ)、カルシウム(Ｃａ)およびストロンチウム(Ｓｒ)の少なくともいずれか１つの元素で、ａは０．００１以上０．０１以下で、付活剤として銅(Ｃｕ)およびマンガン(Ｍｎ)の少なくともいずれか１つの元素を含有し、共付活剤として塩素(Ｃｌ)、臭素(Ｂｒ)、ヨウ素(Ｉ)およびアルミニウム(Ａｌ)の少なくともいずれか１つの元素を含有するため、硫化亜鉛に導入されるＡＯの割合を表すａの範囲を０．００１以上０．０１以下とすることにより、輝度特性および寿命特性をより向上できる。
【００６６】
請求項２記載の電場発光蛍光体の製造方法によれば、硫化亜鉛(ＺｎＳ)に、付活剤原料として銅化合物およびマンガン化合物の少なくともいずれか一方と、共付活剤原料としてハロゲン化物およびアルミニウム化合物の少なくともいずれか一方と、アルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) およびストロンチウム ( Ｓｒ ) の酸化物および焼成時にアルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) およびストロンチウム ( Ｓｒ ) の酸化物に変化する化合物の少なくともいずれか一方とを添加し、さらに結晶成長剤としてハロゲン化物を添加した混合物を、一次焼成工程として１１５０℃以上１３５０℃以下で焼成した後、この一次焼成工程にて焼成された焼成物を中間体生成工程として洗浄、ろ過および乾燥して中間体としてから、この中間体生成工程にて生成された中間体の一部を二次焼成工程として結晶変換した後に、この二次焼成工程にて焼成された中間体をエッチング工程にてエッチングすることにより、得られる電場発光蛍光体にアルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) およびストロンチウム ( Ｓｒ ) の酸化物が効率良く導入され、一次焼成工程の焼成温度を１１５０℃以上１３５０℃以下とすることにより、輝度特性および寿命特性をより向上できる。
【００６７】
請求項３記載の電場発光蛍光体の製造方法によれば、請求項２記載の電場発光蛍光体の製造方法の効果に加え、アルカリ土類金属酸化物を酸化マグネシウム(ＭｇＯ)とし、焼成時にアルカリ土類金属酸化物に変化する化合物を炭酸マグネシウム(ＭｇＣＯ３)、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム(ＣａＣＯ３)、水酸化カルシウム(Ｃａ(ＯＨ)２)、炭酸ストロンチウム(ＳｒＣＯ３)および硝酸ストロンチウム(Ｓｒ(ＮＯ３)２)の少なくともいずれか一つとすることにより、これらから輝度特性および寿命特性に優れた電場発光蛍光体を製造できる。
【００６８】
請求項４記載の電場発光蛍光体によれば、母体がＺｎＳ・ａＡＯで表され、Ａがマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) 、ストロンチウム ( Ｓｒ ) およびバリウム（Ｂａ）の少なくともいずれか２つの元素で、ａは０．００１以上０．０１以下で、付活剤として銅 ( Ｃｕ ) およびマンガン ( Ｍｎ ) の少なくともいずれか１つの元素を含有し、共付活剤として塩素 ( Ｃｌ ) 、臭素 ( Ｂｒ ) 、ヨウ素 ( Ｉ ) およびアルミニウム ( Ａｌ ) の少なくともいずれか１つの元素を含有するため、硫化亜鉛に導入されるＡＯの割合を表すａの範囲を０．００１以上０．０１以下とすることにより、輝度特性および寿命特性をより向上できる。
【００６９】
請求項５記載の電場発光蛍光体の製造方法によれば、硫化亜鉛 ( ＺｎＳ ) に、付活剤原料として銅化合物およびマンガン化合物の少なくともいずれか一方と、共付活剤原料としてハロゲン化物およびアルミニウム化合物の少なくともいずれか一方と、アルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) 、ストロンチウム ( Ｓｒ ) およびバリウム（Ｂａ）の酸化物および焼成時にアルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) 、ストロンチウム ( Ｓｒ ) およびバリウム（Ｂａ）の酸化物に変化する化合物の少なくともいずれか２種の異なるアルカリ土類金属元素の化合物とを添加し、さらに結晶成長剤としてハロゲン化物を添加した混合物を、一次焼成工程として１１５０℃以上１３５０℃以下で焼成した後、この一次焼成工程にて焼成された焼成物を中間体生成工程として洗浄、ろ過および乾燥して中間体としてから、この中間体生成工程にて生成された中間体の一部を二次焼成工程として結晶変換した後に、この二次焼成工程にて焼成された中間体をエッチング工程にてエッチングすることにより、得られる電場発光蛍光体にアルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) 、ストロンチウム ( Ｓｒ ) およびバリウム（Ｂａ）の酸化物が効率良く導入され、一次焼成工程の焼成温度を１１５０℃以上１３５０℃以下とすることにより、輝度特性および寿命特性をより向上できる。
【００７０】
請求項６記載の電場発光蛍光体の製造方法によれば、請求項５記載の電場発光蛍光体の製造方法の効果に加え、アルカリ土類金属酸化物を酸化マグネシウム ( ＭｇＯ ) とし、焼成時にアルカリ土類金属酸化物に変化する化合物を炭酸マグネシウム ( ＭｇＣＯ ３ ) 、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム ( ＣａＣＯ ３ ) 、水酸化カルシウム ( Ｃａ ( ＯＨ ) ２ ) 、炭酸ストロンチウム ( ＳｒＣＯ ３ ) 、硝酸ストロンチウム ( Ｓｒ ( ＮＯ ３ ) ２ ) 、炭酸バリウム ( ＢａＣＯ ３ ) およびシュウ酸バリウム ( ＢａＣ ２ Ｏ ４ ) から選択することにより、これらから輝度特性および寿命特性に優れた電場発光蛍光体を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態の電場発光蛍光体の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】 同上、酸化マグネシウムの濃度(モル比)に対する輝度特性および寿命特性の変化を示すグラフである。
【発明の属する技術分野】
本発明は、母体がＺｎＳ・ａＡＯで表され、Ａがマグネシウム(Ｍｇ)、カルシウム(Ｃａ)、ストロンチウム(Ｓｒ)およびバリウム(Ｂａ)の少なくともいずれか１つの元素である電場発光蛍光体およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、有機分散型ＥＬ(Electro Luminescence)素子は、電場発光蛍光体を誘電体中に分散させた発光層の両側に電極を配設して、これら電極のうちの少なくとも一方を透明電極として構成されており、これら電極間に交流電圧を印加することにより発光する。そして、このような有機分散型ＥＬ素子は、携帯電話のバックライトや、その他の表示装置のバックライトとして用いられている。
【０００３】
さらに、この種の有機分散型ＥＬ素子に用いられる電場発光蛍光体としては、硫化亜鉛(ＺｎＳ)を母体として、この硫化亜鉛に付活剤として銅(Ｃｕ)およびマンガン(Ｍｎ)の少なくともいずれか一方の元素と、共付活剤として塩素(Ｃｌ)、臭素(Ｂｒ)、ヨウ素(Ｉ)およびアルミニウム(Ａｌ)の少なくともいずれか一つの元素とを含有した硫化亜鉛系が一般的である。
【０００４】
そして、従来、これら硫化亜鉛系の電場発光蛍光体の発光効率や寿命などの様々な特性を向上させるために種々の手法が提案されている。そのうちの１つの手段としては、硫化亜鉛などの母体に付活剤と共付活剤兼用粒成長促進剤とを添加し、焼成する際に、ハロゲン化物以外のマグネシウム化合物を添加して、未成長粒子の発生を消滅させ、粒径および形状を揃えているものが知られている。具体的には、蛍光母体に付活剤と共付活剤兼用粒成長促進剤とを添加した混合物を一次焼成し、さらに二次焼成して電場発光蛍光体を形成するにあたり、これら一次焼成時および二次焼成時の少なくともいずれかのときにハロゲン化物以外のマグネシウム化合物を蛍光母体１モルに対し０．１モル％以上１０モル％以下の割合、すなわちモル比で０．００１以上０．１以下添加している(例えば、特許文献１参照。)。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−９０２６２号公報（第３頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記電場発光蛍光体の製造方法では、ハロゲン化物以外のマグネシウム化合物として硫酸マグネシウムが例示され、さらに酸化マグネシウムや硝酸マグネシウムなども好適であるとされているが、この場合、ハロゲン化物以外のマグネシウム化合物は、未成長あるいは不足成長粒子の発生を消滅させ粒径および形状を揃えるために添加されているにすぎない。また、マグネシウム化合物の添加を二次焼成時においても有効であるとしているが、二次焼成における焼成温度が７００℃以上７５０℃以下であることから、この場合では、硫化亜鉛と硫酸マグネシウムなどのマグネシウム化合物との固体反応が進まない。
【０００７】
このため、上記電場発光蛍光体の製造方法による電場発光蛍光体では、輝度特性や寿命特性が様々な用途に対してユーザが要求するレベルにまで達していない。これら上述した方法を含む従来の手法による電場発光蛍光体の輝度特性および寿命特性を、より高めることが必要である。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、輝度特性および寿命特性に優れた電場発光蛍光体を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電場発光蛍光体は、母体がＺｎＳ・ａＡＯで表され、Ａがマグネシウム(Ｍｇ)、カルシウム(Ｃａ)およびストロンチウム(Ｓｒ)の少なくともいずれか１つの元素で、ａは０．００１以上０．０１以下であり、付活剤として銅(Ｃｕ)およびマンガン(Ｍｎ)の少なくともいずれか１つの元素を含有し、共付活剤として塩素(Ｃｌ)、臭素(Ｂｒ)、ヨウ素(Ｉ)およびアルミニウム(Ａｌ)の少なくともいずれか１つの元素を含有するため、母体である硫化亜鉛にＡＯを導入することで、輝度特性および寿命特性が向上する。このとき、ＡＯの割合を表すａを０．００１より小さくした場合には、ａを０とした時の輝度特性および寿命特性とほとんど変化がなく効果がない。また、ａを０．０１より大きくした場合には、発光に寄与しないＡＯの割合が増加するため輝度特性が悪くなる。したがって、ａの範囲を０．００１以上０．０１以下とすることにより、輝度特性および寿命特性が向上する。
【００１０】
請求項２記載の電場発光蛍光体の製造方法は、硫化亜鉛(ＺｎＳ)に、付活剤原料として銅化合物およびマンガン化合物の少なくともいずれか一方と、共付活剤原料としてハロゲン化物およびアルミニウム化合物の少なくともいずれか一方と、アルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) およびストロンチウム ( Ｓｒ ) の酸化物および焼成時にアルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) およびストロンチウム ( Ｓｒ ) の酸化物に変化する化合物の少なくともいずれか一方とを添加し、さらに結晶成長剤としてハロゲン化物を添加した混合物を、１１５０℃以上１３５０℃以下で焼成する一次焼成工程と、この一次焼成工程にて焼成された焼成物を洗浄、ろ過および乾燥して中間体とする中間体生成工程と、この中間体生成工程にて生成された中間体の一部を結晶変換する二次焼成工程と、この二次焼成工程にて焼成された中間体をエッチングするエッチング工程とを含むものである。
【００１１】
そして、硫化亜鉛(ＺｎＳ)に、付活剤原料として銅化合物およびマンガン化合物の少なくともいずれか一方と、共付活剤原料としてハロゲン化物およびアルミニウム化合物の少なくともいずれか一方と、アルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) およびストロンチウム ( Ｓｒ ) の酸化物および焼成時にアルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) およびストロンチウム ( Ｓｒ ) の酸化物に変化する化合物の少なくともいずれか一方とを添加し、さらに結晶成長剤としてハロゲン化物を添加した混合物を、一次焼成工程として１１５０℃以上１３５０℃以下で焼成する。この後、この一次焼成工程にて焼成された焼成物を中間体生成工程として洗浄、ろ過および乾燥して中間体としてから、この中間体生成工程にて生成された中間体の一部を二次焼成工程として結晶変換した後、この二次焼成工程にて焼成された中間体をエッチング工程にてエッチングする。この結果、得られる電場発光蛍光体にアルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) およびストロンチウム ( Ｓｒ ) の酸化物が効率良く導入されるので、輝度特性および寿命特性が向上する。このとき、一次焼成工程の焼成温度を１１５０℃より低くした場合は、硫化亜鉛とアルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) およびストロンチウム ( Ｓｒ ) の酸化物との固体反応が進みにくく、硫化亜鉛にアルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) およびストロンチウム ( Ｓｒ ) の酸化物が導入されにくいため、輝度特性および寿命特性が向上しない。また、一次焼成工程の焼成温度を１３５０℃より高くした場合には、硫化亜鉛の粒子成長が著しくなり、粒度制御が難しくなるとともに、昇華が多くなり歩留まりが低下する。したがって、一次焼成工程の焼成温度を１１５０℃以上１３５０℃以下とすることにより、輝度特性および寿命特性が向上する。
【００１２】
請求項３記載の電場発光蛍光体の製造方法は、請求項２記載の電場発光蛍光体の製造方法において、アルカリ土類金属酸化物は、酸化マグネシウム(ＭｇＯ)であり、焼成時にアルカリ土類金属酸化物に変化する化合物は、炭酸マグネシウム(ＭｇＣＯ３)、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム(ＣａＣＯ３)、水酸化カルシウム(Ｃａ(ＯＨ)２)、炭酸ストロンチウム(ＳｒＣＯ３)および硝酸ストロンチウム(Ｓｒ(ＮＯ３)２)の少なくともいずれか一つであるものである。
【００１３】
そして、アルカリ土類金属酸化物を酸化マグネシウム(ＭｇＯ)とし、焼成時にアルカリ土類金属酸化物に変化する化合物を炭酸マグネシウム(ＭｇＣＯ３)、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム(ＣａＣＯ３)、水酸化カルシウム(Ｃａ(ＯＨ)２)、炭酸ストロンチウム(ＳｒＣＯ３)および硝酸ストロンチウム(Ｓｒ(ＮＯ３)２)の少なくともいずれか一つとすることにより、これらから輝度特性および寿命特性に優れた電場発光蛍光体を製造できる。
【００１４】
請求項４記載の電場発光蛍光体は、母体がＺｎＳ・ａＡＯで表され、Ａがマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) 、ストロンチウム ( Ｓｒ ) およびバリウム ( Ｂａ ) の少なくともいずれか２つの元素で、ａは０．００１以上０．０１以下であり、付活剤として銅 ( Ｃｕ ) およびマンガン ( Ｍｎ ) の少なくともいずれか１つの元素を含有し、共付活剤として塩素 ( Ｃｌ ) 、臭素 ( Ｂｒ ) 、ヨウ素 ( Ｉ ) およびアルミニウム ( Ａｌ ) の少なくともいずれか１つの元素を含有するため、母体である硫化亜鉛にＡＯを導入することで、輝度特性および寿命特性が向上する。このとき、ＡＯの割合を表すａを０．００１より小さくした場合には、ａを０とした時の輝度特性および寿命特性とほとんど変化がなく効果がない。また、ａを０．０１より大きくした場合には、発光に寄与しないＡＯの割合が増加するため輝度特性が悪くなる。したがって、ａの範囲を０．００１以上０．０１以下とすることにより、輝度特性および寿命特性が向上する。
【００１５】
請求項５記載の電場発光蛍光体の製造方法は、硫化亜鉛 ( ＺｎＳ ) に、付活剤原料として銅化合物およびマンガン化合物の少なくともいずれか一方と、共付活剤原料としてハロゲン化物およびアルミニウム化合物の少なくともいずれか一方と、アルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) 、ストロンチウム ( Ｓｒ ) およびバリウム（Ｂａ）の酸化物および焼成時にアルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) 、ストロンチウム ( Ｓｒ ) およびバリウム（Ｂａ）の酸化物に変化する化合物の少なくともいずれか２種の異なるアルカリ土類金属元素の化合物とを添加し、さらに結晶成長剤としてハロゲン化物を添加した混合物を、１１５０℃以上１３５０℃以下で焼成する一次焼成工程と、この一次焼成工程にて焼成された焼成物を洗浄、ろ過および乾燥して中間体とする中間体生成工程と、この中間体生成工程にて生成された中間体の一部を結晶変換する二次焼成工程と、この二次焼成工程にて焼成された中間体をエッチングするエッチング工程とを含むものである。
【００１６】
そして、硫化亜鉛 ( ＺｎＳ ) に、付活剤原料として銅化合物およびマンガン化合物の少なくともいずれか一方と、共付活剤原料としてハロゲン化物およびアルミニウム化合物の少なくともいずれか一方と、アルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) 、ストロンチウム ( Ｓｒ ) およびバリウム（Ｂａ）の酸化物および焼成時にアルカリ土 類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) 、ストロンチウム ( Ｓｒ ) およびバリウム（Ｂａ）の酸化物に変化する化合物の少なくともいずれか２種の異なるアルカリ土類金属元素の化合物とを添加し、さらに結晶成長剤としてハロゲン化物を添加した混合物を、一次焼成工程として１１５０℃以上１３５０℃以下で焼成する。この後、この一次焼成工程にて焼成された焼成物を中間体生成工程として洗浄、ろ過および乾燥して中間体としてから、この中間体生成工程にて生成された中間体の一部を二次焼成工程として結晶変換した後、この二次焼成工程にて焼成された中間体をエッチング工程にてエッチングする。この結果、得られる電場発光蛍光体にアルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) 、ストロンチウム ( Ｓｒ ) およびバリウム（Ｂａ）の酸化物が効率良く導入されるので、輝度特性および寿命特性が向上する。このとき、一次焼成工程の焼成温度を１１５０℃より低くした場合は、硫化亜鉛とアルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) 、ストロンチウム ( Ｓｒ ) およびバリウム（Ｂａ）の酸化物との固体反応が進みにくく、硫化亜鉛にアルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) 、ストロンチウム ( Ｓｒ ) およびバリウム（Ｂａ）の酸化物が導入されにくいため、輝度特性および寿命特性が向上しない。また、一次焼成工程の焼成温度を１３５０℃より高くした場合には、硫化亜鉛の粒子成長が著しくなり、粒度制御が難しくなるとともに、昇華が多くなり歩留まりが低下する。したがって、一次焼成工程の焼成温度を１１５０℃以上１３５０℃以下とすることにより、輝度特性および寿命特性が向上する。
【００１７】
請求項６記載の電場発光蛍光体の製造方法は、アルカリ土類金属酸化物は、酸化マグネシウム ( ＭｇＯ ) であり、焼成時にアルカリ土類金属酸化物に変化する化合物は、炭酸マグネシウム ( ＭｇＣＯ ３ ) 、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム ( ＣａＣＯ ３ ) 、水酸化カルシウム ( Ｃａ ( ＯＨ ) ２ ) 、炭酸ストロンチウム ( ＳｒＣＯ ３ ) 、硝酸ストロンチウム ( Ｓｒ ( ＮＯ ３ ) ２ ) 、炭酸バリウム ( ＢａＣＯ ３ ) 、およびシュウ酸バリウム ( ＢａＣ ２ Ｏ ４ ) から選択されるものである。
【００１８】
そして、アルカリ土類金属酸化物を酸化マグネシウム ( ＭｇＯ ) とし、焼成時にアルカリ土類金属酸化物に変化する化合物を炭酸マグネシウム ( ＭｇＣＯ ３ ) 、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム ( ＣａＣＯ ３ ) 、水酸化カルシウム ( Ｃａ ( ＯＨ ) ２ ) 、炭酸ストロンチウム ( ＳｒＣＯ ３ ) 、硝酸ストロンチウム ( Ｓｒ ( ＮＯ ３ ) ２ ) 、炭酸バリウム ( ＢａＣＯ ３ ) およびシュウ酸バリウム ( ＢａＣ ２ Ｏ ４ ) から選択することにより、これらから輝度特性および寿命特性に優れた電場発光蛍光体を製造できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態における電場発光蛍光体を製造する工程を図１を参照して説明する。
【００２０】
まず、粒径が１μｍ以上３μｍ以下程度の硫化亜鉛(ＺｎＳ)を脱イオン水に分散し、この硫化亜鉛が分散した脱イオン水に付活剤である銅(Ｃｕ)やマンガン(Ｍｎ)の原料として、例えば硫酸銅五水和物(ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ)などの銅化合物や、硫酸マンガン(ＭｎＳＯ４)などのマンガン化合物を添加し、よく混合して均一な混合物とする。
【００２１】
さらに、この混合物を乾燥し、この混合物にアルカリ土類金属酸化物、および焼成時にアルカリ土類金属酸化物に変化する化合物の少なくともいずれか一つを添加する。このとき、アルカリ土類金属酸化物としては、例えば酸化マグネシウム(ＭｇＯ)などのアルカリ土類金属酸化物そのものや、焼成時にアルカリ土類金属酸化物に変化する化合物としては、例えば炭酸カルシウム(ＣａＣＯ３)、炭酸ストロンチウム(ＳｒＣＯ３)、炭酸バリウム(ＢａＣＯ３)などのアルカリ土類金属炭酸塩、塩基性炭酸マグネシウム(例えば４ＭｇＣＯ３・Ｍｇ(ＯＨ)２・５Ｈ２Ｏ)などの塩基性炭酸塩、水酸化物、硝酸塩およびシュウ酸塩などがある。
【００２２】
さらに、この混合物に、結晶成長剤(フラックス)としてハロゲン化物、例えば塩化ナトリウム(ＮａＣｌ)などのアルカリ金属ハロゲン化物や塩化バリウム(ＢａＣｌ２)、塩化マグネシウム(ＭｇＣｌ２)などのアルカリ土類金属ハロゲン化物を添加し、混合する。なお、結晶成長剤(フラックス)として添加するハロゲン化物によっては、共付活剤としてのハロゲン、例えば塩素(Ｃｌ)なども供給する。この他に、共付活剤としてアルミニウム化合物、例えば硫酸アルミニウム(Ａｌ２(ＳＯ４)３・１８Ｈ２Ｏ)などを添加し、混合する場合もある。
【００２３】
次に、この混合物を、一次焼成工程として石英るつぼなどの耐熱容器に充填し、空気中で１１５０℃以上１３５０℃以下の温度で約３時間以上８時間以下の間焼成して焼成物を得る。これを一次焼成とする。
【００２４】
さらに、この一次焼成工程にて得られた焼成物を中間体生成工程として脱イオン水などで洗浄して、過剰な結晶成長剤(フラックス)などであるアルカリ金属ハロゲン化物およびアルカリ土類金属ハロゲン化物を除去した後、粒径が略一定となるように脱イオン水を加え、ボールミルで湿式粉砕し、さらに洗浄した後にろ過、乾燥して中間体を得る。
【００２５】
そして、この中間体生成工程にて得られた中間体は、α結晶構造(六方晶系のウルツ鉱型)を有している。したがって、この中間体を電場発光蛍光体に適合させるべく、一部をβ結晶構造(立方晶系の閃亜鉛鉱型)に結晶変換させるため、二次焼成工程として、この中間体に硫酸銅や硫酸亜鉛(ＺｎＳＯ４)を少量添加し、混合した後に、石英るつぼなどの耐熱容器に充填して、空気中で例えば６００℃以上１０００℃以下の温度で１時間以上２時間以下の間焼成してから徐々に冷却して二次焼成とする。
【００２６】
この後、この二次焼成工程後の中間体を脱イオン水にて数回洗浄した後、エッチング工程として塩酸などにて酸洗浄するとともに、シアン化合物にてシアン処理する。
【００２７】
さらに、このエッチング工程を経た中間体を脱イオン水にて数回洗浄した後、乾燥し、篩分して、所定の粒径の電場発光蛍光体を得る。
【００２８】
このとき、この電場発光蛍光体は、母体がＺｎＳ・ａＡＯで表され、Ａがマグネシウム(Ｍｇ)、カルシウム(Ｃａ)、ストロンチウム(Ｓｒ)およびバリウム(Ｂａ)の少なくともいずれか１つの元素である。また、この電場発光蛍光体中のａは０．００１より大きく０．０１より小さい値、すなわち０．００１≦ａ≦０．０１である。さらに、この電場発光蛍光体は、付活剤として銅(Ｃｕ)およびマンガン(Ｍｎ)の少なくともいずれか１つの元素を含有し、共付活剤として塩素(Ｃｌ)、臭素(Ｂｒ)、ヨウ素(Ｉ)およびアルミニウム(Ａｌ)の少なくともいずれか１つの元素を含有している。
【００２９】
【実施例】
次に、上記一実施の形態の実施例を説明する。
【００３０】
(実験例１)
まず、硫化亜鉛に対するアルカリ土類金属酸化物の割合と、輝度特性および寿命特性との関係について実験をした。
【００３１】
上述のように、硫化亜鉛(ＺｎＳ)５００ｇを脱イオン水に分散し、この硫化亜鉛が分散した脱イオン水に硫酸銅水溶液を銅濃度として硫化亜鉛に対して０．０５質量％になるように加えながら混合して混合物とする。
【００３２】
この後、この混合物を１２０℃で乾燥し、その後に酸化マグネシウム(ＭｇＯ)を硫化亜鉛に対するモル比で０．００３となるように、すなわち０．６２ｇを加え、さらに結晶成長剤(フラックス)として塩化物をそれぞれ硫化亜鉛に対して塩化ナトリウム(ＮａＣｌ)を２質量％、塩化バリウム(ＢａＣｌ２)を３質量％および塩化マグネシウム(ＭｇＣｌ２)を３質量％、合計８質量％加えてから充分に混合する。
【００３３】
次に、この混合物を石英るつぼに充填して、空気中で１２５０℃の温度で３時間焼成し、一次焼成とする。この後、この一次焼成にて得られた焼成物を脱イオン水で上澄み液の電気伝導度が３０μＳ以下になるまで洗浄し、過剰な塩化物結晶成長剤などを取り除く。この洗浄後の焼成物をろ過し、１１０℃で乾燥し、洗浄済みの焼成体を得る。
【００３４】
この焼成体をポットに入れて約２時間低速ミルで粉砕し、さらに脱イオン水で洗浄し、ろ過、乾燥し中間体を得る。この中間体に対して無水硫酸銅(ＣｕＳＯ４)を１質量％および無水硫酸亜鉛(ＺｎＳＯ４)を３質量％加えてから充分に混合した後、石英るつぼに充填し蓋をして空気中で８００℃で２時間焼成して二次焼成を行う。
【００３５】
この二次焼成後の中間体を脱イオン水に分散し、３回洗浄した後に、さらにエッチング工程として塩酸による酸洗浄およびシアン化合物によるシアン処理をする。この後、これら酸洗浄およびシアン処理された中間体を、さらに脱イオン水にて３回洗浄した後、ろ過してから乾燥および篩分して電場発光蛍光体(ＺｎＳ・０．００３ＭｇＯ:Ｃｕ,Ｃｌ)を得る。
【００３６】
こうして得た電場発光蛍光体(ＺｎＳ・０．００３ＭｇＯ:Ｃｕ,Ｃｌ)の輝度特性や寿命特性を測定するため、評価用のＥＬ素子を作成する。すなわち、電場発光蛍光体７部に対してエポキシ樹脂３部をバインダとして加えて蛍光体ペーストとし、この蛍光体ペーストの両側に透明電極を配設して、これら透明電極間に厚さ１００μｍの蛍光体層が形成されたＥＬ素子を作成する。
【００３７】
このＥＬ素子の透明電極間に２００Ｖ,４００Ｈｚの交流電圧を印加して発光させ、このＥＬ素子の輝度を輝度計(ミノルタ株式会社製 形式:LS-100)にて測定した。
【００３８】
また、寿命特性は、ＥＬ素子をデシケータに入れ、このＥＬ素子の透明電極間に２００Ｖ,４００Ｈｚの交流電圧を印加して発光させ、輝度が初期の輝度の半分になる時間、すなわち輝度半減期を測定した。
【００３９】
同様に、原料の硫化亜鉛(ＺｎＳ)に対して、酸化マグネシウム(ＭｇＯ)をモル比で０．０００５,０．００１,０．００５,０．０１,０．０５,０．１となるように段階的に変化させて添加し、それぞれ上記と同様の方法により電場発光蛍光体を作成してからＥＬ素子を作成して、これらＥＬ素子それぞれの輝度特性および寿命特性を測定した。
【００４０】
また、比較例として、酸化マグネシウムを加えずにその他の工程は全く同じ工程により作成した電場発光蛍光体についても、同様にして輝度特性および寿命特性を測定した。
【００４１】
これらの実験結果を表１および図２に表す。なお、これら表１および図２には、比較例の輝度を１００％として、酸化マグネシウムの添加量を変化させた各電場発光蛍光体から作成されたＥＬ素子のそれぞれの輝度を表示した。また、図２において、比較例の輝度半減期を１００％として、酸化マグネシウムの添加量を変化させた各電場発光蛍光体から作成されたＥＬ素子のそれぞれの輝度半減期を寿命として表した。
【００４２】
【表１】
したがって、表１に表す結果から酸化マグネシウムを添加した実施例１−(1)ないし実施例１−(7)は、酸化マグネシウムを添加しない比較例に比べ、輝度および寿命が変化している。特に、酸化マグネシウムの添加量がモル比で０．０００５以上０．０１以下の場合には、１００％を越える輝度特性を有する電場発光蛍光体が得られている。さらに、酸化マグネシウムの添加量がモル比で０．００１以上０．０１以下の場合には、比較例よりも１０％以上明るい輝度特性を有する電場発光蛍光体を得ることができるので、より好ましい。しかしながら、酸化マグネシウムの添加量がモル比で０．０５以上の場合には、輝度が比較例より低下した。
【００４４】
また、酸化マグネシウムを添加した実施例１-(1)ないし実施例１-(7)のいずれにおいても、酸化マグネシウムを添加しない比較例以上の輝度半減期、すなわち寿命を有している。特に、酸化マグネシウムの添加量がモル比で０．００１以上０．０５以下の場合には、比較例よりも２５時間以上長い輝度半減期を有する電場発光蛍光体を得ることができるので、より好ましい。
【００４５】
このとき、硫化亜鉛への酸化マグネシウムの添加量の割合を０．００１より小さくした場合には、この酸化マグネシウムを全く加えない比較例の輝度特性および寿命特性とあまり変化がなく効果が少ない。また、硫化亜鉛への酸化マグネシウムの添加量の割合を０．０１より大きくした場合には、発光に寄与しない酸化マグネシウムの割合が増加するため輝度特性が悪くなる。したがって、硫化亜鉛に添加する酸化マグネシウム量の割合は、硫化亜鉛に対するモル比を０．００１以上０．０１以下の範囲とした場合に、輝度特性および寿命特性をより向上できる。
【００４６】
(実験例２)
次に、一次焼成工程の焼成温度と、得られる電場発光蛍光体の輝度特性および寿命特性との関係について実験をした。
【００４７】
まず、表２に示すように、一次焼成工程の焼成温度を１１００℃から１３５０℃まで段階的に変化させた以外は、実験例１における実施例１-(3)と同様にして電場発光蛍光体を作成し、これら電場発光蛍光体から評価用のＥＬ素子を作成して、これらＥＬ素子の輝度特性および寿命特性について評価した。
【００４８】
これらの実験結果を、実験例１の比較例および実施例１-(3)とともに表２に表す。
【００４９】
【表２】
この結果、表２に表すように、一次焼成工程の焼成温度は１１５０℃以上１３５０℃以下において輝度特性および寿命特性それぞれの向上が確認でき好ましい。さらに、一次焼成工程の焼成温度を１２００℃以上１３００℃以下の範囲において輝度特性および寿命特性の観点から顕著な向上が確認できより好ましい。
【００５１】
なお、一次焼成工程の焼成温度が１１５０℃より低い場合には、硫化亜鉛とアルカリ土類金属酸化物との固体反応が進みにくく、硫化亜鉛にアルカリ土類金属酸化物が導入されにくいためか、輝度特性および寿命特性の顕著な向上がみられない。また、一次焼成工程の焼成温度が１３５０℃より高い場合には、昇華が多くなり歩留まりが低下し、また硫化亜鉛の粒子成長が著しく、粒度制御が難しくなるため、粒径自体が電場発光蛍光体としては好ましくない大きさとなった。したがって、一次焼成工程の焼成温度を１１５０℃以上１３５０℃以下とすることにより、電場発光蛍光体の輝度特性および寿命特性をより向上できる。
【００５２】
(実験例３)
さらに、硫化亜鉛に添加するアルカリ土類金属酸化物および焼成時にアルカリ土類金属に変化する化合物の種類と、得られる電場発光蛍光体の輝度特性および寿命特性との関係について実験をした。
【００５３】
まず、上述したアルカリ土類金属酸化物および焼成時にアルカリ土類金属酸化物に変化する化合物を、表３に示すように、硫化亜鉛に対してアルカリ土類酸化物としてのモル比で添加し、一次焼成工程の焼成温度を１２００℃とし、その他の条件については実験例１と同様の条件で電場発光蛍光体を作成し、これら電場発光蛍光体から評価用のＥＬ素子を作成して、これらＥＬ素子の輝度特性および寿命特性について評価した。
【００５４】
これらの実験結果を実験例１の比較例とともに表３に表す。
【００５５】
【表３】
この結果、表３に示すように、アルカリ土類金属酸化物、焼成時にアルカリ土類金属酸化物に変化する化合物、およびこれらの組合せとして、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム、塩基性炭酸マグネシウムなどのアルカリ土類金属炭酸塩類や、硝酸ストロンチウム、水酸化カルシウム、シュウ酸バリウムのような硝酸塩、水酸化物、シュウ酸塩などを用いても、これらを用いない比較例に比べ輝度特性および寿命特性が向上した。
【００５７】
なお、上記以外の各種塩類のほかにも高温下で分解などによりアルカリ土類金属酸化物となる化合物であっても同様の効果を得ることができる。
【００５８】
さらに、これらアルカリ土類金属酸化物および焼成時にアルカリ土類金属酸化物に変化する化合物の硫化亜鉛に対する割合と、輝度特性および寿命特性との関係を確認したところ、実験例１の酸化マグネシウムと同様の結果を得ることができた。
【００５９】
上述のように、硫化亜鉛にアルカリ土類金属酸化物および焼成時にアルカリ土類金属酸化物に変化する化合物の少なくともいずれか一方を所定の割合で添加し、１１５０℃以上１３５０℃以下の温度で一次焼成して電場発光蛍光体を得ることにより、この電場発光蛍光体の母体がＺｎＳ・ａＡＯ(Ａがマグネシウム、カルシウム、ストロンチウムおよびバリウムの少なくともいずれか１つの元素)と表すことができる。
【００６０】
したがって、硫化亜鉛にアルカリ土類金属酸化物が導入され母体がＺｎＳ・ａＡＯとなることにより、アルカリ土類金属酸化物を加えずに焼成した上述の比較例に比べ、輝度特性および寿命特性のそれぞれが向上する。
【００６１】
このとき、電場発光蛍光体の母体であるＺｎＳ・ａＡＯは、硫化亜鉛に対してアルカリ土類金属酸化物、例えば酸化マグネシウムが固溶し、硫化亜鉛の結晶にひずみが生じていると推測できる。添加する酸化マグネシウムの量が少なすぎると、固溶の効果が得られず、また添加する酸化マグネシウムの量が多すぎると、固溶しきれない酸化マグネシウムが生じ、この固溶しきれない酸化マグネシウムが発光に寄与しないため、電場発光蛍光体の輝度特性が低下してしまうと考えられる。
【００６２】
さらに、アルカリ土類金属酸化物を添加しない比較例では、硫化亜鉛に結晶成長剤として塩化マグネシウムが添加されて焼成されているが、塩化マグネシウムの融点が７１２℃であるので、この塩化マグネシウムは結晶成長剤(フラックス)として作用するのみで、酸化物として硫化亜鉛に導入されることはないと考えられる。
【００６３】
これに対し、アルカリ土類金属酸化物、例えば酸化マグネシウムの融点は、塩化ナトリウムの融点よりも高い２８５２℃であるので、１１５０℃以上１３５０℃以下という焼成温度で焼成することにより、この酸化マグネシウムが選択的に硫化亜鉛に導入されていると考えられる。
【００６４】
以上により、硫化亜鉛にアルカリ土類金属酸化物および焼成時にアルカリ土類金属酸化物に変化する化合物の少なくともいずれか一方を所定の割合で添加し、１１５０℃以上１３５０℃以下の温度で一次焼成して、ＺｎＳ・ａＡＯ(Ａがマグネシウム、カルシウム、ストロンチウムおよびバリウムの少なくともいずれか１つの元素)で表される電場発光蛍光体とすることにより、この電場発光蛍光体の輝度特性および寿命特性をより向上できる。したがって、この輝度特性および寿命特性に優れた電場発光蛍光体を用いることにより、高輝度長寿命のＥＬ発光素子を製造できる。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１記載の電場発光蛍光体によれば、母体がＺｎＳ・ａＡＯで表され、Ａがマグネシウム(Ｍｇ)、カルシウム(Ｃａ)およびストロンチウム(Ｓｒ)の少なくともいずれか１つの元素で、ａは０．００１以上０．０１以下で、付活剤として銅(Ｃｕ)およびマンガン(Ｍｎ)の少なくともいずれか１つの元素を含有し、共付活剤として塩素(Ｃｌ)、臭素(Ｂｒ)、ヨウ素(Ｉ)およびアルミニウム(Ａｌ)の少なくともいずれか１つの元素を含有するため、硫化亜鉛に導入されるＡＯの割合を表すａの範囲を０．００１以上０．０１以下とすることにより、輝度特性および寿命特性をより向上できる。
【００６６】
請求項２記載の電場発光蛍光体の製造方法によれば、硫化亜鉛(ＺｎＳ)に、付活剤原料として銅化合物およびマンガン化合物の少なくともいずれか一方と、共付活剤原料としてハロゲン化物およびアルミニウム化合物の少なくともいずれか一方と、アルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) およびストロンチウム ( Ｓｒ ) の酸化物および焼成時にアルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) およびストロンチウム ( Ｓｒ ) の酸化物に変化する化合物の少なくともいずれか一方とを添加し、さらに結晶成長剤としてハロゲン化物を添加した混合物を、一次焼成工程として１１５０℃以上１３５０℃以下で焼成した後、この一次焼成工程にて焼成された焼成物を中間体生成工程として洗浄、ろ過および乾燥して中間体としてから、この中間体生成工程にて生成された中間体の一部を二次焼成工程として結晶変換した後に、この二次焼成工程にて焼成された中間体をエッチング工程にてエッチングすることにより、得られる電場発光蛍光体にアルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) およびストロンチウム ( Ｓｒ ) の酸化物が効率良く導入され、一次焼成工程の焼成温度を１１５０℃以上１３５０℃以下とすることにより、輝度特性および寿命特性をより向上できる。
【００６７】
請求項３記載の電場発光蛍光体の製造方法によれば、請求項２記載の電場発光蛍光体の製造方法の効果に加え、アルカリ土類金属酸化物を酸化マグネシウム(ＭｇＯ)とし、焼成時にアルカリ土類金属酸化物に変化する化合物を炭酸マグネシウム(ＭｇＣＯ３)、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム(ＣａＣＯ３)、水酸化カルシウム(Ｃａ(ＯＨ)２)、炭酸ストロンチウム(ＳｒＣＯ３)および硝酸ストロンチウム(Ｓｒ(ＮＯ３)２)の少なくともいずれか一つとすることにより、これらから輝度特性および寿命特性に優れた電場発光蛍光体を製造できる。
【００６８】
請求項４記載の電場発光蛍光体によれば、母体がＺｎＳ・ａＡＯで表され、Ａがマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) 、ストロンチウム ( Ｓｒ ) およびバリウム（Ｂａ）の少なくともいずれか２つの元素で、ａは０．００１以上０．０１以下で、付活剤として銅 ( Ｃｕ ) およびマンガン ( Ｍｎ ) の少なくともいずれか１つの元素を含有し、共付活剤として塩素 ( Ｃｌ ) 、臭素 ( Ｂｒ ) 、ヨウ素 ( Ｉ ) およびアルミニウム ( Ａｌ ) の少なくともいずれか１つの元素を含有するため、硫化亜鉛に導入されるＡＯの割合を表すａの範囲を０．００１以上０．０１以下とすることにより、輝度特性および寿命特性をより向上できる。
【００６９】
請求項５記載の電場発光蛍光体の製造方法によれば、硫化亜鉛 ( ＺｎＳ ) に、付活剤原料として銅化合物およびマンガン化合物の少なくともいずれか一方と、共付活剤原料としてハロゲン化物およびアルミニウム化合物の少なくともいずれか一方と、アルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) 、ストロンチウム ( Ｓｒ ) およびバリウム（Ｂａ）の酸化物および焼成時にアルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) 、ストロンチウム ( Ｓｒ ) およびバリウム（Ｂａ）の酸化物に変化する化合物の少なくともいずれか２種の異なるアルカリ土類金属元素の化合物とを添加し、さらに結晶成長剤としてハロゲン化物を添加した混合物を、一次焼成工程として１１５０℃以上１３５０℃以下で焼成した後、この一次焼成工程にて焼成された焼成物を中間体生成工程として洗浄、ろ過および乾燥して中間体としてから、この中間体生成工程にて生成された中間体の一部を二次焼成工程として結晶変換した後に、この二次焼成工程にて焼成された中間体をエッチング工程にてエッチングすることにより、得られる電場発光蛍光体にアルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) 、ストロンチウム ( Ｓｒ ) およびバリウム（Ｂａ）の酸化物が効率良く導入され、一次焼成工程の焼成温度を１１５０℃以上１３５０℃以下とすることにより、輝度特性および寿命特性をより向上できる。
【００７０】
請求項６記載の電場発光蛍光体の製造方法によれば、請求項５記載の電場発光蛍光体の製造方法の効果に加え、アルカリ土類金属酸化物を酸化マグネシウム ( ＭｇＯ ) とし、焼成時にアルカリ土類金属酸化物に変化する化合物を炭酸マグネシウム ( ＭｇＣＯ ３ ) 、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム ( ＣａＣＯ ３ ) 、水酸化カルシウム ( Ｃａ ( ＯＨ ) ２ ) 、炭酸ストロンチウム ( ＳｒＣＯ ３ ) 、硝酸ストロンチウム ( Ｓｒ ( ＮＯ ３ ) ２ ) 、炭酸バリウム ( ＢａＣＯ ３ ) およびシュウ酸バリウム ( ＢａＣ ２ Ｏ ４ ) から選択することにより、これらから輝度特性および寿命特性に優れた電場発光蛍光体を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態の電場発光蛍光体の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】 同上、酸化マグネシウムの濃度(モル比)に対する輝度特性および寿命特性の変化を示すグラフである。
Claims (6)
- 母体がＺｎＳ・ａＡＯで表され、
Ａがマグネシウム(Ｍｇ)、カルシウム(Ｃａ)およびストロンチウム(Ｓｒ)の少なくともいずれか１つの元素で、
ａは０．００１以上０．０１以下であり、
付活剤として銅(Ｃｕ)およびマンガン(Ｍｎ)の少なくともいずれか１つの元素を含有し、
共付活剤として塩素(Ｃｌ)、臭素(Ｂｒ)、ヨウ素(Ｉ)およびアルミニウム(Ａｌ)の少なくともいずれか１つの元素を含有する
ことを特徴とした電場発光蛍光体。 - 硫化亜鉛(ＺｎＳ)に、付活剤原料として銅化合物およびマンガン化合物の少なくともいずれか一方と、共付活剤原料としてハロゲン化物およびアルミニウム化合物の少なくともいずれか一方と、アルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) およびストロンチウム ( Ｓｒ ) の酸化物および焼成時にアルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) およびストロンチウム ( Ｓｒ ) の酸化物に変化する化合物の少なくともいずれか一方とを添加し、さらに結晶成長剤としてハロゲン化物を添加した混合物を、１１５０℃以上１３５０℃以下で焼成する一次焼成工程と、
この一次焼成工程にて焼成された焼成物を洗浄、ろ過および乾燥して中間体とする中間体生成工程と、
この中間体生成工程にて生成された中間体の一部を結晶変換する二次焼成工程と、
この二次焼成工程にて焼成された中間体をエッチングするエッチング工程と
を含むことを特徴とする電場発光蛍光体の製造方法。 - アルカリ土類金属酸化物は、酸化マグネシウム(ＭｇＯ)であり、
焼成時にアルカリ土類金属酸化物に変化する化合物は、炭酸マグネシウム(ＭｇＣＯ３)、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム(ＣａＣＯ３)、水酸化カルシウム(Ｃａ(ＯＨ)２)、炭酸ストロンチウム(ＳｒＣＯ３)および硝酸ストロンチウム(Ｓｒ(ＮＯ３)２)の少なくともいずれか一つである
ことを特徴とする請求項２記載の電場発光蛍光体の製造方法。 - 母体がＺｎＳ・ａＡＯで表され、
Ａがマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) 、ストロンチウム ( Ｓｒ ) およびバリウム ( Ｂａ ) の少なくともいずれか２つの元素で、
ａは０．００１以上０．０１以下であり、
付活剤として銅 ( Ｃｕ ) およびマンガン ( Ｍｎ ) の少なくともいずれか１つの元素を含有し、
共付活剤として塩素 ( Ｃｌ ) 、臭素 ( Ｂｒ ) 、ヨウ素 ( Ｉ ) およびアルミニウム ( Ａｌ ) の少なくともいずれか１つの元素を含有する
ことを特徴とした電場発光蛍光体。 - 硫化亜鉛 ( ＺｎＳ ) に、付活剤原料として銅化合物およびマンガン化合物の少なくともいずれか一方と、共付活剤原料としてハロゲン化物およびアルミニウム化合物の少なくともいずれか一方と、アルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) 、ストロンチウム ( Ｓｒ ) およびバリウム（Ｂａ）の酸化物および焼成時にアルカリ土類金属であるマグネシウム ( Ｍｇ ) 、カルシウム ( Ｃａ ) 、ストロンチウム ( Ｓｒ ) およびバリウム（Ｂａ）の酸化物に変化する化合物の少なくともいずれか２種の異なるアルカリ土類金属元素の化合物とを添加し、さらに結晶成長剤としてハロゲン化物を添加した混合物を、１１５０℃以上１３５０℃以下で焼成する一次焼成工程と、
この一次焼成工程にて焼成された焼成物を洗浄、ろ過および乾燥して中間体とする中間体生成工程と、
この中間体生成工程にて生成された中間体の一部を結晶変換する二次焼成工程と、
この二次焼成工程にて焼成された中間体をエッチングするエッチング工程と
を含むことを特徴とする電場発光蛍光体の製造方法。 - アルカリ土類金属酸化物は、酸化マグネシウム ( ＭｇＯ ) であり、
焼成時にアルカリ土類金属酸化物に変化する化合物は、炭酸マグネシウム ( ＭｇＣＯ ３ ) 、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム ( ＣａＣＯ ３ ) 、水酸化カルシウム ( Ｃａ ( ＯＨ ) ２ ) 、炭酸ストロンチウム ( ＳｒＣＯ ３ ) 、硝酸ストロンチウム ( Ｓｒ ( ＮＯ ３ ) ２ ) 、炭酸バリウム ( ＢａＣＯ ３ ) およびシュウ酸バリウム ( ＢａＣ ２ Ｏ ４ ) から選択される
ことを特徴とする請求項５記載の電場発光蛍光体の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003034114A JP4194079B2 (ja) | 2003-02-12 | 2003-02-12 | 電場発光蛍光体およびその製造方法 |
| US10/775,862 US7135130B2 (en) | 2003-02-12 | 2004-02-10 | Electroluminescent phosphor and its production method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003034114A JP4194079B2 (ja) | 2003-02-12 | 2003-02-12 | 電場発光蛍光体およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004244479A JP2004244479A (ja) | 2004-09-02 |
| JP4194079B2 true JP4194079B2 (ja) | 2008-12-10 |
Family
ID=32905081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003034114A Expired - Fee Related JP4194079B2 (ja) | 2003-02-12 | 2003-02-12 | 電場発光蛍光体およびその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7135130B2 (ja) |
| JP (1) | JP4194079B2 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20080099870A (ko) * | 2006-03-03 | 2008-11-13 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 발광 재료, 발광 소자, 발광 디바이스, 전자 디바이스, 및 발광 재료의 제조 방법 |
| CN101389731A (zh) * | 2006-03-03 | 2009-03-18 | 株式会社半导体能源研究所 | 发光材料、发光器件和电子设备 |
| WO2007099880A1 (en) * | 2006-03-03 | 2007-09-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light emitting material, light emitting element, light emitting device and electronic device |
| CN101395245A (zh) * | 2006-03-03 | 2009-03-25 | 株式会社半导体能源研究所 | 发光材料、发光元件、发光器件和电子器件 |
| WO2007099882A1 (en) * | 2006-03-03 | 2007-09-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light emitting element, light emitting device and electronic device |
| KR20080110747A (ko) * | 2006-03-21 | 2008-12-19 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 발광소자, 표시장치 및 전자기기 |
| US20070278498A1 (en) * | 2006-06-02 | 2007-12-06 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light emitting device, electronic apparatus, and manufacturing method of light emitting device |
| US20080012027A1 (en) * | 2006-07-13 | 2008-01-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light-emitting element, light-emitting device, and method of fabricating light-emitting element |
| US20090009058A1 (en) * | 2007-07-06 | 2009-01-08 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light-emitting material, light emitting-element, light-emitting device, electronic device, and method for manufacturing thereof |
| DE102007046650A1 (de) | 2007-09-28 | 2009-04-09 | Schott Ag | Glasanordnung mit photoluminiszierendem Leuchtstoff |
| DE102008028530A1 (de) | 2008-06-16 | 2009-12-17 | Schott Ag | Verfahren zur Herstellung einer Glasschmelze mit einem lumineszierenden Stoff, eine Glasanordnung aus einer derartigen Schmelze sowie Verwendung einer derartigen Glasanordnung |
| JP5986225B2 (ja) * | 2012-12-25 | 2016-09-06 | タツモ株式会社 | 分散型ｅｌ用蛍光体の製造方法 |
| US20200071610A1 (en) * | 2018-08-28 | 2020-03-05 | Honeywell International Inc. | Luminescent phosphor systems, methods of preparing the same, and articles including the same |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0790262A (ja) | 1993-09-27 | 1995-04-04 | Nec Kansai Ltd | 電界発光素子用蛍光体の製造方法 |
-
2003
- 2003-02-12 JP JP2003034114A patent/JP4194079B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-02-10 US US10/775,862 patent/US7135130B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20040169160A1 (en) | 2004-09-02 |
| US7135130B2 (en) | 2006-11-14 |
| JP2004244479A (ja) | 2004-09-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4194079B2 (ja) | 電場発光蛍光体およびその製造方法 | |
| JP2008202044A (ja) | 深赤色蛍光体およびその製造方法 | |
| US20050189518A1 (en) | Method of producing a fluorescent particle | |
| JP4810152B2 (ja) | 赤色蛍光体及び白色発光装置 | |
| JPH08183954A (ja) | Ｅｌ蛍光体粉末 | |
| JP2532586B2 (ja) | 低速電子線励起蛍光体及びその製造方法 | |
| JP3904897B2 (ja) | 高輝度電場発光蛍光体およびそれを用いた電場発光素子 | |
| WO2003095588A1 (en) | Method of manufacturing a luminescent material | |
| JPH11172245A (ja) | 電場発光蛍光体および電場発光パネル | |
| JP3564504B2 (ja) | 電場発光デバイスおよびその製造方法 | |
| JP3360431B2 (ja) | アルミン酸塩蛍光体 | |
| JP2593522B2 (ja) | 電場発光蛍光体および電場発光素子 | |
| KR100562896B1 (ko) | 고휘도의 교류 분산형 전계 발광 소자용 청색 형광체 및그 제조방법 | |
| KR100699529B1 (ko) | 적색 형광체 및 이를 이용한 백색 발광 장치 | |
| KR20180078174A (ko) | 산화물계 형광체, 그의 제조 방법, 및 상기 형광체를 포함하는 발광 다이오드 | |
| JP2006097028A (ja) | 単一成分黄色発光エレクトロルミネセンス蛍光体 | |
| JP2006008806A (ja) | 蛍光体前駆体、エレクトロルミネッセンス蛍光体、それらの製造方法及び分散型エレクトロルミネッセンス素子 | |
| JP2005023306A (ja) | 紫外線励起発光素子用蛍光体 | |
| JPH04270779A (ja) | 分散型ｅｌ蛍光体および表示素子 | |
| JP3560085B2 (ja) | アルミン酸塩蛍光体 | |
| JP2005206821A (ja) | エレクトロルミネッセンス蛍光体の製造方法 | |
| JP4156915B2 (ja) | 電場発光蛍光体およびそれを用いた有機分散型電場発光素子 | |
| JP2005272798A (ja) | 蛍光体粒子の製造方法 | |
| JPS60147490A (ja) | 硫化物螢光体 | |
| JP4242732B2 (ja) | 赤色発光蛍光体および発光組成物 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060208 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080613 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080625 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080825 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080917 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080919 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4194079 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111003 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111003 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111003 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111003 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121003 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121003 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121003 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131003 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |