JPH07166161A - El用硫化亜鉛系蛍光体 - Google Patents

El用硫化亜鉛系蛍光体

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JPH07166161A
JPH07166161A JP5313217A JP31321793A JPH07166161A JP H07166161 A JPH07166161 A JP H07166161A JP 5313217 A JP5313217 A JP 5313217A JP 31321793 A JP31321793 A JP 31321793A JP H07166161 A JPH07166161 A JP H07166161A
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JP
Japan
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phosphor
zns
zinc sulfide
fluorescent substance
mixed
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JP5313217A
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English (en)
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Masahiko Yoshino
正彦 吉野
Takashi Ichihara
高史 市原
Takashi Hase
堯 長谷
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Kasei Optonix Ltd
Original Assignee
Kasei Optonix Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 輝度劣化が少く、高輝度で長寿命のEL用硫
化亜鉛系蛍光体、及び、該蛍光体を用いたEL用白色発
光蛍光体を提供しようとするものである。 【構成】 ZnS:Cu,X蛍光体とZnS:Cu,
Al蛍光体の混合重量比を30/70ないし90/10
の範囲としたEL用硫化亜鉛系蛍光体、ZnS:C
u,X蛍光体の中央粒子径が20〜35μmの範囲で、
かつ、ZnS:Cu,Al蛍光体より大きな中央粒子径
を有する上記のEL用硫化亜鉛系蛍光体、及び、EL
用硫化亜鉛系蛍光体に赤色蛍光顔料を混合してなるEL
用白色発光蛍光体である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高輝度で長寿命のエレ
クトロルミネッセンス(EL)用硫化亜鉛系蛍光体、及
び、EL用白色発光蛍光体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、EL用蛍光体としては硫化亜
鉛(ZnS)を母体とし、銅(Cu)を付活剤とし、ハ
ロゲン(X)又はアルミニウム(Al)を共付活剤とし
て含む、ZnS:Cu,Br、ZnS:Cu,Cl、Z
nS:Cu,Al等の硫化亜鉛系蛍光体が実用的な蛍光
体として知られていた。
【0003】この種のEL用蛍光体は、硫化亜鉛生粉等
の硫化亜鉛母体原料に、Cuを含む付活剤原料と、B
r,Cl,Al等を含む共付活剤原料を混合し、これを
硫化水素雰囲気中で焼成することによって得られる。
【0004】そして、これらの蛍光体はシアノエチルセ
ルロース、シアノエチルサッカロース等の高誘電率のバ
インダーに分散して発光層を形成し、その両側に電極を
配置し、その電極の少なくとも一方を透明電極で構成し
てELパネルを作製する。このようなELパネルは、薄
型でフレキシブルな特性を生かして液晶ディスプレイの
バックライトなどに使用される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、液晶は光の透
過率が低いので、液晶ディスプレイのバックライトとし
て、まず高輝度であることが要求され、それにもまし
て、長時間の使用しても発光輝度の低下が少なく、寿命
が長いことが望まれる。従来、EL用蛍光体の共付活剤
の種類を変えたり、焼成温度、焼成時間、フラックス等
の焼成条件を制御して輝度や色調の変化、劣化防止など
を改善することが提案されてきた。しかし、市場は、高
輝度、長寿命化の要請がますます高まってきているの
に、十分満足するものが得られていないのが現状であ
る。そこで、本発明は、上記の問題点を解消し、輝度劣
化の少く、高輝度で長寿命のEL用蛍光体、及び、色純
度の良好な白色発光のEL用蛍光体を提供しようとする
ものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、(1) 硫化亜鉛
を母体とし、銅を付活剤とし、ハロゲンを共付活剤とし
て含む第1の硫化亜鉛蛍光体(ZnS:Cu,X)と、
第1の硫化亜鉛蛍光体のハロゲンの代わりにアルミニウ
ムを含む第2の硫化亜鉛蛍光体(ZnS:Cu,Al)
との混合重量比を30/70ないし90/10の範囲、
好ましく40/60ないし80/20の範囲にしたこと
を特徴とするEL用硫化亜鉛系蛍光体、及び、(2) 上記
混合硫化亜鉛系蛍光体に赤色蛍光顔料を混合してなるE
L用白色発光蛍光体である。
【0007】本発明のEL用硫化亜鉛系蛍光体は、中央
粒子径が20〜35μmの範囲、好ましくは20〜28
μmの範囲にある第1の硫化亜鉛蛍光体(ZnS:C
u,X)と、第1の硫化亜鉛蛍光体より小さな中央粒子
径を有する第2の硫化亜鉛蛍光体(ZnS:Cu,A
l)を用いることが好ましい。また、第1の硫化亜鉛蛍
光体の中央粒子径は、第2の硫化亜鉛蛍光体より5〜1
0μm程度大きい方が良い。なお、中央粒子径は、重量
基準で50%の粒子径と定義される値である。
【0008】
【作用】本発明者等は、複数のEL用蛍光体を混合する
ときのEL特性の変化について種々研究を重ねた結果、
ZnS:Cu,X蛍光体とZnS:Cu,Al蛍光体を
30/70ないし90/10の重量比、好ましくは40
/60ないし80/20の重量比で混合するときに、長
時間にわたって高輝度を維持できる場合があることを見
出して本発明を完成するに至った。
【0009】本発明のEL用蛍光体の構成成分であるZ
nS:Cu,X及びZnS:Cu,Al蛍光体は、公知
の方法で製造することができる。まず、蛍光体母体原料
である硫化亜鉛(ZnS)に付活剤の銅(Cu)化合物
を0.1〜1.0mol%及び共付活剤のハロゲン又は
アルミニウム(Al)化合物を1〜20mol%を加え
て十分に混合し、次いで、硫化水素ガスを通気して硫化
性雰囲気を保ちながら900〜1200℃の範囲の温度
で1〜5時間焼成する。このようにして得たZnS:C
u,X蛍光体及びZnS:Cu,Al蛍光体は、水ひ、
篩分等の処理を経て所望の粒度分布を有する蛍光体を得
て、上記の混合割合で混合して本発明のEL用蛍光体を
得る。
【0010】ところで、ZnS:Cu,Al蛍光体は、
ZnS:Cu,X蛍光体に比べて長時間継続して発光さ
せると、発光輝度の低下(輝度劣化)が少ないので、輝
度劣化を抑制する点からはZnS:Cu,Al蛍光体が
望ましい。しかし、これらの硫化物蛍光体をELパネル
に白色バックライトとして利用する場合は、これらの硫
化物蛍光体と赤色に発光する蛍光顔料とを混合して用い
る場合が多い。その場合、ZnS:Cu,Al蛍光体は
ZnS:Cu,X蛍光体に比べて長波長側に発光スペク
トルのピークを有する、より緑色の発光を呈するため、
赤色蛍光顔料と混合して発光させる場合、好ましい白色
にならない。
【0011】本発明で使用する赤色蛍光顔料としては、
例えばローダミン等からなる赤色有機蛍光顔料等を用い
ることができる。また、ZnS:Cu,Al蛍光体、Z
nS:Cu,X蛍光体、及び、赤色蛍光顔料の発光スペ
クトルのピークは、それそれ490,520,590n
m付近の波長にある。
【0012】本発明では、赤色蛍光顔料と混合して色純
度の良好な白色に発光する蛍光体を得るために、硫化亜
鉛系蛍光体がより短波長側(より青色の領域)に発光ス
ペクトルのピークを有するものが好ましく、CIE色度
表の色度座標において、Y値が0.20〜0.500
で、X値が0.10〜0.25の範囲にあることが望ま
しい。
【0013】そして、上記のY値及びX値を満たす硫化
亜鉛系蛍光体は、ZnS:Cu,X(第1の硫化亜鉛蛍
光体)とZnS:Cu,Al(第2の硫化亜鉛蛍光体)
を重量比で30/70〜90/10の範囲、特に40/
60〜80/20の範囲で混合することより製造するこ
とができ、上記の輝度劣化の抑制、長寿命化にも整合す
る。
【0014】また、上記の硫化亜鉛蛍光体は、粒子径に
より輝度劣化の程度、発光色、発光輝度などが変化する
が、ZnS:Cu,Al蛍光体と比べて、ZnS:C
u,X蛍光体は粒子径の大きい方が輝度劣化が少なく、
より短波長領域(より青色)で発光を呈するところか
ら、ZnS:Cu,X蛍光体の中央粒子径をZnS:C
u,Al蛍光体より大きくすることが望ましい。そし
て、上記の目的に沿うためには、ZnS:Cu,X蛍光
体の中央粒子径は、20〜35μmの範囲に、また、Z
nS:Cu,Al蛍光体の中央粒子径は、10〜20μ
mの範囲にあることが好ましい。両者の中央粒子径の差
は5〜10μm程度開いていることが好ましい。
【0015】
【実施例】
(実施例1〜4、比較例1〜3)硫化亜鉛に、付活剤原
料として酢酸銅〔(CH3 COO)2 Cu・2H 2O〕
を0.5mol%、共付活剤原料として硫酸アルミニウ
ム〔Al2 (SO4 3〕を2.0mol%を加え、脱
イオン水でスラリー状にして混合し、120℃で16時
間乾燥した。次いで、この混合物を石英製タンマン炉に
入れて硫化水素を通気しながら1000℃で2時間焼成
を行った。焼成後、篩にかけ、10wt%のシアン化カ
リウム水溶液で処理し、ZnSに固溶しなかったCuを
エッチングで分離し、水洗後、水ひ分級して粗大粒子と
微細粒子を除去し、乾燥、篩分にかけて中央粒子径1
4.5μmのZnS:Cu,Al蛍光体を得た。
【0016】また、上記のZnS:Cu,Al蛍光体の
製造において、2.0mol%の硫酸アルミニウムの代
わりに、5.0mol%の塩化アンモニウム(NH4
l)を加え、その他の条件を変化させずに、ZnS:C
u,Cl蛍光体を製造し、同様に処理して中央粒子径が
22.1μmのZnS:Cu,Cl蛍光体を得た。
【0017】次に、上記の中央粒子径14.5μmのZ
nS:Cu,Al蛍光体と、中央粒子径22.1μmの
ZnS:Cu,Cl蛍光体を表1の割合で混合して5種
類の混合蛍光体を得た。これらの5種類の混合蛍光体
と、ZnS:Cu,Al蛍光体及びZnS:Cu,Cl
蛍光体を、それぞれシアノエチルセルロースに分散し、
アルミニウム電極上に発光層として厚膜印刷し、その上
に透明電極を形成して分散型ELパネルを作製した。
【0018】このELパネルに150V−1kHzの交
流電界をかけて初期輝度と発光色度点を測定した。ま
た、このELパネルをドライボックス中で100時間点
灯した後、発光輝度を測定して初期輝度に対する100
時間点灯後の輝度の割合を算出し輝度維持率を求めて表
1に示した。
【0019】
【表1】
【0020】表1から明らかなように、(ZnS:C
u,Cl)/(ZnS:Cu,Al)の混合比が30/
70〜90/10の範囲の混合蛍光体は、色純度の良好
な白色発光を得るための好ましいCIE色度範囲(x/
y=0.1/0.2〜0.25/0.5)に入っている
ことが分かる。また、上記の混合蛍光体は、輝度維持率
及び初期輝度も、混合比0/100の比較例1及び混合
比10/90の比較例2より若干低い値であるが、実用
に十分に使用することができる好ましい値を示してい
る。
【0021】(実施例5〜6、比較例4〜5)ZnS:
Cu,Al蛍光体については、実施例1における篩分条
件のみを変化させて、中央粒子径20.8μm、及び、
14.5μmのZnS:Cu,Al蛍光体を得た。
【0022】また、ZnS:Cu,Br蛍光体について
は、実施例1における塩化アンモニウムの代わりに臭化
アンモニウムを用い、かつ篩分条件を変化させて中央粒
子径23.8μm、及び、16.4μmのZnS:C
u,Br蛍光体を得た。このようにして得た蛍光体を表
2の組み合わせでそれぞれ等量づつ混合し、実施例1と
同様にして分散型ELパネルを作製し、そのELパネル
を発光させて、発光色度、初期輝度及び輝度維持率を測
定して表2に示した。
【0023】
【表2】
【0024】表2より明らかなように、ZnS:Cu,
Br蛍光体の中央粒子径をZnS:Cu,Al蛍光体よ
り大きくし、かつ、20μmより大きくした実施例5、
6の混合蛍光体が、発光色度点のY値が0.50より小
さく、より短波長領域(より青色)の発光を示したのに
対し、上記の中央粒子径の条件を満たさない比較例4、
5の混合蛍光体はY値がいずれも0.50より大きい値
を示した。また、輝度維持率も、実施例5、6の方が比
較例4、5より大幅に優れていることが分かる。なお、
(ZnS:Cu,Br)/(ZnS:Cu,Al)混合
比が30/70〜90/10の範囲であれば、50/5
0で混合した上記の実施例にほぼ類似した発光特性を示
すことが確認された。
【0025】
【発明の効果】本発明は、上記の構成を採用することに
より、高輝度で輝度劣化の少ないEL用蛍光体を提供で
き、また、これを赤色蛍光顔料と混合して用いることに
より、色純度の良好な白色発光のEL用蛍光体を提供す
ることが可能になった。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 硫化亜鉛を母体とし、銅を付活剤とし、
    ハロゲンを共付活剤として含む第1の硫化亜鉛蛍光体
    (ZnS:Cu,X)と、第1の硫化亜鉛蛍光体のハロ
    ゲンの代わりにアルミニウムを含む第2の硫化亜鉛蛍光
    体(ZnS:Cu,Al)を30/70ないし90/1
    0の重量比の範囲で混合したことを特徴とするEL用硫
    化亜鉛系蛍光体。
  2. 【請求項2】第1の硫化亜鉛蛍光体(ZnS:Cu,
    X)が、20〜35μmの範囲の中央粒子径を有し、か
    つ、第2の硫化亜鉛蛍光体(ZnS:Cu,Al)より
    大きな中央粒子径を有することを特徴とする請求項1記
    載のEL用硫化亜鉛系蛍光体。
  3. 【請求項3】CIE色度表の発光色度点のY値が0.2
    00〜0.500の範囲にある請求項1又は2記載のE
    L用硫化亜鉛系蛍光体に赤色蛍光顔料を混合してなるE
    L用白色発光蛍光体。
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