JPH11172245A - 電場発光蛍光体および電場発光パネル - Google Patents

電場発光蛍光体および電場発光パネル

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JPH11172245A
JPH11172245A JP9340070A JP34007097A JPH11172245A JP H11172245 A JPH11172245 A JP H11172245A JP 9340070 A JP9340070 A JP 9340070A JP 34007097 A JP34007097 A JP 34007097A JP H11172245 A JPH11172245 A JP H11172245A
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JP
Japan
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phosphor
electroluminescent
zinc sulfide
cesium
luminance
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JP9340070A
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English (en)
Inventor
Yohei Shimizu
洋平 清水
Hirobumi Takemura
博文 竹村
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Toshiba Corp
Toshiba Development and Engineering Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Electronic Engineering Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い電場発光輝度を有し、輝度寿命特性の良
好な分散型EL蛍光体、およびそれを用いたELパネル
を提供する。 【解決手段】 硫化亜鉛に、硫化亜鉛1モルに対し、セ
シウムを1.0×10-6〜1.0×10-3グラム原子含
有することを特徴とする電場発光蛍光体;およびそれを
用いた電場発光パネル。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、分散型の電場発光
蛍光体(以下、EL蛍光体という)、およびそれを用い
た電場発光パネル(以下、ELパネルという)に関し、
さらに詳しくは、硫化亜鉛系のEL蛍光体およびそれを
用いるELパネルに関する。
【0002】
【従来の技術】分散型EL蛍光体は、これを有機誘電体
中に分散させて発光体層を形成させ、この発光体層の両
側に電極を配置するとともに、少なくとも一方の電極を
透明電極で構成し、これら電極間に交流電圧を印加する
ことにより発光させるものである。このようなEL蛍光
体としては、硫化亜鉛を主体とし、これに付活剤として
銅およびマンガンから選ばれる少なくとも1種を、また
共付活剤として塩素、臭素、ヨウ素およびアルミニウム
から選ばれる少なくとも1種を含有させたものが、一般
的に用いられている。しかしながら、上述のようなEL
蛍光体を用いて製作された分散型EL素子は、冷陰極線
管のような他の表示素子に比較して、輝度やその寿命が
かなり劣るので、様々な改良がなされてきた。
【0003】一般に硫化亜鉛系のEL蛍光体は、焼成に
よって高温相である六方晶系の結晶粒子を作り、ついで
低温相である立方晶系に変換すると、EL特性の良好な
蛍光体が得られることが、知られている。
【0004】この硫化亜鉛系のEL蛍光体の結晶変換に
は、高温相の結晶にアルカリ金属、アルカリ土類金属な
どの塩化物を添加し、焼成することが、広く知られてい
る。また、特開昭61−296085号公報には、粒子
径の大きい六方晶系からなる第一次焼成体を製造し、こ
れに高圧を加えて処理し、粒子径の大きい立方晶系硫化
亜鉛蛍光体を製造して、長寿命のEL蛍光体を得る方法
が開示されている。
【0005】さらに、EL蛍光体に酸化亜鉛などの金属
酸化物を混合し、熱処理した後、酸処理によって蛍光体
粒子の表面にエッチングを施して空孔を形成することに
より、輝度寿命特性の向上を図る方法が知られている。
また、特開昭57−145174号公報には、付活剤と
共付活剤の添加量を最適化して、長寿命蛍光体を得る方
法が開示されている。
【0006】このように、分散型EL蛍光体の輝度およ
び寿命は改良されてきたが、他の表示素子、たとえば冷
陰極線管に比べて十分ではなかった。そのため、EL蛍
光体の利点である消費電力が低く、薄型化が可能なこと
を生かす用途を拡大するために、輝度と寿命をさらに改
良することが望まれている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高い
電場発光輝度を有し、輝度寿命特性の良好な分散型EL
蛍光体、およびそれを用いたELパネルを提供すること
である。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、この課題
を解決するために検討を重ねた結果、硫化亜鉛系EL蛍
光体に特定量のセシウム元素を導入することにより、第
1段階の焼成によって得られる第一次焼成が六方晶系に
なりやすいことを発見し、さらに、この第一次焼成体か
ら製造したEL蛍光体が、著しく輝度が向上し、かつ長
寿命であることを見出して、本発明を完成するに至っ
た。
【0009】すなわち、本発明のEL蛍光体は、硫化亜
鉛に、硫化亜鉛1モルに対し、セシウムを1.0×10
-6〜1.0×10-3グラム原子を含有することを特徴と
する。また、本発明のELパネルは、上記の本発明のE
L蛍光体を用いたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明において、セシウムは、硫
化亜鉛に、付活剤として銅およびマンガンから選ばれる
少なくとも1種;および第1の共付活剤として塩素、臭
素、ヨウ素およびアルミニウムから選ばれる少なくとも
1種を含有するEL蛍光体に、第2の共付活剤として導
入するときに、特に効果的である。EL蛍光体の平均粒
径は、特に限定されないが、通常10〜30μm であ
る。
【0011】セシウムは、塩化物の形で導入されること
が好ましい。
【0012】セシウムの含有量は、硫化亜鉛1モルに対
して1.0×10-6〜1.0×10-3グラム原子であ
り、1.0×10-5〜1.0×10-3グラム原子が好ま
しく、8.0×10-5〜5.0×10-4グラム原子がさ
らに好ましい。1.0×10-6グラム原子以下では、輝
度と寿命を向上させる効果がなく、1.0×10-3グラ
ム原子を越えると、結晶性が著しく悪くなり、輝度が低
下するばかりでなく、寿命も低下する。
【0013】本発明の蛍光体は、たとえば下記のように
して製造することができる。すなわち、硫化亜鉛粉末
と、所定の硫酸銅および/または炭酸マンガンを脱イオ
ン水に投入してスラリー状態にし、十分に混合し、乾燥
器に入れて乾燥する。次にこの混合物に、結晶成長剤と
してアルカリ金属および/またはアルカリ土類金属の塩
化物を、合計10〜15重量%混合する。
【0014】この混合物を石英ルツボに充填し、蓋をし
て空気中で1,100〜1,200℃で3〜8時間焼成
する。焼成後、ルツボより焼成物を取り出し、脱イオン
水で数回洗浄して濾過し、乾燥する。このようにして得
られた六方晶系の第一次焼定体をゴム袋に入れ、ラバー
プレス装置で0.5〜2.0t/cm2 の静水圧で数分間加
圧する。この時、ゴム袋に水が入らないようにすること
が必要である。加圧処理によって立方晶系に変換した
後、酸化亜鉛を混合して、石英ルツボに入れて蓋をし、
空気中で600〜800℃、1〜2時間焼成する。焼成
後、石英ルツボより焼成物を取り出し、脱イオン水に分
散させた後、塩酸を加え、pH1〜3に保ちながら約30
分間撹拌する。その後、脱イオン水で数回洗浄して、本
発明のEL蛍光体を製造することができる。
【0015】本発明のEL蛍光体を用いて、たとえば以
下のようにして、ELパネルを作製することができる。
すなわち、該EL蛍光体をひまし油のような有機誘電体
に分散させて蛍光体スラリーを調製する。これをITO
のような透明電極の一面に塗布し、乾燥して発光層を形
成させる。形成させた発光層側の表面に、ナイロンフィ
ルムのような絶縁層を介して背面電極を配置し、透明電
極および背面電極に接続させて取出し電極を設け、EL
パネルとする。さらにその外側に、ポリエチレンテレフ
タレートフィルムのような防湿フィルムを設けてもよ
く、あらかじめEL発光体粒子の表面に、防湿のための
被覆層を設けるなどの方法によって、防湿フィルムを省
略してもよい。
【0016】
【作用】硫化亜鉛系EL蛍光体の出発原料に混合された
セシウムは、その一部が蛍光体結晶に取り込まれて、付
活剤である銅およびマンガンから選ばれる少なくとも1
種、ならびに第1の共付活剤である塩素、臭素およびア
ルミニウムから選ばれる少なくとも1種が、硫化亜鉛母
体の結晶中に取り込まれるのを助ける。そしてその効果
により、EL蛍光体の輝度効率が向上する。このような
機構によって、本発明のEL蛍光体は、セシウム元素の
導入により、輝度効率およびその寿命が向上する。
【0017】
【実施例】以下、実施例および比較例によって、本発明
をさらに詳細に説明する。これらの例において、部は重
量部を表す。本発明は、これらの実施例によって限定さ
れるものではない。
【0018】蛍光体の輝度および寿命は、次のようにし
て作製したEL素子によって測定した。すなわち、バイ
ンダーとしてひまし油を用い、蛍光体とバインダーの体
積比を7:3となるように秤り取り、十分に混合して蛍
光体スラリーを得た。該スラリーを透明電極上に均一に
塗布して発光層を形成し、EL素子を作製した。このE
L素子に100V 、400Hzの交流電圧を加えて輝度を
測定し、蛍光体の輝度とした。また、寿命については、
4kHz の交流電圧を加えたとき初期輝度が半減する時間
で定義した。この寿命は、400Hzの交流電圧を加えた
ときの輝度半減時間の約1/10に相当する。
【0019】実施例1 硫化亜鉛粉末500部と硫酸銅1.5部に脱イオン水を
加えて混合し、スラリーを得た。これを、150℃で1
2時間乾燥した。次にこの混合物に塩化ナトリウム20
部、塩化マグネシウム40部および塩化セシウム25部
を配合して十分に混合し、これを石英ルツボに充填し、
蓋をして1,150℃で3.5時間焼成した。焼成後、
石英ルツボより焼成物を取り出し、脱イオン水によって
5回洗浄し、濾過した。その後、150℃で12時間乾
燥した。このようにして得られた焼成物200部をゴム
袋に入れ、ラバープレス装置により、1t/cm2 の静水圧
で3分間加圧した。この時、ゴム袋に水が入らないよう
に注意した。このように加圧処理した第一次焼成体をゴ
ム袋より取り出し、該焼成体100部と酸化亜鉛5部を
十分に混合し、石英ルツボに入れ、蓋をして、空気中で
750℃、1時間焼成した。焼成後、石英ルツボより第
二次焼成体を取り出し、脱イオン水に分散させて、pHを
1.5に保ちながら、30分間の洗浄処理を行い、次に
脱イオン水で5回洗浄した。その後、濾過、乾燥、篩別
工程を経て、本発明の蛍光体が得られた。この蛍光体
は、化学分析の結果、セシウムを2.0×10-4グラム
原子/ZnS1モル含有するものである。
【0020】このようにして得られた蛍光体について、
前述の方法によってEL素子を作製して、輝度および寿
命を測定した。その結果、輝度は、塩化セシウムを用い
ない蛍光体に対して120%の高い水準を示した。ま
た、4kHz の交流電圧を加えたときの初期輝度が半減す
る時間については、従来のセシウムを含まない蛍光体が
250時間であるのに対し、370時間であり、輝度寿
命特性もまた優れたものであった。
【0021】実施例2〜5、比較例1、2 塩化セシウムを用いない比較例1の蛍光体、セシウムの
量を4.0×10-5〜1.0×10-3グラム原子/ZnS1
モルの間で変化させた実施例2〜5の蛍光体、およびセ
シウムの量を1.5×10-3グラム/ZnS1モルとした比
較例2の蛍光体をそれぞれ調製した。これらの蛍光体に
ついて、実施例1と同様にして輝度および寿命を測定し
た。これらの結果を、実施例1の結果とともに表1に示
す。ただし、輝度は、比較例1の蛍光体の輝度を100
%とする相対輝度で示す。
【0022】
【表1】
【0023】
【発明の効果】本発明によって、優れた輝度を有し、そ
の寿命も優れたEL蛍光体およびそれを用いるELパネ
ルを得ることができる。本発明のELパネルは、バック
ライト、道路標識などの面光源として有用である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 硫化亜鉛に、硫化亜鉛1モルに対し、セ
    シウムを1.0×10-6〜1.0×10-3グラム原子含
    有することを特徴とする電場発光蛍光体。
  2. 【請求項2】 セシウムの含有量が、硫化亜鉛1モルに
    対して1.0×10-5〜1.0×10-3グラム原子であ
    る、請求項1記載の電場発光蛍光体。
  3. 【請求項3】 硫化亜鉛に、付活剤として銅およびマン
    ガンから選ばれる少なくとも1種;および第1の共付活
    剤として塩素、臭素、ヨウ素およびアルミニウムから選
    ばれる少なくとも1種を含有させた電場発光蛍光体に、
    第2の共付活剤として、硫化亜鉛1モルに対し1.0×
    10-6〜1.0×10-3グラム原子のセシウムを含有す
    ることを特徴とする電場発光蛍光体。
  4. 【請求項4】 セシウムの含有量が、硫化亜鉛1モルに
    対して1.0×10-5〜1.0×10-3グラム原子であ
    る、請求項3記載の電場発光蛍光体。
  5. 【請求項5】 請求項1または請求項3記載の電場発光
    蛍光体を用いた電場発光蛍光パネル。
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