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JP2006045319A - Method for producing phosphor particle, phosphor particle and dispersion type electroluminescence element - Google Patents

Method for producing phosphor particle, phosphor particle and dispersion type electroluminescence element Download PDF

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JP2006045319A
JP2006045319A JP2004227087A JP2004227087A JP2006045319A JP 2006045319 A JP2006045319 A JP 2006045319A JP 2004227087 A JP2004227087 A JP 2004227087A JP 2004227087 A JP2004227087 A JP 2004227087A JP 2006045319 A JP2006045319 A JP 2006045319A
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JP
Japan
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copper
phosphor
zinc sulfide
phosphor particles
fired
Prior art date
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Pending
Application number
JP2004227087A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takami Shinkawa
高見 新川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP2004227087A priority Critical patent/JP2006045319A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing phosphor particles that can reduce discoloration of particle surfaces and can introduce a large amount of copper into the phosphor without segregating copper and provide phosphor particles by using the method and can provide a high brightness electroluminescence element using the phosphor particles. <P>SOLUTION: This is a method for producing a zinc sulfide phosphor by calcinig the zinc sulfide activated with copper, in more detail, to provide a method for producing a zinc sulfide phosphor in which the calcined product includes copper in an amount of 0.05 mol% to less than 1.0 mol% and a copper introduction accelerating agent are arranged between the calcination products and the open air. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、蛍光体粒子、特に、分散型エレクトロルミネッセンス素子に適した蛍光体粒子、およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a phosphor particle, in particular, a phosphor particle suitable for a dispersed electroluminescence element, and a method for producing the same.

分散型エレクトロルミネッセンス素子は、蛍光体粒子を高誘電率のバインダー中に分散した蛍光体層を、少なくとも一方が透明な二枚の電極の間に挟み込んだ構造からなり、両電極間に交流電場を印加することにより発光する。エレクトロルミネッセンス蛍光体粒子を用いて作成された発光素子は数mm以下の厚さとすることが可能で、面発光体であり、発熱が少ないなど数多くの利点を有する。分散型エレクトロルミネッセンス素子は、高温プロセスを用いない為、プラスチックを基板としたフレキシブルな素子が可能であること、真空装置を使用することなく比較的簡便な工程で、低コストで製造が可能であること、また発光色の異なる複数の蛍光体粒子を混合することで素子の発光色の調節が容易であるという特長を有し、各種バックライトに応用されている。しかしながら、分散型エレクトロルミネッセンス素子は、輝度の点でまだ十分といえないため、携帯電話のバックライトなど、用途が限定されていた。   A dispersive electroluminescence device has a structure in which a phosphor layer in which phosphor particles are dispersed in a binder having a high dielectric constant is sandwiched between two electrodes, at least one of which is transparent, and an AC electric field is generated between the two electrodes. Emits light when applied. A light-emitting element produced using electroluminescent phosphor particles can have a thickness of several millimeters or less, is a surface light emitter, and has many advantages such as less heat generation. Dispersion-type electroluminescent elements do not use high-temperature processes, so that flexible elements using plastic as a substrate are possible, and they can be manufactured at a low cost in a relatively simple process without using a vacuum device. In addition, it has a feature that the emission color of the element can be easily adjusted by mixing a plurality of phosphor particles having different emission colors, and is applied to various backlights. However, since the dispersion type electroluminescence element is not yet sufficient in terms of luminance, its use such as a backlight of a mobile phone has been limited.

用途拡大のために、エレクトロルミネッセンス蛍光体粒子では、高輝度化が求められている。エレクトロルミネッセンス蛍光体粒子では、蛍光体粒子中に存在するCuxSの針状結晶において電界が集中し、電子が発生し、発光中心に電子が導入され発光すると考えられている(例えば、非特許文献1、2参照。)。蛍光体粒子中にCuxSの針状結晶を析出させるためには、粒子中に固溶限界以上の銅を取り込ませ、CuxSの針状結晶を析出させる必要がある。輝度向上のためには、電子発生源であるCuxSの針状結晶の量を増やすため、粒子への銅の取り込み量を増やす必要がある。   In order to expand the application, the electroluminescent phosphor particles are required to have high brightness. In the electroluminescent phosphor particles, it is considered that the electric field is concentrated in the CuxS needle-like crystal existing in the phosphor particles, electrons are generated, electrons are introduced into the emission center, and light is emitted (for example, Non-Patent Document 1). 2). In order to precipitate CuxS needle-like crystals in the phosphor particles, it is necessary to incorporate copper beyond the solid solution limit into the particles to precipitate CuxS needle-like crystals. In order to improve the luminance, it is necessary to increase the amount of copper incorporated into the particles in order to increase the amount of CuxS needle-like crystals that are electron generation sources.

硫化亜鉛蛍光体は、酸化を防ぐために、硫化水素中や窒素中で焼成を行ったり、カーボンなどを用いて焼成を行うなどの方法により、酸素を遮断して焼成を行う方法が知られている。しかしながら、酸素遮断雰囲気下では、大量の銅を取り込ませようとした場合、表面に銅が偏析して着色してしまう。着色成分による光吸収があるために、十分な輝度のエレクトロルミネッセンスを得ることはできない。   In order to prevent oxidation, zinc sulfide phosphors are known to be baked in an oxygen-blocked manner by firing in hydrogen sulfide or nitrogen, or firing using carbon or the like. . However, in an oxygen barrier atmosphere, when a large amount of copper is taken in, copper is segregated and colored on the surface. Since there is light absorption by the coloring component, electroluminescence with sufficient luminance cannot be obtained.

硫化亜鉛蛍光体でも、特にエレクトロルミネッセンス用途の蛍光体は、空気中で焼成することが一般的である。(例えば特許文献1、2を参照)。空気中で焼成を行った場合、銅の取り込みは進み、着色は低下する。しかし、その反面、酸素によって酸化亜鉛が形成されるため、やはり輝度低下を招く。   Of zinc sulfide phosphors, phosphors particularly for electroluminescence are generally fired in air. (For example, refer to Patent Documents 1 and 2). When firing in air, copper uptake proceeds and coloration decreases. However, on the other hand, since zinc oxide is formed by oxygen, the luminance is also lowered.

このように、従来は、銅の取り込み向上と、酸化抑制を同時に実現することが困難であったため、十分な輝度のエレクトロルミネッセンス蛍光体を得ることは難しかった。
特開2000−136381号公報 特開平6−33053号公報 フィッシャー等(Fischeret al.)著、「ジャーナル・オブ・ジ・エレクトロケミカル・ソサエティ(Journal of the Electrochemical Society)」、Vol.109,No.11, (1962) 1043 フィッシャー等(Fischeret al.)著、「ジャーナル・オブ・ジ・エレクトロケミカル・ソサエティ(Journal of the Electrochemical Society)」、Vol.110,No.7, (1962) 733
Thus, conventionally, since it has been difficult to simultaneously improve copper uptake and suppress oxidation, it has been difficult to obtain an electroluminescent phosphor having sufficient luminance.
JP 2000-136381 A JP-A-6-33053 Fischer et al., "Journal of the Electrochemical Society", Vol. 109, No. 11, (1962) 1043 Fischer et al., "Journal of the Electrochemical Society", Vol. 110, No. 7, (1962) 733

本発明は、粒子表面の着色を低減し、蛍光体に銅を偏析させることなく大量に導入する、蛍光体粒子の製造方法を提供することを目的とし、さらに、該製造方法によって、蛍光体粒子、および該蛍光体粒子を用いた高輝度なエレクトロルミネッセンス素子を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a method for producing phosphor particles that reduces the coloration of the particle surface and introduces a large amount of copper without causing segregation of the phosphor, and further provides phosphor particles by the production method. Another object is to provide a high-brightness electroluminescent device using the phosphor particles.

本発明の課題は以下の手段によって達成された。
(1)銅で付活された硫化亜鉛を焼成する硫化亜鉛蛍光体の製造方法であって、被焼成物が0.05mol%以上1.0mol%未満の銅を含み、前記被焼成物と外気との間に銅導入促進剤を配置することを特徴とする硫化亜鉛蛍光体の製造方法。
(2)前記銅導入促進剤が、硫化亜鉛粉末、硫黄粉末、塩化アンモニウム粉末、または塩化マグネシウム粉末のいずれか1種、または2種以上の混合物から構成されることを特徴とする(1)項に記載の硫化亜鉛蛍光体の製造方法。
(3)前記被焼成物が0.05mol%以上0.2mol%以下の銅を含むことを特徴とする(1)又は(2)項に記載の硫化亜鉛蛍光体粒子の製造方法。
(4)(1)〜(3)のいずれか1項に記載の製造方法で作製された硫化亜鉛蛍光体粒子。
(5)(4)項に記載の硫化亜鉛蛍光体粒子を含むことを特徴とする分散型エレクトロルミネッセンス素子。
The object of the present invention has been achieved by the following means.
(1) A method for producing a zinc sulfide phosphor in which zinc sulfide activated with copper is baked, wherein the baked article contains 0.05 mol% or more and less than 1.0 mol% of copper, and the baked article and the outside air A method for producing a zinc sulfide phosphor, comprising placing a copper introduction promoter between the two.
(2) The copper introduction accelerator is composed of any one of zinc sulfide powder, sulfur powder, ammonium chloride powder, or magnesium chloride powder, or a mixture of two or more thereof (1) A method for producing the zinc sulfide phosphor according to 1.
(3) The method for producing zinc sulfide phosphor particles according to (1) or (2), wherein the object to be fired contains 0.05 mol% or more and 0.2 mol% or less of copper.
(4) Zinc sulfide phosphor particles produced by the production method according to any one of (1) to (3).
(5) A dispersion type electroluminescent device comprising the zinc sulfide phosphor particles according to the item (4).

本発明の製造方法によれば、粒子表面の着色を低減し、蛍光体に銅を偏析させることなく大量に導入した蛍光体粒子を提供することができ、該製造方法によって得られた蛍光体粒子を用いて、高輝度なエレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。   According to the production method of the present invention, the phosphor particles obtained by the production method can be provided by reducing the coloring of the particle surface and providing phosphor particles introduced in a large amount without segregating copper into the phosphor. Can be used to provide a high-luminance electroluminescent element.

以下本発明について詳細に説明する。
本発明は、当業界で広く用いられる焼成法(固相法)を基本的に利用した硫化亜鉛蛍光体の製造方法である。
一般的には、まず、液相法で、好ましくは1nm〜1μm、より好ましくは5nm〜500nm、特に好ましくは10nm〜200nmの硫化亜鉛微粒子粉末(通常生粉と呼ぶ)を作成し、これを一次粒子として用い、これに付活剤と呼ばれる不純物を混入させて融剤とともに坩堝にて900〜1300℃の高温で30分〜10時間、第1の焼成を行い、粒子を得る。第1の焼成によって得られる蛍光体中間体粉末をイオン交換水で繰り返し洗浄してアルカリ金属ないしアルカリ土類金属及び過剰の付活剤、共付活剤を除去する。次いで、得られた蛍光体中間体粉末に第2の焼成を施す。第2の焼成は、第1の焼成より低温の500〜800℃で、また短時間の30分〜12時間の加熱(アニーリング)をする。
The present invention will be described in detail below.
The present invention is a method for producing a zinc sulfide phosphor basically utilizing a firing method (solid phase method) widely used in the industry.
In general, first, a zinc sulfide fine particle powder (usually referred to as raw powder) of preferably 1 nm to 1 μm, more preferably 5 nm to 500 nm, particularly preferably 10 nm to 200 nm is prepared by a liquid phase method. The particles are used as particles, and an impurity called an activator is mixed therein, and the first baking is performed in a crucible at a high temperature of 900 to 1300 ° C. for 30 minutes to 10 hours together with the flux to obtain particles. The phosphor intermediate powder obtained by the first firing is repeatedly washed with ion-exchanged water to remove alkali metal or alkaline earth metal, excess activator and coactivator. Next, the obtained phosphor intermediate powder is subjected to second baking. In the second baking, heating (annealing) is performed at a temperature lower than that of the first baking at 500 to 800 ° C. and for a short time of 30 minutes to 12 hours.

本発明では、上記の第1の焼成・第2の焼成のいずれか一方、または両方の工程において、硫化亜鉛微粒子粉末または蛍光体中間体粉末と外気との間に銅導入促進剤を配置して焼成を行う。特に、第1及び第2の焼成の両方の工程で行うことが好ましい。本明細書において、第1の焼成工程における生粉と融剤の混合物、および第2の焼成工程における蛍光体中間体をいずれも「被焼成物」という。銅導入促進剤は、第1及び第2の焼成工程の被焼成物を焼成容器に充填し、焼成容器と外気とが接触する間の部分に配置される。   In the present invention, a copper introduction accelerator is disposed between the zinc sulfide fine particle powder or the phosphor intermediate powder and the outside air in one or both of the first firing and the second firing described above. Firing is performed. In particular, it is preferable to carry out in both the first and second firing steps. In the present specification, the mixture of raw powder and flux in the first firing step and the phosphor intermediate in the second firing step are both referred to as “fired products”. The copper introduction promoter is disposed in a portion between the firing containers and the outside air that are filled with the firing objects of the first and second firing steps.

本発明の好ましい一実施態様について、添付の図面に基づいて詳細に説明をする。なお、各図の説明において同一の要素には同一の符号を付す。図1〜6は、本発明の方法を実施するための焼成容器の一実施態様を示す断面図である。本発明は図示された態様には限定されない。
図1の態様は大中小の3種のルツボを用いたものであり、大ルツボ14内に銅導入促進剤17を配置し、さらに該銅促進剤17の上に、被焼成物16を内部に配置した小ルツボ11をフタ12でふたをして配置し、この小ルツボ11を逆さにした中ルツボ13で覆い、これらをフタ15でふたをして焼成する。
図2の態様は石英管を用いたものであり、石英管21内に被焼成物22を配置し、該被焼成物22を挟むようにして、石英ウール23を介して銅導入促進剤24を配置して焼成する。
図3〜図6の態様は一つのルツボを用いたものであり、図3では、被焼成物33の上に銅導入促進剤34を入れてルツボ31に充填し、フタ32でふたをして焼成する。図4の態様は、図3の態様において被焼成物33と銅導入促進剤34との間に石英ウール35を配置したものである。図5の態様は、図3の態様において被焼成物33の下にも銅導入促進剤34を配置したものである。図6の態様は、図5の態様において被焼成物33と銅導入促進剤34との間にそれぞれ石英ウール35を配置したものである。
銅導入促進剤は、被焼成物と外気との間に配置していればよく、図1に示すように被焼成物から隔離して配置しても、図3に示すように被焼成物と密着して配置してもよい。
A preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of each drawing, the same elements are denoted by the same reference numerals. FIGS. 1-6 is sectional drawing which shows one embodiment of the baking container for enforcing the method of this invention. The present invention is not limited to the illustrated embodiment.
The embodiment of FIG. 1 uses three types of crucibles, large, medium and small. A copper introduction accelerator 17 is disposed in the large crucible 14, and the object to be fired 16 is placed on the copper accelerator 17. The small crucible 11 placed is covered with a lid 12, the small crucible 11 is covered with an inverted middle crucible 13, and these are covered with a lid 15 and fired.
The embodiment shown in FIG. 2 uses a quartz tube. An object to be fired 22 is disposed in the quartz tube 21, and a copper introduction accelerator 24 is disposed through the quartz wool 23 so as to sandwich the object to be fired 22. Bake.
The embodiment shown in FIGS. 3 to 6 uses one crucible. In FIG. 3, the copper introduction accelerator 34 is placed on the material 33 to be fired, and the crucible 31 is filled with the lid 32. Bake. In the embodiment of FIG. 4, quartz wool 35 is disposed between the object to be fired 33 and the copper introduction accelerator 34 in the embodiment of FIG. 3. In the embodiment shown in FIG. 5, the copper introduction accelerator 34 is also arranged below the material 33 to be fired in the embodiment shown in FIG. 3. In the embodiment shown in FIG. 6, quartz wool 35 is disposed between the object to be fired 33 and the copper introduction accelerator 34 in the embodiment shown in FIG.
The copper introduction promoter may be disposed between the object to be fired and the outside air, and even if it is disposed separately from the object to be fired as shown in FIG. You may arrange | position closely.

焼成後、被焼成物と銅導入剤を分離する場合、図1、2、4、6のように、被焼成物と銅導入促進剤が非接触の場合は、容易に分離することができる。
図3、5のように、被焼成物と銅導入促進剤が接触している場合は、銅導入促進剤には、被焼成物とは平均粒径の異なる物質を用いる。焼成後、銅導入促進剤と被焼成物の混合物を、イオン交換水にて攪拌した後沈降させ、一定時間経過した後に浮いている粒子をデカンテーションして取り除くことを繰り返すことで、銅導入促進剤と被焼成物を分離することができる。この場合、銅導入促進剤としては、平均粒径が、被焼成物よりも小さい物質を用いることが好ましく、両者の分離を容易にするうえで、より好ましくは、被焼成物の平均粒径が5μm以上であり、銅導入促進剤の平均粒径が1μm以下となるようにする。
After baking, when a to-be-fired thing and a copper introduction | transduction agent are isolate | separated, as shown to FIGS.
As shown in FIGS. 3 and 5, when the object to be fired is in contact with the copper introduction accelerator, a substance having an average particle size different from that of the object to be fired is used as the copper introduction accelerator. After firing, the mixture of the copper introduction accelerator and the object to be fired is stirred in ion-exchanged water and then allowed to settle, and after a certain period of time, the floating particles are decanted and removed to repeat the copper introduction promotion. The agent and the material to be fired can be separated. In this case, as the copper introduction accelerator, it is preferable to use a substance having an average particle size smaller than that of the object to be fired. In order to facilitate separation of both, more preferably, the average particle diameter of the object to be fired is The average particle size of the copper introduction accelerator is 1 μm or less.

銅導入促進剤を配置することで、銅導入促進剤雰囲気を形成して酸素を遮断して、被焼成物の酸化を防止することができ、さらに、蛍光体粒子(被焼成物)に銅を導入させる際における余剰銅を銅導入促進剤が取り込み、被焼成物の着色を防止することができる。銅導入促進剤としては、硫化亜鉛粉末、硫黄粉末、または塩化マグネシウム粉末のいずれか1種、または2種以上の混合物から構成されることが好ましい。銅導入促進剤の使用量は、被焼成物重量に対して、好ましくは1/100〜1000倍、より好ましくは1/50〜500倍、特に好ましくは1/10〜100倍である。銅導入促進剤は、被焼成物が直接外気と接触しないように配置されることが好ましい。銅導入促進剤の粒径は特に限定はないが、表面積が大きい粒子がより効果的であるため、粒径5μm以下が好ましく、粒径1μm以下がより好ましい。粒径を小さくするために、原料粉末を乳鉢などで粉砕して用いることが好ましい。銅導入促進剤として硫化亜鉛粉末を用いる場合は、付活剤として銅などの元素が含まれている硫化亜鉛粒子を用いることも、不純物を含まない硫化亜鉛を用いることもできる。   By disposing a copper introduction accelerator, it is possible to form an atmosphere of a copper introduction accelerator and block oxygen to prevent oxidation of the object to be fired. Further, copper is added to the phosphor particles (fired object). Excess copper at the time of introduction can be taken in by the copper introduction accelerator, and coloring of the object to be fired can be prevented. The copper introduction accelerator is preferably composed of any one of zinc sulfide powder, sulfur powder, or magnesium chloride powder, or a mixture of two or more. The amount of the copper introduction accelerator is preferably 1/100 to 1000 times, more preferably 1/50 to 500 times, and particularly preferably 1/10 to 100 times the weight of the object to be fired. The copper introduction accelerator is preferably arranged so that the object to be fired does not come into direct contact with the outside air. The particle size of the copper introduction accelerator is not particularly limited, but particles having a large surface area are more effective, and therefore the particle size is preferably 5 μm or less, more preferably 1 μm or less. In order to reduce the particle size, the raw material powder is preferably used after being pulverized in a mortar or the like. When zinc sulfide powder is used as the copper introduction accelerator, zinc sulfide particles containing an element such as copper can be used as an activator, or zinc sulfide containing no impurities can be used.

焼成雰囲気は、銅導入促進剤の使用により銅導入促進剤の雰囲気が形成されるので、どのような雰囲気でも用いることができ、例えば、空気、酸素、窒素、アルゴン、ヘリウム、水素もしくは硫化水素や、又はこれらの混合ガスなどを用いることができ、空気中で用いることが最も好ましい。   Since the atmosphere of the copper introduction accelerator is formed by the use of the copper introduction accelerator, any firing atmosphere can be used, for example, air, oxygen, nitrogen, argon, helium, hydrogen, hydrogen sulfide, Or a mixed gas thereof can be used, and the use in the air is most preferable.

本発明において被焼成物は、0.05mol%以上1.0mol%未満、好ましくは0.05mol%以上0.2mol%以下の銅を含む。銅としては硫酸銅、硝酸銅、酢酸銅など水に可溶な銅化合物を好ましく用いることができる。銅は、第1の焼成工程前、第2の焼成工程前のいずれのときに添加しても良く、双方のときに添加しても良い。第1の焼成工程の方が温度が高く銅が均一に拡散するので、第1の焼成工程の前に加えることがより好ましい。
具体的には、例えば、第1の焼成工程前に添加する場合は硫化亜鉛生粉を、また、第2の焼成工程前に添加する場合は蛍光体中間体粉末を、水に懸濁させてスラリーとし、スラリーを攪拌させつつ前記銅化合物の水溶液を加え、攪拌を続けた後、乾燥させることで被焼成物を得ることができる。
また、水に不溶な硫化銅などを用いることもでき、この場合は、原料粉末と硫化銅粉末を混合させた後に焼成を行う。
In the present invention, the object to be fired contains 0.05 mol% or more and less than 1.0 mol%, preferably 0.05 mol% or more and 0.2 mol% or less of copper. As copper, copper compounds soluble in water, such as copper sulfate, copper nitrate, and copper acetate, can be preferably used. Copper may be added either before the first firing step or before the second firing step, or may be added at both times. Since the first baking step has a higher temperature and copper diffuses more uniformly, it is more preferable to add it before the first baking step.
Specifically, for example, when added before the first firing step, the zinc sulfide raw powder is suspended, and when added before the second firing step, the phosphor intermediate powder is suspended in water. An article to be fired can be obtained by preparing a slurry, adding the aqueous solution of the copper compound while stirring the slurry, continuing stirring, and drying.
Also, copper sulfide or the like that is insoluble in water can be used. In this case, firing is performed after mixing the raw material powder and the copper sulfide powder.

本発明において融剤は、ハロゲン化物が主体であることが好ましく、アルカリ金属ハライド、アルカリ土類金属ハライド、ハロゲン化アンモニウムのうち、1物質、もしくは2種類以上の混合物質が主体であることがより好ましい。
アルカリ金属ハライドとは、例えば塩化リチウム、臭化リチウム、ヨウ化リチウム、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、塩化カリウム、臭化カリウム、ヨウ化カリウム、塩化ルビジウム、臭化ルビジウム、ヨウ化ルビジウム、塩化セシウム、臭化セシウム、ヨウ化セシウムなどを含む。
アルカリ土類金属ハライドとは、例えば、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、塩化カルシウム、臭化カルシウム、ヨウ化カルシウム、塩化ストロンチウム、臭化ストロンチウム、ヨウ化ストロンチウム、塩化バリウム、臭化バリウム、ヨウ化バリウムなどを含む。
ハロゲン化アンモニウムとは、塩化アンモニウム、臭化アンモニウム・ヨウ化アンモニウムなどを含む。
In the present invention, the flux is preferably mainly composed of a halide, and more preferably composed mainly of one substance or a mixture of two or more of alkali metal halides, alkaline earth metal halides, and ammonium halides. preferable.
Examples of the alkali metal halide include lithium chloride, lithium bromide, lithium iodide, sodium chloride, sodium bromide, sodium iodide, potassium chloride, potassium bromide, potassium iodide, rubidium chloride, rubidium bromide, and rubidium iodide. Cesium chloride, cesium bromide, cesium iodide and the like.
Alkaline earth metal halides include, for example, magnesium chloride, magnesium bromide, magnesium iodide, calcium chloride, calcium bromide, calcium iodide, strontium chloride, strontium bromide, strontium iodide, barium chloride, barium bromide, Contains barium iodide.
The ammonium halide includes ammonium chloride, ammonium bromide / ammonium iodide, and the like.

上記の第1及び第2の焼成により蛍光体粒子内には多くの積層欠陥が発生するが、微粒子でかつより多くの積層欠陥が蛍光体粒子内に含まれるように、第1の焼成と第2の焼成の条件を適宜選択することが好ましい。また、第1の焼成物に、ある範囲の大きさの衝撃力を加えることにより、粒子を破壊することなく、積層欠陥の密度を大幅に増加させることができる。衝撃力を加える方法としては、蛍光体中間体粒子同士を接触混合させる方法、アルミナ等の球体を混ぜて混合させる(ボールミル)方法、粒子を加速させ衝突させる方法、超音波を照射する方法などを好ましく用いることができる。その後、HCl等の酸でエッチングして表面に付着している金属酸化物を除去し、さらに表面に付着した硫化銅を、KCNで洗浄して除去、乾燥して蛍光体粒子を得る。   Although many stacking faults are generated in the phosphor particles by the first and second firings described above, the first firing and the second firing are performed so as to include fine particles and more stacking faults in the phosphor particles. It is preferable to select the firing conditions of 2 as appropriate. Further, by applying an impact force in a certain range to the first fired product, the density of stacking faults can be greatly increased without destroying the particles. As a method of applying impact force, a method of contacting and mixing phosphor intermediate particles, a method of mixing and mixing spheres such as alumina (ball mill), a method of accelerating and colliding particles, a method of irradiating ultrasonic waves, etc. It can be preferably used. Thereafter, etching with an acid such as HCl removes the metal oxide adhering to the surface, and the copper sulfide adhering to the surface is removed by washing with KCN and dried to obtain phosphor particles.

高輝度なエレクトロルミネッセンスを得るためには、蛍光体粒子の50%(個)以上が、5nm以下の間隔の積層欠陥構造を10層以上含有していることが好ましい。75%(個)の蛍光体粒子が積層欠陥構造を有していることがより好ましく、100%(個)の蛍光体粒子が積層欠陥構造を有していることが更に好ましい。   In order to obtain high-luminance electroluminescence, it is preferable that 50% (number) or more of the phosphor particles contain 10 or more stacking fault structures with an interval of 5 nm or less. More preferably, 75% (pieces) of phosphor particles have a stacking fault structure, and more preferably 100% (pieces) of phosphor particles have a stacking fault structure.

蛍光体粒子内部の積層欠陥の定量は、透過電子顕微鏡で観察することで行うことができる。積層欠陥の定量を行いたい蛍光体粒子100mg程度を、メタノール、エタノール、アセトンなどの溶媒に懸濁させ、乳鉢で10分程度粉砕する。このようにして得られた蛍光体粒子破片を、透過型電子顕微鏡で観察すると、積層欠陥構造を有する蛍光体粒子破片は、破片に筋状の線を有している。一方、積層欠陥構造を持たない粒子は、構造がまったくない、平滑な表面として観察される。この筋状の線を数えた際、線が5nm以下の間隔で10本以上有している破片が50%(個)以上であった場合、蛍光体粒子の50%(個)以上が、5nm以下の間隔の積層欠陥構造を、10層以上含有しているとみなすことができる。   Quantification of stacking faults inside the phosphor particles can be performed by observing with a transmission electron microscope. About 100 mg of phosphor particles to be quantified for stacking faults are suspended in a solvent such as methanol, ethanol, acetone, and pulverized for about 10 minutes in a mortar. When the phosphor particle fragments thus obtained are observed with a transmission electron microscope, the phosphor particle fragments having a stacking fault structure have streak lines in the fragments. On the other hand, particles having no stacking fault structure are observed as a smooth surface having no structure. When counting the streak-like lines, if the number of fragments having 10 or more lines at intervals of 5 nm or less is 50% (pieces) or more, 50% (pieces) or more of the phosphor particles are 5 nm or more. It can be considered that the stacking fault structure having the following interval contains 10 or more layers.

観察の際は、加速電圧が高い、例えば400kV程度の透過電子顕微鏡が、コントラスト良く粒子を観察できるので好ましい。透過電子顕微鏡の観察には、試料を電子が透過することが必須であるから、蛍光体粒子破片は、厚み0.1nm以上100nm以下に粉砕されている必要がある。厚みが100nm以上の破片は、積層欠陥を有していない破片か、それとも単に電子が透過していないだけなのか、判断することができないので、観察には適さない。   At the time of observation, a transmission electron microscope having a high acceleration voltage, for example, about 400 kV is preferable because particles can be observed with good contrast. For observation with a transmission electron microscope, it is essential that electrons pass through the sample. Therefore, the phosphor particle fragments need to be pulverized to a thickness of 0.1 nm to 100 nm. A fragment having a thickness of 100 nm or more is not suitable for observation because it cannot be determined whether the fragment has no stacking fault or simply does not transmit electrons.

本発明により得られる蛍光体素子は、蛍光体粒子の表面に非発光シェル層を有することがより好ましい。このシェル層形成は、蛍光体素子のコアとなる半導体微粒子の調製に引き続いて化学的な方法を用いて0.1μm以上の厚みで設置するのが好ましい。好ましくは0.1μm以上1.0μm以下ある。
非発光シェル層は、酸化物、窒化物、酸窒化物や、蛍光体母体物質上に形成した同一組成で発光中心を含有しない物質から作成することができる。また、蛍光体母体物質上に異なる組成の物質をエピタキシャルに成長させて形成することもできる。
非発光シェル層の形成方法として、レーザー、アブレーション法、CVD法、プラズマ法、スパッタリングや抵抗加熱、電子ビーム法などと、流動油面蒸着を組み合わせた方法、等の気相法と、複分解法、ゾルゲル法、超音波化学法、プレカーサーの熱分解反応による方法、逆ミセル法やこれらの方法と高温焼成を組み合わせた方法、尿素溶融法、凍結乾燥法、等の液相法や噴霧熱分解法なども用いることができる。
The phosphor element obtained by the present invention more preferably has a non-light emitting shell layer on the surface of the phosphor particles. The shell layer is preferably formed with a thickness of 0.1 μm or more using a chemical method following the preparation of the semiconductor fine particles serving as the core of the phosphor element. Preferably they are 0.1 micrometer or more and 1.0 micrometer or less.
The non-light emitting shell layer can be formed from an oxide, a nitride, an oxynitride, or a material having the same composition formed on the phosphor base material and containing no emission center. In addition, substances having different compositions can be epitaxially grown on the phosphor matrix material.
As a method for forming the non-light-emitting shell layer, a gas phase method such as laser, ablation method, CVD method, plasma method, sputtering, resistance heating, electron beam method, etc. Sol-gel method, ultrasonic chemistry method, precursor thermal decomposition method, reverse micelle method or combination of these methods with high temperature firing, urea melting method, freeze drying method, liquid phase method or spray pyrolysis method, etc. Can also be used.

特に、蛍光体の粒子形成で好適に用いられる、尿素溶融法や噴霧熱分解法は、非発光シェル層の合成にも適している。
例えば、硫化亜鉛蛍光体粒子の表面に非発光シェル層を付設する場合は、非発光シェル層材料となる金属塩が溶解し、溶融した尿素溶液中に、硫化亜鉛蛍光体を添加する。硫化亜鉛は尿素に溶解しないため、粒子形成の場合と同様に溶液を昇温し、尿素由来の樹脂中に硫化亜鉛蛍光体と非発光シェル層材料が均一に分散した固体を得る。この固体を微粉砕した後、電気炉中で樹脂を熱分解させながら焼成する。焼成雰囲気として、不活性雰囲気、酸化性雰囲気、還元性雰囲気、アンモニア雰囲気、真空雰囲気を選択することで、酸化物、硫化物、窒化物からなる非発光シェル層を表面に有する硫化亜鉛蛍光体粒子が合成できる。
In particular, the urea melting method and the spray pyrolysis method, which are preferably used in the formation of phosphor particles, are also suitable for the synthesis of a non-luminescent shell layer.
For example, when a non-light emitting shell layer is attached to the surface of the zinc sulfide phosphor particles, the metal salt serving as the non-light emitting shell layer material is dissolved, and the zinc sulfide phosphor is added to the molten urea solution. Since zinc sulfide does not dissolve in urea, the temperature of the solution is raised as in the case of particle formation to obtain a solid in which the zinc sulfide phosphor and the non-light emitting shell layer material are uniformly dispersed in the urea-derived resin. After this solid is finely pulverized, it is fired while thermally decomposing the resin in an electric furnace. Zinc sulfide phosphor particles having a non-light emitting shell layer made of oxide, sulfide, or nitride on the surface by selecting an inert atmosphere, an oxidizing atmosphere, a reducing atmosphere, an ammonia atmosphere, or a vacuum atmosphere as a firing atmosphere Can be synthesized.

また、例えば、硫化亜鉛蛍光体粒子の表面に噴霧熱分解法で非発光シェル層を付設する場合は、非発光シェル層材料となる金属塩が溶解した溶液中に、硫化亜鉛蛍光体を添加する。この溶液を霧化し、熱分解することで、硫化亜鉛蛍光体粒子の表面に非発光シェル層が生成する。熱分解の雰囲気や追加焼成の雰囲気を選択することで、酸化物、硫化物、窒化物からなる非発光シェル層を表面に有する硫化亜鉛蛍光体粒子が合成できる。   For example, when a non-light emitting shell layer is attached to the surface of the zinc sulfide phosphor particles by spray pyrolysis, the zinc sulfide phosphor is added to a solution in which a metal salt serving as a non-light emitting shell layer material is dissolved. . By atomizing and thermally decomposing this solution, a non-light emitting shell layer is generated on the surface of the zinc sulfide phosphor particles. By selecting a pyrolysis atmosphere or an additional firing atmosphere, zinc sulfide phosphor particles having a non-light emitting shell layer made of oxide, sulfide, or nitride on the surface can be synthesized.

本発明の製造方法は、どのような粒径の蛍光体に対しても効果があるが、輝度の観点からは、得られる蛍光体粒子の粒径サイズ分布が狭く、かつ蛍光体粒子の焼成後の粒径が小さい方が好ましい。本発明により得られる蛍光体粒子の焼成後の平均粒子径は特に制限されないが、0.1〜25μmが好ましく、0.1〜15μmがより好ましい。また、本発明により得られる蛍光体粒子の粒子サイズ分布は、変動係数(粒子サイズ分布の標準偏差÷平均粒子サイズ×100%)で計算することができ、好ましくは35%未満である。個々の粒子サイズは、体積を球換算してその直径で表す。粒子サイズは、その個々の粒子の写真をとって測定してもよいし、光学的にその分布を測定してもよいし、沈降速度から分布を割り出してもよい。   The production method of the present invention is effective for phosphors of any particle size, but from the viewpoint of luminance, the particle size distribution of the obtained phosphor particles is narrow, and after the phosphor particles are baked It is preferable that the particle size of the is smaller. The average particle diameter after firing of the phosphor particles obtained by the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 25 μm, more preferably 0.1 to 15 μm. Further, the particle size distribution of the phosphor particles obtained by the present invention can be calculated by a coefficient of variation (standard deviation of particle size distribution ÷ average particle size × 100%), preferably less than 35%. Each particle size is expressed in terms of its diameter by converting the volume into a sphere. The particle size may be measured by taking a photograph of the individual particle, the distribution may be measured optically, or the distribution may be determined from the sedimentation velocity.

エレクトロルミネッセンス素子は基本的には発光層を、少なくとも一方が透明な、対向する一対の電極で挟持した構成で且つ発光層と電極の間に誘電体層を隣接することが好ましい。
発光層には、本発明の蛍光体を分散剤に分散したものを用いることができる。分散剤としては、シアノエチルセルロース系樹脂のように、比較的誘電率の高いポリマーや、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ化ビニリデンなどの樹脂を用いることができる。これらの樹脂に、BaTiO3やSrTiO3などの高誘電率の微粒子を適度に混合して誘電率を調整することもできる。発光層の膜厚は0.5〜50μmであることが好ましく、0.5〜30μmであることがより好ましい。
誘電体層は、誘電率と絶縁性が高く、且つ高い誘電破壊電圧を有する材料であれば任意のものが用いられる。これらは金属酸化物、窒化物から選択され、例えばTiO2、BaTiO3、SrTiO3、PbTiO3、KNbO3、PbNbO3、Ta23、BaTa26、LiTaO3、Y23、Al23、ZrO2、AlON、ZnSなどが用いられる。これらは均一な膜として設置されても良いし、また粒子構造を有する膜として用いても良い。
The electroluminescent element basically has a structure in which a light emitting layer is sandwiched between a pair of opposing electrodes, at least one of which is transparent, and a dielectric layer is preferably adjacent between the light emitting layer and the electrode.
For the light emitting layer, the phosphor of the present invention dispersed in a dispersant can be used. As the dispersant, a polymer having a relatively high dielectric constant such as a cyanoethyl cellulose resin, or a resin such as polyethylene, polypropylene, polystyrene resin, silicone resin, epoxy resin, or vinylidene fluoride can be used. The dielectric constant can be adjusted by appropriately mixing fine particles having a high dielectric constant such as BaTiO 3 and SrTiO 3 with these resins. The thickness of the light emitting layer is preferably 0.5 to 50 μm, and more preferably 0.5 to 30 μm.
As the dielectric layer, any material can be used as long as it has a high dielectric constant and insulation and has a high dielectric breakdown voltage. These metal oxides are selected from nitrides, for example TiO 2, BaTiO 3, SrTiO 3 , PbTiO 3, KNbO 3, PbNbO 3, Ta 2 O 3, BaTa 2 O 6, LiTaO 3, Y 2 O 3, Al 2 O 3 , ZrO 2 , AlON, ZnS or the like is used. These may be installed as a uniform film, or may be used as a film having a particle structure.

発光層と誘電体層は、スピンコート法、ディップ法、バーコート法、スクリーンプリント法、あるいはスプレー塗布法などを用いて塗布することができる。
誘電膜の調製法はスパッター、真空蒸着等の気相法であっても良く、この場合膜の厚みは通常100〜1000nmの範囲で用いられる。
上記エレクトロルミネッセンス素子において、透明電極は一般的に用いられる任意の透明電極材料が用いられる。例えばインジウムドープ酸化錫、アンチモンドープ酸化錫、亜鉛ドープ酸化錫などの酸化物、銀の薄膜を高屈折率層で挟んだ多層構造、ポリアニリン、ポリピロールなどのπ共役系高分子などが挙げられる。
The light emitting layer and the dielectric layer can be applied using a spin coating method, a dip method, a bar coating method, a screen printing method, a spray coating method, or the like.
The dielectric film may be prepared by a gas phase method such as sputtering or vacuum deposition. In this case, the thickness of the film is usually in the range of 100 to 1000 nm.
In the electroluminescent element, any transparent electrode material that is generally used is used as the transparent electrode. Examples thereof include oxides such as indium-doped tin oxide, antimony-doped tin oxide, and zinc-doped tin oxide, a multilayer structure in which a silver thin film is sandwiched between high refractive index layers, and π-conjugated polymers such as polyaniline and polypyrrole.

これら透明電極にはこれに櫛型あるいはグリッド型等の金属細線を配置して通電性を改善することも好ましい。
光を取り出さない側の背面電極は、導電性の有る任意の材料が使用出来る。金、銀、白金、銅、鉄、アルミニウムなどの金属、グラファイトなどの中から、作成する素子の形態、作成工程の温度等により適時選択されるが、導電性さえあればITO等の透明電極を用いても良い。
上記エレクトロルミネッセンス素子は、最後に適当な封止材料を用いて、外部環境からの湿度の影響を排除するよう加工することが好ましい。素子の基板自体が十分な遮蔽性を有する場合には、作成した素子の上方に遮蔽性のシートを重ね、周囲をエポキシ等の硬化材料を用いて封止する。
It is also preferred to improve the conductivity by arranging a comb-type or grid-type fine metal wire on these transparent electrodes.
For the back electrode on the side from which light is not extracted, any conductive material can be used. It is selected from gold, silver, platinum, copper, iron, aluminum and other metals, graphite, etc. depending on the form of the element to be created, the temperature of the production process, etc. It may be used.
The electroluminescence element is preferably processed so as to eliminate the influence of humidity from the external environment by finally using an appropriate sealing material. When the element substrate itself has a sufficient shielding property, a shielding sheet is overlaid on the fabricated element, and the periphery is sealed with a curable material such as epoxy.

本発明により得られたエレクトロルミネッセンス蛍光体を好ましく用いたエレクトロルミネッセンス素子の用途は、特に限定されるものではないが、光源としての用途を考えると、発光色は白色が好ましい。発光色を白色とする方法としては、エレクトロルミネッセンス素子の発光層に複数の発光色の蛍光体を混合することが好ましい(青−緑−赤の組み合わせや、青緑−オレンジの組み合わせ等)。   The use of the electroluminescence element preferably using the electroluminescence phosphor obtained by the present invention is not particularly limited, but considering the use as a light source, the emission color is preferably white. As a method for changing the emission color to white, it is preferable to mix a plurality of emission color phosphors in the emission layer of the electroluminescence element (blue-green-red combination, blue-green-orange combination, etc.).

また、青色のように短い波長で発光させて、発光の一部を緑や赤色に波長変換して白色化することも好ましい。
その他、本発明の製造方法で製造したエレクトロルミネッセンス蛍光体を用いたエレクトロルミネッセンス素子の構成において、基板、透明電極、背面電極、各種保護層、フィルター、光散乱反射層などを必要に応じて付与することができる。特に基板に関しては、ガラス基板やセラミック基板に加え、フレキシブルは透明樹脂シートを用いることができる。
It is also preferable to emit light at a short wavelength, such as blue, and to convert the wavelength of part of the emitted light to green or red to whiten.
In addition, in the structure of the electroluminescent element using the electroluminescent phosphor manufactured by the manufacturing method of the present invention, a substrate, a transparent electrode, a back electrode, various protective layers, a filter, a light scattering reflection layer, and the like are provided as necessary. be able to. In particular, regarding the substrate, in addition to a glass substrate or a ceramic substrate, a flexible resin sheet can be used for the flexible substrate.

本発明で得られる蛍光体粒子は、上記のようなエレクトロルミネッセンス素子構成と適宜組み合わせることが好ましく、それにより高輝度、高効率のエレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。   The phosphor particles obtained in the present invention are preferably combined with the above-described electroluminescence element configuration as appropriate, thereby providing a high-luminance and high-efficiency electroluminescence element.

以下、本発明を実施例に基づき更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail based on an Example, this invention is not limited to these.

実施例1
ZnS(フルウチ化学製、純度99.999%)150gに水を加えてスラリーとし、CuSO4・5H2Oを0.416g含む水溶液を添加し、一部に銅を置換したZnS生粉(平均粒径100nm)を得た。得られた生粉25gに、NaCl
1.0g、BaCl2・2H2
2.1g、MgCl2・6H2
4.2gを混合して、図1に示した3重ルツボ(アルミナ製)に充填し、1200℃で4時間焼成を行い、蛍光体中間体を得た(第1の焼成工程)。上記の粒子をイオン交換水で10回水洗し、乾燥した。得られた中間体5gに対し、0.5mmφのアルミナビース50gを混合し、40分間ボールミルをかけた。これを図1に示した3重ルツボに充填し、空気中で700℃で6時間、アニールした(第2の焼成工程)。得られた蛍光体粒子を、10%のKCN水溶液で洗浄して表面にある余分な銅(硫化銅)を取り除いた後5回水洗を行い、エレクトロルミネッセンス蛍光体粒子を得た(平均粒径25μm、粒径の変動係数48%)。
ただし、第1及び第2の焼成工程において、銅導入促進剤の種類および量を表1に示すように変えて蛍光体粒子を作製した。銅導入促進剤としては、硫化亜鉛(フルウチ化学製、平均粒径100nm)、硫黄粉末(和光純薬製、乳鉢により平均粒径1μm以下に粉砕)、塩化マグネシウム六水和物(和光純薬製、乳鉢により平均粒径1μm以下に粉砕)、塩化アンモニウム(和光純薬製、乳鉢により平均粒径1μm以下に粉砕)を用いた。
Example 1
ZnS raw powder (average grain) in which water was added to 150 g of ZnS (manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd., purity 99.999%) to form a slurry, an aqueous solution containing 0.416 g of CuSO 4 .5H 2 O was added, and copper was partially substituted. 100 nm in diameter) was obtained. To 25 g of the obtained raw flour, NaCl
1.0 g, BaCl 2 · 2H 2 O
2.1g, MgCl 2 · 6H 2 O
4.2 g was mixed, filled in the triple crucible (made of alumina) shown in FIG. 1 and fired at 1200 ° C. for 4 hours to obtain a phosphor intermediate (first firing step). The particles were washed with ion exchange water 10 times and dried. 50 g of 0.5 mmφ alumina beads were mixed with 5 g of the obtained intermediate and subjected to a ball mill for 40 minutes. This was filled in the triple crucible shown in FIG. 1 and annealed in air at 700 ° C. for 6 hours (second firing step). The obtained phosphor particles were washed with a 10% KCN aqueous solution to remove excess copper (copper sulfide) on the surface, and then washed with water 5 times to obtain electroluminescent phosphor particles (average particle size 25 μm). , Particle size variation coefficient 48%).
However, in the first and second firing steps, the type and amount of the copper introduction accelerator were changed as shown in Table 1 to produce phosphor particles. Examples of the copper introduction accelerator include zinc sulfide (manufactured by Furuuchi Chemical, average particle size 100 nm), sulfur powder (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, pulverized to an average particle size of 1 μm or less with a mortar), magnesium chloride hexahydrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) And ammonium chloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., pulverized to an average particle size of 1 μm or less with a mortar) were used.

比較例1
第1の焼成工程および第2の焼成工程のいずれにも銅導入促進剤を用いなかったこと以外は、実施例1と同様に焼成を行った。
Comparative Example 1
Firing was performed in the same manner as in Example 1 except that the copper introduction accelerator was not used in either the first firing step or the second firing step.

実施例2
実施例1と同様の方法で蛍光体中間体を得た(第1の焼成工程)。上記の粒子をイオン交換水で10回水洗し、乾燥した。得られた中間体を、図2に示した石英管に充填し、銅導入促進剤を用い、窒素フロー中で700℃で6時間、アニールした(第2の焼成工程)。得られた蛍光体粒子を、10%のKCN水溶液で洗浄して表面にある余分な銅(硫化銅)を取り除いた後5回水洗を行い、エレクトロルミネッセンス蛍光体粒子を得た。ただし、第1及び第2の焼成工程において、銅導入促進剤の量を表1に示すように変えて蛍光体粒子を作製した。
Example 2
A phosphor intermediate was obtained in the same manner as in Example 1 (first firing step). The particles were washed with ion exchange water 10 times and dried. The obtained intermediate was filled in the quartz tube shown in FIG. 2, and annealed at 700 ° C. for 6 hours in a nitrogen flow using a copper introduction accelerator (second firing step). The obtained phosphor particles were washed with a 10% aqueous KCN solution to remove excess copper (copper sulfide) on the surface, and then washed with water five times to obtain electroluminescent phosphor particles. However, in the first and second firing steps, the amount of the copper introduction accelerator was changed as shown in Table 1 to produce phosphor particles.

比較例2
第1の焼成工程および第2の焼成工程のいずれにも銅導入促進剤を用いなかったこと以外は、実施例2と同様に焼成を行った。
Comparative Example 2
Firing was performed in the same manner as in Example 2 except that the copper introduction accelerator was not used in either the first firing step or the second firing step.

Figure 2006045319
Figure 2006045319

(エレクトロルミネッセンス素子の作製)
得られた蛍光体粒子を用いて、以下のように素子を作製した。
上記で得られた蛍光体粒子を、30wt%の信越化学製シアノレジンCR−S(商品名)のDMF溶液に分散させ、これをITOが蒸着されたPETベースに、膜厚が30μmとなるように塗布し、80℃で4時間乾燥させた。その後、堺化学製のチタン酸バリウム粉末、BT−02(商品名)を、同様の30wt%のシアノレジンに分散して、蛍光体層上から塗布し、80℃で4時間乾燥させた。その上からアルミニウムを蒸着し、エレクトロルミネッセンス素子を作製した。作製した素子を100V、1kHzの交流電源で駆動し、TOPCOM社製輝度計 BM−9(商品名)により、輝度を評価した。いずれも蛍光体6(比較例1)の結果を100としたときの相対評価で評価した。表2に結果を示す。
(Production of electroluminescence element)
Using the obtained phosphor particles, an element was produced as follows.
The phosphor particles obtained above are dispersed in 30 wt% of a DMF solution of Shin-Etsu Chemical's cyanoresin CR-S (trade name), and this is deposited on an ITO-deposited PET base so that the film thickness becomes 30 μm. It was applied and dried at 80 ° C. for 4 hours. Thereafter, barium titanate powder BT-02 (trade name) manufactured by Sakai Chemical was dispersed in the same 30 wt% cyanoresin, applied from above the phosphor layer, and dried at 80 ° C. for 4 hours. Aluminum was evaporated from above to produce an electroluminescence element. The produced element was driven by an AC power supply of 100 V and 1 kHz, and the luminance was evaluated by a luminance meter BM-9 (trade name) manufactured by TOPCOM. All were evaluated by relative evaluation when the result of the phosphor 6 (Comparative Example 1) was set to 100. Table 2 shows the results.

また、本発明の銅導入促進効果を、蛍光体粒子の光吸収率を用いて粒子が着色しているかどうかで評価した。蛍光体粒子の光吸収率は、蛍光体粒子を、上記シアノレジンCR−S(商品名)のDMF溶液に分散させ、これを5mm角の無アルカリガラスに、膜厚が50μmとなるように塗布することで評価した。分光器から600nmの光を分光してサンプルに照射し、積分球を用いて、ガラス塗布物の反射率および透過率を求め、1から差し引くことで、吸収率を用いた。600nmは、ZnS:Cu,Clの発光過程に関わらない光吸収であるから、光吸収量の多少で蛍光体粒子の着色を見ることができる。   Moreover, the copper introduction promoting effect of the present invention was evaluated by whether or not the particles were colored using the light absorption rate of the phosphor particles. The light absorption rate of the phosphor particles is determined by dispersing the phosphor particles in a DMF solution of the above cyanoresin CR-S (trade name) and applying it to a 5 mm square non-alkali glass so that the film thickness is 50 μm. It was evaluated. The spectroscope radiated 600 nm light and irradiated the sample, and using an integrating sphere, the reflectance and transmittance of the glass coating were obtained and subtracted from 1 to use the absorptivity. Since 600 nm is light absorption regardless of the light emission process of ZnS: Cu, Cl, coloring of the phosphor particles can be seen with some amount of light absorption.

Figure 2006045319
Figure 2006045319

表2から明らかなように、第1及び第2の焼成工程の両方に銅導入促進剤を用いた蛍光体1〜6、10を素子に用いると、素子の着色が低減し、著しい高輝度化を発揮することがわかった。特に銅導入促進剤の合計量が多い蛍光体2及び3においてその効果は顕著であった。また、第1又は第2の焼成工程のいずれかにのみ銅導入促進剤を用いた蛍光体7、8、11、12においても、比較例1及び2に比べて輝度が向上することがわかった。   As is apparent from Table 2, when phosphors 1 to 6, 10 using a copper introduction accelerator are used in the element in both the first and second firing steps, the coloring of the element is reduced and the brightness is remarkably increased. It was found that In particular, the effects were significant in the phosphors 2 and 3 having a large total amount of the copper introduction accelerator. In addition, it was found that the luminance was improved in the phosphors 7, 8, 11 and 12 using the copper introduction accelerator only in either the first or second firing step as compared with Comparative Examples 1 and 2. .

実施例3、比較例3
ZnS(フルウチ化学製、純度99.999%)150gに水を加えてスラリーとし、CuSO4・5H2Oを0.416g含む水溶液を添加し、一部に銅を置換したZnS生粉(平均粒径100nm)を得た。得られた生粉25gに、NaCl
6.0g、BaCl2・2H2
12.6g、MgCl2・6H2
25.5gを混合して、図1に示した3重ルツボ(アルミナ製)に充填し、1200℃で4時間焼成を行い、蛍光体中間体を得た(第1の焼成工程)。上記の粒子をイオン交換水で10回水洗し、乾燥した。得られた中間体5gに対し、0.5mmφのアルミナビース50gを混合し、40分間ボールミルをかけた。これを図1に示した3重ルツボに充填し、空気中で700℃で6時間、アニールした(第2の焼成工程)。得られた蛍光体粒子を、10%のKCN水溶液で洗浄して表面にある余分な銅(硫化銅)を取り除いた後5回水洗を行い、エレクトロルミネッセンス蛍光体粒子(粒径16μm、変動係数42%)を得た。
ただし、第1及び第2の焼成工程において、銅導入促進剤の種類および量を表3に示すように変えて蛍光体粒子を作製した。銅導入促進剤としては、硫化亜鉛(フルウチ化学製、平均粒径100nm)を用いた。
得られた蛍光体粒子を用いて、実施例1と同様に、エレクトロルミネッセンス素子を作製し、その相対輝度を評価した。表3に結果を示す。
Example 3 and Comparative Example 3
ZnS raw powder (average grain) in which water was added to 150 g of ZnS (manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd., purity 99.999%) to form a slurry, an aqueous solution containing 0.416 g of CuSO 4 .5H 2 O was added, and copper was partially substituted. 100 nm in diameter) was obtained. To 25 g of the obtained raw flour, NaCl
6.0 g, BaCl 2 · 2H 2 O
12.6g, MgCl 2 · 6H 2 O
25.5 g was mixed, filled in the triple crucible (made of alumina) shown in FIG. 1 and fired at 1200 ° C. for 4 hours to obtain a phosphor intermediate (first firing step). The particles were washed with ion exchange water 10 times and dried. 50 g of 0.5 mmφ alumina beads were mixed with 5 g of the obtained intermediate and subjected to a ball mill for 40 minutes. This was filled in the triple crucible shown in FIG. 1 and annealed in air at 700 ° C. for 6 hours (second firing step). The obtained phosphor particles were washed with a 10% KCN aqueous solution to remove excess copper (copper sulfide) on the surface, and then washed with water five times to obtain electroluminescent phosphor particles (particle diameter 16 μm, coefficient of variation 42). %).
However, in the first and second firing steps, the type and amount of the copper introduction accelerator were changed as shown in Table 3 to produce phosphor particles. As the copper introduction accelerator, zinc sulfide (manufactured by Furuuchi Chemical, average particle size of 100 nm) was used.
Using the obtained phosphor particles, an electroluminescence element was produced in the same manner as in Example 1, and the relative luminance was evaluated. Table 3 shows the results.

Figure 2006045319
Figure 2006045319

実施例4、比較例4
ZnS(フルウチ化学製、純度99.999%)150gに水を加えてスラリーとし、CuSO4・5H2Oを0.416g含む水溶液を添加し、一部に銅を置換したZnS生粉(平均粒径100nm)を得た。得られた生粉25gに、BaCl2・2H2O 4.2g、MgCl2・6H2O 11.1g、SrCl2・6H2O 27.3gを混合して、図1に示した3重ルツボ(アルミナ製)に充填し、1200℃で4時間焼成を行い、蛍光体中間体を得た(第1の焼成工程)。上記の粒子をイオン交換水で10回水洗し、乾燥した。得られた中間体5gに対し、0.5mmφのアルミナビース50gを混合し、40分間ボールミルをかけた。これを図1に示した3重ルツボに充填し、空気中で700℃で6時間、アニールした(第2の焼成工程)。得られた蛍光体粒子を、10%のKCN水溶液で洗浄して表面にある余分な銅(硫化銅)を取り除いた後5回水洗を行い、エレクトロルミネッセンス蛍光体粒子(粒径14μm、変動係数34%)を得た。
ただし、第1及び第2の焼成工程において、銅導入促進剤の種類および量を表4に示すように変えて蛍光体粒子を作製した。銅導入促進剤としては、硫化亜鉛(フルウチ化学製、平均粒径100nm)を用いた。
得られた蛍光体粒子を用いて、実施例1と同様に、エレクトロルミネッセンス素子を作製し、その相対輝度を評価した。表4に結果を示す。
Example 4 and Comparative Example 4
ZnS raw powder (average grain) in which water was added to 150 g of ZnS (manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd., purity 99.999%) to form a slurry, an aqueous solution containing 0.416 g of CuSO 4 .5H 2 O was added, and copper was partially substituted. 100 nm in diameter) was obtained. To the resulting raw powder 25g, BaCl 2 · 2H 2 O 4.2g, MgCl 2 · 6H 2 O 11.1g, as a mixture of SrCl 2 · 6H 2 O 27.3g, 3 double crucible shown in FIG. 1 Filled (made of alumina) and baked at 1200 ° C. for 4 hours to obtain a phosphor intermediate (first baking step). The particles were washed with ion exchange water 10 times and dried. 50 g of 0.5 mmφ alumina beads were mixed with 5 g of the obtained intermediate and subjected to a ball mill for 40 minutes. This was filled in the triple crucible shown in FIG. 1 and annealed in air at 700 ° C. for 6 hours (second firing step). The obtained phosphor particles were washed with 10% KCN aqueous solution to remove excess copper (copper sulfide) on the surface and then washed with water five times to obtain electroluminescent phosphor particles (particle size 14 μm, variation coefficient 34). %).
However, in the first and second firing steps, the type and amount of the copper introduction accelerator were changed as shown in Table 4 to produce phosphor particles. As the copper introduction accelerator, zinc sulfide (manufactured by Furuuchi Chemical, average particle size of 100 nm) was used.
Using the obtained phosphor particles, an electroluminescence element was produced in the same manner as in Example 1, and the relative luminance was evaluated. Table 4 shows the results.

Figure 2006045319
Figure 2006045319

比較例5
0.2molのZnSに水を加えてスラリーとし、0.00003molのCuSO4・5H2Oを含む水溶液を添加して、一部に銅を置換したZnS生粉を作製したこと以外は実施例1と同様にしてエレクトロルミネッセンス蛍光体を作製し、これを用いてエレクトロルミネッセンス素子を作製した。素子について実施例1と同様にして輝度を測定したところ、EL輝度を測定することができなかった。
この結果から、銅の添加量が0.05mol%未満ではEL輝度が得られないことがわかった。
Comparative Example 5
Example 1 except that water was added to 0.2 mol of ZnS to form a slurry, and an aqueous solution containing 0.00003 mol of CuSO 4 .5H 2 O was added to produce a ZnS raw powder partially substituted with copper. In the same manner as above, an electroluminescent phosphor was prepared, and an electroluminescent element was manufactured using the same. When the luminance of the element was measured in the same manner as in Example 1, the EL luminance could not be measured.
From this result, it was found that EL luminance could not be obtained when the amount of copper added was less than 0.05 mol%.

本発明の方法を実施するための焼成容器の一実施態様を示す断面図であり、大中小の3種のルツボを用いたものである。It is sectional drawing which shows one embodiment of the baking container for enforcing the method of this invention, and uses three types of large, medium, and small crucibles. 本発明の方法を実施するための焼成容器の一実施態様を示す断面図であり、石英管を用いたものである。It is sectional drawing which shows one embodiment of the baking container for enforcing the method of this invention, and uses a quartz tube. 本発明の方法を実施するための焼成容器の一実施態様を示す断面図であり、一つのルツボを用いたものである。It is sectional drawing which shows one embodiment of the baking container for enforcing the method of this invention, and uses one crucible. 本発明の方法を実施するための焼成容器の一実施態様を示す断面図であり、一つのルツボを用い、被焼成物33と銅導入促進剤34との間に石英ウール35を配置したものである。It is sectional drawing which shows one embodiment of the baking container for enforcing the method of this invention, and has arrange | positioned quartz wool 35 between the to-be-baked material 33 and the copper introduction | transduction promoter 34 using one crucible. is there. 本発明の方法を実施するための焼成容器の一実施態様を示す断面図であり、一つのルツボを用いたものである。It is sectional drawing which shows one embodiment of the baking container for enforcing the method of this invention, and uses one crucible. 本発明の方法を実施するための焼成容器の一実施態様を示す断面図であり、一つのルツボを用い、被焼成物33と銅導入促進剤34との間に石英ウール35を配置したものである。It is sectional drawing which shows one embodiment of the baking container for enforcing the method of this invention, and has arrange | positioned quartz wool 35 between the to-be-baked material 33 and the copper introduction | transduction promoter 34 using one crucible. is there.

符号の説明Explanation of symbols

11 小ルツボ
12 小ルツボフタ
13 中ルツボ
14 大ルツボ
15 大ルツボフタ
16、22、33 被焼成物
17、24、34 銅導入促進剤
21 石英管
23、35 石英ウール
31 ルツボ
32 ルツボフタ
11 Small crucible 12 Small crucible cover 13 Medium crucible 14 Large crucible 15 Large crucible cover 16, 22, 33 Products to be fired 17, 24, 34 Copper introduction accelerator 21 Quartz tube 23, 35 Quartz wool 31 Crucible 32 Crucible cover

Claims (5)

銅で付活された硫化亜鉛を焼成する硫化亜鉛蛍光体の製造方法であって、被焼成物が0.05mol%以上1.0mol%未満の銅を含み、前記被焼成物と外気との間に銅導入促進剤を配置することを特徴とする硫化亜鉛蛍光体の製造方法。   A method for producing a zinc sulfide phosphor in which zinc sulfide activated with copper is fired, wherein the fired material contains copper in an amount of 0.05 mol% or more and less than 1.0 mol%, and between the fired material and the outside air. A method for producing a zinc sulfide phosphor, comprising arranging a copper introduction promoter in 前記銅導入促進剤が、硫化亜鉛粉末、硫黄粉末、塩化アンモニウム粉末、または塩化マグネシウム粉末のいずれか1種、または2種以上の混合物から構成されることを特徴とする請求項1に記載の硫化亜鉛蛍光体の製造方法。   2. The sulfide according to claim 1, wherein the copper introduction accelerator is composed of any one of zinc sulfide powder, sulfur powder, ammonium chloride powder, or magnesium chloride powder, or a mixture of two or more thereof. A method for producing a zinc phosphor. 前記被焼成物が0.05mol%以上0.2mol%以下の銅を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の硫化亜鉛蛍光体粒子の製造方法。   The method for producing zinc sulfide phosphor particles according to claim 1 or 2, wherein the object to be fired contains 0.05 mol% or more and 0.2 mol% or less of copper. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造方法で作製された硫化亜鉛蛍光体粒子。   The zinc sulfide fluorescent substance particle produced with the manufacturing method of any one of Claims 1-3. 請求項4に記載の硫化亜鉛蛍光体粒子を含むことを特徴とする分散型エレクトロルミネッセンス素子。
A dispersion type electroluminescent device comprising the zinc sulfide phosphor particles according to claim 4.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100849530B1 (en) 2006-10-26 2008-07-31 주식회사 케이엘티 Assembled sealing vessel and synthesis method of phosphor using the same
JP2008214461A (en) * 2007-03-02 2008-09-18 Canon Inc Phosphor film and phosphor film production method
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