JP2006188692A - エレクトロルミネッセント蛍光体 - Google Patents

Abstract

【課題】従来技術の紫色発光蛍光体よりも高いｙ値を有するエレクトロルミネッセント蛍光体を提供することを課題とする。
【解決手段】銅及び沃素で活性化された硫化亜鉛からなり、０．１４５〜０．１５５のｘ色座標及び０．０８５〜０．０９５のｙ色座標の発光を有するエレクトロルミネッセント蛍光体を提供する。当該蛍光体は、約０．０８〜約０．９０重量％の銅を含有し得る。
【選択図】なし

Description

本発明は、硫化亜鉛をベースとするエレクトロルミネッセント蛍光体に関する。より具体的には、本発明は、紫色を有する光を放つＺｎＳ：Ｃｕ・Ｉエレクトロルミネッセント蛍光体に関する。

エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）は、電界励起下での発光である。この機構に基づき、ＥＬランプ及びＥＬディスプレイは、ポータブルコンピューター、通信機器及び家庭用電化製品への高まりつつある需要のため、フラットパネルディスプレイの分野において多数の用途が見出されている。また、ＥＬランプは、視野角とは無関係に均一な発光をも与え、しかもこれらのものは、機械的衝撃及び振動の影響を受けない。

この２つの主要なＥＬランプ構造は、一般に、薄膜及び厚膜と呼ばれている。薄膜ＥＬランプは、ＣＶＤのような蒸着技術を使用してガラス基板上に誘電材料、蛍光体及び導電性酸化物の薄い層を交互に付着させることによって作られる。対照的に、厚膜ランプは、粉末を樹脂材料に懸濁させ、次いでこれらのものを慣用のスクリーン印刷技術を使用してプラスチックフィルム上に層状に塗布することによって作られる。従って、厚膜ＥＬランプは、薄く、可撓性があり、しかも丈夫であるため、様々な照明の用途に好適であり得る。

最も一般的には、厚膜用途のためのエレクトロルミネッセント蛍光体は、青色、青緑色、緑色又は橙色を放つ。欧州特許第１００６１７０Ｂ１には、それぞれ０．１５０及び０．０８０の平均ＣＩＥ ｘ及びｙ色座標を有する発光スペクトルのエレクトロルミネッセント蛍光体が記載されている。
欧州特許第１００６１７０号明細書

エレクトロルミネッセント用途向けの市場は、様々な色を要求するように拡大しているため、本発明の目的は、従来技術の紫色発光蛍光体よりも青みの強いの発光色、即ち、より高いｙ値を有するエレクトロルミネッセント蛍光体を提供することである。

本発明の目的に従って、０．１４５〜０．１５５のｘ色座標及び０．０８５〜０．０９５のｙ色座標を有する発光を生じさせ得るエレクトロルミネッセント蛍光体を提供する。この蛍光体は、硫化亜鉛をベースとし且つ銅及び沃素で活性化されたもの（ＺｎＳ：Ｃｕ・Ｉ）である。好ましくは、ＣＩＥ色座標（１９３１）は、ｘ座標については０．１５０〜０．１５５及びｙ座標については０．０９０〜０．０９５の範囲にある。

発明の詳細な説明
本発明を、その他の及びさらなる目的、その利点並びに能力と共にさらに理解するために、次の開示及び特許請求の範囲を参照されたい。

本発明のエレクトロルミネッセント蛍光体は、銅及び沃素で活性化された硫化亜鉛からなり、そして０．１４５〜０．１５５のｘ色座標及び０．０８５〜０．０９５のｙ色座標を有する発光を生じさせ得る。この蛍光体は、好ましくは、約０．０８〜約０．９０重量％（ｗｔ％）の銅を含有する。好ましい方法では、ＺｎＳ粉末にＣｕＳＯ₄又はＣｕＩのような水溶液状の銅化合物をドープし、そしてこれらのものをよく混合し、そして乾燥オーブン内で少なくとも４８時間にわたって乾燥させる。次いで、この均質な混合物を好適な量のＺｎＯ、Ｓ及び沃素含有溶剤とブレンドする。この沃素含有溶剤は、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の沃化物、例えば、ＭｇＩ₂及びＮａＩの混合物であることができる。好ましくは、このブレンドは、７重量％の沃化マグネシウム及び１重量％の沃化ナトリウムを含有するであろう。

最初の焼成工程において、このブレンドされた混合物を空気中で約１０２０℃〜約１１００℃の温度で約２〜約３時間にわたって焼成する。室温にまで急冷（好ましくは、るつぼ上に直接圧縮空気を吹き込むことによって達成される）した後に、粉末を水洗して溶剤を除去する。次いで、この材料を動かして欠陥を引き起こす（例えば、低強度摩砕、混和又は超音波処理）。

次いで、この粉末を、順次、酸、ＮａＯＨとＤＴＰＡ（ジエチレントリアミンペンタ酢酸）とＨ₂Ｏ₂との溶液で洗浄し、最後に水で洗浄して残留化学物質を除去する。乾燥後に、この第１工程材料を酸化亜鉛及び銅源、好ましくは硫酸銅とブレンドする。特に、この第１工程焼成材料を１０〜２０重量％の酸化亜鉛及び０．１〜１重量％の無水硫酸銅とブレンドする。この混合物をブレンドし、次いで第２工程焼成工程において空気中で約１．５〜約３．５時間にわたって約６５０℃〜約８５０℃の温度で焼成する。次いで、このケークを炉の外で室温にまで冷却し、水洗し、次いで再度ＨＣｌ、ＮａＯＨ−ＤＴＰＡ−Ｈ₂Ｏ₂溶液及び水で洗浄していかなる化学残留物も除去する。乾燥後に、粉末を適切な寸法にまで選別する。

例１
１．１７グラム量の無水ＣｕＳＯ₄を、５５０．０グラムの非塩素化ＺｎＳが添加された最小量の加温脱イオン（ＤＩ）水に溶解させてスラリーを形成させた。このスラリーを１１０℃で４８時間にわたって乾燥させた。この乾燥混合物を７重量％のＭｇＩ₂、１重量％のＮａＩ、８重量％のＳ及び０．５重量％のＺｎＯと互いにブレンドした。このブレンドを蓋付きるつぼ内に置き、そして炉内で２．５時間にわたって１１５０℃で焼成した。この炉から焼成されたケークを取り出し、圧縮空気で素早く冷却した。この焼成材料を加温ＤＩ水で洗浄し、そして乾燥させた。次いで、この乾燥材料の２００グラム量をＤＩ水と混合させ、３０分間にわたって超音波処理して結晶構造内に欠陥を誘導させ、濾過し、そして乾燥させた。

この処理された材料をＨＣｌで洗浄し、次いでＤＴＰＡ−ＮａＯＨ−Ｈ₂Ｏ₂溶液（４重量％のＤＴＰＡ、３．８重量％のＮａＯＨ、３重量％のＨ₂Ｏ₂（３０％溶液））で洗浄した。４回のＤＩ水での洗浄後に、この材料を１１０℃で１２時間にわたって乾燥させ、そして１００メッシュの篩いを通して選別した。この選別材料に、０．５３重量％の無水ＣｕＳＯ₄及び１０重量％のＺｎＯを添加し、そしてこの混合材料を再ブレンドした。この再ブレンド材料を蓋付きるつぼ内に置き、そして７３０℃で２．２５時間焼成した。この第２工程焼成材料を水で２回洗浄し、塩酸で２回洗浄し、次いで洗浄溶液が４以下のｐＨを有するまで加温ＤＩ水で数回洗浄した。次いで、このものをＤＴＰＡ−ＮａＯＨ−Ｈ₂Ｏ₂溶液で洗浄し、ＤＩ水でさらに洗浄して残留化学物質を除去し、次いで濾過し、乾燥させ、そして５００メッシュのステンレス鋼製の篩いを通して選別して最終蛍光体を形成させた。

例２
この蛍光体は例１と同様に作製したが、ただし、第１工程焼成の前に１．４０グラムのＣｕＩを使用してＺｎＳスラリーを作製した。
例１及び２からの蛍光体を５０％Ｒ．Ｈ、７０°Ｆの環境で１００Ｖ及び４００Ｈｚで動作される慣用型の厚膜エレクトロルミネッセントランプで試験した。この試験用ランプは、〜４０μｍの厚さの蛍光体層及びほぼ２６μｍの厚さのチタン酸バリウム誘電体層からなる。これらのランプは、蛍光体と、アセトン及びジメチルホルムアミドの混合物中に溶解されたシアノ樹脂結合剤（信越化学）とを混合することによって作製される。特に、この結合剤は、５７５ｇのアセトンと、５７５ｇのジメチルホルムアミドと、４００ｇのシアノ樹脂とを混合させることによって作られる。液状結合剤中の蛍光体のパーセンテージは５０重量％であり、結合剤−蛍光体混合物を乾燥させた後の蛍光体のパーセンテージは８０重量％である。この蛍光体懸濁液を、インジウム−錫酸化物（ＩＴＯ）の透明な導電体層を有する０．００７〜０．００７５インチの厚さのＰＥＴフィルム（ＣＰＦｉｌｍｓ社製）にナイフ塗布する。乾燥後に、チタン酸バリウム層を、チタン酸バリウムをシアノ樹脂結合剤に分散させてなる懸濁液を使用して同一の方法で蛍光体層上に塗布する。特に、結合剤−チタン酸バリウム混合物は、３７５ｇのシアノ樹脂結合剤溶液と、３７５ｇのチタン酸バリウムと、８２．５ｇのジメチルホルムアミドとを混合させることによって作られる。乾燥後の結合剤中のチタン酸バリウムのパーセンテージは８０重量％である。５０〜８０μｍの厚さのグラファイト層からなる背面電極を、グラファイト懸濁液（Ａｃｈｅｓｏｎ Ｃｏｌｌｏｉｄｓ）を使用して乾燥チタン酸バリウム誘電体層に適用する。リード線を取付、そしてランプ全体に透明な可撓性フィルム（ハニーウェル社製Ａｃｌａｍ ＴＣ２００）を積層する（両面に適用する）。これらのランプを、これらのランプを安定化させ且つ代表的な測定値を得るために、それらの輝度を測定する前に２４時間にわたって動作させた。これらの蛍光体の光度測定特性を表１に与える。ここで使用するときに、「輝度」とは、１００Ｖ及び４００Ｈｚで２４時間にわたって動作された慣用型の厚膜エレクトロルミネッセントランプにおける蛍光体の輝度を意味する。「半減期」とは、蛍光体の輝度がその初期の値の１／２に到達するのにかかる時間である。効果は、１ワット当たりのルーメン（ＬＰＷ）で表す。

現時点で本発明の好ましい具体例であると思われるものを示し且つ記載してきたが、当業者であれば、特許請求の範囲によって規定されるような本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更及び改変をなし得ることは明らかであろう。

Claims (7)

1. ０．１４５〜０．１５５のｘ色座標及び０．０８５〜０．０９５のｙ色座標の発光を有するエレクトロルミネッセント蛍光体。
2. 蛍光体が銅及び沃素で活性化された硫化亜鉛からなる、請求項１に記載のエレクトロルミネッセント蛍光体。
3. ｙ色座標が０．０９０〜０．０９５である、請求項１に記載のエレクトロルミネッセント蛍光体。
4. 蛍光体が約０．０８〜約０．９重量％の銅を含有する、請求項２に記載のエレクトロルミネッセント蛍光体。
5. ｘ色座標が０．１５０〜０．１５５である、請求項３に記載のエレクトロルミネッセント蛍光体。
6. 蛍光体が銅及び沃素で活性化された硫化亜鉛からなる、請求項５に記載のエレクトロルミネッセント蛍光体。
7. 蛍光体が約０．０８〜約０．９重量％の銅を含有する、請求項６に記載のエレクトロルミネッセント蛍光体。