JPH10310770A - 発光体の製造方法 - Google Patents

発光体の製造方法

Info

Publication number
JPH10310770A
JPH10310770A JP9212171A JP21217197A JPH10310770A JP H10310770 A JPH10310770 A JP H10310770A JP 9212171 A JP9212171 A JP 9212171A JP 21217197 A JP21217197 A JP 21217197A JP H10310770 A JPH10310770 A JP H10310770A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid phase
phase reaction
sulfide
doped
luminous body
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.)
Withdrawn
Application number
JP9212171A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaru Ihara
優 井原
Katsutoshi Ono
勝利 大野
Tamotsu Senna
保 仙名
Tetsuhiko Isobe
徹彦 磯部
Takahiro Igarashi
崇裕 五十嵐
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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 Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP9212171A priority Critical patent/JPH10310770A/ja
Priority to US09/037,685 priority patent/US6117363A/en
Publication of JPH10310770A publication Critical patent/JPH10310770A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent
    • C09K11/08Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7701Chalogenides
    • C09K11/7702Chalogenides with zinc or cadmium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent
    • C09K11/08Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/57Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials containing manganese or rhenium
    • C09K11/572Chalcogenides
    • C09K11/574Chalcogenides with zinc or cadmium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent
    • C09K11/08Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/61Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials containing fluorine, chlorine, bromine, iodine or unspecified halogen elements
    • C09K11/611Chalcogenides
    • C09K11/612Chalcogenides with zinc or cadmium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent
    • C09K11/08Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/64Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials containing aluminium
    • C09K11/641Chalcogenides
    • C09K11/642Chalcogenides with zinc or cadmium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent
    • C09K11/08Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7728Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
    • C09K11/7729Chalcogenides
    • C09K11/773Chalcogenides with zinc or cadmium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent
    • C09K11/08Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7743Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing terbium
    • C09K11/7744Chalcogenides
    • C09K11/7745Chalcogenides with zinc or cadmium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ナノ構造結晶を有し、付活剤が良好にドープ
されてなるII−VI族半導体からなる発光体を製造す
る、全く新規な発光体の製造方法を提供する。 【解決手段】本発明に係る発光体の製造方法は、共沈を
利用した液相反応にて付活剤がドープされたII−VI
族半導体を形成し、この液相反応中に有機酸を添加す
る。又は、本発明に係る発光体の製造方法は、共沈を利
用した液相反応にて付活剤が添加されたII−VI族半
導体を形成し、この液相反応終了後、高分子有機酸又は
ポリスチレンを添加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光体の製造方法
に関し、詳しくは、低電圧で励起可能な発光体を製造す
る発光体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、SiやGe等に代表される超微粒
子、ポーラスシリコン等のII−VI族半導体におい
て、そのナノ構造結晶が特異的な光学的特性を示すこと
が注目されている。ここで、ナノ構造結晶とは、数nm
程度の粒径を有する結晶粒のことを言い、一般的にナノ
クリスタルと呼ばれることもある。
【0003】II−VI族半導体において、上述したよ
うなナノ構造結晶を有する場合とバルク状の構造結晶を
有する場合とを比較すると、ナノ構造結晶を有する場合
には、良好な光吸収特性及び発光特性を示すことにな
る。これは、ナノ構造結晶を有するII−VI族半導体
では、量子サイズ効果が発現するため、バルク状の結晶
構造の場合よりも大きなバンドギャップを有するためと
考えられる。すなわち、ナノ構造結晶を有するII−V
I族半導体においては、量子サイズ効果によりバンドギ
ャップが広げられるのではないかと考えられている。
【0004】ところで、テレビジョン等のディスプレイ
には、様々な蛍光体が用いられている。現在、テレビジ
ョン等のディスプレイに用いられている蛍光体は、原料
を高温で焼成することにより合成されている。そして、
合成された蛍光体の粒径は、数μm程度(3〜10μ
m)となっている 一方、近年、テレビジョン等の分野
において、ディスプレイの薄型化が望まれており、軽量
なフラットディスプレイであるプラズマディスプレイ
(以下、PDPと称する。)やフィールド・エミッショ
ン・ディスプレイ(以下、FEDと称する。)、エレク
トロ・ルミネッセンス・ディスプレイ(以下、ELDと
称する。)が注目されている。
【0005】特に注目されている上記FEDでは、薄型
化されると電子ビームの電圧を低下させる必要がある。
しかしながら、薄型化されたディスプレイにおいて、上
述したような粒径が数μm程度の蛍光体を用いると、電
子ビームの電圧が低いために十分に発光しない。すなわ
ち、このような薄型化されたディスプレイでは、従来の
蛍光体を十分に励起させることができなかった。
【0006】これは、従来の蛍光体の構造結晶が大きい
ため、照射された電子ビームが発光体の発光する部分に
まで到達することができないためと考えられる。つま
り、粒径が数μm程度の従来の蛍光体は、薄型化された
ディスプレイに用いられた場合、十分に発光することが
なかった。
【0007】したがって、蛍光体としては、低電圧で励
起可能なものが薄型化されたディスプレイ、特にFED
に適したものと言える。そこで、このような条件を満た
す蛍光体として、上述したようなナノ構造結晶を有する
II−VI族半導体を挙げることができる。
【0008】一方、現在、低電圧で発光する蛍光体とし
ては、緑青色発光をする酸化亜鉛(以下、ZnO:Zn
と表記する。)を挙げることができる。具体的には、こ
のZnO:Znは、FEDにおいて用いられており、数
百V〜数kV程度の低電圧で励起することができる。こ
のZnO:Znは、ミクロンサイズの結晶構造を有し、
導電性を有しており、低電圧でもチャージアップするこ
となく発光する。
【0009】これに対して、ナノ構造結晶を有する発光
体では、低電圧で照射された電子ビームでも発光体の発
光する部分に到達することができる。これにより、ナノ
構造結晶を有する発光体は、上述したような薄型化され
たディスプレイに用いられて好適である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低電圧
で励起可能な発光体として実用化されているものは、上
述したようなZnO:Znぐらいしかないのが現状であ
る。これに対して、ナノ結晶構造を有するII−VI族
半導体の製造方法は、十分に検討されておらず、所望の
発光体を製造することはできない。このため、薄型化さ
れたディスプレイに用いて好適な発光体を製造する製造
方法が待ち望まれている。
【0011】また、上述のZnO:Znは緑青色発色す
るものであり、他の色で発色するナノ結晶構造を有する
II−VI族半導体が発光体として要求されている。さ
らには、前述のFEDに用いて好適なものだけでなく、
ELDに対応可能で紫外線により様々な色で発光する発
光体としてナノ結晶構造を有するII−VI族半導体も
要求されている。そして、これらの発光体を製造する製
造方法も待ち望まれている。
【0012】そこで、本発明は、ナノ構造結晶を有し、
付活剤が良好にドープされてなるII−VI族半導体か
らなる発光体を製造する、全く新規な発光体の製造方法
を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者は、上
述した目的を達成するために鋭意検討し、液相反応で付
活剤がII−VI族半導体にドープされる際、付活剤が
良好に分布するような条件を検討した結果、液相反応中
に有機酸を添加することにより付活剤の分布をより均一
にすることができるといった知見を得るに至った。ま
た、液相反応中に有機酸を添加する他に、液相反応終了
後に高分子有機酸を滴下することによって、光励起発光
(フォトルミネッセンス)強度(以下、PL強度と称す
る。)を増大させるといった知見を得るに至った。
【0014】そこで、本発明に係る発光体の製造方法
は、共沈を利用した液相反応にて付活剤がドープされた
II−VI族半導体を形成し、この液相反応中に有機酸
を添加する。
【0015】また、本発明に係る発光体の製造方法は、
共沈を利用した液相反応にて付活剤が添加されたII−
VI族半導体を形成し、この液相反応終了後、高分子有
機酸又はポリスチレンを添加する。
【0016】以上のように構成された本発明に係る発光
体の製造方法においては、有機酸が溶液析出を通して付
活剤とII−VI族半導体との間のイオン交換を促進す
る。そして、この手法では、イオン交換が行われること
により、付活剤がII−VI族半導体にドープされる。
このとき、この手法では、有機酸が添加されることによ
って、付活剤が均一に分散されることとなる。このた
め、付活剤は、II−VI族半導体中に独立し、且つ、
均一に分散してドープする。このため、この手法では、
発光特性が向上した発光体を製造することができる。
【0017】また、本発明に係る発光体の製造方法によ
れば、添加された有機酸、高分子有機酸又はポリスチレ
ンがII−VI族半導体と化学的相互作用をもって結合
している。これにより、添加された有機酸、高分子有機
酸又はポリスチレンは、付活剤がドープされたII−V
I族半導体に対してエネルギーを供給することができ
る。すなわち、この手法により製造された発光体におい
て、有機酸、高分子有機酸又はポリスチレンは、発光に
必要なエネルギーの一部を供給している。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る発光体の製造
方法を詳細に説明する。
【0019】本発明に係る発光体の製造方法は、共沈を
利用した液相反応にて付活剤がドープされたII−VI
族半導体を形成し、この液相反応中に有機酸を添加す
る。又は、本発明に係る発光体の製造方法は、共沈を利
用した液相反応にて付活剤がドープされたII−VI族
半導体を形成し、この液相反応終了後、高分子有機酸又
はポリスチレンを添加する。
【0020】上述した本発明に係る手法において、II
−VI族半導体としては、例えば、硫化亜鉛(Zn
S)、硫化カドミウム(CdS)及びセレン化亜鉛(Z
nSe)等を挙げることができる。
【0021】また、付活剤としては、例えば、マンガン
(Mn)を挙げることができる。この付活剤は、II−
VI族半導体の中でもZnSにドープされると、II−
VI族半導体に固有の発光性をもたせることができる。
具体的には、Mnはオレンジ色の発光及び残光を示す。
また、この付活剤は、ZnSの代わりにCdSにドープ
されると、長波長側にずれた発光及び残光を示す。な
お、以下の記述においては、MnがドープされたZnS
半導体を「ZnS:Mn」と表記する。
【0022】さらに、上記ZnSに、付活剤として銅
(Cu)、アルミニウム(Al)、銀(Ag)及び塩素
(Cl)を組み合わせてドープしてもそれぞれ固有の発
光性をもたせることが可能である。具体的には、Cu及
びAlは緑色の発光及び残光を示し、Cu及びClも緑
色の発光及び残光を示し、Ag及びAlは青色の発光及
び残光を示し、Ag及びClも青色の発光及び残光を示
す。なお、以下の記述においては、例えば、Cu及びA
lがドープされたZnS半導体を「ZnS:Cu,A
l」と表記する。
【0023】さらには、上記ZnSに、付活剤としてテ
ルビウム(Tb)、ツリウム(Tm)、ユーロピウム
(Eu)、フッ素(F)を単体或いは化合物としてドー
プしてもそれぞれ固有の発光性をもたせることが可能で
ある。具体的には、Tb或いはTbF3 は緑色の発光及
び残光を示し、Tm或いはTmF3 は青色の発光及び残
光を示し、Eu或いはEuF3 は赤色の発光及び残光を
示す。なお、以下の記述においては、例えば、Tbがド
ープされたZnS半導体を「ZnS:Tb」と表記す
る。
【0024】この手法では、上述した付活剤をII−V
I族半導体にドープする際に共沈を利用した液相反応が
用いられる。この共沈を利用した液相反応とは、所定の
溶媒中でII−VI族半導体を合成するに際して、付活
剤となる原子を有する塩を反応系に共存させる反応であ
る。なお、このとき、ドープされる付活剤としては、1
種類の原子である必要はなく、上述のように複数種類の
原子からなるものであってもよい。
【0025】具体的には、付活剤としてMnを使用した
ZnS:Mnを製造する際には、下記の化1のような液
相反応となる。
【0026】
【化1】
【0027】また、複数種類の付活剤がドープされたI
I−VI族半導体の例として、ZnS:Cu,Alを製
造する際には、下記の化2のような液相反応となる。
【0028】
【化2】
【0029】さらに、ZnS:Ag,Alを製造する際
には、下記の化3のような液相反応となる。
【0030】
【化3】
【0031】さらには、ZnS:Cu,Clを製造する
際には、下記の化4のような液相反応となる。
【0032】
【化4】
【0033】さらにまた、ZnS:Ag,Clを製造す
る際には、下記の化5のような液相反応となる。
【0034】
【化5】
【0035】また、上記ZnSに、付活剤としてテルビ
ウム(Tb)、ツリウム(Tm)、ユーロピウム(E
u)、フッ素(F)を単体或いは化合物としてドープす
る際の液相反応は以下に示す通りである。
【0036】具体的には、ZnS:Tbを製造する際に
は、下記の化6のような液相反応となる。
【0037】
【化6】
【0038】また、ZnS:TbF3 を製造する際に
は、下記の化7のような液相反応となる。
【0039】
【化7】
【0040】さらに、ZnS:Tmを製造する際には、
下記の化8のような液相反応となる。
【0041】
【化8】
【0042】また、ZnS:TmF3 を製造する際に
は、下記の化9のような液相反応となる。
【0043】
【化9】
【0044】さらには、ZnS:Euを製造する際に
は、下記の化10のような液相反応となる。
【0045】
【化10】
【0046】また、ZnS:EuF3 を製造する際に
は、下記の化11のような液相反応となる。
【0047】
【化11】
【0048】本手法において、付活剤は、上述したよう
に、塩として液相反応中に添加される。このとき、付活
剤となる原子を有する塩としては、その原子の種類に応
じて酢酸塩、硝酸塩等を挙げることができる。
【0049】具体的に、付活剤となる原子がMn,A
g,Cuである場合には、酢酸塩として液相反応に添加
されることが好ましい。また、付活剤となる原子がA
l,Tb,Tm,Euである場合には、硝酸塩として液
相反応に添加されることが好ましい。さらに、付活剤と
してClを使用する場合には、CuCl,AgClとい
った化合物として液相反応に添加されることが好まし
い。さらにまた、付活剤としてFを使用する場合には、
NaFといった化合物として液相反応に添加されること
が好ましい。
【0050】本発明に係る発光体の製造方法は、このよ
うな共沈を利用した液相反応を用いることによって、粒
径が数nm程度であるような付活剤をドープしたII−
VI族半導体を製造することができる。このように、本
手法では、付活剤がドープされたII−VI族半導体の
粒径を数nm程度とすることができるため、バルク状の
結晶では発光特性を示さないII−VI族半導体を発光
特性を示すように製造することになる。このため、付活
剤がドープされたII−VI族半導体は、励起子、電子
・正孔対を数nmの範囲に閉じ込めることができるとい
った量子サイズ効果を発生させる結果、広いバンドギャ
ップを有するものとなる。したがって、本手法によれ
ば、光吸収及び発光特性の向上が達成された発光体を製
造することができる。
【0051】さらに、本発明に係る手法では、上述した
ような、共沈を利用した液相反応の際に有機酸を添加す
る。この有機酸としては、アクリル酸及びメタクリル酸
等が挙げられる。そして、この液相反応中に添加された
有機酸は、重合して高分子有機酸となり、発光体内のI
I−VI族半導体と結合している。すなわち、上述の例
においては、有機酸は重合して高分子有機酸となって硫
化亜鉛と結合することとなる。
【0052】この手法では、上述したような液相反応の
際に有機酸を添加することによって、付活剤をII−V
I族半導体に均一に分散させることができる。すなわ
ち、この手法では、液相反応中に有機酸を添加すること
によって、II−VI族半導体にドープされた付活剤の
分子が互いに独立し、且つ、均一に分散しているように
発光体を製造することができる。すなわち、上述の例に
おいては、硫化亜鉛にドープされた付活剤の分子が互い
に独立し、且つ、均一に分散しているように発光体を製
造することができる。
【0053】これにより、製造された発光体では、励起
された付活剤からのエネルギーが良好に作用するために
発光強度が向上したものとなる。すなわち、本発明に係
る手法により製造された発光体では、粒径が数nm程度
であるとともに、発光強度が向上したものとなる。した
がって、本発明によれば、低電圧でも強い発光を示す発
光体を製造することができる。
【0054】また、本発明に係る手法では、添加される
有機酸は、重合して高分子となり、II−VI族半導体
と化学的に結合している。このため、製造された発光体
では、発光に必要なエネルギーの一部が、高分子となっ
た有機酸から供給されている。したがって、本発明に係
る手法によれば、液相反応中に有機酸を添加することに
より発光強度が向上した発光体を製造することができ
る。また、添加される有機酸は、添加量が多くなると発
光強度を更に上昇させることができる。
【0055】さらに、有機酸は、液相反応中に添加され
て高分子となると、それ自体に発光特性を有するものと
なる。したがって、製造された発光体は、付活剤に起因
する発光に加えて、高分子となった有機酸に起因する発
光を合わせもつことになる。したがって、本発明に係る
手法によれば、更に向上した発光強度を有する発光体を
製造することができる。
【0056】一方、本発明に係る発光体の製造方法で
は、共沈を利用した液相反応の際に有機酸を添加するの
ではなく、上述したような共沈を利用した液相反応が終
了した後に、高分子有機酸又はポリスチレンを添加する
ものであってもよい。この場合、高分子有機酸として
は、ポリアクリル酸及びポリメタクリル酸等が挙げられ
る。また、このような手法において、高分子有機酸又は
ポリスチレンを添加する方法としては、上述した液相反
応により得られた反応物を乾燥した後に成形し、その成
形体の上に滴下する方法が挙げられる。
【0057】このように、液相反応の終了後に高分子有
機酸又はポリスチレンを添加することによって、付活剤
がドープされたII−VI族半導体の粒子表面を高分子
有機酸又はポリスチレンが被覆する。これにより、高分
子有機酸又はポリスチレンは、粒子表面の欠陥を減らす
こととなり、無輻射緩和を減少させることができる。し
たがって、この場合も、本手法によれば、発光特性が向
上した発光体を製造することができる。
【0058】添加される高分子有機酸又はポリスチレン
は、II−VI族半導体と化学的に結合している。この
ため、製造された発光体では、発光に必要なエネルギー
の一部が、高分子有機酸又はポリスチレンから供給され
ている。したがって、本発明に係る手法によれば、液相
反応終了後に高分子有機酸又はポリスチレンを添加する
ことにより発光強度が向上した発光体を製造することが
できる。また、添加される高分子有機酸又はポリスチレ
ンは、添加量が多くなると発光強度を更に上昇させるこ
とができる。
【0059】さらに、高分子有機酸は、それ自体に発光
特性を有するものである。したがって、製造された発光
体は、付活剤に起因する発光に加えて、高分子有機酸に
起因する発光を合わせもつことになる。したがって、本
発明に係る手法によれば、更に向上した発光強度を有す
る発光体を製造することができる。
【0060】
【実施例】本発明に係る発光体の製造方法を用いて、発
光体を作製した。本実施例では、II−VI族半導体と
して硫化亜鉛(ZnS)を用い、付活剤としてマンガン
(Mn)を用いた。この場合、マンガンは、2価の陽イ
オンとして硫化亜鉛にドープされることになる。以下に
ZnS:Mnの製造工程を示す。
【0061】先ず、酢酸亜鉛のメタノール溶液(0.1
33mol/l)150mlと酢酸マンガンのメタノー
ル溶液(0.008mol/l)25mlとを混合して
マグネティックスターラーを用いて10分間攪拌し、混
合溶液を得る。
【0062】次に、マグネティックスターラーを用いて
攪拌した状態の硫化ナトリウムの水溶液(0.4mol
/l)60mlに上述した混合溶液を加える。そして、
さらに激しく15分間攪拌する。
【0063】次に、この混合溶液にアクリル酸又はメタ
クリル酸を50ml添加する。そして、15分間激しく
攪拌する。
【0064】次に、遠心分離機を用いて、4000rp
mで20分間遠心分離を行う。その後、遠心分離した沈
澱物を50℃で24時間送風乾燥する。そして、送風乾
燥した固体物を粉砕することによりZnS:Mnを製造
した。
【0065】このように製造されたZnS:Mnにおけ
る発光特性を測定するため、その光励起発光(Photolum
inescence)強度(以下、PL強度と呼ぶ。)を測定し
た。比較のために、有機酸を添加しないサンプルと有機
酸の代わりにメタクリル酸メチルを添加したサンプルと
を製造した。これら各サンプルのPL強度は、図1に示
すような測定結果となった。なお、図1中縦軸はPL強
度を示し、横軸は波長を示す。
【0066】この図1から明らかなように、アクリル酸
又はメタクリル酸を添加した場合には、無添加の場合と
比較して約580nmに大きなピークが観測される。こ
れに対して、メタクリル酸メチルを添加した場合には、
約580nm付近にピークがほとんど観測されない。こ
の約580nmのピークは、Mnイオンに起因する発光
を示している。このように、本発明に係る発光体の製造
方法では、液相反応中に有機酸を添加することによっ
て、Mnイオンに起因する発光の発光強度を向上させる
ことができる。
【0067】ところで、図1中には示さないが、本発明
に係る手法により製造された発光体では、約430nm
付近にピークが観測されている。このことは、図1中に
示す450nm付近に観測されるPL強度の増大からも
明らかである。この約430nmのピークは、アクリル
酸に起因する発光であると考えられる。詳しくは、添加
されたアクリル酸が重合してポリアクリル酸を形成し、
このポリアクリル酸により約430nmの発光が観察さ
れると考えられる。なお、更なる研究の結果、ポリアク
リル酸を始めとする有機酸は、それ自体のみでも約43
0nmの発光特性を示すことが明らかになった。このこ
とから、ポリアクリル酸等の有機酸は、発光体の全体の
発光強度を増加させることができる。
【0068】このように、上述のように製造された発光
体は、約580nmの発光特性とともに約430nmの
発光特性を示すことになる。したがって、この発光体
は、全体としての発光強度が大きなものとなる。なお、
この約430nmの発光特性は、有機酸としてアクリル
酸を使用した場合に限定されるものではなく、メタクリ
ル酸等の他の有機酸を用いた場合でも観察される。メタ
クリル酸を用いた場合、ポリメタクリル酸を形成し、こ
のポリメタクリル酸により約430nm付近の発光が観
察される。
【0069】また、本発明に係る手法により製造された
発光体は、図2に示すように、有機酸の添加量に応じ
て、Mnイオンに起因する約580nmの発光強度が変
化することが明らかになった。なお、図2中縦軸はPL
強度を示し、横軸は波長を示す。この図2において、ア
クリル酸の添加量は、加えられたMnイオンの濃度が
1.0mol%のときの値として示した。このように、
1.0mol%のMnイオンが加えられたときに、アク
リル酸の添加量が約0.7mol程度とされると、Mn
イオンに起因する約580nmの発光強度がアクリル酸
無添加の場合と比較して約10倍大きなものとなる。
【0070】この図2中には示さないが、有機酸の添加
量に応じて、有機酸に起因する約430nmの発光強度
も変化している。このことは、図2中に示す450nm
付近に観測される発光強度の増大の差違からも明らかで
ある。この場合、アクリル酸の添加量が0.7molで
あるときに、約430nmの発光強度が大きくなってい
る。このことからも、1.0mol%のMnイオンが加
えられたときに、アクリル酸の添加量が約0.7mol
程度とされると、発光体全体としての発光強度が大きな
ものとなり好ましい。
【0071】また、本発明に係る手法により製造された
発光体は、図3に示すように、Mnイオンの濃度に応じ
て、発光強度が変化している。なお、この図3中縦軸は
PL強度を示し、横軸は波長を示し、図3中に示した各
サンプルにおいて、有機酸として、アクリル酸0.7m
olが添加された。この図3から明らかなように、この
発光体においては、Mnイオンに起因する約580nm
の発光強度は、Mnイオンの濃度を大とするのに伴い増
加する。これに対して、この発光体において、有機酸に
起因する約430nmの発光強度は、Mnイオンの濃度
を大とするのに伴って減少している。
【0072】この図3から明らかなように、発光体中に
ドープされるMnイオンの量が増加すると、発光体全体
の発光強度に対する約580nmの発光強度が増加す
る。換言すれば、Mnイオンのドープ量が増加すると、
相対的な約580nmの発光強度が増加する。このこと
から、この発光体において、有機酸からMnイオンに対
して発光のためのエネルギーが移動していることが示唆
される。
【0073】つまり、Mnイオンのドープ量が増加する
と、有機酸は、その増加分のMnイオンを発光させるた
めのエネルギーをMnイオンに供給することとなる。こ
のために、有機酸は、それ自身が発光するために使用で
きるエネルギー量が減少してしまい、約430nmの発
光を減少させてしまう。したがって、有機酸に起因する
約430nmの発光強度は、Mnイオンのドープ量の増
加に伴って減少することとなる。
【0074】また、上述した発光体を赤外線吸収スペク
トルにて測定したところ、有機酸による振動のピークや
S−O結合に起因するピークが観察された。このことか
ら、本発明に係る手法により製造された発光体におい
て、添加された有機酸は、S−O結合を介してZnS:
Mnに結合していることが示唆された。したがって、こ
のことからも、有機酸がMnイオンの発光のためのエネ
ルギーを供給していることが示唆された。
【0075】一方、上述のように製造されたZnS:M
nにおいて、Mnイオンの分布状態を電子スピン共鳴法
を用いて測定した。その測定結果を図4に示す。なお、
図4中縦軸は強度を示し、横軸は磁場を示す。そして、
ここでは、比較のために、アクリル酸又はメタクリル酸
を添加する代わりに、有機酸である酢酸の添加、メタク
リル酸メチルの添加又は無添加とするサンプルを作製し
た。
【0076】この図4から明らかなように、アクリル酸
又はメタクリル酸を添加した場合には、6本のシャープ
なピークが観察される。また、酢酸を添加した場合に
は、ややシャープなピークが観察される。これに対し
て、メタクリル酸メチルの添加又は無添加の場合には、
シャープなピークを観察することができず、幅広なピー
クとなってしまう。
【0077】この電子スピン共鳴法を用いた測定結果に
おいて、メタクリル酸メチルの添加又は無添加の場合の
ように、幅広なピークが観察されるのは、Mnイオンが
均一に分散してドープされていないためにスピン交換相
互作用が発現することによるものと考えられる。これに
対して、6本のシャープなピークが観察されるのは、M
nイオンがZnSに均一にドープされる、すなわち、M
nイオンが均一に分散してZnイオンと交換されるため
にスピン交換相互作用が発現しないためと考えられる。
【0078】このように、本発明に係る発光体の製造方
法では、有機酸を液相反応中に添加することによって、
Mnイオンが均一に分散した状態でドープされることが
明らかになった。また、この有機酸がアクリル酸又はメ
タクリル酸である場合には、6本のピークがよりシャー
プになることから、Mnイオンがより均一に分散してド
ープされることが分かる。
【0079】このZnS:Mnにおいて、Mnイオンが
ZnS中に均一に分散してドープされると、励起された
Mnイオンのエネルギーが効率よく発光に用いられるこ
とになる。これに対して、ZnS:Mnにおいて、Mn
イオンが均一に分散せずに近接してドープされるような
部分があると、発光強度が低下する。これは、励起され
たMnイオンのエネルギーが近接するMnイオンの励起
に用いられてしまい、その結果、発光に用いられるエネ
ルギーが減少してしまうためである。
【0080】本発明に係る手法により製造されたZn
S:Mnは、Mnイオンが均一に分散するようにドープ
させることができるため、励起されたMnイオンのエネ
ルギーが損失することなく効率よく発光に使用すること
ができる。
【0081】また、このように製造されたZnS:Mn
において、この結晶粒の大きさを、電子顕微鏡及びX線
回折ピークの広がりに基づいて分析したところ2〜3n
m程度であることが明らかになった。この手法におい
て、アクリル酸又はメタクリル酸の添加量を変化させる
と、結晶粒の大きさを調節することができる。具体的に
は、メタクリル酸を添加する場合、メタクリル酸の添加
量を10mlとしたとき、結晶粒の大きさは約2.7n
mとなり、添加量を30mlとしたとき、結晶粒の大き
さは約2.5nmとなり、添加量を50mlとしたと
き、結晶粒の大きさは約2.3nmとなった。
【0082】このように、本発明を適用して、実際にZ
nS:Mnを製造したところ、ZnS:Mnは、その粒
径が数nm程度であり、且つ、発光強度が向上したもの
となっている。このことから、本発明に係る手法により
製造された発光体は、従来よりも低電圧で励起発光をす
ることができる。したがって、この発光体は、低電圧の
電子ビームが用いられる薄型のフラットディスプレイに
用いられて好適である。
【0083】本発明によれば、従来において不可能であ
ったナノ結晶構造を有するII−VI族半導体を効率よ
く安定的に製造することができる。また、本発明は、上
述したようなZnS:Mnを製造する際にのみ適用され
るものではない。本発明を適用すれば、薄型化ディスプ
レイ等に用いる発光体として十分な種類の発光体を提供
することができる。
【0084】そこで、以下に付活剤としてMn以外のも
のを使用した例について述べる。
【0085】先ずII−VI族半導体として硫化亜鉛を
用い、付活剤としてCu,Alを用い、ZnS:Cu,
Alを製造した例について述べる。
【0086】先ず、酢酸亜鉛のメタノール溶液(0.1
33mol/l)150mlと酢酸銅のメタノール溶液
(0.008mol/l)0.5mlと硝酸アルミニウ
ムのメタノール溶液(0.008mol/l)1.0m
lとを混合してマグネティックスターラーを用いて10
分間攪拌し、混合溶液を得る。
【0087】次に、マグネティックスターラーを用いて
攪拌した状態の硫化ナトリウムの水溶液(0.4mol
/l)60mlに上述した混合溶液を加える。そして、
さらに激しく20分間攪拌する。
【0088】次に、この混合溶液にアクリル酸又はメタ
クリル酸を50ml添加する。そして、15分間激しく
攪拌する。このとき、下記化12に示すような反応が生
じている。ただし、下記化12においては、アクリル酸
を使用した例を示す。
【0089】
【化12】
【0090】次に、遠心分離機を用いて、4000rp
mで20分間遠心分離を行う。その後、遠心分離した沈
澱物を50℃で24時間送風乾燥する。そして、送風乾
燥した固体物を粉砕することによりZnS:Cu,Al
を製造した。
【0091】ここでは、上述のような割合で溶液を混合
してZnS:Cu,Alを製造する例について述べた
が、酢酸銅のメタノール溶液は、0.25〜5mlの範
囲で添加されれば良く、硝酸アルミニウムのメタノール
溶液は0.5〜10mlの範囲で添加されることが好ま
しい。つまり、、CuはZnの1molに対して0.0
1mol%〜0.2mol%の割合で添加されることが
好ましく、AlはZnの1molに対して0.02mo
l%〜0.4mol%の割合で添加されることが好まし
い。
【0092】次に、II−VI族半導体として硫化亜鉛
を用い、付活剤としてCu,Clを用い、ZnS:C
u,Clを製造した例について述べる。この反応は全て
窒素雰囲気下で行う。
【0093】先ず、酢酸亜鉛のメタノール溶液(0.1
33mol/l)150mlと塩化第1銅の水溶液
(0.008mol/l)0.5mlとを混合してマグ
ネティックスターラーを用いて10分間攪拌し、混合溶
液を得る。
【0094】次に、マグネティックスターラーを用いて
攪拌した状態の硫化ナトリウムの水溶液(0.4mol
/l)60mlに上述した混合溶液を加える。そして、
さらに激しく20分間攪拌する。
【0095】次に、この混合溶液にアクリル酸又はメタ
クリル酸を50ml添加する。そして、15分間激しく
攪拌する。このとき、下記化13に示すような反応が生
じている。ただし、下記化13においては、アクリル酸
を使用した例を示す。
【0096】
【化13】
【0097】次に、遠心分離機を用いて、4000rp
mで20分間遠心分離を行う。その後、遠心分離した沈
澱物を50℃で24時間送風乾燥する。そして、送風乾
燥した固体物を粉砕することによりZnS:Cu,Cl
を製造した。
【0098】ここでは、上述のような割合で溶液を混合
してZnS:Cu,Clを製造する例について述べた
が、塩化第1銅の水溶液は、0.25〜5mlの範囲で
添加されることが好ましい。つまり、Cu,ClはZn
の1molに対して0.01mol%〜0.2mol%
の割合で添加されることが好ましい。
【0099】続いて、II−VI族半導体として硫化亜
鉛を用い、付活剤としてAg,Alを用い、ZnS:A
g,Alを製造した例について述べる。
【0100】先ず、酢酸亜鉛のメタノール溶液(0.1
33mol/l)150mlと酢酸銀の水溶液(0.0
08mol/l)0.5mlと硝酸アルミニウムのメタ
ノール溶液(0.008mol/l)1.0mlとを混
合してマグネティックスターラーを用いて10分間攪拌
し、混合溶液を得る。
【0101】次に、マグネティックスターラーを用いて
攪拌した状態の硫化ナトリウムの水溶液(0.4mol
/l)60mlに上述した混合溶液を加える。そして、
さらに激しく20分間攪拌する。
【0102】次に、この混合溶液にアクリル酸又はメタ
クリル酸を50ml添加する。そして、15分間激しく
攪拌する。このとき、下記化14に示すような反応が生
じている。ただし、下記化14においては、アクリル酸
を使用した例を示す。
【0103】
【化14】
【0104】次に、遠心分離機を用いて、4000rp
mで20分間遠心分離を行う。その後、遠心分離した沈
澱物を50℃で24時間送風乾燥する。そして、送風乾
燥した固体物を粉砕することによりZnS:Ag,Al
を製造した。
【0105】ここでは、上述のような割合で溶液を混合
してZnS:Ag,Alを製造する例について述べた
が、酢酸銀の水溶液は、0.25〜5mlの範囲で添加
されれば良く、硝酸アルミニウムのメタノール溶液は
0.5〜10mlの範囲で添加されることが好ましい。
つまり、AgはZnの1molに対して0.01mol
%〜0.2mol%の割合で添加されることが好まし
く、AlはZnの1molに対して0.02mol%〜
0.4mol%の割合で添加されることが好ましい。
【0106】さらに、II−VI族半導体として硫化亜
鉛を用い、付活剤としてAg,Clを用い、ZnS:A
g,Clを製造した例について述べる。
【0107】先ず、酢酸亜鉛のメタノール溶液(0.1
33mol/l)150mlと塩化銀の水溶液(0.0
08mol/l)0.5mlとを混合してマグネティッ
クスターラーを用いて10分間攪拌し、混合溶液を得
る。
【0108】次に、マグネティックスターラーを用いて
攪拌した状態の硫化ナトリウムの水溶液(0.4mol
/l)60mlに上述した混合溶液を加える。そして、
さらに激しく20分間攪拌する。
【0109】次に、この混合溶液にアクリル酸又はメタ
クリル酸を50ml添加する。そして、15分間激しく
攪拌する。このとき、下記化15に示すような反応が生
じている。ただし、下記化15においては、アクリル酸
を使用した例を示す。
【0110】
【化15】
【0111】次に、遠心分離機を用いて、4000rp
mで20分間遠心分離を行う。その後、遠心分離した沈
澱物を50℃で24時間送風乾燥する。そして、送風乾
燥した固体物を粉砕することによりZnS:Ag,Cl
を製造した。
【0112】ここでは、上述のような割合で溶液を混合
してZnS:Ag,Clを製造する例について述べた
が、塩化銀の水溶液は、0.25〜5mlの範囲で添加
されることが好ましい。つまり、Ag,ClはZnの1
molに対して0.01mol%〜0.2mol%の割
合で添加されることが好ましい。
【0113】上述のようにして製造されたZnS:C
u,Al、ZnS:Cu,Cl、ZnS:Ag,Al、
ZnS:Ag,Clを透過型電子顕微鏡及びX線回折ピ
ークの広がりに基づいて分析したところ、いずれにおい
ても粒径は3nm程度であった。
【0114】また、上述のZnS:Ag,Alの光励起
発光(Photoluminescence)強度を(以下、PL強度と
呼ぶ。)を測定した。比較のために、有機酸を添加しな
いサンプルを製造し、これについてもPL強度を測定し
た。これら各サンプルのPL強度は、図5に示すような
測定結果となった。なお、図5中縦軸はPL強度を示
し、横軸は波長を示す。
【0115】図5を見て明らかなように、ナノクリスタ
ルZn:Ag,Alの場合、液相反応中にアクリル酸を
添加したサンプルは液相反応中に有機酸を添加しないサ
ンプルよりも10倍明るいことが確認された。このこと
は、ZnS:Cu,Al、ZnS:Cu,Cl、Zn
S:Ag,Clにおいても同様であった。
【0116】このように、本発明を適用して、実際にZ
nS:Cu,Al、ZnS:Cu,Cl、ZnS:A
g,Al、ZnS:Ag,Clを製造したところ、その
粒径が数nm程度であり、且つ、発光強度が向上したも
のとなっている。このことから、本発明に係る手法によ
り製造された発光体は、従来よりも低電圧で励起発光を
することができる。したがって、この発光体は、低電圧
の電子ビームが用いられる薄型のフラットディスプレ
イ、特にFEDに用いられて好適である。なお、高精細
度の陰極線管(以下、CRTと称する。)、ELDに使
用されても良いことは言うまでもない。
【0117】さらに、II−VI族半導体として硫化亜
鉛を用い、付活剤としてTbを用い、ZnS:Tbを製
造した例について述べる。
【0118】先ず、酢酸亜鉛のメタノール溶液(0.1
33mol/l)150mlと硝酸テルビウムのメタノ
ール溶液(0.008mol/l)25mlとを混合し
てマグネティックスターラーを用いて10分間攪拌し、
混合溶液を得る。
【0119】次に、マグネティックスターラーを用いて
攪拌した状態の硫化ナトリウムの水溶液(0.4mol
/l)60mlに上述した混合溶液を加える。そして、
さらに激しく20分間攪拌する。
【0120】次に、この混合溶液にアクリル酸又はメタ
クリル酸を50ml添加する。そして、15分間激しく
攪拌する。このとき、下記化16に示すような反応が生
じている。ただし、下記化16においては、アクリル酸
を使用した例を示す。
【0121】
【化16】
【0122】次に、遠心分離機を用いて、4000rp
mで20分間遠心分離を行う。その後、遠心分離した沈
澱物を50℃で24時間送風乾燥する。そして、送風乾
燥した固体物を粉砕することによりZnS:Tbを製造
した。
【0123】次に、II−VI族半導体として硫化亜鉛
を用い、付活剤としてTb,Fを用い、ZnS:TbF
3 を製造した例について述べる。
【0124】先ず、酢酸亜鉛のメタノール溶液(0.1
33mol/l)150mlと硝酸テルビウムのメタノ
ール溶液(0.008mol/l)25mlとフッ化ナ
トリウムの水溶液(0.024mol/l)25mlと
を混合してマグネティックスターラーを用いて10分間
攪拌し、混合溶液を得る。
【0125】次に、マグネティックスターラーを用いて
攪拌した状態の硫化ナトリウムの水溶液(0.4mol
/l)60mlに上述した混合溶液を加える。そして、
さらに激しく20分間攪拌する。
【0126】次に、この混合溶液にアクリル酸又はメタ
クリル酸を50ml添加する。そして、15分間激しく
攪拌する。このとき、下記化17に示すような反応が生
じている。ただし、下記化17においては、アクリル酸
を使用した例を示す。
【0127】
【化17】
【0128】次に、遠心分離機を用いて、4000rp
mで20分間遠心分離を行う。その後、遠心分離した沈
澱物を50℃で24時間送風乾燥する。そして、送風乾
燥した固体物を粉砕することによりZnS:TbF3
製造した。
【0129】続いて、II−VI族半導体として硫化亜
鉛を用い、付活剤としてTmを用い、ZnS:Tmを製
造した例について述べる。
【0130】先ず、酢酸亜鉛のメタノール溶液(0.1
33mol/l)150mlと硝酸ツリウムのメタノー
ル溶液(0.008mol/l)25mlとを混合して
マグネティックスターラーを用いて10分間攪拌し、混
合溶液を得る。
【0131】次に、マグネティックスターラーを用いて
攪拌した状態の硫化ナトリウムの水溶液(0.4mol
/l)60mlに上述した混合溶液を加える。そして、
さらに激しく20分間攪拌する。
【0132】次に、この混合溶液にアクリル酸又はメタ
クリル酸を50ml添加する。そして、15分間激しく
攪拌する。このとき、下記化18に示すような反応が生
じている。ただし、下記化18においては、アクリル酸
を使用した例を示す。
【0133】
【化18】
【0134】次に、遠心分離機を用いて、4000rp
mで20分間遠心分離を行う。その後、遠心分離した沈
澱物を50℃で24時間送風乾燥する。そして、送風乾
燥した固体物を粉砕することによりZnS:Tmを製造
した。
【0135】次に、II−VI族半導体として硫化亜鉛
を用い、付活剤としてTm,Fを用い、ZnS:TmF
3 を製造した例について述べる。
【0136】先ず、酢酸亜鉛のメタノール溶液(0.1
33mol/l)150mlと硝酸ツリウムのメタノー
ル溶液(0.008mol/l)25mlとフッ化ナト
リウムの水溶液(0.024mol/l)25mlとを
混合してマグネティックスターラーを用いて10分間攪
拌し、混合溶液を得る。
【0137】次に、マグネティックスターラーを用いて
攪拌した状態の硫化ナトリウムの水溶液(0.4mol
/l)60mlに上述した混合溶液を加える。そして、
さらに激しく20分間攪拌する。
【0138】次に、この混合溶液にアクリル酸又はメタ
クリル酸を50ml添加する。そして、15分間激しく
攪拌する。このとき、下記化19に示すような反応が生
じている。ただし、下記化19においては、アクリル酸
を使用した例を示す。
【0139】
【化19】
【0140】次に、遠心分離機を用いて、4000rp
mで20分間遠心分離を行う。その後、遠心分離した沈
澱物を50℃で24時間送風乾燥する。そして、送風乾
燥した固体物を粉砕することによりZnS:TmF3
製造した。
【0141】続いて、II−VI族半導体として硫化亜
鉛を用い、付活剤としてEuを用い、ZnS:Euを製
造した例について述べる。
【0142】先ず、酢酸亜鉛のメタノール溶液(0.1
33mol/l)150mlと硝酸ユーロピウムのメタ
ノール溶液(0.008mol/l)25mlとを混合
してマグネティックスターラーを用いて10分間攪拌
し、混合溶液を得る。
【0143】次に、マグネティックスターラーを用いて
攪拌した状態の硫化ナトリウムの水溶液(0.4mol
/l)60mlに上述した混合溶液を加える。そして、
さらに激しく20分間攪拌する。
【0144】次に、この混合溶液にアクリル酸又はメタ
クリル酸を50ml添加する。そして、15分間激しく
攪拌する。このとき、下記化20に示すような反応が生
じている。ただし、下記化20においては、アクリル酸
を使用した例を示す。
【0145】
【化20】
【0146】次に、遠心分離機を用いて、4000rp
mで20分間遠心分離を行う。その後、遠心分離した沈
澱物を50℃で24時間送風乾燥する。そして、送風乾
燥した固体物を粉砕することによりZnS:Euを製造
した。
【0147】次に、II−VI族半導体として硫化亜鉛
を用い、付活剤としてEu,Fを用い、ZnS:EuF
3 を製造した例について述べる。
【0148】先ず、酢酸亜鉛のメタノール溶液(0.1
33mol/l)150mlと硝酸ユーロピウムのメタ
ノール溶液(0.008mol/l)25mlとフッ化
ナトリウムの水溶液(0.024mol/l)25ml
とを混合してマグネティックスターラーを用いて10分
間攪拌し、混合溶液を得る。
【0149】次に、マグネティックスターラーを用いて
攪拌した状態の硫化ナトリウムの水溶液(0.4mol
/l)60mlに上述した混合溶液を加える。そして、
さらに激しく20分間攪拌する。
【0150】次に、この混合溶液にアクリル酸又はメタ
クリル酸を50ml添加する。そして、15分間激しく
攪拌する。このとき、下記化21に示すような反応が生
じている。ただし、下記化21においては、アクリル酸
を使用した例を示す。
【0151】
【化21】
【0152】次に、遠心分離機を用いて、4000rp
mで20分間遠心分離を行う。その後、遠心分離した沈
澱物を50℃で24時間送風乾燥する。そして、送風乾
燥した固体物を粉砕することによりZnS:EuF3
製造した。
【0153】上述のようにして製造されたZnS:T
b、ZnS:TbF3 、ZnS:Tm、ZnS:TmF
3 、ZnS:Eu、ZnS:EuF3 を透過型電子顕微
鏡及びX線回折ピークの広がりに基づいて分析したとこ
ろ、いずれにおいても粒径は3nm程度であった。
【0154】このように、本発明を適用して、実際にZ
nS:Tb、ZnS:TbF3 、ZnS:Tm、Zn
S:TmF3 、ZnS:Eu、ZnS:EuF3 を製造
したところ、その粒径が数nm程度となっている。この
ことから、本発明に係る手法により製造された発光体
は、従来よりも低電圧で励起発光をすることができる。
したがって、この発光体は、低電圧の電子ビームが用い
られる薄型のフラットディスプレイ、特にFEDに用い
られて好適である。なお、高精細度CRTやELDに使
用されても良いことは言うまでもない。
【0155】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る発光体の製造方法では、共沈を利用した液相反応
中に有機酸を添加することにより、発光強度が著しく向
上した発光体を製造することができる。
【0156】また、本発明に係る発光体の製造方法で
は、共沈を利用した液相反応終了後に高分子有機酸又は
ポリスチレンを添加することにより、発光強度が著しく
向上した発光体を製造することができる。
【0157】このように、本発明によれば、低電圧でも
励起発光することが可能な発光体を製造することが可能
となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】アクリル酸又はメタクリル酸を添加したときの
発光特性を示すための特性図である。
【図2】有機酸の添加量と発光強度との関係を示す特性
図である。
【図3】付活剤の添加量と発光特性との関係を示す特性
図である。
【図4】有機酸の添加したときの付活剤の分布状態を示
すための特性図である。
【図5】アクリル酸を添加したときの発光特性を示すた
めの特性図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 磯部 徹彦 神奈川県横浜市港北区日吉3丁目14番1号 慶応義塾大学理工学部応用化学科内 (72)発明者 五十嵐 崇裕 神奈川県横浜市港北区日吉3丁目14番1号 慶応義塾大学理工学部応用化学科内

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 共沈を利用した液相反応にて付活剤がド
    ープされたII−VI族半導体を形成し、 この液相反応中に有機酸を添加することを特徴とする発
    光体の製造方法。
  2. 【請求項2】 上記有機酸は、アクリル酸、メタクリル
    酸から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする
    請求項1記載の発光体の製造方法。
  3. 【請求項3】 上記付活剤はマンガンからなり、上記I
    I−VI族半導体は硫化亜鉛からなることを特徴とする
    請求項1記載の発光体の製造方法。
  4. 【請求項4】 上記液相反応では、溶媒中で酢酸マンガ
    ンと酢酸亜鉛とを硫化ナトリウムとともに反応させるこ
    とによりマンガンがドープされた硫化亜鉛を形成するこ
    とを特徴とする請求項3記載の発光体の製造方法。
  5. 【請求項5】 上記付活剤は銅及びアルミニウムからな
    り、上記II−VI族半導体は硫化亜鉛からなることを
    特徴とする請求項1記載の発光体の製造方法。
  6. 【請求項6】 上記液相反応では、溶媒中で酢酸銅と硝
    酸アルミニウムと酢酸亜鉛とを硫化ナトリウムとともに
    反応させることにより銅及びアルミニウムがドープされ
    た硫化亜鉛を形成することを特徴とする請求項5記載の
    発光体の製造方法。
  7. 【請求項7】 上記付活剤は銅及び塩素からなり、上記
    II−VI族半導体は硫化亜鉛からなることを特徴とす
    る請求項1記載の発光体の製造方法。
  8. 【請求項8】 上記液相反応では、窒素雰囲気下におい
    て溶媒中で塩化第1銅と酢酸亜鉛とを硫化ナトリウムと
    ともに反応させることにより銅及び塩素がドープされた
    硫化亜鉛を形成することを特徴とする請求項7記載の発
    光体の製造方法。
  9. 【請求項9】 上記付活剤は銀及びアルミニウムからな
    り、上記II−VI族半導体は硫化亜鉛からなることを
    特徴とする請求項1記載の発光体の製造方法。
  10. 【請求項10】 上記液相反応では、溶媒中で酢酸銀と
    硝酸アルミニウムと酢酸亜鉛とを硫化ナトリウムととも
    に反応させることにより銀及びアルミニウムがドープさ
    れた硫化亜鉛を形成することを特徴とする請求項9記載
    の発光体の製造方法。
  11. 【請求項11】 上記付活剤は銀及び塩素からなり、上
    記II−VI族半導体は硫化亜鉛からなることを特徴と
    する請求項1記載の発光体の製造方法。
  12. 【請求項12】 上記液相反応では、溶媒中で塩化銀と
    酢酸亜鉛とを硫化ナトリウムとともに反応させることに
    より銀及び塩素がドープされた硫化亜鉛を形成すること
    を特徴とする請求項11記載の発光体の製造方法。
  13. 【請求項13】 上記付活剤はテルビウムからなり、上
    記II−VI族半導体は硫化亜鉛からなることを特徴と
    する請求項1記載の発光体の製造方法。
  14. 【請求項14】 上記液相反応では、溶媒中で硝酸テル
    ビウムと酢酸亜鉛とを硫化ナトリウムとともに反応させ
    ることによりテルビウムがドープされた硫化亜鉛を形成
    することを特徴とする請求項13記載の発光体の製造方
    法。
  15. 【請求項15】 上記付活剤はテルビウム及びフッ素か
    らなり、上記II−VI族半導体は硫化亜鉛からなるこ
    とを特徴とする請求項1記載の発光体の製造方法。
  16. 【請求項16】 上記液相反応では、溶媒中で硝酸テル
    ビウムとフッ化ナトリウムと酢酸亜鉛とを硫化ナトリウ
    ムとともに反応させることによりテルビウム及びフッ素
    がドープされた硫化亜鉛を形成することを特徴とする請
    求項15記載の発光体の製造方法。
  17. 【請求項17】 上記付活剤はツリウムからなり、上記
    II−VI族半導体は硫化亜鉛からなることを特徴とす
    る請求項1記載の発光体の製造方法。
  18. 【請求項18】 上記液相反応では、溶媒中で硝酸ツリ
    ウムと酢酸亜鉛とを硫化ナトリウムとともに反応させる
    ことによりツリウムがドープされた硫化亜鉛を形成する
    ことを特徴とする請求項17記載の発光体の製造方法。
  19. 【請求項19】 上記付活剤はツリウム及びフッ素から
    なり、上記II−VI族半導体は硫化亜鉛からなること
    を特徴とする請求項1記載の発光体の製造方法。
  20. 【請求項20】 上記液相反応では、溶媒中で硝酸ツリ
    ウムとフッ化ナトリウムと酢酸亜鉛とを硫化ナトリウム
    とともに反応させることによりツリウム及びフッ素がド
    ープされた硫化亜鉛を形成することを特徴とする請求項
    19記載の発光体の製造方法。
  21. 【請求項21】 上記付活剤はユーロピウムからなり、
    上記II−VI族半導体は硫化亜鉛からなることを特徴
    とする請求項1記載の発光体の製造方法。
  22. 【請求項22】 上記液相反応では、溶媒中で硝酸ユー
    ロピウムと酢酸亜鉛とを硫化ナトリウムとともに反応さ
    せることによりユーロピウムがドープされた硫化亜鉛を
    形成することを特徴とする請求項21記載の発光体の製
    造方法。
  23. 【請求項23】 上記付活剤はユーロピウム及びフッ素
    からなり、上記II−VI族半導体は硫化亜鉛からなる
    ことを特徴とする請求項1記載の発光体の製造方法。
  24. 【請求項24】 上記液相反応では、溶媒中で硝酸ユー
    ロピウムとフッ化ナトリウムと酢酸亜鉛とを硫化ナトリ
    ウムとともに反応させることによりユーロピウム及びフ
    ッ素がドープされた硫化亜鉛を形成することを特徴とす
    る請求項23記載の発光体の製造方法。
  25. 【請求項25】 共沈を利用した液相反応にて付活剤が
    ドープされたII−VI族半導体を形成し、 この液相反応終了後、高分子有機酸又はポリスチレンを
    添加することを特徴とする発光体の製造方法。
  26. 【請求項26】 上記付活剤はマンガンからなり、上記
    II−VI族半導体は硫化亜鉛からなることを特徴とす
    る請求項25記載の発光体の製造方法。
  27. 【請求項27】 上記液相反応では、溶媒中で酢酸マン
    ガンと酢酸亜鉛とを硫化ナトリウムとともに反応させる
    ことによりマンガンがドープされた硫化亜鉛を形成する
    ことを特徴とする請求項26記載の発光体の製造方法。
  28. 【請求項28】 上記高分子有機酸は、ポリアクリル
    酸、ポリメタクリル酸から選ばれる少なくとも1種であ
    ることを特徴とする請求項25記載の発光体の製造方
    法。
JP9212171A 1997-03-10 1997-08-06 発光体の製造方法 Withdrawn JPH10310770A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9212171A JPH10310770A (ja) 1997-03-10 1997-08-06 発光体の製造方法
US09/037,685 US6117363A (en) 1997-03-10 1998-03-10 Method for producing light-emitting material

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5510497 1997-03-10
JP9-55104 1997-03-10
JP9212171A JPH10310770A (ja) 1997-03-10 1997-08-06 発光体の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10310770A true JPH10310770A (ja) 1998-11-24

Family

ID=26395960

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9212171A Withdrawn JPH10310770A (ja) 1997-03-10 1997-08-06 発光体の製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6117363A (ja)
JP (1) JPH10310770A (ja)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007026628A1 (ja) * 2005-08-29 2007-03-08 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. 蛍光体の製造方法及び蛍光体
WO2007032179A1 (ja) * 2005-09-16 2007-03-22 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. カルコゲナイト化合物のナノ粒子蛍光体及びその製造方法
JP2007144304A (ja) * 2005-11-28 2007-06-14 Tokyo Univ Of Science 硫黄化合物を含む水溶液から太陽光照射下で水素生成に高活性を示すZnS−CuX固溶体光触媒
WO2007102394A1 (ja) 2006-03-09 2007-09-13 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. ナノ蛍光体及びナノ蛍光体コンポジット
WO2008032534A1 (en) 2006-09-14 2008-03-20 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. Fluorescent semiconductor microparticle assembly, fluorescent labeling agent assembly for biological substance, and bioimaging method and biological substance analysis method using the assemblies
WO2008032535A1 (en) 2006-09-15 2008-03-20 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. Fluorescent semiconductor microparticle, method for production of the microparticle, fluorescent labeling agent for biological substance using the microparticle, and bioimaging method using the microparticle
WO2008032599A1 (en) 2006-09-14 2008-03-20 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. Semiconductor nanoparticle aggregate, process for producing the semiconductor nanoparticle aggregate, and biological substance labeling agent using the semiconductor nanoparticle aggregate
WO2008032619A1 (en) 2006-09-15 2008-03-20 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. Semiconductor nanoparticle and method for producing the same
WO2012026150A1 (ja) 2010-08-27 2012-03-01 コニカミノルタエムジー株式会社 半導体ナノ粒子集積体及び半導体ナノ粒子集積体の製造方法
WO2012026149A1 (ja) 2010-08-27 2012-03-01 コニカミノルタエムジー株式会社 半導体ナノ粒子集積体
US9082982B2 (en) 2011-10-21 2015-07-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor nanocrystal-polymer composite, method of preparing the same, and composite film and optoelectronic device including the same
EP3070143A1 (en) 2015-03-17 2016-09-21 Konica Minolta, Inc. Coated semiconductor nanoparticle and method for manufacturing the same
JP2023551143A (ja) * 2020-11-26 2023-12-07 フラウンホーファー-ゲゼルシャフト ツール フエルデルング デア アンゲヴァンテン フォルシュング エー.ファオ. 時間次元を有する光学的セキュリティ特徴を用いて製品をマーキングする方法

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6692660B2 (en) * 2001-04-26 2004-02-17 Nanogram Corporation High luminescence phosphor particles and related particle compositions
JP2000104058A (ja) * 1998-09-28 2000-04-11 Sony Corp 発光体の製造方法
US6699406B2 (en) * 1999-03-19 2004-03-02 Rutgers, The State University Rare earth doped host materials
US7094361B2 (en) * 1999-03-19 2006-08-22 Rutgers, The State University Optically transparent nanocomposite materials
US6610217B2 (en) 2000-08-01 2003-08-26 Osram Sylvania Inc. ZnS:Ag,A1 phosphor and method of making same
US6737293B2 (en) * 2001-02-07 2004-05-18 Agfa-Gevaert Manufacturing of a thin film inorganic light emitting diode
US7067072B2 (en) * 2001-08-17 2006-06-27 Nomadics, Inc. Nanophase luminescence particulate material
JP2003277747A (ja) * 2002-03-25 2003-10-02 Konica Corp 蛍光体の製造方法及び蛍光体
AU2003248074A1 (en) * 2002-07-16 2004-02-02 Futaba Corporation Composite nanoparticle and process for producing the same
WO2006098923A2 (en) * 2005-03-11 2006-09-21 University Of Pittsburgh - Of The Commonwealth System Of Higher Education Semiconductor nanocrystals as novel antennae for lanthanide cations and associated methods
US9651846B2 (en) 2012-05-14 2017-05-16 Merck Patent Gmbh Particles for electrophoretic displays

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3028339A (en) * 1960-02-15 1962-04-03 Inoue Yoshiki Process of preparing sulfide phosphors
GB1071062A (en) * 1963-01-31 1967-06-07 Ass Elect Ind Improvements relating to activated phosphor materials
US3440471A (en) * 1966-03-16 1969-04-22 Gen Telephone & Elect Electroluminescent cell matrix material of improved stability
US3565815A (en) * 1967-12-28 1971-02-23 Ind Mfg Co Inc Phosphor containing plastic polystyrene
US3706673A (en) * 1971-02-12 1972-12-19 Horizons Research Inc Aqueous composition for depositing phosphors
JPS5382682A (en) * 1976-12-28 1978-07-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Production of fluorescent substance
US5575959A (en) * 1994-04-22 1996-11-19 Hughes Aircraft Company Process for making low cost infrared windows

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007026628A1 (ja) * 2005-08-29 2007-03-08 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. 蛍光体の製造方法及び蛍光体
WO2007032179A1 (ja) * 2005-09-16 2007-03-22 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. カルコゲナイト化合物のナノ粒子蛍光体及びその製造方法
JP5157446B2 (ja) * 2005-09-16 2013-03-06 コニカミノルタエムジー株式会社 カルコゲナイト化合物のナノ粒子蛍光体及びその製造方法
JP2007144304A (ja) * 2005-11-28 2007-06-14 Tokyo Univ Of Science 硫黄化合物を含む水溶液から太陽光照射下で水素生成に高活性を示すZnS−CuX固溶体光触媒
WO2007102394A1 (ja) 2006-03-09 2007-09-13 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. ナノ蛍光体及びナノ蛍光体コンポジット
WO2008032599A1 (en) 2006-09-14 2008-03-20 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. Semiconductor nanoparticle aggregate, process for producing the semiconductor nanoparticle aggregate, and biological substance labeling agent using the semiconductor nanoparticle aggregate
WO2008032534A1 (en) 2006-09-14 2008-03-20 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. Fluorescent semiconductor microparticle assembly, fluorescent labeling agent assembly for biological substance, and bioimaging method and biological substance analysis method using the assemblies
WO2008032535A1 (en) 2006-09-15 2008-03-20 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. Fluorescent semiconductor microparticle, method for production of the microparticle, fluorescent labeling agent for biological substance using the microparticle, and bioimaging method using the microparticle
WO2008032619A1 (en) 2006-09-15 2008-03-20 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. Semiconductor nanoparticle and method for producing the same
WO2012026150A1 (ja) 2010-08-27 2012-03-01 コニカミノルタエムジー株式会社 半導体ナノ粒子集積体及び半導体ナノ粒子集積体の製造方法
WO2012026149A1 (ja) 2010-08-27 2012-03-01 コニカミノルタエムジー株式会社 半導体ナノ粒子集積体
US9082982B2 (en) 2011-10-21 2015-07-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor nanocrystal-polymer composite, method of preparing the same, and composite film and optoelectronic device including the same
EP3070143A1 (en) 2015-03-17 2016-09-21 Konica Minolta, Inc. Coated semiconductor nanoparticle and method for manufacturing the same
JP2023551143A (ja) * 2020-11-26 2023-12-07 フラウンホーファー-ゲゼルシャフト ツール フエルデルング デア アンゲヴァンテン フォルシュング エー.ファオ. 時間次元を有する光学的セキュリティ特徴を用いて製品をマーキングする方法

Also Published As

Publication number Publication date
US6117363A (en) 2000-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6447698B1 (en) Method for producing light-emitting substance
JPH10310770A (ja) 発光体の製造方法
US6402985B1 (en) Method for preparing efficient low voltage phosphors and products produced thereby
US20070212541A1 (en) Core/shell type particle phosphor
JP3988309B2 (ja) 蛍光体及びその製造方法
JP3969204B2 (ja) 蛍光体前駆体製造装置及び蛍光体前駆体の製造方法
JPH11199867A (ja) 蛍光体とこれを用いた蛍光体含有物ならびにこれらの製造方法
JP2005068326A (ja) ナノクリスタル蛍光体及びその製造方法
US6627113B2 (en) Phosphor consisting of hollow particles, phosphor slurry, phosphor beads for analysis using tracer technique and their production processes
JP2000212556A (ja) 蓄光性蛍光体、及び蓄光性蛍光粉体、並びにそれらの製造方法
US3186950A (en) Rare earth tungstate and molybdate luminophors
KR20000077178A (ko) 형광물질 및 그 제조 방법
JP3874508B2 (ja) 蛍光体複合物
JP3329598B2 (ja) 蛍光体、陰極線管、蛍光ランプおよび蛍光体の製造方法
US20050287395A1 (en) Electroluminescent fluorescent substance
JP2005139372A (ja) 無機el用蛍光体とその製造方法及びそれを用いた蛍光体分散型el素子
JP2002180041A (ja) 蛍光性粒子
JP2000226577A (ja) 蛍光体
JPH11293241A (ja) 蛍光体及びその製造方法
US4266137A (en) Cerium activated yttrium gadolinium phosphate x-ray phosphors, process for producing same, an x-ray intensifying screen employing same
US6004480A (en) Phosphor manufacturing process employing auto feedback to control product characteristics
JPS5938280B2 (ja) 螢光体
JP2001234165A (ja) 真空紫外線励起型蛍光体
Anthuvan et al. Synthesis and Luminescent Properties of Tb3+ Activated Li3Ba2Gd3-x (MoO4) 8 Based Efficient Green Emitting Phosphors
JP2005132947A (ja) 無機エレクトロルミネッセンス用蛍光体、その製造方法および無機エレクトロルミネッセンス素子

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20041102