JPH11204254A - 防湿被膜付き蛍光体およびその製造方法 - Google Patents

防湿被膜付き蛍光体およびその製造方法

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JPH11204254A
JPH11204254A JP10005743A JP574398A JPH11204254A JP H11204254 A JPH11204254 A JP H11204254A JP 10005743 A JP10005743 A JP 10005743A JP 574398 A JP574398 A JP 574398A JP H11204254 A JPH11204254 A JP H11204254A
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JP
Japan
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phosphor
moisture
thin film
oxide thin
proof coating
Prior art date
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Pending
Application number
JP10005743A
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English (en)
Inventor
Masahito Sawada
雅人 澤田
Kenichi Yamaguchi
研一 山口
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 全体を高価な防湿フィルムで被覆することな
く発光寿命特性の優れたEL表示素子を実現することが
可能な防湿被膜付き蛍光体を提供する。 【解決手段】 エレクトロルミネッセンス蛍光体の粒子
表面に下層が酸化チタン薄膜、上層が酸化ケイ素薄膜か
らなる二層構造の防湿被膜を被覆したことを特徴とす
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、エレクトロルミネ
ッセンス(EL)表示素子に用いる防湿被膜付き蛍光体
およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】EL表示素子は、例えば携帯端末や携帯
ゲーム機のバックライトとして用いられている。EL表
示素子に用いられる蛍光体は、高湿度雰囲気に曝される
と輝度劣化を生じるというも問題があった。
【0003】このようなことから、従来のEL表示素子
は図4に示すように全体を防湿フィルムで被覆すること
により発光寿命を延ばすことが行われている。すなわ
ち、このEL表示素子は背面電極1 上に絶縁層2、EL
蛍光体を含む蛍光層3、ITOのような透明電極4およ
び防湿層5をこの順序で積層し、全体を防湿フィルム6
で覆った構造を有する。なお、端子7,8は前記背面電
極1および透明電極4にそれぞれ接続されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た図4に示す構造のEL表示素子は防湿フィルムを別途
必要であるために高価になるという問題があった。本発
明は、全体を高価な防湿フィルムで被覆することなく発
光寿命特性の優れたEL表示素子を実現することが可能
な防湿被膜付き蛍光体およびその製造方法を提供しよう
とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる防湿被膜
付き蛍光体は、エレクトロルミネッセンス蛍光体の粒子
表面に下層が酸化チタン薄膜、上層が酸化ケイ素薄膜か
らなる二層構造の防湿被膜を被覆したことを特徴とする
ものである。
【0006】本発明に係わる防湿被膜付き蛍光体の製造
方法は、エレクトロルミネッセンス蛍光体の粒子表面に
化学気相成長法により酸化チタン薄膜および酸化ケイ素
薄膜をこの順序で成膜することにより二層構造の防湿被
膜を形成することを特徴とするものである。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係わる防湿被膜付き蛍光体は、エレクトロルミ
ネッセンス蛍光体の粒子表面に下層が酸化チタン薄膜、
上層が酸化ケイ素薄膜からなる二層構造の防湿被膜を被
覆した構造を有する。
【0008】前記エレクトロルミネッセンス蛍光体とし
ては、例えばZnS:Cu,ZnS:Cd等を用いるこ
とができる。前記酸化チタン(TiOx )薄膜は、厚さ
が100〜500nmであることが好ましい。酸化チタ
ン薄膜の厚さを100nm未満にすると、前記蛍光体の
防湿性を十分に高めることが困難になる。一方、前記酸
化チタン薄膜の厚さが500nmを超えるとこの薄膜に
よる遮光性が顕在化して蛍光体からの発光を効率よく外
部に放出することが困難になる。より好ましい前記酸化
チタン薄膜の厚さは、200〜300nmである。
【0009】前記酸化ケイ素(SiOx )薄膜は、厚さ
が5〜50nmであることが好ましい。酸化ケイ素薄膜
の厚さを5nm未満にすると、前記蛍光体の防湿性を十
分に高めることが困難になる。一方、前記酸化ケイ素薄
膜の厚さが50nmを超えるとこの薄膜による遮光性が
顕在化して蛍光体からの発光を効率よく外部に放出する
ことが困難になる。より好ましい前記酸化ケイ素薄膜の
厚さは10〜20nmである。
【0010】次に、前記防湿被膜付き蛍光体の製造方法
を説明する。エレクトロルミネッセンス蛍光体の粒子表
面に化学気相成長法により酸化チタン薄膜および酸化ケ
イ素薄膜をこの順序で成膜して二層構造の防湿被膜を形
成することにより防湿被膜付き蛍光体を製造する。
【0011】前記酸化チタン薄膜の気相成長法として
は、例えば(1)前記エレクトロルミネッセンス蛍光体
の粒子表面で四塩化チタンを150〜200℃の温度で
加水分解反応させることにより酸化チタン薄膜を成膜す
る方法、(2)前記エレクトロルミネッセンス蛍光体の
粒子表面でチタンアルコキシドと酸素とを100〜17
0℃の温度で反応させることにより酸化チタン薄膜を成
膜する方法を採用することができる。
【0012】前記酸化ケイ素薄膜の気相成長法として
は、例えば前記酸化チタン薄膜が被覆されたエレクトロ
ルミネッセンス蛍光体の粒子表面で四塩化ケイ素を25
〜75℃の温度で加水分解反応させることにより酸化ケ
イ素薄膜を成膜する方法を採用することができる。
【0013】以上説明した本発明によれば、エレクトロ
ルミネッセンス蛍光体の粒子表面に下層が酸化チタン薄
膜、上層が酸化ケイ素薄膜からなる二層構造の防湿被膜
を被覆することによって、防湿性を著しく向上された防
湿被膜付き蛍光体を得ることができる。その結果、この
ような防湿被膜付き蛍光体をEL表示素子の蛍光層に適
用することによって、全体を防湿フィルムで被覆するこ
となく高湿度雰囲気の駆動において長期間に亘って良好
な輝度を維持できるため、優れた発光寿命特性を有す
る。
【0014】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照
して説明する。図1は、蛍光体表面に二層構造の防湿被
膜を形成するための化学気相成長装置を示す概略図、図
2は図1のA部の拡大図である。
【0015】円筒状のリアクタ11は、中間付近に蛍光
体に防湿被膜を形成するための化学気相成長がなされる
流動床12が配置されている。この流動床12は、図2
に示すように上部が開放され、底部にガス流通穴13が
開口されたボックス部14と、このボックス部14を支
持するための支持部材15と、このボックス部14内の
中間付近に水平に配置されたメッシュ部16と、前記ボ
ックス部14の上部部開口部付近に互いに隣接して複数
配置された横置き三角柱体17間に形成されたノズル部
18とから構成される。ヒータ19は、前記リアクタ1
1の周囲に配置されている。
【0016】四塩化チタン供給源20は、四塩化チタン
(TiCl4 )液21が収容された第1 貯槽22と、前
記四塩化チタン液21にキャリアとしての窒素をバブリ
ンクグするための配管23と、ガス状の四塩化チタンを
前記窒素と共に前記流動床12下部の前記リアクタ11
に供給するための供給管24とから構成されている。
【0017】四塩化ケイ素供給源25は、四塩化ケイ素
(SiCl4 )液26が収容された第2貯槽27と、前
記四塩化ケイ素液26にキャリアとしての窒素をバブリ
ンクグするための配管28と、ガス状の四塩化ケイ素を
前記窒素と共に前記流動床12下部の前記リアクタ11
に前記供給管24を経由して供給するための供給管29
とから構成されている。
【0018】水蒸気供給源30は、水31が収容された
第3貯槽32と、前記水31にキャリアとしてのアルゴ
ンをバブリンクグするための配管33と、水蒸気を前記
アルゴンと共に前記流動床12内に供給するための供給
管34とから構成されている。
【0019】補助用アルゴン供給管35は、先端が前記
流動床12下部の前記リアクタ11に連結されている。
ドライポンプ36は、配管37を介して前記リアクタ1
1上部に連結されている。このドライポンプ36から排
出されたガスは排ガス処理設備(図示せず)に供給され
る。
【0020】(実施例1)前述した図1および図2に示
す化学気相成長装置を用いて蛍光体表面に二層構造の防
湿被膜を形成する方法を説明する。
【0021】まず、図1および図2に示す流動床12内
に例えばZnS:Cuからなる100g の蛍光体粒子3
8を充填した後、ドライポンプ36を作動してリアクタ
11内を減圧にした。つづいて、ヒータ19により前記
流動床12内の蛍光体粒子38を加熱すると共に、アル
ゴンを200℃に加熱された補助アルゴン供給管35を
通して前記リアクタ11に供給し、前記流動床12のメ
ッシュ部16を通して前記蛍光体粒子38に供給し、流
動させた。同時に、四塩化チタン供給源20の四塩化チ
タン液21を30℃に加熱し、この加熱四塩化チタン液
21に窒素を配管23を通してバブリングし、四塩化チ
タンと窒素の混合ガスを前記供給管24を通して前記リ
アクタ11に供給し、前記流動床12のメッシュ部16
を通して流動状態の前記蛍光体粒子38に供給した。な
お、前記供給管24内での四塩化チタンの液化を防ぐた
めに前記供給管24を150℃に加熱した。また、水蒸
気供給源30の水(温度;25℃)31にアルゴンを配
管33を通してバブリングし、水蒸気とアルゴンの混合
ガスを供給管34を通して前記流動床12内の前記蛍光
体粒子38に供給した。なお、前記供給管34内での水
蒸気の液化を防ぐために前記供給管34を60℃に加熱
した。このような気相成長時の各条件を以下に示す。
【0022】蛍光体量;100g 気相成長温度;155℃ 気相成長圧力;400〜500Torr TiCl4 +N2 流量;400sccm( TiCl4
液温30℃) H2 O+アルゴン流量;300sccm( H2 O液温
22℃) 流動補助用アルゴン流量;200sccm 気相成長時間;3hr 前述した四塩化チタンおよび水蒸気の供給により蛍光体
粒子表面で次式の反応が生じて厚さ200nmの酸化チ
タン薄膜が気相成長された。
【0023】 TiCl4 +2H2 O→TiO2 +4HCl 次いで、ドライポンプ36を再度作動してリアクタ11
内を減圧にした。つづいて、アルゴンを100℃に加熱
された補助アルゴン供給管35を通して前記リアクタ1
1に供給し、前記流動床12のメッシュ部16を通して
前記蛍光体粒子38に供給し、流動させた。同時に、四
塩化ケイ素供給源25の液温8℃の四塩化ケイ素液26
に窒素を配管28を通してバブリングし、四塩化ケイ素
と窒素の混合ガスを前記供給管29,24を通して前記
リアクタ11に供給し、前記流動床12のメッシュ部1
6を通して表面に酸化チタン薄膜が被覆された流動状態
の蛍光体粒子に供給した。なお、前記供給管29,24
内での四塩化ケイ素の液化を防ぐために前記供給管2
9,24をそれぞれ50℃に加熱した。また、水蒸気供
給源30の水(温度;25℃)31にアルゴンを配管3
3を通してバブリングし、水蒸気とアルゴンの混合ガス
を供給管34を通して前記流動床12内の前記蛍光体粒
子に供給した。なお、前記供給管34内での水蒸気の液
化を防ぐために前記供給管34を60℃に加熱した。こ
のような気相成長時の各条件を以下に示す。
【0024】蛍光体量;100g 気相成長温度;50℃ 気相成長圧力;400〜500Torr SiCl4 +N2 流量;50sccm( SiCl4
温8℃) H2 O+アルゴン流量;300sccm( H2 O液温
22℃) 流動補助用アルゴン流量;200sccm 気相成長時間;5hr 前述した四塩化ケイ素および水蒸気の供給により予め酸
化チタン薄膜が成長された蛍光体粒子の表面で次式の反
応が生じて厚さ10nmの酸化ケイ素薄膜が気相成長さ
れた。
【0025】 SiCl4 +2H2 O→SiO2 +4HCl 得られた表面に二層構造の防湿被膜が被覆された蛍光体
を用いて図3に示すストリップタイプのEL表示素子を
組み立てた。図3のEL表示素子は、アルミニウムから
なる背面電極41上にTiBaO3 からなる厚さ30μ
m の絶縁層42、表面に二層構造の防湿被膜が被覆され
た蛍光体をを含む厚さ50μm の蛍光層43およびIT
Oのような透明電極44をこの順序で積層した構造を有
する。端子45,46は前記背面電極41および透明電
極44にそれぞれ接続されている。
【0026】(比較例1)前述した図1および図2に示
す化学気相成長装置を用いて下記条件でZnS:Cuか
らなる100g の蛍光体粒子の表面に厚さ200nmの
酸化チタン薄膜を気相成長した。
【0027】蛍光体量;100g 気相成長温度;200℃ 気相成長圧力;400〜500Torr TiCl4 +N2 流量;400sccm( TiCl4
液温30℃) H2 O+アルゴン流量;300sccm( H2 O液温
22℃) 流動補助用アルゴン流量;200sccm 気相成長時間;4hr 得られた表面に酸化チタン薄膜が被覆された蛍光体を用
いて前述した図3に示すストリップタイプのEL表示素
子を組み立てた。
【0028】(比較例2)ZnS:Cuからなる蛍光体
を用いて前述した図3に示すストリップタイプのEL表
示素子を組み立てた。
【0029】(比較例3)ZnS:Cuからなる蛍光体
を用いて前述した図4に示す全体が防湿フィルムで覆わ
れたEL表示素子を組み立てた。なお、図4の背面電極
1はアルミニウムからなり、絶縁層2はTiBaO3
らなり、防湿フィルム6はポリクロロテトラフルオロエ
チレンからなる。
【0030】得られた実施例1および比較例1〜3のE
L表示素子について、温度40℃、湿度90%の高温、
高湿雰囲気中、100V,400Hzの条件で作動し、
作動時間と輝度低減率の関係を調べた。その結果を図5
に示す。
【0031】図5から明らかなように表面に二層構造の
防湿被膜が被覆された蛍光体を用いた実施例1の表示素
子(ストリップタイプ)は、表面が酸化チタン薄膜で覆
われた蛍光体を用いた比較例1の表示素子(ストリップ
タイプ)、表面非被覆の蛍光体を用いた比較例2の表示
素子(ストリップタイプ)に比べて高い輝度持続性を有
し、かつ全体が防湿フィルムで覆われた比較例3の表示
素子と同様な優れた輝度持続性を有することがわかる。
【0032】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、全
体を高価な防湿フィルムで被覆することなく発光寿命特
性の優れたEL表示素子を実現することが可能な防湿被
膜付き蛍光体およびその製造方法を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】蛍光体表面に二層構造の防湿被膜を形成するた
めの化学気相成長装置を示す概略図。
【図2】図1のA部の拡大図。
【図3】ストリップタイプのEL表示素子を示す断面
図。
【図4】防湿フィルムで全体が覆われたEL表示素子を
示す断面図。
【図5】実施例1および比較例1〜3のEL表示素子に
おける高温、高湿雰囲気中での作動時間と輝度低減率の
関係を示す特性図。
【符号の説明】
11…リアクタ、 12…流動床、 19…ヒータ、 20…四塩化チタン供給源、 25…四塩化ケイ素供給源 30…水蒸気供給源、 36…ドライポンプ、 38…蛍光体粒子、 41…背面電極、 42…絶縁層、 43…蛍光体層、 44…透明電極。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エレクトロルミネッセンス蛍光体の粒子
    表面に下層が酸化チタン薄膜、上層が酸化ケイ素薄膜か
    らなる二層構造の防湿被膜を被覆したことを特徴とする
    防湿被膜付き蛍光体。
  2. 【請求項2】 エレクトロルミネッセンス蛍光体の粒子
    表面に化学気相成長法により酸化チタン薄膜および酸化
    ケイ素薄膜をこの順序で成膜することにより二層構造の
    防湿被膜を形成することを特徴とする防湿被膜付き蛍光
    体の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記粒子表面で四塩化チタンを150〜
    200℃の温度で加水分解反応させることにより酸化チ
    タン薄膜を成膜することを特徴とする請求項2記載の防
    湿被膜付き蛍光体の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記粒子表面でチタンアルコキシドと酸
    素とを100〜170℃の温度で反応させることにより
    酸化チタン薄膜を成膜することを特徴とする請求項2記
    載の防湿被膜付き蛍光体の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記粒子の前記酸化チタン薄膜が存在す
    る表面で四塩化ケイ素を25〜75℃の温度で加水分解
    反応させることにより酸化ケイ素薄膜を成膜することを
    特徴とする請求項2ないし4いずれか記載の防湿被膜付
    き蛍光体の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006052250A (ja) * 2004-08-10 2006-02-23 Fuji Photo Film Co Ltd エレクトロルミネッセンス蛍光体、その製造方法、及びエレクトロルミネッセンス素子
JP2014528657A (ja) * 2011-10-13 2014-10-27 インテマティックス・コーポレーションIntematix Corporation 厚く均一な二酸化チタンコーティングを有する非常に信頼性の高い光ルミネセンス材料

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