蛍光体及び蛍光体の製造方法
【課題】制御が難しい欠陥生成工程を利用せずに製造できる新規な蛍光体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】蛍光体母体材料と、蛍光体母体材料中にまだら状に分散され、蛍光体母体材料と接しながら分離している発光励起材料と、を含む構造を有する蛍光体とする。発光励起材料は、金属酸化物、周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる半導体、又は周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と周期表第５Ｂ族（第１５族）元素とからなる半導体から選択する。蛍光体母体材料と発光励起材料とは混合して加圧焼成することにより接合する。
【解決手段】蛍光体母体材料と、蛍光体母体材料中にまだら状に分散され、蛍光体母体材料と接しながら分離している発光励起材料と、を含む構造を有する蛍光体とする。発光励起材料は、金属酸化物、周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる半導体、又は周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と周期表第５Ｂ族（第１５族）元素とからなる半導体から選択する。蛍光体母体材料と発光励起材料とは混合して加圧焼成することにより接合する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体と蛍光体の製造方法に関する。また、蛍光体を用いたＥＬ素子、当該ＥＬ素子を具備する発光装置、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種インテリアとしての照明やフラットパネルディスプレイ用の光源として、自発光型のエレクトロルミネッセンス（以下、「ＥＬ」ともいう）素子の開発が盛んである。ＥＬ素子は、高輝度、面発光、薄膜化、フレキシブル化を可能とするため、次世代の新しい光源として注目されている。また、照明以外にも、時計の文字盤、メンブレンスイッチ、電飾ディスプレイ等の用途が期待され、一部実用化されるに至っている。
【０００３】
ＥＬ素子は、発光材料が無機化合物であるか、或いは有機化合物であるかによって区別され、一般に前者は無機ＥＬ素子、後者は有機ＥＬ素子と呼ばれている。
【０００４】
無機ＥＬ素子は、素子構成により、分散型無機ＥＬ素子と薄膜型無機ＥＬ素子とに分類される。また、無機ＥＬ素子は、駆動方式により直流電圧駆動型と、交流電圧駆動型とに分類できる。さらに、無機ＥＬ素子の発光メカニズムとしては、金属イオンの内殻電子遷移を利用する局在型発光と、ドナー準位とアクセプター準位を利用するドナー−アクセプター再結合型発光とが挙げられる。
【０００５】
分散型無機ＥＬ素子は、スクリーン印刷法やコーティング法等の簡便な方法により安価に面発光素子を製造できる点で優れている。分散型無機ＥＬ素子に用いる蛍光体としてはＺｎＳ：ＣｕＣｌ蛍光体が知られている。ここで、ＺｎＳ：ＣｕＣｌ蛍光体とは、ＺｎＳ中にドナー−アクセプター準位を形成するＣｕ元素及びＣｌ元素が添加されている蛍光体を示している。ＺｎＳ：ＣｕＣｌ蛍光体の発光機構を説明するモデル図としては、Ｆｉｓｃｈｅｒモデルが提唱されている。ＦｉｓｃｈｅｒはＺｎＳ：ＣｕＣｌ蛍光体内部の粒界に発光の起点となる構造があることを発見した。蛍光体に電圧を印加することで、まずＺｎＳ：ＣｕＣｌ蛍光体と前記発光の起点となる構造との間で電荷のやりとりが起こり、その後交流電圧の反転に伴って電荷が再結合して発光に至ると考察した。
【０００６】
Ｆｉｓｃｈｅｒは、前記発光の起点となる構造に電界が集中しているであろうという考えのもと、導電性の高い物質が前記発光の起点となる構造を形成しているであろうと推察し、前記導電性の高い物質は析出した硫化銅であろうと推察した。すなわち、ＺｎＳ：ＣｕＣｌ蛍光体を製造する際に、ＺｎＳに添加するＣｕ元素は、発光準位（ドナー準位又はアクセプター準位）を形成するだけでなく、結晶中に前記発光の起点となる構造を形成するＣｕ元素の供給源を兼ねていると考察した。なお、前記発光の起点となる構造は、Ｆｉｓｃｈｅｒ構造とも言われる。
【０００７】
Ｆｉｓｃｈｅｒ構造は結晶欠陥に生じやすい。したがって、多くのＦｉｓｃｈｅｒ構造をつくり出すには、予め蛍光体内部に結晶欠陥を形成しておくことが有効である。結晶欠陥を形成する方法として、蛍光体の外部から応力を付与する方法が一般的である（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）
【特許文献１】特開平６−３３００３５号公報
【特許文献２】特開平１１−１９３３７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、蛍光体の外部から応力を付与して内部に結晶欠陥を形成する方法では、前記蛍光体に付与する応力が弱すぎる場合は結晶欠陥が生じない。また、前記蛍光体に付与する応力が強すぎる場合は蛍光体を構成する結晶自体が壊れてしまう、或いは多すぎる結晶欠陥が生じてしまう恐れがある。蛍光体に多すぎる結晶欠陥が存在すると、励起された蛍光体が熱的に失活してしまう。その結果、ＥＬ発光の効率が低下してしまい、好ましくない。
【０００９】
また、外部から応力を付与して結晶欠陥を形成する方法は、結晶欠陥の数や大きさを制御することは難しく、得られた蛍光体及び当該蛍光体を用いたＥＬ素子などの品質がばらつく原因になってしまう。そして、品質のばらつきがある蛍光体及びＥＬ素子を用いて発光装置を製造すると、信頼性も低下するおそれがある。
【００１０】
上記問題を鑑み、本発明は、制御が難しい結晶欠陥生成工程を利用せずに製造できる新規な蛍光体及びその製造方法を提供することを課題の一とする。また、本発明は、新規な蛍光体を用いてＥＬ素子、及び当該ＥＬ素子を具備する発光装置や電子機器を提供することを課題の一とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
発明者等は、電圧を印加することにより蛍光体母体材料との界面を介して電荷の授受を行う構造を、結晶欠陥に頼ることなく、蛍光体を構成する蛍光体母体材料中に直接設けることができれば、外部から応力を付与する結晶欠陥生成の如く制御の難しい工程は不要になると考えた。
【００１２】
そこで発明者等は、欠陥生成工程を行うことなく、蛍光体母体材料と接しながら分離しており、且つ電圧の印加により電荷の授受を行うことができる発光励起材料を蛍光体母体材料中に分散させた構造が、蛍光体として機能することを見出した。また、発光励起材料を蛍光体母体材料中にまだら状に分散させることで、高輝度な蛍光体を実現できる可能性を見出した。以下、本明細書では、蛍光体母体材料中に発光励起材料を分散させた構造であり、且つ蛍光体母体材料と発光励起材料とが接しながら分離している構造を「コンポジット構造」ともいう。
【００１３】
また、本発明者等は、蛍光体母体材料と、発光励起材料と、を混合して焼成することで、コンポジット構造を有する蛍光体を製造できることを見出した。さらに、前記焼成を加圧焼成とすることで、発光励起材料をまだら状に分散させることができることを見出した。
【００１４】
蛍光体母体材料は、所望の発光色を考慮して選択すればよい。本発明に係る発光励起材料は、金属酸化物、周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる半導体、又は周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と周期表第５Ｂ族（第１５族）元素とからなる半導体から選ばれる少なくとも一の材料を選択することが好ましい。
【００１５】
本明細書で開示する発明の一は、蛍光体母体材料と、蛍光体母体材料中にまだら状に分散され、蛍光体母体材料と分離している発光励起材料と、を含む蛍光体である。発光励起材料は、金属酸化物、周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる半導体、又は周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と周期表第５Ｂ族（第１５族）元素とからなる半導体から選択する。
【００１６】
また、本明細書で開示する発明の一は、蛍光体母体材料と、蛍光体母体材料中にまだら状に分散され、蛍光体母体材料と分離している発光励起材料と、を含む蛍光体である。発光励起材料は、金属酸化物、周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる半導体、又は周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と周期表第５Ｂ族（第１５族）元素とからなる半導体から選択する。また、蛍光体の表面は蛍光体母体材料である。
【００１７】
上記構成において、発光励起材料は、蛍光体母体材料と発光励起材料とからなるコンポジット構造を持つ粒子よりも平均中心粒径の小さい発光励起材料粒子により構成されていることが好ましい。また、発光励起材料粒子の一は、他の発光励起材料粒子と連続していてもよいし、他の発光励起材料粒子の一と分離していてもよい。
【００１８】
上記構成において、発光励起材料として金属酸化物を選択する場合、酸化亜鉛、酸化ニッケル、酸化スズ、酸化チタン、三酸化コバルト、酸化コバルト、酸化タングステン、酸化モリブデン、三酸化バナジウム、五酸化バナジウム、酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム、三酸化レニウム、酸化ルテニウム、酸化ストロンチウムルテニウム、酸化ストロンチウムイリジウム、又は酸化バリウム鉛を用いることができる。発光励起材料として周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる半導体を選択する場合、酸化亜鉛を用いることができる。また、発光励起材料として周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と周期表第５Ｂ族（第１５族）元素とからなる半導体を選択する場合、リン化インジウムを用いることができる。
【００１９】
また、本明細書で開示する発明の一は、蛍光体母体材料と、金属酸化物、周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる半導体、又は周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と周期表第５Ｂ族（第１５族）元素とからなる半導体を含む発光励起材料と、を原料として混合し、得られた混合物を加圧焼成する製造方法である。
【００２０】
また、本明細書で開示する発明の一は、蛍光体母体材料と、金属酸化物、周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる半導体、又は周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と周期表第５Ｂ族（第１５族）元素とからなる半導体を含む発光励起材料と、を混合し、得られた混合物を加圧焼成し、得られた焼成物を、中性、酸性、若しくは塩基性の溶液又は気体にさらす製造方法である。
【００２１】
上記構成において、加圧焼成は、ホットプレス法、熱間等方加圧法、放電プラズマ焼結法、又は衝撃法により行うことが好ましい。また、原料の混合は、湿式法により混合するとともに得られる混合材料の粒径を小さく粉砕することが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、高輝度、高効率なＥＬ発光を実現できる蛍光体を製造することができる。また、品質のばらつきの少ない蛍光体を製造することができる。また、本発明は、ＥＬ素子及びＥＬ素子を具備する発光装置や電子機器の高輝度化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施の形態について、図面を用いて、以下に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなく、その形態及び詳細を様々に変更しうることは、当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる場合がある。
【００２４】
（実施の形態１）
本発明に係る蛍光体について説明する。図１（Ａ）は、本蛍光体１００の一例を示す断面の模式図である。また、図１（Ｂ）には本蛍光体１００の斜視の模式図を示しており、図１（Ａ）は図１（Ｂ）をＯＰ間で切断した断面の模式図である。
【００２５】
本蛍光体１００は、蛍光を発する蛍光体母体材料１０２と、発光励起材料１０４と、から構成される。このような蛍光体１００は、コンポジット蛍光体ともいう。図１は粒子状の蛍光体１００を例示しているが、本発明に係る蛍光体の形状は特に限定されず、いびつな形状であってもよい。また、蛍光体表面は滑らかであってもよいし、滑らかでなく粗くともよい。本蛍光体１００の中心粒径は、０．１μｍ〜１００μｍであることが好ましい。
【００２６】
発光励起材料１０４は、蛍光体母体材料１０２中に内包されている。また、発光励起材料１０４は、蛍光体母体材料１０２中にまだら状に分散され、蛍光体母体材料とは接しながら分離して存在している。
【００２７】
発光励起材料１０４は、蛍光体１００よりも中心粒径の小さい複数の微小な発光励起材料粒子により構成されている。発光励起材料粒子の平均中心粒径は、数ｎｍ〜数１００ｎｍであることが好ましい。なお、複数の発光励起材料粒子は、それぞれ同一形状の粒子であってもよいし、異なる形状や異なる中心粒径を有する粒子であってもよい。
【００２８】
なお、本明細書における「粒」、「粒子」、及び「粒子状」は、左右対称な丸い形状（球形）に限定されず、いびつな形状も含むものとする。
【００２９】
また、上述のように、発光励起材料１０４は、蛍光体母体材料１０２中にまだら状に分散されている。本明細書における「まだら状」とは、種々の粒が入り交じっている状態を示しており、種々の粒がまばらに散らばっている状態とも言える。また、「まだら状」である種々の粒は、それぞれが分離している状態と、凝集している状態と、さらに凝集している粒が連続し境界面が判別できなくなっている状態と、を含むものとする。
【００３０】
図１では、発光励起材料１０４は、分離してまばらに散っている発光励起材料粒子と、凝集して連続し境界が判別できなくなっている発光励起材料粒子と、で構成されている例を示している。なお、発光励起材料１０４は、分離した発光励起材料粒子のみで形成されていてもよいし、凝集して発光励起材料粒子が判別できない状態でもよい。
【００３１】
本蛍光体１００において、発光励起材料１０４は蛍光体母体材料１０２とは接しながら分離しており、且つ蛍光体母体材料中に分散されている。蛍光体１００内部には、蛍光体母体材料１０２と発光励起材料１０４との界面が存在する。発光励起材料１０４は、電圧を印加することにより蛍光体母体材料１０２と接する界面で電荷の授受を行う。また、蛍光体母体材料１０２中に発光励起材料１０４をまだら状に分散させることで、蛍光体１００中の蛍光体母体材料１０２は局所的に厚みの薄い領域が形成される。蛍光体母体材料１０２の厚みの薄い領域は発光励起材料１０４の界面と接しており、局所的に高電界とすることが可能となるため、発光しやすくできる。
【００３２】
なお、微小な発光励起材料粒子により構成されるまだら状の発光励起材料１０４は、発光励起材料がバルクである場合よりも、微小な粒子状であることによって、隙間を埋める蛍光体母体材料１０２の厚みを薄くできる。また、発光励起材料１０４と蛍光体母体材料１０２との界面も多くできる。したがって、蛍光体母体材料１０２を局所的に高電界とすることが可能となり、ＥＬ発光の輝度を高めることができる。
【００３３】
なお、発光励起材料１０４は、蛍光を発する蛍光体母体材料１０２中に均等にまだら状に分散されることが好ましい。これは、発光励起材料１０４を均等にまだら状に分散させることで、蛍光体母体材料１０２の厚みの薄い領域を蛍光体１００中に均等に形成することにつながり、その結果、蛍光を発する領域のばらつきを低減できるからである。
【００３４】
また、蛍光体１００を構成する蛍光体母体材料１０２と発光励起材料１０４との体積は、求めるＥＬ発光の輝度や効率により、適宜調整することが好ましい。ＥＬ発光の輝度を高めるためには、多くの発光励起材料をまだら状に分散させて高電界領域を形成することは効果的である。しかし、蛍光を発する役割は蛍光体母体材料１０２が果たしているため、蛍光体１００を占める蛍光体母体材料１０２の体積比が小さくなると、蛍光を発する領域が小さくなり蛍光体１００の発光効率が低下してしまう恐れがある。したがって、発光効率を低下させることなく、高輝度化を図ることができるように、蛍光体母体材料１０２と発光励起材料１０４の体積比は選択することが好ましい。
【００３５】
また、蛍光体１００の表面には発光励起材料１０４が露出していないことが好ましい。つまり、蛍光体１００の表面は蛍光体母体材料１０２であることが好ましい。蛍光体１００において、発光励起材料１０４を蛍光体母体材料１０２中に存在させ、蛍光体１００の表面には露出させない構成とすることで、蛍光体１００内部に電界を効率よく加えることができる。
【００３６】
蛍光体母体材料１０２は、所望の発光色に応じた材料を選択すればよい。また、所望の発光色に応じて付活剤を添加することもできる。本明細書における「蛍光体母体材料」は、自身が蛍光を発する蛍光体母体材料と、蛍光を発する機能を付与する付活剤が添加された蛍光体母体材料と、の両方を範疇に含むものとする。
【００３７】
蛍光体母体材料１０２の具体例としては、（１）周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる蛍光体母体材料、（２）周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と、周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と、周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる三元系材料（三元系蛍光体母体材料）、（３）酸化物蛍光体母体材料、（４）ケイ酸塩蛍光体母体材料、（５）ハロケイ酸塩蛍光体母体材料、（６）リン酸塩蛍光体母体材料、（７）ハロリン酸塩蛍光体母体材料、（８）ホウ酸塩蛍光体母体材料、（９）アルミネイトおよびガレイト蛍光体母体材料、（１０）モリブデン酸塩およびタングステン酸塩蛍光体母体材料、（１１）ハロゲン化物およびオキシハロゲン化物蛍光体母体材料、（１２）硫酸塩蛍光体母体材料、並びに（１３）これらの共晶及び（１４）これらの混合物などをあげることができる。
【００３８】
（１）周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる蛍光体母体材料の例として、硫化カドミウム、セレン化カドミウム、テルル化カドミウム、硫化亜鉛、セレン化亜鉛、テルル化亜鉛、硫化カルシウム、硫化マグネシウム、硫化ストロンチウム、硫化バリウム等が挙げられる。
【００３９】
（２）周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と、周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と、周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる三元系材料の例として、カルシウムチオガレイト、バリウムチオアルミネート、ストロンチウムチオアルミネート、亜鉛チオガレイト、ＺｎＢａ２Ｓ３等が挙げられる。
【００４０】
（３）酸化物蛍光体母体材料の例として、酸化カルシウム、酸化亜鉛、酸化トリウム、酸化イットリウム、酸化ランタン等が挙げられる。
【００４１】
（４）ケイ酸塩蛍光体母体材料の例として、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸亜鉛、ケイ酸ストロンチウム、ケイ酸バリウム、ケイ酸イットリウム、ケイ酸カルシウムマグネシウム、ケイ酸バリウムマグネシウム、ケイ酸バリウムリチウム等が挙げられる。
【００４２】
（５）ハロケイ酸塩蛍光体母体材料の例として、ケイ酸ランタンクロライド、ケイ酸カルシウムクロライド、ハロケイ酸バリウムクロライド等が挙げられる。
【００４３】
（６）リン酸塩蛍光体母体材料の例として、リン酸イットリウム、リン酸ランタン、リン酸カルシウムもしくはリン酸ストロンチウム、リン酸亜鉛等が挙げられる。
【００４４】
（７）ハロリン酸塩蛍光体母体材料の例として、リン酸カルシウムフロライド、リン酸カルシウムクロライド、リン酸ストロンチウムフロライド、リン酸ストロンチウムクロライド等が挙げられる。
【００４５】
（８）ホウ酸塩蛍光体母体材料の例として、ホウ酸イットリウム、ホウ酸ランタン、ホウ酸カルシウム、ホウ酸カルシウムイットリウム、ホウ酸ストロンチウム、ホウ酸イットリウムアルミ、ホウ酸カルシウムクロライド等が挙げられる。
【００４６】
（９）アルミネイトおよびガレイト蛍光体母体材料の例として、リチウムアルミネイト、イットリウムアルミネイト、ランタンアルミネイト、カルシウムアルミネイト、亜鉛アルミネイト、亜鉛ガレイト、カルシウムガレイト等が挙げられる。
【００４７】
（１０）モリブデン酸塩およびタングステン酸塩蛍光体母体材料の例として、モリブデン酸カルシウム、タングステン酸カルシウム等が挙げられる。
【００４８】
（１１）ハロゲン化物およびオキシハロゲン化物蛍光体母体材料の例として、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、塩化カルシウム、ヨウ化カルシウム、オキシブロモイットリウム、オキシクロロイットリウム、オキシフロロイットリウム等が挙げられる。
【００４９】
（１２）硫酸塩蛍光体母体材料の例として、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸ストロンチウム等が挙げられる。
【００５０】
（１３）これらの共晶の例としては、（１）〜（１２）から選ばれる２つ以上の材料の共晶が挙げられる。なお、前記２つ以上の材料は、例えば（１）周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる蛍光体の中から選ばれる２つの材料でもよいし、（１）周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる蛍光体の中から選ばれる一の材料と（２）周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と、周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と、周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる三元系材料の中から選ばれる一の材料とでもよい。
【００５１】
同様に、（１４）これらの混合物の例としては、（１）〜（１２）から選ばれる２つ以上の材料の混合物が挙げられる。
【００５２】
また、付活剤の例としては、希土類を含む遷移元素（Ｍｎ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕなど）を含有する金属もしくは希土類を含む遷移元素を含有する化合物を添加することもできる。また、典型元素（Ａｌ、Ｇａ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉなど）を含む化合物を添加することもできる。希土類を含む遷移元素は、局在型発光の発光中心材料として機能し、典型元素はドナー−アクセプター再結合型発光をもたらす不純物準位を形成する。
【００５３】
発光励起材料１０４は、蛍光体１００中に局所的高電界をつくり出す役割を果たす材料を選択すればよい。また、蛍光体１００中の蛍光体母体材料１０２との界面で電荷の授受を行うことができる材料を選択すればよい。
【００５４】
発光励起材料１０４の具体例としては、（Ｉ）金属酸化物、（ＩＩ）周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる半導体、（ＩＩＩ）周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と周期表第５Ｂ族（第１５族）元素とからなる半導体、（ＩＶ）これらに不純物元素を添加したものなどを挙げることができる。
【００５５】
（Ｉ）金属酸化物の例として、酸化亜鉛、酸化ニッケル、酸化スズ、酸化チタン、三酸化コバルト、酸化コバルト、酸化タングステン、酸化モリブデン、三酸化バナジウム、五酸化バナジウム、酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム、三酸化レニウム、酸化ルテニウム、酸化ストロンチウムルテニウム、酸化ストロンチウムイリジウム、又は酸化バリウム鉛等が挙げられる。
【００５６】
（ＩＩ）周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる半導体の例として、酸化亜鉛等が挙げられる。
【００５７】
（ＩＩＩ）周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と周期表第５Ｂ族（第１５族）元素とからなる半導体の例として、リン化インジウム等が挙げられる。
【００５８】
また、（ＩＶ）これらに不純物元素を添加した例としては、（Ｉ）〜（ＩＩＩ）から選ばれる材料に希土類を含む遷移元素（Ｍｎ、Ｉｒなど）を添加したもの、もしくは典型元素（Ａｌ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｍｇなど）を添加したもの等が挙げられる。具体的には、ＺｎＯ：Ｍｎ、ＺｎＯ：Ｉｒ、ＺｎＯ：Ａｌ、ＺｎＯ：Ｇａ、Ｉｎ２Ｏ３：Ｓｎ、Ｉｎ２Ｏ３：Ｍｇ等が挙げられる。
【００５９】
なお、蛍光体母体材料１０２に適用できる材料と、発光励起材料１０４に適用できる材料は、一部重複している。蛍光体母体材料１０２と発光励起材料１０４とは分離した構成とする必要があるため、両者が固溶することのない組み合わせとなるよう材料の選択を行う。
【００６０】
次に、本蛍光体１００を得るまでの一例を図２のフロー図に示す。
【００６１】
それぞれ秤量した蛍光体母体材料と、発光励起材料と、を原料として混合させて混合物を得る（Ｓ１００１）。蛍光体母体材料と発光励起材料は、所望の発光色などにより選択すればよい。また、その混合比は、発光効率を低下させることなく、高輝度化を図ることができるように選択することが好ましい。
【００６２】
蛍光体に付活剤を含有させる場合は、予め付活剤と蛍光体母体材料とを混合させて仮焼成したものを蛍光体母体材料として準備する。そして、付活剤が添加された蛍光体母体材料と、発光励起材料と、を混合させる。または、予め付活剤と発光励起材料とを混合させて仮焼成した材料と、蛍光体母体材料と、を混合させる。または、付活剤と、蛍光体母体材料と、発光励起材料と、を一緒に混合させることもできる。
【００６３】
なお、（Ｓ１００１）で得られる混合物の粒径は細かいほど良い。これは、混合物の粒径を細かくすると、蛍光体母体材料の粒径と発光励起材料の粒径も細かくなるため、蛍光体を製造した際に、該蛍光体を構成する蛍光体母体材料と発光励起材料との界面を多くすることができるからである。したがって、混合工程には粉砕工程も兼ねさせる、又は混合工程前もしくは混合工程後に粉砕工程を入れることが好ましい。例えば、ジェットミル、遊星ポットミル、ミックスローター、乳鉢等を利用することができる。好ましくは、蛍光体母体材料の中心粒径を０．００１μｍ〜１μｍ程度、発光励起材料の中心粒径を０．００１μｍ〜１μｍ程度となるように粉砕するとよい。
【００６４】
次に、（Ｓ１００１）で得られた混合物を加圧焼成し、焼成物を得る（Ｓ１００２）。混合物の焼成は、ホットプレス法、熱間等方加圧（ＨＩＰ；Ｈｏｔ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）法、放電プラズマ焼結法、又は衝撃法を適用することが好ましい。焼成温度は蛍光体母体材料の焼結温度により選択するが、好ましくは５００℃〜２０００℃程度であり、好適な温度は蛍光体母体材料と発光励起材料の組み合わせによって決定することができる。加圧力及び加圧焼成時間は混合物の材料によるが、２０Ｐａ〜４０ＭＰａ程度の圧力で、１時間程度焼成することが好ましい。
【００６５】
以上の手順で得られた焼成物は、ＥＬ発光を確認することができる。
【００６６】
（Ｓ１００２）で得られた焼成物は、そのままでも蛍光体として機能しうるが、さらに粉砕して蛍光体粒子を得る（Ｓ１００３）。焼成物の粉砕は、ジェットミル、遊星ポットミル、ミックスローター、乳鉢等を利用することができる。
【００６７】
次に、（Ｓ１００３）で得られた蛍光体粒子を分級する（Ｓ１００４）。蛍光体粒子は粒径を揃ったものにすることが好ましく、粒径を５０μｍ以下とすることがより好ましい。蛍光体粒子の分級には、所望の大きさの開口を有するフルイ等を利用することができる。
【００６８】
次に、蛍光体粒子を洗浄及び乾燥させる（Ｓ１００５）。蛍光体粒子の洗浄は、酸性、中性、若しくは塩基性の溶液又は気体にさらすことにより行うことが好ましい。蛍光体粒子の表面に存在する発光励起材料を選択的に取り除くことを主目的とする場合は、発光励起材料粒子をエッチング除去できる溶液又は気体を選択する。なお、蛍光体粒子を構成する他の材料（蛍光体母体材料、付活剤）とは反応しない溶液又は気体を選択する。
【００６９】
以上で、粒径が小さく、且つ粒径の揃った蛍光体粒子を得ることができる。なお、本発明に係る蛍光体を得るためには、少なくとも（Ｓ１００１）、（Ｓ１００２）、（Ｓ１００３）の手順を行えばよい。
【００７０】
本蛍光体の製造において、蛍光体母体材料と発光励起材料とを混合した後（Ｓ１００１）、焼成する（Ｓ１００２）ことによって、蛍光体母体材料と発光励起材料とを接合し、コンポジット構造を有する蛍光体を製造することができる。また、コンポジット構造を形成する際の焼成として加圧焼成を適用することで、蛍光体母体材料中に発光励起材料がまだら状に分散されたコンポジット構造を有する蛍光体を製造することができる。
【００７１】
以上により製造できる本蛍光体は、外部から応力を付与して蛍光体内部に結晶欠陥を生成するなどの制御の難しい欠陥生成工程がないため、個々の蛍光体による品質のばらつきを低減することができる。また、蛍光体母体材料中に発光励起材料がまだら状に分散されたコンポジット構造を有する蛍光体とすることで、ＥＬ発光の効率を高め、高輝度化を実現することができる。
【００７２】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態及び実施例と適宜組み合わせることができる。
【００７３】
（実施の形態２）
本形態では、蛍光体を用いたＥＬ素子について説明する。
【００７４】
図３（Ａ）には分散型ＥＬ素子の一例を示しており、基板３０２上に第１の電極３０４と、発光層３０６と、誘電体層３０８と、第２の電極３１０と、が設けられている。発光層３０６は、バインダー３０７中に蛍光体３０５が分散されている。蛍光体３０５としては、上記実施の形態１で示した蛍光体１００のような蛍光体母体材料中に発光励起材料がまだら状に分散されたコンポジット構造を有するものを適用する。
【００７５】
ＥＬ素子３００の構成及び製造方法について、一例を説明する。ここでは、発光層３０６からのＥＬ発光を基板３０２側から外部に取り出す例を説明する。
【００７６】
基板３０２上に第１の電極３０４を形成する。本形態では、基板３０２側から光を取り出すため、第１の電極３０４として透光性を有する電極を形成する。具体的には、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、インジウム錫酸化物ともいう）、ケイ素もしくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＳＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ、酸化インジウム酸化亜鉛ともいう）、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム−酸化スズ（ＩＷＺＯ）等が挙げられる。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）は、酸化インジウムに対し１ｗｔ％〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いたスパッタリング法により形成することができる。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム−酸化スズ（ＩＷＺＯ）は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５ｗｔ％〜５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１ｗｔ％〜１ｗｔ％含有したターゲットを用いたスパッタリング法により形成することができる。なお、可視光の透過率が低い材料であっても、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以上２０ｎｍ以下の厚さで成膜することにより、透光性を有する電極として用いることができる。
【００７７】
第１の電極３０４上に発光層３０６を形成する。発光層３０６は、蛍光体３０５をバインダー３０７に分散して形成する。蛍光体３０５は本発明に係る蛍光体であり、蛍光体母体材料中に発光励起材料がまだら状に分散されたコンポジット構造を有する。バインダー３０７としては、無機バインダー及び有機バインダーのいずれを用いることもできる。例えば、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。蛍光体粒子の分散方法としては、ホモジナイザー、遊星型混練機、ロール混練機、超音波分散機などを用いることができる。第１の電極３０４上に、バインダー３０７に蛍光体３０５を分散させた分散溶液をスピンコート法、ディップコート法、バーコート法、スプレー塗布法、スクリーン印刷法、コーティング法、又はスライドコート法などにより塗布することで、発光層３０６を形成することができる。
【００７８】
発光層３０６上に誘電体層３０８を形成する。誘電体層３０８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を用いて形成する。例えば、金属酸化物、窒化物を用いて形成することができ、具体的にはＢａＴｉＯ３、ＴｉＯ２、ＳｒＴｉＯ３、ＰｂＴｉＯ３、ＫＮｂＯ３、ＰｂＮｂＯ３、Ｔａ２Ｏ３、ＢａＴａ２Ｏ６、ＬｉＴａＯ３、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＡｌＯＮ、ＺｎＳなどが用いられる。誘電体層３０８は、これらの材料を用いて均一な薄膜として形成してもよいし、バインダーに高誘電率材料の微粒子を分散させた粒子構造を有する層として形成してもよい。誘電体層３０８に用いるバインダーは、上記発光層３０６に用いるバインダー３０７と同様のものを用いることができる。
【００７９】
誘電体層３０８を均一な薄膜として形成する場合は、スパッタリング法や蒸着法などにより形成できる。誘電体層３０８を、バインダーに高誘電率材料の微粒子を分散させて形成する場合は、スピンコート法、ディップコート法、バーコート法、スプレー塗布法、スクリーン印刷法、コーティング法、又はスライドコート法などにより形成できる。
【００８０】
誘電体層３０８上に第２の電極３１０を形成する。第２の電極３１０は導電性材料を用いて形成すればよく、具体的にはアルミニウム、銀、金、白金、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、又は金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等が挙げられる。第２の電極３１０は、インクジェット法等の塗布法、蒸着法、スパッタリング法などにより形成できる。本形態のように、光を他方の電極（第１の電極３０４）側から取り出す構成とする場合は、第２の電極３１０は反射性を有する電極を形成することが好ましい。第２の電極３１０として反射性を有する電極を形成することで、発光層３０６からの光を効率よく取り出すことができる。
【００８１】
なお、分散型ＥＬ素子において、第１の電極３０４と発光層３０６との間に誘電体層３０８と同様の誘電体層を形成し、誘電体層で発光層を挟持する構成とすることもできる。また、発光層の側面にも誘電体層を形成して、発光層を誘電体層で包み込む構成とすることもできる。
【００８２】
例えば、図３（Ｂ）には発光層を誘電体層で挟持する構成のＥＬ素子３２０の一例を示しており、基板３０２上に第１の電極３０４と、誘電体層３２９と、発光層３０６と、誘電体層３０８と、第２の電極３１０と、が設けられている。ここでは、発光層３０６が誘電体層３２９及び誘電体層３０８により挟持されており、且つ包み込まれた構成を示している。また、発光層３０６は、バインダー３０７中に本発明に係る蛍光体３０５が分散されている。誘電体層３２９は、誘電体層３０８と同様の材料及び方法により形成することができる。
【００８３】
また、図３（Ｃ）には誘電体層を形成せず、一対の電極で発光層を挟持する構成のＥＬ素子３４０の一例を示しており、基板３０２上に第１の電極３０４と、発光層３０６と、第２の電極３１０と、が設けられている。発光層３０６は、バインダー３０７中に本発明に係る蛍光体３０５が分散されている。
【００８４】
本形態において、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すＥＬ素子は誘電体層が設けられており、交流電圧駆動型のＥＬ素子とすることができる。また、図３（Ｃ）に示すＥＬ素子は誘電体層を設けておらず、直流電圧駆動型のＥＬ素子とすることもできるし、交流電圧駆動型のＥＬ素子とすることもできる。
【００８５】
なお、ここでは発光層からの光を第１の電極及び基板を通過させて取り出す構成を説明したが、本発明は特に限定されない。第２の電極側から光を取り出す場合には、第２の電極として透光性を有する電極を形成すればよく、その場合は第１の電極は反射性を有する電極を形成すればよい。また、第１の電極及び第２の電極の両方とも透光性を有する電極として、両方向から光を取り出す構成としてもよい。
【００８６】
また、ＥＬ素子の素子構成は、図３に示すものに限定されず、必要に応じて発光層の配向性を高める、又は電子や正孔を注入する注入層、或いは輸送する輸送層のような役割を果たす層を設けてもよい。
【００８７】
発光層に分散される蛍光体は、その内部が蛍光体母体材料に発光励起材料がまだら状に分散されたコンポジット構造を有する。本蛍光体は高輝度化、高効率化が図られており、その結果、本蛍光体を分散させたＥＬ素子の発光輝度、発光効率を向上させることが可能である。また、本蛍光体は制御の難しい欠陥生成工程を含まず、個々の蛍光体の品質のばらつきが低減されているため、ＥＬ素子のばらつきも抑えることが可能である。
【００８８】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態及び実施例と適宜組み合わせることができる。
【００８９】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明に係る蛍光体を用いたＥＬ素子を具備する発光装置について説明する。
【００９０】
図４〜図５に、パッシブマトリクス型（単純マトリクス型ともいう）発光装置の一例を示す。パッシブマトリクス型発光装置は、ストライプ状（帯状）に並列された複数の陽極と、ストライプ状に並列された複数の陰極とが互いに直交するように設けられており、その交差部に発光層が挟まれた構造となっている。従って、選択された（電圧が印加された）陽極と選択された陰極との交点にあたる画素が点灯することになる。
【００９１】
図４（Ａ）は、封止前における画素部の上面図であり、図４（Ａ）中の線分ＡＡ’で切断した断面図が図４（Ｂ）であり、線分ＢＢ’で切断した断面図が図４（Ｃ）である。
【００９２】
第１の基板１５０１上には、下地絶縁層として絶縁層１５０４を形成する。なお、下地絶縁層は必要でなければ特に形成しなくともよい。絶縁層１５０４上には、ストライプ状に複数の第１の電極１５１３が等間隔で配置されている。また、第１の電極１５１３上には、各画素に対応する開口部を有する隔壁１５１４が設けられ、開口部を有する隔壁１５１４は絶縁材料（感光性または非感光性の有機材料（ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジストまたはベンゾシクロブテン）、またはＳＯＧ膜（例えば、アルキル基を含むＳｉＯｘ膜））で構成されている。なお、各画素に対応する開口部が発光領域１５２１となる。
【００９３】
開口部を有する隔壁１５１４上に、第１の電極１５１３と交差する互いに平行な複数の逆テーパ状の隔壁１５２２が設けられる。逆テーパ状の隔壁１５２２はフォトリソグラフィ法に従い、未露光部分がパターンとして残るポジ型感光性樹脂を用い、パターンの下部がより多くエッチングされるように露光量または現像時間を調節することによって形成する。
【００９４】
また、平行な複数の逆テーパ状の隔壁１５２２を形成した直後における斜視図を図５に示す。なお、図４と同一の部分には同一の符号を用いている。
【００９５】
開口部を有する隔壁１５１４及び逆テーパ状の隔壁１５２２を合わせた高さは、発光層を含む層及び第２の電極となる導電層の膜厚より大きくなるように設定する。図５に示す構成を有する第１の基板１５０１に対してＥＬ層と、導電層とを積層形成すると、図４に示すように複数の領域に分離された、ＥＬ層１５１５と、第２の電極１５１６とが形成される。なお、複数に分離された領域は、それぞれ電気的に独立している。第２の電極１５１６は、第１の電極１５１３と交差する方向に伸長する互いに平行なストライプ状の電極である。なお、逆テーパ状の隔壁１５２２上にもＥＬ層及び導電層が形成されるが、ＥＬ層１５１５及び第２の電極１５１６とは分断されている。なお、本形態におけるＥＬ層は少なくとも発光層を有し、且つ該発光層が本発明に係る蛍光体を含むものである。すなわち、ＥＬ層は、少なくとも蛍光体母体材料中に発光励起材料がまだら状に分散されたコンポジット構造である蛍光体を含む発光層を有する。発光層は、バインダー中に本蛍光体が分散された構成とすればよい。また、ＥＬ層は、発光層の他に誘電体層、又は電子や正孔を注入或いは輸送するような機能を有する層を有していてもよい。
【００９６】
発光装置は、全面に同じ発光色を発光する単色の発光装置としてもよいが、適宜色変換層などを設けることで、ＲＧＢカラー（或いはＲＧＢＷカラー）表示可能な発光装置、モノクロ表示可能な発光装置、或いはエリアカラー表示可能な発光装置としてもよい。ここでは、発光層を含むＥＬ層１５１５は、隔壁１５１４及び隔壁１５２２により複数の領域に分離されている。したがって、分離された領域に合わせて赤色、緑色、青色に変換することができる色変換層を配列させることで、ＲＧＢカラー表示を行う発光装置とすることができる。なお、発光層を含むＥＬ層１５１５を白色発光する構成とする場合は、色変換層をカラーフィルタに置き換えることも可能である。色変換層は、発光層と光を取り出す側の基板との間に設ければよい。
【００９７】
また、必要であれば、封止缶や封止のためのガラス基板などの封止材を用いて封止する。ここでは、第２の基板としてガラス基板を用い、シール材などの接着材を用いて第１の基板と第２の基板とを貼り合わせ、シール材などの接着材で囲まれた空間を密閉なものとしている。密閉された空間には、充填材や、乾燥した不活性ガスを充填してもよい。また、発光装置の信頼性を向上させるために、第１の基板と封止材との間に乾燥材などを封入してもよい。乾燥材によって微量な水分が除去され、十分乾燥される。また、乾燥材としては、酸化カルシウムや酸化バリウムなどのようなアルカリ土類金属の酸化物のような化学吸着によって水分を吸着する物質を用いることが可能である。なお、他の乾燥材として、ゼオライトやシリカゲル等の物理吸着によって水分を吸着する物質を用いてもよい。
【００９８】
ただし、ＥＬ素子を覆って接する封止材が設けられ、十分に外気と遮断されている場合には、乾燥材は、特に設けなくともよい。
【００９９】
次いで、ＦＰＣなどを実装した発光モジュールの上面図を図６に示す。
【０１００】
なお、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、発光デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を指す。また、発光装置にコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、またはＥＬ素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。
【０１０１】
図６に示すように画像表示を構成する画素部は、走査線群とデータ線群が互いに直交するように交差している。
【０１０２】
図４における第１の電極１５１３が図６の走査線１６０３に相当し、第２の電極１５１６がデータ線１６０２に相当し、逆テーパ状の隔壁１５２２が隔壁１６０４に相当する。データ線１６０２と走査線１６０３の間には本発明に係る蛍光体を含む発光層を有するＥＬ層が挟まれており、領域１６０５で示される交差部が画素１つ分となる。
【０１０３】
なお、走査線１６０３は配線端で接続配線１６０８と電気的に接続され、接続配線１６０８が入力端子１６０７を介してＦＰＣ１６０９ｂに接続される。また、データ線１６０２は入力端子１６０６を介してＦＰＣ１６０９ａに接続される。
【０１０４】
また、必要であれば、射出面に偏光板、又は円偏光板（楕円偏光板を含む）、位相差板（λ／４板、λ／２板）、カラーフィルタなどの光学フィルムを適宜設けてもよい。また、偏光板又は円偏光板に反射防止膜を設けてもよい。例えば、表面の凹凸により反射光を拡散し、映り込みを低減できるアンチグレア処理を施すことができる。
【０１０５】
以上でパッシブマトリクス型の発光装置を製造できる。本発明に係る蛍光体は、効率よく、高輝度にＥＬ発光するように、局所的高電界をつくり出す役割を果たす発光励起材料をまだら状に分散させたコンポジット構造を有する。本蛍光体を用いたＥＬ素子は発光輝度の向上が図られ、その結果、該ＥＬ素子を具備する発光装置の高輝度化が実現できる。また、制御の難しい欠陥生成工程を行わずに蛍光体を製造するため、個々の蛍光体の品質ばらつきが低減される。したがって、発光装置の信頼性の向上も図られている。
【０１０６】
また、パッシブマトリクス型の発光装置は構成が簡単であり、大面積化しても容易に製造することができる。さらに、ＥＬ素子として分散型ＥＬ素子を適用する場合は、スクリーン印刷法などにより、簡単に安価な面発光ＥＬ素子を製造することができる。
【０１０７】
なお、図６では、駆動回路を基板上に設けていない例を示したが、本発明は特に限定されず、基板に駆動回路を有するＩＣチップを実装させてもよい。
【０１０８】
ＩＣチップを実装させる場合、画素部の周辺（外側）の領域に、画素部へ各信号を伝送する駆動回路が形成されたデータ線側ＩＣ、走査線側ＩＣをＣＯＧ方式によりそれぞれ実装する。ＣＯＧ方式以外の実装技術としてＴＣＰやワイヤボンディング方式を用いて実装してもよい。ＴＣＰはＴＡＢテープにＩＣを実装したものであり、ＴＡＢテープを素子形成基板上の配線に接続してＩＣを実装する。データ線側ＩＣ、および走査線側ＩＣは、シリコン基板を用いたものであってもよいし、ガラス基板、石英基板もしくはプラスチック基板上にＴＦＴで駆動回路を形成したものであってもよい。また、片側に一つのＩＣを設けた例を説明しているが、片側に複数個に分割して設けても構わない。
【０１０９】
次に、アクティブマトリクス型の発光装置の一例を図７に示す。図７（Ａ）は発光装置を示す上面図であり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）を線分ＡＡ’で切断した断面図である。本実施の形態に係るアクティブマトリクス型の発光装置は、素子基板１７１０上に設けられた画素部１７０２と、駆動回路部（ソース側駆動回路）１７０１と、駆動回路部（ゲート側駆動回路）１７０３と、を有する。画素部１７０２、駆動回路部１７０１、及び駆動回路部１７０３は、シール材１７０５によって、素子基板１７１０と封止基板１７０４との間に封止されている。
【０１１０】
また、素子基板１７１０上には、駆動回路部１７０１、及び駆動回路部１７０３に外部からの信号（例えば、ビデオ信号、クロック信号、スタート信号、又はリセット信号等）や電位を伝達する外部入力端子を接続するための引き回し配線１７０８が設けられる。ここでは、外部入力端子としてＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）１７０９を設ける例を示している。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
【０１１１】
次に、断面構造について図７（Ｂ）を用いて説明する。素子基板１７１０上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、ソース側駆動回路である駆動回路部１７０１と、画素部１７０２が示されている。
【０１１２】
駆動回路部１７０１はｎチャネル型ＴＦＴ１７２３とｐチャネル型ＴＦＴ１７２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される例を示している。なお、駆動回路部を形成する回路は、公知のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板上ではなく外部に駆動回路を形成することもできる。
【０１１３】
また、画素部１７０２はスイッチング用ＴＦＴ１７１１と、電流制御用ＴＦＴ１７１２と当該電流制御用ＴＦＴ１７１２の配線（ソース電極又はドレイン電極）に電気的に接続された第１の電極１７１３とを含む複数の画素により形成される。なお、第１の電極１７１３の端部を覆って隔壁１７１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂を用いることにより形成する。
【０１１４】
また、上層に積層形成される膜の被覆性を良好なものとするため、隔壁１７１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにするのが好ましい。例えば、隔壁１７１４の材料としてポジ型の感光性アクリル樹脂を用いた場合、隔壁１７１４の上端部に曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、隔壁１７１４として、感光性の光によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができ、有機化合物に限らず無機化合物、例えば、酸化シリコン、酸窒化シリコンや、有機化合物と無機化合物との両者を使用することができる。
【０１１５】
第１の電極１７１３上には、発光層を含むＥＬ層１７００及び第２の電極１７１６が積層形成されている。なお、ＩＴＯを用いて第１の電極１７１３を形成し、第１の電極１７１３と接続する電流制御用ＴＦＴ１７１２の配線として窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜との積層膜、或いは窒化チタン膜、アルミニウムを主成分とする膜、窒化チタン膜との積層膜を適用すると、配線としての抵抗も低く、ＩＴＯを用いて形成した電極との良好なオーミックコンタクトがとれる。なお、ここでは図示しないが、第２の電極１７１６は外部入力端子であるＦＰＣ１７０９に電気的に接続されている。
【０１１６】
ＥＬ層１７００は、少なくとも発光層が設けられており、且つ該発光層が本発明に係る蛍光体を含むものである。すなわち、ＥＬ層１７００は、蛍光体母体材料中に発光励起材料がまだら状に分散されたコンポジット構造を有する蛍光体を含む層が、少なくとも設けられている。発光層は、バインダー中に本蛍光体が分散された構成とすればよい。ＥＬ層１７００は、発光層の他にも誘電体層や、電子や正孔を注入或いは輸送するような機能を有する層が設けられていてもよい。第１の電極１７１３、ＥＬ層１７００及び第２の電極１７１６との積層構造で、ＥＬ素子１７１５が形成されている。
【０１１７】
また、図７（Ｂ）に示す断面図ではＥＬ素子１７１５を１つのみ図示しているが、画素部１７０２において、複数のＥＬ素子１７１５がマトリクス状に配置されているものとする。また、複数のＥＬ素子１７１５は、それぞれ分離して選択的に形成することができる。
【０１１８】
さらにシール材１７０５で封止基板１７０４を素子基板１７１０と貼り合わせることにより、素子基板１７１０、封止基板１７０４、およびシール材１７０５で囲まれた空間１７０７にＥＬ素子１７１５が備えられた構造になっている。なお、空間１７０７には、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材１７０５で充填される構成も含むものとする。
【０１１９】
なお、シール材１７０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板１７０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
【０１２０】
発光装置は、全面に同じ発光色を発光する発光装置としてもよいが、例えば図７（Ｂ）に示すように、封止基板１７０４側に色変換層１７２５と遮光層１７２８とを設けて、ＲＧＢカラー（或いはＲＧＢＷカラー）表示可能な発光装置、モノクロカラー表示可能な発光装置、或いはエリアカラー表示可能な発光装置を製造することもできる。色変換層１７２５は、例えば分離されたＥＬ素子１７１５に合わせて赤色、緑色、青色に変換することができる色変換層を配列させることで、ＲＧＢカラー表示を行う発光装置とすることができる。なお、ＥＬ素子１７１５を白色発光する構成とする場合は、色変換層をカラーフィルタに置き換えることも可能である。
【０１２１】
以上でアクティブマトリクス型の発光装置を製造できる。本発明に係る蛍光体は、効率よく、高輝度にＥＬ発光するように、局所的高電界をつくり出す役割を果たす発光励起材料をまだら状に分散させたコンポジット構造を有する。本蛍光体を用いたＥＬ素子は発光輝度の向上が図られ、その結果、該ＥＬ素子を具備する発光装置の高輝度化が実現できる。また、制御の難しい欠陥生成工程を行わずに蛍光体を製造するため、個々の蛍光体の品質ばらつきが低減される。したがって、発光装置の信頼性の向上も図られている。
【０１２２】
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態及び実施例と適宜組み合わせることができる。
【０１２３】
（実施の形態４）
実施の形態３に示した発光装置は、本発明に係る蛍光体を用いることにより、高輝度化を実現することができる。したがって、本蛍光体を用いた発光装置を各種表示装置や電子機器の表示部として実装することにより、明るい表示をさせることができる。また、本発明に係る蛍光体は、制御の難しい欠陥生成工程を行わずに製造できるため、品質のばらつきの少ない蛍光体を提供できる。したがって、発光装置の信頼性を高めることができる。
【０１２４】
本発明に係る蛍光体を用いた発光装置は、電子機器の表示部や、大画面の表示装置に適用することができる。例えば、ビデオカメラ、デジタルカメラ等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図２１（Ａ）〜図２１（Ｄ）に示す。
【０１２５】
図２１（Ａ）はテレビ装置の一例を示しており、筐体９１０１、支持台９１０２、表示部９１０３、スピーカー部９１０４、ビデオ入力端子９１０５等で構成される。テレビ装置において、例えば表示部９１０３に本発明に係る蛍光体を用いた発光装置を用いることができる。本発明に係る蛍光体を用いた発光装置は高輝度化が図られており、本テレビ装置は明るく鮮明な画像表示を行うことができる。
【０１２６】
図２１（Ｂ）はコンピュータの一例を示しており、本体９２０１、筐体９２０２、表示部９２０３、キーボード９２０４、外部接続ポート９２０５、ポインティングデバイス９２０６等で構成される。コンピュータにおいて、例えば表示部９２０３は、本発明に係る蛍光体を用いた発光装置を適用することができる。本発明に係る蛍光体を用いた発光装置は高輝度化が図られており、本コンピュータは明るく鮮明な表示を行うことができる。
【０１２７】
図２１（Ｃ）は携帯電話の一例を示しており、本体９４０１、筐体９４０２、表示部９４０３、音声入力部９４０４、音声出力部９４０５、操作キー９４０６、外部接続ポート９４０７、アンテナ９４０８等で構成される。携帯電話において、例えば、表示部９４０３は、本発明に係る蛍光体を用いた発光装置を適用することができる。本発明に係る蛍光体を用いた発光装置は高輝度化が図られており、本携帯電話は明るく鮮明な表示を行うことができる。
【０１２８】
図２１（Ｄ）はカメラの一例を示しており、本体９５０１、表示部９５０２、筐体９５０３、外部接続ポート９５０４、リモコン受信部９５０５、受像部９５０６、バッテリー９５０７、音声入力部９５０８、操作キー９５０９、接眼部９５１０等で構成される。カメラにおいて、例えば表示部９５０２は、本発明に係る蛍光体を用いた発光装置を適用することができる。本発明に係る蛍光体を用いた発光装置は高輝度化が図られており、本カメラは明るく鮮明な表示を行うことができる。
【０１２９】
以上の様に、本発明に係る蛍光体を用いた発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。本発明に係る蛍光体を用いた発光装置を用いることにより、明るい表示を行うことができる表示部を有する電子機器を提供することが可能となる。
【０１３０】
また、本発明に係る蛍光体を用いた発光装置は、発光輝度の高いＥＬ素子を有しており、照明装置や光源として用いることもできる。本発明に係る蛍光体を用いた発光装置を光源として用いる一例を、図２２に示す。
【０１３１】
図２２は、本発明に係る蛍光体を用いた発光装置をバックライトとして用いた液晶表示装置の一例である。図２２に示した液晶表示装置は、筐体５０１、液晶層５０２、バックライト５０３、筐体５０４を有し、液晶層５０２は、ドライバーＩＣ５０５と接続されている。また、バックライト５０３は、本発明に係る蛍光体を用いた発光装置が用いられおり、端子５０６により、電流が供給されている。
【０１３２】
本発明に係る蛍光体を用いた発光装置を液晶表示装置のバックライトとして用いることにより、明るいバックライトが得られる。
【実施例１】
【０１３３】
以下、実施例に基づき本発明に係る蛍光体及びＥＬ素子について説明する。
【０１３４】
蛍光体母体材料としてＺｎＳ：Ｍｎ粉末；２４．１８４ｇ、発光励起材料としてＺｎＯ粉末；５．８１６ｇをそれぞれ秤量した。ＺｎＳ：Ｍｎは、付活剤であるＭｎ（０．１０４ｍｇ）でＺｎＳ（２４．０８０ｇ）が予め活性化された材料である。
【０１３５】
それぞれ秤量したＺｎＳ：Ｍｎ粉末、ＺｎＯ粉末を、Φ２ｍｍのＺｒＯ製ボール；９０ｇと一緒に遊星ポットミルに入れ、湿式法により回転数３００ｒｐｍで６０分間混合、粉砕した。遊星ポットミルにＺｒＯ製ボールを入れて回転することで、混合するとともに材料の粉砕を行った。
【０１３６】
得られた混合物を乾燥させ、１ｍｍの開口を持つフルイに通してＺｒＯ製ボールを取り除いた。そして、フルイを通して得られた混合物を、Ａｒ雰囲気下で、加圧力４０ＭＰａ、焼成温度９５０℃の条件で、ホットプレス法で６０分間加圧焼成した。このとき、混合物はペレットに成型した。
【０１３７】
得られた焼成ペレットを乳鉢で粉砕した後、５０μｍの開口を持つフルイを通すことで分級し、蛍光体粉末を得た。
【０１３８】
得られた蛍光体粉末の中から、一の蛍光体粒子をＦＩＢ（収束イオンビーム加工観察装置；Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ ｓｙｓｔｅｍ）にて粒子断面が観察できるように加工した。粒子断面のＳＩＭ像を図８（Ａ）に、当該図８（Ａ）の部分拡大像を図８（Ｂ）に示す。なお、以降に示すＳＩＭ像において、白領域はＺｎＯが該当し、黒領域はＺｎＳが該当することがＳＴＥＭ−ＥＤＸによって確認された。以上のことから、図８より、ＺｎＳ中にＺｎＯがまだら状に分散されたコンポジット構造が形成されていることが確認できた。
【０１３９】
以上のように、付活剤を添加して蛍光体母体材料と、発光励起材料と、を混合して加圧焼成する手順によって、本発明に係る蛍光体を製造した。本発明に係る蛍光体の製造方法には、外部から応力等を付与して内部に結晶欠陥をつくる欠陥生成工程がない。
【０１４０】
上記蛍光体を用いて、ＥＬ素子を製造した。以下、図２０を用いて、説明する。
【０１４１】
まず、ガラス基板２０２上にスパッタリング法により１１０ｎｍとなるようにＩＴＯを成膜し、第１の電極２０４とした。
【０１４２】
次に、シアノレジンを溶解させたＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を溶媒として、上記で製造した蛍光体粉末を分散させて分散溶液を作製した。前記分散溶液を第１の電極２０４上に塗布した後、１２０℃で３０分間乾燥させ、発光層２０６を形成した。なお、前記分散溶液は、ＤＭＦ；０．０７０ｇ、シアノレジン；０．０３３ｇに対して上記蛍光体粉末；０．１００ｇを加えて作製した。また、発光層２０６の膜厚は、約５０μｍとなるように形成した。
【０１４３】
次に、シアノレジンを溶解させたＤＭＦを溶媒として、チタン酸バリウムを分散させた分散溶液を発光層２０６上に塗布した後、１２０℃で６０分間乾燥させて誘電体層２０８を形成した。なお、前記分散溶液は、ＤＭＦ；１．８００ｇ、シアノジレン；１．０００ｇに対してチタン酸バリウム；３．０００ｇを加えて作製した。また、誘電体層２０８の膜厚は約１５μｍとなるように形成した。
【０１４４】
Ａｇペーストを誘電体層２０８上に塗布した後、１２０℃で６０分間乾燥させて第２の電極２１０を形成した。
【０１４５】
以上のようにして、第１の電極２０４と第２の電極２１０との間に、発光層２０６、誘電体層２０８と、を有するＥＬ素子２００を得た。ＥＬ素子２００は分散型ＥＬ素子の一例であり、発光層２０６には本発明に係る蛍光体が分散されている。
【０１４６】
製造したＥＬ素子に対し、４００Ｖ、５０ｋＨｚの正弦波交流電圧を印加してＥＬ発光させたところ、約１７１．９ｃｄ／ｍ２のＥＬ発光輝度を得た。具体的には、周波数０Ｈｚ〜５０ｋＨｚまでの範囲で、ＥＬ発光輝度が０ｃｄ／ｍ２〜約１７１．９ｃｄ／ｍ２へ非線形的に上昇する特性であった（図９参照）。
【実施例２】
【０１４７】
本実施例では、上記実施例１で得られた蛍光体を酸性の溶液で洗浄した例について説明する。
【０１４８】
上記実施例１で得られた蛍光体粉末を酢酸水溶液（１．７４ｍｏｌ％）で１０分間洗浄した。そして、前記酢酸水溶液で洗浄した蛍光体粉末を純水で洗浄した。蛍光体粉末を洗浄した液が中性になるまで純水洗浄を行った後、乾燥させた。
【０１４９】
乾燥させた蛍光体粉末の中から、一の蛍光体粒子をＦＩＢにて粒子断面が観察できるように加工した。粒子断面のＳＩＭ像を図１０（Ａ）に、該図１０（Ａ）の部分拡大像を図１０（Ｂ）示す。図１０より、ＺｎＳ中にＺｎＯがまだら状に分散されたコンポジット構造が形成されていることが確認できた。また、蛍光体粒子表面近傍に空洞部が確認できた。空洞部は、ＺｎＳに該当する黒領域よりも濃い黒領域として観察された。ここで観察される空洞部は、酢酸水溶液洗浄によりＺｎＯがエッチングされて形成されたものと推定される。
【０１５０】
上記蛍光体粉末を用いて、ＥＬ素子を製造した。具体的には、上記実施例１の図２０と同様に分散型ＥＬ素子を製造した。発光層２０６に本実施例２で得られる蛍光体を分散させるものとし、その他の素子構造及び製造方法は実施例１と同様としたため、ここでは省略する。
【０１５１】
製造したＥＬ素子に対し、４００Ｖ、５０ｋＨｚの正弦波交流電圧を印加してＥＬ発光させたところ、約２０４．７ｃｄ／ｍ２のＥＬ発光輝度を得た。具体的には、電圧０Ｖ〜４００Ｖまでの範囲で、ＥＬ発光輝度が０ｃｄ／ｍ２〜約２０４．７ｃｄ／ｍ２へ非線形的に上昇する特性であった（図１１参照）。
【０１５２】
以上より、ＥＬ素子の発光層に用いる蛍光体は、加圧焼成して得られた後、洗浄して表面の発光励起材料を取り除くことで、ＥＬ発光輝度を向上させることができることが確認できた。
【実施例３】
【０１５３】
本実施例では、付活剤としてＡｇを用いた例について説明する。
【０１５４】
蛍光体母体材料としてＺｎＳ：Ａｇ粉末；２４．１８４ｇ、発光励起材料としてＺｎＯ粉末；５．８１６ｇをそれぞれ秤量した。ＺｎＳ：Ａｇは、付活剤であるＡｇ（化成オプトニクス社製）でＺｎＳが予め活性化された材料である。原料以外の蛍光体の製造方法は実施例１と同様であるため、説明は省略する。
【０１５５】
混合、加圧焼成、粉砕、及び分級等を経て、得られた蛍光体粉末を用いて、ＥＬ素子を製造した。ＥＬ素子についても、上記実施例１の図２０と同様に分散型ＥＬ素子を製造し、発光層２０６に本実施例３で得られる蛍光体粉末を分散させた。
【０１５６】
製造したＥＬ素子に対し、４００Ｖ、５０ｋＨｚの正弦波交流電圧を印加してＥＬ発光させたところ、約１．４ｃｄ／ｍ２のＥＬ発光輝度を得た。具体的には、周波数０Ｈｚ〜５０ｋＨｚまでの範囲で、ＥＬ発光輝度が０ｃｄ／ｍ２〜約１．４ｃｄ／ｍ２へ非線形的に上昇する特性であった（図１２参照）。
【実施例４】
【０１５７】
本実施例では、付活剤としてＣｕＣｌを用いた例について説明する。
【０１５８】
蛍光体母体材料としてＺｎＳ：ＣｕＣｌ粉末；２４．１８４ｇ、発光励起材料としてＺｎＯ粉末；５．８１６ｇをそれぞれ秤量した。ＺｎＳ：ＣｕＣｌは、付活剤であるＣｕＣｌ（シルバニア社製）でＺｎＳが予め活性化された材料である。原料以外の蛍光体の製造方法は実施例１と同様であるため、説明は省略する。
【０１５９】
混合、加圧焼成、粉砕、分級等を経て、得られた蛍光体粉末を用いて、ＥＬ素子を製造した。ＥＬ素子についても、上記実施例１の図２０と同様に分散型ＥＬ素子を製造し、発光層２０６に本実施例４で得られる蛍光体を分散させた。
【０１６０】
製造したＥＬ素子に対し、４００Ｖ、５０ｋＨｚの正弦波交流電圧を印加してＥＬ発光させたところ、最高で約２５．１ｃｄ／ｍ２のＥＬ発光輝度を得た。具体的には、周波数０Ｈｚ〜５０ｋＨｚまでの範囲で、ＥＬ発光輝度が０ｃｄ／ｍ２〜約２５．１ｃｄ／ｍ２へ非線形的に上昇する特性であった（図１３参照）。
【実施例５】
【０１６１】
本実施例では、発光励起材料としてＩｎ２Ｏ３を用いた例について説明する。
【０１６２】
蛍光体母体材料としてＺｎＳ：Ｍｎ粉末；２２．９８１ｇ、発光励起材料としてＩｎ２Ｏ３粉末；７．０１９ｇをそれぞれ秤量した。原料以外の蛍光体の製造方法は実施例１と同様であるため、説明は省略する。
【０１６３】
混合、加圧焼成、粉砕、分級等を経て、得られた蛍光体粉末を用いて、ＥＬ素子を製造した。ＥＬ素子についても、上記実施例１の図２０と同様に分散型ＥＬ素子を製造し、発光層２０６に本実施例５で得られる蛍光体を分散させた。
【０１６４】
製造したＥＬ素子に対し、４００Ｖ、５０ｋＨｚの正弦波交流電圧を印加してＥＬ発光させたところ、約２０．３ｃｄ／ｍ２のＥＬ発光輝度を得た。具体的には、電圧０Ｖ〜４００Ｖまでの範囲で、ＥＬ発光輝度が０ｃｄ／ｍ２〜約２０．３ｃｄ／ｍ２へ非線形的に上昇する特性であった（図１４参照）。
【実施例６】
【０１６５】
本実施例では、上記実施例と異なる加圧焼成温度で、蛍光体を製造する例について説明する。
【０１６６】
蛍光体母体材料としてＺｎＳ：Ｍｎ粉末；２４．１８４ｇ、発光励起材料としてＺｎＯ粉末；５．８１６ｇをそれぞれ秤量した後、上記実施例１と同様に、ＺｒＯ製ボールと一緒に遊星ポットミルに入れ、湿式法により混合、粉砕した。混合、粉砕は、回転数３００ｒｐｍで６０分間行った。
【０１６７】
得られた混合物を乾燥させ、１ｍｍの開口を持つフルイに通して、ＺｒＯ製ボールを取り除いた後、フルイを通して得られた混合物をＡｒ雰囲気下で、加圧力４０ＭＰａ、焼成温度１１５０℃の条件で、ホットプレス法で６０分間加圧焼成した。混合物はペレットに成型した。
【０１６８】
得られた焼成ペレットは、上記実施例１と同様に、粉砕した後に５０μｍの開口を持つフルイを通して分級した。得られた蛍光体粉末を用いて、ＥＬ素子を製造した。ＥＬ素子は、上記実施例１の図２０と同様に分散型ＥＬ素子を製造し、発光層２０６に本実施例６で得られる蛍光体を分散させた。
【０１６９】
製造したＥＬ素子に対し、４００Ｖ、５０ｋＨｚの正弦波交流電圧を印加してＥＬ発光させたところ、約２４．５ｃｄ／ｍ２のＥＬ発光輝度を得た。具体的には、電圧０Ｖ〜４００Ｖまでの範囲で、ＥＬ発光輝度が０ｃｄ／ｍ２〜約２４．５ｃｄ／ｍ２へ非線形的に上昇する特性であった（図１５参照）。
【実施例７】
【０１７０】
本実施例では、発光励起材料としてＺｎＭｎＯを用いた例について説明する。
【０１７１】
まず、ＺｎＯ粉末；１４．３４２ｇ、ＭｎＯ粉末；０．６５８ｇをそれぞれ秤量した後、Φ２ｍｍのＺｒＯ製ボール；９０ｇと一緒に遊星ポットミルに入れ、湿式法により回転数３００ｒｐｍとして６０分間混合、粉砕した。
【０１７２】
得られた混合物を乾燥させ、１ｍｍの開口を持つフルイに通して、ＺｒＯ製ボールを取り除いた後、フルイを通して得られた混合物を窒素雰囲気下で焼成温度１１５０℃にて１８０分間焼成し、酸化亜鉛マンガン固溶体であるＺｎＭｎＯを得た。ここで得られたＺｎＭｎＯを発光励起材料として用いた。
【０１７３】
蛍光体母体材料としてＺｎＳ：Ｍｎ粉末；２４．１８４ｇ、発光励起材料としてＺｎＭｎＯ粉末；５．８１６ｇをそれぞれ秤量した後、先と同様にΦ２ｍｍのＺｒＯ製ボール；９０ｇと一緒に遊星ポットミルに入れ、湿式法により回転数３００ｒｐｍとして６０分間混合、粉砕した。
【０１７４】
得られた混合物を乾燥させ、１ｍｍの開口を持つフルイに通して、ＺｒＯ製ボールを取り除いた後、フルイを通して得られた混合物をＡｒ雰囲気下で、加圧力４０ＭＰａ、焼成温度１１５０℃の条件で、ホットプレス法で６０分間加圧焼成した。混合物はペレットに成型した。
【０１７５】
得られた焼成ペレットは、上記実施例１と同様に、粉砕した後に５０μｍの開口を持つフルイを通して分級した。得られた蛍光体粉末を用いて、ＥＬ素子を製造した。ＥＬ素子は、上記実施例１の図２０と同様に分散型ＥＬ素子を製造し、発光層２０６に本実施例７で得られる蛍光体を分散させた。
【０１７６】
製造したＥＬ素子に対し、４００Ｖ、５０ｋＨｚの正弦波交流電圧を印加してＥＬ発光させたところ、約７３．３ｃｄ／ｍ２のＥＬ発光輝度を得た。具体的には、周波数０Ｈｚ〜５０ｋＨｚまでの範囲で、ＥＬ発光輝度が０ｃｄ／ｍ２〜約７３．３ｃｄ／ｍ２へ非線形的に上昇する特性であった（図１６参照）。
【実施例８】
【０１７７】
本実施例では、上記実施例１と異なる割合で蛍光体母体材料と、発光励起材料と、を混合した例について説明する。
【０１７８】
蛍光体母体材料としてＺｎＳ：Ｍｎ粉末；１６．３４６ｇ、発光励起材料としてＺｎＯ粉末；１３．６５４ｇをそれぞれ秤量した。原料となるＺｎＳ：Ｍｎ粉末と、ＺｎＯ粉末の分量以外の蛍光体の製造方法は実施例１と同様であるため、説明は省略する。
【０１７９】
混合、加圧焼成、粉砕、及び分級等を経て、得られた蛍光体粉末の中から、一の蛍光体粒子をＦＩＢにて粒子断面が観察できるように加工した。粒子断面のＳＩＭ像を図１７に示す。図１７より、ＺｎＳ中にＺｎＯがまだら状に分散されたコンポジット蛍光体が形成されていることが確認できた。
【０１８０】
上記蛍光体粉末を用いて、ＥＬ素子を製造した。ＥＬ素子は、上記実施例１の図２０と同様に分散型ＥＬ素子を製造し、発光層２０６に本実施例８で得られる蛍光体を分散させた。
【０１８１】
製造したＥＬ素子に対し、３６０Ｖ、５０ｋＨｚの正弦波交流電圧を印加してＥＬ発光させたところ、最高で約２５ｃｄ／ｍ２のＥＬ発光輝度を得た。具体的には、電圧０Ｖ〜３６０Ｖまでの範囲で、ＥＬ発光輝度が０ｃｄ／ｍ２〜約２５ｃｄ／ｍ２へ非線形的に上昇する特性であった（図１８参照）。
【０１８２】
また、製造したＥＬ素子を、ＦＩＢにて素子断面が観察できるように加工した。素子断面のＳＩＭ像を図１９に示す。図１９には、ガラス基板１９０１、発光層１９０３、誘電体層であるチタン酸バリウム１９０５が順次形成された積層構造が示されている。なお、ガラス基板と発光層との間にＩＴＯ電極が形成されているが、膜厚が１１０ｎｍと薄いため、判別できない。図１９より、発光層中に蛍光体粒子１９０７が分散されていることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【０１８３】
【図１】本発明に係る蛍光体の一例の模式図である。
【図２】本発明に係る蛍光体の製造方法の一例を説明するフロー図である。
【図３】本発明に係るＥＬ素子の一例の断面の模式図である。
【図４】本発明に係るパッシブマトリクス型の発光装置の一例の上面図及び断面図である。
【図５】本発明に係るパッシブマトリクス型の発光装置の一例の斜視図である。
【図６】本発明に係るパッシブマトリクス型の発光装置の一例の上面図である。
【図７】本発明に係るアクティブマトリクス型の発光装置の一例の上面図及び断面図である。
【図８】実施例１の蛍光体粒子の断面ＳＩＭ像である。
【図９】実施例１のＥＬ素子の特性を示す図である。
【図１０】実施例２の蛍光体粒子の断面ＳＩＭ像である。
【図１１】実施例２のＥＬ素子の特性を示す図である。
【図１２】実施例３のＥＬ素子の特性を示す図である。
【図１３】実施例４のＥＬ素子の特性を示す図である。
【図１４】実施例５のＥＬ素子の特性を示す図である。
【図１５】実施例６のＥＬ素子の特性を示す図である。
【図１６】実施例７のＥＬ素子の特性を示す図である。
【図１７】実施例８の蛍光体粒子の断面ＳＩＭ像である。
【図１８】実施例８のＥＬ素子の特性を示す図である。
【図１９】実施例８のＥＬ素子の一部の断面ＳＩＭ像である。
【図２０】実施例１〜８のＥＬ素子の構成を示す模式図である。
【図２１】本発明に係る電子機器の例の斜視図である。
【図２２】本発明に係る発光装置を光源として用いた液晶表示装置の分解図の一例である。
【符号の説明】
【０１８４】
１００ 蛍光体
１０２ 蛍光体母体材料
１０４ 発光励起材料
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体と蛍光体の製造方法に関する。また、蛍光体を用いたＥＬ素子、当該ＥＬ素子を具備する発光装置、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種インテリアとしての照明やフラットパネルディスプレイ用の光源として、自発光型のエレクトロルミネッセンス（以下、「ＥＬ」ともいう）素子の開発が盛んである。ＥＬ素子は、高輝度、面発光、薄膜化、フレキシブル化を可能とするため、次世代の新しい光源として注目されている。また、照明以外にも、時計の文字盤、メンブレンスイッチ、電飾ディスプレイ等の用途が期待され、一部実用化されるに至っている。
【０００３】
ＥＬ素子は、発光材料が無機化合物であるか、或いは有機化合物であるかによって区別され、一般に前者は無機ＥＬ素子、後者は有機ＥＬ素子と呼ばれている。
【０００４】
無機ＥＬ素子は、素子構成により、分散型無機ＥＬ素子と薄膜型無機ＥＬ素子とに分類される。また、無機ＥＬ素子は、駆動方式により直流電圧駆動型と、交流電圧駆動型とに分類できる。さらに、無機ＥＬ素子の発光メカニズムとしては、金属イオンの内殻電子遷移を利用する局在型発光と、ドナー準位とアクセプター準位を利用するドナー−アクセプター再結合型発光とが挙げられる。
【０００５】
分散型無機ＥＬ素子は、スクリーン印刷法やコーティング法等の簡便な方法により安価に面発光素子を製造できる点で優れている。分散型無機ＥＬ素子に用いる蛍光体としてはＺｎＳ：ＣｕＣｌ蛍光体が知られている。ここで、ＺｎＳ：ＣｕＣｌ蛍光体とは、ＺｎＳ中にドナー−アクセプター準位を形成するＣｕ元素及びＣｌ元素が添加されている蛍光体を示している。ＺｎＳ：ＣｕＣｌ蛍光体の発光機構を説明するモデル図としては、Ｆｉｓｃｈｅｒモデルが提唱されている。ＦｉｓｃｈｅｒはＺｎＳ：ＣｕＣｌ蛍光体内部の粒界に発光の起点となる構造があることを発見した。蛍光体に電圧を印加することで、まずＺｎＳ：ＣｕＣｌ蛍光体と前記発光の起点となる構造との間で電荷のやりとりが起こり、その後交流電圧の反転に伴って電荷が再結合して発光に至ると考察した。
【０００６】
Ｆｉｓｃｈｅｒは、前記発光の起点となる構造に電界が集中しているであろうという考えのもと、導電性の高い物質が前記発光の起点となる構造を形成しているであろうと推察し、前記導電性の高い物質は析出した硫化銅であろうと推察した。すなわち、ＺｎＳ：ＣｕＣｌ蛍光体を製造する際に、ＺｎＳに添加するＣｕ元素は、発光準位（ドナー準位又はアクセプター準位）を形成するだけでなく、結晶中に前記発光の起点となる構造を形成するＣｕ元素の供給源を兼ねていると考察した。なお、前記発光の起点となる構造は、Ｆｉｓｃｈｅｒ構造とも言われる。
【０００７】
Ｆｉｓｃｈｅｒ構造は結晶欠陥に生じやすい。したがって、多くのＦｉｓｃｈｅｒ構造をつくり出すには、予め蛍光体内部に結晶欠陥を形成しておくことが有効である。結晶欠陥を形成する方法として、蛍光体の外部から応力を付与する方法が一般的である（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）
【特許文献１】特開平６−３３００３５号公報
【特許文献２】特開平１１−１９３３７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、蛍光体の外部から応力を付与して内部に結晶欠陥を形成する方法では、前記蛍光体に付与する応力が弱すぎる場合は結晶欠陥が生じない。また、前記蛍光体に付与する応力が強すぎる場合は蛍光体を構成する結晶自体が壊れてしまう、或いは多すぎる結晶欠陥が生じてしまう恐れがある。蛍光体に多すぎる結晶欠陥が存在すると、励起された蛍光体が熱的に失活してしまう。その結果、ＥＬ発光の効率が低下してしまい、好ましくない。
【０００９】
また、外部から応力を付与して結晶欠陥を形成する方法は、結晶欠陥の数や大きさを制御することは難しく、得られた蛍光体及び当該蛍光体を用いたＥＬ素子などの品質がばらつく原因になってしまう。そして、品質のばらつきがある蛍光体及びＥＬ素子を用いて発光装置を製造すると、信頼性も低下するおそれがある。
【００１０】
上記問題を鑑み、本発明は、制御が難しい結晶欠陥生成工程を利用せずに製造できる新規な蛍光体及びその製造方法を提供することを課題の一とする。また、本発明は、新規な蛍光体を用いてＥＬ素子、及び当該ＥＬ素子を具備する発光装置や電子機器を提供することを課題の一とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
発明者等は、電圧を印加することにより蛍光体母体材料との界面を介して電荷の授受を行う構造を、結晶欠陥に頼ることなく、蛍光体を構成する蛍光体母体材料中に直接設けることができれば、外部から応力を付与する結晶欠陥生成の如く制御の難しい工程は不要になると考えた。
【００１２】
そこで発明者等は、欠陥生成工程を行うことなく、蛍光体母体材料と接しながら分離しており、且つ電圧の印加により電荷の授受を行うことができる発光励起材料を蛍光体母体材料中に分散させた構造が、蛍光体として機能することを見出した。また、発光励起材料を蛍光体母体材料中にまだら状に分散させることで、高輝度な蛍光体を実現できる可能性を見出した。以下、本明細書では、蛍光体母体材料中に発光励起材料を分散させた構造であり、且つ蛍光体母体材料と発光励起材料とが接しながら分離している構造を「コンポジット構造」ともいう。
【００１３】
また、本発明者等は、蛍光体母体材料と、発光励起材料と、を混合して焼成することで、コンポジット構造を有する蛍光体を製造できることを見出した。さらに、前記焼成を加圧焼成とすることで、発光励起材料をまだら状に分散させることができることを見出した。
【００１４】
蛍光体母体材料は、所望の発光色を考慮して選択すればよい。本発明に係る発光励起材料は、金属酸化物、周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる半導体、又は周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と周期表第５Ｂ族（第１５族）元素とからなる半導体から選ばれる少なくとも一の材料を選択することが好ましい。
【００１５】
本明細書で開示する発明の一は、蛍光体母体材料と、蛍光体母体材料中にまだら状に分散され、蛍光体母体材料と分離している発光励起材料と、を含む蛍光体である。発光励起材料は、金属酸化物、周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる半導体、又は周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と周期表第５Ｂ族（第１５族）元素とからなる半導体から選択する。
【００１６】
また、本明細書で開示する発明の一は、蛍光体母体材料と、蛍光体母体材料中にまだら状に分散され、蛍光体母体材料と分離している発光励起材料と、を含む蛍光体である。発光励起材料は、金属酸化物、周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる半導体、又は周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と周期表第５Ｂ族（第１５族）元素とからなる半導体から選択する。また、蛍光体の表面は蛍光体母体材料である。
【００１７】
上記構成において、発光励起材料は、蛍光体母体材料と発光励起材料とからなるコンポジット構造を持つ粒子よりも平均中心粒径の小さい発光励起材料粒子により構成されていることが好ましい。また、発光励起材料粒子の一は、他の発光励起材料粒子と連続していてもよいし、他の発光励起材料粒子の一と分離していてもよい。
【００１８】
上記構成において、発光励起材料として金属酸化物を選択する場合、酸化亜鉛、酸化ニッケル、酸化スズ、酸化チタン、三酸化コバルト、酸化コバルト、酸化タングステン、酸化モリブデン、三酸化バナジウム、五酸化バナジウム、酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム、三酸化レニウム、酸化ルテニウム、酸化ストロンチウムルテニウム、酸化ストロンチウムイリジウム、又は酸化バリウム鉛を用いることができる。発光励起材料として周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる半導体を選択する場合、酸化亜鉛を用いることができる。また、発光励起材料として周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と周期表第５Ｂ族（第１５族）元素とからなる半導体を選択する場合、リン化インジウムを用いることができる。
【００１９】
また、本明細書で開示する発明の一は、蛍光体母体材料と、金属酸化物、周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる半導体、又は周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と周期表第５Ｂ族（第１５族）元素とからなる半導体を含む発光励起材料と、を原料として混合し、得られた混合物を加圧焼成する製造方法である。
【００２０】
また、本明細書で開示する発明の一は、蛍光体母体材料と、金属酸化物、周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる半導体、又は周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と周期表第５Ｂ族（第１５族）元素とからなる半導体を含む発光励起材料と、を混合し、得られた混合物を加圧焼成し、得られた焼成物を、中性、酸性、若しくは塩基性の溶液又は気体にさらす製造方法である。
【００２１】
上記構成において、加圧焼成は、ホットプレス法、熱間等方加圧法、放電プラズマ焼結法、又は衝撃法により行うことが好ましい。また、原料の混合は、湿式法により混合するとともに得られる混合材料の粒径を小さく粉砕することが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、高輝度、高効率なＥＬ発光を実現できる蛍光体を製造することができる。また、品質のばらつきの少ない蛍光体を製造することができる。また、本発明は、ＥＬ素子及びＥＬ素子を具備する発光装置や電子機器の高輝度化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施の形態について、図面を用いて、以下に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなく、その形態及び詳細を様々に変更しうることは、当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる場合がある。
【００２４】
（実施の形態１）
本発明に係る蛍光体について説明する。図１（Ａ）は、本蛍光体１００の一例を示す断面の模式図である。また、図１（Ｂ）には本蛍光体１００の斜視の模式図を示しており、図１（Ａ）は図１（Ｂ）をＯＰ間で切断した断面の模式図である。
【００２５】
本蛍光体１００は、蛍光を発する蛍光体母体材料１０２と、発光励起材料１０４と、から構成される。このような蛍光体１００は、コンポジット蛍光体ともいう。図１は粒子状の蛍光体１００を例示しているが、本発明に係る蛍光体の形状は特に限定されず、いびつな形状であってもよい。また、蛍光体表面は滑らかであってもよいし、滑らかでなく粗くともよい。本蛍光体１００の中心粒径は、０．１μｍ〜１００μｍであることが好ましい。
【００２６】
発光励起材料１０４は、蛍光体母体材料１０２中に内包されている。また、発光励起材料１０４は、蛍光体母体材料１０２中にまだら状に分散され、蛍光体母体材料とは接しながら分離して存在している。
【００２７】
発光励起材料１０４は、蛍光体１００よりも中心粒径の小さい複数の微小な発光励起材料粒子により構成されている。発光励起材料粒子の平均中心粒径は、数ｎｍ〜数１００ｎｍであることが好ましい。なお、複数の発光励起材料粒子は、それぞれ同一形状の粒子であってもよいし、異なる形状や異なる中心粒径を有する粒子であってもよい。
【００２８】
なお、本明細書における「粒」、「粒子」、及び「粒子状」は、左右対称な丸い形状（球形）に限定されず、いびつな形状も含むものとする。
【００２９】
また、上述のように、発光励起材料１０４は、蛍光体母体材料１０２中にまだら状に分散されている。本明細書における「まだら状」とは、種々の粒が入り交じっている状態を示しており、種々の粒がまばらに散らばっている状態とも言える。また、「まだら状」である種々の粒は、それぞれが分離している状態と、凝集している状態と、さらに凝集している粒が連続し境界面が判別できなくなっている状態と、を含むものとする。
【００３０】
図１では、発光励起材料１０４は、分離してまばらに散っている発光励起材料粒子と、凝集して連続し境界が判別できなくなっている発光励起材料粒子と、で構成されている例を示している。なお、発光励起材料１０４は、分離した発光励起材料粒子のみで形成されていてもよいし、凝集して発光励起材料粒子が判別できない状態でもよい。
【００３１】
本蛍光体１００において、発光励起材料１０４は蛍光体母体材料１０２とは接しながら分離しており、且つ蛍光体母体材料中に分散されている。蛍光体１００内部には、蛍光体母体材料１０２と発光励起材料１０４との界面が存在する。発光励起材料１０４は、電圧を印加することにより蛍光体母体材料１０２と接する界面で電荷の授受を行う。また、蛍光体母体材料１０２中に発光励起材料１０４をまだら状に分散させることで、蛍光体１００中の蛍光体母体材料１０２は局所的に厚みの薄い領域が形成される。蛍光体母体材料１０２の厚みの薄い領域は発光励起材料１０４の界面と接しており、局所的に高電界とすることが可能となるため、発光しやすくできる。
【００３２】
なお、微小な発光励起材料粒子により構成されるまだら状の発光励起材料１０４は、発光励起材料がバルクである場合よりも、微小な粒子状であることによって、隙間を埋める蛍光体母体材料１０２の厚みを薄くできる。また、発光励起材料１０４と蛍光体母体材料１０２との界面も多くできる。したがって、蛍光体母体材料１０２を局所的に高電界とすることが可能となり、ＥＬ発光の輝度を高めることができる。
【００３３】
なお、発光励起材料１０４は、蛍光を発する蛍光体母体材料１０２中に均等にまだら状に分散されることが好ましい。これは、発光励起材料１０４を均等にまだら状に分散させることで、蛍光体母体材料１０２の厚みの薄い領域を蛍光体１００中に均等に形成することにつながり、その結果、蛍光を発する領域のばらつきを低減できるからである。
【００３４】
また、蛍光体１００を構成する蛍光体母体材料１０２と発光励起材料１０４との体積は、求めるＥＬ発光の輝度や効率により、適宜調整することが好ましい。ＥＬ発光の輝度を高めるためには、多くの発光励起材料をまだら状に分散させて高電界領域を形成することは効果的である。しかし、蛍光を発する役割は蛍光体母体材料１０２が果たしているため、蛍光体１００を占める蛍光体母体材料１０２の体積比が小さくなると、蛍光を発する領域が小さくなり蛍光体１００の発光効率が低下してしまう恐れがある。したがって、発光効率を低下させることなく、高輝度化を図ることができるように、蛍光体母体材料１０２と発光励起材料１０４の体積比は選択することが好ましい。
【００３５】
また、蛍光体１００の表面には発光励起材料１０４が露出していないことが好ましい。つまり、蛍光体１００の表面は蛍光体母体材料１０２であることが好ましい。蛍光体１００において、発光励起材料１０４を蛍光体母体材料１０２中に存在させ、蛍光体１００の表面には露出させない構成とすることで、蛍光体１００内部に電界を効率よく加えることができる。
【００３６】
蛍光体母体材料１０２は、所望の発光色に応じた材料を選択すればよい。また、所望の発光色に応じて付活剤を添加することもできる。本明細書における「蛍光体母体材料」は、自身が蛍光を発する蛍光体母体材料と、蛍光を発する機能を付与する付活剤が添加された蛍光体母体材料と、の両方を範疇に含むものとする。
【００３７】
蛍光体母体材料１０２の具体例としては、（１）周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる蛍光体母体材料、（２）周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と、周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と、周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる三元系材料（三元系蛍光体母体材料）、（３）酸化物蛍光体母体材料、（４）ケイ酸塩蛍光体母体材料、（５）ハロケイ酸塩蛍光体母体材料、（６）リン酸塩蛍光体母体材料、（７）ハロリン酸塩蛍光体母体材料、（８）ホウ酸塩蛍光体母体材料、（９）アルミネイトおよびガレイト蛍光体母体材料、（１０）モリブデン酸塩およびタングステン酸塩蛍光体母体材料、（１１）ハロゲン化物およびオキシハロゲン化物蛍光体母体材料、（１２）硫酸塩蛍光体母体材料、並びに（１３）これらの共晶及び（１４）これらの混合物などをあげることができる。
【００３８】
（１）周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる蛍光体母体材料の例として、硫化カドミウム、セレン化カドミウム、テルル化カドミウム、硫化亜鉛、セレン化亜鉛、テルル化亜鉛、硫化カルシウム、硫化マグネシウム、硫化ストロンチウム、硫化バリウム等が挙げられる。
【００３９】
（２）周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と、周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と、周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる三元系材料の例として、カルシウムチオガレイト、バリウムチオアルミネート、ストロンチウムチオアルミネート、亜鉛チオガレイト、ＺｎＢａ２Ｓ３等が挙げられる。
【００４０】
（３）酸化物蛍光体母体材料の例として、酸化カルシウム、酸化亜鉛、酸化トリウム、酸化イットリウム、酸化ランタン等が挙げられる。
【００４１】
（４）ケイ酸塩蛍光体母体材料の例として、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸亜鉛、ケイ酸ストロンチウム、ケイ酸バリウム、ケイ酸イットリウム、ケイ酸カルシウムマグネシウム、ケイ酸バリウムマグネシウム、ケイ酸バリウムリチウム等が挙げられる。
【００４２】
（５）ハロケイ酸塩蛍光体母体材料の例として、ケイ酸ランタンクロライド、ケイ酸カルシウムクロライド、ハロケイ酸バリウムクロライド等が挙げられる。
【００４３】
（６）リン酸塩蛍光体母体材料の例として、リン酸イットリウム、リン酸ランタン、リン酸カルシウムもしくはリン酸ストロンチウム、リン酸亜鉛等が挙げられる。
【００４４】
（７）ハロリン酸塩蛍光体母体材料の例として、リン酸カルシウムフロライド、リン酸カルシウムクロライド、リン酸ストロンチウムフロライド、リン酸ストロンチウムクロライド等が挙げられる。
【００４５】
（８）ホウ酸塩蛍光体母体材料の例として、ホウ酸イットリウム、ホウ酸ランタン、ホウ酸カルシウム、ホウ酸カルシウムイットリウム、ホウ酸ストロンチウム、ホウ酸イットリウムアルミ、ホウ酸カルシウムクロライド等が挙げられる。
【００４６】
（９）アルミネイトおよびガレイト蛍光体母体材料の例として、リチウムアルミネイト、イットリウムアルミネイト、ランタンアルミネイト、カルシウムアルミネイト、亜鉛アルミネイト、亜鉛ガレイト、カルシウムガレイト等が挙げられる。
【００４７】
（１０）モリブデン酸塩およびタングステン酸塩蛍光体母体材料の例として、モリブデン酸カルシウム、タングステン酸カルシウム等が挙げられる。
【００４８】
（１１）ハロゲン化物およびオキシハロゲン化物蛍光体母体材料の例として、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、塩化カルシウム、ヨウ化カルシウム、オキシブロモイットリウム、オキシクロロイットリウム、オキシフロロイットリウム等が挙げられる。
【００４９】
（１２）硫酸塩蛍光体母体材料の例として、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸ストロンチウム等が挙げられる。
【００５０】
（１３）これらの共晶の例としては、（１）〜（１２）から選ばれる２つ以上の材料の共晶が挙げられる。なお、前記２つ以上の材料は、例えば（１）周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる蛍光体の中から選ばれる２つの材料でもよいし、（１）周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる蛍光体の中から選ばれる一の材料と（２）周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と、周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と、周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる三元系材料の中から選ばれる一の材料とでもよい。
【００５１】
同様に、（１４）これらの混合物の例としては、（１）〜（１２）から選ばれる２つ以上の材料の混合物が挙げられる。
【００５２】
また、付活剤の例としては、希土類を含む遷移元素（Ｍｎ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕなど）を含有する金属もしくは希土類を含む遷移元素を含有する化合物を添加することもできる。また、典型元素（Ａｌ、Ｇａ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉなど）を含む化合物を添加することもできる。希土類を含む遷移元素は、局在型発光の発光中心材料として機能し、典型元素はドナー−アクセプター再結合型発光をもたらす不純物準位を形成する。
【００５３】
発光励起材料１０４は、蛍光体１００中に局所的高電界をつくり出す役割を果たす材料を選択すればよい。また、蛍光体１００中の蛍光体母体材料１０２との界面で電荷の授受を行うことができる材料を選択すればよい。
【００５４】
発光励起材料１０４の具体例としては、（Ｉ）金属酸化物、（ＩＩ）周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる半導体、（ＩＩＩ）周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と周期表第５Ｂ族（第１５族）元素とからなる半導体、（ＩＶ）これらに不純物元素を添加したものなどを挙げることができる。
【００５５】
（Ｉ）金属酸化物の例として、酸化亜鉛、酸化ニッケル、酸化スズ、酸化チタン、三酸化コバルト、酸化コバルト、酸化タングステン、酸化モリブデン、三酸化バナジウム、五酸化バナジウム、酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム、三酸化レニウム、酸化ルテニウム、酸化ストロンチウムルテニウム、酸化ストロンチウムイリジウム、又は酸化バリウム鉛等が挙げられる。
【００５６】
（ＩＩ）周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる半導体の例として、酸化亜鉛等が挙げられる。
【００５７】
（ＩＩＩ）周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と周期表第５Ｂ族（第１５族）元素とからなる半導体の例として、リン化インジウム等が挙げられる。
【００５８】
また、（ＩＶ）これらに不純物元素を添加した例としては、（Ｉ）〜（ＩＩＩ）から選ばれる材料に希土類を含む遷移元素（Ｍｎ、Ｉｒなど）を添加したもの、もしくは典型元素（Ａｌ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｍｇなど）を添加したもの等が挙げられる。具体的には、ＺｎＯ：Ｍｎ、ＺｎＯ：Ｉｒ、ＺｎＯ：Ａｌ、ＺｎＯ：Ｇａ、Ｉｎ２Ｏ３：Ｓｎ、Ｉｎ２Ｏ３：Ｍｇ等が挙げられる。
【００５９】
なお、蛍光体母体材料１０２に適用できる材料と、発光励起材料１０４に適用できる材料は、一部重複している。蛍光体母体材料１０２と発光励起材料１０４とは分離した構成とする必要があるため、両者が固溶することのない組み合わせとなるよう材料の選択を行う。
【００６０】
次に、本蛍光体１００を得るまでの一例を図２のフロー図に示す。
【００６１】
それぞれ秤量した蛍光体母体材料と、発光励起材料と、を原料として混合させて混合物を得る（Ｓ１００１）。蛍光体母体材料と発光励起材料は、所望の発光色などにより選択すればよい。また、その混合比は、発光効率を低下させることなく、高輝度化を図ることができるように選択することが好ましい。
【００６２】
蛍光体に付活剤を含有させる場合は、予め付活剤と蛍光体母体材料とを混合させて仮焼成したものを蛍光体母体材料として準備する。そして、付活剤が添加された蛍光体母体材料と、発光励起材料と、を混合させる。または、予め付活剤と発光励起材料とを混合させて仮焼成した材料と、蛍光体母体材料と、を混合させる。または、付活剤と、蛍光体母体材料と、発光励起材料と、を一緒に混合させることもできる。
【００６３】
なお、（Ｓ１００１）で得られる混合物の粒径は細かいほど良い。これは、混合物の粒径を細かくすると、蛍光体母体材料の粒径と発光励起材料の粒径も細かくなるため、蛍光体を製造した際に、該蛍光体を構成する蛍光体母体材料と発光励起材料との界面を多くすることができるからである。したがって、混合工程には粉砕工程も兼ねさせる、又は混合工程前もしくは混合工程後に粉砕工程を入れることが好ましい。例えば、ジェットミル、遊星ポットミル、ミックスローター、乳鉢等を利用することができる。好ましくは、蛍光体母体材料の中心粒径を０．００１μｍ〜１μｍ程度、発光励起材料の中心粒径を０．００１μｍ〜１μｍ程度となるように粉砕するとよい。
【００６４】
次に、（Ｓ１００１）で得られた混合物を加圧焼成し、焼成物を得る（Ｓ１００２）。混合物の焼成は、ホットプレス法、熱間等方加圧（ＨＩＰ；Ｈｏｔ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）法、放電プラズマ焼結法、又は衝撃法を適用することが好ましい。焼成温度は蛍光体母体材料の焼結温度により選択するが、好ましくは５００℃〜２０００℃程度であり、好適な温度は蛍光体母体材料と発光励起材料の組み合わせによって決定することができる。加圧力及び加圧焼成時間は混合物の材料によるが、２０Ｐａ〜４０ＭＰａ程度の圧力で、１時間程度焼成することが好ましい。
【００６５】
以上の手順で得られた焼成物は、ＥＬ発光を確認することができる。
【００６６】
（Ｓ１００２）で得られた焼成物は、そのままでも蛍光体として機能しうるが、さらに粉砕して蛍光体粒子を得る（Ｓ１００３）。焼成物の粉砕は、ジェットミル、遊星ポットミル、ミックスローター、乳鉢等を利用することができる。
【００６７】
次に、（Ｓ１００３）で得られた蛍光体粒子を分級する（Ｓ１００４）。蛍光体粒子は粒径を揃ったものにすることが好ましく、粒径を５０μｍ以下とすることがより好ましい。蛍光体粒子の分級には、所望の大きさの開口を有するフルイ等を利用することができる。
【００６８】
次に、蛍光体粒子を洗浄及び乾燥させる（Ｓ１００５）。蛍光体粒子の洗浄は、酸性、中性、若しくは塩基性の溶液又は気体にさらすことにより行うことが好ましい。蛍光体粒子の表面に存在する発光励起材料を選択的に取り除くことを主目的とする場合は、発光励起材料粒子をエッチング除去できる溶液又は気体を選択する。なお、蛍光体粒子を構成する他の材料（蛍光体母体材料、付活剤）とは反応しない溶液又は気体を選択する。
【００６９】
以上で、粒径が小さく、且つ粒径の揃った蛍光体粒子を得ることができる。なお、本発明に係る蛍光体を得るためには、少なくとも（Ｓ１００１）、（Ｓ１００２）、（Ｓ１００３）の手順を行えばよい。
【００７０】
本蛍光体の製造において、蛍光体母体材料と発光励起材料とを混合した後（Ｓ１００１）、焼成する（Ｓ１００２）ことによって、蛍光体母体材料と発光励起材料とを接合し、コンポジット構造を有する蛍光体を製造することができる。また、コンポジット構造を形成する際の焼成として加圧焼成を適用することで、蛍光体母体材料中に発光励起材料がまだら状に分散されたコンポジット構造を有する蛍光体を製造することができる。
【００７１】
以上により製造できる本蛍光体は、外部から応力を付与して蛍光体内部に結晶欠陥を生成するなどの制御の難しい欠陥生成工程がないため、個々の蛍光体による品質のばらつきを低減することができる。また、蛍光体母体材料中に発光励起材料がまだら状に分散されたコンポジット構造を有する蛍光体とすることで、ＥＬ発光の効率を高め、高輝度化を実現することができる。
【００７２】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態及び実施例と適宜組み合わせることができる。
【００７３】
（実施の形態２）
本形態では、蛍光体を用いたＥＬ素子について説明する。
【００７４】
図３（Ａ）には分散型ＥＬ素子の一例を示しており、基板３０２上に第１の電極３０４と、発光層３０６と、誘電体層３０８と、第２の電極３１０と、が設けられている。発光層３０６は、バインダー３０７中に蛍光体３０５が分散されている。蛍光体３０５としては、上記実施の形態１で示した蛍光体１００のような蛍光体母体材料中に発光励起材料がまだら状に分散されたコンポジット構造を有するものを適用する。
【００７５】
ＥＬ素子３００の構成及び製造方法について、一例を説明する。ここでは、発光層３０６からのＥＬ発光を基板３０２側から外部に取り出す例を説明する。
【００７６】
基板３０２上に第１の電極３０４を形成する。本形態では、基板３０２側から光を取り出すため、第１の電極３０４として透光性を有する電極を形成する。具体的には、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、インジウム錫酸化物ともいう）、ケイ素もしくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＳＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ、酸化インジウム酸化亜鉛ともいう）、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム−酸化スズ（ＩＷＺＯ）等が挙げられる。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）は、酸化インジウムに対し１ｗｔ％〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いたスパッタリング法により形成することができる。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム−酸化スズ（ＩＷＺＯ）は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５ｗｔ％〜５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１ｗｔ％〜１ｗｔ％含有したターゲットを用いたスパッタリング法により形成することができる。なお、可視光の透過率が低い材料であっても、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以上２０ｎｍ以下の厚さで成膜することにより、透光性を有する電極として用いることができる。
【００７７】
第１の電極３０４上に発光層３０６を形成する。発光層３０６は、蛍光体３０５をバインダー３０７に分散して形成する。蛍光体３０５は本発明に係る蛍光体であり、蛍光体母体材料中に発光励起材料がまだら状に分散されたコンポジット構造を有する。バインダー３０７としては、無機バインダー及び有機バインダーのいずれを用いることもできる。例えば、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。蛍光体粒子の分散方法としては、ホモジナイザー、遊星型混練機、ロール混練機、超音波分散機などを用いることができる。第１の電極３０４上に、バインダー３０７に蛍光体３０５を分散させた分散溶液をスピンコート法、ディップコート法、バーコート法、スプレー塗布法、スクリーン印刷法、コーティング法、又はスライドコート法などにより塗布することで、発光層３０６を形成することができる。
【００７８】
発光層３０６上に誘電体層３０８を形成する。誘電体層３０８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を用いて形成する。例えば、金属酸化物、窒化物を用いて形成することができ、具体的にはＢａＴｉＯ３、ＴｉＯ２、ＳｒＴｉＯ３、ＰｂＴｉＯ３、ＫＮｂＯ３、ＰｂＮｂＯ３、Ｔａ２Ｏ３、ＢａＴａ２Ｏ６、ＬｉＴａＯ３、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＡｌＯＮ、ＺｎＳなどが用いられる。誘電体層３０８は、これらの材料を用いて均一な薄膜として形成してもよいし、バインダーに高誘電率材料の微粒子を分散させた粒子構造を有する層として形成してもよい。誘電体層３０８に用いるバインダーは、上記発光層３０６に用いるバインダー３０７と同様のものを用いることができる。
【００７９】
誘電体層３０８を均一な薄膜として形成する場合は、スパッタリング法や蒸着法などにより形成できる。誘電体層３０８を、バインダーに高誘電率材料の微粒子を分散させて形成する場合は、スピンコート法、ディップコート法、バーコート法、スプレー塗布法、スクリーン印刷法、コーティング法、又はスライドコート法などにより形成できる。
【００８０】
誘電体層３０８上に第２の電極３１０を形成する。第２の電極３１０は導電性材料を用いて形成すればよく、具体的にはアルミニウム、銀、金、白金、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、又は金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等が挙げられる。第２の電極３１０は、インクジェット法等の塗布法、蒸着法、スパッタリング法などにより形成できる。本形態のように、光を他方の電極（第１の電極３０４）側から取り出す構成とする場合は、第２の電極３１０は反射性を有する電極を形成することが好ましい。第２の電極３１０として反射性を有する電極を形成することで、発光層３０６からの光を効率よく取り出すことができる。
【００８１】
なお、分散型ＥＬ素子において、第１の電極３０４と発光層３０６との間に誘電体層３０８と同様の誘電体層を形成し、誘電体層で発光層を挟持する構成とすることもできる。また、発光層の側面にも誘電体層を形成して、発光層を誘電体層で包み込む構成とすることもできる。
【００８２】
例えば、図３（Ｂ）には発光層を誘電体層で挟持する構成のＥＬ素子３２０の一例を示しており、基板３０２上に第１の電極３０４と、誘電体層３２９と、発光層３０６と、誘電体層３０８と、第２の電極３１０と、が設けられている。ここでは、発光層３０６が誘電体層３２９及び誘電体層３０８により挟持されており、且つ包み込まれた構成を示している。また、発光層３０６は、バインダー３０７中に本発明に係る蛍光体３０５が分散されている。誘電体層３２９は、誘電体層３０８と同様の材料及び方法により形成することができる。
【００８３】
また、図３（Ｃ）には誘電体層を形成せず、一対の電極で発光層を挟持する構成のＥＬ素子３４０の一例を示しており、基板３０２上に第１の電極３０４と、発光層３０６と、第２の電極３１０と、が設けられている。発光層３０６は、バインダー３０７中に本発明に係る蛍光体３０５が分散されている。
【００８４】
本形態において、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すＥＬ素子は誘電体層が設けられており、交流電圧駆動型のＥＬ素子とすることができる。また、図３（Ｃ）に示すＥＬ素子は誘電体層を設けておらず、直流電圧駆動型のＥＬ素子とすることもできるし、交流電圧駆動型のＥＬ素子とすることもできる。
【００８５】
なお、ここでは発光層からの光を第１の電極及び基板を通過させて取り出す構成を説明したが、本発明は特に限定されない。第２の電極側から光を取り出す場合には、第２の電極として透光性を有する電極を形成すればよく、その場合は第１の電極は反射性を有する電極を形成すればよい。また、第１の電極及び第２の電極の両方とも透光性を有する電極として、両方向から光を取り出す構成としてもよい。
【００８６】
また、ＥＬ素子の素子構成は、図３に示すものに限定されず、必要に応じて発光層の配向性を高める、又は電子や正孔を注入する注入層、或いは輸送する輸送層のような役割を果たす層を設けてもよい。
【００８７】
発光層に分散される蛍光体は、その内部が蛍光体母体材料に発光励起材料がまだら状に分散されたコンポジット構造を有する。本蛍光体は高輝度化、高効率化が図られており、その結果、本蛍光体を分散させたＥＬ素子の発光輝度、発光効率を向上させることが可能である。また、本蛍光体は制御の難しい欠陥生成工程を含まず、個々の蛍光体の品質のばらつきが低減されているため、ＥＬ素子のばらつきも抑えることが可能である。
【００８８】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態及び実施例と適宜組み合わせることができる。
【００８９】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明に係る蛍光体を用いたＥＬ素子を具備する発光装置について説明する。
【００９０】
図４〜図５に、パッシブマトリクス型（単純マトリクス型ともいう）発光装置の一例を示す。パッシブマトリクス型発光装置は、ストライプ状（帯状）に並列された複数の陽極と、ストライプ状に並列された複数の陰極とが互いに直交するように設けられており、その交差部に発光層が挟まれた構造となっている。従って、選択された（電圧が印加された）陽極と選択された陰極との交点にあたる画素が点灯することになる。
【００９１】
図４（Ａ）は、封止前における画素部の上面図であり、図４（Ａ）中の線分ＡＡ’で切断した断面図が図４（Ｂ）であり、線分ＢＢ’で切断した断面図が図４（Ｃ）である。
【００９２】
第１の基板１５０１上には、下地絶縁層として絶縁層１５０４を形成する。なお、下地絶縁層は必要でなければ特に形成しなくともよい。絶縁層１５０４上には、ストライプ状に複数の第１の電極１５１３が等間隔で配置されている。また、第１の電極１５１３上には、各画素に対応する開口部を有する隔壁１５１４が設けられ、開口部を有する隔壁１５１４は絶縁材料（感光性または非感光性の有機材料（ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジストまたはベンゾシクロブテン）、またはＳＯＧ膜（例えば、アルキル基を含むＳｉＯｘ膜））で構成されている。なお、各画素に対応する開口部が発光領域１５２１となる。
【００９３】
開口部を有する隔壁１５１４上に、第１の電極１５１３と交差する互いに平行な複数の逆テーパ状の隔壁１５２２が設けられる。逆テーパ状の隔壁１５２２はフォトリソグラフィ法に従い、未露光部分がパターンとして残るポジ型感光性樹脂を用い、パターンの下部がより多くエッチングされるように露光量または現像時間を調節することによって形成する。
【００９４】
また、平行な複数の逆テーパ状の隔壁１５２２を形成した直後における斜視図を図５に示す。なお、図４と同一の部分には同一の符号を用いている。
【００９５】
開口部を有する隔壁１５１４及び逆テーパ状の隔壁１５２２を合わせた高さは、発光層を含む層及び第２の電極となる導電層の膜厚より大きくなるように設定する。図５に示す構成を有する第１の基板１５０１に対してＥＬ層と、導電層とを積層形成すると、図４に示すように複数の領域に分離された、ＥＬ層１５１５と、第２の電極１５１６とが形成される。なお、複数に分離された領域は、それぞれ電気的に独立している。第２の電極１５１６は、第１の電極１５１３と交差する方向に伸長する互いに平行なストライプ状の電極である。なお、逆テーパ状の隔壁１５２２上にもＥＬ層及び導電層が形成されるが、ＥＬ層１５１５及び第２の電極１５１６とは分断されている。なお、本形態におけるＥＬ層は少なくとも発光層を有し、且つ該発光層が本発明に係る蛍光体を含むものである。すなわち、ＥＬ層は、少なくとも蛍光体母体材料中に発光励起材料がまだら状に分散されたコンポジット構造である蛍光体を含む発光層を有する。発光層は、バインダー中に本蛍光体が分散された構成とすればよい。また、ＥＬ層は、発光層の他に誘電体層、又は電子や正孔を注入或いは輸送するような機能を有する層を有していてもよい。
【００９６】
発光装置は、全面に同じ発光色を発光する単色の発光装置としてもよいが、適宜色変換層などを設けることで、ＲＧＢカラー（或いはＲＧＢＷカラー）表示可能な発光装置、モノクロ表示可能な発光装置、或いはエリアカラー表示可能な発光装置としてもよい。ここでは、発光層を含むＥＬ層１５１５は、隔壁１５１４及び隔壁１５２２により複数の領域に分離されている。したがって、分離された領域に合わせて赤色、緑色、青色に変換することができる色変換層を配列させることで、ＲＧＢカラー表示を行う発光装置とすることができる。なお、発光層を含むＥＬ層１５１５を白色発光する構成とする場合は、色変換層をカラーフィルタに置き換えることも可能である。色変換層は、発光層と光を取り出す側の基板との間に設ければよい。
【００９７】
また、必要であれば、封止缶や封止のためのガラス基板などの封止材を用いて封止する。ここでは、第２の基板としてガラス基板を用い、シール材などの接着材を用いて第１の基板と第２の基板とを貼り合わせ、シール材などの接着材で囲まれた空間を密閉なものとしている。密閉された空間には、充填材や、乾燥した不活性ガスを充填してもよい。また、発光装置の信頼性を向上させるために、第１の基板と封止材との間に乾燥材などを封入してもよい。乾燥材によって微量な水分が除去され、十分乾燥される。また、乾燥材としては、酸化カルシウムや酸化バリウムなどのようなアルカリ土類金属の酸化物のような化学吸着によって水分を吸着する物質を用いることが可能である。なお、他の乾燥材として、ゼオライトやシリカゲル等の物理吸着によって水分を吸着する物質を用いてもよい。
【００９８】
ただし、ＥＬ素子を覆って接する封止材が設けられ、十分に外気と遮断されている場合には、乾燥材は、特に設けなくともよい。
【００９９】
次いで、ＦＰＣなどを実装した発光モジュールの上面図を図６に示す。
【０１００】
なお、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、発光デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を指す。また、発光装置にコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、またはＥＬ素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。
【０１０１】
図６に示すように画像表示を構成する画素部は、走査線群とデータ線群が互いに直交するように交差している。
【０１０２】
図４における第１の電極１５１３が図６の走査線１６０３に相当し、第２の電極１５１６がデータ線１６０２に相当し、逆テーパ状の隔壁１５２２が隔壁１６０４に相当する。データ線１６０２と走査線１６０３の間には本発明に係る蛍光体を含む発光層を有するＥＬ層が挟まれており、領域１６０５で示される交差部が画素１つ分となる。
【０１０３】
なお、走査線１６０３は配線端で接続配線１６０８と電気的に接続され、接続配線１６０８が入力端子１６０７を介してＦＰＣ１６０９ｂに接続される。また、データ線１６０２は入力端子１６０６を介してＦＰＣ１６０９ａに接続される。
【０１０４】
また、必要であれば、射出面に偏光板、又は円偏光板（楕円偏光板を含む）、位相差板（λ／４板、λ／２板）、カラーフィルタなどの光学フィルムを適宜設けてもよい。また、偏光板又は円偏光板に反射防止膜を設けてもよい。例えば、表面の凹凸により反射光を拡散し、映り込みを低減できるアンチグレア処理を施すことができる。
【０１０５】
以上でパッシブマトリクス型の発光装置を製造できる。本発明に係る蛍光体は、効率よく、高輝度にＥＬ発光するように、局所的高電界をつくり出す役割を果たす発光励起材料をまだら状に分散させたコンポジット構造を有する。本蛍光体を用いたＥＬ素子は発光輝度の向上が図られ、その結果、該ＥＬ素子を具備する発光装置の高輝度化が実現できる。また、制御の難しい欠陥生成工程を行わずに蛍光体を製造するため、個々の蛍光体の品質ばらつきが低減される。したがって、発光装置の信頼性の向上も図られている。
【０１０６】
また、パッシブマトリクス型の発光装置は構成が簡単であり、大面積化しても容易に製造することができる。さらに、ＥＬ素子として分散型ＥＬ素子を適用する場合は、スクリーン印刷法などにより、簡単に安価な面発光ＥＬ素子を製造することができる。
【０１０７】
なお、図６では、駆動回路を基板上に設けていない例を示したが、本発明は特に限定されず、基板に駆動回路を有するＩＣチップを実装させてもよい。
【０１０８】
ＩＣチップを実装させる場合、画素部の周辺（外側）の領域に、画素部へ各信号を伝送する駆動回路が形成されたデータ線側ＩＣ、走査線側ＩＣをＣＯＧ方式によりそれぞれ実装する。ＣＯＧ方式以外の実装技術としてＴＣＰやワイヤボンディング方式を用いて実装してもよい。ＴＣＰはＴＡＢテープにＩＣを実装したものであり、ＴＡＢテープを素子形成基板上の配線に接続してＩＣを実装する。データ線側ＩＣ、および走査線側ＩＣは、シリコン基板を用いたものであってもよいし、ガラス基板、石英基板もしくはプラスチック基板上にＴＦＴで駆動回路を形成したものであってもよい。また、片側に一つのＩＣを設けた例を説明しているが、片側に複数個に分割して設けても構わない。
【０１０９】
次に、アクティブマトリクス型の発光装置の一例を図７に示す。図７（Ａ）は発光装置を示す上面図であり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）を線分ＡＡ’で切断した断面図である。本実施の形態に係るアクティブマトリクス型の発光装置は、素子基板１７１０上に設けられた画素部１７０２と、駆動回路部（ソース側駆動回路）１７０１と、駆動回路部（ゲート側駆動回路）１７０３と、を有する。画素部１７０２、駆動回路部１７０１、及び駆動回路部１７０３は、シール材１７０５によって、素子基板１７１０と封止基板１７０４との間に封止されている。
【０１１０】
また、素子基板１７１０上には、駆動回路部１７０１、及び駆動回路部１７０３に外部からの信号（例えば、ビデオ信号、クロック信号、スタート信号、又はリセット信号等）や電位を伝達する外部入力端子を接続するための引き回し配線１７０８が設けられる。ここでは、外部入力端子としてＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）１７０９を設ける例を示している。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
【０１１１】
次に、断面構造について図７（Ｂ）を用いて説明する。素子基板１７１０上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、ソース側駆動回路である駆動回路部１７０１と、画素部１７０２が示されている。
【０１１２】
駆動回路部１７０１はｎチャネル型ＴＦＴ１７２３とｐチャネル型ＴＦＴ１７２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される例を示している。なお、駆動回路部を形成する回路は、公知のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板上ではなく外部に駆動回路を形成することもできる。
【０１１３】
また、画素部１７０２はスイッチング用ＴＦＴ１７１１と、電流制御用ＴＦＴ１７１２と当該電流制御用ＴＦＴ１７１２の配線（ソース電極又はドレイン電極）に電気的に接続された第１の電極１７１３とを含む複数の画素により形成される。なお、第１の電極１７１３の端部を覆って隔壁１７１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂を用いることにより形成する。
【０１１４】
また、上層に積層形成される膜の被覆性を良好なものとするため、隔壁１７１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにするのが好ましい。例えば、隔壁１７１４の材料としてポジ型の感光性アクリル樹脂を用いた場合、隔壁１７１４の上端部に曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、隔壁１７１４として、感光性の光によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができ、有機化合物に限らず無機化合物、例えば、酸化シリコン、酸窒化シリコンや、有機化合物と無機化合物との両者を使用することができる。
【０１１５】
第１の電極１７１３上には、発光層を含むＥＬ層１７００及び第２の電極１７１６が積層形成されている。なお、ＩＴＯを用いて第１の電極１７１３を形成し、第１の電極１７１３と接続する電流制御用ＴＦＴ１７１２の配線として窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜との積層膜、或いは窒化チタン膜、アルミニウムを主成分とする膜、窒化チタン膜との積層膜を適用すると、配線としての抵抗も低く、ＩＴＯを用いて形成した電極との良好なオーミックコンタクトがとれる。なお、ここでは図示しないが、第２の電極１７１６は外部入力端子であるＦＰＣ１７０９に電気的に接続されている。
【０１１６】
ＥＬ層１７００は、少なくとも発光層が設けられており、且つ該発光層が本発明に係る蛍光体を含むものである。すなわち、ＥＬ層１７００は、蛍光体母体材料中に発光励起材料がまだら状に分散されたコンポジット構造を有する蛍光体を含む層が、少なくとも設けられている。発光層は、バインダー中に本蛍光体が分散された構成とすればよい。ＥＬ層１７００は、発光層の他にも誘電体層や、電子や正孔を注入或いは輸送するような機能を有する層が設けられていてもよい。第１の電極１７１３、ＥＬ層１７００及び第２の電極１７１６との積層構造で、ＥＬ素子１７１５が形成されている。
【０１１７】
また、図７（Ｂ）に示す断面図ではＥＬ素子１７１５を１つのみ図示しているが、画素部１７０２において、複数のＥＬ素子１７１５がマトリクス状に配置されているものとする。また、複数のＥＬ素子１７１５は、それぞれ分離して選択的に形成することができる。
【０１１８】
さらにシール材１７０５で封止基板１７０４を素子基板１７１０と貼り合わせることにより、素子基板１７１０、封止基板１７０４、およびシール材１７０５で囲まれた空間１７０７にＥＬ素子１７１５が備えられた構造になっている。なお、空間１７０７には、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材１７０５で充填される構成も含むものとする。
【０１１９】
なお、シール材１７０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板１７０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
【０１２０】
発光装置は、全面に同じ発光色を発光する発光装置としてもよいが、例えば図７（Ｂ）に示すように、封止基板１７０４側に色変換層１７２５と遮光層１７２８とを設けて、ＲＧＢカラー（或いはＲＧＢＷカラー）表示可能な発光装置、モノクロカラー表示可能な発光装置、或いはエリアカラー表示可能な発光装置を製造することもできる。色変換層１７２５は、例えば分離されたＥＬ素子１７１５に合わせて赤色、緑色、青色に変換することができる色変換層を配列させることで、ＲＧＢカラー表示を行う発光装置とすることができる。なお、ＥＬ素子１７１５を白色発光する構成とする場合は、色変換層をカラーフィルタに置き換えることも可能である。
【０１２１】
以上でアクティブマトリクス型の発光装置を製造できる。本発明に係る蛍光体は、効率よく、高輝度にＥＬ発光するように、局所的高電界をつくり出す役割を果たす発光励起材料をまだら状に分散させたコンポジット構造を有する。本蛍光体を用いたＥＬ素子は発光輝度の向上が図られ、その結果、該ＥＬ素子を具備する発光装置の高輝度化が実現できる。また、制御の難しい欠陥生成工程を行わずに蛍光体を製造するため、個々の蛍光体の品質ばらつきが低減される。したがって、発光装置の信頼性の向上も図られている。
【０１２２】
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態及び実施例と適宜組み合わせることができる。
【０１２３】
（実施の形態４）
実施の形態３に示した発光装置は、本発明に係る蛍光体を用いることにより、高輝度化を実現することができる。したがって、本蛍光体を用いた発光装置を各種表示装置や電子機器の表示部として実装することにより、明るい表示をさせることができる。また、本発明に係る蛍光体は、制御の難しい欠陥生成工程を行わずに製造できるため、品質のばらつきの少ない蛍光体を提供できる。したがって、発光装置の信頼性を高めることができる。
【０１２４】
本発明に係る蛍光体を用いた発光装置は、電子機器の表示部や、大画面の表示装置に適用することができる。例えば、ビデオカメラ、デジタルカメラ等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図２１（Ａ）〜図２１（Ｄ）に示す。
【０１２５】
図２１（Ａ）はテレビ装置の一例を示しており、筐体９１０１、支持台９１０２、表示部９１０３、スピーカー部９１０４、ビデオ入力端子９１０５等で構成される。テレビ装置において、例えば表示部９１０３に本発明に係る蛍光体を用いた発光装置を用いることができる。本発明に係る蛍光体を用いた発光装置は高輝度化が図られており、本テレビ装置は明るく鮮明な画像表示を行うことができる。
【０１２６】
図２１（Ｂ）はコンピュータの一例を示しており、本体９２０１、筐体９２０２、表示部９２０３、キーボード９２０４、外部接続ポート９２０５、ポインティングデバイス９２０６等で構成される。コンピュータにおいて、例えば表示部９２０３は、本発明に係る蛍光体を用いた発光装置を適用することができる。本発明に係る蛍光体を用いた発光装置は高輝度化が図られており、本コンピュータは明るく鮮明な表示を行うことができる。
【０１２７】
図２１（Ｃ）は携帯電話の一例を示しており、本体９４０１、筐体９４０２、表示部９４０３、音声入力部９４０４、音声出力部９４０５、操作キー９４０６、外部接続ポート９４０７、アンテナ９４０８等で構成される。携帯電話において、例えば、表示部９４０３は、本発明に係る蛍光体を用いた発光装置を適用することができる。本発明に係る蛍光体を用いた発光装置は高輝度化が図られており、本携帯電話は明るく鮮明な表示を行うことができる。
【０１２８】
図２１（Ｄ）はカメラの一例を示しており、本体９５０１、表示部９５０２、筐体９５０３、外部接続ポート９５０４、リモコン受信部９５０５、受像部９５０６、バッテリー９５０７、音声入力部９５０８、操作キー９５０９、接眼部９５１０等で構成される。カメラにおいて、例えば表示部９５０２は、本発明に係る蛍光体を用いた発光装置を適用することができる。本発明に係る蛍光体を用いた発光装置は高輝度化が図られており、本カメラは明るく鮮明な表示を行うことができる。
【０１２９】
以上の様に、本発明に係る蛍光体を用いた発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。本発明に係る蛍光体を用いた発光装置を用いることにより、明るい表示を行うことができる表示部を有する電子機器を提供することが可能となる。
【０１３０】
また、本発明に係る蛍光体を用いた発光装置は、発光輝度の高いＥＬ素子を有しており、照明装置や光源として用いることもできる。本発明に係る蛍光体を用いた発光装置を光源として用いる一例を、図２２に示す。
【０１３１】
図２２は、本発明に係る蛍光体を用いた発光装置をバックライトとして用いた液晶表示装置の一例である。図２２に示した液晶表示装置は、筐体５０１、液晶層５０２、バックライト５０３、筐体５０４を有し、液晶層５０２は、ドライバーＩＣ５０５と接続されている。また、バックライト５０３は、本発明に係る蛍光体を用いた発光装置が用いられおり、端子５０６により、電流が供給されている。
【０１３２】
本発明に係る蛍光体を用いた発光装置を液晶表示装置のバックライトとして用いることにより、明るいバックライトが得られる。
【実施例１】
【０１３３】
以下、実施例に基づき本発明に係る蛍光体及びＥＬ素子について説明する。
【０１３４】
蛍光体母体材料としてＺｎＳ：Ｍｎ粉末；２４．１８４ｇ、発光励起材料としてＺｎＯ粉末；５．８１６ｇをそれぞれ秤量した。ＺｎＳ：Ｍｎは、付活剤であるＭｎ（０．１０４ｍｇ）でＺｎＳ（２４．０８０ｇ）が予め活性化された材料である。
【０１３５】
それぞれ秤量したＺｎＳ：Ｍｎ粉末、ＺｎＯ粉末を、Φ２ｍｍのＺｒＯ製ボール；９０ｇと一緒に遊星ポットミルに入れ、湿式法により回転数３００ｒｐｍで６０分間混合、粉砕した。遊星ポットミルにＺｒＯ製ボールを入れて回転することで、混合するとともに材料の粉砕を行った。
【０１３６】
得られた混合物を乾燥させ、１ｍｍの開口を持つフルイに通してＺｒＯ製ボールを取り除いた。そして、フルイを通して得られた混合物を、Ａｒ雰囲気下で、加圧力４０ＭＰａ、焼成温度９５０℃の条件で、ホットプレス法で６０分間加圧焼成した。このとき、混合物はペレットに成型した。
【０１３７】
得られた焼成ペレットを乳鉢で粉砕した後、５０μｍの開口を持つフルイを通すことで分級し、蛍光体粉末を得た。
【０１３８】
得られた蛍光体粉末の中から、一の蛍光体粒子をＦＩＢ（収束イオンビーム加工観察装置；Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ ｓｙｓｔｅｍ）にて粒子断面が観察できるように加工した。粒子断面のＳＩＭ像を図８（Ａ）に、当該図８（Ａ）の部分拡大像を図８（Ｂ）に示す。なお、以降に示すＳＩＭ像において、白領域はＺｎＯが該当し、黒領域はＺｎＳが該当することがＳＴＥＭ−ＥＤＸによって確認された。以上のことから、図８より、ＺｎＳ中にＺｎＯがまだら状に分散されたコンポジット構造が形成されていることが確認できた。
【０１３９】
以上のように、付活剤を添加して蛍光体母体材料と、発光励起材料と、を混合して加圧焼成する手順によって、本発明に係る蛍光体を製造した。本発明に係る蛍光体の製造方法には、外部から応力等を付与して内部に結晶欠陥をつくる欠陥生成工程がない。
【０１４０】
上記蛍光体を用いて、ＥＬ素子を製造した。以下、図２０を用いて、説明する。
【０１４１】
まず、ガラス基板２０２上にスパッタリング法により１１０ｎｍとなるようにＩＴＯを成膜し、第１の電極２０４とした。
【０１４２】
次に、シアノレジンを溶解させたＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を溶媒として、上記で製造した蛍光体粉末を分散させて分散溶液を作製した。前記分散溶液を第１の電極２０４上に塗布した後、１２０℃で３０分間乾燥させ、発光層２０６を形成した。なお、前記分散溶液は、ＤＭＦ；０．０７０ｇ、シアノレジン；０．０３３ｇに対して上記蛍光体粉末；０．１００ｇを加えて作製した。また、発光層２０６の膜厚は、約５０μｍとなるように形成した。
【０１４３】
次に、シアノレジンを溶解させたＤＭＦを溶媒として、チタン酸バリウムを分散させた分散溶液を発光層２０６上に塗布した後、１２０℃で６０分間乾燥させて誘電体層２０８を形成した。なお、前記分散溶液は、ＤＭＦ；１．８００ｇ、シアノジレン；１．０００ｇに対してチタン酸バリウム；３．０００ｇを加えて作製した。また、誘電体層２０８の膜厚は約１５μｍとなるように形成した。
【０１４４】
Ａｇペーストを誘電体層２０８上に塗布した後、１２０℃で６０分間乾燥させて第２の電極２１０を形成した。
【０１４５】
以上のようにして、第１の電極２０４と第２の電極２１０との間に、発光層２０６、誘電体層２０８と、を有するＥＬ素子２００を得た。ＥＬ素子２００は分散型ＥＬ素子の一例であり、発光層２０６には本発明に係る蛍光体が分散されている。
【０１４６】
製造したＥＬ素子に対し、４００Ｖ、５０ｋＨｚの正弦波交流電圧を印加してＥＬ発光させたところ、約１７１．９ｃｄ／ｍ２のＥＬ発光輝度を得た。具体的には、周波数０Ｈｚ〜５０ｋＨｚまでの範囲で、ＥＬ発光輝度が０ｃｄ／ｍ２〜約１７１．９ｃｄ／ｍ２へ非線形的に上昇する特性であった（図９参照）。
【実施例２】
【０１４７】
本実施例では、上記実施例１で得られた蛍光体を酸性の溶液で洗浄した例について説明する。
【０１４８】
上記実施例１で得られた蛍光体粉末を酢酸水溶液（１．７４ｍｏｌ％）で１０分間洗浄した。そして、前記酢酸水溶液で洗浄した蛍光体粉末を純水で洗浄した。蛍光体粉末を洗浄した液が中性になるまで純水洗浄を行った後、乾燥させた。
【０１４９】
乾燥させた蛍光体粉末の中から、一の蛍光体粒子をＦＩＢにて粒子断面が観察できるように加工した。粒子断面のＳＩＭ像を図１０（Ａ）に、該図１０（Ａ）の部分拡大像を図１０（Ｂ）示す。図１０より、ＺｎＳ中にＺｎＯがまだら状に分散されたコンポジット構造が形成されていることが確認できた。また、蛍光体粒子表面近傍に空洞部が確認できた。空洞部は、ＺｎＳに該当する黒領域よりも濃い黒領域として観察された。ここで観察される空洞部は、酢酸水溶液洗浄によりＺｎＯがエッチングされて形成されたものと推定される。
【０１５０】
上記蛍光体粉末を用いて、ＥＬ素子を製造した。具体的には、上記実施例１の図２０と同様に分散型ＥＬ素子を製造した。発光層２０６に本実施例２で得られる蛍光体を分散させるものとし、その他の素子構造及び製造方法は実施例１と同様としたため、ここでは省略する。
【０１５１】
製造したＥＬ素子に対し、４００Ｖ、５０ｋＨｚの正弦波交流電圧を印加してＥＬ発光させたところ、約２０４．７ｃｄ／ｍ２のＥＬ発光輝度を得た。具体的には、電圧０Ｖ〜４００Ｖまでの範囲で、ＥＬ発光輝度が０ｃｄ／ｍ２〜約２０４．７ｃｄ／ｍ２へ非線形的に上昇する特性であった（図１１参照）。
【０１５２】
以上より、ＥＬ素子の発光層に用いる蛍光体は、加圧焼成して得られた後、洗浄して表面の発光励起材料を取り除くことで、ＥＬ発光輝度を向上させることができることが確認できた。
【実施例３】
【０１５３】
本実施例では、付活剤としてＡｇを用いた例について説明する。
【０１５４】
蛍光体母体材料としてＺｎＳ：Ａｇ粉末；２４．１８４ｇ、発光励起材料としてＺｎＯ粉末；５．８１６ｇをそれぞれ秤量した。ＺｎＳ：Ａｇは、付活剤であるＡｇ（化成オプトニクス社製）でＺｎＳが予め活性化された材料である。原料以外の蛍光体の製造方法は実施例１と同様であるため、説明は省略する。
【０１５５】
混合、加圧焼成、粉砕、及び分級等を経て、得られた蛍光体粉末を用いて、ＥＬ素子を製造した。ＥＬ素子についても、上記実施例１の図２０と同様に分散型ＥＬ素子を製造し、発光層２０６に本実施例３で得られる蛍光体粉末を分散させた。
【０１５６】
製造したＥＬ素子に対し、４００Ｖ、５０ｋＨｚの正弦波交流電圧を印加してＥＬ発光させたところ、約１．４ｃｄ／ｍ２のＥＬ発光輝度を得た。具体的には、周波数０Ｈｚ〜５０ｋＨｚまでの範囲で、ＥＬ発光輝度が０ｃｄ／ｍ２〜約１．４ｃｄ／ｍ２へ非線形的に上昇する特性であった（図１２参照）。
【実施例４】
【０１５７】
本実施例では、付活剤としてＣｕＣｌを用いた例について説明する。
【０１５８】
蛍光体母体材料としてＺｎＳ：ＣｕＣｌ粉末；２４．１８４ｇ、発光励起材料としてＺｎＯ粉末；５．８１６ｇをそれぞれ秤量した。ＺｎＳ：ＣｕＣｌは、付活剤であるＣｕＣｌ（シルバニア社製）でＺｎＳが予め活性化された材料である。原料以外の蛍光体の製造方法は実施例１と同様であるため、説明は省略する。
【０１５９】
混合、加圧焼成、粉砕、分級等を経て、得られた蛍光体粉末を用いて、ＥＬ素子を製造した。ＥＬ素子についても、上記実施例１の図２０と同様に分散型ＥＬ素子を製造し、発光層２０６に本実施例４で得られる蛍光体を分散させた。
【０１６０】
製造したＥＬ素子に対し、４００Ｖ、５０ｋＨｚの正弦波交流電圧を印加してＥＬ発光させたところ、最高で約２５．１ｃｄ／ｍ２のＥＬ発光輝度を得た。具体的には、周波数０Ｈｚ〜５０ｋＨｚまでの範囲で、ＥＬ発光輝度が０ｃｄ／ｍ２〜約２５．１ｃｄ／ｍ２へ非線形的に上昇する特性であった（図１３参照）。
【実施例５】
【０１６１】
本実施例では、発光励起材料としてＩｎ２Ｏ３を用いた例について説明する。
【０１６２】
蛍光体母体材料としてＺｎＳ：Ｍｎ粉末；２２．９８１ｇ、発光励起材料としてＩｎ２Ｏ３粉末；７．０１９ｇをそれぞれ秤量した。原料以外の蛍光体の製造方法は実施例１と同様であるため、説明は省略する。
【０１６３】
混合、加圧焼成、粉砕、分級等を経て、得られた蛍光体粉末を用いて、ＥＬ素子を製造した。ＥＬ素子についても、上記実施例１の図２０と同様に分散型ＥＬ素子を製造し、発光層２０６に本実施例５で得られる蛍光体を分散させた。
【０１６４】
製造したＥＬ素子に対し、４００Ｖ、５０ｋＨｚの正弦波交流電圧を印加してＥＬ発光させたところ、約２０．３ｃｄ／ｍ２のＥＬ発光輝度を得た。具体的には、電圧０Ｖ〜４００Ｖまでの範囲で、ＥＬ発光輝度が０ｃｄ／ｍ２〜約２０．３ｃｄ／ｍ２へ非線形的に上昇する特性であった（図１４参照）。
【実施例６】
【０１６５】
本実施例では、上記実施例と異なる加圧焼成温度で、蛍光体を製造する例について説明する。
【０１６６】
蛍光体母体材料としてＺｎＳ：Ｍｎ粉末；２４．１８４ｇ、発光励起材料としてＺｎＯ粉末；５．８１６ｇをそれぞれ秤量した後、上記実施例１と同様に、ＺｒＯ製ボールと一緒に遊星ポットミルに入れ、湿式法により混合、粉砕した。混合、粉砕は、回転数３００ｒｐｍで６０分間行った。
【０１６７】
得られた混合物を乾燥させ、１ｍｍの開口を持つフルイに通して、ＺｒＯ製ボールを取り除いた後、フルイを通して得られた混合物をＡｒ雰囲気下で、加圧力４０ＭＰａ、焼成温度１１５０℃の条件で、ホットプレス法で６０分間加圧焼成した。混合物はペレットに成型した。
【０１６８】
得られた焼成ペレットは、上記実施例１と同様に、粉砕した後に５０μｍの開口を持つフルイを通して分級した。得られた蛍光体粉末を用いて、ＥＬ素子を製造した。ＥＬ素子は、上記実施例１の図２０と同様に分散型ＥＬ素子を製造し、発光層２０６に本実施例６で得られる蛍光体を分散させた。
【０１６９】
製造したＥＬ素子に対し、４００Ｖ、５０ｋＨｚの正弦波交流電圧を印加してＥＬ発光させたところ、約２４．５ｃｄ／ｍ２のＥＬ発光輝度を得た。具体的には、電圧０Ｖ〜４００Ｖまでの範囲で、ＥＬ発光輝度が０ｃｄ／ｍ２〜約２４．５ｃｄ／ｍ２へ非線形的に上昇する特性であった（図１５参照）。
【実施例７】
【０１７０】
本実施例では、発光励起材料としてＺｎＭｎＯを用いた例について説明する。
【０１７１】
まず、ＺｎＯ粉末；１４．３４２ｇ、ＭｎＯ粉末；０．６５８ｇをそれぞれ秤量した後、Φ２ｍｍのＺｒＯ製ボール；９０ｇと一緒に遊星ポットミルに入れ、湿式法により回転数３００ｒｐｍとして６０分間混合、粉砕した。
【０１７２】
得られた混合物を乾燥させ、１ｍｍの開口を持つフルイに通して、ＺｒＯ製ボールを取り除いた後、フルイを通して得られた混合物を窒素雰囲気下で焼成温度１１５０℃にて１８０分間焼成し、酸化亜鉛マンガン固溶体であるＺｎＭｎＯを得た。ここで得られたＺｎＭｎＯを発光励起材料として用いた。
【０１７３】
蛍光体母体材料としてＺｎＳ：Ｍｎ粉末；２４．１８４ｇ、発光励起材料としてＺｎＭｎＯ粉末；５．８１６ｇをそれぞれ秤量した後、先と同様にΦ２ｍｍのＺｒＯ製ボール；９０ｇと一緒に遊星ポットミルに入れ、湿式法により回転数３００ｒｐｍとして６０分間混合、粉砕した。
【０１７４】
得られた混合物を乾燥させ、１ｍｍの開口を持つフルイに通して、ＺｒＯ製ボールを取り除いた後、フルイを通して得られた混合物をＡｒ雰囲気下で、加圧力４０ＭＰａ、焼成温度１１５０℃の条件で、ホットプレス法で６０分間加圧焼成した。混合物はペレットに成型した。
【０１７５】
得られた焼成ペレットは、上記実施例１と同様に、粉砕した後に５０μｍの開口を持つフルイを通して分級した。得られた蛍光体粉末を用いて、ＥＬ素子を製造した。ＥＬ素子は、上記実施例１の図２０と同様に分散型ＥＬ素子を製造し、発光層２０６に本実施例７で得られる蛍光体を分散させた。
【０１７６】
製造したＥＬ素子に対し、４００Ｖ、５０ｋＨｚの正弦波交流電圧を印加してＥＬ発光させたところ、約７３．３ｃｄ／ｍ２のＥＬ発光輝度を得た。具体的には、周波数０Ｈｚ〜５０ｋＨｚまでの範囲で、ＥＬ発光輝度が０ｃｄ／ｍ２〜約７３．３ｃｄ／ｍ２へ非線形的に上昇する特性であった（図１６参照）。
【実施例８】
【０１７７】
本実施例では、上記実施例１と異なる割合で蛍光体母体材料と、発光励起材料と、を混合した例について説明する。
【０１７８】
蛍光体母体材料としてＺｎＳ：Ｍｎ粉末；１６．３４６ｇ、発光励起材料としてＺｎＯ粉末；１３．６５４ｇをそれぞれ秤量した。原料となるＺｎＳ：Ｍｎ粉末と、ＺｎＯ粉末の分量以外の蛍光体の製造方法は実施例１と同様であるため、説明は省略する。
【０１７９】
混合、加圧焼成、粉砕、及び分級等を経て、得られた蛍光体粉末の中から、一の蛍光体粒子をＦＩＢにて粒子断面が観察できるように加工した。粒子断面のＳＩＭ像を図１７に示す。図１７より、ＺｎＳ中にＺｎＯがまだら状に分散されたコンポジット蛍光体が形成されていることが確認できた。
【０１８０】
上記蛍光体粉末を用いて、ＥＬ素子を製造した。ＥＬ素子は、上記実施例１の図２０と同様に分散型ＥＬ素子を製造し、発光層２０６に本実施例８で得られる蛍光体を分散させた。
【０１８１】
製造したＥＬ素子に対し、３６０Ｖ、５０ｋＨｚの正弦波交流電圧を印加してＥＬ発光させたところ、最高で約２５ｃｄ／ｍ２のＥＬ発光輝度を得た。具体的には、電圧０Ｖ〜３６０Ｖまでの範囲で、ＥＬ発光輝度が０ｃｄ／ｍ２〜約２５ｃｄ／ｍ２へ非線形的に上昇する特性であった（図１８参照）。
【０１８２】
また、製造したＥＬ素子を、ＦＩＢにて素子断面が観察できるように加工した。素子断面のＳＩＭ像を図１９に示す。図１９には、ガラス基板１９０１、発光層１９０３、誘電体層であるチタン酸バリウム１９０５が順次形成された積層構造が示されている。なお、ガラス基板と発光層との間にＩＴＯ電極が形成されているが、膜厚が１１０ｎｍと薄いため、判別できない。図１９より、発光層中に蛍光体粒子１９０７が分散されていることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【０１８３】
【図１】本発明に係る蛍光体の一例の模式図である。
【図２】本発明に係る蛍光体の製造方法の一例を説明するフロー図である。
【図３】本発明に係るＥＬ素子の一例の断面の模式図である。
【図４】本発明に係るパッシブマトリクス型の発光装置の一例の上面図及び断面図である。
【図５】本発明に係るパッシブマトリクス型の発光装置の一例の斜視図である。
【図６】本発明に係るパッシブマトリクス型の発光装置の一例の上面図である。
【図７】本発明に係るアクティブマトリクス型の発光装置の一例の上面図及び断面図である。
【図８】実施例１の蛍光体粒子の断面ＳＩＭ像である。
【図９】実施例１のＥＬ素子の特性を示す図である。
【図１０】実施例２の蛍光体粒子の断面ＳＩＭ像である。
【図１１】実施例２のＥＬ素子の特性を示す図である。
【図１２】実施例３のＥＬ素子の特性を示す図である。
【図１３】実施例４のＥＬ素子の特性を示す図である。
【図１４】実施例５のＥＬ素子の特性を示す図である。
【図１５】実施例６のＥＬ素子の特性を示す図である。
【図１６】実施例７のＥＬ素子の特性を示す図である。
【図１７】実施例８の蛍光体粒子の断面ＳＩＭ像である。
【図１８】実施例８のＥＬ素子の特性を示す図である。
【図１９】実施例８のＥＬ素子の一部の断面ＳＩＭ像である。
【図２０】実施例１〜８のＥＬ素子の構成を示す模式図である。
【図２１】本発明に係る電子機器の例の斜視図である。
【図２２】本発明に係る発光装置を光源として用いた液晶表示装置の分解図の一例である。
【符号の説明】
【０１８４】
１００ 蛍光体
１０２ 蛍光体母体材料
１０４ 発光励起材料
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光体母体材料と、
前記蛍光体母体材料中にまだら状に分散され、前記蛍光体母体材料と分離している発光励起材料と、
を含み、
前記発光励起材料は、金属酸化物、周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる半導体、又は周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と周期表第５Ｂ族（第１５族）元素とからなる半導体から選ばれた一の材料であることを特徴とする蛍光体。
【請求項２】
蛍光体母体材料と、
前記蛍光体母体材料中にまだら状に分散され、前記蛍光体母体材料と分離している発光励起材料と、
を含み、
前記発光励起材料は、金属酸化物、周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる半導体、又は周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と周期表第５Ｂ族（第１５族）元素とからなる半導体から選ばれた一の材料であり、
表面は前記蛍光体母体材料であることを特徴とする蛍光体。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記発光励起材料は、前記蛍光体母体材料と前記発光励起材料を含む粒子よりも平均中心粒径の小さい発光励起材料粒子により構成されていることを特徴とする蛍光体。
【請求項４】
請求項３において、
前記発光励起材料粒子の一は、他の前記発光励起材料粒子と連続していることを特徴とする蛍光体。
【請求項５】
請求項３において、
前記発光励起材料粒子の一は、他の前記発光励起材料粒子の一と分離していることを特徴とする蛍光体。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
前記金属酸化物は、酸化亜鉛、酸化ニッケル、酸化スズ、酸化チタン、三酸化コバルト、酸化コバルト、酸化タングステン、酸化モリブデン、三酸化バナジウム、五酸化バナジウム、酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム、三酸化レニウム、酸化ルテニウム、酸化ストロンチウムルテニウム、酸化ストロンチウムイリジウム、又は酸化バリウム鉛であることを特徴とする蛍光体。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
前記周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる半導体は、酸化亜鉛であることを特徴とする蛍光体。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一において、
前記周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と周期表第５Ｂ族（第１５族）元素とからなる半導体は、リン化インジウムであることを特徴とする蛍光体。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一において、
前記蛍光母体材料は、前記発光励起材料と固溶しない材料であることを特徴とする蛍光体。
【請求項１０】
蛍光体母体材料と、
金属酸化物、周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる半導体、又は周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と周期表第５Ｂ族（第１５族）元素とからなる半導体を含む発光励起材料と、
を原料として混合し、
得られた混合物を加圧焼成することを特徴とする蛍光体の製造方法。
【請求項１１】
蛍光体母体材料と、
金属酸化物、周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる半導体、又は周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と周期表第５Ｂ族（第１５族）元素とからなる半導体を含む発光励起材料と、
を混合し、
得られた混合物を加圧焼成し、
得られた焼成物を、中性、酸性、若しくは塩基性の溶液又は気体にさらすことを特徴とする蛍光体の製造方法。
【請求項１２】
請求項１０又は請求項１１において、
前記加圧焼成は、ホットプレス法、熱間等方加圧法、放電プラズマ焼結法、又は衝撃法により行うことを特徴とする蛍光体の製造方法。
【請求項１３】
請求項１０乃至請求項１２のいずれか一において、
前記原料の混合は、湿式法により混合するとともに得られる混合材料の粒径を小さく粉砕することを特徴とする蛍光体の製造方法。
【請求項１】
蛍光体母体材料と、
前記蛍光体母体材料中にまだら状に分散され、前記蛍光体母体材料と分離している発光励起材料と、
を含み、
前記発光励起材料は、金属酸化物、周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる半導体、又は周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と周期表第５Ｂ族（第１５族）元素とからなる半導体から選ばれた一の材料であることを特徴とする蛍光体。
【請求項２】
蛍光体母体材料と、
前記蛍光体母体材料中にまだら状に分散され、前記蛍光体母体材料と分離している発光励起材料と、
を含み、
前記発光励起材料は、金属酸化物、周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる半導体、又は周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と周期表第５Ｂ族（第１５族）元素とからなる半導体から選ばれた一の材料であり、
表面は前記蛍光体母体材料であることを特徴とする蛍光体。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記発光励起材料は、前記蛍光体母体材料と前記発光励起材料を含む粒子よりも平均中心粒径の小さい発光励起材料粒子により構成されていることを特徴とする蛍光体。
【請求項４】
請求項３において、
前記発光励起材料粒子の一は、他の前記発光励起材料粒子と連続していることを特徴とする蛍光体。
【請求項５】
請求項３において、
前記発光励起材料粒子の一は、他の前記発光励起材料粒子の一と分離していることを特徴とする蛍光体。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
前記金属酸化物は、酸化亜鉛、酸化ニッケル、酸化スズ、酸化チタン、三酸化コバルト、酸化コバルト、酸化タングステン、酸化モリブデン、三酸化バナジウム、五酸化バナジウム、酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム、三酸化レニウム、酸化ルテニウム、酸化ストロンチウムルテニウム、酸化ストロンチウムイリジウム、又は酸化バリウム鉛であることを特徴とする蛍光体。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
前記周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる半導体は、酸化亜鉛であることを特徴とする蛍光体。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一において、
前記周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と周期表第５Ｂ族（第１５族）元素とからなる半導体は、リン化インジウムであることを特徴とする蛍光体。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一において、
前記蛍光母体材料は、前記発光励起材料と固溶しない材料であることを特徴とする蛍光体。
【請求項１０】
蛍光体母体材料と、
金属酸化物、周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる半導体、又は周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と周期表第５Ｂ族（第１５族）元素とからなる半導体を含む発光励起材料と、
を原料として混合し、
得られた混合物を加圧焼成することを特徴とする蛍光体の製造方法。
【請求項１１】
蛍光体母体材料と、
金属酸化物、周期表第２Ｂ族（第１２族）元素と周期表第６Ｂ族（第１６族）元素とからなる半導体、又は周期表第３Ｂ族（第１３族）元素と周期表第５Ｂ族（第１５族）元素とからなる半導体を含む発光励起材料と、
を混合し、
得られた混合物を加圧焼成し、
得られた焼成物を、中性、酸性、若しくは塩基性の溶液又は気体にさらすことを特徴とする蛍光体の製造方法。
【請求項１２】
請求項１０又は請求項１１において、
前記加圧焼成は、ホットプレス法、熱間等方加圧法、放電プラズマ焼結法、又は衝撃法により行うことを特徴とする蛍光体の製造方法。
【請求項１３】
請求項１０乃至請求項１２のいずれか一において、
前記原料の混合は、湿式法により混合するとともに得られる混合材料の粒径を小さく粉砕することを特徴とする蛍光体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１８】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図８】
【図１０】
【図１７】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１８】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図８】
【図１０】
【図１７】
【図１９】
【公開番号】特開２００９−７４０８０（Ｐ２００９−７４０８０Ａ）
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２０６５２（Ｐ２００８−２２０６５２）
【出願日】平成２０年８月２９日（２００８．８．２９）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２９日（２００８．８．２９）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
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