JP2003292947A - 蛍光体ペースト - Google Patents
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Abstract
た蛍光体ペーストを提供する。 【解決手段】ヒドロキシアルキル基と窒素原子とを含む
化合物からなる非イオン性界面活性剤、BET比表面積
が1m2/g以上の蛍光体、バインダーおよび溶剤が含
有されてなる蛍光体ペースト。非イオン性界面活性剤
が、化学式RN(R’−OH) 2、RNH(R’−O
H)、RCON(R’−OH)2、RCONH(R’−
OH)、RN(R’−OH)R’’N(R’−O
H)2、RNHR’’N(R’−OH)2(ただし、Rは
炭素数が8から18のアルキル基またはアルケニル基、
R’、R’’は炭素数が1から4のアルキレン基であ
る。)で表わされる化合物からなる群から選ばれる1種
以上である前記記載の蛍光体ペースト。
Description
し、特に、真空紫外線励起発光素子であるプラズマディ
スプレイ(PDP)や希ガスランプなどに用いられる蛍
光体の層の形成に用いられる蛍光体ペーストに関する。
高まるに伴い、蛍光体層の発光の輝度向上のために、B
ET比表面積が大きく、粒径の小さな蛍光体が開発さ
れ、製造されるようになってきた。しかしながら、蛍光
体のBET比表面積が1m2/g以上に大きくなると、
蛍光体をバインダー、溶剤および分散剤と混合して蛍光
体ペーストとしたときの分散が不十分となり、スクリー
ン印刷法などによる蛍光体ペーストの基板への塗布が困
難になるという問題点があった。
は、蛍光体粉末として従来のBaMgAl10O17:Eu
の粉末を含み、溶剤としてジエチレングリコールモノブ
チルエーテルとジエチレングリコールモノブチルエーテ
ルアセテートとの混合物を含み、バインダー樹脂として
エチルセルロースを含み、界面活性剤として燐酸エステ
ル系界面活性剤を含む蛍光体ペースト(例えば、特許文
献1参照。)が従来から提案されている。しかしなが
ら、BET比表面積が1m2/g以上の蛍光体の分散に
は不十分であった。
T比表面積が大きい蛍光体が十分に分散した蛍光体ペー
ストを提供することにある。
況下、上記の課題を解決すべく蛍光体ペーストについて
鋭意研究を重ねた結果、ヒドロキシアルキル基と窒素原
子とを含む化合物からなる非イオン性界面活性剤が含有
されてなる蛍光体ペーストでは蛍光体の分散性が良好で
あり、塗布が容易であることを見出し、本発明を完成す
るに至った。
と窒素原子とを含む化合物からなる非イオン性界面活性
剤、BET比表面積1m2/g以上の蛍光体、バインダ
ーおよび溶剤が含有されてなる蛍光体ペーストを提供す
る。また本発明は、非イオン性界面活性剤が、RN
(R’−OH)2、RNH(R’−OH)、RCON
(R’−OH)2、RCONH(R’−OH)、RN
(R’−OH)R’’N(R’−OH)2、RNH
R’’N(R’−OH)2(ただし、Rは炭素数が8か
ら18のアルキル基またはアルケニル基、R’、R’’
は炭素数が1から4のアルキレン基である。)で表わさ
れる化合物からなる群から選ばれる1種以上である前記
記載の蛍光体ペーストを提供する。さらに本発明は、前
記いずれかの蛍光体ペーストを基板上に塗布し、加熱し
てなる蛍光体層を用いてなる真空紫外線励起発光素子を
提供する。
く説明する。本発明の蛍光体ペーストに含有される蛍光
体としては、BET比表面積が1m 2/g以上の蛍光体
を用いる。BET比表面積が1m2/g未満の蛍光体に
ついては、本発明が解決する課題である分散の問題が発
生せず、BET比表面積が大きいものほど、蛍光体粒子
の溶剤への分散が困難となるため、界面活性剤の効果は
大きくなり、蛍光体のBET比表面積は2m2/g以上
で効果が大きく、3m2/g以上が更に効果が大きい。
体の組成としては、赤色蛍光体としてはY2O3:Eu、
Y2O2S:Eu、YBO3:Eu、(Y,Gd)BO3:
Eu、GdBO3:Eu、Y2SiO5:Eu、Y3Al5O
12:Eu、ScBO3:Eu、LuBO3:Euなどが挙
げられ、緑色蛍光体としてはZn2SiO4:Mn、Ba
Al12O19:Mn、BaMgAl10O17:Mn、BaM
gAl10O17:Mn,Eu、BaMgAl14O23:M
n、CaAl12O19:Mn、SrAl12O19:Mn、Y
BO3:Tb、LuBO3:Tb、GdBO3:Tb、S
cBO3:Tb、Sr4Si3O8C14:Euなどが挙げら
れ、青色蛍光体としてはBaMgAl10O17:Eu、B
aMgAl14O23:Eu、Y2SiO5:Ce、CaWO
4:Pb、(Ca,Sr)MgSi2O6:Eu、(C
a,Sr)Mg2Si2O7:Eu、(Ca,Sr)2Mg
Si2O7:Euなどが挙げられる。
活性剤はヒドロキシアルキル基と窒素原子とを含む化合
物からなる非イオン性界面活性剤であり、分子内に親水
部と親油部を有する。本発明の蛍光体ペーストに用いる
界面活性剤の分子のヒドロキシアルキル基を含む部分と
窒素原子を含む部分は電気陰性度が高く、親水部として
作用する。本発明で用いるヒドロキシアルキル基と窒素
原子とを含む化合物からなる非イオン界面活性剤の窒素
原子を含む部分は、具体的には、アミノ基、ヒドロキシ
アミノ基およびシアノ基などの官能基;アミド結合、イ
ミド結合、ウレタン結合、アゾ結合、ジアゾ結合などの
結合を少なくとも一つ有しているものが挙げられる。
基からなるものが好ましい。炭化水素基は飽和または不
飽和脂肪族炭化水素(直鎖、分岐鎖、環状)であって
も、芳香族炭化水素でもあってもよい。
基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、
トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキ
サデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基が挙げら
れる。
基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、
ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデ
シル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基にメチル基が
側鎖として結合したもの、ヘキシル基、ヘプチル基、オ
クチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシ
ル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル
基、ヘキサデシル基にエチル基が側鎖として結合したも
の、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル
基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、
トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基にn−
プロピル基が側鎖として結合したものなどが挙げられ
る。
ルシクロヘキシル基、4−ノニルシクロヘキシル基、4
−デシルシクロヘキシル基、シクロヘキシルオクチル
基、シクロヘキシルノニル基、シクロヘキシルデシル基
などが挙げられる。
18個の、アルケニル基、アルカジエニル基、アルキニ
ル基などが挙げられる。芳香族炭化水素基としては、炭
素数8から18個のアルキルフェニル基、アルキルナフ
チル基等が挙げられる。
ロキシアルキル基と窒素原子とを含む化合物からなる非
イオン性界面活性剤としては、アミノアルコールおよび
脂肪酸アルカノールアミドが好ましく、化学式RN
(R’−OH)2、RNH(R’−OH)、RCON
(R’−OH)2、RCONH(R’−OH)、RN
(R’−OH)R’’N(R’−OH)2、RNH
R’’N(R’−OH)2(ただし、Rは炭素数が8か
ら18のアルキル基またはアルケニル基、R’、R’’
は炭素数が1から4のアルキレン基である。)で表され
る化合物が蛍光体を分散させる効果が高く、より好まし
い。
基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラ
デシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデ
シル基、オクタデシル基;CH3(CH2)7CH=CH
(CH2)7CH2−、CH3(CH2)7CH=CH(CH
2)7−などが挙げられる。R’としては、メチレン基、
エチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレン基、n
−ブチレン基、イソブチレン基、sec−ブチレン基、
tert−ブチレン基が挙げられる。最も好ましくは、
RN(CH2CH2OH)2(Rは炭素数が8から18の
アルキル基またはアルケニル基)で表されるビス(2−
ヒドロキシエチル)アルキルアミンである。
ライオン・アクゾ社製のエソミンシリーズ(商品名)、
エソマイド(商品名)、エソデュオミンシリーズ(商品
名)が挙げられる。
化合物からなる非イオン性界面活性剤は、1種のみなら
ず、2種以上の混合物として使用することもできる。ま
た、2種類目の界面活性剤としては、窒素原子および/
またはヒドロキシアルキル基を含有しない非イオン性界
面活性剤を使用することもできる。
用いる場合は合計量)は、蛍光体100重量部に対して
0.001から20重量部が好ましく、より好ましくは
0.1から8重量部、さらに好ましくは0.5から5重
量部である。界面活性剤の効果は、ペースト中の蛍光体
含有率が高いほど大きい。
脂が含有される。バインダー樹脂は熱分解しやすく、溶
剤に溶解して、高粘度を有するポリマーであって、通常
用いられるものとしては、セルロース系樹脂(エチルセ
ルロース、メチルセルロース、ニトロセルロース、アセ
チルセルロース、セルロースプロピオネート、ヒドロキ
シプロピルセルロース、ブチルセルロース、ベンジルセ
ルロース、変性セルロースなど)、アクリル系樹脂(ア
クリル酸、メタクリル酸、メチルアクリレート、メチル
メタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリ
レート、プロピルアクリレート、プロピルメタクリレー
ト、イソプロピルアクリレート、イソプロピルメタクリ
レート、n−ブチルアクリレート、n−ブチルメタクリ
レート、tert−ブチルアクリレート、tert−ブ
チルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレー
ト、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロ
キシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルメ
タクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタク
リレート、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシ
エチルメタクリレート、イソボルニルアクリレート、イ
ソボルニルメタクリレート、グリシジルメタクリレー
ト、スチレン、α−メチルスチレン、3−メチルスチレ
ン、4−メチルスチレン、アクリルアミド、メタアクリ
ルアミド、アクリロニトリル、メタアクリロニトリルな
ど単量体のうち少なくとも1種からなる重合体)、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体樹脂、ポリビニルブチラー
ル、ポリビニルアルコール、プロピレングリコール、ウ
レタン系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール樹脂、アル
キド樹脂などが挙げられる。
らず、2種以上用いることもできる。バインダー樹脂を
添加する作業を行うときは、バインダー樹脂は固体状態
でも、溶液状態でも添加することが可能である。
は、水および/または有機溶剤である。溶剤は、分散
剤、バインダー樹脂を溶解可能で、高沸点であるものが
好ましい。通常用いられる有機溶剤としては、1価アル
コールのうち高沸点のもの;エチレングリコールやグリ
セリンに代表されるジオールやトリオールなどの多価ア
ルコール;アルコールをエーテル化および/またはエス
テル化した化合物(エチレングリコールモノアルキルエ
ーテル、エチレングリコールジアルキルエーテル、エチ
レングリコールアルキルエーテルアセテート、ジエチレ
ングリコールモノアルキルエーテルアセテート、ジエチ
レングリコールジアルキルエーテル、プロピレングリコ
ールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールジア
ルキルエーテル、プロピレングリコールアルキルエーテ
ルアセテート)などが挙げられる。より具体的には、テ
ルピネオール、エチレングリコールモノメチルエーテ
ル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレン
グリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコール
モノブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエ
ーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、エチ
レングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコ
ールジブチルエーテル、メチルセロソルブアセテート、
エチルセロソルブアセテート、プロピルセロソルブアセ
テート、ブチルセロソルブアセテート、プロピレングリ
コールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリ
コールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリ
コールモノプロピルエーテルアセテート、2,2,4−
トリメチル−1,3−ペンタンジオールモノイソブチレ
ートなどが挙げられ、2,2,4−トリメチル−1,3
−ペンタンジオールモノイソブチレートは他の溶剤と比
較して取扱いが良好であった。
ースト中の蛍光体含有量(5重量%から95重量%の範
囲)および目的とする粘度によって変わる。一般的に、
ペースト中の蛍光体含有率が低い場合は、バインダー含
有率を高くすることで、蛍光体含有率が高い場合は、バ
インダー含有率を低くすることで所定の粘度を有するペ
ーストを得ることができる。
ルキル基と窒素原子とを含む非イオン性界面活性剤、蛍
光体粉末、バインダー樹脂、溶剤などの各成分を所定の
組成となるように配合し、分散、混合することにより製
造することができる。分散、混合方法としては、超音波
分散、ボールミル分散、三本ロールミル、ビーズミルな
どの工業的に通常用いられている方法が挙げられる。前
処理として、手練り、遊星回転式混練機などで予備混合
を行うことがある。また、これらの機器において、ペー
スト組成物が接触する部分にはセラミックコーティング
されていることが望ましい。
は、25℃において2500mPa・s(2500c
p)から500000mPa・s(500000cp)
の範囲、3000mPa・s(3000cp)から15
0000mPa・s(150000cp)の範囲が好ま
しく、さらに好ましくは3500mPa・s(3500
cp)から100000mPa・s(100000c
p)の範囲である。
グ剤、可塑剤、感光性材料などを添加してもよい。
ーター、ダイコーター、インクジェットなどの公知の方
法を用いて本発明の蛍光体ペーストを基板の上に塗布し
て塗膜を形成し、加熱して蛍光体層を形成することがで
きる。
温度350℃以上で加熱することで、バインダー樹脂と
非イオン性界面活性剤と溶剤が除去され、蛍光体層を形
成することができる。この蛍光体層は紫外線や真空紫外
線によって励起発光するので、一般の蛍光ランプからP
DPや水銀フリーランプなど真空紫外線励起発光素子へ
利用できるが、特に真空紫外線励起発光素子に用いた場
合、高い輝度が得られるので、好適である。
なる真空紫外線励起発光表示素子の例としてPDPを挙
げてその製造方法について説明する。本発明の蛍光体ペ
ーストを用いるPDPは、例えば特開平10−1954
28号公報に開示されているような公知の方法によって
作製することができる。BET比表面積が1m2/g以
上の青色、緑色、赤色のそれぞれの真空紫外線励起発光
素子用蛍光体を用いて本発明の蛍光体ペーストを作製す
る。背面基板の内面の、隔壁で仕切られ、アドレス電極
を備えたストライプ状の基板表面と隔壁面に、該ペース
トをスクリーン印刷などの方法によって塗布し、乾燥
後、350℃以上の温度で加熱してそれぞれの蛍光体層
を形成させる。これに、蛍光体層と直交する方向の透明
電極およびバス電極を備え、内面に誘電体層と保護層を
設けた表面ガラス基板を重ねて接着し、内部を排気して
低圧のXeやNe等の希ガスを封入し、放電空間を形成
させることにより、PDPを作製することができる。
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。蛍光体の分散性の良し悪しを判断する指標とし
て、粘度(10rpm,25℃)とチクソトロピー指数
TIを用いた。また、粘度がより低く、TIがより大き
いペースト組成物ほど、分散性が良いとした。チクソト
ロピー指数は以下の式から算出した。 TI=log(η2/η1)/log(D1/D2) D1=1rpm η1: 1rpm時の粘度 D2=10rpm η2:10rpm時の粘度 粘度測定はBROOKFIELD社製RVDV−I+C
P型(スピンドルCPE−52)を使用した。
2m2/g)100重量部、非イオン性界面活性剤(ビ
ス(2−ヒドロキシエチル)アルキルアミン、構造式は
R1N(CH2CH2OH)2(R1はC14〜C18の混合
物)、ライオン・アクゾ社製)2重量部、バインダー樹
脂(エチルセルロース)2.5重量部、溶剤(2,2,
4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールモノイソブ
チレート)48重量部をボールミルで分散、混合をおこ
なった。得られたペーストについて粘度測定を行った
(表1)。
2m2/g)100重量部、バインダー樹脂(エチルセ
ルロース)2.5重量部、溶剤(2,2,4−トリメチ
ル−1,3−ペンタンジオールモノイソブチレート)4
8重量部をボールミルで分散、混合をおこなった。得ら
れたペーストについて粘度測定を行った(表1)。
2/g)100重量部、実施例1と同じ非イオン性界面
活性剤2重量部、バインダー樹脂(エチルセルロース)
2.5重量部、溶剤(2,2,4−トリメチル−1,3
−ペンタンジオールモノイソブチレート)65重量部を
ボールミルで分散、混合をおこなった。得られたペース
トについて粘度測定を行った(表1)。
2/g)100重量部、バインダー樹脂(エチルセルロ
ース)2.5重量部、溶剤(2,2,4−トリメチル−
1,3−ペンタンジオールモノイソブチレート)65重
量部をボールミルで分散、混合をおこなった。得られた
ペーストについて粘度測定を行った(表1)。
2m2/g)100重量部、非イオン性界面活性剤(ビ
ス(2−ヒドロキシエチル)アルキルアミン、構造式は
R1N(CH2CH2OH)2(R1はC14〜C18の混合
物)、ライオン・アクゾ社製)2重量部、バインダー樹
脂(エチルセルロース)20重量部、溶剤(2,2,4
−トリメチル−1,3−ペンタンジオールモノイソブチ
レート)163重量部をボールミルで分散、混合をおこ
なった。得られたペーストについて粘度測定を行った
(表1)。
2m2/g)100重量部、バインダー樹脂(エチルセ
ルロース)20重量部、溶剤(2,2,4−トリメチル
−1,3−ペンタンジオールモノイソブチレート)16
3重量部をボールミルで分散、混合をおこなった。得ら
れたペーストについて粘度測定を行った(表1)。
0重量部、実施例1と同じ界面活性剤2重量部、バイン
ダー(エチルセルロース)2.5重量部、溶剤(2,
2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールモノイ
ソブチレート)39重量部を予備混合した。得られた予
備混合物を三本ロールミルにかけて、蛍光体の分散、混
合を行った。得られた蛍光体ペーストについて粘度測定
を行った。塗布試験を、150メッシュのスクリーンを
用いたスクリーン印刷法により、2cm四方の面に塗布
して行った。(表2)
と同様にして蛍光体ペーストを作製した。得られたペー
ストについて粘度測定、塗布試験を行った(表2)。非
イオン性界面活性剤を添加した場合の方がより分散性が
よいことが示された。
比表面積を有する蛍光体粒子が十分に分散したペースト
であり、塗布が容易であるので、特にプラズマディスプ
レイ(PDP)、水銀フリーランプなどの真空紫外線励
起発光素子用に好適であり、工業的に極めて有用であ
る。
Claims (3)
- 【請求項1】ヒドロキシアルキル基と窒素原子とを含む
化合物からなる非イオン性界面活性剤、BET比表面積
が1m2/g以上の蛍光体、バインダーおよび溶剤が含
有されてなることを特徴とする蛍光体ペースト。 - 【請求項2】非イオン性界面活性剤が、化学式RN
(R’−OH)2、RNH(R’−OH)、RCON
(R’−OH)2、RCONH(R’−OH)、RN
(R’−OH)R’’N(R’−OH)2、RNH
R’’N(R’−OH)2(ただし、Rは炭素数が8か
ら18のアルキル基またはアルケニル基、R’、R’’
は炭素数が1から4のアルキレン基である。)で表わさ
れる化合物からなる群から選ばれる1種以上である請求
項1記載の蛍光体ペースト。 - 【請求項3】請求項1、2のいずれかに記載の蛍光体ペ
ーストを基板上に塗布し、加熱してなる蛍光体層を用い
てなる真空紫外線励起発光素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003021598A JP2003292947A (ja) | 2002-01-30 | 2003-01-30 | 蛍光体ペースト |
Applications Claiming Priority (3)
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---|---|---|---|
JP2002021304 | 2002-01-30 | ||
JP2002-21304 | 2002-01-30 | ||
JP2003021598A JP2003292947A (ja) | 2002-01-30 | 2003-01-30 | 蛍光体ペースト |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=29253333
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---|---|---|---|
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003292947A (ja) |
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KR101370181B1 (ko) | 2006-06-28 | 2014-03-05 | 도레이 카부시키가이샤 | 형광체 페이스트 및 디스플레이의 제조 방법 |
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-
2003
- 2003-01-30 JP JP2003021598A patent/JP2003292947A/ja active Pending
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