JP2000034477A

JP2000034477A - プラズマディスプレイパネルと蛍光体および蛍光体の製造方法

Info

Publication number: JP2000034477A
Application number: JP12923899A
Authority: JP
Inventors: Kanako Miyashita; 加奈子宮下; Hiroyuki Kado; 博行加道; Mitsuhiro Otani; 光弘大谷; Masaki Aoki; 正樹青木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-05-15
Filing date: 1999-05-10
Publication date: 2000-02-02

Abstract

(57)【要約】【課題】セル構成がハイビジョン並に細かいＰＤＰに
用いても良好なパネル輝度を得ることが可能な優れた発
光輝度を持つ蛍光体とその製造方法、ならびに当該蛍光
体を用いたＰＤＰを提供する。【解決手段】合成して得た蛍光体をアニール処理し、
蛍光体粒子の表面における結晶中の欠陥準位を補修す
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、蛍光体とその製造
方法、および当該蛍光体を用いたプラズマディスプレイ
パネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】蛍光体を用いてカラー表示するディスプ
レイデバイスでは、一般に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青
色（Ｂ）の３色にそれぞれ蛍光発光する各蛍光体をディ
スプレイ面にマトリクス状またはストライプ状に塗布
し、特定の位置の蛍光体に電子線または紫外線を照射し
て所望の表示を行うようになっている。

【０００３】このようなディスプレイデバイスで用いら
れる蛍光体は、例えば以下の方法で製造される。すなわ
ち青色蛍光体（ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ）は、まず、
炭酸バリウム（ＢａＣＯ₃）、炭酸マグネシウム（Ｍｇ
ＣＯ₃）、酸化アルミニウム（α−Ａｌ₂Ｏ₃）をＢａ、
Ｍｇ、Ａｌの原子比で１対１対１０になるように配合す
る。次にこの混合物に対して所定量の酸化ユーロピウム
（Ｅｕ₂Ｏ₃）を添加する。そして、適量のフラックス
（ＡｌＦ₂、ＢａＣｌ₂）と共にボールミルで混合し、１
４００℃〜１６５０℃で所定時間（例えば、０．５時
間）、還元雰囲気（Ｈ₂、Ｎ₂中）で焼成する。

【０００４】赤色蛍光体（Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ）は、水酸化イ
ットリウムＹ₂(ＯＨ)₃とホウ酸（Ｈ ₃ＢＯ₃）とをＹ、Ｂ
の原子比が１対１になるように配合する。次に、この混
合物に対して所定量の酸化ユーロピウム（Ｅｕ₂Ｏ₃）を
添加し、適量のフラックスと共にボールミルで混合し、
空気中１２００℃〜１４５０℃で所定時間（例えば１時
間）焼成する。

【０００５】緑色蛍光体（Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ）は、酸
化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ケイ素(Ｓｉ０₂）をＺｎ、Ｓｉ
の原子比が２対１になるように配合する。次に、この混
合物に所定量の酸化マンガン（Ｍｎ₂Ｏ₃）を添加し、ボ
ールミルで混合後、空気中１２００℃〜１３５０℃で所
定時間（例えば０．５時間）焼成する。こうして作製し
た各蛍光体を粉砕し、分級（ふるい分け）する。これに
より所定の粒径分布を有する蛍光体粒子が得られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のように作製され
る蛍光体を用いるディスプレイデバイスとしては、従来
よりＣＲＴが広く使用されているが、近年ではハイビジ
ョンをはじめとする高品位、大画面のディスプレイデバ
イスへの期待が高りつつある中で、プラズマディスプレ
イパネル（以下「ＰＤＰ」と称す）が注目されている。

【０００７】ＰＤＰは、２枚のガラス板を対向させ、そ
の間に複数の隔壁（リブ）をストライプ状に形成し、隔
壁間にＲＧＢ各色ごとに蛍光体を塗布して気密接着し、
隔壁とガラス板の間の放電空間に封入した放電ガスの発
生する紫外線（ＵＶ）により放電して蛍光発光させるも
のである。このような構造を有するＰＤＰは大画面の実
現が比較的容易であり、すでに５０インチクラスの製品
が開発されている。

【０００８】ところでＰＤＰは、放電空間で発生する紫
外線の強度が放電空間の大きさに比例する性質がある。
近年より期待されているフルスペックの４２インチハイ
ビジョンテレビでは画素数が１９２０×１１２５、セル
ピッチが０．１５ｍｍ×０．４８ｍｍで１セル面積が
０．０７２ｍｍ²の細かさになるが、このスペックのＰ
ＤＰを従来のセル構成で作製すると、上記性質より紫外
線の強度が下がり、蛍光体の蛍光発光も弱くなって、パ
ネル発光効率が０．１５〜０．１７ｌｍ／Ｗ程度と、Ｎ
ＴＳＣ方式のＰＤＰに比べて１／７〜１／８程度に低下
してしまうのが予想される。以上のことから、ＰＤＰで
ハイビジョンのような微細セルを作製するにあたって
は、従来のＰＤＰよりも輝度を大幅に向上させなければ
ならない。

【０００９】以上のことから現在では、特にＰＤＰに使
用する蛍光体において、ＰＤＰのセル構成がハイビジョ
ン並に細かくなっても、一定のパネル輝度を維持するこ
とが可能な蛍光体を得ることは難しいとされている。本
発明はこのような課題に鑑みて為されたものであって、
その目的は、セル構成がハイビジョン並に細かいＰＤＰ
であっても、良好なパネル輝度を得ることが可能な優れ
た発光輝度の蛍光体とその製造方法、ならびに当該蛍光
体を用いたＰＤＰを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は蛍光体の製造方法として、蛍光体を合成し
て得る合成ステップと、当該合成ステップ後に蛍光体を
加熱してアニール処理するアニール処理ステップとを経
るものとした。このとき、蛍光体材料の種類によって
は、上記アニール処理を還元雰囲気中で行うものとし
た。

【００１１】また、合成ステップとアニール処理ステッ
プの間に、蛍光体を所定の平均粒径を有する蛍光体粒子
の形状に加工する粒子化ステップを経るものとした。こ
のように本発明の蛍光体の製造方法では、合成して得ら
れた蛍光体にアニール処理（焼きなまし処理）を行うこ
とで蛍光体の表面における結晶中に存在する欠陥準位を
補修する。これにより蛍光体の量子効率が向上し、安定
した発光強度が得られる。

【００１２】また、アニール処理は蛍光体の製造工程に
おいて少なくとも最終工程で行えばよいので、合成ステ
ップ後の蛍光体を粉砕工程に通して小粒子化しても、最
終的に結晶性と発光強度に優れる蛍光体粒子を得ること
ができる。したがって、本発明の蛍光体をＰＤＰの蛍光
体層に使用すれば、微細セル構造のＰＤＰであっても従
来より高いパネル輝度を得ることが可能となる。これは
特に、最大粒径（または平均粒径）が３μｍ程度、より
好ましくは１.５μｍ程度の比較的細かい蛍光体粒子を
使用する場合に有効である。

【００１３】なお、アニール処理ステップにかかる加熱
温度（または加熱時間）を合成ステップより低温度（ま
たは短時間）にすることにより、蛍光体粒子の凝結を防
ぎ、所望の粒径の蛍光体を得ることが出来る。また、製
造する蛍光体を球状粒子からなるものとすれば、蛍光体
層の充填率を他の形状の蛍光体粒子よりも高められるの
で、さらにその分パネル輝度を向上させられる効果が期
待できる。ここでいう「球状」とは、例えば粒子の径比
（長軸径/短軸径）が０.９以上１.０以下として定義さ
れるものである。

【００１４】なお、蛍光体は一般に結晶成長させて合成
することにより、合成直後は粗い蛍光体粒子として得ら
れる。これ以降の文中では特に断りのない限り「蛍光
体」といえば「蛍光体粒子」を指すものとする。

【００１５】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）＜蛍光体の製造方法＞以下、本実施の形態１の蛍光体の
製造方法を説明する。前述したように、ハイビジョン並
の微細セル構造を持つＰＤＰで良好なパネル輝度を得る
ためには、蛍光体層に用いる蛍光体粒子の量子効率を高
める必要がある。これには蛍光体粒子の表面の結晶性を
上げる（結晶中の欠陥準位をなくす）ことが有効であ
る。本実施の形態はこの点を考慮して、合成した蛍光体
粒子をアニール処理工程に通すことを特徴とするもので
ある。

【００１６】本実施の形態では、蛍光体の材料として一
般的にＰＤＰなどの蛍光体層に使用されている次の組成
を用いる。なお、これ以降の実施の形態についても同様
の組成の蛍光体に基づいて説明するが、当然ながら本発
明はこれらの組成に限定するものではない。青色蛍光体：ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ緑色蛍光体：Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ赤色蛍光体：Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕここで図１は、本実施の形態１の蛍光体の製造工程のフ
ロー図である。次に、当図１に従って各製造工程を説明
する。

【００１７】１─ａ.蛍光体合成工程青色蛍光体（ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ）は、炭酸バリ
ウム（ＢａＣＯ₃）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ₃）、
酸化アルミニウム（α−Ａｌ₂Ｏ₃）をＢａ、Ｍｇ、Ａｌ
の原子比が１：１：１０になるように混合する。次に、
この混合物に所定量の酸化ユーロピウム（Ｅｕ₂０₃）を
添加し、適量のフラックス（媒溶剤、ＡｌＦ₂）と共に
ボールミルで混合する。そして１３００℃〜１８００℃
で所定時間（例えば０．５時間）、還元雰囲気（Ｈ₂、
Ｎ₂中）で加熱する。

【００１８】赤色蛍光体（Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ）は、水酸化イ
ットリウムＹ₂(ＯＨ)₃とホウ酸（Ｈ ₃ＢＯ₃）をＹとＢの
原子比が１：１になるように配合する。次に、この混合
物に所定量の酸化ユーロピウム（Ｅｕ₂Ｏ₃）を添加し、
適量のフラックスと共にボールミルで混合する。そして
空気中１２００℃〜１７００℃で所定時間（例えば１時
間）加熱する。

【００１９】緑色蛍光体（Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ）は、酸
化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ケイ素(ＳｉＯ₂）をＺｎ、Ｓｉ
の原子比が２：１になるように配合する。次に、この混
合物に所定量の酸化マンガン（Ｍｎ₂Ｏ₃）を添加し、ボ
ールミルで混合する。そして空気中１０００℃〜１５０
０℃で所定時間（例えば０．５時間）加熱する。１─ｂ.解砕工程上記１─ａの工程により、各蛍光体は、設定した加熱温
度および加熱時間により平均粒径が３μｍ程度の粒度分
布を持つ蛍光体粒子群として得られる。これらの合成後
の蛍光体粒子は軽度に凝結しているため、これを結晶性
が損なわれない程度に乳鉢や超音波発生器でほぐす（解
砕する）。

【００２０】１─ｃ.アニール処理工程次に、上記ほぐした各蛍光体について前記蛍光体合成工
程１─ａと同様の温度条件、時間条件、および還元雰囲
気中で再度加熱する。これにより、蛍光体粒子の表面に
存在していた結晶中の欠陥準位が補修される。（ここ
で、実際の蛍光体粒子の表面の状態はＴＥＭ等で確認で
きる。）なお蛍光体の合成工程としては上記した１─ａの方法に
限らず、例えば公知のゾル−ゲル法などによる合成工程
であってもよい。

【００２１】また、一旦ほぐされた蛍光体粒子がアニー
ル処理工程で再凝結することは少ないが、より確実に再
凝結を防ぐためにアニール処理工程の温度を蛍光体合成
工程より低くしてもよい。同様に、アニール処理工程に
かかる時間を短縮してやるなどの工夫を行ってもよい。
さらに、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍ
ｎ、ＢａＡｌ₁₂Ｏ₁₉：Ｍｎ等は、付活剤Ｅｕを２価のイ
オンにするために還元雰囲気中で加熱する必要がある
が、このイオン化は蛍光体の製造過程で最終的に行えば
よいので、アニール処理工程を還元雰囲気下で行えば、
これ以外の加熱処理時を大気下で行ってもよい。

【００２２】＜上記蛍光体を用いたＰＤＰ＞次に、上記
方法により製造した蛍光体を用いたＰＤＰの構成につい
て説明する。図２は、当該ＰＤＰの主要構成を示す部分
的な断面斜視図である。図中、ｚ方向がＰＤＰの厚み方
向、ｘｙ平面がＰＤＰ面に平行な平面に相当する。当図
に示すように、本ＰＤＰは交流面放電型ＰＤＰであっ
て、互いに主面を対向させて配設されたフロントパネル
１０およびバックパネル２０から構成される。

【００２３】フロントパネル１０の基板となるフロント
パネルガラス１１には、その片面に一対の表示電極１
２、１３（Ｘ電極１２、Ｙ電極１３）がｘ方向に沿って
構成され、一対の表示電極１２、１３との間で面放電を
行うようになっている。表示電極１２、１３を配設した
フロントパネルガラス２１には、当該ガラス１１の面全
体にわたって誘電体層１４がコートされ、さらに誘電体
層１４には保護層１５がコートされている。

【００２４】バックパネル２０の基板となるバックパネ
ルガラス２１には、その片面に複数のアドレス電極２３
がｙ方向を長手方向として一定間隔でストライプ状に並
設され、このアドレス電極２３を内包するようにバック
パネルガラス２１の全面にわたって誘電体膜２２がコー
トされている。誘電体膜２２上には、隣接するアドレス
電極２３の間隙に合わせて隔壁２４が配設され、そして
隣接する隔壁２４の側壁とその間の誘電体膜２２の面上
には、平均粒径が約３μｍの蛍光体粒子からなる赤色
（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の何れかに対応する蛍
光体層２５〜２７が形成されている。前記蛍光体粒子は
本発明の特徴として、粒子表面の結晶性が従来より向上
されている。

【００２５】フロントパネル１０とバックパネル２０
は、アドレス電極２３と表示電極１２、１３の互いの長
手方向が直交するように対向させつつ、両パネル１０、
２０の外周縁部にて接着し封止されている。そして前記
両パネル１０、２０の間にＸｅを含む放電ガス（封入ガ
ス）が所定の圧力（従来は通常３００〜５００Ｔｏｒｒ
程度）で封入され、隣接する隔壁２４間が放電空間２８
となり、隣り合う一対の表示電極１２、１３と１本のア
ドレス電極２３が放電空間２８を挟んで交叉する領域
が、画像表示にかかるセル（不図示）となる。ＰＤＰ駆
動時には各セルにおいて、アドレス電極２３と表示電極
１２、１３のいずれかの間で放電が開始され、一対の表
示電極１２、１３同士でのグロー放電によって短波長の
紫外線（Ｘｅ共鳴線、波長約１４７ｎｍ）が発生し、蛍
光体層２５〜２７が発光して画像表示がなされる。

【００２６】ここにおいて、本ＰＤＰの主な特徴は蛍光
体層２５〜２７にある。すなわち蛍光体層２５〜２７を
構成する蛍光体粒子の表面における結晶中の欠陥準位が
上記のようにアニール処理によって補修されることによ
り、蛍光体層２５〜２７の発光効率が従来より高く改善
されている。以上の構成を有する本ＰＤＰによれば、平
均粒径が約３μｍの蛍光体粒子からなる蛍光体層２５〜
２７が、放電空間２８で発生した紫外線を受けて蛍光発
光する。この蛍光発光は、粒子表面の結晶性が従来より
向上した蛍光体粒子によって、効率よくフロントパネル
１０側から取り出される。したがってパネル輝度が向上
し、良好な表示性能が得られることとなる。

【００２７】このようなＰＤＰは以下の各製造工程によ
り製造したものである。１.フロントパネル１０の作製フロントパネル１０は、フロントパネルガラス１１上に
表示電極１２、１３を形成し、その上を誘電体層１４で
覆い、更に誘電体層１４の表面に保護層１５を形成する
ことによって作製する。

【００２８】本実施の形態では、表示電極１２、１３は
銀電極であって、銀電極用のペーストをスクリーン印刷
した後に焼成する方法で形成する。また、誘電体層１４
の組成は、酸化鉛（ＰｂＯ）７０ｗｔ％、酸化ホウ素
（Ｂ₂Ｏ₃）１５ｗｔ％、酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）１５ｗ
ｔ％であって、スクリーン印刷法と焼成によって、約２
０μｍの膜厚に形成する。次に上記の誘電体層１４上に
ＣＶＤ法（化学蒸着法）にて１．０μｍの酸化マグネシ
ウム（ＭｇＯ）の保護層１５を形成する。

【００２９】２.バックパネル２０の作製バックパネルガラス２１上に銀電極用のペーストをスク
リーン印刷し、その後焼成する方法によってアドレス電
極２３を形成する。その上にスクリーン印刷法と焼成に
よってＴｉＯ₂粒子と誘電体ガラスからなる誘電体膜２
２と、同じくスクリーン印刷をくり返し行なった後焼成
することにより得られたガラス製の隔壁２４を所定のピ
ッチで作成する。

【００３０】これらの隔壁２４に挟まれた各空間内に、
前述した赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体を含む蛍
光体インクのいずれかを塗布することによって蛍光体層
２５〜２７を形成する。蛍光体インクの塗布法には、例
えばメニスカス法と称される極細ノズルからメニスカス
（表面張力による架橋）を形成しながら蛍光体インクを
吐出する方法がある。この方法は蛍光体インクを目的の
領域に均一に塗布するのに好都合である。メニスカス法
の一例を以下に説明する。

【００３１】蛍光体インクは、蛍光体とバインダー（エ
チルセルロース）および有機溶剤（α-ターピネオー
ル）を４５：２：５３の重量比で混合したものを用い
る。この蛍光体インクをタンク（不図示）に入れ、当該
タンクに連結したノズル（先端径８０μｍ）の先端を隔
壁２４の間隔に合わせる。そしてこのノズルを、誘電体
膜２２から約１００μｍの距離を保ちつつ、隔壁２４の
長手方向に沿って、速度５０ｍｍ/ｓで走査しながら圧
力０.５ｋｇｆ/ｃｍ²で蛍光体インクを吐出することに
より、ノズルと隔壁２４との間、もしくはノズルと誘電
体膜２２の表面との間に蛍光体インクのメニスカスを形
成しながら塗布する。

【００３２】なお蛍光体の塗布方法として、従来の印刷
法や、感光性樹脂を用いたフォトフィルム法やフォトペ
ースト法を行っても同様の効果が得られた。蛍光体イン
クの塗布後、最大温度５２０℃で２時間プロファイルの
焼成を行うことによって蛍光体層２５〜２７が形成され
る。なお、ここでＰＤＰを、従来のＮＴＳＣ仕様として
作製してもよいが、４０インチクラスのハイビジョンテ
レビのサイズに合わせるためには、隔壁の高さを０．１
〜０．１５ｍｍ、隔壁ピッチを０．１５〜０．３ｍｍと
する必要がある。また蛍光体層２５〜２７の厚みを５〜
５０μｍとする必要がある。

【００３３】３.パネルの張り合わせによるＰＤＰの作
製次に、フロントパネル１０の表示電極１２、１３とバッ
クパネル２０のアドレス電極２３が直交するように、フ
ロントパネル１０とバックパネル２０とを封着用ガラス
を用いて張り合せる。そして隔壁２４で仕切られた放電
空間２８内を高真空に排気した後、所定の組成の放電ガ
スを所定の圧力で封入してＰＤＰを完成する。

【００３４】なお本ＰＤＰでは、放電ガスにおけるＸｅ
の含有量を５体積％とし、封入圧力を５００〜８００Ｔ
ｏｒｒの範囲に設定した。（実施の形態２）ＰＤＰの構成は上記実施の形態１とほ
ぼ同様であり、ここでは本実施の形態２に特徴的な蛍光
体とその製造方法について主に説明する。また、蛍光体
と製造方法についても重複する箇所を割愛する。

【００３５】ＰＤＰで良好なパネル輝度を得るために
は、蛍光体層の可視光発光効率を高め、発光した光を有
効に取り出す必要がある。このためには一旦得られた蛍
光体粒子の粒径をさらに小さくすることによって充填率
を高めることが有効であるが、粒径を小さくするために
蛍光体を粉砕しただけでは蛍光体粒子の表面の結晶性が
失われて十分な蛍光発光が得られなくなる。本実施の形
態２はこの点に留意して、蛍光体粒子を粉砕した後にア
ニール処理を加え、その結晶性を維持することによっ
て、小粒子でありながら結晶性のよい蛍光体粒子を作製
するものである。

【００３６】＜蛍光体材料および蛍光体の製造方法＞図
３は、本実施の形態２の蛍光体の製造工程を示すフロー
図である。次に当図３に従って各工程を説明する。２─ａ.蛍光体合成工程まず、青色蛍光体（ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ）、赤色
蛍光体（Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ）、緑色蛍光体（Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：
Ｍｎ）をそれぞれ実施の形態１と同様の方法で合成し、
平均粒径が５μｍ程度の粒径分布を有する蛍光体粒子を
得る。なお、本実施の形態でもゾル−ゲル法などによっ
て蛍光体を合成してよい。

【００３７】２─ｂ.粉砕工程合成した各蛍光体をボールミルを用いて粉砕し、蛍光体
粒子をさらに３μｍ程度の平均粒径になるまで小粒子化
する。２─ｃ.分級工程上記粉砕後、まだ残っている大きい蛍光体粒子を除くた
め、ふるいにかけて分級（最大粒径３μｍ）を行う。

【００３８】２─ｄ.アニール処理工程分級後の各蛍光体を再度、前記条件と同様の温度で焼成
する。焼成雰囲気は、青色蛍光体および緑色蛍光体は還
元雰囲気で行い、赤色蛍光体は空気中で行う。２─ｅ.解砕工程アニール処理後、蛍光体を再度ボールミルで細かく砕
く。ただし、この工程は蛍光体粒子間の凝結をほぐすた
めの解砕工程であり、蛍光体粒子表面の結晶性を失わな
い程度に軽く行う。

【００３９】２─ｆ.分級工程蛍光体粒子をほぐした後、再度ふるいにかけて分級を行
い、最大粒径が３μｍ以下の蛍光体粒子を得る。ここ
で、２─ｂにおける工程はボールミルに限らず、クラッ
シャ等を用いてもよい。さらに２─ｅの解砕工程には超
音波発生器を用いてもよい。

【００４０】また蛍光体材料としては、上記材料以外に
もＢａＡｌ₁₂Ｏ₁₉：Ｍｎや（Ｙ_xＧｄ_1-x）ＢＯ₃：Ｅｕ
などＰＤＰに一般的に用いられているものを適宜用いて
よい。＜上記蛍光体を用いたＰＤＰ＞上記製造方法で作製した
本実施の形態２の蛍光体を用いたＰＤＰは、前記実施の
形態１の蛍光体による効果に加え、蛍光体層中の蛍光体
粒子の最大粒径が３μｍ以下の小粒子であるため、蛍光
体層の充填率がより向上している。このため蛍光発光の
発光効率がさらに高まり、パネル輝度が上昇する。した
がってＰＤＰのセル構成をハイビジョン並の微細構造に
しても、良好なパネル輝度を得ることが可能となる。

【００４１】（実験１）実施の形態１のアニール処理工
程による効果を確認するために、一例として青色蛍光体
ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕを用い、アニール処理工程前
後での発光強度を測定して比較する実験を行った。まず
蛍光体（ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ）を蛍光体合成工程
１─ａで合成し（１５００℃で３０ｍｉｎ）、これをほ
ぐして平均粒径が５μｍ程度の蛍光体を得た。この時点
で、比較例１として蛍光体の発光強度を測定した。なお
測定にあたっては（ミノルタ製）を用い、蛍光体を深さ
１ｍｍのホルダーに充填し、波長１４６ｎｍのＫｒ（ク
リプトン）エキシマランプを照射して行った。

【００４２】続いて、作製した蛍光体をアニール処理工
程１─ｂに通し（１３００℃で２０ｍｉｎ）、これをほ
ぐして発光強度を実施の形態１の測定値として測定し
た。得られた比較例１および実施の形態１の測定値を比
較すると、実施の形態１の蛍光体は、従来のものより５
％ほど輝度が向上するという結果が得られた。このよう
な輝度の向上は、アニール処理によって蛍光体粒子の表
面の結晶性が改善し、量子効率が向上したのが理由であ
ると考えられる。

【００４３】なお、同様の結果は緑色蛍光体（Ｚｎ₂Ｓ
ｉＯ₄：Ｍｎ）や赤色蛍光体（Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ）でも得ら
れた。（実験２）実施の形態２の蛍光体粉砕工程およびアニー
ル処理工程による効果と、蛍光体粒子の形状による効果
を調べるため、上記実験１と同様に一例として青色蛍光
体ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕを用い、蛍光体の発光輝度
の比較を行った。

【００４４】まず青色蛍光体（ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅ
ｕ）を蛍光体合成工程２─ａで合成し（１５００℃で３
０ｍｉｎ）、平均粒径が５μｍ程度の蛍光体を得た。さ
らに、蛍光体粉砕工程２─ｂで平均粒径０.５、１、
２、３、４μｍの粒度分布を有する各蛍光体粒子を得
た。この時点で、各蛍光体粒子を比較例２としてその発
光輝度を測定した。

【００４５】続いて、作製した各蛍光体をアニール処理
工程２─ｄに通し（１３００℃で２０ｍｉｎ）、解砕工
程２─ｅを経て分級を行い、最終的に０.５、１、２、
３、４、５μｍの最大粒径を有する各蛍光体粒子を得
た。そして、これらの各蛍光体粒子の発光輝度を実施の
形態２の測定値として測定した。ところで、青色蛍光体
（ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ）は一般的な製造方法から
は六角板状粒子として得られるものであるが、これを下
記の製造方法（特開昭６２−２０１９８９号公報や特開
平７−２６８３１９号公報に記載されている製造方法）
によって、球状（すなわち粒子の長軸径/短軸径の値が
０.９以上１.０以下として定義される球状）粒子の形状
に作製し、これに本発明のアニール処理工程を施して実
施の形態２として発光輝度を測定した。そして、上記球
状粒子と六角板状粒子の粒子形状の差による本発明の効
果を調べた。

【００４６】以下に青色蛍光体（ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：
Ｅｕ）の球状粒子の製造方法を説明する。＜青色蛍光体（ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ）球状粒子の
製造方法＞３─ａ.蛍光体材料混合工程まず炭酸バリウム（ＢａＣＯ₃）、炭酸マグネシウム
（ＭｇＣＯ₃）、酸化アルミニウム（α−Ａｌ₂Ｏ₃）を
Ｂａ、Ｍｇ、Ａｌの原子比が１：１：１０になるように
混合した。次に、この混合物に所定量の酸化ユーロピウ
ム（Ｅｕ₂０₃）を添加し、適量のフラックス（媒溶剤、
ＡｌＦ₂）と共にボールミルで混合する。

【００４７】３─ｂ.プラズマ蒸発乾固工程プラズマ発生装置（タファー社製モデル５６プラズマト
ーチ）を用い、キャリアガス：Ｎ₂（３ｋｇ/ｃｍ²）、
蛍光体吐出量（１００ｇ/ｍｉｎ）、プラズマ発生出力
２００ｋＷの条件に設定しつつ、上記混合物を円筒型の
反応管内で自由落下させながらプラズマ蒸発乾固させ
る。そして落下後に得られる蛍光体粒子を分級し、最大
粒径が２、３、４、５μｍの各蛍光体粒子ごとに分け
た。そして、これらの蛍光体について発光強度を測定し
た。

【００４８】図４は実験２で測定した結果を蛍光体粒子
の発光輝度と粒子の最大粒径の関係に基づいてまとめた
グラフである。図中、■が六角板状粒子（実施の形態
２）、○が球状粒子（実施の形態２）、●が六角板状粒
子（比較例２）の各蛍光体をそれぞれ表している。相対
発光強度の各値は六角板状粒子（比較例２）の最大粒径
が５μｍのものを１００として相対評価している。

【００４９】当図から明らかなように、一般に粒径が小
さくなるにつれて発光輝度が低下する。小さい粒径の蛍
光体粒子ほど強く粉砕加工されているので、蛍光体粒子
の表面に結晶の欠陥準位は粉砕加工の度合いに比例して
生じやすくなると考えられる。しかしながら実施の形態
では、六角板状粒子と球状粒子の両方において比較例よ
り２０％以上ほども優れた相対発光強度を示す結果が得
られた。

【００５０】このように、蛍光体にアニール処理を行う
か否かによって相対発光強度に差が生じるようになる。
つまり実施の形態のデータから、粉砕工程で蛍光体粒子
の表面の結晶に欠陥準位が生じても、アニール処理で良
好に補修される効果が明らかである。本発明の効果は、
図４に見られるとおり蛍光体粒子の形状には関係なく得
られることが分かったが、その効果が比較的顕著なのは
蛍光体粒子の最大粒径が３μｍ以下の範囲である。より
好ましくは図４から、１.５μｍ以下の値に最大粒径を
設定するとさらに優れた効果が得られるのが明らかであ
る。このように蛍光体粒子の最大粒径を非常に小さくす
ることで、ハイビジョンなどの微細なセルの蛍光体層と
して用いた場合にパネル輝度が向上するといった効果が
期待できる。

【００５１】なお、このような実験結果は、緑色蛍光体
（Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ）や赤色蛍光体（Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ）
でも同様に得られた。（実験３）次に、実施の形態２とその比較例で作製した
蛍光体を蛍光体層に用い、実施の形態１で述べたＰＤＰ
の作製方法に基づいてＰＤＰを作製した。そして各ＰＤ
Ｐのパネル輝度を測定して比較し、測定結果を図５にま
とめた。蛍光体としては、青色蛍光体にＢａＭｇＡｌ₁₀
Ｏ₁₇：Ｅｕ、緑色蛍光体にＺｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ、赤色蛍
光体にＹ₂Ｏ₃：Ｅｕをそれぞれ用いた。実施の形態の蛍
光体は六角板状粒子は２─ａ〜２─ｄの各工程にしたが
って作製し、球状粒子は３─ａおよび３─ｂの各工程に
したがって作製した。

【００５２】なお各ＰＤＰは、蛍光体層の膜厚を２０μ
ｍ、放電ガス圧を５００Ｔｏｒｒにそれぞれ設定した。
また測定にあたっては、各ＰＤＰを放電維持電圧が１５
０Ｖ、周波数が３０ｋＨｚの放電条件で稼働させて行っ
た。さらに測定時には各ＰＤＰを白バランスが取れるよ
うに設定し、全面白色点灯とした。図５は実験３で測定
した結果をＰＤＰのパネル輝度と蛍光体粒子の最大粒径
の関係に基づいてまとめたグラフである。図中、■が六
角板状粒子（実施の形態２）、○が球状粒子（実施の形
態２）、●が六角板状粒子（比較例２）の各蛍光体を用
いたＰＤＰをそれぞれ表している。

【００５３】一般に蛍光体層は、蛍光体粒子の小粒子化
に伴って蛍光体粒子の充填率が改善されるので反射率が
向上し、発光した可視光を有効にパネル前面に取り出す
ことが可能となる。このことから図５では、蛍光体粒子
の最大粒径が５μｍから３μｍ程度の範囲では、蛍光体
層の反射率の向上によりパネル輝度が向上している。し
かし、さらに蛍光体粒子が小粒子化すると比較例では発
光強度の低下がみられ、パネル輝度が低下するようにな
る。当図では、蛍光体粒子の最大粒径が３μｍ以下にな
ると、比較例のＰＤＰのパネル輝度が顕著に低下する傾
向がみられる。これは、実験２の結果と同様に、蛍光体
粒子が小粒子になるほど蛍光体粒子の表面の結晶性が悪
くなり、量子効率が低下するのが原因と考えられる。

【００５４】一方、実施の形態２では蛍光体の製造工程
でアニール処理を行ったことにより蛍光体粒子の表面の
結晶性が改善されており、さらに蛍光体粒子の最大粒径
を１.５μｍ程度まで小粒子化することによっても良好
な発光輝度を維持する。このため実施の形態２の蛍光体
粒子で最大粒径が約１.５μｍ以下のものをＰＤＰの蛍
光体層に使用する場合には、蛍光体層の充填率の向上と
相まって、パネル輝度が良好に上昇する。このとき、例
えば青色蛍光体においては、球状粒子が六角板状粒子よ
りも蛍光体層としたときに充填率が高くなるので、当図
のように球状粒子の蛍光体粒子を用いた実施の形態のＰ
ＤＰの輝度が最も優れたパネル輝度の値を示す結果とな
った。

【００５５】なお、実験２および３では、各蛍光体粒子
を最大粒径に基づく粒度分布で定義して使用したが、最
大粒径ではなく平均粒径で定義しても一定の効果が望め
る。この場合でも３μｍ以下の平均粒径の場合に上記し
た効果が得られ、その効果は１.５μｍ以下に平均粒径
を設定した場合に顕著に得られることが分かっている。

【００５６】また上記実験１〜３では、一旦合成した蛍
光体を粉砕して小粒子化した直後のものを比較例に用い
たが、例えば合成工程における加熱温度を調整する（具
体的には温度を下げる）ことにより直接小さい蛍光体粒
子を形成し、これを比較例とした場合においても、粒子
表面の結晶性が実施の形態よりも未成熟なため、本発明
の効果に比肩するまでには至らないことが分かってい
る。

【００５７】なお、実施の形態２等で、アニール処理工
程の前後に分級工程をそれぞれ行う例を示したが、本発
明はこれに限定せず、どちらか一方を行うだけにしても
よい。

【００５８】

【発明の効果】以上のように本発明は、蛍光体の製造方
法として、蛍光体を合成して得る合成ステップと、当該
合成ステップ後に蛍光体を加熱してアニール処理するア
ニール処理ステップとを経るので、蛍光体粒子を小粒子
化しても良好に発光強度を維持することが可能である。
また、この製造方法で作製した蛍光体を用いれば、蛍光
体層における蛍光体粒子の充填率を向上させるとともに
反射特性を改善することが可能となり、ハイビジョン並
の微細セル構成を有するＰＤＰであっても、優れた輝度
および発光効率のＰＤＰが実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の蛍光体の製造工程のフロー図で
ある。

【図２】本発明の一適用例である交流面放電型ＰＤＰの
構成を示す部分断面斜視図である。

【図３】実施の形態２の蛍光体の製造工程のフロー図で
ある。

【図４】蛍光体粒子径と発光強度の関係を示すグラフで
ある。

【図５】蛍光体粒子径とＰＤＰのパネル輝度の関係を示
すグラフである。

【符号の説明】

１０フロントパネル１１フロントパネルガラス１２、１３表示電極１４誘電体保護層（ＭｇＯ）１５保護層２０バックパネル２１バックパネルガラス２２誘電体膜２３アドレス電極２４隔壁２５〜２７蛍光体層２８放電空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０９Ｋ 11/64 ＣＰＭＣ０９Ｋ 11/64 ＣＰＭ 11/78 ＣＰＢ 11/78 ＣＰＢ (72)発明者大谷光弘大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者青木正樹大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蛍光体を合成して得る合成ステップと、
当該合成ステップ後に蛍光体を加熱してアニール処理す
るアニール処理ステップとを経ることを特徴とする蛍光
体の製造方法。
【請求項２】合成ステップ後に蛍光体をほぐす解砕ス
テップを経ることを特徴とする請求項１に記載の蛍光体
の製造方法。
【請求項３】合成ステップとアニール処理ステップの
間に、蛍光体を所定の平均粒径を有する蛍光体粒子の形
状に加工する粒子化ステップを経ることを特徴とする請
求項１に記載の蛍光体の製造方法。
【請求項４】解砕ステップまたは粒子化ステップのい
ずれかにおいて、平均粒径が３μｍ以下の蛍光体粒子を
得ることを特徴とする請求項２または３に記載の蛍光体
の製造方法。
【請求項５】解砕ステップまたは粒子化ステップのい
ずれかにおいて、平均粒径が１.５μｍ以下の蛍光体粒
子を得ることを特徴とする請求項２または３に記載の蛍
光体の製造方法。
【請求項６】アニール処理ステップの前後の少なくと
もいずれかに、粒子化ステップを経て得られた蛍光体粒
子を所定の最大粒径の値に基づいて分級する分級ステッ
プを経ることを特徴とする請求項３に記載の蛍光体の製
造方法。
【請求項７】分級ステップにおいて、最大粒径が３μ
ｍ以下の蛍光体粒子を得ることを特徴とする請求項６に
記載の蛍光体の製造方法。
【請求項８】分級ステップにおいて、最大粒径が１.
５μｍ以下の蛍光体粒子を得ることを特徴とする請求項
７に記載の蛍光体の製造方法。
【請求項９】アニール処理ステップの後で、かつ分級
ステップの前に、蛍光体粒子をほぐす解砕ステップを経
ることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の蛍
光体の製造方法。
【請求項１０】合成ステップで、複数の材料からなる
混合物を加熱して蛍光体を合成し、アニール処理ステッ
プで、合成ステップの加熱温度よりも低い温度で蛍光体
をアニール処理することを特徴とする請求項１〜９のい
ずれかに記載の蛍光体の製造方法。
【請求項１１】アニール処理ステップにおける加熱時
間が、合成ステップにおける加熱時間よりも短いことを
特徴とする請求項１０に記載の蛍光体の製造方法。
【請求項１２】合成ステップで合成する蛍光体の組成
がＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕであり、アニール処理ステ
ップを還元雰囲気下で１０００〜１６００℃の温度範囲
から選択した温度に設定して行うことを特徴とする請求
項１０または１１に記載の蛍光体の製造方法。
【請求項１３】合成ステップを１３００〜１８００℃
温度範囲から選択した温度に設定して行うことを特徴と
する請求項１２に記載の蛍光体の製造方法。
【請求項１４】合成ステップで合成する蛍光体の組成
がＺｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎであり、アニール処理ステップを
還元雰囲気下で９００〜１３００℃の温度範囲から選択
した温度に設定して行うことを特徴とする請求項１０ま
たは１１に記載の蛍光体の製造方法。
【請求項１５】合成ステップを１０００〜１５００℃
の温度範囲から選択した温度に設定して行うことを特徴
とする請求項１４に記載の蛍光体の製造方法。
【請求項１６】合成ステップで合成する蛍光体の組成
がＢａＡｌ₁₂Ｏ₁₉：Ｍｎであり、還元雰囲気下でアニー
ル処理ステップを１０００〜１６００℃の温度範囲から
選択した温度に設定して行うことを特徴とする請求項１
０または１１に記載の蛍光体の製造方法。
【請求項１７】合成ステップを１３００〜１８００℃
の温度範囲から選択した温度に設定して行うことを特徴
とする請求項１６に記載の蛍光体の製造方法。
【請求項１８】合成ステップで合成する蛍光体の組成
がＹ₂Ｏ₃：Ｅｕあるいは（Ｙ_xＧｄ_1-x）ＢＯ₃：Ｅｕで
あり、大気雰囲気下でアニール処理ステップを８００〜
１６００℃の温度範囲から選択した温度に設定して行う
ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の蛍光体
の製造方法。
【請求項１９】合成ステップを１２００〜１７００℃
の温度範囲から選択した温度に設定して行うことを特徴
とする請求項１８に記載の蛍光体の製造方法。
【請求項２０】請求項１〜１９のいずれかに記載の蛍
光体の製造方法により作製したことを特徴とする蛍光
体。
【請求項２１】一対の平行に配されたプレートの間
に、電極および複数色の蛍光体層が配設され、放電ガス
が封入された放電空間が形成されたプラズマディスプレ
イパネルであって、前記蛍光体層が請求項２０に記載の
蛍光体で構成されていることを特徴とするプラズマディ
スプレイパネル。
【請求項２２】前記蛍光体層を構成する蛍光体粒子が
球状粒子であることを特徴とする請求項２１に記載のプ
ラズマディスプレイパネル。