JP2003286482A - 真空紫外線励起発光素子用の蛍光体 - Google Patents

真空紫外線励起発光素子用の蛍光体

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伸弘 熊田
Choichi Kinomura
暢一 木野村
Toshinori Isobe
敏典 磯部
Keiji Ono
慶司 大野
Susumu Miyazaki
進 宮崎
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Abstract

(57)【要約】 【課題】真空紫外線励起発光素子用の輝度の高い蛍光体
を提供する。 【解決手段】組成式mM1O・nM2O・(M3 2-2xx
x)O4(式中のM1はCa、SrおよびBaからなる
群より選ばれる1種以上であり、M2はMgおよびZn
からなる群より選ばれる1種以上であり、M3はSiお
よびGeからなる群より選ばれる1種以上であり、mは
0.5以上3.5以下であり、nは0.5以上2.5以
下であり、xは0を超え0.2以下である。)で表わさ
れる化合物と付活剤としてCe、Pr、Nd、Pm、S
m、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Ybおよび
Mnからなる群より選ばれる1種以上とを含有してなる
真空紫外線励起発光素子用の蛍光体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマディスプ
レイパネル(以下「PDP」という。)および希ガスラ
ンプなどの真空紫外線励起発光素子に好適な蛍光体に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】真空紫外線によって励起して発光させる
蛍光体はすでに提案されている。例えば、Ba、Mg、
Al、Oと付活剤EuとからなるBaMgAl1017
Euが青色蛍光体として、また例えば、Zn、Si、O
と付活剤MnとからなるZn2SiO4:Mnが緑色蛍光
体として、また例えば、Y、Gd、B、Oと付活剤Eu
とからなる(Y,Gd)BO3:Euが赤色蛍光体とし
て実用化されており、PDPや希ガスランプなどの真空
紫外線励起発光素子として用いられている。
【0003】しかしながら、これら真空紫外線励起発光
素子用の蛍光体にはさらなる輝度の向上が望まれてお
り、上記したようなアルミン酸塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩
からなる蛍光体が検討されている。ケイ酸塩からなる蛍
光体としては、例えば、Extended abstr
acts of the sixth interna
tional conference on the
science andtechnology of
display phosphors,21−24には
真空紫外線励起発光素子用の蛍光体としてCaMgSi
26:Euが開示されているが、輝度が十分ではなかっ
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、真空
紫外線励起発光素子用の輝度の高い蛍光体を提供するこ
とにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく蛍光体の組成について鋭意研究を重ねた
結果、ケイ酸塩またはケイ酸塩のSiをGeで置換した
ゲルマン酸塩蛍光体の中でも、Ca、SrおよびBaか
らなる群より選ばれる1種以上と、MgおよびZnから
なる群より選ばれる1種以上と、SiおよびGeからな
る群より選ばれる1種以上と、Pと、Alと、酸素と、
付活剤としてCe、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、T
b、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびMnからなる
群より選ばれる1種以上を含有されてなる蛍光体が、真
空紫外線励起で強い発光を示すことを見い出し、本発明
を完成するに到った。
【0006】すなわち本発明は、組成式mM1O・nM2
O・(M3 2-2xxAlx)O4(式中のM1はCa、Sr
およびBaからなる群より選ばれる1種以上であり、M
2はMgおよびZnからなる群より選ばれる1種以上で
あり、M3はSiおよびGeからなる群より選ばれる1
種以上であり、mは0.5以上3.5以下であり、nは
0.5以上2.5以下であり、xは0を超え0.2以下
である。)で表わされる化合物と付活剤としてCe、P
r、Nd、Pm、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、E
r、Tm、YbおよびMnからなる群より選ばれる1種
以上とを含有してなる真空紫外線励起発光素子用の蛍光
体を提供する。また本発明は、上記記載の蛍光体を含ん
でなる真空紫外線励起発光素子を提供する。
【0007】
【発明の実施の形態】以下に本発明について詳しく説明
する。本発明の真空紫外線励起発光素子用の蛍光体は、
組成式mM1O・nM2O・(M3 2-2xxAlx)O4(式
中のM1はCa、SrおよびBaからなる群より選ばれ
る1種以上であり、M2はMgおよびZnからなる群よ
り選ばれる1種以上であり、M3はSiおよびGeから
なる群より選ばれる1種以上であり、mは0.5以上
3.5以下であり、nは0.5以上2.5以下であり、
xは0を超え0.2以下である。)で表わされる化合物
と付活剤としてCe、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、
Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびMnからな
る群より選ばれる1種以上とを含む蛍光体である。前記
組成式においてm=1およびn=1の場合の一つである
組成式(M1 1-aEua)M2(M3 2-2yyAly)O6(式
中のM1はCa、SrおよびBaからなる群より選ばれ
る1種以上であり、M2はMgおよびZnからなる群よ
り選ばれる1種以上であり、M3はSiおよびGeから
なる群より選ばれる1種以上である。)で表される蛍光
体がさらに好ましい。ここで、aは0.001以上0.
5以下の範囲が好ましく、yは0を超え0.1以下の範
囲が好ましい。aまたはyがこの範囲を超える場合は、
真空紫外線励起による蛍光体の輝度が低くなるおそれが
ある。さらに前記一般式で表されるケイ酸塩またはゲル
マン酸塩蛍光体の中でも、ディオプサイド(Diops
ide、透輝石)と同じ結晶構造を有する蛍光体が好ま
しい。M2としてはMg、M3としてはSiが好ましいの
で一般式(M1 1-bEub)Mg(Si2-2zzAlz)O6
で表される化合物からなる蛍光体がさらに好ましい。こ
こで、bは0.001以上0.5以下の範囲が好まし
く、zは0を超え0.1以下の範囲が好ましい。bまた
はzがこの範囲を超える場合は、真空紫外線励起による
蛍光体の輝度が低くなる傾向がある。
【0008】本発明の蛍光体の製造方法は特に限定され
るものではなく、例えば、上記組成式に示された金属元
素の化合物を混合して焼成することにより製造すること
ができる。本発明の蛍光体を製造するための原料となる
カルシウム源、ストロンチウム源、バリウム源として
は、高純度(99%以上)の水酸化物、炭酸塩、硝酸
塩、ハロゲン化物、シュウ酸塩など高温で分解して酸化
物になりうるものか高純度(99%以上の)の酸化物が
通常使用される。マグネシウム源、亜鉛源となる原料と
しては、高純度(99%以上)の水酸化物、炭酸塩、硝
酸塩、ハロゲン化物、シュウ酸塩など高温で分解して酸
化物になりうるものか高純度(99%以上)の酸化物が
使用できる。ケイ素源、ゲルマニウム源となるとなる原
料としては、高純度(99%以上)の水酸化物、炭酸
塩、硝酸塩、ハロゲン化物、シュウ酸塩など高温で分解
して酸化物になりうるものか高純度(99%以上)の酸
化物が使用できる。リン源としては、高温で分解して酸
化物になりうるリン酸水素アンモニウム、リン酸アンモ
ニウムなどのリン化合物か高純度(99%以上の)の酸
化物が使用できる。さらに、カルシウム源とリン源とし
て第2リン酸カルシウム、アルミニウム源とリン源とし
てリン酸アルミニウムなどの複合酸化物も使用できる。
【0009】付活剤となるCe、Pr、Nd、Pm、S
m、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Ybまたは
Mnを含む化合物としては、例えば高純度(99%以
上)の水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、ハロゲン化物、シュ
ウ酸塩など高温で分解して酸化物になりうるものかまた
は高純度(99%以上)の酸化物が使用できる。
【0010】上記原料を所定の組成となるように秤量し
て混合する。混合には、通常工業的に用いられているボ
ールミル、V型混合機、または攪拌装置等を用いること
ができる。
【0011】混合した後、例えば1000℃以上150
0℃以下の温度範囲にて1から100時間焼成すること
により本発明の蛍光体が得られる。原料に水酸化物、炭
酸塩、硝酸塩、ハロゲン化物、シュウ酸塩など高温で分
解して酸化物になりうるものを使用した場合には、本焼
成の前に、例えば600℃から900℃の温度範囲にて
仮焼することも可能である。焼成雰囲気としては、特に
限定されるものではないが、例えば水素を0.1から1
0体積%含む窒素やアルゴン等の還元性雰囲気で焼成す
ることが好ましい。さらに還元性の強い雰囲気で焼成す
るために適量の炭素を添加して焼成してもよい。仮焼の
雰囲気は大気雰囲気、還元性雰囲気のいずれでもよい。
また、焼成反応を促進するために適量のフラックスを添
加してもよい。
【0012】さらに上記方法にて得られる蛍光体は、例
えばボールミル、ジェットミル等を用いて粉砕解砕する
こともできる。また、洗浄、分級することもできる。さ
らに得られる蛍光体は、例えば結晶性を高めるために再
焼成することもできる。
【0013】以上のようにして得られる本発明の蛍光体
は、真空紫外線励起によって高い輝度が得られるため、
PDPおよび希ガスランプなどの真空紫外線励起発光素
子に好適である。
【0014】本発明の真空紫外線励起発光表示素子用蛍
光体を用いるPDPの作製方法としては、例えば、特開
平10−195428号公報に開示されているような公
知の方法が使用できる。すなわち、青色、緑色、赤色発
光用のそれぞれの真空紫外線励起発光素子用蛍光体を、
例えば、セルロース系化合物、ポリビニルアルコールの
ような高分子化合物および有機溶媒からなるバインダー
と混合して蛍光物質ペーストを調製する。本発明の背面
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、蛍光体ペーストまた
は蛍光物質ペーストをスクリーン印刷などの方法によっ
て塗布し、300〜600℃の温度範囲で焼成し、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す
る。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。
【0015】本発明によって得られる真空紫外励起発光
素子用の蛍光体を例えばPDPなどの真空紫外励起発光
素子に用いると、高い発光輝度を有する素子を製造する
ことができる。
【0016】
【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説
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。
【0017】比較例1 炭酸カルシウムCaCO3、酸化ユーロピウムEu
23、水酸化マグネシウムMg(OH)2、酸化珪素S
iO2各原料をCaCO3:Eu23:Mg(OH)2
SiO2のモル比が0.98:0.01:1:2になる
ように配合、混合した後に2体積%H2含有Ar気流中
で1200℃の温度で4時間焼成した。ここで得られた
1回焼成品をメノウ乳鉢で粉砕し、再度2体積%H2
有Ar気流中で1200℃の温度で2時間焼成を行っ
た。このようにして、組成式がCa0.98Eu0.02MgS
26で表される蛍光体を得た。この蛍光体についてX
線回折により結晶構造を調べた結果、ディオプサイド
(Diopside、透輝石)と同じ結晶構造であっ
た。この蛍光体に、6.7Pa(5×10-2Torr)
以下の真空槽内で、得られた蛍光体にエキシマ146n
mランプ(ウシオ電機社製、H0012型)を用いて真
空紫外線を照射したところ、青色の発光を示し、得られ
た輝度を100とした。
【0018】実施例1 炭酸カルシウムCaCO3、酸化ユーロピウムEu
23、水酸化マグネシウムMg(OH)2、酸化珪素S
iO2、リン酸アルミニウムAlPO4各原料をCaCO
3:Eu23:Mg(OH)2:SiO2:AlPO4のモ
ル比が0.98:0.01:1:1.9:0.05にな
るように配合、混合した後に2体積%H2含有Ar気流
中で1200℃の温度で4時間焼成した。ここで得られ
た1回焼成品をメノウ乳鉢で粉砕し、再度2体積%H2
含有Ar気流中で1200℃の温度で2時間焼成を行っ
た。このようにして、組成式がCa0.98Eu0.02MgS
1.9Al0.050.056で表される蛍光体を得た。この
蛍光体について、X線回折により結晶構造を調べた結
果、ディオプサイド(Diopside、透輝石)と同
じ結晶構造であった。この蛍光体に、6.7Pa(5×
10-2Torr)以下の真空槽内で、得られた蛍光体に
エキシマ146nmランプ(ウシオ電機社製、H001
2型)を用いて真空紫外線を照射したところ、青色の強
い発光を示した。また、この蛍光体の輝度は、比較例1
の輝度に対して210であった。
【0019】比較例2 比較例1と同様にして製造した蛍光体に、6.7Pa
(5×10-2Torr)以下の真空槽内で、得られた蛍
光体にエキシマ172nmランプ(ウシオ電機社製、H
0016型)を用いて真空紫外線を照射したところ、青
色の発光を示し、得られた輝度を100とした。
【0020】実施例2 実施例1と同様にして製造した蛍光体に、6.7Pa
(5×10-2Torr)以下の真空槽内で、得られた蛍
光体にエキシマ172nmランプ(ウシオ電機社製、H
0016型)を用いて真空紫外線を照射したところ、青
色の強い発光を示した。また、この蛍光体の輝度は、比
較例2の輝度に対して200であった。
【0021】
【発明の効果】本発明の蛍光体は真空紫外線励起による
発光の輝度が高く、特にPDPや希ガスランプなどの真
空紫外線励起発光素子用に好適であり、高輝度の真空紫
外線励起発光素子が実現できるので工業的に極めて有用
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大野 慶司 茨城県つくば市北原6 住友化学工業株式 会社内 (72)発明者 宮崎 進 茨城県つくば市北原6 住友化学工業株式 会社内 Fターム(参考) 4H001 CA02 CA04 CA06 XA08 XA12 XA13 XA14 XA15 XA20 XA30 XA32 XA38 XA56 YA25 YA58 YA59 YA60 YA61 YA62 YA63 YA65 YA66 YA67 YA68 YA69 YA70 5C040 GG08 MA03

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】組成式mM1O・nM2O・(M3 2-2xx
    x)O4(式中のM1はCa、SrおよびBaからなる
    群より選ばれる1種以上であり、M2はMgおよびZn
    からなる群より選ばれる1種以上であり、M3はSiお
    よびGeからなる群より選ばれる1種以上であり、mは
    0.5以上3.5以下であり、nは0.5以上2.5以
    下であり、xは0を超え0.2以下である。)で表わさ
    れる化合物と付活剤としてCe、Pr、Nd、Pm、S
    m、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Ybおよび
    Mnからなる群より選ばれる1種以上とを含有してなる
    ことを特徴とする真空紫外線励起発光素子用の蛍光体。
  2. 【請求項2】組成式(M1 1-aEua)M2(M3 2-2yy
    y)O6(式中のM1、M2およびM 3は前記と同じ意味
    を有する。aは0.001以上0.5以下であり、yは
    0を超え0.1以下である。)で表される化合物からな
    る請求項1に記載の真空紫外線励起発光素子用の蛍光
    体。
  3. 【請求項3】結晶構造がディオプサイド(Diopsi
    de、透輝石)と同じである請求項1または2記載の真
    空紫外線励起発光素子用の蛍光体。
  4. 【請求項4】M2がMgでありM3がSiである請求項1
    〜3のいずれかに記載の蛍光体。
  5. 【請求項5】請求項1〜4のいずれかに記載の蛍光体を
    含んでなることを特徴とする真空紫外線励起発光素子。
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JP2006265307A (ja) * 2005-03-22 2006-10-05 Ube Material Industries Ltd 蛍光体粉末の製造方法

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