JP2005314596A - 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 Download PDF

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Abstract

【課題】
プラズマ曝露後の輝度の低下が少ない、真空紫外線励起発光素子用蛍光体を提供する。
【解決手段】
式M1 2(M2 2-2a3 a4 a)M37(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AlおよびGa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、M4はMgおよびZnからなる群より選ばれる1種以上であり、aは0以上0.95以下の範囲である。)で示される化合物に付活剤として、Mn、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびBiからなる群より選ばれる1種以上が含有されてなる真空紫外線励起発光素子用蛍光体。
【選択図】 なし

Description

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。
蛍光体は、PDPや希ガスランプなどのような真空紫外線励起発光素子に用いられており、真空紫外線によって励起され発光する蛍光体はすでに知られている。そのうち、アルミン酸塩蛍光体としては、BaMgAl1017:Euが青色蛍光体として、BaAl1219:Mnが緑色蛍光体として実用化されている(例えば、特許文献1参照。)。また、ケイ酸塩蛍光体としては、(Ca,Sr)MgSi26:Euが青色蛍光体として(例えば、特許文献2参照。)、Zn2SiO4:Mnが緑色蛍光体としてそれぞれ提案または実用化されている。
ここで、真空紫外線励起発光素子は、希ガス中の放電によりプラズマを発生させ、プラズマを発生させた場所の近傍に配置した蛍光体にプラズマから放射された真空紫外線を照射して蛍光体を励起し、蛍光体から放射される可視光により発光する仕組みとなっている。このため蛍光体は、プラズマに曝露される。従来の蛍光体は、このプラズマ曝露後に蛍光体の輝度が低くなるという問題があり、プラズマ曝露後に輝度の低下が少ない蛍光体が求められていた。
そこで、式(Ba1-xEux)Al2Si28で(式中、0.02≦x≦0.90)示される化合物からなるPDP用青色蛍光体が提案されている(例えば、特許文献3参照。)が、プラズマ曝露後の輝度の低下の防止効果は十分ではなかった。
特開2003−242889号公報 特開2002−332481号公報 特開2003−27054号公報
本発明の目的は、PDPなどにおける真空紫外線照射時にプラズマ曝露後の輝度の低下が少ない、真空紫外線励起発光素子用蛍光体を提供することにある。
本発明者らは、上記の課題を解決すべく、真空紫外線励起発光素子用の蛍光体の組成について鋭意研究を重ねた結果、アルカリ土類金属元素を含有し、アルミニウムおよび/またはガリウムを含有し、シリコンおよび/またはゲルマニウムを含有し、さらに特定の付活剤を含有してなる蛍光体が、真空紫外線励起で強い発光を示し、プラズマ曝露後の輝度の低下が少ないことを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、式M1 2(M2 2-2a3 a4 a)M37(式中のM1はCa、SrおよびBaからなる群より選ばれる1種以上の元素であり、M2はAlおよびGaからなる群より選ばれる1種以上の元素であり、M3はSiおよびGeからなる群より選ばれる1種以上の元素であり、M4はMgおよびZnからなる群より選ばれる1種以上の元素であり、aは0以上0.95以下の範囲である。)で示される化合物に付活剤として、Mn、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびBiからなる群より選ばれる1種以上の元素が含有されてなることを特徴とする真空紫外線励起発光素子用蛍光体を提供する。
本発明の蛍光体は、真空紫外線を発生させるためのプラズマに曝露された後も、輝度低下が少なく、真空紫外線により励起した場合の発光の輝度が高いため、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ため工業的に極めて有用である。
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蛍光体は、式(1)
1 2(M2 2-2a3 a4 a)M37 (1)
で示される化合物に付活剤が含有されてなる。式中のM1はCa、SrおよびBaからなる群より選ばれる1種以上の元素であり、M2はAlおよびGaからなる群より選ばれる1種以上の元素であり、M3はSiおよびGeからなる群より選ばれる1種以上の元素であり、M4はMgおよびZnからなる群より選ばれる1種以上の元素である。aは0以上0.95以下の範囲である。蛍光体に含有される付活剤は、Mn、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびBiからなる群より選ばれる1種以上の元素である。なお、蛍光体から付活剤を除いた状態の化合物を母結晶と称し、式(1)からなる化合物は母結晶である。母結晶は、付活剤が含有されていることにより蛍光体となり、励起により発光する機能を持つようになる。
前記式(1)において、蛍光体の輝度が高くなる傾向があるので、M2はAlからなる場合が好ましく、M3はSiからなることが好ましい。そして、プラズマ曝露後の蛍光体の輝度低下が少なくなる傾向があるので、M4はMgからなる場合が好ましい。
前記式(1)においてM4の置換量を示すaの値としては、0以上0.95以下の範囲が好ましく、0.001以上0.5以下の範囲がさらに好ましい。
蛍光体として発光させるための付活剤としては、目的とする効果が阻害されない範囲において、他の付活剤も蛍光体に含有させて共付活(2種以上の付活剤を含有させること。)とすることも可能である。他の付活剤としては、具体的には、B、P、Ti、Sc、Y、La、GdおよびLuからなる群より選ばれる1種以上の元素が挙げられる。
上記に示した中でも好ましい蛍光体として、式(1)において、M2がAlからなり、M3がSiからなり、M4がMgからなる場合であり、さらに、2価の付活剤が含有される場合とMn以外の3価の付活剤が含有される場合には、それぞれM1に置き換わって含有され、Mnが含有される場合には、Alおよび/またはMgと置き換わって含有される場合である式(2)
(M1 1-3b/2-c5 b6 c2(Al2-2d-eSidMgd-fMne+f)SiO7-e/2
(2)
で示される化合物からなる蛍光体が挙げられる。ただし、式中、0≦b≦0.5、0≦c≦0.5、0≦d≦0.95、0≦e+f≦0.3、3b/2+c<1、2d+e<2、0≦d−f、0<b+c+e+fであり、M1は前記と同じ意味を表し、M5は、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびBiからなる群より選ばれ、母結晶中で+3価である1種以上の元素であり、M6は、Nd、Sm、Eu、Dy、TmおよびYbからなる群より選ばれ、母結晶中で+2価である1種以上の元素である。
前記式(2)において、例えば、b=0であれば、本発明の蛍光体であって3価の付活剤が含有されない場合を示し、c=0であれば、Mn以外の2価の付活剤が含有されない場合を示し、d=0であれば(自ずとf=0であり)Mgが含有されずモル比Al:Siが2−e:1である場合を示し、e+f=0であれば付活剤としてMnが含有されない場合を示し、0<e+fかつf=0であればMn原子がAl原子と置換して含有される場合を示し、0<e+fかつe=0かつ0<d−fであればMn原子がMg原子と置換して含有される場合を示す。
さらに好ましい蛍光体として、例えば、Ca2Al2SiO7(前記式(1)において、M1がCaであり、M2がAlであり、M3がSiであり、a=0の場合である。)で示される化合物からなる母結晶に、付活剤としてCeが含有されて(母結晶中ではCe3+となる。)なる化合物からなる蛍光体は、式(3)
(Ca1-(3g/2)Ceg)2Al2SiO7 (3)
(ただし、このときのgの値は0.0001以上0.3以下の範囲である。)で表される化合物からなる。ここで、式(3)は、前記式(2)においてM1がCaであり、M5がCeであり、bがgであり、c=d=e=f=0の場合である。
また、別のさらに好ましい蛍光体として、上記のCa2Al2SiO7で示される化合物からなる母結晶に、付活剤としてMnが含有されて(母結晶中ではMn2+となる。)なる化合物からなる蛍光体は、式(4)
Ca2(Al2-hMnh)SiO7-(h/2) (4)
(ただし、このときのhの値は0.00005以上0.3以下の範囲である。)で表される。ここで、式(4)は、前記式(2)においてM1がCaであり、b=c=d=f=0で、eがhの場合である。
上記の(3)または(4)で示される化合物からなる蛍光体は、付活剤の種類によって蛍光体の発光色が変化し、付活剤がCe(酸化数:+3価)の場合(式(3)の場合)は深青〜青色に発光し、Mn(酸化数:+2価)の場合(式(4)の場合)は緑色に発光する。
なお、上記(2)〜(4)で示される化合物からなる蛍光体にも、他の付活剤として、B、P、Ti、Sc、Y、La、GdおよびLuからなる群より選ばれる1種以上を含有させることができる。
さらに、本発明の蛍光体として、メリライト型(Melilite−type)の結晶構造を有する化合物からなる蛍光体が好ましい。
次に、本発明の蛍光体の製造方法について説明する。
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、所定の金属化合物の混合物を焼成することによって製造することができる。例えば、好ましい組成の一つである組成式(Ca0.955Ce0.032Al2SiO7で表される化合物からなる蛍光体は、CaCO3、Al23、SiO2、CeO2をモル比Ca:Al:Si:Ceが1.91:2.00:1.00:0.06となるように秤量し、それら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カルシウム化合物、ストロンチウム化合物、バリウム化合物、希土類化合物(Scは希土類に含まれる)、アルミニウム化合物、ガリウム化合物、ケイ素化合物、ゲルマニウム化合物、マグネシウム化合物、亜鉛化合物、マンガン化合物、ビスマス化合物、ホウ素化合物、リン化合物、チタン化合物としては、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酸化物になりうるものかまたは高純度の酸化物が使用できる。
上記化合物を所定の組成となるように秤量、混合したあと混合物を焼成することにより目的化合物を製造することができる。これらの原料の混合には、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。
混合した後、例えば、900℃以上1600℃以下の温度範囲にて通常は1時間以上100時間以下保持して焼成することにより本発明の蛍光体が得られる。焼成時の雰囲気としては、特に限定されるものではなく、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気;空気、酸素、酸素含有窒素、酸素含有アルゴン等の酸化性雰囲気;水素を0.1から10体積%含む水素含有窒素、水素を0.1から10体積%含む水素含有アルゴン等の還元性雰囲気を用いることができる。強い還元性の雰囲気で焼成する場合には適量の炭素を上記化合物の混合物に添加して焼成してもよい。また、焼成中における蛍光体の生成を促進されるため混合物にフラックスを添加して焼成することもできる。さらに、焼成を2回以上行うことができる。2回以上焼成することにより、蛍光体の結晶性が高まることがある。
また、出発原料として水酸化物、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酸化物になりうる化合物を使用した場合、この酸化物になりうる化合物を酸化物に変化させたり、前記化合物の混合物から水分を除去するために、焼成前には、400℃以上900℃未満の温度で保持して仮焼を行なうことも可能である。仮焼を行う雰囲気は大気雰囲気もしくは還元性雰囲気のいずれでもよい。
以上の方法により得られた蛍光体粉末を、ボールミルやジェットミルなどを用いて粉砕することができ、粉砕と焼成を2回以上繰り返してもよい。得られた蛍光体粉末は必要に応じて洗浄あるいは分級することもできる。
ここで、本発明の蛍光体を用いて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。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からなるバインダーおよび有機溶媒と混合して蛍光体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。
なお、PDPの製造工程には、蛍光体にバインダーや有機溶剤を加えてペーストとしてPDPの基板に塗布した後、300〜600℃で焼成する工程があるが、本発明の蛍光体はこの焼成により輝度の低下を起こさず、むしろ輝度が上昇することもあるので、本発明の蛍光体はPDP用としてさらに好適である。
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。発光輝度の測定は蛍光体を真空槽内に設置し、6.7Pa(5×10-2torr)以下の真空に保持し、エキシマ146nmランプ(ウシオ電機株式会社製H0012型)を用いて真空紫外線を照射することで行った。また、蛍光体を空気中において500℃で30分保持して加熱処理を行った後に前記と同様にして輝度の測定を行った。さらに、加熱処理後の蛍光体を、圧力が13.2Paで組成が5体積%Xe−95体積%Neの雰囲気中に設置し、50Wのプラズマに15分間曝露させてプラズマ曝露処理を行った後に前記と同様にして輝度の測定を行った。輝度の測定は、分光放射計(株式会社トプコン製SR−3)を用いて行なった。
実施例1
(Ca0.955Ce0.032Al2SiO7(式(2)において、M1がCa、M5がCeであり、b=0.03、c=d=e=f=0のとき)を製造するにあたり、炭酸カルシウム(宇部マテリアルズ株式会社製:純度99.9%)と水酸化アルミニウム(住友化学工業株式会社製:純度99%以上)と二酸化ケイ素(日本アエロジル株式会社製:純度99.99%)と酸化セリウム(信越化学工業株式会社製:純度99.99%)をモル比でCa:Al:Si:Ce=1.91:2.00:1.00:0.06となるように秤量し、イソプロピルアルコールを溶媒に用いた湿式ボールミルで4時間混合後、溶媒をエバポレーターで除去し、乾燥して混合粉末を得た。得られた混合粉末をアルミナボートを用いて窒素と水素との混合ガス(水素を2体積%含有)の還元雰囲気中において1250℃で12時間保持して焼成し、その後室温まで徐冷した。得られた蛍光体について146nmの真空紫外線を照射したところ青色発光が観測され、このとき得られた輝度を100とした。次いでこの蛍光体に前記加熱処理を行なったところ加熱処理後の輝度は99となり、続いてプラズマ曝露処理を行い輝度の測定を行ったところ、プラズマ曝露処理後の輝度が95であった。
実施例2
(Ca0.955Ce0.032AlMg0.5Si1.57(式(2)において、M1がCa、M5がCeであり、b=0.03、c=0、d=0.5、e=f=0のとき)を製造するにあたり、炭酸カルシウム(宇部マテリアルズ株式会社製:純度99.9%)と水酸化アルミニウム(住友化学工業株式会社製:純度99%以上)と二酸化ケイ素(日本アエロジル株式会社製:純度99.99%)と塩基性炭酸マグネシウム(協和化学工業株式会社製:純度99%以上)と酸化セリウム(信越化学工業株式会社製:純度99.99%)をモル比でCa:Al:Mg:Si:Ce=1.91:1.00:0.50:1.50:0.06となるように秤量した以外は実施例1と同様の操作を行い、実施例2の蛍光体を得た。得られた蛍光体について146nmの真空紫外線を照射したところ青色発光が観測され、このとき得られた輝度を100とした。次いでこの蛍光体に前記加熱処理を行なったところ加熱処理後の輝度は101となり、続いてプラズマ曝露処理を行い輝度の測定を行ったところ、プラズマ曝露処理後の輝度が100であった。
実施例3
Ca2(Al1.98Mn0.02)SiO6.99(式(2)において、M1がCaであり、b=c=d=0、e=0.02、f=0のとき)を製造するにあたり、炭酸カルシウム(宇部マテリアルズ株式会社製:純度99.9%)と水酸化アルミニウム(住友化学工業株式会社製:純度99%以上)と二酸化ケイ素(日本アエロジル株式会社製:純度99.99%)と炭酸マンガン(和光純薬工業株式会社製:純度99.9%)をモル比でCa:Al:Si:Mn=2.00:1.98:1.00:0.02となるように秤量した以外は実施例1と同様の操作を行い、実施例3の蛍光体を得た。得られた蛍光体について146nmの真空紫外線を照射したところ緑色発光が観測され、このとき得られた輝度を100とした。次いでこの蛍光体に前記加熱処理を行なったところ加熱処理後の輝度は103となり、続いてプラズマ曝露処理を行い輝度の測定を行ったところ、プラズマ曝露処理後の輝度が97であった。
実施例4
Ca2Al(Mg0.48Mn0.02)Si1.57(式(2)において、M1がCaであり、b=c=0であり、d=0.5、e=0、f=0.02のとき)を製造するにあたり、炭酸カルシウム(宇部マテリアルズ株式会社製:純度99.9%)と水酸化アルミニウム(住友化学工業株式会社製:純度99%以上)と二酸化ケイ素(日本アエロジル株式会社製:純度99.99%)と塩基性炭酸マグネシウム(協和化学工業株式会社製:純度99%以上)と炭酸マンガン(和光純薬工業株式会社製:純度99.9%)をモル比でCa:Al:Mg:Si:Mn=2.00:1.00:0.48:1.50:0.02となるように秤量した以外は実施例1と同様の操作を行い、実施例4の蛍光体を得た。得られた蛍光体について146nmの真空紫外線を照射したところ緑色発光が観測され、このとき得られた輝度を100とした。次いでこの蛍光体に前記加熱処理を行なったところ加熱処理後の輝度は102となり、続いてプラズマ曝露処理を行い輝度の測定を行ったところ、プラズマ曝露処理後の輝度が99であった。
実施例5
(Ca0.955Tb0.032Al2SiO7(式(2)において、M1がCa、M5がTbであり、b=0.03、c=d=e=f=0のとき)を製造するにあたり、炭酸カルシウム(宇部マテリアルズ株式会社製:純度99.9%)と水酸化アルミニウム(住友化学工業株式会社製:純度99%以上)と二酸化ケイ素(日本アエロジル株式会社製:純度99.99%)と酸化テルビウム(信越化学工業株式会社製:純度99.99%)をモル比でCa:Al:Si:Tb=1.91:2.00:1.00:0.06となるように秤量した以外は実施例1と同様の操作を行い、実施例5の蛍光体を得た。得られた蛍光体について146nmの真空紫外線を照射したところ緑色発光が観測され、このとき得られた輝度を100とした。次いでこの蛍光体に前記加熱処理を行なったところ加熱処理後の輝度は100となり、続いてプラズマ曝露処理を行い輝度の測定を行ったところ、プラズマ曝露処理後の輝度が100であった。
実施例6
(Ca0.94Tb0.03Ce0.012Al2SiO7(式(2)において、M1がCa、M5がTbおよびCeであり、b=0.04、c=d=e=f=0のとき)を製造するにあたり、炭酸カルシウム(宇部マテリアルズ株式会社製:純度99.9%)と水酸化アルミニウム(住友化学工業株式会社製:純度99%以上)と二酸化ケイ素(日本アエロジル株式会社製:純度99.99%)と酸化テルビウム(信越化学工業株式会社製:純度99.99%)と酸化セリウム(信越化学工業株式会社製:純度99.99%)をモル比でCa:Al:Si:Tb:Ce=1.88:2.00:1.00:0.06:0.02となるように秤量した以外は実施例1と同様の操作を行い、実施例6の蛍光体を得た。得られた蛍光体について146nmの真空紫外線を照射したところ緑色発光が観測され、このとき得られた輝度を100とした。次いでこの蛍光体に前記加熱処理を行なったところ加熱処理後の輝度は100となり、続いてプラズマ曝露処理を行い輝度の測定を行ったところ、プラズマ曝露処理後の輝度が100であった。
実施例7
(Ca0.655Sr0.3Tb0.032Al2SiO7(式(2)において、M1がCaおよびSr、M5がTbであり、b=0.03、c=d=e=f=0のとき)を製造するにあたり、炭酸カルシウム(宇部マテリアルズ株式会社製:純度99.9%)と水酸化アルミニウム(住友化学工業株式会社製:純度99%以上)と二酸化ケイ素(日本アエロジル株式会社製:純度99.99%)と炭酸ストロンチウム(堺化学工業株式会社製:純度99%以上)と酸化テルビウム(信越化学工業株式会社製:純度99.99%)をモル比でCa:Al:Si:Sr:Tb=1.31:2.00:1.00:0.60:0.06となるように秤量した以外は実施例1と同様の操作を行い、実施例7の蛍光体を得た。得られた蛍光体について146nmの真空紫外線を照射したところ緑色発光が観測され、このとき得られた輝度を100とした。次いでこの蛍光体に前記加熱処理を行なったところ加熱処理後の輝度は99となり、続いてプラズマ曝露処理を行い輝度の測定を行ったところ、プラズマ曝露処理後の輝度が99であった。
実施例8
(Ca0.955Ce0.032Al2SiO7:La0.01(式(2)において、M1がCa、M5がCeであり、b=0.03、c=d=e=f=0で、蛍光体に対し共付活剤のLaを1mol%添加したとき)を製造するにあたり、炭酸カルシウム(宇部マテリアルズ株式会社製:純度99.9%)と水酸化アルミニウム(住友化学工業株式会社製:純度99%以上)と二酸化ケイ素(日本アエロジル株式会社製:純度99.99%)と酸化セリウム(信越化学工業株式会社製:純度99.99%)と酸化ランタン(信越化学工業株式会社製:純度99.99%)をモル比でCa:Al:Si:Ce:La=1.91:2.00:1.00:0.06:0.01となるように秤量した以外は実施例1と同様の操作を行い、実施例8の蛍光体を得た。得られた蛍光体について146nmの真空紫外線を照射したところ青色発光が観測され、このとき得られた輝度を100とした。次いでこの蛍光体に前記加熱処理を行なったところ加熱処理後の輝度は98となり、続いてプラズマ曝露処理を行い輝度の測定を行ったところ、プラズマ曝露処理後の輝度が97であった。
比較例1
Ba0.9Eu0.1MgAl1017を製造するにあたり、炭酸バリウム(和光純薬工業株式会社製:純度99.9%)と塩基性炭酸マグネシウム(協和化学工業株式会社製:純度99%以上)と水酸化アルミニウム(住友化学工業株式会社製:純度99%以上)と酸化ユーロピウム(信越化学工業株式会社製:純度99.99%)をモル比でBa:Mg:Al:Eu=0.9:1.0:10.0:0.1となるように秤量し、イソプロピルアルコールを溶媒に用いた湿式ボールミルで4時間混合後、溶媒をエバポレーターで除去し、乾燥して混合粉末を得た。得られた混合粉末をアルミナボートを用いて窒素と水素との混合ガス(水素を2体積%含有)の還元雰囲気中において1450℃で2時間保持して焼成し、その後室温まで徐冷して比較例1の蛍光体を得た。得られた蛍光体について146nmの真空紫外線を照射したところ青色発光が観測され、このとき得られた輝度を100とした。次いでこの蛍光体に前記加熱処理を行なったところ加熱処理後の輝度は88となり、続いてプラズマ曝露処理を行い輝度の測定を行ったところ、プラズマ曝露処理後の輝度が60であった。
比較例2
Zn1.9Mn0.1SiO4を製造するにあたり、酸化亜鉛(協和化学工業株式会社製:純度99.9%)と二酸化ケイ素(日本アエロジル株式会社製:純度99.99%)と炭酸マンガン(和光純薬工業株式会社製:純度99.9%)をモル比でZn:Si:Mn=1.9:1.0:0.1となるように秤量し、イソプロピルアルコールを溶媒に用いた湿式ボールミルにより4時間混合した。スラリー中の溶媒はエバポレーターで除去し、乾燥して得られた混合粉末をアルミナルツボを用いて、空気雰囲気中において1200℃で2時間保持して焼成し、その後室温まで徐冷して比較例2の蛍光体を得た。得られた蛍光体について146nmの真空紫外線を照射したところ緑色発光が観測され、このとき得られた輝度を100とした。次いでこの蛍光体に前記加熱処理を行なったところ加熱処理後の輝度は105となり、続いてプラズマ曝露処理を行い輝度の測定を行ったところ、得られた輝度は56であった。
Figure 2005314596
表1は、比較例1、2および実施例1〜8によって製造された蛍光体の相対輝度と各処理後の相対輝度を示すものである。
前記表1の結果によると、実施例1〜8の蛍光体は加熱処理後およびプラズマ曝露後の発光輝度が高く、非常に良好であった。本発明による実施例1〜8の蛍光体はPDPなどで実用化されている比較例1および2の蛍光体よりも安定な化合物であることが確認できた。
実施例1の式(Ca0.955Ce0.032Al2SiO7で示される化合物からなる本発明の蛍光体の粉末X線回折図である。この回折図より、本発明の化合物がメリライト構造であることがわかる。 実施例1の本発明の蛍光体の母結晶であるCa2Al2SiO7の結晶構造を示す図である。

Claims (7)

  1. 式M1 2(M2 2-2a3 a4 a)M37(式中のM1はCa、SrおよびBaからなる群より選ばれる1種以上の元素であり、M2はAlおよびGaからなる群より選ばれる1種以上の元素であり、M3はSiおよびGeからなる群より選ばれる1種以上の元素であり、M4はMgおよびZnからなる群より選ばれる1種以上の元素であり、aは0以上0.95以下の範囲である。)で示される化合物に、付活剤として、Mn、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびBiからなる群より選ばれる1種以上の元素が含有されてなることを特徴とする真空紫外線励起発光素子用蛍光体。
  2. 2がAlであり、M3がSiである請求項1記載の蛍光体。
  3. 4がMgである請求項1または2に記載の蛍光体。
  4. 式(M1 1-3b/2-c5 b6 c2(Al2-2d-eSidMgd-fMne+f)SiO7-e/2
    (式中、0≦b≦0.5、0≦c≦0.5、0≦d≦0.95、0≦e+f≦0.3、3b/2+c<1、2d+e<2、0≦d−f、0<b+c+e+fであり、M1は前記と同じ意味を表し、M5は、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびBiからなる群より選ばれ、母結晶中で+3価である1種以上の元素であり、M6は、Nd、Sm、Eu、Dy、TmおよびYbからなる群より選ばれ、母結晶中で+2価である1種以上の元素である。)で示される化合物からなる請求項1〜3のいずれかに記載の蛍光体。
  5. 付活剤としてB、P、Ti、Sc、Y、La、GdおよびLuからなる群より選ばれる1種以上の元素がさらに含有されてなる請求項1〜4のいずれかに記載の蛍光体。
  6. 蛍光体がメリライト型の結晶構造を有する化合物からなる蛍光体である請求項1〜5のいずれかに記載の蛍光体。
  7. 請求項1〜6のいずれかに記載の蛍光体を用いて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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