JP2005343961A

JP2005343961A - 蛍光体およびガス放電表示装置

Info

Publication number: JP2005343961A
Application number: JP2004163384A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hibino; 洋日比野; Yukihiko Sugio; 幸彦杉尾; Kazuya Akiyama; 和哉秋山
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2004-06-01
Filing date: 2004-06-01
Publication date: 2005-12-15

Abstract

【課題】輝度劣化が少ないとともに良好な色度特性を発揮する蛍光体を提供する。
【解決手段】ＫＬ_２Ｏ_４：Ｍｎ（ＫはＭｇ，Ｚｎから選ばれた一種以上の元素、ＬはＡｌ，Ｇａ，Ｂから選ばれた一種以上の元素）で表される蛍光体の酸素の一部が窒素によって置換されている蛍光体。
【選択図】なし

Description

この発明は、真空紫外線によって励起される蛍光体およびこの蛍光体が用いられるガス放電表示装置に関する。

一般に、ガス放電表示装置の一つであるプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）は、放電空間を介して対向する一対の基板の一方の基板の内面に、行電極対とこの行電極対を被覆する誘電体層とこの誘電体層を被覆する保護層が設けられ、他方の基板の内面に、行電極対に直交するとともに放電空間の行電極対と交差する部分にマトリクス状に放電セルを形成する列電極とこの列電極を被覆する列電極保護層とこの列電極保護層上に各放電セル毎に赤，緑，青に色分けされた蛍光体層が設けられた構造を備えている。

そして、放電空間内には、キセノン（Ｘｅ）を含む放電ガスが封入されている。このような構造のＰＤＰは、行電極対の一方の行電極と列電極との間で選択的にアドレス放電が発生され、このアドレス放電によって放電セルに対向する部分の誘電体層に壁電荷が形成された放電セル（発光セル）内において、行電極対の行電極間でサステイン放電が発生されて、このサステイン放電により放電ガス中のキセノン（Ｘｅ）から発生する真空紫外線（波長１４７ｎｍの共鳴線および波長１７２ｎｍの分子線）が蛍光体層を励起して、赤，緑，青の各色の可視光を発生させることにより、パネル面に映像信号に対応した画像を形成する。

このＰＤＰに備えられているような真空紫外線によって励起されて可視光を発生する蛍光体は、従来、赤色を発光する蛍光体として（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｅｕ，緑色を発光する蛍光体（以下、緑色蛍光体という）としてＺｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ，青色を発光する蛍光体としてＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕがそれぞれ知られている。

この赤，緑，青の発光を行う蛍光体のうち、緑色蛍光体のＺｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎは、発光効率が高いという利点を有する反面、真空紫外線の照射やイオン衝撃などによって輝度劣化を生じ易いという難点がある。

他の真空紫外線によって励起される従来の緑色蛍光体としては、例えばＭｇＡｌ_２Ｏ_４：Ｍｎ等がある（特許文献１参照）。

しかしながら、このＭｇＡｌ_２Ｏ_４：Ｍｎは、上記のＺｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎに比べて輝度劣化は少ないが、図１に示されるように、発光スペクトルのピークが短波長側にあるため、ＮＴＳＣ規格の色度座標（ｘ，ｙ）＝（０．２１，０．７１）に対してずれてしまい、色度特性の点で問題を有している。

特開２００３−３４２５６６号公報

この発明は、上記のような従来の真空紫外線によって励起される緑色蛍光体、および、この緑色蛍光体を備えるガス放電表示装置における問題点を解決するために為されたものである。

第１の発明（請求項１に記載の発明）による蛍光体は、上記目的を達成するために、ＫＬ_２Ｏ_４：Ｍｎ（ＫはＭｇ，Ｚｎから選ばれた一種以上の元素、ＬはＡｌ，Ｇａ，Ｂから選ばれた一種以上の元素）で表される蛍光体の酸素の一部が窒素によって置換されていることを特徴としている。

第２の発明（請求項２に記載の発明）による蛍光体は、前記目的を達成するために、ＫＬ_２Ｏ_４：Ｍｎ（ＫはＭｇ，Ｚｎから選ばれた一種以上の元素、ＬはＡｌ，Ｇａ，Ｂから選ばれた一種以上の元素）で表される蛍光体の酸素の一部が窒素によって置換されるとともに、アルミニウムの一部が珪素またはゲルマニウムによって置換されていることを特徴としている。

第３の発明（請求項３に記載の発明）による蛍光体は、前記目的を達成するために、ＫＬ_２Ｏ_４：Ｍｎ（ＫはＭｇ，Ｚｎから選ばれた一種以上の元素、ＬはＡｌ，Ｇａ，Ｂから選ばれた一種以上の元素）で表される蛍光体の酸素の一部が窒素によって置換されるとともに、マグネシウムの一部がアルミニウムまたはガリウム，硼素によって置換されていることを特徴としている。

第４の発明（請求項４に記載の発明）による蛍光体は、前記目的を達成するために、ＫＬ_２Ｏ_４：Ｍｎ（ＫはＭｇ，Ｚｎから選ばれた一種以上の元素、ＬはＡｌ，Ｇａ，Ｂから選ばれた一種以上の元素）で表される蛍光体の酸素の一部が窒素によって置換されるとともに、アルミニウムの一部が珪素またはゲルマニウムによって置換され、マグネシウムの一部がアルミニウムまたはガリウム，硼素によって置換されていることを特徴としている。

第５の発明（請求項５に記載の発明）によるガス放電表示装置は、前記目的を達成するために、互いに対向される一対の基板の間の放電空間内に放電ガスが封入され、この一対の基板の間に放電空間内において放電を発生させる放電発生部材とこの放電発生部材による放電により放電ガスから発生される真空紫外線によって励起されて可視光を発生させる蛍光体層が設けられているガス放電表示装置において、前記蛍光体層が、第１ないし４の何れかに記載の発明の蛍光体によって形成されていることを特徴としている。

この発明による蛍光体は、ＫＬ_２Ｏ_４：Ｍｎ（ＫはＭｇ，Ｚｎから選ばれた一種、ＬはＡｌ，Ｇａ，Ｂから選ばれた一種）で表される蛍光体の酸素の一部が窒素によって置換された蛍光体、または、ＫＬ_２Ｏ_４：Ｍｎ（ＫはＭｇ，Ｚｎから選ばれた１種以上の元素、ＬはＡｌ，Ｇａ，Ｂから選ばれた１種以上の元素）で表される蛍光体の酸素の一部が窒素によって置換されるとともにアルミニウムの一部が珪素またはゲルマニウムによって置換された蛍光体，ＫＬ_２Ｏ_４：Ｍｎ（ＫはＭｇ，Ｚｎから選ばれた１種以上の元素、ＬはＡｌ，Ｇａ，Ｂから選ばれた１種以上の元素）で表される蛍光体の酸素の一部が窒素によって置換されるとともにマグネシウムの一部がアルミニウムまたはガリウム，硼素によって置換された蛍光体，ＫＬ_２Ｏ_４：Ｍｎ（ＫはＭｇ，Ｚｎから選ばれた１種以上の元素、ＬはＡｌ，Ｇａ，Ｂから選ばれた１種以上の元素）で表される蛍光体の酸素の一部が窒素によって置換されるとともにアルミニウムの一部が珪素またはゲルマニウムによって置換され、マグネシウムの一部がアルミニウムまたはガリウム，硼素によって置換された蛍光体を、その最良の実施形態としており、さらに、この発明によるガス放電表示装置は、上記実施形態の蛍光体の何れかによって形成された蛍光体層を備えたＰＤＰをその最良の実施形態としている。

上記実施形態による蛍光体は、従来の真空紫外線によって励起されて緑色の可視光を発光するＭｇＡｌ_２Ｏ_４：Ｍｎの蛍光体が本来有している輝度劣化が少ないという特性を維持しながら、このＭｇＡｌ_２Ｏ_４：Ｍｎよりも良好な色度特性を発揮することが出来る。

そして、ＰＤＰは、その蛍光体層が上記実施形態による蛍光体によって形成されていることによって、発光効率が高くしかも輝度劣化の少ない緑色の蛍光体層を備えることが出来る。

図２は、この発明による蛍光体によって形成された蛍光体層を備えるガス放電表示装置の実施形態における一実施例を示しており、ガス放電表示装置の一種であるＰＤＰを列方向に沿って断面した場合の一個の放電セルＣの周辺の構成を示している。

この図２において、ＰＤＰは、表示面である前面ガラス基板１の背面に、行方向（図２において紙面に垂直方向）に延びるとともに列方向（図２において左右方向）に並設された行電極対（Ｘ，Ｙ）が形成されている。

この行電極対（Ｘ，Ｙ）を構成する行電極ＸとＹは、それぞれ、行方向に帯状に延びるバス電極Ｘａ，Ｙａと、このバス電極Ｘａ，Ｙａに沿って等間隔に配列されてそれぞれバス電極Ｘａ，Ｙａから対になっている他方の行電極側に延びて互いに放電ギャップｇを介して対向される透明電極Ｘｂ，Ｙｂとから構成されている。

そして、前面ガラス基板１の背面側に誘電体層２が形成されていて、この誘電体層２によって行電極対（Ｘ，Ｙ）が被覆されている。

一方、前面ガラス基板１と放電空間を介して対向する背面ガラス基板４の表示側の面上には、アドレス電極Ｄが、各行電極対（Ｘ，Ｙ）の互いに対になっている透明電極ＸｂおよびＹｂに対向する位置において行電極対（Ｘ，Ｙ）と直交する列方向に延びるとともに、行方向に互いに所定の間隔を開けて平行に並設されている。

背面ガラス基板４の表示側の面上には、さらに、アドレス電極Ｄを被覆する白色の列電極保護層(誘電体層）５が形成されている。

そして、この列電極保護層５上に、それぞれバス電極Ｘａ，Ｙａに対向する位置において行方向に延びるとともに列方向に並設された横壁部６Ａと、列方向に並設された各アドレス電極Ｄの中間位置に対向する位置において列方向に延びるとともに行方向に並設された縦壁部（図示せず）とによって略格子形状に成形された隔壁６が形成されており、この隔壁６によって放電空間が、各行電極対（Ｘ，Ｙ）の放電ギャップｇを介して対向される透明電極Ｘｂ，Ｙｂに対向する部分毎にマトリクス状に区画されて、それぞれ放電セルＣが形成されている。

さらに、この各放電セルＣ内において、隔壁６の横壁部６Ａと縦壁部の間の列電極保護層６の表面と各横壁部６Ａと縦壁部の側面の五つの面に、それぞれ赤，緑，青に色分けされた蛍光体層７が、赤，緑，青の順に行方向に並ぶように形成されている。

そして、この前面ガラス基板１と背面ガラス基板４の間の放電空間内には、キセノン（Ｘｅ）を含む放電ガスが封入されている。

このＰＤＰの赤，緑，青の蛍光体層７は、後述するように、行電極対（Ｘ，Ｙ）の放電ギャップｇを介して互いに対向する透明電極ＸｂとＹｂ間で発生される放電（サステイン放電）によって、放電ガス中のキセノン（Ｘｅ）から発生する真空紫外線によって励起されて、それぞれ、赤，緑，青の各色の可視光を発生させる。

この蛍光体層７のうち、真空紫外線によって励起されて緑色の可視光を発生する蛍光体層（以下、緑色蛍光体層という）は、
ＫＬ_２Ｏ_４：Ｍｎ
（ＫはＭｇ，Ｚｎから選ばれた一種以上の元素、ＬはＡｌ，Ｇａ，Ｂから選ばれた一種以上の元素）で表される緑色蛍光体の酸素（Ｏ）の一部を窒素（Ｎ）によって置換した緑色蛍光体によって形成されている。

また、上記の蛍光体において、窒素（Ｎ）による置換によって蛍光体全体の電荷バランスが合わなくなる場合には、これを補償するために、例えば、ＭｇＡｌ_２−ｘＯ_４−ｘＮ_ｘ：Ｍｎのアルミニウム（Ａｌ）の一部を珪素（Ｓｉ）またはゲルマニウム（Ｇｅ）によって置換したり、マグネシウム（Ｍｇ）とアルミニウム（Ａｌ）の比（Ｍｇ／Ａｌ）をＭｇの一部をアルミニウムまたはガリウム，硼素によって置換する等の方法によって変更した蛍光体によって緑色蛍光体層を形成するようにしても良い。

上記蛍光体は、ＭｇＣＯ_３およびＡｌ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２、Ｓｉ_３Ｎ_４，ＭｎＣＯ_３の各粉末を所定のモル比で混合した後、１２００〜１６００℃で約２〜１０時間、熱処理を行うことによって生成される。

なお、この蛍光体の生成過程において、炭素（Ｃ）は、熱処理過程で二酸化炭素（ＣＯ_２）として除去される。

このようにして、酸素（Ｏ）の一部を窒素（Ｎ）によって置換するとともにアルミニウム（Ａｌ）の一部をケイ素Ｓｉによって置換した
Ｍｇ_０．９９Ｍｎ_０．０１（Ａｌ_２−ｘＳｉ_ｘ）Ｏ_４−ｘＮ_ｘ
で表される緑色蛍光体粉末が生成される。

下記の表１は、ＭｇＣＯ_３およびＡｌ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，Ｓｉ_３Ｎ_４，ＭｎＣＯ_３の各粉末を混合して緑色蛍光体粉末を生成する際のモル比の例を示している。

そして、下記の表２は、上記の各例におけるモル比によって各粉末を混合して緑色蛍光体粉末を生成した場合の緑色蛍光体の色度座標（ｘ，ｙ）を示している。

ここで、従来の緑色蛍光体
Ｍｇ_０．９９Ｍｎ_０．０１Ａ１_２Ｏ_４（ＭｇＡｌ_２Ｏ_４：Ｍｎ）
の色度座標は、
（ｘ，ｙ）＝（０．１７６，０．７４０）
であり、
（Ｚｎ_０．９９Ｍｎ_０．０１）_２ＳｉＯ_４（Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ）
の色度座標は、
（ｘ，ｙ）＝（０．２４０，０．７３０）
であり、ＮＴＳＣ規格の緑色蛍光体の色度座標は、
（ｘ，ｙ）＝（０．２１，０，７１）
である。

以上のように、上述したＫＬ_２Ｏ_４：Ｍｎ（ＫはＭｇ，Ｚｎから選ばれた一種以上の元素、ＬはＡｌ，Ｇａ，Ｂから選ばれた一種以上の元素）で表される緑色蛍光体の酸素（Ｏ）の一部を窒素（Ｎ）によって置換した緑色蛍光体は、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：ＭｎおよびＭｇＡｌ_２Ｏ_４：Ｍｎの蛍光体が本来有している輝度劣化が少ないという特性を維持しているとともに、ＭｇＡｌ_２Ｏ_４：Ｍｎよりも良好な色度特性を備えている。

従って、この緑色蛍光体によってＰＤＰの蛍光体層７（図２参照）が形成されることにより、ＰＤＰは、発光効率が高くしかも輝度劣化の少ない緑色の蛍光体層を備えることが出来るようになる。

従来の蛍光体の色度特性を示すグラフである。この発明による蛍光体によって形成された蛍光体層を備えるＰＤＰを示す断面図である。

符号の説明

１ …前面ガラス基板（基板）
４ …背面ガラス基板（基板）
７ …蛍光体層
７Ｂ，１７Ｂ …第２蛍光体層
Ｃ …放電セル
Ｘ，Ｙ …行電極（放電発生部材）

Claims

ＫＬ_２Ｏ_４：Ｍｎ（ＫはＭｇ，Ｚｎから選ばれた一種以上の元素、ＬはＡｌ，Ｇａ，Ｂから選ばれた一種以上の元素）で表される蛍光体の酸素の一部が窒素によって置換されていることを特徴とする蛍光体。
ＫＬ_２Ｏ_４：Ｍｎ（ＫはＭｇ，Ｚｎから選ばれた一種以上の元素、ＬはＡｌ，Ｇａ，Ｂから選ばれた一種以上の元素）で表される蛍光体の酸素の一部が窒素によって置換されるとともに、アルミニウムの一部が珪素またはゲルマニウムによって置換されていることを特徴とする蛍光体。
ＫＬ_２Ｏ_４：Ｍｎ（ＫはＭｇ，Ｚｎから選ばれた一種以上の元素、ＬはＡｌ，Ｇａ，Ｂから選ばれた一種以上の元素）で表される蛍光体の酸素の一部が窒素によって置換されるとともに、マグネシウムの一部がアルミニウムまたはガリウム，硼素によって置換されていることを特徴とする蛍光体。
ＫＬ_２Ｏ_４：Ｍｎ（ＫはＭｇ，Ｚｎから選ばれた一種以上の元素、ＬはＡｌ，Ｇａ，Ｂから選ばれた一種以上の元素）で表される蛍光体の酸素の一部が窒素によって置換されるとともに、アルミニウムの一部が珪素またはゲルマニウムによって置換され、マグネシウムの一部がアルミニウムまたはガリウム，硼素によって置換されていることを特徴とする蛍光体。
互いに対向される一対の基板の間の放電空間内に放電ガスが封入され、この一対の基板の間に放電空間内において放電を発生させる放電発生部材とこの放電発生部材による放電により放電ガスから発生される真空紫外線によって励起されて可視光を発生させる蛍光体層が設けられているガス放電表示装置において、
前記蛍光体層が、請求項１ないし４の何れかに記載の蛍光体によって形成されていることを特徴とするガス放電表示装置。
前記ガス放電表示装置がプラズマディスプレイパネルである請求項５に記載のガス放電表示装置。