JP2006077079A - Preparation process of phosphor, phosphor and primer display panel - Google Patents
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Description
本発明は、蛍光体の製造方法及び蛍光体並びにプラズマディスプレイパネルに係り、特に脱塩工程と共に、所定の条件下における複数の加熱工程を具備する蛍光体の製造方法及び蛍光体並びにプラズマディスプレイパネルに関する。 The present invention relates to a phosphor manufacturing method, a phosphor, and a plasma display panel, and more particularly, to a phosphor manufacturing method, a phosphor, and a plasma display panel that include a desalting step and a plurality of heating steps under a predetermined condition. .
近年、CRT(Cathode Ray Tube)に代替する新たな映像表示方式を利用した表示装置として、液晶パネルを利用した液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)、エレクトロルミネッセンス(EL:Electro Luminescence)現象を利用したELディスプレイ、プラズマディスプレイパネル(以下、PDP:Plasma Display Panel)を利用したプラズマディスプレイ等が開発されている。 In recent years, as a display device using a new video display method replacing CRT (Cathode Ray Tube), a liquid crystal display (LCD) using a liquid crystal panel and an electroluminescence (EL) phenomenon are used. Plasma displays using an EL display and a plasma display panel (hereinafter referred to as “PDP”) have been developed.
このうち、プラズマディスプレイは、薄型軽量化、構造の簡素化及び大画面化を図ることが可能であると共に、視覚可能な範囲、いわゆる視野角が、水平及び垂直方向ともそれぞれ160度以上に及ぶため、液晶パネルと比較すると、上下左右の広範囲から鮮明な画像を見ることも可能である。また、ドットマトリックスによる固定画素での映像表示方式であるため、色ズレの発生や、画面の歪みを抑制し、大画面であっても高画質映像を映しだすことも可能である。 Among them, the plasma display can be reduced in thickness and weight, the structure can be simplified and the screen can be enlarged, and the visible range, so-called viewing angle, can reach 160 degrees or more in both the horizontal and vertical directions. Compared with a liquid crystal panel, it is also possible to see clear images from a wide range of up, down, left and right. In addition, since it is a video display method with fixed pixels using a dot matrix, it is possible to suppress occurrence of color misalignment and screen distortion, and to display a high-quality video even on a large screen.
これらプラズマディスプレイに用いられるPDPは、電極を備えた2枚のガラス基板と、基板間に設けられた隔壁とによって形成される多数の放電セルが備えられ、これら放電セルの内部には、蛍光体が塗布された蛍光体層が形成されている。このように構成されたPDPは、電極間に電圧を印加して放電セルを選択的に放電させることによって、放電セルの内部に封入された放電ガスに起因する真空紫外線(以下、VUV:Vacuum Ultraviolet)を発生させ、このVUVにより、蛍光体が励起されて可視光を発光するようになっている。 PDPs used in these plasma displays are provided with a number of discharge cells formed by two glass substrates provided with electrodes and barrier ribs provided between the substrates. Inside these discharge cells are phosphors. A phosphor layer coated with is formed. The PDP configured in this manner selectively discharges the discharge cell by applying a voltage between the electrodes, thereby causing vacuum ultraviolet rays (hereinafter referred to as VUV: Vacuum Ultraviolet) caused by the discharge gas enclosed in the discharge cell. ) And the phosphor is excited by this VUV to emit visible light.
上記した蛍光体の一般的な製造方法として、蛍光体母体を構成する元素を含む化合物と、賦活剤元素を含む化合物とを所定量混合した後に焼成して固体間反応を行う固相法と、蛍光体母体を構成する元素を含む蛍光体原料溶液と、賦活剤元素を含む蛍光体原料溶液とを混合し、得られた蛍光体前駆体沈殿を固液分離してから焼成を行う液相法とがある。 As a general method for producing the above phosphor, a solid phase method in which a compound containing an element constituting the phosphor matrix and a compound containing an activator element are mixed in a predetermined amount and then baked to perform a solid-solid reaction, A liquid phase method in which a phosphor raw material solution containing an element constituting the phosphor matrix and a phosphor raw material solution containing an activator element are mixed, and the obtained phosphor precursor precipitate is solid-liquid separated and then fired. There is.
これらの製造方法のうち、固相法においては、固体間反応の結果、反応しない余剰の不純物や、反応によって生ずる副塩等が残留されて、化学量論的に高純度な蛍光体を得ることが困難であるために、得られる蛍光体の収率及び発光効率が低減されてしまうという問題が生じていた。また、固体間反応により、蛍光体粒子の径寸法を小さくすることが難しいために、比表面積を増大させて発光強度の向上を図ることが困難であることから、このような固相法よりも液相法の方が好適に利用されている。 Among these production methods, in the solid phase method, as a result of the reaction between solids, surplus impurities that do not react and by-products generated by the reaction remain, so that a stoichiometrically high purity phosphor is obtained. Therefore, there has been a problem that the yield and luminous efficiency of the obtained phosphor are reduced. In addition, since it is difficult to reduce the diameter of the phosphor particles due to the reaction between solids, it is difficult to increase the specific surface area and improve the emission intensity. The liquid phase method is preferably used.
一方、液相法によって得られる蛍光体の粒子は極めて小さく、洗浄又は固液分離等の各処理を行うことが困難であるため、粒子径及び粒子径分布の制御が困難となること、また、前駆体沈澱媒体中に存在する不純物又は副塩等が残留することにより、蛍光体の変色、焼成むら及びスパッタリング若しくはVUVの照射による蛍光体本体の損傷等が発生するという問題が生じている。 On the other hand, the phosphor particles obtained by the liquid phase method are extremely small, and it is difficult to perform each treatment such as washing or solid-liquid separation, so that it is difficult to control the particle size and particle size distribution. The remaining impurities, sub-salts, and the like present in the precursor precipitation medium cause problems such as discoloration of the phosphor, uneven firing, and damage to the phosphor body due to sputtering or VUV irradiation.
そこで、発光強度の向上を図ることが可能な蛍光体及びその製造方法として、液相法による蛍光体の製造方法において、前駆体形成開始から終了までの間に脱塩工程を具備することにより、反応しない余剰の不純物や、反応によって生ずる副塩等を除去する蛍光体の製造方法が開発されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, as a phosphor capable of improving the emission intensity and a production method thereof, in a phosphor production method by a liquid phase method, by including a desalting step from the start to the end of precursor formation, A phosphor manufacturing method has been developed that removes excess impurities that do not react and by-products generated by the reaction (see, for example, Patent Document 1).
また、製造安定性及び発光強度の向上を図ることが可能な蛍光体の製造方法として、液相法による蛍光体の製造方法において、蛍光体の前駆体を酸素雰囲気下で加熱する工程と、加熱後の蛍光体の前駆体を弱還元性雰囲気下で加熱する工程とを具備することにより、焼成前に、蛍光体原料の混合物中に残留している不純物や、副塩等を燃焼させる蛍光体の製造方法が開発されている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、上記した蛍光体の製造方法では、不純物や、副塩等が十分に除去及び燃焼されないことで、蛍光体の変色や、焼成むら及びスパッタリング若しくはVUVの照射による蛍光体本体の損傷等に対して十分な効果が得られないため、発光強度が低下するという問題が生じている。 However, in the phosphor manufacturing method described above, impurities, sub-salts, and the like are not sufficiently removed and burned, thereby preventing discoloration of the phosphor, burning unevenness, and damage to the phosphor body due to sputtering or VUV irradiation. As a result, a sufficient effect cannot be obtained, resulting in a problem that the emission intensity is lowered.
本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、発光強度の向上を図ることが可能な蛍光体の製造方法及び蛍光体並びにプラズマディスプレイパネルを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a phosphor manufacturing method, a phosphor, and a plasma display panel capable of improving the emission intensity.
以上の課題を解決するために、請求項1に記載の発明に係る蛍光体の製造方法は、
液相法により蛍光体の前駆体を形成する蛍光体の製造方法において、
前記前駆体の形成開始から終了までの間若しくは終了直後に脱塩処理を行う脱塩工程と、
前記脱塩処理後の前駆体に対して酸素含有雰囲気中において所定の条件下で焼成処理を行う第1焼成工程と、
前記焼成処理後の前駆体に対して弱還元性雰囲気中において所定の条件下で焼成処理を行う第2焼成工程とを具備することを特徴とする。
In order to solve the above problems, a method for manufacturing a phosphor according to the invention described in claim 1 comprises:
In a method for producing a phosphor that forms a phosphor precursor by a liquid phase method,
A desalting step of performing a desalting treatment between the start and end of formation of the precursor or immediately after the end;
A first firing step of performing a firing treatment under predetermined conditions in an oxygen-containing atmosphere on the precursor after the desalting treatment;
And a second baking step of performing a baking process under a predetermined condition in a weakly reducing atmosphere on the precursor after the baking process.
請求項1に記載の発明によれば、液相法により蛍光体の前駆体を形成する蛍光体の製造方法において、前駆体の形成開始から終了までの間若しくは終了直後に脱塩処理を行う脱塩工程と、脱塩処理後の前駆体に対して酸素含有雰囲気中において所定の条件下で焼成処理を行う第1焼成工程と、焼成処理後の前駆体に対して弱還元性雰囲気中において所定の条件下で焼成処理を行う第2焼成工程とを具備するので、脱塩処理によって蛍光体原料の混合物中に存在する不純物又は副塩を除去した後、さらに所定の条件下で焼成処理を行うことにより、脱塩処理後の蛍光体原料の混合物中に不純物又は副塩が残留している場合であっても、不純物又は副塩を確実に燃焼させることができる。 According to the first aspect of the present invention, in the phosphor manufacturing method for forming the phosphor precursor by the liquid phase method, the desalting treatment is performed during the period from the start to the end of the precursor formation or immediately after the end. A salt process, a first firing process in which a precursor after desalting is fired under a predetermined condition in an oxygen-containing atmosphere, and a precursor in a weakly reducing atmosphere after firing. A second baking step for performing a baking process under the above conditions, and after removing impurities or by-salts present in the phosphor raw material mixture by a desalting process, a baking process is further performed under a predetermined condition. Thus, even if impurities or subsalts remain in the phosphor raw material mixture after the desalting treatment, the impurities or subsalts can be reliably burned.
請求項2に記載の発明に係る蛍光体の製造方法は、前駆体形成終了時の電気伝導度が、0.01〜20mS/cmであることを特徴とする。
The method for producing a phosphor according to
請求項2に記載の発明によれば、前駆体形成終了時の電気伝導度が、0.01〜20mS/cmであるので、前駆体形成終了時の電気伝導度を調整することにより、蛍光体原料の混合物中における不純物及び副塩の量を制御することができる。
According to the invention described in
請求項3に記載の発明に係る蛍光体の製造方法は、前記第1焼成工程の焼成温度が、1000〜1400℃であることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for producing a phosphor, wherein a firing temperature in the first firing step is 1000 to 1400 ° C.
請求項3に記載の発明によれば、前記第1焼成工程の焼成温度が、1000〜1400℃であるので、第1焼成工程の焼成温度を調整することにより、脱塩処理後の蛍光体原料の混合物に不純物又は副塩等が混合された場合においても、不純物又は副塩等をより確実に燃焼させることができる。
According to invention of
請求項4に記載の発明に係る蛍光体の製造方法は、前記第1焼成工程の焼成時間が、2〜6時間であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for producing a phosphor, wherein the firing time of the first firing step is 2 to 6 hours.
請求項4に記載の発明によれば、前記第1焼成工程の焼成時間が、2〜6時間であるので、第1焼成工程の焼成時間を調整することにより、脱塩処理後の蛍光体原料の混合物に不純物又は副塩等が混合された場合においても、不純物又は副塩等をより確実に燃焼させることができる。 According to the invention described in claim 4, since the firing time of the first firing step is 2 to 6 hours, the phosphor raw material after the desalting treatment is adjusted by adjusting the firing time of the first firing step. Even when impurities or by-salts or the like are mixed in the mixture, impurities or by-salts can be more reliably burned.
請求項5に記載の発明に係る蛍光体の製造方法は、前記第2焼成工程の焼成温度が、800〜1400℃であることを特徴とする。
The phosphor manufacturing method according to the invention described in
請求項5に記載の発明によれば、前記第2焼成工程の焼成温度が、800〜1400℃であるので、第2焼成工程の焼成温度を調整することにより、脱塩処理後の蛍光体原料の混合物に不純物又は副塩等が混合された場合においても、不純物又は副塩等をより確実に燃焼させることができる。
According to invention of
請求項6に記載の発明に係る蛍光体の製造方法は、前記第2焼成工程の焼成時間が、2〜6時間であることを特徴とする。
The phosphor manufacturing method according to the invention of
請求項6に記載の発明によれば、前記第2焼成工程の焼成時間が、2〜6時間であるので、第2焼成工程の焼成時間を調整することにより、脱塩処理後の蛍光体原料の混合物に不純物又は副塩が混合された場合においても、不純物又は副塩等をより確実に燃焼させることができる。
According to the invention described in
請求項7に記載の発明に係る蛍光体は、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の製造方法により製造されたことを特徴とする。 A phosphor according to a seventh aspect of the invention is manufactured by the manufacturing method according to any one of the first to sixth aspects.
請求項7に記載の発明によれば、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の製造方法により製造されているので、製造過程において不純物又は副塩等が確実に除去されることにより、化学量論的な純度の向上を図ることができる。
According to the invention described in
請求項8に記載の発明に係るプラズマディスプレイパネルは、請求項7に記載の蛍光体を用いて製造された放電セルを有することを特徴とする。 A plasma display panel according to an eighth aspect of the invention includes a discharge cell manufactured using the phosphor according to the seventh aspect.
請求項8に記載の発明によれば、請求項7に記載の蛍光体を用いて製造された放電セルを有するので、放電セルの発光強度の向上を図ることができる。 According to the eighth aspect of the present invention, since the discharge cell manufactured using the phosphor according to the seventh aspect is provided, the emission intensity of the discharge cell can be improved.
請求項1に記載の発明によれば、液相法により蛍光体の前駆体を形成する蛍光体の製造方法において、前駆体の形成開始から終了までの間若しくは終了直後に脱塩処理を行う脱塩工程と、脱塩処理後の前駆体に対して酸素含有雰囲気中において所定の条件下で焼成処理を行う第1焼成工程と、焼成処理後の前駆体に対して弱還元性雰囲気中において所定の条件下で焼成処理を行う第2焼成工程とを具備するので、脱塩処理によって蛍光体原料の混合物中に存在する不純物又は副塩を除去した後、さらに所定の条件下で加熱することにより、脱塩処理後の蛍光体原料の混合物中に不純物又は副塩が残留している場合であっても、不純物又は副塩等を確実に燃焼させることが可能となり、これによって、後続の焼成工程における蛍光体の変色や、焼成むら及びスパッタリング若しくはVUVの照射による蛍光体本体の損傷等を防止することができる。 According to the first aspect of the present invention, in the phosphor manufacturing method for forming the phosphor precursor by the liquid phase method, the desalting treatment is performed during the period from the start to the end of the precursor formation or immediately after the end. A salt process, a first firing process in which a precursor after desalting is fired under a predetermined condition in an oxygen-containing atmosphere, and a precursor in a weakly reducing atmosphere after firing. And a second firing step for performing the firing treatment under the conditions described above, by removing impurities or by-salts present in the phosphor raw material mixture by the desalting treatment and further heating under predetermined conditions Even when impurities or by-salts remain in the phosphor raw material mixture after the desalting treatment, it is possible to surely burn the impurities or by-salts, thereby enabling the subsequent firing step. Phosphor discoloration in Damage to the phosphor body by irradiation of adult village and sputtering or VUV can be prevented.
請求項2に記載の発明によれば、前駆体形成終了時の電気伝導度が、0.01〜20mS/cmであるので、前駆体形成終了時の電気伝導度を調整することにより、蛍光体原料の混合物中における不純物及び副塩の量を制御することが可能となり、これによって、より好ましい効果を得ることができる。
According to the invention described in
請求項3に記載の発明によれば、前記第1焼成工程の焼成温度が、1000〜1400℃であるので、前記第1焼成工程の焼成温度が、1000〜1400℃であるので、第1焼成工程の焼成温度を調整することにより、脱塩処理後の蛍光体原料の混合物に不純物又は副塩が混合された場合においても、不純物又は副塩等をより確実に燃焼させることが可能となり、これによって、より好ましい効果を得ることができる。
According to invention of
請求項4に記載の発明によれば、前記第1焼成工程の焼成時間が、2〜6時間であるので、第1焼成工程の焼成時間を調整することにより、脱塩処理後の蛍光体原料の混合物に不純物又は副塩が混合された場合においても、不純物又は副塩等をより確実に燃焼させることが可能となり、これによって、より好ましい効果を得ることができる。 According to the invention described in claim 4, since the firing time of the first firing step is 2 to 6 hours, the phosphor raw material after the desalting treatment is adjusted by adjusting the firing time of the first firing step. Even when impurities or by-salts are mixed in this mixture, impurities or by-salts can be more reliably burned, and thereby more favorable effects can be obtained.
請求項5に記載の発明によれば、前記第2焼成工程の焼成温度が、800〜1400℃であるので、第2焼成工程の焼成温度を調整することにより、脱塩処理後の蛍光体原料の混合物に不純物又は副塩が混合された場合においても、不純物又は副塩等をより確実に燃焼させることが可能となり、これによって、より好ましい効果を得ることができる。
According to invention of
請求項6に記載の発明によれば、前記第2焼成工程の焼成時間が、2〜6時間であるので、第2焼成工程の焼成時間を調整することにより、脱塩処理後の蛍光体原料の混合物に不純物又は副塩が混合された場合においても、不純物又は副塩等をより確実に燃焼させることが可能となり、これによって、より好ましい効果を得ることができる。
According to the invention described in
請求項7に記載の発明によれば、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の製造方法により製造されているので、製造過程において不純物又は副塩等が除去されることにより、化学量論的な純度の向上を図ることが可能となり、これによって、蛍光体の発光強度の向上を図ることができる。
According to the invention described in
請求項8に記載の発明によれば、請求項7に記載の蛍光体を用いて製造された放電セルを有するので、放電セルの発光強度の向上を図ることが可能となり、これによって、PDPの発光強度の向上を図ることができる。 According to the eighth aspect of the present invention, since the discharge cell manufactured using the phosphor according to the seventh aspect is provided, the emission intensity of the discharge cell can be improved. The emission intensity can be improved.
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. However, although various technically preferable limitations for implementing the present invention are given to the embodiments described below, the scope of the invention is not limited to the following embodiments and illustrated examples.
図1から図6を参照しながら、本発明に係る蛍光体の製造方法、蛍光体及びプラズマディスプレイパネルの詳細についてそれぞれ説明する。
まず始めに、本発明に係る蛍光体について説明する。
本発明に係る蛍光体は、表面層付近の組成により発光強度の影響を特に受けやすい真空紫外線励起蛍光体(以下、蛍光体)であって、前駆体形成工程において蛍光体粒子に対して脱塩処理が施された後、酸素雰囲気中において所定の条件下で焼成され、さらに弱還元性雰囲気中において所定の条件下で焼成されており、脱塩処理後に反応しない余剰の不純物や、反応によって生ずる副塩等が残留した場合であっても、不純物又は副塩等が均一かつ確実に燃焼されることによって、不純物又副塩等が除去され、蛍光体が効率的にVUVを受光することにより、発光強度の向上が図られている。より具体的には、脱塩処理が施された蛍光体粒子が、液相法により製造されており、前駆体形成終了時における電気伝導度が、0.01〜20mS/cmであることが好ましい。
Details of the phosphor manufacturing method, the phosphor and the plasma display panel according to the present invention will be described with reference to FIGS.
First, the phosphor according to the present invention will be described.
The phosphor according to the present invention is a vacuum ultraviolet-excited phosphor (hereinafter referred to as “phosphor”) that is particularly susceptible to light emission intensity due to the composition in the vicinity of the surface layer. After the treatment, it is fired under a predetermined condition in an oxygen atmosphere, and further fired under a predetermined condition in a weakly reducing atmosphere. Even when the by-salt etc. remains, the impurities or by-salt etc. are uniformly and reliably burned, the impurities or by-salt etc. are removed, and the phosphor efficiently receives VUV, The emission intensity is improved. More specifically, the phosphor particles that have been desalted are manufactured by a liquid phase method, and the electrical conductivity at the end of precursor formation is preferably 0.01 to 20 mS / cm. .
なお、本発明に係る蛍光体の前駆体の形成終了時における電気伝導度は、0.01〜10mS/cmであることがより好ましく、0.01〜5mS/cmであることが特に好ましい。0.01mS/cm以下では特に効果が大きくなることがなく、生産性が低くなる。20mS/cm以上では不純物や副塩が充分に除去されていないために、本発明の効果が発現しないからである。 The electrical conductivity at the end of the formation of the phosphor precursor according to the present invention is more preferably 0.01 to 10 mS / cm, and particularly preferably 0.01 to 5 mS / cm. If it is 0.01 mS / cm or less, the effect is not particularly increased, and the productivity is lowered. This is because the effect of the present invention is not exhibited because impurities and sub-salts are not sufficiently removed at 20 mS / cm or more.
また、電気伝導度の測定方法は、従来公知の方法が適用可能であり、例えば、市販の電気伝導度測定器を使用することができる。 Moreover, a conventionally well-known method is applicable to the measuring method of electrical conductivity, For example, a commercially available electrical conductivity measuring device can be used.
このような本発明に係る蛍光体として使用される無機蛍光体の具体的な化合物例を以下に示す。
[青色発光蛍光体化合物]
(BL−1) :Sr2P2O7:Sn4+
(BL−2) :Sr4Al14O25:Eu2+
(BL−3) :BaMgAl10O17:Eu2+
(BL−4) :SrGa2S4:Ce3+
(BL−5) :CaGa2S4:Ce3+
(BL−6) :(Ba,Sr)(Mg,Mn)Al10O17:Eu2+
(BL−7) :(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu2+
(BL−8) :ZnS:Ag
(BL−9) :CaWO4
(BL−10):Y2SiO5:Ce
(BL−11):ZnS:Ag,Ga,Cl
(BL−12):Ca2B5O9Cl:Eu2+
(BL−13):BaMgAl14O23:Eu2+
(BL−14):BaMgAl10O17:Eu2+,Tb3+,Sm2+
(BL−15):BaMgAl14O23:Sm2+
(BL−16):Ba2Mg2Al12O22:Eu2+
(BL−17):Ba2Mg4Al8O18:Eu2+
(BL−18):Ba3Mg5Al18O35:Eu2+
(BL−19):(Ba,Sr,Ca)(Mg,Zn,Mn)Al10O17:Eu2+
Specific examples of the inorganic phosphor used as the phosphor according to the present invention are shown below.
[Blue light emitting phosphor compound]
(BL-1): Sr 2 P 2 O 7 : Sn 4+
(BL-2): Sr 4 Al 14 O 25 : Eu 2+
(BL-3): BaMgAl 10 O 17 : Eu 2+
(BL-4): SrGa 2 S 4 : Ce 3+
(BL-5): CaGa 2 S 4 : Ce 3+
(BL-6): (Ba, Sr) (Mg, Mn) Al 10 O 17 : Eu 2+
(BL-7): (Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu 2+
(BL-8): ZnS: Ag
(BL-9): CaWO 4
(BL-10): Y 2 SiO 5 : Ce
(BL-11): ZnS: Ag, Ga, Cl
(BL-12): Ca 2 B 5 O 9 Cl: Eu 2+
(BL-13): BaMgAl 14 O 23 : Eu 2+
(BL-14): BaMgAl 10 O 17 : Eu 2+ , Tb 3+ , Sm 2+
(BL-15): BaMgAl 14 O 23 : Sm 2+
(BL-16): Ba 2 Mg 2 Al 12 O 22 : Eu 2+
(BL-17): Ba 2 Mg 4 Al 8 O 18 : Eu 2+
(BL-18): Ba 3 Mg 5 Al 18 O 35 : Eu 2+
(BL-19): (Ba, Sr, Ca) (Mg, Zn, Mn) Al 10 O 17 : Eu 2+
[緑色発光蛍光体化合物]
(GL−1) :(Ba,Mg)Al16O27:Eu2+,Mn2+
(GL−2) :Sr4Al14O25:Eu2+
(GL−3) :(Sr,Ba)Al2Si2O8:Eu2+
(GL−4) :(Ba,Mg)2SiO4:Eu2+
(GL−5) :Y2SiO5:Ce3+,Tb3+
(GL−6) :Sr2P2O7−Sr2B2O5:Eu2+
(GL−7) :(Ba,Ca,Mg)5(PO4)3Cl:Eu2+
(GL−8) :Sr2Si3O8−2SrCl2:Eu2+
(GL−9) :Zr2SiO4,MgAl11O19:Ce3+,Tb3+
(GL−10):Ba2SiO4:Eu2+
(GL−11):ZnS:Cu,Al
(GL−12):(Zn,Cd)S:Cu,Al
(GL−13):ZnS:Cu,Au,Al
(GL−14):Zn2SiO4:Mn2+
(GL−15):ZnS:Ag,Cu
(GL−16):(Zn,Cd)S:Cu
(GL−17):ZnS:Cu
(GL−18):Gd2O2S:Tb
(GL−19):La2O2S:Tb
(GL−20):Y2SiO5:Ce,Tb
(GL−21):Zn2GeO4:Mn
(GL−22):CeMgAl11O19:Tb
(GL−23):SrGa2S4:Eu2+
(GL−24):ZnS:Cu,Co
(GL−25):MgO・nB2O3:Ce,Tb
(GL−26):LaOBr:Tb,Tm
(GL−27):La2O2S:Tb
(GL−28):SrGa2S4:Eu2+,Tb3+,Sm2+
[Green light-emitting phosphor compound]
(GL-1): (Ba, Mg) Al 16 O 27 : Eu 2+ , Mn 2+
(GL-2): Sr 4 Al 14 O 25 : Eu 2+
(GL-3): (Sr, Ba) Al 2 Si 2 O 8 : Eu 2+
(GL-4): (Ba, Mg) 2 SiO 4 : Eu 2+
(GL-5): Y 2 SiO 5 : Ce 3+ , Tb 3+
(GL-6): Sr 2 P 2 O 7 —Sr 2 B 2 O 5 : Eu 2+
(GL-7): (Ba, Ca, Mg) 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu 2+
(GL-8): Sr 2 Si 3 O 8 -2SrCl 2 : Eu 2+
(GL-9): Zr 2 SiO 4 , MgAl 11 O 19 : Ce 3+ , Tb 3+
(GL-10): Ba 2 SiO 4 : Eu 2+
(GL-11): ZnS: Cu, Al
(GL-12): (Zn, Cd) S: Cu, Al
(GL-13): ZnS: Cu, Au, Al
(GL-14): Zn 2 SiO 4 : Mn 2+
(GL-15): ZnS: Ag, Cu
(GL-16) :( Zn, Cd) S: Cu
(GL-17): ZnS: Cu
(GL-18): Gd 2 O 2 S: Tb
(GL-19): La 2 O 2 S: Tb
(GL-20): Y 2 SiO 5 : Ce, Tb
(GL-21): Zn 2 GeO 4 : Mn
(GL-22): CeMgAl 11 O 19: Tb
(GL-23): SrGa 2 S 4 : Eu 2+
(GL-24): ZnS: Cu, Co
(GL-25): MgO.nB 2 O 3 : Ce, Tb
(GL-26): LaOBr: Tb, Tm
(GL-27): La 2 O 2 S: Tb
(GL-28): SrGa 2 S 4 : Eu 2+ , Tb 3+ , Sm 2+
[赤色発光蛍光体化合物]
(RL−1) :Y2O2S:Eu3+
(RL−2) :(Ba,Mg)2SiO4:Eu3+
(RL−3) :Ca2Y8(SiO4)6O2:Eu3+
(RL−4) :LiY9(SiO4)6O2:Eu3+
(RL−5) :(Ba,Mg)Al16O27:Eu3+
(RL−6) :(Ba,Ca,Mg)5(PO4)3Cl:Eu3+
(RL−7) :YVO4:Eu3+
(RL−8) :YVO4:Eu3+,Bi3+
(RL−9) :CaS:Eu3+
(RL−10):Y2O3:Eu3+
(RL−11):3.5MgO,0.5MgF2GeO2:Mn
(RL−12):YAlO3:Eu3+
(RL−13):YBO3:Eu3+
(RL−14):(Y,Gd)BO3:Eu3+
[Red-emitting phosphor compound]
(RL-1): Y 2 O 2 S: Eu 3+
(RL-2): (Ba, Mg) 2 SiO 4 : Eu 3+
(RL-3): Ca 2 Y 8 (SiO 4 ) 6 O 2 : Eu 3+
(RL-4): LiY 9 (SiO 4 ) 6 O 2 : Eu 3+
(RL-5): (Ba, Mg) Al 16 O 27 : Eu 3+
(RL-6): (Ba, Ca, Mg) 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu 3+
(RL-7): YVO 4 : Eu 3+
(RL-8): YVO 4 :
(RL-9): CaS: Eu 3+
(RL-10): Y 2 O 3 : Eu 3+
(RL-11): 3.5MgO, 0.5MgF 2 GeO 2 : Mn
(RL-12): YAlO 3 : Eu 3+
(RL-13): YBO 3 : Eu 3+
(RL-14) :( Y, Gd) BO 3 : Eu 3+
なお、本発明に係る蛍光体には、上記(GL−14)Zn2SiO4:Mn2+の適用が好ましい。 Incidentally, the phosphor according to the present invention, the (GL-14) Zn 2 SiO 4: Application of Mn 2+ are preferred.
次に、上述した蛍光体の製造方法について説明する。
本発明に係る蛍光体の製造方法は、蛍光体の前駆体を形成する前駆体形成工程と、前駆体形成工程により得られた前駆体を焼成して蛍光体粒子を得る焼成工程と、焼成工程において得られた蛍光体粒子の表面にエッチング処理を施して不純物等を除去する表面処理工程とから構成される。
Next, a method for manufacturing the above-described phosphor will be described.
The phosphor manufacturing method according to the present invention includes a precursor forming step for forming a phosphor precursor, a firing step for firing the precursor obtained in the precursor forming step to obtain phosphor particles, and a firing step. And a surface treatment process for removing impurities and the like by performing an etching process on the surface of the phosphor particles obtained in (1).
まず始めに、前駆体形成工程について説明する。
前駆体形成工程では、液相法により蛍光体の中間生成物である前駆体が合成され、後続の焼成工程において、前駆体が所定の温度で焼成されることにより、蛍光体粒子を得ることができる。
First, the precursor forming step will be described.
In the precursor forming step, a precursor that is an intermediate product of the phosphor is synthesized by a liquid phase method, and in the subsequent firing step, the precursor is fired at a predetermined temperature, thereby obtaining phosphor particles. it can.
液相法とは、液体の存在下又は液中で前駆体を合成する方法のことであり、液相合成法とも呼ばれる。液相法では、蛍光体原料を液相中で反応させるので、蛍光体を構成する元素イオン間での反応が行われ、化学量論的に高純度な蛍光体が得やすい。また、固相間反応と粉砕工程とを繰り返し行いながら蛍光体を製造する固相法と比較して、粉砕工程を行わずに微少な粒径の粒子を得ることが可能であるため、粉砕時にかかる応力による結晶中の格子欠陥を防ぎ、発光効率の低下を防止することができる。 The liquid phase method is a method for synthesizing a precursor in the presence of a liquid or in a liquid, and is also called a liquid phase synthesis method. In the liquid phase method, since the phosphor raw material is reacted in the liquid phase, a reaction between element ions constituting the phosphor is performed, and a stoichiometrically high purity phosphor is easily obtained. Compared with the solid-phase method in which a phosphor is produced while repeatedly performing a reaction between solid phases and a pulverization step, it is possible to obtain particles having a small particle size without performing a pulverization step. Lattice defects in the crystal due to such stress can be prevented, and reduction in light emission efficiency can be prevented.
なお、本実施形態における液相法には、冷却晶析を代表とする一般的な晶析法や、ゾルゲル法が用いられるが、特に反応晶析法を好ましく用いることができる。 In addition, as the liquid phase method in the present embodiment, a general crystallization method represented by cooling crystallization or a sol-gel method is used, but a reaction crystallization method can be particularly preferably used.
ゾルゲル法による無機蛍光体の前駆体の製造方法とは、一般的には母体、賦活剤又は共賦活剤として、例えばSi(OCH3)4や、Eu3+(CH3COCHCOCH3)3等の金属アルコキシド、Al(OC4H9)3の2−ブタノール溶液に金属マグネシウムを加えて作るMg[Al(OC4H9)3]2等の金属錯体又はそれらの有機溶媒溶液に金属単体を加えて作るダブルアルコキシド、金属ハロゲン化物、有機酸の金属塩又は金属単体を用いて、これらを必要量混合し、熱的又は化学的に重縮合することによる製造方法を意味する。 A method for producing a precursor of an inorganic phosphor by a sol-gel method generally includes, for example, Si (OCH 3 ) 4 or Eu 3+ (CH 3 COCHCOCH 3 ) 3 as a matrix, activator or coactivator. metal alkoxides, Al (OC 4 H 9) 3 2-butanol solution make by adding metal magnesium Mg [Al (OC 4 H 9 ) 3] the elemental metal addition to metal complexes or their organic solvent solution of 2 such as This means a production method by mixing required amounts of double alkoxide, metal halide, metal salt of organic acid or simple metal, and thermally or chemically polycondensing them.
反応晶析法による無機蛍光体の前駆体の製造方法とは、晶析現象を利用して、蛍光体の原料となる元素を含む溶液若しくは原料ガスを、液相又は気相中で混合させることによって前駆体を作製する方法のことである。ここで、晶析現象とは、冷却、蒸発、pH調節、濃縮等による物理的若しくは化学的な環境の変化、または化学反応により混合系の状態に変化を生じる場合等に液相中から固相が析出してくる現象のことをいい、反応晶析法においては、このような晶析現象の発生に起因する物理的、化学的操作による製造方法を意味する。 A method for producing a precursor of an inorganic phosphor by a reaction crystallization method is to use a crystallization phenomenon to mix a solution or source gas containing an element as a phosphor raw material in a liquid phase or a gas phase. This is a method for producing a precursor by the above method. Here, the crystallization phenomenon is a change from the liquid phase to the solid phase when the physical or chemical environment changes due to cooling, evaporation, pH adjustment, concentration, or when the state of the mixed system changes due to a chemical reaction. In the reaction crystallization method, it means a production method by physical and chemical operations resulting from the occurrence of such a crystallization phenomenon.
なお、反応晶析法を適用する際の溶媒は、反応原料が溶解すれば何れの溶液も適用可能であるが、過飽和度に対する制御の容易性の観点から、水が好ましい。また、複数の反応原料を用いる場合、原料を添加する順序は、同時であっても異なっていてもよく、活性に応じて適切な順序を適宜選択することが可能である。 In addition, any solvent can be used as the solvent for applying the reaction crystallization method as long as the reaction raw material is dissolved, but water is preferable from the viewpoint of easy control over the degree of supersaturation. Moreover, when using a some reaction raw material, the order which adds a raw material may be simultaneous or different, and it is possible to select a suitable order suitably according to activity.
さらに、前駆体の形成においては、より微少で粒径分布の狭い蛍光体を製造するために、反応晶析法を含め、2液以上の原料溶液を保護コロイドの存在下で貧溶媒中に液中添加することが好ましい。 Further, in the formation of the precursor, in order to produce a phosphor with a finer particle size distribution and narrower, a raw material solution of two or more liquids including a reaction crystallization method is liquid in a poor solvent in the presence of a protective colloid. It is preferable to add them in the middle.
本実施形態における反応晶析法には、図1に示すように、具備された複数の流路の形態が、平面視においてY字型となる、いわゆるY字型反応装置1が用いられる。このうち、Y字型反応装置1には、一の蛍光体原料溶液Aが貯留される第1タンク2と、他の蛍光体原料溶液Bが貯留される第2タンク3とが備えられており、第1タンク2及び第2タンク3には、第1流路4及び第2流路5の一端がそれぞれ接続されている。これら第1流路4及び第2流路5の中途部には、各蛍光体原料溶液A,Bを供給するためのポンプP1,P2がそれぞれ設けられている。また、各流路4,5の他端は、接続部Cを介して第3流路6が接続されており、接続部Cにおいて、各流路4,5を介して連続的に供給される蛍光体原料溶液A,Bが衝突及び混合されるようになっている。
In the reaction crystallization method in the present embodiment, as shown in FIG. 1, a so-called Y-shaped reaction apparatus 1 is used in which the shape of the plurality of flow paths provided is Y-shaped in plan view. Among these, the Y-shaped reactor 1 includes a
第3流路6は、混合後の混合溶液を、第3流路6の吐出口の下方に設置された熟成用容器7に連続的に供給するようになっており、第1流路4及び第2流路5によって供給される各溶液の流速よりも、混合溶液の流速の方が大きくなるようになっている。
The
熟成用容器7には、内部に貯留される混合溶液を撹拌するための撹拌翼8が具備され、この撹拌翼8は、回転動力源である駆動装置9と接続されている。
The aging
Y字型反応装置1に隣接する位置には、混合溶液中の不純物や、副塩等を分離させるための限外濾過装置10が設けられている。この限外濾過装置10には、熟成用容器7に貯留された混合溶液を限外濾過装置10に導入するための吸引管11の一端と、濾過処理された混合溶液を再度熟成用容器7に導入するための排出管12の一端とが接続されており、吸引管11及び排出管12の他端は、熟成用容器7の内部空間における任意の位置に配置されている。
An
なお、使用される製造装置は、Y字型反応装置1に限定されず、流路の形態のみが相違し、平面視においてT字型となる、いわゆるT字型製造装置であってもよい。 The manufacturing apparatus used is not limited to the Y-shaped reactor 1, and may be a so-called T-shaped manufacturing apparatus that differs only in the form of the flow path and is T-shaped in plan view.
第1、第2及び第3流路4,5,6は、円筒形状に成型されており、各流路4,5,6の径寸法は、約1mmに形成されている。
The first, second, and
なお、第3流路6の径寸法及び長さは、本実施形態に限定されず、接続部Cにおける衝突混合によって即時に形成される粒子が、ほぼ安定状態となるまでの時間、いわゆる安定時間を満すことが可能であれば、何れの径寸法及び長さであってもよい。ここで、本実施例における安定時間は、0.001秒以上と設定されている。
Note that the diameter and length of the
また、Y字型反応装置1の内部を移動しながら滞留する時間、いわゆる移動時間は、0.001秒以上が好ましく、0.01秒以上がより好ましく、0.1秒以上が特に好ましい。 In addition, the so-called moving time during which the Y-shaped reactor 1 stays while moving, that is, the moving time is preferably 0.001 seconds or more, more preferably 0.01 seconds or more, and particularly preferably 0.1 seconds or more.
さらに、ポンプP1,P2は、従来公知のポンプであれば何れのポンプも適用可能であるが、無脈動ポンプであることが好ましい。 Furthermore, any pump can be applied as long as the pumps P1 and P2 are conventionally known pumps, but a pulsation pump is preferable.
さらに、接続部Cには、動的撹拌機構が具備されていないが、本実施形態に限定されず、目的に応じて、撹拌翼等の動的撹拌機構が具備されていてもよい。 Furthermore, although the connection part C is not equipped with the dynamic stirring mechanism, it is not limited to this embodiment, According to the objective, you may be equipped with dynamic stirring mechanisms, such as a stirring blade.
さらに、各蛍光体原料溶液A,Bは、第1流路2及び第2流路3を介して供給されるに当たり、接続部Cの周辺における逆流を防止し、より均一な混合を行わせるために、実質的に乱流であることが好ましい。
Further, when the phosphor raw material solutions A and B are supplied through the
また、蛍光体の種類により、反応中の温度、添加速度、攪拌速度、pH等、諸物性を調整することがより好ましく、反応中に超音波を照射してもよい。また、粒径制御のために界面活性剤やポリマーなどを添加してもよい。さらに、原料を添加した後、必要に応じて溶液の濃縮及び熟成、あるいは濃縮若しくは熟成のいずれか一方のみを行ってもよい。 Moreover, it is more preferable to adjust various physical properties such as the temperature during the reaction, the addition rate, the stirring rate, and the pH depending on the type of the phosphor, and ultrasonic waves may be irradiated during the reaction. In addition, a surfactant or a polymer may be added for particle size control. Furthermore, after adding a raw material, you may perform only one of concentration and aging of a solution, or concentration or aging as needed.
保護コロイドは、微粒子化した前駆体粒子同士の凝集を防ぐために機能するもので、天然、人工を問わず各種高分子化合物を用いることができるが、中でもタンパク質を好ましく使用することができる。 The protective colloid functions to prevent aggregation of the finely divided precursor particles, and various polymer compounds can be used regardless of natural or artificial, and among them, proteins can be preferably used.
なお、タンパク質としては、例えば、ゼラチン、水溶性タンパク質、水溶性糖タンパク質が挙げられる。具体的には、アルブミン、卵白アルブミン、カゼイン、大豆タンパク、合成タンパク質、遺伝子工学的に合成されたタンパク質等を挙げることができる。 Examples of the protein include gelatin, water-soluble protein, and water-soluble glycoprotein. Specific examples include albumin, ovalbumin, casein, soy protein, synthetic protein, and genetically synthesized protein.
また、ゼラチンとしては、例えば、石灰処理ゼラチン、酸処理ゼラチンを挙げることができ、これらを併用してもよい。さらに、これらのゼラチンの加水分解物、これらのゼラチンの酵素分解物を用いてもよい。 Examples of gelatin include lime-processed gelatin and acid-processed gelatin, and these may be used in combination. Furthermore, a hydrolyzate of these gelatins and an enzyme degradation product of these gelatins may be used.
保護コロイドは、単一の組成である必要はなく、各種バインダを混合してもよい。具体的には、例えば、上記したゼラチンと、他の高分子とのグラフトポリマーを用いることができる。 The protective colloid does not need to have a single composition, and various binders may be mixed. Specifically, for example, a graft polymer of the above gelatin and another polymer can be used.
なお、保護コロイドの平均分子量は、10,000以上であることが好ましく、10,000〜300,000であることがより好ましく、10,000〜30,000であることが特に好ましい。また、保護コロイドは、原料溶液の一つ以上に添加することができ、原料溶液の全てに添加してもよく、保護コロイドを添加する量や、反応液の添加速度により、前駆体の粒径を制御することができる。 The average molecular weight of the protective colloid is preferably 10,000 or more, more preferably 10,000 to 300,000, and particularly preferably 10,000 to 30,000. The protective colloid can be added to one or more of the raw material solutions, and may be added to all of the raw material solutions. Depending on the amount of protective colloid added and the addition rate of the reaction liquid, the particle size of the precursor may be added. Can be controlled.
また、焼成後の蛍光体粒子の粒径、粒径分布、発光特性等の蛍光体の諸特性は、前駆体の性状に大きく左右されるため、前駆体形成工程において、前駆体の粒径制御を行うことにより、前駆体を十分小さくすることが好ましい。また、前駆体を微粒子化すると、前駆体同士の凝集が起こり易くなるため、保護コロイドを添加することにより前駆体同士の凝集を防いだ上で、前駆体を合成することは極めて有効であり、粒径制御が容易になる。なお、保護コロイドの存在下で反応を行う場合には、前駆体の粒径分布の制御や副塩等の不純物排除に十分配慮することが必要である。 In addition, since various properties of the phosphor, such as the particle size, particle size distribution, and emission characteristics of the phosphor particles after firing, are greatly influenced by the properties of the precursor, the particle size control of the precursor is performed in the precursor formation process. It is preferable to make the precursor sufficiently small by performing the above. In addition, when the precursor is microparticulated, aggregation between the precursors is likely to occur. Therefore, it is extremely effective to synthesize the precursor while preventing aggregation between the precursors by adding a protective colloid, Particle size control becomes easy. When the reaction is carried out in the presence of a protective colloid, it is necessary to give sufficient consideration to the control of the particle size distribution of the precursor and the exclusion of impurities such as secondary salts.
上述した前駆体工程において、前駆体形成開始から終了までの間に、一定時間、脱塩工程が行われる。この脱塩工程は、前駆体から副塩などの不純物を取り除くための工程であり、各種膜分離法、凝集沈降法、電気透析法、イオン交換樹脂を用いた方法、ヌーデル水洗法などが適用可能であるが、限外濾過膜を用いた方法により行われることが好ましい。 In the precursor process described above, a desalting process is performed for a certain period of time between the start and end of precursor formation. This desalting step is a step for removing impurities such as by-salts from the precursor, and various membrane separation methods, coagulation sedimentation methods, electrodialysis methods, methods using ion exchange resins, nudelle washing methods, etc. can be applied. However, it is preferably carried out by a method using an ultrafiltration membrane.
なお、脱塩工程の時期は、本実施形態に限定されず、前駆体形成終了直後に行われてもよい。また、原料の反応具合に応じて、複数回行われてもよい。 In addition, the time of a desalting process is not limited to this embodiment, You may perform immediately after completion | finish of precursor formation. Moreover, it may be performed a plurality of times depending on the reaction conditions of the raw materials.
さらに、脱塩工程後、さらに乾燥工程を行ってもよい。乾燥工程は、脱塩工程後に行われることが好ましく、真空乾燥、気流乾燥、流動層乾燥、噴霧乾燥等の何れの方法も適用可能である。乾燥温度は、特に限定されないが、使用される溶媒が気化する温度付近以上の温度であることが好ましく、乾燥温度が高過ぎると、乾燥と同時に焼成が施されて、後続の焼成処理が行われることなく蛍光体が得られるため、50〜300℃であることがより好ましい。 Furthermore, after the desalting step, a drying step may be further performed. The drying step is preferably performed after the desalting step, and any method such as vacuum drying, airflow drying, fluidized bed drying, spray drying, and the like can be applied. The drying temperature is not particularly limited, but is preferably a temperature near or above the temperature at which the solvent used is vaporized. If the drying temperature is too high, baking is performed simultaneously with drying, and subsequent baking treatment is performed. Since the phosphor can be obtained without any problem, it is more preferably 50 to 300 ° C.
次に、焼成工程について説明する。
本実施形態で用いられる希土類ホウ酸塩蛍光体、珪酸塩蛍光体及びアルミン酸蛍光体等は、各々の前駆体が焼成工程において焼成処理されることにより得られる。本発明では、この焼成工程が、第1焼成工程と、第2焼成工程とに分かれており、以下、第1及び第2焼成工程の条件についてそれぞれ説明する。
Next, the firing process will be described.
The rare earth borate phosphor, silicate phosphor, aluminate phosphor and the like used in the present embodiment are obtained by firing each precursor in the firing step. In this invention, this baking process is divided into a 1st baking process and a 2nd baking process, and demonstrates the conditions of a 1st and 2nd baking process, respectively.
第1焼成工程では、酸素を含有する雰囲気中において、前駆体に対して焼成処理が行われる。なお、この時の雰囲気は、酸素濃度が1〜50%であることが好ましく、10〜30%であることがより好ましい。 In the first firing step, the precursor is fired in an atmosphere containing oxygen. In addition, it is preferable that oxygen concentration is 1 to 50%, and, as for the atmosphere at this time, it is more preferable that it is 10 to 30%.
また、第1焼成工程における焼成温度は、1000〜1400℃であることが好ましいが、1100〜1300℃であることがより好ましい。さらに、焼成時間は、2〜6時間であることが好ましいが、2〜4時間であることがより好ましい。 The firing temperature in the first firing step is preferably 1000 to 1400 ° C, more preferably 1100 to 1300 ° C. Furthermore, the firing time is preferably 2 to 6 hours, more preferably 2 to 4 hours.
一方、第2焼成工程では、弱還元性の雰囲気中において、加熱後の蛍光体に対して焼成処理が行われる。なお、この時の雰囲気は、酸素濃度が100ppm以下であることが好ましく、10ppm以下であることがより好ましい。
以上のように、第2焼成工程における雰囲気は、酸素濃度が小さい程好ましいが、酸素が存在しない場合においては、水素濃度が0.1〜10%で、残りの成分がすべて窒素である混合ガスが好ましく、水素濃度が0.1〜5%で、残りの成分がすべて窒素である混合ガスがより好ましい。
On the other hand, in the second firing step, a firing process is performed on the heated phosphor in a weakly reducing atmosphere. The atmosphere at this time preferably has an oxygen concentration of 100 ppm or less, and more preferably 10 ppm or less.
As described above, the atmosphere in the second firing step is preferably as the oxygen concentration is small. However, in the case where oxygen is not present, the mixed gas is a hydrogen concentration of 0.1 to 10% and the remaining components are all nitrogen. A mixed gas in which the hydrogen concentration is 0.1 to 5% and the remaining components are all nitrogen is more preferable.
さらに、第2焼成工程における焼成温度は、800〜1400℃であることが好ましいが、900〜1200℃であることがより好ましい。さらに、焼成時間は、2〜6時間であることが好ましいが、2〜4時間であることがより好ましい。 Furthermore, the firing temperature in the second firing step is preferably 800 to 1400 ° C, more preferably 900 to 1200 ° C. Furthermore, the firing time is preferably 2 to 6 hours, more preferably 2 to 4 hours.
焼成装置又は焼成容器には、従来公知の装置又は容器が適用可能であり、箱型炉、坩堝炉、円柱管型、ボート型、ロータリーキルン等の装置が好ましく用いられる。 Conventionally known apparatuses or containers can be applied to the baking apparatus or baking container, and apparatuses such as a box furnace, a crucible furnace, a cylindrical tube type, a boat type, and a rotary kiln are preferably used.
また、焼成時には、必要に応じて焼結防止剤が添加されてもよい。焼結防止剤を添加する場合は、前駆体形成時にスラリーとして添加されてもよく、粉状の焼結防止剤を乾燥済前駆体と混合させて焼成されてもよい。 Moreover, a sintering inhibitor may be added as needed at the time of baking. In the case of adding a sintering inhibitor, it may be added as a slurry at the time of forming the precursor, or may be fired by mixing a powdery sintering inhibitor with the dried precursor.
焼結防止剤は、特に限定されず、蛍光体の種類や、焼成条件によって適宜選択される。例えば、蛍光体の焼成温度域により、800℃以下での焼成にはTiO2等の金属酸化物が、1000℃以下での焼成にはSiO2が、1700℃以下での焼成にはAl2O3が、それぞれ好ましく使用される。 The sintering inhibitor is not particularly limited, and is appropriately selected depending on the type of phosphor and firing conditions. For example, depending on the firing temperature range of the phosphor, a metal oxide such as TiO 2 is used for firing at 800 ° C. or lower, SiO 2 is used for firing at 1000 ° C. or lower, and Al 2 O is used for firing at 1700 ° C. or lower. 3 are each preferably used.
なお、各焼成工程の後に、必要に応じて還元処理又は酸化処理等が施されてもよい。また、第2焼成工程の後に、冷却処理、表面処理、分散処理等が施されてもよく、分級処理が行われてもよい。 In addition, after each baking process, a reduction process or an oxidation process etc. may be performed as needed. Moreover, a cooling process, a surface treatment, a dispersion process, etc. may be performed after a 2nd baking process, and a classification process may be performed.
冷却処理は、焼成工程で得られた焼成物を冷却させる処理であり、これら焼成物を焼成装置に充填したまま冷却させることが可能である。また、冷却処理は、特に限定されないが、放置により温度低下させる方法や、冷却機を用いて温度制御しながら強制的に温度低下させる方法等の従来公知の冷却方法から適宜選択することが可能である。 The cooling process is a process of cooling the fired product obtained in the firing process, and it is possible to cool the fired product while filling the fired device. The cooling treatment is not particularly limited, and can be appropriately selected from conventionally known cooling methods such as a method of lowering the temperature by leaving alone or a method of forcibly lowering the temperature while controlling the temperature using a cooler. is there.
表面処理は、焼成工程で得られた焼成物の表面を吸着又は被覆等させる処理であり、どの時点で表面処理が行われるのかについては、その目的によって異なり、適宜選択することが可能である。例えば、後続の分散処理前における何れかの時点において、Si、Ti、Al、Zr、Zn、In、Snから選択される少なくとも1種の元素を含む酸化物で蛍光体の表面を被覆すると、分散処理時における蛍光体の結晶性の低下を抑制でき、さらに蛍光体の表面欠陥に励起エネルギーが捕獲されることを防止することにより、発光強度の低下を抑制できる。また、分散処理工程後の何れかの時点で有機高分子化合物等により蛍光体の表面を被覆すると、耐候性等の特性が向上し、耐久性に優れた蛍光体を得ることができる。なお、これら表面処理を行う際の被覆層の厚さや、被覆率等は、適宜任意に制御することができる。 The surface treatment is a treatment for adsorbing or coating the surface of the fired product obtained in the firing step. The point at which the surface treatment is performed varies depending on the purpose and can be selected as appropriate. For example, when the surface of the phosphor is coated with an oxide containing at least one element selected from Si, Ti, Al, Zr, Zn, In, and Sn at any point before the subsequent dispersion treatment, A decrease in crystallinity of the phosphor during processing can be suppressed, and further, a decrease in emission intensity can be suppressed by preventing excitation energy from being captured by surface defects of the phosphor. Moreover, when the surface of the phosphor is coated with an organic polymer compound or the like at any point after the dispersion treatment step, characteristics such as weather resistance are improved, and a phosphor having excellent durability can be obtained. In addition, the thickness of the coating layer, the coverage, and the like when performing these surface treatments can be arbitrarily controlled as appropriate.
分散処理は、焼成工程で得られた焼成物を微粒化させる処理であり、例えば高速攪拌型のインペラー型の分散機、コロイドミル、ローラーミル、またはボールミル、振動ボールミル、アトライタミル、遊星ボールミル、サンドミルなど媒体メディアを装置内で運動させ、その衝突及び剪断力の両方により微粒化する装置、またはカッターミル、ハンマーミル、ジェットミル等の乾式型分散機、超音波分散機、高圧ホモジナイザー等の装置が用いられる。 The dispersion treatment is a treatment for atomizing the fired product obtained in the firing step, such as a high-speed stirring impeller-type disperser, a colloid mill, a roller mill, or a ball mill, a vibrating ball mill, an attritor mill, a planetary ball mill, a sand mill, etc. Uses a device that moves media media in the device and atomizes both by collision and shear force, or a dry type disperser such as a cutter mill, hammer mill, jet mill, ultrasonic disperser, high pressure homogenizer, etc. It is done.
このうち、本発明では、特にメディアである媒体を使用する湿式メディア型分散機を使用することが好ましく、連続的に分散処理が可能な連続式湿式メディア型分散機を使用することがより好ましい。また、複数の連続式、湿式メディア型分散機を直列に接続する態様等も適用可能である。 Among these, in the present invention, it is particularly preferable to use a wet media type disperser that uses a medium that is a medium, and it is more preferable to use a continuous wet media type disperser that can be continuously dispersed. Moreover, the aspect etc. which connect a some continuous type and a wet media type | mold disperser in series are applicable.
ここで、「連続的に分散処理が可能」とは、少なくとも蛍光体及び分散媒体を、時間当たり一定の量比で途切れることなく分散機に供給しながら分散処理すると同時に、分散機内で製造された分散物を供給に押し出される形で途切れることなく分散機より吐出する形態を意味する。蛍光体の製造方法における分散処理にメディアである媒体を使用する湿式メディア型分散機を用いる場合には、その分散室容器、いわゆるベッセルは、縦型でも横型でも適宜選択することが可能である。 Here, “continuous dispersion processing is possible” means that at least the phosphor and the dispersion medium are dispersed in a constant quantity ratio per hour while being supplied to the disperser, and at the same time, manufactured in the disperser. It means a form in which the dispersion is discharged from the disperser without being interrupted in the form of being pushed out to supply. In the case of using a wet media type disperser that uses a medium as a medium for the dispersion process in the phosphor manufacturing method, the dispersion chamber container, so-called vessel, can be appropriately selected from a vertical type and a horizontal type.
最後に、表面処理工程について説明する。
本発明に係る蛍光体には、電界発光型蛍光体のように、表面の凸部により発光強度を向上させるという役割がないため、蛍光体粒子を蛍光体層に密に充填するという観点及び蛍光体粒子の表面に対して均一にエッチング処理を施すという観点から、粒子表面における凸部が少ない、または凸部がない蛍光体粒子に対してエッチング処理を施すことが好ましく、本実施形態における表面処理は、エッチング処理によって行われる。
Finally, the surface treatment process will be described.
Since the phosphor according to the present invention does not have the role of improving the light emission intensity by the convex portion on the surface unlike the electroluminescent phosphor, the viewpoint that the phosphor particles are densely packed in the phosphor layer and the fluorescence From the viewpoint of uniformly etching the surface of the body particles, it is preferable to perform etching on the phosphor particles with few or no projections on the particle surface. Is performed by an etching process.
なお、蛍光体粒子の表面の不純物等に応じて適宜選択することが可能であり、例えば、微粒子や、イオンスパッタ等により、表面を削る物理的な方法であってもよいが、エッチング液に蛍光体粒子を浸して表面の不純物等を溶解する等の化学的な方法が効果的である。この際、エッチング液が蛍光体粒子本体を侵食すると発光強度は低くなってしまうため、エッチングは注意深く行う必要がある。 In addition, it is possible to select appropriately according to impurities on the surface of the phosphor particles. For example, a physical method of scraping the surface by fine particles or ion sputtering may be used. A chemical method such as soaking body particles to dissolve surface impurities and the like is effective. At this time, if the etching solution erodes the phosphor particle main body, the emission intensity becomes low, so that the etching needs to be performed carefully.
エッチング処理には、上述したY字型反応装置1が適用可能であるが、Y字型反応装置1に限定されず、図2に示すように、一般的な反応装置21であってもよいし、図3に示すように、母液中に2種類の反応溶液を別々のノズルで同時に添加するダブルジェット法を利用したダブルジェット反応装置31であってもよい。
The above-described Y-shaped reactor 1 can be applied to the etching process, but is not limited to the Y-shaped reactor 1, and may be a
図2に示す反応装置21には、タンク22が備えられており、このタンク22に貯留されたエッチング液が、ポンプP3により、流路23を介して、反応容器24に貯留された蛍光体分散溶液に添加されるようになっている。また、上記したY字型反応装置1と同様に、駆動装置25に接続された撹拌翼26が具備されており、混合後の溶液を撹拌するようになっている。
The
また、図3に示すダブルジェット反応装置31には、第1タンク32と、第2タンク33とが備えられており、これら第1タンク32及び第2タンク33には、第1流路34及び第2流路35の一端がそれぞれ接続されている。また、第1流路34及び第2流路35の中途部には、ポンプP4,P5がそれぞれ設けられている。
3 includes a
第1流路34及び第2流路35の他端は、反応容器36とそれぞれ連通されており、第1タンク32及び第2タンク33に貯留された溶液が供給されるようになっている。また、反応容器36には、駆動装置37と接続された撹拌翼38が具備されており、混合後の溶液を撹拌するようになっている。
The other ends of the
なお、撹拌時間は、酸の添加が終了した後、5分以上2時間未満であることが好ましく、20分以上1時間未満であることがより好ましい。この範囲を外れると、発光強度が低下してしまうからである。 The stirring time is preferably 5 minutes or more and less than 2 hours, and more preferably 20 minutes or more and less than 1 hour after the addition of the acid is completed. This is because the emission intensity decreases if the range is out of this range.
さらに、エッチング液の添加量は、蛍光体1g当たり0.001〜0.005molであることが好ましく、約0.002molであることがより好ましい。 Furthermore, the addition amount of the etching solution is preferably 0.001 to 0.005 mol, more preferably about 0.002 mol, per 1 g of the phosphor.
さらに、エッチング液の添加速度は、蛍光体の比表面積1m2当たり1.2×10-16〜7.0×10-15mol/minであることが好ましく、2.0×10-16〜5.0×10-15mol/minであることがより好ましい。 Further, the addition rate of the etching solution is preferably 1.2 × 10 −16 to 7.0 × 10 −15 mol / min per 1 m 2 of the specific surface area of the phosphor, and 2.0 × 10 −16 to 5 More preferably, it is 0.0 × 10 −15 mol / min.
さらに、エッチング液の温度は、20〜60℃であることが好ましく、30〜50℃であることがより好ましい。 Furthermore, it is preferable that the temperature of an etching liquid is 20-60 degreeC, and it is more preferable that it is 30-50 degreeC.
さらに、エッチング液の種類は、不純物等に応じて決定され、酸性若しくはアルカリ性であってもよく、水溶液若しくは有機溶剤であってもよい。この際、酸性の水溶液を用いた場合には、効果が顕著に現れるため、特に強酸が用いられることが好ましい。 Furthermore, the type of the etching solution is determined according to impurities and the like, and may be acidic or alkaline, or an aqueous solution or an organic solvent. At this time, when an acidic aqueous solution is used, the effect appears remarkably, so that a strong acid is particularly preferably used.
なお、強酸としては、塩酸、硝酸、硫酸、燐酸、過塩素酸等が適用可能であるが、塩酸、硝酸、硫酸が好ましく、塩酸が特に好ましい。 As the strong acid, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, perchloric acid and the like are applicable, but hydrochloric acid, nitric acid and sulfuric acid are preferable, and hydrochloric acid is particularly preferable.
強酸は、濃度が高くなるにつれて、溶出する物質の濃度が高くなり、エッチング処理中に除去した物質が粒子表面に再吸着するおそれ生じると共に、除去される蛍光体粒子の表面層の量が増加するため、工業的効率が低下する。また、エッチングの際に濃度局在が起こりやすくなり、粒子間にエッチング処理を均一に施すことが困難となり、発光強度に対する効果は低くなる。 As the concentration of the strong acid increases, the concentration of the eluted substance increases, and the substance removed during the etching process may be re-adsorbed on the particle surface, and the amount of the surface layer of the phosphor particles to be removed increases. Therefore, industrial efficiency falls. In addition, concentration localization is likely to occur during etching, making it difficult to uniformly perform etching between particles, and the effect on the emission intensity is reduced.
一方、強酸の濃度を薄くすると蛍光体粒子表面の不純物等を除去する量が少なくなり粒子表面に不純物等が残存する結果、発光強度における効果が低減する。 On the other hand, when the concentration of the strong acid is reduced, the amount of impurities and the like on the surface of the phosphor particles is reduced, and the impurities and the like remain on the surface of the particles. As a result, the effect on the emission intensity is reduced.
また、蛍光体粒子に対してエッチング処理に必要な強酸の液量が増加することから工業的に取り扱いが困難になる。したがって、強酸の濃度は状況に応じて最も好ましい値に調整することが望ましい。 In addition, since the amount of strong acid required for the etching treatment for the phosphor particles increases, it becomes difficult to handle industrially. Therefore, it is desirable to adjust the concentration of the strong acid to the most preferable value depending on the situation.
これら強酸がエッチング液に用いられた場合、そのエッチング液の濃度は、0.001N以上6N未満であることが好ましく、0.001N以上2.5N未満であることがより好ましく、0.001N以上0.25N未満であることが特に好ましい。0.001N以上6N未満の強酸を用いてエッチング処理を施すことにより所望の効果を得ることができ、特に0.001N以上0.25N未満の強酸を用いると、不純物のみを効率的に溶解することができ、溶出する物質の濃度が低く、粒子表面に除去した物質の再吸着が困難になる。また、エッチングの際に、強酸の濃度局在を抑制させることができ、粒子表面を均一にエッチング処理させることができる。 When these strong acids are used in the etching solution, the concentration of the etching solution is preferably 0.001 N or more and less than 6 N, more preferably 0.001 N or more and less than 2.5 N, and more preferably 0.001 N or more and 0. Particularly preferred is less than .25N. A desired effect can be obtained by performing etching using a strong acid of 0.001N or more and less than 6N. In particular, when a strong acid of 0.001N or more and less than 0.25N is used, only impurities are efficiently dissolved. The concentration of the eluted substance is low, and it becomes difficult to re-adsorb the removed substance on the particle surface. Further, during etching, the concentration of strong acid can be suppressed, and the particle surface can be uniformly etched.
例えば、塩酸を用いてZn2SiO4:Mn2+に対してエッチング処理を施した場合、下記の反応式に従って、Zn2SiO4が塩酸に溶解し、蛍光体粒子の表面層が除去される。
Zn2SiO4+4HCl→2ZnCl2+SiO2+2H2O
For example, when etching is performed on Zn 2 SiO 4 : Mn 2+ using hydrochloric acid, Zn 2 SiO 4 is dissolved in hydrochloric acid according to the following reaction formula, and the surface layer of the phosphor particles is removed. .
Zn 2 SiO 4 + 4HCl → 2ZnCl 2 + SiO 2 + 2H 2 O
上記の反応式より、蛍光体の単位モルあたりに反応させる強酸の量を変化させることにより、溶解されるZn2SiO4量、すなわちエッチング処理により除去される量をコントロールすることが可能であることが分かる。例えば、1molの蛍光体粒子の2%を溶解させたい場合、すなわちエッチング処理により除去したい場合、0.08molの塩酸と反応させればよい。 From the above reaction formula, it is possible to control the amount of dissolved Zn 2 SiO 4 , that is, the amount removed by etching treatment, by changing the amount of strong acid reacted per unit mole of the phosphor. I understand. For example, when 2% of 1 mol of phosphor particles is desired to be dissolved, that is, when it is desired to be removed by etching, it may be reacted with 0.08 mol of hydrochloric acid.
なお、エッチング処理により蛍光体粒子の表面を溶解させて除去する量は、蛍光体粒子の1.5mol%以上20mol%未満であることが好ましい。また、エッチング後は、水洗処理等を行い、エッチング液を除去することが好ましい。 In addition, it is preferable that the quantity which dissolves and removes the surface of a fluorescent substance particle by an etching process is 1.5 mol% or more and less than 20 mol% of a fluorescent substance particle. In addition, after etching, it is preferable to perform a water washing process or the like to remove the etching solution.
以上より、本発明に係る蛍光体の製造方法は、液相法により蛍光体の前駆体を形成する蛍光体の製造方法において、前駆体の形成開始から終了までの間若しくは終了直後に脱塩処理を行う脱塩工程と、脱塩処理後の前駆体に対して酸素含有雰囲気下において一定温度で焼成処理を行う第1焼成工程と、焼成処理後の前駆体に対して弱還元性雰囲気下において一定温度で焼成処理を行う第2焼成工程とを具備するので、脱塩処理によって蛍光体原料の混合物中に存在する不純物又は副塩を除去した後、さらに所定の条件下で焼成処理を行うことにより、脱塩処理後の蛍光体原料の混合物中に不純物又は副塩が残留している場合であっても、不純物又は副塩を確実に燃焼させることが可能となり、これによって、蛍光体の変色や、焼成むら及びスパッタリング若しくはVUVの照射による蛍光体本体の損傷等を防止することができる。 As described above, the phosphor manufacturing method according to the present invention is a desalting treatment between the start of formation of the precursor and the end thereof or immediately after the end in the phosphor manufacturing method of forming the phosphor precursor by the liquid phase method. A desalting step in which the precursor after the desalting treatment is subjected to a firing treatment at a constant temperature in an oxygen-containing atmosphere, and a weakly reducing atmosphere is applied to the precursor after the firing treatment. A second baking step of performing a baking process at a constant temperature, and after removing impurities or sub-salts present in the phosphor raw material mixture by a desalting process, further performing a baking process under predetermined conditions Thus, even if impurities or by-salt remains in the phosphor raw material mixture after the desalting treatment, it is possible to reliably burn out the impurities or by-salt, and thereby discolor the phosphor. And firing unevenness and Ttaringu or it is possible to prevent damage to the phosphor body by irradiation of VUV.
また、本発明に係る蛍光体の製造方法により製造された蛍光体は、製造過程において不純物や、副塩等を除去することにより、化学量論的な純度の向上を図ることが可能となり、これによって、蛍光体の発光強度の向上を図ることができる。 In addition, the phosphor produced by the method for producing a phosphor according to the present invention can improve the stoichiometric purity by removing impurities, sub-salts, etc. during the production process. Thus, the emission intensity of the phosphor can be improved.
最後に、上述した蛍光体を利用したPDPについて説明する。
一般的に、PDPは、電極の構造及び動作モードから、直流電圧を印加するDC型と、交流電圧を印加するAC型とに大別されるが、本実施形態では、図4に示すようなAC型のPDPを参照しながら、以下詳細について説明する。
Finally, a PDP using the above-described phosphor will be described.
In general, PDPs are roughly classified into a DC type that applies a DC voltage and an AC type that applies an AC voltage depending on the electrode structure and operation mode. In this embodiment, as shown in FIG. Details will be described below with reference to an AC type PDP.
本実施形態におけるPDP101は、図4に示すように、平板状に成型された前面板102と、前面板102と略同一形状であって、前面板102の一面と対向する位置に配置された背面板103とを備えて構成されている。これら基板102,103のうち、前面板102は、放電セルから発せられる可視光を透過し、基板上に各種の情報表示を行うようになっており、PDP101の表示画面として機能する。
As shown in FIG. 4, the
この前面板102には、ソーダライムガラス、いわゆる青板ガラス等の可視光を透過する材料が好適に用いられ、その厚さ寸法は、1〜8mmの範囲が好ましく、2mmであることがより好ましい。
The
また、前面板102には、前面板102の背面板103と対向する面に複数の表示電極104が、一定の間隔毎に配置されている。これら表示電極104には、幅広の帯状に形成された透明電極105と、透明電極105と同一形状に形成されたバス電極106とが備えられ、透明電極105の上面に、バス電極106が積層された構造となっている。
Further, on the
表示電極104は、平面視において隔壁112と直交しており、所定の放電ギャップを設けて対向する位置関係に配置された2つで一組となっている。
The
透明電極105としては、ネサ膜等の透明電極が適用可能であり、そのシート抵抗は、100Ω以下であることが好ましい。また、透明電極5の幅寸法は、10〜200μmの範囲が好ましい。
A transparent electrode such as a nesa film is applicable as the
バス電極106は、抵抗を下げるためのものであり、Cr/Cu/Crのスパッタリング等により形成される。また、バス電極106の幅寸法は、透明電極105よりも小さく形成されており、5〜50μmの範囲が好ましい。
The
前面板102に配設された表示電極104は、その表面全体が誘電体層107により被覆されている。この誘電体層7は、低融点ガラス等の誘電物質から形成することが可能であり、厚さ寸法は、20〜30μmの範囲が好ましい。
The entire surface of the
誘電体層107の上面は、その表面全体が保護層108により被覆されている。この保護層108は、MgO膜が適用可能であり、その厚さ寸法は、0.5〜50μmの範囲が好ましい。
The entire upper surface of the
一方、前面板102の一面と対向する位置に配置された背面板103は、前面板102と同様に、ソーダライムガラス、いわゆる青板ガラス等が適用可能であり、その厚さ寸法は、1〜8mmの範囲が好ましく、2mm程度がより好ましい。
On the other hand, as the
この背面板103の前面板102と対向する面には、複数のアドレス電極109が配設されている。これらアドレス電極109は、透明電極105及びバス電極106と同一の形状に形成されており、平面視において、上記した表示電極104と直交するように、一定の間隔毎に設けられている。また、アドレス電極109は、Ag厚膜電極等の金属電極が適用可能であり、その幅寸法は、100〜200μmの範囲が好ましい。
A plurality of
さらに、アドレス電極109は、その表面全体が誘電体層110により被覆されており、この誘電体層110は、低融点ガラス等の誘電物質から形成することが可能であり、その厚さ寸法は、20〜30μmの範囲が好ましい。
Further, the entire surface of the
誘電体層110の上面には、背面板3に対して垂直方向に突出した形状の隔壁111が配設されている。これら隔壁111は、長尺に形成されており、アドレス電極109の両側であって、隣接する隔壁111の長手方向が互いに平行となるように配置されている。また、隔壁111により、所定形状に区画された複数の微少放電空間(以下、放電セル112)は、平面視において、ストライプ状に形成されている。
On the upper surface of the dielectric layer 110, a
隔壁111は、低融点ガラス等の誘電物質から形成することが可能であり、その幅寸法は、10〜500μmの範囲が好ましく、100μm程度がより好ましい。また、隔壁111の高さ寸法は、通常10〜100μmの範囲であり、50μm程度が好ましい。
The
本実施形態における放電セル112は、前面板102及び背面板103が水平に配置されたときに、隔壁111が所定の間隔毎に平行に、すなわちストライプ状に配設されていることから、ストライプ型と呼ばれている。
In the
なお、放電セルの構造は、このようなストライプ型のものに限定されるものではなく、図5に示すように、隔壁113を平面視において格子状に設けた格子型の放電セル114であってもよいし、図6に示すように互いに対象な屈曲した一組の隔壁115によりハニカム状(八角形状)の放電セル116であってもよい。
Note that the structure of the discharge cell is not limited to such a stripe type, but is a grid
各放電セル112R,112G,112Bには、本実施例において製造された赤(R)、緑(G)、青(B)のいずれかに発光する蛍光体から構成された蛍光体層117R,117G,117Bのいずれかが一定の順序で設けられている。また、各放電セル112R,112G,112Bの内部中空には、放電ガスが封入されており、平面視において、表示電極104と、アドレス電極109とが交差する点が少なくとも一つ設けられている。さらに、各蛍光体層117R,117G,117Bの厚さ寸法は、特に限定されず、5〜50μmの範囲が好ましい。
Each of the
各蛍光体層117R,117G,117Bは、隔壁の側面や、底面に形成されている。これら蛍光体層117R,117G,117Bは、まず始めに、上記した蛍光体をバインダ、溶剤、分散剤などの混合物に分散させることで蛍光体ペーストが作製される。そして、これら蛍光体ペーストが適度な粘度に調整され、対応する各放電セル112R,112G,112Bに塗布又は充填されて、最後に乾燥又は焼成されることにより形成されている。
Each
なお、蛍光体ペーストの調整は、従来公知の方法により行うことが可能である。また、蛍光体ペーストを放電セル112R,112G,112Bに塗布又は充填する方法としては、スクリーン印刷法、フォトレジストフィルム法、インクジェット法など種々の方法が適用可能である。
The phosphor paste can be adjusted by a conventionally known method. In addition, as a method of applying or filling the phosphor paste to the
上記した構成からなるPDP101は、表示に際して、アドレス電極109と、一組の表示電極104,104のうちいずれか一方の表示電極104との間で選択的にトリガー放電を行わせることにより、表示を行う放電セルが選択される。その後、選択された放電セルの内部において、一組の表示電極104,104の間でサステイン放電を行わせることにより、放電ガスに起因する紫外線を生じさせ、蛍光体層117R,117G,117Bから可視光を生じさせるようになっている。
The
以上より、本発明に係るPDP1は、上述した蛍光体を用いて製造された放電セル112を有するので、放電セル112の発光強度の向上を図ることが可能となり、これによって、PDP1の発光強度の向上を図ることができる。
As described above, since the PDP 1 according to the present invention includes the
次に、本発明に係る蛍光体の製造方法及び蛍光体の実施例について説明する。
[実施例1]
本実施例では、Zn2SiO4:Mn2+を原料に用いた緑色蛍光体の前駆体1を合成し、得られた前駆体1に対して脱塩処理を施すことによって、脱塩処理後の前駆体2,3,4,5を得た。さらに、異なる2種類の条件下で焼成することにより、蛍光体1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15を得て、これら蛍光体1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15における放電前、放電後及びスパッタリング処理後の相対発光強度に基づいて評価を行った。
Next, a method for manufacturing a phosphor and examples of the phosphor according to the present invention will be described.
[Example 1]
In this example, a green phosphor precursor 1 using Zn 2 SiO 4 : Mn 2+ as a raw material was synthesized, and the obtained precursor 1 was subjected to a desalting treatment, whereby the desalting treatment was performed.
まず始めに、前駆体1,2,3,4,5の合成方法について説明する。
二酸化ケイ素45gが含有されたコロイダルシリカ(扶桑化学工業株式会社製:PL−3)と、濃度28%アンモニア水219gと、純水とを混合させ、液量を1500ccに調整したものをA液とした。
また、硝酸亜鉛6水和物(関東化学株式会社製:純度99.0%)424gと、硝酸マンガン6水和物(関東化学株式会社製:純度98.0%)21.5gとを純水に溶解させて、液量を1500ccに調整したものをB液とした。
First, a method for synthesizing the
Colloidal silica containing 45 g of silicon dioxide (manufactured by Fuso Chemical Co., Ltd .: PL-3), 219 g of 28% ammonia water, and pure water were mixed and the liquid volume was adjusted to 1500 cc. did.
Further, 424 g of zinc nitrate hexahydrate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd .: purity 99.0%) and 21.5 g of manganese nitrate hexahydrate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd .: purity 98.0%) are purified water. A solution B was prepared by dissolving the solution in the solution and adjusting the amount of the solution to 1500 cc.
これらA液及びB液を、図1に示すように、Y字型反応装置1の各タンク2,3にそれぞれ貯留させ、40℃の温度で保温させた。そして、A液及びB液は、ポンプP1,P2により、1200cc/minの速度で熟成用容器7に供給され、反応により得られた沈殿物を純水で希釈させた。その後、加圧濾過によって固液分離し、さらに100℃の温度で12時間乾燥させることにより、表1に示す前駆体1を得た。
As shown in FIG. 1, these A liquid and B liquid were respectively stored in the
一方、上記した前駆体形成工程において、反応により得られた沈殿物を純水で希釈させた後、この希釈溶液を限外濾過することにより、前駆体の電気伝導度を30,15,0.3,0.05mS/cmにそれぞれ調整した。その後、加圧濾過によって固液分離し、さらに100℃の温度で12時間乾燥させることにより、表1に示す前駆体2,3,4,5を得た。
On the other hand, in the precursor forming step described above, the precipitate obtained by the reaction is diluted with pure water, and then the diluted solution is ultrafiltered, whereby the electrical conductivity of the precursor is 30, 15, 0,. It adjusted to 3, 0.05 mS / cm, respectively. Thereafter, solid-liquid separation was performed by pressure filtration, and further, drying was performed at a temperature of 100 ° C. for 12 hours to obtain
得られた前駆体1,2,3,4,5を、水素5%、窒素95%の雰囲気中において、1240℃の温度で、3時間焼成させることにより、蛍光体1,4,7,10,13を得た。ここで、このときの焼成条件を、焼成条件(1)として、表2に示した。
また、得られた前駆体1,2,3,4,5を、酸素20%の雰囲気中において、1240℃で、3時間焼成させることにより、蛍光体2,5,8,11,14を得た。ここで、このときの焼成条件を、焼成条件(2)として、表2に示した。
さらに、得られた前駆体1,2,3,4,5を、酸素20%の雰囲気中において、1240℃で、3時間焼成させた後、さらに水素5%、窒素95%の雰囲気中において、1240℃の温度で、3時間焼成させることにより、蛍光体3,6,9,12,15を得た。ここで、このときの焼成条件を、焼成条件(3)として、表2に示した。
The obtained
Further, the obtained
Further, the obtained
続いて、上記した蛍光体1、2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15に、等量の純水を加え、ポットミルによる解砕及び分散処理を行った。その後、微小粒子及び巨大粒子を除去するために、篩による分級処理が行われ、蛍光体分散溶液が得られた。
Subsequently, an equal amount of pure water is added to the
そして、分級後の蛍光体分散溶液と、2N塩酸とを、図1に示すY字型反応装置1の各タンク2,3にそれぞれ貯留させ、40℃の温度で保温し、ポンプP1,P2により、蛍光体分散液及び2N塩酸を、熟成用容器7に同時に滴下させた。
滴下終了後、得られた混合溶液を20分間撹拌し、純水よる洗浄処理を行った後、100℃の温度で12時間乾燥させて、一連の蛍光体の製造工程が完了する。
Then, the classified phosphor dispersion solution and 2N hydrochloric acid are stored in the
After completion of the dropping, the resulting mixed solution is stirred for 20 minutes, washed with pure water, and then dried at a temperature of 100 ° C. for 12 hours to complete a series of phosphor manufacturing steps.
次に、蛍光体の評価方法について説明する。
蛍光体の評価は、放電前、放電後及びスパッタリング後のそれぞれにおける相対発行強度に基づいて算出される放電維持率と、スパッタリング維持率の2つの指標を用いて行われ、以下詳細についてそれぞれ説明する。
Next, a method for evaluating the phosphor will be described.
The phosphor is evaluated using two indicators of the discharge maintenance ratio calculated based on the relative issuance intensity before discharge, after discharge and after sputtering, and the sputtering maintenance ratio, and the details will be described below. .
まず始めに、放電維持率について説明する。
得られた蛍光体1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15を、0.1〜1.5Paの真空槽の内部に導入し、エキシマ146nmランプ(ウシオ電機社製)を用いてVUVを照射させた。そして、照射によって得られた緑色光のピーク強度を、検出器(大塚電子株式会社製:MCPD−3000)を用いて測定し、表面処理前の発光強度を100とした時の相対値である相対発光強度を算出した。ここで、このとき算出された相対発光強度を、「放電前の相対発光強度」とし、表1に示した。
First, the discharge maintenance ratio will be described.
The obtained
また、各蛍光体1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15を、厚さ0.5mmのMgF2板によって被覆し、ネオンに対してキセノンガスを5%混合したガスで満された放電空間の内部に導入した後、1時間放電させた。そして、上記した方法により、相対発光強度を算出した。ここで、このとき算出された相対発光強度を、「放電後の相対発光強度」とし、表2に示した。
Further, each
さらに、上記した放電後の相対発光強度を、放電前の相対発光強度で除し、百分率に換算した値を「放電維持率(%)」として、表2に示した。この放電維持率は、数値が高いほど、発光強度の低減が抑制されている、すなわち、蛍光体に含有される不純物や、副塩等が除去されており、数値が低いほど、蛍光体に含有される不純物や、副塩等が除去されていないことになる。 Furthermore, the above-mentioned relative light emission intensity after discharge is divided by the relative light emission intensity before discharge, and a value converted to a percentage is shown in Table 2 as “discharge maintenance ratio (%)”. The higher the numerical value, the lower the emission retention rate, the more the emission intensity is suppressed. That is, impurities, sub-salts, etc. contained in the phosphor are removed. Impurities and by-products are not removed.
次に、スパッタリング維持率について説明する。
各蛍光体1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15を、スパッタリング装置(サンユー電子株式会社製:SC−701)におけるアルゴンガス100%で満された放電空間の内部に導入し、5mAの電流を導通させることで、5分間放電し、スパッタリングを行った。そして、上記した方法により、相対発光強度を算出した。ここで、このとき算出された相対発光強度を、「スパッタリング後の相対発光強度」とし、表2に示した。
Next, the sputtering maintenance rate will be described.
Argon gas in each of the
さらに、上記したスパッタリング後の相対発光強度を、スパッタリング前の相対発光強度、すなわち上記した放電前の相対発光強度で除し、百分率に換算した値を「スパッタリング維持率(%)」として、表2に示した。このスパッタリング維持率は、数値が高いほど、発光強度の低減が抑制されている、すなわち、蛍光体に含有される不純物や、副塩等が除去されており、数値が低いほど、蛍光体に含有される不純物や、副塩等が除去されていないことになる。 Further, the above-mentioned relative light emission intensity after sputtering is divided by the relative light emission intensity before sputtering, that is, the above-mentioned relative light emission intensity before discharge, and a value converted into a percentage is shown as “Sputtering maintenance ratio (%)”. It was shown to. As for this sputtering maintenance factor, as the numerical value is higher, the reduction in emission intensity is suppressed, that is, impurities, sub-salts, etc. contained in the phosphor are removed, and the lower the numerical value, the more contained in the phosphor. Impurities and by-products are not removed.
その結果、前駆体形成工程において脱塩処理が行われていない蛍光体1,2,3は、焼成条件にかかわらず、放電維持率及びスパッタリング維持率が約65〜75%であった。これに対し、前駆体形成工程おいて脱塩処理が行われた蛍光体4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15のうち、焼成条件(3)の下で焼成された蛍光体6,9,12,15は、放電維持率及びスパッタリング維持率がすべて90%以上であり、焼成条件(1)及び(2)の下で焼成された蛍光体4,5,7,8,10,11,13,14と比較すると、放電後や、スパッタリング後においても発光強度がほとんど低減していないことが判明した。
As a result, the
[実施例2]
実施例1で得られた前駆体4を、第1焼成工程において、酸素20%を含有する雰囲気中、900℃の温度で、1,3,5,9時間それぞれ焼成させた後、第2焼成工程において、水素5%、窒素95%の雰囲気中、1240℃の温度で3時間焼成させ、さらに、実施例1と同様に解砕処理、分散処理、酸処理、乾燥処理を順次行い、蛍光体16,17,18,19を得た。
また、第1焼成工程における焼成温度のみを、1240℃に変更して、蛍光体20,21,22,23を得た。
さらに、第1焼成工程における焼成温度のみを、1300℃に変更して、蛍光体24,25,26,27を得た。
さらに、第1焼成工程における焼成温度のみを、1420℃に変更して、蛍光体28,29,30,31を得た。
[Example 2]
In the first firing step, the precursor 4 obtained in Example 1 was fired in an atmosphere containing 20% oxygen at a temperature of 900 ° C. for 1, 3, 5, and 9 hours, respectively, and then the second firing. In the process, firing was performed for 3 hours at a temperature of 1240 ° C. in an atmosphere of 5% hydrogen and 95% nitrogen. 16, 17, 18, 19 were obtained.
Further, only the firing temperature in the first firing step was changed to 1240 ° C. to obtain
Furthermore, only the firing temperature in the first firing step was changed to 1300 ° C. to obtain
Furthermore, only the firing temperature in the first firing step was changed to 1420 ° C., and
得られた各蛍光体16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31について、実施例1と同様の方法により、放電前、放電後及びスパッタリング後における相対発光強度をそれぞれ算出し、放電維持率及びスパッタリング維持率と共に表3に示した。
Each of the obtained
その結果、第1焼成工程において、同一の焼成温度で、焼成時間のみを変更して焼成した蛍光体同士、例えば、900℃で焼成を行った蛍光体16,17,18,19を比較すると、焼成時間を1時間と、9時間とに設定して焼成した蛍光体16,19よりも、焼成時間を3時間と、5時間とに設定して焼成した蛍光体17,18の方が、相対発光強度、放電維持率及びスパッタリング維持率が高いことが判明した。この傾向は、焼成温度を1240℃、1300℃、1420℃に設定してそれぞれ焼成させた蛍光体においても同様に観察される。なかでも、焼成温度を1240℃と、1300℃とに設定した蛍光体20,21,22,23,24,25,26,27のうち、焼成時間を3時間と、5時間とに設定した蛍光体21,22,25,26は、他の条件で焼成を行った蛍光体と比較して、この傾向が顕著であることが判明した。
As a result, in the first firing step, phosphors fired at the same firing temperature with only the firing time changed, for example, phosphors 16, 17, 18, and 19 fired at 900 ° C. The phosphors 17 and 18 fired with the firing time set to 3 hours and 5 hours are more relative to the phosphors 16 and 19 fired with the firing time set to 1 hour and 9 hours. It was found that the emission intensity, the discharge maintenance rate, and the sputtering maintenance rate were high. This tendency is similarly observed in the phosphors fired at the firing temperatures of 1240 ° C., 1300 ° C., and 1420 ° C., respectively. Among them, among the
[実施例3]
実施例1で得られた前駆体4を、第1焼成工程において、酸素20%を含有する雰囲気中、1240℃の温度で、3時間焼成させた後、第2焼成工程において、水素5%、窒素95%の雰囲気中、700℃の温度で、1,3,5,9時間それぞれ焼成させ、さらに、実施例1と同様に解砕処理、分散処理、酸処理、乾燥処理を順次行い、蛍光体32,33,34,35を得た。
また、第2焼成工程における焼成温度のみを、900℃に変更して、蛍光体36,37,38,39を得た。
さらに、第2焼成工程における焼成温度のみを、1280℃に変更して、蛍光体40,41,42,43を得た。
さらに、第2焼成工程における焼成温度のみを、1420℃に変更して、蛍光体44,45,46,47を得た。
[Example 3]
The precursor 4 obtained in Example 1 was baked for 3 hours at a temperature of 1240 ° C. in an atmosphere containing 20% oxygen in the first baking step, and then 5% hydrogen in the second baking step. It was baked for 1, 3, 5, and 9 hours at a temperature of 700 ° C. in a 95% nitrogen atmosphere, and further subjected to pulverization treatment, dispersion treatment, acid treatment, and drying treatment in the same manner as in Example 1. The
Further, only the firing temperature in the second firing step was changed to 900 ° C., and
Furthermore, only the firing temperature in the second firing step was changed to 1280 ° C. to obtain phosphors 40, 41, 42, and 43.
Furthermore, only the firing temperature in the second firing step was changed to 1420 ° C. to obtain phosphors 44, 45, 46, and 47.
得られた各蛍光体32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47について、実施例1と同様の方法により、放電前、放電後及びスパッタリング後における相対発光強度をそれぞれ算出し、放電維持率及びスパッタリング維持率と共に表4に示した。
Each of the obtained
その結果、第2焼成工程において、同一の焼成温度で、焼成時間のみを変更して焼成した蛍光体同士、例えば、700℃で焼成を行った蛍光体32,33,34,35を比較すると、焼成時間を1時間と、9時間とに設定して焼成させた蛍光体32,35よりも、焼成時間を3時間と、5時間とに設定して焼成させた蛍光体33,34の方が、相対発光強度、放電維持率及びスパッタリング維持率が高いことが判明した。この傾向は、焼成温度を900℃、1280℃、1420℃に設定してそれぞれ焼成させた蛍光体においても同様に観察される。なかでも、焼成温度を900℃と、1280℃とに設定した蛍光体36,37,38,39,40,41,42,43のうち、焼成時間を3時間と、5時間とに設定した蛍光体37,38,41,42は、他の条件で焼成を行った蛍光体と比較して、この傾向が顕著であることが判明した。
As a result, in the second firing step, phosphors fired at the same firing temperature with only the firing time changed, for example,
以上より、本発明に係る蛍光体の製造方法及び蛍光体並びにプラズマディスプレイパネルによれば、液相法により蛍光体の前駆体を形成する蛍光体の製造方法において、前駆体の形成開始から終了までの間若しくは終了直後に脱塩処理を行う脱塩工程と、脱塩処理後の前駆体に対して酸素含有雰囲気中において所定の条件下で焼成処理を行う第1焼成工程と、焼成処理後の前駆体に対して弱還元性雰囲気中において所定の条件下で焼成処理を行う第2焼成工程とを具備するので、脱塩処理によって蛍光体原料の混合物中に存在する不純物又は副塩等を除去した後、さらに所定の条件下で焼成処理を行うことにより、脱塩処理後の蛍光体原料の混合物中に不純物又は副塩等が残留している場合であっても、不純物又は副塩等を確実に燃焼させることが可能となり、これによって、蛍光体の変色や、焼成むら及びスパッタリング若しくはVUVの照射による蛍光体本体の損傷等を防止して、蛍光体及びプラズマディスプレイパネルの発光強度の向上を図ることができる。 As described above, according to the phosphor manufacturing method, the phosphor and the plasma display panel according to the present invention, in the phosphor manufacturing method for forming the phosphor precursor by the liquid phase method, from the start to the end of the precursor formation. A desalting step for performing a desalting treatment during or immediately after the completion, a first firing step for performing a firing treatment on the precursor after the desalting treatment in an oxygen-containing atmosphere under a predetermined condition, and a step after the firing treatment And a second baking step in which the precursor is baked under a predetermined condition in a weakly reducing atmosphere, so that impurities, sub-salts, etc. present in the phosphor raw material mixture are removed by desalting. After that, further by performing a baking treatment under predetermined conditions, even if impurities or subsalts remain in the phosphor salt mixture after the desalting treatment, impurities or subsalts are removed. Burn reliably As a result, discoloration of the phosphor, uneven firing, damage to the phosphor body due to sputtering or VUV irradiation, and the like can be prevented, and the emission intensity of the phosphor and the plasma display panel can be improved. .
1 Y字型反応装置
11 反応装置
21 ダブルジェット反応装置
101 PDP
1 Y-shaped
Claims (8)
前駆体形成開始から終了までの間若しくは終了直後に脱塩処理を行う脱塩工程と、
前記脱塩処理後の前駆体に対して酸素含有雰囲気中において所定の条件下で焼成処理を行う第1焼成工程と、
前記焼成処理後の前駆体に対して弱還元性雰囲気中において所定の条件下で焼成処理を行う第2焼成工程とを具備することを特徴とする蛍光体の製造方法。 In a method for producing a phosphor that forms a phosphor precursor by a liquid phase method,
A desalting step of performing a desalting treatment from the start to the end of precursor formation or immediately after the end;
A first firing step of performing a firing treatment under predetermined conditions in an oxygen-containing atmosphere on the precursor after the desalting treatment;
A phosphor manufacturing method comprising: a second baking step of baking the precursor after the baking treatment under a predetermined condition in a weakly reducing atmosphere.
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