JP2006316199A

JP2006316199A - 蛍光体およびガス放電表示装置

Info

Publication number: JP2006316199A
Application number: JP2005141714A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hibino; 洋日比野
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2005-05-13
Filing date: 2005-05-13
Publication date: 2006-11-24

Abstract

【課題】輝度劣化が改善される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】ＫＭｇＡｌｘＯ_１７：Ｍｎ（ＫはＢａ，Ｓｒ，Ｃａから選ばれた１種以上の元素，ｘ＝９〜１３）で表される蛍光体のＭｇの一部または全部がＺｎによって置換された蛍光体。
【選択図】図２

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・ガス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・ガス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（緑色蛍光体）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く、さらに、キセノン・ガスから放出される１７２ｎｍの分子線による励起効率が低いという問題を有している。

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）が、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。

さらに、真空紫外線によって励起される従来の他の緑色蛍光体としては、例えば、ＢａＭｇＡｌ_ｌｌＯ_１７：Ｍｎが知られているが、上記と同様に、輝度劣化や分子線励起効率の点において問題を有している

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蛍光体における問題点を解決することをその技術的課題の一つとしている。

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、ＫＭｇＡｌｘＯ_１７：Ｍｎ（ＫはＢａ，Ｓｒ，Ｃａから選ばれた１種以上の元素，ｘ＝９〜１３）で表される蛍光体のＭｇの一部または全部がＺｎ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、ＫＭｇＡｌｘＯ_１７：Ｍｎ（ＫはＢａ，Ｓｒ，Ｃａから選ばれた１種以上の元素，ｘ＝９〜１３）で表される蛍光体のＡｌの一部または全部がＬ^３＋（ＬはＳｃ，Ｇｄ，Ｙ，Ｌａ，Ｉｎ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕから選ばれた１種以上の元素）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、ＫＭｇＡｌｘＯ_１７：Ｍｎ（ＫはＢａ，Ｓｒ，Ｃａから選ばれた１種以上の元素，ｘ＝９〜１３）で表される蛍光体のＭｇの一部または全部がＺｎによって置換され、かつ、Ａｌの一部または全部がＬ^３＋（ＬはＳｃ，Ｇｄ，Ｙ，Ｌａ，Ｉｎ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕから選ばれた１種以上の元素）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の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せ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３の何れか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、Ｚｎ置換マンガン付活アルミン酸塩蛍光体（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）（Ｍｇ，Ｚｎ）ＡｌｘＯ_１７：Ｍｎ（ｘ＝９〜１３）、または、Ｌ^３＋置換マンガン付活アルミン酸塩蛍光体（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｍｇ（Ａｌ，Ｌ^３＋）ｘＯ_１７：Ｍｎ（ＬはＳｃ，Ｇｄ，Ｙ，Ｌａ，Ｉｎ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕから選ばれた１種以上の元素，ｘ＝９〜１３），Ｚｎ・Ｌ^３＋置換マンガン付活アルミン酸塩蛍光体（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）（Ｍｇ，Ｚｎ）（Ａｌ，Ｌ^３＋）ｘＯ_１７：Ｍｎ（ＬはＳｃ，Ｇｄ，Ｙ，Ｌａ，Ｉｎ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕから選ばれた１種以上の元素，ｘ＝９〜１３）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緑色蛍光体によれば、何れも、輝度劣化が改善されるとともに蛍光体の母体の分子線励起効率の向上されて、画像形成に要求される所要の色度特性を発揮することが出来るようになる。

そして、上記実施形態による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、輝度劣化が少なく、色度特性に優れた画像を形成することが出来る。

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、１０体積パーセント以上のキセノン・ガス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・ガス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光する。

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光する蛍光体層（緑色蛍光体層）は、
ＫＭｇＡｌｘＯ_１７：Ｍｎ
（ＫはＢａ，Ｓｒ，Ｃａから選ばれた１種以上の元素，ｘ＝９〜１３）
で表される蛍光体の母体構成元素であるＭｇの一部または全部が、発光中心元素であるＭｎに近いイオン半径を有するＺｎ（Ｍｇ^２＋（４）＝０．５７，Ｍｎ^２＋（４）＝０．６６，Ｚｎ^２＋（４）＝０．６０）によって置換されたＺｎ置換マンガン付活アルミン酸塩蛍光体（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）（Ｍｇ，Ｚｎ）ＡｌｘＯ_１７：Ｍｎ（ｘ＝９〜１３）によって形成されている。

このＺｎ置換マンガン付活アルミン酸塩蛍光体の組成は、０＜（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）≦１，０＜（Ｍｇ，Ｚｎ，Ｍｎ）＜２，９≦Ａｌ≦１３とするのが好ましく、さらには、０＜（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）≦１，０＜（Ｍｇ，Ｚｎ，Ｍｎ）≦１，９≦Ａｌ≦１３とするのがより好ましい。

このＺｎ置換マンガン付活アルミン酸塩蛍光体は、母体構成元素であるＭｇの一部または全部が発光中心元素であるＭｎに近いイオン半径を有するＺｎによって置換されることにより、蛍光体の結晶全体のストレスが減少され、さらに、母体内に存在する酸素欠陥等が解消されることによって、従来の緑色蛍光体に生じていた放電による輝度劣化が改善されるとともに、蛍光体の母体の分子線励起効率が向上して、画像形成において要求される所望の色度特性を発揮することが出来る。

そして、上記Ｚｎ置換マンガン付活アルミン酸塩蛍光体によって蛍光体層７が形成される際に、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｔｂ、または、ＬａＰＯ_４：Ｔｂが混合されることによって、放電空間に封入される放電ガス中のキセノン分圧が、例えば、１０体積パーセント以上の高濃度に高められて分子線の励起が支配的になっているＰＤＰにおいても、放電による輝度劣化と分子線の励起効率の改善が達成されるようになる。

なお、このＺｎ置換マンガン付活アルミン酸塩蛍光体と（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｔｂ、または、ＬａＰＯ_４：Ｔｂの混合比は、蛍光体層７に対して要求される色度−輝度特性に応じて決定される。

この発明の第２実施例によるガス放電表示装置は、図２のＰＤＰの蛍光体層７が、
ＫＭｇＡｌｘＯ_１７：Ｍｎ
（ＫはＢａ，Ｓｒ，Ｃａから選ばれた１種以上の元素，ｘ＝９〜１３）
で表される蛍光体のＡｌの一部または全部が、Ｌ^３＋（ＬはＳｃ，Ｇｄ，Ｙ，Ｌａ，Ｉｎ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕから選ばれた１種以上の元素）によって置換されたＬ^３＋置換マンガン付活アルミン酸塩蛍光体（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｍｇ（Ａｌ，Ｌ^３＋）ｘＯ_１７：Ｍｎ（ｘ＝９〜１３）によって形成されている。

このＬ^３＋置換マンガン付活アルミン酸塩蛍光体の組成は、０＜（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）≦１，０＜（Ｍｇ，Ｍｎ）＜２，９≦Ａｌ≦１３，０＜Ｌ^３＋とするのが好ましく、さらには、０＜（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）≦１，０＜（Ｍｇ，Ｍｎ）≦１，９≦Ａｌ≦１３，０＜Ｌ^３＋≦１とするのがより好ましい。

図３に、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｍｇ，（Ａｌ，Ｔｂ^３＋）_１０Ｏ_１７：Ｍｎの輝度劣化改善率が示されている。

この輝度劣化改善率は、任意の標準蛍光体に対して、
輝度劣化改善率（％）
＝１−｛（１−試料の輝度低下率）／（１−Ｒｅｆの輝度低下率）｝×１００
の式によって算出される。

ここで、輝度劣化改善率０％とは、標準蛍光体と同等の劣化率であることを示しており、輝度劣化改善率１００％とは、全く劣化しないことを示している。

この図３から、Ｌ^３＋置換マンガン付活アルミン酸塩蛍光体によって形成される蛍光体層７の輝度劣化が、従来の蛍光体によって形成される蛍光体層に対して大幅に改善されることが分かる。

さらに、このＬ^３＋置換マンガン付活アルミン酸塩蛍光体によれば、分子線励起効率が向上される。

そして、上記Ｌ^３＋置換マンガン付活アルミン酸塩蛍光体によって蛍光体層７が形成される際に、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｔｂ、または、ＬａＰＯ_４：Ｔｂが混合されることによって、放電空間に封入される放電ガス中のキセノン分圧が、例えば、１０体積パーセント以上の高濃度に高められて分子線の励起が支配的になっているＰＤＰにおいても、放電による輝度劣化と分子線の励起効率の改善が達成されるようになる。

なお、このＬ^３＋置換マンガン付活アルミン酸塩蛍光体と（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｔｂ、または、ＬａＰＯ_４：Ｔｂの混合比は、蛍光体層７に対して要求される色度−輝度特性に応じて決定される。

この発明の第３実施例によるガス放電表示装置は、図２のＰＤＰの蛍光体層７が、
ＫＭｇＡｌｘＯ_１７：Ｍｎ
（ＫはＢａ，Ｓｒ，Ｃａから選ばれた１種以上の元素，ｘ＝９〜１３）
で表される蛍光体の母体構成元素であるＭｇの一部または全部が、発光中心元素であるＭｎに近いイオン半径を有するＺｎによって置換されるとともに、Ａｌの一部または全部が、Ｌ^３＋（ＬはＳｃ，Ｇｄ，Ｙ，Ｌａ，Ｉｎ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕから選ばれた１種以上の元素）によって置換されたＺｎ・Ｌ^３＋置換マンガン付活アルミン酸塩蛍光体（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）（Ｍｇ，Ｚｎ）（Ａｌ，Ｌ^３＋）ｘＯ_１７：Ｍｎ（ｘ＝９〜１３）によって形成されている。

このＺｎ・Ｌ^３＋置換マンガン付活アルミン酸塩蛍光体の組成は、０＜（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）≦１，０＜（Ｍｇ，Ｚｎ，Ｍｎ）＜２，９≦Ａｌ≦１３，０＜Ｌ^３＋とするのが好ましく、さらには、０＜（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）≦１，０＜（Ｍｇ，Ｚｎ，Ｍｎ）≦１，９≦Ａｌ≦１３，０＜Ｌ^３＋≦１とするのがより好ましい。

このＺｎ・Ｌ^３＋置換マンガン付活アルミン酸塩蛍光体は、第１実施例のＺｎ置換マンガン付活アルミン酸塩蛍光体および第２実施例のＬ^３＋置換マンガン付活アルミン酸塩蛍光体と同様に、輝度劣化が改善されるとともに蛍光体の母体の分子線励起効率の向上されて、画像形成に要求される所要の色度特性を発揮することが出来る。

そして、上記Ｚｎ・Ｌ^３＋置換マンガン付活アルミン酸塩蛍光体によって蛍光体層７が形成される際に、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｔｂ、または、ＬａＰＯ_４：Ｔｂが混合されることによって、放電空間に封入される放電ガス中のキセノン分圧が、例えば、１０体積パーセント以上の高濃度に高められて分子線の励起が支配的になっているＰＤＰにおいても、放電による輝度劣化と分子線の励起効率の改善が達成されるようになる。

なお、このＺｎ・Ｌ^３＋置換マンガン付活アルミン酸塩蛍光体と（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｔｂ、または、ＬａＰＯ_４：Ｔｂの混合比は、蛍光体層７に対して要求される色度−輝度特性に応じて決定される。

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。この発明の第２実施例による蛍光体と従来の蛍光体の輝度劣化改善率の比較を示す図である。

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
Ｃ …放電セル
Ｘ，Ｙ …行電極（放電発生部材）

Claims

ＫＭｇＡｌｘＯ_１７：Ｍｎ（ＫはＢａ，Ｓｒ，Ｃａから選ばれた１種以上の元素，ｘ＝９〜１３）で表される蛍光体のＭｇの一部または全部がＺｎによって置換されていることを特徴とする蛍光体。
ＫＭｇＡｌｘＯ_１７：Ｍｎ（ＫはＢａ，Ｓｒ，Ｃａから選ばれた１種以上の元素，ｘ＝９〜１３）で表される蛍光体のＡｌの一部または全部がＬ^３＋（ＬはＳｃ，Ｇｄ，Ｙ，Ｌａ，Ｉｎ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕから選ばれた１種以上の元素）によって置換されていることを特徴とする蛍光体。
ＫＭｇＡｌｘＯ_１７：Ｍｎ（ＫはＢａ，Ｓｒ，Ｃａから選ばれた１種以上の元素，ｘ＝９〜１３）で表される蛍光体のＭｇの一部または全部がＺｎによって置換され、かつ、Ａｌの一部または全部がＬ^３＋（ＬはＳｃ，Ｇｄ，Ｙ，Ｌａ，Ｉｎ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕから選ばれた１種以上の元素）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の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３のいずれかに記載の蛍光体を含むことを特徴とするガス放電表示装置。
前記放電ガスが、キセノン・ガスを１０体積パーセント以上含んでいる請求項４に記載のガス放電表示装置。
前記蛍光体層が、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_３：ＴｂまたはＬａＰＯ_４：Ｔｂをさらに含んでいる請求項４に記載のガス放電表示装置。
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４に記載のガス放電表示装置。