JP2011057969A

JP2011057969A - 緑色蛍光体、その製造方法及び前記緑色蛍光体を含むプラズマディスプレイパネル

Info

Publication number: JP2011057969A
Application number: JP2010164724A
Authority: JP
Inventors: Young-Hun Lee; 泳勳李; Ick-Kyu Choi; 益圭崔; Eiki Kin; 榮基金; Jay-Hyok Song; 在▲ヒョク▼ 宋; Yu-Mi Song; 有美宋; Young Kwan Kim; 玲▲クァン▼ 金; Soon-Rewl Lee; 淳律李; Juncho Kin; 潤昶金; Dong-Sik Zang; 東植張
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2009-09-04
Filing date: 2010-07-22
Publication date: 2011-03-24
Also published as: KR20110025588A; KR101107086B1; US8017038B2; CN102010711A; US20110057148A1

Abstract

【課題】本発明は、燐光を除去して、輝度、色特性及び温度劣化性を改善させることができる緑色蛍光体、緑色蛍光体を含むプラズマディスプレイパネル、及び緑色蛍光体の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明による緑色蛍光体は、ストロンチウム（Ｓｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、並びに、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）及びビスマス（Ｂｉ）から選択された少なくとも一つの元素を含む。前記緑色蛍光体は、Ｓｒ_{（１−ｘ）}Ａｌ_{（１−ｙ）}Ｍ_ｙＯ：Ｅｕ_ｘ（化学式１）で示される。前記化学式１において、Ｍはリン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）及びビスマス（Ｂｉ）から選択された少なくとも一つであり、０．０１≦ｘ≦０．３、０．０１≦ｙ≦０．２を満たす。
【選択図】図３

Description

本記載は、緑色蛍光体、その製造方法及び前記緑色蛍光体を含むプラズマディスプレイパネルに関するものである。

蛍光体は、外部から光または電子の形態のエネルギーを受けて、人間の目で認識することができる可視光領域の光を放出する物質である。このような蛍光体は、プラズマディスプレイパネル（ｐｌａｓｍａｄｉｓｐｌａｙｐａｎｅｌ、ＰＤＰ）、電界放出ディスプレイ（ｆｉｅｌｄｅｍｉｓｓｉｏｎｄｉｓｐｌａｙ、ＦＥＤ）、及び発光ダイオード（ｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅ、ＬＥＤ）などの電子素子に使用され、これら電子素子の発光特性及び色特性に決定的な影響を与える。

プラズマディスプレイパネルは、気体放電によって形成されたプラズマから放射される真空紫外線（ｖａｃｕｕｍｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、ＶＵＶ）が蛍光体層を励起させて発生する可視光を利用して画像を表示するディスプレイ素子である。

プラズマディスプレイパネルの蛍光体層は、赤色、緑色及び青色蛍光体を含むが、この中の緑色蛍光体として、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ及びＹＢＯ_３：Ｔｂが普遍的に使用される。

Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎは、発光輝度及び残光特性が優れているが、イオン衝撃に弱くて、緑色蛍光体の寿命を低下させる要因となるだけでなく、放電開始電圧が高くて、低階調状態で放電が起こらないこともある。ＹＢＯ_３：Ｔｂは、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎに比べてイオン衝撃に強くて、放電開始電圧が改善されるが、輝度及び色特性の側面では限界がある。

本発明の第１具現例は、燐光を除去して、輝度、色特性及び温度劣化性を改善させることができる緑色蛍光体を提供する。

本発明の第２具現例は、前記緑色蛍光体の製造方法を提供する。

本発明の第３具現例は、前記緑色蛍光体を含むプラズマディスプレイパネルを提供する。

本発明の第１具現例による緑色蛍光体は、ストロンチウム（Ｓｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、並びに、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）及びビスマス（Ｂｉ）から選択された少なくとも一つの元素を含む。

本発明の第２具現例によるプラズマディスプレイパネルは、ストロンチウム（Ｓｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、並びに、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）及びビスマス（Ｂｉ）から選択された少なくとも一つの元素を含む緑色蛍光体を含む。

本発明の第３具現例による緑色蛍光体の製造方法は、ストロンチウム（Ｓｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、並びに、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、及びビスマス（Ｂｉ）から選択された少なくとも一つの元素を含む蛍光体混合物を準備する段階、及び前記蛍光体混合物を熱処理する段階を含む。

前記緑色蛍光体は、下記の化学式１で示される。
Ｓｒ_{（１−ｘ）}Ａｌ_{（１−ｙ）}Ｍ_ｙＯ：Ｅｕ_ｘ・・・（化学式１）

前記化学式１において、Ｍはリン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）及びビスマス（Ｂｉ）から選択された少なくとも一つであり、０．０１≦ｘ≦０．３、０．０１≦ｙ≦０．２を満たす。

前記化学式１において、前記ｙは０．０５≦ｙ≦０．１を満たす。

前記緑色蛍光体は、色座標ＣＩＥｘが０．２８０乃至０．２９９であり、色座標ＣＩＥｙが０．５８０乃至０．５９９である。

前記緑色蛍光体は、残光時間が約１ｍｓ以下である。

前記緑色蛍光体は、残光時間が約０．５ｍｓ乃至１ｍｓである。

前記リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）及びビスマス（Ｂｉ）から選択された少なくとも一つの元素は、前記緑色蛍光体にドーパントとして含まれる。

前記リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）及びビスマス（Ｂｉ）から選択された少なくとも一つの元素は、前記緑色蛍光体の表面にコーティングされる。

前記リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）及びビスマス（Ｂｉ）から選択された少なくとも一つの元素は、前記緑色蛍光体の燐光の発生を除去することができる量で前記アルミニウム（Ａｌ）の一部を置換する。

本発明により、燐光を除去して、輝度、色特性及び温度劣化性を改善させることができる、緑色蛍光体、緑色蛍光体を含むプラズマディスプレイパネル及び緑色蛍光体の製造方法を提供することができる。

本発明の第１具現例によるプラズマディスプレイパネルを示した部分分解斜視図である。実施例１−１による蛍光体の残光スペクトルを示したグラフである。実施例１−１による蛍光体の吸収スペクトルを示したグラフである。

以下、添付図面を参照して、本発明の具現例について、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明は多様な形態に具現され、ここで説明する具現例に限られない。

以下、本発明の第１具現例による緑色蛍光体について説明する。

本発明の第１具現例による緑色蛍光体は、ストロンチウム（Ｓｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、及びビスマス（Ｂｉ）から選択された少なくとも一つの元素、並びにユーロピウム（Ｅｕ）を含む。

前記リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）及びビスマス（Ｂｉ）から選択された少なくとも一つの元素は、緑色蛍光体全体に均一に分布してもよく、一部分に分布してもよい。

前記緑色蛍光体において、前記リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）及びビスマス（Ｂｉ）から選択された少なくとも一つの元素が分布されている部分は、下記の化学式１で示される。
Ｓｒ_{（１−ｘ）}Ａｌ_{（１−ｙ）}Ｍ_ｙＯ：Ｅｕ_ｘ・・・（化学式１）

前記化学式１において、ＭはＰ、Ａｓ、Ｓｂ及びＢｉから選択された少なくとも一つであり、０．０１≦ｘ≦０．３、０．０１≦ｙ≦０．２を満たす。

前記Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ及びＢｉから選択された少なくとも一つの元素は、アルミニウム（Ａｌ）の一部を置換する形態で存在し、ユーロピウム（Ｅｕ）は、付活剤（ａｃｔｉｖａｔｏｒ）としての役割を果たす。

前記緑色蛍光体は、発光効率が優れていて、残光時間が短い。ここで、残光時間は、励起が停止された直後から蛍光体から発光される光の量が初期対比１／１０に減少するまでにかかる時間であり、前記緑色蛍光体は、残光時間が約１ｍｓ以下であり、特に残光時間が約０．５ｍｓ乃至約１ｍｓである。従って、３次元立体表示装置に有用に使用することができる。

また、前記緑色蛍光体は、色座標ＣＩＥｘが約０．２８０乃至０．２９９、ＣＩＥｙが約０．５８０乃至０．５９９を示すことによって、緑色特性が優れている。

また、前記緑色蛍光体は、アルミニウムの一部を前記Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ及びＢｉから選択された少なくとも一つの元素に置換することによって、励起時に発生する燐光が除去され、それによってプラズマディスプレイパネルに有用に使用することができる。燐光が発生する蛍光体をプラズマディスプレイパネルに適用する場合、画像が変わった後にも残光が残って、表示特性が不良になるが、前記緑色蛍光体を使用した場合には、燐光が除去されるため、表示特性を改善させることができる。

また、前記緑色蛍光体は、アルミニウムの一部を前記Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ及びＢｉから選択された少なくとも一つの元素に置換することによって、熱による劣化が防止される。従って、高温条件で輝度が急激に低下するのを防止することができる。

前記緑色蛍光体は、プラズマディスプレイパネル、電界放出ディスプレイ、及び発光ダイオードなど緑色を表示する蛍光体が含まれる全ての電子素子に適用される。

以下、前記緑色蛍光体を含むプラズマディスプレイパネルについて、図面を参照して説明する。

図面では、複数の層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示した。明細書全体にわたって類似した部分については、同一な符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分がある部分の「上」にあるという時、これはある部分の「直上」にある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。一方、ある部分が他の部分の「直上」にあるという時、これはその中間に他の部分がないことを意味する。

図１は本発明の第１具現例によるプラズマディスプレイパネルを示した部分分解斜視図である。

図１を参照すると、本具現例によるプラズマディスプレイパネルは、任意の間隔をおいて実質的に平行に配置される第１基板１及び第２基板１１を含む。

第１基板１上には一方向（図面のＹ方向）に沿って形成されている複数のアドレス電極３、アドレス電極３上に形成されて、アドレス電極３を覆っている第１誘電体層５、第１誘電体層５上で各アドレス電極３の間に配置されるように所定の高さに形成される複数の隔壁７が形成されている。隔壁７は、複数の放電空間を形成する。

隔壁７は、放電空間を区画する形状であれば何れの形態にも形成可能であり、多様なパターンに形成される。例えば、隔壁７は、帯状などの開放型隔壁はもちろん、ワッフル、マトリックス、デルタなどの閉鎖型隔壁にも形成される。また、閉鎖型隔壁は、放電空間の横断面が四角形、三角形、五角形などの多角形、または円形、楕円形などに形成される。

各々の隔壁７の間に複数の放電セルが形成され、前記放電セル内には赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）色蛍光体層９が位置する。この時に、前記緑色蛍光体層は、前述した緑色蛍光体を含む。

そして、第１基板１に対向する第２基板１１の一面にはアドレス電極３と交差する方向（図面のＸ軸方向）に沿って形成されている表示電極１３、及び前記表示電極１３上に形成されて、表示電極１３を覆っている誘電体層１５を含む。表示電極１３は、一対の透明電極１３ａ及びバス電極１３ｂを含む。

アドレス電極３及び表示電極１３が交差する部分は、放電セルを形成する。

前記プラズマディスプレイパネルは、アドレス電極３及び表示電極１３の間にアドレス電圧（Ｖａ）を印加してアドレス放電を行って、再び一対の表示電極の間に維持電圧（Ｖｓ）を印加して維持放電させて駆動する。この時に発生する励起源が当該蛍光体を励起させて、透明な第２基板１１を通して可視光を放出して、プラズマディスプレイパネルの画面を実現するようになる。前記励起源としては、真空紫外線（ＶａｃｕｕｍＵｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）が主に使用される。

以下、本発明の望ましい実施例及び比較例を記載する。しかし、下記の実施例は本発明の望ましい一実施例であり、本発明が下記の実施例に限定されるのではない。

（実施例）
酸化ストロンチウム、アルミナ、下記のＭ元素（Ｍ元素は、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）及びビスマス（Ｂｉ）のうちの一つである）の前駆体、及び酸化ユーロピウムを化学当量に合わせて混合した後、０．５重量％の融剤ＡｌＦ_３と混合して、１４００℃の還元雰囲気で２時間３０分間焼成した。ここで、Ｍ元素の前駆体としては、Ｐ_２Ｏ_５、Ａｓ_２Ｏ_５、Ｓｂ_２Ｏ_５及びＢｉ_２Ｏ_３を各々使用した。次に、焼成した混合物を粉砕して、洗浄、乾燥及びシービング（ｓｉｅｖｉｎｇ）して、Ｍ及びｙが下記の表１のようなＳｒ_０．８Ａｌ_{（１−ｙ）}Ｍ_ｙＯ：Ｅｕ_０．２蛍光体を製造した。

（比較例１）
酸化ストロンチウム、アルミナ及び酸化ユーロピウムを化学当量に合わせて混合した後、０．５重量％の融剤ＡｌＦ_３と混合して、１４００℃の還元雰囲気で２時間３０分間焼成した。次に、焼成した混合物を粉砕して、洗浄、乾燥及びシービング（ｓｉｅｖｉｎｇ）して、Ｓｒ_０．８Ａｌ_２Ｏ：Ｅｕ_０．２蛍光体を製造した。

（比較例２）
酸化イトリウム、アルミナ酸化セリウムを化学当量に合わせて混合した後、３．０重量％の融剤ＢａＦ_３と混合して、１６００℃の還元雰囲気で３時間焼成した。次に、焼成した混合物を粉砕して、洗浄、乾燥及びシービング（ｓｉｅｖｉｎｇ）して、Ｙ_２．９７Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ_０．０３蛍光体を製造した。

（評価−１）
実施例１−１による蛍光体の残光スペクトルを測定した。

図２は実施例１−１による蛍光体の残光スペクトルを示したグラフである。

図２を参照すると、実施例１−１による蛍光体は、残光時間が約１ｍｓ（０．００１秒）以下と短いことが分かる。

（評価−２）
実施例１−１による蛍光体の吸収スペクトルを測定した。

図３は実施例１−１による蛍光体の吸収スペクトルを示したグラフである。

ここで、蛍光体の吸収スペクトルは、約１４５ｎｍ乃至３００ｎｍの領域の入射光を照射し、感知部に約５２０ｎｍ（緑色領域）のフィルターを装着して前記フィルターで各入射光の波長領域の光を吸収して、放出される光の量を測定した。

図３を参照すると、実施例１−１による蛍光体（Ａ）は、約１４７ｎｍ及び約１７２ｎｍの領域の光が照射された時に、約５２０ｎｍの波長、つまり緑色が発光されることが分かる。これは、プラズマディスプレイパネルにおいて、キセノン（Ｘｅ）気体を放電気体として使用した場合に励起されて発生する波長領域であり、プラズマディスプレイパネルへの適用が適切であることが分かる。

（評価−３）
前記実施例及び比較例による蛍光体のＣＩＥ色座標、輝度及び燐光を測定して、その結果を下記の表２に示した。輝度は、比較例２による蛍光体を１００％基準として他の蛍光体の輝度を相対的に評価した。

前記表２のように、実施例による蛍光体は、比較例１と類似する程度の色座標を示しつつ、輝度が優れていて、燐光が発生しないことが分かる。また、実施例による蛍光体は、比較例２に比べて色特性が優れていることが分かる。

（評価−４）
実施例１−１及び比較例１による蛍光体を約６００℃で熱処理した後、熱処理前後のＣＩＥ色座標、輝度及び燐光を測定して、その結果を表３に示した。輝度は、比較例１による蛍光体を１００％基準として他の蛍光体の輝度を相対的に評価した。

表３のように、約６００℃で熱処理した場合の実施例１−１による蛍光体は、色座標及び輝度がほぼそのまま維持されるが、比較例１による蛍光体は、色座標が変化して、輝度が顕著に低下することが分かる。

従って、実施例１−１による蛍光体が熱に対して安定していることが分かる。

以上で、本発明の望ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形及び改良形態も、本発明の権利範囲に属する。

１、１１基板
３アドレス電極
５誘電体層
７隔壁
１３表示電極
１３ａ透明電極
１３ｂバス電極
１５誘電体層

Claims

ストロンチウム（Ｓｒ）、
アルミニウム（Ａｌ）、
ユーロピウム（Ｅｕ）、並びに、
リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）及びビスマス（Ｂｉ）から選択された少なくとも一つの元素を含むことを特徴とする、緑色蛍光体。
前記緑色蛍光体は、下記の化学式１で示されることを特徴とする、請求項１に記載の緑色蛍光体。
Ｓｒ_{（１−ｘ）}Ａｌ_{（１−ｙ）}Ｍ_ｙＯ：Ｅｕ_ｘ・・・（化学式１）
前記化学式１において、Ｍはリン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）及びビスマス（Ｂｉ）から選択された少なくとも一つであり、０．０１≦ｘ≦０．３、０．０１≦ｙ≦０．２を満たす。
前記化学式１において、前記ｙは０．０５≦ｙ≦０．１を満たすことを特徴とする、請求項２に記載の緑色蛍光体。
前記緑色蛍光体は、色座標ＣＩＥｘが０．２８０乃至０．２９９であり、色座標ＣＩＥｙが０．５８０乃至０．５９９であることを特徴とする、請求項１に記載の緑色蛍光体。
前記緑色蛍光体は、残光時間が１ｍｓ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の緑色蛍光体。
前記緑色蛍光体は、残光時間が０．５ｍｓ乃至１ｍｓであることを特徴とする、請求項１に記載の緑色蛍光体。
前記リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）及びビスマス（Ｂｉ）から選択された少なくとも一つの元素は、前記緑色蛍光体にドーパントとして含まれていることを特徴とする、請求項１に記載の緑色蛍光体。
前記リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）及びビスマス（Ｂｉ）から選択された少なくとも一つの元素は、前記緑色蛍光体の表面にコーティングされていることを特徴とする、請求項１に記載の緑色蛍光体。
前記リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）及びビスマス（Ｂｉ）から選択された少なくとも一つの元素は、前記緑色蛍光体の燐光の発生を除去することができる量で前記アルミニウム（Ａｌ）の一部を置換していることを特徴とする、請求項１に記載の緑色蛍光体。
ストロンチウム（Ｓｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、並びに、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）及びビスマス（Ｂｉ）から選択された少なくとも一つの元素を含む緑色蛍光体を含むことを特徴とする、プラズマディスプレイパネル。
前記緑色蛍光体は、下記の化学式１で示されることを特徴とする、請求項１０に記載のプラズマディスプレイパネル。
Ｓｒ_{（１−ｘ）}Ａｌ_{（１−ｙ）}Ｍ_ｙＯ：Ｅｕ_ｘ・・・（化学式１）
前記化学式１において、Ｍはリン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）及びビスマス（Ｂｉ）から選択された少なくとも一つであり、０．０１≦ｘ≦０．３、０．０１≦ｙ≦０．２を満たす。
前記化学式１において、前記ｙは０．０５≦ｙ≦０．１を満たすことを特徴とする、請求項１１に記載のプラズマディスプレイパネル。
前記緑色蛍光体は、色座標ＣＩＥｘが０．２８０乃至０．２９９であり、色座標ＣＩＥｙが０．５８０乃至０．５９９であることを特徴とする、請求項１１に記載のプラズマディスプレイパネル。
前記緑色蛍光体は、残光時間が１ｍｓ以下であることを特徴とする、請求項１０に記載のプラズマディスプレイパネル。
前記緑色蛍光体は、残光時間が０．５ｍｓ乃至１ｍｓであることを特徴とする、請求項１４に記載のプラズマディスプレイパネル。
前記リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）及びビスマス（Ｂｉ）から選択された少なくとも一つの元素は、前記緑色蛍光体にドーパントとして含まれていることを特徴とする、請求項１０に記載のプラズマディスプレイパネル。
前記リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）及びビスマス（Ｂｉ）から選択された少なくとも一つの元素は、前記緑色蛍光体の表面にコーティングされていることを特徴とする、請求項１０に記載のプラズマディスプレイパネル。
前記リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）及びビスマス（Ｂｉ）から選択された少なくとも一つの元素は、前記緑色蛍光体の燐光の発生を除去することができる量で前記アルミニウム（Ａｌ）の一部を置換していることを特徴とする、請求項１０に記載のプラズマディスプレイパネル。
ストロンチウム（Ｓｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、並びに、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）及びビスマス（Ｂｉ）から選択された少なくとも一つの元素を含む蛍光体混合物を準備する段階、及び、
前記蛍光体混合物を熱処理する段階を含むことを特徴とする、緑色蛍光体の製造方法。
前記緑色蛍光体は、下記の化学式１で示されることを特徴とする、請求項１９に記載の緑色蛍光体の製造方法。
Ｓｒ_{（１−ｘ）}Ａｌ_{（１−ｙ）}Ｍ_ｙＯ：Ｅｕ_ｘ・・・（化学式１）
前記化学式１において、Ｍはリン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）及びビスマス（Ｂｉ）から選択された少なくとも一つであり、０．０１≦ｘ≦０．３、０．０１≦ｙ≦０．２を満たす。