JPWO2006098032A1 - 表示装置及び緑色蛍光体 - Google Patents
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Abstract
少なくとも蛍光体層を有する表示装置であって、蛍光体層が、下記一般式A(Zn1-x-yMgxMny)Al10O17(AはCa、Ba及びSrから選択される元素、xは0.01≦x≦0.3を満たす数、yは0.02≦x≦0.14を満たす数を表す)で表されるβアルミナ構造の緑色蛍光体を含むことを特徴とする表示装置。
Description
本発明は、表示装置及び緑色蛍光体に関する。更に詳しくは、本発明は、緑色蛍光体を含む蛍光体層を備えたプラズマディスプレイパネル(PDP)のような表示装置及び照射された光を、それより低エネルギー(長波長)の光に変換しうる緑色蛍光体に関する。
蛍光体は、種々の分野で広く使用されている。例えば、蛍光ランプのような照明装置用蛍光体、PDPのような表示装置用蛍光体、X線撮像管用蛍光体として使用されている。例えばカラー表示装置では、一般的に赤色、青色及び緑色の3色の蛍光体が使用され、これら3色の蛍光体からの蛍光を組み合わせることで白色が得られる。特に、緑色蛍光体は、白色の輝度を決定する重要な蛍光体であるため、高輝度で、高色純度の蛍光を生じる緑色蛍光体の提供が望まれている。
従来の緑色蛍光体として、(Ba,Mn)Al12O19、(Y,Tb)BO3、Zn2SiO4:Mnがよく知られている。また、青色蛍光体ではあるが、(BaMgAl10O17:Eu2+(Mgの一部をCa、Cu、Zn、Pb、Cd、Mg、Snで置換)で表される蛍光体も知られている(特開2002−173677号公報:特許文献1)。
上記緑色蛍光体の内、(Ba,Mn)Al12O19は、高色純度であるが、低輝度であるという問題があった。一方、(Y,Tb)BO3は、高輝度であるが、低色純度であると
いう課題があった。
いう課題があった。
Zn2SiO4:Mnは、上記緑色蛍光体に比べて、色純度と輝度のバランスがよく、PDPのような表示装置においてよく使用されている。
しかしながら、Zn2SiO4:Mnの色純度及び輝度でも十分ではなく、さらなる色純度及び輝度の向上が望まれていた。
かくして、本発明によれば、少なくとも蛍光体層を有する表示装置であって、蛍光体層が、下記一般式
A(Zn1-x-yMgxMny)Al10O17
(AはCa、Ba及びSrから選択される元素、xは0.01≦x≦0.3を満たす数、yは0.02≦x≦0.14を満たす数を表す)で表されるβアルミナ構造の緑色蛍光体を含むことを特徴とする表示装置が提供される。
更に、本発明によれば、一般式
A(Zn1-x-yMgxMny)Al10O17
(AはCa、Ba及びSrから選択される元素、xは0.01≦x≦0.3を満たす数、yは0.02≦x≦0.14を満たす数を表す)で表され、βアルミナ構造であることを特徴とする緑色蛍光体が提供される。
A(Zn1-x-yMgxMny)Al10O17
(AはCa、Ba及びSrから選択される元素、xは0.01≦x≦0.3を満たす数、yは0.02≦x≦0.14を満たす数を表す)で表されるβアルミナ構造の緑色蛍光体を含むことを特徴とする表示装置が提供される。
更に、本発明によれば、一般式
A(Zn1-x-yMgxMny)Al10O17
(AはCa、Ba及びSrから選択される元素、xは0.01≦x≦0.3を満たす数、yは0.02≦x≦0.14を満たす数を表す)で表され、βアルミナ構造であることを特徴とする緑色蛍光体が提供される。
本発明によれば、色純度、輝度、寿命等の特性、特に色純度が優れた緑色蛍光体を蛍光体層に含む表示装置を提供することができる。
11、21 基板
17、27 誘電体層
18 保護層
28 蛍光体層
29 隔壁
30 空間
41 透明電極
42 バス電極
100 PDP
A アドレス電極
17、27 誘電体層
18 保護層
28 蛍光体層
29 隔壁
30 空間
41 透明電極
42 バス電極
100 PDP
A アドレス電極
まず、本発明の表示装置は、少なくとも蛍光体層を有する表示装置であって、蛍光体層が、下記一般式
A(Zn1-x-yMgxMny)Al10O17
(AはCa、Ba及びSrから選択される元素、xは0.01≦x≦0.3を満たす数、yは0.02≦x≦0.14を満たす数を表す)で表されるβアルミナ構造の緑色蛍光体を含んでいる。なお、x及びyはモル比(原子比)を意味する。
A(Zn1-x-yMgxMny)Al10O17
(AはCa、Ba及びSrから選択される元素、xは0.01≦x≦0.3を満たす数、yは0.02≦x≦0.14を満たす数を表す)で表されるβアルミナ構造の緑色蛍光体を含んでいる。なお、x及びyはモル比(原子比)を意味する。
上記一般式中Aは、Ca、Ba又はSrのいずれか1つであればよく、これら元素を2つ及び全部含んでもよい。具体的には、Ca/Ba、Ca/Sr、Ba/Sr、Ca/Ba/Srの組み合わせが挙げられる。
xが0.01より小さい場合や0.3より大きい場合、輝度の向上が十分でないので好ましくない。より好ましいxは、0.05〜0.2である。
yが0.02より小さい場合や0.14より大きい場合、輝度の向上が十分でないので好ましくない。より好ましいyは、0.03〜0.10の範囲である。
次に、Aが、BaとSrを両方含む緑色蛍光体は、下記一般式で表すことができる。
(Ba1-zSrz)(Zn1-x-yMgxMny)Al10O17(x及びyは上記と同じ、zは0<z<1を満たす数を表す)
(Ba1-zSrz)(Zn1-x-yMgxMny)Al10O17(x及びyは上記と同じ、zは0<z<1を満たす数を表す)
ここで、BaとSrの両方を含む上記緑色蛍光体の場合、xが0.01〜0.07、zが0.001〜0.999の範囲であれば、特に輝度と色純度の高い緑色蛍光体が得られる。
なお、上記緑色蛍光体は、AZnAl10O17を母材とし、Mn及びMgを発光中心としているが、この母材に、CaAl12O19、SrAl12O19等の他の母材を適当な割合で混晶させてもよい。
上記緑色蛍光体は、母材が図1に示すβアルミナ構造を有する場合、高輝度及び高色純度を示す緑色蛍光体が多いことを見い出している。
上記緑色蛍光体から緑色の蛍光を取り出すために照射される光の波長は、特に限定されないが、プラズマディスプレイパネル(PDP)のような表示装置の場合、真空紫外領域の波長(例えば、147nmや172nm)であることが好ましい。
更に、上記緑色蛍光体に、以下の他の緑色蛍光体を混合してもよい。
(1)Mn、La及びTbを少なくとも含むマグネトプランバイト型の結晶構造を有する緑色蛍光体。
(2)Tb及びLaを少なくとも含み、Ceを含まないマグネトプランバイト型の結晶構造を有する緑色蛍光体。
(3)Mn、La及びZnを少なくとも含むマグネトプランバイト型の結晶構造を有する緑色蛍光体。
(1)Mn、La及びTbを少なくとも含むマグネトプランバイト型の結晶構造を有する緑色蛍光体。
(2)Tb及びLaを少なくとも含み、Ceを含まないマグネトプランバイト型の結晶構造を有する緑色蛍光体。
(3)Mn、La及びZnを少なくとも含むマグネトプランバイト型の結晶構造を有する緑色蛍光体。
これら他の緑色蛍光体は、上記緑色蛍光体より輝度が大きいものが多く、上記緑色蛍光体と混合することで、色純度と輝度の両方を更に向上することができる。
他の緑色蛍光体の具体例としては、
(1)について、LaMgAl11O19:Mn,Tb、LaxAlyOz(x:y:z=0.5〜1.2:11〜12:18〜19.5)等
(2)について、LaMgAl11O19:Tb、LaMgAl11O19:Mn,Tb等
(3)について、LaMgAl11O19、(La1-xTbx)y(Mg1-a-bMnaZnb)AlzO1.5(z+y)+1(式中、0≦x≦0.5、0.8≦y≦1.2、0<a+b≦1、8≦z≦30)等
が挙げられる。
(1)について、LaMgAl11O19:Mn,Tb、LaxAlyOz(x:y:z=0.5〜1.2:11〜12:18〜19.5)等
(2)について、LaMgAl11O19:Tb、LaMgAl11O19:Mn,Tb等
(3)について、LaMgAl11O19、(La1-xTbx)y(Mg1-a-bMnaZnb)AlzO1.5(z+y)+1(式中、0≦x≦0.5、0.8≦y≦1.2、0<a+b≦1、8≦z≦30)等
が挙げられる。
上記緑色蛍光体は、公知の方法で形成することができる。例えば、A、Zn、Mn、Alを含有する化合物を所望のモル比になるように秤量する。これら化合物を焼成する。次いで、得られた緑色蛍光体の焼結体を粉砕及び分級することにより、所定粒子径の緑色蛍光体を得ることができる。
具体的には、焼成温度は、1300〜1700℃で1〜10時間、窒素雰囲気下で焼成することが好ましい。なお、焼成温度を下げるために、AlF2、MgF2、LiF、NaF等のハロゲン化物からなる反応促進剤を、本発明の効果を妨げない範囲内で使用してもよい。
なお、他の緑色蛍光体も、上記緑色蛍光体に準じて形成することができる。
なお、他の緑色蛍光体も、上記緑色蛍光体に準じて形成することができる。
本発明の表示装置としては、PDP、CRT、蛍光表示管、X線撮像管等が挙げられる。以下では、本発明の表示装置の一例として、図2のPDPについて述べる。
図2のPDPは、3電極AC型面放電PDPである。なお、本発明は、このPDPに限らず、緑色蛍光体を含むPDPであればどのような構成にも適用することができる。例えば、AC型に限らずDC型でもよく、反射型及び透過型のいずれのPDPにも使用することができる。
図2のPDP100は、前面基板と背面基板とから構成される。
まず、前面基板は、一般的に、基板11上に形成された複数本の表示電極、表示電極を覆うように形成された誘電体層17、誘電体層17上に形成され放電空間に露出する保護層18とからなる。
まず、前面基板は、一般的に、基板11上に形成された複数本の表示電極、表示電極を覆うように形成された誘電体層17、誘電体層17上に形成され放電空間に露出する保護層18とからなる。
基板11は、特に限定されず、ガラス基板、石英ガラス基板、シリコン基板等が挙げられる。
表示電極は、ITOのような透明電極41からなる。また、表示電極の抵抗を下げるために、透明電極41上にバス電極(例えば、Cr/Cu/Crの3層構造)42を形成してもよい。
誘電体層17は、PDPに通常使用されている材料から形成される。具体的には、低融点ガラスとバインダとからなるペーストを基板上に塗布し、焼成することにより形成することができる。
保護層18は、表示の際の放電により生じるイオンの衝突による損傷から誘電体層17を保護するために設けられる。保護層18は、例えば、MgO、CaO、SrO、BaO等からなる。
次に、背面基板は、一般的に、基板21上に前記表示電極と交差する方向に形成された複数本のアドレス電極A、アドレス電極Aを覆う誘電体層27、隣接するアドレス電極A間で誘電体層27上に形成された複数のストライプ状の隔壁29、隔壁29間に壁面を含めて形成された蛍光体層28とからなる。
基板21及び誘電体層27には、前記前面基板を構成する基板11及び誘電体層17と同種類のものを使用することができる。
アドレス電極Aは、例えば、Al、Cr、Cu等の金属層や、Cr/Cu/Crの3層構造からなる。
隔壁29は、低融点ガラスとバインダとからなるペーストを誘電体層27上に塗布し、乾燥した後、サンドブラスト法で切削することにより形成することができる。また、バインダに感光性の樹脂を使用した場合、所定形状のマスクを使用して露光及び現像した後、焼成することにより形成することも可能である。
図2では、隔壁29間に蛍光体層28が形成されているが、上記緑色蛍光体はこの蛍光体層28の原料として使用することができる。蛍光体層28の形成方法は、特に限定されず、公知の方法が挙げられる。例えば、溶媒中にバインダが溶解された溶液に蛍光体を分散させたペーストを、隔壁29間に塗布し、空気雰囲気下で焼成することにより蛍光体層28を形成することができる。
次に、上記前面基板と背面基板を、表示電極(41、42)とアドレス電極Aが直交するように、両電極を内側にして対向させ、隔壁29により囲まれた空間30に放電ガスを充填することによりPDP100を形成することができる。
なお、上記PDPでは放電空間を規定する隔壁、誘電体層及び保護膜の内、背面基板側の隔壁と誘電体層上に蛍光体層を形成しているが、同様の方法により前面基板側の保護膜上にも蛍光体層を形成してもよい。
以下、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
実施例1
以下のモル比の原料にエタノールを適量加えて3時間混合した。
以下のモル比の原料にエタノールを適量加えて3時間混合した。
混合物を窒素雰囲気下、1300℃で4時間焼成し、得られた焼結体を粉砕することでBa(Zn0.97-xMgxMn0.03)Al10O17(0≦x≦0.3)で表される蛍光体a〜dを作製した。得られた蛍光体は、βアルミナ構造を有する結晶であることをX線回折で確認した。
蛍光体a〜dの発光量を測定し、その発光量を(Zn,Mn)2SiO4の発光量を1としたときの比として図3に示す。また、表2に各蛍光体の色度座標(x,y)を発光量と併せて示している。
図3から、Mg添加量が0.01〜0.3の範囲であれば、高輝度かつ高色純度の緑色蛍光体が得られることがわかる。
実施例2
表3のモル比の原料を用いて実施例1と同様にして蛍光体eを作製した。
表3のモル比の原料を用いて実施例1と同様にして蛍光体eを作製した。
蛍光体eの発光量を測定し、(Zn,Mn)2SiO4の発光量を1としたときの比として換算したところ、1.41であった。また、色度座標xは0.118、色度座標yは0.748であった。
Srを含む蛍光体eは発光量を更に増加できることがわかる。
Srを含む蛍光体eは発光量を更に増加できることがわかる。
実施例3
蛍光体c[(Ba0.7Sr0.3)(Zn0.94Mg0.03Mn0.03)Al10O17]及びBAMを使用して以下の構成のPDPを作製した。
PDPの構成:
表示電極 透明電極幅:280μm、バス電極幅100μm
表示電極間の放電ギャップ 100μm
誘電体層の厚み 30μm
隔壁の高さ 100μm
隔壁の配列ピッチ 360μm
Ne−Xe(5%)の放電ガス
ガス圧 500Torr
得られたPDPを加速寿命試験として500時間連続で点灯させ、点灯時間毎のピーク強度を測定した。得られたピーク強度を、点灯開始時のピーク強度を1としたときの相対ピーク強度として図4に示す。
蛍光体c[(Ba0.7Sr0.3)(Zn0.94Mg0.03Mn0.03)Al10O17]及びBAMを使用して以下の構成のPDPを作製した。
PDPの構成:
表示電極 透明電極幅:280μm、バス電極幅100μm
表示電極間の放電ギャップ 100μm
誘電体層の厚み 30μm
隔壁の高さ 100μm
隔壁の配列ピッチ 360μm
Ne−Xe(5%)の放電ガス
ガス圧 500Torr
得られたPDPを加速寿命試験として500時間連続で点灯させ、点灯時間毎のピーク強度を測定した。得られたピーク強度を、点灯開始時のピーク強度を1としたときの相対ピーク強度として図4に示す。
図4から蛍光体cは、BAMより長寿命であることがわかる。
本発明の色純度、輝度、寿命等の特性、特に色純度が優れた蛍光体を用いることで、PDP、CRT、蛍光表示管、X線撮像管等の表示装置の表示特性を改善できる。
Claims (4)
- 少なくとも蛍光体層を有する表示装置であって、蛍光体層が、下記一般式
A(Zn1-x-yMgxMny)Al10O17
(AはCa、Ba及びSrから選択される元素、xは0.01≦x≦0.3を満たす数、yは0.02≦x≦0.14を満たす数を表す)で表されるβアルミナ構造の緑色蛍光体を含むことを特徴とする表示装置。 - 前記蛍光体が、(Ba1-zSrz)(Zn1-x-yMgxMny)Al10O17(x及びyは上記と同じ、zは0<z<1を満たす数を表す)で表される請求項1に記載の表示装置。
- 前記蛍光体が、真空紫外線の照射により緑色の蛍光を発する請求項1に記載の表示装置。
- 一般式
A(Zn1-x-yMgxMny)Al10O17
(AはCa、Ba及びSrから選択される元素、xは0.01≦x≦0.3を満たす数、yは0.02≦x≦0.14を満たす数を表す)で表され、βアルミナ構造であることを特徴とする緑色蛍光体。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20111025 |