フッ素含有酸化マグネシウム粉末及びその製造方法
【課題】Ｘｅガスのガス放電により生成した紫外光により励起されると、高い効率で紫外光を放出する酸化マグネシウム粉末を提供する。
【解決手段】フッ素を０．０１〜１０質量％の範囲で含有する、酸化マグネシウム純度が９９．８質量％以上（但し、酸化マグネシウム純度は、含まれるフッ素を除いた総量中の酸化マグネシウム純度である）で、かつＢＥＴ比表面積が０．１〜３０ｍ2／ｇの範囲にあるフッ素含有酸化マグネシウム粉末。
【解決手段】フッ素を０．０１〜１０質量％の範囲で含有する、酸化マグネシウム純度が９９．８質量％以上（但し、酸化マグネシウム純度は、含まれるフッ素を除いた総量中の酸化マグネシウム純度である）で、かつＢＥＴ比表面積が０．１〜３０ｍ2／ｇの範囲にあるフッ素含有酸化マグネシウム粉末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フッ素を含有する酸化マグネシウム粉末に関する。
【背景技術】
【０００２】
交流型プラズマディスプレイパネル（以下、ＡＣ型ＰＤＰともいう）は、一般に、画像表示面となる前面板と、放電ガスが充填された放電空間を挟んで対向配置された背面板とからなる。前面板は、前面ガラス基板、前面ガラスの上に形成された一対の放電電極、放電電極を被覆するように形成された誘電体層、そして誘電体層の表面に形成された誘電体保護層からなる。背面板は、背面ガラス基板、ガラス基板の上に形成されたアドレス電極、ガラス基板とアドレス電極とを被覆するように形成された、放電空間を区画するための隔壁、そして隔壁の表面に形成された赤、緑、青の蛍光体層からなる。
【０００３】
放電ガスとしては、一般にＸｅ（キセノン）とＮｅ（ネオン）との混合ガスが利用されている。この混合ガスでは、Ｘｅが放電ガスであり、Ｎｅはバッファガスである。
誘電体保護層の形成材料には、ＡＣ型ＰＤＰの作動電圧を低減し、かつ放電空間に生成したプラスマから誘電体層を保護するために、二次電子放出係数が高く、耐スパッタ性に優れる酸化マグネシウムが広く利用されている。
【０００４】
従来より、ＡＣ型ＰＤＰの放電特性や発光特性の向上を目的として、誘電体保護層の放電空間側の表面に、さらに別の層を設けることが検討されている。
【０００５】
特許文献１には、ＡＣ型ＰＤＰの作動電圧のさらなる低減を目的として、誘電体保護層の放電空間側の表面に誘電体保護層（ＭｇＯ）よりも二次電子放出係数が高く、かつ仕事関数が低い材料を用いて形成された二次電子放出層（高γ材料層）を設けることが提案され、その高γ材料層から放出される二次電子によりアドレス放電の放電開始電圧が低下してアドレス放電を低電圧かつ高速で行なうことが可能になると記載されている。そして、この特許文献１には、高γ材料層の形成材料として、アルカリ金属の酸化物（例えば、Ｃｓ2Ｏ）、アルカリ土類金属の酸化物（例えば、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ）、フッ化物（例えば、ＣａＦ2、ＭｇＦ2）、結晶欠陥や結晶内の不純物導入により二次電子放出係数を高めた材料（例えば、ＭｇＯxのように、Ｍｇ：Ｏの組成比を１：１から変えて結晶欠陥を導入したもの）、ＴｉＯ2、Ｙ2Ｏ3が挙げられている。
【０００６】
特許文献２には、ＡＣ型ＰＤＰの発光特性の向上を目的として、誘電体保護層の放電空間側の表面にＸｅガスのガス放電により生成する紫外光（真空紫外光）で励起され紫外光を放出する紫外光放出層（第二蛍光体層）を設けることが提案されている。この特許文献２には、紫外光放出層の材料として、ＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｍｇ）3Ｓｉ2Ｏ7：Ｐｂ、（Ｓｒ，Ｂａ）2ＭｇＳｉ2Ｏ7：Ｐｂ、ＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ、ＳｒＡｌ12Ｏ19：Ｃｅ、（Ｇｄ，Ｌａ）Ｂ3Ｏ6：Ｂｉ、（Ｃａ，Ｚｎ）3（ＰＯ4）2：Ｔｌ、ＹＰＯ4：Ｃｅ、ＬａＰＯ4：Ｃｅ、Ｃｅ（Ｍｇ，Ｂａ）Ａｌ11Ｏ19、ＣｅＭｇＡｌ11Ｏ18：Ｃｅ、Ｃａ3（ＰＯ4）2：Ｔｌ、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ4、Ｙ2ＳｉＯ5：Ｃｅ、ＣａＷＯ4、ＣａＷＯ4：Ｐｂなどの蛍光体が挙げられている。
【０００７】
非特許文献１には、誘電体保護層の放電空間側の表面にクリスタル・エミッシブ・レイヤーを設けたＡＣ型ＰＤＰが開示されている。非特許文献１によれば、クリスタル・エミッシブ・レイヤーは、プライミング電子の供給による放電遅れの改善と波長２５０ｎｍ付近の紫外光の放出による発光効率の向上に寄与するとされている。但し、この非特許文献１には、クリスタル・エミッシブ・レイヤーの材料については具体的な記載はない。
【特許文献１】特開２００４−２８８５０８号公報
【特許文献２】特開２００４−２９６２７３号公報
【非特許文献１】尾谷栄志郎、外６名，「発光効率２．２ｌｍ／Ｗを実現したＰＤＰ，高水準のフルＨＤ対応パネルを射程に」，日経エレクトロニクス，（株）日経ＢＰ社，２００５年９月２６日，ｐ．１２９−１３８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、ＡＣ型ＰＤＰなどのガス放電発光装置の誘電体保護層の上に形成する、Ｘｅガスのガス放電により生成した紫外光により励起されると、高い効率で紫外光を放出する酸化マグネシウム粉末を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、フッ素を０．０１〜１０質量％の範囲で含有する、酸化マグネシウム純度が９９．８質量％以上（但し、酸化マグネシウム純度は、含まれるフッ素を除いた総量中の酸化マグネシウム純度である）で、かつＢＥＴ比表面積が０．１〜３０ｍ2／ｇの範囲にあるフッ素含有酸化マグネシウム粉末にある。
【００１０】
本発明のフッ素含有酸化マグネシウム粉末の好ましい態様は次の通りである。
（１）フッ素含有量が０．０３〜５質量％の範囲にある
（２）酸化マグネシウム純度が９９．９質量％以上である。
（３）ＢＥＴ比表面積が０．１〜１２ｍ2／ｇの範囲にある。
（４）交流型プラズマディスプレイパネルの誘電体保護層の放電空間側の表面に形成される紫外光放出層の製造用である。
【００１１】
本発明はまた、酸化マグネシウム純度が９９．９５質量％以上で、ＢＥＴ比表面積が５〜１５０ｍ2／ｇの範囲にある酸化マグネシウム原料粉末を、フッ素源の存在下、もしくはフッ素含有気体の雰囲気下に、８５０℃以上の温度で１０分以上焼成することからなる上記本発明のフッ素含有酸化マグネシウム粉末の製造方法にもある。
【００１２】
本発明の製造方法の好ましい態様は次の通りである。
（１）酸化マグネシウム原料粉末を、純度が９９．０質量％以上であるフッ化マグネシウム粉末の存在下にて焼成する。
（２）酸化マグネシウム原料粉末の焼成温度が１０００〜１５００℃の範囲にある。
（３）酸化マグネシウム原料粉末の焼成時間が２０分〜１時間の範囲にある。
【００１３】
本発明はまた、上記本発明のフッ素含有酸化マグネシウム粉末から製造された酸化マグネシウム膜にもある。
【００１４】
本発明はまた、上記本発明のフッ素含有酸化マグネシウム粉末から製造された、交流型プラズマディスプレイパネルの誘電体保護層の放電空間側の表面に形成される紫外光放出層にもある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のフッ素含有酸化マグネシウム粉末は、Ｘｅガスのガス放電により生成した紫外光により励起されると波長２５０ｎｍ付近の紫外光を高い効率で放出する。従って、本発明のフッ素含有酸化マグネシウム粉末から製造された酸化マグネシウム膜を、ＡＣ型ＰＤＰや蛍光体ランプなどのガス放電発光装置の放電空間内に配置することによって、放電空間内の紫外光の放出量が増加し、第二の蛍光体層を特に設けることもなく、ガス放電発光装置から放出される可視光の光量を増加させることが可能となる。本発明のフッ素含有酸化マグネシウム粉末から製造された酸化マグネシウム膜は、ＡＣ型ＰＤＰの誘電体保護層の放電空間側の表面に形成される紫外光放出層として、特に有用である。また、本発明の製造方法を用いることによって、紫外光の放出効率の高い酸化マグネシウム粉末を工業的に有利に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のフッ素含有酸化マグネシウム粉末に含まれるフッ素は、酸化マグネシウム結晶内の酸素と部分的に置換して、結晶内に部分的な欠陥を生じさせる効果がある。本発明のフッ素含有酸化マグネシウム粉末は、フッ素の存在により生じた部分的な結晶欠陥によって、紫外光の放出効率が向上すると考えられる。
【００１７】
本発明のフッ素含有酸化マグネシウム粉末は、フッ素を０．０１〜１０質量％の範囲、好ましくは０．０３〜５質量％の範囲、更に好ましくは０．０３〜３質量％の範囲、特に好ましくは０．０３〜０．１質量％の範囲にて含有する。フッ素は、上述のように主として酸化マグネシウムの結晶内に存在するが、部分的にはフッ化マグネシウムとして析出していてもよい。フッ素含有酸化マグネシウム粉末に含まれるフッ素を除いた酸化マグネシウム純度は、９９．８質量％以上、好ましくは９９．９質量％以上である。なお、酸化マグネシウム純度は、フッ素含有酸化マグネシウム粉末の全体量を１００としたときのフッ素とマグネシウムと酸素とを除いた不純物元素（フッ素含有酸化マグネシウム粉末の全体量に対して０．００１質量％以上含まれる）の総含有量及びフッ素の含有量から、下記の式より求めることができる。
酸化マグネシウム純度（質量％）＝［１−不純物元素の総含有量（質量％）／｛１００−フッ素の含有量（質量％）｝］×１００
【００１８】
本発明のフッ素含有酸化マグネシウム粉末は、ＢＥＴ比表面積が０．１〜３０ｍ2／ｇの範囲、好ましくは０．１〜１２ｍ2／ｇの範囲にある。
【００１９】
本発明のフッ素含有酸化マグネシウム粉末は、酸化マグネシウム純度が９９．９５質量％以上で、ＢＥＴ比表面積が５〜１５０ｍ2／ｇの範囲、好ましくは７〜５０ｍ2／ｇの範囲にある酸化マグネシウム原料粉末を、フッ素源の存在下、もしくはフッ素含有気体の雰囲気下に、８５０℃以上の温度で１０分以上焼成することからなる方法により製造することができる。
【００２０】
フッ素含有酸化マグネシウム粉末の製造に用いる酸化マグネシウム原料粉末としては、気相合成酸化法により製造された酸化マグネシウム粉末であることが好ましい。気相合成酸化法とは、金属マグネシウム蒸気と酸素含有気体とを気相中にて接触させ、金属マグネシウム蒸気を酸化させて酸化マグネシウム粉末を製造する方法である。
【００２１】
フッ素源としては、フッ化マグネシウム粉末を用いることが好ましい。フッ素源として用いるフッ化マグネシウム粉末は、純度が９９質量％以上あることが好ましい。フッ素源の存在下にて、酸化マグシウム原料粉末の焼成を行なう場合は、焼成を行なう前に酸化マグネシウム原料粉末とフッ素源とを均一に混合しておくことが好ましい。
【００２２】
フッ素含有気体としては、フッ化水素ガス、フッ化アンモニウム、フッ素含有有機化合物（ＣＦ4，Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ8等）、あるいはフッ化マグネシウム粉末を加熱して気化させたガスを用いることが好ましい。
【００２３】
酸化マグネシウム原料粉末を、フッ素源の存在下、もしくはフッ素含有気体の雰囲気下に、８５０℃以上の温度で１０分以上焼成すると、酸化マグネシウム原料粉末の一次粒子がフッ素を結晶内に取り込みながら粒成長する。このため、得られるフッ素含有酸化マグネシウム粉末は、酸化マグネシウム原料粉末よりもＢＥＴ比表面積が低減する。得られるフッ素含有酸化マグネシウム粉末のＢＥＴ比表面積は、酸化マグネシウム原料粉末に対して、好ましくは１〜５０％の範囲、特に好ましくは３〜３０％の範囲にある。
【００２４】
本発明において、フッ素源の存在下、もしくはフッ素含有気体の雰囲気下にて酸化マグシウム原料粉末を焼成する際の焼成温度は、８５０℃以上、好ましくは９００〜１５００℃の範囲、特に好ましくは１０００〜１５００℃の範囲にある。焼成時間は、１０分以上、好ましくは２０分〜１時間の範囲にある。
【００２５】
本発明のフッ素含有酸化マグネシウム粉末には、放電特性向上のため、マグネシウム以外の金属を添加することができる。本発明のフッ素含有酸化マグネシウム粉末に添加する金属としては、亜鉛、アルミニウム、ケイ素、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブテン、タングステン、マンガン、鉄、コバルト、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、ネオジウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム及びジスプロシウムを挙げることができる。マグネシウム以外の金属は、例えば、酸化物、炭酸塩、硝酸塩として、本発明のフッ素含有酸化マグネシウム粉末の製造の際に添加されることが好ましく、金属の添加量は、フッ素含有酸化マグネシウム粉末全体に対して、０．００１〜１０質量％の範囲にあることが好ましく、０．０１〜１質量％の範囲にあることが特に好ましい。
【実施例】
【００２６】
[実施例１]
（焼成物Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１２の製造）
気相合成酸化法により製造された酸化マグネシウム（ＭｇＯ）粉末（２０００Ａ、宇部マテリアルズ（株）製、純度：９９．９８質量％、ＢＥＴ比表面積：８．７ｍ2／ｇ）と、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）粉末（純度：９９．１質量％、ＢＥＴ比表面積：６．４ｍ2／ｇ）とを下記表１に示す量にて混合して、粉末混合物を得た。得られた粉末混合物を容量２５ｍＬのアルミナ坩堝に投入し、アルミナ坩堝に蓋をして電気炉に入れ、２４０℃／時間の昇温速度で炉内温度を下記表１の温度まで上昇させ、次いで該温度で３０分間加熱焼成した。その後、炉内温度を２４０℃／時間の降温速度で室温まで冷却した。そして、電気炉からアルミナ坩堝を取り出して、粉末混合物の焼成物Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１２を得た。
【００２７】
表１
────────────────────────────────────────
ＭｇＯ粉末量（ｇ） ＭｇＦ2粉末量（ｇ） 炉内温度（℃）
────────────────────────────────────────
焼成物Ｎｏ．１ ５ ０．００２５ １２００
焼成物Ｎｏ．２ ５ ０．０１５ １２００
焼成物Ｎｏ．３ ５ ０．００５ １２００
焼成物Ｎｏ．４ ５ ０．０２５ １２００
焼成物Ｎｏ．５ ５ ０．０５ １２００
焼成物Ｎｏ．６ ５ ０．５ １２００
焼成物Ｎｏ．７ ４ １ １２００
焼成物Ｎｏ．８ ３ ２ １２００
焼成物Ｎｏ．９ ５ ０．００５ １４００
焼成物Ｎｏ．１０ ５ ０．０２５ １４００
焼成物Ｎｏ．１１ ５ ０．０５ １４００
焼成物Ｎｏ．１２ ５ ０．５ １４００
────────────────────────────────────────
【００２８】
得られた焼成物Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１２について、ＢＥＴ比表面積、フッ素含有量、純度及び紫外光発光強度を測定した。その結果を表２に示す。なお、フッ素含有量及び紫外光発光強度は以下の方法により測定した。
【００２９】
［フッ素含有量］
焼成物を塩酸で溶解して調製した溶液中のフッ素量をＪＩＳ−０１０２（工場排水試験方法）の３４．１に記載の方法により測定する。
【００３０】
［紫外光発光強度］
焼成物にＸｅガスのガス放電により生成した紫外光を照射し、放出された波長２５０ｎｍ付近の紫外光の発光強度を測定する。なお、表２の値は、焼成物Ｎｏ．１の紫外光発光強度を１００とした相対値である。
【００３１】
表２
────────────────────────────────────────
ＢＥＴ比表面積 フッ素含有量 純度 紫外光発光強度
（ｍ2／ｇ） （質量％） （質量％） （−）
────────────────────────────────────────
焼成物Ｎｏ．１ ４．５１ ０．００８４ ９９．９以上 １００
焼成物Ｎｏ．２ ２．５９ ０．０１８０ ９９．９以上 ２５００
焼成物Ｎｏ．３ ３．１３ ０．０２４３ ９９．９以上 １３００
焼成物Ｎｏ．４ １．９０ ０．０３０４ ９９．９以上 ４６００
焼成物Ｎｏ．５ １．８１ ０．０４９６ ９９．９以上 ５０００
焼成物Ｎｏ．６ １．５７ ０．０８７３ ９９．９以上 ５４００
焼成物Ｎｏ．７ １．２６ １．１３ ９９．９以上 ５２００
焼成物Ｎｏ．８ ０．８４ ２．３９ ９９．９以上 ４６００
焼成物Ｎｏ．９ １．８２ ０．０４６０ ９９．９以上 ３２００
焼成物Ｎｏ．１０ １．２５ ０．０４８０ ９９．９以上 ５３００
焼成物Ｎｏ．１１ ０．８９ ０．０６００ ９９．９以上 ６９００
焼成物Ｎｏ．１２ ０．２１ １．６０ ９９．９以上 ３６００
────────────────────────────────────────
【００３２】
図１に、焼成物Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１２のフッ素含有量と紫外光発光強度との関係を示す。なお、図１において、横軸（フッ素含有量）及び縦軸（紫外光発光強度）はそれぞれ対数で示している。表２及び図１に示すように、フッ素含有量が０．０１質量％以上の焼成物Ｎｏ．２〜焼成物Ｎｏ．１２は、フッ素有量が０．００８４質量％の焼成物Ｎｏ．１と比べて、１０倍以上の高い紫外光発光強度を示すことがわかる。
【００３３】
［実施例２］
気相合成酸化法により製造された酸化マグネシウム粉末（５００Ａ、宇部マテリアルズ（株）製、純度：９９．９８質量％、ＢＥＴ比表面積：３９．３ｍ2／ｇ）５．０ｇと、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）粉末（純度：９９．１質量％、ＢＥＴ比表面積：６．４ｍ2／ｇ）０．０５ｇとを混合して、粉末混合物を得た。得られた粉末混合物を、実施例１と同様にして、炉内温度１２００℃の条件にて３０分間加熱焼成した。
【００３４】
得られた焼成物のＢＥＴ比表面積、フッ素含有量、純度及び紫外光発光強度を測定した。その結果、ＢＥＴ比表面積は８．２６ｍ2／ｇ、フッ素含有量は０．２７質量％、純度は９９．９質量％、紫外光発光強度は、実施例１の焼成物Ｎｏ．１の紫外光発光強度を１００とした相対値として３５００であった。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施例１にて製造した焼成物（フッ素含有酸化マグネシウム粉末）のフッ素含有量と紫外光発光強度との関係を示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フッ素を含有する酸化マグネシウム粉末に関する。
【背景技術】
【０００２】
交流型プラズマディスプレイパネル（以下、ＡＣ型ＰＤＰともいう）は、一般に、画像表示面となる前面板と、放電ガスが充填された放電空間を挟んで対向配置された背面板とからなる。前面板は、前面ガラス基板、前面ガラスの上に形成された一対の放電電極、放電電極を被覆するように形成された誘電体層、そして誘電体層の表面に形成された誘電体保護層からなる。背面板は、背面ガラス基板、ガラス基板の上に形成されたアドレス電極、ガラス基板とアドレス電極とを被覆するように形成された、放電空間を区画するための隔壁、そして隔壁の表面に形成された赤、緑、青の蛍光体層からなる。
【０００３】
放電ガスとしては、一般にＸｅ（キセノン）とＮｅ（ネオン）との混合ガスが利用されている。この混合ガスでは、Ｘｅが放電ガスであり、Ｎｅはバッファガスである。
誘電体保護層の形成材料には、ＡＣ型ＰＤＰの作動電圧を低減し、かつ放電空間に生成したプラスマから誘電体層を保護するために、二次電子放出係数が高く、耐スパッタ性に優れる酸化マグネシウムが広く利用されている。
【０００４】
従来より、ＡＣ型ＰＤＰの放電特性や発光特性の向上を目的として、誘電体保護層の放電空間側の表面に、さらに別の層を設けることが検討されている。
【０００５】
特許文献１には、ＡＣ型ＰＤＰの作動電圧のさらなる低減を目的として、誘電体保護層の放電空間側の表面に誘電体保護層（ＭｇＯ）よりも二次電子放出係数が高く、かつ仕事関数が低い材料を用いて形成された二次電子放出層（高γ材料層）を設けることが提案され、その高γ材料層から放出される二次電子によりアドレス放電の放電開始電圧が低下してアドレス放電を低電圧かつ高速で行なうことが可能になると記載されている。そして、この特許文献１には、高γ材料層の形成材料として、アルカリ金属の酸化物（例えば、Ｃｓ2Ｏ）、アルカリ土類金属の酸化物（例えば、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ）、フッ化物（例えば、ＣａＦ2、ＭｇＦ2）、結晶欠陥や結晶内の不純物導入により二次電子放出係数を高めた材料（例えば、ＭｇＯxのように、Ｍｇ：Ｏの組成比を１：１から変えて結晶欠陥を導入したもの）、ＴｉＯ2、Ｙ2Ｏ3が挙げられている。
【０００６】
特許文献２には、ＡＣ型ＰＤＰの発光特性の向上を目的として、誘電体保護層の放電空間側の表面にＸｅガスのガス放電により生成する紫外光（真空紫外光）で励起され紫外光を放出する紫外光放出層（第二蛍光体層）を設けることが提案されている。この特許文献２には、紫外光放出層の材料として、ＢａＳｉ2Ｏ5：Ｐｂ、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｍｇ）3Ｓｉ2Ｏ7：Ｐｂ、（Ｓｒ，Ｂａ）2ＭｇＳｉ2Ｏ7：Ｐｂ、ＳｒＢ4Ｏ7：Ｅｕ、ＳｒＡｌ12Ｏ19：Ｃｅ、（Ｇｄ，Ｌａ）Ｂ3Ｏ6：Ｂｉ、（Ｃａ，Ｚｎ）3（ＰＯ4）2：Ｔｌ、ＹＰＯ4：Ｃｅ、ＬａＰＯ4：Ｃｅ、Ｃｅ（Ｍｇ，Ｂａ）Ａｌ11Ｏ19、ＣｅＭｇＡｌ11Ｏ18：Ｃｅ、Ｃａ3（ＰＯ4）2：Ｔｌ、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ4、Ｙ2ＳｉＯ5：Ｃｅ、ＣａＷＯ4、ＣａＷＯ4：Ｐｂなどの蛍光体が挙げられている。
【０００７】
非特許文献１には、誘電体保護層の放電空間側の表面にクリスタル・エミッシブ・レイヤーを設けたＡＣ型ＰＤＰが開示されている。非特許文献１によれば、クリスタル・エミッシブ・レイヤーは、プライミング電子の供給による放電遅れの改善と波長２５０ｎｍ付近の紫外光の放出による発光効率の向上に寄与するとされている。但し、この非特許文献１には、クリスタル・エミッシブ・レイヤーの材料については具体的な記載はない。
【特許文献１】特開２００４−２８８５０８号公報
【特許文献２】特開２００４−２９６２７３号公報
【非特許文献１】尾谷栄志郎、外６名，「発光効率２．２ｌｍ／Ｗを実現したＰＤＰ，高水準のフルＨＤ対応パネルを射程に」，日経エレクトロニクス，（株）日経ＢＰ社，２００５年９月２６日，ｐ．１２９−１３８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、ＡＣ型ＰＤＰなどのガス放電発光装置の誘電体保護層の上に形成する、Ｘｅガスのガス放電により生成した紫外光により励起されると、高い効率で紫外光を放出する酸化マグネシウム粉末を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、フッ素を０．０１〜１０質量％の範囲で含有する、酸化マグネシウム純度が９９．８質量％以上（但し、酸化マグネシウム純度は、含まれるフッ素を除いた総量中の酸化マグネシウム純度である）で、かつＢＥＴ比表面積が０．１〜３０ｍ2／ｇの範囲にあるフッ素含有酸化マグネシウム粉末にある。
【００１０】
本発明のフッ素含有酸化マグネシウム粉末の好ましい態様は次の通りである。
（１）フッ素含有量が０．０３〜５質量％の範囲にある
（２）酸化マグネシウム純度が９９．９質量％以上である。
（３）ＢＥＴ比表面積が０．１〜１２ｍ2／ｇの範囲にある。
（４）交流型プラズマディスプレイパネルの誘電体保護層の放電空間側の表面に形成される紫外光放出層の製造用である。
【００１１】
本発明はまた、酸化マグネシウム純度が９９．９５質量％以上で、ＢＥＴ比表面積が５〜１５０ｍ2／ｇの範囲にある酸化マグネシウム原料粉末を、フッ素源の存在下、もしくはフッ素含有気体の雰囲気下に、８５０℃以上の温度で１０分以上焼成することからなる上記本発明のフッ素含有酸化マグネシウム粉末の製造方法にもある。
【００１２】
本発明の製造方法の好ましい態様は次の通りである。
（１）酸化マグネシウム原料粉末を、純度が９９．０質量％以上であるフッ化マグネシウム粉末の存在下にて焼成する。
（２）酸化マグネシウム原料粉末の焼成温度が１０００〜１５００℃の範囲にある。
（３）酸化マグネシウム原料粉末の焼成時間が２０分〜１時間の範囲にある。
【００１３】
本発明はまた、上記本発明のフッ素含有酸化マグネシウム粉末から製造された酸化マグネシウム膜にもある。
【００１４】
本発明はまた、上記本発明のフッ素含有酸化マグネシウム粉末から製造された、交流型プラズマディスプレイパネルの誘電体保護層の放電空間側の表面に形成される紫外光放出層にもある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のフッ素含有酸化マグネシウム粉末は、Ｘｅガスのガス放電により生成した紫外光により励起されると波長２５０ｎｍ付近の紫外光を高い効率で放出する。従って、本発明のフッ素含有酸化マグネシウム粉末から製造された酸化マグネシウム膜を、ＡＣ型ＰＤＰや蛍光体ランプなどのガス放電発光装置の放電空間内に配置することによって、放電空間内の紫外光の放出量が増加し、第二の蛍光体層を特に設けることもなく、ガス放電発光装置から放出される可視光の光量を増加させることが可能となる。本発明のフッ素含有酸化マグネシウム粉末から製造された酸化マグネシウム膜は、ＡＣ型ＰＤＰの誘電体保護層の放電空間側の表面に形成される紫外光放出層として、特に有用である。また、本発明の製造方法を用いることによって、紫外光の放出効率の高い酸化マグネシウム粉末を工業的に有利に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のフッ素含有酸化マグネシウム粉末に含まれるフッ素は、酸化マグネシウム結晶内の酸素と部分的に置換して、結晶内に部分的な欠陥を生じさせる効果がある。本発明のフッ素含有酸化マグネシウム粉末は、フッ素の存在により生じた部分的な結晶欠陥によって、紫外光の放出効率が向上すると考えられる。
【００１７】
本発明のフッ素含有酸化マグネシウム粉末は、フッ素を０．０１〜１０質量％の範囲、好ましくは０．０３〜５質量％の範囲、更に好ましくは０．０３〜３質量％の範囲、特に好ましくは０．０３〜０．１質量％の範囲にて含有する。フッ素は、上述のように主として酸化マグネシウムの結晶内に存在するが、部分的にはフッ化マグネシウムとして析出していてもよい。フッ素含有酸化マグネシウム粉末に含まれるフッ素を除いた酸化マグネシウム純度は、９９．８質量％以上、好ましくは９９．９質量％以上である。なお、酸化マグネシウム純度は、フッ素含有酸化マグネシウム粉末の全体量を１００としたときのフッ素とマグネシウムと酸素とを除いた不純物元素（フッ素含有酸化マグネシウム粉末の全体量に対して０．００１質量％以上含まれる）の総含有量及びフッ素の含有量から、下記の式より求めることができる。
酸化マグネシウム純度（質量％）＝［１−不純物元素の総含有量（質量％）／｛１００−フッ素の含有量（質量％）｝］×１００
【００１８】
本発明のフッ素含有酸化マグネシウム粉末は、ＢＥＴ比表面積が０．１〜３０ｍ2／ｇの範囲、好ましくは０．１〜１２ｍ2／ｇの範囲にある。
【００１９】
本発明のフッ素含有酸化マグネシウム粉末は、酸化マグネシウム純度が９９．９５質量％以上で、ＢＥＴ比表面積が５〜１５０ｍ2／ｇの範囲、好ましくは７〜５０ｍ2／ｇの範囲にある酸化マグネシウム原料粉末を、フッ素源の存在下、もしくはフッ素含有気体の雰囲気下に、８５０℃以上の温度で１０分以上焼成することからなる方法により製造することができる。
【００２０】
フッ素含有酸化マグネシウム粉末の製造に用いる酸化マグネシウム原料粉末としては、気相合成酸化法により製造された酸化マグネシウム粉末であることが好ましい。気相合成酸化法とは、金属マグネシウム蒸気と酸素含有気体とを気相中にて接触させ、金属マグネシウム蒸気を酸化させて酸化マグネシウム粉末を製造する方法である。
【００２１】
フッ素源としては、フッ化マグネシウム粉末を用いることが好ましい。フッ素源として用いるフッ化マグネシウム粉末は、純度が９９質量％以上あることが好ましい。フッ素源の存在下にて、酸化マグシウム原料粉末の焼成を行なう場合は、焼成を行なう前に酸化マグネシウム原料粉末とフッ素源とを均一に混合しておくことが好ましい。
【００２２】
フッ素含有気体としては、フッ化水素ガス、フッ化アンモニウム、フッ素含有有機化合物（ＣＦ4，Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ8等）、あるいはフッ化マグネシウム粉末を加熱して気化させたガスを用いることが好ましい。
【００２３】
酸化マグネシウム原料粉末を、フッ素源の存在下、もしくはフッ素含有気体の雰囲気下に、８５０℃以上の温度で１０分以上焼成すると、酸化マグネシウム原料粉末の一次粒子がフッ素を結晶内に取り込みながら粒成長する。このため、得られるフッ素含有酸化マグネシウム粉末は、酸化マグネシウム原料粉末よりもＢＥＴ比表面積が低減する。得られるフッ素含有酸化マグネシウム粉末のＢＥＴ比表面積は、酸化マグネシウム原料粉末に対して、好ましくは１〜５０％の範囲、特に好ましくは３〜３０％の範囲にある。
【００２４】
本発明において、フッ素源の存在下、もしくはフッ素含有気体の雰囲気下にて酸化マグシウム原料粉末を焼成する際の焼成温度は、８５０℃以上、好ましくは９００〜１５００℃の範囲、特に好ましくは１０００〜１５００℃の範囲にある。焼成時間は、１０分以上、好ましくは２０分〜１時間の範囲にある。
【００２５】
本発明のフッ素含有酸化マグネシウム粉末には、放電特性向上のため、マグネシウム以外の金属を添加することができる。本発明のフッ素含有酸化マグネシウム粉末に添加する金属としては、亜鉛、アルミニウム、ケイ素、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブテン、タングステン、マンガン、鉄、コバルト、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、ネオジウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム及びジスプロシウムを挙げることができる。マグネシウム以外の金属は、例えば、酸化物、炭酸塩、硝酸塩として、本発明のフッ素含有酸化マグネシウム粉末の製造の際に添加されることが好ましく、金属の添加量は、フッ素含有酸化マグネシウム粉末全体に対して、０．００１〜１０質量％の範囲にあることが好ましく、０．０１〜１質量％の範囲にあることが特に好ましい。
【実施例】
【００２６】
[実施例１]
（焼成物Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１２の製造）
気相合成酸化法により製造された酸化マグネシウム（ＭｇＯ）粉末（２０００Ａ、宇部マテリアルズ（株）製、純度：９９．９８質量％、ＢＥＴ比表面積：８．７ｍ2／ｇ）と、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）粉末（純度：９９．１質量％、ＢＥＴ比表面積：６．４ｍ2／ｇ）とを下記表１に示す量にて混合して、粉末混合物を得た。得られた粉末混合物を容量２５ｍＬのアルミナ坩堝に投入し、アルミナ坩堝に蓋をして電気炉に入れ、２４０℃／時間の昇温速度で炉内温度を下記表１の温度まで上昇させ、次いで該温度で３０分間加熱焼成した。その後、炉内温度を２４０℃／時間の降温速度で室温まで冷却した。そして、電気炉からアルミナ坩堝を取り出して、粉末混合物の焼成物Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１２を得た。
【００２７】
表１
────────────────────────────────────────
ＭｇＯ粉末量（ｇ） ＭｇＦ2粉末量（ｇ） 炉内温度（℃）
────────────────────────────────────────
焼成物Ｎｏ．１ ５ ０．００２５ １２００
焼成物Ｎｏ．２ ５ ０．０１５ １２００
焼成物Ｎｏ．３ ５ ０．００５ １２００
焼成物Ｎｏ．４ ５ ０．０２５ １２００
焼成物Ｎｏ．５ ５ ０．０５ １２００
焼成物Ｎｏ．６ ５ ０．５ １２００
焼成物Ｎｏ．７ ４ １ １２００
焼成物Ｎｏ．８ ３ ２ １２００
焼成物Ｎｏ．９ ５ ０．００５ １４００
焼成物Ｎｏ．１０ ５ ０．０２５ １４００
焼成物Ｎｏ．１１ ５ ０．０５ １４００
焼成物Ｎｏ．１２ ５ ０．５ １４００
────────────────────────────────────────
【００２８】
得られた焼成物Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１２について、ＢＥＴ比表面積、フッ素含有量、純度及び紫外光発光強度を測定した。その結果を表２に示す。なお、フッ素含有量及び紫外光発光強度は以下の方法により測定した。
【００２９】
［フッ素含有量］
焼成物を塩酸で溶解して調製した溶液中のフッ素量をＪＩＳ−０１０２（工場排水試験方法）の３４．１に記載の方法により測定する。
【００３０】
［紫外光発光強度］
焼成物にＸｅガスのガス放電により生成した紫外光を照射し、放出された波長２５０ｎｍ付近の紫外光の発光強度を測定する。なお、表２の値は、焼成物Ｎｏ．１の紫外光発光強度を１００とした相対値である。
【００３１】
表２
────────────────────────────────────────
ＢＥＴ比表面積 フッ素含有量 純度 紫外光発光強度
（ｍ2／ｇ） （質量％） （質量％） （−）
────────────────────────────────────────
焼成物Ｎｏ．１ ４．５１ ０．００８４ ９９．９以上 １００
焼成物Ｎｏ．２ ２．５９ ０．０１８０ ９９．９以上 ２５００
焼成物Ｎｏ．３ ３．１３ ０．０２４３ ９９．９以上 １３００
焼成物Ｎｏ．４ １．９０ ０．０３０４ ９９．９以上 ４６００
焼成物Ｎｏ．５ １．８１ ０．０４９６ ９９．９以上 ５０００
焼成物Ｎｏ．６ １．５７ ０．０８７３ ９９．９以上 ５４００
焼成物Ｎｏ．７ １．２６ １．１３ ９９．９以上 ５２００
焼成物Ｎｏ．８ ０．８４ ２．３９ ９９．９以上 ４６００
焼成物Ｎｏ．９ １．８２ ０．０４６０ ９９．９以上 ３２００
焼成物Ｎｏ．１０ １．２５ ０．０４８０ ９９．９以上 ５３００
焼成物Ｎｏ．１１ ０．８９ ０．０６００ ９９．９以上 ６９００
焼成物Ｎｏ．１２ ０．２１ １．６０ ９９．９以上 ３６００
────────────────────────────────────────
【００３２】
図１に、焼成物Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１２のフッ素含有量と紫外光発光強度との関係を示す。なお、図１において、横軸（フッ素含有量）及び縦軸（紫外光発光強度）はそれぞれ対数で示している。表２及び図１に示すように、フッ素含有量が０．０１質量％以上の焼成物Ｎｏ．２〜焼成物Ｎｏ．１２は、フッ素有量が０．００８４質量％の焼成物Ｎｏ．１と比べて、１０倍以上の高い紫外光発光強度を示すことがわかる。
【００３３】
［実施例２］
気相合成酸化法により製造された酸化マグネシウム粉末（５００Ａ、宇部マテリアルズ（株）製、純度：９９．９８質量％、ＢＥＴ比表面積：３９．３ｍ2／ｇ）５．０ｇと、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）粉末（純度：９９．１質量％、ＢＥＴ比表面積：６．４ｍ2／ｇ）０．０５ｇとを混合して、粉末混合物を得た。得られた粉末混合物を、実施例１と同様にして、炉内温度１２００℃の条件にて３０分間加熱焼成した。
【００３４】
得られた焼成物のＢＥＴ比表面積、フッ素含有量、純度及び紫外光発光強度を測定した。その結果、ＢＥＴ比表面積は８．２６ｍ2／ｇ、フッ素含有量は０．２７質量％、純度は９９．９質量％、紫外光発光強度は、実施例１の焼成物Ｎｏ．１の紫外光発光強度を１００とした相対値として３５００であった。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施例１にて製造した焼成物（フッ素含有酸化マグネシウム粉末）のフッ素含有量と紫外光発光強度との関係を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ素を０．０１〜１０質量％の範囲で含有する、酸化マグネシウム純度が９９．８質量％以上（但し、酸化マグネシウム純度は、含まれるフッ素を除いた総量中の酸化マグネシウム純度である）で、かつＢＥＴ比表面積が０．１〜３０ｍ2／ｇの範囲にあるフッ素含有酸化マグネシウム粉末。
【請求項２】
フッ素含有量が０．０３〜５質量％の範囲にある請求項１に記載のフッ素含有酸化マグネシウム粉末。
【請求項３】
酸化マグネシウム純度が９９．９質量％以上である請求項１に記載のフッ素含有酸化マグネシウム粉末。
【請求項４】
ＢＥＴ比表面積が０．１〜１２ｍ2／ｇの範囲にある請求項１に記載のフッ素含有酸化マグネシウム粉末。
【請求項５】
交流型プラズマディスプレイパネルの誘電体保護層の放電空間側の表面に形成される紫外光放出層の製造用である請求項１乃至４のうちのいずれかの項に記載のフッ素含有酸化マグネシウム粉末。
【請求項６】
酸化マグネシウム純度が９９．９５質量％以上で、ＢＥＴ比表面積が５〜１５０ｍ2／ｇの範囲にある酸化マグネシウム原料粉末を、フッ素源の存在下、もしくはフッ素含有気体の雰囲気下に、８５０℃以上の温度で１０分以上焼成することからなる請求項１に記載のフッ素含有酸化マグネシウム粉末の製造方法。
【請求項７】
酸化マグネシウム原料粉末を、純度が９９．０質量％以上であるフッ化マグネシウム粉末の存在下にて焼成する請求項６に記載のフッ素含有酸化マグネシウム粉末の製造方法。
【請求項８】
酸化マグネシウム原料粉末の焼成温度が１０００〜１５００℃の範囲にある請求項６に記載の製造方法。
【請求項９】
酸化マグネシウム原料粉末の焼成時間が２０分〜１時間の範囲にある請求項６に記載の製造方法。
【請求項１０】
請求項１乃至４のうちのいずれかの項に記載のフッ素含有酸化マグネシウム粉末から製造された酸化マグネシウム膜。
【請求項１１】
請求項１乃至４のうちのいずれかの項に記載のフッ素含有酸化マグネシウム粉末から製造された、交流型プラズマディスプレイパネルの誘電体保護層の放電空間側の表面に形成される紫外光放出層。
【請求項１】
フッ素を０．０１〜１０質量％の範囲で含有する、酸化マグネシウム純度が９９．８質量％以上（但し、酸化マグネシウム純度は、含まれるフッ素を除いた総量中の酸化マグネシウム純度である）で、かつＢＥＴ比表面積が０．１〜３０ｍ2／ｇの範囲にあるフッ素含有酸化マグネシウム粉末。
【請求項２】
フッ素含有量が０．０３〜５質量％の範囲にある請求項１に記載のフッ素含有酸化マグネシウム粉末。
【請求項３】
酸化マグネシウム純度が９９．９質量％以上である請求項１に記載のフッ素含有酸化マグネシウム粉末。
【請求項４】
ＢＥＴ比表面積が０．１〜１２ｍ2／ｇの範囲にある請求項１に記載のフッ素含有酸化マグネシウム粉末。
【請求項５】
交流型プラズマディスプレイパネルの誘電体保護層の放電空間側の表面に形成される紫外光放出層の製造用である請求項１乃至４のうちのいずれかの項に記載のフッ素含有酸化マグネシウム粉末。
【請求項６】
酸化マグネシウム純度が９９．９５質量％以上で、ＢＥＴ比表面積が５〜１５０ｍ2／ｇの範囲にある酸化マグネシウム原料粉末を、フッ素源の存在下、もしくはフッ素含有気体の雰囲気下に、８５０℃以上の温度で１０分以上焼成することからなる請求項１に記載のフッ素含有酸化マグネシウム粉末の製造方法。
【請求項７】
酸化マグネシウム原料粉末を、純度が９９．０質量％以上であるフッ化マグネシウム粉末の存在下にて焼成する請求項６に記載のフッ素含有酸化マグネシウム粉末の製造方法。
【請求項８】
酸化マグネシウム原料粉末の焼成温度が１０００〜１５００℃の範囲にある請求項６に記載の製造方法。
【請求項９】
酸化マグネシウム原料粉末の焼成時間が２０分〜１時間の範囲にある請求項６に記載の製造方法。
【請求項１０】
請求項１乃至４のうちのいずれかの項に記載のフッ素含有酸化マグネシウム粉末から製造された酸化マグネシウム膜。
【請求項１１】
請求項１乃至４のうちのいずれかの項に記載のフッ素含有酸化マグネシウム粉末から製造された、交流型プラズマディスプレイパネルの誘電体保護層の放電空間側の表面に形成される紫外光放出層。
【図１】
【公開番号】特開２００７−２５４２６９（Ｐ２００７−２５４２６９Ａ）
【公開日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１３８４７（Ｐ２００７−１３８４７）
【出願日】平成１９年１月２４日（２００７．１．２４）
【出願人】（０００１１９９８８）宇部マテリアルズ株式会社 (120)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月２４日（２００７．１．２４）
【出願人】（０００１１９９８８）宇部マテリアルズ株式会社 (120)
【Ｆターム（参考）】
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