説明

発光装置及び該発光装置を用いた画像表示装置

【課題】 ランプ、PDP等の蛍光体を用いて構成される発光装置及び表示装置において信頼性、輝度特性、色純度特性を向上させる。
【解決手段】 青色蛍光体としてSr3a-e・Mg・Si2cO8d:EueをベースにしてMg、Si等の各組成成分比を最適化したもの、若しくはBa、Caなどの新たな成分を組成化して最適化したものを使用してキセノンガスの放電により生ずる紫外線励起下で発光させることにより、蛍光体の高輝度化と高色純度化を図り、この最適化された蛍光体を使用してランプやPDP等の発光装置及び表示装置を構成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、紫外線、特に真空紫外領域の紫外線により励起され発光する蛍光体、特にEu付活珪酸塩蛍光体を用いて構成された管状若しくは平面型の蛍光ランプまたはプラズマディスプレイパネルなどの発光装置及びこの発光装置を用いた画像表示装置(以下、表示装置と略称)に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、TVやパソコンモニターに代表される表示装置に対して場所を取らない薄型化への要望が高まりを見せ、薄型化対応の可能な装置としてプラズマディスプレイ(PDP)装置や電界放射型ディスプレイ(FED)装置、バックライトと薄い液晶パネルとを組み合わせて表示装置を構成した液晶表示装置などの開発が盛んに行われている。
【0003】
プラズマディスプレイ装置は、発光装置としてプラズマディスプレイパネルを使用した表示装置であり、プラズマディスプレイパネルは希ガスを含む微小放電空間での負グロー領域で発生する紫外線(希ガスとしてキセノンを使用した場合は、147nmおよび172nmの波長域にある)を励起源として該微小放電空間内に配設した蛍光体層中の蛍光体を励起し、該蛍光体から発光を促すことにより可視領域での発光を得る。プラズマディスプレイ(PDP)装置では、この発光の量と色を制御して画像表示に使用する。
【0004】
また、液晶表示装置は上記したようにバックライトと一対の電極基板間に液晶を挟持して構成された液晶パネルとを組み合わせて構成されており、一般にバックライトから発生する光の量または色を液晶パネル側で制御して所望の画像表示を行う装置である。そして、現状バックライトには内壁に蛍光体材料の塗布された直管型等の管状白色蛍光ランプが使用されている。
【0005】
なお、これらの技術に関連する文献として以下に示す特許文献1〜4及び非特許文献1〜3が挙げられる。
【0006】
【特許文献1】特開2003-132803号公報
【特許文献2】特開2003-142004号公報
【特許文献3】特開2003-242892号公報
【特許文献4】特開2003-346660号公報
【非特許文献1】蛍光体同学会編「蛍光体ハンドブック」 オーム社1987年 III編、第2章、第219頁-第223頁
【非特許文献2】IDW '00 Proceedings of The Seventh International Display Workshops 第639頁-第642頁
【非特許文献3】TECHNICAL REPORT OF IEICE. EID2003-69(2004-01) 第45頁-第48頁
【非特許文献4】「FLAT-PANEL DISPLAY 2003(実務編)」日経BP社、PART.7-1、第210頁-第217頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
プラズマディスプレイ装置やFED装置の発光装置、そして液晶表示装置に使用されるバックライトの高性能化が望まれているが、これら特性改善はそれぞれの装置の設計・構造及びそれらを構成する部材、特に発光装置に使用される蛍光体に依存する部分が大きい。
【0008】
現行のPDP装置の蛍光体には赤、青、緑各色の蛍光体が使用されるが、青色蛍光体としては一般にアルミン酸塩蛍光体(BaMgAl1017:Eu、以下BAMと略称する)が使用されている。このBAMは発光特性に優れるが、劣化しやすいという問題点を有する。すなわち、信頼性に問題があって短寿命であり、安定性、長寿命化が強く求められている。そして、発光装置、ひいては表示装置の更なる高性能化のためには、より高い色純度及びより高い発光輝度も求められている。
【0009】
また、ランプや液晶表示装置用バックライトに関しては、表示表面の輝度向上及び環境上の問題から水銀レス化の要請もあり、液晶表示装置用バックライトについては対策として平面型の希ガス放電タイプ蛍光ランプなどの開発も進められている。希ガス放電蛍光ランプには通常、真空紫外線で励起され発光が可能な蛍光体が使用されており、真空紫外線励起条件下で効率よく発光して高い輝度と高い色純度を示し、かつ、長寿命の蛍光体が求められている。
【0010】
近年、BAMに代替可能な高輝度、高色純度、高信頼の青色蛍光体の開発が進められているが、PDP装置や希ガス放電ランプに使用可能で、従来の青色発光蛍光体であるBAMに比べ高信頼で長寿命の青色蛍光体として珪酸塩系蛍光体が提案されている。具体的には、Ca1-xMgSi26:Eu(以下、CMSと略称する)の使用が提案されている。
【0011】
しかし、CMSは、147nmの波長域に有る紫外線を励起源とした場合は高輝度であって色純度も良いが、波長160nmから210nmの範囲では励起帯が殆ど存在しない。よって、PDPで重要な172nm付近の真空紫外線(Xe2分子線)での励起に対する発光強度が著しく低いという難点を有する。
【0012】
現在、蛍光体材料の高性能化検討と併行し、PDP装置の技術分野においては、PDPの高発光効率化を目的とするパネル構造の改善検討を進めているが、その一つの方法として放電ガス中のXeガス組成比を増加させ、積極的にXe2分子線を利用しようとする検討を盛んに行っている。所謂プラズマディスプレイパネルにおける「高キセノン化」技術であるが、放電ガス中のキセノンガス組成比を4%程度より多くすることで、こうしたPDPパネルの高効率化を達成する検討を行っている。
【0013】
しかし、こうしたPDP高効率化の技術に対してXe2分子線の利用効率の元々低いCMSは十分に対応できない。すなわち、172nm波長域の紫外線が増加しても172nm励起条件での発光効率が低く、得られる輝度特性が不十分である。よって、今後のPDPの高効率化を視野に入れても、CMSによるBAM代替、実用化にはもう一段の改善、特に172nm波長励起帯での発光効率の改善が必要となる。
【0014】
従って、本発明が解決しようとする第1の課題は、PDP装置などに真空紫外線励起条件下で使用される従来の蛍光体、特に青色蛍光体が寿命の点で十分ではないことであり、その結果、それら蛍光体を使用する発光装置の寿命(通常使用が可能な期間)と輝度特性が十分ではないことであり、ひいてはこの発光装置を使用する画像表示装置の寿命(通常使用が可能な期間)と輝度特性が十分ではないことである。そして、色純度などの性能も十分とは言えないことである。
【0015】
また、本発明が解決しようとする第2の課題は、上記の従来の青色蛍光体の問題点に対する改善策として提案されている珪酸塩蛍光体において、輝度特性、特にXe2分子線(波長172nm)励起による輝度特性が低いことであり、現行発光装置及びそれを用いた表示装置、そして今後期待されているXe2分子線(172nm)による励起を積極的に利用しようとする発光装置、特にPDP装置の輝度特性、ひいてはPDP画像表示装置の輝度特性が十分でないことである。
【課題を解決するための手段】
【0016】
上記課題を達成するための本発明の代表的な発光装置の特徴点を挙げれば、少なくとも一対の電極を備えると共に、前記電極間に電圧を印加し放電させることにより紫外線を発生する放電ガスと、この放電ガスから発生した紫外線により励起され発光する蛍光体層とを具備する発光装置であって、上記放電ガスはXe組成比が6%以上となる量で、好ましくは10%以上となる量でキセノン(Xe)ガスを含み、前記蛍光体層を構成する蛍光体は、前記キセノンガスの放電に基づいて発生する少なくとも波長172nmを含む真空紫外線にて励起される下式(I)で表されるEu付活珪酸塩蛍光体を含むことにある。そして、本発明の代表的な画像表示装置の特徴点を挙げれば、上記発光装置とプラズマディスプレイパネル構造とを備えていることにある。
【0017】
M13a-e・Mg・Si2c8d:Eue …(I)
ただし、式(I)中、M1はストロンチウム(Sr)とカルシウム(Ca)とバリウム(Ba)とからなる群から選択された1種以上の元素であり、a、b、c、d及びeはそれぞれ0.8≦a≦1.2、0.8≦b≦1.2、0.8≦c≦1.2、0.8≦d≦1.2、0.001≦e≦0.2である。
【0018】
特に好ましくは、上記蛍光体は、上記式(I)で表されるEu付活珪酸塩蛍光体であって、上記式(I)中のa、b、c、及びdの値がそれぞれa=1、b=1、c=1、d=1であるEu付活珪酸塩蛍光体を含んでなる蛍光体であることを特徴とする。
【0019】
更に、使用する上記ユーロピウム(Eu)付活珪酸塩蛍光体において、付活剤であるユーロピウム(Eu)のより好ましい組成比は、上記式(I)の表記に従うと、0.01≦e≦0.05であることを特徴とする。
【0020】
また、使用する上記Eu付活珪酸塩蛍光体において、マグネシウム(Mg)のより好ましい組成比は、上記式(I)の表記に従うと、1<b≦1.2であることを特徴とする。
【0021】
また、使用する上記Eu付活珪酸塩蛍光体において、珪素(Si)組成比が上記式(I)の表記に従うと、1<c≦1.2であることを特徴とする。
【0022】
また、本発明は、蛍光体を用いて構成される発光装置において、使用する蛍光体に、一般式が下記式(II)で表されるEu付活珪酸塩蛍光体を用いて構成されたことを特徴とする。
【0023】
(Sr1-x・M23a-e・Mg・Si2c8d:Eue …(II)
なお、式(II)中、M2は、バリウム(Ba)、カルシウム(Ca)、亜鉛(Zn)、マンガン(Mn)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、コバルト(Co)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、ランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)、ネオジム(Nd)、プロメチウム(Pm)、 サマリウム(Sm)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、 ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)、アンチモン(Sb)、タリウム(Tl)及びルテチウム(Lu)からなる群から選択された1種以上の元素であり、a、b、c、d、e及びxは、それぞれ0.8≦a≦1.2、0.8≦b≦1.2、0.8≦c≦1.2、0.8≦d≦1.2、0.001≦e≦0.2、0.1<x≦0.5であり、ただし、M2=Baの場合は、xが0.1<x≦0.5の範囲であり、よし好ましくはxが0.1<x<0.2若しくは0.2<x≦0.5の範囲である。
【0024】
特に、上記蛍光体は、上記式(II)で表されるEu付活珪酸塩蛍光体であって、上記式(II)中のa、b、c、及びdの値がそれぞれa=1、b=1、c=1、d=1であるEu付活珪酸塩蛍光体を含んでなる蛍光体であることを特徴とする。
【0025】
そして特に、本発明は、蛍光体を用いて構成される発光装置において、使用する蛍光体に、一般式が下記式(III)で表されるEu付活蛍光体を用いて構成されたことを特徴とする。
【0026】
(Sr1-x-y・Ba・M33a-e・Mg・Si2c8d:Eue …(III)
ただし、式(III)中、M3はカルシウム(Ca)、亜鉛(Zn)、マンガン(Mn)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、コバルト(Co)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、ランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)、ネオジム(Nd)、プロメチウム(Pm)、サマリウム(Sm)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)、アンチモン(Sb)、タリウム(Tl)及びルテチウム(Lu)からなる群から選択された1種以上の元素であり、a、b、c、d及びeはそれぞれ0.8≦a≦1.2、0.8≦b≦1.2、0.8≦c≦1.2、0.8≦d≦1.2、0.001≦e≦0.2であり、xとyはバリウム(Ba)と前記M3元素の組成比であり0.1<x+y≦0.5である。
【0027】
特に、上記蛍光体は、上記式(III)で表されるEu付活珪酸塩蛍光体であって、上記式(III)中のa、b、c、及びdの値がそれぞれa=1、b=1、c=1、d=1であるEu付活珪酸塩蛍光体を含んでなる蛍光体であることを特徴とする。
【0028】
また更に、本発明は、蛍光体を用いて構成される発光装置において、使用する蛍光体に、一般式が下記式(IV)で表されるEu付活蛍光体を用いて構成されたことを特徴とする。
【0029】
(Sr1-x-y・Ca・M43a-e・Mg・Si2c8d:Eue …(IV)
ただし、式(VI)中、M4はバリウム(Ba)、亜鉛(Zn)、マンガン(Mn)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、コバルト(Co)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、ランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)、ネオジム(Nd)、プロメチウム(Pm)、サマリウム(Sm)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)、アンチモン(Sb)、タリウム(Tl)及びルテチウム(Lu)からなる群から選択された1種以上の元素であり、a、b、c、d及びeはそれぞれ0.8≦a≦1.2、0.8≦b≦1.2、0.8≦c≦1.2、0.8≦d≦1.2、0.001≦e≦0.2であり、xとyはカルシウム(Ca)と前記M4元素の組成比であり0<x+y≦0.2である。
【0030】
特に、上記蛍光体は、上記式(IV)で表されるEu付活珪酸塩蛍光体であって、上記式(IV)中のa、b、c、及びdの値がそれぞれa=1、b=1、c=1、d=1であるEu付活珪酸塩蛍光体を含んでなる蛍光体であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0031】
本発明にかかる発光装置は、波長147nmの光励起条件に加え、波長172nmの光励起条件でも発光効率の良好な高輝度のEu付活珪酸塩蛍光体を用いているため、高い輝度を得ることができるという利点がある。
【0032】
また、本発明にかかる発光装置は、波長147nmの光励起条件に加え、波長172nmの光励起条件でも発光効率が良好で色純度の高いEu付活珪酸塩蛍光体を用いているため、優れた発光特性を得ることができるという利点がある。
【0033】
また、本発明にかかる表示装置は、構成する発光装置が高輝度のEu付活珪酸塩蛍光体及び高色純度のEu付活珪酸塩蛍光体を用いているため、高輝度の表示及び高色純度の表示が実現できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【0034】
従来の青色蛍光体BAMは、信頼性に問題点があって短寿命であり、そのためBAMを使用する発光装置、ひいては該装置を使用する表示装置の信頼性を低下させている。
その改善策として近年、高信頼の珪酸塩蛍光体、特にCMSが提案されているが、170nmを超える波長領域での励起により得られる輝度特性が低く、高輝度の発光装置、特にPDP装置を構成することができない。
【0035】
そこで、本発明者等は、珪酸塩系蛍光体に着目し、新規材料を探索・合成し、波長172nmの光励起条件で高輝度の得られる珪酸塩蛍光体を実現し、それを使用して高輝度の発光装置、ひいては高輝度表示の可能な表示装置を実現した。
新規に実現したEu付活珪酸塩蛍光体は、下式(I)で表されるEu付活珪酸塩蛍光体であり、特に下式(V)に示すEu付活珪酸塩蛍光体である。尚、以下では適宜、下式(V)に示すEu付活珪酸塩蛍光体や式(II)、(III)、(IV)、(VII)、(IX)、(XI)、(XII)及び(XIII)に示すEu付活珪酸塩蛍光体などストロンチウム(Sr)とマグネシウム(Mg)とを構成元素として含むユーロピウム(Eu)付活珪酸塩蛍光体を含め、SMSと総称する。
【0036】
M13a-e・Mg・Si2c8d:Eue …(I)
[式(I)中、M1はストロンチウム(Sr)とカルシウム(Ca)とバリウム(Ba)とからなる群から選択された1種以上の元素であり、a、b、c、d及びeはそれぞれ0.8≦a≦1.2、0.8≦b≦1.2、0.8≦c≦1.2、0.8≦d≦1.2、0.001≦e≦0.2である。]
Sr3a-e・Mg・Si2c8d:Eue …(V)
[式(V)中、a、b、c、d及びeはそれぞれ0.8≦a≦1.2、0.8≦b≦1.2、0.8≦c≦1.2、0.8≦d≦1.2、0.001≦e≦0.2である。]
尚、化学量論比に従えば式(I)のEu付活珪酸塩蛍光体及びSMSは、M13-e・Mg・Si28:Eu 若しくはSr3-e・Mg・Si28:Eu の組成、即ちa=1、b=1、c=1及びd=1である組成を有する。かかる組成の実現が好ましい。
【0037】
しかし、上記式(I)、(V)に示すように化学量論比から若干ずれて、含有されるSrとCaとBaとの合わせた組成比、そしてMg、更に珪素(Si)と酸素(O)などそれぞれの構成元素組成比が上記より1.2倍までの過剰であったり、0.8倍までの過少であったりして、それに伴い他の構成元素の組成比が上記より変動したような組成の珪酸塩蛍光体も使用可能である。
【0038】
そして下記するように、そのストイキオメトリックな組成から若干ずれた組成の蛍光体を使用することによりより高い発光性能が得られる場合があることも判っており、かかる蛍光体を積極的に使用することが可能である。
【0039】
次に、本発明で使用する蛍光体の合成方法など詳細は後の実施例の欄で説明するこことし、一例であるSr2.98MgSi28:Eu0.02について、その特徴を説明する。
【0040】
図1は、本発明を構成するSMS(Sr2.98MgSi28:Eu0.02)とCMSの励起発光スペクトルである。
【0041】
定法に従い重水素ランプを光源に用いて励起発光スペクトルを測定したが、図1に示すように、取得したCMSの励起発光スペクトルにおいては170nm近辺を超える波長領域で得られる発光強度が急激に低下しており、波長172nmの光の励起では発光効率が著しく低いことが判る。
【0042】
一方、図1に示すように、本発明において実現した一例であるSMSは170nm近辺の領域でも高い発光強度を示し、またその値はCMSよりはるかに高く、波長172nm近辺の光の励起では高い発光効率が得られることが判った。このとき、147nm近辺の波長領域でも上記SMSはCMSと同等の高い発光輝度を示すことがわかった。
【0043】
よって、このSMSを発光装置、具体的には、管状若しくは平面型蛍光ランプやプラズマディスプレイパネルに使用することにより、高輝度の発光装置、ひいては高性能の表示装置が得られることがわかった。
【0044】
また、プラズマディスプレイパネルにおける放電ガスの組成と放電により発生する紫外線強度の関係に関しては、含有Xe成分の組成比が大きいほど放電により発せられる真空紫外線全体の強度が増すこと、及び発せられる真空紫外線における構成成分の比率が変化することがわかっている。
【0045】
具体的には、放電ガス中のXe組成比の変化により発生真空紫外線に含まれる波長147nmの紫外線成分と172nmの紫外線(Xe2分子線)成分の強度比率(I172/I147)が変化すること、すなわち、Xe組成比の増大に従って強度比率(I172/I147)が大きくなることがわかっている。
【0046】
検討の結果、AC型PDPでは、Xe組成比4%ではI172/I147(4%)=1.2であり、Xe組成比が1〜4%である通常仕様の従来PDPでは、放電によって発生する真空紫外線に含まれる波長147nmの紫外線成分と172nmの紫外線成分の強度比率は172nm成分の強度が若干大きい程度から同等若しくはむしろ172nm成分の強度が小さい傾向にあることがわかっている。
【0047】
そして更なる検討の結果、Xe組成比6%では放電によって発生する真空紫外線強度は増大すると共にI172/I147(6%)=1.9と大幅に大きくなり、Xe組成比10%では放電によって発生する真空紫外線強度は増大すると共にI172/I147(10%)=3.1とより大幅に大きくなり、Xe組成比12%では放電によって発生する真空紫外線強度は増大すると共にI172/I147(12%)=3.8と著しく大きくなることがわかった。
【0048】
従って、通常仕様のPDPより放電ガス中のXe組成比の大きな、例えば6%のXe組成比を持つ高キセノン化対応仕様のPDPにおいては、172nmの真空紫外線に対して効率良く励起され発光を示す蛍光体の使用が好ましく、組成比6%を超えてXe組成比がより高い10%以上となった場合などにおいては、かかる蛍光体に対する要求はより大きなものとなる。
【0049】
よって、上記式(I)のEu付活珪酸塩蛍光体、特にSMSを、Xe組成を含む放電ガスを用いたプラズマディスプレイパネルに使用した場合、波長172nmの光の励起で蛍光体において高い発光効率が得られることから、Xe2分子線を高効率で利用できることになり、高輝度のPDP装置が可能となる。
【0050】
更に、上記式(I)のEu付活珪酸塩蛍光体、特にSMSは、例えばXe組成比が6%以上、より好ましくは更に147nm成分に対する172nmの紫外線成分強度比が強い(Xe2分子線を積極的に利用する)条件であるXe組成比10%以上となる量でキセノン(Xe)ガスを含んで構成された放電ガスを使用する所謂「高キセノン化対応のPDP」の技術にもよく適合し、高キセノン化された放電ガスを使用したPDPにおいてもCMSに比べより高輝度の発光装置を構成することが可能となる。
【0051】
そして更に、上記式(I)のEu付活珪酸塩蛍光体、特にSMSをベースとしてその組成比を最適化すること、若しくは組成を改良することにより、波長172nm励起により得られる蛍光体の発光輝度をより高めることや、発光の色純度をより高めることができた。
【0052】
具体的には組成比の最適化を目的として、Eu組成比をより好適な条件とした下式(VI)で表されるEu付活珪酸塩蛍光体、特に下式(VII)で表されるEu付活珪酸塩蛍光体を合成し、波長172nmの光励起条件でより高い輝度の得られる珪酸塩蛍光体を実現し、それを使用してより高輝度の発光装置、ひいては高輝度表示の可能な表示装置を実現した。
【0053】
M13a-e・Mg・Si2c8d:Eue …(VI)
[式(VI)中、M1はSrとCaとBaとからなる群から選択された1種以上の元素であり、a、b、c、d及びeはそれぞれ0.8≦a≦1.2、0.8≦b≦1.2、0.8≦c≦1.2、0.8≦d≦1.2、0.01≦e≦0.05である。]
Sr3a-e・Mg・Si2c8d:Eue …(VII)
[式(VII)中、a、b、c、d及びeはそれぞれ0.8≦a≦1.2、0.8≦b≦1.2、0.8≦c≦1.2、0.8≦d≦1.2、0.01≦e≦0.05である。]
また、Mg組成比をより好適条件とした下式(VIII)で表されるEu付活珪酸塩蛍光体、特に下式(IX)で表されるEu付活珪酸塩蛍光体を合成し、波長172nmの光励起条件で、より高い輝度の得られる珪酸塩蛍光体を実現した。これを使用することにより高輝度の発光装置、ひいては高輝度表示の可能な表示装置の実現が可能となる。
【0054】
M13a-e・Mg・Si2c8d:Eue …(VIII)
[式(VIII)中、M1はSrとCaとBaとからなる群から選択された1種以上の元素であり、a、b、c、d及びeはそれぞれ0.8≦a≦1.2、1<b≦1.2、0.8≦c≦1.2、0.8≦d≦1.2、0.001≦e≦0.2である。]
Sr3a-e・Mg・Si2c8d:Eue …(IX)
[式(IX)中、a、b、c、d及びeはそれぞれ0.8≦a≦1.2、1<b≦1.2、0.8≦c≦1.2、0.8≦d≦1.2、0.001≦e≦0.2である。]
また、Si組成比を、より好適条件とした下式(X)で表されるEu付活珪酸塩蛍光体、特に下式(XI)で表されるEu付活珪酸塩蛍光体を合成し、波長172nmの光励起条件で、より高い輝度の得られる珪酸塩蛍光体を実現した。これを使用することにより高輝度の発光装置、ひいては高輝度表示の可能な表示装置の実現が可能となる。
【0055】
M13a-e・Mg・Si2c8d:Eue …(X)
[式(X)中、M1はSrとCaとBaとからなる群から選択された1種以上の元素であり、a、b、c、d及びeはそれぞれ0.8≦a≦1.2、0.8≦b≦1.2、1<c≦1.2、0.8≦d≦1.2、0.001≦e≦0.2である。]
Sr3a-e・Mg・Si2c8d:Eue …(XI)
[式(XI)中、a、b、c、d及びeはそれぞれ0.8≦a≦1.2、0.8≦b≦1.2、1<c≦1.2、0.8≦d≦1.2、0.001≦e≦0.2である。]
次に、組成の改良を目的として、一般式が下記式(II)で表されるEu付活蛍光体を合成した。
【0056】
式(II)中の構成元素M2については、Srとの置換が可能若しくは互いに固溶が可能で欠陥の少ない結晶、固溶体の形成が容易な金属元素、特に二価の金属元素及び希土類元素など、具体的には例えば、Ba、Ca、Zn、Mn、Ti、V、Co、Pd、Pt、Ni、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Sb、Tl及びLuからなる群から選択された1種以上の元素の選択が可能である。
【0057】
そして、特に組成化することにより得られる珪酸塩蛍光体において、励起による発光の色純度を向上でき、172nm励起条件で高輝度の発光が得られるBa元素の選択使用が好ましく、Baを含む下式(XII)、(III)に示すEu付活蛍光体の使用が好ましい。
【0058】
(Sr1-x・M23a-e・Mg・Si2c8d:Eue …(II)
[式(II)中、M2はBa、Ca、Zn、Mn、Ti、V、Co、Pd、Pt、Ni、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Sb、Tl及びLuからなる群から選択された1種以上の元素であり、a、b、c、d、e及びxはそれぞれ0.8≦a≦1.2、0.8≦b≦1.2、0.8≦c≦1.2、0.8≦d≦1.2、0.001≦e≦0.2、0<x≦0.5であり、ただし、M2=Baの場合はxが0.1<x≦0.5の範囲である。]
(Sr1-x・Ba3a-e・Mg・Si2c8d:Eue …(XII)
[式(XII)中、a、b、c、d及びeはそれぞれ0.8≦a≦1.2、0.8≦b≦1.2、0.8≦c≦1.2、0.8≦d≦1.2、0.001≦e≦0.2であり、xは0.1<x≦0.5の範囲である。]
(Sr1-x-y・Ba・M33a-e・Mg・Si2c8d:Eue …(III)
[式(III)中、M3はCa、Zn、Mn、Ti、V、Co、Pd、Pt、Ni、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Sb、Tl及びLuからなる群から選択された1種以上の元素であり、a、b、c、d及びeはそれぞれ0.8≦a≦1.2、0.8≦b≦1.2、0.8≦c≦1.2、0.8≦d≦1.2、0.001≦e≦0.2であり、xとyは0.1<x+y≦0.5である。]
尚、化学量論比に従えば、上記式(II)で表されるEu付活蛍光体は、
(Sr1-x・M23-e・Mg・Si28:Eueの組成を、上記式(XII)で表されるEu付活蛍光体は(Sr1-x・Ba3-e・Mg・Si28:Eue の組成を、上記式(III)で表されるEu付活蛍光体は (Sr1-x-y・Ba・M33-e・Mg・Si28:Eueの組成を有する。
【0059】
しかし、上記式(II)、(XII)及び(III)に示すように化学量論比から若干ずれて、含有されるSrとM2の組成比の和、SrとBaの組成比の和若しくはSrとBaとM3との組成比の和、あるいはMg、Si若しくは酸素(O)それぞれの元素の組成が上記組成より1.2倍までの過剰であったり、0.8倍までの過少であるなどして、それに伴い他の構成元素の組成比が上記より変動したような組成の珪酸塩蛍光体も使用可能である。
【0060】
以上の検討により、波長172nmの光励起条件でより高い輝度と高色純度の発光が得られる珪酸塩蛍光体を実現した。そして、これを使用することにより高輝度の発光装置、ひいては高性能表示の可能な表示装置の実現が可能となる。
そして更に、特に組成化することにより得られる珪酸塩蛍光体において、波長172nmの紫外線の励起による発光強度を向上できるCa元素の選択使用が好ましく、Caを含む下式(XIII)、(IV)に示すEu付活珪酸塩蛍光体の使用が好ましい。
【0061】
(Sr1-x・Ca3a-e・Mg・Si2c8d:Eue …(XIII)
[式(XIII)中、a、b、c、d、e及びxはそれぞれ0.8≦a≦1.2、0.8≦b≦1.2、0.8≦c≦1.2、0.8≦d≦1.2、0.001≦e≦0.2、0<x≦0.2である。]
(Sr1-x-y・Ca・M43a-e・Mg・Si2c8d:Eue …(IV)
[式(IV)中、M4はBa、Zn、Mn、Ti、V、Co、Pd、Pt、Ni、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Sb、Tl及びLuからなる群から選択された1種以上の元素であり、a、b、c、d及びeはそれぞれ0.8≦a≦1.2、0.8≦b≦1.2、0.8≦c≦1.2、0.8≦d≦1.2、0.001≦e≦0.2であり、xとyは0<x+y≦0.2である。]
尚、化学量論比に従えば上記式(XIII)、(IV)で表されるEu付活蛍光体は、(Sr1-x・Ca3-e・Mg・Si28:Eue及び(Sr1-x-y・Ca・M43-e・Mg・Si28:Eu の組成を有する。
【0062】
しかし、上記式(XIII)、(IV)に示すように化学量論比から若干ずれて、含有されるSrとCaとの組成比の和若しくはSrとCaとM4との組成比の和、あるいはMg、Si若しくは酸素(O)それぞれの元素の組成が上記組成比より1.2倍までの過剰であったり、0.8倍までの過少であったりして、それに伴い他の構成元素の組成比が上記より変動したような組成の珪酸塩蛍光体も使用可能である。
【0063】
以上のEu付活珪酸塩蛍光体を使用することにより高輝度の発光装置、ひいては高輝度表示の可能な表示装置の実現が可能となる。
【0064】
以上に基づき、上記のEu付活珪酸塩蛍光体、特にSMS等珪酸塩蛍光体を使用した本発明の実施形態であるプラズマディスプレイパネルは以下のように構成できる。
図2は本発明の実施の形態であるプラズマディスプレイパネルの構造を示す分解斜視図である。
【0065】
本発明の実施形態であるプラズマディスプレイパネル100は、所謂「面放電」に対応するための構造を有しており、間隔をあけて対向配置された一対の基板1、6と、この一対の基板1、6間に設けられこの一対の基板間の間隔を保持する隔壁7と、この一対の基板間に形成された空間内に封入され放電により紫外線を発生する放電ガス(図示せず)と、この一対の基板の対向面上それぞれに配置された表示電極2とアドレス電極9とを備え、上記したEu付活珪酸塩蛍光体を含んでなる蛍光体が、この一対の基板の内の一方の基板6の上及び隔壁7の表面で蛍光体層10を構成し、放電によりこの放電ガスから発生する紫外線により蛍光体層10を構成するEu付活珪酸塩蛍光体が励起され発光するよう構成されている点に特徴がある。
【0066】
尚、図2中で示された符合3のラインは電極2(表示電極)と一体となって電極抵抗を低下させるために設けられた銀若しくはCu-Crからなるバスライン3であり、符合4、8の層は誘電体層4、8であり、符合5の層は電極保護のために設けられた保護膜5である。
【0067】
本実施の形態に示したような面放電型カラーPDP装置のプラズマディスプレイパネルでは、例えば、表示電極(一般に、走査電極と呼ぶ。)に負の電圧を、アドレス電極と表示電極に正の電圧(表示電極に印加される電圧に比して正の電圧)を印加することにより放電が発生し、これにより、表示電極と表示電極との間で放電を開始するための補助となる壁電荷が形成される(これを書き込みと称する。)。この状態で表示電極と表示電極との間に、適当な逆の電圧を印加すると、誘電体(及び保護層)を介して、両電極の間の放電空間で放電が発生する。
放電終了後、表示電極と表示電極とに印加する電圧を逆にすると、新たに放電が発生する。これを繰り返すことにより継続的に放電が発生する(これを維持放電又は表示放電と呼ぶ)。
【実施例】
【0068】
以下、本発明を実施するための最良の形態に対応する実施例を説明する。
【0069】
<実施例1>
本実施例は、画像表示装置の一例として、蛍光体の合成、それを用いたプラズマディスプレイパネルの製造及びこのプラズマディスプレイパネルを用いた画像表示装置までの一連の技術を図面にしたがい順次説明するものである。
(1)蛍光体の合成:
本発明にかかる第一の実施例であるプラズマディスプレイパネルを作るため、始めに構成部材である蛍光体の合成を行った。
【0070】
始めに合成した蛍光体の組成式はSr2.98MgSi28:Eu0.02である。
合成は、SrCO3を4.399g(29.80mmol)、MgCO3を0.962g(10.00mmol)、SiO2を1.202g(20.00mmol)、Eu2O3を0.0352g(0.10mmol)、そして熔融助剤としてNH4Brを0.392g(4.00mmol) それぞれ原料として量り取り、メノウ製の乳鉢中で十分に混合した後、この混合物を耐熱容器に充填し、還元雰囲気下1250℃で3時間焼成して行った。
【0071】
得られた焼成物は粉砕後、水洗、乾燥を行い上記組成の珪酸塩蛍光体(SMS)を得た。次に、得られた蛍光体の励起発光スペクトルを定法に従い重水素ランプを光源に用いて測定した。比較例としてCMSの励起発光スペクトルも併せて測定した。その結果を図1に示した。
【0072】
図1に示すように、測定したCMSの励起発光スペクトルにおいては170nm近辺を超える波長領域で得られる発光強度が急激に低下しており、波長172nmの光の励起では発光効率が低いことが判った。
【0073】
一方、本発明により得られたSMSは170nm近辺の領域でも高い発光強度を示し、またそれはCMSよりはるかに高く、波長172nmの光の励起では高い発光効率が得られることが判った。このとき、147nm近辺の波長領域でもSMSはCMSと同等の高い発光輝度を示すことがわかった。
【0074】
次に同様の方法で、Euの組成比を変動させた4種のSMSを合成した。
【0075】
合成した4種の蛍光体の組成式は、それぞれSr2.995MgSi28:Eu0.005 、Sr2.99MgSi28:Eu0.01 、Sr2.95MgSi28:Eu0.05 、Sr2.90MgSi28:Eu0.10 である。
【0076】
合成時にSr2.995MgSi28:Eu0.005 については原料であるSrCO3量を4.421g(29.95mmol)とEu2O3量を0.0088g(0.025mmol)、Sr2.99MgSi2O8:Eu0.01 については同じく原料であるSrCO3量を4.414g(29.90mmol)とEu2O3量を0.0176g(0.050mmol)、Sr2.95MgSi2O8:Eu0.05については同じく原料であるSrCO3量を4.355g(29.50mmol)とEu2O3量を0.0880g(0.25mmol)、Sr2.90MgSi2O8:Eu0.10については同じく原料であるSrCO3量を4.281g(29.00mmol)とEu2O3量を0.1760g(0.50mmol)とした以外は上記と同様の方法で合成を行い、所望の蛍光体を得た。
【0077】
得られた蛍光体を用い、発光輝度を評価した。評価は、CMSを比較対照サンプルとし、CMSの172nm真空紫外線励起下での発光輝度を1とした場合の相対発光輝度(何倍になるかを示す)として評価した。
【0078】
図3はEu組成比と相対輝度の関係を示すグラフである。
評価結果は、図3にまとめたが、何れの蛍光体もCMSの輝度の3倍以上を示し、172nm励起条件でCMSより著しく高い輝度を示した。
【0079】
そして更に、Eu組成比が0.005を超え0.01に増加することにより172nm励起条件での輝度は格段に向上し、また、Eu組成比が0.05を超え0.1に増加すると輝度が格段に低下することがわかった。従って、格段に高い輝度を得るためにはEu組成比を0.01から0.05とすることが望ましいことがわかった。
【0080】
尚、Sr2.98MgSi28:Eu0.02を用い146nm真空紫外線励起下での発光輝度を評価しとところ、同条件で評価した比較例であるCMSの輝度の1.22倍という高い輝度を示すことがわかった。
【0081】
以上より、SMSを、Xe組成を含む放電ガスを用いたプラズマディスプレイパネルに使用した場合、波長146nm及び172nmの光の励起で高い発光が得られることから、Xe2分子線も高効率で利用できることになり、高輝度のPDP装置が可能となることがわかった。
【0082】
更に、例えばXeの組成比が6%以上、より好ましくは更にXe2分子線を積極的に利用する組成比10%以上となる量でキセノン(Xe)ガスを含んで構成された放電ガスを使用する所謂「高キセノン化対応のPDP」の技術にもよく適合し、高キセノン化された放電ガスを使用したPDPにおいてもCMSを使用した場合に比べ、より高輝度の発光装置を構成することが可能となることがわかった。
(2)プラズマディスプレイパネルの製造:
次に、青の蛍光体層を構成する青色蛍光体として上記の珪酸塩蛍光体Sr2.98MgSi28:Eu0.02を用い、図2で既に説明した発光装置である上記構造を有する面放電型プラズマディスプレイパネル(PDP)を作製した。
【0083】
本実施例であるPDPは、背面基板6上に、銀などで構成されているアドレス電極9と、ガラス系の材料で構成される誘電体層8を形成した後、同じくガラス系の材料で構成される隔壁材を厚膜印刷し、ブラストマスクを用いて、ブラスト除去により、隔壁7を形成する。
【0084】
次に、この隔壁上に、赤、緑、青の各蛍光体層を該当する隔壁間の溝面を被覆する形で、順次ストライプ状に形成する。
【0085】
ここで、各蛍光体層10は、赤、緑、青に対応し、赤蛍光体粒子40重量部(ビヒクル60重量部)、緑蛍光体粒子35重量部(ビヒクル65重量部)、青蛍光体粒子35重量部(ビヒクル65重量部)とし、それぞれビヒクルと混ぜて蛍光体ペーストとし、この蛍光体ペーストをスクリーン印刷により塗布したあと、乾燥及び焼成工程により蛍光体ペースト内の揮発成分の蒸発と有機物の燃焼除去を行って形成する。なお、本実施例で用いた蛍光体層は、粒度分布の中央粒径が3μmの各蛍光体粒子で構成されている。
【0086】
また、青色以外の各蛍光体の材料については、赤蛍光体は(Y、Gd)BO3:Eu蛍光体とY2O3:Eu蛍光体との混合比が1:1の混合物であり、緑蛍光体はZn2SiO4:Mn蛍光体である。
【0087】
次に、表示電極2、バス電極3、誘電体層4、保護層5を形成した前面基板1と、背面基板6を不図示のフリットで封着し、パネル内を真空排気した後放電ガスを注入し封止する。該放電ガスは組成比が10%となる量でキセノン(Xe)ガスを含んで構成されたガスである。本実施例に係るPDPは、そのサイズが3型で一画素のピッチが1000μm×1000μmである。
【0088】
次に、本発明に係る第一の実施例である上記の珪酸塩蛍光体を青色蛍光体として用いたPDPを使用し、表示装置であるプラズマディスプレイ装置を作製した。
(3)プラズマディスプレイパネルを用いた画像表示装置:
図4は、本発明にかかる第一実施例である、青色蛍光体として上記のユ−ロピウム(2価)付活の珪酸塩蛍光体を使用して構成されたプラズマディスプレイパネル(PDP)を用いたプラズマディスプレイ表示装置を備えた画像表示システムの例を示すブロック図である。
【0089】
本実施例であるプラズマディスプレイ表示装置102は、プラズマディスプレイパネル100とそれを駆動する駆動回路101とからなる。そして、プラズマディスプレイ表示装置102は、映像源(画像情報信号)103を伴い、駆動回路101が映像源103からの表示画面の信号を受け取り、駆動信号に変換してプラズマディスプレイパネル100を駆動することにより画像表示装置104を構成する。
【0090】
このプラズマディスプレイ装置102は、高輝度で長寿命を有するものであった。また、この実施例では赤及び緑の蛍光体に関して、詳細な検討結果を示していないが、以下に示す各組成の蛍光体でも同様にPDPを作製することができる。
【0091】
赤蛍光体では、(Y,Gd)BO3:Eu、(Y,Gd)2O3:Eu及び(Y,Gd)(P,V)O4:Euのいずれか一種以上の蛍光体を含む場合が可能である。また、緑蛍光体は、 Zn2SiO4:Mn、(Y,Gd,Sc)2SiO5:Tb、 (Y,Gd)3(Al,Ga)5O12:Tb、(Y,Gd)3(Al,Ga)5O12:Ce、 (Y,Gd)B3O6:Tb及び(Y,Gd)PO4:Tbの群から選ばれた一種以上の蛍光体を含む場合が可能である。さらに、ここに示していない蛍光体との組合せも適用できる。
【0092】
<実施例2>
本発明にかかる第二の実施例であるプラズマディスプレイパネルを作るため、始めに構成部材である蛍光体の合成を行った。
【0093】
合成した蛍光体はMg成分が化学量論比(一般式でb=1の場合)より少量多い組成の珪酸塩蛍光体(SMS)であり組成式はSr2.97Mg1.01Si28:Eu0.03である。尚、Mg成分が化学量論比より多いため、実際の組成式は上記と若干異なり、Srなどの組成比が実際は若干小さくなる。
【0094】
合成は、SrCO3を4.385g(29.70mmol)、MgCO3を0.972g(10.10mmol)、SiO2を1.202g(20.00mmol)、Eu2O3を0.0528g(0.15mmol)、そして熔融助剤としてNH4Brを0.392g(4.00mmol) それぞれ原料として量り取り、メノウ製の乳鉢中で十分に混合した後、この混合物を耐熱容器に充填し、還元雰囲気下1250℃で3時間焼成して行った。
【0095】
得られた焼成物は粉砕後、水洗、乾燥を行い上記組成の珪酸塩蛍光体(SMS)を得た。そして、得られた蛍光体の発光輝度を評価した。評価は、Mg成分が化学量論比を満足するSr2.97MgSi28:Eu0.03 (SMS)を比較対照サンプルとし、172nm真空紫外線励起下での発光輝度を1とした場合の相対発光輝度(何倍になるか)として評価した。
【0096】
評価の結果は、得られた蛍光体は比較対象サンプルに対し1.16倍の輝度を示した。よって、172nm励起条件で高い輝度を示すことがわかった。このとき、本発明にかかる第一の実施例で使用した5種の蛍光体Sr2.98MgSi28:Eu0.02、Sr2.995MgSi28:Eu0.005 、Sr2.99MgSi28:Eu0.01 、Sr2.95MgSi28:Eu0.05 及びSr2.90MgSi28:Eu0.10と輝度の比較を行ったが、何れの蛍光体よりも高輝度であった。
【0097】
よって、上記のMg成分が化学量論比より少量多い組成の珪酸塩蛍光体SMSを、Xe組成を含む放電ガスを用いたプラズマディスプレイパネルに使用した場合、波長172nmの光の励起で高い発光効率が得られることから、Xe2分子線を高効率で利用できることになり、高輝度のPDP装置が可能となることがわかった。
【0098】
更に、例えば組成比が6%以上、より好ましくは更にXe2分子線を積極的に利用する組成比10%以上となる量でキセノン(Xe)ガスを含んで構成された放電ガスを使用する所謂「高キセノン化対応のPDP」の技術にもよく適合し、高キセノン化された放電ガスを使用したPDPにおいてもCMSに比べより高輝度の発光装置を構成することが可能となることがわかった。
【0099】
次に、Mg成分が化学量論比(一般式でb=1に該当)より少量多い組成の珪酸塩蛍光体(SMS)であり組成式がSr2.97Mg1.1Si28:Eu0.03となるSMSを合成した。合成はMgCO3を1.058g(11.0mmol)用いた以外は、上記と同様に行った。
【0100】
得られた蛍光体を用い、発光輝度を評価した。評価は、Mg成分が化学量論比(一般式でb=1に該当)を満足するSr2.97MgSi28:Eu0.03 (SMS)を比較対照サンプルとし、172nm真空紫外線励起下での発光輝度を1とした場合の相対発光輝度(何倍になるか)として評価した。評価の結果は、得られた蛍光体は比較対象サンプルに対し1.03倍の輝度を示した。よって、172nm励起条件で高い輝度を示すことがわかった。
【0101】
次に、Mg成分が化学量論比の1.5倍(一般式でb=1.5に該当)となるような条件で合成を行い、Mg成分が化学量論比よりかなり多い組成の珪酸塩蛍光体(SMS)を合成した。合成はMgCO3を1.443g(15.0mmol)用いた以外は、上記と同様に行った。評価も同様としたが、得られた蛍光体は比較対象サンプルに対し同等の輝度を示した。
【0102】
以上より、172nm真空紫外線励起下でのSMSの発光輝度を高めるためには、Mg成分が化学量論比より少量多く、1.5倍より少ないことが望ましいことがわかった。従って、Mg成分が化学量論比より少量多い組成の珪酸塩蛍光体(SMS)Sr2.97Mg1.01Si28:Eu0.03を使用し、本発明にかかる第一実施例と同様に発光装置であるプラズマディスプレイパネル(PDP)を作製した。このプラズマディスプレイ装置は、高輝度で長寿命を有するものであった。
【0103】
<実施例3>
本発明にかかる第三の実施例であるプラズマディスプレイパネルを作るため、先ずはじめに構成部材である蛍光体の合成を行った。合成した蛍光体はSi成分が化学量論比(一般式でc=1に該当)より多い組成の珪酸塩蛍光体(SMS)であり組成式はSr2.99MgSi2.18.2:Eu0.01である。尚、Si成分が化学量論比より多いため、実際の組成式は上記と若干異なり、Sr、Mgなどの組成比が実際は若干小さくなる。
【0104】
合成は、SrCO3を4.414g(29.90mmol)、MgCO3を0.962g(10.00mmol)、SiO2を1.262g(21.00mmol)、Eu2O3を0.0176g(0.050mmol)、そして熔融助剤としてNH4Brを0.392g(4.00mmol) それぞれ原料として量り取り、メノウ製の乳鉢中で十分に混合した後、この混合物を耐熱容器に充填し、還元雰囲気下1250℃で3時間焼成して行った。
【0105】
得られた焼成物は粉砕後、水洗、乾燥を行い上記組成の珪酸塩蛍光体(SMS)を得た。そして得られた蛍光体の発光輝度を評価した。評価は、Si成分が化学量論比(一般式でc=1に該当)を満足するSr2.99MgSi28:Eu0.01 (SMS)を比較対照サンプルとし、172nm真空紫外線励起下での発光輝度を1とした場合の相対発光輝度(何倍になるか)として評価した。
【0106】
評価の結果は、得られた蛍光体は比較対象サンプルに対し1.20倍の輝度を示した。よって、172nm励起条件で高い輝度を示すことがわかった。従って、上記のSi成分が化学量論比より少量多い組成の珪酸塩蛍光体SMSを、Xe組成を含む放電ガスを用いたプラズマディスプレイパネルに使用した場合、波長172nmの光の励起で高い発光効率が得られることから、Xe2分子線を高効率で利用できることになり、高輝度のPDP装置が可能となることがわかった。
【0107】
更に、例えばキセノン(Xe)の組成比が6%以上、より好ましくは更にXe2分子線を積極的に利用する組成比10%以上となる量でキセノン(Xe)ガスを含んで構成された放電ガスを使用する所謂「高キセノン化対応のPDP」の技術にもよく適合し、高キセノン化された放電ガスを使用したPDPにおいてもCMSに比べより高輝度の発光装置を構成することが可能となることがわかった。
【0108】
以上より、172nm真空紫外線励起下でのSMSの発光輝度を高めるためには、Si成分が化学量論比より少量多いことが望ましいことがわかった。従って、Si成分が化学量論比より少量多い組成の珪酸塩蛍光体(SMS)Sr2.99MgSi2.18.2:Eu0.01を使用し、本発明にかかる第一の実施例と同様に発光装置であるプラズマディスプレイパネル(PDP)を作製した。このプラズマディスプレイ装置は、高輝度で長寿命を有するものであった。
【0109】
<実施例4>
本発明にかかる第四の実施例であるプラズマディスプレイパネルを作るため、先ずはじめに構成部材である蛍光体の合成を行った。始めに合成した蛍光体の組成式は(Sr0.9・Ba0.12.97MgSi28:Eu0.03である。
【0110】
合成は、SrCO3を3.946g(26.73mmol)、BaCO3を0.586g(2.97mmol)、MgCO3を0.962g(10.00mmol)、SiO2を1.202g(20.00mmol)、Eu2O3を0.0528g(0.15mmol)、そして熔融助剤としてNH4Brを0.392g(4.00mmol) それぞれ原料として量り取り、メノウ製の乳鉢中で十分に混合した後、この混合物を耐熱容器に充填し、還元雰囲気下1250℃で3時間焼成して行った。
【0111】
得られた焼成物は粉砕後、水洗、乾燥を行い上記組成の珪酸塩蛍光体(以下、B-SMSと称す)を得た。
【0112】
同様に、Srの一部を置換するBaの量xを0.2、0.25、0.3、0.4及び0.5と変化させた(Sr0.8・Ba0.22.97MgSi28:Eu0.03、(Sr0.75・Ba0.252.97MgSi28:Eu0.03、(Sr0.7・Ba0.32.97MgSi28:Eu0.03、(Sr0.6・Ba0.42.97MgSi28:Eu0.03及び(Sr0.5・Ba0.52.97MgSi28:Eu0.03 を合成した。
【0113】
(Sr0.8・Ba0.22.97MgSi28:Eu0.03についてはSrCO3を3.508g(23.76mmol)、BaCO3を1.172g(5.94mmol)、また(Sr0.75・Ba0.252.97MgSi2O8:Eu0.03についてはSrCO3を3.288g(22.28mmol)、BaCO3を1.465g(7.43mmol)、また(Sr0.7・Ba0.32.97MgSi28:Eu0.03についてはSrCO3を3.069g(20.79mmol)、BaCO3を1.758g(8.91mmol)、また(Sr0.6・Ba0.42.97MgSi28:Eu0.03についてはSrCO3を2.631g(17.82mmol)、BaCO3を2.344g(11.88mmol)、また(Sr0.5・Ba0.52.97MgSi28:Eu0.03 についてはSrCO3を2.192g(14.85mmol)、BaCO3を2.930g(14.85mmol)とした以外は上記と同様の方法を採り、所望の蛍光体を得た。
【0114】
得られた蛍光体群を用い、172nm真空紫外線励起下での発光光の色純度を評価するため、得られる発光光のX、Y色度図におけるy値を評価した。評価は、CMSを比較対照サンプルとし、172nm真空紫外線励起下での発光光のy値を比較することとした。
【0115】
結果は、CMSがy値=0.108を示すのに対し、(Sr0.9・Ba0.12.97MgSi28:Eu0.03ではy値=0.0862、(Sr0.8・Ba0.22.97MgSi28:Eu0.03ではy値=0.0702、(Sr0.75・Ba0.252.97MgSi28:Eu0.03ではy値=0.0566、(Sr0.7・Ba0.32.97MgSi28:Eu0.03ではy値=0.0448、(Sr0.6・Ba0.42.97MgSi28:Eu0.03ではy値=0.0311、(Sr0.5・Ba0.52.97MgSi28:Eu0.03ではy値=0.0279を示すことがわかった。
【0116】
次に、得られた蛍光体群を用い、172nm真空紫外線励起下での発光輝度を評価した。評価の比較対象サンプルにはCMSを用いた。評価は、CMSを比較対照サンプルとし、CMSの172nm真空紫外線励起下での発光輝度を1とした場合の相対発光輝度(何倍になるかを示す値)として評価した。
【0117】
図5はBa組成比と相対輝度及びy値の関係を示すグラフである。評価の結果はy値の評価結果と共に図5にまとめたが、(Sr0.9・Ba0.12.97MgSi28:Eu0.03では4.1倍、(Sr0.8・Ba0.22.97MgSi28:Eu0.03では3.7倍、(Sr0.75・Ba0.252.97MgSi28:Eu0.03では3.0倍、(Sr0.7・Ba0.32.97MgSi28:Eu0.03では2.29倍、(Sr0.6・Ba0.42.97MgSi28:Eu0.03では1.12倍、(Sr0.5・Ba0.52.97MgSi28:Eu0.03では同等の輝度となることがわかった。
【0118】
以上をまとめると、上記の合成にかかる珪酸塩蛍光体(B-SMS)は何れもCMSより色純度が良いことがわかった。そしてBaの組成比がSrに対し50%以下では172nmの真空紫外線励起下でCMS以上の高発光輝度を達成することがわかった。そしてBaの組成比がSrに対し50%未満では172nmの真空紫外線励起下での発光輝度はCMSより高くなることがわかった。
【0119】
よって、Baの組成比がSrに対し50%以下となる組成の蛍光体が望ましいことが分った。そして、Baの組成比がSrに対し50%未満となる組成の蛍光体がより望ましいことが分った。
【0120】
そして、特にBaの組成比がSrに対し10%以上であり、かつ20%より少ない組成比となる本発明の実施例に係る蛍光体では、172nm真空紫外線励起下での非常に高い発光輝度が得られることがわかり、輝度特性を考慮した場合、より望ましいことが分った。
【0121】
また、色純度特性を主に考慮した場合では、Baの組成比がSrに対し20%を超える量となる組成の蛍光体でy値が0.07より小さくなっており、高い色純度が実現できて輝度と色純度の高いレベルの両立が図れること、図5よりBaの組成比がSrに対し23%以上となる組成の蛍光体でy値が概ね0.06より小さくなっており、さらに高いレベルの色純度が実現でき、より高レベルの発光特性の蛍光体が得られることが分った。
【0122】
よって、輝度特性を主に考慮した場合は、Baの組成比がSrに対し10%以上かつ20%より少ない組成比となる蛍光体が望ましく、色純度特性を特に考慮した場合は、50%以下のBa組成比(/Sr)の範囲内で、かつ20%を超えるBa組成比(/Sr)、更に好ましくは23%以上のBa組成比(/Sr)が好ましいことが分った。
【0123】
そして更に、発光効率を考慮した場合、簡便な方法ではあるが、評価結果である蛍光体発光輝度を蛍光体のy値で除して得る値を算出し、その値を評価することにより、Baの組成比がSrに対し40%以下となる組成の蛍光体が高発光効率であって望ましいこと、30%以下となる組成の蛍光体がより高発光効率であって更に望ましいことが分った。
【0124】
従って、Ba組成比は10%以上かつ20%より少ない組成領域、若しくはBa組成比が20%を超える量かつ40%以下となる領域が好ましく、高い発光特性を有する蛍光体が実現できることが分った。そして、より好ましくはBa組成比が10%以上かつ20%より少ない組成領域、若しくはBa組成比が20%を超える量かつ30%以下の組成領域で、より高い発光特性の蛍光体が実現できることが分った。
【0125】
尚、(Sr0.8・Ba0.22.97MgSi28:Eu0.03を用い146nm真空紫外線励起下での発光輝度を評価しとところ、同条件で評価したCMSの輝度と同等の輝度を示すことがわかった。
【0126】
以上より、上記合成にかかる珪酸塩蛍光体(B-SMS)を、Xe組成を含む放電ガスを用いたプラズマディスプレイパネルに使用した場合、波長172nmの光の励起で高い発光効率が得られることから、Xe2分子線を高効率で利用できることになり、高輝度のPDP装置が可能となることがわかった。
【0127】
更に、例えば組成比が6%以上、より好ましくは更にXe2分子線を積極的に利用する組成比10%以上となる量でキセノン(Xe)ガスを含んで構成された放電ガスを使用する所謂「高キセノン化対応のPDP」の技術にもよく適合し、高キセノン化された放電ガスを使用したPDPにおいてもCMSに比べより高輝度の発光装置を構成することが可能となることがわかった。
【0128】
次に、(Sr0.75・Ba0.252.97MgSi28:Eu0.03(B-SMS)を使用し、本発明にかかる第一実施例と同様に発光装置であるプラズマディスプレイパネル(PDP)を作製した。このプラズマディスプレイ装置は、高輝度かつ表示色がきれいで、長寿命を有するものであった。
【0129】
<実施例5>
青色蛍光体として本発明にかかる第四の実施例である発光装置に使用した(Sr0.75・Ba0.252.97MgSi28:Eu0.03(B-SMSと称する)を用い、第5の実施例として、別の発光装置である希ガス{キセノン(Xe)ガス封入}放電白色蛍光ランプを作製した。
【0130】
図6は、この希ガス{キセノンガス封入}放電白色蛍光ランプの構造、すなわち、本発明にかかる第四実施例である発光装置に使用した(Sr0.75・Ba0.252.97MgSi28:Eu0.03(B-SMS)を用いて構成された本発明に係る第五の実施例である発光装置の構造を示す横断面図である。
【0131】
本発明に係る発光装置である希ガス(キセノンガス)放電白色蛍光ランプ110は、気密に保たれたガラス管111と、ガラス管111の内部に封入されたキセノンガス(図示せず)と、ガラス管111の内面に塗布された蛍光体112と、ガラス管111の両端に設けられた電極113とからなる。そして、両電極間の放電により電気エネルギーが放電ガスであるキセノンガスを用いて紫外放射に変換され、この紫外放射がガラス管壁上の蛍光体層112、即ち蛍光体層を構成する蛍光体を励起して、蛍光体層112から可視光を発光させる。
【0132】
尚、上記の蛍光体層112は、本発明に係る珪酸塩蛍光体(青色蛍光体)のほかに、緑色蛍光体として2価マンガン付活珪酸亜鉛蛍光体を、そして赤色蛍光体には3価ユ−ロピウム付活酸化イットリウム・ガドリニウム蛍光体を用いたもので、一般に3波長蛍光ランプと称される希ガス(キセノンガス)放電白色蛍光ランプ110を製作した。このランプ110は高発光効率かつ長寿命を有するものであった。
【0133】
また、本実施例のランプをバックライトとし、別に準備した液晶ディスプレイパネルと組み合わせることにより、表示装置として、液晶表示装置120を製造した。
【0134】
図7は、本発明にかかる第四の実施例である発光装置に使用した(Sr0.75・Ba0.252.97MgSi28:Eu0.03(B-SMS)を用いて製造された第五の実施例である希ガス(キセノンガス封入)放電白色蛍光ランプを用いて構成された液晶表示装置の構造を示す分解斜視図である。
【0135】
本実施例の希ガス(キセノンガス封入)放電白色蛍光ランプ110を複数本使用し、筐体123内に配置した。液晶テレビなど高輝度を求められる液晶表示装置では蛍光ランプを複数本平面的に並べて配置する方式、所謂直下方式を採用することが多い。
【0136】
筐体123と蛍光ランプ110との間には、蛍光ランプ110から筐体123側に出射した光を効率良く利用するための反射板124を配設した。また、液晶表示装置における輝度の面内分布を小さくするため、蛍光ランプ110の直上に拡散板126を配置した。さらに、液晶表示装置120における輝度を向上させるため、プリズムシート127A、127B、偏光反射板128を配設した。
【0137】
蛍光ランプ110にはインバータ129を接続し、蛍光ランプ110の点灯制御が必要な場合はインバータの駆動によって点灯制御可能となるように構成した。尚、希ガス(キセノンガス)放電白色蛍光ランプ110、筐体123、反射板124、拡散板126、プリズムシート127A、127B、偏光反射板128、インバータ129をまとめてバックライトユニット121と以下で称する。
【0138】
バックライトユニット121の直上にはバックライトユニット121からの光の透過量を調整し、画素毎に赤色、緑色、青色に光を分光するカラーフィルタを備える液晶パネル122を配置した。液晶パネル122には画素毎に電極及び薄膜トランジスタ(TFT)を設けており、画素毎にTFTを制御してカラー表示を可能とした。すなわち、画素毎に電圧を供給し、この電圧印加により画素毎の液晶を配向変化させて画素毎の屈折率を変化させることでバックライトユニット121からの光の透過量を調整し、その調整された量の光をカラーフィルタで分光してカラー表示を行う構成とした。
【0139】
本実施例においては液晶パネルに横電界方式、所謂IPSモード液晶パネルを用いた。しかし、他のモードの液晶パネル、例えばTNモード、VAモード、OCBモード等の液晶パネルも使用可能である。
【0140】
最後に、バックライトユニット121と液晶パネル122とを重ね合わせ、筐体130でカバーすることにより液晶表示装置を得た。この本実施例に係る液晶表示装置は、高輝度であり、明るい表示が可能な表示装置であった。
【0141】
<実施例6>
青色蛍光体として本発明にかかる第四の実施例である発光装置に使用した(Sr0.75・Ba0.252.97MgSi28:Eu0.03を用いて平面型希ガス(キセノンガス封入)放電白色蛍光ランプを製作した。
【0142】
青色蛍光体以外の蛍光体については、緑色蛍光体として2価マンガン付活珪酸亜鉛蛍光体を、そして赤色蛍光体には3価ユ−ロピウム付活酸化イットリウム・ガドリニウム蛍光体を用いた。
【0143】
このランプは高輝度かつ長寿命を有するものであった。また、本実施例のランプをバックライトとし、別に準備した液晶ディスプレイパネルと組み合わせることにより、表示装置として、明るい液晶表示装置を製作することができた。
【0144】
<実施例7>
本発明にかかる第七の実施例であるプラズマディスプレイパネルを作るため、始めに構成部材である蛍光体の合成を行った。はじめに合成した蛍光体の組成式は(Sr0.9・Ca0.12.97MgSi28:Eu0.03である。
【0145】
この蛍光体の合成は、SrCO3を3.946g(26.73mmol)、CaCO3を0.297g(2.97mmol)、MgCO3を0.962g(10.00mmol)、SiO2を1.202g(20.00mmol)、Eu2O3を0.0528g(0.15mmol)、そして熔融助剤としてNH4Brを0.392g(4.00mmol) それぞれ原料として量り取り、メノウ製の乳鉢中で十分に混合した後、この混合物を耐熱容器に充填し、還元雰囲気下1250℃で3時間焼成して行った。
【0146】
得られた焼成物は粉砕後、水洗、乾燥を行い上記組成の珪酸塩蛍光体(以下、C-SMSと称す)を得た。得られた蛍光体C-SMSを用い、発光輝度を評価した。評価は、CMSを比較対照サンプルとし、172nm真空紫外線励起下での発光輝度を1とした場合の相対発光輝度(何倍になるかの値を示す)として評価した。
【0147】
評価の結果は、得られた蛍光体は比較対象サンプルに対し5.30倍の輝度を示した。よって、172nm励起条件で高い輝度を示すことがわかった。このとき、本発明にかかる第一の実施例で使用した蛍光体Sr2.98MgSi28:Eu0.02、Sr2.995MgSi28:Eu0.005 、Sr2.99MgSi28:Eu0.01 、Sr2.95MgSi28:Eu0.05 、Sr2.90MgSi28:Eu0.10と輝度比較を行ったが、これら何れの蛍光体よりも高輝度であった。
【0148】
よって、上記の基本のSMS(Sr2.97MgSi28:Eu0.03)のSr成分の一部をCaで置換して得られたC-SMSを、Xe組成を含む放電ガスを用いたプラズマディスプレイパネルに使用した場合、波長172nmの光の励起で高い発光効率が得られることから、Xe2分子線を高効率で利用できることになり、高輝度のPDP装置が可能となることがわかった。
【0149】
更に、例えばキセノンガス組成比が6%以上、より好ましくは更にXe2分子線を積極的に利用する組成比10%以上となる量でキセノン(Xe)ガスを含んで構成された放電ガスを使用する所謂「高キセノン化対応のPDP」の技術にもよく適合し、高キセノン化された放電ガスを使用したPDPにおいてもCMSに比べより高輝度の発光装置を構成することが可能となることがわかった。
【0150】
次に、上記と同様の方法により、(Sr0.8・Ca0.22.97MgSi28:Eu0.03と(Sr0.7・Ca0.32.97MgSi28:Eu0.03を合成した。
【0151】
(Sr0.8・Ca0.22.97MgSi2O8:Eu0.03についてはSrCO3を3.508g(23.76mmol)、CaCO3を0.595g(5.94mmol)、また(Sr0.7・Ca0.32.97MgSi2O8:Eu0.03についてはSrCO3を3.069g(20.79mmol)、CaCO3を0.892g(8.91mmol)とした以外は上記と同様の方法を採り、所望の蛍光体を得た。
【0152】
得られた蛍光体群を用い、172nm真空紫外線励起下での発光光の色純度を評価するため、得られる発光光のX、Y色度図におけるy値を評価した。評価の結果、(Sr0.8・Ca0.22.97MgSi28:Eu0.03ではy値はCMS以下であるが、(Sr0.7・Ca0.32.97MgSi28:Eu0.03についてはy値がCMSより大きくなり、高輝度であるものの色純度がCMSより劣ることがわかった。
【0153】
以上より、上記の基本のSMS(Sr2.97MgSi28:Eu0.03)のSr成分の一部をCaで置換したC-SMSにおいては、Caの置換量がSrの0.2以下(20%以下)が好ましいことがわかった。
【0154】
次に、青色蛍光体として(Sr0.90・Ca0.102.97MgSi28:Eu0.03(C-SMS)を使用し、このC-SMSを使用する以外は本発明にかかる第一の実施例と同様の構造の発光装置であるプラズマディスプレイパネル(PDP)を作製した。このプラズマディスプレイ装置は、高輝度かつ表示色が美しく、長寿命を有するものであった。
【0155】
<実施例8>
青色蛍光体として本発明にかかる第七の実施例である発光装置に使用した(Sr0.90・Ca0.102.97MgSi28:Eu0.03(C-SMS)を使用し、このC-SMSを用いる以外は本発明にかかる第五実施例と同様の構造の発光装置である希ガス(キセノンガス)放電白色蛍光ランプを作製した。
【0156】
青色蛍光体色のほかの蛍光体としては、緑色蛍光体として2価マンガン付活珪酸亜鉛蛍光体を、そして赤色蛍光体には3価ユ−ロピウム付活酸化イットリウム・ガドリニウム蛍光体を用いて希ガス(キセノンガス)放電白色蛍光ランプを製作した。このランプは高発光効率かつ長寿命を有するものであった。
【0157】
また、本実施例のランプをバックライトとし、上記第五実施例と同様の構成で、別に準備した液晶ディスプレイパネルと組み合わせることにより、表示装置として、明るい液晶表示装置を製作することができた。
【0158】
<実施例9>
青色蛍光体として本発明にかかる第七実施例である発光装置に使用した(Sr0.90・Ca0.102.97MgSi28:Eu0.03(C-SMS)を用いて平面型希ガス(キセノンガス)放電白色蛍光ランプを製作した。
【0159】
この青色蛍光体以外の蛍光体については、緑色蛍光体として2価マンガン付活珪酸亜鉛蛍光体を、そして赤色蛍光体には3価ユ−ロピウム付活酸化イットリウム・ガドリニウム蛍光体を用いた。このランプは高輝度かつ長寿命を有するものであった。
【0160】
また、本実施例のランプをバックライトとし、別に準備した液晶ディスプレイパネルと組み合わせることにより、表示装置として、明るい液晶表示装置を製作することができた。
【0161】
本発明によれば、長寿命で高輝度の蛍光体材料に基づいて、安定で高性能の表示が可能であり、より大型の発光装置を構成することにより、長期間にわたる点灯が求められ、高輝度が必要かつ長寿命が不可欠な大型の家庭用平面表示装置用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【0162】
【図1】本発明にかかる第一の実施例を構成する蛍光体SMS(Sr2.98MgSi28:Eu0.02)と比較対象であるCMSの励起発光スペクトルである。
【図2】本発明の実施形態であるプラズマディスプレイパネルの構造例を示す分解斜視図である。
【図3】本発明にかかる第一の実施例であるPDPの構成部材である蛍光体におけるEu組成比と相対輝度の関係を示すグラフである。
【図4】本発明のプラズマディスプレイパネル(PDP)を用いた画像表示装置を示すブロック図である。
【図5】本発明にかかる第四の実施例であるPDPの構成部材である蛍光体におけるBa組成比と相対輝度及びy値の関係を示すグラフである。
【図6】本発明にかかる第五の実施例である希ガス(キセノンガス封入)放電白色蛍光ランプの構造を示す横断面図である。
【図7】本発明の液晶表示装置の構造を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【0163】
1、6…基板、
2、9…電極、
3…バスライン、
4、8…誘電体層、
5…保護膜、
7…隔壁、
10…蛍光体層、
100…プラズマディスプレイパネル、
101…駆動回路、
102…プラズマディスプレイ表示装置、
103…映像源、
104…画像表示装置、
110…希ガス放電白色ランプ、
111…ガラス管、
112…蛍光体層、
113…電極、
120…液晶表示装置、
121…バックライトユニット、
122…液晶パネル、
123、130…筐体、
124…反射板、
126…拡散板、
127A、B…プリズムシート、
128…偏光反射板、
129…インバータ。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも一対の電極を備えると共に、前記電極間に電圧を印加することにより放電し紫外線を発生する放電ガスと、前記放電ガスからの紫外線により励起され発光する蛍光体層とを具備する発光装置において、
前記放電ガスは組成比が6%以上となる量でキセノン(Xe)ガスを含み、
前記蛍光体層を構成する蛍光体は、前記キセノンガスの放電に基づいて発生する紫外線により励起される下式(I)で表されるEu付活珪酸塩蛍光体を含む蛍光体であって、プラズマディスプレイパネル構造を備えることを特徴とする発光装置。
M13a-e・Mg・Si2c8d:Eue …(I)
[式(I)中、M1はSrとCaとBaとからなる群から選択された1種以上の元素であり、a、b、c、d及びeはそれぞれ0.8≦a≦1.2、0.8≦b≦1.2、0.8≦c≦1.2、0.8≦d≦1.2、0.001≦e≦0.2である。]
【請求項2】
前記Eu付活珪酸塩蛍光体は、前記式(I)で表され、前記式(I)中のa、b、c、及びdの値がそれぞれa=1、b=1、c=1、d=1であることを特徴とする請求項1記載の発光装置。
【請求項3】
前記放電ガスは組成比が10%以上となる量でキセノン(Xe)ガスを含むことを特徴とする請求項1記載の発光装置。
【請求項4】
前記Eu付活珪酸塩蛍光体は、前記式(I)で表され、前記式(I)中Eu組成比を示すe値が0.01≦e≦0.05 であることを特徴とする請求項1記載の発光装置。
【請求項5】
前記Eu付活珪酸塩蛍光体は、前記式(I)で表され、前記式(I)中Mg組成比を示すb値が1<b≦1.2であることを特徴とする請求項1記載の発光装置。
【請求項6】
前記Eu付活珪酸塩蛍光体は、前記式(I)で表され、前記式(I)中Si組成比を示すc値が1<c≦1.2であることを特徴とする請求項1記載の発光装置。
【請求項7】
前記発光装置は、所定の間隔をあけて対向配置された一対の基板と、前記一対の基板間に設けられ前記一対の基板間の間隔を保持する隔壁と、前記一対の基板の対向面の少なくとも一方の上に配設された少なくとも一対の電極と、前記一対の基板間に形成された空間内に封入され前記電極間に電圧を印加することにより放電し紫外線を発生する放電ガスとを備えてプラズマディスプレイパネル構造を具備して成り、
前記式(I)で表されるEu付活珪酸塩蛍光体を含んでなる蛍光体が、前記一対の基板の内の少なくとも一方の上及び/若しくは前記隔壁の表面で蛍光体層を構成し、放電により前記放電ガスから発生する紫外線により前記Eu付活珪酸塩蛍光体が励起され発光するよう構成されたことを特徴とする請求項1記載の発光装置。
【請求項8】
少なくとも一対の電極を備えると共に、前記電極間に電圧を印加することにより放電し紫外線を発生する放電ガスと、前記放電ガスからの紫外線により励起され発光する蛍光体層とを具備する発光装置であって、
前記蛍光体層を構成する蛍光体は、下式(II)で表されるEu付活珪酸塩蛍光体を含むことを特徴とする発光装置。
(Sr1-x・M23a-e・Mg・Si2c8d:Eue …(II)
[式(II)中、M2はBa、Ca、Zn、Mn、Ti、V、Co、Pd、Pt、Ni、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Sb、Tl及びLuからなる群から選択された1種以上の元素であり、a、b、c、d、e及びxはそれぞれ0.8≦a≦1.2、0.8≦b≦1.2、0.8≦c≦1.2、0.8≦d≦1.2、0.001≦e≦0.2、0<x≦0.5であり、ただし、M2=Baの場合はxが0.1<x≦0.5の範囲である。]
【請求項9】
前記Eu付活珪酸塩蛍光体は、前記式(II)で表され、前記式(II)中のa、b、c、及びdの値がそれぞれa=1、b=1、c=1、d=1であることを特徴とする請求項8記載の発光装置。
【請求項10】
前記発光装置は、管状若しくは平面型の蛍光ランプであることを特徴とする請求項8記載の発光装置。
【請求項11】
前記発光装置は、プラズマディスプレイパネルであることを特徴とする請求項項8記載の発光装置。
【請求項12】
前記発光装置は、所定の間隔をあけて対向配置された一対の基板と、前記一対の基板間に設けられ前記一対の基板間の間隔を保持する隔壁と、前記一対の基板の対向面の少なくとも一方の上に配設された少なくとも一対の電極と、前記一対の基板間に形成された空間内に封入され前記電極間に電圧を印加することにより放電し紫外線を発生する放電ガスとを備えてプラズマディスプレイパネル構造を具備して成り、
前記式(II)で表されるEu付活珪酸塩蛍光体を含んでなる蛍光体が、前記一対の基板の内の少なくとも一方の上及び/若しくは前記隔壁の表面で蛍光体層を構成し、
放電により前記放電ガスから発生する紫外線により前記Eu付活珪酸塩蛍光体が励起され発光するよう構成されたことを特徴とする請求項11記載の発光装置。
【請求項13】
前記放電ガスは組成比が6%以上となる量でキセノン(Xe)ガスを含むことを特徴とする請求項12記載の発光装置。
【請求項14】
前記放電ガスは組成比が10%以上となる量でキセノン(Xe)ガスを含むことを特徴とする請求項12記載の発光装置。
【請求項15】
少なくとも一対の電極を備えると共に、前記電極間に電圧を印加することにより放電し紫外線を発生する放電ガスと、前記放電ガスからの紫外線により励起され発光する蛍光体層とを具備する発光装置であって、
前記蛍光体層を構成する蛍光体は、下式(III)で表されるEu付活珪酸塩蛍光体を含むことを特徴とする発光装置。
(Sr1-x-y・Ba・M33a-e・Mg・Si2c8d:Eue …(III)
[式中、M3はCa、Zn、Mn、Ti、V、Co、Pd、Pt、Ni、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Sb、Tl及びLuからなる群から選択された1種以上の元素であり、a、b、c、d及びeはそれぞれ0.8≦a≦1.2、0.8≦b≦1.2、0.8≦c≦1.2、0.8≦d≦1.2、0.001≦e≦0.2であり、xとyは0.1<x+y≦0.5である。]
【請求項16】
前記Eu付活珪酸塩蛍光体は、前記式(III)で表され、前記式(III)中のa、b、c、及びdの値がそれぞれa=1、b=1、c=1、d=1であることを特徴とする請求項15記載の発光装置。
【請求項17】
前記発光装置は、管状若しくは平面型の蛍光ランプであることを特徴とする請求項15記載の発光装置。
【請求項18】
前記発光装置は、プラズマディスプレイパネルであることを特徴とする請求項15記載の発光装置。
【請求項19】
前記発光装置は、所定の間隔をあけて対向配置された一対の基板と、前記一対の基板間に設けられ前記一対の基板間の間隔を保持する隔壁と、前記一対の基板の対向面の少なくとも一方の上に配設された少なくとも一対の電極と、前記一対の基板間に形成された空間内に封入され前記電極間に電圧を印加することにより放電し紫外線を発生する放電ガスとを備えてプラズマディスプレイパネル構造を具備して成り、
前記式(III)で表されるEu付活珪酸塩蛍光体を含んでなる蛍光体が、前記一対の基板の内の少なくとも一方の上及び/若しくは前記隔壁の表面で蛍光体層を構成し、
放電により前記放電ガスから発生する紫外線により前記Eu付活珪酸塩蛍光体が励起され発光するよう構成されたことを特徴とする請求項18記載の発光装置。
【請求項20】
前記放電ガスは組成比が6%以上となる量でキセノン(Xe)ガスを含むことを特徴とする請求項19記載の発光装置。
【請求項21】
前記放電ガスは組成比が10%以上となる量でキセノン(Xe)ガスを含むことを特徴とする請求項19記載の発光装置。
【請求項22】
少なくとも一対の電極を備えると共に、前記電極間に電圧を印加することにより放電し紫外線を発生する放電ガスと、前記放電ガスからの紫外線により励起され発光する蛍光体層とを具備する発光装置であって、
前記蛍光体層を構成する蛍光体は、下式(IV)で表されるEu付活珪酸塩蛍光体を含むことを特徴とする発光装置。
(Sr1-x-y・Ca・M43a-e・Mg・Si2c8d:Eue …(IV)
[式中、M4はBa、Zn、Mn、Ti、V、Co、Pd、Pt、Ni、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Sb、Tl及びLuからなる群から選択された1種以上の元素であり、a、b、c、d及びeはそれぞれ0.8≦a≦1.2、0.8≦b≦1.2、0.8≦c≦1.2、0.8≦d≦1.2、0.001≦e≦0.2であり、xとyは0<x+y≦0.2である。]
【請求項23】
前記Eu付活珪酸塩蛍光体は、前記式(IV)で表され、前記式(IV)中のa、b、c、及びdの値がそれぞれa=1、b=1、c=1、d=1であることを特徴とする請求項22記載の発光装置。
【請求項24】
上記発光装置は、管状若しくは平面型の蛍光ランプであることを特徴とする請求項22記載の発光装置。
【請求項25】
上記発光装置は、プラズマディスプレイパネルであることを特徴とする請求項22記載の発光装置。
【請求項26】
前記発光装置は、所定の間隔をあけて対向配置された一対の基板と、前記一対の基板間に設けられ前記一対の基板間の間隔を保持する隔壁と、前記一対の基板の対向面の少なくとも一方の上に配設された少なくとも一対の電極と、前記一対の基板間に形成された空間内に封入され前記電極間に電圧を印加することにより放電し紫外線を発生する放電ガスとを備えてプラズマディスプレイパネル構造を具備して成り、
前記式(IV)で表されるEu付活珪酸塩蛍光体を含んでなる蛍光体が、前記一対の基板の内の少なくとも一方の上及び/若しくは前記隔壁の表面で蛍光体層を構成し、
放電により前記放電ガスから発生する紫外線により前記Eu付活珪酸塩蛍光体が励起され発光するよう構成されたことを特徴とする請求項25記載の発光装置。
【請求項27】
上記放電ガスは組成比が6%以上となる量でキセノン(Xe)ガスを含むことを特徴とする請求項26記載の発光装置。
【請求項28】
上記放電ガスは組成比が10%以上となる量でキセノン(Xe)ガスを含むことを特徴とする請求項26記載の発光装置。
【請求項29】
少なくとも一対の電極を備えると共に、前記電極間に電圧を印加することにより放電し紫外線を発生する放電ガスと、前記放電ガスからの紫外線により励起され発光する蛍光体層とを具備する発光装置と、前記発光装置を駆動する駆動回路とを有し、映像源を伴い、画像表示を行うよう構成された画像表示装置であって、
前記発光装置の放電ガスは組成比が6%以上となる量でキセノン(Xe)ガスを含み、前記蛍光体層を構成する蛍光体は前記キセノンガスの放電に基づいて発生する少なくとも波長172nmを含む真空紫外線にて励起される下式(I)で表されるEu付活珪酸塩蛍光体を含むことを特徴とする画像表示装置。
M13a-e・Mg・Si2c8d:Eue …(I)
[式(I)中、M1はSrとCaとBaとからなる群から選択された1種以上の元素であり、a、b、c、d及びeはそれぞれ0.8≦a≦1.2、0.8≦b≦1.2、0.8≦c≦1.2、0.8≦d≦1.2、0.001≦e≦0.2である。]
【請求項30】
少なくとも一対の電極を備えると共に、前記電極間に電圧を印加することにより放電し紫外線を発生する放電ガスと、前記放電ガスからの紫外線により励起され発光する蛍光体層とを具備する発光装置と、前記発光装置から発生する光の量または色を制御する光制御素子とを有し、画像表示を行うよう構成された画像表示装置であって、
前記発光装置の放電ガスは組成比が6%以上となる量でキセノン(Xe)ガスを含み、前記蛍光体層を構成する蛍光体は前記キセノンガスの放電に基づいて発生する少なくとも波長172nmを含む真空紫外線にて励起される下式(II)で表されるEu付活珪酸塩蛍光体を含むことを特徴とする画像表示装置。
(Sr1-x・M23a-e・Mg・Si2c8d:Eue …(II)
[式(II)中、M2はBa、Ca、Zn、Mn、Ti、V、Co、Pd、Pt、Ni、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Sb、Tl及びLuからなる群から選択された1種以上の元素であり、a、b、c、d、e及びxはそれぞれ0.8≦a≦1.2、0.8≦b≦1.2、0.8≦c≦1.2、0.8≦d≦1.2、0.001≦e≦0.2、0<x≦0.5であり、ただし、M2=Baの場合はxが0.1<x≦0.5の範囲である。]
【請求項31】
少なくとも一対の電極を備えると共に、前記電極間に電圧を印加することにより放電し紫外線を発生する放電ガスと、前記放電ガスからの紫外線により励起され発光する蛍光体層とを具備する発光装置と、前記発光装置から発生する光の量または色を制御する光制御素子とを有し、画像表示を行うよう構成された画像表示装置であって、
前記発光装置の放電ガスは組成比が6%以上となる量でキセノン(Xe)ガスを含み、前記蛍光体層を構成する蛍光体は前記キセノンガスの放電に基づいて発生する少なくとも波長172nmを含む真空紫外線にて励起される下式(III)で表されるEu付活珪酸塩蛍光体を含むことを特徴とする画像表示装置。
(Sr1-x-y・Ba・M33a-e・Mg・Si2c8d:Eue …(III)
[式(III)中、M3はCa、Zn、Mn、Ti、V、Co、Pd、Pt、Ni、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Sb、Tl及びLuからなる群から選択された1種以上の元素であり、a、b、c、d及びeはそれぞれ0.8≦a≦1.2、0.8≦b≦1.2、0.8≦c≦1.2、0.8≦d≦1.2、0.001≦e≦0.2であり、xとyは0.1<x+y≦0.5である。]
【請求項32】
少なくとも一対の電極を備えると共に、前記電極間に電圧を印加することにより放電し紫外線を発生する放電ガスと、前記放電ガスからの紫外線により励起され発光する蛍光体層とを具備する発光装置と、前記発光装置から発生する光の量または色を制御する光制御素子とを有し、画像表示を行うよう構成された画像表示装置であって、
前記発光装置の放電ガスは組成比が6%以上となる量でキセノン(Xe)ガスを含み、前記蛍光体層を構成する蛍光体は前記キセノンガスの放電に基づいて発生する少なくとも波長172nmを含む真空紫外線にて励起される下式(IV)で表されるEu付活珪酸塩蛍光体を含むことを特徴とする画像表示装置。
(Sr1-x-y・Ca・M43a-e・Mg・Si2c8d:Eue …(IV)
[式(IV)中、M4はBa、Zn、Mn、Ti、V、Co、Pd、Pt、Ni、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Sb、Tl及びLuからなる群から選択された1種以上の元素であり、a、b、c、d及びeはそれぞれ0.8≦a≦1.2、0.8≦b≦1.2、0.8≦c≦1.2、0.8≦d≦1.2、0.001≦e≦0.2であり、xとyは0<x+y≦0.2である。]

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2006−12770(P2006−12770A)
【公開日】平成18年1月12日(2006.1.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−19242(P2005−19242)
【出願日】平成17年1月27日(2005.1.27)
【出願人】(000005108)株式会社日立製作所 (27,607)
【Fターム(参考)】