説明

蛍光体複合粒子及び該蛍光体複合粒子を用いた真空紫外線励起発光装置

【課題】ユーロピウム付活希土類リンバナジン酸塩蛍光体のペーストベーキング輝度維持率を向上し、色飽和度と発光輝度の向上した真空紫外線励起発光装置を提供する。
【解決手段】一般式が(Ln1−xEu)(P1−y)O((0<x≦0.5、0<y≦1.0、LnはY、La、Gd及びLuからなる群より選ばれた少なくとも一種の元素)で表される希土類リンバナジン酸塩蛍光体を主成分とする蛍光体粒子と、タングステン酸及びタングステン酸塩からなる群より選ばれた少なくとも一種を主成分とする表面部とを含む蛍光体複合粒子とし、前記表面部の主成分の量は、前記蛍光体粒子に対してタングステン換算で、0.01〜0.13wt%の範囲とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、希土類リンバナジン酸塩蛍光体を主成分とした蛍光体複合粒子及び該蛍光体複合粒子を用いた真空紫外線励起発光装置に関する。特に、ペーストベーキング輝度維持率が良好な蛍光体複合粒子及び発光輝度の向上した真空紫外線励起発光装置に関する。
【背景技術】
【0002】
真空紫外線励起蛍光体は、プラズマディスプレイ(以下PDPとも呼ぶ)表示装置、希ガス放電ランプ等のデバイス(真空紫外線励起発光装置)に用いられている。PDPは、図1及び図2に示すように、2枚のガラス板に挟まれた密閉ガス空間を隔壁で区切り、表示セル(放電セル)とよばれる微小な放電空間をマトリックス状に配置したものであり、各表示セルには赤、青、緑に発光する蛍光体が塗布されており、放電で発生する真空紫外線で励起され発光する。また、希ガス放電ランプは、ガラス管内壁に赤、青、緑に発光する蛍光体を混合した3色混合蛍光体が塗布されており、希ガス放電によって発生する真空紫外線で励起され発光する。
【0003】
特許文献1にあるように、赤色発光する真空紫外線励起蛍光体の一つとして、ユーロピウム付活の希土類リンバナジン酸塩蛍光体が用いられている。ユーロピウム付活の希土類リンバナジン酸塩蛍光体は、ユーロピウム付活の希土類ホウ酸塩蛍光体に比べて色飽和度の改善に寄与するとされている。
【0004】
特許文献2には、真空紫外線励起蛍光体の放電特性、色純度、プラズマ劣化特性改善を目的として、酸化アルミニウム等の金属酸化物のアモルファス膜で蛍光体粒子を被覆することが提案され、被覆される蛍光体粒子の一つにユーロピウム付活の希土類リンバナジン酸塩蛍光体も挙がっている。しかし、具体的に言及されているのはマンガン付活のケイ酸亜鉛蛍光体のみであり、ユーロピウム付活の希土類リンバナジン酸塩蛍光体について効果の程は不明である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2007−197661号公報
【特許文献2】特開2007−291389号公報
【特許文献3】特開2011−001507号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、真空紫外線励起発光装置において蛍光体を塗布する場合、蛍光体と有機バインダーを混合して蛍光体ペーストあるいは蛍光体スラリーにした上で塗布する。その後塗布された部分を400℃〜600℃程度に加熱(ベーク)して有機バインダーを揮発・分解させると、そこに蛍光体層が形成される。この工程中にユーロピウム付活の希土類リンバナジン酸塩蛍光体は劣化し、粉体での発光輝度が大きく低下する。
【0007】
本発明者らは、このベーキングによる発光輝度の低下が大きい(ベーキング輝度維持率が低い)と真空紫外線励起発光装置としての発光輝度が低いこと、そしてベーク後の粉体輝度よりむしろベーキング輝度維持率が真空紫外線励起発光装置としての発光輝度に影響することを見出した。つまり、ユーロピウム付活の希土類リンバナジン酸塩蛍光体を用いて真空紫外線励起発光装置の発光輝度を向上させるには、前記蛍光体のベーキング輝度維持率を改善する必要があることを見出した。
【0008】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものである。本発明の目的は、ペーストベーキング輝度維持率が良好なユーロピウム付活の希土類リンバナジン酸塩蛍光体を提供し、色飽和度と発光輝度の向上した真空紫外線励起発光装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するために本発明者らは、ユーロピウム付活の希土類リンバナジン酸塩蛍光体を主成分とする蛍光体粒子の表面に、タングステン酸及びタングステン酸塩からなる群より選ばれた少なくとも一種を存在させ、複合粒子とすることで、ペーストベーキング輝度維持率が向上することを見出した。本発明は以下のような特徴を有する。
【0010】
本発明の蛍光体複合粒子は、蛍光体粒子と、前記蛍光体粒子の表面に位置する表面部とを含む蛍光体複合粒子であって、前記蛍光体粒子は、一般式が(Ln1−xEu)(P1−y)O(0<x≦0.5、0<y≦1.0、LnはY、La、Gd及びLuからなる群より選ばれた少なくとも一種の元素)で表される希土類リンバナジン酸塩蛍光体を主成分とし、前記表面部は、タングステン酸及びタングステン酸塩からなる群より選ばれた少なくとも一種を主成分とし、前記表面部の主成分の量は、前記蛍光体粒子に対してタングステン換算で、0.01〜0.13wt%の範囲であることを特徴とする。
【0011】
前記表面部は、希土類元素からなる群より選ばれた少なくとも一種の元素を含むタングステン酸塩であることが好ましい。
【0012】
本発明の真空紫外線励起発光装置は、本発明の蛍光体複合粒子の内の少なくとも一種を具備することを特徴とする。
【0013】
本発明のプラズマディスプレイ表示装置は、所定距離離間して略平行に位置する前面基板及び背面基板と、前記前面基板及び背面基板より放電空間を形成する複数個の隔壁と、該隔壁間に形成されるアドレス電極と、該アドレス電極と対向し交差する複数の表示電極と、前記アドレス電極と前記表示電極の交差点に形成される複数個の放電セルと、該放電セル内面の少なくとも一部に形成される蛍光体層と、前記前面基板と背面基板間の放電空間に密封されてなる放電気体とを含むプラズマディスプレイと、該プラズマディスプレイパネルを駆動する駆動回路を備えたプラズマディスプレイ表示装置であって、前記蛍光体層が本発明の蛍光体複合粒子の内少なくとも一種を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明の蛍光体複合粒子は上記特徴を備えているので、ペーストベーキング輝度維持率が向上する。本発明の蛍光体複合粒子を赤色発光体として用いることで、発光輝度の向上した真空紫外線励起発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】図1はPDPの模式図である。
【図2】図2はPDPの断面図である。
【図3】図3は表面部をタングステン酸とした場合の、表面部の主成分の量(タングステン換算で蛍光体粒子に対する重量比)と蛍光体複合粒子の粉体輝度との関係を示す図である。
【図4】図4は表面部をタングステン酸とした場合の、表面部の主成分の量(タングステン換算で蛍光体粒子に対する重量比)とペーストベーキング輝度維持率との関係を示す図である。
【図5】図5は蛍光体粒子がユーロピウム付活の希土類リンバナジン酸塩蛍光体である場合の、ペーストベーキング輝度維持率と真空紫外線励起発光装置の発光輝度との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明に係る蛍光体複合粒子及びそれを用いた真空紫外線励起発光装置について実施の形態及び実施例を用いて説明する。但し本発明はこれら実施の形態及び実施例に限定されるものではない。
【0017】
<蛍光体粒子の作製>
公知の手法を用いて蛍光体粒子を作製する。本発明において蛍光体粒子は、組成が一般式(Ln1−xEu)(P1−y)O(0<x≦0.5、0<y≦1.0、LnはY、La、Gd及びLuからなる群より選ばれた少なくとも一種の元素)で表される希土類リンバナジン酸塩蛍光体を主成分とする。主成分以外に、意図しない不純物、副相が存在しても、あるいは特定の目的で前記希土類リンバナジン酸塩蛍光体以外の蛍光体が存在していても本発明の蛍光体複合粒子における蛍光体粒子とする。本明細書において、前記希土類リンバナジン酸塩蛍光体が蛍光体粒子全体の95wt%程度以上なら主成分たるものとみなす。
【0018】
組成の一般式において、xは輝度を高くするために適宜調整する。xが高すぎれば濃度消光を起こすので、通常0<x≦0.5で調整する。好ましくは0.005≦x≦0.2、より好ましくは0.02≦x≦0.15、さらに好ましくは0.04≦x≦0.12である。yは輝度と色純度のバランスを考慮して適宜調整する。yが0に近づくほど、輝度は高くなり、色純度は悪くなる。これらを考慮すると、好ましくは0.1≦y≦0.7、より好ましくは0.1≦y≦0.5、さらに好ましくは0.2≦y≦0.45である。Lnは輝度を高くするためにY、La、Gd及びLuからなる群より選ばれた少なくとも一種の元素とする。この内、Yは輝度が高く且つ粒子形状の制御がしやすいので好ましい。輝度を特に重視する場合はY及びGdとするのが好ましい。
【0019】
得られる蛍光体粒子について、その平均粒径が小さすぎるものは焼結不十分といえる。また、大きすぎるものは比表面積が小さく、結果真空紫外線励起による発光に寄与する部分の割合が減り、蛍光体の発光効率が低い。また、平均粒径が大きすぎると塗布特性も低下する。これらのことを考慮すると1.0〜4.0μmの範囲が好ましく、1.0〜3.0μmの範囲がより好ましい。なお、本明細書において平均粒径とはフィッシャー・サブ・シーブ・サイザー径(FSSS径)等の空気透過法によって測定されるものを指す。
【0020】
得られる蛍光体粒子について、その中央粒径が大きすぎると塗布特性が低下する。小さい分には特に問題はないが、製造のし易さ等も考慮すると、1.5〜6.0μmの範囲が好ましく、1.5〜4.0μmの範囲がより好ましい。なお、本明細書において中央粒径とはレーザー回折・散乱法や電気的検知法等によって測定され、体積基準積算値が50%となる値を指す。
【0021】
<表面部の形成>
得られる蛍光体粒子に表面部を形成する。表面部の主成分はタングステン酸及びタングステン酸塩からなる群より選ばれた少なくとも一種である。表面部についても、本明細書においては前記タングステン酸及びタングステン酸塩からなる群より選ばれた少なくとも一種が表面部全体の90wt%程度以上なら主成分たるものとみなす。
【0022】
表面部の形成方法は、特に限定されない。例えば、蛍光体粒子と、蛍光体粒子に対して小さい表面部構成粒子(平均粒径にして蛍光体粒子の0.1倍程度かそれ以下)を高速撹拌しながら混合し、蛍光体粒子表面に表面部構成粒子を付着させても良い。あるいは表面部を構成する元素を含む水溶性の化合物を、蛍光体粒子と共に溶媒に溶解・分散し、pH調整、錯体形成等をして蛍光体粒子表面に表面部を形成してもよい。
【0023】
表面部の主成分は、希土類元素からなる群より選ばれた少なくとも一種の元素を含むタングステン酸塩であることが好ましい。前記希土類元素としてY及びEuからなる群より選ばれた少なくとも一種を含むと得られる蛍光体粒子と同一の元素のため、電圧などの特性に影響がでないのでより好ましい。
【0024】
表面部の主成分の量は、多すぎても少なすぎもその効果が低減するので注意する。主成分の量が蛍光体粒子に対してタングステン換算で0.01〜0.13wt%であればペーストペーキング輝度維持率が十分高くなり好ましい。より好ましくは、0.02〜0.09wt%である。
【0025】
<発光装置>
次に、本発明の蛍光体複合粒子を用いた真空紫外線励起発光装置について、面放電型PDPを例にとって図1、図2と共に説明する。先ず、背面ガラス基板12にストライプ状のアドレス電極14を形成し、前面ガラス基板11上に、表示電極14に直交する方向にストライプ状の表示電極13を形成し、この上に絶縁膜からなる誘電体層15とMgO等からなる保護層16を形成する。さらに、背面ガラス基板12上に本発明の蛍光体複合粒子を含む蛍光体層19を形成する。これら2枚のガラス基板は、隔壁18によって約100μmのギャップを有し、両基板と隔壁によって放電空間20が形成される。放電空間20内には放電によって真空紫外線を放射するHeとXeの混合ガスやNeとXeの混合ガス等を670hPa程度封入して、面放電型PDPを得る。
【0026】
[実施例1]
一般式が(Y0.96Eu0.04)(P0.60.4)Oで表され、平均粒径が1.5μmの希土類リンバナジン酸塩蛍光体粒子50gと、平均粒径が0.1μmのタングステン酸(HWO)粒子1.70×10−2gとを羽根式撹拌機で撹拌速度約700rpmで10分程混合する。こうして表面部にタングステン換算で蛍光体粒子に対して2.5×10−2wt%のタングステン酸を含む、蛍光体複合粒子を得る。
【0027】
[実施例2]
混合するタングステン酸が2.65×10−2gである以外は実施例1と同様の方法で作製し、表面部にタングステン換算で蛍光体粒子に対して3.9×10−2wt%のタングステン酸を含む、蛍光体複合粒子を得る。
【0028】
[実施例3]
混合するタングステン酸が3.94×10−2gである以外は実施例1と同様の方法で作製し、表面部にタングステン換算で蛍光体粒子に対して5.8×10−2wt%のタングステン酸を含む、蛍光体複合粒子を得る。
【0029】
[実施例4]
タングステン酸の代わりに、平均粒径が0.1μmのタングステン酸イットリウム(Y(WO3)粒子を5.10×10−2g混合する以外実施例1と同様の方法で作製し、表面部にタングステン換算で蛍光体粒子に対して6.1×10−2wt%のタングステン酸イットリウムを含む、蛍光体複合粒子を得る。
【0030】
[実施例5]
混合するタングステン酸イットリウムが5.60×10−2gである以外は実施例4と同様の方法で作製し、表面部にタングステン換算で蛍光体粒子に対して6.7×10−2wt%のタングステン酸イットリウムを含む、蛍光体複合粒子を得る。
【0031】
[実施例6]
混合するタングステン酸イットリウムが7.12×10−2gである以外は実施例4と同様の方法で作製し、表面部にタングステン換算で蛍光体粒子に対して8.5×10−2wt%のタングステン酸イットリウムを含む、蛍光体複合粒子を得る。
【0032】
[実施例7]
混合するタングステン酸イットリウムが8.02×10−2gである以外は実施例4と同様の方法で作製し、表面部にタングステン換算で蛍光体粒子に対して9.6×10−2wt%のタングステン酸イットリウムを含む、蛍光体複合粒子を得る。
【0033】
[実施例8]
タングステン酸の代わりに、平均粒径が0.1μmのタングステン酸ユーロピウム(Eu(WO3)粒子を5.79×10−2g混合する以外実施例1と同様の方法で作製し、表面部にタングステン換算で蛍光体粒子に対して6.1×10−2wt%のタングステン酸ユーロピウムを含む、蛍光体複合粒子を得る。
【0034】
[実施例9]
混合するタングステン酸ユーロピウムが5.89×10−2gである以外は実施例8と同様の方法で作製し、表面部にタングステン換算で蛍光体粒子に対して6.2×10−2wt%のタングステン酸ユーロピウムを含む、蛍光体複合粒子を得る。
【0035】
[実施例10]
混合するタングステン酸ユーロピウムが8.93×10−2gである以外は実施例8と同様の方法で作製し、表面部にタングステン換算で蛍光体粒子に対して9.4×10−2wt%のタングステン酸ユーロピウムを含む、蛍光体複合粒子を得る。
【0036】
[比較例11]
混合するタングステン酸ユーロピウムが1.22×10−1gである以外は実施例8と同様の方法で作製し、表面部にタングステン換算で蛍光体粒子に対して12.8×10−2wt%のタングステン酸ユーロピウムを含む、蛍光体複合粒子を得る。
【0037】
[比較例1]
一般式が(Y0.96Eu0.04)(P0.60.4)Oで表され、平均粒径が1.5μmの希土類リンバナジン酸塩蛍光体粒子を比較用に用意する。
【0038】
[比較例2]
混合するタングステン酸ユーロピウムが1.42×10−1gである以外は実施例8と同様の方法で作製し、表面部にタングステン換算で蛍光体粒子に対して15.0×10−2wt%のタングステン酸ユーロピウムを含む、蛍光体複合粒子を得る。
【0039】
実施例1〜11及び比較例1〜2について、表面部の主成分とその量(タングステン換算で蛍光体粒子に対する重量比)を表1に、粉体輝度及びペーストベーキング輝度維持率の関係を表2に記す。
【0040】
【表1】

【0041】
【表2】

【0042】
表1及び表2より、本発明の蛍光体複合粒子は、ペーストベーキング輝度維持率が良好であることがわかる。
【0043】
<表面部の主成分の量と、蛍光体複合粒子の粉体輝度との関係>
図3は、蛍光体粒子が一般式(Y0.96Eu0.04)(P0.60.4)Oで表される希土類リンバナジン酸塩、表面部の主成分がタングステン酸である蛍光体複合粒子について、主成分の量(タングステン換算で蛍光体粒子に対する重量比)と粉体輝度との関係をプロットしたものである。図3からわかるように、粉体輝度は主成分の量の増加に伴って低下する傾向にある。そのため、本発明の蛍光体複合粒子のペーストベーク後の粉体輝度が、表面部を有しない希土類リンバナジン酸塩蛍光体のペーストベーク後の粉体輝度より低くなることもある。しかしながら後述のように、蛍光体粒子がユーロピウム付活の希土類リンバナジン酸塩の場合、ペーストベーキング輝度維持率が高いとペーストベーク後の粉体輝度が低くなっても真空紫外線励起発光装置の発光輝度が高くなる。粉体輝度は、蛍光体(複合粒子)を波長146nmの真空紫外線で励起し、真空紫外分光光度計を用いて測定する。
【0044】
<表面部の主成分の量とペーストベーキング輝度維持率との関係>
図4は、蛍光体粒子が一般式(Y0.96Eu0.04)(P0.60.4)Oで表される希土類リンバナジン酸塩、表面部の主成分がタングステン酸である蛍光体複合粒子について、主成分の量(タングステン換算で蛍光体粒子に対する重量比)とペーストベーキング輝度維持率との関係をプロットしたものである。ここで、ペーストベーキング輝度維持率は以下のように測定する。
【0045】
まず、重量比がエチルセルロース:2−(2−ブトキシエトキシ)エタノール:テルピネオール=8:14:78となるよう各ビヒクル成分を混合し、ビヒクルを作製する。次いで、蛍光体(複合粒子)とビヒクルを重量比が蛍光体(複合粒子):ビヒクル=1:2となるよう混合してペーストを作製する。このペーストを170℃で1時間乾燥後、500℃で1時間ベークする。ベーク前後の蛍光体(複合粒子)の粉体輝度について、ベーク後の粉体輝度をベーク前の粉体輝度で除した値をペーストベーキング輝度維持率とする。
【0046】
図4より、ペーストベーキング輝度維持率は、表面部の主成分の量が、タングステン換算で蛍光体粒子に対して0.01〜0.13wt%の範囲が好ましく、0.02〜0.09wt%の範囲がより好ましいことがわかる。
【0047】
<ペーストベーキング輝度維持率と真空紫外線励起発光装置の発光輝度との関係>
図5はペーストベーク後の輝度維持率と、真空紫外線励起発光装置の発光輝度(左側縦軸)との関係をプロットしたものである。また、実施例5、10及び比較例1のペーストベーク後の粉体輝度(右側縦軸)も併記してある。真空紫外線励起発光装置は、8mm×8mmの放電空間を2×2配置し、蛍光体層の発光材料に本発明の蛍光体複合粒子(あるいは比較用の希土類リンバナジン酸塩蛍光体)のみ用いた簡易の面放電型PDPを用いた。また、真空紫外線励起発光装置の発光輝度は市販の輝度計を用いて測定した。図5からわかるように、蛍光体粒子がユーロピウム付活の希土類リンバナジン酸塩主成分である場合、真空紫外線励起発光装置の発光輝度はペーストベーキング輝度維持率に依存する。この傾向は他の真空紫外線励起発光装置においても当てはまる。
【産業上の利用可能性】
【0048】
本発明の蛍光体複合粒子は、ペーストベーキング輝度維持率が良好であることから、プラズマディスプレイ、高負荷蛍光ランプ、希ガス放電ランプ等の発光デバイス(真空紫外線励起発光装置)の赤色発光材料として用いると、真空紫外線励起発光装置の色飽和度と発光輝度を向上させることができる。
【符号の説明】
【0049】
11 前面ガラス基板
12 背面ガラス基板
13 表示電極
14 アドレス電極
15 誘電体層
16 保護層
17 誘電体層
18 隔壁
19 蛍光体層
20 放電空間

【特許請求の範囲】
【請求項1】
蛍光体粒子と、前記蛍光体粒子の表面に位置する表面部とを含む蛍光体複合粒子であって、
前記蛍光体粒子は、一般式が(Ln1−xEu)(P1−y)O((0<x≦0.5、0<y≦1.0、LnはY、La、Gd及びLuからなる群より選ばれた少なくとも一種の元素)で表される希土類リンバナジン酸塩蛍光体を主成分とし、
前記表面部は、タングステン酸及びタングステン酸塩からなる群より選ばれた少なくとも一種を主成分とし、
前記表面部の主成分の量は、前記蛍光体粒子に対してタングステン換算で、0.01〜0.13wt%の範囲である、
蛍光体複合粒子。
【請求項2】
前記表面部の主成分は、希土類元素からなる群より選ばれた少なくとも一種の元素を含むタングステン酸塩である、請求項1に記載の蛍光体複合粒子。
【請求項3】
前記希土類元素は、Y及びEuからなる群より選ばれた少なくとも一種の元素を含むタングステン酸塩である、請求項2に記載の蛍光体複合粒子。
【請求項4】
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の蛍光体複合粒子からなる群より選ばれた少なくとも一種を具備する真空紫外線励起発光装置。
【請求項5】
所定距離離間して略平行に位置する前面基板及び背面基板と、前記前面基板及び背面基板より放電空間を形成する複数個の隔壁と、該隔壁間に形成されるアドレス電極と、該アドレス電極と対向し交差する複数の表示電極と、前記アドレス電極と前記表示電極の交差点に形成される複数個の放電セルと、該放電セル内面の少なくとも一部に形成される蛍光体層と、前記前面基板と背面基板間の放電空間に密封されてなる放電気体とを含むプラズマディスプレイと、該プラズマディスプレイパネルを駆動する駆動回路を備えたプラズマディスプレイ表示装置であって、
前記蛍光体層は、請求項1乃至3のいずれか一項に記載蛍光体複合粒子からなる群より選ばれた少なくとも一種を有する、
プラズマディスプレイ表示装置。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate


【公開番号】特開2013−23634(P2013−23634A)
【公開日】平成25年2月4日(2013.2.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−161485(P2011−161485)
【出願日】平成23年7月25日(2011.7.25)
【出願人】(000226057)日亜化学工業株式会社 (993)
【Fターム(参考)】