赤色蛍光体
【課題】電子線励起により発光する蛍光体、特に電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ）用に好適な赤色蛍光体を提供すること。
【解決手段】酸化イットリウムを母体とし、イットリウムの一部をユーロピウム、亜鉛及びジルコニウムで置換した、一般式（Ｙ１-ｘ-ｙ-ｚＥｕｘＺｎｙＺｒｚ）２Ｏ３（但し、０．０１≦ｘ≦０．３、０．０００１≦ｙ≦０．０１、０．０００１≦ｚ≦０．０３）で表される組成を有し、電子線励起発光素子に用いることを特徴とする赤色蛍光体である。
【効果】本発明の赤色蛍光体は、共賦活剤として亜鉛にさらにジルコニウムを併用することにより、電子線照射による発光輝度が上昇し、亜鉛単独系では得られない発光輝度が得られる。
【解決手段】酸化イットリウムを母体とし、イットリウムの一部をユーロピウム、亜鉛及びジルコニウムで置換した、一般式（Ｙ１-ｘ-ｙ-ｚＥｕｘＺｎｙＺｒｚ）２Ｏ３（但し、０．０１≦ｘ≦０．３、０．０００１≦ｙ≦０．０１、０．０００１≦ｚ≦０．０３）で表される組成を有し、電子線励起発光素子に用いることを特徴とする赤色蛍光体である。
【効果】本発明の赤色蛍光体は、共賦活剤として亜鉛にさらにジルコニウムを併用することにより、電子線照射による発光輝度が上昇し、亜鉛単独系では得られない発光輝度が得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ）等の電子線励起発光素子に用いる赤色蛍光体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子線励起発光素子に用いられる赤色蛍光体としては、ユーロピウムで賦活した酸化イットリウム（Ｙ、Ｅｕ）２Ｏ３が知られている。このものはイットリウムの一部をユーロピウムで置換することにより電子線を照射した際に赤色発光するのであるが、その発光輝度は十分ではなく、発光輝度向上に向けた検討がなされている。例えば、イットリウムの一部をさらに亜鉛で置換し、共賦活することで発光輝度を向上させた（Ｙ、Ｅｕ、Ｚｎ）２Ｏ３が知られている（特許文献１及び２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００‐３１９６５４号公報
【特許文献２】特開２００２‐２３５０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１及び２に記載の（Ｙ、Ｅｕ、Ｚｎ）２Ｏ３は（Ｙ、Ｅｕ）２Ｏ３に較べれば赤色発光輝度の向上は認められるものの、電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ）の赤色発光素子として用いるには、更なる発光輝度の向上が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、より一層発光輝度の向上した赤色蛍光体を見出すべく種々の研究を重ねたところ、上記の（Ｙ、Ｅｕ、Ｚｎ）２Ｏ３において、共賦活剤としてさらにジルコニウムを併用すると電子線照射による発光輝度がより一層向上し、亜鉛単独共賦活系では得られない発光輝度が得られることを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
すなわち、本発明は、酸化イットリウムを母体とし、イットリウムの一部をユーロピウム、亜鉛及びジルコニウムで置換したことを特徴とする電子線励起赤色蛍光体である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の赤色蛍光体は、共賦活剤として亜鉛にさらにジルコニウムを併用することにより、電子線照射による発光輝度が上昇し、亜鉛単独系では得られない発光輝度が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、電子線励起赤色蛍光体であって、酸化イットリウムを母体とし、イットリウムの一部をユーロピウム、亜鉛及びジルコニウムで置換したことを特徴とする。
【０００９】
賦活剤として用いるユーロピウム、共賦活剤として用いる亜鉛及びジルコニウムの置換量は、蛍光体の組成を一般式（Ｙ１-ｘ-ｙ-ｚＥｕｘＺｎｙＺｒｚ）２Ｏ３で表すと、０．０１≦ｘ≦０．３、０．０００１≦ｙ≦０．０１、０．０００１≦ｚ≦０．０３の範囲が好ましく、より好ましくは０．０２≦ｘ≦０．２ 、０．０００５≦ｙ≦０．００５、０．０００５≦ｚ≦０．０１である。
【００１０】
賦活剤として用いるユーロピウムの置換量ｘが上記範囲より少ないと発光色の色純度が劣る傾向にあり、一方、上記範囲より多く添加しても、添加量に見合った発光強度が得られ難い。
【００１１】
また、共賦活剤として用いる亜鉛及びジルコニウムの各々の置換量ｙ及びｚが上記範囲より少ないと優位な改善効果の確認が困難であり、一方、上記範囲より多く添加しても、逆に輝度が低下する。
【００１２】
さらに、本発明においては、Ｚｒの置換量ｚとＺｎの置換量ｙとの比（ｚ／ｙ）は、１．０〜６．０とすると輝度向上の効果が著しく好ましい。
【００１３】
電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ）は、１００〜５０００Ｖの電圧で加速された電子線を励起源とする低電圧型と、５０００Ｖ以上の電圧で加速された電子線を励起源とする高電圧型の２種類が検討されている。本発明の赤色蛍光体は少なくとも３０００Ｖ程度の加速電圧で励起された電子線を照射すれば十分な発光が得られるので、上記何れの型でも使用することができる。
【００１４】
本発明の赤色蛍光体は、例えば、原料としてイットリウム化合物、ユーロピウム化合物、亜鉛化合物及びジルコニウム化合物の原料粉末の混合物を、必要に応じてホウ素等のフラックスの存在下で乾式で８００〜１４００℃の温度範囲で焼成することで得られる。焼成雰囲気としては、酸化、還元、等特に制約はないが、酸化雰囲気が好ましい。
【００１５】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はそれら実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００１６】
実施例１
酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化ユーロピウム（Ｅｕ２Ｏ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）をモル比でＹ：Ｅｕ：Ｚｎ：Ｚｒ＝０．９４６：０．０５：０．００２：０．００２になるように配合、自動瑪瑙乳鉢にて混合を行った後、得られた混合物をアルミナ製ルツボに適量入れ、大気中で１０００℃の温度で４時間保持して焼成した。これを冷却し再び混合を行った後、大気中１２００℃の温度で２０時間保持して焼成した。これを自動瑪瑙乳鉢で粉砕して本発明の蛍光体粉末（試料Ａ）を得た。
１．０×１０−５Ｐａ以下の真空槽内で、得られた試料Ａに電子銃（Ｋｉｍｂａｌｌ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｉｎｃ製ＥＦＧ−７）により電子線を照射したところ赤色に発光して、そのときの相対輝度は１００（加速電圧５ｋＶ）であった。
【００１７】
比較例１（Ｚｎ単独系）
酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化ユーロピウム（Ｅｕ２Ｏ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）をモル比でＹ：Ｅｕ：Ｚｎ＝０．９４８：０．０５：０．００２になるように配合し、実施例１と同様の処理を行い、比較試料の蛍光体粉末（試料Ｂ）を得た。
得られた試料Ｂの電子線照射による発光を、実施例１と同様の方法で測定したところ、その相対輝度は８０．０（加速電圧５ｋＶ）であった。
【００１８】
比較例２（Ｚｒ単独系）
酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化ユーロピウム（Ｅｕ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）をモル比でＹ：Ｅｕ：Ｚｒ＝０．９４８：０．０５：０．００２になるように配合し、実施例１と同様の処理を行い、比較試料の蛍光体粉末（試料Ｃ）を得た。
得られた試料Ｃの電子線照射による発光を、実施例１と同様の方法で測定したところ、その相対輝度は７０．１（加速電圧５ｋＶ）であった。
【００１９】
以上の結果からＺｒとＺｎを共に添加することによって、それぞれの元素を単独で添加したときには得られないほどの輝度が得られた。一般に単独で添加効果のある元素を組み合わせて添加しても、その効果までもが足しあわされるとは限らないので、このＺｒとＺｎとを併用することによる輝度向上の効果は有用である。
【００２０】
また、得られた試料Ａ、Ｂ及びＣの電子線励起による発光輝度と加速電圧の関係を図１に示した。図１より、加速電圧が上昇するにしたがって本発明の試料Ａと比較試料Ｂ及びＣとの発光輝度の差が広がる傾向がみられることから、低電圧型ＦＥＤ用および高電圧型ＦＥＤ用赤色蛍光体としてのみならず、陰極線管等の高加速電圧での発光を利用する赤色蛍光体としても有用であることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の赤色蛍光体は、電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ）等の電子線励起発光素子に用いる赤色蛍光材料として有用なものである。また、加速電圧の高い陰極線管用発光素子に用いる赤色蛍光材料としても有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】試料Ａ、Ｂ及びＣの、電子線励起による発光輝度と加速電圧の関係を表すグラフである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ）等の電子線励起発光素子に用いる赤色蛍光体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子線励起発光素子に用いられる赤色蛍光体としては、ユーロピウムで賦活した酸化イットリウム（Ｙ、Ｅｕ）２Ｏ３が知られている。このものはイットリウムの一部をユーロピウムで置換することにより電子線を照射した際に赤色発光するのであるが、その発光輝度は十分ではなく、発光輝度向上に向けた検討がなされている。例えば、イットリウムの一部をさらに亜鉛で置換し、共賦活することで発光輝度を向上させた（Ｙ、Ｅｕ、Ｚｎ）２Ｏ３が知られている（特許文献１及び２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００‐３１９６５４号公報
【特許文献２】特開２００２‐２３５０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１及び２に記載の（Ｙ、Ｅｕ、Ｚｎ）２Ｏ３は（Ｙ、Ｅｕ）２Ｏ３に較べれば赤色発光輝度の向上は認められるものの、電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ）の赤色発光素子として用いるには、更なる発光輝度の向上が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、より一層発光輝度の向上した赤色蛍光体を見出すべく種々の研究を重ねたところ、上記の（Ｙ、Ｅｕ、Ｚｎ）２Ｏ３において、共賦活剤としてさらにジルコニウムを併用すると電子線照射による発光輝度がより一層向上し、亜鉛単独共賦活系では得られない発光輝度が得られることを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
すなわち、本発明は、酸化イットリウムを母体とし、イットリウムの一部をユーロピウム、亜鉛及びジルコニウムで置換したことを特徴とする電子線励起赤色蛍光体である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の赤色蛍光体は、共賦活剤として亜鉛にさらにジルコニウムを併用することにより、電子線照射による発光輝度が上昇し、亜鉛単独系では得られない発光輝度が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、電子線励起赤色蛍光体であって、酸化イットリウムを母体とし、イットリウムの一部をユーロピウム、亜鉛及びジルコニウムで置換したことを特徴とする。
【０００９】
賦活剤として用いるユーロピウム、共賦活剤として用いる亜鉛及びジルコニウムの置換量は、蛍光体の組成を一般式（Ｙ１-ｘ-ｙ-ｚＥｕｘＺｎｙＺｒｚ）２Ｏ３で表すと、０．０１≦ｘ≦０．３、０．０００１≦ｙ≦０．０１、０．０００１≦ｚ≦０．０３の範囲が好ましく、より好ましくは０．０２≦ｘ≦０．２ 、０．０００５≦ｙ≦０．００５、０．０００５≦ｚ≦０．０１である。
【００１０】
賦活剤として用いるユーロピウムの置換量ｘが上記範囲より少ないと発光色の色純度が劣る傾向にあり、一方、上記範囲より多く添加しても、添加量に見合った発光強度が得られ難い。
【００１１】
また、共賦活剤として用いる亜鉛及びジルコニウムの各々の置換量ｙ及びｚが上記範囲より少ないと優位な改善効果の確認が困難であり、一方、上記範囲より多く添加しても、逆に輝度が低下する。
【００１２】
さらに、本発明においては、Ｚｒの置換量ｚとＺｎの置換量ｙとの比（ｚ／ｙ）は、１．０〜６．０とすると輝度向上の効果が著しく好ましい。
【００１３】
電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ）は、１００〜５０００Ｖの電圧で加速された電子線を励起源とする低電圧型と、５０００Ｖ以上の電圧で加速された電子線を励起源とする高電圧型の２種類が検討されている。本発明の赤色蛍光体は少なくとも３０００Ｖ程度の加速電圧で励起された電子線を照射すれば十分な発光が得られるので、上記何れの型でも使用することができる。
【００１４】
本発明の赤色蛍光体は、例えば、原料としてイットリウム化合物、ユーロピウム化合物、亜鉛化合物及びジルコニウム化合物の原料粉末の混合物を、必要に応じてホウ素等のフラックスの存在下で乾式で８００〜１４００℃の温度範囲で焼成することで得られる。焼成雰囲気としては、酸化、還元、等特に制約はないが、酸化雰囲気が好ましい。
【００１５】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はそれら実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００１６】
実施例１
酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化ユーロピウム（Ｅｕ２Ｏ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）をモル比でＹ：Ｅｕ：Ｚｎ：Ｚｒ＝０．９４６：０．０５：０．００２：０．００２になるように配合、自動瑪瑙乳鉢にて混合を行った後、得られた混合物をアルミナ製ルツボに適量入れ、大気中で１０００℃の温度で４時間保持して焼成した。これを冷却し再び混合を行った後、大気中１２００℃の温度で２０時間保持して焼成した。これを自動瑪瑙乳鉢で粉砕して本発明の蛍光体粉末（試料Ａ）を得た。
１．０×１０−５Ｐａ以下の真空槽内で、得られた試料Ａに電子銃（Ｋｉｍｂａｌｌ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｉｎｃ製ＥＦＧ−７）により電子線を照射したところ赤色に発光して、そのときの相対輝度は１００（加速電圧５ｋＶ）であった。
【００１７】
比較例１（Ｚｎ単独系）
酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化ユーロピウム（Ｅｕ２Ｏ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）をモル比でＹ：Ｅｕ：Ｚｎ＝０．９４８：０．０５：０．００２になるように配合し、実施例１と同様の処理を行い、比較試料の蛍光体粉末（試料Ｂ）を得た。
得られた試料Ｂの電子線照射による発光を、実施例１と同様の方法で測定したところ、その相対輝度は８０．０（加速電圧５ｋＶ）であった。
【００１８】
比較例２（Ｚｒ単独系）
酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化ユーロピウム（Ｅｕ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）をモル比でＹ：Ｅｕ：Ｚｒ＝０．９４８：０．０５：０．００２になるように配合し、実施例１と同様の処理を行い、比較試料の蛍光体粉末（試料Ｃ）を得た。
得られた試料Ｃの電子線照射による発光を、実施例１と同様の方法で測定したところ、その相対輝度は７０．１（加速電圧５ｋＶ）であった。
【００１９】
以上の結果からＺｒとＺｎを共に添加することによって、それぞれの元素を単独で添加したときには得られないほどの輝度が得られた。一般に単独で添加効果のある元素を組み合わせて添加しても、その効果までもが足しあわされるとは限らないので、このＺｒとＺｎとを併用することによる輝度向上の効果は有用である。
【００２０】
また、得られた試料Ａ、Ｂ及びＣの電子線励起による発光輝度と加速電圧の関係を図１に示した。図１より、加速電圧が上昇するにしたがって本発明の試料Ａと比較試料Ｂ及びＣとの発光輝度の差が広がる傾向がみられることから、低電圧型ＦＥＤ用および高電圧型ＦＥＤ用赤色蛍光体としてのみならず、陰極線管等の高加速電圧での発光を利用する赤色蛍光体としても有用であることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の赤色蛍光体は、電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ）等の電子線励起発光素子に用いる赤色蛍光材料として有用なものである。また、加速電圧の高い陰極線管用発光素子に用いる赤色蛍光材料としても有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】試料Ａ、Ｂ及びＣの、電子線励起による発光輝度と加速電圧の関係を表すグラフである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化イットリウムを母体とし、イットリウムの一部をユーロピウム、亜鉛及びジルコニウムで置換したことを特徴とする電子線励起赤色蛍光体。
【請求項２】
一般式（Ｙ１-ｘ-ｙ-ｚＥｕｘＺｎｙＺｒｚ）２Ｏ３（但し、０．０１≦ｘ≦０．３、０．０００１≦ｙ≦０．０１、０．０００１≦ｚ≦０．０３）で表される組成を有することを特徴とする、請求項１に記載の電子線励起赤色蛍光体。
【請求項３】
ＺｎとＺｒの配合比（ｚ／ｙ）が１．０〜６．０であることを特徴とする、請求項２に記載の電子線励起赤色蛍光体。
【請求項１】
酸化イットリウムを母体とし、イットリウムの一部をユーロピウム、亜鉛及びジルコニウムで置換したことを特徴とする電子線励起赤色蛍光体。
【請求項２】
一般式（Ｙ１-ｘ-ｙ-ｚＥｕｘＺｎｙＺｒｚ）２Ｏ３（但し、０．０１≦ｘ≦０．３、０．０００１≦ｙ≦０．０１、０．０００１≦ｚ≦０．０３）で表される組成を有することを特徴とする、請求項１に記載の電子線励起赤色蛍光体。
【請求項３】
ＺｎとＺｒの配合比（ｚ／ｙ）が１．０〜６．０であることを特徴とする、請求項２に記載の電子線励起赤色蛍光体。
【図１】
【公開番号】特開２００６−２６５３９６（Ｐ２００６−２６５３９６Ａ）
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−８６２８１（Ｐ２００５−８６２８１）
【出願日】平成１７年３月２４日（２００５．３．２４）
【出願人】（００００００３５４）石原産業株式会社 (289)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２４日（２００５．３．２４）
【出願人】（００００００３５４）石原産業株式会社 (289)
【Ｆターム（参考）】
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