JP4123758B2

JP4123758B2 - 発光装置

Info

Publication number: JP4123758B2
Application number: JP2001333675A
Authority: JP
Inventors: 正敏椎木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-10-31
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2021-10-31
Also published as: JP2003142004A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は真空紫外領域（波長：２００ｎｍ以下）にある希ガス共鳴紫外線または低速電子線により励起されて発光する蛍光体を蛍光膜として備えたプラズマディスプレイ及び電界放射型ディスプレイの技術に係り、発光装置及びこれを用いた表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表示および発光装置の薄型化傾向に伴い，プラズマディスプレイ装置並びに液晶表示装置そして電界放射型ディスプレイ（ＦＥＤ）装置の高性能化も進行している。プラズマディスプレイ装置は，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用いた場合は，１４７ｎｍおよび１７２ｎｍにある）を励起源として当該放電空間内に配置した蛍光体を発光させることによりカラー表示をする方式である。また，液晶表示装置においては，現在バックライト用として直管型白色蛍光ランプが使用されているが表示画面の輝度向上ならびに環境上の水銀レス化の要請もあり，これらの諸問題を解決する対策として平面型希ガス放電蛍光ランプが開発されており，これには希ガス共鳴線励起用蛍光体が使用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
プラズマディスプレイ装置，希ガス放電発光装置（蛍光ランプ等）および電界放射型ディスプレイ（ＦＥＤ）装置の性能は蛍光体の性能に依存している部分が大きい。現行のＰＤＰ用青色蛍光体 (ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、以下ＢＡＭと略称する)については長寿命化，発光効率向上などが望まれている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
先に本発明者等は電子線用青色蛍光体として，２価ユ−ロピウム付活アルカリ土類珪酸塩蛍光体を開発した［特開昭６４−６０８７、特開平０１−１６７３９４］が，真空紫外領域紫外線並びに低速電子線での評価は未検討であった。今般，本蛍光体につき真空紫外領域紫外線並びに低速電子線励起下において良色調かつ高発光効率を有する組成を見出し本発明に至った。
【０００５】
本発明の蛍光体は，次の組成式で示されることを特徴とする。
（Ａe）a-c（Ａｅ）bＳｉxＯy：Ｅｕc
但し、ＡｅはＳｒ，ＣａそしてＢａの中から選ばれた少なくとも１種類のアルカリ土類元素である。また、ＡｅはＭｇそしてＺｎの中から選ばれた少なくとも１種類の元素である。上記化学式でaは1または2であり，ｂは１または０である。さらに，xは１または２であり，yが４，６または７である。また，ｃは以下の範囲の数である。
０．０１≦ｃ≦０．３
そして，本発明のプラズマディスプレイ装置,希ガス放電発光装置および電界放射型ディスプレイ（ＦＥＤ）装置は共に上記蛍光体から成る蛍光膜を備えた表示および発光装置である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明者等は寿命が良く，かつ高効率の青色発光２価ユ−ロピウム付活アルカリ土類珪酸塩蛍光体を開発し，これを青色成分として用いることにより，高性能のプラズマディスプレイ装置，希ガス放電発光装置および電界放射型ディスプレイ（ＦＥＤ）装置を得ることができた。
以下，本発明の実施例を説明する。
【０００７】
本発明の代表的蛍光体は次のようにして合成される。
蛍光体原料としては、炭酸ストロンチウム等のアルカリ土類炭酸塩化合物、炭酸亜鉛等の亜鉛化合物、弗化ユ−ロピウム等のユ−ロピウム化合物、酸化珪素等の珪素化合物、塩化アンモニウム等のハロゲン化アンモニウム化合物を用い，これらの各原料を組成式に従って秤量，採取し湿式または乾式で充分良く混合する。この混合物を熔融アルミナルツボ等の耐熱容器に充填し，２回焼成を行う。初めの焼成は空気中，８００℃で行い，２回目は５％水素混合窒素ガス雰囲気中で１２５０℃の温度で焼成する。この焼成物は粉砕後，水洗，乾燥を行ない本発明の青色発光蛍光体を得る。
［実施例１］
表１に蛍光体の組成および相対発光強度を示した。
【０００８】
【表１】

このうち試料５の蛍光体は次のように合成した。即ち、下記原料
BaCO3:0.3molx0.1 5.92g SrCO3:0.3molx0.1 4.42g
CaCO3:0.3molx0.1 3.00g MgCO3:1molx0.1 8.43g
SiO2:1molx0.1 6.01g Eu2O3:0.1molx0.05 1.76g
NH4Cl:0.1g
を秤取り，必要な量を充分に良く混合した後、この混合物を熔融アルミナルツボ等の耐熱容器に充填し、空気中８００℃で、次いで５％水素混合窒素ガス雰囲気中１２５０℃の温度で焼成する。この焼成物は粉砕後、水洗、乾燥を行ない青色発光蛍光体を得た。この他の蛍光体も同様にして合成した。その後，１４７ｎｍ真空紫外線励起下での同蛍光体の発光輝度を現行蛍光体ＢＡＭのそれを１００％とした場合の各試料の相対発光強度を求めた。その結果は，表１に示すとおり，１００％〜１１５％である。また，これらの蛍光体の寿命特性が，比較試料より向上していることを確認した。
［実施例２］
先に述べた原料を用い，同様な合成プロセスに従い表２に記載したＣａ，Ｓｒ，Ｂａ，そしてＭｇまたはＺｎで一部置換した蛍光体(試料９〜２０)を合成した。これらの蛍光体はいずれも１４７ｎｍ紫外線励起下で比較的に高い発光輝度を有するものであることがわかった。具体的な発光強度は，表２に示す。また，これらの蛍光体の寿命特性は，比較試料より向上していることを確認した。
［実施例３］
青色蛍光膜を構成する青色蛍光体として本発明による２価ユ−ロピウム付活アルカリ土類珪酸塩蛍光体（表１及び２に示す組成）を用いてプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）を作製した。
【０００９】
【表２】

本実施の形態のような面放電型カラーＰＤＰのＰＤＰ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）。
【００１０】
本実施の形態のＰＤＰは，背面基板上に，銀などで構成されているアドレス電極と，ガラス系の材料で構成される誘電体層を形成した後，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，隔壁を形成する。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。
【００１１】
ここで，各蛍光体層は，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，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，本実施の形態で用いた蛍光体層は，中央粒径が３μｍの各蛍光体粒子で構成されている。
【００１２】
また，各蛍光体の材料は，赤蛍光体は(Y,Gd)BO3:Eu蛍光体とY2O3:Eu蛍光体１：１の混合物であり，緑蛍光体はZn2SiO4:Mn蛍光体である。
【００１３】
次に,表示電極，バス電極，誘電体層，保護層を形成した前面基板と，背面基板をフリット封着し，パネル内を真空排気した後放電ガスを注入し封止する。本実施の形態のＰＤＰは，そのサイズが３型で一画素のピッチが１０００μｍｘ１０００μｍである。
次に，実施例１及び２で形成した各蛍光体を用いて，赤，緑光体は同一の材料を使用し，各蛍光体層２５に充填したプラズマディスプレイ装置を作製し，初期輝度及び寿命特性を調べた。
このパネルは青色蛍光体のみを２価ユ−ロピウム付活アルミン酸バリウム・マグネシウム蛍光体に換えて製作した従来品に比較して色調がよく、かつ高輝度で長寿命を有するものであった。
初期輝度は，表２の各蛍光体に関し記載した粉体の相対発光強度とほぼ同等の結果が得られた。また寿命性能では，すべての蛍光体（表１及び表２に示すすべての組成）が，比較蛍光体を上回る結果を示した。
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。
【００１４】
赤蛍光体では，(Y,Gd)BO3:Eu，(Y,Gd)2O3:Eu,(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，（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。
［実施例４］
青色蛍光体色として本発明による２価ユ−ロピウム付活アルカリ土類珪酸塩蛍光体（表１に示す組成）を，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。このランプは青色蛍光体のみを２価ユ−ロピウム付活アルミン酸バリウム・マグネシウム蛍光体に換えて製作した従来品に比較して高発光効率かつ長寿命を有するものであった。
［実施例５］
青色蛍光体として本発明による２価ユ−ロピウム付活アルカリ土類珪酸塩蛍光体（表２に示す組成）を，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。このランプは青色蛍光体のみを２価ユ−ロピウム付活アルミン酸バリウム・マグネシウム蛍光体に換えて製作した従来品に比較して高発光効率かつ長寿命を有するものであった。
［実施例６］
ここでは，まず蛍光膜を形成するガラス基板の内面に均一な透明電極を形成した。次に、青色蛍光膜を構成する青色蛍光体として本発明による２価ユ−ロピウム付活アルカリ土類珪酸塩蛍光体（表１及び表２に示す組成）を，緑色蛍光膜を構成する緑色蛍光体として２価マンガン付活珪酸亜鉛蛍光体を，そして赤色蛍光膜を構成する赤色蛍光体として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順次形成した。このガラス基板と微少な電子線源が作り込んであるもう一つのガラス基板を合わせて封着し，真空排気後に１０型の電界放射型ディスプレイ（ＦＥＤ）パネルを製作した。このパネルは従来の青色蛍光体のみを２価ユ−ロピウム付活アルミン酸バリウム・マグネシウム蛍光体に換えて製作したＦＥＤパネルより高効率，かつ長寿命の特性を示した。このパネルを用いて，表示パネルを構成し，テレビ，ビデオ，自動車などのディスプレイシステムとして使用したところ，良い表示品質が得られることを確認した。
上述の通り、真空紫外領域紫外線および低速電子線励起下において効率の高い青色蛍光体［２価ユ−ロピウム付活アルカリ土類珪酸塩蛍光体］を希ガス放電表示・発光装置，または電界放射型ディスプレイ（ＦＥＤ）装置に用いることにより，長寿命化を実現できた。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の発光装置及び表示装置は長寿命である。

Claims

次の化学式で示される青色発光２価ユ−ロピウム付活アルカリ土類珪酸塩蛍光体を含有する蛍光膜を備えたことを特徴とする発光装置。
（Ａe）_１−ｃ（Ｍｇ_0.9、Ｚｎ_0.1）Ｓｉ_２Ｏ_６：Ｅｕ_ｃ
（但し、ＡｅはＳｒ，ＣａそしてＢａの中から選ばれた少なくとも１種類のアルカリ土類元素であり、ｃが 0.01 ≦ｃ≦ 0.3の範囲にある。）
次の化学式で示される青色発光２価ユ−ロピウム付活アルカリ土類珪酸塩蛍光体を含有する蛍光膜を備えたことを特徴とする発光装置。
Ｃａ（Ｍｇ _1-d 、Ｚｎ _d ）Ｓｉ _２Ｏ _６
（但し、ｄが 0.01 ≦ｄ≦ 2 の範囲にあるか又はｄ＝ 1 である。）
対向配置された一対の基板と，
前記一対の基板間に形成された，放電により紫外線を発生するガスが封入された放電ガス空間と，前記一対の基板の対向面の夫々に形成された電極と，
前記一対の基板の一方の，前記放電ガス空間に接する面に形成された蛍光体層とを有し、
前記蛍光体層のうち赤蛍光体層が，（Y,Gd）BO3:Eu，(Y,Gd)2O3:Eu,(Y,Gd)(P,V)O4:Euから選ばれる少なくとも一種以上の蛍光体を有しているプラズマディスプレイであることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
前記蛍光体層のうち緑蛍光体層が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，（Y,Gd）PO4：Tbから成る群から選ばれた少なくとも一種以上の蛍光体を有しているプラズマディスプレイであることを特徴とする請求項３記載の発光装置。