JP2003336055A - プラズマディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 プラズマディスプレイ装置において、蛍光体
全体の輝度の向上、長寿命化を図ることを目的とする。 【解決手段】 プラズマディスプレイ装置において、蛍
光体層は青色蛍光体層を有し、その青色蛍光体層は、Ｂ
ＡＭ（Ｂａ_1-xＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ_xまたはＢａ_1-x-y
Ｓｒ_yＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ_x）系青色蛍光体により構成
され、その青色蛍光体は板状粒子であり、かつ板径が
０．３μｍ〜６μｍ、板厚が０．１μｍ〜２μｍ、板径
と板厚の比が３〜２５、比表面積が２．０〜３．０ｍ²
／ｇ、付活剤としてのユーロピウム（Ｅｕ）の原子比ｘ
が０．０３＜ｘ＜０．２５、０＜ｙ＜０．２５であるこ
とを特徴としている。これにより、蛍光体全体の輝度の
向上、長寿命化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はテレビなどの画像表
示に用いられ、かつ紫外線により励起されて発光する蛍
光体層を有するプラズマディスプレイ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータやテレビなどの画像
表示に用いられているカラー表示デバイスにおいて、プ
ラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰという）を用
いたプラズマディスプレイ装置は、大型で薄型軽量を実
現することのできるカラー表示デバイスとして注目され
ている。

【０００３】一般的に、テレビに用いるディスプレイと
して、まず従来から用いられているＣＲＴは、解像度・
画質の点でプラズマディスプレイや液晶ディスプレイに
対して優れているものの、奥行きと重量の点で４０イン
チ以上の大画面にはあまり向いていない。また、液晶デ
ィスプレイは消費電力が少なく、駆動電圧も低いという
優れた性能を有しているが、ＣＲＴと比べて色再現性が
低く、なおかつ画面の大きさや視野角に限界がある。こ
れに対して、プラズマディスプレイは、奥行きや視野角
の問題点は存在しないため、色再現性が高く、大画面デ
ィスプレイの実現が可能であり、すでに４０インチクラ
スの製品が開発されている（例えば、機能材料１９９６
年２月号Ｖｏｌ．１６，Ｎｏ．２，７ページ参照）。

【０００４】プラズマディスプレイ装置は、いわゆる３
原色（赤、緑、青）を加法混色することにより、フルカ
ラー表示を行っている。このフルカラー表示を行うため
に、プラズマディスプレイ装置には３原色である赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色を発光する蛍光体層
が備えられ、この蛍光体層を構成する蛍光体粒子はＰＤ
Ｐの放電セル内で発生する紫外線により励起され、各色
の可視光を生成している。

【０００５】上記各色の蛍光体に用いられる化合物とし
ては、例えば、赤色を発光するＹＧｄＢＯ₃：Ｅｕ³⁺、
Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺、緑色を発光するＺｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍ
ｎ²⁺、青色を発光するＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺が知
られている。これらの各蛍光体は、所定の原材料を混ぜ
合わせた後、１０００℃以上の高温で焼成することによ
り固相反応されて作製される（例えば、蛍光体ハンドブ
ック Ｐ２１９、２２５オーム社参照）。このとき、蛍
光体の酸化による輝度低下を防止するために、還元雰囲
気中（例えば、水素ガス雰囲気や、一酸化炭素ガス雰囲
気）で焼成されるのが好ましい。この焼成により得られ
た蛍光体粒子は、粉砕してふるい分け（赤、緑平均粒
径：２μｍ〜５μｍ、青の平均粒径：３μｍ〜１０μ
ｍ）を行ってから使用している。

【０００６】蛍光体粒子を粉砕、ふるい分け（分級）す
る理由は、一般にＰＤＰに蛍光体層を形成する場合にお
いて、各色蛍光体粒子をペーストにしてスクリーン印刷
する手法が用いられており、ペーストを塗布した際に蛍
光体の粒子径が小さく、均一である（粒度分布がそろっ
ている）方がよりきれいな塗布面が得易いためである。
つまり、蛍光体の粒子径が小さく、均一で形状が球状に
近いほど、塗布面がきれいになり、蛍光体層における蛍
光体粒子の充填密度が向上するとともに、粒子の発光表
面積が増加し、アドレス駆動時の不安定性も改善され
る。理論的にはプラズマディスプレイ装置の輝度を上げ
ることができると考えられるからである。従って、近年
さらに粒子を小さく粒度分布を均一にする目的で水熱合
成方法によって、球状の蛍光体粒子を作製する試みも行
われている。

【０００７】こうした蛍光体層が形成されたプラズマデ
ィスプレイ装置は、現行の４０から４２インチクラスの
ＮＴＳＣの画素レベル（画素数＝６４０×４８０個、セ
ルピッチ＝０．４３ｍｍ×１．２９ｍｍ、１セルの面積
＝０．５５ｍｍ²）において、その輝度が３００〜５０
０ｃｄ／ｍ²の性能を示す。また、現行のＮＴＳＣレベ
ルのＰＤＰでは蛍光体層の最大輝度を得るため、平均
３．５μｍの蛍光体粒子を用いると、蛍光体粒子１０個
分の３５μｍの膜厚が必要であった。

【０００８】フルスペックのハイビジョンテレビの画素
レベルでは、画素数が１９２０×１１２５となり、セル
ピッチも４２インチクラスで、０．１５ｍｍ×０．４８
ｍｍで１セルの面積は０．０７２ｍｍ²の細かさにな
る。同じ４２インチの大きさでＰＤＰのハイビジョンテ
レビを作製した時、１画素の面積でＮＴＳＣと比較する
と、１／７〜１／８の細かさとなる。従って、同じ蛍光
体と、ガス組成、ガス圧を使用して４２インチのハイビ
ジョンテレビをＰＤＰで作製すると輝度が３０〜４０ｃ
ｄ／ｍ²と低くなることが予想され、輝度に対する改善
が望まれる。

【０００９】また輝度向上とともに熱望されているの
が、ＰＤＰの長寿命化である。従来のＰＤＰは長時間使
用すると、輝度劣化を起こすことが知られている。特に
大きな蛍光体層の輝度劣化の要因として、イオン衝撃や
紫外線照射による劣化、放電によりスパッタされた部材
の再付着等が考えられている。中でも紫外線照射による
劣化が大きく、特に青色蛍光体からなる層はその劣化の
度合いが大きい。このことは、ＰＤＰにおいて、特定の
色の蛍光体層が輝度劣化することを意味し、その結果と
してパネル全体の発光総量が低下することとなる。さら
に、蛍光体層間の発色バランスが崩れて、色ずれが生じ
るという課題があった。これからのマルチメディア時代
における家庭内テレビの役割を考えると、プラズマディ
スプレイ装置の長寿命化は必須である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＰＤＰなど
に用いられている従来の蛍光体粒子は、固相反応の後、
粉砕することにより製造されるため、その蛍光体粒子表
面には応力が加えられることによる歪が発生し、いわゆ
る酸素欠陥等の欠陥が出現する。この酸素等の欠陥は、
ＰＤＰのセル内における放電で生じる波長１４７ｎｍの
紫外線を吸収し、発光中心の励起を阻害してしまうので
輝度低下をもたらす。また、蛍光体粒子は、紫外線が照
射されることにより酸素欠陥を起点として結晶性が低下
することから、プラズマディスプレイ装置の使用中に輝
度劣化が生じやすい。従って、蛍光体粒子を粉砕すれば
するほど、蛍光体層全体の酸素欠陥の絶対数が増加する
ので輝度劣化し易く、十分に高い輝度を得られない。

【００１１】また、蛍光体層の充填率や被覆率を上げる
ために、蛍光体粒子の粒径を小さく球状にすることで蛍
光体の表面積が増大したり、蛍光体中の欠陥が増大した
りする。そのため、蛍光体表面に多くの水や炭酸ガスあ
るいは、炭化水素系の有機物が付着しやすくなる。特に
Ｂａ_1-xＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ_xやＢａ_1-x-yＳｒ_yＭｇＡ
ｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ_xのようなＥｕ⁺²イオンが発光中心とな
る青色蛍光体の場合は、これらの結晶構造が層状構造を
有しており（例えば、ディスプレイアンドイメージング
１９９９．Ｖｏｌ．７，ｐｐ２２５〜２３４）、その
層の中でＢａ原子を含有する層（Ｂａ−Ｏ層）近傍の酸
素（Ｏ₂）に欠損が、粒径に関係なく存在しており、粒
径が小さくなるとその欠陥量がさらに増大するという課
題を有している（例えば、応用物理、第７０巻 第３号
２００１年 ｐｐ３１０）。そのため、蛍光体のＢａ
−Ｏ層の表面に空気中に存在する水が選択的に吸着して
しまう。

【００１２】したがって、パネル製造工程中で水や炭化
水素が大量にパネル内に放出され、放電中に蛍光体やＭ
ｇＯと反応して輝度劣化や色度変化（色度変化による色
ずれや画面の焼き付け）、あるいは駆動マージンの低下
や放電電圧の上昇といった課題が発生する。

【００１３】また、水や炭化水素系ガスが選択的に青色
蛍光体に吸着するためペーストやインキを作製する時、
バインダー中のエチルセルロースが、青色蛍光体に吸着
しにくくなるため、蛍光体とエチルセルロースが分離し
やすくなる。エチルセルロースと蛍光体が分離すると、
細いノズルから蛍光体インキを塗布する場合、蛍光体は
速度勾配がゼロとなるノズル開口部付近に堆積し、結果
としてノズルの目詰まりを起こすという課題が発生す
る。

【００１４】そこで本発明は、青色蛍光体を改良するこ
とによって蛍光体全体の輝度の向上、長寿命化を図るこ
とを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、蛍光体層は青色蛍光体層を有し、その青色
蛍光体層は、ＢＡＭ（Ｂａ_1-xＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ_xま
たはＢａ_1-x-yＳｒ_yＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ_x）系青色蛍
光体により構成され、その青色蛍光体は板状粒子であ
り、かつ板径が０．３μｍ〜６μｍ、板厚が０．１μｍ
〜２μｍ、板径と板厚の比が３〜２５、比表面積が２．
０〜３．０ｍ²／ｇ、付活剤としてのユーロピウム（Ｅ
ｕ）の原子比ｘが０．０３＜ｘ＜０．２５、０＜ｙ＜
０．２５であることを特徴としている。

【００１６】

【発明の実施の形態】すなわち、本発明においては、蛍
光体層の輝度を向上させて紫外線の照射量を抑えること
で、蛍光体の劣化速度を鈍化させるものである。また、
青色蛍光体のバリウム（Ｂａ）原子を含有する層（Ｂａ
−Ｏ層）近傍の酸素の欠陥をなくすことで、青色蛍光体
表面への水の吸着を抑え、蛍光体の輝度劣化に対する耐
性を持たせることにより、プラズマディスプレイ装置の
性能改善を行うものである。

【００１７】ここで、上記のように板状をした蛍光体粒
子を得るためには、蛍光体を作製するときの焼成条件や
出発原料または焼成雰囲気を変えて作製することが必要
である。すなわち、所定量のフラックスを添加し、焼成
温度をある程度高くし、かつ短時間焼成を行うことによ
り、蛍光体のごく表面の結晶性は良好であるが、板状比
を大きくした蛍光体粒子を得ることができる。

【００１８】青色蛍光体は、元来その結晶系態が６方晶
系であるため（例えば、蛍光体ハンドブック Ｐ２１
９，Ｐ２２５，オーム社）、六角板状の蛍光体粒子を得
やすい。なお、あまり、板厚が薄すぎたり板径が小さす
ぎると、蛍光体粒子が凝集するため、かえって輝度が低
下してしまう。実際には板厚は、０．１μｍ〜３μｍ，
板径が０．３μｍ〜６μｍに設定するのが好ましい。と
ころで、上記のように板状比が大きな蛍光体粒子では、
吸収する紫外線量に対して十分な発光点を確保するため
に、付活剤を多めに添加して作製することが望ましい。

【００１９】本発明者らは、輝度劣化の原因の本質は欠
陥が存在することだけで起こるのではなく、Ｂａ−Ｏ層
近傍の酸素(Ｏ)欠陥に選択的に水や炭酸ガスあるいは炭
化水素系ガスが吸着し、その吸着した状態に紫外線やイ
オンが照射されることによって蛍光体が水や炭化水素と
反応して輝度劣化や色ずれがおこることを見出した。す
なわち、青色蛍光体中のＢａ−Ｏ層近傍の酸素欠陥に水
や炭酸ガスあるいは炭化水素系ガスを吸着することによ
って、種々の劣化が起こるという知見を得た。

【００２０】従来Ｂａ−Ｏ層近傍の欠陥を修復すること
を目的に、蛍光体表面に酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）
の結晶を全面にコーティングする方法が考案されてい
る。しかしながら、全面にコートすることによって、紫
外線の吸収が起こり、蛍光体の発光輝度が低下するとい
う課題及びコーティングしてもなお紫外線による輝度の
低下という課題があった。

【００２１】また、酸素欠陥を低減するために、酸素ガ
スを含む雰囲気で焼成し、Ｅｕ⁺²イオンの一部（１５％
以下）をＥｕ⁺³イオンにする試みが成されて来た。しか
し２価を１５％程度酸化させたのでは、ノズルの目詰ま
りの解消は困難であった。

【００２２】そこで、青色蛍光体粒子を０．０５〜０．
５ｍｏｌ％のＭｇＦ₂、ＡｌＦ₃を融剤（フラックス）と
して混合して、所定の条件で焼成させることにより、六
角板状に十分に粒成長させた蛍光体において、ＢａＭｇ
Ａｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ，あるいはＢａＳｒＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：
Ｅｕの結晶構造を有する青色蛍光体中のＢａ元素と置換
している２価のＥｕイオンの５０〜８０％を３価のＥｕ
イオンで置換することで、Ｂａ−Ｏ層近傍の酸素欠陥を
低減させ、青色蛍光体の輝度を低下させることなく、パ
ネル作製工程やパネルの駆動時の青色蛍光体の劣化防止
やノズルの目詰まり防止を行うことができる。

【００２３】青色蛍光体であるＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅ
ｕ中のＥｕはＢａの格子に入り２価のプラスイオンとし
て存在している。その２価イオンの内の一部を３価のＥ
ｕイオンで置換すると、プラスの電荷が結晶中に増大す
る。このプラスの電荷を中和するために（電荷を補償す
るために）Ｂａ元素の近傍の酸素欠陥をマイナスの電荷
を持つ酸素が埋めるため、結果としてＢａ−Ｏ層近傍の
酸素欠陥が低減できるものと考えられる。

【００２４】また、酸素欠陥が少なければ少ないほど、
各工程での劣化の度合いが少なくなる。ただし３価のイ
オンが多くなりすぎると、輝度が低下してしまうので好
ましくない。Ｅｕの３価の量の特に好ましい量は、５０
％〜８０％である。

【００２５】以下、本発明の蛍光体の製造方法について
説明する。

【００２６】ここで、蛍光体本体の製造方法としては、
従来の酸化物や炭酸化物あるいは硝酸化物原料をフラッ
クス（ＡｌＦ₃，ＭｇＦ₂，ＢａＦ₂等）を用いた固相焼
結法や、有機金属塩や硝酸塩を用い、これらを水溶液中
で加水分解したり、アルカリ等を加えて沈殿させる共沈
法を用いて蛍光体の前駆体を作製し、次にこれを熱処理
する液相法、あるいは、蛍光体原料が入った水溶液を加
熱された炉中に噴霧して作製する液体噴霧法等の蛍光体
の製造方法が考えられるが、いずれの方法で作製した蛍
光体を用いてもＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ中のＥｕの２
価のイオンを３価のイオンで所望の量を置換することの
効果があることが判明した。

【００２７】ここで蛍光体作製方法の一例として、青色
蛍光体の固相反応法による製法について述べる。原料と
して、ＢａＣＯ₃、ＭｇＣＯ₃、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｅｕ₂Ｏ₃等の
炭酸化物や酸化物と、焼結促進剤としてのフラック（Ａ
ｌＦ₃，ＢａＣｌ₂）を０．０５〜０．５ｍｏｌ％加え
て、１４００℃で２時間空気中で焼成する（この時点で
はＥｕはすべて３価）。特に、上記原料のＡｌ₂Ｏ₃にγ
―Ａｌ₂Ｏ₃を用いることで、結晶性の高い六角板状粒子
に成長しやすくなり、紫外線劣化の少ない蛍光体を得る
ことができるとともに、適当なフラックスと組み合わせ
ることでより輝度の高い蛍光体を得ることができる。こ
れを粉砕及びふるい分けを行い、次に１５００℃で２時
間、還元性雰囲気（Ｈ₂５％、Ｎ₂９５％の雰囲気中）で
焼成し（Ｅｕを２価にする）、再び粉砕とふるい分けを
行い蛍光体とする。

【００２８】次に、この蛍光体を酸素（Ｏ₂）中、酸素
−窒素（Ｎ₂）中、水蒸気−窒素中あるいはオゾン
（Ｏ₃）−窒素中の酸化雰囲気で３５０℃〜１０００℃
で焼成して、Ｅｕ２価の一部を３価にする。ただし酸化
雰囲気での焼成は、１５００℃での還元工程後同じ炉で
降温時の１０００℃〜３５０℃の間に酸化させても良
い。

【００２９】水溶液から蛍光体を作製する場合は（液相
法）、蛍光体を構成する元素を含有する有機金属塩（例
えばアルコキシド、やアセチルアセトン）あるいは硝酸
塩を水に溶解後、加水分解して共沈物（水和物）を作製
し、それを水熱合成（オートクレーブ中で結晶化）や、
空気中で焼成、あるいは高温炉中に噴霧して得られた粉
体を１５００℃で２時間、還元性雰囲気（Ｈ₂５％，Ｎ₂
９５％の雰囲気中）で焼成し粉砕とふるい分けする。

【００３０】次にこれをＯ₂、Ｏ₂−Ｎ₂、Ｏ₃−Ｎ₂中で
３５０℃〜１０００℃で焼成して蛍光体とする。また、
前記のＥｕ⁺²イオンの一部がＥｕ⁺³イオンになったこと
については、ＸＡＮＥＳ（Ｘ−ｒａｙ ａｂｓｏｒｐｔ
ｉｏｎ ｎｅａｒ ｅｄｇｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）の測
定により同定した。

【００３１】このように従来の青色蛍光体粉作製工程を
用いて、十分に粒成長した六角板状のＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ
₁₇：Ｅｕ結晶中のＥｕ⁺²イオンをＥｕ⁺³イオンで置換す
ることで、青色蛍光体の輝度の低下を抑え、水に対して
強い（蛍光体焼成工程や、パネル封着工程、パネルエー
ジング工程あるいは、パネル駆動中に発生する水や炭酸
ガスに耐久性を持つ）青色蛍光体が得られる。またイン
キジェット法で蛍光体層を塗布してもノズルの目詰まり
が起こらない。

【００３２】本発明に係るプラズマディスプレイ装置
は、１色または複数色の放電セルが複数配列されるとと
もに、各放電セルに対応する色の蛍光体層が配設され、
その蛍光体層が紫外線により励起されて発光するプラズ
マディスプレイパネルを備えたプラズマディスプレイ装
置であって、前記蛍光体層は青色蛍光体層を有し、その
青色蛍光体層は、ＢＡＭ（Ｂａ_1-xＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅ
ｕ_xまたはＢａ_1-x-yＳｒ_yＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ_x）系青
色蛍光体により構成され、その青色蛍光体は板状粒子で
あり、かつ板径が０．３μｍ〜６μｍ、板厚が０．１μ
ｍ〜２μｍ、板径と板厚の比が３〜２５、比表面積が
２．０〜３．０ｍ²／ｇ、付活剤としてのユーロピウム
（Ｅｕ）の原子比ｘが０．０３＜ｘ＜０．２５、０＜ｙ
＜０．２５であることを特徴とする。従って、プラズマ
ディスプレイ装置の輝度も向上すると共に、輝度劣化や
色ずれが抑制されて輝度特性に優れたプラズマディスプ
レイ装置を得ることができる。

【００３３】また、蛍光体層の厚みを蛍光体粒子の平均
粒径の８〜２５倍の範囲内にすれば、蛍光体層の発光効
率が高い状態を保ちつつ放電空間を十分に確保すること
ができるので、プラズマディスプレイ装置における輝度
を高くすることができる。特に蛍光体の平均粒径が６μ
ｍ以下であるとその効果は大きい（映像情報メディア学
会 ＩＤＹ２０００−３１７．ＰＰ３２）。ここで、プ
ラズマディスプレイ装置における青色蛍光体層に使用す
る具体的な蛍光体粒子としては、Ｅｕ⁺²イオンの内、５
０％〜８０％をＥｕ⁺³イオンにしたＢａ_1-xＭｇＡｌ₁₀
Ｏ₁₇：Ｅｕ_x、もしくはＢａ_1-x-yＳｒ_yＭｇＡｌ
₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ_xで表される化合物を用いることができ
る。ここで、前記化合物におけるｘの値は、０．０３≦
ｘ≦０．２０，０．１≦ｙ≦０．５であれば輝度が高く
好ましい。

【００３４】また、プラズマディスプレイ装置における
赤色蛍光体層に使用する具体的な蛍光体粒子としては、
Ｙ_2XＯ₃：Ｅｕ_X、もしくは（Ｙ、Ｇｄ）_1-XＢＯ₃：Ｅｕ
_Xで表される化合物を用いることができる。ここで、赤
色蛍光体の化合物におけるＸの値は、０．０５≦Ｘ≦
０．２０であれば、輝度及び輝度劣化に優れ好ましい。

【００３５】また、プラズマディスプレイ装置における
緑色蛍光体層に使用する具体的な蛍光体粒子としては、
Ｂａ_1-XＡｌ₁₂Ｏ₁₉：Ｍｎ_X、もしくはＺｎ_2-XＳｉＯ₄：
Ｍｎ _Xで表される化合物を用いることができる。ここ
で、上記緑色蛍光体の化合物におけるＸの値は、０．０
１≦Ｘ≦０．１０であることが、輝度及び輝度劣化に優
れるため好ましい。

【００３６】また、本発明に係るＰＤＰの製造方法は、
背面パネルの基板上に、Ｂａ_1-xＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ_x
あるいは，Ｂａ_1-x-yＳｒ_yＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇Ｅｕ_xの青色
蛍光体の２価のＥｕの内、５０％〜８０％を３価のＥｕ
イオンにした青色蛍光体粒子、赤色蛍光体粒子及び緑色
蛍光体粒子と、バインダとからなるペーストをノズルか
ら塗布して配設する配設工程と、そのパネル上に配設さ
れたペーストに含まれるバインダを焼失させる焼成工程
と、焼成工程により蛍光体粒子が基板上に配設された背
面パネルと表示電極を形成した前面パネルとを重ね合わ
せて封着する工程とを備えており、輝度、および輝度劣
化に優れたプラズマディスプレイ装置を得ることができ
る。

【００３７】また、本発明にかかる蛍光灯は、紫外線に
より励起されて可視光を発光する蛍光体層を有する蛍光
灯であって、前記蛍光体層を構成する青色蛍光体は、そ
の板径が０．３μｍ〜６μｍで、板厚が０．１μｍ〜２
μｍで、板径と板厚の比が３〜２５で、なおかつ比表面
積が２．０〜３．０ｍ²／ｇであり、青色蛍光体中のＥ
ｕ⁺²の内５０％〜８０％をＥｕ⁺³にした蛍光体粒子を含
んで構成されていることにより、蛍光体粒子自体が発光
特性に優れ、輝度及び輝度劣化に優れた蛍光灯とするこ
とができる。

【００３８】以下、本発明の一実施の形態によるプラズ
マディスプレイ装置について、図面を参照しながら説明
する。

【００３９】図１はＰＤＰにおける前面ガラス基板を取
り除いた概略平面図であり、図２は、ＰＤＰの画像表示
領域について一部を断面で示す斜視図である。なお、図
１においては表示電極群、表示スキャン電極群、アドレ
ス電極群の本数などについては分かり易くするため一部
省略して図示している。

【００４０】図１に示すように、ＰＤＰ１００は、前面
ガラス基板１０１（図示せず）と、背面ガラス基板１０
２と、Ｎ本の表示電極１０３と、Ｎ本の表示スキャン電
極１０４（Ｎ本目を示す場合はその数字を付す）と、Ｍ
本のアドレス電極１０７群（Ｍ本目を示す場合はその数
字を付す）と、斜線で示す気密シール層１２１とからな
り、各電極１０３、１０４、１０７による３電極構造の
電極マトリックスを有しており、表示電極１０３及び表
示スキャン電極１０４とアドレス電極１０７との交点に
セルが形成されている。１２３は画像表示領域である。

【００４１】このＰＤＰ１００は、図２に示すように、
前面ガラス基板１０１の１主面上に表示電極１０３、表
示スキャン電極１０４、誘電体ガラス層１０５、ＭｇＯ
保護層１０６が配設された前面パネルと、背面ガラス基
板１０２の１主面上にアドレス電極１０７、誘電体ガラ
ス層１０８、隔壁１０９、及び蛍光体層１１０Ｒ、１１
０Ｇ、１１０Ｂが配設された背面パネルとが張り合わさ
れ、前面パネルと背面パネルとの間に形成される放電空
間１２２内に放電ガスが封入された構成となっており、
図３に示すＰＤＰ駆動装置に接続することによりプラズ
マディスプレイ装置が構成されている。

【００４２】プラズマディスプレイ装置は、図３に示す
ように、ＰＤＰ１００に表示ドライバ回路１５３、表示
スキャンドライバ回路１５４、アドレスドライバ回路１
５５を有しており、コントローラ１５２の制御に従い点
灯させようとするセルにおいて表示スキャン電極１０４
とアドレス電極１０７に電圧を印加することによりその
間でアドレス放電を行い、その後表示電極１０３、表示
スキャン電極１０４間にパルス電圧を印加して維持放電
を行う。この維持放電により、当該セルにおいて紫外線
が発生し、この紫外線により励起された蛍光体層が発光
することでセルが点灯するもので、各色セルの点灯、非
点灯の組み合わせによって画像が表示される。

【００４３】次に、上述したＰＤＰについて、その製造
方法を図４及び図５を参照しながら説明する。

【００４４】前面パネルは、前面ガラス基板１０１上
に、まず各Ｎ本の表示電極１０３及び表示スキャン電極
１０４（図２においては各２本のみ表示している）を交
互かつ平行にストライプ状に形成した後、その上から誘
電体ガラス層１０５で被覆し、さらに誘電体ガラス層１
０５の表面にＭｇＯ保護層１０６を形成することによっ
て作製される。

【００４５】表示電極１０３及び表示スキャン電極１０
４は、ＩＴＯからなる透明電極と銀からなるバス電極と
から構成される電極であって、バス電極用の銀ペースト
はスクリーン印刷により塗布した後、焼成することによ
って形成される。

【００４６】誘電体ガラス層１０５は、鉛系のガラス材
料を含むペーストをスクリーン印刷で塗布した後、所定
温度、所定時間（例えば５６０℃で２０分）焼成するこ
とによって、所定の層の厚み（約２０μｍ）となるよう
に形成する。上記鉛系のガラス材料を含むペーストとし
ては、例えば、ＰｂＯ（７０ｗｔ％）、Ｂ₂Ｏ₃（１５ｗ
ｔ％）、ＳｉＯ₂（１０ｗｔ％）、及びＡｌ₂Ｏ₃（５ｗ
ｔ％）と有機バインダ（α−ターピネオールに１０％の
エチルセルローズを溶解したもの）との混合物が使用さ
れる。ここで、有機バインダとは樹脂を有機溶媒に溶解
したものであり、エチルセルローズ以外に樹脂としてア
クリル樹脂、有機溶媒としてブチルカービトールなども
使用することができる。さらに、こうした有機バインダ
に分散剤（例えば、グリセルトリオレエート）を混入さ
せてもよい。

【００４７】ＭｇＯ保護層１０６は、酸化マグネシウム
（ＭｇＯ）からなるものであり、例えばスパッタリング
法やＣＶＤ法（化学蒸着法）によって層が所定の厚み
（約０．５μｍ）となるように形成される。

【００４８】一方、背面パネルは、まず背面ガラス基板
１０２上に、電極用の銀ペーストをスクリーン印刷法や
フォトグラフィー法で形成し、その後焼成することによ
ってＭ本のアドレス電極１０７が列設された状態に形成
される。その上に鉛系のガラス材料を含むペーストがス
クリーン印刷法で塗布されて誘電体ガラス層１０８が形
成され、同じく鉛系のガラス材料を含むペーストをスク
リーン印刷法により所定のピッチで繰り返し塗布した後
焼成することによって隔壁１０９が形成される。この隔
壁１０９により、放電空間１２２はライン方向に一つの
セル（単位発光領域）毎に区画される。

【００４９】図４はＰＤＰ１００の一部断面図である。
図４に示すように、隔壁１０９の間隙寸法Ｗが一定値３
２インチ〜５０インチのＨＤ−ＴＶに合わせて１３０μ
ｍ〜２４０μｍ程度に規定される。そして、隔壁１０９
間の溝に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及びＢａ_1-xＭｇ
Ａｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ_xあるいは、Ｂａ_1-x-yＳｒ_yＭｇＡｌ
₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ_xの２価のＥｕイオンの内、５０％〜８０
％がＥｕ⁺³イオンで置換された青色（Ｂ）の各蛍光体粒
子と、有機バインダとからなるペースト状の蛍光体イン
キを塗布し、これを４００〜５９０℃の温度で焼成して
有機バインダを焼失させることによって、各蛍光体粒子
が結着してなる蛍光体層１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ
が形成される。

【００５０】この蛍光体層１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０
Ｂのアドレス電極１０７上における積層方向の厚みＬ
は、各色蛍光体粒子の平均粒径のおよそ８〜２５倍程度
に形成することが望ましい。すなわち、蛍光体層に一定
の紫外線を照射したときの輝度（発光効率）を確保する
ために、蛍光体層は、放電空間において発生した紫外線
を透過させることなく吸収するために、蛍光体粒子が最
低でも８層、好ましくは２０層程度、積層された厚みを
保持することが望ましく、それ以上の厚みとなれば蛍光
体層の発光効率はほとんどサチュレートしてしまうとと
もに、２０層程度積層された厚みを超えると放電空間１
２２の大きさを十分に確保できなくなる。

【００５１】また、水熱合成法等により得られた蛍光体
粒子のように、その粒径が十分小さく、かつ球状であれ
ば、球状でない粒子を使用する場合と比べ積層段数が同
じ場合であっても蛍光体層充填度が高まるとともに蛍光
体粒子の総表面積が増加するため、蛍光体層における実
際の発光に寄与する蛍光体粒子表面積が増加しさらに発
光効率が高まる。この蛍光体層１１０Ｒ、１１０Ｇ、１
１０Ｂの合成方法、および青色蛍光体層に用いる２価の
Ｅｕイオンの内、１５％〜６５％が３価のＥｕイオンに
置換された青色蛍光体粒子の製造法については後述す
る。

【００５２】このようにして作製された前面パネルと背
面パネルは、前面パネルの各電極と背面パネルのアドレ
ス電極とが直交するように重ね合わせられるとともに、
パネル周縁部に封着用ガラスを配置し、これを例えば４
５０℃程度で１０〜２０分間焼成して気密シール層１２
１（図１）を形成させることにより封着される。そし
て、一旦放電空間１２２内を高真空（例えば、１．１×
１０^-4Ｐａ）に排気した後、放電ガス（例えば、Ｈｅ−
Ｘｅ系、Ｎｅ−Ｘｅ系の不活性ガス）を所定の圧力で封
入することによってＰＤＰ１００が作製される。

【００５３】図５は、蛍光体層を形成する際に用いるイ
ンキ塗布装置の概略構成図である。図５に示すように、
インキ塗布装置２００は、サーバ２１０、加圧ポンプ２
２０、ヘッダ２３０などを備え、蛍光体インキを蓄える
サーバ２１０から供給される蛍光体インキは、加圧ポン
プ２２０によりヘッダ２３０に加圧されて供給される。
ヘッダ２３０にはインキ室２３０ａ及びノズル２４０
（内径が３０μｍ〜１２０μｍ）が設けられており、加
圧されてインキ室２３０ａに供給された蛍光体インキ
は、ノズル２４０から連続的に吐出されるようになって
いる。このノズル２４０の口径Ｄは、ノズルの目詰まり
防止のため３０μｍ以上で、かつ塗布の際の隔壁からの
はみ出し防止のために隔壁１０９間の間隔Ｗ（約１３０
μｍ〜２００μｍ）以下にすることが望ましく、通常３
０μｍ〜１３０μｍに設定される。

【００５４】ヘッダ２３０は、図示しないヘッダ走査機
構によって直線的に駆動されるように構成されており、
ヘッダ２３０を走査させるとともにノズル２４０から蛍
光体インキ２５０を連続的に吐出することにより、背面
ガラス基板１０２上の隔壁１０９間の溝に蛍光体インキ
が均一に塗布される。ここで、使用される蛍光体インキ
の粘度は２５℃において、１５００〜３００００ＣＰ
（センチポイズ）の範囲に保たれている。

【００５５】なお、上記サーバ２１０には図示しない攪
拌装置が備えられており、その攪拌により蛍光体インキ
中の粒子の沈殿が防止される。またヘッダ２３０は、イ
ンキ室２３０ａやノズル２４０の部分も含めて一体成形
されたものであり、金属材料を機器加工ならびに放電加
工することによって作製されたものである。

【００５６】また、蛍光体層を形成する方法としては、
上記方法に限定されるものではなく、例えば、フォトリ
ソ法、スクリーン印刷法、及び蛍光体粒子を混合させた
フィルムを配設する方法など、種々の方法を利用するこ
とができる。

【００５７】蛍光体インキは、各色蛍光体粒子、バイン
ダ、溶媒とが混合され、１５００〜３００００センチポ
アズ（ＣＰ）となるように調合されたものであり、必要
に応じて、界面活性剤、シリカ、分散剤（０．１〜５ｗ
ｔ％）等を添加してもよい。

【００５８】この蛍光体インキに調合される赤色蛍光体
としては、（Ｙ、Ｇｄ）_1-XＢＯ₃：Ｅｕ_X、またはＹ_2X
Ｏ₃：Ｅｕ_Xで表される化合物が用いられる。これらは、
その母体材料を構成するＹ元素の一部がＥｕに置換され
た化合物である。ここで、Ｙ元素に対するＥｕ元素の置
換量Ｘは、０．０５≦Ｘ≦０．２０の範囲となることが
好ましい。これ以上の置換量とすると、輝度は高くなる
ものの輝度劣化が著しくなることから実用上使用できに
くくなると考えられる。一方、この置換量以下である場
合には、発光中心であるＥｕの組成比率が低下し、輝度
が低下して蛍光体として使用できなくなるためである。

【００５９】緑色蛍光体としては、Ｂａ_1-XＡｌ
₁₂Ｏ₁₉：Ｍｎ_X、またはＺｎ_2-XＳｉＯ₄：Ｍｎ_Xで表され
る化合物が用いられる。Ｂａ_1-XＡｌ₁₂Ｏ₁₉：Ｍｎ_Xは、
その母体材料を構成するＢａ元素の一部がＭｎに置換さ
れた化合物であり、Ｚｎ_2-XＳｉＯ₄：Ｍｎ_Xは、その母
体材料を構成するＺｎ元素の一部がＭｎに置換された化
合物である。ここで、Ｂａ元素及びＺｎ元素に対するＭ
ｎ元素の置換量Ｘは、上記赤色蛍光体のところで説明し
た理由と同様の理由により、０．０１≦Ｘ≦０．１０の
範囲となることが好ましい。

【００６０】青色蛍光体としては、Ｂａ_1-XＭｇＡｌ₁₀
Ｏ₁₇：Ｅｕ_X、またはＢａ_1-x-yＳｒ_yＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：
Ｅｕ_Xで表される化合物が用いられる。Ｂａ_1-XＭｇＡｌ
₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ_X、Ｂａ_1-x-yＳｒ_yＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ_X
は、その母体材料を構成する２価のＢａ元素の一部が２
価のＥｕあるいは２価のＳｒに置換された化合物であ
る。ここで、Ｂａ元素に対するＥｕ元素の置換量ｘは、
上記と同様の理由により、前者の青色蛍光体は０．０３
≦ｘ≦０．２０，０．１≦ｙ≦０．５の範囲となること
が好ましい。また、前記２価のＥｕイオンと置換させる
３価のＥｕイオンの置換量はＢａＥｕ⁺² _1-aＥｕ⁺³ _aＭｇ
Ａｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕとすると０．１５≦ａ≦０．６５，の
範囲となることが好ましい。すなわち５０％〜８０％の
範囲がノズルの目詰まり防止に対して特に好ましい。

【００６１】これらの蛍光体の合成方法については後述
する。

【００６２】蛍光体インキに調合されるバインダとして
は、エチルセルローズやアクリル樹脂を用い（インキの
０．１〜１０ｗｔ％を混合）、溶媒としては、α−ター
ピネオール、ブチルカービトールを用いることができ
る。なお、バインダとして、ＰＭＡやＰＶＡなどの高分
子を、溶媒として、ジエチレングリコール、メチルエー
テルなどの有機溶媒を用いることもできる。

【００６３】本実施の形態においては、蛍光体粒子に
は、固相焼成法、水溶液法、噴霧焼成法、水熱合成法に
より製造されたものが用いられる。

【００６４】青色蛍光体 （Ｂａ_1-XＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ_Xについて）まず、一例
として、混合液作製工程において、原料となる、硝酸バ
リウムＢａ（Ｎｏ₃）₂、硝酸マグネシウムＭｇ（Ｎ
Ｏ₃）₂、硝酸アルミニウムＡｌ（ＮＯ₃）₃、硝酸ユーロ
ピウムＥｕ（ＮＯ₃）₂をモル比が１−ｘ：１：１０：ｘ
（０．０３≦ｘ≦０．２５）となるように混合し、これ
を水性媒体に溶解して混合液を作製する。この水性媒体
にはイオン交換水、純水が不純物を含まない点で好まし
いが、これらに非水溶媒（メタノール、エタノールな
ど）が含まれていても使用することができる。

【００６５】次に水和混合液を金あるいは白金などの耐
食性、耐熱性を持つものからなる容器に入れて、例えば
オートクレーブなどの加圧しながら加熱することができ
る装置を用い、高圧容器中で所定温度（１００〜３００
℃）、所定圧力（０．２ＭＰａ〜１０ＭＰａ）の下で水
熱合成（１２〜２０時間）を行う。

【００６６】次に、この粉体を還元雰囲気下（例えば水
素を５％、窒素を９５％含む雰囲気）で、所定温度、所
定時間（例えば、１３５０℃で２時間）焼成し、次にこ
れを分級し、これをＯ₂、Ｏ₂−Ｎ₂、Ｈ₂Ｏ−Ｎ₂あるい
はＯ₃−Ｎ₂中３５０℃〜１０００℃で焼成することによ
り、還元雰囲気下で作製した青色蛍光体中の２価のＥｕ
（還元雰囲気下で作製した青色蛍光体のＥｕはほとんど
２価）の内、５０％〜８０％を３価のＥｕで置換した所
望の青色蛍光体Ｂａ_1-XＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ_Xを得るこ
とができる。２価から３価への置換量のコントロール
は、Ｏ₂濃度、酸化時間、酸化温度を調整した。

【００６７】また、Ｏ₂、Ｏ₂−Ｎ₂、Ｈ₂Ｏ−Ｎ₂、Ｏ₃−
Ｎ₂中で焼成する時に、Ａｌ₂Ｏ₃やＳｉＯ₂、Ｌａ₂Ｏ₃，
等の酸化物やＬａＦ₂、ＡｌＦ₃等のフッ化物をこれらの
元素を含有する有機化合物（例えばアルコキシドやアセ
チルアセトン）を用いて蛍光体表面に加水分解法（蛍光
体紛とアルコール，および有機化合物を混合して有機化
合物を蛍光体表面で加水分解しその後アルコールを除去
し焼成する方法）を用いて付着させれば、青色蛍光体の
劣化特性やノズルの目詰まりはさらに改良される。なお
これらの酸化物やフッ化物のコーティング量は紫外線が
通過する必要から必要最小限が望ましい。すなわち０．
１μｍ以下、特に０．０１μｍ以下が望ましい。

【００６８】また、水熱合成を行うことにより得られる
蛍光体粒子は、形状が球状となり、かつ粒径が従来の固
相反応から作製されるものと比べて小さく（平均粒径：
０．０５μｍ〜２．０μｍ程度）形成される。なお、こ
こでいう「球状」とは、ほとんどの蛍光粒子の軸径比
（短軸径／長軸径）が、例えば０．９以上１．０以下と
なるように定義されるものであるが、必ずしも蛍光体粒
子のすべてがこの範囲に入る必要はない。

【００６９】また、前記水和混合物を金、または白金の
容器に入れずに、この水和混合物をノズルから高温炉に
吹き付けて蛍光体を合成する噴霧法によって得られた青
色蛍光体を用い、これをＯ₂、Ｏ₂−Ｎ₂、Ｈ₂Ｏ−Ｎ₂、
またはＯ₃−Ｎ₂中で焼成しても作製することができる。 （Ｂａ_1-x-yＳｒ_yＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ_Xについて）こ
の蛍光体は、上述したＢａ_1-XＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ_Xと
原料が異なるのみで固相反応法で作製する。以下、その
使用する原料について説明する。

【００７０】原料として、水酸化バリウムＢａ（ＯＨ）
₂、水酸化ストロンチウムＳｒ（ＯＨ）₂、水酸化マグネ
シウムＭｇ（ＯＨ）₂、水酸化アルミニウムＡｌ（Ｏ
Ｈ）₃、水酸化ユーロピウムＥｕ（ＯＨ）₂を必要に応じ
たモル比となるように秤量し、これらをフラックスとし
てのＡｌＦ₃と共に混合し、これを空気中１１００℃で
焼成後、還元雰囲気下（例えば水素を５％、窒素を９５
％の雰囲気）で所定温度（１１００℃から１６００℃で
２時間）で焼成する。次に、１１００℃〜１６００℃か
らの降温中の１０００℃以下３５０℃以上で、Ｏ₂、Ｏ₂
−Ｎ₂、Ｈ₂Ｏ−Ｎ₂あるいはＯ₃−Ｎ₂を焼成炉に導入し
て、Ｅｕの２価イオンの一部を３価のイオンで置換した
青色蛍光体を得る。

【００７１】なお蛍光体の原料として、酸化物、硝酸
塩、水酸化物を主に用いたが、Ｂａ、Ｓｒ、Ｍｇ、Ａ
ｌ、Ｅｕ等の元素を含む有機金属化合物、例えば金属ア
ルコキシドやアセチルアセトン等を用いて、蛍光体を作
製することもできる。また、Ｏ₂、Ｏ₂−Ｎ₂、Ｏ₃−Ｎ₂
中で焼成するときに、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＡｌＦ₃、Ｌ
ａ ₂Ｏ₃、ＬａＦ₂等を、同時に金属アルコキシドやアセ
チルアセトンを用いた加水分解法によってコーティング
すれば、蛍光体の劣化特性はさらに改良される。

【００７２】緑色蛍光体 （Ｚｎ_2-XＳｉＯ₄：Ｍｎ_Xについて）まず、混合液作製
工程において、原料である、硝酸亜鉛Ｚｎ（ＮＯ₃）、
硝酸珪素Ｓｉ（ＮＯ₃）₂、硝酸マンガンＭｎ（ＮＯ₃）₂
をモル比で２−Ｘ：１：Ｘ（０．０１≦Ｘ≦０．１０）
となるように混合し、次にこの混合溶液をノズルから超
音波を印加しながら１５００℃に加熱した後に噴霧して
緑色蛍光体を作製する。 （Ｂａ_1-XＡｌ₁₂Ｏ₁₉：Ｍｎ_Xについて）まず、混合液作
製工程において、原料である、硝酸バリウムＢａ（ＮＯ
₃）₂、硝酸アルミニウムＡｌ（ＮＯ₃）₂、硝酸マンガン
Ｍｎ（ＮＯ₃）₂がモル比で１−Ｘ：１２：Ｘ（０．０１
≦Ｘ≦０．１０）となるように混合し、これをイオン交
換水に溶解して混合液を作製する。

【００７３】次に、水和工程においてこの混合液に塩基
性水溶液（例えばアンモニア水溶液）を滴下することに
より、水和物を形成させる。その後、水熱合成工程にお
いて、この水和物とイオン交換水を白金や金などの耐食
性、耐熱性を持つものからなるカプセル中に入れて、例
えばオートクレーブを用いて高圧容器中で所定温度、所
定圧力（例えば、温度１００〜３００℃、圧力０．２Ｍ
Ｐａ〜１０ＭＰａ）の条件下で、所定時間（例えば、２
〜２０時間）水熱合成を行う。

【００７４】その後、乾燥することにより、所望のＢａ
_1-XＡｌ₁₂Ｏ₁₉：Ｍｎ_Xが得られる。この水熱合成工程に
より、得られる蛍光体は粒径が０．１μｍ〜２．０μｍ
程度となり、その形状が球状となる。次にこの粉体を空
気中で８００℃〜１１００℃でアニール後分級して、緑
色の蛍光体とする。

【００７５】赤色蛍光体 （（Ｙ、Ｇｄ）_1-XＢＯ₃：Ｅｕ_Xについて）混合液作製
工程において、原料である、硝酸イットリウムＹ₂（Ｎ
Ｏ₃）₃と水硝酸ガドリミウムＧｄ₂（ＮＯ₃）₃とホウ酸
Ｈ₃ＢＯ₃と硝酸ユーロピウムＥｕ₂（ＮＯ₃）₃を混合
し、モル比が１−Ｘ：２：Ｘ（０．０５≦Ｘ≦０．２
０）（ＹとＧｄの比は６５対３５）となるように混合
し、次にこれを空気中で１２００℃〜１３５０℃で２時
間熱処理した後、分級して赤色蛍光体を得る。 （Ｙ_2-XＯ₃：Ｅｕ_Xについて）混合液作製工程におい
て、原料である、硝酸イットリウムＹ₂（ＮＯ₃）₂と硝
酸ユーロピウムＥｕ（ＮＯ₃）₂を混合し、モル比が２−
Ｘ：Ｘ（０．０５≦Ｘ≦０．３０）となるようにイオン
交換水に溶解して混合液を作製する。

【００７６】次に、水和工程において、この水溶液に対
して塩基性水溶液（例えば、アンモニア水溶液）を添加
し、水和物を形成させる。

【００７７】その後、水熱合成工程において、この水和
物とイオン交換水を白金や金などの耐食性、耐熱性を持
つものからなる容器中に入れ、例えばオートクレーブを
用いて高圧容器中で温度１００〜３００℃、圧力０．２
ＭＰａ〜１０ＭＰａの条件下で、３〜１２時間水熱合成
を行う。その後、得られた化合物の乾燥を行うことによ
り、所望のＹ_2XＯ₃：Ｅｕ_Xが得られる。

【００７８】次に、この蛍光体を空気中で１３００℃〜
１４００℃２時間アニールした後、分級して赤色蛍光体
とする。この水熱合成工程により得られる蛍光体は、粒
径が０．１μｍ〜２．０μｍ程度となり、かつその形状
が球状となる。この粒径、形状は発光特性に優れた蛍光
体層を形成するのに適している。

【００７９】なお、上述したＰＤＰ１００の蛍光体層１
１０Ｒ、１１０Ｇについては、従来用いられてきた蛍光
体で、蛍光体層１１０Ｂについては、蛍光体を構成する
Ｅｕ２価のイオンの一部をＥｕの３価のイオンで置換し
た蛍光体粒子を使用した。特に、従来の青色蛍光体は、
本発明の青色蛍光体と比べて、各工程中の劣化が大きい
ため３色同時に発光した場合の白色の色温度は低下する
傾向があった。そのため、プラズマディスプレイ装置に
おいては、回路的に青色以外の蛍光体（赤、緑）のセル
の輝度を下げることにより白表示の色温度を改善してい
たが、本発明にかかる製造方法により製造された青色蛍
光体を使用すれば、青色セルの輝度が高まり、またパネ
ル作製工程中における劣化も少ないため、他の色のセル
の輝度を意図的に下げることが不要となる。したがっ
て、全ての色のセルの輝度を意図的に下げることが不要
となる。したがって、全ての色のセルの輝度をフルに使
用することができるので、白表示の色温度が高い状態を
保ちつつ、プラズマディスプレイ装置の輝度を上げるこ
とができる。

【００８０】また、本発明に係る青色蛍光体は、同じ紫
外線により励起、発光する蛍光灯にも応用することがで
きる。その場合には、蛍光管内壁に塗布されている従来
の青色蛍光体粒子を構成する２価のＥｕイオンを３価の
Ｅｕイオンで置換した青色蛍光体からなる蛍光体層に置
換すればよい。このように本発明を蛍光灯に適用すれ
ば、従来の蛍光灯より輝度及び輝度劣化に優れたものが
得られる。

【００８１】以下、本発明のプラズマディスプレイ装置
の性能を評価するために、上記実施の形態に基づくサン
プルを作製し、そのサンプルについて性能評価実験を行
った。その実験結果を検討する。

【００８２】作製した各プラズマディスプレイ装置は、
４２インチの大きさを持ち（リブピッチ１５０μｍのＨ
Ｄ−ＴＶ仕様）、誘電体ガラス層の厚みは２０μｍ、Ｍ
ｇＯ保護層の厚みは０．５μｍ、表示電極と表示スキャ
ン電極の間の距離は０．０８ｍｍとなるように作製し
た。また、放電空間に封入される放電ガスは、ネオンを
主体にキセノンガスを５％混合したガスであり、所定の
放電ガス圧で封入されている。

【００８３】試料Ｎｏ．１〜１１は、Ｅｕ²⁺を発光中心
とする青色蛍光体粒子であり、それぞれ焼成温度、焼成
時間、ガス流量比を変えることで、板径、板厚、板状比
及び粒子径の異なる形状の蛍光体を作製し、２価のＥｕ
の一部を３価のＥｕで置換した組成式Ｂａ_1-x-yＳｒ_yＭ
ｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ_xの結晶構造（０≦ｙ≦０．２５、
０．０３≦ｘ≦０．２５）から構成されている蛍光体を
用いたプラズマディスプレイ装置と、比較のために一般
的な２価のＥｕのみから構成される蛍光体を用いたプラ
ズマディスプレイ装置をそれぞれ作製した。作製した青
色蛍光体の一覧を表１に示す。試料Ｎｏ．１〜７のＰＤ
Ｐは各蛍光体の焼成温度をより高くして、平均板径を大
きく設定してある。また平均板厚は、焼成時間を短かく
することによって小さく設定してある。試料Ｎｏ．８〜
１１のＰＤＰは、比較例に係るＰＤＰである。試料Ｎ
ｏ．８〜１１のＰＤＰは、焼成温度と焼成時間をコント
ロールすることによって板状比を小さく設定している。
付活剤の濃度は、各色での濃度範囲においては、輝度に
対する影響は少なかった。緑色蛍光体粒子および赤色蛍
光体粒子は一般的に用いられているＺｎ_2-xＳｉＯ₄：Ｍ
ｎ_x（ｘ＝０．１）、（Ｙ，Ｇｄ）_1-xＢＯ₃：Ｅｕ_x（ｘ
＝０．１）を共通して用いた。

【００８４】また、蛍光体層の形成に使用した蛍光体イ
ンキは、各蛍光体粒子を使用して蛍光体、樹脂、溶剤、
分散剤を混合して作製した。

【００８５】そのときの蛍光体インキの粘度（２５℃）
について測定した結果を、いずれも粘度が１５００〜３
００００ＣＰの範囲に保たれている。形成された蛍光体
層を観察したところ、いずれも隔壁壁面に均一に蛍光体
インキが塗布され、しかも目詰まり無く塗布できた。ま
た、各色における蛍光体層に使用される蛍光体粒子につ
いては、平均粒径０．１〜３．０μｍ、最大粒径８μｍ
以下の粒径のものが各サンプルに使用されている。

【００８６】なおＥｕの価数状態は、ＸＡＮＥＳ法（Ｘ
−ｒａｙ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｎｅａｒ ｅｄｇｅ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）で測定し、２価のＥｕを主とする
青色蛍光体と２価のＥｕの一部を３価のＥｕで置換した
青色蛍光体を作製できていることを確認した。

【００８７】作製されたプラズマディスプレイ装置の完
成後のパネル検査において、青色セルを点灯させた時の
輝度を測定した。また、プラズマディスプレイ装置の寿
命劣化を評価するために、プラズマディスプレイ装置に
電圧２００Ｖ、周波数１００ｋＨｚの放電維持パルスを
１００時間連続して印加した後に、再度パネル検査を行
い、青色セルを点灯させた時の輝度を測定した。そこか
ら輝度劣化維持率（（（印加前の輝度−印加後の輝度）
／印加前の輝度）×１００）を求めた。

【００８８】結果を表１に示す。これらの青色の相対初
期輝度および輝度劣化変化率についての結果を述べる。

【００８９】

【表１】

【００９０】青色蛍光体において２価のＥｕを３価のＥ
ｕで置換していないサンプルでは、置換したサンプルと
比較してプラズマディスプレイ装置の実使用における輝
度劣化維持率が低いことを確認した。また、Ｅｕ３価へ
の置換量が少なすぎると輝度劣化維持率が改善されない
こと、Ｅｕ３価への置換量が多すぎると輝度劣化維持率
は改善されるが初期輝度が著しく低くなることを確認し
た。

【００９１】これは、青色蛍光体を構成する２価のＥｕ
の一部を３価のＥｕで置換することにより、青色蛍光体
中の酸素欠陥が大幅に減少し、結晶性が改善されたため
と考えられる。

【００９２】また、特に板状比を、上記範囲に設定する
ことで、板状比が小さい粒子と比較して初期輝度が向上
することを確認した。

【００９３】さらには、青色蛍光体において２価のＥｕ
を３価のＥｕで置換したサンプルの中でも、原材料にγ
−Ａｌ₂Ｏ₃を用いると初期輝度が向上することを確認し
た。

【００９４】（蛍光灯での評価）紫外線により励起され
ることにより発光する蛍光灯に本発明に係る蛍光体製造
方法を適用した蛍光体を用いた蛍光灯サンプルを作製し
た。

【００９５】ガラス管内壁に形成される蛍光体層に、Ｅ
ｕ²⁺を発光中心とする青色蛍光体粒子であり、２価のＥ
ｕの一部を３価のＥｕで置換した蛍光体を用いた蛍光灯
と、比較のために一般的な２価のＥｕのみから構成され
る蛍光体を用いた蛍光灯をそれぞれ作製した。この青色
蛍光体には、同一組成のＢａ_1-xＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ_x
（ｘ＝０．１）を用いた。緑色蛍光体粒子および赤色蛍
光体粒子は一般的に用いられているＺｎ_2-xＳｉＯ₄：Ｍ
ｎ_x（ｘ＝０．１）、（Ｙ，Ｇｄ）_1-xＢＯ₃：Ｅｕ_x（ｘ
＝０．１）を共通して用い、この条件下で作製した各色
の蛍光体を混合したものを塗布することによって得られ
る蛍光体層を形成した蛍光灯サンプルをそれぞれ作製し
た。

【００９６】青色蛍光体において、２価のＥｕを３価の
Ｅｕで置換していないサンプルでは、置換したサンプル
と比較して、１００時間連続点灯における輝度劣化維持
率が大きいことを確認した。

【００９７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、青色蛍光
体の形状を板状にし、その板径が０．３μｍ〜６μｍ
で、板厚が０．１μｍ〜２μｍで、板径と板厚の比が３
〜２５で、結晶中の２価のＥｕイオンの一部を３価Ｅｕ
イオンで置換した蛍光体粒子で蛍光体層を構成すること
によって、蛍光体層の実駆動での輝度劣化を防止するこ
とができ、ＰＤＰや蛍光灯の輝度及び寿命を改善するこ
とができるとともに、信頼性を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るプラズマディスプ
レイパネルの前面ガラス基板を除いた平面図

【図２】同パネルの画像表示領域の構造の一部を断面で
示す斜視図

【図３】同パネルを用いたプラズマディスプレイ装置の
ブロック図

【図４】同パネルの画像表示領域の構造を示す断面図

【図５】同パネルの蛍光体層を形成する際に用いるイン
キ塗布装置の概略構成図

【符号の説明】 １００ ＰＤＰ １０１ 前面ガラス基板 １０３ 表示電極 １０４ 表示スキャン電極 １０５ 誘電体ガラス層 １０６ ＭｇＯ保護層 １０７ アドレス電極 １０８ 誘電体ガラス層 １０９ 隔壁 １１０Ｒ 蛍光体層（赤） １１０Ｇ 蛍光体層（緑） １１０Ｂ 蛍光体層（青） １２２ 放電空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河村 浩幸 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 青木 正樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 大谷 光弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 日比野 純一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 4H001 CA02 CA04 CF02 XA08 XA12 XA13 XA38 XA56 YA63 5C028 FF11 FF12 5C040 FA01 FA04 GB03 GB14 GG08 KB03 KB28 MA03 MA10

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １色または複数色の放電セルが複数配列
   されるとともに、各放電セルに対応する色の蛍光体層が
   配設され、その蛍光体層が紫外線により励起されて発光
   するプラズマディスプレイパネルを備えたプラズマディ
   スプレイ装置であって、前記蛍光体層は青色蛍光体層を
   有し、その青色蛍光体層は、ＢＡＭ（Ｂａ_1-xＭｇＡｌ
   ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ_xまたはＢａ_1-x-yＳｒ_yＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：
   Ｅｕ_x）系青色蛍光体により構成され、その青色蛍光体
   は板状粒子であり、かつ板径が０．３μｍ〜６μｍ、板
   厚が０．１μｍ〜２μｍ、板径と板厚の比が３〜２５、
   比表面積が２．０〜３．０ｍ²／ｇ、付活剤としてのユ
   ーロピウム（Ｅｕ）の原子比ｘが０．０３＜ｘ＜０．２
   ５、０＜ｙ＜０．２５であることを特徴とするプラズマ
   ディスプレイ装置。
2. 【請求項２】 １色または複数色の放電セルが複数配列
   されるとともに、各放電セルに対応する色の蛍光体層が
   配設され、その蛍光体層が紫外線により励起されて発光
   するプラズマディスプレイパネルを備えたプラズマディ
   スプレイ装置であって、前記蛍光体層は青色蛍光体層を
   有し、その青色蛍光体層は、ＢＡＭ（Ｂａ_1-xＭｇＡｌ
   ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ_xまたはＢａ_1-x-yＳｒ_yＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：
   Ｅｕ_x；０＜ｙ＜０．２５）系青色蛍光体により構成さ
   れ、その青色蛍光体は板状粒子であり、かつ板径が０．
   ３μｍ〜６μｍ、板厚が０．１μｍ〜２μｍ、板径と板
   厚の比が３〜２５、付活剤としてのユーロピウム（Ｅ
   ｕ）の原子比ｘが０．０３＜ｘ＜０．２５で、かつユー
   ロピウム２価（Ｅｕ²⁺）が２０〜５０％、ユーロピウム
   ３価（Ｅｕ³⁺）が５０％〜８０％であることを特徴とす
   るプラズマディスプレイ装置。
3. 【請求項３】 紫外線により励起されて可視光を発光
   し、かつＢＡＭ（Ｂａ_{1- x}ＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ_xまたは
   Ｂａ_1-x-yＳｒ_yＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ_x）系青色蛍光体
   であって、その青色蛍光体は板状粒子であり、かつ板径
   が０．３μｍ〜６μｍ、板厚が０．１μｍ〜２μｍ、板
   径と板厚の比が３〜２５、比表面積が２．０〜３．０ｍ
   ²／ｇ、付活剤としてのユーロピウム（Ｅｕ）の原子比
   ｘが０．０３＜ｘ＜０．２５、０＜ｙ＜０．２５である
   ことを特徴とする蛍光体。
4. 【請求項４】 紫外線により励起されて可視光を発光
   し、かつＢＡＭ（Ｂａ_{1- x}ＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ_xまたは
   Ｂａ_1-x-yＳｒ_yＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ_x；０＜ｙ＜０．
   ２５）系青色蛍光体であって、その青色蛍光体は板状粒
   子であり、かつ板径が０．３μｍ〜６μｍ、板厚が０．
   １μｍ〜２μｍ、板径と板厚の比が３〜２５、付活剤と
   してのユーロピウム（Ｅｕ）の原子比ｘが０．０３＜ｘ
   ＜０．２５で、かつユーロピウム２価（Ｅｕ²⁺）が２０
   〜５０％、ユーロピウム３価（Ｅｕ ³⁺）が５０％〜８０
   ％であることを特徴とする蛍光体。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の蛍光体の製造方法にお
   いて、熱処理を施して、ユーロピウム２価（Ｅｕ²⁺）の
   内の５０％〜８０％をユーロピウム３価（Ｅｕ ³⁺）にす
   ることを特徴とする蛍光体の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項３または４に記載の蛍光体の製造
   方法において、ＢＡＭ系青色蛍光体の出発原材料にγア
   ルミナ（γ−Ａｌ₂Ｏ₃）を用いることを特徴とする蛍光
   体の製造方法。
7. 【請求項７】 請求項３または４に記載の蛍光体の製造
   方法において、ＢＡＭ系青色蛍光体の原材料の燃焼時
   に、０．０５〜０．５ｍｏｌ％のＭｇＦ₂、ＡｌＦ₃を融
   剤（フラックス）として添加して燃焼することを特徴と
   する蛍光体の製造方法。