JPH10195432A - プラズマディスプレイパネル用蛍光体 - Google Patents

プラズマディスプレイパネル用蛍光体

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JPH10195432A
JPH10195432A JP9004628A JP462897A JPH10195432A JP H10195432 A JPH10195432 A JP H10195432A JP 9004628 A JP9004628 A JP 9004628A JP 462897 A JP462897 A JP 462897A JP H10195432 A JPH10195432 A JP H10195432A
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JP
Japan
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phosphor
display panel
plasma display
fluorescent substance
pdp
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JP9004628A
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Futoshi Yoshimura
太志 吉村
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7783Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals one of which being europium
    • C09K11/7784Chalcogenides
    • C09K11/7787Oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
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    • C09K11/7783Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals one of which being europium
    • C09K11/7784Chalcogenides
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2211/00Plasma display panels with alternate current induction of the discharge, e.g. AC-PDPs
    • H01J2211/20Constructional details
    • H01J2211/34Vessels, containers or parts thereof, e.g. substrates
    • H01J2211/42Fluorescent layers

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  • Inorganic Chemistry (AREA)
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  • Organic Chemistry (AREA)
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  • Gas-Filled Discharge Tubes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】色純度を改善でき、プラズマディスプレイパネ
ルの発光効率を向上させることが可能な蛍光体およびそ
の蛍光体を使用したプラズマディスプレイパネル(PD
P)を提供する。 【解決手段】本発明の蛍光体は、一般式(Y1-a-b Gd
a Eub 2 3 (但し、0<a≦0.90,0.01
≦b≦0.20)で表されることを特徴とする。また本
発明のプラズマディスプレイパネルは、上記蛍光体4を
含有する発光層5を備えることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はプラズマディスプレ
イパネル用蛍光体に係り、特に色純度が改善され、プラ
ズマディスプレイパネルの発光層とした場合に発光効率
を大幅に高めることが可能なプラズマディスプレイパネ
ル用蛍光体および、その蛍光体を用いたプラズマディス
プレイパネルに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、従来の大型で高重量のブラウン管
(CRT)に代わるテレビ受像機としてプラズマディス
プレイパネル(PDP)が商品化の段階を抑え、広く普
及しつつある。PDPは、その構造上の特徴から従来の
ブラウン管型のCRTと比較して薄型化および軽量化が
容易であることから、大画面で、さらに薄型化が要求さ
れる壁掛けテレビを実現するための受像機として脚光を
浴びている。
【0003】図2はプラズマディスプレイパネルの構造
を模式的に示す断面図である。すなわちプラズマディス
プレイパネル1は、ガラスなどのように透光性を有する
前面側基板2と背面側基板3とを所定の放電空間10を
有するように対向配置した構造を有し、上記前面側基板
2の内面には蛍光体4粒子を含有する発光層5が形成さ
れる一方、上記背面側基板3の内表面にはストライプ状
の陽電極6および陰電極7が多数配置されている。各電
極群6,7は誘電体層8によって被覆されており、この
誘電体層8の表面は、さらに保護層9によって被覆され
ている。放電空間10の高さは0.1mm程度に設定さ
れ、放電した際に蛍光体4を励起させる紫外線を発生さ
せるために、上記放電空間10にはヘリウム(He)ガ
スもしくはネオン(Ne)ガスと数vol.%のキセノン
(Xe)ガスとから成る混合ガス11が封入されてい
る。
【0004】上記構成のプラズマディスプレイパネル1
において、電極6,7の放電空間10で混合ガス11の
キセノンに共鳴して放出された波長147nmの真空紫外
線(VUV)によって蛍光体4が励起される結果、可視
光が放射され所定の画像が表示される。
【0005】上記プラズマディスプレイパネル(PD
P)については、従来から画質の向上が最大の課題とな
っており、画面の明るさを表す輝度と白黒の明るさの比
であるコントラスト比とを両立させることを目的にして
精力的な改善が進められている。しかしながら、現時点
でブラウン管などのCRTに相当する画質には未だ到達
しておらず、PDPの構造および使用材料については、
さらに改良を加える余地が大きい。
【0006】現在、プラズマディスプレイパネル(PD
P)用の発光材料としては、一般的な蛍光ランプ用の蛍
光体やその改良品が使用されている。ところが、蛍光ラ
ンプ用の蛍光体は波長254nmの紫外線を可視光に変換
するのに対して、PDPにおいては波長147nmの紫外
線を可視光に変換することを基本原理としている。この
ような励起源の違いから、蛍光ランプ用の蛍光体が必ず
しもPDP用の蛍光体として特性が優れるとは限らな
い。しかしながら、波長147nmの紫外線を可視光に変
換する蛍光体の用途がPDP以外に存在しないために、
特性が優れた新規なPDP用蛍光体の開発が遅れている
現状である。
【0007】従来、プラズマディスプレイパネル(PD
P)の赤色発光蛍光体としては、一般式Y2 3 :Eu
で表わされるように、3価のユーロピウムで付活された
蛍光体が広く使用されている。この蛍光体は、その発光
ピーク波長が611nmに存在する希土類酸化物蛍光体で
ある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記一
般式Y2 3 :Euで表わされる赤色発光蛍光体を波長
147nmの紫外線で励起させた場合は、赤色領域におけ
る発光強度が低い上に、ディスプレイとして要求される
色純度が不十分となる問題点があった。そのため、この
蛍光体を蛍光膜中に含有させてPDPを形成した場合に
は、PDPの発光効率および色純度を向上させることは
極めて困難となる問題点があり、赤色領域において高い
発光強度を有する一方、色純度が高い蛍光体を開発する
ことが技術上の課題となっていた。
【0009】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、特に色純度を改善でき、プラズマディス
プレイパネルの発光効率を向上させることが可能な蛍光
体およびその蛍光体を使用したプラズマディスプレイパ
ネル(PDP)を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願発明者はY2 3 :Eu系蛍光体に種々の元素
成分を添加して各種組成を有する蛍光体を調製し、さら
にそれらの蛍光体組成物を使用して発光層を形成したP
DPを調製し、添加した元素の種類や添加量が各蛍光体
およびPDPの発光効率や色純度に及ぼす影響を実験に
より比較調査した。
【0011】その結果、Y2 3 :Eu系蛍光体にガド
リウム(Gd)を固溶させたときに、波長147nmの紫
外線励起下において高い発光高率および色純度が良好な
蛍光体が得られ、この蛍光体をPDPの発光層に含有さ
せたときに、発光効率および色純度に優れたPDPが初
めて得られることが判明した。本発明は上記知見に基づ
いて完成されたものである。
【0012】すなわち、本発明に係る蛍光体は、一般式
(Y1-a-b Gda Eub 2 3 (但し、0<a≦0.
90,0.01≦b≦0.20)で表されることを特徴
とする。また、aの値が0.4≦a≦0.6の範囲であ
ることが、さらに好ましい。
【0013】さらに本発明に係るプラズマディスプレイ
パネルは、一般式(Y1-a-b GdaEub 2 3 (但
し、0<a≦0.90,0.01≦b≦0.20)で表
される蛍光体を含有する発光層を備えることを特徴とす
る。
【0014】ここで、一般式中のa,bの値の範囲を限
定した理由を以下に述べる。
【0015】酸化物を構成するGd(ガドリウム)は、
蛍光体中に固溶させることにより、赤色領域における発
光エネルギーを高める効果を有し、本発明では、酸化物
(Gd2 3 )の重量比率aが0.90以下となるよう
に含有される。含有量が0.90を超えるようになると
発光強度が不十分となるためである。好ましい重量比率
aの範囲は0.05以上0.90未満の範囲である。さ
らに0.4以上0.6以下の範囲がさらに好ましい。
【0016】一方、Eu(ユーロピウム)は蛍光体の発
光効率を高める付活剤として作用し、Yに対して重量比
率bで0.01〜0.20の割合で添加される。添加割
合が重量比率bで0.01未満では発光効率が不十分で
あり、0.20を超えるとEuの濃度消光により発光効
率が却って低下することになる。
【0017】本発明に係る蛍光体の製造方法(合成方
法)は、特に限定されるものではなく、下記のような各
種蛍光体原料を所定成分組成となるように配合して製造
される。すなわち、酸化イットリウム(Y2 3 )また
はYの酸化物、炭酸塩、硝酸塩などのように熱処理する
ことにより容易にY2 3 を生成する化合物と、酸化ガ
ドリウム(Gd2 3 )またはGdの酸化物、炭酸塩、
硝酸塩などのように熱処理することにより容易にGd2
3 を生成する化合物と、酸化ユーロピウム(Eu2
3 )またはEuの酸化物、炭酸塩、硝酸塩などのように
熱処理することにより容易にEu2 3 を生成する化合
物とを所定量秤量し、塩酸、硝酸等の酸に溶解して、シ
ュウ酸を加えてシュウ酸塩として沈殿させる。この共沈
シュウ酸塩を1000℃で数時間分解し酸化物を得る。
さらに適量のフラックスを加え1300〜1500℃で
4〜5時間焼成する。次に得られた焼成物を粉砕し、さ
らに洗浄、乾燥処理を実施することより、本発明に係る
蛍光体が得られる。
【0018】上記構成に係る蛍光体によれば、Y
2 3 :Eu系蛍光体にGdを固溶させているため、赤
色発光領域における発光強度および色純度を大幅に高め
ることが可能になり、この蛍光体を発光層に含有させて
プラズマディスプレイパネルを形成した場合に、プラズ
マディスプレイパネルの発光効率および色純度を大幅に
向上させることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態について、
以下の実施例を参照して、より具体的に説明する。
【0020】実施例1 蛍光体原料として、Y2 3 粉末を53wt%、Gd2
3 粉末を40wt%、Eu2 3 粉末を7wt%を秤
量し、適量の硝酸に溶解し70℃の溶液とした。これに
シュウ酸(H2 2 4 ・2H2 O)を所定量投入しシ
ュウ酸塩として沈殿させた。得れらた共沈シュウ酸塩を
1000℃で3時間熱分解して、酸化物を得た。この酸
化物を1400℃で4時間焼成した。さらに得られた焼
成物をボールミルにより粉砕、さらに洗浄処理を実施す
ることにより、組成式(Y0.53Gd0.40Eu0.072
3 で表わされる蛍光体を得た。
【0021】比較例 実施例1において、Gd2 3 を全く添加しない点以外
は、実施例1と同様に処理することにより、組成式(Y
0.93Eu0.072 3 で表わされる比較例の蛍光体を得
た。
【0022】図1は、実施例1および比較例に係る蛍光
体の発光励起スペクトル分布を示すグラフである。Gd
を含有させた実施例1の蛍光体の放射エネルギーは、G
dを含有しない比較例の蛍光体と比較して増加している
ことが判明した。
【0023】この蛍光体の特性を評価するために、波長
が147nmの紫外線を蛍光体に照射して励起し、得られ
た発光スペクトルについて、発光輝度L1および色度を
測定した。なお、蛍光体の発光輝度L1は、Gd2 3
を含有しない従来の蛍光体(比較例)の発光輝度を基準
値100として相対的に示す。また蛍光体の発光色度
(x,y)は、発光後0時間および1000時間につい
て測定したものであり、発光色度の変化値Δxは初期発
光時の色度x0 から1000時間発光後における色度x
1000を差し引いた値である。またΔyも同様に色度yに
ついて求めたものである。発光色度についても、従来の
蛍光体(比較例)の色度を基準値(0,0)として相対
的に示している。
【0024】また、実施例1に係る蛍光体を含有する発
光層を形成し、図2に示すようなプラズマディスプレイ
パネルを製造し、製造直後における発光強度L2と、1
000時間点灯後における発光強度L3とを測定し、1
000時間後における発光強度L3の初期値L2に対す
る比率(L3/L2)を維持率として算出した。測定算
出結果を表1に示す。
【0025】表1に示す通り、実施例1に係る蛍光体の
発光輝度は、Gd2 3 を含有しない従来の蛍光体(比
較礼)と比較して110%と改善された。また、色度は
比較例に対してX=+0.020,Y=−0.020と
なり、明らかに発光効率が大幅に上昇し、色純度が向上
する結果が得られた。
【0026】また、実施例1に係る蛍光体を使用したプ
ラズマディスプレイパネル(PDP)の製造直後におけ
る発光強度は、従来の蛍光体である比較例(Y0.93Eu
0.072 3 を使用したPDPの発光強度に対して11
3%であった。また、色度は比較例に対してX=+0.
025,Y=−0.025となった。なお、1000時
間点灯後における発光強度の維持率も0.90となり、
比較例の0.85と比較して改善されており、発光効率
および色純度が共に優れたPDPが得られた。
【0027】実施例2 蛍光体原料として、Y2 3 粉末を70wt%、Gd2
3 粉末を20wt%、Eu2 3 粉末を10wt%を
秤量し、適量の硝酸に溶解し70℃の溶液とした。これ
にシュウ酸(H2 2 4 ・2H2 O)を所定量投入し
シュウ酸塩として沈殿させた。得れらた共沈シュウ酸塩
を1000℃で3時間熱分解して、酸化物を得た。この
酸化物を1400℃で4時間焼成した。さらに得られた
焼成物をボールミルにより粉砕、さらに洗浄処理を実施
することにより、組成式(Y0.70Gd0.20Eu0.102
3 で表わされる蛍光体を得た。
【0028】この蛍光体の特性を評価するために、波長
が147nmの紫外線を蛍光体に照射して励起し、得られ
た発光スペクトルについて、発光輝度L1および色度を
測定した。
【0029】また、実施例2に係る蛍光体を含有する発
光層を形成し、図2に示すようなプラズマディスプレイ
パネルを製造し、製造直後における発光強度L2と、1
000時間点灯後における発光強度L3とを測定し、1
000時間後における発光強度L3の初期値L2に対す
る比率(L3/L2)を維持率として算出した。測定算
出結果を表1に示す。
【0030】表1に示す通り、実施例2に係る蛍光体の
発光輝度はGd2 3 を含有しない従来の蛍光体(比較
例)と比較して108%と改善された。また、色度は比
較例に対してX=+0.015,Y=−0.020とな
り、明らかに発光効率が大幅に上昇し、色純度が向上す
る結果が得られた。
【0031】また、実施例2に係る蛍光体を使用したプ
ラズマディスプレイパネル(PDP)の製造直後におけ
る発光強度は、従来の蛍光体である比較例(Y0.93Eu
0.072 3 を使用したPDPの発光強度に対して11
0%であった。また、色度は比較例に対してX=+0.
018,Y=−0.023となった。なお、1000時
間点灯後における発光強度の維持率も0.88となり、
比較例の0.85と比較して改善されており、発光効率
および色純度が共に優れたPDPが得られた。
【0032】実施例3 蛍光体原料として、Y2 3 粉末を20wt%、Gd2
3 粉末を65wt%、Eu2 3 粉末を15wt%を
秤量し、適量の硝酸に溶解し70℃の溶液とした。これ
にシュウ酸(H2 2 4 ・2H2 O)を所定量投入し
シュウ酸塩として沈殿させた。得れらた共沈シュウ酸塩
を1000℃で3時間熱分解して、酸化物を得た。この
酸化物を1400℃で4時間焼成した。さらに得られた
焼成物をボールミルにより粉砕、さらに洗浄処理を実施
することにより、組成式(Y0.20Gd0.65Eu0.152
3 で表わされる蛍光体を得た。
【0033】この蛍光体の特性を評価するために、波長
が147nmの紫外線を蛍光体に照射して励起し、得られ
た発光スペクトルについて、発光輝度L1および色度を
測定した。
【0034】また、実施例3に係る蛍光体を含有する発
光層を形成し、図2に示すようなプラズマディスプレイ
パネルを製造し、製造直後における発光強度L2と、1
000時間点灯後における発光強度L3とを測定し、1
000時間後における発光強度L3の初期値L2に対す
る比率(L3/L2)を維持率として算出した。測定算
出結果を表1に示す。
【0035】表1に示す通り、実施例3に係る蛍光体の
発光輝度はGd2 3 を含有しない従来の蛍光体(比較
例)と比較して115%と改善された。また、色度は比
較例に対してX=+0.025,Y=−0.020とな
り、明らかに発光効率が大幅に上昇し、色純度が向上す
る結果が得られた。
【0036】また、実施例3に係る蛍光体を使用したプ
ラズマディスプレイパネル(PDP)の製造直後におけ
る発光強度は、従来の蛍光体である比較例(Y0.93Eu
0.072 3 を使用したPDPの発光強度に対して11
8%であった。また、色度は比較例に対してX=+0.
030,Y=−0.025となった。なお、1000時
間点灯後における発光強度の維持率も0.91となり、
比較例の0.85と比較して改善されており、発光効率
および色純度が共に優れたPDPが得られた。
【0037】実施例4 蛍光体原料として、Y2 3 粉末を40wt%、Gd2
3 粉末を58wt%、Eu2 3 粉末を2wt%を秤
量し、適量の硝酸に溶解し70℃の溶液とした。これに
シュウ酸(H2 2 4 ・2H2 O)を所定量投入しシ
ュウ酸塩として沈殿させた。得れらた共沈シュウ酸塩を
1000℃で3時間熱分解して、酸化物を得た。この酸
化物を1400℃で4時間焼成した。さらに得られた焼
成物をボールミルにより粉砕、さらに洗浄処理を実施す
ることにより、組成式(Y0.40Gd0.58Eu0.022
3 で表わされる蛍光体を得た。
【0038】この蛍光体の特性を評価するために、波長
が147nmの紫外線を蛍光体に照射して励起し、得られ
た発光スペクトルについて、発光輝度L1および色度を
測定した。
【0039】また、実施例4に係る蛍光体を含有する発
光層を形成し、図2に示すようなプラズマディスプレイ
パネルを製造し、製造直後における発光強度L2と、1
000時間点灯後における発光強度L3とを測定し、1
000時間後における発光強度L3の初期値L2に対す
る比率(L3/L2)を維持率として算出した。測定算
出結果を表1に示す。
【0040】表1に示す通り、実施例4に係る蛍光体の
発光輝度はGd2 3 を含有しない従来の蛍光体(比較
例)と比較して107%と改善された。また、色度は比
較例に対してX=+0.015,Y=−0.015とな
り、明らかに発光効率が大幅に上昇し、色純度が向上す
る結果が得られた。
【0041】また、実施例4に係る蛍光体を使用したプ
ラズマディスプレイパネル(PDP)の製造直後におけ
る発光強度は、従来の蛍光体である比較例(Y0.93Eu
0.072 3 を使用したPDPの発光強度に対して11
0%であった。また、色度は比較例に対してX=+0.
018,Y=−0.020となった。なお、1000時
間点灯後における発光強度の維持率も0.90となり、
比較例の0.85と比較して改善されており、発光効率
および色純度が共に優れたPDPが得られた。
【0042】実施例5〜10 蛍光体原料粉末として使用するGd2 3 の配合量を変
えて、最終的に表1に示す組成となるように調整した以
外は、実施例1と同様な処理手順に従って、実施例5〜
10に係る蛍光体をそれぞれ調整した。
【0043】そして、各蛍光体について、実施例1と同
様にして147nm紫外線を照射したときの発光輝度およ
び色度を測定した。また、実施例5〜10に係る蛍光体
を使用してPDPを製造し、製造直後における発光強
度、色度および1000時間発光後における発光強度を
維持率として算出した。測定算出結果を下記表1に示
す。
【0044】
【表1】
【0045】表1に示す結果から明らかなように、Y2
3 :Eu系蛍光体にGdを所定量だけ固溶させた各実
施例の蛍光体においては、上記元素を含まない比較例の
蛍光体と比較して発光輝度および色純度が大幅に向上す
ることが確認できた。また、各実施例の蛍光体を使用し
てPDPを製造した場合においても、製造直後および所
定時間発光後における発光強度および色純度が大幅に上
昇しており、発光効率とともに色純度に優れ、劣化が少
ないPDPが得られることが判明した。
【0046】
【発明の効果】以上説明の通り、本発明に係る蛍光体お
よびプラズマディスプレイパネル(PDP)によれば、
2 3 :Eu系蛍光体にガドリウム(Gd)成分を固
溶させているため、147nm紫外線励起下において、赤
色領域における発光強度(輝度)および色純度を大幅に
高めることが可能になり、この蛍光体を蛍光膜(発光
層)中に含有させてPDPを形成した場合に、PDPの
発光効率および色純度を大幅に向上させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1に係る蛍光体の発光励起スペ
クトル分布を比較例と共に示すグラフ。
【図2】プラズマディスプレイパネル(PDP)の構造
を模式的に示す断面図。
【符号の説明】
1 プラズマディスプレイパネル(PDP) 2 前面側基板(前面ガラス) 3 背面側基板(背面ガラス) 4 蛍光体 5 発光層 6 陽電極 7 陰電極 8 誘電体層 9 保護層 10 放電空間

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(Y1-a-b Gda Eub 2 3
    (但し、0<a≦0.90,0.01≦b≦0.20)
    で表されることを特徴とするプラズマディスプレイパネ
    ル用蛍光体。
  2. 【請求項2】 aの値が0.4≦a≦0.6の範囲であ
    ることを特徴とする請求項1記載のプラズマディスプレ
    イパネル用蛍光体。
  3. 【請求項3】 一般式(Y1-a-b Gda Eub 2 3
    (但し、0<a≦0.90,0.01≦b≦0.20)
    で表される蛍光体を含有する発光層を備えることを特徴
    とするプラズマディスプレイパネル。
  4. 【請求項4】 aの値が0.4≦a≦0.6の範囲であ
    ることを特徴とする請求項3記載のプラズマディスプレ
    イパネル。
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