(57)【要約】【課題】低電圧及び高電流密度下で輝度特性が向上したイットリウム系赤色蛍光体、その製造方法及びこれを用いた表示素子を提供する。【解決手段】導電性物質を含むＹ２Ｏ３：Ｅｕ赤色蛍光体およびこれを用いた表示素子、ならびに、Ｙ２Ｏ３母体を含む溶剤に活性剤であるＥｕを共沈させて混合溶液を得る工程と、前記混合溶液に導電性物質を添加して撹拌する工程と、導電性物質が添加された前記混合溶液を熱処理して焼成混合物を得る工程と、前記焼成混合物を粉砕及び濾過して導電性物質を含むＹ２Ｏ３：Ｅｕ赤色蛍光体を形成する工程と、を含むことを特徴とするＹ２Ｏ３：Ｅｕ赤色蛍光体の製造方法である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性物質を含むＹ２Ｏ３：Ｅｕ赤色蛍光体。
【請求項２】
前記導電性物質がＳｎＯ２、ＷＯ３及びＩｎ２Ｏ３からなる群から選択される１種以上であることを特徴とする請求項１に記載の赤色蛍光体。
【請求項３】
前記導電性物質がＷＯ３であることを特徴とする請求項１に記載の赤色蛍光体。
【請求項４】
前記導電性物質の含有量が母体であるＹ２Ｏ３  １モルに対して０．１モル％ないし５モル％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の赤色蛍光体。
【請求項５】
前記導電性物質が母体であるＹ２Ｏ３と複合相を形成することを特徴とする請求項１に記載の赤色蛍光体。
【請求項６】
前記複合相がＹ２Ｏ３−ＷＯ３であることを特徴とする請求項５に記載の赤色蛍光体。
【請求項７】
Ｙ２Ｏ３母体を含む溶剤に活性剤であるＥｕを共沈させて混合溶液を得る工程と、
前記混合溶液に導電性物質を添加して撹拌する工程と、
導電性物質が添加された前記混合溶液を熱処理して焼成混合物を得る工程と、
前記焼成混合物を粉砕及び濾過して導電性物質を含むＹ２Ｏ３：Ｅｕ赤色蛍光体を形成する工程と、
を含むことを特徴とするＹ２Ｏ３：Ｅｕ赤色蛍光体の製造方法。
【請求項８】
前記導電性物質がＳｎＯ２、ＷＯ３及びＩｎ２Ｏ３からなる群から選択される１種以上であることを特徴とする請求項７に記載のＹ２Ｏ３：Ｅｕ赤色蛍光体の製造方法。
【請求項９】
前記熱処理は、１，５００℃ないし１，６００℃の温度で１時間ないし５時間行われることを特徴とする請求項７または８に記載のＹ２Ｏ３：Ｅｕ赤色蛍光体の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のＹ２Ｏ３：Ｅｕ赤色蛍光体を用いた表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輝度特性が改善されたイットリウム系蛍光体、その製造方法及びそれを用いた表示素子に係り、さらに具体的には、導電性物質を含み、低電圧及び高電流密度下で高い輝度特性を表す赤色蛍光体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子線照射により発光する陰極発光（ＣＬ：Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）蛍光体の効率を向上させる方法としては、共活性剤の添加、特にナノ粒子を用いた微細コーティングによる表面改質などが公知となっている。
【０００３】
例えば、（Ｓｎ１−ｘＥｕｘ）Ｏ２酸化物を利用した表面コーティングまたは固相反応法（例えば、特許文献１参照）の場合、ＳｎＯ２：Ｅｕは、それ自体がオレンジ−レッド（波長５９５ｎｍ）の色調を帯びる低電圧用蛍光体として知られており、電子伝導性である。
【特許文献１】韓国特許公開第２００１−００５７９１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示される従来の蛍光体合成法は、成分の添加、表面コーティングに係る追加的な工程が必要であり、特に表面コーティングと関連した工程条件が非常に複雑であるという短所がある。
【０００５】
また、ＹＯ−ＷＯ系に存在する五相のうち、Ｙ２Ｗ３Ｏ１２の場合、活性元素としてＥｕを利用した赤色蛍光体が知られているが、低電圧、高電流密度の電子線照射時におけるＣＬ蛍光体としての効率は、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕに比べて相対輝度値が６０％程度であるという問題がある。
【０００６】
本発明が解決しようとする技術的課題は、低電圧及び高電流密度下で輝度特性が向上したイットリウム系赤色蛍光体を提供することである。
【０００７】
本発明が解決しようとする他の技術的課題は、前記イットリウム系赤色蛍光体の製造方法を提供することである。
【０００８】
本発明が解決しようとするさらに他の技術的課題は、前記蛍光体を含む表示素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記技術的課題を解決するために、本発明は、導電性物質を含むＹ２Ｏ３：Ｅｕ赤色蛍光体を提供する。
【００１０】
本発明の一形態によれば、前記導電性物質は、ＳｎＯ２、ＷＯ３及びＩｎ２Ｏ３からなる群から選択された１種以上である。
【００１１】
本発明の一形態によれば、前記導電性物質は、ＷＯ３である。
【００１２】
本発明の一形態によれば、前記導電性物質の含有量は、母体であるＹ２Ｏ３  １モルに対して０．１モル％ないし５モル％である。
【００１３】
本発明の一形態によれば、前記導電性物質は、母体であるＹ２Ｏ３と複合相を形成する。
【００１４】
本発明の一形態によれば、前記複合相は、Ｙ２Ｏ３−ＷＯ３である。
【００１５】
前記他の技術的課題を解決するために、本発明は、Ｙ２Ｏ３母体を含む溶剤に活性剤であるＥｕを共沈させ混合溶液を得る工程と、前記混合溶液に導電性物質を添加して撹拌する工程と、導電性物質が添加された前記混合溶液を熱処理して焼成混合物を得る工程と、前記焼成混合物を粉砕及び濾過して導電性物質を含むＹ２Ｏ３：Ｅｕ赤色蛍光体を形成する工程とを含むＹ２Ｏ３：Ｅｕ赤色蛍光体の製造方法を提供する。
【００１６】
本発明の一形態によれば前記熱処理は、１，５００℃ないし１，６００℃の温度で１時間ないし５時間行われる。
【００１７】
前記さらに他の技術的課題を解決するために、本発明は、前記導電性物質を含むＹ２Ｏ３：Ｅｕ赤色蛍光体を用いた表示素子を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明による導電性物質含有の赤色蛍光体は、内部に形成された複合相による量子効率などの向上により、蛍光体により高い発光を提供でき、導電性物質を含有していない純粋なＹ２Ｏ３：Ｅｕ母体と比較して、低電圧及び高電流密度下で改善された輝度特性を表す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明をさらに具体的に説明する。
【００２０】
本発明は、導電性物質を含む赤色蛍光体に係り、前記赤色蛍光体は、活性剤がユーロピウムであるイットリウム酸化物蛍光体を母体とする。前記導電性物質は、好ましくは前記蛍光体母体と複合相を形成して半導体性（ｎ型）を示し、従来の導電性蛍光体とは異なり、添加及びコーティング、特に表面コーティングと関連した複雑な工程を必要としない。
【００２１】
本発明による導電性物質を含む赤色蛍光体は、例えば、母体であるＹ２Ｏ３：Ｅｕ蛍光体に導電性物質を添加及び熱処理し、前記母体と複合相を形成させて得られる。前記導電性物質は、半導体性（ｎ型）を表す半導体物質であることが好ましく、これにより、母体内に存在する剰余電子が導電性を付与する。かような導電性物質としては、例えば、ＷＯ３、ＳｎＯ２及びＩｎ２Ｏ３からなる群から選択された１種以上を使用でき、特に望ましくは、ＷＯ３を使用できる。
【００２２】
例えば、前記ＷＯ３を導電性物質として使用する場合、熱処理工程によって母体であるＹ２Ｏ３と結合してＹ２Ｏ３−ＷＯ３複合相を形成し、かような複合相として、さまざまなものが知られている。代表的な複合相として、フルオライトタイプ（ｆｌｕｏｒｉｔｅ−ｔｙｐｅ）構造であるＹ６ＷＯ１２：Ｅｕ蛍光体は、赤色発光を表し、量子効率が１５％と非常に低いことが知られている（Ｈａｎｓ  Ｊ．Ｂｏｒｃｈａｒｄｔ，Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，ｖｏｌ．２，ｐ．１７０（１９６３））が、母体であるＹ２Ｏ３：Ｅｕに追加的な発光を提供し、発光効率を改善すると見られる。特に、低電圧、高電流密度下で電子線照射時の輝度特性が改善される効果を有する。
【００２３】
本発明の赤色蛍光体母体における導電性物質の含有量は、母体であるＹ２Ｏ３  １モルに対して０．１モル％ないし５モル％であり、前記含有量が０．１モル％未満である場合、本発明で目的とする導電性付与効果がほとんどなく、前記含有量が５モル％を超える場合には、母体の含有量が減少し、蛍光体の発光特性が低下するので望ましくない。さらに望ましい含有量範囲は、母体であるＹ２Ｏ３  １モルに対して１モル％ないし５モル％である。
【００２４】
前記本発明による導電性物質を含む赤色蛍光体は、次のような製造方法によって製造可能である。
【００２５】
本発明による前記導電性物質を含む赤色蛍光体は、Ｙ２Ｏ３母体を含む溶剤に活性剤であるＥｕを共沈させて混合溶液を得て、前記混合溶液に導電性物質を添加及び撹拌した後、この溶液を熱処理して得られた焼成混合物を粉砕及び濾過し、導電性物質を含むＹ２Ｏ３：Ｅｕ赤色蛍光体を製造する。
【００２６】
前記製造方法で用いられる溶剤としては、一般的に蛍光体製造で使われるものならば、特に制限されないが、前記蛍光体母体に対して撹拌が可能なほどの十分な含有量で使用することが望ましい。
【００２７】
本発明による蛍光体母体と導電性物質との複合相は、前記製造工程中に熱処理工程で形成され、かような熱処理工程は、大気雰囲気下、あるいは窒素のような不活性ガス雰囲気下で行われることが望ましい。
【００２８】
前記熱処理工程で焼成を行う場合、焼成温度は、１，５００℃ないし１，６００℃が望ましい。前記焼成温度が１，５００℃未満である場合には、十分な焼成が行われず、導電性物質と蛍光体母体との十分な複合相の形成が得られない場合があり、前記焼成温度が１，６００℃を超える場合には、ナノ粒子成長による、焼成完了後における蛍光体の発光輝度の低下のような問題があって望ましくない。
【００２９】
前記熱処理工程で行われる焼成において、焼成時間は、１時間ないし５時間が望ましい。焼成時間が１時間未満である場合には、十分な焼成がなされない場合があり、５時間を超える場合には、焼成時間に見合った効果が得られないおそれがある。
【００３０】
前記製造方法で使われる蛍光体母体は、Ｙ２Ｏ３であり、それは従来から公知ものをそのまま使用でき、そこに活性剤としてＥｕを共沈させて使用する。前記活性剤であるＥｕの使用量は、従来公知の一般の方法によって含有量を定めることができ、例えば、前記母体１モルに対して約５．７質量％の濃度で使用できる。
【００３１】
前記導電性物質としては、前述のようなｎ型の半導体性物質であって母体内に存在する剰余電子から導電性を付与されるものが好ましく、具体的には、特に制限されないが、例えば、ＷＯ３、ＳｎＯ２及びＩｎ２Ｏ３からなる群から選択された１種以上を使用でき、特に望ましくは、ＷＯ３を使用できる。かようなＷＯ３を導電性物質として使用する場合、熱処理工程により、母体であるＹ２Ｏ３と結合してＹ２Ｏ３−ＷＯ３複合相を形成する。
【００３２】
前記製造方法で、導電性物質の添加量は、母体であるＹ２Ｏ３  １モルに対して好ましくは０．１モル％ないし５モル％であり、前記添加量が０．１モル％未満である場合、本発明で目的とする赤色蛍光体の母体への導電性付与効果が得られないおそれがあり、前記添加量が５モル％を超える場合には、母体の含有量が減少し、蛍光体の発光特性が低下するおそれがある。さらに望ましい含有量範囲は、母体であるＹ２Ｏ３  １モルに対して１モル％ないし５モル％である。
【００３３】
前記焼成に続く後続工程は、一般的な蛍光体の製造方法と類似しており、特別の制限なしに従来の方法、例えば、粉砕及び／または濾過工程を行って本発明の導電性物質を含む赤色蛍光体を製造できる。
【００３４】
本発明の方法によって製造された導電性物質含有の赤色蛍光体は、内部に形成された複合相による量子効率などの向上により、蛍光体に追加的な発光を提供でき、導電性物質を含有していない純粋なＹ２Ｏ３：Ｅｕ母体と比較し、低電圧及び高電流密度下で改善された輝度特性を表す。
【００３５】
このように、改善された輝度特性により、本発明による赤色蛍光体は、多様な表示素子、例えば、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）、ＦＥＤ（フィールドエミッションディスプレイ）、ＶＦＤ（蛍光表示管）、ＣＲＴ(陰極線管）などに利用可能であり、特にＣＲＴに有用に使用可能である。
【実施例】
【００３６】
以下では、本発明を実施例を挙げて詳細に説明するが、本発明がそれらに限定されるものではなく、当業者ならば、本発明の範囲内で多様な変形を介して本発明が目的とするところと同じ効果を得ることも可能であると分かる。
【００３７】
＜実施例１＞
まず、基本材としてＹ２Ｏ３（ＡＭＲ社から入手可能）母体に、５．７質量％のＥｕを共沈させた赤色蛍光体に、添加酸化物であるＷＯ３を前記Ｙ２Ｏ３母体１モルに対して１モル％の濃度で添加した。その後、前記混合物を十分に撹拌した後、大気雰囲気で、焼成温度１５５０℃で３時間熱処理した。熱処理が完了した焼成混合物に対して粉砕及び濾過を行って、最終的にＹ２Ｏ３−ＷＯ３複合相の存在するＹ２Ｏ３：Ｅｕ赤色蛍光体を得た。
【００３８】
＜実施例２＞
前記実施例１でＷＯ３の含有量を、１モル％の代わりに０．１モル％としたことを除いては、前記実施例１と同じ方法を行い、Ｙ２Ｏ３−ＷＯ３複合相が存在するＹ２Ｏ３：Ｅｕ赤色蛍光体を得た。
【００３９】
＜実施例３＞
前記実施例１でＷＯ３の含有量を、１モル％の代わりに０．５モル％としたことを除いては、前記実施例１と同じ方法を行い、Ｙ２Ｏ３−ＷＯ３複合相が存在するＹ２Ｏ３：Ｅｕ赤色蛍光体を得た。
【００４０】
＜実施例４＞
前記実施例１でＷＯ３の含有量を、１モル％の代わりに５モル％としたことを除いては、前記実施例１と同じ方法を行い、Ｙ２Ｏ３−ＷＯ３複合相が存在するＹ２Ｏ３：Ｅｕ赤色蛍光体を得た。
【００４１】
＜実験例１：相分析実験＞
実施例１で得られた赤色蛍光体の相分析結果を図１に示す。
【００４２】
図１から分かるように、添加物であるＷＯ３の添加量がＹ２Ｏ３母体１モルに対して１モル％の場合には、文献（Ｈａｎｓ  Ｊ．Ｂｏｒｃｈａｒｄｔ，Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）に報告されているように、ＹＯ−ＷＯ複合相が混在されているということを確認することができた。
【００４３】
＜実験例２：光特性実験＞
前記実施例１で得られた赤色蛍光体を用いた、複合酸化物が存在する赤色蛍光体のＣＬ光特性の結果を図２に表した。図２は、複合相の存在しない純粋なＹ２Ｏ３：Ｅｕ蛍光体のＣＬ強度に対する実施例１の赤色蛍光体のＣＬ強度を示す。
【００４４】
図２から分かるように、複合相の存在しない純粋なＹ２Ｏ３：Ｅｕ蛍光体と比較し、高電流密度条件である３．５μＡ／ｃｍ２以上の電子線照射条件では、輝度特性が５％ほど改善されているということが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
導電性物質を含むイットリウム系蛍光体、その製造方法及びそれを採用した表示素子は、例えば    このように、改善された輝度特性により、本発明による赤色蛍光体は、多様な表示素子、例えばＰＤＰ、ＦＥＤ、ＶＦＤ、ＣＲＴなどに利用でき、特にＣＲＴに有用に使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施例１で得られた導電性物質（ＷＯ３）を含むイットリウム系赤色蛍光体の相分析結果を表すグラフである。
【図２】実施例１で得られた導電性物質（ＷＯ３）を含むイットリウム系赤色蛍光体と純粋なイットリウム系赤色蛍光体の電流密度による輝度特性の比較を表すグラフである。
【図１】
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【図２】
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