(57)【要約】【課題】電気伝導性を有する発光材料を提供する。【解決手段】組成式Ｃａ４Ｔｉ３Ｏ１０で表されるチタン酸塩の母体にＰｒ（プラセオジウム）を発光中心イオンとして添加し、還元雰囲気で焼成することにより、電気伝導性を有する発光材料を製造できることを知見した。【選択図】図１
2008069201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶構造がルドルスデン−ホッパー型層状構造であり、組成式Ｃａ４−ｘＰｒｘＴｉ３Ｏ１０（０．０００１≦ｘ≦０．１）で表される発光材料。
【請求項２】
請求項１に記載の発光材料であって、１０−１２［Ｓ／ｃｍ］以上の電気伝導率を有することを特徴とする発光材料。
【請求項３】
ＣａＣＯ３粉末、ＴｉＯ２粉末、及びＰｒ６Ｏ１１粉末を還元雰囲気で焼成する工程を有することを特徴とする発光材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１［ｋＶ］程度以下の低加速電圧の電子線（低速電子線）を励起源として利用するＦＥＤ（Field Emission Display）等の表示装置に適用して好適な発光材料及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ペロブスカイト型構造に類似したルドルスデン−ホッパー（Ruddlesden-Popper）型層状構造を結晶構造として有するチタン酸塩Ａｎ＋１ＴｉｎＯ３ｎ＋１（ＡはＣａ又はＳｒ示し，ｎは１，２，∞を示す）のうち、希土類元素のＰｒをドープさせたＳｒＴｉＯ３，Ｓｒ２ＴｉＯ４，Ｓｒ３Ｔｉ２Ｏ７，Ｃａ３Ｔｉ２Ｏ７は可視光発光を示すことが報告されている（非特許文献１参照）。この中で、ＰｒをドープさせたＳｒ３Ｔｉ２Ｏ７とＣａ３Ｔｉ２Ｏ７は比較的強い赤色発光を示すことが知られている。
【非特許文献１】Japanese Journal of Applied Physics,44,1B,2005,pp761-764）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の蛍光体材料は、大気雰囲気で焼成することにより製造されるために絶縁体特性を有する。従って、上述の蛍光材料をＦＥＤ等で用いられる低速電子線によって励起した場合には、蛍光材料表面で帯電が生じ、後続の電子が蛍光体膜に侵入できず、良好な発光が期待できない。また、低速電子線励起下では、電子の侵入長が稼げないために、ＣＲＴ等で実施されている帯電防止のための処置（メタルバック）が施せない。このような背景から、低速電子線によって良好な発光特性を得るためには、電気伝導性を有する蛍光材料の提供が急務となっている。
【０００４】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電気伝導性を有する発光材料及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願発明の発明者らは、精力的な研究を重ねてきた結果、組成式Ｃａ４Ｔｉ３Ｏ１０で表されるチタン酸塩の母体にＰｒ（プラセオジウム）を発光中心イオンとして添加し、還元雰囲気で焼成することにより、電気伝導性を有する発光材料を製造できることを知見した。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の発光材料及びその製造方法によれば、電気伝導性を有する発光材料を提供することができる。また、本発明に係る発光材料を表示装置に適用した場合には、表示装置の信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【０００８】
〔実施例１〕
実施例１では、始めに、ＣａＣＯ３粉末，ＴｉＯ２粉末，及びＰｒ６Ｏ１１粉末を３．９９：３：０．００１６のモル比で秤量し、秤量した粉末と溶媒としてイソプロピルアルコールを円筒状のプラスチック製ポットに入れた。次に、プラスチック製ポットを１分間自転公転回転混合させた後、プラスチック製ポット内のスラリーを１分間超音波ホモジナイザーで分散させ、再度プラスチック製ポットを１分間自転公転回転混合させ、混合スラリーを得た。次に、得られた混合スラリーを１１０［℃］の窒素気流中で乾燥させ、実施例１の原料粉末を得た。次に、原料粉末を２００［ｋｇｆ／ｃｍ２］の圧力で一軸加圧成形することによりφ５０［ｍｍ］，厚さ５［ｍｍ］程度の円盤状成形体を作製し、作製した成形体をさらにＣＩＰ成形した後、焼成用黒鉛サヤに収納して焼成することにより、実施例１の蛍光材料を得た。なお、焼成処理には常圧カーボン炉を利用し、焼成温度１５００［℃］で１時間保持した後に冷却した。また、焼成雰囲気は、室温状態から０．１５［ＭＰａ］の窒素ガス又はアルゴンガスを導入した。
【０００９】
〔比較例１〕
比較例１では、ＣａＣＯ３粉末の代わりにＳｒＣＯ３粉末を用い、ＳｒＣＯ３粉末，ＴｉＯ２粉末，及びＰｒ６Ｏ１１粉末をモル比２．９９：２：０．００１６で秤量した以外は実施例１と同様の処理を行うことにより、比較例１の蛍光材料を得た。
【００１０】
〔比較例２〕
比較例２では、ＣａＣＯ３粉末，ＴｉＯ２粉末，及びＰｒ６Ｏ１１粉末をモル比０．９９：１：０．００１６で秤量した以外は実施例１と同様の処理を行うことにより、比較例２の蛍光材料を得た。
【００１１】
〔比較例３〕
比較例３では、ＣａＣＯ３粉末とＰｒ６Ｏ１１粉末の代わりにＳｒＣＯ３粉末とＥｕ２Ｏ３粉末を用い、ＳｒＣＯ３粉末，ＴｉＯ２粉末，及びＥｕ２Ｏ３粉末をモル比２．９９：２：０．００１６で秤量した以外は実施例１と同様の処理を行うことにより、比較例３の蛍光材料を得た。
【００１２】
〔電気伝導率〕
上記実施例１及び比較例１〜３の蛍光材料それぞれの電気伝導率をＪＩＳ  Ｃ２１４１に準じた方法により室温大気中で測定した。試験片形状はφ３５×１［ｍｍ］とし、主電極径１０［ｍｍ］，ガード電極内径２０［ｍｍ］，ガード電極外径３０［ｍｍ］，印加電極径３０［ｍｍ］となるように各電極を銀で形成した。印加電圧は１００［Ｖ／ｍｍ］とし、電圧印加後１分時の電流を読み取り、電気伝導率を算出した。この結果を以下の表１，２に示す。表１，２から明らかなように、実施例１の蛍光材料の電気伝導率は、比較例１〜３の電気伝導率よりも大幅に大きいことが明らかになった。
【表１】
2008069201.tif 000003
【表２】
2008069201.tif 000004
【００１３】
〔結晶相の評価〕
上記実施例及び比較例の蛍光材料の結晶相を（株）理学電機製の回転対陰極型Ｘ線回折装置（測定条件：ＣｕＫα線源，３５［ｋＶ］，２０［ｍＡ］，２θ＝１０〜７０°）を用いて同定した。代表として実施例１の蛍光材料から得られたＸ線回折プロファイルを図１に、その他の実施例及び比較例の蛍光材料についての同定結果を表１，２に示す。同定の結果、実施例１の蛍光材料はＣａ４Ｔｉ３Ｏ１０のみから形成され、比較例１〜３の蛍光材料も同様に単相であることが確認された。
【００１４】
〔発光強度〕
上記実施例及び比較例の蛍光材料の発光特性を日本分光（株）製の分光蛍光光度計ＦＰ−６３００を用いて測定した。具体的には、蛍光材料を専用ホルダー内に充填し、任意の紫外線波長域の励起光を照射し、蛍光（PhotoLuminescence：ＰＬ）スペクトルを測定した。得られたＰＬスペクトルのピーク波長における励起スペクトルを２２０〜４００［ｎｍ］の波長範囲で測定した。さらに励起スペクトルのピーク波長を照射して４００〜７００［ｎｍ］の波長範囲でＰＬスペクトルを測定し、最大強度を与える励起波長でのＰＬスペクトルを得た。図２に実施例１の蛍光材料から得られた最大励起波長でのＰＬスペクトル、図３に比較例１〜３の蛍光材料から得られた最大励起波長でのＰＬスペクトル、表１，２に実施例１及び比較例１〜３の蛍光材料から得られたＰＬスペクトルにおける最大ピーク波長を示す。図２から明らかなように、実施例１の蛍光材料はピーク波長６１１［ｎｍ］の赤色発光を示すことが確認された。また、比較例１〜３の蛍光材料は５７０［ｎｍ］以上６５０［ｎｍ］以下の波長範囲内に発光のピークを有することが確認された。
【００１５】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１の発光材料のＸ線回折プロファイルを示す。
【図２】実施例１の発光材料の光励起発光スペクトルを示す。
【図３】比較例１〜３の発光材料の光励起発光スペクトルを示す。
【図１】
2008069201.tif 000005
【図２】
2008069201.tif 000006
【図３】
2008069201.tif 000007